거시공동

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지구 반경 5억 광년 내의 우주. 근처의 초은하단과 공동들을 보여준다.
지구 반경 5억 광년 내의 우주로, 근처의 필라멘트들을 보여준다.

천문학에서, 거시공동(巨視空洞, void 보이드[*], 문화어: 공동)[1]은 현재 관측되고 있는 우주의 대규모 구조에서 필라멘트 사이의 어마어마하게 거대한 빈 공간으로, 아주 적은 개수의 은하를 포함하거나 혹은 그런 은하조차 포함하지 않는 공간을 가리킨다. 빈터[1] , 특별히 거대한 공동들은 가끔 초공동(超空洞, supervoid)이라고도 한다. 이것들은 1978년 킷 픽 국립 천문대의 선구적 연구에서 스테판 그레고리와 레이어드 A. 톰프슨에 의해 처음으로 발견되었다.[2] 거시공동은 일반적으로 지름이 11~150 Mpc에 이른다. 이는 초은하단의 결핍으로부터 정의된다. 높은 밀도의 공간에 위치하고 있는 공동은 낮은 밀도의 공간에 위치해있는 공동보다 작다.[3] 거시공동은 대폭발 이후에 압축된 중입자 물질의 내파에서 기인하는 물질의 붕괴인 중입자 음향 진동에 의해 형성되었다고 여겨지고 있다. 초기 우주에서 양자적 요동으로 인한 작은 비등방성으로부터 시작하여 , 비등방성은 시간이 흐르면서 거대한 규모로 성장하였다. 높은 밀도의 영역들이 중력에 의해 빠르게 붕괴하면서 결국 오늘날에는 공동과 은하 필라멘트로 구성된 대규모의 거품 구조로 보이게 된다.

공동은 작스-울프 효과(영어: Sachs–Wolfe effect) 때문에 관측된 우주 마이크로파 배경의 온도와 관련있는 것으로 보인다. 중력적 적색편이 때문에 차가운 영역은 공동과 관계되고, 뜨거운 영역은 필라멘트와 관계된다. 작스-울프 효과는 우주가 암흑 에너지에 의해 주도된다면 공동의 존재가 암흑 에너지에 대한 물리학적 증거를 제공할 것이기 때문에 매우 중요하다.[4]

개요[편집]

인간이 사는 태양계가 있는 은하계는, 30개 정도의 은하와 함께 하나의 집단을 이루고 있다. 이것을 은하단이라고 한다. 시야를 더 크게 하여 1억 광년 단위로 볼 때, 은하단 역시 더 큰 은하단의 일부이며, '초은하단'이라는 은하의 대집단을 형성하고 있다. 여기서 시야를 한번 더 크게 하면, 초은하단 역시 더 큰 집단의 일부라고 생각할 수 있지만, 실제로는 이 우주는 은하가 균질하게 분포되어 있지 않다.

1980년대에 들어와서, 천문학자의 관측에 의해 수억 광년의 너머에는 약 2억 광년에 걸쳐서 은하가 전혀 관측되지 않는 빈 공간이 있다는 것이 밝혀졌다. 그 후, 그러한 공동이 몇 개나 추가로 발견되었고, 이렇게 은하가 존재하지 않는 거대 공간을 '거시공동' 또는 '초공동'이라고 부르게 되었다. 연구를 거듭하여, 은하계가 모인 초은하단은 초공동을 둘러싸듯 막 위에 늘어 있으며, 비누 거품이 냈을 때처럼 거품이 겹겹이 쌓이듯이 우주의 대규모 구조가 구성되어 있다는 것을 알게 되었다.

현재까지 관측된 바에 따르면, 우주의 끝까지 이러한 구조가 늘어서 있으며 지름이 수억 광년인 거품의 표면에 은하가 북적거리고 있는 것이다.

목록[편집]

이름 적경[h] 적위[°] 후퇴속도[km/s]
Local 20.3 5 2300
SSRS 3.0 -47 3200
Eridanus 0.8 -78.5 6300
CfA14.5+60 13.7 62.5 7400
Coma 15.5 23.5 6200
Bootes 15.5 50 16000

같이 보기[편집]

주석[편집]

  1. 한국천문학회 편, 《천문학용어집》 303쪽 좌단 5째줄
  2. Freedman, R.A., & Kaufmann III, W.J. (2008). Stars and galaxies: Universe. New York City: W.H. Freeman and Company.
  3. U. Lindner, J. Einasto, M. Einasto, W. Freudling, K. Fricke, E. Tago (1995년). The Structure of Supervoids I: Void Hierarchy in the Northern Local Supervoid The structure of supervoids. I. Void hierarchy in the Northern Local Supervoid. 《Astron. Astrophys.》 301: 329. arXiv:astro-ph/9503044. Bibcode1995A&A...301..329L.
  4. Granett, B. R. (2008년). An Imprint of Superstructures on the Microwave Background due to the Integrated Sachs-Wolfe Effect. 《Astrophysical Journal》 683 (2): L99–L102. arXiv:0805.3695. doi:10.1086/591670. Bibcode2008ApJ...683L..99G.