중성자별의 일종인 펄사(펄서)를 이용해 암흑 물질을 검출하는 방법이 제시됐다.
미국 노터데임대학교 우주물리학자 존 로세코 교수 연구팀은 최근 개최된 영국 전국천문학회의(NAM)에서 이 같은 내용을 담은 연구 보고서를 발표했다.
펄사는 고속으로 회전하면서 전자기파를 방출하는 중성자별이다. 회전하는 등대 불빛이 일정 간격으로 망망대해를 비추듯 펄사의 전파도 지구에서 특정한 간격으로 검출된다.
로세코 교수는 펄사와 지구 모두 우주 공간에서 움직이는 천체라는 점에 주목했다. 둘 사이에 어떠한 질량을 가진 물체가 끼어들면, 반드시 그 중력의 영향으로 시간이 느려져 펄사의 전자기파 간격에 지연이 생길 것으로 생각했다.
실제로 중력장 안쪽에서는 시간의 흐름이 느려진다고 여겨진다. 때문에 일부 학자들은 극히 정확한 간격으로 지구를 비추는 펄사의 전파기파를 관찰하면 암흑 물질의 비밀에 다가갈 것으로 본다.
로세코 교수는 "예컨대 태양 정도의 질량이 있는 천체가 중간에 낀다면 펄사의 전자기파는 10만 분의 1초 정도 느려질 수 있다"며 "이런 현상을 이용해 눈에 보이지 않는 물체의 존재를 검출하는 것이 이번 연구의 핵심"이라고 말했다.
이어 "펄사는 고립된 존재가 아니고 전자기파를 쏘는 밀리초 펄사의 대부분은 쌍성, 즉 다른 천체 주변을 이동한다"며 "지구도 태양을 공전하므로 이 운동도 배제해야만 실제 도착 시간을 알 수 있다"고 덧붙였다.
연구팀은 펄사의 전자기파를 관측하는 호주 파크스 펄서 타이밍 어레이(PPTA)의 데이터를 분석했다. 그 결과, 어떤 질량이 있다고 의심되는 사례가 12건 특정됐다.
로세코 교수는 "해당 물질은 암흑 물질일 수도 있지만 우주를 떠도는 부유행성일 수도 있고, 갈색왜성이나 백색왜성일 가능성도 있다"며 "일단은 이들을 질량 덩어리라고 부르는 것이 타당하며, 향후 전파망원경 관측을 통해 정체를 밝힐 수 있을 것"이라고 강조했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
