지난 2017년 외계에서 날아와 순식간에 지나간 수수께끼 같은 물체인 오무아무아(Oumuamua)에 대해 애리조나주립대학 연구팀이 특이한 특성 중 하나는 객체를 감싼 질소 얼음 작용에 의한 것이라고 주장하고 있다.
천체 관측 사상 처음으로 외계에서 날아온 이 물체는 하와이 천문대(Pan-STARRS1)에서 발견됐고 곧바로 전 세계 천문대가 이에 주목해 다양한 관측을 실시했다. 오무아무아는 태양 중력에 의해 쌍곡선 궤도를 그리듯 통과하기 때문에 아마도 다시 우리 앞에 모습을 나타내지는 않을 것으로 보인다. 천문학자가 이를 관찰할 수 있었던 것도 극히 짧은 기간이었다.
날아가는 속도 역시 단순히 중력으로만 설명할 수 없어 혜성에서 흔히 볼 수 있는 로켓 효과가 작용했다고 여겨졌다. 로켓 효과는 혜성이 태양에 접근할 때 주성분인 얼음이 증발해 분출, 혜성을 가속시키는 현상이다. 오무아무아에서 비슷한 현상 같은 행동을 보였다는 건 얼음이 아닌 소행성과 같은 물체가 있을 수 있다는 초기 제안으로 이어졌다.
하지만 2018년 10월 하버드대학 천문학자 아비 로엡(Avi Loeb)이 발표한 심사 전 논문에서 해당 물체 행동이 솔라세일이며 외계인 문명에 의해 의도적으로 지구 근방에 옮겨진 탐사선이라는 깜짝 놀랄 만한 결론을 선보이며 전 세계적인 주목을 받았다. 물론 많은 과학자들이 이 결론에 동의하지 않고 물체 색이나 빛 반사율, 크기가 인공물로는 부자연스럽다며 이 같은 설은 부정했다.
애리조나주립대학 연구팀은 사람이 외계인 문명에 흥미를 두고 외계에서 날아온 물체가 사람들에게 이를 떠올리게 하는 일은 불가피했다면서도 하지만 과학에선 모든 것과 비교해 일치하지 않는 자연스러운 설명을 이끌어내는 게 중요하면서 몇 년이 걸렸지만 오무아무아의 로켓 효과가 질소 얼음이라는 걸 이해하게 됐다고 밝혔다.
2020년 발표된 다른 논문에선 오무아무아가 원래는 큰 천체 일부였지만 부모 격인 천체 기조력에 당겨져 성간 공간에 방출됐다는 연구 결과가 나왔다. 원래 천체는 명왕성과 비슷한 특징을 갖고 있었을 가능성이 있다고 한다. 명왕성은 해왕성 위성인 트리톤처럼 얼어붙은 질소로 덮여 있다.
이번 논문에선 오무아무아 역시 고체화된 질소로 이뤄져 있으며 이는 물이나 얼음과는 다른 로켓 효과 추진력으로 설명할 수 있다고 밝히고 있다. 연구팀은 다양한 얼음 종류와 물을 비롯한 암모니아, 수소 등 당양한 물질을 적용해 계산하고 질소 얼음이 계산에 일치했다고 밝혔다. 또 빛 반사율에 대해서도 명왕성 표면을 덮는 질소 얼음 반사율과 오무아무아의 빛 반사율이 가까운 걸 알 수 있었다고 한다.
연구팀은 오무아무아 연구가 태양계와는 다른 행성 시스템에 관한 새롭게 이해를 가져왔다고 말한다. 칠레에 건설되는 대형 시놉틱 서베이 망원경과 같은 세대 천문대가 실행되면 태양계에 와서 지나쳐가는 물체를 더 많이 발견하고 어떤 재질로 이뤄져 있는지 질소 얼음 덩어리인지 통계를 낼 수 있을 것으로 기대한다고 밝히고 있다. 또 고향 격인 행성계가 태양계와 같은 역사를 갖고 있는지 여부에 대해서도 많은 걸 배울 수 있을 것으로 기대하고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.