한미일러 공동연구팀,극한에너지 생성 우주 국소영역 발견

한국의 과학자들의 참여한 한-미-일-러 국제공동연구팀이 극한에너지의 우주선(宇宙線)이 만들어지는 우주의 국소영역을 발견했다.

Telescope Array(TA)라고 불리는 국제공동연구팀은 2008년부터 미국 유타사막에 250억원을 들여 500여개의 입자검출기 및 3개의 대형 망원경을 설치해 연구를 진행해 왔다. 이렇게 완성된 북반구 최대 크기의 초고에너지 우주선관측소에서 2008년 5월부터 지난해 5월까지 72개의 극한에너지 우주선을 관측하고 이 중에서 19개가 '큰곰자리의 북두칠성' 근처에서 나온다는 것을 발견했다. 이번 연구결과는 미국의 천체물리학저널 레터지에 실렸다.

모두 125명으로 구성된 국제공동연구팀에 처음부터 참가한 한국의 과학자는 성균관대 박일흥교수(물리학과), 한양대 천병구·김항배교수, 이화여대 양종만교수, 울산과기대 류동수교수, 연세대 권영준교수로 최근 검출기 개선사업에 주도적 연구를 진행하고 있다.

극한에너지는 인간이 측정할 수 있는 에너지의 끝으로 빅뱅 이후 수 초내에 해당하는 에너지를 말한다. 현재 인간이 만들 수 있는 한계보다 1만배 이상으로 이런 막대한 에너지가 현재까지 남아 있었는지 아니면 현재의 우주에 이러한 초거대가속기가 존재하는지는 순수기초과학의 11가지 미스테리 중의 하나였다.

우주의 초거대가속기로는 AGN(활동은하핵)과 GRB(감마선 폭발) 등이 이론적으로 가정되고 있지만 아직까지 뚜렷한 증거는 없다. 이번 결과에서도 극한에너지의 기원 자체가 무엇인지는 모르지만 북두칠성 별자리에서 나오는 것만은 분명한 것으로 보인다.

이번 연구결과의 중요성은 극한에너지의 소스가 있다는 사실의 발견이다. 과학자들이 과거 수 십년 동안 찾아온 것으로, 이러한 소스가 무엇이고 어떻게 만들어지는지가 앞으로 밝혀질 것으로 기대된다.

이런 후속 연구를 위하여 TA 공동연구팀은 네 배가 큰 면적에 검출기를 확장하는 등 실험의 확대를 서두르고 있다.

[e-mail] 김병덕 기자