서울대 3학년 장민성 학생…천문학 최상급 저널에 실려

국내 대학 학부생이 우주 탄생 초기에 만들어진 우주먼지가 어디서 온 것인지 밝혀냈다.

서울대학교는 물리천문학부 3학년 장민성 학생(제1저자)과 임명신 교수(교신저자)가 주도하고, 미국·대만 등의 연구자가 참여한 연구팀이 우주 초기(우주 탄생 후 10억년 이내)에 만들어진 우주먼지가 초신성(超新星; supernova) 폭발에서 비롯됐다는 사실을 확인했다고 11일 밝혔다.



우주에도 지구에서와 마찬가지로 수많은 먼지가 존재하는데, 이 우주먼지는 일반적으로 10억년 이상의 진화를 거친 늙은 별들의 잔해로부터 유래한다고 알려져 있다.

그러나 ‘빅뱅’으로 우주가 탄생한 뒤 채 10억년이 지나지 않은 시점에도 우주먼지가 만들어졌는지, 그 초기 우주먼지의 생성 원리는 무엇인지 등에 대해서는 거의 밝혀진 바가 없었다.

장민성 씨 등 연구진은 이를 확인하기 위해 우주에서 가장 강력한 빛을 뿜어내는 천체 현상인 ‘감마선 폭발(Gamma Ray Burst)’을 활용했다.

감마선 폭발이 확인된 천체 ‘GRB 071025’를 미국 애리조나주 레몬산에 있는 1ｍ 망원경(천문연구원 소유)으로 관찰하고 빛 스펙트럼을 분석한 결과, 빛을 흡수하는 우주먼지의 존재를 가정하지 않고서는 나타난 스펙트럼을 설명할 수 없었다.

또 이번에 관찰된 스펙트럼의 특징으로 미뤄, ‘GRB 071025’ 근처의 우주먼지는 일반적으로 가까운 은하에서 발견되는 우주먼지(주로 규소)와 달리 탄소·황화철·마그네슘 등 다양한 성분으로 이뤄져 있었다.

GRB 071025는 지구에서 약 127억 광년 떨어진 천체로, 이 정도 거리의 우주에는 우주의 초기 환경이 남아 있다.

따라서 이번 연구를 통해 우주 탄생 이후 10억년 이내 생성된 초기 우주에도 우주먼지가 있다는 사실이 처음 입증된 셈이다.

아울러 확인된 다양한 우주먼지 성분을 근거로, 연구진은 이 초기 우주의 먼지들이 태양의 10배 이상인 매우 무거운 별이 죽을 때 나타나는 현상인 ‘초신성’ 폭발을 통해 만들어진 것으로 추정했다.

장민성 학생은 “그동안 초기 우주의 경우 우주먼지가 존재하는지조차 확실하지 않았지만 이번 연구를 통해 초기 우주에도 우주먼지가 있을 뿐 아니라, 일반적 우주먼지와는 전혀 달리 초신성에서 유래했다는 사실을 처음 밝혀냈다”며 “앞으로 우주의 기원을 연구하는 데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

이 논문은 천문·천체물리학 분야 최상위급 SCI(과학기술논문인용색인) 학술지인 ‘천체물리학저널레터(Astrophysical Journal Letters)’에 실렸다.

연합뉴스