천문연 '암흑에너지 관측 국제 프로젝트' 사상 최대 규모 고해상도 3D 우주 지도 완성

DESI가 5년 동안 구축해 온 우주 지도의 모습. 지구는 쐐기 모양의 중심에 있으며 각 점은 은하를 나타낸다. (사진=천문연 제공)

한국천문연구원(이하 천문연)이 참여한 암흑에너지분광장비 국제 공동프로젝트가 사상 최대 규모의 고해상도 3D 우주 지도를 완성했다. 2021년 5월부터 관측을 시작해 5년 임무를 완수한 가운데 2028년까지 추가 관측을 이어나갈 예정이다.

19일 천문연에 따르면 국내외 국제 공동연구진이 참여한 이번 암흑에너지분광장비(DEST·The Dark Energy Spectroscopic Instrument) 프로젝트가 목표보다 더 많은 데이터를 관측하며 목표를 달성했다.

당초 3400만 개의 은하와 퀘이사에 대한 데이터를 수집할 것으로 예상했으나 장비의 효율적 운영으로 총 4700만 개 이상의 은하와 퀘이사를 관측했다는 설명이다. 국제 연구진이 관측한 은하와 퀘이사는 기존 관측량을 모두 더한 것보다 6배 많은 데이터다. 퀘이사는 준항성 전파천체를 지칭하는 용어로, 가시광선이나 X선으로도 매우 밝게 보여 멀리 있어도 관측이 가능한 천체를 지칭한다.

은하와 퀘이사 관측은 이것으로 끝이 아니다. 2021년 5월부터 관측을 시작해 5년간 관측할 예정이었지만 2028년까지 지속해 지도를 확장할 계획이다.

이렇게 확보한 데이터와 지도는 우주 은하의 분포와 거리를 파악하고 우주 초기 급팽창과 우주 가속 팽창의 원인, 나아가 우주의 70%를 구성하며 가속 팽창을 일으키는 근본적 요소인 암흑에너지에 대한 정보를 알아내는 데 쓰인다. 이번 프로젝트 DESI는 물질이 우주 전체에 어떻게 퍼져 있는지를 연구해 암흑에너지의 영향을 추적한다.

국제연구진은 앞선 첫 3년 관측 결과를 통해 과거 은하들의 밀집 양상과 현재를 비교함으로써 110억 년에 걸친 우주 역사 동안 암흑에너지가 미친 영향을 추적하기도 했다. 그 결과 한때 '우주 상수'로 여겨졌던 암흑에너지가 시간이 지나면서 변화하고 있을지도 모른다는 가능성을 확인했다.

연구진은 5년 관측을 통한 지도를 바탕으로 데이터 처리를 시작해 그 결과를 2027년 발표할 예정이다.

샤피엘루알만(Arman Shafieloo) 천문연 박사(UST 교수)는 "DESI는 그 임무를 매우 성공적으로 수행해 왔다"며 "만약 진화하는 암흑에너지에 대한 초기 연구 결과가 확인된다면 이는 우주론과 이론 물리학 분야에서 획기적인 발견이 될 것이며 잠재적으로 우주론 분야에서 또 하나의 노벨상으로 이어질 수 있다"고 말했다.

한편 이번 프로젝트에는 천문연을 비롯한 미국, 프랑스, 멕시코, 스페인 등 전 세계 70개 이상 기관 900여명이 참여하고 있으며 미국 에너지부(DOE) 과학국과 산하 국가 사용자 시설인 국립에너지연구과학컴퓨팅센터 등이 지원하고 있다. 임효인 기자