우주가 탄생할 무렵 최초의 별들이 형성되는 데는 암흑물질이 결정적 역할을 했을 것이라는 연구가 사이언스지 최신호에 발표됐다.

영국 더럼 대학 연구진은 첨단 컴퓨터 시뮬레이션을 사용, 137억여년 전 빅 뱅 직후 상황을 재현한 결과 암흑물질이 최초의 별들의 온도를 일정하게 유지하는 일종의 보온장치 역할을 함으로써 별들이 태어나는 데 핵심적인 역할을 한 것으로 드러났다고 밝혔다.

연구진은 암흑물질의 중력은 초기의 별에 무게의 중심을 제공했지만 그 에너지는 별들이 태어나는 시기와 방식에 영향을 미쳤다고 지적했다.

이들은 우주 초기의 별들이 어떤 특성을 갖게 됐는 지는 전적으로 암흑물질의 성질에 달려 있었다는 사실이 처음으로 발견됐다면서 느리게 움직이는 차가운 암흑물질 속에서는 고립된 별들이 태어났지만 크기가 최소한 우리 태양의 100배쯤 되는 이런 별들은 수명이 짧은 것으로 나타났다고 밝혔다.

반면 빠른 속도로 움직이는 따뜻한 암흑물질 속에서는 크기가 다양한 수많은 별들이 태어나 기다란 끈 모양의 무리를 이뤘는데 이런 끈의 길이는 9천광년 정도로 현재 우리은하 크기의 약 4분의1로 추산되며 이런 별들은 아직도 틀림없이 우리 은하 내부에 존재하고 있다는 것이다.

연구진은 별들이 탄소나 산소, 규소 같은 무거운 원소들을 만들어내기 때문에 태양과 지구를 구성하는 물질들은 이런 태고의 별들로부터 온 것일 가능성이 높다면서 이런 별들을 발견한다면 암흑물질의 본질을 밝혀낼 수 있을 것이라고 말했다.

이들은 초기 우주에는 헬륨과 수소 뿐이어서 암흑물질이 이런 원소들을 한데 끌어모아 별을 만드는 중력을 제공했지만 우주에 수많은 천체가 있는 지금은 별이 태어나는데 암흑물질이 필요하지 않다고 지적했다.

이들은 또 컴퓨터 모델을 통해 따뜻한 암흑물질이 거의 모든 은하 중심에 자리잡고 있는 초거대 블랙홀들을 만드는 데도 중요한 역할을 했을 것이라는 결론을 얻었다.

따뜻한 암흑물질로부터 태어난 별들이 서로 충돌하면서 점점 커지는 블랙홀을 만들어낸 것으로 보인다는 것이다.

약 70년 전 처음 이론적으로 제기된 암흑물질의 존재는 최근 한 왜소은하단에 고리 모양으로 숨어있는 것이 처음으로 확인됐다.

우주 공간의 4분의1 이상을 차지하고 있는 암흑물질의 실체는 빛의 왜곡 현상으로 입증되고 있다.

(워싱턴.런던 AFP.로이터=연합뉴스) youngnim@yna.co.kr
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