은하 사이 희미한 불빛…암흑물질 밝힐 단서 될까 [지금은 우주]

정종오 기자 입력 2026.09.16 17:30 천문연 연구팀, 관련 연구결과 내놓아 [아이뉴스24 정종오 기자] 우리가 알지 못하는 우주는 약 95%에 이른다. 우리가 눈으로 볼 수 있는 물질은 5% 정도이다. 나머지 대부분은 암흑물질과 암흑에너지로 구성돼 있다. 암흑물질을 파악할 수 있다면 우주의 비밀을 풀 수 있는 실마리가 된다.한국천문연구원(원장 박장현) 연구팀이 은하단의 은하 사이를 떠도는 아주 희미한 별빛이 암흑물질의 분포를 따라간다는 사실을 컴퓨터 시뮬레이션 연구를 통해 확인했다.우주를 구성하는 물질의 대부분은 눈에 보이지 않는 암흑물질이다. 암흑물질은 빛을 내거나 반사하지 않아 망원경으로 직접 볼 수 없다. 강한 중력으로 은하들이 흩어지지 않게 붙잡아 둔다. 바람 자체는 보이지 않아도 흔들리는 나뭇가지로 그 존재를 알 수 있듯 천문학자들은 별과 은하의 움직임과 분포를 통해 암흑물질의 존재와 성질을 추적한다.수천 개의 은하가 모인 은하들의 도시 ‘은하단’의 상상도. 우주에서 중력으로 결합된 가장 큰 천체 구조인 은하단 질량의 약 85%가 암흑물질이다. 보이지 않는 암흑물질(하늘색 점선)이 중력으로 전체를 붙잡고 있고, 은하 사이에는 떠도는 아주 희미한 별빛인 은하단내광(보라색)이 퍼져 있다 [사진=천문연]이번 연구의 핵심은 암흑물질 입자들이 서로 충돌하거나 상호작용하는지를 관측적으로 구별할 수 있는가에 있다. 표준 모형인 차가운 암흑물질(CDM, Cold Dark Matter)은 입자끼리 거의 충돌하지 않는다고 가정한다. 반면 자기상호작용 암흑물질(SIDM, Self-Interacting Dark Matter) 모형에서는 암흑물질 입자들이 서로 약하게 상호작용하고 산란할 수 있어 암흑물질의 공간 분포가 CDM과 달라질 수 있다.연구팀은 국제 공동연구를 통해 수행된 컴퓨터 시뮬레이션을 이용, 일종의 ‘쌍둥이 우주’ 실험을 수행했다. 같은 초기 조건에서 출발하되 한쪽에는 암흑물질 입자가 서로 충돌하지 않는 CDM 모형을, 다른 한쪽에는 입자끼리 상호작용하는 SIDM 모형을 적용했다.이후 두 가상 우주에서 은하단 두 개가 약 130억년 동안 형성되고 진화하는 과정을 추적했다. 연구팀은 각 은하단에 암흑물질·가스·모든 별·은하·중심은하와 은하단내광까지 총 5개의 분포 지도를 시대별로, 각각의 분포가 암흑물질과 ‘얼마나 유사한지’를 독자 개발한 통계적 방법으로 분석했다.은하단내광(ICL, Intraclust...