[아하! 우주] 은하를 연결하는 실가닥…5000만 광년 크기 ‘가스 필라멘트’ 관측

태양은 지구와 비교할 수 없을 만큼 큰 존재지만, 그래도 우리은하에 있는 수천억 개의 별 가운데 하나일 뿐이다. 하지만 우리은하도 수천 개의 은하가 모여 형성한 은하단에서는 평범한 대형 나선 은하 중 하나일 뿐이다. 과학자들은 은하단이 우주에 골고루 분포하는 것이 아니라 특정 지역에 몰려 있다는 사실을 발견했다. 우주는 크게 보면 내부에 구멍이 뚫린 스펀지처럼 은하단과 가스가 모여 있는 지역과 그 사이 거의 아무것도 없는 공간으로 이뤄져 있다.

최신 우주론에 따르면 빅뱅 직후 물질의 분포가 미세하게 균일하지 않고 일부 밀도가 높은 지역이 있었다. 밀도가 높은 부분은 중력이 더 강하기 때문에 주변에서 계속 물질을 끌어들여 결국 별, 은하, 은하단을 만들 만큼 많은 질량을 얻었다. 반면 밀도가 낮은 지역은 중력도 약해 계속해서 물질을 빼앗기면서 거의 아무것도 없는 공간이 됐다.

과학자들은 은하단이 무질서하게 분포하는 것이 아니라 은하단과 은하 사이 희박한 가스의 모임인 가스 필라멘트(gas filament)로 연결되어 있다는 사실을 발견했다. 이 가스의 밀도는 매우 낮지만, 온도는 상당히 높아서 X선 영역에서 밝게 빛난다. 독일 본 대학 토마스 레이프리치 교수가 이끄는 연구팀은 막스 플랑크 연구소의 X선 관측 위성인 eROSITA를 통해 역대 가장 큰 크기의 은하 사이 가스 필라멘트를 관측했다.

지구에서 7억 광년 떨어진 아벨(Abell) 3391/95는 몇 개의 은하단이 가스 필라멘트로 연결된 거대 은하단 집단으로 작년에 발사한 eROSITA 위성 관측을 통해 가스 필라멘트와 은하단 집단의 전체 규모가 좀 더 확실하게 밝혀졌다. 연구팀에 의하면 가스 필라멘트의 길이는 5000만 광년으로 가스 필라멘트 가운데 역대 최대 크기다. 참고로 우리은하의 지름이 10만 광년인 점을 생각하면 얼마나 거대한 크기인지 짐작할 수 있다.

연구팀에 따르면 이번 관측의 가장 큰 의의는 가스 필라멘트 구조가 현재 표준 우주 이론에서 예측한 것과 별로 차이가 없다는 사실을 확인한 데 있다.(사진) 인간 자체는 우주에서 아주 작은 티끌 같은 존재지만, 그 지성은 우주의 거대 구조를 이해하고 예측할 수 있는 수준까지 발전했다. 물론 아직도 모르는 것이 더 많지만, 앞으로 과학자들은 점점 더 많은 비밀을 풀어낼 것이다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com