(An illustration showing what the stellar streams around the Milky Way galaxy would look like(Credit: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt, SSC & Caltech))
(The Dark Energy Camera mounted on the Blanco telescope in Chile(Credit: Fermilab))
(An annotated diagram of the Dark Energy Survey's sky map, indicating where the newly discovered stellar streams lie(Credit: Dark Energy Survey))
우리 은하와 주변 우주의 암흑 물질의 분포를 연구하는 다크 에너지 서베이 (Dark Energy Survey)의 첫 연구 성과가 공개되었습니다. 암흑 물질은 별이나 행성, 가스처럼 망원경으로 관측할수는 없지만, 이 물질이 행사하는 중력으로부터 추정할 수 있는 물질로 아직도 확실하게 파악되지 않았기 때문에 암흑 물질이라고 부르고 있습니다. 암흑 물질에 대한 가장 신뢰할 수 있는 사실은 그들이 행사하는 중력으로 사실상 우주에 있는 물질의 80%는 정체를 모르는 암흑 물질로 생각되고 있습니다.
사실 암흑 물질이라고하면 우리와 멀리 떨어진 우주에 숨어 있는 물질 같은 느낌을 주지만, 실제로는 우리 은하계를 비롯해서 모든 은하와 은하단이 분해되지 않고 형태를 유지할 수 있도록 중력을 행사하는 물질이기 때문에 그 정체를 모를 뿐 우리 주변에 존재하는 물질이라고 할 수 있습니다. 물론 우리 은하 주변에도 암흑 물질은 존재합니다.
2013년부터 관측을 시작한 다크 에너지 서베이는 5억7천만 화소의 Dark Energy Camera를 이용해 전체 하늘의 1/8에 해당하는 지역에 대한 4만장의 세밀한 이미지를 얻었습니다. 그리고 이를 다시 재구성해 우리 은하 주변에 있는 별의 흐름 (stellar stream) 11개를 새로 찾아냈습니다. 이는 기존에 알고 있던 23개의 절반에 해당되는 수치입니다.
우리 은하 주변에는 낮은 밀도의 가스와 별이 존재하지만, 그 가운데서 다른 지역보다 더 많은 별과 가스가 존재하는 별의 강과 같은 구간이 있습니다. 이 역시 암흑 물질의 영향으로 형태를 유지하는 것으로 보이는데, 그 기원에 대해서는 과거 다른 은하와 충돌한 흔적이나 혹은 다른 은하와의 상호 중력 작용 (에를 들어 위성은하)에 의한 것으로 생각되고 있습니다.
물론 개념도에서 그린 것처럼 우리 은하의 나선팔 만큼 별이 많은 것은 아니고 매우 희박한 별의 흐름이지만, 우리 은하 주변의 구조가 그 만큼 복잡하고 암흑 물질의 분포 역시 단순하지 않다는 점을 보여주는 결과입니다.
암흑 물질의 상세한 분포에 대한 연구는 아직도 연구해야 할 부분이 많습니다. 암흑 물질의 정체와 더불어 암흑 물질이 우리 은하와 그 주변을 어떻게 구성하고 있는지 밝혀질 날이 올 것으로 기대합니다.
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