기본 콘텐츠로 건너뛰기

우주 이야기 1156 - 중성자별 충돌이 우주의 황금 광맥?



 (New research suggests binary neutron stars are a likely cosmic source for the gold, platinum, and other heavy metals we see today. Credit: National Science Foundation/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet)



 우주에 있는 무거운 원소들은 모두 별 내부에서 생성된 것입니다. 본래 우주 원소의 대부분을 차지했던 수소와 헬륨이 탄소, 산소, 철 같은 더 무거운 원소로 변할 수 있는 장소는 강력한 핵융합 반응이 일어나는 별의 내부 밖에 없습니다. 하지만 철보다 무거운 원소는 더 강한 에너지를 필요로 합니다. 이 에너지는 초신성 폭발 같은 특수한 상황에서만 나올 수 있습니다. 사실 금이나 백금 같은 귀금속은 모두 초신성 폭발에서 나왔다고 할 수 있습니다. 



 그런데 사실 초신성 폭발도 여러 가지 경우가 있을 수 있습니다. MIT와 뉴햄프셔 대학 (University of New Hampshire)의 과학자들은 중성자별 끼리의 충동이 가장 많은 금을 만들어 낼 수 있다는 연구 결과를 발표했습니다. 



 무거운 중성별이나 블랙홀의 충돌은 우주에서 가장 강력한 에너지를 방출합니다. 하지만 상식적으로 생각해보면 블랙홀이 충돌할 때 방출되는 물질은 거의 없을 것입니다. 블랙홀끼리의 충돌은 아예 물질이 방출될 수 없고 블랙홀과 중성자별 충돌도 중성자별이 블랙홀에 흡수하는 방식으로 이뤄지기 때문에 충돌 에너지로 인해 빠져나오는 물질은 많지 않을 것입니다. 반면 중성자별 끼리의 충돌은 상당한 에너지와 물질을 방출할 수 있습니다. 



 연구팀은 2017년 LIGO가 포착한 중성자별 충돌에서 매우 무거운 원소가 대량으로 생산된 증거를 찾았습니다. 연구팀의 추산에 따르면 지구에서 1억 3000만 광년 떨어진 중성자별 충돌로 생성된 금의 양은 지구 질량의 몇 배에 달할 정도로 많습니다. 



 연구팀은 여러 가지 시뮬레이션을 통해 이런 중성자별 끼리의 충돌이 중성자별 - 블랙홀 충돌의 경우보다 100배 많은 무거운 원소를 생성한다는 증거를 발견했습니다. 사실 지난 25억년 동안 생성된 철보다 무거운 원소는 대부분 중성자별 충돌로 만들어졌을 가능성이 있습니다. 



 여기에는 귀금속이나 희토류 생성보다 더 중요한 의미가 담겨 있습니다. 방사성 붕괴를 일으키는 무거운 원소가 없다면 지구의 지각 운동이나 화산 활동은 불가능하며 지금의 지구 생태계도 불가능했을지 모릅니다. 따라서 중성자별 충돌이 잘 일어나지 않는다면 우리도 존재하지 않았을 수 있습니다. 



 아무튼 중성자별 충돌이 우주의 황금 광맥 역할을 했다는 사실이 재미있습니다. 



 참고 



https://phys.org/news/2021-10-neutron-star-collisions-goldmine-heavy.html


 Hsin-Yu Chen et al, The Relative Contribution to Heavy Metals Production from Binary Neutron Star Mergers and Neutron Star–Black Hole Mergers, The Astrophysical Journal Letters (2021). DOI: 10.3847/2041-8213/ac26c6
라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

벨 V-280 Valor 시험 비행 성공

( The V-280 Valor flew for the first time at Bell Helicopter's Amarillo Assembly Center in Texas(Credit: Bell Helicopter/YouTube) )  앞서 소개드린 V-280 발러가 첫 번째 비행 테스트에 성공했다는 소식입니다. V-22 오스프리의 소형화 버전이라고 할 수 있는 V-280 발러는  미 육군의 차세대 헬기 사업인 Future Vertical Lift (FVL)에 입찰을 시도하는 틸트로터기로 현재 미 육군이 주력으로 사용하는 블랙호크 헬기와 비슷한 체급입니다. 다만 틸트로터기인 만큼 최고 속도나 항속 거리면에서 더 유리합니다. 스펙은 이전 포스트를 참조해 주시기   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/221115245986  (동영상)   V-280 발러는 틸트로터기의 더 대중화 될 수 있을지를 검증하는 중요한 무대가 될 것입니다. V-22 오스프리의 경우 복잡한 구조로 인해 가격이 너무 비싸져서 사실 미국은 몰라도 그 동맹국에 널리 도입되기는 어려운 부분이 있습니다. V-280 역시 가격이 아주 저렴할 것 같지는 않지만, 좀 더 합리적인 대안은 될 수 있을 것 같습니다. 만약 성공적인 결과가 나오면 한국을 포함한 미국의 동맹국에서 도입을 검토할 수 있을지 모르겠다는 생각입니다.   참고  https://newatlas.com/bell-v-280-valor-maiden-flight/52663/
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

세상에서 가장 큰 벌

( Wallace's giant bee, the largest known bee species in the world, is four times larger than a European honeybee(Credit: Clay Bolt) ) (Photographer Clay Bolt snaps some of the first-ever shots of Wallace's giant bee in the wild(Credit: Simon Robson)  월리스의 거대 벌 (Wallace’s giant bee)로 알려진 Megachile pluto는 매우 거대한 인도네시아 벌로 세상에서 가장 거대한 말벌과도 경쟁할 수 있는 크기를 지니고 있습니다. 암컷의 경우 몸길이 3.8cm, 날개너비 6.35cm으로 알려진 벌 가운데 가장 거대하지만 수컷의 경우 이보다 작아서 몸길이가 2.3cm 정도입니다. 아무튼 일반 꿀벌의 4배가 넘는 몸길이를 지닌 거대 벌이라고 할 수 있습니다.   메가칠레는 1981년 몇 개의 표본이 발견된 이후 지금까지 추가 발견이 되지 않아 멸종되었다고 보는 과학자들도 있었습니다. 2018년에 eBay에 표본이 나왔지만, 언제 잡힌 것인지는 알 수 없었습니다. 사실 이 벌은 1858년 처음 발견된 이후 1981년에야 다시 발견되었을 만큼 찾기 어려운 희귀종입니다. 그런데 시드니 대학과 국제 야생 동물 보호 협회 (Global Wildlife Conservation)의 연구팀이 오랜 수색 끝에 2019년 인도네시아의 오지에서 메가칠레 암컷을 야생 상태에서 발견하는데 성공했습니다.   메가칠레 암컷은 특이하게도 살아있는 흰개미 둥지가 있는 나무에 둥지를 만들고 살아갑니다. 이들의 거대한 턱은 나무의 수지를 모아 둥지를 짓는데 유리합니다. 하지만 워낙 희귀종이라 이들의 생태에 대해서는 거의 알려진 바가 없습니다.  (동영상)...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기