(The quiescent galaxy eMACSJ1341-QG-1 as seen by the Hubble Space Telescope. The yellow dotted line traces the boundaries of the galaxy's gravitationally lensed image. The inset on the upper left shows what eMACSJ1341-QG-1 would look like if we observed it directly, without the cluster lens. The dramatic amplification and distortion caused by the intervening, massive galaxy cluster (of which only a few galaxies are seen in this zoomed-in view) is apparent. Credit: Harald Ebeling, UH IfA)
중력렌즈 효과는 중력에 의해 빛의 경로가 굴절되어 렌즈 같은 현상을 일으키는 것을 말합니다. 이 효과는 천문학자들에게는 자연이 준 선물이나 다를 바 없는데, 먼 거리에 있는 천체의 밝기가 실제보다 훨씬 커져서 관측이 용이해지기 때문입니다. 중력 렌즈 가운데는 10배 이상의 고배율 확대가 가능한 것도 종종 있습니다.
최근 하와이 대학의 천문학자들이 이끄는 국제 천문학자팀은 허블 우주 망원경을 이용해 역대 최대 배율의 중력 렌즈를 발견했습니다. eMACSJ1341-QG-1라는 멀리 떨어진 은하가 eMACSJ1341.9-2441라고 명명된 은하단 덕분에 본래 밝기의 30배로 밝게 보였던 것입니다. 비록 렌즈의 초점이 맞지 않기 때문에 크게 좌우로 벌어졌지만, 과학자들은 이것만으로도 상당히 많은 정보를 알아낼 수 있습니다.
멀리 떨어진 은하의 스펙트럼과 적색 편이를 조사해서 구성 물질 및 거리, 질량 등 여러 가지 정보를 얻어낼 수 있을 뿐 아니라 사실 렌즈가 되는 천체에 대한 정보도 알 수 있기 때문입니다. 은하단의 강력한 렌즈효과는 사실 이 은하단의 중력이 그만큼 크다는 것을 이야기합니다. 하지만 사실 은하단에 있는 별과 가스가 만드는 중력은 일부에 불과하고 중력의 대부분은 우리가 모르는 물질인 암흑 물질에 의해 발생합니다. 중력렌즈효과는 역으로 이 암흑 물질의 분포를 밝히는 데 도움을 줄 수 있습니다.
현재 이 중력 렌즈와 은하에 대한 관측은 계속 진행중이며 렌즈가 되는 은하단과 관측 대상인 은하에 대한 새로운 내용이 추가로 밝혀질 수 있습니다. 30배에 달하는 고배율 중력렌즈의 힘으로 우주 초기에 존재했던 은하의 비밀에 한 걸음 더 다가갈 수 있을 것으로 기대됩니다.
참고
H. Ebeling et al. Thirty-fold: Extreme Gravitational Lensing of a Quiescent Galaxy at z = 1.6, The Astrophysical Journal (2017). DOI: 10.3847/2041-8213/aa9fee
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