※ 이 자료는 국제공동 프로젝트인 DESI와 공동 배포합니다.

암흑에너지 관측 프로젝트(DESI),

사상 최대 규모의 우주 3차원 지도 완성

 - 5년 임무 완료…2028년까지 추가 관측 예정

- 우주의 암흑에너지 규명에 대한 단서 

  한국이 참여한 암흑에너지분광장비(이하 DESI, The Dark Energy Spectroscopic Instrument) 국제 공동 프로젝트가 당초 계획했던 5년 임무를 완료하고 사상 최대 규모의 고해상도 3D 우주 지도를 완성했다. 

  한국천문연구원(원장 박장현, 이하 ‘천문연’)이 참여한 DESI가 4,700만 개 이상의 은하와 퀘이사*를 관측했다고 밝혔다. 이는 기존의 모든 은하와 퀘이사 관측을 합친 것보다 6배나 많은 데이터를 측정한 것이다. DESI는 임무 기간보다 더해 2028년까지 관측을 지속하여 본 지도를 더 확장해 나갈 예정이다.

  * 퀘이사: 준항성전파천체(Quasi-stellar Radio Source)를 지칭하는 용어이며, 중심에 존재하는 거대질량 블랙홀에 의해 막대한 에너지를 전파 영역에서 발생시키는 천체다. 가시광선이나 X-선으로도 매우 밝게 보여 아주 멀리 있어도 관측이 가능하다. 

  국제 공동 연구진은 DESI가 2021년 5월부터 5년간의 관측 기간 동안 3,400만 개의 은하와 퀘이사에 대한 데이터를 수집할 것으로 예상했지만, DESI가 효율적으로 작동돼 4,700만 개 이상의 은하와 퀘이사를 관측했으며, 은하수를 연구하는 데 사용되는 2,000만 개 이상의 별 데이터도 확보했다. 이는 DESI 3년 데이터의 거의 두 배이자, 암흑에너지를 연구하는 대표적 관측 사업이었던 바리온 음향진동 분광 관측(이하 BOSS, Baryon Oscillation Spectroscopic Survey) 사업과 확장 관측사업인 eBOSS(extended BOSS)를 합친 것보다 약 10배에 달하는 규모이다. DESI의 풍부한 데이터는 통계적 불확실성을 획기적으로 줄이고 암흑에너지 진화와 우주 팽창 역사를 더 정확하게 측정할 수 있게 한다.

  연구진은 이렇게 만들어진 지도를 이용해 우주 은하의 분포와 거리를 파악하고 우주 초기 급팽창, 우주 가속 팽창의 원인 그리고 우리 우주의 약 70%를 구성하며 가속 팽창을 일으키는 근본적인 요소인 암흑에너지에 대한 정보를 알아낸다. 

  연구진은 과거 은하들의 밀집 양상과 현재 분포를 비교함으로써, 110억 년에 걸친 우주 역사 동안 암흑에너지가 미친 영향을 추적해 왔다. DESI의 첫 3년간의 데이터를 활용한 결과는, 한때 ‘우주 상수’로 여겨졌던 암흑에너지가 시간이 지남에 따라 변화하고 있을지도 모른다는 가능성을 시사했다.* 향후 5년간의 전체 데이터를 확보하면, 연구진은 이러한 가능성이 사라지는지 아니면 더욱 커지는지 검증할 수 있는 훨씬 더 많은 정보를 얻게 된다. 

  * 과거 암흑에너지 관측 프로젝트(DESI) 3년 관측 결과 발표 자료:     

    https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/31936

   DESI 책임자이자 버클리 연구소 과학자인 마이클 레비(Michael Levi) 박사는 “DESI 장비가 예상보다 훨씬 잘 작동했고 관측 결과는 놀라울 정도로 만족스럽다”며 “앞으로 어떤 새로운 발견들이 기다리고 있을지 모두 궁금해하고 있다”고 소감을 전했다. 

  천문연 샤피엘루알만(Arman Shafieloo) 박사(과학기술연합대학원대학교 교수)는 “DESI는 그 임무를 매우 성공적으로 수행해 왔으며, 만약 진화하는 암흑에너지에 대한 초기 연구 결과가 확인된다면, 이는 우주론과 이론물리학 분야에서 획기적인 발견이 될 것이며, 잠재적으로 우주론 분야에서 또 하나의 노벨상으로 이어질 수 있다”고 강조했다.

  국제 공동 연구진은 완성된 지도를 바탕으로 데이터 처리를 즉시 시작할 예정이며, 본 5년치 관측 조사에서 얻은 첫 번째 암흑에너지 결과는 2027년에 발표될 것으로 예상한다고 밝혔다. 그동안 DESI 과학자들은 조사 초기 3년간의 데이터를 계속 분석하여 암흑에너지 측정값을 정밀하게 조정하고 우주의 구조와 진화에 대한 추가적인 결과를 도출하고 있으며, 올해 말 여러 편의 논문을 발표할 계획이다. 더불어 DESI는 2028년까지 관측을 계속 진행하여 암흑에너지와 암흑 물질을 더 자세히 연구하기 위해 관측 영역을 약 20% 확장해 하늘의 더 많은 영역을 관측 범위에 포함하도록 지도를 확장할 예정이다.

  DESI 실험에는 한국천문연구원을 비롯한 70개 이상의 기관에서 900명이 넘는 연구원(박사 과정 학생 300명 포함)이 참여하고 있다. 한국에서는 한국천문연구원 샤피엘루알만과 데이비드 파킨슨(David Parkinson) 박사를 비롯해 쿠셜 로다(Kushal Lodha), 윌리엄 매튜슨(William Matthewson), 앤서니 카(Anthony Carr), 박상우 연구원이 DESI 사업에 참여하고 있으며, 이들은 확장된 암흑에너지 분석, 특이 속도 연구 그리고 강한 중력렌즈 시스템에 관한 다른 관측 프로젝트와의 협력 연구 등에서 역할을 수행 중이다.

  한편, DESI 프로젝트는 미국 에너지부(DOE) 과학국과 산하 국가 사용자 시설인 국립에너지연구과학컴퓨팅 센터(NERSC)의 지원을 받고 있다. 또한 미국 국립과학재단(NSF), 영국 과학기술시설위원회(STFC), 고든앤베티무어재단, 하이징-사이먼스재단, 프랑스 대체에너지 및 원자력위원회(CEA), 멕시코 과학·인문·기술·혁신부(SECIHTI), 스페인 과학혁신부, 그리고 DESI 참여 기관들로부터 추가적인 지원을 받고 있다. 

  DESI는 미국 국립과학재단(NSF) 산하 키트피크 국립천문대(NSF NOIRLab 프로그램)에 있는 니콜라스 U. 메이올 4미터 망원경에 설치되어 있다. DESI 협력단은 토호노 오오담(Tohono O’odham) 부족에게 특별한 의미를 지닌 산인 키트피크(부족어로  I’oligam Du’ag, 이올리감 두아그)에서 과학 연구를 수행할 수 있도록 허가받은 것을 영광으로 여긴다고 밝히기도 했다. (보도자료 끝. 추가자료 있음.) 

그림 1. DESI가 5년 동안 구축해 온 우주 지도의 모습. 지구는 쐐기 모양의 중심에 있으며, 각 점은 은하를 나타낸다. ©DESI협력단 및 KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/R. Proctor

그림 2. DESI 5년 조사에서 제작된 지도의 얇은 단면은 우리은하 평면 위아래에 있는 은하와 퀘이사를 보여준다. 확대된 삽입 그림에서는 우주의 대규모 구조를 볼 수 있다. 지구는 쐐기 모양의 중심에 위치하며, 검은색 틈은 우리은하가 멀리 있는 천체를 가리는 부분을 나타낸다. 그림에 나타난 가장 멀리 있는 은하에서 온 빛은 지구에 도달할 때쯤이면 110억 년이 된 것이다. ©Claire Lamman/DESI협력단

*- DESI 협력단의 DESI 5주년 성과 발표 보도자료 원본 

:https://newscenter.lbl.gov/2026/04/15/desi-completes-planned-3d-map-of-the-universe-and-continues-exploring/