태양계는 우주 어디쯤에 있을까?

외계인에게 편지를 보낸다면 주소를 어떻게 쓸까요?

우리가 친구에게 택배를 보낼 때는 '대한민국 서울특별시 무슨 구 무슨 동'처럼 큰 곳에서 작은 곳 순서로 주소를 적어요. 그렇다면 아주 먼 우주에 사는 외계인 친구가 지구로 택배를 보내려 한다면 주소를 어떻게 적어야 할까요? 지구가 태양 주위를 돌고 있다는 건 잘 알지만, 정작 그 태양계가 드넓은 우주 어디쯤에 떠 있는지는 선뜻 답하기 쉽지 않아요. 지금부터 우주의 지도를 크게 펼치고, 우리 태양계의 진짜 주소를 하나씩 찾아가 볼게요.

은하의 중심이 아니라 한적한 외곽 마을에 살아요

태양계가 속한 거대한 별들의 도시를 '우리 은하'라고 불러요. 우리 은하는 약 1,000억 개에서 4,000억 개나 되는 별들이 모여 바람개비 모양으로 빙글빙글 도는 나선 은하예요. 옛날 사람들은 당연히 우리 태양계가 은하의 한가운데에 있을 거라고 생각했어요. 하지만 1918년 미국의 천문학자 할로 섀플리가 별들이 빽빽하게 모인 구상성단의 위치를 관측하다가 놀라운 사실을 알아냈어요. 태양계는 은하 중심에서 약 2만 6천 광년 떨어진 외곽에 있었던 거예요.

2만 6천 광년은 일주일에 지구를 일곱 바퀴 반이나 도는 빠른 빛조차 2만 6천 년 동안 쉬지 않고 달려야 도착하는 거리예요. 우리 은하 전체를 서울만 한 거대한 도시라고 치면, 태양계는 시청 한복판이 아니라 도심에서 반쯤 벗어난 조용하고 한적한 주택가에 자리 잡은 셈이에요. 구체적으로는 우리 은하의 여러 나선팔 중 하나인 '오리온 팔' 안쪽 가장자리에 있어요. 중심부에는 거대한 블랙홀이 있고 별들이 너무 빽빽해서 폭발도 자주 일어나는데, 우리는 적당히 떨어진 오리온 팔에 자리 잡은 덕분에 안전하고 평화롭게 살아갈 수 있답니다.

은하들이 모인 동네, 국부은하군과 처녀자리 초은하단

이제 우리 은하 밖으로 시선을 더 넓혀 볼까요? 우주에는 우리 은하 말고도 수많은 은하가 있고, 이 은하들도 중력에 이끌려 삼삼오오 모여 살아요. 우리 은하는 이웃인 안드로메다 은하, 삼각형자리 은하 등 크고 작은 은하 약 50개와 함께 '국부은하군'이라는 작은 은하 마을을 이루고 있어요.

그리고 이런 은하 마을들이 수백 개 이상 모이면 훨씬 더 거대한 '초은하단'이 돼요. 국부은하군은 '처녀자리 초은하단'의 외곽에 속해 있어요. 처녀자리 초은하단은 가로지르는 길이만 약 1억 1천만 광년에 달하는 거대한 은하들의 광역시 같은 곳이에요.

끝없는 하늘, 라니아케아 초은하단

놀랍게도 이게 끝이 아니에요. 2014년, 미국 하와이 대학교의 브렌트 털리 교수가 이끄는 연구팀은 우주에 있는 은하 8천여 개의 이동 속도와 방향을 꼼꼼하게 분석했어요. 마치 강물이 흐르듯 은하들이 중력을 따라 어디로 끌려가는지 입체 지도를 그린 거예요. 그 결과, 우리가 속한 처녀자리 초은하단조차도 훨씬 더 거대한 구조의 일부라는 사실이 밝혀졌어요.

연구팀은 이 거대한 은하들의 대륙에 '라니아케아 초은하단'이라는 이름을 붙였어요. 라니아케아는 하와이 말로 '헤아릴 수 없이 넓은 하늘'이라는 뜻이에요. 이 안에는 무려 10만 개가 넘는 은하들이 모여 있고, 끝에서 끝까지 빛의 속도로 달려도 5억 년이 걸려요. 모래알 하나를 별 하나라고 친다면, 라니아케아 초은하단은 거대한 사막 전체와 맞먹는 크기예요.

한 줄로 정리하면

외계인에게 알려줄 우리의 진짜 우주 주소는 '관측 가능한 우주 - 라니아케아 초은하단 - 처녀자리 초은하단 - 국부은하군 - 우리 은하 - 오리온 팔 - 태양계 - 세 번째 행성 지구'예요.