암흑물질의 비밀을 풀어줄 감마선 미스터리를 풀다!

안녕하세요? 오늘은 지난 9월 15일 네이처(Nature)에 발표된 중요한 천문학적 발견에 대한 내용을 알려드릴까 합니다. 천문학적 난제인 암흑물질의 구조를 알아내는데 한발 다가갔다고 하는데요 어떤 내용인지 살펴보겠습니다.

 

별을 만드는 은하들은 감마선을 만들어 내는데, 지금까지 그 감마선은 어떤 알려진 기원으로도
설명이 불가능했었다. 이 발견은 천문학계의 성배와도 같은 암흑물질의 미스터리를
밝혀줄 중요한 시금석이 될 것이다

 

 

감마선 하늘(Gamma Ray Sky)

 

 

우주의 비밀을 풀어줄 감마선의 정체

별을 만드는 은하들은 감마선을 만들어 내는데, 지금까지는 그 감마선은 어떤 알려진 기원으로도 설명이 불가능했었습니다. 이번에 새로운 발견을 이끌어낸 연구팀은 오스트리아 국립대학(ANU)의 연구진들인데요,  오스트리아 국립대학의 천문학&천체물리학부 연구소의 연구팀장인 매트 로스 박사(Dr. Matt Roth)는 무엇이 텅 비어 보이는 우주에서 드문드문 보이는 감마선(우주에서 가장 활발한 형태의 빛 중의 하나)을 만들어내는지 지금까지는 불확실했었다고 말합니다. 

이 발견은 천문학자들이 다른 우주의 미스터리, 가령 암흑물질을 이루는 분자는 무엇인가와 같은 천체물리학의 성배와도 같은 문제들을 푸는데 도움이 되는 실마리를 제공할 수도 있을 것으로 예상됩니다. 

 

"이 감마선 방출의 근원을 마침내 발견한 것은 천문학자들이 1960년대 이후로 해독하려고 해왔던 우주의 미스터리를 풀 수 있는 아주 중요한 시금석이 될 것입니다."라고 로스 박사는 말합니다. 

"우주에는 대량의 감마선을 만들어내는 2가지 분명한 요인이 있는 것으로 보였습니다. 하나는 은하의 중심에서 발견되는 초질량의 블랙홀로 가스가 빠질 때이고(Active Galactic Nucleus라고 불려진다), 다른 하나는 은하의 원반 내부의 별의 생성이었습니다. 우리는 우주에 있는 모든 은하에서 방출되는 감마선을 모델로 하여 다른 요소들에 대한 예측의 결과를 비교해 봄으로써 대부분의 분산된 감마선 방출을 만들어 내는 것이 AGN 프로세스(블랙홀로 가스가 빠질 때)가 아니라 별을 만드는 은하와 관련 있다는 것을 발견했습니다."

 

감마선 지도의 제작

오스트리아 국립대학 연구진들은 어떻게 우주선(cosmic rays: 거의 빛의 속도에 가깝게 움직이는 분자들)이 별들 사이의 가스를 관통하여 움직이는지에 대한 이해도를 높임으로써 무엇이 이 미스터리 한 감마선을 만들어 내는지 정확히 찾아낼 수 있었습니다. 

 

NASA의 허블 우주 망원경과 페르미 감마선 우주 망원경으로부터 나온 데어터는 알려지지 않은 감마선의 기원을 밝히는 데 사용된 주요한 자원이었는데요, 연구진들은 항성 형성률, 전체 질량, 물리적 사이즈와 지구로부터의 거리 등과 같은 많은 은하들에 대한 정보를 분석했습니다. 

"우리의 모델은 항성 형성 은하들로부터의 전파 방출(자동차의 라디오와 비슷한 주파수를 가진 전자기 방사선)을 예측하는 데에도 사용될 수 있는데, 그것은 연구진들로 하여금 은하의 내부구조를 이해하는데 더 많은 도움을 줄 수 있습니다."라고 로스 박사는 말했습니다. 

 

"우리는 현재 차세대 망원경으로, 다가올 감마선 관찰에 대한 정보를 줄 수 있는 감마선 하늘의 지도를 제작하려고 하는 중입니다. 이것은 호주가 관여한 체렌코프 망원경 군단(Cherenkov Telescope Array)을 포함합니다. 이 새로운 기술이 현재 우리가 기존의 감마선 망원경으로 감지하던 것보다 더 많은 감마선 내 항성 형성 은하들을 관찰할 수 있도록 해주기를 희망합니다."

체렌코프 망원경 군단( Cherenkov Telescope Array)