(This manganese crust started to grow about 20 million years ago. It grew layer by layer until it was retrieved a few years ago and analyzed in the Maier-Leibnitz-Laboratory at the Technical University of Munich. In layers that are around 2.5 million years old, the researchers found iron-60 and elevated levels of manganese-53. Their occurrence is evidence of a near-Earth supernova 2.5 million years ago. Credit: Dominik Koll / TUM)
초신성 폭발은 우주 어디에서든 발생할 수 있습니다. 지구 역시 오랜 세월 동안 태양계 근처에서 폭발한 초신성으로 인해 영향을 받았을 가능성이 있습니다. 일부 과학자들은 아직도 그 원인을 모르는 대량 멸종의 원인이 초신성 폭발일지 모른다고 생각하고 있습니다. 증명하기는 쉽지 않지만, 이론적으로 불가능한 일은 아니기 때문입니다. 태양계는 은하계를 끊임없이 이동하기 때문에 수백만 년 전 근방에서 초신성이 폭발했다고 해도 우리가 모르고 있을 가능성은 충분합니다.
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뮌헨 공대 (Technical University of Munich (TUM))의 연구팀은 깊은 바닷속에 있는 망간각 (manganese crust)에서 철 60 (iron-60) 및 망간 53 (manganese-53) 동위원소를 측정해 250만년 전 지구 근처에서 폭발한 초신성의 증거를 찾아냈습니다. 참고로 망간각은 망간단괴와 비슷하게 망간과 철 같은 금속 덩어리가 바다 깊은 곳에 존재하는 것이지만, 사실 생성과정이나 금속의 양, 분포는 전혀 다르다고 합니다. 이에 대한 정보는 아래 지식백과를 참조해주십시요.
지식백과: https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5684848&cid=64516&categoryId=64516
망간각은 암석 위에 철-망간 수산화물이 각질처럼 자라난 것이기 때문에 만약 여기에 동위원소가 섞여 들어간다면 수백만년 동안 정보를 보관하고 있을 수 있습니다. 연구팀은 지구 망간의 대부분인 망간 55에 섞여 있는 미량의 망간 53 동위원소를 조사했습니다. 망간 53은 주로 우주에서 온 미세 운석과 먼지에서 기원하기 때문입니다. 만약 강력한 우주 방사선이 있는 경우 망간 53은 더 많이 관찰될 수 있습니다.
연구팀은 250만년 전 망간 53 농도가 갑자기 올라갔을 뿐 아니라 철 60의 농도도 많이 올라갔음을 확인했습니다. 연구팀에 의하면 이는 태양 질량의 11-25배에 달하는 별이 태양계 주변에서 폭발한 증거입니다. 다만 이 초신성 폭발이 지구에 미친 영향은 확실치 않습니다. 어쩌면 우주 방사선의 증가로 지구에 구름이 더 많이 형성되었을 수도 있지만, 이것이 지구 기후나 생물종 멸종에 영향을 주었는지 인과 관계를 밝히기는 어렵다는 것입니다.
아무튼 대략 250만년 전 지구 근처에서 초신성이 폭발했다는 증거들은 이전 연구에서도 나온 적이 있기 때문에 그 가능성을 배제하기는 어렵습니다. 아마도 이 정도 시간이라면 태양의 이동 방향을 역으로 추산해서 어떤 초신성인지 알아낼 수도 있을 것 같은데 과연 그 초신성의 잔해는 어디 있을지 궁금합니다.
참고
https://phys.org/news/2020-09-stellar-explosion-earth-proximity.html
G. Korschinek et al, Supernova-Produced Mn53 on Earth, Physical Review Letters (2020). DOI: 10.1103/PhysRevLett.125.031101
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