누구나 은하계(銀河系)가 거대하다는 사실은 잘 알고 있다.

​

일부러 여긴 사진을 안넣었다.

​

한번 머릿속으로 떠올려 봐라.

​

소용돌이 같은 막대 나선.

​

지름 15~20만광년. 1000억~1조개의 별들.

​

대략적인 형태와 모습은 상상할 수 있어도 1조개의 별을 우리 머리로 상상하긴 매우 힘들거다.

​

어찌나 큰지 태양계가 우리 은하를 한번 공전하는데만 2억 3000만년이 걸릴 정도다.

​

​

​

그런데 사실 위에서 쓴, 또 우리가 흔히 아는 은하계는 전체의 극히 일부분에 불과하다.

​

오해하지 마라.

​

내 말은 단순히 우리의 과학이 아직 덜 발달해서 은하계의 일부분만 탐사했다는 그런 이야기가 아니다.

​

​

​

​

옛날 옛날에 어떤 과학자가 있었다.

​

그는 은하계 내에서의 별들의 움직임을 관찰하던 중 희한한 걸 발견했다.

​

케플러 법칙에 따라 중심부에서 멀어지면 공전 속도가 느려지고, 중심부에 가까워지면 공전 속도가 빨라져야 한다.

​

예를 들면 태양계가 그렇지.

​

태양에 가까운 수성, 금성, 지구보다 저 멀리 있는 천왕성, 해왕성의 공전속도가 훨씬 느리다.

​

그런데 이상하게도 은하계는 그렇지 않았다.

​

은하계 중심부에서 먼 별들이 중심부에서 가까운 별들에 비해 공전 속도가 같거나 더 빨랐다.

​

이는 매우 충격적인 일이었다.

​

이것은 오로지 두 개의 가능성을 시사한다.

​

기존의 중력 이론이 틀렸거나, 아니면 '보이지 않는 질량'이 은하 외곽에 있거나.

​

​

​

이 사건을 시발점으로 수많은 '보이지 않는 질량'의 존재 근거가 나오기 시작했다.

​

​

​

 

무엇이 '은하'를 유지할까?

​

무엇이 이 수천억개의 별들을 밖으로 튀어나가게 하지 않고 한 곳에 묶어둘까?

​

별들과 별들간의 중력일까? 아니면 중심부에 있는 초대질량 블랙홀일까?

​

이후 과학이 더 발전함에 따라 이것을 계산해보니 별과 블랙홀 가지고는 택도 없다는 결론이 나왔고, 이는 '보이지 않는 질량'이 존재하여 은하가 붕괴되지 않도록 지탱하고 있다는 핵심적인 근거중 하나가 되었다.

​

훗날 이것은 보이지 않는 물질이라는 뜻으로 암흑 물질(暗黑物質, Dark matter)이라고 이름 붙여진다.

​

​

​

이후에도 과학자들은 점점 이 미지의 물질을 다각도로 바라보곤 은하단의 구성, 중력 렌즈 등 수많은 존재 근거와 WIMPs, 수정 뉴턴 역학 등 암흑 물질을 설명하기 위한 이론들을 엄청나게 쏟아냈으나 아직까지도 이를 완벽히 증명해내지 못했다.

​

그렇지만 분명한건, 매우 높은 확률로 암흑물질이 '존재한다'는 사실이다.

​

그것을 바탕으로 우리 은하 내에 암흑 물질이 어떻게 분포되어 있는지 예상해보면,

​

​

​

​

​

 

대략 이런 모습이 된다.

​

암흑 물질은 우리 은하 질량의 무려 95%를 차지한다.

​

약 태양 질량의 3조배 가량이다.

​

그 지름만 150만~230만 광년에 달한다고 한다.

​

암흑 물질의 분포 형태가 가스나 별들과는 달리 둥그렇게 멀리 퍼져 있는 이유는 물리학적 특성이 다르기 때문이다.

​

암흑 물질은 오로지 중력 이외에는 다른것과 거의 상호작용을 하지 않으나, 가스는 중력뿐만 아니라 압력에 의해 서로 붙고 뭉쳐지기 때문이다.

​

원래는 가스와 암흑 물질 모두 여기저기 퍼져 있었으나 전술한 특성 때문에 가스는 더 똘똘 뭉치고, 거기서 태어난 별들또한 당연히 그 자리에 밀집되어진 반면에 암흑 물질은 여전히 바깥에 있었기에 마치 헤일로와 같은 지금의 형상을 띄게 되었다.

​

간단하다. 그래서 암흑 헤일로(Dark Halo)라고 불리게 되었다.

​

​

​

흔히들 아는 우리 은하의 이 모습은

​

​

​

​

우리 은하의 5%도 안되는 아주 일부, 어찌보면 중심부 혹은 핵에 불과했던 거다.

​

​

​

​읽어줘서 고맙다.