한국이 참여한 암흑에너지분광장비(DESI) 국제 공동 프로젝트가 사상 최대 규모 고해상도 3차원(D) 우주 지도를 완성했다.

한국천문연구원은 DESI 국제 공동 프로젝트가 4700만개 이상의 은하와 퀘이사를 관측했다고 17일 밝혔다. 이는 기존의 모든 은하와 퀘이사 관측을 합친 것보다 6배나 많은 데이터를 측정한 것이다.

퀘이사는 준항성전파천체를 지칭하는 용어로 중심에 존재하는 거대질량 블랙홀에 의해 막대한 에너지를 전파 영역에서 발생시키는 천체다. 가시광선이나 X-선으로도 매우 밝게 보여 아주 멀리 있어도 관측이 가능하다.

천문연에 따르면 국제공동연구진은 DESI가 2021년 5월부터 5년간의 관측 기간 동안 3400만개 은하와 퀘이사에 대한 데이터를 수집할 것으로 예상했다.

하지만 DESI가 효율적으로 작동돼 4700만개 이상 은하와 퀘이사를 관측했다. 또 은하수를 연구하는 데 사용되는 2000만개 이상 별 데이터도 확보했다.

이는 DESI 3년 데이터의 거의 두 배이자 암흑에너지를 연구하는 대표적 관측 사업이었던 바리온 음향진동 분광 관측(BOSS) 사업과 확장 관측사업인 eBOSS를 합친 것보다 약 10배에 달하는 규모다. DESI의 풍부한 데이터는 통계적 불확실성을 획기적으로 줄이고 암흑에너지 진화와 우주 팽창 역사를 더 정확하게 측정할 수 있게 한다.

연구진은 이렇게 만들어진 지도를 이용해 우주 은하의 분포와 거리를 파악하고 우주 초기 급팽창, 우주 가속 팽창의 원인 그리고 우리 우주의 약 70%를 구성하며 가속 팽창을 일으키는 근본적인 요소인 암흑에너지에 대한 정보를 알아낸다.

연구진은 과거 은하들의 밀집 양상과 현재 분포를 비교함으로써 110억년에 걸친 우주 역사 동안 암흑에너지가 미친 영향을 추적해 왔다. DESI의 첫 3년간의 데이터를 활용한 결과는, 한때 ‘우주 상수’로 여겨졌던 암흑에너지가 시간이 지남에 따라 변화하고 있을지도 모른다는 가능성을 시사했다.

국제 공동 연구진은 완성된 지도를 바탕으로 데이터 처리를 즉시 시작할 예정이다. 5년치 관측 조사에서 얻은 첫번째 암흑에너지 결과는 2027년에 발표될 것으로 예상된다.

한편 DESI는 임무 기간보다 더해 2028년까지 관측을 지속해 우주지도를 더 확장해 나갈 예정이다.

DESI 실험에는 한국천문연구원을 비롯한 70개 이상의 기관에서 900명이 넘는 연구원(박사 과정 학생 300명 포함)이 참여하고 있다.

고성수 기자 ssgo@naeil.com