How big is 처녀자리 은하단?

처녀자리 은하단은 가장 가까운 대형 은하단으로, 은하 약 2,000개가 모여 있으며 지구에서 약 5400만 광년 떨어져 있다. 주요 부분은 가장자리를 어디에 긋느냐에 따라 약 1100만~1400만 광년에 걸쳐 있다. 광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리이다. 1광년은 약 9조 4600억 킬로미터이다.

크기

은하단에는 뚜렷한 가장자리가 없어서, 어느 부분을 재느냐에 따라 크기가 달라진다. 처녀자리 은하단의 중심은 보통 거대 은하 M87의 위치로 잡는다.

2020년의 한 연구는 중심에서 약 1.7메가파섹 안쪽에서는 은하단의 중력이 은하를 궤도에 붙들어 둔다는 것을 밝혀냈다. 1메가파섹은 100만 파섹이며, 약 326만 광년이다. 천문학자들이 비리얼 반지름이라 부르는 경계 안쪽인 이 영역은 약 1100만 광년에 걸쳐 있다.

2001년의 한 연구는 하늘에서 M87로부터 8도 이내에 있는 은하들을 이용해 은하단의 질량을 쟀다. 은하단까지의 거리에서 8도는 중심에서 약 2.2메가파섹에 해당하며, 이에 따라 은하단은 약 1400만 광년에 걸쳐 있다. 은하단은 깊이도 있다. 허블 우주 망원경으로 타원 은하와 비슷한 은하들을 측정한 결과, 이 은하들은 앞에서 뒤까지 2.4메가파섹, 즉 약 800만 광년에 걸쳐 퍼져 있었다.

더 바깥에서는 은하들이 아직 은하단 쪽으로 떨어지고 있다. 은하단의 중력은 중심에서 약 7.0~7.3메가파섹, 즉 2300만~2400만 광년까지는 우주 팽창을 이긴다.

크기 비교

지구에서 보면 비리얼 반지름 안쪽 영역은 하늘에서 약 12도에 걸쳐 있으며, 이는 보름일 때 달 지름의 약 23배이다.
주요 부분의 너비는 지름이 약 10만 광년인 우리 은하의 약 110~140배이다.
주요 부분의 너비는 우리 은하에서 안드로메다 은하까지의 거리의 4~6배이며, 이 거리는 약 250만 광년이다.
은하단은 너비가 우리 은하가 속한 은하 무리인 국부 은하군의 대략 2배이지만, 질량은 약 330배이다.
우리 은하를 농구공 크기로 줄인다면, 은하단의 주요 부분은 너비가 27~34미터일 것이며 약 130미터 떨어져 있을 것이다.

은하단의 은하들

중심에 있는 거대 타원 은하 M87은 은하단에서 가장 지배적인 구성원이다. 또한 강한 전파를 내는 전파 은하이기도 하며, 전파 은하로서는 처녀자리 A라고 불린다. 샤를 메시에는 1781년에 M87을 발견했다. 그보다 10년 앞서 그는 처녀자리 은하단에서 처음 발견된 천체인 M49를 찾아냈다.

은하단은 여러 덩어리로 이루어져 있다. M87 주변의 가장 큰 덩어리는 지구에서 약 16.7메가파섹, M49 주변의 더 작은 덩어리는 약 16.4메가파섹 떨어져 있다. 은하단이 하늘에서 매우 넓은 부분을 차지하기 때문에, 1958년과 1961년에 나온 두 가지 주요 은하단 목록에서는 제외되었다.

국부 은하군을 끌어당기는 힘

은하들의 운동으로 재면, 은하단의 주요 부분은 질량이 태양 질량의 약 630조 배이다. 은하단의 중력은 우주가 팽창하는 동안 국부 은하군의 속도를 늦추기도 한다. 2020년의 한 연구는 우주 팽창만 따랐을 때의 운동과 비교해, 국부 은하군이 처녀자리 은하단 쪽으로 초속 약 135킬로미터로 떨어지고 있음을 밝혀냈다.