X-선 천문위성 찬드라 (Chandra), 차가운 암흑 물질 (cold dark matter) 모형을 지지하는 증거 관측
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- 2003-07-01 09:50
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<사진 설명> 수 천개의 은하로 이루어진 은하단 Abell 2029의 가시광 영역 사진 (오른쪽)과 찬드라가 관측한 X-선 사진 (왼쪽). X-선은 수 백만도K 이상의 뜨거운 가스에서 방출되므로 이 사진은 은하단의 온도가 아주 높은 가스의 분포를 나타낸다. 가시광 사진에서 은하단 중심에 있는 은하는 거대한 타원은하로 많은 작은 은하들이 병합되어 생성된 것으로 추측된다. 이 사진에서 색은 psudo-color로 밝기에 따라 명암만 나타낸다.
활동은하핵 (active galactic nuclei)과 같은 블랙홀 주변이나 혹은 은하단등에 존재하는 고온의 가스에서 방출되는 X-선을 관측하여 고에너지 천문현상을 연구하고 있는 X-선 천문위성 찬드라 (Chandra)를 이용하여 수 천개의 은하로 이루어진 은하단 Abell 2029
의 X-선 방출을 관측하였다.
은하단의 X-선 방출은 은하단에 충만되어 있는 수 백만도의 고온의 가스 (플라즈마)로부터 방출되는 열적 복사로 X선 세기 분포와 온도 분포를 알아내면 은하단의 중력 분포를 알아낼 수 있다. 이 중력분포로 부터 물질의 밀도 분포를유추하게 된다.
이번에 찬드라는 10억 광년 떨어진 Abel 2029 은하단X선 세기 분포 관측으로부터 은하단에 묶어 있는 고온의 가스 분포를 알아내고, 이 가스 분포와 바리온 물질로부터 중력의 분포와 암흑물질 (dark matter)의 분포를 은하단 중심부까지 알아내었다.
찬드라의 X-선 데이타는 암흑 물질의 분포가 은하단 중심까지 아주 '부드럽게' 증가함을 보여주고 있어 암흑 물질이 상대적으로 속도가 느린 '차가운 암흑물질 모형'에서 예측하는 분포와 일치함을 발견하였다.
다른 암흑 물질 모형에서는 은하단에서 암흑 물질이 은하단 중심에 불연속적으로 크게 증가하는 모양으로 나타나 이번 관측 결과와 부합되지 않는다.
이번 연구 결과는 우주 내에 질량의 70~90%에 달하는 암흑 물질이 상대적으로 속도가 느린 차가운 암흑 물질이라는 사실을 뒷받임 하고 있다.
암흑 물질은 밀도가 높았던 우주 초기에 생성되었을 것으로 추정되는 것으로 서로간 혹은 일반적인 물질과 중력적으로 상호작용하는 미스테리 입자들이다. 차가운 암흑물질이란 은하나 은하단이 생성되었을 대 입자들의 속도가 느렸을 것으로 생각되는 물질로 아직까지 그 구체적인 특성은 잘 알려져 있지 않다.
활동은하핵 (active galactic nuclei)과 같은 블랙홀 주변이나 혹은 은하단등에 존재하는 고온의 가스에서 방출되는 X-선을 관측하여 고에너지 천문현상을 연구하고 있는 X-선 천문위성 찬드라 (Chandra)를 이용하여 수 천개의 은하로 이루어진 은하단 Abell 2029
의 X-선 방출을 관측하였다.
은하단의 X-선 방출은 은하단에 충만되어 있는 수 백만도의 고온의 가스 (플라즈마)로부터 방출되는 열적 복사로 X선 세기 분포와 온도 분포를 알아내면 은하단의 중력 분포를 알아낼 수 있다. 이 중력분포로 부터 물질의 밀도 분포를유추하게 된다.
이번에 찬드라는 10억 광년 떨어진 Abel 2029 은하단X선 세기 분포 관측으로부터 은하단에 묶어 있는 고온의 가스 분포를 알아내고, 이 가스 분포와 바리온 물질로부터 중력의 분포와 암흑물질 (dark matter)의 분포를 은하단 중심부까지 알아내었다.
찬드라의 X-선 데이타는 암흑 물질의 분포가 은하단 중심까지 아주 '부드럽게' 증가함을 보여주고 있어 암흑 물질이 상대적으로 속도가 느린 '차가운 암흑물질 모형'에서 예측하는 분포와 일치함을 발견하였다.
다른 암흑 물질 모형에서는 은하단에서 암흑 물질이 은하단 중심에 불연속적으로 크게 증가하는 모양으로 나타나 이번 관측 결과와 부합되지 않는다.
이번 연구 결과는 우주 내에 질량의 70~90%에 달하는 암흑 물질이 상대적으로 속도가 느린 차가운 암흑 물질이라는 사실을 뒷받임 하고 있다.
암흑 물질은 밀도가 높았던 우주 초기에 생성되었을 것으로 추정되는 것으로 서로간 혹은 일반적인 물질과 중력적으로 상호작용하는 미스테리 입자들이다. 차가운 암흑물질이란 은하나 은하단이 생성되었을 대 입자들의 속도가 느렸을 것으로 생각되는 물질로 아직까지 그 구체적인 특성은 잘 알려져 있지 않다.
