우주 이야기 1439 - 우주는 얼마나 검을까?

(An artist's impression of NASA's New Horizons spacecraft against the backdrop of deep space. The lane of our Milky Way galaxy is in the background. Credit: NASA, APL, SwRI, Serge Brunier (ESO), Marc Postman (STScI), Dan Durda)

우주는 밤 하늘처럼 대부분이 어둡게 보입니다. 그래서 멀리서 온 별 빛도 볼 수 있습니다. 하지만 과학자들은 우주가 실제로 얼마나 어두운지 정확히 알지 못했습니다.

이상한 이야기 같지만, 지구와 우주에 있는 망원경들은 태양의 강력한 빛과 이 빛을 반사시키는 태양계 안쪽의 먼지, 가스 때문에 가시광 영역에서 배경 복사인 우주 광학 배경복사 (cosmic optical background, COB)를 측정하는데 애를 먹어왔습니다.

우주 망원경 과학 연구소의 마크 포스트만 (Marc Postman, an astronomer at the Space Telescope Science Institute)이 이끄는 연구팀은 나사의 뉴 허라이즌스 탐사선을 이용해 이 질문의 답을 찾았습니다.

뉴 허라이즌스 호는 현재 지구에서 73억km 이상 떨어진 지점을 통과하고 있습니다. 따라서 강력한 태양의 빛과 이를 반사해 정밀한 관측을 방해하는 먼지나 가스에서 멀리 떨어져 있습니다. 우주의 어두움 혹은 밝기를 측정하는데 안성 맞춤인 위치입니다.

앞서 발사된 보이저 1,2호와 달리 뉴 허라이즌스호는 태양광을 차단하는 차단막을 지닌 Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) 카메라를 갖고 있습니다. 따라서 우주의 빛을 매우 높은 민감도로 측정할 수 있습니다.

관측 결과 우주의 빛, 즉 COB는 과학자들의 예상과 크게 다르비 않았습니다. 우주에 있는 빛은 대부분 은하에서 나온 것으로 우리가 모르는 빛의 근원이 있을 가능성은 희박한 것으로 나타났습니다.

뭔가 심심한 결과 같지만, 우리가 모르는 빛이 어디선가 나오고 있다면 이는 매우 중대한 결과가 될 수 있어 이에 대한 검증은 꼭 필요합니다. 이번 연구도 그런 맥락에서 매우 중요합니다.

뉴 허라이즌스호는 발사된지 18년이 지났고 주 임무인 명왕성 탐사를 마친지도 9년이 흘렀지만, 아직도 여러 과학적 성과를 거두고 있습니다. 앞으로 어떤 놀라운 발견을 해낼 지 기대됩니다.

참고

https://phys.org/news/2024-08-horizons-spacecraft-darkness-universe.html

Marc Postman et al, New Synoptic Observations of the Cosmic Optical Background with New Horizons, The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad5ffc

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