"138억년 전 우주형성시 최초 분자 HeH+ 발견" 獨美연구진

보잉기에 망원경 탑재해 '성층권자외선관측' 방법 이용

【서울=뉴시스】138억년 전 빅뱅으로 우주가 형성될 때 만들어진 최초의 분자 HeH+ 분자가 처츰으로 과학자들에 의해 발견됐다고 과학잡지 네이처가 전했다. 사진은 1878년 발견된 행성 모양의 성운 NGC 7027의 모습. <사진 출처 : CNN> 2019.4.18

【서울=뉴시스】 유세진 기자 = 138억년 전 빅뱅으로 우주가 형성될 때 화학 반응에 따라 최초의 분자가 만들어졌다. 이 최초의 분자로 이후 지금 우리가 알고 있는 모든 것들이 형성될 수 있었다. 헬륨수소화물 이온(HeH+)으로 불리는 이 최초의 분자의 존재는 아직까지 과학자들에 의해 확인되지 못했었다.

그러나 독일 막스플랑크 전파측정천문학연구소와 쾰른대, 그리고 미국 존스홉킨스대 연구진들은 17일(현지시간) 과학잡지 네이처에 발표한 논문을 통해 HeH+ 분자를 최초로 발견하는데 성공했다고 학계에 보고했다.

헬륨의 원자와 양성자가 결합해 이뤄진 HeH+ 분자는 이후 수소 분자와 헬륨 원자로 분리됐다. 수소와 헬륨은 우주에서 가장 많은 원소 1, 2위를 각각 차지하고 있다.그동안 과학자들은 지난 1925년 연구실에서 HeH+ 분자를 만들어내는데 성공한 이후 실제 우주에서 이 분자를 찾으려 했지만 지금까지는 성공하지 못했었다. 그런데 독일 막스 플랑크 전파측정천문학연구소가 마침내 HeH+ 분자를 찾아내는데 성공했다는 것이다.

HeH+ 분자 추적 보고서를 대표 집필한 이 연구소의 롤프 귀스텐은 성명에서 "우주의 화학 반응은 HeH+ 분자로부터 시작됐다. 그럼에도 우주에서 HeH+ 분자의 존재를 확인할 수 없다는 것은 천문학자들에게 오랫동안 딜레마로 남아 있었다"고 말했다.

1970년대 말 우주화학 모델을 통해 HwH+ 분자의 발견 가능성이 제기됐다. 과학자들은 HeH+ 분자가 태양과 같은 항성의 초신성 폭발 마지막 단계에서 방출된, 혼돈 상태의 행성 모양의 성운(planetary nebula)에 존재할 것으로 생각했다.

HeH+ 분자는 항성이 방사하면서 온도가 10만도를 넘어서 성운의 전리 현상이 일어날 때 형성된 것으로 추정된다.

그러나 가장 강력한 파장을 갖고 있음에도 불구하고 HeH+ 분자를 추적하는 것은 어려웠다. 지구 대기의 불투명성으로 인해 지상에 망원경을 설치하는 것이 불가능했다. 연구진은 그래서 보잉기에 망원경을 탑재한 뒤 성층권 하부를 비행하면서 HeH+ 분자를 추적하는 소피아(Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, 성층권자외선관측) 방법을 사용했다.

보고서를 공동집필한 존스 홉킨스 대학의 데이비드 뉴펠드 우주물리학 교수는 HeH+ 분자의 발견은 분자의 형성 추세를 극적으로 보여주는 것"이라고 말했다.

dbtpwls@newsis.com