How big is 섀플리 초은하단까지의 거리?

섀플리 초은하단은 가까운 우주에서 알려진 가장 질량이 큰 은하 밀집 지역 중 하나이다. 지구에서 은하단 Abell 3558 주변에 있는 중심부까지의 거리는 약 6억 7000만 광년이다. 광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리로, 약 9조 4600억 킬로미터이다.

거리

이 정도 거리에서는 천문학자들이 적색편이로 은하까지의 거리를 잰다. 우주가 팽창하고 있어서 먼 은하는 지구에서 멀어지며, 멀리 있는 은하일수록 더 빠르게 멀어진다. 이 움직임 때문에 은하의 빛은 더 길고 더 붉은 파장으로 늘어난다. 섀플리 초은하단 중심부에서 온 빛은 파장이 4.8% 늘어나며, 적색편이는 0.048이다.

2015년에 이 초은하단을 조사한 연구는 거리 1메가파섹당 초속 70킬로미터의 팽창률을 사용해 이 적색편이를 거리로 바꾸었다. 1메가파섹은 100만 파섹이며, 약 326만 광년이다. 이 조사의 수치에 따르면 중심부는 약 205메가파섹, 즉 약 6억 7000만 광년 떨어져 있다.

이 초은하단은 너비뿐 아니라 깊이도 상당하다. 큰 은하단이 최대 25개 들어 있으며, 적색편이는 0.033~0.060이다. 같은 방법으로 보면 가장 가까운 은하단과 가장 먼 은하단은 각각 대략 4억 6000만 광년과 8억 3000만 광년 거리에 있다.

크기 비교

섀플리 초은하단까지의 거리는 약 2억 3000만 광년 떨어진 거대 인력체 중심까지의 거리의 약 3배이다.
섀플리 초은하단까지의 거리는 가장 가까운 큰 은하단인 처녀자리 은하단까지의 거리의 약 12배이며, 처녀자리 은하단은 약 5400만 광년 떨어져 있다.
이 거리는 우리 은하에서 안드로메다 은하까지의 거리의 약 260배이다.
지름이 약 10만 광년인 우리 은하를 농구공 크기로 줄인다면, 섀플리 초은하단 중심부는 약 1.6킬로미터 떨어져 있을 것이다.

발견

천문학자 할로 섀플리는 1930년의 논문 “Note on a Remote Cloud of Galaxies in Centaurus”에서 장노출 사진을 바탕으로 이 초은하단을 기술했다. 섀플리는 이를 지금까지 발견된 은하 구름 가운데 은하 수가 가장 많은 축에 든다고 했다. 섀플리는 이 초은하단까지의 거리를 45메가파섹으로 추정했는데, 이는 오늘날 값의 4분의 1에도 못 미친다.

1989년에 두 연구팀이 이 초은하단을 다시 찾아냈다. 한 팀은 특이하게 은하단이 몰려 있는 곳으로, 다른 팀은 은하가 유독 많은 곳으로 보았고, 두 번째 팀이 이를 섀플리 집중이라고 이름 붙였다. 8,000개가 넘는 은하를 조사한 2006년 연구는 은하로 이루어진 주된 판 모양 구조가 조사한 영역 전체, 즉 하늘의 12도×30도를 채운다는 것을 알아냈다. 이 초은하단까지의 거리에서 그 영역은 약 1억 4000만×3억 5000만 광년에 해당한다.

우리 은하를 끌어당기는 힘

우리 은하와 나머지 국부 은하군은 우주 마이크로파 배경을 기준으로 하면 초속 약 630킬로미터로 움직이고 있다. 우주 마이크로파 배경은 초기 우주에서 남은 희미한 빛이다. 섀플리 초은하단은 대략 이 움직임의 방향에 있어서, 천문학자들은 이 움직임 가운데 얼마가 초은하단 때문인지 오랫동안 의문을 품어 왔다.

추정치는 크게 엇갈린다. 2006년에 정리된 연구들은 국부 은하군 움직임의 몇 퍼센트에서 약 4분의 1까지 다양하게 제시한다. 2017년에 은하의 움직임을 지도로 나타낸 연구는 우리 은하 주변의 흐름이 섀플리 초은하단 쪽으로 끌어당기는 힘과, 대략 반대 방향에 있는 은하가 적은 영역에서 밀어내는 힘에 좌우된다는 것을 알아냈다.