How big is IC 1101?

IC 1101은 은하단 에이벨 2029의 중심에 있는 거대 은하로, 지구에서 약 10억 광년 떨어져 있다. 뚜렷한 가장자리가 없어서, 크기는 얼마나 희미한 빛까지 셈하느냐에 따라 달라진다. 밝은 본체는 약 35만 광년에 걸쳐 있고, 그 둘레를 감싼 매우 희미한 별의 헤일로는 약 400만 광년에 걸쳐 추적되었다. 광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리이며, 약 9조 4600억 킬로미터이다.

크기

은하를 공정하게 비교하기 위해 천문학자들은 모든 은하를 같은 희미한 밝기, 곧 D25라는 수준까지 잰다. 이 수준에서 IC 1101은 하늘에서 길이가 약 1.2각분이다. 각분은 1도의 60분의 1이다. 이 은하까지의 거리에서 그 각도는 약 35만 광년에 해당한다.

더 깊은 사진은 더 희미한 빛까지 닿는다. 붉은 빛에서 은하를 더 희미한 수준까지 추적하는 시에나 은하 도감은 IC 1101을 약 4.9각분, 곧 약 140만 광년으로 잰다. 1991년에 후안 우손과 동료들은 겹치는 여러 장의 노출 사진을 이용해 훨씬 더 희미한 헤일로를 추적했는데, 이 헤일로는 길이가 너비의 약 2배로 길게 늘어난 타원이었다. 긴 방향과 짧은 방향을 평균하면, 이 헤일로는 중심에서 약 200만 광년까지 뻗어 있다.

그 헤일로가 IC 1101에 속하는지 그 둘레의 은하단에 속하는지는 부분적으로 정의에 달린 문제이다. 헤일로 먼 곳에 있는 별들의 움직임은 은하 하나가 아니라 은하단 전체의 중력을 따른다.

크기 비교

IC 1101의 밝은 본체는 너비가 지름이 약 10만 광년인 우리 은하 원반의 약 3.5배이다. 희미한 헤일로의 너비는 우리 은하 원반 지름의 약 40배이다.
같은 D25 수준까지 재면, IC 1101의 너비는 머리털자리 은하단에서 가장 밝은 은하인 NGC 4889의 약 1.4배이다.
헤일로의 너비는 우리 은하에서 안드로메다 은하까지의 거리(약 250만 광년)의 약 1.6배이다.
우리 은하를 농구공 크기로 줄인다면, IC 1101의 본체는 너비가 약 85센티미터이고 헤일로는 너비가 약 9.5미터일 것이다.

합병으로 만들어진 은하

IC 1101은 은하가 많이 모인 은하단인 에이벨 2029에서 가장 밝은 은하이다. 이처럼 은하가 많은 은하단의 중심에 있는 은하는 다른 은하와 합쳐지면서 자란다고 여겨진다. IC 1101의 빛은 대부분 바깥 부분에서 나온다. 허블 우주 망원경 사진을 분석한 2017년의 연구에서는 바깥쪽 헤일로가 빛의 약 57%, 중간 층이 약 17%를 내고, 중심 본체는 약 25%에 불과했다.

지나치게 큰 중심핵

빌릴리그 덜로와 동료들이 수행한 2017년의 그 연구는 IC 1101이 유난히 큰 중심핵을 가지고 있음을 알아냈다. 중심핵은 은하 바깥 부분으로 미루어 짐작되는 것보다 별이 더 성기게 퍼져 있는 중심 영역이다. IC 1101의 중심핵은 반지름이 약 14,000광년이다. 측정 당시 이 중심핵은 어느 은하에서도 알려진 가장 큰 중심핵이었으며, 일반적인 중심핵 크기의 약 10배였다.

천문학자들은 이런 중심핵이 두 은하가 합쳐진 뒤에 만들어진다고 생각한다. 두 은하의 중심 블랙홀이 가운데로 가라앉아 서로의 둘레를 돌면서 근처의 별을 멀리 내던진다. IC 1101의 중심핵 크기는 이 은하 중심의 블랙홀이 질량이 태양의 400억~1000억 배일 수 있음을 시사하지만, 이 추정은 간접적이다.