제임스 웹 우주망원경(JWST)이 오리온성운 내 행성이 형성되고 있는 원반(disk)에서 성간(interstellar) 화학 반응에 중요한 역할을 하는 '메틸 양이온'(CH₃+)을 태양계 밖에서는 처음으로 포착했다.

27일 프랑스 툴루즈대학 올리비에 베르네 박사팀은 과학저널 '네이처'(Nature)에서 JWST 관측을 통해 지구에서 약 1천500광년 떨어진 오리온성운의 행성 형성 원반에서 메틸 양이온 분자를 처음으로 발견했다고 밝혔다.

메틸 양이온은 기체 상태의 성간 환경에서 유기 화학 반응이 시작되는 데 핵심적인 역할을 할 것이라는 가설이 1977년 제기됐으나 지금까지 태양계 밖에서 이 물질이 관측된 적은 없었다.

▲ 웹망원경이 다양한 적외선으로 관측한 외계행성 원반.

연구팀은 태양계 밖에서 메틸 양이온을 검출하는 것은 쉽지 않은 일이었다며 이번 발견은 태양계 밖의 천체 환경에서 일어나는 화학 반응을 연구할 수 있는 가능성을 높여주는 것이라고 설명했다.

베르네 박사팀은 이 연구에서 JWST가 초기 운영을 통해 오리온성운의 오리온자리 '검'(sword) 부분에 있는 원시행성 형성 원반(d203-506)을 관측한 데이터를 분석했다.

이 원시행성 원반은 질량이 태양의 약 5분의 1 정도인 별 d203-506을 중심으로 행성의 원료가 되는 물질들이 원반 형태를 이루고 있다.

분광 분석 결과 원시행성이 만들어지고 있는 이 영역에 'CH₃+'가 존재하는 것으로 밝혀졌다.

연구팀은 이 메틸 양이온의 기원을 조사한 결과 중심 별이 내뿜는 자외선에 의해 가스 상태의 유기화학 반응이 일어나면서 이 물질이 만들어진 것으로 추정된다고 밝혔다.

연구팀은 그러나 우주 유기 화학에서 'CH₃+'가 하는 정확한 역할을 완전히 이해하기 위해서는 이 분자의 들뜬 상태나 화학 및 분광학적 특성 등에 관해 풀어야 할 의문들이 여전히 남아 있다고 지적했다.

과학팀  press@jeonpa.co.kr

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