암흑물질, 우리 은하에도 존재…증거 발견 <네이처 피직스>

우리 은하 중심에 암흑물질이 존재한다는 증거를 보여주는 새로운 연구결과가 나왔다.

이 연구는 암흑물질이 우리 주변은 물론 우리와 은하 중심 사이까지 존재하고 있을 보여준다고 미국 과학매체 사이언스데일리가 9일(현지시간) 보도했다. 이번 결과는 암흑물질의 본질에 관한 탐구에 있어 앞으로 한 단계 더 나갈 발판을 마련한 것으로 여겨진다.

우리 은하 밖에서는 이미 암흑물질이 존재하는 것으로 잘 알려졌다. 하지만 지금까지는 태양계가 존재하는 우리 은하에는 암흑물질이 존재한다는 것을 입증하기가 매우 어려웠다. 이는 우리 은하에 속하는 지구의 위치에서는 정밀성이 있어야 하는 가스와 별의 회전을 측정하기 어렵기 때문.

연구를 이끈 스웨덴 스톡홀름대의 미구엘 파토 박사(물리학과)는 “새 연구에서 우리는 처음으로 우리 은하 중심에 있는 암흑물질의 존재를 직접 관측한 증거를 얻게 됐다”면서 “지금까지 우리 은하에 있는 가스와 별의 움직임에 관한 측정으로 가장 완벽한 결과물을 만들어냈고 이를 우리 은하에 발광물질만 존재한다는 가정하에 예상 측정한 회전속도와 비교했다”고 말했다.

또 “관측된 회전속도는 우리 주변은 물론 우리와 은하 중심 사이까지 많은 양의 암흑물질이 존재하지 않으면 설명할 수 없는 것”이라고 설명했다.

암흑물질은 원자로 구성된 우주의 모든 물질(눈에 보이는 물질)을 합한 것보다 5배 더 많다. 암흑물질의 존재는 블랙홀을 품고 있는 은하의 무게를 효과적으로 측정하기 위해 가스와 별의 회전속도를 측정하는 방법을 포함한 다양한 기술을 통해 총 질량을 결정하는 방법으로 1970년대 확고하게 자리 잡았다.

파토 박사는 “우리의 관측 방법은 전례 없는 정밀도로 우리 은하의 암흑물질 분포를 측정할 향후 천문학적인 관측을 가능하게 할 것”이라면서 “이는 우리 은하의 구조와 진화에 관한 이해를 구체화할 수 있고 전 세계에서 암흑물질 입자를 찾기 위해 시행되고 있는 많은 연구에 더 강한 예측을 촉발할 것”이라고 말했다.

이어 “따라서 이 연구는 암흑물질의 본질에 관한 탐구에 있어 앞으로 한 단계 더 나갈 발판을 마련할 것”이라고 덧붙였다.

한편 이번 연구결과는 세계적인 국제학술지 ‘네이처 피직스’(Nature Physics) 온라인판 9일 자에 게재됐다.

사진=NASA(연구팀이 개발한 측정법으로 우리 은하 원반을 분석한 이미지. 가스와 별의 회전속도를 우리 태양과 비교해 빨간색과 파란색으로 나타낸 것.)

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr