퀘이사로 인한 중력 렌즈 현상 첫 관측

2010년 08월 01일 00:00
은하의 핵인 퀘이사가 중력 렌즈 현상을 일으켜 외부 은하에서 오는 빛이 휘는 현상이 처음으로 관측됐다. 미국 캘리포니아공대와 스위스 로잔연방공대 연구팀은 중력 렌즈 효과를 관측하기 위해 방대한 퀘이사 목록을 뒤져 적당한 후보를 찾아냈다. 이어서 16억 광년 떨어진 퀘이사를 관측한 결과 75억 광년 떨어진 은하에서 오는 빛을 확대하고 있다는 사실을 확인했다. 퀘이사는 은하의 핵이지만 너무 밝아 항성처럼 보이는 천체다. 은하 중심의 블랙홀을 에너지원으로 삼아 수천 억 개의 별을 합한 것보다 밝은 빛을 내기 때문에 은하 자체를 연구하기 힘들게 만든다. 로잔공과대의 쿠르뱅 교수는 퀘이사를 포함한 은하를 연구하는 것을 “마치 자동차 헤드라이트를 똑바로 들여다보면서 가장자리의 색을 알아맞히려는 셈이다”라며, “이 관측 결과로 인해 이런 어려움을 극복하고 퀘이사를 포함한 은하의 질량을 구할 수 있게 됐다”고 의의를 설명했다. 아인슈타인의 일반상대성이론에 따르면 외부 은하에서 오는 빛이 지구로 오는 길목에 질량이 큰 물체가 있다면 빛은 둘로 갈라진다. 따라서 지구의 관측자는 실제보다 확대된 두 개의 은하를 볼 수 있다. 빛이 휘는 정도에 따라 렌즈 역할을 한 물체의 질량을 계산할 수 있다. 중력 렌즈 현상을 이용해 외부 은하의 질량을 구하는 방법은 오래 전부터 쓰여 왔다. 그러나 퀘이사가 있는 은하의 질량을 계산할 수 있게 된 것은 이번이 처음이다. 캘리포니아공대의 드조르코프스키 교수는 “이와 같은 현상을 더 많이 발견하면 퀘이사와 퀘이사를 포함한 은하 사이의 관계와 진화 과정을 잘 이해할 수 있게 될 것”이라고 밝혔다. 이 발견은 학술지 ‘아스트로노미&아스트로피직스’ 7월 16일자에 발표됐다.

고호관 동아사이언스 기자 karidasa@donga.com

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