우주 먼지에 대하여

우주에 존재하는 우주 먼지는 죽어가는 별에서 생겨,새로운 별을 탄생시키고 지구와 같은 행성을 형성하는 기본 재료가 됩니다.우주는 매우 어둡고 우주 먼지는 아주 작아 눈에 잘 띄지 않습니다.46억년 전에 태양계 탄생 당시 생성된 경우가 많이 초창기 태양계에 대한 정보를 제공하는 중요한 단서이기도 합니다.뿐만 아니라 우리는 우주 먼지 연구를 통해 태양계 뿐 아니라 우주 전반의 별의 탄생 및 소멸 과정에 대한 실마리를 얻을 수 있습니다.한국 천문 연구원은 이런 우주먼지 연구를 통해 초신성이 폭발할 때나 무겁고 아린 별에서 나오는 강한 빛에 의해 우주 먼지가 쪼개질 수 있다는 새로운 원리를 발견하기도 했습니다.우주먼지는 우주공간에 있는 0.1 이하의 크기를 갖는 작은 먼지들입니다.우주의 별들은 빛을 내기 위한 활동을할 때 가스를 생성 하는데 이 가시들이 아주로 퍼져 우주 먼지가 됩니다.가스 구름은 온도가 낮을수록 더 잘 뭉치고 커지기 쉬운데 우주로 퍼진 우주 먼지가 별빛을 가리면 빛을 받지 못한 부분에 있는 가스 구름의 온도가 낮아집니다.따라서 우주먼지가 모여 점점 불어나고 또 다른 별들을 형성합니다.우주 먼지는 별과 행성이 탄생하는 초기 단계에서 중요한 역할을 하며,별의 마지막 단계에서 별의 흐름의 형태로 질량이 방출되는 현상인 항성풍을 유발합니다.또한 이산화탄소와 물뿐만 아니라 유기 분자도 우주 먼지 표면에서 형성되는 것으로 알려졌습니다.그동안 천문학자들이 풀지 못한 우주먼지의 비민 중 하나는 초신성,무겁고 밝은별,킬로노바,블랙홀 근처 등 강력한 광원 주변에 수십 나노미터 크기의 작은 먼지 알갱이가 이보다 훨씬 큰 알갱이에 비해 더 많다는 사실입니다.우주먼지가 쪼개지는 이유에 대한 기존 이론에는 우주 먼지가 뜨거운 우주 플라즈마 속에 있을 때 플라즈마의 양자들이 먼지를 계속 때림으로써 표면으로부터 분자와 원자로 파괴된다고 설명하는 양성자 때림 이론,충격파 안에서 먼지와 먼지가 집접 충돌하여 부서진다는 파쇄이론,빛이나 전자가 먼지에 충돌하여 먼지가 뜨거워져서 부서진다는 승화이론이 있습니다.그러나 강력한 광원 주변에서 나타나는 이러한 특이 현상은 기존 이론으로는 설명할 수 없는 내용들입니다.

우주 먼지는 주로 어떤 원소들로 이뤄져 있을까요.우리 주변의 먼지는 흙이나 모래에서 미롯한 미네랄이나 동물의 각질,식이섬유 조각 등 각종 무기질과 유기물로 이뤄져 있지만 우주먼지는 상대적으로 단순합니다. 작은 얼음 알갱이나 규산염,탄소 등이 대부분 입니다.금이나 우라늄 같은 아주 무거운 원소를 함유한 먼지도 소량 존재하는데 이들은 초신성 폭발로 만들어졌습니다.별의 핵융합으로 만들 수 있는 원소는 철이 한계입니다. 그보다 무거운 원소는 대부분 중성자포획으로 만들어집니다.우주먼지에서 나오는 빛의 파장을 분석하면 대략적인 성분을 알 수는 있지만 정확한 성분은 물론 우주먼지 자체가 어떻게 생겼는지는 알수 없습니다.과학자들은  우주먼지를 채집하려고 시도해왔는데 가장 유명한 프로젝트가 바로 미국 항공우주국이 진행한 스타더스트 미션입니다.1999년 발사된 탐사선은 빌트로 불리는 혜성에 접근해 우주먼지를 채취해오는 임무를 맡았습니다. 스타더스트호는 5년 가까이 날아가 2004년 1월 2일 마침내 얼음 덩어리인 혜성의 주변을 통과하며 가스와 먼지를 포집 하였습니다.혜성과 탐사선은 서로 빠른 속도로 엇갈려 지나치기 때문에 먼지를 온전한 상태로 포집하기가 어렵습니다.연구자들은 해결책으로 에오로젤이라는 특수 물질을 이용했습니다.에어로젤은 99.8%가 빈 공간인 나노 다공성 물질로 에어로젤에 들어온 먼지입니다.다공성인 젤 내부를 통과하면서 감속돼 붙잡힙니다.

지구에 떨어진 운석에서 50억년 전의 우주먼지가 발견되기도 했습니다.이는 지구는 물론 태양도 만들어지기 전으로 지금까지 지구에서 발견된 고체 물질 중 가장 오래된 것입니다.태양계 밖에서 날아온 인터스텔라 먼지인 셈입니다. 미국 시카고대학교 연구진은 미국립과학원회보에 이런 내용을 담은 연구결과를 발표했습니다.연구진은 1969년 호주 머치슨 인근에 떨어진 운석에서 우주에서 날아온 먼지인 알갱이를 분리했습니다.운석은 산에 녹여 불순물을 없애는 방식을 사용했습니다.알갱이는 크기가 8마이크로미터 정도로 매우 작아 수백개를 뭉쳐나도 점 하나 크기에 불과합니다.이들은 수십억 년 동안 변하지 않은 운석에 갇여 있어 태양 이전의 역사를 보여줄 타임캡술입니다.필립 헤크 시카고대 교수는 이번 연구를 통해 우주 먼지의 생애를 집접적으로 측정할 수 있었다면서 우주 먼지는 지구에 도달한 가장 오래된 물질이며 이를 통해 이전의 어미 별이나 우리 몸에 있는 탄소나 우리가 숨 쉬는 산소의 기원을 알 수 있으며 태양 형성 이전으로 추적해 올라 살 수 있다고 말하였습니다.