(An artist's depiction of the halo of hot hydrogen gas surrounding the Milky Way galaxy (center) and two satellite galaxies, the Large and Small Magellanic Clouds. The halo is more extended that astronomers originally thought, and contains enough hydrogen gas to resolve the problem of the universe's missing baryonic mass. Credit: NASA/CXC/M.Weiss; NASA/CXC/Ohio State/A Gupta et al)
(To detect the faint signal of ionized hydrogen gas around very bright red galaxies, the researchers stacked images of more than a million galaxies on top of one another. These four frames are stacks of galaxies at different distances from Earth, showing only the electromagnetic frequency range affected by electron scattering (the kinematic Sunyaev-Zel’dovich effect). The blue and green colors represent minute temperature fluctuations in the cosmic microwave background (CMB) radiation. The yellow center indicates the CMB light scattered by the extensive hydrogen gas envelope that surrounds these galaxies. In visible light, the galaxies would appear as a few pixels at the center of the yellow patch. Credit: Boryana Hadzhiyska and Simone Ferraro, with data from DESI and ACT; Hadzhiyska et al)
(A map of the cosmic microwave background radiation obtained by the Atacama Cosmology Telescope. The two circles highlight spots where ionized hydrogen gas has scattered the radiation, leaving a signature that can be used to estimate the amount of gas surrounding galaxies. Credit: ACT; Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (2017). DOI: 10.1088/1475-7516/2017/06/031)
우주에 있는 물질 가운데 우리가 아는 일반적인 물질은 15%에 지나지 않습니다. 범위를 에너지까지 넓혔을 때 우주에 있는 물질과 에너지의 68%는 정체를 알 수 없는 암흑 에너지이고 27%는 암흑 물질, 5%만이 우리가 아는 물질입니다.
하지만 그렇다고 해서 우리가 우주의 5%를 차지하고 있는 물질에 대해서 다 알고 있는 것은 아닙니다. 주로 수소로 되어 있는 물질 가운데 사실 절반 정도만 은하와 별을 구성하고 있고 나머지 반은 외부에 있는 것으로 여겨지고 있습니다.
캘리포니아 대학 버클리 캠퍼스의 보리야나 하드지스카 (Boryana Hadzhiyska, a Miller postdoctoral fellow at the University of California, Berkeley)와 로렌스 버클리 국립 연구소의 시모네 페라로 (Simone Ferraro, a senior scientist at Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) and at UC Berkeley)가 이끄는 국제 과학자 팀은 우주에 있는 물질의 반은 은하 밖에 생각보다 넓게 퍼져 있다는 사실을 발견했습니다.
연구팀은 역사상 가장 큰 우주 지도를 만들고 있는 Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI)에서 80억년에 걸쳐 있는 700만 개의 은하 데이터와 칠레에 있는 아타카마 우주론 망원경 (Atacama Cosmology Telescope (ACT))에서 얻은 우주 배경 복사 (cosmic microwave background (CMB)) 데이터를 분석해 주로 이온화된 수소인 은하 밖 물질에 대해 분석했습니다.
DESI : https://blog.naver.com/jjy0501/223811020346
연구 결과 은하 밖에 있는 뜨거운 수소 이온의 양은 생각했던 것보다 최대 5배 먼 곳까지 옅게 퍼져 있었습니다. 따라서 그 양이 당초 생각보다 많아 사실 은하보다 더 큰 것으로 나타났습니다.
이렇게 된 이유 중 하나는 은하 밖으로 물질을 뿜어내는 은하 중심 블랙홀의 강력한 제트입니다. 은하 중심에 있는 블랙홀의 제트는 은하 안의 물질을 외부로 배출해 은하의 성장을 막는 역할을 하는데, 이 과정에서 나온 물질들이 우주에 넓게 퍼져 있는 것입니다.
이런 점을 보면 과학이 크게 발전한 현재에도 우리가 아는 부분은 정말 극히 일부에 지나지 않는다는 것을 다시 느끼게 됩니다.
참고
https://phys.org/news/2025-04-universe-hydrogen-gas-unaccounted.html
B. Hadzhiyska et al, Evidence for large baryonic feedback at low and intermediate redshifts from kinematic Sunyaev-Zel'dovich observations with ACT and DESI photometric galaxies, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2407.07152
댓글
댓글 쓰기