거시공동은하

1. 개요

거시공동은하는 은하 필라멘트의 중력에 의해 밀도가 낮은 지역에서 물질이 끌려 나가면서 형성된, 물질이 희소한 공간인 초공동 내에 위치한 은하를 의미한다. 거시공동은하는 주변 은하와의 상호작용이 적어 일반적인 은하와 다른 진화 과정을 거치며, 별 생성이 활발하고 활동 은하핵을 가질 가능성이 높다. 현재까지 수십 개의 거시공동은하가 발견되었으며, 대표적으로 I Zw 81, 마카리안 845 등이 있다. 목동자리 공동은 그 예시 중 하나이며, 국부 공동에도 여러 은하가 속해 있다.

2. 형성

많은 천체물리학자들은 공동 은하가 거대한 은하 필라멘트가 주요 초은하단의 중력에 의해 밀도가 낮은 지역에서 끌려 나와 보이데스 공동과 같은 공동(Void)이 성장한 결과라고 이론화한다. MCG+01-02-015와 같은 은하들은 때때로 이러한 과정에서 고립되어 남겨지게 된다.

대부분의 은하는 은하 필라멘트를 형성하는 초은하단 내부에 존재한다. 이 은하 필라멘트들이 둘러싼 내부의 빈 공간이 바로 초공동이다. 초공동은 물질이 거의 없는 영역이지만, 완전히 비어 있지는 않으며 극히 소수의 은하가 발견되는데, 이를 보이드 은하라고 부른다. I Zw 81이나 마카리안 845 등은 처음으로 발견된 보이드 은하들이며, 현재까지 수십 개의 보이드 은하가 발견되었다.

보이드 은하는 초공동 안에서 완전히 고립된 것은 아니며, 은하간 가스로 이루어진 '보이드 필라멘트'라는 구조로 연결되어 있다. 이들은 일반적인 은하군과 비교하면 빈약하지만 은하군을 형성하고 있다. 그러나 다른 은하와의 거리가 매우 멀기 때문에, 보이드 은하는 다른 은하의 물질과 섞이지 않고 순수한 은하간 물질에 의해 생성되고 진화해 온 것으로 여겨진다. 다만, 목동자리 보이드에서 발견된 은하들은 보이드를 관통하는 튜브 형태의 구조를 이루고 있는데, 이는 목동자리 보이드가 형성되기 전 여러 작은 보이드들이 합쳐지면서 남겨진 은하 필라멘트의 흔적일 가능성도 제기된다. 만약 이 가설이 맞다면, 현재 발견된 보이드 은하 중 일부는 원래 일반적인 은하 필라멘트에 속했던 은하일 수 있다.

일반적인 은하 필라멘트 내의 은하들은 필라멘트로부터 물질을 공급받아 중심부의 초대질량 블랙홀이 활성화되고, 이로 인해 은하 내 별 생성이 촉진되는 것으로 생각된다. 보이드 은하와 연결된 보이드 필라멘트는 일반 은하 필라멘트와 비슷한 질량의 암흑 물질로 이루어져 있을 것으로 추정된다. 보이드 은하는 주변에 다른 은하가 거의 없어 물질 경쟁이 적기 때문에, 더 많은 물질이 은하로 유입될 수 있다. 이로 인해 보이드 은하는 별 생성이 더 활발한 밝은 은하일 것으로 추정된다. 실제로 일부 보이드 은하는 활동 은하의 특징을 보이며, X선 관측을 통해 발견되기도 한다.

3. 특징

대부분의 은하는 은하 필라멘트를 형성하는 초은하단 내부에 존재한다. 이러한 은하 필라멘트들이 둘러싼 내부의 광활하고 비어있는 공간이 바로 거시공동이다. 거시공동은 이름 그대로 물질이 거의 없는 영역이지만, 완전히 비어 있지는 않으며 극소수의 은하가 발견된다. 이를 공동 은하(Void galaxy)라고 부른다. I Zw 81이나 마카리안 845 등은 초기에 발견된 공동 은하의 예시이며, 현재까지 수십 개의 공동 은하가 확인되었다.

공동 은하는 거시공동 안에서 완전히 고립된 것은 아니다. 이들은 은하간 가스로 이루어진 공동 필라멘트(Void filament)라고 불리는 희미한 구조로 연결되어 있으며, 일반적인 은하군에 비해 규모는 작지만 나름의 그룹을 형성하고 있다. 하지만 공동 은하들은 다른 은하와의 거리가 매우 멀리 떨어져 있기 때문에, 주변 은하와의 물질 교환이 거의 없이 순수한 은하간 물질로부터 생성되고 진화했을 것으로 추정된다.

다만, 목동자리 거시공동에서 발견된 공동 은하들의 경우, 이 거시공동을 관통하는 듯한 튜브 형태의 구조를 이루고 있다. 이는 목동자리 거시공동이 형성될 때 여러 개의 작은 공동들이 합쳐지면서 남겨진, 과거 은하 필라멘트의 흔적일 가능성도 제기된다. 만약 이 가설이 맞다면, 현재 발견된 일부 공동 은하들은 원래 일반적인 은하 필라멘트에 속해 있던 은하일 수도 있다.

일반적으로 은하 필라멘트 내에 존재하는 은하들은 필라멘트로부터 물질을 공급받아 중심부의 초대질량 블랙홀이 활성화되고, 이로 인해 은하 전체의 별 생성 활동이 촉진되는 경향이 있다. 공동 은하와 연결된 공동 필라멘트 역시, 일반적인 은하 필라멘트와 비슷한 질량의 암흑 물질로 이루어져 있을 것으로 생각된다. 공동 은하는 주변에 다른 은하가 거의 없어 물질 경쟁이 없으므로, 공동 필라멘트로부터 더 많은 물질이 은하 내부로 유입될 수 있다. 따라서 공동 은하는 일반적인 은하보다 별 생성이 더 활발하고 밝은 은하일 것으로 예상된다. 실제로 일부 공동 은하는 중심핵이 활발하게 활동하는 활동 은하의 특징을 보이며, X선 관측을 통해 발견되기도 한다.

4. 목록

현재까지 발견된 공동 은하의 수는 수십 개 정도이며, 이들은 주로 목동자리 공동과 국부 공동 등 특정 거대 구조 내에서 발견된다. 자세한 목록은 아래 하위 섹션에서 확인할 수 있다.

* 목동자리 공동 은하
* 국부 공동 은하

4.1. 목동자리 공동 은하

현재 알려진 보이드 은하는 모두 목동자리 보이드에 존재한다.

4.2. 국부 공동 은하