지난 2015년 12월 중국이 발사한 우주 암흑물질 탐측위성 우쿵.

중국의 우주과학자들이 탐사 위성이 수집한 데이터를 통해 우주 암흑물질(dark matter)의 존재를 입증할 실마리를 찾았다.

영국의 국제학술지 네이처 온라인판은 2년전 발사된 중국의 암흑물질 탐지 위성인 우쿵(悟空·손오공)이 수집한 우주광선(線) 입자 중에서 이전에는 관측이 안된 초고에너지 입자가 확인됐다고 전했다.

위성 우쿵은 지난 530일간 우주에 머물면서 28억개의 우주선 입자를 채집했는데 150만개가 이전에는 볼 수 없었던 25GeV(250억 전자볼트) 이상의 우주선 전자 및 양자였다.

우쿵 연구팀의 수석과학자인 창진(常進) 중국과학원 쯔진산(紫金山)천문대 부관장은 "이 입자에서 그동안 관측되지 않았던 현상이 발견됐다"며 "완전히 새로운 물리현상으로 암흑물질 입자의 존재 증거일 수 있다"고 말했다.

우주선 입자의 정상적 에너지 스펙트럼은 평평한 곡선을 그리는데 우쿵이 수집한 입자는 1.4TeV(1조4천억 전자볼트)의 초강력 에너지 스펙트럼으로 격렬한 파동을 일으키며 그래픽상에 뾰족한 정점을 찍었다.

스위스, 이탈리아 학자들과 공조를 이룬 중국 연구팀 100여명은 이 같은 현상을 네이처지에 최근 발표했다. 중국 과학원 바이춘리(白春禮) 원장은 "이 새로운 현상은 암흑물질 규명의 돌파구를 가져올 수 있을 것"이라고 말했다.

암흑물질은 빛을 내거나 반사시키지 않고 전자상호 작용도 이뤄지지 않아 전자기파로는 관측이 되지 않는 반물질로 중력을 통해서만 존재를 알 수 있을 것으로 추정돼 왔다.

우주 상에는 우리가 알고 있는 일반 물질은 5%에 불과하고 나머지 95%는 암흑물질과 암에너지일 것으로 추산되고 있다.

중국과학원이 앞서 개최한 기자회견에서 우웨량(吳岳良) 중국과학원 원사(院士)는 "우쿵이 수집한 데이터중 일부에서 기이한 현상을 보이는 고에너지 전자, 또는 암흑물질 잔재나 초신성 및 펄사에서 온 것 같은 입자를 발견했다"고 전했다.

그는 "현재로선 전자일 가능성이 크지만 탐지한 데이터 수량과 이론모델에 따라 암흑물질의 흔적일 가능성도 배제할 수 없다"고 말했다.

중국은 지난 2015년 12월 간쑤(甘肅)성 주취안(酒泉) 위성발사기지에서 서유기 주인공 손오공의 이름을 딴 암흑물질 입자 탐지위성(DAMPE) 우쿵을 창정(長征) 로켓에 실어 발사했다.

중국 연구팀은 이 위성 성능이 미국 항공우주국(NASA)이 2011년부터 국제우주정거장(ISS)에서 운용하고 있는 AMS-02(Alpha Magnetic Spectrometer)보다 뛰어나다고 주장하고 있다.

창진 부관장은 "우쿵의 우주선 탐지 범위는 AMS-02보다 10배나 넓고 정확도도 3배 가량 뛰어나다"면서도 "암흑물질 존재 입증에는 시간이 많이 걸릴 것이고 우리가 먼저 암흑물질 위치를 특정할 수 있을 것이라고 장담하기도 어렵다"고 말했다.

이춘식 중국통신원  libin@ituf.or.kr

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