[지금은 우주] 수백만개 은하 담겼다…우주 3차원 지도 공개

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[아이뉴스24 정종오 기자] 우주 3차원 지도가 공개됐다. 수백만개 은하를 한 눈에 볼 수 있는 지도이다. 110억년 전의 빛을 포착하기도 했다.

암흑에너지분광장비(DESI, The Dark Energy Spectroscopic Instrument)는 우주 전체 에너지의 대부분을 차지하는 암흑 에너지의 정체를 밝히기 위한 분광기로 우주 3차원 지도를 만드는 대규모 국제공동 프로젝트다.

우리나라를 비롯한 11개 국가, 70개 기관의 연구원 약 900명이 참여하고 있다. 미국 애리조나 주 키트피크(Kitt Peak) 산꼭대기에 있는 5000개의 작은 광섬유 로봇들로 구성된 다채널분광기를 장착한 망원경으로 먼 은하에서 나온 빛의 스펙트럼을 정밀하게 관측하고 암흑에너지를 연구한다.

DESI 연구팀이 만든 약 600만개의 은하와 퀘이사의 거리와 방향이 찍혀 있는 우주의 3차원 지도. [사진=DESI]

한국천문연구원이 참여하는 국제 공동 연구팀은 암흑에너지분광장비(DESI) 프로젝트 첫 성과로 사상 최대 규모의 3차원 우주 지도를 공개했다.

연구팀은 DESI를 활용해 지난 1년 동안 지구로부터 최대 110억전의 은하와 퀘이사의 빛을 관측했다. 우주가 얼마나 빨리 팽창했는지 측정했다.

연구팀은 전체 우주의 팽창 역사를 오차 범위 0.5%로 측정했다. 지금부터 80억~110억년 전 사이의 초기 우주의 역사를 1% 오차 이내로 정확하게 측정한 것은 처음 있는 일이다.

우주 초기에 퍼진 중입자들은 연못에 돌을 던지면 파동이 생기는 것처럼 우주 초기 플라즈마의 음향파가 공모양의 표면을 따라 고밀도 영역을 만드는 BAO(중입자 음향 진동)로 나타난다.

5000개의 작은 광섬유 로봇들로 구성된 다채널분광기를 장착한 망원경. [사진=DESI]

이러한 패턴이 우주와 함께 팽창해 나간다는 사실을 이용해 BAO 반지름이 변화하는 모습을 7개 서로 다른 시기에 대해 측정함으로써 우주 진화의 역사를 재구성했다.

연구팀은 DESI 관측 자료, 우주배경복사 자료, 초신성 자료 등을 결합해 암흑에너지가 고정되지 않고 시간에 따라 변할 가능성이 95% 이상이라는 결과를 도출했다.

DESI 연구팀은 총 300만 개의 퀘이사와 3700만 개의 은하를 포함하는 우주 지도를 만들 계획이다.

퀘이사의 빛을 활용해 관측하는 이미지 상상도. [사진=DESI]

이형목 중력파우주연구단의 단장(서울대 물리천문학부 교수)은 “DESI의 이번 결과는 초기 우주의 역사를 사상 최대 규모의 3차원으로 가장 정확하게 분석한 결과”라고 설명했다.

샤피엘루알만 한국천문연구원 박사는 “DESI 프로젝트를 통해 시간에 따라 암흑에너지의 특성이 변할 가능성이 매우 높다는 것을 발견했다”며 “이번 관측 데이터로 우주의 팽창 과정과 중력에 관한 다양한 이론들을 검증하고 암흑에너지 본질을 규명하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대한다”고 말했다.

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