퀘이사(Quasar)와 우주의 끝

별밤의 어둠 속으로 점점 더 깊이 들어가서 `만 개 정도의 별`을 지나면 `포리마(Porrima, PAUR-ih-ma)`에 이르게 된다. 포리마는 지구로부터 35광년 떨어져 있다. 작은 망원경을 이용하면 포리마는 색깔과 밝기가 비슷한 두 개의 밝은 백색 별로 나뉘어 보인다. 이 별은 망원경으로 볼 수 있는 아름다운 이중별이다. 그러나 `빨리`보아야 한다. 회전 운동으로 인해 이 두 별은 분리되어 있는 별들로 보기 힘들 정도로 우리의 시선 속에 일직선으로 나란히 서기 때문이다.

더 바깥쪽으로 계속 가다보면 `스피카`에 이르는데 이 별은 수백 광년의 먼 거리에 있는데도 불구하고 16번째로 밝은 별로 당당히 밤하늘에서 반짝이고 있다. 이 별보다 우리에게 더 가까이 있는 별의 수는 최소한 10만 개는 족히 될 것이다. 은하수 속으로 점점 더 깊이 들어가게 되면 초거성인 `리겔`과 `베텔기우스`에 다다른다. 처녀자리와는 다른 방향이다. 일천 광년 정도의 거리에서 처녀자리 방향으로 우리는 은하의 가장자리에 이르게 된다.

밤하늘에서 처녀자리(Virgo)와 머리털자리(Coma Berenices)의 경계 부분에 위치한 소위 `성운의 집(field of the nebula)`보다 더 주목을 끄는 것은 거의 없다. 샤를 메시에가 정리한 천구의 얼룩점 중 열 개 이상이 이곳에 있다. 이제 우리는 지구에서 4천만 내지 5천만 광년 떨어져 있는 가장 가까운 은하단 중의 하나인 거대한 일련의 은하들을 알게 된다. 조사된 바에 따르면 이 집단 속에만 약 `3000개 이상의 은하`들이 있다고 한다.!! 여기서 각각의 은하들은 또 `수천억 개의 태양들`을 가지고 있다.

우리 은하가 `B4 종이`를 가로로 놓은 것과 크기가 같다고 할 때, 가장 가까운 나선 은하인 안드로메다 대은하는 약 6미터 거리에 있다. 처녀자리 은하단은 약 120미터 바깥에 위치한다. 여기에는 `솜브레로(Sombrero, 멕시코 모자) 은하`가 좀 떨어져 있긴 하지만 통상 이 집단의 일부로 여기지고 있다. 이 은하는 지구에서 2천 5백만 광년의 거리에 있는데 처녀자리에서 발견할 수 있는 가장 멋진 천체들 중 하나이다.

처녀자리 은하단을 지나 더 나아가면 상당한 크기의 망원경으로만 볼 수 있는 가장 먼 거리의 은하 영역을 통과하게 된다. `3C 273`은 `퀘이사(quasar)`중에서 가장 밝은 것이다. 이 천체가 놓여 있는 위치는 지구에서 `30억 광년!!!!`이나 떨어진 곳이다. 이 방향으로 계속 나아가면 대략 '150억 광년'의 거리에서 우리가 인식할 수 있는 우주의 끝에 도달하게 된다.

1950년대에 천문학자들은 눈으로 볼 수 있는 천체와 구별할 수 없을 것 같았던 전파 에너지의 근원을 밝혀 냈다. 1960년에 들어와서 별처럼 보이는 천체가 전파원 중의 하나인 3C 48의 중심 근처에서 발견되었다. 이 천체의 스펙트럼은 지금까지 알려졌던 그 어느 별의 스펙트럼과도 같지 않았다. 이것은 `준성 전파원(準星電波源, quasi-stellar radio source)`, 또는 `퀘이사(quasar)`로 불려진다.

호주의 전파 천문학자들은 또 다른 전파원인 3C 273의 위치를 달이 처녀자리를 지나면서 3C 273의 위를 통과하는 순간에 정확히 지적해 냈다. 달의 위치는 매우 정확하게 알려져 있기 때문에 그 천체가 가려지고 다시 나타나는 순간의 달 가장자리 위치를 계산하는 것이 가능했다. 이 호주 사람들은 계산된 위치에 있는 희미한 13등급의 `별`이 바로 이 전파원이라고 단정했다. 1962년 헤일 관측소(Hale Observatory)의 Maarten Schmidt는 이 '별'의 스펙트럼을 얻을 수 있었는데 이 스펙트럼은 별처럼 보이는 이 천체가 수십억 광년 떨어진 위치에 존재한다는 것을 밝혀 냈다.

퀘이사는 여전히 하나의 불가사의로 남아 있다. 지금까지 하늘 전체에서 일천 개 이상의 퀘이사가 발견되었다. 그렇게 먼 거리에서 빛나고 있는 이들 천체는 그 하나가 백 개의 은하보다 더 밝은 것으로 알려져 있다. 그럼에도 불구하고, 퀘이사는 지름이 1광년 이하인 것으로 보인다. 은하보다 별에 가까운 작은 천체가 백개의 은하보다 더 많은 에너지를 방출한다는 사실은 지금까지 우리가 알고 있는 물리학의 법칙들을 부정하는 셈이다.

퀘이사가 무엇이든지 간에 그들은 지구에서 수십억 광년의 거리에 있고 따라서 우주 진화 초기 단계의 특징을 지니고 있다. 처녀자리에 있는 또 다른 퀘이사인 PKS 1402+044는 지금까지 관측된 것 중에서 가장 먼 150억 광년의 거리에 있다.