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엑스레이를 활용해 우주를 조사하는 ESA의 XM-Newton X선 관측소는 현재까지 가장 큰 관측 프로그램인 XXL 조사를 진행 중이다. 이 관측에 따른 두 번째 데이터가 최근 공개되었는데, 우주의 거대한 구조와 진화를 시간 경과에 따라 추적한 365개의 은하단 및 26,000개의 활성 은하핵(AGN)에 대한 정보를 포함한다. 과학자들은 우주의 두 개 지역에 대한 정밀조사를 실시했다. 이는 여러 은하단과 연속적인 우주 공간에서의 AGN을 감지하는 최초의 X선 조사로, 먼 우주 상에서 이들의 분포를 전례 없이 자세히 매핑(mapping)하기 위한 목적으로 실시되었다. 조사 결과는 현재 학계에서 통용되고 있는 우주 모델을 뒷받침한다. 엑스레이는 우주에서 가장 에너지작용이 활발한 과정 중에 생산되나, 이 활동들은 지구의 대기에 의해 가로막히기 때문에 우주에서만 관측 가능하다. 엑스레이 망원경을 통해 은하계 바깥을 관측할 때, 기본적으로 두 가지 원천(source)에 대한 관측이 가능하다. 즉, 은하단이 떠다니고 있는 뜨거운 가스와 거대블랙홀이 주변물질을 흡수하고 있는 몇몇 은하 중심부의 활성은하핵(Active Galactic Nuclei, AGN)이 관측 된다. ESA의 XMM-Newton은 궤도상에 배치된 가장 강력한 엑스레이 망원경들 중 하나다. 지난 8년간, 이 망원경은 각각 25평방도의 빈 우주공간을 스캔하여 은하단과 AGN을 관측한 XXL 조사의 일환으로 2000시간동안 엑스레이 선을 측정해왔다. 최초의 XXL 데이터 세트는 2015년에 발표되었으며, 이는 가장 밝은 은하단 100개와 AGN 1000개를 포함하였다. 이번 달에는 365개의 은하단과 26,000개의 AGN이 포함된 새로운 데이터 목록이 발표되었다. 동 데이터를 활용한 첫 번째 연구결과는 천문학 및 천체 물리학 특별 호에 게재되었다. 프랑스 CEA Saclay의 Marguerite Pierre는 '은하단과 AGN은 X선 빛에서 볼 수 있는 유일한 은하계 물체이기 때문에 관측이 비교적 용이했다”고 말했다. 우주물질들은 고르게 분포되지 않지만 중력에 의해 형성된 필라멘트 우주거미줄을 형성하며 이들의 교차로에서 은하단이 발견된다. 은하단은 우주에서 가장 큰 경계 독립체(bound entity)로, 이들의 거대한 구조에서 가장 높은 밀도점을 추적하여 우주론에 대한 질문에 대답하는 강력한 도구가 된다. 우주의 구조와 진화는 다양한 구성 요소의 밀도와 팽창 속도를 포함하는 일련의 우주 매개 변수들로 설명된다. 현재까지 우리는 이들 매개변수에 대한 가치를 잘 이해하고 있으나, 우주의 기본 구조를 보다 정확하게 묘사하기 위해서는 다양한 거리의 우주 트래커 샘플이 필요하다. XXL 조사의 궁극적인 목표는 우주 매개변수를 제약하는 데 사용 가능한 광범위하고 정확한 클러스터 목록을 제공하는 것이다. ESA의 Planck 위성은 초기 우주에서 얻은 정보인 우주 극초단파 배경을 연구함으로써 우주 매개변수에 대한 가치를 결정하였다. 과학자들은 최근 우주의 정보를 바탕으로 한 XXL 조사의 최신 데이터를 사용하여 이러한 매개변수를 추정한 후, 결과값을 플랑크 값과 비교했다. '플랑크(Planck) 우주 모델에 의해 예측한 만큼 많은 은하단을 발견하지는 못했으나, 다른 특수 이론들보다 현재 학계에서 정설로 받아들여지고 있는 아인슈타인의 우주상수 이론과 양립 가능한 은하단과 AGN 데이터를 수집하는 데 성공했다'고 Marguerite Pierre는 설명했다. 그는 '이번 분석은 XXL 클러스터 샘플의 절반에서만 수행되었음에도 불구하고 우주 상수에 대한 Planck 추정치를 개선하는 데 이미 성공했다. 우주상수를 개선하기 위해 향후 몇 년간 나머지 데이터를 사용할 것이다'고 덧붙였다. |
