아인슈타인의 고리는 암흑 물질의 미스터리를 밝혀낸다.

최초로 발견된 신기한 물체.

태양 질량의 100만 배에 달하는 거대한 암흑 물질 덩어리가 최근 발견되었습니다. 이 덩어리는 우리로부터 약 100억 광년 떨어져 있으며, 놀랍게도 별을 전혀 포함하지 않고 있습니다.

이로써 이 입자는 지금까지 기록된 가장 작은 순수 암흑 물질의 강력한 후보가 되었습니다. 이번 발견은 차가운 암흑 물질(CDM) 모델을 강화할 뿐만 아니라, 우주의 구조를 지배하는 "보이지 않는 것"을 찾는 물리학자와 천문학자들의 연구에 더욱 엄격한 제약을 가합니다.

이 발견은 흥미로운 중력 렌즈 현상인 아인슈타인의 고리 관측에서 비롯되었습니다. 이 현상에서 전경에 있는 거대한 질량은 공간을 왜곡시켜 배경 은하에서 오는 빛을 휘게 하여 전경 은하 주위에 고리 모양의 빛을 형성합니다.

흥미롭게도 과학자들은 토네이도의 전파와 적외선 이미지를 분석하던 중 우연히 이 이상한 물체를 발견했습니다.

구체적으로, 그들은 빛의 고리에서 특이한 홈을 관찰했는데, 이는 빛의 경로와 관측 지점 사이에 보이지 않는 질량이 끼어 있다는 사실로만 설명될 수 있었습니다.

이 현상을 명확히 밝히기 위해 연구팀은 전 세계 전파 망원경 네트워크를 활용하여 극도로 높은 해상도를 가진 "지구 크기의 망원경"을 만들었습니다. 기준선이 길수록 연구팀은 렌즈 효과를 받은 빛의 구조에서 더 자세한 부분을 관찰할 수 있었습니다.

자세히 살펴보니 전파 스펙트럼에서 "틈"이 발견되었는데, 이는 배경 은하와 전경 은하 사이에 위치한 거대한 천체에 의해서만 설명될 수 있는 현상이었다.

암흑 물질의 본질을 이해하는 열쇠

연구팀은 관측 데이터가 차가운 암흑 물질 모델과 일치한다고 밝혔는데, 이 모델은 은하가 시간이 지남에 따라 어떻게 형성되는지를 이해하는 데 근본적인 역할을 합니다.

연구팀의 일원인 크리스 파스나흐트는 "이처럼 질량이 작은 물체를 발견한 것은 암흑 물질의 본질을 이해하는 데 핵심적인 요소입니다."라고 밝혔습니다.

하지만 현재 이 천체에 대해서는 두 가지 가설이 존재합니다. 첫 번째는 활동이 멈춘 왜소은하일 가능성이고, 두 번째는 항성 성분이 전혀 없는 순수한 암흑물질 덩어리일 가능성입니다.

만약 이것이 암흑 물질로 확인된다면, 지금까지 발견된 암흑 물질 중 가장 작은 것이 될 것이며, 이전에 관측된 암흑 물질보다 거의 100배나 작을 것입니다.

따라서 이번 발견은 천문학에 있어 중요한 이정표일 뿐만 아니라 암흑 물질 이론에 대한 도전이기도 합니다. 암흑 물질이 균일하게 분포되어 있고 매끄럽다고 믿을 수 있을까요, 아니면 실제로는 매우 작고 순수한 덩어리들로 이루어진 "울퉁불퉁한" 형태일까요?

중력 렌즈 현상, 즉 아인슈타인의 고리란 무엇일까요?

중력 렌즈 현상은 멀리 떨어진 천체(예: 은하 또는 퀘이사)에서 나온 빛이 질량이 매우 큰 공간 영역(예: 은하, 은하단 또는 블랙홀)을 통과할 때 휘어지는 현상입니다.

광원, 물체, 그리고 관찰자가 거의 완벽하게 정렬되었을 때, 빛은 완전한 밝은 원형으로 휘어지는데, 이를 아인슈타인 고리라고 하며, 이는 1936년 알베르트 아인슈타인이 처음 예측했습니다.

이 현상 덕분에 천문학자들은 암흑 물질과 같이 빛을 내지 않는 물체를 "볼" 수 있는데, 이는 공간을 왜곡하는 보이지 않는 질량을 드러내기 때문입니다.

출처: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/vong-einstein-he-lo-bi-an-ve-vat-chat-toi-20251014084039095.htm