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우주 신비 밝힐 '중력파 4건' 추가 검출

국내외 공동 연구진, 블랙홀 연구에 활용될 중력파 검출···천문학 새 시대 연다
우주 진화 원리를 밝힐 수 있는 4건의 중력파가 추가 검출됐다. 이는 핵물리 연구와 블랙홀 연구에 활용되며 우주의 신비를 밝히는 데 기여할 전망이다.

미국 소재 중력파 관측소인 '라이고'(LIGO)와 이탈리아 소재 중력파 관측소인 '비르고'(VIRGO) 과학자들은 지난 1일 미국 메릴랜드에서 열린 '중력파 물리 천문학 워크숍'에서 블랙홀과 중성자별 쌍성계에서 발생한 새로운 중력파를 관측했다고 3일 밝혔다.

국내에서는 한국중력파연구협력단을 중심으로 부산대, 서울대, 울산과기대, 이화여대, 인제대, 한양대 등 6개 대학과 국가수리과학연구소, KISTI(한국과학기술정보연구원), 한국천문연구원 소속 연구자 15명이 연구에 참여했다.

2015년 9월 중력파가 처음 검출된 이후로 총 11건의 중력파가 관측됐다. 이번에 발견된 4건의 새로운 중력파는 지난 2016년 11월 30일부터 2017년 8월 25일까지 관측한 기간에 이뤄졌다. 이 기간에 1건의 중성자별 쌍성 병합과 7건의 블랙홀 쌍성 충돌의 중력파가 관측된 바 있다. 당시에 나오지 않았던 4건의 새로운 중력파 관측이 분석을 통해 새롭게 발견된 것이다.

알베르트 라자리니 라이고 실험실 부소장은 "4건의 추가적인 블랙홀 쌍성 병합의 발표는 우주에 쌍성계들이 풍부하게 존재함을 시사해주는 것"이라며 "이런 종류의 중력파 이벤트의 발생 빈도가 얼마나 되는지를 알려줄 수 있다"고 설명했다.

연구팀은 새로운 중력파 네 개에 발견된 날짜를 따서 각각 GW170729, GW170809, GW170818, GW170823이라고 이름을 붙였다. 중력파는 우주에 중력에너지가 물결처럼 퍼져 나가는 것을 말한다. 중력파가 관측되면서 향후 핵물리 연구나 블랙홀 연구에 활용될 것으로 보인다. 

중성자별은 물질의 상태에 따라 발생하는 중력파 파형이 다른데 중력파의 특성을 파악하면 물질의 상태에 대한 방정식을 유도할 수 있다. 전문가들은 방정식을 통해 핵물리 연구와 우주 진화 연구에도 도움이 될 것으로 예측하고 있다.

이형목 한국중력파연구협력단장은 "이제 진정으로 중력파를 이용한 천문학이 시작되고 있다"며 "중력파가 일상적인 관측이 되고 있으며 이를 통해 우리가 우주에 대해 더욱 많은 것을 이해하게 될 날이 머지않았다"고 기대감을 표시했다.

시간에 따른 중력파 주파수의 변화와 분석방법에 따른 중력파 파형. <사진=한국중력파연구협력단 제공>시간에 따른 중력파 주파수의 변화와 분석방법에 따른 중력파 파형. <사진=한국중력파연구협력단 제공>
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