큰 휨을 지우자, 은하수 바깥에 더 작은 파도가 남았다.

은하수의 바깥 원반을 위에서 찍은 사진은 없다. 우리는 그 원반 안쪽에 들어와 있기 때문이다. 대신 중국 칭하이의 13.7미터 전파망원경으로 일산화탄소, CO가 내는 전파를 훑은 MWISP는 별이 태어나는 차가운 분자운을 3만 개 넘게 점으로 남겼다. 새 연구는 그 점마다 은하 중심에서 얼마나 멀고 기준면보다 얼마나 높거나 낮은지를 놓아, 안에서 보는 은하를 옆으로 세웠다.

처음 나타난 모양은 파도보다 큰 휨이었다. 은하수 바깥 원반은 평평한 접시가 아니라 가장자리가 올라갔다 내려가는 warp를 이룬다. 연구팀은 CO 분자운으로 그 큰 휨의 모형을 먼저 맞춘 뒤 각 점의 높이에서 빼 보았다. 큰 곡선을 지우자 잔차는 0 주위에 흩어지지 않고, 여러 구역에서 위와 아래를 번갈아 가는 더 짧은 굴곡으로 이어졌다.

그 굴곡의 대표 수직 진폭은 약 100에서 200 pc, 반지름 방향의 마루와 다음 마루 사이는 약 3.9에서 7.9 kpc였다. 은하 중심에서 약 12.7 kpc 떨어진 한 구역에서는 방위각 52.6도, 호 길이 약 11.6 kpc의 파장이 약 40 kpc에 걸쳐 이어지는 mode도 잡혔다. 하지만 이 숫자는 구름을 자로 잰 파도가 아니라 거리와 큰 휨을 모형으로 정한 뒤 남은 패턴이다.

warp와 corrugation은 크기와 역할이 다르다. warp가 원반 가장자리를 통째로 드는 긴 휨이라면 corrugation은 그 휨 위에 겹친 더 짧은 수직 물결이다. 별을 이용한 연구는 이미 은하수 원반의 큰 파동을 보고했다. 이번 기록의 새 점은 차갑고 별을 만들 수 있는 CO 분자기체에서도 바깥 원반의 넓은 구역에 같은 종류의 잔차 구조를 체계적으로 찾았다는 데 있다.

분자운의 거리는 직접 삼각측량한 값이 대부분 아니다. 은하가 도는 모형과 구름의 시선속도를 맞춰 얻는 운동학적 거리다. 구름이 원운동에서 벗어나거나 어느 방향의 표본이 성기면 실제 위치가 옆 칸으로 밀릴 수 있다. 높이가 수백 pc인 물결을 수 kpc 간격으로 찾는 일에서는 이 밀림이 마루와 골을 흐리거나 가짜 굴곡을 만들 수 있다.

연구팀은 한 장의 매끈한 파형을 전 은하에 덮지 않았다. m=1 warp와 m=1에 m=2를 더한 warp를 각각 빼고, 바깥 원반을 8개 반지름 고리와 15개 방위각 구역으로 나눠 질량가중 평균 높이와 산포를 비교했다. 이 선택은 서로 다른 길이의 굴곡을 볼 수 있게 하지만, 자료가 적은 가장 바깥쪽까지 같은 확실성으로 이어 붙일 수는 없게 한다.

이 연구의 가장 날카로운 충돌은 파도와 지도오차 사이에 있다. 공개된 심사기록에서 심사자들은 운동학적 거리, 낮은 바깥 구역 통계, warp를 빼는 방식과 젊은 별 지도와의 차이를 거듭 물었다. 첫 원고의 일부 구역은 자료가 드물고 모형선이 데이터를 놓쳤다. 최종 정본은 통계 mask를 더 엄격하게 하고 거리의 계통오차를 더하며, 다른 warp와 별 tracer를 비교하는 쪽으로 바뀌었다.

거리오차가 파도를 스스로 만들 수 있는지도 시험했다. 연구팀은 실제 분자운의 위치와 질량 분포에 진폭 200 pc, 파장 4.5 kpc의 굴곡을 넣고, 12 km/s의 체계적 streaming과 5 km/s의 무작위 속도 산포를 준 보수적 조건을 돌렸다. 6 km/s와 3 km/s의 완화 조건, 처음부터 평평한 원반도 함께 돌린 결과, 운동학적 거리오차만으로 견고한 거짓 대규모 corrugation이 생기지는 않았다고 보고했다.

그렇다고 모든 구역이 닫힌 것은 아니다. maser parallax와 비교할 수 있는 구역은 catalogue 전체보다 훨씬 작고, CO 지도와 Cepheid·young giant 지도가 겹치는 곳에서는 비슷한 마루도 있지만 phi13이라 부른 구역처럼 뚜렷이 어긋나는 곳도 남았다. 비원운동이 거리를 틀렸을 수도, 분자기체가 별보다 본래 더 들쭉날쭉할 수도, 그 방향의 구름 수가 부족할 수도 있다.

재현의 문도 반쯤만 열렸다. 정본은 분자운 catalogue의 Science Data Bank DOI와 warp·corrugation 코드의 GitHub, Zenodo v1.0.3 DOI를 공개했다. 회의에서는 GitHub의 실행 환경과 전환 항목을 확인했지만 versioned archive의 파일과 checksum까지 다시 돌리지는 못했다. 더구나 GitHub README의 dataset DOI는 정본보다 끝 한 자리가 빠져 있다. 오늘 잠글 수 있는 것은 정본의 결과와 공개 위치, 그리고 아직 재현하지 못한 정확한 경계다.

여기에 걸린 것은 은하 그림의 장식이 아니다. 분자기체는 새 별의 재료이고, 원반을 위아래로 흔드는 힘은 기체가 어디에 모이고 어떤 구역에서 별 형성이 이어질지를 바꿀 수 있다. 여러 파장의 corrugation이 실제로 넓게 연결돼 있다면 은하수 원반은 오래된 충격을 한 번 받은 정적인 판이 아니라 바깥과 안쪽의 힘에 계속 응답하는 겹친 파동계가 된다.

그러나 이 지도는 흔든 손의 이름을 적지 않았다. 지나간 위성은 큰 파동을 만들 수 있고 spiral structure나 bar 같은 내부 과정도 기체를 굽힐 수 있다. 서로 다른 시기의 여러 흔들림이 겹쳤을 수도 있다. 관측된 진폭과 파장만으로 어느 원인을 택하면, 통계적 잔차가 곧바로 우주의 범행 현장으로 바뀐다.

제목의 ‘지웠다’는 은하수의 실제 휨을 없앴다는 뜻이 아니다. 큰 warp를 두 가지 모형으로 계산해 빼고도 여러 구역에 더 짧은 CO 높이 변화가 남았다는 뜻이다. 지금 달라진 것은 은하수 바깥이 흔들린 까닭을 알아낸 일이 아니라, 큰 휨 아래 가려졌던 작은 파도를 공개 catalogue·코드와 독립 거리로 틀렸음을 보일 수 있는 지도 위에 올렸다는 점이다.