[아하! 우주] 250만 년 전 지구 강타해…‘초신성 폭발’ 흔적 찾았다

[서울신문 나우뉴스]

대마젤란 은하에 있는 초신성 폭발 잔해. 초신성 1987A(SN 1987A)는 400년 만에 지구와 가장 가까운 곳에서 폭발한 별로 추정된다.(사진=ESO)

태양보다 훨씬 무거운 별은 짧고 굵은 인생을 살다 간다. 이들은 상대적으로 짧은 시간 동안 엄청난 에너지를 방출하면서 뜨겁고 밝은 별로 살다가 마지막 순간에 초신성 폭발로 생을 마감한다. 그때의 밝기는 은하계 전체와 맞먹을 정도다. 만약 지구에서 매우 가까운 거리에서 초신성 폭발이 발생하면 초신성에서 나오는 엄청난 방사선에 지구 생명체가 대량 사멸할 수도 있다. 일부 과학자들은 원인이 확실치 않은 대량 멸종 사건 중 일부가 초신성 폭발과 연관이 있을지 모른다고 생각한다. 예를 들어 260만 년 전 플라이오세(선신세) 말에 생성된 지층에는 철-60(60Fe) 동위원소가 풍부한데, 초신성 폭발이 원인일 가능성이 커 과학자들의 주목을 받았다.

2000만 년에 걸쳐 생성된 망간각. (사진: 도미니크 콜 / TUM)

독일 뮌헨공대(TUM)의 과학자들은 추가적인 증거를 확인하기 위해 깊은 바다 밑에 있는 망간각(manganese crust)을 조사했다. 망간각은 심해저에 있는 광물 덩어리인 망간단괴와 비슷한 해저 광물 덩어리이지만, 생성 과정은 전혀 다르다. 망간각은 암석 위에 직접 광물이 붙어 자라난 덩어리로 단면을 보면 마치 나이테처럼 시간에 따른 성장 흔적이 남아 있다. 당연히 더 안쪽에 있는 부분이 더 오래된 것으로 과학자들은 위치를 통해 나이를 알아낼 수 있다.

뮌헨공대의 귄터 코쉬네크 박사는 250만 년 전 생성된 망간각에서 극소량이지만, 망간-53(53Mn) 동위원소의 존재를 확인했다. 망간-53은 지구에는 거의 존재하지 않는 희귀한 동위원소이므로 지구 밖에서 망간-53이 유입된 것으로 의심할 수 있다. 연구팀은 초신성 폭발로 인해 생성된 철-60이나 망간-53이 소행성과 운석을 통해 지구로 유입된 것으로 보고 있다.

연구팀에 의하면 이 초신성 폭발을 일으킨 별의 질량은 태양의 11배에서 25배 사이로 추정된다. 이전 연구에 의하면 폭발 거리는 대략 130광년 정도다. 상당히 가까운 거리이긴 하지만 지구 생명체가 완전히 파괴될 정도로 가까운 거리는 아니다. 그래도 당시 지구 기후와 생태계에 상당한 영향을 미쳤을 가능성이 있다. 일부 과학자들은 초신성 폭발이 오존층 파괴를 일으켜 생태계에 큰 피해를 주었거나 구름 생성을 촉진해 지구 기온을 낮췄을 가능성을 생각하고 있다.

하지만 초신성 폭발 때문에 생물이 대량으로 멸종하고 새로운 지질 시대가 시작됐다는 가설은 아직은 좀 더 검증이 필요하다. 가까운 거리에서 초신성이 폭발했다고 해도 그냥 하늘에 밝게 빛나는 별 이상의 의미가 없었을 수도 있기 때문이다. 아직은 지구 생태계에 미친 영향에 대해서 자신 있게 말하기 힘들다. 과학자들의 다음 과제는 이 시기 초신성 폭발이 지구에 미친 영향을 알아내는 것이다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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