1. 개요
거대 인력체(巨大引力體, Great attractor)는 태양계에서 은하수 방향으로 약 2억 광년 거리에 떨어져 있는 강력한 중력을 가진 천체 또는 구역을 의미한다. 허블-르메트르 법칙 및 국부 은하군, 처녀자리 초은하단을 포함한 근방의 은하단들의 운동속도[1]를 비교한 결과, 해당 위치에 중력 구심점을 할 것으로 추측되는 물체가 비정되었다. 그 정체는 라니아케아 초은하단의 축 역할을 하는 고밀도의 은하단으로 추측되며, 규모는 대략 우리 은하 질량의 수만 배 이상이다.2. 특징
사진은 국부 은하군과 처녀자리 은하단 등을 포함하는 라니아케아 초은하단과 그 근방의 지도인데, 수직으로 교차하는 T자형 필라멘트의 교차 지점에 거대 인력체가 위치해 있다. 참고로 우리 은하는 파란 점으로 표시되어 있는데, 즉 필라멘트의 변방에 위치한다.
허블 법칙에 따르면 상수와 거리에 곱에 따라 은하(은하단)의 후퇴속도가 결정되는데, 실제로 우주는 서로간의 중력이 작용하므로 그 운동은 좀 복잡한 양상으로 나타난다. 은하단과 은하단 사이에 작용하는 중력은 우주의 팽창보다 우세하게 작용하기 때문에 서로를 가깝게 만들지는 못하더라도 그 후퇴속도는 눈에 띄게 변화시킬 수 있다.[2] 이로 인해 우리 은하를 비롯한 처녀자리 초은하단은 대략 거대 인력체 방향으로 약 600km/s의 속도로 끌려가고 있다.[3] 거대 인력체가 발생시키는 은하의 특이속도의 범위는 -700km/s ~ 700km/s 정도로 나타난다.
3. 발견
거대 인력체의 위치는 1986년에 최종적으로 정립이 되었으며, 태양계로부터 남쪽삼각형자리와 직각자자리 방향으로 약 2억에서 2억 5천만 광년 떨어져 있다고 추정되고, 밤하늘에서 바다뱀자리, 직각자자리를 지나 센타우루스자리, 남쪽삼각형자리까지 넓게 위치해 있다. 매우 흥미로운 천체임에는 틀림없지만 하필이면 은하수 너머에 있기 때문에 연구에 상당한 어려움이 있다.[4]거대 인력체의 존재가 드러나기 시작한 20세기 후반부에 은하들의 특이속도를 통해 추정된 질량은 태양의 1경(1016)배 이상이었으나, 나중의 탐사를 통해 추정된 질량은 그의 십분의 일에서 백분의 일 정도이다. 처음의 측정값이 더 컸던 이유는 처음 탐사 과정에서 일어난 편향(bias) 효과와 거대 인력체 너머에 위치한 더 무거운 초은하단, 섀플리 초은하단[5]을 고려하지 못했기 때문이다.
거대 인력체의 내부에 있는 것으로 밝혀진 천체는 무거운 직각자자리 은하단(Abell 3627)[6]이 있다. 2016년 발표에 따르면 전파 망원경과 신기술을 통해 거대 인력체 영역에서 883개의 은하가 무더기로 발견되었으며, 이들을 통해 두 개의 은하단과 세 개의 은하 집중영역이 발견되었다고 한다. 따라서 거대 인력체는 더 이상 불가사의한 영역으로 치부될 수 없을 것이다. 뉴스 기사
거대 인력체는 2014년 하순에 발표된 R. 브렌트 툴리와 동료들의 연구를 통해 새롭게 정의된 초은하단, 라니아케아 초은하단의 중심핵의 역할을 한다. 표준 우주론 모형에 따라 우주의 대규모 구조의 진화에서, 수많은 은하단들로 이루어진 필라멘트가 교차하는 영역은 필연적으로 대량의 암흑물질과 보통 물질[7]로 이루어진 대규모의 은하 집중 영역이 형성된다. 거대 인력체 역시 두 은하 필라멘트가 교차하는 지점에 위치해 있기 때문에 엄청나게 무겁다. 따라서 그 실체는 라니아케아 초은하단을 이루는 거대한 부속 초은하단[8]일 것이다.
거대 인력체 관련 최신 연구들을 정리해서 소개하는 영상. 회피대에 숨어있는 은하단을 찾는 CIZA(Cluster in Zone of avoidance) 관측을 통해 돛자리 초은하단(Vela Supercluster)이 발견되었다. 돛자리 초은하단의 중심 은하단은 약 8억 광년 떨어져 있으며 거대 인력체와 섀플리 초은하단 뒤편에 자리하고있다. 돛자리 초은하단은 우리은하의 전체 움직임 중에서 약 50km/s의 속도를 만들어낸다. 하지만 여전히 거대 인력체 전체의 중력을 모두 설명하지는 못한다.
[1]
특이속도(peculiar velocity)라고 한다.
[2]
이 변화량을 특이속도(특이운동)라고 한다.
[3]
그러나, 앞서 말한 우주의 팽창으로 인해 거대 인력체에 끌려가는 속도보다 멀어지는 속도가 더 빠르며, 앞으로 더 빠르게 멀어질 예정이다. 현재 후퇴속도는 거대 인력체의 중심인 직각자자리 은하단을 기준으로 4841km/s로 끌려가는 속도보다 훨씬 빠르다.
[4]
우리 은하의 원반을 측면에서 보면 지구에서 보이는 것처럼 은하수의 형태가 되는데, 이 은하수는 수많은 별과 티끌로 이루어져 있기 때문에 성간소광과 적색화가 심하다. 특히 심각한 영역(은하수의 가장 안쪽)은 회피대(zone of avoidance)라고 일컫는다.
[5]
사진의 좌측 상단에 있는 초록색 영역이다. 지구로부터
센타우루스자리방향으로 약 6억 5천만 광년 떨어져 있으며 최근에 측정된 거대 인력체보다 네 배 무겁고(속박질량이 1014 태양질량으로 추정된다.)
관측 가능한 우주에서 가장 큰 초은하단이다. 참고로 그 오른편의 영역은 머리털자리 초은하단으로, 그 속에 수많은 점(은하)으로 이루어진 곧은 선형 구조는 장벽(great wall)이라 불리는 CfA2 벽을 이룬다.
[6]
이 은하단은 거대 인력체의 중앙에 위치하여 거대 인력체의 중심점 역할을 한다.
[7]
ordinary matter, 암흑물질(dark matter)과 구분하기 위해 중입자 물질 등 관측되는 물질들의 총칭.
[8]
처녀자리 초은하단, 센타우루스자리 초은하단과 같이 라니아케아 초은하단이 정의되기 이전부터 밝혀졌던 초은하단들.