연세대 지명국 교수팀, 세계 첫 우주 암흑물질 거미줄구조 검출

연세대학교 지명국 천문우주학과 교수 연구팀은 중력렌즈 현상을 활용해 세계 최초로 우주 골격을 이루는 거미줄구조 모양의 암흑물질 필라멘트를 검출하는 데 성공했다고 8일 밝혔다.

연세대 차상준 연구원, 지명국 교수, 김형한 연구원, 조혜전 연구교수(왼쪽부터).[사진제공=연세대]

연구팀은 중력렌즈 현상을 통해 얻은 관측 자료를 분석한 결과 지구로부터 3억2000만광년 떨어진 코마 은하단에서 뻗어나가고 있는 암흑물질 필라멘트를 검출했다.

암흑물질은 우주의 약 25%를 차지하고 있는 것으로 추정되지만 아무런 빛을 내지 않고 외부 빛을 흡수하거나 반사하지 않아 중력을 통해서만 인식할 수 있다.

연구팀은 하와이 마우나케아 천문대 스바루 망원경의 중력렌즈를 연구에 사용했다. 중력렌즈 현상을 활용하면 배경에 있는 빛이 전경에 있는 물체의 중력에 의해 굴절되는 정도를 측정할 수 있어 전경의 질량을 파악할 수 있다. 눈에 보이지 않더라도 중력을 가진 전경의 암흑물질은 빛을 휘게 만들 수 있다는 성질을 이용한 것이다.

연구팀은 고도의 첨단 광학 이미지 처리기술과 빅데이터 통계분석 기술을 이용해 관측 자료를 분석한 것으로 전해졌다.

지 교수는 “이번 연구 결과는 이론으로만 존재하던 우주의 거대 구조 진화 과정을 직접적으로 관측해 검증한 것"이라며 "우주의 형성 기원과 진화에 대한 이해는 물론 표준 우주론 검증에 큰 역할을 할 것으로 기대된다"고 말했다.

이번 연구 결과는 천문학 분야 최상위 학술지인 '네이처 천문학(Nature Astronomy, IF 14.1)'에 지난 5일(현지시간) 게재됐다.

이지은 기자 jelee0429@asiae.co.kr