(Andrew Wetzel's simulation shows stars in the Milky Way-like galaxy on the left and the same region's dark matter on the right. Credit: Andrew Wetzel.)
아마도 다른 은하에서 우리 은하를 관측한다면 대형 나선은하와 그 주변의 여러 위성 은하를 관찰할 수 있을 것입니다. 우리 주변의 작은 왜소 은하들은 우리 은하의 중력에 이끌려 그 주변을 공전하고 있으며 우리 은하 자체도 자전을 하고 있습니다. 그런데 사실 이는 놀라운 일입니다. 왜냐하면, 우리 은하에 있는 물질의 질량을 다 합치면 위성 은하를 거느리기는 커녕 우리 은하 자체도 유지되기 힘든 수준에 불과하기 때문입니다.
이런 현상은 우리 은하 뿐 아니라 우주 전체에서 발견됩니다. 따라서 과학자들은 우리가 확인할 수 없지만 중력을 행사하는 물질인 암흑물질의 존재를 확신하고 있습니다. 암흑물질의 존재가 과연 무엇인지는 아직 모르지만, 이것이 우주를 이해하는 데 매우 중요한 것만은 틀림없습니다.
하지만 보이지도 않고 실체를 모르는 물질이기 때문에 과학자들은 우리 은하와 그 주변에 있는 암흑물질의 분포를 이해하는데 애를 먹고 있습니다. 현재의 암흑물질 모델은 우리 주변의 왜소 은하의 분포를 잘 설명하지 못하고 있습니다.
카네기 멜론 대학과 캘리포니아 공과 대학의 합동 연구를 이끈 앤드류 웨첼(Andrew Wetzel)은 The Astrophysical Journal Letters에 우리 은하 주변 왜소 은하의 움직임을 더 잘 설명할 수 있는 암흑물질의 이론적 모델을 만들었습니다. 이렇게 만든 모델은 실제 암흑물질의 분포를 파악하고 그 정체를 알아내는데 도움을 줄 것으로 기대됩니다.
(A video of images from the simulation)
물론 그렇다고 해서 이 새로운 모델과 시뮬레이션이 모든 문제를 해결한 것은 아닙니다. 우리 은하 주변에도 물질은 별로 없고 암흑 물질로만 구성된 암흑 왜소 은하들이 존재하는데, 이들을 예측할 수 있는 모델을 만들기는 쉽지 않은 일이기 때문입니다. 연구팀은 다음 목표로 이를 포함한 모델을 연구하고 있습니다.
암흑물질은 미스터리한 존재지만, 사실 우리 은하 모든 곳에 존재한다고 생각되고 있습니다. 지금 우리 주변과 우리 몸에도 존재할 수 있죠. 과연 그 정체가 무엇인지 알아내는 것은 현대 과학이 해결해야 하는 가장 큰 궁금증 가운데 하나일 것입니다.
참고
Reconciling dwarf galaxies with LCDM cosmology: Simulating a realistic population of satellites around a Milky Way-mass galaxy, arxiv.org/abs/1602.05957
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