호루스의 눈…빛과 중력이 만나 예술이 되다

일본 국립 천문대의 천문학자와 학생들이 스바루 망원경을 이용해서 매우 독특한 천체 현상을 발견했다. 고대 이집트의 신의 이름을 따 '호루스의 눈'(eye of Horus)으로 명명된 이 천체는 사실 세 개 이상의 은하가 모여서 만든 작품이다. 세 은하의 빛을 물감으로 비유하면 이를 그린 붓은 바로 중력이다.

아인슈타인의 상대성 이론에 의하면 강한 중력을 행사하는 천체 옆을 지나는 빛은 그 영향으로 경로가 휘게 된다. 이 사실은 20세기 초 역사적인 관측으로 확인된 바 있는데, 여기서 더 나아가 상대성 이론은 큰 질량을 지닌 천체가 빛의 경로를 휘게 해서 마치 렌즈 같은 역할을 할 수 있음을 예언했다. 이는 중력 렌즈라 불리며 실제로 이를 통해 천문학자들은 멀리 떨어진 천체를 확대해서 관측할 수 있다.

다만 이렇게 중력 렌즈로 확대된 먼 천체(대개는 은하)는 지구에서 봤을 때 초점이 확실하게 맞지는 않기 때문에 대부분 고리 모양이나 혹은 십자가, 떨어진 점 같은 모양으로 나타난다. 천문학자들은 이를 '아인슈타인 고리'나 '아인슈타인 십자가'라고 부른다.

호루스의 눈에서 가운데 노란 눈동자는 70억 광년 떨어진 은하다. 이 은하가 바로 렌즈 역할을 하는 은하로 더 멀리 있는 은하 두 개를 가리고 있다. 만약 중력 렌즈가 아니라면 우리는 지구에서 이 은하들을 볼 수 없다. 그런데 중력 렌즈 효과 때문에 이 두 은하가 고리 모양으로 나타나게 된다. 자세히 보면 고리가 하나가 아니라는 것을 알 수 있다. 사실 이 두 은하는 각각 90억 광년과 105억 광년 떨어진 은하다. 눈꼬리에 해당하는 부분은 위성 은하나 주변의 은하로 생각된다.

요약하면 우연히 세 개의 은하가 지구에서 바라봤을 때 일직선 상에 놓이고 적당한 거리에서 중력렌즈에 의해 확대되어 보이는 것이 바로 호루스의 눈이다. 동시에 이는 빛과 중력이 만든 우주의 예술 작품이기도 하다.

고든 정 통신원 jjy0501@naver.com