지난 2016년 1월 태양을 돌아나간 혜성 '카탈리나'(C/2013 US10)의 꼬리에서도 탄소가 확인된 것으로 학계에 보고됐다. 이는 지구 생명체의 출발점이 혜성이 가져다준 탄소일 수 있다는 점을 더욱 뒷받침해주는 것으로 제시됐다.

미국 항공우주국(NASA)에 따르면 미네소타대학 천체물리학연구소의 찰스 우드워드 교수가 이끄는 연구팀은 혜성 카탈리나의 먼지 꼬리에서 풍부한 탄소를 발견한 결과를 학술지 '행성과학저널'(Planetary Science Journal)에 발표했다.

연구팀은 NASA와 독일항공우주센터(DLR)가 보잉 747기를 개조해 운영하는 '성층권적외선천문대'(SOFIA)의 적외선 장비를 이용해 지구를 1억1천만㎞까지 접근해 지나간 카탈리나의 먼지 꼬리를 관측했다.

▲ 태양계 안쪽으로 진입한 오르트구름발 혜성 상상도.

혜성 카탈리나는 태양계 끝 오르트 구름에서 온 것으로 처음이자 마지막으로 태양에 접근한 뒤 태양계 밖으로 빠져나갔다.

우드워드 교수는 "탄소는 지구 생명의 기원을 알아내는 열쇠"라면서 "지구가 형성될 때 충분한 탄소를 갖고 있었는지는 아직도 확신하지 못하고 있으며, 따라서 탄소가 풍부한 혜성이 생명체 탄생으로 이어진 필수 요소인 탄소를 전달해준 중요한 원천일 수 있다"고 했다.

연구팀은 SOFIA를 이용해 카탈리나의 꼬리를 형성하고 있는 먼지와 가스의 성분을 관측해 탄소가 풍부히 함유돼 있다는 것을 확인했으며, 이는 카탈리나가 원시 태양계의 외곽에서 형성된 것임을 보여주는 것으로 해석했다.

탄소는 생명체에 없어서는 안 될 핵심 원소지만 지구를 비롯한 태양계 안쪽의 암석형 행성에서는 초고온 형성과정을 거치며 살아남지 못했을 것으로 추정돼 왔다. 반면 태양계 바깥쪽의 목성이나 해왕성과 같은 대형 가스 행성들은 더 낮은 온도에서 형성돼 탄소가 존재할 수 있는 것으로 여겨져 왔다.

태양계에서 가장 큰 행성인 목성은 거대한 중력으로 탄소가 태양계 안쪽으로 들어와 섞이는 것을 차단하는 역할을 해왔는데, 목성의 공전 궤도가 약간씩 바뀌면서 혜성이 태양계 안쪽으로 들어와 지구와 화성 등에 충돌하며 탄소를 전달하는 역할을 하게 된 것으로 연구팀은 설명했다.

연구팀은 혜성 카탈리나의 풍부한 탄소는 태양계 안쪽의 탄소가 희박한 영역에서 초고온 과정을 거쳐 형성된 행성이 어떻게 생명체 원소를 갖게 됐는지를 설명해주는 것이라고 밝혔다.

우드워드 교수는 "모든 암석형 행성은 탄소 등을 가진 혜성이나 다른 작은 천체가 부딪힐 수 있는 대상"이라면서 "행성 형성 초기에 일어난 충돌이 어떻게 생명체 출현을 촉진하게 됐는지를 이해하는데 점점 더 가까워지고 있다"고 했다.

연구팀은 오르트구름의 다른 혜성들도 탄소를 풍부하게 가졌는지를 파악하려면 더 많은 관측이 이뤄져야 한다면서, 이런 관측은 혜성이 탄소를 비롯한 생명체 원소를 가져다줬다는 점을 뒷받침하게 될 것"이라고 했다.

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