유클리드 우주망원경, 아인슈타인 고리 포착

유클리드 우주망원경은 2023년 7월 1일, 6년간의 임무를 시작하며 우주의 비밀을 탐험하기 위해 발사되었습니다. 임무 시작 전, 과학자들은 망원경의 모든 기능이 제대로 작동하는지 확인하는 과정을 거쳤습니다. 2023년 9월, 유클리드는 시험 운영 중 지구로 몇 장의 사진을 전송했습니다. 일부러 흐릿하게 촬영된 사진들 속에서 유클리드 아카이브 과학자 브루노 알티에리는 특별한 현상의 조짐을 발견하고 자세히 살펴보았습니다.

 

 

중력 렌즈 효과의 증거, 아인슈타인 고리

브루노는 유클리드에서 전송되는 데이터를 살펴보던 중, 첫 번째 관측에서부터 특이한 현상을 감지했습니다. 유클리드의 추가 관측을 통해 완벽한 아인슈타인 고리를 확인할 수 있었습니다. 평생 중력 렌즈에 관심을 가져온 그에게는 놀라운 발견이었습니다. 아인슈타인 고리는 매우 희귀한 현상으로, 비교적 가까운 거리에 있는 NGC 6505 은하에서 발견되었습니다. 지구에서 약 5억 9천만 광년 떨어진 이 은하는 우주적 관점에서 보면 아주 가까운 거리에 위치합니다. 유클리드의 고해상도 장비 덕분에 이 은하 중심부를 둘러싼 빛의 고리가 처음으로 포착되었습니다.

 

배경 은하의 빛, 중력에 의해 휘어져

은하 주위의 고리는 훨씬 더 멀리 떨어진 밝은 은하에서 나온 빛으로 이루어져 있습니다. 이 배경 은하는 44억 2천만 광년 떨어져 있으며, 빛이 우리에게 오는 도중에 중력에 의해 왜곡되었습니다. 이전에 관측되지 않았던 이 먼 은하는 아직 이름이 없습니다. 막스 플랑크 천체 물리학 연구소의 코너 오리어던은 아인슈타인 고리가 강한 중력 렌즈 효과의 한 예라고 설명합니다. 그는 모든 강한 렌즈는 매우 희귀하기 때문에 특별하며, 과학적으로 매우 유용하다고 덧붙였습니다. 특히 이번에 발견된 아인슈타인 고리는 지구와 매우 가깝고 정렬 상태가 매우 아름다워서 더욱 특별하다고 강조했습니다.

 

 

아인슈타인의 상대성 이론 증명

아인슈타인의 일반 상대성 이론은 빛이 우주의 물체 주위에서 휘어지면서 거대한 렌즈처럼 빛을 모을 것이라고 예측합니다. 이러한 중력 렌즈 효과는 은하와 은하단과 같이 질량이 클수록 더 크게 나타납니다. 즉, 중력 렌즈 효과를 통해 평소에는 볼 수 없는 먼 은하의 빛을 관측할 수 있습니다.

 

 

유클리드, 우주 팽창과 암흑 물질 연구에 박차

정확한 정렬을 통해 멀리 있는 은하의 빛은 휘어져서 앞쪽에 있는 물체 주위에 멋진 고리를 형성합니다. 이러한 아인슈타인 고리는 과학자들에게 풍부한 연구 자료를 제공합니다. 과학자들은 아인슈타인 고리의 중력 효과를 연구하여 우주의 팽창을 이해하고, 보이지 않는 암흑 물질과 암흑 에너지의 영향을 감지하며, 우리와 광원 사이의 암흑 물질에 의해 빛이 휘어진 배경 광원을 조사할 수 있습니다. ESA 유클리드 프로젝트 과학자 발레리아 페토리노는 1884년에 처음 발견된, 이미 잘 알려진 은하에서 이 고리가 관측되었다는 사실에 흥미로움을 느낀다고 말했습니다. 이 은하는 오랫동안 천문학자들에게 알려져 있었지만, 이 고리는 이전에는 관측되지 않았습니다. 이는 유클리드의 강력한 성능을 보여주며, 우리가 이미 잘 안다고 생각했던 곳에서도 새로운 것을 발견할 수 있음을 입증합니다. 이번 발견은 유클리드 임무의 미래에 매우 고무적인 신호이며, 유클리드의 환상적인 능력을 보여주는 사례입니다.

 

유클리드의 주요 임무와 기대

유클리드는 우주 역사를 통해 우주가 어떻게 팽창하고 형성되었는지 탐구함으로써 중력의 역할과 암흑 에너지 및 암흑 물질의 본질에 대해 더 많은 것을 밝힐 것입니다. 유클리드 우주망원경은 하늘의 3분의 1 이상을 관측하며, 100억 광년 떨어진 수십억 개의 은하를 관측할 예정입니다. 유클리드는 약 10만 개의 강한 렌즈를 발견할 것으로 예상되지만, 이렇게 놀랍고 우리와 가까운 곳에서 아인슈타인 고리를 발견한 것은 놀라운 일입니다. 지금까지 1000개 미만의 강한 렌즈가 알려져 있었고, 고해상도로 촬영된 것은 훨씬 더 적었습니다. 코너는 유클리드가 이전에 없었던 모든 데이터를 통해 이 분야에 혁명을 일으킬 것이라고 덧붙였습니다.

 

 

약한 중력 렌즈 효과 연구와 유클리드의 미래

이 아인슈타인 고리는 놀랍지만, 유클리드의 주요 임무는 배경 은하가 약간 늘어나거나 이동된 것처럼 보이는 약한 중력 렌즈 효과를 찾는 것입니다. 이 효과를 감지하기 위해 과학자들은 수십억 개의 은하를 분석해야 합니다. 유클리드는 2024년 2월 14일 하늘에 대한 자세한 관측을 시작했으며, 현재까지 가장 광범위한 3D 우주 지도를 점차적으로 만들어가고 있습니다. 임무 초기에 이렇게 놀라운 발견을 한 것은 유클리드가 더 많은 숨겨진 비밀을 밝혀낼 것임을 의미합니다.