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[IT뉴스]"별 탄생 초기 환경, 생각보다 복잡하다"…세계 최대 전파망원경으로 확인

온카뱅크관리자

2026-10-08 09:07:25

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 서울대 
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 <img alt="태아별 방출류의 충격파에 의해 발생하는 메탄올 메이저 방출 모습. 서울대 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/08/dongascience/20261008090146464lsms.png" data-org-width="595" dmcf-mid="U5gJcN71Rd" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/08/dongascience/20261008090146464lsms.png" width="658">
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 태아별 방출류의 충격파에 의해 발생하는 메탄올 메이저 방출 모습. 서울대 제공
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 태양과 비슷한 별의 탄생 초기부터 주변에 예상보다 복잡한 화학 환경이 존재한다는 사실이 세계 최대 전파망원경 관측을 통해 확인됐다.
 서울대는 이정은 물리천문학부 교수가 공동책임연구자로 이끄는 '칠레 아타카마 대형 밀리미터·서브밀리미터 집합체(ALMA)' 대형 관측 프로그램 'COMPASS' 연구팀이 초기 관측·분석 성과를 종합한 연구결과를 국제학술지 '천문학&amp;천체물리학(A&amp;A)'에 총 7개의 논문으로 발표했다고 8일 밝혔다.
 ALMA는 칠레에 설치된 세계 최대 전파망원경이다. COMPASS는 ALMA 관측 연구 프로그램으로 한국·일본·대만을 포함한 동아시아와 유럽, 북미 연구자들이 참여한다.
 ALMA는 감도가 높고 주파수 범위가 넓어 매우 약한 분자의 흔적을 검출하고 각 분자가 '태아별' 주변에 어떻게 분포하는지 높은 해상도로 지도화할 수 있다. 태아별은 주변의 기체와 먼지를 끌어모아 자라고 있는 완전히 탄생하기 전 단계의 어린 별이다.
 기존 연구가 개별 천체나 특정 분자에 집중했다면 ALMA 관측 자료로는 태아별마다 화학 조성이 어떻게 달라지고 진화하는지 직접 비교할 수 있다. 연구팀은 COMPASS 연구의 일환으로 태양과 비슷한 별로 성장하는 인근 저질량 태아별 11개를 ALMA로 100시간 이상 관측했다.
 COMPASS의 주요 발견 중 하나는 '메탄올 메이저'가 저질량 태아별 주변에 예상보다 흔하게 존재한다는 사실이다. 메이저는 특정한 물리 조건에서 분자가 전파를 증폭해 레이저처럼 밝고 좁은 방출선을 만드는 현상이다.
 지금까지 메탄올 메이저 연구는 주로 고질량 별 탄생 영역에 집중됐다. 태양과 비슷한 질량의 별이 형성되는 저질량 태아별에서는 드문 현상으로 여겨졌다.
 정재홍 서울대 연구원이 주도한 연구에서 새로운 302.9기가헤르츠(GHz)의 '클래스 I 메탄올 메이저' 주파수 신호가 확인됐다. 클래스 I 메탄올 메이저는 충돌·충격파에 의해 불안정해진 메탄올 분자가 만드는 강한 전파 증폭 방출이다. 별 주변의 방출류와 충격파 영역을 추적하는 데 유용하다.
 분석 결과 COMPASS가 조사한 11개 태아별 가운데 7개에서 동일한 메이저가 검출됐다. 메이저 방출은 가스 방출류와 충격파 부근에서 더 작고 매듭 같은 구조에 집중되는 경향을 보였다. 302.9GHz 메탄올 메이저가 저질량 태아별에서도 충격파와 가스 방출류의 위치를 추적하는 새로운 관측 도구로 활용될 수 있다는 뜻이다.
 또다른 COMPASS 주요 성과는 페르세우스 분자구름의 젊은 태아별 'IRAS 4A2'에서 '완전 중수소화 메탄올(CD3OD)'을 검출한 것이다. CD3OD는 메탄올 내 보통 수소 원자가 전부 더 무거운 동위원소인 중수소로 치환된 형태다.
 우주에서 중수소는 보통 수소보다 훨씬 희귀해 CD3OD를 검출하는 것은 매우 어렵다. 이번 관측을 통해 별과 행성이 완전히 형성되기 전 차가운 먼지 얼음 표면에서 일어나는 화학반응만으로도 중수소처럼 희귀한 분자 형태가 효율적으로 만들어질 수 있다는 사실이 확인됐다.
 COMPASS의 첫 7편의 연구는 희귀 동위원소 분자와 메이저뿐 아니라 젊은 별 주변의 화학 환경이 기존에 알려진 것보다 다양하고 역동적이라는 점을 보여준다. 이정은 교수는 "별 형성의 가장 초기 단계부터 주변 환경이 이미 매우 풍부한 화학을 가지고 있다는 뜻"이라고 설명했다.
 이어 "COMPASS를 통해 행성이 태어나기 이전에 화학적 복잡성이 어떻게 만들어지는지 구체적으로 보기 시작했다"고 말했다.
 연구팀은 앞으로 태아별 11개의 전체 자료를 계속 분석해 태아별 주변의 화학적 다양성이 태어난 분자구름 환경에서 물려받은 것인지, 별과 행성 형성 과정에서 새롭게 만들어지는 것인지 규명할 계획이다.
 &lt;참고 자료&gt; doi.org/10.1051/0004-6361/202558725 doi.org/10.1051/0004-6361/202558751 doi.org/10.1051/0004-6361/202558733 doi.org/10.1051/0004-6361/202558748 doi.org/10.1051/0004-6361/202558732 doi.org/10.1051/0004-6361/202558734 doi.org/10.1051/0004-6361/202659642
 [문혜원 기자 moony@donga.com]
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