[575호 2026년 2월] 뉴스 모교소식
이정은 교수팀, 혜성 속 규산염 결정 난제 풀어
이정은 교수팀, 혜성 속 규산염 결정 난제 풀어
원시 별 EC53를 둘러싸고 있는 가스와 먼지 원반. 노란색구는 별을 나타낸다.
혜성에서 발견되는 결정질 규산염은 극도의 고온에서만 형성되는 광물이지만, 혜성 대부분은 태양계 외곽의 영하 수십~수백 도 환경에서 머문다. 이 때문에 어디에서 형성돼 어떻게 혜성에 존재하게 됐는지는 오랜 난제로 남아 있었다.
물리·천문학부 이정은(지구과학교육91) 교수 연구팀은 제임스 웹 우주망원경(JWST)을 이용해, 태아별(young protostar)의 폭발적 질량 유입 과정이 결정질 규산염을 생성하고 외곽으로 운반할 수 있음을 관측으로 직접 입증했다. 이번 연구 성과는 최근 국제 학술지 ‘Nature’에 게재됐다.
연구팀은 뱀자리 성운에 있는 태아별 EC 53을 JWST의 적외선 분광장비로 관측했다. EC 53은 약 18개월 주기로 밝기가 급격히 증가하는 특징이 있어, 폭발 전·후를 비교 관측할 수 있는 이상적인 대상이다. 관측 결과, 폭발 단계에서 원시행성계원반의 내부 고온 영역에서 결정질 감람석과 휘석이 뚜렷하게 검출됐다. 이 같은 결과는 강한 가열이 규산염 광물을 순간적으로 결정화시킨다는 사실을 보여주는 첫 실증 증거다.
또한 연구진은 결정화된 규산염이 원반 내부에서 생성된 뒤, 원반 표면을 따라 바깥으로 빠르게 이동하는 원반풍(disk wind)을 통해 외곽으로 운반될 수 있음을 확인했다. 이는 결정질 규산염이 태양계 외곽까지 퍼져 나가 혜성 형성 영역에 존재하게 되는 물리적 과정을 설명하는 관측 증거다.
이번 연구는 별과 원반이 형성되는 초기 단계에서 고온 물질이 만들어지고, 이를 우주 공간 전체로 퍼뜨리는 물질 순환 과정을 처음으로 직접 관측했다는 점에서 천문학적 의미가 크다. 혜성과 행성이 만들어지는 메커니즘에 대한 이해를 넓히는 중요한 성과로 평가된다.