약 6천만 광년 떨어진 우주에서 두 개의 나선은하가 서로의 중력에 이끌려 모습을 바꿔가고 있다. 수억 년 동안 충돌과 상호작용을 이어오며 하나의 은하로 합쳐지고 있는 ‘안테나 은하(Antennae Galaxies)’다.

자연과 과학 관련 콘텐츠를 소개하는 ‘Nature is Amazing’은 27일 X 계정을 통해 안테나 은하의 모습을 공개했다. 게시물은 “약 6천만 광년 떨어진 두 은하가 충돌하고 있으며 천천히 하나의 은하로 합쳐지고 있다”고 설명했다.

안테나 은하는 NGC 4038과 NGC 4039로 불리는 두 나선은하로 이뤄져 있다. 지구에서 까마귀자리 방향으로 약 6천만 광년 떨어진 곳에 있으며, 서로의 강한 중력에 영향을 받으며 충돌과 합병 과정을 거치고 있다.

두 은하 역시 과거에는 각각 독립된 나선은하였다. 그러나 수억 년 전 서로 가까워지기 시작하면서 모습이 크게 달라졌다. 한 은하의 중력이 다른 은하의 별과 가스, 먼지를 잡아당기면서 기존의 나선 구조가 흐트러지고 길게 늘어지기 시작했다.

이 과정에서 만들어진 독특한 모습이 ‘안테나 은하’라는 이름으로 이어졌다. 두 은하 바깥쪽으로 별과 가스가 길게 뻗어 나가며 거대한 두 개의 꼬리를 만들었는데, 그 모습이 곤충의 더듬이를 닮았다. 천문학에서는 이처럼 은하 간 중력 작용으로 만들어지는 구조를 ‘조석 꼬리(tidal tails)’라고 부른다.

NASA에 따르면 안테나 은하의 긴 조석 꼬리는 두 은하가 처음 가까이 접근했던 약 2억~3억 년 전 형성된 것으로 추정된다. 현재 우리가 보는 모습에는 두 은하가 오랜 시간 서로에게 영향을 주며 변화해온 흔적이 그대로 남아 있는 셈이다. 

은하가 충돌한다고 해서 그 안의 별들이 잇따라 서로 부딪히는 것은 아니다. 은하에는 수많은 별이 존재하지만 별과 별 사이의 거리가 매우 멀기 때문이다. 대신 은하 전체에 작용하는 중력이 구조를 변화시키고, 가스와 먼지를 한곳으로 밀어 넣거나 압축한다.

이러한 변화는 새로운 별의 탄생으로 이어진다. 안테나 은하는 짧은 기간에 많은 별이 만들어지는 ‘스타버스트(starburst)’ 현상을 관측할 수 있는 대표적인 천체다. 허블우주망원경으로 촬영한 안테나 은하에서는 푸른빛을 띠는 젊은 성단과 붉거나 분홍빛으로 보이는 별 생성 영역이 곳곳에서 확인된다. 

두 은하의 합병은 아직 진행 중이다. 서로의 중력에 이끌려 계속해서 구조가 달라지고 있으며, 앞으로 두 은하의 중심부까지 합쳐지면서 결국 하나의 큰 은하로 변화할 것으로 예상된다.

안테나 은하는 천문학자들에게 은하의 성장과 진화를 연구할 수 있는 중요한 관측 대상이기도 하다. 두 은하가 만나면서 기존 구조가 어떻게 달라지는지, 충돌이 새로운 별과 성단의 탄생에 어떤 영향을 미치는지를 비교적 가까운 우주에서 관찰할 수 있기 때문이다.

지구에서 바라본 안테나 은하는 한 장의 사진 속에 멈춰 있는 것처럼 보인다. 그러나 그 안에서는 인간의 시간으로는 가늠하기 어려운 수억 년의 변화가 이어지고 있다. 서로 다른 두 은하가 천천히 형태를 바꾸며 하나의 새로운 은하로 향하고 있는 순간이다.