[아하! 우주] 외계 생명체 탄생 중?…원시 행성계 원반서 발견된 유기물

[서울신문 나우뉴스]

원시 행성계 원반, 캐슈넛 같은 구조물, 그리고 생성되는 유기물 분자. 사진=ESO/L. Calçada, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Pohl, van der Marel et al., Brunken et al.)

지구 같은 행성은 태양계 초기에 있었던 가스와 먼지의 원반인 원시 행성계 원반(protoplanetary disc)에서 태어났다. 물론 과학자들이 직접 지구의 탄생을 목격한 건 아니지만, 새로운 행성이 태어나는 다른 행성계를 연구해 이와 같은 사실을 확인했다. 지구를 구성한 암석 성분과 물, 그리고 생명체를 만든 유기물 역시 원시 행성계 원반에 포함된 물질로 과학자들은 다른 별 주변의 원시 행성계 원반에서 이런 물질들을 대량으로 확인했다.

네덜란드 라이덴 천문대 과학자들은 가장 강력한 전파 망원경 중 하나인 ALMA를 이용해 지구에서 444광년 떨어진 아기별인 IRS 48를 관측했다. IRS 48 주변에는 다른 아기별과 마찬가지로 새로운 행성이 만들어지는 원시 행성계 원반이 있다. 연구팀은 여기서 지금까지 발견된 가장 복잡한 유기물인' 디메틸 에테르'(Dimethyl ether, CH3OCH3)를 발견했다.

디메틸 에테르는 9개의 원자로 구성된 단순한 유기물로 아미노산이나 당 분자 같은 더 복잡한 유기물을 만드는 원료가 된다. 지금까지 별이 태어나는 가스 성운에서 이 물질이 포착된 적은 있었지만, 원시 행성계 원반에서 포착된 것은 처음이다. 디메틸 에테르가 존재한다는 것은 더 복잡한 유기물이 합성되고 있다는 강력한 증거이기 때문에 과학자들은 이번 연구 결과에 주목하고 있다.

이번 관측에서 더 흥미로운 부분은 마치 캐슈넛 같이 생긴 먼지 트랩의 존재다.(사진) 별의 중력에 의해 원형 고리 모양을 유지하고 있는 원시 행성계 원반의 모양이 변한 것은 보이지 않는 작은 행성의 존재를 시사한다. 그리고 이 장소에서 별의 에너지를 받은 일산화탄소의 얼음이 승화된 후 다른 원자와 화학 반응을 일으켜 디메틸 에테르나 다른 유기물 분자를 만드는 것으로 보인다. 초기 행성의 생성과 유기물의 진화를 암시한다는 점에서 중요한 관측 결과다.

아마 지구 역시 이렇게 유기물이 풍부한 원시 행성계 원반에서 태어났을 가능성이 높다. 행성이 생성되기 전 우주 공간에서 합성된 유기물은 지구로 흡수된 후 생명체의 재료가 됐을 것이다. 과학자들은 46억 년 전 지구 탄생 시점에 있었던 일을 태양과 비슷한 별이 생성되는 가스 성운에서 관측하고 있다. 앞으로 관측 기술이 발전함에 따라 지구 생명체가 정확히 어떤 과정을 통해 생성되었는지, 그리고 생명체가 태어날 수 있는 제2의 지구는 우주에 얼마나 흔한 지 같은 여러 가지 질문에 대한 답을 찾을 수 있을 것으로 기대된다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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