[아하! 우주] 별빛 속에서 탄생한 생명의 기초물질

우리의 몸을 이루는 원자 가운데 수소는 빅뱅 직후 우주에서 생성된 것이고 수소보다 무거운 탄소, 산소, 질소 같은 원자는 핵융합 반응 및 초신성 폭발에서 생성된 것이다.

그런 만큼 지구와 그 안에 사는 우리는 별에서 온 그대라고 할 수 있다. 생명체를 구성하는 탄소를 기반으로 한 유기물질은 지구는 물론 우주에서도 흔하게 관찰된다.

하지만 이런 유기물이 어떻게 우주에서 생성되는지는 오랜 논쟁거리 가운데 하나다.

탄소 원자는 최대 4개의 다른 원자와 결합할 수 있어 복잡한 분자를 만드는데 제격이지만, 이런 복잡한 분자 역시 매우 기초적인 단위부터 형성돼야 한다. 그 기초 물질은 탄소 이온(C+), 메틸리딘기(CH, methylidyne), 그리고 탄화수소 양이온(CH+) 등이다. 이들이 모여 더 복잡한 분자를 만들기 때문이다.

기존의 가설에 의하면 이런 기초 물질을 형성하는 기본 과정은 가스 성운에서 발생하는 난기류와 충격파다.

하지만 캘리포니아 공대의 패트릭 모리스와 그의 동료들은 유럽 우주국의 허셜 우주 망원경 관측 데이터를 분석해서 새로운 가설을 주장했다. 이들은 지구 가까이에서 새로운 별이 태어나는 오리온성운의 탄소 이온, 메틸리딘기, 탄화수소 양이온 등을 관측했다.

그런데 이 물질들의 분포는 가스 성운 내부의 난기류나 충격파의 방향과 무관했다. 여기에 이 물질들은 에너지를 흡수하기보다는 내놓고 있었는데, 이는 기존의 가설로는 설명할 수 없는 현상이다.

연구팀이 주목한 가설은 성운 안에서 탄생한 젊은 별의 자외선이다. 이 자외선 에너지를 흡수한 탄소 및 수소 원자가 기초 물질을 만들고 이들이 생명체의 기본 물질이 되는 유기물질을 만들었다는 것이다. 즉 생명의 기초 물질은 별빛 속에서 탄생(Life's Building Blocks Come From Starlight)한 것이다.

과학자들은 태양계 역시 이런 가스 성운에서 생성되었다고 생각하고 있다. 수소는 물론 탄소, 산소가 풍부한 가스 구름은 다양한 유기물을 품은 행성, 소행성, 혜성을 만드는 재료가 된다. 이 가설이 옳다면 어쩌면 우리 몸을 구성하는 물질 역시 별빛을 속에서 만들어졌을지도 모른다. 과학이 설명하는 우리의 기원은 신화보다 더 낭만적일 수도 있다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com