우주에도 미세먼지 있다? 우주의 3D 먼지 지도 공개

미세 먼지는 호흡기 질환과 심혈관 질환의 위험도를 높이는 심각한 대기 오염이다. 따라서 미세 먼지 예보를 확인하고 미세 먼지가 심한 날은 마스크를 착용하거나 공기 청정기를 가동하는 일이 우리의 일상이 됐다.

그런데 먼지는 지구에만 있는 것이 아니다. 아무것도 없는 진공처럼 보이는 우주 공간에도 극소량이지만 먼지가 존재한다. 물론 먼지라고 해도 지구의 먼지처럼 큰 것이 아니라 대부분 수소와 헬륨보다 무거운 원소로 만들어진 분자이고 밀도 역시 극히 낮다. 하지만 멀리 떨어진 별과 은하에서 나온 빛이 지구까지 도달하는 도중 우리은하에 있는 먼지를 상당수 통과할 수밖에 없어 천문학자 입장에서는 무시할 수 없는 변수가 된다.

이를 보완하기 위해 독일 막스 플랑크 천문학연구소의 과학자들은 유럽우주국의 가이아 관측 위성 데이터를 이용해 우리은하의 정밀한 먼지 지도를 완성했다. 가이아는 수십억 개에 달하는 별과 은하의 스펙트럼과 위치를 측정했다.

연구팀은 2022년 배포된 가이아 DR3 데이터를 바탕으로 연구 목적에 맞는 1억 3000만 개의 스펙트럼을 선택한 후 이 중 1%를 LAMOST를 이용해 더 정교하게 관측했다. 이 데이터를 이용해 1억 3000만 개의 관측 목표들이 별빛이 지구까지 도달하는 과정에서 얼마나 많은 먼지가 입자를 통과했는지 분석한 결과 우리은하의 먼지 지도가 완성됐다.

지도를 보면 쉽게 예상할 수 있듯이 우리은하 중심부로 갈수록 먼지의 양이 더 많았다. (사진에서 붉은색) 별이 많고 중력에 의해 많은 물질이 모이는 장소다 보니 성간 먼지의 양도 가장 많은 것이다. 멀리 떨어진 별과 은하에서 나온 빛이 이 장소를 통과하면 더 많은 영향을 받을 수밖에 없다. 주로 생기는 변화는 짧은 파장이 흡수되어 붉게 보이는 현상과 빛이 가려져 본래보다 어둡게 보이는 현상이다.

과학자들은 별빛에서 나온 빛의 스펙트럼을 분석해 별의 온도나 구성 물질을 분석하는데 먼지에 의한 빛 왜곡 효과를 제대로 바로잡지 않으면 정확한 결과를 얻기 힘들다. 또 빛의 세기를 측정해 거리를 가늠하기 때문에 본래보다 어둡게 보이는 경우 더 멀리 있는 천체로 착각할 수 있다.

하지만 이번에 완성된 우주의 먼지 지도 덕분에 과학자들은 앞으로 더 정확하게 먼지의 빛 왜곡 효과를 바로잡을 수 있다. 그리고 더 정확하게 우주를 들여다볼 수 있다. 결국 우주에 대한 인류의 지식은 더 확장될 것이다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com