이석원 기자
중력파 검출을 실시하고 있는 천문학 컨소시엄인 NANOGrav(North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves)가 6월 30일 중요한 발표 이벤트를 개최한다고 발표했다. 15년 이상에 걸친 관측 데이터로부터 배경 중력파 흔적을 잡았다고 한다.
질량이 큰 항성은 이 질량이 너무 방대해진 결과 초신성 폭발을 일으켜 중성자성이 될 수 있다. 이런 중성자성에 강한 자기가 있는 경우 자전과 함께 강한 전자파를 주기적으로 방출하는 펄서라고 불리는 천체가 된다. 펄서에서 방출되는 전자기파는 지구에서도 잡을 수 있고 NANOGrav는 15년에 걸쳐 68개 펄서에서 방출되는 전자파를 관측하고 있었다.
펄서로부터 방출되는 전자파는 짧은 간격으로 주기적으로 방출되지만 NANOGrav 연구팀은 이 주기에 배경 중력파 흔적이 되는 혼란을 발견했다고 발표했다. 예를 들어 초대 질량 블래골끼리 충돌하면 공간 자체에 왜곡이 생긴다. 이 때 중력장 전체가 물결치고 발생하는 게 배경 중력파다. 지금까지의 중력파 검출은 초당 수 회에서 수천 회 주회하는 대질량 블랙홀에서 방출되는 중력파를 검출하고 있었지만 이번에는 블랙홀에서 직접 검출하는 게 아니라 펄서 주기로부터 배경 중력파 흔적을 관측할 수 있었던 게 포인트다. 말하자면 기존 중력파 검출은 배 위에 타던 중 파도에 흔들렸을 때 파도를 깨닫는 것과 같지만 이번 관측 결과는 배 위에서 바다 전체 파도를 눈치 채는 것이라고 말할 수 있다.
배경 중력파는 대질량 블랙홀 충돌에서도 발생하지만 초기 우주가 급팽창을 일으켰다는 우주 인플레이션 흔적일 가능성도 있다. 다시 말해 배경 중력파 흔적을 검출할 수 있었다는 건 1981년 제창된 우주 인플레이션 이론을 뒷받침하는 증거가 될지도 모르고 이런 의미에서도 큰 발견이라고 할 수 있다.
미항공우주국 나사(NASA)는 NANOGrav 발견에 대해 중력파가 우주로 가득하다는 증거를 검출한 점을 축하한다며 우주 구조에서 배경 중력파가 블랙홀 같은 거대한 물체가 충돌하기 전에 서로 소용돌이가 발생한다며 이 결과에서 은하가 어떻게 진화하는지에 대한 이해에 접근할 수 있다고 덧붙였다. 이번 발표에선 지금까지 15년간 수집한 데이터세트 분석 결과와 결과 해석도 보고될 것이라고 한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이원영 기자
정용환 기자
