How big is 에이벨 2029?

에이벨 2029는 지구에서 약 10억 광년 떨어진 처녀자리 방향에 있는 큰 은하단이다. 은하단이 자체 중력 아래 안정을 이룬 경계까지를 재면 약 1250만 광년에 걸쳐 있다. 광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리이다. 1광년은 약 9조 4600억 킬로미터이다.

크기

은하단에는 뚜렷한 가장자리가 없다. 은하와 뜨거운 가스, 암흑 물질은 바깥으로 갈수록 서서히 옅어지고, 바깥에서는 물질이 계속 끌려 들어온다. 그래서 천문학자들은 비리얼 반지름이라는 표준 경계까지를 은하단의 크기로 잰다. 이 경계 안쪽에서는 은하단의 가스가 중력 아래 균형을 이루었지만, 바깥쪽에서는 물질이 아직 안으로 떨어지고 있다.

2012년 스티븐 워커와 동료들은 스자쿠 X선 위성으로 은하단의 뜨거운 가스를 그 경계까지 지도로 만들었다. 이들은 반지름을 약 1.9메가파섹으로 잡았다. 1메가파섹은 약 326만 광년이다. 2019년 주비 손과 동료들이 은하단의 은하들을 조사한 연구도 거의 같은 반지름을 사용한다. 이에 따라 은하단은 약 1250만 광년에 걸쳐 있으며, 불확실성은 어느 쪽으로든 100만 광년 미만이다.

물질은 이 경계를 훨씬 넘어서도 이어진다. 은하들이 아직 은하단 쪽으로 떨어지고 있는 주변 영역에서, 주비 손 연구진은 중심에서 약 2900만 광년 떨어진 곳까지 구성원 은하를 찾아냈다. 이 거리는 시선 방향이 아니라 하늘에 투영된 거리로 잰 값이다.

크기 비교

에이벨 2029는 너비가 지름 약 10만 광년인 우리 은하 원반의 약 125배이다.
우리 은하를 농구공 크기로 줄인다면, 에이벨 2029는 너비가 약 30미터일 것이다.
에이벨 2029의 너비는 우리 은하에서 안드로메다 은하까지의 거리의 약 5배이다. 이 거리는 약 250만 광년이다.
은하단 중심에 있는 거대 은하 IC 1101의 희미한 헤일로는 약 400만 광년에 걸쳐 있으며, 이는 은하단 너비의 약 3분의 1이다.

은하단의 구성

에이벨 2029에는 1,000개가 넘는 은하가 있다. 주비 손의 조사에서는 은하단과 그 안으로 떨어지는 은하군에서 구성원 은하 1,215개가 집계되었다. 가장 밝은 은하는 중심에 있는 IC 1101이다. 에이벨 2029는 에이벨 2033, 에이벨 2028, 에이벨 2066과 함께 작은 초은하단을 이룬다.

은하 사이에는 섭씨 약 9000만 도로 가열된 거대한 가스 구름이 있으며, 이 가스는 X선으로 빛날 만큼 뜨겁다. 워커 연구진은 비리얼 반지름 안쪽의 전체 질량을 태양 질량의 약 800조 배로 추정한다. 경계 근처에서는 뜨거운 가스가 그 질량의 약 6분의 1을 차지한다. 나머지 대부분은 암흑 물질이다. 암흑 물질은 눈에 보이지 않으며, 중력으로 존재가 감지되는 물질이다.

고요한 은하단, 격동의 과거

에이벨 2029는 뜨거운 가스가 매끄럽고 흐트러짐 없이 보이기 때문에 때때로 “우주에서 가장 안정된 은하단”이라고 불린다. 2026년에 NASA의 찬드라 X선 관측선으로 지금까지 이루어진 이 은하단의 가장 깊은 X선 관측 결과, 은하단이 늘 고요했던 것은 아님이 드러났다.

찬드라 영상에는 중심에서 약 200만 광년까지 뻗은 가스의 나선이 보인다. 연구진은 이 나선이 질량이 에이벨 2029의 약 10분의 1인 더 작은 은하단이 약 40억 년 전 에이벨 2029와 충돌하면서 생겼다고 본다. 이 충돌로 은하단의 가스는 잔 속에서 휘저은 포도주처럼 한쪽으로 출렁였다.

은하단은 지금도 자라고 있다. 더 작은 은하군 두 곳, 곧 에이벨 2033과 남쪽의 한 은하군이 은하단 쪽으로 떨어지고 있으며, 몇십억 년 안에 합쳐질 것으로 예상된다.