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빅뱅 후 6~7억 년 뒤 우주배경복사 관측 성공 목록

조회 : 2369 | 2014-11-20

한국천문연구원이 근적외선을 이용해 초기 우주에서 나온 우주배경복사를 관측하는 데 처음으로 성공했다. 이번 연구는 미국항공우주국(NASA)과 일본우주항공연구개발기구(JAXA) 등 국제 공동 연구로 진행됐으며 ‘사이언스’ 7일자에 연구 결과가 실렸다.

 

우주배경복사는 별이나 행성, 은하를 제외한 우주 공간의 모든 방향에서 날아오는 전자기파로, 주파수가 아주 짧은 마이크로파 영역에서 가시광선과 적외선 영역까지 다양하게 발생한다. 천문연 연구진은 근적외선 영역을 관측할 수 있는 카메라 시스템 개발에 참여했다.

 

 

연구진은 초기 우주에서 별이 생성되고 난 뒤 나온 우주배경복사를 관측하는 데 성공했다. - NASA 제공
연구진은 초기 우주에서 별이 생성되고 난 뒤 나온 우주배경복사를 관측하는 데 성공했다. - NASA 제공

 

연구진은 이 카메라를 NASA의 과학로켓(Sounding Rocket)에 설치한 뒤 2009~2013년 4차례 발사해 로켓이 400~500km까지 날아가는 15분 동안 우주배경복사를 집중적으로 관측했다. 우주배경복사는 우주 초기에 물질과 별이 생성되면서 나온 빛이기 때문에 별빛에 방해를 받지 않는 어두운 우주 공간을 관측해야 한다.

 

연구진은 4차례 관측을 통해 얻은 데이터에서 먼지가 반사한 태양빛 등의 잡음을 제거하는 정밀 분석을 거쳐 우주배경복사의 공간적 분포를 확인할 수 있었다. 이번에 연구진은 빅뱅 후 6~7억 년이 지난 자료를 관측했는데, 이때의 우주배경복사가 균일하지 않으며 예측했던 것보다 밝다는 사실을 확인했다. 빅뱅 후 30만 년 경의 초기우주배경복사가 모든 방향에서 균일했던 것과 달리 별과 은하가 생긴 뒤에는 우주배경복사의 분포가 달라졌다는 사실도 알 수 있었다.  

 

 

연구팀은 관측한 데이터에서 별과 은하를 제거하고 정밀한 근적외선 우주배경복사를 얻어냈다. - NASA 제공
연구팀은 관측한 데이터에서 별과 은하를 제거하고 정밀한 근적외선 우주배경복사를 얻어냈다. - NASA 제공

 

천문연은 이번 연구와 별도로 자체 개발한 근적외선 카메라를 작년 11월 발사한 과학기술위성3호에 탑재하고 우주배경복사와 우주성간물질 분포 연구도 진행하고 있다.

 

이대희 천문연 책임연구원은 “우주배경복사를 처음 발견한 것은 1965년이지만 지금까지 밝혀지지 않은 부분이 많다”며 “이번 연구는 근적외선 영역의 우주배경복사를 정밀하게 측정한 최초의 성과”라고 말했다.

 

 

 

 

 

최영준 기자 jxabbey@donga.com

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