밤하늘의 별들은 얼마나 멀리 떨어져 있나요?

맑은 밤하늘을 올려다볼 때 우리는 수천 개의 별이 깜박이는 것을 볼 수 있습니다. 이것을 보는 사람들은 한 번쯤 "이 별들은 얼마나 멀리 떨어져 있을까?"라는 궁금증을 품게 됩니다. 지금까지 많은 과학자들은 별 사이의 평균 거리를 계산했지만, 사실 별 분포에는 눈에 보이는 것보다 훨씬 더 많은 것이 있습니다. 국립 전파 천문대는 "은하수에 있는 두 별 사이의 평균 거리는 약 5광년, 즉 29조 마일"이라고 말합니다. 이는 약 47조 킬로미터에 달하는 거리입니다. 그러나 인간의 눈은 실제로 그 평균을 보지 못합니다. 우리가 보는 밤하늘의 풍경은 가장 밝은 별들의 2차원 이미지일 뿐입니다. 우리 눈에 보이는 하나의 별은 실제로 두 개가 서로 묶여 있을 수 있으며, 별자리의 개별 별은 보이는 것보다 훨씬 더 멀리 떨어져 있을 수 있습니다. 샌디에이고 주립대학교의 천체 물리학자이자 조교수인 안나 로젠은 절대로 별자리를 믿지 말 것을 당부했습니다. 로젠은 "하늘에 두 개의 별이 나란히 보인다면 그것은 2D 투영"이라며 "그들이 실제로 서로 옆에 있는지는 알 수 없다"라고 단언했습니다.

 

별 사이의 거리는 상당히 다양합니다. 태양은 가장 가까운 항성 이웃인 프록시마 센터 우리로부터 약 4.25광년 떨어져 있습니다. 이 거리는 25조 마일, 킬로미터로 변환할 때 40조 킬로미터가 됩니다. 반면 프록시마 센터 우리는 시스템의 세 별 중 하나이며 가장 가까운 이웃으로부터 불과 5광년 떨어져 있습니다. 센터 우리 시스템은 은하계를 가로지르는 별들 사이의 평균 거리가 시간이 지남에 따라 변하는 별 분포의 전체 그림을 그리지 못한다는 것을 보여줍니다. 이에 대해 로젠은 "자세히 살펴보고 서로 다른 진화 시대의 이 지역을 망원경으로 가리키면 상황이 더 복잡해진다"라고 말을 보탰습니다. 로젠은 "별은 움직이고 있다. 우리의 눈이 별의 움직임을 따라가기에는 너무 멀리 떨어져 있기 때문에 별자리가 보이는 이유도 있지만, 충분히 오래 산다면 그럴 수 있다"라고 덧붙였습니다. 유럽 우주국의 천문학자 조스 드 브루인은 "모든 별은 매우 정적인 것처럼 보이지만, 수천 년을 여행할 수 있다면 실제로 별자리의 모양이 천천히 변하는 것을 볼 수 있을 것"이라고 말했습니다. 연구자들이 현재 이해하고 있는 바는 대부분의 별이 상대적으로 서로 가까운 클러스터 환경에서 태어나지만, 시간이 지남에 따라 은하의 전체 중력장과 같은 우주의 외부 영향으로 인해 천천히 흩어질 수 있다는 것입니다.

 

은하수의 강한 중력은 일반적으로 별들이 너무 멀리 떨어져 표류하는 것을 방지합니다. 그런 점에서 우리 은하계는 혼자가 아닙니다. 드 브루인은 "우리 은하의 별들 사이의 평균 거리가 다른 은하계의 별들 사이의 전형적인 분리 거리"라고 지적했습니다. 이때 평균 거리는 5광년입니다. 그러나 일부 별은 자신의 고향 은하와 이웃 별을 탈출할 수 있습니다. 충분히 높은 속도로 가속되는 별은 은하계의 중력에서 벗어나게 됩니다. 은하수에서 이런 현상이 발생하는 메커니즘은 우리 은하 중심부에 있는 거대한 블랙홀과 관련이 있습니다. 궁수자리 A*라고 불리는 이 우주 거대괴수는 태양 질량의 400만 배에 달합니다. 드 브루인은 "만일 별이 블랙홀 아주 가까이 지나가게 된다면 삼키지는 않지만, 엄청난 가속을 받게 될 것"이라며, "속도가 일종의 새총 가속도를 얻게 될 것이다"라고 예상했습니다. 이 가속 방법, 또는 다른 가속 방법을 겪는 별은 천천히 은하계를 떠날 것입니다. 일단 밖으로 나가면 그들은 수백만 광년에 걸쳐 펼쳐질 수 있는 은하 사이의 광대한 공극을 홀로 표류할 수 있습니다.