+ ‘우주의 금광’…금·은 등 중원소로 가득한 은하 발견 / 화성의 4계절

 

 

 

우주의 금광’…금·은 등 중원소로 가득한 은하 발견

) --> 

입력: 2016.05.22 14:57

▲ 초고밀도 중성자별끼리 충돌하면 금·은·백금 등 중원소 생성된다

다나 베리/스카이웍스 디지털, Inc.

) --> 

천문학자들이 ‘우주의 금광’을 찾아낸 것 같다.

) --> 

미국 매사추세츠공과대(MIT) 안나 프레벨 교수(물리학과)가 이끈 국제 연구팀은 우리 지구에서 약 10만 광년 거리에 있는 소은하 ‘레티큘럼 2’(Reticulum II) 안에 있는 가장 밝은 별 몇 개로부터 나온 흐릿한 빛을 분석했다.

) --> 

그 결과, 해당 별들에는 ‘R과정’(빠른 중성자 포획 과정)으로 불리는 현상으로 생성되는 원소들을 엄청나게 많이 있는 것으로 나타났다.

) --> 

여기에는 철보다 무거운 금과 은, 백금 등 귀한 원소가 포함된다.

) --> 

이 현상은 지난 1957년 핵물리학자들이 처음 이론으로 묘사했다.

) --> 

이번 연구는 지난 60여 년간 과학자들을 당황하게 만들었던 금, 은, 백금 등 원소의 다양한 기원에서 하나의 해답을 발견해낸 것이다.

) --> 

이에 대해 프레벨 교수는 “R과정으로 이런 중원소가 생성되는 방법을 이해하는 것은 핵물리학에서도 가장 어려운 문제 중 하나”라고 설명했다.

) --> 

보통 금과 은, 백금의 가치가 큰 점은 지구에서 희귀하다는 것에 있지만, 이런 원소가 생성되는 과정 역시 이런 중원소를 특별하게 만든다.

) --> 

왜냐하면 이런 중원소는 상상도 못할 만큼 큰 밀도를 가진 중성자별들이 엄청난 속도로 서로 충돌해야 생성되며 이런 원소가 다시 소행성 행태로 지구로 날아와야 하는 것이기 때문이다.

) --> 

프레벨 교수는 “이런 중원소가 생성되는 데는 너무 큰 에너지가 필요하므로 이를 실험적으로 생성하는 것은 거의 불가능하다”면서 “이런 중원소의 생성 과정은 단지 지구에서는 일어나지 않으므로 우리는 우주에 있는 별과 그 물질을 실험실로 사용해야 하는 것”이라고 말했다.

) --> 

또 연구팀은 생성이 어려운 이런 중원소로 가득한 고유 은하의 발견이 앞으로 항성 역사는 물론 우주 진화 과정을 밝혀낼 것으로 기대한다.

) --> 

별들은 자체적으로 중원소를 만들 수 없으므로 과거 이 은하에서는 특정 이벤트가 ‘씨앗’이 돼 금·은·백금 등을 가진 별이 만들어졌다는 것이다. 이런 중원소가 가득한 별들이 존재하는 것은 중성자별 간의 충돌이 원인임을 시사한다.

) --> 

또 이번 결과는 이런 별의 구성을 밝혀내는 방법으로 이런 별을 거느리고 있는 은하의 역사를 밝혀낼 수 있다는 것을 보여준다.

) --> 

이런 접근 방식은 ‘항성 고고학’(stellar archaeology)으로 불리고 있는데 천체물리학자들이 초기 우주 상태에 대해 자세히 배울 수 있게 해주는 것이다.

) --> 

프레벨 교수는 “난 정말 이번 결과가 별과 어느 정도 원소를 개별적으로 형성하는 은하의 연구를 위한 새로운 문을 열었다고 생각한다”면서 “우리는 정말 작은 규모의 별들과 정말 큰 규모의 은하들을 서로 연결하고 있는 것”이라고 말했다.

) --> 

이번 연구성과는 세계적 학술지 네이처(Nature) 최신호(5월 21일 자)에 실렸다.

) --> 

사진=다나 베리/스카이웍스 디지털, Inc.

) --> 

나우뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20160522601007§ion=&type=daily&page=  

화성에도 미세먼지 존재?

‘화성 사계절’ 기록한 큐리오시티

) --> 

입력: 2016.05.22 10:00  

                     

▲ 화성  ⓒ포토리아  

 

물론 지역에 따라서 큰 차이기 있지만, 지구에는 봄, 여름, 가을, 겨울의 사계절이 존재한다. 한 가지 재미있는 사실은 화성 역시 그렇다는 점이다.

) --> 

화성에서 현재 활약 중인 미국항공우주국(NASA)의 로버(탐사로봇)는 큐리오시티와 오퍼튜니티 2대이다. 오퍼튜니티가 선배지만, 화성의 기후를 정밀하게 측정하는 이동 관측소를 탑재한 쪽은 덩치가 훨씬 큰 큐리오시티다. 최근 NASA는 큐리오시티가 2번의 ‘화성년’(Martian year, 지구 날짜로 687일)을 지났다고 발표했다. 다시 말해 화성에서 봄, 여름, 가을, 겨울을 2번 보냈다는 의미다. 덕분에 과학자들은 화성의 기후에 대한 여러 가지 정보를 얻을 수 있었다.

) --> 

- 화성의 계절

) --> 

지구에 사계절이 있는 가장 큰 이유는 자전축이 공전 궤도면에 23.5도 정도 기울어져 있기 때문이다. 화성 역시 25도 정도 기울어져 있어 지구처럼 사계절이 있을 뿐 아니라 남반구와 북반구의 계절이 반대다. 화성이 지구와 다른 점은 궤도가 화성보다 훨씬 타원이라서 그 영향도 많이 받는다는 것이다. 화성은 태양에 가장 가까울 때 2억670만km, 가장 멀 때 2억4920만km로 (대략 지구-태양 거리의 1.38배와 1.67배) 상당한 차이가 있어 이로 인해 도달하는 태양에너지의 양이 꽤 차이가 있다. 당연히 이로 인해서 온도도 크게 변한다.

) --> 

▲ 큐리오시티가 측정한 화성의 기온 변화

NASA 

 

이런 공전 궤도와 자전축의 조합은 현재 큐리오시티 로버가 있는 게일 크레이터에서 겨울이 길고 여름이 짧아지는 양상으로 나타난다. 하지만 더 독특한 특징은 계절에 의한 온도 변화보다 오히려 밤낮의 기온 차이가 더 크다는 것이다. (그래프 참조) 화성의 대기 밀도가 낮은 데다 지구처럼 열을 보존하는 역할을 하는 바다가 없으므로 낮과 밤의 기온 차이가 극단적으로 커지기 때문이다.

) --> 

- 계절에 따라 기압이 변한다?

) --> 

화성은 지구보다 춥고 건조하다. 큐리오시티가 있는 게일 크레이터는 낮에는 섭씨 15.9도까지 오르기도 하지만 밤에는 영하 100도까지 떨어질 수도 있다. 화성의 수증기 압력은 지구 대기의 1/1000 이하에 불과하다. 물론 대기 밀도 자체도 지구의 해수면과 비교해서 1% 이하다.

) --> 

그런데 춥고 건조한 것만이 화성 대기의 특징은 아니다. 화성 대기에서 더 흥미로운 사실은 계절에 따라 압력이 변한다는 것이다. 화성 대기 성분의 대부분을 차지하는 이산화탄소는 화성의 낮은 기온에서 드라이아이스로 존재한다. 그래서 화성이 추워지면 이산화탄소가 얼어서 대기압력이 감소하고 더워지면 드라이아이스가 기화되어 압력이 올라간다.

) --> 

다행히 지구는 공전 궤도가 원에 가까워 1년 동안 받는 태양에너지의 양이 상대적으로 일정한 데다, 대기의 주성분인 산소와 질소가 계절에 따라 얼어붙을 정도로 기온이 낮지 않기 때문에 1년 내내 압력이 거의 일정하다. 이런 사실을 고마워하는 사람은 별로 없지만, 우리는 사실 지구 공전궤도의 혜택을 보면서 살고 있다.

) --> 

▲ 큐리오시티가 측정한 화성의 기온 변화

NASA

 

- 화성에도 미세 먼지가 있다?

) --> 

화성의 대기 압력은 매우 낮은 편이지만, 그래도 바람이 분다. 그리고 이 바람에 미세한 먼지 입자와 모래가 날린다. 화성의 중력이 지구의 1/3에 불과한 데다 표면에는 고운 모래와 먼지 입자가 많기 때문이다. 큐리오시티가 있는 게일 크레이터의 경우 봄과 여름에는 먼지로 탁해져 가시거리가 30km까지 줄어들지만, 겨울철에는 130km에 달할 만큼 길어진다. 비록 우리가 화성의 공기를 직접 들이마실 가능성은 없지만, 화성의 공기는 주로 봄철과 여름철에 가장 나쁜 셈이다.

) --> 

큐리오시티 로버에는 화성 기상관측소라고 할 수 있는 로버 환경 관측소 (Rover Environmental Monitoring Station (REMS))가 있어 화성의 기후를 끊임없이 관측한다. 덕분에 우리는 화성의 계절에 대해서 매우 많은 사실을 알아냈다. 앞으로도 더 많은 연구가 진행될 것이다.

) --> 

사진=ⓒ포토리아(맨위), NASA

) --> 

나우뉴스 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20160522601002§ion=&type=daily&page=