-125억 광년 전 '우주 초기' 시대서 발견 -격렬하게 ‘별’ 구워내는 ‘질풍노도 은하’ 아즈텍-3 별들이 만들어지는 우주 발전소는 초기 우주에서 은하들이 어떻게 형성되고 진화하는가를 가장 잘 보여주는 쇼케이스이다. 지구로부터 125억 광년 떨어진 곳에 있는 역동적인 한 은하가 엄청난 속도로 별들을 생성해내고 있는 것이 발견되었다고 우주전문 사이트인 스페이스닷컴이 3일(현지시간) 보도했다. 이 은하는 마치 숙련된 붕어빵 장수가 빵틀에서 붕어빵을 구워내듯이 무서운 속도로 별들을 구워내고 있는데, 우리은하의 별 생성 속도보다 무려 1,000배나 빠른 것으로 밝혀졌다. 이 힘이 넘치는 문제의 은하는 아즈텍-3(AzTEC-3)이라고 불리는 은하로, 가까운 주위에 보다 얌전한 은하 3개를 거느리고 있다. 현재 '계층적 병합'의 진행과정에 있는 이들은 초기 우주의 작은 은하들이 충돌을 통해 좀더 큰 규모의 은하로 성장한다는 모델의 사례 중 최상의 증거가 될 것으로 보인다. 원시 은하단 형성의 첫 단계에 있음을 보여주는 이번 관측 데이터는 칠레 아타카마 사막에 있는 ALMA 전파망원경으로 관측된 내용이다. "ALMA의 관측 데이터는 아즈텍-3이 상당히 고밀도의 은하로, 매우 불안정한 상태에 있음을 보여주고 있다. 이 은하의 폭발적인 별 생성은 이론상 예측된 최대 한계에 거의 근접한 상태이며, 이보다는 덜하지만 역시 활동적으로 별을 생성하고 있는 어린 은하들에 의해 둘러싸여 있다"고 논문의 주저자인 도미니크 리처스 코넬 대학 부교수가 밝힌다. "이 특별한 은하군은 우주의 진화 중 은하단 형성에 관한 중요한 이정표를 보여주고 있다. 원시 우주에서 성숙하고 거대한 은하들이 어떻게 나타나게 되었나 하는 것을 실감나게 보여주는 사례라 할 수 있다." 별과 은하들은 보통 수십억 년에서 수백억 년까지 살면서 진화한다. 고작 백년을 못 사는 인간이 이들의 전 생애를 추적할 수 있는 것은 각 진화 단계를 보여주는 샘플들이 우주에 널려 있기 때문이다. 따라서 천문학자들은 정립된 이론 모델에 따라 각 단계에 있는 대상 천체들을 우주에서 찾아내어 조각그림 맞추듯이 끼워맞춤으로서 별과 은하의 전 생애 그림을 그려볼 수 있는 것이다. 이번에 관측된 아즈텍-3이 그 동안 못 찾았던 은하 조각그림의 한 조각인 셈이다. 육분의자리 방향에 있는 아즈텍-3은 스펙트럼 상의 특정 부분에서는 밝은 빛을 내지만, 가시광선과 적외선 파장에서는 매우 희미하여, 천문학자들이 서브밀리미터 은하로 분류하고 있는 은하에 속한다. 이러한 현상은 별들이 계속 생성되고 있는 환경에서 먼지에 흡수된 별빛이 원적외선 파장에서 재복사됨으로써 발생하는 것이다. 우주 초기에 출발한 이 빛이 우주를 가로질러오는 동안 우주 팽창에 영향을 받아 지구에 도착할 무렵이면 원적외선의 빛은 스펙트럼상의 서브밀리미터/밀리미터 파장으로까지 옮겨가게 된다. ALMA 전파망원경을 사용해 전에 없이 정밀한 관측을 수행한 연구자들은 아즈텍-3이 하루에 만들어내는 별의 수가 우리은하가 일년에 걸쳐 만드는 별들보다 더 많다는 사실을 알아냈다. 이는 주위에 있는 보다 얌전한 활동 은하에 비해서도 100배가 넘는 속도다. 아즈텍-3 은하의 먼지와 가스들은 거의 회전하지 않는 것으로 밝혀졌는데, 이는 과거의 어떤 사건이 이들의 회전운동을 방해했음을 시사한다. 가장 유력한 혐의점은 최근 다른 은하와의 합병으로 보인다. "아즈텍-3은 지금 격렬하고도 짧은 격변을 겪고 있는 중이다. 이는 은하의 진화단계 중 폭발적으로 새로운 별들이 생성되는 시기로 우주 연대기에서 매우 드문, 가장 격렬한 단계를 거치는 것으로 보인다"고 리처스 박사는 설명한다. 이 은하는 우리가 사는 지구에서 약 125억 광년 떨어진 거리에 있다. 우주에서는 거리가 곧 시간이다. 말하자면 이 은하의 모습은 약 125억 년 전의 모습이란 얘기다. 천문학자들은 이 은하가 우주 탄생 직후 약 3억 년 만에 태어난 모습을 지금 관측하고 있는 셈이다. 과학자들은 오래 전부터 원시 우주의 거대 규모 구조는 이러한 은하 충돌을 통해 이루어졌을 거라고 예측해왔다. 수십억 년에 걸쳐 은하 충돌이 계속 진행되었고, 결국 오늘날 우주에서 관측되는 거대한 은하와 은하단들을 만들어냈다고 보는 것이다. 이번의 ALMA 데이터는 우주의 나이가 현재 나이의 8% 정도밖에 되지 않았을 당시 전체 진행과정 중 중요한 첫번째 단계를 명확한 사진으로 보여주는 것으로, 동시에 아직 중력으로 확실히 묶이지 않은 상태에서 병합이 진행중인 3개 은하에 대한 연구를 할 수 있는 기회를 사상 처음으로 제공해주었다. 이들 병합중인 은하들에 대해 천문학자들은 원시 은하단의 전형으로 보고 있다. "ALMA의 주요 과학적 목표 중 하나는 우주의 전 시기에 걸친 은하를 탐사하고 세부적으로 연구하는 데 있다. 이번 관측은 초기 우주에서 은하들이 합병되는 첫번째 단계를 찾아냄으로써 은하 형성의 전체 조각을 맞춰나갈 수 있는 기틀을 마련했다는 데 큰 의미가 있는 것"이라고 국립 전파전문대 천문학자 크리스 카릴리가 강조한다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

가장 오래된 은하 중 하나에서 우주 먼지가 처음으로 발견됐다. 이 먼지는 초기 우주 형성에 관한 비밀을 풀 결정적 단서가 될 것이라고 천문학자들은 말한다. 덴마크 코펜하겐대 다라흐 왓슨 박사가 이끄는 천문학 연구팀이 유럽남방천문대(ESO)의 초대형망원경(VLT)에 설치된 관측 장비 ‘X-슈터’와 칠레 아타카마 사막에 있는 알마(ALMA) 망원경의 데이터를 사용해 관측 사상 가장 먼 은하 중 하나인 ‘A1689-zD1’을 분석했다. 그 결과, 이 은하는 예상보다 훨씬 빨리 진화한 것으로 나타났다. 특히 이 은하는 우리 은하와 같은 매우 성숙한 은하와 비슷할 정도의 먼지를 포함하고 있었다. 이런 먼지는 별과 행성을 이루는 복잡한 분자의 형성에 도움이 되므로 생명 존재의 기초가 되기도 한다. 천문학자들이 가장 먼 은하 중 이 은하를 조사 대상으로 선택한 이유는 중력 렌즈 효과 때문. 이 은하와 지구 사이에는 거대 은하단 ‘아벨 1689’가 있어 이 은하의 밝기는 9배까지 증폭된다. 만일 중력 렌즈 효과를 이용할 수 없었다면 너무 멀리 있어 희미한 이 은하에서 빛을 감지할 수 없었을 것이다. 우리가 지금 보고 있는 이 은하의 모습은 약 131억년 전으로 우주의 나이가 아직 약 7억 살(현재 5%)밖에 되지 않았을 때의 것이다. 이 은하는 비슷한 시기 다른 은하와 비교하면 질량은 물론 밝기도 작다. 그러므로 이 시대의 평범한 은하를 보고 있는 것으로 간주한다.　이 은하는 ‘우주의 재이온화’ 중에 있는 은하로 여겨진다. 우주의 재이온화는 중성이었던 우주가 초기 별들의 빛에 의해 이온화돼 우주의 암흑시대가 끝났음을 알리는 현상이다. 이 시기의 은하를 관측하므로 연구팀은 신생아 같은 은하의 모습이 보일 것으로 예상했으나 뜻밖에 화학적으로 복잡하고 다량의 먼지를 포함하고 있는 것이 포착된 것이다. 왓슨 박사는 “초대형망원경(VLT)을 사용해 이 은하까지의 거리를 측정한 뒤 똑같은 천체가 알마 망원경으로 관측되고 있었다는 것을 깨달았다. 많은 기대를 하지 않았지만 우리는 알마 망원경이 그 은하를 관찰하고 있었을 뿐 아니라 제대로 전파를 감지하고 있었다는 것을 알고 매우 흥분했다”며 “알마 망원경의 주요 목표 중 하나는 초기 우주의 차가운 가스와 먼지의 방출 중에서 은하를 찾는 것으로, 우리는 바로 그것을 발견하게 된 것”이라고 말했다. 알마 망원경의 관측으로 우주의 '아기'라고도 말할 수 있는 이 은하는 의외로 조숙하다는 것을 알게 됐다. 이 나이의 은하는 일반적으로 수소와 헬륨보다 무거운 원소(금속)가 적은 것으로 예상됐다. 무거운 원소는 별의 내부에서 생산돼 별이 폭발하거나 다른 형태로 죽음을 맞이할 때 광범위하게 흩뿌려진다. 탄소, 산소나 질소와 같은 무거운 원소가 충분한 만들어지려면 별이 몇 세대에 걸쳐 이 과정을 반복해야 한다. 놀랍게도 A1689-zD1은 원적외선으로 매우 밝고 이 은하에서 이미 많은 별이 태어나 이에 따라 상당한 양의 금속을 생성한 것을 보여줬다. 또 먼지가 검출됐을뿐 아니라 가스와 먼지의 비율이 더 성숙한 은하와 비슷한 수치를 나타내고 있는 것도 알게 됐다. 왓슨 박사는 “이 은하 먼지의 정확한 기원은 명확하지 않지만, 우리의 발견은 우주에서 별의 형성이 시작된 뒤 불과 5억 년 이내에 먼지 형성이 매우 빠르게 일어나는 것을 보여준다”며 “대부분 별의 수명이 수십억 년임을 생각하면, 이는 매우 짧은 시간 동안 생긴 일이라고 말할 수 있다”고 말했다. 이 발견은 A1689-zD1가 빅뱅 뒤 5.6억 년이 경과 한 이후 지속적으로 일정한 비율로 별을 형성해왔거나 아주 짧은 사이에 극단적인 스타 버스트(폭발적 항성) 시기를 맞이한 뒤 별 형성 활동이 약해진 것일 수 있다. 이 관측 결과가 나올 때까지 천문학자들은 이런 방법으로 매우 먼 은하를 발견하는 것은 불가능한 것이라고 우려하고 있었지만, A1689-zD1는 알마 망원경에 의한 단시간 관측에서 검출된 것이다. 이번 연구에 참여한 스웨덴 찰머스공과대의 키르스텐 크누센 부교수는 “이 놀라운 먼지가 많은 은하는 너무 서둘러 첫 번째 세대의 별을 만든 것 같다. 앞으로 알마 망원경에 의해 이런 은하를 더 많이 발견할 수 있고 그들이 왜 그렇게 서두르며 살고 있는지 이해할 수 있게 될 것”이라고 설명했다. 한편 이번 연구성과는 세계적인 학술지 네이처(Nature) 2일 자에 실렸다. 사진=NASA/ESA/L. Bradley(Johns Hopkins University)/R. Bouwens(University of California, Santa Cruz)/H. Ford(Johns Hopkins University)/G. Illingworth (University of California, Santa Cruz) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난번 밤하늘의 '유명 스타'들을 소개한 후 밤하늘에 원성이 자자하다는 소식이 들려왔다. 다른 '스타'들이 벌떼처럼 들고일어나, 도대체 '유명 스타' 선정 기준이 무엇이냐는 항의가 별빛처럼 빛발쳤다는 것이다. 그도 그럴 것이, 이들 다른 유명 스타들의 기라성 같은 면면을 보면 충분히 납득이 가는 일이라, 부득이 '유명 스타' 제2탄을 내보낸다. 북두칠성(Big Dipper) 하늘에서 두 번째 가라면 서러워할 유명 스타 군단이 바로 북두칠성이다. 아무리 별자리에 무심한 사람이라도 북두칠성은 다 알 것이다. 북쪽 하늘에 자루 달린 큼직한 국자 모양의 별자리를 어찌 모르랴. 하지만, 사실 북두칠성은 그 자체로 하나의 별자리가 아니다. 큰곰자리의 꼬리 부분에 해당하는 국자 모양의 7개의 별을 가리키는 것이다. '북두(北斗)'는 북쪽 됫박이란 뜻이고, 서양에서는 '큰 국자'라는 뜻으로 빅 디퍼(Big Dipper)라고 한다. 한국과 중국에서는 예로부터 인간의 수명을 관장하는 별자리로 여겼다. 사람이 죽으면 칠성판 위에 누이는 것도 같은 맥락이다. 또, 우리 조상들은 북두칠성을 신성하게 여겨 신앙의 대상으로 삼기도 했다. ‘칠성단을 쌓고 칠성님께 비나이다‘의 그 '칠성'은 북두칠성을 일컫는 것이다. 특히 고구려인들은 자신들이 북두칠성의 자손, 곧 천손(天孫)으로 여기는 칠성신앙을 갖고 있었다. 그래서 왕릉이나 옛무덤 속 천장벽화에 북두칠성을 즐겨 그렸다. 북두칠성을 이루는 ​7개의 별은 모두 2등 내외의 밝은 별로, 예로부터 항해할 때 길잡이 별로 인류에게는 친근한 별들이다. 또한 됫박 끝의 두 별을 잇는 선분을 5배 연장하면 바로 북극성에 닿으므로, 두 별을 지극성(指極星)이라고 한다. 그런데 사실 북두칠성은 7개 별이 아니라 8개 별로, 북두팔성이라 불러야 마땅하다. 위 사진에서 자루 끝에서 두 번째 별을 자세히 보라. 미자르라는 이름의 별인데, 그 옆에 알코르라는 작은 별 하나가 더 붙어 있어 이중성을 이루고 있다. 그러나 두 별은 시선방향에서 붙어 보일 뿐, 사실은 1.1광년 이상 떨어져 있다. 이를 안시쌍성이라 한다. 알코르는 4등성이지만, 2등성 미자르에 딱 붙어 있는 이것을 보려면 시력이 1.5 이상 되어야 한다. 1.0의 경우에는 어렴풋이 보이고, 0.7 이하는 아예 볼 수 없다. 그래서 옛날 로마의 모병관들이 식민지 젊은이들에게 급료와 로마 시민권을 미끼로 군인을 뽑을 때 이 별을 시력 측정용으로 이용했다. 오늘밤에라도 바깥에 나가 북두칠성을 한번 바라보라. 미자르와 알코르가 떨어져 보이지 않고 하나로 보인다면 로마군 모병관은 당신을 바로 귀가조치시킬 것이다. 아르크투르스(Arcturus) 북두칠성의 손잡이 곡선을 한참 따라가다 보면 밝은 오렌지색 별 하나가 마중나온다. 그게 바로 목자자리의 알파 별 아르크투루스로, 하늘에서 세 번째로 밝은 별이다. 아르크투루스란 말은 '곰을 지키는 사람'이라는 뜻의 그리스 어다. 북두칠성을 꼬리로 달고 있는 큰 곰 뒤를 따라다니는 것처럼 보여 붙인 이름일 것이다. 아르크투르스는 정확히 -0.1등성으로 거리도 36광년이어서 태양과 비교적 가깝다. 하지만 크기는 태양 지름의 27배나 되고, 밝기는 태양의 약 100배나 된다. 이렇게 큰 항성을 '거성'이라 한다. 봄철 밤하늘에서 가장 찾기 쉬운 별자리인 목자자리의 아르크투루스, 처녀자리의 스피카, 사자자리의 데네볼라를 이어 만들어지는 삼각형을 ‘봄철의 대삼각형’이라 하고, 북두칠성 손잡이에서 아르크투루스, 스피카로 이어지는 곡선을 '봄의 대곡선'이라 한다. 이 정도만 알고 있어도 봄의 밤하늘을 자녀들에게 설명하는 데 어려움이 없을 것이다. 스피카(Spica) 봄철 대삼각형의 한 꼭지점을 이루는 1등성 스피카는 처녀자리의 알파 별이다. 스피카는 '곡물의 이삭'이라는 라틴 어인데, 여신이 손에 든 빛나는 보리 이삭이 스피카다. 이 별이 나타나면 파종 때가 가까워진 것이므로 농사와 매우 밀접한 관계가 있다. ​밤하늘에서 15번째로 밝은 별인 스피카는 한 별이 아니라 동반성을 가진 쌍성이다. 서로의 둘레를 4일마다 한 바퀴씩 공전하며, 주성과 동반성의 질량은 각각 태양의 9.4배와 6배이고, 거리는 260광년이다. 이 별이 유명한 것은 청초한 처녀처럼 맑고 푸른빛을 내는 이유도 있지만, 지구의 세차운동을 가르쳐준 것이 가장 큰 이유다. 별의 등급을 최초로 정했던 히파르코스가 지구의 세차운동을 이 별로 인해 알게 되었고, 지동설의 코페르니쿠스도 세차운동에 관한 연구를 위해 스피카를 많이 관찰했다. 스피카는 초신성으로 일생을 마칠 것으로 예상하는 후보들 중 지구에서 가장 가까운 별이기도 하다. 또 하나 기억해야 할 것은 스피카가 알파 별인 처녀자리는 머리털자리와 함께 은하나 은하단이 많이 발견되는 곳이라는 점이다. 처녀자리 은하단은 200개 정도 은하가 한 무리가 된 거대한 은하단으로, 거리는 약 6,000만 광년이며, 초속 1,200km의 속도로 멀어져가고 있다. 센타우루스자리 알파별(Alpha Centauri) 센타우루스자리에서 가장 밝은 별인 -0.01등성으로, 밤하늘에서는 네 번째로 밝은 별이다. 맨눈으로는 하나로 보이지만 사실은 쌍성계로, 태양과 매우 비슷한 센타우루스자리 알파 A별, 태양보다 좀 가볍고 차가운 오렌지색 왜성인 센타우루스자리 알파 B별로 이루어져 있다. 2012년에 센타우루스자리 알파 B별 주위에서 지구 크기의 행성을 발견했지만, 너무 뜨거워 생명이 살 수 없다. 밤하늘에서 이들과 조금 떨어진 곳에 적색왜성 센타우루스자리 프록시마란 별이 있는데, 이 별이 태양에서 가장 가까운 별로 유명하다. 거리는 4.22광년이지만, 가장 빠른 우주선으로 달려도 약 8만 년 걸린다. 하지만 상대적으로 가까운 거리 때문에 이 별은 성간여행을 소재로 한 과학소설이나 비디오 게임들의 소재로 잘 쓰인다. 어쨌든 센타우루스자리 알파별은 인류가 성간여행을 현실화할 경우 가장 먼저 방문할 후보들 중 하나이다. 안타레스(Antares) 전갈자리의 알파 별로, 겉보기 등급으로 16번째로 밝은 별이다. 황도 근처에 있는 안타레스는 화성처럼 붉은빛을 띠기 때문에 전쟁의 신 이름이 붙은 '화성(아레스)의 경쟁자'라는 뜻을 갖고 있다. 적색 초거성인 안타레스는 스스로 변광하는 변광성으로, 밝을 때는 0.9등, 가장 어두울 때는 1.8등이며, 지름은 무려 태양의 700배에 이른다. 만약 안타레스를 태양 자리에다 끌어다 놓는다면 화성 궤도까지 집어삼킬 것이다. 다행히 안타레스는 지구에서 약 600광년이나 멀리 떨어져 있다. 안타레스는 한 개의 단독성이 아니라, 청백색의 안타레스 B를 동반성으로 거느리고 있다. 두 별 사이의 거리는 550AU(1AU는 태양-지구 간 거리)에 이른다. 안타레스를 가장 잘 관찰할 수 있는 시기는 안타레스가 태양의 반대편에 오는 5월 31일 전후다. 이 무렵의 안타레스는 저물녘에 떠서 새벽에 지므로 밤새 볼 수 있다. 태양으로 인해 이 별을 못 보는 시기는 북반구가 남반구보다 긴데, 그 이유는 안타레스의 위치가 천구적도의 아래에 있기 때문이다. 리겔(Rigel) 겨을철 마당에 나가 남녘 밤하늘을 보면 장구처럼 생긴 별자리가 금방 눈에 들어온다. 별자리의 왕자인 오리온자리다. 혼자서 그 귀한 1등성 2개를 차지하고 있기 때문이다. 오리온은 그리스 신화에 나오는 미남 사냥꾼 이름이란다. 이 사냥꾼의 허리띠를 이루고 있는 등간격의 삼성도 눈에 잘 띈다. 바로 그 아래에는 유명한 오리온 대성운이 있다. 리겔은 오리온자리의 베타 별로, 오리온자리 사변형의 우하(右下) 꼭짓점에 있다. 안시등급 0.08등, 거리 770광년, 푸른색 초거성이다. 아주 젊은 별로 나이가 1천만 년밖에 안된다. 크기는 태양 지름의 60배, 절대광도는 6만 배에 달하지만, 평균밀도는 물의 수천분의 1에 지나지 않는다. 이중성(二重星)으로, 6.8등성인 동반성이 있다. 리겔이란 아랍 어로 '거인의 왼발'이란 뜻이다. 리겔은 밝고 지구 어느 대양에서나 잘 보였기 때문에, 예로부터 중요한 항해별 중 하나였다. 카노푸스(Canopus) 용골자리의 알파 별인 카노푸스는 -0.7등으로 시리우스 다음으로 밝은 별이다. 거리는 310광년, 크기는 태양의 65배, 밝기는 태양의 13,600배다. 우리나라와 중국에서는 노인성, 수성으로 불리며, 인간을 수명을 관장하는 별로 여겨지고 있다. 옛 기록에 따르면, 남부 지역에서 이 별을 보았을 경우 나라에 고하도록 했으며, 매우 경사스러운 징조로 여겼다. 한국에서는 남쪽의 수평선 근처에서 매우 드물게 볼 수 있다. 서울에서는 지평선에서 약 1도 정도로, 거의 지평선에 걸쳐 있다. 원래는 붉은 별이 아니지만, 지평선 방향의 두꺼운 대기층에 의해 푸른 빛이 흡수되어 붉게 보인다. 이 별은 약 1만 2000년 뒤에는 남극성이 될 것이다. 우주선이 우주공간에서 항로를 잡을 때 기준으로 이용하는 이정표 별이기도 하다. 무엇보다 카노푸스를 보게 되면 오래 산다는 말도 있으므로, 제주도나 호주 같은 남녘으로 여행한다면 꼭 이 별을 놓치지 말고 보기 바란다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

-아인슈타인의 중력 렌즈가 잡은 '스마일 갤럭시' 허블 우주망원경이 우주공간에서 '웃는 은하'를 발견했다고 영국 일간지 데일리메일이 10일(현지시간) 보도했다. 이 놀라운 이미지의 주인공은 공식적으로는 'SDSS J1038+4849'로 불리는 은하단이다. 커다란 원 안에 밝은 두 은하가 마치 두 눈처럼 보이며, 코 부분에는 하얀 단추까지 단 듯한 이모티콘처럼 보인다고 유럽우주기구(ESA)는 설명한다. "이 '행복한 얼굴'의 두 눈은 사실 아주 밝은 은하들이며, 웃는 입은 강한 중력 렌즈로 인해 생긴 빛의 고리" 라고 전문가들은 밝혔다. 중력 렌즈 현상으로 위에 나타난 둥근 빛의 고리는 아인슈타인의 고리라 불린다. 고리를 이루는 원호 하나는 '웃는 입'을 만들고 있다. 그리고 밝은 은하 두 개가 마치 눈처럼 자리잡아 이 '웃는 은하'를 완성시키고 있다. 대체 이런 현상은 왜 일어나는 걸까? 이것은 딱 100년 전 아인슈타인이 일반 상대성 이론에서 예언한 중력 렌즈 현상 때문이다. 아인슈타인은 주장하기를, 강한 중력은 빛까지 휘게 해서 렌즈 역할을 할 수 있다고 예언했고, 이것이 몇 년 뒤 개기일식을 계기로 실제로 관찰되어 뉴욕타임스의 톱기사로 보도됨으로써 그는 하루아침에 지구상에서 가장 유명한 과학자로 자리매김하게 되었다. 중력 렌즈가 사물을 확대하는 점에서는 돋보기와 같지만, 빛을 한 점에 모으는 돋보기와는 달리 초점이 없기 때문에 빛이 한곳에 모이지 않고 여러 개의 상을 만든다. 은하단은 수백 개의 은하들이 모여 만드는 우주에서 가장 거대한 구조로, 주위의 시공간을 왜곡시켜 이 같은 중력 렌즈 현상을 만들어내는 것이다. 따라서 뒤쪽의 물체를 확대시켜 보여주는 우주의 돋보기라 할 수 있다. 가장 유명한 중력 렌즈는 페가수스자리에서 관측된 ‘아인슈타인 십자가’ 혹은 ‘후크라의 렌즈’이다. 약 80억 광년 떨어져 있는 퀘이사 Q2237 ＋ 0305의 빛이 2억 광년 떨어진 페가수스 은하단에 속한 나선은하의 핵 부분에 의해 휘어져서 형성된 이 중력 렌즈는 은하핵 주변에 4개의 상을 만들고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

-아인슈타인의 중력 렌즈가 잡은 '스마일 갤럭시' 허블 우주망원경이 우주공간에서 '웃는 은하'를 발견했다고 영국 일간지 데일리메일이 10일(현지시간) 보도했다. 이 놀라운 이미지의 주인공은 공식적으로는 'SDSS J1038+4849'로 불리는 은하단이다. 커다란 원 안에 밝은 두 은하가 마치 두 눈처럼 보이며, 코 부분에는 하얀 단추까지 단 듯한 이모티콘처럼 보인다고 유럽우주기구(ESA)는 설명한다. "이 '행복한 얼굴'의 두 눈은 사실 아주 밝은 은하들이며, 웃는 입은 강한 중력 렌즈로 인해 생긴 빛의 고리" 라고 전문가들은 밝혔다. 중력 렌즈 현상으로 위에 나타난 둥근 빛의 고리는 아인슈타인의 고리라 불린다. 고리를 이루는 원호 하나는 '웃는 입'을 만들고 있다. 그리고 밝은 은하 두 개가 마치 눈처럼 자리잡아 이 '웃는 은하'를 완성시키고 있다. 대체 이런 현상은 왜 일어나는 걸까? 이것은 딱 100년 전 아인슈타인이 일반 상대성 이론에서 예언한 중력 렌즈 현상 때문이다. 아인슈타인은 주장하기를, 강한 중력은 빛까지 휘게 해서 렌즈 역할을 할 수 있다고 예언했고, 이것이 몇 년 뒤 개기일식을 계기로 실제로 관찰되어 뉴욕타임스의 톱기사로 보도됨으로써 그는 하루아침에 지구상에서 가장 유명한 과학자로 자리매김하게 되었다. 중력 렌즈가 사물을 확대하는 점에서는 돋보기와 같지만, 빛을 한 점에 모으는 돋보기와는 달리 초점이 없기 때문에 빛이 한곳에 모이지 않고 여러 개의 상을 만든다. 은하단은 수백 개의 은하들이 모여 만드는 우주에서 가장 거대한 구조로, 주위의 시공간을 왜곡시켜 이 같은 중력 렌즈 현상을 만들어내는 것이다. 따라서 뒤쪽의 물체를 확대시켜 보여주는 우주의 돋보기라 할 수 있다. 가장 유명한 중력 렌즈는 페가수스자리에서 관측된 ‘아인슈타인 십자가’ 혹은 ‘후크라의 렌즈’이다. 약 80억 광년 떨어져 있는 퀘이사 Q2237 ＋ 0305의 빛이 2억 광년 떨어진 페가수스 은하단에 속한 나선은하의 핵 부분에 의해 휘어져서 형성된 이 중력 렌즈는 은하핵 주변에 4개의 상을 만들고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

‘내셔널 지오그래픽’ 2015년 1월 호에 저명한 과학 저술가인 티모시 페리스의 암흑물질-암흑 에너지 특집기사가 실려 우주 마니아들로부터 큰 관심을 끌고 있다. 복잡한 것을 쉽게 설명하는 재능과 아름다운 문체로 ‘동시대 최고의 과학 저술가’로 평가받고 있는 전직 신문기자-잡지 편집자 출신인 티모시 페리스는 1956년 부터 천체 관측을 시작했고, 1960년부터 천문학에 관한 글을 쓰기 시작했다. 베스트셀러가 된 작품 중 ‘우주의 모든 것'(The Whole Shebang)과 ‘은하 시대의 도래'(Coming of Age in the Milky Way) 두 권은 뉴욕 타임스의 ‘20세기에 출판된 중요한 책들’에 선정되었고 15개 언어로 번역되었다. 또한 그는 ‘라이프’ ‘내셔널 지오그래픽’ ‘네이처’ ‘뉴스위크’ ‘타임’ 등의 정기 간행물에 200편 이상의 기사와 에세이를 썼으며, 1977년에 발사한 보이저 1, 2호에 실어보낸 인류 문명 소개 유물인 음반을 제작하기도 했으며 미국물리학협회의 과학 저술상, 미국과학진흥회상, 구겐하임 펠로십을 받았다. 페리스의 특집기사 ‘숨겨진 우주를 처음으로 힐끗 보다'(A First Glimpse of the Hidden Cosmos)와 연계하여 스페이스닷컴은 직접 페리스와 대담한 기사를 20일(현지시간) 게재했다. 암흑물질과 암흑 에너지에 대한 페리스 특유의 해석과 견해가 잘 드러나 있는 흥미로운 내용이라 다음에 소개한다. -암흑물질과 암흑 에너지란 존재가 그처럼 상상 속에 확고하게 자리잡게 된 것은 무엇 때문입니까? 페리스=인간의 마음은 가까운 미래에 그럴싸한 설명이 나올 법한 중요한 문제나 질문에 끌리는 속성이 있습니다. 말하자면 한 10년이나 한 세대쯤 뒤에 말입니다. 암흑물질과 암흑 에너지는 확실히 중요한 문제로 보입니다. 과학자들은 우리가 볼 수 있는 가시적인 우주는 약 5%에 지나지 않고 나머지 95%는 이 암흑물질과 암흑 에너지로 채워져 있다는 계산서를 뽑아내놓고 있습니다. 이것들은 과연 무엇인가? 그 해답이 아마 적정 시간이 흐른 후 나올 것으로 보입니다. 그래서 암흑물질과 암흑 에너지 문제는 ‘시간이란 무엇인가?’라거나, ‘빅뱅 이전에는 무엇이 있었나?’ 하는 등의 문제보다 대중에게 훨씬 자극적이고 흥미로운 문제로 인식되는 거지요. - 실체는 그처럼 모호한데도 불구하고 우리는 암흑물질과 암흑 에너지의 영향에 대해 꽤나 많은 것들을 알고 있는 듯이 보입니다. 우리의 지식과 실체 사이에 있는 가장 큰 차이는 무엇이라 생각합니까? 페리스=암흑물질과 암흑 에너지가 행사하고 있는 영향 외에는 그것들에 대해 우리가 알고 있는 것은 거의 없습니다. 암흑물질은 가시적인 물체와 중력적으로 상호작용합니다. 은하와 은하단의 역학을 연구하는 과학자들은 암흑물질과 암흑 에너지가 우리 눈에 보이는 별들과 성단들이 행사하는 중력보다 훨씬 강한 중력을 행사하고 있다는 것을 발견했습니다. 그래서 그 미지의 존재를 ‘물질’이라 불렀고, 어떤 빛도 방출하지 않아 ‘암흑’이라고 붙인 겁니다. 이 암흑물질은 중력작용 외에는 우주의 어떤 물질과도 거의 또는 전혀 상호작용을 하지 않는 요상한 존재입니다. 과학자들은 암흑물질이 우리가 알고 있는 물질과는 전혀 다른 하나 또는 두 개의 원소로 드러날 것으로 생각하고 있습니다. 하지만 아직 확인된 것은 아닙니다. 다만 초대칭과 다른 첨단 물리학 이론으로 상상하고 있는 정도죠. 그러한 가설이 현실에서 실험적으로 확인하는 작업이 남아 있는 셈인데, 만약 현실적으로 확인된다면 그건 엄청난 사건이 될 겁니다. 암흑 에너지는 더 수수께끼 같은 존재입니다. 이 용어는 그 실체가 무엇이든 간에 이 우주를 가속 팽창시키고 있는 에너지라는 뜻을 내포합니다. 만약 암흑 에너지가 공간 자체의 특성이라면, 과학자들이 그 존재를 알아내기 전에 진공에 관한 양자론으로 설명이 가능할 것입니다. 그것을 흔히 중력 양자론이라 하죠. 중력이 공간을 어떻게 휘게 하는가를 나타내주는 아인슈타인의 일반 상대성이론에 대응하는 개념인 셈이죠. - 이러한 현상에 대한 연구 중 어떤 연구가 가장 가능성이 높은 것입니까? 페리스=지금 지구상에는 열 남짓의 암흑물질 검출 장비들이 곳곳에서 작동 중입니다. 암흑물질을 검출하는 데 성공할 수도 있고 실패할 수도 있겠지만, 어느 쪽이든 암흑물질에 대한 인류의 지식을 늘리는 데 기여할 것입니다. 토마스 에디슨이 이런 말을 자주 했었죠. ‘참으로 가치있는 것은 실패에서 배우는 법이다.’ 암흑 에너지에 관한 연구는 주로 우주의 팽창 속도를 관측하는 데 집중되어 있습니다. 우주가 얼마나 빨리 가속 팽창을 하고 있는가, 또 그런 팽창이 언제부터 시작되었는가 하는 문제들을 규명하려는 노력입니다. 숲속에 맹수가 있다면 우선 그 맹수의 발자국부터 찾아야 하는 것과 마찬가지 이유에서입니다. - 암흑물질과 암흑 에너지는 우주의 진화에 심대한 영향을 미친 것으로 나와 있습니다. 그 오랜 역사를 설명해줄 수 있습니까? 페리스=현재 우리가 보는 바와 같은 우주라는 거대 구조와 은하들을 만드는 데 암흑물질이 가장 큰 영향을 끼쳤다고 할 수 있습니다. 암흑물질이 없었다면 우주는 지금과는 크게 달라졌을 것입니다. 그리고 아마 어떤 생명체도 존재하지 못하는 우주가 되었을지도 모릅니다. 암흑 에너지는 공간의 한 특성으로 보입니다. 우주가 팽창할수록 그에 따라 암흑 에너지도 늘어나고 있습니다. 이 암흑 에너지가 없다면 우리 우주는 여기까지 오지 못했을지도 모릅니다. 현재 우주를 가속 팽창시키고 있는 이 암흑 에너지야말로 우리 우주의 미래를 결정지을 최대 요소라 할 수 있습니다. 비록 그것의 정체가 무엇인지, 그리고 어떻게 작동하는 건지 과학자들이 아직 밝혀내지 못하고 있지만 말입니다. 만약 암흑 에너지가 최초로 우주 팽창을 일으킨 존재라면 우리 우주는 암흑 에너지에 크게 의존하고 있다고 볼 수 있습니다. 우리가 볼 수 있는 가시적인 우주는 거의 텅 빈 공간입니다. 별이나 행성들, 우리 몸도 사실 거의 텅 빈 공간에 지나지 않습니다. 인체를 이루는 원자와 분자 내부의 모든 공간을 제거해버린다면 우리는 거의 이 문장 끝의 마침표 하나 정도도 되지 않습니다. 따라서 암흑 에너지가 정말 공간의 특성이라면, 그것의 정체를 아는 것이 참으로 중요한 것입니다. 물을 모르고는 비나 눈, 수증기를 안다고 할 수 없는 거나 마찬가지죠. - 우주 최대의 미스터리인 이 암흑물질과 암흑 에너지에 관한 연구의 미래는 과연 어떨 거라고 보십니까? 페리스=암흑물질의 후보 입자는 가까운 장래에 발견될 거라고 봅니다. 일부 실험 물리학자들은 이미 암흑물질의 증거를 보았다고 생각하고 있습니다. 하지만 더 많은 증거들이 아직 필요합니다. 우리는 곧 그것들을 보게 될 것입니다. 암흑 에너지의 정체를 잡는 일은 더 어렵고 고된 노력을 필요로 할 것으로 봅니다. 일부 이론 물리학자들은 ‘끈 이론’과 같은 것에 ‘표준 모델’에 근거해 우리 눈에 보이는 가시적인 우주를 넘어서 엄청난 비밀이 있을 거라는 강한 암시를 하고 있습니다. 암흑 에너지에 대한 탐구가 깊어가면 우리는 그것이 얼마나 기묘하고 놀라운 성질을 가진 존재인가 하는 것을 어렴풋이나마 볼 때가 올 것이라고 믿습니다. 이광식 통신원 joand999@naver.com 　　

우리 은하계는 적어도 1,000억 개 이상의 별로 이뤄진 거대한 별과 가스, 그리고 눈에 보이지 않는 암흑 물질의 집합체이다. 태양은 단지 우리 은하계의 무수한 별 가운데 하나일 뿐이다. 따라서 은하계는 거대하지만 그렇다고 우리 은하계가 우주에서 특별한 존재는 아니다. 우리 은하계는 안드로메다은하를 비롯한 다른 은하와 더불어 국부 은하군이라는 집단을 형성하고 있으며, 국부 은하군 같은 은하군은 더 큰 은하들의 집단인 은하단을 형성한다. 적어도 수백 개 이상의 은하들이 모여 은하단을 형성하기 때문에 기본적으로 은하단은 거대한 질량을 가지고 있다. 하지만 은하단 역시 질량에 따른 순위에 차이가 있다. 지금까지 발견된 것 가운데 가장 거대한 은하단은 태양 질량의 3,000조 배의 질량을 가진 것으로 보이는 ‘엘 고르도’(El Gordo, 거인이라는 뜻. ACT-CL J0102-4915)이다. 그런데 미국항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)의 우주 망원경들이 새롭게 초거대 은하단을 추가로 발견했다고 밝혔다. 질량은 태양 질량의 400조 배로 엘 고르도보다 작지만, 생성된 지 얼마 되지 않은 젊은 은하단 가운데서는 가장 큰 것으로 과학자들의 주목을 받고 있다. NASA의 찬드라 X선 망원경과 ESA의 XMM-뉴턴 망원경이 포착한 이 거대 은하단의 이름은 이탈리아어로 보석을 뜻하는 쥬이엘로(Gioiello, XDCP J0044.0-2033)이다. 과학자들은 쥬이엘로가 지구에서 96억 광년에서 80억 광년 정도로 매우 멀리 떨어져 있다고 보고 있다. 그보다 주목을 받는 부분은 이 은하단이 생성된 지 8억 년 이내의 상대적으로 젊은 은하단으로 보인다는 것이다. 이렇게 젊은 은하단이 어떻게 이만큼 빨리 성장할 수 있었는지는 앞으로의 연구 과제이다. 이와 같은 과학적 질문과는 별도로 마치 보석처럼 빛나는 은하단의 사진은 매우 아름답다. 참고로 이 사진은 여러 개의 망원경의 이미지를 합성한 것이다. 자주색 부분은 찬드라 X선 망원경에서, 붉게 빛나는 부분은 허셜 우주망원경의 적외선 이미지에서, 적색·녹색·청색의 가시광선 이미지는 스바루 망원경에서 가져온 것이다. 사실 이 은하단의 이름은 천문학자들이 이 은하단에 대해 모여서 회의를 한 장소에서 가져온 것이지만, 공개된 사진과도 매우 잘 어울린다. 의도하지 않았지만 정말 적절한 작명인 셈이다. 사진=초거대 은하단 쥬이엘로(NASA/ESA) 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

-37억년 뒤엔 우리 은하와 충돌 예정 안드로메다 은하는 우리은하와 가까운 은하 중의 하나로 자매 은하로 불린다. 하지만 두 은하 사이에는 놀라운 차이점이 있다는 새로운 연구 결과가 발표되었다고 9일(현지시간) 영국 일간지 데일리메일이 보도했다. 'M 31'로도 불리는 안드로메다 은하는 우리 은하보다 약 2배 가량 크지만, 나선팔 구조를 가진 나선은하로 생긴 모습이 거의 같다. 그러나 그것은 겉모양일 뿐이고 내용은 전혀 그렇지가 않다는 것이 이번 연구 결과 밝혀진 것이다. 안드로메다 은하의 별들의 운동을 연구한 결과, 우리 은하가 평온을 유지하는 것과는 대조적으로 안드로메다 은하는 폭력적인 과거를 가진 것으로 드러났다. 안드로메다의 별들은 대단히 혼란스러운 움직임을 보이고 있는데, 이는 우리 은하의 별들이 질서정연한 것과는 대조적인 현상이다. 이는 안드로메다가 주변의 작은 은하들과 충돌, 합병되는 격렬한 역사에서 비롯된 것으로 연구자들은 생각하고 있다. 이러한 은하 충돌은 사실 큰 나선은하에 있어서는 흔히 발생하는 사건이다. 70%의 나선은하가 최근 1만 년 안에 적어도 한 차례씩은 다른 은하와 상호 중력작용을 주고 받는 것으로 알려져 있다. 우리 은하의 질서정연한 모습이 오히려 이례적인 것이라고 과학자들은 생각하고 있다. 하와이의 케크 망원경이 수집한 데이터로 이 연구를 이끈 캘리포니아 대학의 푸라그라 구하타쿠르타 교수는 "분석된 자료에 따르면 안드로메다 은하 내 별들의 움직임은 정상에서 벗어난 상태이며, 우리 은하는 이례적으로 조용히 몸집을 불려온 은하로, 마치 영외 거주자처럼 보인다"고 말한다. 안드로메다가 비록 이웃 은하라고는 하지만, 우리와는 250만 광년이나 떨어진 안드로메다자리에 있는 은하다. 밤하늘이 맑을 때 맨눈으로 보면 뿌연 빛뭉치처럼 보인다. 그래서 안드로메다 은하는 인간의 맨눈이 볼 수 있는 가장 먼 거리에 있는 물체라고 말한다. 이 안드로메다와 우리 은하가 30여 개 은하로 이루어진 국부은하단에서 두 맹주라고 할 수 있다. 안드로메다의 젊은 별들은 비교적 질서있게 은하 중심을 도는 데 반해, 오래된 늙은 별들은 보다 무질서한 움직임을 보이는 것으로 나타났다. 안드로메다가 과거 은하 충돌이란 폭력적인 사건을 겪었다는 증거는 중력의 변화에 따라 안드로메다의 헤일로까지 확장된 별들의 흐름으로 밝혀진 사실이다. 그 별들은 주변의 왜소은하가 합병되면서 안드로메다 안으로 유입된 것이다. 이 연구결과는 이번 주 미국 시에틀에서 열린 미국천문협회 겨울 회의에서 안드로메다 은하의 고해상도 이미지와 함께 발표되었다. 이미지는 4만 광년에 이르는 안드로메다 은하의 원반 구획 속에서 1억 개의 별들과 수천 개의 성단들을 보여주고 있다. 안드로메다 은하의 3분의 1이 담겨 있는 이 사진은 또한 20억 년 전 다른 은하와 충돌한 내력을 포함하고 있다. 그런데 이 은하는 또다른 격렬한 충돌을 앞두고 있다. 바로 지름 10만 광년의 우리 은하와의 일대 충돌이 예약되어 있는 것이다. 현재 두 은하는 시간당 40만km 속도로 접근하고 있는 중이다. 40만km라면 지구-달 사이 거리다. 이 속도라면 약 37억 5000만 년 후에 두 은하가 충돌한다는 계산이 나온다. 그러나 충돌하자마자 하나로 합병되는 것은 아니다. 65억 년 뒤에 완전히 합체되어 거대한 타원은하가 된다. 천문학자들은 합병된 그 은하의 이름까지 벌써 지어놓았다. 두 은하의 이름을 합쳐놓은 '밀코메다(Milkomeda)' 은하다. 만약 그때까지 지구에 인류가 생존해 있다면 지금 지구 밤하늘과는 전혀 다르게 하늘의 반을 덮고 있는 타원은하를 보게 될 것이다. 그때 우리 태양계와 지구의 운명은 어떻게 될까? 다행히 다른 별과 충돌한다거나 은하 바깥으로 퉁겨져 나가지는 않는다는 계산서를 천문학자들이 뽑아놓고 있다. 두 은하가 충돌하더라도 별들끼리 서로 부딪치는 일은 거의 발생하지 않는다. 별들 사이의 간격이 워낙 넓기 때문이다. 일례로, 태양에서 가장 가까운 별이 프록시마 센타우리인데, 거리가 4.2광년이다. 만약 태양을 탁구공으로 축소한다면, 프록시마 센타우리는 1100km 떨어진 곳의 완두콩이 된다. 이게 어느 정도인가 하면, 드넓은 태평양에 쬐그만 미더덕 몇 개가 떠 있는 형국이다. 별들 사이의 평균 거리가 1600억km임을 감안하면 두 별이 충돌하는 사건은 거의 불가능하다. 그럼에도 불구하고, 두 은하의 중심에 있는 초질량 블랙홀들은 하나로 합쳐질 것이다. '밀코메다'의 중심 부근에서 두 블랙홀이 합쳐지면서 수백만 년에 걸쳐 별들에게 궤도 에너지를 전달해줄 것이다. 시뮬레이션은 이런 충돌 과정에서 지구가 거대 은하 바깥으로 튕겨나가기 전에 밀코메다의 중심부로 끌려들어갈 것을 예측하고 있다. 궁극적으로는 우주의 모든 은하들이 중력으로 뭉쳐져 이 같은 몇 개의 초질량 거대 은하들을 만들 것으로 보인다. 비록 수십억, 수백억 년 이후의 일이기는 하지만. 동영상 보기 http://www.youtube.com/watch?v=qnYCpQyRp-4 이광식 통신원 joand999@naver.com

우주 진화 시뮬레이션 공개 우주의 거대 구조들이 어떻게 형성되었는가를 실감 나게 보여주는 비디오 '이글'(EAGLE;Evolution and Assembly of GaLaxies and their Environments)'이 발표되었다고 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 지난 1일(현지시간) 보도했다. '이글'은 다른 유의 동영상과는 달리 은하풍 변수를 우주 형성 시뮬레이션 방정식 안에 적용하여 표현했다. 은하풍이란 태양풍과 비슷한 개념으로, 은하의 중심에서 바깥쪽으로 초속 300~3000km의 속도로 흘러나오는 대전된 입자의 흐름을 말한다. 네덜란드의 라이든 대학과 영국 드럼 대학의 천문학자들로 이루어진 연구팀은 영국과 프랑스의 슈퍼컴퓨터들을 가동하여 우주의 거대구조 형성 시뮬레이션을 완성했다. 지금 이 순간에도 빛의 속도로 팽창하고 있는 이 우주는 과연 얼마나 클까? 천문학자들이 뽑아낸 계산서에는 약 950억 광년이란 수치가 나와 있다. 우주가 탄생한 것이 138억 년인데 그보다 몇 배나 큰 수치가 나온 것은 우주가 초창기에는 인플레이션이라는 과정을 거쳤을 뿐만 아니라, 가속팽창을 하고 있기 때문으로 밝혀졌다. 하지만 우리가 현재까지 볼 수 있는 우주는 그 거리가 약 140억 광년 정도다. 그러나 140억 광년에 이르는 거리 안에서도 우리 우주는 복잡 다단한 구조를 갖고 있음을 이 비디오는 보여준다. 규모가 작은 순서로 늘어세운다면 은하군, 은하단, 초은하단, 대규모 구조 등이 있고, 은하군과 은하단들은 무리를 지어 초은하단을 이루고 있으며, 초은하단 이상 큰 규모의 천체를 '우주 거대구조'라고 부른다. 이러한 우주 거대구조는 은하들의 3차원 공간 분포를 연구하기 시작한 1980년대에 그 존재가 알려졌는데, 은하들의 3차원 공간분포는 은하들의 적색편이를 관측하여 알아낼 수 있다. 연구에 따르면, 은하와 성단은 제멋대로 분포하고 있기보다는 길고 가는 끈처럼, 또한 거대한 거품 속에 있는 것처럼 분포되어 있다. 그 거품의 내부는 빨대로 그 안의 은하들을 모두 빨아낸 것처럼 텅 비어 있는 듯이 보이는데, 거품의 막에 해당하는 부분에 은하들이 모여 있고, 그 내부는 텅 빈 동공(void)을 이루고 있다. 현재까지 관측된 우주의 구조 중에서 가장 큰 규모의 것은 '거대한 벽'(Great Wall)이라고 불리는 것인데, 이것은 은하들이 거대한 벽 모양 속에 모여 있는 것을 말한다. 즉, 우주에는 거대한 비누거품 모양의 구조들이 수없이 겹쳐져 있는데, 은하들은 거대한 벽이라고 불리는 겹쳐진 면에 옹기종기 모여 있는 것이다. 거대한 벽의 길이는 약 5억 광년, 높이는 2억 광년, 그리고 두께는 1500만 광년 정도다. 이 거대한 벽은 우리은하에서 약 2500만 광년 떨어진 곳에 위치하고 있다. (동영상은 http://www.space.com/28119-new-universe-evolution-simulation-is-most-realistic-) 이광식 통신원 joand999@naver.com

미국항공우주국(NASA)이 놀라운 미스터리 은하의 영상을 공개했다. 과학자들은 어쩌면 SF영화에나 나올 법한 모습의 이 은하가 우주의 형성에 관한 비밀을 알려줄지도 모른다고 기대하고 있다. 'IC 335'로 불리는 이 렌즈형 은하는 NASA와 유럽우주국(ESA)이 공동으로 운용하는 허블 우주망원경이 6000만 광년 거리의 심우주에서 잡아낸 것으로, 화학로자리에 있는 3개의 다른 은하들이 포함된 은하단의 일원이다. 은하의 형태 분류에 따르면, 렌즈형 은하는 타원은하와 나선은하의 중간형에 속한다. 나선은하와 같이 원반을 갖고 있는 점은 공통적이지만, 렌즈형 은하는 이미 성간물질을 많이 잃어버려 별은 거의 형성되지 않는다. 따라서 타원은하처럼 주로 나이 많은 별들로 이루어져 있다. 렌즈형 은하는 나선팔이 거의 발달하지 않아 IC 335처럼 시선방향에 나란히 놓여 가장자리만 보일 때는 종종 타원은하로 오인되기도 한다. 사진에서 보이듯이 IC 335 원반은 지구에서 시선방향으로 나란히 위치하는 바람에 가장자리만 보인다. 그래서 이것이 어떤 은하 형태를 가진 건인지 알고 싶어하는 천문학자들을 곤혹스럽게 하는 것이다. 은하의 특성을 결정짓는 나선팔이나 중심을 가로지르는 막대는 은하를 정면으로 보았을 때 드러나는 특징이다. 렌즈형 은하는 원반과 팽대부가 얇다는 점에서는 나선은하와 같지만, 전형적인 나선은하와는 반대로 성간물질들을 거의 소진한 은하이기 때문에 별들을 생산할 능력이 거의 없는 은하다. 어쩌다가 새로운 별들이 태어나기는 하지만, 그 형성 비율이 아주 낮은 편이다. 따라서 전반적으로 렌즈형 은하들은 늙은 별들로 이루어져 있으며, 별들의 수도 타원형 은하와 비슷하다. 렌즈형 은하는 또 두 형태의 은하와 같은 공통점을 갖고 있는데, 크기와 스펙트럼 형태(분광형태)가 그것들이다. 이는 은하 진화 과정의 초기에 나타나는 특성으로 간주되고 있다. 　어쨌든 타원은하가 비록 지금은 천천히 진화하고 있지만, 과거에는 하나같이 격렬한 은하 충돌을 겪었다는 공통점을 갖고 있다. 이와는 대조적으로, 렌즈형 은하는 다른 은하와는 한번도 상호작용하지 않는 흐릿한 늙은 나선 은하이거나, 또는 과거에 두 나선은하가 충돌하여 하나로 합병된 결과물이다. 하지만 이들 은하의 정확한 성격이나 상호관계는 아직까지 확실히 밝혀지지 않았다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　　

미 항공우주국(NASA)이 놀라운 미스터리 은하의 영상을 공개했다. 과학자들은 어쩌면 SF영화에나 나올 법한 모습의 이 은하가 우주의 형성에 관한 비밀을 알려줄지도 모른다고 기대하고 있다. 'IC 335'로 불리는 이 렌즈형 은하는 새로운 NASA/ESA 허블 우주 망원경이 6000만 광년 거리의 심우주에서 잡아낸 것으로, 화학로자리에 있는 3개의 다른 은하들이 포함된 은하단의 일원이다. 은하의 형태 분류에 따르면, 렌즈형 은하는 타원은하와 나선은하의 중간형에 속한다. 나선은하와 같이 원반을 갖고 있는 점은 공통적이지만, 렌즈형 은하는 이미 성간물질을 많이 잃어버려 별은 거의 형성되지 않는다. 따라서 타원은하처럼 주로 나이 많은 별들로 이루어져 있다. 렌즈형 은하는 나선팔이 거의 발달하지 않아 IC 335처럼 시선방향에 나란히 놓여 가장자리만 보일 때는 종종 타원은하로 오인되기도 한다. 사진에서 보이듯이 IC 335 원반은 지구에서 시선방향으로 나란히 위치하는 바람에 가장자리만 보인다. 그래서 이것이 어떤 은하 형태를 가진 건인지 알고 싶어하는 천문학자들을 곤혹스럽게 하는 것이다. 은하의 특성을 결정짓는 나선팔이나 중심을 가로지르는 막대는 은하를 정면으로 보았을 때 드러나는 특징이다. 렌즈형 은하는 원반과 팽대부가 얇다는 점에서는 나선은하와 같지만, 전형적인 나선은하와는 반대로 성간물질들을 거의 소진한 은하이기 때문에 별들을 생산할 능력이 거의 없는 은하다. 어쩌다가 새로운 별들이 태어나기는 하지만, 그 형성 비율이 아주 낮은 편이다. 따라서 전반적으로 렌즈형 은하들은 늙은 별들로 이루어져 있으며, 별들의 수도 타원형 은하와 비슷하다. 렌즈형 은하는 또 두 형태의 은하와 같은 공통점을 갖고 있는데, 크기와 스펙트럼 형태(분광형태)가 그것들이다. 이는 은하 진화 과정의 초기에 나타나는 특성으로 간주되고 있다. 　어쨌든 타원은하가 비록 지금은 천천히 진화하고 있지만, 과거에는 하나같이 격렬한 은하 충돌을 겪었다는 공통점을 갖고 있다. 이와는 대조적으로, 렌즈형 은하는 다른 은하와는 한번도 상호작용하지 않는 흐릿한 늙은 나선 은하이거나, 또는 과거에 두 나선은하가 충돌하여 하나로 합병된 결과물이다. 하지만 이들 은하의 정확한 성격이나 상호관계는 아직까지 확실히 밝혀지지 않았다. 　사진설명 1=허블 우주망원경이 심우주에서 잡아낸 IC 335 은하. 희귀한 렌즈형 은하다사진설명 2=실꾸리 은하로 불리는 NGC 5866. 용자리에 있는 렌즈형 은하　이광식 통신원 joand999@naver.com　　

별이 모이면 은하를, 이런 은하의 모임은 은하군을, 은하군은 다시 은하단을, 은하단은 이보다 더 큰 초은하단을 이룬다. 그런데 이런 초은하단 이상 큰 규모의 천체를 우리는 ‘우주의 거대구조’(혹은 우주의 대규모구조)라고 부른다. 이런 우주의 거대구조는 필라멘트나 거미줄처럼 얽힌 형태를 보이고 있는데 최근 유럽의 천문학자들이 그에 속한 블랙홀의 자전축이 이 구조의 배열을 따르고 있음을 밝혀냈다. 이는 우주 진화 과정을 탐구하는 데 중요한 단서가 될 것으로 보인다. 벨기에 리에주대학 다미앵 헛세메커스 박사가 이끄는 국제 연구팀이 유럽남방천문대(ESO)의 초대형망원경(VLT)을 사용한 최신 관측 연구에서 수십억 광년을 사이에 두고 떨어져 있는 퀘이사 93개(정확히 그속에 있는 블랙홀)의 자전축 방향이 거미줄처럼 얽힌 우주의 거대구조와 일치하는 것을 밝혀냈다. 퀘이사는 하늘에서 별처럼 보이지만 사실은 수천에서 수만 개의 별로 이뤄진 은하로, 지구에서 가장 먼 거리에 있는 은하의 중심핵에 있는 거대 블랙홀이 주변 물질을 집어삼키는 에너지에 의해 엄청나게 밝게 빛난다. 이때 중력에 의해 모인 물질은 소용돌이치며 초고온 상태의 원반을 이루며 내부 블랙홀은 자전축에 따라 제트를 분출한다. 이번 관측에서 이런 자전축과 제트 자체가 확인된 것은 아니지만, 연구팀은 각각의 퀘이사가 갖는 편광(빛의 진동 방향) 등에서 원반의 각도, 나아가 자전축의 방향을 파악할 수 있었다. 특히 연구팀은 이런 자전축 방향이 우주의 거대구조로 불리는 필라멘트를 따르는 경향도 발견했다. 수십억 광년 규모에 달하는 거대 은하 집단의 분포는 일정하지 않고 그물망 구조로 배열되는데 이를 우주의 거대구조라고 부른다. 헛세메커스 박사는 “퀘이사들로부터 주목한 첫 번째 이상한 점은 이들은 수십억 광년씩 서로 떨어져 있음에도 자전축이 서로 정렬된 양상을 보였다”면서 “한 걸음 더 나아가 만약 이 자전축이 서로 연결돼 있다면 이는 단순히 서로 연결된 것이 아니라 우주에 더 거대한 규모의 구조를 형성하고 있을 것”이라고 설명했다. 연구팀은 이번에 관측된 결과가 우연일 가능성은 1% 미만으로 추정하고 있다. 퀘이사(블랙홀)의 방향이 우주의 거대구조와의 관련성이 관측으로 확인된 것은 이번이 처음이다. 한편 이번 연구성과는 국제학술지 ‘천문학 및 천체물리학’(Astronomy and Astrophysics) 22일 자로 게재됐다. 사진=ESO 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

별들의 모임인 은하. 이 중 일부 은하는 별의 탄생이 더딘데, 그 원인 중 하나가 ‘은하 사이의 바람’ 때문이라는 것을 캐나다와 미국의 천문학자들이 밝혀냈다. 캐나다 토론토대 던랩연구소와 미국 애리조나주립대 공동 연구팀은 나사(미국항공우주국)의 스피처와 허블 우주망원경을 사용해 우주에 홀로 떠다니는 필드 은하가 은하단과 접촉할 때 발생하는 ‘은하간 바람’(인터갤럭틱 윈드)이 별이 탄생하는데 필요한 주요 가스를 날려버린다는 증거를 발견했다. 이런 과정은 NGC 4522, CGCG 97-073, ESO 137-001, NGC 1427a라는 네 은하에서 관측됐다. 이들 은하가 각각 거대 중력을 가진 은하단 속으로 끌려 들어갈 때 발생하는 ‘램압력’(어떤 물체를 향해 어떤 액체나 기체가 빠른 속도로 다가가면 생기는 압력)으로, 은하단 내에서 물질을 빼앗기는 ‘램압 벗기기’(RPS, Ram-Pressure Stripping) 과정에서 분자 형태의 수소가스를 잃는다는 것이다. 즉 은하간 바람이 불어 특정 은하 내의 별 형성 재료가 벗겨진다는 것. 연구를 이끈 연구소의 수레쉬 시바난담 박사는 “불을 켠 양초를 방에 옮길 때 흘러나오는 연기처럼 수소가스가 은하로부터 날아가는 것을 발견했다”고 설명했다. 연구에 참여한 조지 리케 애리조나대 교수는 “지난 40여 년간 우리는 우리 은하처럼 은하단 속 일부 은하가 다른 은하와 달리 젊은 별이 적은 것을 이해하기 위해 노력해왔지만, 이제 별 탄생을 막는 담금질을 보게 됐다”고 말했다. 연구팀은 이번 연구를 위해 스피처와 허블의 광학 및 적외선, 수소배출 정보뿐만 아니라 여러 지상 망원경의 데이터까지 분석했다. 이번 연구결과는 미국 천체물리학회지(Astrophysical Journal) 10일 자에 게재됐다. 사진=별 형성 가스를 빼앗기고 있는 은하 NGC 4522 이미지 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

천문학 사상 가장 선명한 은하 충돌 장면이 포착됐다. 영국 더럼대학 미셸 푸마갈리 박사가 이끄는 국제 연구팀이 칠레에 있는 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)에 설치된 다중분광탐사기(MUSE)으로 거대 은하의 충돌 순간을 촬영했다. 이는 지난 3월 미국항공우주국(NASA)과 유럽우주기구(ESA)가 공동으로 운영하는 허블 우주망원경이 관측했던 이미지에 새로운 정보를 더한 것. 지구로부터 2억광년쯤 떨어진 곳에 있는 거대한 직각자자리 은하단 ‘Abell 3627’에 나선은하 ‘ESO 137-001’가 충돌하면서 뿜어내는 먼지와 가스 등의 잔해가 고스란히 찍혔다. 이 은하 충돌로 나선은하 ‘ESO 137-001’에서는 가스가 줄기 모양으로 분출하고 있는데 밝은 푸른색 줄무늬는 지구 방향으로 움직이고 있는 가스이며 붉은색 줄기는 지구에서 먼방향으로 움직이는 가스이다. 여기에 왼쪽에 있는 하얀 나선형 가스는 허블이 관측했던 이미지를 중첩시킨 것이다. 이번 관측 성과에 대해 푸마갈리 박사는 “현대 천문학의 주과업 중 하나”라고 설명했다. 이를 통해 은하단에서 별 형성이 중단되는 수수께끼를 풀 수 있다는 것이다. 한편 이번 성과는 ‘영국 왕립천문학회 월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, MNRAS) 온라인판 9일 자로 게재됐다. 사진=ESO/M. Fumagalli 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구에서 약 20억 광년 떨어진 곳에는 상상하기 힘들만큼 큰 은하단이 존재한다. 무려 300개 이상의 은하들을 거느리고 있는 이 은하단의 이름은 '아벨 1413' (Abell 1413). 은하단은 우리은하와 같은 은하가 수백개나 모여있는 집단을 말한다. 사자자리(constellations of Leo)와 머리털자리(Coma Berenices)를 교차하는 지점에 위치한 아벨 1413은 그 무한한 크기 때문에 이를 관측하는 인간에게는 그야말로 우주에 대한 경외감 마저 느끼게 한다. 최근 유럽우주기구(ESA)가 허블우주망원경으로 포착한 선명한 아벨 1413의 이미지를 공개해 관심을 끌고있다. 이미지 속 중앙에 위치한 것이 타원형 은하인 'MCG+04-28-097'이다. 놀라운 점은 은하 중심에서 바깥으로 퍼지는 MCG+04-28-097의 후광이 무려 650만 광년 거리나 펼쳐져 있다는 사실. ESA 측은 "아벨 1413이 속하는 아벨 카탈로그(Abell catalog)에는 무려 4000개 이상의 은하단이 포함돼 있다" 면서 "은하단의 강력한 중력으로 생긴 중력렌즈 효과 때문에 이미지가 휘어져 보인다"고 설명했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

수수께끼 같은 암흑 에너지가 우주를 집어삼켜 결국엔 텅 비고 지루한 우주로 만들어버릴 것인가? 과학자들은 우주라는 구조물의 비계(scaffold·시공 단계에서 설치하는 가설물)인 암흑물질이 암흑 에너지에 의해 서서히 지워지고 있는 단서를 발견했다고 주장했다. 2일(현지시간) 영국 일간 데일리메일 보도에 따르면, 영국과 이탈리아의 과학자들이 최신 천문 데이터가 암흑 에너지가 암흑물질과 상호작용해서 우주 구조의 성장을 저지하고 있는 것으로 드러났다고 밝혔다. 포츠머스 우주론중력연구소 소장 데이비드 원즈 교수는 “이번 연구는 시공간의 기본 특성에 관한 것으로, 우주적인 규모에서 볼 때 우리 우주가 궁극적으로 어떻게 될 것인지, 우주의 운명을 보여주는 것”이라고 밝혔다. 그는 “만약 암흑 에너지가 이대로 계속 커지는 가운데 암흑물질이 증발돼 버린다면, 우리 우주는 결국 텅 빈 공간이 되고 말 것”이라면서 “거의 아무것도 없는 거대한 동공이 되는 것”이라고 말했다. 암흑물질은 우주 구조에 틀을 제공하는 존재로 알려졌지만, 암흑 에너지는 우주를 팽창시키는 정체 모를 힘이다. 또 그는 “우리가 보고 있는 은하들은 암흑물질이라는 비계 속에 지어진 것이며, 이번 연구에서 밝혀진 것은 이 암흑물질이 서서히 증발돼 우주 구조의 성장을 감속시키고 있다는 사실”이라고 말했다. “1998년 우주가 가속 팽창을 하고 있다는 사실이 밝혀짐에 따라 우주론의 패러다임이 변하고 있다”고 말하는 원즈 교수는 이렇게 덧붙였다. “시공간에 두루 존재하는 암흑 에너지의 양, 곧 우주 상수라는 아이디어는 우주론의 표준 모델이 됐다” 하지만, 포츠머스와 로마의 대학 연구자들은 이보다 진전된 패러다임을 발견했다고 믿고 있다. 바로 암흑 에너지와 암흑물질 간의 상호작용과 그 변화이다. 연구팀은 “1990년대 말 이래로 천문학자들은 우리 우주를 가속 팽창시키는 무엇인가가 분명 있다는 사실을 확신하게 됐다. 가장 단순환 설명은 우주 공간 자체가 에너지를 갖고 있을 거라는 가설”이라면서 “이른바 우주 상수로 불리는 진공 에너지다”고 설명했다. 이어 “어쨌든 이런 단순한 모델로는 이번 연구에서 밝혀진 데이터들을 모두 설명하기가 어렵다는 것이 점점 더 분명해지고 있는 것”이라면서 “특히 은하단과 은하들의 성장, 즉 우주 구조의 성장이 예상보다 느리다는 점에 대해서는 설명이 안되는 것”이라고 덧붙였다. 이에 대해 미시건 대학의 드래건 헌터러 교수는 “이 논문은 대단히 흥미롭다. 암흑물질에 관해서라면 언제든 새로운 진전이 있을 수 있다”면서 “아무리 생소한 내용이라 하더라도 관심 깊게 살펴볼 필요가 있다”고 말했다. 이어 “상호작용이 없는 가장 단순한 모델에 비해 다른 결론이 나왔지만, 어쨌든 나는 이 논문의 결론에 놀랐다고 말하진 않겠다. 표준 모델의 모든 데이터에 문제가 있다는 사실을 우리가 안 것이 몇 달 되지도 않았다”고 덧붙였다. 이번 연구내용에 대해 네티즌들은 한결 같은 놀라움을 나타내며, “우주는 정말 불가사의다” “암흑 에너지가 암흑 물질을 잡아먹는다니 정말 충격적”이라는 등의 반응을 보이고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

"당신의 나선 팔에서 먼지를 털어내고, 당신의 팽대부를 더욱 살찌게 하라." 일반 사람은 이게 무슨 말인지 전혀 모르겠지만, 천문학 책을 읽고 우주에 나름대로 관심이 깊은 사람이라면, 이게 무슨 뜻인지 금방 알 수 있다. 나선 팔은 나선은하에 달린 팔을 말하며(여기서 별들이 태어난다), 팽대부는 운하의 중심에 부풀어오른 부분을 말한다(여기엔 대개 블랙홀이 똬리를 틀고 있다). 어쨌든 위와 같은 문구를 내걸고 독자의 우주 IQ를 테스트한다는 11문제의 퀴즈가 나사(NASA) 사이트에 올라와 있다. 로켓 발사와 우주 탐사계획 수립, 탐사선과 우주 망원경 운용에만도 정신이 없을 나사 사람들이 이런 여유로운 기사를 올릴 수도 있구나 싶어 웃음짓게 하는 글이다. 재미있는 내용이라 다음에 소개한다. 당신의 은하수 낚시 솜씨가 어떤지 한번 도전해볼 용의가 있는가? 11문항 중 10~11개를 맞히면 나사가 공인하는 '은하 천재(galactic genius)'가 될 수 있다. 이젠 당신의 내부에 있는 은하로 눈길을 돌릴 때다. 1) 우리은하는 어떤 형태인가? 1. 막대나선은하2. 타원은하 3. 나선은하 2) 우리은하에 가장 가까운 거대 은하는? 1. 소용돌이 은하2. 밥(Bob) 은하3. 안드로메다 은하 3) 우리은하에는 대락 별이 몇 개나 있을까? 1. 100억 개2. 헐리우드 명예의 거리에 있는 스타 수만큼 된다.3. 2천억 개 4) 우리은하를 구성하는 것 중 가장 많은 질량을 차지하는 것은? 1. 가스와 먼지2. 별들3. 암흑물질 5) 우리은하 중심부에 있는 것으로 보이는 블랙홀의 이름은? 1. 대마젤란운2. 빅서커(Big Sucker)3. 궁수자리 A별(Sagittarius A*) 6) 바데의 창이란 무엇인가?1 . 밤하늘 은하수에서 가장 밝은 부분.2. 우리은하에서 특별히 별이 없는 영역3. 바데 주택의 전면 구조 7) 우리은하는 중심부에서 얼마나 멀리 떨어져 있나? 1. 3분의 12. 4분의 13. 3분의 2 8) 우리은하가 포함된 약 50개의 은하 집단을 무엇이라고 하는가? 1. 국부은하군2. 랫 팩(The Rat Pack)3. 중심 성단 9) 우리은하의 나이는? 1. 45억 년2. 132억 년3. 137억 년 10) 우리은하가 속해 있는 초은하단의 이름은? 1. 머리털자리 초은하단2. 슈퍼플라이 초은하단3. 궁수자리 초은하단 11) 밤하늘을 가로지르는 은하수에서 밝은 부분을 가리는 어두운 띠는 무엇 때문인가? 1. 짙은 먼지로 가려진 부분2. 별들이 성긴 부분3. 블랙홀이 있는 부분 <정답>은 1) 1 2) 3 3) 3 4) 3 5) 3 6) 1 7) 3 8) 1 9) 2 10) 1 11) 1 **10~11개를 맞추었다면 당신은 은하 천재입니다.**8~10개를 맞추었다면 당신은 은하 수재입니다.**그 이하라면 안드로메다로 가시기를 권합니다.^^ 이광식 통신원 joand999@naver.com

한줄기 선명한 빛을 발하는 한 은하의 옆모습이 허블 우주망원경에 포착됐다. 나사(NASA, 미국항공우주국)는 3일 에사(ESA, 유럽우주기구)와 함께 운영하고 있는 허블 우주망원경이 관측한 은하 NGC 4762의 이미지를 공개했다. 지구로부터 처녀자리 방향으로 약 5800만 광년 거리에 있는 이 은하는 처녀자리 은하단에 속한다. 이 은하단에는 약 2500개의 은하가 포함돼 있는데 천문학자들은 이를 목록화하고 있고 여기서 이 은하는 VCC 2095라는 명칭을 갖고 있다. 처녀자리 은하단은 실로 중요한 위치에 있는데 처녀자리 초은하단의 중심에 있기 때문이다. 이 초은하단은 우리 은하를 포함하고 있어 국부 초은하단이라고도 불린다. 이전에 막대나선은하로 여겨졌던 NGC 4762는 나선은하와 타원은하의 중간 형태인 렌즈상은하인 것으로 밝혀졌다. 이 은하는 측면밖에 볼 수 없는 특성으로 실제 그 형태를 아는 데는 어려움이 있었다. 하지만 천문학자들은 해당 은하에서 네 가지 주요 특징을 발견했다. 이는 은하 중심의 팽대부(central bulge)와 막대(bar), 두꺼운 원반(thick disk), 외부 고리(outer ring)이다. 이 은하의 원반은 비대칭이며 비틀려 있다. 이는 이 은하가 과거에 더 작은 규모의 은하와 충돌한 것으로 설명될 수 있다. 충돌한 소은하의 잔해는 이 은하의 원반 내에 안착했고 재분배하는 과정에서 원반의 형태를 바꿔놨다. 또 이 은하는 중심에 고에너지를 가진 라이너(Liner)형 활동은하핵(AGN)을 포함한다. 이 핵은 천문학자들이 은하 영역의 구조를 측정하는 데 쓰는 일종의 ‘원자 지문’(atomic fingerprint)인 특정 스펙트럼선의 방출로 발견할 수 있었다. 한편 허블 우주 망원경은 지상으로부터 약 610km 상공의 대기권 밖에서 지구 주위를 하루 14번 이상 공전하며 광활한 우주를 관찰하고 있다. 사진=NASA/ESA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주는 결국 텅 빈 공간이 될 것인가 수수께끼 같은 암흑 에너지가 우주를 집어삼켜 결국엔 텅 비고 지루한 우주로 만들어버릴 것인가? 과학자들은 우주라는 구조물의 비계(scaffold·시공 단계에서 설치하는 가설물)인 암흑물질이 암흑 에너지에 의해 서서히 지워지고 있는 단서를 발견했다고 주장했다. 2일(현지시간) 영국 일간 데일리메일 보도에 따르면, 영국과 이탈리아의 과학자들이 최신 천문 데이터가 암흑 에너지가 암흑물질과 상호작용해서 우주 구조의 성장을 저지하고 있는 것으로 드러났다고 밝혔다. 포츠머스 우주론중력연구소 소장 데이비드 원즈 교수는 “이번 연구는 시공간의 기본 특성에 관한 것으로, 우주적인 규모에서 볼 때 우리 우주가 궁극적으로 어떻게 될 것인지, 우주의 운명을 보여주는 것”이라고 밝혔다. 그는 “만약 암흑 에너지가 이대로 계속 커지는 가운데 암흑물질이 증발돼 버린다면, 우리 우주는 결국 텅 빈 공간이 되고 말 것”이라면서 “거의 아무것도 없는 거대한 동공이 되는 것”이라고 말했다. 암흑물질은 우주 구조에 틀을 제공하는 존재로 알려졌지만, 암흑 에너지는 우주를 팽창시키는 정체 모를 힘이다. 또 그는 “우리가 보고 있는 은하들은 암흑물질이라는 비계 속에 지어진 것이며, 이번 연구에서 밝혀진 것은 이 암흑물질이 서서히 증발돼 우주 구조의 성장을 감속시키고 있다는 사실”이라고 말했다. “1998년 우주가 가속 팽창을 하고 있다는 사실이 밝혀짐에 따라 우주론의 패러다임이 변하고 있다”고 말하는 원즈 교수는 이렇게 덧붙였다. “시공간에 두루 존재하는 암흑 에너지의 양, 곧 우주 상수라는 아이디어는 우주론의 표준 모델이 됐다” 하지만, 포츠머스와 로마의 대학 연구자들은 이보다 진전된 패러다임을 발견했다고 믿고 있다. 바로 암흑 에너지와 암흑물질 간의 상호작용과 그 변화이다. 연구팀은 “1990년대 말 이래로 천문학자들은 우리 우주를 가속 팽창시키는 무엇인가가 분명 있다는 사실을 확신하게 됐다. 가장 단순환 설명은 우주 공간 자체가 에너지를 갖고 있을 거라는 가설”이라면서 “이른바 우주 상수로 불리는 진공 에너지다”고 설명했다. 이어 “어쨌든 이런 단순한 모델로는 이번 연구에서 밝혀진 데이터들을 모두 설명하기가 어렵다는 것이 점점 더 분명해지고 있는 것”이라면서 “특히 은하단과 은하들의 성장, 즉 우주 구조의 성장이 예상보다 느리다는 점에 대해서는 설명이 안되는 것”이라고 덧붙였다. 이에 대해 미시건 대학의 드래건 헌터러 교수는 “이 논문은 대단히 흥미롭다. 암흑물질에 관해서라면 언제든 새로운 진전이 있을 수 있다”면서 “아무리 생소한 내용이라 하더라도 관심 깊게 살펴볼 필요가 있다”고 말했다. 이어 “상호작용이 없는 가장 단순한 모델에 비해 다른 결론이 나왔지만, 어쨌든 나는 이 논문의 결론에 놀랐다고 말하진 않겠다. 표준 모델의 모든 데이터에 문제가 있다는 사실을 우리가 안 것이 몇 달 되지도 않았다”고 덧붙였다. 이번 연구내용에 대해 네티즌들은 한결 같은 놀라움을 나타내며, “우주는 정말 불가사의다” “암흑 에너지가 암흑 물질을 잡아먹는다니 정말 충격적”이라는 등의 반응을 보이고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

우주는 결국 텅 빈 공간이 될 것인가 수수께끼 같은 암흑 에너지가 우주를 집어삼켜 결국엔 텅 비고 지루한 우주로 만들어버릴 것인가? 과학자들은 우주라는 구조물의 비계(scaffold·시공 단계에서 설치하는 가설물)인 암흑물질이 암흑 에너지에 의해 서서히 지워지고 있는 단서를 발견했다고 주장했다. 2일(현지시간) 영국 일간 데일리메일 보도에 따르면, 영국과 이탈리아의 과학자들이 최신 천문 데이터가 암흑 에너지가 암흑물질과 상호작용해서 우주 구조의 성장을 저지하고 있는 것으로 드러났다고 밝혔다. 포츠머스 우주론중력연구소 소장 데이비드 원즈 교수는 “이번 연구는 시공간의 기본 특성에 관한 것으로, 우주적인 규모에서 볼 때 우리 우주가 궁극적으로 어떻게 될 것인지, 우주의 운명을 보여주는 것”이라고 밝혔다. 그는 “만약 암흑 에너지가 이대로 계속 커지는 가운데 암흑물질이 증발돼 버린다면, 우리 우주는 결국 텅 빈 공간이 되고 말 것”이라면서 “거의 아무것도 없는 거대한 동공이 되는 것”이라고 말했다. 암흑물질은 우주 구조에 틀을 제공하는 존재로 알려졌지만, 암흑 에너지는 우주를 팽창시키는 정체 모를 힘이다. 또 그는 “우리가 보고 있는 은하들은 암흑물질이라는 비계 속에 지어진 것이며, 이번 연구에서 밝혀진 것은 이 암흑물질이 서서히 증발돼 우주 구조의 성장을 감속시키고 있다는 사실”이라고 말했다. “1998년 우주가 가속 팽창을 하고 있다는 사실이 밝혀짐에 따라 우주론의 패러다임이 변하고 있다”고 말하는 원즈 교수는 이렇게 덧붙였다. “시공간에 두루 존재하는 암흑 에너지의 양, 곧 우주 상수라는 아이디어는 우주론의 표준 모델이 됐다” 하지만, 포츠머스와 로마의 대학 연구자들은 이보다 진전된 패러다임을 발견했다고 믿고 있다. 바로 암흑 에너지와 암흑물질 간의 상호작용과 그 변화이다. 연구팀은 “1990년대 말 이래로 천문학자들은 우리 우주를 가속 팽창시키는 무엇인가가 분명 있다는 사실을 확신하게 됐다. 가장 단순환 설명은 우주 공간 자체가 에너지를 갖고 있을 거라는 가설”이라면서 “이른바 우주 상수로 불리는 진공 에너지다”고 설명했다. 이어 “어쨌든 이런 단순한 모델로는 이번 연구에서 밝혀진 데이터들을 모두 설명하기가 어렵다는 것이 점점 더 분명해지고 있는 것”이라면서 “특히 은하단과 은하들의 성장, 즉 우주 구조의 성장이 예상보다 느리다는 점에 대해서는 설명이 안되는 것”이라고 덧붙였다. 이에 대해 미시건 대학의 드래건 헌터러 교수는 “이 논문은 대단히 흥미롭다. 암흑물질에 관해서라면 언제든 새로운 진전이 있을 수 있다”면서 “아무리 생소한 내용이라 하더라도 관심 깊게 살펴볼 필요가 있다”고 말했다. 이어 “상호작용이 없는 가장 단순한 모델에 비해 다른 결론이 나왔지만, 어쨌든 나는 이 논문의 결론에 놀랐다고 말하진 않겠다. 표준 모델의 모든 데이터에 문제가 있다는 사실을 우리가 안 것이 몇 달 되지도 않았다”고 덧붙였다. 이번 연구내용에 대해 네티즌들은 한결 같은 놀라움을 나타내며, “우주는 정말 불가사의다” “암흑 에너지가 암흑 물질을 잡아먹는다니 정말 충격적”이라는 등의 반응을 보이고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com