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별들이 암흑물질 밀어낸다


은하의 중심부에서 별들의 힘이 암흑물질을 밀어내는 일종의 우주 전쟁이 벌어지며 그 결과 은하 중심부의 가시물질과 암흑물질의 비례가 균형을 잡는다는 새로운 사실이 밝혀졌다고 스페이스 닷컴이 보도했다.

암흑물질이라고 불리는 보이지 않는 물질은 우주 질량의 90% 가까이를 차지하는 것으로 알려지고 있지만 가시광선이나 전자파를 방출하거나 반사하지 않기 때문에 직접 관측된 적은 없다. 그러나 암흑물질의 존재는 별이나 은하 같은 가시 물체에 미치는 중력을 통해 간접적으로 입증된다.


천문학자들은 오래 전부터 왜소은하의 중심부에 관측으로 간접 시사되는 것보다 훨씬 많은 암흑물질이 존재할 것으로 예측하는 이론 모델을 설명하기 위해 노력해 왔다.

미국 먹매스터 대학 연구진은 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션을 통해 빅 뱅 후 10억년 무렵의 우주 초기 은하 형성 과정을 재현한 결과 은하들이 태어날 때 짙은 가스 구름이 붕괴돼 큰 별들이 생기고 이 별들은 빠른 속도로 초신성 폭발을 일으켜 수명을 다 하는 격렬한 과정이 진행된다는 사실을 발견했다.

이처럼 질량이 큰 별들은 폭발과 함께 항성풍이라 불리는 지속적인 전하입자 방출을 통해 이웃 별들에 막대한 에너지를 투입하는 것으로 알려져 있는데 이런 에너지는 성간 가스를 초속 10㎞의 속도로 밀어 붙이는 것으로 나타났다.

그러나 이론상으로 예측되는 암흑물질의 급격한 농도 상승이 항성풍에 의해 은하 중심부에서 관측되는 평평한 핵으로 전환되는 지를 놓고서는 지금까지 학자들 사이에 논란이 분분했다.

연구진의 시뮬레이션에서 나타난 것은 항성풍과 폭발이 성간 가스에 충격을 줘 욕조에 담긴 물이 출렁이는 것처럼 성간 가스를 앞뒤로 움직이게 하는 현상이었다.

이처럼 출렁이는 움직임은 대부분의 암흑물질을 왜소 은하의 중심부로부터 몰아내는 것으로 나타나 이론적 예측과 관측이 일치함을 보여주었다.

연구진은 이 연구를 바탕으로 과학자들이 은하 형성 과정에서 성간 가스의 역할을 재고하고 암흑물질의 성질을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것으로 기대하고 있다.

이 연구는 사이언스지 최신호에 발표됐다.


연합뉴스 / 입력 : 2007.12.04 11:42

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