한국천문硏 새로운 원리 발견
별의 탄생과 소멸에 영향을 주면서 지구와 같은 행성을 형성하는 기본 재료인 '우주먼지'의 새로운 비밀이 풀렸다.
한국천문연구원은 초신성이 폭발할 때나 무겁고 젊은 별에서 나오는 강한 빛에 의해 우주먼지가 쪼개질 수 있다는 새로운 원리를 발견했다고 8일 밝혔다.
우주먼지는 우주에 있는 1㎜ 이하의 작은 입자를 통칭하는 것으로, 별과 행성이 형성되는 초기 단계에서 중요한 역할을 하고, 별의 마지막 단계에서는 항성풍을 유발한다. 이산화탄소, 물, 유기분자 등이 우주먼지 표면에서 형성되는 것으로 알려져 있다.
그동안 천문학자들은 초신성, 무겁고 밝은 별 등 강력한 광원 주변에 수십 나노미터 크기의 작은 먼지 알갱이가 이보다 큰 알갱이(수백 나노미터 크기)보다 훨씬 더 많다는 사실을 기존 이론(양성자 때림, 파쇄, 승화)으로 증명하지 못했다.
연구팀은 'Ia형 초신성' 초기 단계 관측을 통해 강한 광원 근처에 있는 우주먼지가 그 빛의 압력을 받아 마치 바람개비가 회전하는 것처럼 초당 10억 바퀴에 이를 정도로 엄청난 속도로 빠르게 회전하는 것을 확인했다. 이러한 회전에 의한 원심력이 먼지의 최대 인장강도보다 더 세지면 먼지가 부서지게 된다.
연구팀은 이같은 현상을 '복사회전에 의한 먼지 파괴'로 명명했다. 이 현상은 초신성이나 킬로노바, 무겁고 젊은 별 주변에 존재하는 먼지에 적용하면 다양한 천문 현상을 설득력 있게 설명할 수 있다고 연구팀은 설명했다.
중력파 검출로 널리 알려진 킬로노바는 신성(노바)의 1000배 정도 에너지를 내는 현상으로, 연구팀은 먼지가 부서지는 영역이 킬로노바나 초신성 주변 반경 수 광년 정도 범위에서 생기는 것을 밝혀냈다. 또한 밝고 무거운 별이 1000여 개 모여 있는 별 탄생 영역에서는 먼지가 부서지는 영역이 반경 수십 광년 범위로 형성된다는 사실도 알아냈다.
연구를 이끈 티엠 황 천문연 박사는 "우주먼지는 원심력에 의해 쪼개질 수 없다는 기존의 연구를 뒤엎고, 우주먼지가 강한 광원 근처에 위치하면 작게 쪼개질 수 있다는 것을 보여준 결과"라며 "초신성을 이용해 우주 크기와 나이를 측정할 때나 우주 최초의 은하 및 다양한 천체연구에 적용할 수 있을 것"이라고 말했다.
이 연구결과는 국제 학술지 '네이처 아스트로노미(지난 6일자)' 표지논문으로 게재됐다.
대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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