태평양 해저서 ‘초신성 폭발 잔해’ 발견 <네이처>

태평양 해저에서 ‘초신성 폭발 잔해’가 발견됐다.

호주국립대(ANU) 안톤 월너 박사가 이끈 국제 연구팀이 1978년 태평양 해저 4830m 깊이에서 건져올린 페로망간(FeMn) 표면에서 초신성에서 온 것으로 추정되는 ‘우주 먼지’를 확인했다.

연구팀은 이 먼지를 분석하면 초신성 폭발로 형성되는 중원소의 양을 결정하는 데 도움이 될 것이라고 밝혔다.

월너 박사는 “이 조그만 먼지는 초신성 폭발 잔해로 우주를 여행하던 끝에 지구에 도달한 것”이라면서 “해저에 정착한 이 먼지는 약 2500만 년 전 형성됐으며 기존 가설과 달리 플라토늄, 우라늄 등의 방사성 중원소가 훨씬 덜 포함돼 있었다”고 설명했다.

이 분석결과는 인간의 삶에 필수적인 철과 칼륨, 요오드와 같은 일부 원소가 우주에서 생성되고 분산됐다는 현재의 초신성 이론과 상이한 것이라고 한다. 초신성은 또한 납과 은, 금과 같은 중원소는 물론 플루토늄과 우라늄 같은 방사성 중원소도 생성할 수 있다.



연구팀은 먼지 속에서 플루토늄-244를 찾아냈다. 초신성 폭발 시 우주로 방출되는 것으로 알려진 플루토늄-244는 가장 안정한 플루토늄 동위원소로 자연계에서 가장 흔하며 반감기가 약 8100만 년으로 가장 길다.

월너 박사는 “플루토늄-244 중 어떤 것은 지구가 형성됐을 시기부터 존재하기도 했다”면서 “우리가 분석한 원소는 그보다 훨씬 최근인 수백만 년 전 ‘폭발적인 사건’(초신성 폭발을 뜻함) 당시 발생했다”고 말했다.

연구팀은 태평양에서도 매우 안정적인 해저에서 수집한 심해 침전물 뿐만 아니라 페로망간 표면에서 채집한 두께 10cm 표본을 분석해 약 2500만 년 전 형성된 것임을 알아냈다.

월너 박사는 “우리 기대보다 100배 더 짧은 기간의 플루토늄-244를 발견한 것”이라면서 “어쨌든 이런 중원소는 일반적인 초신성에서는 형성될 수 없다”고 말했다. 이어 “2개의 중성자별이 병합한 초신성이 폭발한 것과 같은 더 드물고 더 폭발적인 사건일 것”이라고 덧붙였다.

또 그는 “지구에 존재하는 플루토늄과 우라늄, 토륨과 같은 중원소는 사실 지구에서 가까운 곳에서 발생한 초신성 폭발로 생성됐다는 것”이라고 말했다.

이번 연구결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications) 20일 자로 게재됐다.

사진=NASA/ESA/J. Hester/A. Loll(ASU, 위), Nature Communications

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr