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2019년 6월 28일 금요일

우주 이야기 929 - 우주 공간에서 찾은 버키볼



(An artist's concept depicting the presence of buckyballs in space. Buckyballs, which consist of 60 carbon atoms arranged like soccer balls, have been detected in space before by scientists using NASA's Spitzer Space Telescope. The new result is the first time an electrically charged (ionized) version has been found in the interstellar medium. Credit: NASA/JPL-Caltech)


 허블 우주 망원경이 별 사이의 공간인 성간 매질 interstellar medium (ISM) 에서 놀랄 만큼 복잡한 물질을 찾아냈습니다. 버키볼(Buckyball)은 발견자의 이름 딴 공 모양의 탄소 분자로 60개의 탄소 원자가 축구공 같은 형태로 결합한 분자입니다. 버키볼은 자연 상태에서나 혹은 고온 연소된 숯에서 가끔 발견되지만 흔한 물질은 아닙니다. 그러 여러 가지 독특한 특징을 지녀 활발히 연구되는 신소재 물질이기도 합니다. 


 보통 성간 매질은 대부분 수소와 헬륨으로 이보다 무거운 원소는 미량에 불과합니다. 성간 매질의 물질 밀도가 거의 진공에 가까운데다 탄소 같은 큰 원자가 드물다는 점을 생각하면 놀라운 일이지만, 이런 미량 원소들도 화학 반응을 통해 더 복잡한 분자로 발전할 수 있습니다. 버키볼 역시 만찬가지로 60개나 되는 탄소가 우연히 결합하기에는 밀도가 낮아보이지만, 과학자들은 버키볼의 존재 역시 찾아낸 적이 있습니다. 


 카톨릭 대학의 마틴 코디너 (Martin Cordiner of the Catholic University of America, Washington) 를 비롯한 과학자들은 허블 우주 망원경 관측 데이터를 이용해서 전하를 지닌 버키볼 (C60+)의 존재를 확인했습니다. 이는 처음으로 성간 매질에서 확인되는 것입니다. 


 버키볼 같은 복잡한 분자를 검출하기 위해서는 별빛이 성간 매질을 통과하면서 흡수되는 특정 스펙트럼을 찾아내야 합니다. 성간 매질의 흡수 스펙트럼 파장은 Diffuse Interstellar Bands (DIBs)라고 부르며 현재까지 400종이 알려져 있습니다. 그런데 이 작업은 대기 중 기체에 의해 다양한 파장이 흡수되는 지상 망원경으로는 어려운 부분이 있습니다. 


 연구팀은 DIBs을 면밀히 분석해 전하를 지닌 버키볼의 존재를 증명하는데 성공했습니다. 물론 그 밀도는 극도로 낮기 때문에 이는 허블 우주 망원경의 성능을 극단까지 끌어올린 관측 결과입니다. 


 이번 연구는 성간 매질이 단순히 진공에 가까운 빈 공간이 아니라 다양한 화학 반응이 일어날 수 있다는 사실을 보여줬습니다. 다양한 유기물이 여기서 생성될 수 있으며 이 물질들이 생명 발생에도 관여했을지 모릅니다. 앞으로 과학자들은 더 강력한 망원경을 통해 빈 공간처럼 보이는 성간 매질에서 새로운 사실을 발견할 것입니다. 


 참고 


M. A. Cordiner et al, Confirming Interstellar C60+ Using the Hubble Space Telescope, The Astrophysical Journal (2019). DOI: 10.3847/2041-8213/ab14e5

댓글 3개:

  1. 글을 퍼가두 되련지요 카폐에 공유 하겠습니다.

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  2. 출처랑 다 밝히구 퍼갈께요 부탁드립니다.^^

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