[과학 이야기] "은하단 내 희미한 빛이 암흑물질 분포 알려줘"

암흑물질은 우주의 85%를 차지하지만 직접 관측이 안 되고 주변 물질에 미치는 중력효과를 통해서만 간접적으로 존재가 확인돼왔다. 현대 물리학의 난제가 돼온 이런 암흑물질을 은하 간 상호작용으로 생기는 희미한 빛을 통해 더 정확하고 쉽게 찾을 수 있다는 주장이 제기돼 관심을 받고있다.

호주 뉴사우스웨일스대학 물리학대학원의 미레아 몬테스 박사 연구팀은 허블 우주망원경이 '프론티어 필즈(Frontier Fields)' 프로그램을 통해 6개 대형 은하단을 관측한 기록을 분석한 결과, 암흑물질의 분포를 찾아낼 수 있는 새로운 방법을 발견했다고 영국 왕립 천문학회 월보(MNRAS) 최신호에 밝혔다.

몬테스 박사의 분석에 따르면 은하 간 상호작용의 혼돈 속에 일부 별이 원래 있던 은하의 중력에서 떨어져 나와 흘러 다니다가 은하단 전체의 중력 지도에 맞춰 새로 자리를 잡게 되는 데 이 별들이 내는 희미한 빛이 바로 '은하단 내 빛(intracluster light)'이다.

이 별들은 암흑물질과 똑같은 분포를 보이며, 은하단 내 빛만 추적하면 암흑물질의 분포를 알 수 있다는 것이다.

이 방법은 빛이 중력장 근처를 지날 때 휘어지는 것으로 보이는 '중력렌즈 현상'을 이용해 암흑물질의 존재를 확인하는 것보다 훨씬 효율적이고 정확한 것으로 지적됐다.

몬테스 박사는 보도자료를 통해 "은하단 내 빛이 암흑물질의 흔적을 정확하게 짚어내는 것은 암흑물질과 은하단 빛을 만드는 별들이 은하단 전체의 중력에 따라 같이 움직이기 때문"이라고 설명했다.

그러면서 "우리는 매우 희미한 빛을 추적해 암흑물질의 분포를 파악할 수 있다"고 했다.

연구팀은 이 방법이 지금까지의 어떤 방법보다 정확하게 암흑물질을 찾아낼 수 있으며, 분석시간도 절약할 수 있어 암흑물질의 본질을 파악하는데 이용될 수 있을 것으로 기대했다.