이석원 기자
미시간대학 연구팀이 초신성 폭발 내부에서 예상했던 것보다 10배 이상 빠르고 탄소 원자가 생성되는 걸 발견했다. 삼중 알파 입자 반응(triple-alpha process)이라는 현상에 의한 것으로 탄소는 생명 탄생을 위해 필수적인 요소다.
칼 세이건의 유명한 우리 모두는 별의 조각일 수도 있다는 말처럼 지구를 형성한 모든 물질은 그 위에 있는 걸 포함해 모든 별 내부에서 만들어진다. 아마도 지구상 생물에게 삼중 알파 입자 반응에서 만들어진 탄소 정도로 중요한 별 조각은 없을 것이다.
삼중 알파 입자 반응에선 헬륨4 3개를 융합 양성자 x6과 중성자 x6을 가진 새로운 입자를 만들어낸다. 이는 우주에서 가장 인기 있는 탄소 원자 형태이기도 하다. 다른 핵융합 과정에서 생성되는 동위원소도 존재하지만 이들은 지구상 탄소원자 중 1% 극소수다.
가장 인기 있는 탄소원자를 만들어내는 반응이지만 이를 일으키는 원인이 도움이 되는 요소가 필요하다. 연구팀은 초신성 환경을 모델링한 코드를 슈퍼컴퓨터로 분석한 결과 초신성 내부에서 풍부하게 존재할 가능성이 있는 것으로 나타났다고 한다.
하지만 이 연구 결과는 새로운 수수께끼를 가져올 수도 있다. 지금까지 초신성 폭발 내부에선 과잉으로 존재하는 양성자에 의해 루테늄과 몰리브덴 동위원소 등ㅇ 지구에 풍부하게 존재하는 원소가 생성되어 있다고 생각했지만 이번 새로운 연구에 따라 초신성 내부에서 생성되지 않아 새로운 생성 장소와 프로세스를 찾을 필요가 있다.
연구팀은 다음에 무슨 일이 일어나도 초신성에서 가속된 삼중 알파 입자 반응 영향을 고려해야 한다며 이는 흥미로운 퍼즐이라고 밝히고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이원영 기자
정용환 기자
