천문연 국제연구팀, 표준촛불 후보 검증 성공
우주서 다른 은하까지 거리 측정할 새로운 방법 규명
한국천문연구원(원장 이형목)은 제프리 호지슨(Jeffrey Hodgson) 박사와 이상성 박사가 이끄는 국제연구팀이 우주에서 가장 밝은 천체 중 하나인 활동은하핵(AGN) '3C 84'를 관측한 미국 초장기선간섭계(VLBA) 자료를 활용해 새로운 표준촛불 후보 검증에 성공했다고 24일 밝혔다.
지금까지 밝혀진 여러 표준촛불 중에 가장 먼 거리를 측정할 수 있는 표준촛불은 제일에이형(제1a형) 초신성이다. 그러나 100억 광년이 넘는 은하에선 밝기 한계로 제1a형 초신성이 관측되지 않는다. 이는 크기가 140억 광년인 우주를 이해하는데 제한적이다. 이에 연구진은 더 멀지만 제1a형 초신성에 비해 훨씬 밝은 천체인 활동은하핵을 더 먼 우주까지 측정이 가능한, 새로운 표준촛불 후보로 제시했다.
연구진은 페르세우스자리 A 은하 중심에 있는 활동은하핵 '3C 84'의 제트가 일부 영역에서 변광 특성을 보이며 광도가 146일 주기 동안 약 2.7배 정도 증가하는 현상을 밝혀냈다. 활동은하핵 제트가 빛의 속도로 변광주기 동안 이동한 거리를 광원의 크기라고 가정하고, 이를 고해상도 전파 관측이 가능한 미국 VLBA의 영상 지도를 통해 확인했다.
그 결과 연구진은 각 크기와 비교해 활동은하핵 '3C 84'제트까지 거리는 2억2000만에서 2억5000만 광년임을 알아냈다. 이번 결과는 같은 은하 내의 표준촛불 제1a형 초신성 관측을 통해 계산한 2억~2억7000만 광년과 비슷하다. 이는 활동은하핵을 활용한 거리 측정 방법이 새로운 표준촛불 후보로서 자격이 있다는 것을 의미한다.
제프리 호지슨 전파천문본부 박사는 "이번 연구에서 검증한 새로운 표준촛불 후보는 천문학에서 가장 먼 거리를 측정할 수 있게 하는 중요한 지표가 될 것"이라고 강조했다.
이상성 전파천문본부 박사는 "앞으로 수행할 연구에서는 천문연에서 운영하는 초장기선간섭계인 한국우주전파관측망(KVN)을 활용해 더 먼 우주에 존재하는 은하까지의 거리 측정에 도전할 것"이라며 "우주론 모형을 검증할 수 있는 새로운 열쇠가 될 것으로 전망한다"고 말했다.
연구진은 더욱 먼 활동은하핵까지의 거리를 측정하고 표준촛불로서의 활용 가능성을 검증해 나갈 예정이다. 또 후속 연구를 위해 천문연에서 운영하는 KVN을 호주, 스페인, 이탈리아 등 전파망원경들과 연계해 미국의 VLBA를 능가하는 고해상도 국제 전파관측망을 구축할 계획이다.
이번 연구 결과는 영국 왕립천문학회지(Monthly Notice of Royal Astronomical Society Letters) 최신 호에 게재됐다.
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