5년여 만에 밝혀낸 ‘속도의 비밀’

최초 관측 성간 물체 ‘오무아무아’
시속 31만 5000㎞로 초고속 여행
내부 고밀도 ‘분자 수소’가 추진력

소행성 ‘류구’서 비타민B3 검출
“생명체 핵심 물질들, 지구로 전달
초기 생명 탄생·유전 형성에 도움”

2017년 10월 19일 미국 하와이대 연구진은 태양계를 매우 빠른 속도로 지나가는 천체를 발견했다. 미국 항공우주국(NASA) 관측 프로그램으로 확인한 결과 최초의 인터스텔라(성간) 천체라는 사실이 밝혀졌다. 그래서 이 천체에는 하와이어로 ‘저 멀리에서 최초로 도착한 메신저’라는 뜻의 ‘오무아무아’(Oumuamua)라는 이름이 붙여졌다. 오무아무아를 관측한 지 5년이 훌쩍 지났음에도 그 정체에 대해서는 여전히 명확하게 밝혀내지 못하고 있다.

오무아무아의 엄청난 이동 속도도 과학자들의 궁금증을 자극했다. 오무아무아는 태양계를 지나갈 때 속도가 무려 시속 약 31만 5000㎞에 달했다. 태양계를 향해 날아오는 혜성의 속도는 크기에 따라 다르겠지만 2021년 12월 지구를 최근접해 지나간 레너드 혜성의 속도가 시속 25만㎞였다는 점을 떠올리면 오무아무아의 속도는 놀랍다.

미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 화학과, 시카고대 지구물리과학과, 코넬대 천문학과, 칼 세이건 연구소 공동 연구팀은 성간물체인 오무아무아의 속도의 비밀을 밝혀내고 그 결과를 과학저널 ‘네이처’ 3월 23일자에 발표했다.

보통 태양계로 날아드는 혜성은 먼지나 얼음조각, 돌멩이로 만들어져 태양에 가까워질수록 가스와 먼지를 방출하면서 뒤쪽으로 불꽃과 긴 꼬리가 만들어진다. 가스가 방출되면서 혜성의 가속도를 높이는데 오무아무아에서는 혜성 활동의 전형적인 흔적을 찾을 수가 없을 뿐만 아니라 혜성의 일반적인 비행 속도를 넘어선다. 이런 점들 때문에 과학자들이 오무아무아의 본질을 정확하게 파악하는 데 어려움을 겪었다.연구팀은 실험과 관측 데이터를 분석한 결과 오무아무아 내부에 갇혀 있는 고밀도의 ‘분자 수소’가 태양에 가까워지면서 빠르게 배출되면서 엄청난 속도가 만들어진다고 밝혔다. 오무아무아는 겉모양은 암석이지만 내부에 분자 수소가 가득한 것으로 연구진은 예측했다. 또 오무아무아는 혜성이나 소행성이 형성되던 태양계 형성 초기 단계에서처럼 고밀도의 분자 수소가 가득한 얼음 행성에서 기원했을 것이라고 연구팀은 밝혔다.

한편 미일 공동 연구팀은 하야부사2 우주선이 소행성 류구에서 채취한 표본을 분석한 결과 생물 신진대사에 중요한 역할을 하는 비타민B3를 검출했다고 밝혔다. 연구에는 일본 홋카이도대 저온과학연구소, 해양연구개발부, 게이오대, 규슈대, 도쿄대, 도호쿠대, 교토대, 히로시마대, 항공우주연구개발기구(JAXA) 우주과학연구소(ISAS), 가나가와 기술연구소, 나고야대, NASA 고다드 우주비행센터가 참여했다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 3월 22일자에 발표됐다.

JAXA는 2014년 하야부사2를 발사해 2019년 류구에 착륙시켜 암석과 토양을 채취한 뒤 지구로 보내 1년 뒤인 2020년 이를 받았다. 이후 지금까지 전 세계 과학자들과 다양한 분석을 실시하고 있다. 지난해에는 보내온 암석 시료에서 물방울을 찾았고 지난 2월에는 다양한 유기물을 검출했다는 발표가 있었다.

이번에는 생명체의 핵심인 RNA의 구성 물질 중 하나인 우라실과 육상생물의 신진대사를 촉진하는 비타민B3를 검출한 것이다. 연구를 이끈 야스히로 오바 홋카이도대 교수는 “소행성에서 형성된 이런 물질들이 지구로 전달돼 초기 생명 탄생과 유전적 기능을 형성하는 데 도움을 줬을 것으로 보인다”고 설명했다.