지구로 중력파 보낸 천체 위치 첫 확인

　국제 공동 연구진이 두 개의 중성자별 충돌로 발생한 중력파를 처음으로 검출했다. 충돌로 발생한 감마선 등도 동시에 관측함으로써 충돌 위치도 사상 처음으로 확인했다.

　한국천문연구원 등은 16일 “세계 45개국 3000여 명 과학자들의 협력 연구를 통해 중력파의 발생 지점을 인류 최초로 밝혀냈다”고 밝혔다. 국내에선 한국중력파협력연구단, 한국천문연구원, 서울대 초기우주천체연구단, 성균관대 우주과학연구소 등 38명의 과학자가 참여했다.

　중력파 관측소인 미국 라이고(LIGO)와 이탈리아 비르고(Virgo)는 올해 8월 17일 오후 9시 41분(한국 시간) 중력파를 포착했다. 인류가 포착한 다섯 번째 중력파다. 이번 중력파는 기존과 달리 블랙홀 간의 충돌이 아니라 이보다 질량이 작은 중성자별들 간의 충돌로 인해 발생해 더 감지하기가 어려운 중력파였다. 관측 날짜를 따 이 현상에는 ‘GW170817’이란 이름이 붙여졌다.

　중력파 검출 이후 세계 각국의 망원경엔 감마선, 가시광선, 적외선 등 고에너지의 빛도 잇달아 검출됐다. 이들 정보를 통합해 공동 연구진은 중성자별의 충돌이 지구에서 1억3000만 광년 떨어진 은하 NGC4993에서 발생했다는 정확한 위치까지 파악하는 데 성공했다.

　임명신 서울대 초기우주천체연구단장은 “이전에는 눈을 감은 채 소리로만 충돌 위치를 추정했다면 이제는 눈을 떠 해당 위치를 바라볼 수 있게 된 것”이라고 설명했다. 중성자별 충돌을 관측함으로써 지구에 카드뮴, 납과 같은 무거운 원소가 생겨난 원인이 이론대로 핵융합에 의한 것인지 확인할 수 있는 길이 열렸다. 또 다른 은하에 속한 먼 거리의 위치를 알게 됨으로써 우주의 팽창 정도를 이해하는 데도 도움을 줄 것으로 기대된다.

　이번 연구 성과는 최고 권위 국제학술지 ‘네이처’와 천문물리학분야 최상위급 학술지인 ‘천체물리학저널레터스’, ‘피지컬리뷰레터스’ 16일자에 7편의 논문을 통해 동시에 발표됐다.

이영혜동아사이언스기자 yhlee@donga.com