우주 ‘암흑물질’ 첫 관측

｜도쿄 이춘규특파원｜우주 질량의 4분의1 가까이(약 22%)를 차지하지만 이론상으로만 존재하던 ‘암흑물질’(dark matter)의 실제 존재가 미국과 일본, 유럽의 천문학자들에 의해 처음으로 3차원적으로 관측됐다고 일본 언론이 8일 전했다.

일본 에히메 대학 등 국제연구진은 하와이의 허블 망원경 등을 이용, 우주탄생과 관련된 오랜 가설을 입증하는 결정적 증거의 하나인 암흑물질을 관측했다고 밝혔다. 이 성과는 8일자 영국 과학잡지 네이처 인터넷판에 실렸다.

암흑물질은 우주 전 질량의 22% 정도를 점하는 물질로 인류가 알고 있는 물질(전 천체를 구성하는 양자와 중성자)의 6배 정도의 질량에 해당된다. 약 137억년 전 우주의 탄생에서 별이나 은하의 생성까지 역사는 이 물질의 존재가 없으면 설명이 안된다.

별이나 행성, 공기, 생명체 등 일반물질이 우주 전체에서 차지하는 비율은 5%에 불과하고 나머지 22%는 암흑물질,70% 이상이 암흑 에너지일 것으로 천문학자들은 추정해 왔다.

연구진은 일본 스바루 망원경을 사용해 각 은하와 암흑물질이 지구로부터 떨어진 거리를 정밀하게 계산, 길이가 80억 광년에 폭이 2.7억 광년에 달하는 암흑물질의 입체구조를 밝혀냈다.

다만 암흑물질 그 자체의 정체는 확인하지 못해 과제로 남게 됐다. 뉴트리노(중성미자)나 그 밖의 초대칭성입자라는 미지의 입자가 그 후보물질이지만, 가설의 영역에 있다. 일본측 연구진은 “1980년대초 주장됐던 암흑물질의 가설이 관측으로 입증됐다.”며 “우주 진화를 해명하는데 하나의 큰 진전”이라고 말했다.