캘리포니아 대학교 데이비스 캠퍼스의 과학자들은 멀리 있는 물체의 중력으로 인해 발생하는 희미한 빛 왜곡을 관찰하여 태양 질량의 약 100만 배에 달하는 숨겨진 질량을 처음으로 확인했습니다. 이번 발견은 암흑물질의 빽빽한 덩어리일 수도 있고, 극도로 작고 비활성인 은하일 수도 있습니다. 이번 연구 결과는 기존의 암흑물질 이론을 뒷받침할 뿐만 아니라, 현대 기술이 우주에서 극도로 작고 눈에 보이지 않는 구조를 탐지할 수 있음을 입증했다.
천문학자들은 전 세계 망원경 네트워크를 사용하여 현재까지 알려진 가장 작은 어두운 물체를 식별했습니다. 이러한 숨겨진 질량을 더 많이 발견하고 그 본질을 밝혀내는 것은 과학자들이 우주 전체 물질의 약 4분의 1을 차지하는 것으로 생각되는 암흑 물질에 대한 일부 이론을 배제하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 결과는 10월 9일자 '자연 천문학(Nature Astronomy)'과 '왕립천문학회 월간 공보(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)'에 게재됐다.
천체는 빛을 방출하지 않으며 측정 가능한 방사선도 없습니다. 과학자들은 물질 함량을 분석하기 위해 근처 빛에 대한 중력으로 인해 발생하는 "중력 렌즈" 효과를 관찰하는 데에만 의존했습니다. 이 소형 천체는 왜곡된 거울의 작은 결함처럼 큰 중력 렌즈에 의해 왜곡된 천체의 밝은 이미지에서 약한 "클립"으로 나타나기도 합니다.
이번 연구의 공동 저자이자 캘리포니아 대학교 데이비스 캠퍼스 물리학 및 천문학과 교수인 크리스 파스나흐트(Chris Fassnacht)는 “이렇게 먼 곳에서 질량이 작은 물체를 관찰할 수 있다는 것은 놀라운 일”이라고 말했습니다. "이러한 저질량 물체를 발견하는 것은 암흑 물질의 본질을 연구하는 데 매우 중요합니다."
새로 발견된 이 천체의 질량은 태양 질량의 약 100만 배에 달하며, 그 정체는 아직 밝혀지지 않았습니다. 알려진 암흑 물질 덩어리 중 가장 작은 것(이전 것의 약 100분의 1)일 수도 있고, 작지만 활동성이 없는 왜소은하일 수도 있습니다. 암흑물질은 중력 발현을 통해서만 인식되지만, 은하계와 별과 같은 우주의 가시적 물질의 구조적 분포에 깊은 영향을 미치는 것으로 생각됩니다. 핵심적인 과학적 질문 중 하나는 암흑 물질이 "별이 없는 덩어리" 방식으로 존재할 수 있는지 여부입니다. 그것이 입증되거나 거부될 수 있다면 암흑 물질에 대한 현재 이론을 수정하는 데 도움이 될 것입니다.
과학 연구팀은 웨스트버지니아의 그린 뱅크 망원경(GBT), 하와이의 VLBA(Very Long Baseline Array), 유럽, 아시아, 남아프리카, 푸에르토리코를 포괄하는 유럽의 초장기선 간섭 네트워크(EVN) 등 여러 전파 망원경을 사용해 지구를 슈퍼 망원경으로 변환해 아주 작은 어두운 천체에서 발생하는 미묘한 중력 렌즈 신호를 포착했습니다.
물체의 질량은 유사한 탐지 물체의 질량보다 수백 배 낮으며, 앞으로 더 많은 물체를 발견할 수 있는 기술의 잠재력을 입증합니다. 독일 막스플랑크 천체물리학 연구소(MPA)의 수석 저자인 데본 파월(Devon Powell)은 “데이터의 민감도를 기반으로 우리는 적어도 하나의 암흑 물체를 발견할 것으로 예상했으며, 따라서 이번 발견은 대부분의 은하 형성 메커니즘을 뒷받침하는 현재의 '차가운 암흑 물질 이론'과 일치한다"고 말했습니다. "이제 우리는 그러한 어두운 물체가 더 많이 발견될 수 있는지, 그리고 그 숫자가 여전히 이론적 모델과 일치하는지 확인해야 합니다."
과학 연구팀은 어두운 물체의 구체적인 특성을 더 자세히 파악하고 다른 하늘 영역에서 유사한 어두운 물체 샘플을 검색하기 위해 데이터를 계속 분석하고 있습니다.
/ScitechDaily에서 편집됨