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▲ 암흑물질이 전혀 존재하지 않는 은하 ‘NGC1052-DF2’.(NASA, ESA, and 피터르 판 도쿰(예일대))
우주의 약 4분의 1을 차지하고 있다고 하지만 보이지 않는 ‘암흑물질’. 그런데 이 수수께끼의 물질이 전혀 존재하지 않는 은하를 발견했다고 천문학자들이 밝혔다.
세계적 학술지 네이처 최신호(28일자)에 발표된 연구논문에서 국제 연구팀은 이번 발견으로 은하 형성 방법에 관한 다양한 이론을 다시 검토하거나 대폭으로 수정해야 할지도 모른다고 지적했다.
이 연구에 공동저자로 참여한 캐나다 천문학자 로버토 에이브러햄 토론토대 교수는 “정말 이상하다. 이 정도 크기의 은하라면 일반 물질의 30배 이상 더 많은 암흑물질이 있어야 하지만, 전혀 없다”면서 “이는 있을 수 없는 일”이라고 말했다.
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▲ 암흑물질이 없는 은하 ‘DF2’는 우리 지구에서 약 6500만 광년 거리에 있다.(NASA, ESA, and 피터르 판 도쿰(예일대))
우리 지구에서 약 6500만 광년 거리에 있는 이 기이한 은하의 명칭은 ‘NGC1052-DF2’(이하 DF2). DF2 은하는 우리 은하와 크기가 거의 같지만 항성 수는 1000분의 1에서 100분의 1 정도밖에 없다. 암흑물질의 존재는 중력에 의해 영향받는 천체의 움직임으로 추정한다.
또 다른 공동저자인 독일 막스 플랑크 천문학연구소의 앨리슨 메리트 연구원은 “(암흑물질은) 모든 은하에 꼭 필요하며 은하를 구성하는 접착제로 은하 형성의 토대가 되는 것으로 생각돼 왔다”고 말했다.
네덜란드 출신 천문학자 피터르 판 도쿰 미국 예일대 교수가 주도한 이번 연구팀은 미국 하와이주(州)에 있는 W·M·켁 천문대의 대형 망원경을 사용해 ‘DF2’ 은하에 있는 항성 약 10만 개로 구성된 성단 몇 개의 움직임을 추적했다.
그 결과, 이들 성단은 은하와 같은 속도로 움직였고 스스로 움직이는 것으로 나타났다. 만일 암흑물질이 있다면 성단은 더 느리거나 더 빠르게 움직일 것이다. 암흑물질이 없는 은하의 발견은 성가신 문제를 제기해 천문학자들을 곤란하게 만들고 있다.
이에 대해 도쿰 교수는 “이는 은하 구조에 관한 우리의 일반적인 생각에 이의를 제기하는 것”이라면서 “은하처럼 거대한 무언가가 암흑물질 없이 어떻게 뭉쳐있는지 파악하는 것은 어렵겠지만, 이 은하가 처음에 어떻게 형성됐는지 이해하는 것은 훨씬 더 어려울 것”이라고 말했다.
사진=NASA, ESA, and 피터르 판 도쿰(예일대)
윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
