별의 폭발서 ‘생명의 기원’ 우주먼지 대량 발견 <네이처紙>

천문학자들이 우주 대부분을 구성하는 먼지가 어디서 오는지 알아낼 수 있는 특별한 초신성을 주시하고 있다.

이런 우주 먼지는 별은 물론 지구와 같은 행성이 태어나는데 필수적이며 생명 탄생에 대한 근본적인 재료를 제공하지만, 그 기원은 지금까지도 잘 알려지지 않았다.

많은 천문학자는 우주 먼지가 크고 수명이 상대적으로 짧은 별이 죽음을 맞이 하는 초신성 폭발로 확산했다고 추측하고 있지만, 우리 은하에 있는 초신성이 폭발할 때 생성하는 먼지의 양은 우주를 구성하기에는 너무나 미미하다.


하지만 이런 수수께끼는 천문학자들의 최신 연구로 풀렸다. 이는 초신성 폭발 과정을 단 몇 주가 아닌 무려 2년반 동안 추적 관측했기 때문이다.

이 연구로 우주 먼지 중에는 초신성 폭발하는 별의 충격을 견딜 수 있는 대형 입자가 형성되는 것도 있는 것으로 나타났다. 또한 이런 먼지의 형성 과정은 초기에 천천히 진행되지만 추후에는 가속하는 것으로 확인됐다.

과거 허셜 망원경으로 관측한 SN 1987A와 같은 초신성에 관한 연구 대부분은 짧은 기간에 관측했으므로, 초신성에서 얼마나 많은 먼지가 형성되는지 알 수 없었던 것이라고 연구에 참여한 텐마크 오르후스대학 천문학자 크리스타 갈 박사는 말했다.

연구팀은 이름에서도 알 수 있듯이 지난 2010년 관측된 우리 은하 근처에 있는 초신성 SN 2010jl을 추적 관측했다.

이들은 칠레 세로파라날에 있는 유럽남방천문대(ESO) 초거대망원경(VLT)의 분광기를 사용해 먼지 입자에 의해 흡수되는 가시광선과 그 입자 스스로 발하는 적외선의 양을 측정했다.

연구팀의 이런 데이터는 초신성 폭발 뒤 수년간 다양한 파장을 동시에 관측했으므로 확실히 설득력이 있다고 영국 벨파스트 퀸스대학의 천문학자 루비나 코탁 박사는 설명했다.

이는 먼지 입자의 크기와 구성에 관한 정보를 제공하는 것으로 가장 가깝고 밝은 초신성 폭발에서는 모두 얻기 어려운 것이라고 루비나 코탁 박사는 말했다.

연구팀은 데이터를 분석, 우주 먼지가 별이 초신성 폭발을 일으키기 전 형성한 물질이 폭발 뒤 40~240일간 확산한다고 결론지었다. 또한 이는 폭발로 응결하기에는 너무 뜨거운 상태라고 한다.

초신성 폭발 뒤 충격파로 인해 먼지가 확산하면서 점차 뭉치고 성장할 수 있는 완벽한 환경에 놓일 확률이 높아진다는 것이다.

한편 이번 연구성과는 세계적인 학술지 네이처 9일자로 실렸다.

사진=초신성 SN 2010jl

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr