‘암흑물질’ 존재 결정적 증거 발견

은하단 ZwCl 0024+1652에서 발견된 암흑물질 고리. 이 고리는 우주의 대부분을 차지하고 있는 것으로 알려진 암흑물질의 존재를 확인해주는 가장 강력한 증거로 평가되고 있다. 미국 항공우주국(나사) 제공

지명국박사 주도 나사 연구팀
지름 260만 광년 고리 확인

우주 공간의 대부분은 별이나 은하와는 다른 물질로 채워진 것으로 알려졌다. 이 물질은 빛을 반사하지도, 스스로 빛을 내지도 않아 천문학자들은 암흑물질이라 부른다. 한국인 과학자가 주도한 미국 우주탐사 연구팀이 이 암흑물질의 존재를 확인해주는 가장 결정적인 증거를 발견했다고 미국 항공우주국(나사)이 16일(한국시각) 발표했다.

미국 존스홉킨스대의 지명국(제임스 지·사진) 박사는 이날 기자회견에서 “나사의 허블망원경을 이용해 지구에서 약 50억 광년(1광년=빛이 진공 속에서 1년 동안 가는 거리) 떨어진 은하단에서 두 은하단이 충돌할 때 생긴 암흑물질로 이뤄진 지름 260만 광년의 고리를 발견했다”고 밝혔다. 연구팀의 논문은 〈천체물리학회지〉 6월1일치에 게재될 예정이다.

천문학자들은 암흑물질을 볼 수 없지만 그 물질의 중력에 의해 빛이 휘는 중력렌즈 현상으로 암흑물질의 존재를 확인해왔다. 연구팀은 ‘ZwCl 0024+1652’라 이름 붙여진 은하단 내부의 암흑물질 분포도를 작성하던 중 은하단의 그림 위에 포개진 듯한 고리 모양을 발견했다.

미국 존스홉킨스대의 지명국 박사

지 박사는 “처음 고리를 발견했을 때 잘못된 데이터인 줄 알고 지우려 했지만 그럴수록 더욱 또렷해졌다”며 “1년 동안 수많은 은하단을 조사했지만 이런 고리를 발견할 수 없었다”고 말했다. 연구팀은 두 은하단이 충돌한 뒤 암흑물질로 이뤄진 물결이 만들어지고, 이 물결이 배경 은하의 형태에 뚜렷한 자국을 남긴 것이 고리의 존재라고 분석했다.

지 박사는 “연못 바닥에 있는 조약돌이 수면의 물결에 따라 모양이 달라져 보이는 것처럼 고리의 뒤에 있는 배경 은하가 고리의 밀도(중력) 때문에 모양이 바뀌어 보인다”고 말했다.

이근영 기자