세종대 물리천문학과 채규현 교수 조사팀, 타원형은하를 통해 암흑물질 문제 해결의 새롭개 볼께요

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세종대 물리천문학학과 채규현 교수 세종대학교(학총장) 물리천문학학과 채규현 교수 연구팀이 타원형 은하를 통해 암흑물질문 재해결의 새로운 실마리에 관한 논문(Radial Accelation Relation between Baryons and Dark or Phantom Matter in the Supercritic학과 채규현 교수 세종대 물리천문학과 교수 세종대 물리천문학과 교수 세종대학교(학번) 물리천문학과 채규현 교수 세종대 물리천문학학과 교수=물리학문 재해결의 새로운 실마리를 통해 암흑물질문 재해결의 새로운 실 인택 연구원이 참여했다 역시 미국 연구진은 미국과학재단(NSF)의 지원을 받았다. 연구 결과는 천체 물리학 저널(Astrophysical Journal)에 의해서 2019년 5월 17한개에 출간됐다.​ 1930년대에 인류가 처음 만나게 된 우주의 암흑 물질 문재는 아직 미궁에 빠져들고 있다. 은하,은하단뿐만 아니라 우주 자체의 동력학은 보이지 않는 정체불명의 물질을 가족하지 않는 것에는 이해하기 어렵지만, 이를 현대에 암흑물질이라고 부른다. 1970년대 열린 나쁘지 않고는 형 은하의 회전 운동의 정밀한 관측은 우주에서 암흑 물질의 필요성을 더욱 확고히 하여 이에 증명하고 세계의 물리학자는 다양한 암흑 물질 후보 입자를 제시했다. 이 50년 동안 암흑 물질 입자를 직간접적으로 검출하기 위한 다양한 물리의 점검과 천문 관측이 세계 곳 곳에서 집중적으로 이뤄졌는데, 암흑 물질 입자는 아직 검출되지 못 했습니다. 이렇게 암흑물질 검출이 암흑인가 아닌가에 길을 잃고 있는 동안 암흑물질 문재에 대한 새로운 견해가 발현되었다. 이에 따르면 실제로 존재하지 않는 "팬텀물질"을 찾는 대신 뉴턴과 아인슈타인의 역학에 나쁘지 않기 때문에 중력이론이 우주의 극도로 약한 중력 가속도 영역에서 수정되어야 한다는 것이었다. "이를 변형 뉴턴 역학(Modified Newtonian Dynamics 고령은 MOND)" 이냅지아 변형 중력(Modified Gravity 고령은 MOG)"이라고 부른다.​ 400년 전의 요하네스 케플러가 이끌어 낸 행성의 운동에 관한 케플러의 법칙이 뉴턴의 운동 법칙과 만유 인력의 법칙의 발견과 검증에 중대한 영향을 미친 것은 주지의 역사적 사실이었다 이러한 역사적 교훈에 주목하여 천문학자들은 은하의 데이터에 숨겨져 있는 천체의 운동에 관한 케플러형 법칙이 암흑 물질의 문재 해결에 표면적인 실마리를 공급할 전망을 염두에 두고 은하역학을 연구하고 있다. 기존의 연구는 주로 나쁘지 않은 선형하에서 별의 회전운동을 관측했는데, 이 경우 별이 받는 중력가속도는 땅에 비해 하나 천억배에서 하나조배만큼 약하다. 연구 팀은 나쁘지 않고는 형 은하보다 10배에서 100배 정도 강한 중력 가속도 영역에서 암흑 물질, MOND, MOG의 몇시 아니며 리오가 제대로 구별할 수 있음을 나타내는 거대한 타원형 은하가 이런 연구에 적합한 것을 지방 금이었다.​ 한미 공동 연구진은 정확한 결과를 얻기 위해서, Sloan Digital Sky Survey와 ATLAS3D에서 거의 구형의 수천의 은하들을 선별하고 분석했다. 이를 통해 암흑가령은 팬텀 물질과 흔한 바리온(baryon) 물질 사이의 케플러형 가속도 관계식을 얻었다. 연구진이 발견한 가속도 관계식은 암흑물질이 존재한다면 그것은 매우 특별한 특성을 가지고 있음을 예기하고 있다. 한편에선 30여년 전에 이스라엘 와이즈만 연구소의 M.Milgrom교수가 제안한 MOND패러다임이 타당하면 특별한 형식만이 가능한 것을 나타내고 있다. 그러나, 네덜란드 E.Verlinde 교수가 최근 제시한 "에마전트(Emergent 창발성) 중력 이론"과 아인슈타인상을 수상한 이스라엘의 고 J.Bekenstein 교수가 제안한 "TeVeS 중력이론" 등은 맞지 않음을 보여 주었고, 마찬가지로 미국의 S.McGaugh 교수들이 나쁘지 않은 선형 은하뿐이라고 추측한 가속도 관계식의 맞지 않는 것도 보였다.연구를 주도한 최 교수는 이번 연구결과는 MOND 나쁘지 않고 MOG의 가능한 방향성을 상당히 좁히고 암흑물질이 존재한다면 그것은 바리온과 매우 특별한 관계식을 가지고 있음을 암시함으로써 향후 암흑물질 연구에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다고 이예기했습니다. 그는 "현재 약 10배 크기의 은하 샘플의 별 속도 정밀 지도를 사용하고 더 정밀한 결과를 얻기 위한 연구가 진행되고 있다"고 덧붙였다.​

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▲ 연구에 사용된 구형 은하는 NGC 4636.(왼쪽)SDSS사진(우)허블 우주 망원경 사진 ​ ​ ​