How big is 처녀자리 초은하단?

처녀자리 초은하단은 국부 초은하단이라고도 하며, 처녀자리 은하단을 중심으로 은하군과 은하단이 납작하게 모여 있는 거대한 집합이다. 우리 은하가 속한 국부 은하군은 이 초은하단의 가장자리 중 한 곳 가까이에 있다. 초은하단은 대략 1억 광년에 걸쳐 있다. 광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리이다. 1광년은 약 9조 4600억 킬로미터이다.

크기

초은하단에는 뚜렷한 경계가 없고 “초은하단”이라는 말 자체에도 정확한 정의가 없으므로, 초은하단의 크기는 어떤 값이든 근삿값이다. NASA는 국부 초은하단의 지름을 대략 1억 광년으로 제시한다. 또 초은하단의 질량을 태양 질량의 약 10¹⁵배로 제시하는데, 이는 1 뒤에 0이 15개 붙는 수이다.

이 너비는 초은하단의 배치와 맞아떨어진다. 중심에 있는 처녀자리 은하단은 지구에서 약 5400만 광년 떨어져 있고, 국부 은하군은 한쪽 가장자리 가까이에 있다. 따라서 처녀자리를 중심으로 국부 은하군까지 뻗는 초은하단은 그 거리의 약 2배에 걸쳐 있다.

초은하단은 납작하기도 하다. 1982년 천문학자 R. 브렌트 툴리는 초은하단의 밝은 은하 약 60%가 얇은 원반에 놓여 있고, 나머지는 원반 밖의 소수의 구름에 있음을 알아냈다. 원반은 길이가 두께의 약 6배이며, 원반의 위아래 공간 대부분에는 밝은 은하가 거의 없다.

크기 비교

지름이 각각 약 10만 광년인 우리 은하 약 1,000개를 옆으로 나란히 늘어놓으면 초은하단의 너비 안에 들어간다.
중심에 있는 처녀자리 은하단의 주요 부분은 약 1100만 광년에 걸쳐 있으므로, 약 9개를 끝과 끝을 맞대어 한 줄로 늘어놓으면 초은하단의 너비에 이른다.
이 초은하단을 포함하는 라니아케아 초은하단은 약 5억 2000만 광년에 걸쳐 있으며, 너비는 이 초은하단의 약 5배, 질량은 약 100배이다.
우리 은하를 농구공 크기로 줄인다면, 초은하단은 너비가 약 240미터일 것이다. 처녀자리 은하단은 중간 근처에 있어서 농구공에서 약 130미터 떨어져 있을 것이다.

발견 과정

윌리엄 허셜과 존 허셜이 성운의 첫 대규모 목록을 만든 이후로, 천문학자들은 처녀자리 주변 북쪽 하늘의 넓은 띠에 희미하고 흐릿한 천체들이 빽빽이 모여 있음을 알고 있었다. 이 천체 가운데 많은 수가 은하로 밝혀졌다. 1950년대에 천문학자 드 보쿨뢰르는 이 띠가 우연히 일렬로 늘어선 것이 아니라 우주에 실재하는 구조라고 주장했다. 그는 처음에 이를 “초은하”라고 불렀다가 나중에 국부 초은하단으로 이름을 바꾸었다.

천문학자들은 이 구조가 실재하는지를 두고 수십 년 동안 논쟁했다. 1980년대 초에 가까운 은하 수천 개가 지구에서 멀어지는 속도를 조사한 결과가 이 문제를 매듭지었다. 이 속도로 각 은하의 대략적인 거리를 알 수 있는데, 조사 결과 은하들이 실제로 납작한 구조 안에 놓여 있음이 드러났다.

라니아케아의 일부

2014년 툴리와 동료 세 명은 우주 팽창을 뺀 뒤 은하들이 어떻게 움직이는지를 지도로 나타냈다. 이들은 초은하단을 은하들이 같은 곳을 향해 흘러가는 영역으로 정의했다. 이 정의에 따르면 우리 은하의 고향은 라니아케아 초은하단이며, 이 이름은 하와이어로 “광대한 하늘”을 뜻한다. 라니아케아는 앞서 정의된 대로의 국부 초은하단을 포함하며, 라니아케아의 은하들은 직각자자리 은하단과 센타우루스자리 은하단 근처에 있는 거대 인력체라는 영역을 향해 흘러간다.