우리가 마시는 물이 태양계 보다 오래되었다 > 과 학

 

 매일 우리가 마시는 물이 만약 태양계 자체보다 더 오래전에 생성되었다면 어떨까요 ? 사실 물 분자 속에 있는 두개의 수소원자는 분명 빅뱅 직후 탄생했었을 것입니다. 그리고 산소 원자는 별의 핵융합 반응의 결과로 탄생했겠죠. 이 원자들은 분명 태양계가 탄생하기전에 존재했습니다. 이 원자들이 우주 사이에서 흩어져 존재하다가 태양계를 형성한 원시 가스 구름 속에서 만나서 물이 되었을 것입니다. 

 그런데 미시간 대학의 L. Ilsedore Cleeves 와 그의 동료들에 의하면 사실 물 분자 자체도 태양계 보다 더 오래되었을 가능성이 높다고 합니다. 좀더 정확히 말하면 태양계를 생성한 원시 행성계 원반 (protoplanetary disk) 를 만든 가스 성운 - solar nebula 라고 부르는 - 에서 태양계의 모든 물이 기원한 것이 아니라고 합니다.  

(원시 가스 성운에서 원시 행성계 원반을 거쳐 태양계가 형성되는 일러스트  This is an illustration of water in our Solar System through time from before the Sun's birth through the creation of the planets.

Credit: Bill Saxton, NSF/AUI/NRAO) 

(Newsy Science) 

  사실 물 분자는 우주 공간에도 그렇게 드문 것은 아닙니다. 그런데 과학자들은 이런 성간 물 분자 (interstellar water) 가 그대로 우리 태양계를 만든 원시 행성계 원반에 들어와 우리 태양계를 만드는데 쓰였는지 아니면 모두 분해된 다음 다시 물분자로 생성되어 새롭게 생성된 것인지 (즉 태양계와 같이 생성된 것인지) 확신을 가지지 못하고 있었습니다. 

 연구팀은 물을 구성하는 원자 중 수소에 초점을 맞췄습니다. 수소와 그 흔한 동위원소인 중수소 (한개의 양성자와 한개의 중성자로 구성된 동위원소) 의 비율은 이 물 분자가 생성된 환경에 대한 중요한 단서를 제공한다고 합니다. 예를 들어 차가운 우주 공간에서 물 분자가 생성될 경우 중수소의 비중이 높아진다고 합니다. 

 연구팀은 이 비율을 시뮬레이션에서 구함과 동시에 지구상의 물과 운석에 포함된 물, 그리고 혜성 샘플에서 포함된 물의 동위원소 비율을 조사했습니다. 그 결과 태양계에 있는 물 가운데 적어도 일부는 태양계가 형성되기 전 다른 성간 우주에서 생성된 것이라는 결론을 얻었습니다. 

 이 결과가 암시하는 것은 유기물질이 풍부한 얼음을 가진 것이 태양계만이 아니라는 것입니다. 태양계를 만드는데 쓰였던 얼음은 우주 공간에서 생성된 것이고 여기에서는 느린 속도지만 유기물이 형성될 수 있습니다. 이런 물들은 태양계는 물론 다른 별과 행성들을 만드는데도 사용됩니다. 따라서 다른 외계 행성도 우리 태양계의 행성과 비슷한 물의 조성을 가지고 있을 수 있습니다. 

 비록 이 연구 결과가 다른 행성계에 지구 같이 생명체를 가진 행성이 존재하는지를 알려주지는 않지만 지구와 비슷한 환경을 가질 수 있는 여지는 충분하다는 것을 알려준다는 점에서 의의가 있을 것 같습니다. 아무튼 우리가 마시는 물이 우리의 상상보다 훨씬 오래되었다는 것은 재미있는 연구 결과인 것 같습니다. 

 이 연구 결과는 사이언스에 실렸습니다.