태양 구성물질 분석·입증에 결정적인 증거 뒷받침
46억년 전에 태양이 생성된 직후 태양을 구성하고 있는 물질과 작용 등에 관한 실마리를 풀 수 있는 광물질이 처음 발견됐다.
시카고 대학 교수이며 시카코 '필드 뮤지엄' 큐레이터인 필립 해크 박사는 "45억년 전 운석의 잔해물 속에서 발견된 고대 푸른색 '히보나이트(hibonite)' 결정체가 태양 생성 초기에 뿜어낸 엄청난 양의 에너지 입자를 이해하는 실마리를 제공했다"고 설명했다.
해크 박사는 "과학자들이 태양만큼 오래 된 미네랄 내부에서 태양 활동의 증거를 발견 한 것은 이번이 처음"이라고 덧붙였다.
해크 박사팀은 "태양은 초기 활동이 매우 활발했다"면서 "전하(물체가 가진 정전기의 양)를 띠고 있는 입자들의 움직임이 훨씬 더 강렬한 빛을 발산했다"고 말했다.
태양이 생성된 것처럼, 새로 태어나는 별들도 주변에 두껍고 소용돌이치는 가스와 먼지의 원반 모양으로 둘러싸인다. 이때 원반 모양의 별의 온도는 대개 화씨 2천700도에 이르며, 서서히 냉각되면서 태양계의 초기 미네랄이 형성되기 시작한다. 히보나이트 결정체는 이때 생성된 첫 광물질이다.
과학자들은 "초기 광물의 결정체들이 형성될 때 태양은 높은 에너지 입자들을 우주 공간으로 계속 쏟아냈다"고 설명했다.
그들은 또 "이때 빠르게 쏟아져 나온 양자(protons)들이 히보나이트의 칼슘과 알루미늄의 원자들과 충돌하면서 그들을 더 작은 네온과 헬륨 원자들로 분리됐다"면서 "이러한 고대의 흔적들이 여전히 수십억년 동안 푸른 결정체 속에 얼어붙은 채 고스란히 남아 있었다"고 말했다.
해크 박사는 "내 스스로 흥분된다고 생각하는 것은 이것은 초기 태양계의 상태를 우리에게 알려주고, 오랫동안 지속된 의혹을 확인하는 것"이라면서 "우리가 과거를 더 잘 이해한다면, 우리는 자연 세계의 물리학과 화학을 더 잘 이해하게 될 것"이라고 주장했다.
이번 연구팀은 "운석 광물을 분석하기 위해 거대한 스위스 분광계(spectrometer)와 정밀 레이저를 사용했다"며 "레이저 빔은 네온 및 헬륨 원자를 방출하는 밝은 청색 결정 입자를 녹여 그 흔적을 분광계를 사용하여 측정했다" 고 설명했다.
이번 연구 결과는 2일 "자연 천문학 저널(Journal Astronomy)'에 발표됐다.
KPI뉴스 / 김문수 기자 moonsu44@kpinews.kr
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