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[오늘의 우주과학]"성간천체 오우무아무아, 수소 얼음으로 만들어질 수 없어" 기존 가설 뒤집어

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[오늘의 우주과학]"성간천체 오우무아무아, 수소 얼음으로 만들어질 수 없어" 기존 가설 뒤집어

2020.08.18 11:56
인류가 최초로 태양계에서 관측한 외계 성간천체 오우무아무아의 상상도다. 제미니천문대제공
인류가 최초로 태양계에서 관측한 외계 성간천체 오우무아무아의 상상도다. 제미니천문대제공

태양계 바깥에서 태어나 태양계 내부에 들어온 ‘외계 성간천체’로 인류가 최초로 관측에 성공한 ‘오우무아무아(1I/2017 U1)’의 기원과 정체를 추정한 기존 가설의 허점을 밝힌 새로운 연구 결과가 나왔다. 그 동안 이 천체가 극저온에서 얼어붙은 수소 얼음으로 만들어졌다는 가설이 유력했지만, 국내 연구팀이 이를 부정하는 새로운 연구 결과를 발표했다.


한국천문연구원은 티엠황 이론천문센터 연구원팀이 우주의 물질 구름 내부에서 수소 얼음이 만들어져 성간천체가 형성될 가능성을 계산한 결과 성간천체가 만들어질 수 없거나 만들어지더라도 태양계 진입 전에 파괴된다는 결론을 얻었다고 18일 밝혔다. 연구 결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘천체물리학저널 레터스’ 17일자에 발표됐다.


오우무아무아는 2017년 미국 하와이대가 처음 발견한 천체다. 처음에는 혜성으로 분류됐지만 궤도가 특이할 정도로 긴 타원형을 이루고 있고 이동속도가 다른 혜성이나 소행성보다 빠르며 형태가 긴 막대 모양으로 추정되는 등 독특해 결국 외계 성간천체로 재분류됐다. 인류가 태양계 내에서 관측한 최초의 외계 성간천체다.


2018년 미국항공우주국의 스피처 우주망원경을 이용해 관측한 결과에 따르면, 오우무아무아는 로켓이 추진되듯 특이한 가속 운동을 보였다. 2020년 천문학자들은 이를 토대로 오우무아무아가 수소 얼음으로 이뤄졌고 표면에서 분출되는 기체가 마치 로켓처럼 성간천체를 가속하고 있다고 주장했다. 오우무아무아를 이룬 소수 얼음의 기원으로는 우주에 퍼진 거대한 분자 구름이 지목됐다.


하지만 황 연구원팀과 미국 하버드-스미소니언 천체물리연구센터 공동연구팀이 우주 거대 분자 구름에서 밀도가 높은 영역에서 수소 얼음이 만들어지는 시나리오를 재검토한 결과 분자 구름에서는 수소 얼음이 만들어지지 않거나 만들어져도 수명이 짧아 태양계 진입 전에 파괴된다는 결론을 얻었다.


연구팀은 지구에서 가장 가까운 거대 분자 구름인 ‘GMC W51’을 이용해 수소 얼음이 만들어지는 과정을 시험했다. 이 분자 구름은 지구에서 빛의 속도로 1만7000년 가야 하는 거리에 있는데, 여기에서 약 200m 길이의 오우무아무아가 태어나도 태양계에 오는 중에 기체 입자가 승화로 떨어져 나가 1000만 년 이내에 사라진다고 밝혔다. 만약 태양계까지 살아남으려면 5km 이상의 거대한 수소 얼음으로 만들어져야 하지만 이는 물리적으로 불가능한 것으로 분석됐다.


황 연구원은 “만약 분자운에서 수소 얼음덩이가 쉽게 형성된다면 이러한 성간천체는 우주에 흔하게 존재할 것”이라며 “그렇다면 이는 현대 천문학의 난제인 암흑물질의 강력한 후보가 될 수 있을 것이라는 가정에서 이 연구를 시작했다”고 말했다.

 

공동연구자인 아브라함 로브 하버드-스미소니언 천체물리연구센터 교수는 “오우무아무아는 수소 얼음덩이가 아니라는 것은 알아냈지만 이 성간천체가 어떻게 태어났으며 무엇으로 만들어졌는지 규명하는 것은 여전히 천문학자들에게 남겨진 숙제”라며 “성간천체 연구는 우주의 기원을 밝힐 결정적인 단서를 제공해 줄 수 있을 것”이라고 말했다.
 

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