110억년의 우주 역사 담긴 3D 우주 지도 등장

2026년까지 4000개 은하와 퀘이사 포함한 지도 완성 예정

한국 연구자들도 참가한 연구팀이 세계에서 가장 큰 우주 3D 지도를 작성했다.

DESI 연구진이 만든 약 600만 개의 은하와 퀘이사의 거리와 방향이 찍혀 있는 우주의 3차원 지도. 적경 190도, 적위 14도에 이르는 하늘의 좁은 부채꼴 모양의 관측 자료로서 우리은하가 중심에 있다. 중심으로부터의 거리는 DESI가 관측한 적색이동에 해당한다. 이 중 적색이동된 약 27억 광년 안쪽의 모습을 확대한 큰 지도에는 중입자음향진동의 패턴인 여러 개의 공 모양이 선명히 보인다. (출처: DESI)

15일 한국천문연구원에 따르면 한국을 포함해 900명 이상의 연구원들이 협력한 암흑에너지분광장비(이하 DESI, The Dark Energy Spectroscopic Instrument) 프로젝트의 첫 결과물인 우주 3D 지도가 나왔다. 우주의 팽창과 암흑 에너지(Dark Energy)의 역할을 이해하는 데 중요한 전기도 마련됐다는 평이다.

이번 지도는 우주 전체 에너지의 대부분을 차지하는 암흑 에너지의 정체를 밝히기 위해 추진됐다. 한국을 비롯한 11개 국가, 70개 기관의 연구자 약 900명들이 미국 애리조나주 키트피크(Kitt Peak) 산꼭대기에 위치한 다채널분광기를 장착한 망원경으로 먼 은하에서 나온 빛의 스펙트럼을 정밀하게 관측하고 암흑에너지를 연구했다. 이 망원경의 다채널분광기는 5000개의 광섬유 로봇으로 구성됐다.

연구진은 DESI를 활용해 지난 1년간 지구로부터 최대 110억 년 떨어진 은하와 퀘이사의 빛을 관측해 우주가 얼마나 빨리 팽창했는지 측정했다. 지난 1년간 DESI가 관측한 데이터 규모는 지금껏 관측한 모든 3차원 분광 지도를 합한 것보다 크다.

퀘이사의 빛을 활용해 관측하는 이미지 상상도. (출처: DESI)

DESI 연구진은 오는 2026년까지 총 300만 개의 퀘이사와 3700만 개의 은하를 포함하는 우주 지도를 만들 계획이다.

서울대 물리천문학부 이형목 교수는 “DESI의 이번 결과는 초기 우주의 역사를 사상 최대 규모의 우주를 3차원으로 가장 정확하게 분석한 결과다”고 설명했다.

한국천문연구원 샤피엘루알만 박사(과학기술연합대학원대학교 교수, 중력파우주연구단 핵심연구원)는 “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.

DESI 분석을 위해 사용된 다채널분광기를 장착한 망원경. 사진=DESI

▲퀘이사(Quasar)=중심에 존재하는 거대질량 블랙홀에 의해 막대한 에너지를 전파 영역에서 발생시키는 천체. 가시광선이나 X-선으로도 매우 밝게 보여 아주 멀리 있어도 관측이 가능하다.

▲암흑 에너지(Dark energy)= 우주에 가장 큰 규모로 영향을 미치는 알려지지 않은 에너지 형태.

백종민 기자 cinqange@asiae.co.kr