서울대학교는 일본, 한국, 미국, 네덜란드의 14명의 천문학자로 구성된 ‘국제공동 JWST cycle 1 프로젝트팀’이 태아별 주변에서 복합 유기분자 얼음 스펙트럼을 검출하는 데 성공했다고 13일 밝혔다.

이번 프로젝트는 일본 RIKEN의 연구원인 ‘Yao-Lun Yang’ 박사가 주도하고 있으며, 한국에서는 서울대학교 물리천문학부의 이정은 교수와 연구조원 김철환 학생, 그리고 한국천문연구원의 박사후 연구원인 김재영 박사가 참여하고 있다고 학교 측은 설명했다.

서울대학교에 따르면 이 연구팀은 제임스 웹 우주망원경에 장착된 중적외선 분광기(The Mid-Infrared Instrument)를 이용해 어린 태아별 4개에서 얼음 상태의 분자 탐사를 진행하고 있으며, 그중 하나인 ‘IRAS15398-3359’가 지난 5월에 첫 번째 탐사 대상으로 관측이 됐다. ‘IRAS15398-3359’는 지구로부터 약 500광년 떨어진 Lupus I 이라는 암흑분자 구름 중심에서 막 태어나기 시작한 태아별이다.

CORONIS (COMs ORigin Investigated by the Next-generation Observatory in Space) 라는 이름의 이 프로젝트의 주 임무는 태아별 주변부에 있는 얼음 상태의 물질 중에서 유기분자들이 얼마나 많이, 어떤 조성을 가지고 있는지 조사하는 것이다.

이 조사의 궁극적 목적은 우리 태양계와 비슷한 별이 형성되는 과정에서 생명의 기원이 되는 유기분자가 어떻게 만들어지고 진화하여 행성에 포함되는지, 즉 어떻게 우리가 여기에 존재하게 되었는가 하는 것이다.

JWST(제임스 웹 우주망원경)는 기체 상태의 유기분자가 관측된 태아별 바로 인접한 곳까지 분해해서 관측할 수 있기 때문에 얼음 상태에서 일어나는 화학 연구를 획기적으로 진전시키고 있다.

지금까지 CORINOS 프로젝트는 최근 관측으로 5~28 마이크론 영역의 중적외선 스펙트럼에서 간단한 얼음분자인 CO2, H2O, CH4와 유기분자인 H2CO, CH3OH, HCOOH을 매우 뚜렷하게 검출하였고, 약하긴 하지만 C2H5OH 와 CH3CHO도 분명하게 검출했다.

이와 함께, 중성분자인 H2, CO, H2O의 방출스펙트럼과 이온 상태의 원자인 Ne+ 와 Fe+ 의 방출스펙트럼도 검출하였는데, 이것은 태아별이 분출하는 물질과 주변 성간물질이 상호작용을 강하게 하고 있음을 암시한다. 이러한 상호작용은 중적외선 카메라로 얻어진 영상에서도 잘 포착됐다.

Yao-Lun Yang 박사가 이끄는 이 프로젝트의 나머지 3개 태아별에 대한 관측은 내년 봄 이뤄질 것으로 보이며, 이정은 교수가 유럽과 미국 천문학자들과 공동으로 책임지고 있는 ALMA Cycle 9 Large Program인 COMPASS (Complex Organic Molecules in Protostars with ALMA Spectral Surveys)는 이번에 JWST로 관측된 IRAS15398-3359을 포함하여 11개의 태아별에 대해 기체 상태의 유기분자 서베이를 2023년 상반기에 수행할 예정이다.

JWST로 관측되는 얼음 상태의 유기분자와 ALMA로 관측되는 기체 상태의 유기분자의 성분과 함량의 결합은 유기분자가 어떻게 형성되어 별 탄생 과정 동안 어떤 진화를 겪게 되는지 이해하는 최초의 시도가 될 것이다. 이정은 교수가 이끌고 있는 한국팀은 두 프로젝트에서 관측자료의 분석과 더불어 이론적 화학모델 계산을 수행하여 관측결과 해석에 기여를 할 것으로 기대하고 있다고 서울대는 설명했다.

베타뉴스 강규수 기자 ()
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