남극 설원서 태양계 인근 초신성 흔적 확인

대형별 폭발 때 생성되는 '철-60' 동위원소 검출

남극에 쌓인 눈에서 태양계 인근의 대형 별이 폭발하는 '초신성(supernova)'으로 생긴 성간 먼지의 흔적이 검출됐다.

미국물리학회(APS)와 과학전문 매체 등에 따르면 독일 뮌헨공대 핵물리학자 귄터 코르치네크 박사가 이끄는 국제 연구팀은 남극의 눈에서 초신성 때 생기는 철의 동위원소인 '철-60'10개를 찾아냈다.

연구팀은 남극 코넨기지 인근에서 20년이 안 된 비교적 새로 쌓인 눈을 약 500㎏ 수거해 뮌헨공대로 옮겨 분석했다.

우선 눈을 녹이고 기화시켜 먼지와 미소운석을 걸러낸 뒤 이를 소각해 가속질량분석기(AMS)에 넣고 철-60 동위원소를 찾았다.

철-60은 초신성 때 주로 생기지만 고에너지 입자인 우주선(宇宙線)이 태양계의 먼지에 부딪혀 만들어낼 수 있어 이때 만들어지는 동위원소인 '망간-53' 비율과 비교하는 검증 절차도 거쳤다.

그 결과, 망간-53 대비 철-60 비율은 우주선이 철-60을 만들 때 나올 수 있는 것보다 훨씬 더 높게 나타났다.

원자력발전소나 핵무기 등에 의해 생성됐을 가능성도 배제됐다.

연구팀은 이를 철-60 동위원소가 태양계 밖 초신성으로 생성돼 남극 설원에 떨어진 먼지에서 나온 것이라는 점을 확인했다.

철-60 동위원소는 앞선 연구에서 해양 침전물과 달 표면 등에서도 검출된 것으로 발표됐지만 이는 수백만년 전에 이뤄진 것으로 추정되고 있다.

이번 연구에서는 20년이 안 된 남극의 눈을 사용했기 때문에 지구에 아직도 초신성으로 생성된 철-60 동위원소가 떨어지고 있다는 것을 보여주고 있다.

이는 우주에서 태양계의 위치를 이해하는 데 도움을 주는 것으로 받아들여지고 있다.

태양계는 성간매질(물질)이 평균을 훨씬 밑도는 '국부거품(Local Bubble)' 안에 있는 것으로 알려져 있다.

이 국부거품은 초신성의 충격파가 성간물질을 밀어내면서 생긴 것으로 태양계는 국부거품 안에서도 밀도가 약간 더 높은 '국부성운(Local Interstellar Cloud)' 안에 있는 것으로 추정됐다.

연구팀은 철-60 동위원소 검출은 국부성운도 초신성의 영향으로 만들어졌을 수 있다는 점을 시사하는 것이라고 지적했다.

코르치네크 연구팀은 이번 연구 결과를 12일 발행되는 APS 저널인 '물리학 리뷰 회보(Physical Review Letters)'에 실을 예정이다.

/연합뉴스