"웹 망원경으로 태아별서 얼음상태 유기분자 발견"

관측 어려운 얼음상태의 복잡한 구조 메탄올·에탄올 관측
별탄생 시기 유기분자 형성과 진화 연구 단초

(그림1) Lupus I 성간구름에서 태어나고 있는 원시별에서 제임스 웹 우주망원경에 의해 관측된 얼음 분자 스펙트럼. 다양한 유기분자의 흡수선이 관측되었다. 이미지의 가운데 파란색 동그라미가 태아별 IRAS15398-3359가 두꺼운 물질에 묻혀있는 위치를 표시하고 있다. [서울대학교 제공. 재판매 및 DB 금지]

(서울=연합뉴스) 김잔디 기자 = '제임스 웹 우주망원경'(JWST)으로 태어나고 있는 별 주위에서 얼음 상태의 유기분자를 관측했다는 연구 결과가 나왔다.

서울대학교 물리천문학부 이정은 교수는 우리나라와 일본, 미국, 네덜란드 천문학자 14명으로 구성된 국제 공동 연구팀이 JWST에 장착된 중적외선 분광기(MIRI)로 태아별 주위에서 유기분자인 메탄올(CH3OH)과 에탄올(C2H5OH) 등을 얼음 상태로 검출했다고 13일 밝혔다.

메탄올, 에탄올 등 유기분자는 지구 생명체의 기원으로 여겨지는 화합물로 우주 먼지의 표면에서 얼음 상태로 만들어지는 것으로 알려져 있다. 20여 년 전부터 별이 만들어지는 곳과 태양계 내 천체인 혜성에서도 유기분자가 발견됐지만 지금까지 태양계 밖에서 발견된 유기분자는 모두 기체 상태였다.

그간 별이 형성되는 곳에서의 얼음 상태 유기분자를 확인할 수 있을 정도로 관측 장비가 좋지 않았던 탓이다.

그러나 JWST의 등장으로 매우 드물게 검출되는 얼음 상태의 복잡한 유기분자(H2CO·CH3OH·HCOOH·C2H5OH)를 관측할 수 있었다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 이번 관측 결과가 우주 먼지 표면에서 일어나는 유기분자의 화학 반응과 별이 탄생하는 과정에서 어떤 진화 과정을 거치는지를 이해하는 데 도움을 줄 것으로 연구팀은 기대하고 있다.

JWST는 적외선을 포착하기 때문에 가시광선을 주로 감지하는 허블 망원경보다 더 멀리, 즉 천체의 더 오래전 모습을 관측할 수 있다.

얼음 상태의 유기분자 종류와 양을 검출·연구하려면 집광력이 좋은 망원경과 성능이 우수한 분광기가 필수적인데, '사상 최강 망원경'으로 불리는 JWST의 성능 덕분에 이번 관측이 가능했다.

연구팀은 "JWST는 이전의 적외선 우주망원경과 비교해 감도가 100배나 높고 분해능도 10배 가까이 우수하다"며 "기체 상태의 유기분자가 관측된 태아별 바로 인접한 곳까지 관측할 수 있기 때문에 얼음 상태에서 일어나는 화학 연구를 할 수 있다"고 밝혔다.

연구팀은 이번에 JWST로 관측된 얼음 상태의 유기분자와 거대 전파간섭계 망원경 '알마(ALMA)'로 관측된 기체 상태의 유기분자의 성분과 함량 등을 종합적으로 연구·분석할 계획이다.

연구 결과는 이달 12일자로 미국 천체물리학저널 레터스에 게재됐다.

이 교수가 참여한 CORONIS 프로젝트 연구팀은 지구에서 약 500광년 떨어진 한 암흑분자구름 중심에서 막 태어나기 시작한 태아별에서 얼음 상태의 유기분자를 탐사하고 있다. 태양계와 비슷한 별이 형성되는 과정에서 생명이 기원이 되는 유기분자가 어떻게 형성되고 진화해 행성에 포함되는 지 이해해 지구 생명 탄생의 기원을 탐구하는 게 목표다.

jandi@yna.co.kr

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