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우주 이야기 816 - ALMA가 발견한 물과 유기물



(Illustration highlighting ALMA's high-frequency observing capabilities. Credit: NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello)


 천문학자들이 세계 최대의 전파 망원경인 ALMA의 성능을 한계까지 끌어내 역대 가장 높은 주파수에서 관측에 성공했습니다. Atacama Large Millimeter/sub Millimeter Array라는 이름처럼 ALMA는 밀리미터와 서브 밀리미터파 관측을 위한 전파 망원경입니다.


 ALMA의 관측 영역은 파장에 따라 band 1에서 10까지 나뉘는데 band 10은 0.3-0.4mm 혹은 787-950 GHz 파장으로 실제로는 관측에 거의 사용되지 않습니다. 지표에 도달하기 전에 대기에 대부분 흡수되기 때문입니다. 하지만 미 국립 전파 망원경 관측소의 브렛 맥기어 (Brett McGuire, National Radio Astronomy Observatory)와 그의 동료들은 민감한 리시버와 좋은 기상 조건의 도움으로 이 파장에서 관측에 성공했습니다. 


 관측 대상은 지구에서 4300광년 떨어진 고양이 발 성운 Cat's Paw Nebula (NGC 6334I)로 이전 관측에서 새로운 아기별이 탄생하는 장소로 알려졌습니다. 연구팀은 놀랍게도 여기서 중수 (heavy water)의 파장을 찾아 냈습니다. 중수소와 산소로 이뤄진 중수의 파장은 수증기가 풍부한 지구 대기에서 쉽게 흡수되기 때문에 지상에서는 관측이 어려웠으나 이번에 성공한 것입니다. 




 ALMA band 10 관측 결과는 이 성운의 아기별에서 물 분자를 포함한 강력한 제트가 방출된다는 점을 시사합니다. 하나의 별인지 여러 별인지는 알 수 없지만, 새로 태어나는 별과 행성에 물이 풍부하다는 점은 분명합니다. 더 흥미로운 부분은 여기서 생각보다 더 복잡한 유기물인 glycolaldehyde (HC(O)CH2OH)도 같이 검출되었다는 점입니다. 고양이 발 성운은 물과 유기물이 풍부한 성운으로 보입니다. 


 아마도 태양계 역시 이와 비슷한 환경에서 태어났을 것입니다. 생명체를 품기 위해 그런 것은 물론 아니지만, 결론적으로 지구처럼 생명체가 넘치는 행성이 탄생할 수 있었습니다. 그리고 그런 행성계는 우리 은하에도 하나 둘이 아닐 것입니다. 그 기원을 찾기 위해 앞으로도 연구가 계속될 것입니다.


 참고 


First results of an ALMA band 10 spectral line survey of NGC 6334I: Detections of glycolaldehyde (HC(O)CH2OH) and a new compact bipolar outflow in HDO and CS, Astrophysical Journal Letters (2018). DOI: 10.3847/2041-8213/aad7bb , https://arxiv.org/abs/1808.05438 

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