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국제 천문학 연구팀의 최근 연구에 따르면, 빅뱅 이후 우주가 가열되는 동안 차가운 가스 섬이 남겨지면서 초기 우주 안개(fogginess) 내에서 큰 차이가 발생한 것으로 밝혀졌다. 왕립천문학회 월간지(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 게재된 동 연구결과에 따르면, 우주는 재이온(reionisation)과정이 끝난 후 차갑고 어두운 상태에서 은하 사이의 공간에 뜨겁고 이온화된 수소 가스로 가득 차 있는 현재의 상태로 점차 변화해왔다. 수소 가스는 겨울 아침 안개로 인해 가로등이 흐려지는 것과 같이 멀리 떨어진 은하계의 빛을 차단한다. 퀘이사(quasars)로 불리는 특수한 종류의 밝은 은하의 스펙트럼에서 이 같은 감광(dimming)효과를 관찰함으로써 연구팀은 초기 우주상태를 연구할 수 있게 되었다. 지난 몇 년 간 이 특정한 감광 패턴(Lyman-alpha forest)을 관찰 한 결과, 연구팀은 우주의 안개가 우주의 각 영역마다 상당량 변화했다는 사실을 밝혀냈으나 이러한 변이에 대한 원인은 아직까지 알려지지 않은 상태다. 연구 저자인 Girish Kulkarmi박사는 “우리 연구팀은 퀘이사의 빛이 장소마다 최대 2배 정도 달라질 것으로 예상했으나, 연구 결과 500배 정도의 차이가 나는 것으로 밝혀졌다. 이러한 현상에 대한 기존의 가설이 있었으나 만족스러운 설명이 어려웠다”고 언급했다. 이번에 수행된 새 연구는 우주먼지의 이 같은 변이가 차가운 수소 가스가 가득 찬 광범위한 지역으로부터 비롯된 것으로 결론 지었는데, 연구팀은 이를 통해 재이온이 끝난 시점을 예측할 수 있게 되었다. 동 연구는 UK Science and Technology Facilities Council (STFC) 및 Partnership for Advanced Computing in Europe (PRACE)으로부터 후원을 받았으며, 인도, 영국, 캐나다, 독일, 프랑스 과학자들이 공동으로 수행하였다. 공동연구팀은 Cambridge 대학교, Durham 대학교 및 Paris 대학교의 슈퍼컴퓨터에서 수행된 최첨단 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 결론을 도출했다. 공동연구팀의 리더인 Institute of Theoretical Astrophysics소속 로라 키팅 (Laura Keating)박사는 “우주의 나이가 11억년에 이를 때까지 여전히 은하 사이에 차가운 가스가 가득 찬 거대한 우주공간이 있었는데, 이것이 바로 수수께끼 같은 관측결과를 설명할 수 있는 차가운 가스 섬(islands of cold gas)이다”고 설명했다. 이번 연구결과는 우주가 첫 번째 은하계의 젊은 별들로부터 방출된 빛에 의해 재이온화되었다는 주장을 뒷받침한다. 인도의 Tata institute of Fundamental Research센터의 Kulkarni박사는 “이번 연구는 초기 우주로부터 유래된 중성 수소를 감지하는 후속 연구에도 좋은 소식이 될 것으로 전망된다”고 설명했다. |
