태양계 역사 알려줄 50억년 전 우주먼지

1969년 호주에 떨어진 운석에서 태양·지구보다 오래된 알갱이 추출

산소·탄소 기원 아는 데 도움될 듯

NASA

지구에 떨어진 운석에서 50억~70억년 전의 우주 먼지〈사진〉가 발견됐다. 이는 지구는 물론 태양도 만들어지기 전으로, 지금까지 지구에서 발견된 고체 물질 중 가장 오래된 것이다. 태양계 밖에서 날아온 인터스텔라(interstellar·성간 우주) 먼지인 셈이다. 미국 시카고대학교 연구진은 지난 13일 미국립과학원회보(PNAS)에 이런 내용을 담은 연구 결과를 발표했다.

연구진은 1969년 호주 머치슨 인근에 떨어진 운석에서 우주에서 날아온 먼지인 알갱이를 분리했다. 운석을 산(酸)에 녹여 불순물을 없애는 방식을 썼다. 알갱이는 크기가 8마이크로미터(1㎛은 1000분의 1㎜) 정도로 매우 작아 수백 개를 뭉쳐놔도 점 하나 크기에 불과하다. 이들은 수십억 년 동안 변하지 않은 운석에 갇혀 있어 태양 이전의 역사를 보여줄 '타임캡슐'인 셈이다.

연구진은 알갱이를 이루는 원소를 통해 나이를 측정했다. 우주를 돌아다니는 고에너지 입자인 우주선(線)에 얼마나 노출됐는지를 알아보는 방법이다. 우주선은 운석 알갱이와 상호작용해 새로운 원소를 형성하는데, 우주선에 더 많이 노출될수록 더 많은 원소를 만들어낸다. 원소를 측정하면 알갱이가 얼마나 오래된 것인지 알 수 있는 것이다.

그 결과, 알갱이 가운데 60% 정도는 46억~49억년 전에 형성된 것으로 확인됐다. 10% 정도는 55억년보다 더 이전에 만들어진 것으로 70억년 전쯤 된 것도 있었다. 태양과 지구의 나이는 각각 46억년과 45억년이다. 지구에 떨어지는 운석 중 약 5%만 이런 오래된 알갱이를 갖고 있다. 우주 알갱이들은 별이 생을 다하고 폭발할 때 형성되기 때문에 별들의 역사도 말해준다. 연구진들은 약 70억년 전 일종의 우주 베이비붐처럼 새 별이 급증했다고 밝혔다.

필립 헤크 시카고대 교수는 "이번 연구를 통해 우주 먼지의 생애를 직접적으로 측정할 수 있었다"면서 "우주 먼지는 지구에 도달한 가장 오래된 물질이며, 이를 통해 이전의 어미 별이나 우리 몸에 있는 탄소나 우리가 숨 쉬는 산소의 기원을 알 수 있으며, 태양 형성 이전으로 추적해 올라갈 수 있다"고 말했다.

유지한 기자(jhyoo@chosun.com)