+ 99.99%가 암흑물질…새로운 은하 발견 / 태양 질량의 30배 거대별 탄생

 

 

 

 

99.99%가 암흑물질…

새로운 은하 발견 ‘암흑물질 해명할까?’

입력: 2016.08.28 11:53

▲ 99.99%가 암흑물질로 된 은하 드래곤플라이 44

눈에 보이지 않지만 우주 대부분을 차지하고 있는 것으로 생각되는 수수께끼의 물질인 암흑물질은 우주에 관한 연구 중에서도 관심이 크다.

그런데 미국 예일대 연구진이 거의 암흑물질만으로 이뤄져 있는 것으로 추정되는 전혀 새로운 은하를 발견해내 암흑물질의 특성을 해명하는 데 기대가 모이고 있다.

‘드래곤플라이 44’(Dragonfly 44)라는 이름이 붙여진 이 은하는 약 3.6억 광년 거리에 있는 머리털자리은하단에 있는 것으로 우리 은하와 거의 같은 크기를 갖고 있지만 질량은 0.01%밖에 없고 나머지 99.99%는 암흑물질로 구성돼 있다.

사실 연구진은 원래 이 같은 암흑물질 은하를 찾고 있던 것은 아니라고 밝혔다.

이번 발견을 이끈 피터 반 도쿰 교수는 “우리는 원래 은하의 외곽에 무엇이 존재하는지를 연구하려고 했다. 하지만 공교롭게도 작은 반점을 확인할 수 있었다”고 말했다.

연구진은 처음에 촬영된 이미지에 결함이 있다고 생각했지만, 이후 데이터를 상세하게 검증해 전혀 새로운 종류의 물질이라는 것을 밝혀냈다.

은하수로도 불리는 우리 은하와 같은 일반적인 은하는 대부분 무수히 많은 별에 지배돼 있어 암흑물질은 뿔뿔이 흩어져 존재한다.

하지만 이번 암흑물질 은하는 그 전체가 암흑물질이 차지하고 있어 매우 특이할 뿐만 아니라 지금까지 연구가 진행되지 않았던 암흑물질을 직접 조사할 수 있다는 점에서 암흑물질 해명에 큰 도움이 될 것으로 기대되고 있다.

또한 연구진은 이번에 발견한 은하가 유일하게 암흑물질로 된 은하는 아닐 것으로 생각해 그 주변에서 비슷한 은하를 찾아낼 수 있다고 기대감을 나타내고 있다.

한편 이번 연구성과는 ‘천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 최신호(25일자)에 실렸다.

사진=Pieter van Dokkum, Roberto Abraham, Gemini, Sloan Digital Sky Survey

나우뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20160828601005§ion=&type=daily&page=  

[아하 우주] 태양 질량의 30배 거대별 탄생하다

 

▲ 생성 중인 거대 질량 별의 개념도.

(사진=A. Smith, Institute of Astronomy, Cambridge.)

비록 드물긴 하지만 우주에는 태양질량의 수십 배에서 수백 배에 이르는 거대한 별이 존재한다. 이런 별이 드물게 보이는 이유는 일단 생성되기도 힘들지만, 생성되었다고 해도 짧은 인생을 살기 때문이다. 사실 우주에 있는 별 가운데 80%는 태양 질량의 40% 이하인 적색왜성이다. 태양도 그렇게 작은 별은 아닌 셈이다.

하지만 드물다고 해서 거대 질량 별이 중요하지 않은 것은 아니다. 오히려 반대로 매우 중요하다. 거대 질량 별은 강력한 핵융합으로 다양한 원소를 만든 후 초신성 폭발을 일으키면서 더 무거운 원소를 만들고 생을 마감하는데, 이때 많은 원자를 우주로 대량으로 방출한다. 이들이 모여 지구 같은 행성을 형성하는 것이다. 사실 거대 질량 별이 없었다면 지구는 물론 인류도 존재할 수 없었을 것이다.

과학자들은 거대 질량 별의 생성 비밀을 풀기 위해 노력해왔지만, 앞서 말했듯이 거대 질량 별 자체가 드물다 보니 생성 중인 거대 질량 별을 찾기가 매우 어려웠다. 여기에 대부분 이런 별들은 두꺼운 가스가 있는 성운 안에서 탄생하기 때문에 관측이 더 힘들다.

최근 케임브리지 대학의 천문학자들은 지구에서 1만 1000광년 떨어진 위치에서 태양 질량의 30배에 달하는 아기별을 찾아냈다. 두터운 가스 성운 속에서 자라는 거대 별을 관측하기 위해서 하와이와 뉴멕시코에 있는 대형 전파 망원경이 동원됐다. 파장이 긴 전파가 가스를 뚫고 관측하기 쉽기 때문이다. 그 결과 이 별이 아직도 주변에서 가스를 모으면서 커지고 있다는 사실을 발견했다. 따라서 최종적으로 탄생하는 별은 더 거대한 별이 될 가능성이 높다.

더 흥미로운 사실은 이렇게 큰 별이 비교적 짧은 시간 안에 생성된다는 것이다. 태양 같은 별이 중력으로 가스를 모아 커지는데 수백만년이 필요하다면, 거대 질량 별은 불과 10만년 안에 가스를 모아 성장할 수 있다.

 

이번 연구에서도 거대 아기별이 주변에서 가스를 모으면서 빠른 속도로 커지는 것이 확인되었는데, 이는 처음에 아기별이 큰 질량과 중력을 가질수록 더 빨리 커지는 것과 관련이 있다. 이 아기별은 주변에 거대한 원반 모양의 가스 구름에서 질량을 흡수하고 에너지와 일부 물질을 수직으로 방출한다. (모식도 참조) 그리고 언젠가는 태양과는 비교도 할 수 없을 만큼 뜨겁고 밝은 거대한 별이 되어 초신성 폭발로 일생을 마감할 것이다.

앞서 이야기했듯이 이렇게 굵고 짧은 삶을 사는 거대 별은 우주에서 중요한 존재다. 대부분은 우리에게서 멀리 떨어진 위치에 존재하지만, 우리의 몸을 이루는 원자 가운데 일부는 이렇게 거대한 별의 내부에서 핵융합으로 형성된 것이기 때문이다. 지금 탄생하는 거대 별도 먼 미래에 새로운 행성을 형성하는 재료가 될 것이다.

나우뉴스 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

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