국내 연구진, 별 생길 때 '규산염 결정화' 세계 최초로 관측

자기유체역학적 원반풍에 의한 규산염 결정화 및 재분배 모식도.(이정은 서울대학교 물리천문학부 교수 연구팀 제공)

(서울=뉴스1) 나연준 기자 = 이정은 서울대학교 물리천문학부 교수 연구팀은 별이 생성될 때 규산염이 결정화되는 과정을 세계 최초로 관측해 입증에 성공했다. 이번 연구는 태양계 형성 초기 물질 순환 관련 이해를 확장할 것으로 기대된다.

과학기술정보통신부 기초연구사업의 지원으로 수행한 이 교수 연구팀의 이번 연구 성과는 세계 최고 권위의 학술지 '네이처'에 22일 게재됐다.

지구의 지각을 구성하고 있는 물질 중 약 90%를 차지하는 규산염은 지구형 행성과 혜성을 구성하는 핵심 성분이다.

규산염의 결정질 형태는 600℃ 이상의 고온 환경에서만 형성되는 것으로 알려졌지만 극도로 차가운 태양계 외곽에 위치한 혜성에서 결정질 규산염이 발견되면서 고온 환경에서 형성된 물질이 어떻게 태양계 외곽으로 이동했는지에 의문이 제기되어 왔다.

전 세계 많은 연구자들은 난류 혼합이나 대규모 물질 이동 등의 가설을 세워 추측하는 데 그쳤을 뿐 규산염의 결정화와 이동이 동시에 일어나는 것이 관측되는 증거는 부족했다.

연구팀은 미국항공우주국(NASA)의 제임스 웹 우주망원경의 관측 시간을 확보했고, 뱀자리 성운에 위치한 태아별 EC 53의 휴지기와 폭발기를 관측했다.

그 결과 폭발 단계에서만 결정질 광물의 스펙트럼이 검출되는 것을 확인했다. 이는 규산염 결정화가 태아별에 가까운 뜨거운 원반 안쪽에서 실제로 일어남을 확인하는 결과이다.

또한 원반 안쪽에서 생성된 결정질 규산염이 원반풍에 의해 차가운 외곽으로 운반될 수 있다는 것도 밝혀냈다.

이번 연구 결과는 연구팀이 오랜 기간 연구하며 쌓아온 이론적 예측이 관측을 통해 증명되어 결실을 맺게 된 것으로, 결정질 규산염의 생성과 이동 원리를 밝혀낸 세계 최초의 결과다.

연구를 이끈 이 교수는 "이번 연구 성과는 장기간에 걸쳐 축적된 경험이 과학적 발견으로 이어진 사례라고 생각한다"라며 "앞으로 후속 관측을 이어나가 규산염 결정화와 물질 이동 과정의 보편성과 진화 단계에 따른 의존성을 검증할 계획"이라고 말했다.