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태양은 홀로 태어나지 않았다

최종수정 2020.10.24 08:00 기사입력 2020.10.24 08:00

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이정은 경희대 교수 등 국제 연구팀 연구 성과 발표
태양계 생성 초기에 만들어진 운석 분석해
태양 생성의 새로운 증거 발견

원시 태양과 원시 태양계 원반의 모형. 원시 태양이 방출하는 자외선에 의해 원시 태양계 원반인 태양성운의 산소동위원소 함량이 변화를 일으킬 수 있다. 삽입된 두 개의 이미지는 이 연구에서 분석한 칼륨-알루미늄-함유물(CAI)의 후방산란 전자 이미지. (사진 출처: NASA JPL-Caltech/Lyons/ASU/이정은)

원시 태양과 원시 태양계 원반의 모형. 원시 태양이 방출하는 자외선에 의해 원시 태양계 원반인 태양성운의 산소동위원소 함량이 변화를 일으킬 수 있다. 삽입된 두 개의 이미지는 이 연구에서 분석한 칼륨-알루미늄-함유물(CAI)의 후방산란 전자 이미지. (사진 출처: NASA JPL-Caltech/Lyons/ASU/이정은)



[아시아경제 황준호 기자] 태양이 만들어질 때 자외선을 내뿜는 무거운 별과 함께 탄생했다는 새로운 증거가 나왔다. 이정은 경희대학교 우주과학과 교수가 포함된 국제 다학제 연구팀은 태양계 생성 초기에 만들어진 운석을 분석해 이같은 결과를 얻어 국제 학술지인 사이언스 어드밴시스에 논문을 실었다고 24일 밝혔다.


태양은 홀로 태어나지 않았다

타란툴란 성운의 별 탄생 영역인 나비 성운. 중심에 막 태어난 별은 주변의 먼지 물질에 의해 가려 보이지 않는다. 이 별이 방출하는 자외선은 별을 감싸고 있는 원시 행성계 원반의 산소동위원소 분포를 변화시킨다. 흰색 축척은 2광년 또는 태양-지구 사이 거리의 12만배(120,000 AU)를 나타낸다. (사진 출처: NASA and ESA)

타란툴란 성운의 별 탄생 영역인 나비 성운. 중심에 막 태어난 별은 주변의 먼지 물질에 의해 가려 보이지 않는다. 이 별이 방출하는 자외선은 별을 감싸고 있는 원시 행성계 원반의 산소동위원소 분포를 변화시킨다. 흰색 축척은 2광년 또는 태양-지구 사이 거리의 12만배(120,000 AU)를 나타낸다. (사진 출처: NASA and ESA)


경희대를 비롯해 미국 하와이대, 덴마크 코펜하겐대 교수진 등으로 이뤄진 국제 연구팀은 콘드라이트 운석에 포함된 칼슘-알루미늄-함유물(CAl)에 집중해 태양계 생성 초기 상태를 알아보고자 했다. 이를 통해 운석에 포함된 태양계에서 가장 오래된 비휘발성 고체입자를 분석해 태양이 생성되기 전, 분자구름 상태일 때 강한 자외선에 노출됐다는 증거를 찾았다.

태양계가 만들어진 원시 태양계 분자구름에서 태양계가 만들어지기 시작한 후 1만 년에서 2만 년 사이에 형성된 운석 내 비활성 함유물들에서 산소동위원소 함량 변화가 매우 크다는 것을 발견한 것이다.


그간 학계에서는 자외선에 의해 이런 현상이 일어난 시점에 대한 논란이 있었다. 태양계가 아직 분자구름 상태에 있을 때인지, 아니면 중력 수축이 일어나 원시 태양계 원반이 만들어진 태양 성운 상태에 있을 때인지에 대한 논란이다.


태양이 성단 안에서 만들어졌을 수도..
이정은 경희대 교수

이정은 경희대 교수



라이언스 교수는 "이번에 분석한 부분은 태양계 역사에서 극히 초기 단계이다. 초기 단계는 원시 태양계 원반인 태양 성운에서 산소동위원소 변화가 일어났다고 보기에는 충분한 시간이 아니다"라고 말했다.

크로트 교수는 "태양계에서 측정되는 많은 원소에서 동위원소 함량 변화가 발견되고, 그 기원이 원시 태양계 분자구름에 있다는 것이 최근 밝혀지고 있다. 우리의 연구는 산소도 예외가 아님을 밝혀낸 것이다"라며 연구 결과의 의미를 설명했다.


최근 질소와 같은 원소의 동위원소 함량비를 봐도 자외선의 영향이 원시 태양계 분자구름에 일어났어야 한다는 연구 결과들이 발표된 바 있다.


이정은 교수는 "우리 태양계에서 측정되는 산소동위원소 함량 분포를 설명하기 위해서는 원시 태양계 분자구름이 강한 자외선 빛에 노출돼야 하는데, 이것은 태양계가 만들어지기 시작한 당시 가까운 곳에 강한 자외선을 방출하는 무거운 별이 존재해야 한다는 점을 말해준다"며 "이러한 무거운 별이 가까이 있다는 것은 태양이 성단 내에서 만들어졌음을 시사한다"라고 말했다.




황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr

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