[과학 이야기] 암흑물질 없는 은하 또 관측…'존재' 역설적 입증

암흑물질은 빛과 상호작용하지 않아 눈에 보이지는 않지만 별을 비롯한 다른 물질에 미치는 중력작용을 통해 간접적으로 그 존재가 알려져 있다. 우주 총 질량-에너지(total mass-energy)의 4분의 1가량을 차지하고, 우주 물질의 85%를 구성하고 있어 사실상 없는 곳이 없다고 할 수 있다.

하지만 예일대 천문학과 피터 도쿰 교수가 이끄는 연구팀이 지난해 3월 약 6천만 광년 떨어진 'NGC 1052-DF2' 은하에 암흑물질이 거의 없는 것으로 관측됐다는 연구결과를 발표하면서 학계는 뜨거운 논란에 휩싸였다.

그로부터 1년. 도쿰 교수 연구팀은 기존 연구결과를 정교하게 뒷받침하고, 암흑물질이 거의 없는 제2의 은하를 새로 발견한 두 건의 논문을 발표해 암흑물질을 둘러싼 논란이 정리될지 주목된다.

하와이의 W.M.켁 천문대에 따르면 도쿰 교수 연구팀은 DF2 은하를 켁Ⅱ 망원경의 첨단 분광기인 코스믹 웹 이미저(KCWI)로 관측한 결과, 은하 내 오래된 별이 모여있는 10개의 구상성단이 일반 물질의 질량과 일치하는 속도로 움직이는 것을 확인했다.

이는 예상치보다 3배나 느리게 움직이는 것으로 암흑물질을 사실상 갖고 있지 않다는 것을 의미하는 것으로 해석됐다. DF2 은하에 암흑물질이 존재한다면 구상성단이 더 빨리 움직여야 하는데 그렇지 않았다는 것이다.

KCWI는 은하 전체를 한꺼번에 관측하면서 고해상도의 스펙트럼 분해능을 이용해 질량을 정확하게 측정할 수 있으며, 이런 두 가지 기능을 수행할 수 있는 장비는 KCWI가 유일하다고 연구팀은 밝혔다.