“우주선(線) 기원은 ‘초신성’ 확인”_베타 혈액 검사가 잘못될 수 있습니다_krvip

우주에서 지구를 향해 쏟아지는 우주선(宇宙線)의 기원 중 하나가 수명이 다해 폭발하는 별, 즉 초신성일 것이라는 학계의 오랜 가설을 입증하는 확실한 증거가 마침내 발견됐다고 스페이스 닷컴과 BBC 뉴스가 14일 보도했다. 미국 스탠퍼드 대학 과학자들은 미항공우주국(NASA)의 페르미 광역망원경(LAT)을 이용해 양성자가 우주에서 다른 입자들과 충돌할 때 생기는 매우 특이한 빛을 발견, 이를 추적한 결과 먼 초신성임을 밝혀냈다고 사이언스지에 발표했다. 연구를 이끈 슈테판 풍크 박사는 미국 과학진흥협회(AAAS) 연례회의에서 연구 내용을 발표했다. 우주선은 현재 지구상의 실험실에서는 도달할 수 없는 수준의 높은 에너지를 가진 미립자와 그 방사선, 또 이들이 대기의 분자와 충돌해 2차적으로 생긴 높은 에너지의 미립자와 그 방사선을 모두 가리키는 것으로 전자에서부터 원자핵, 반물질에 이르기까지 매우 광범위하지만 그 중 90%는 양성자(수소의 원자핵)이다. 1912년 오스트리아 과학자 빅토르 헤스가 대기권보다 높이 기구(氣球)를 띠워 우주선의 존재를 처음 확인했지만 그 기원에 관해서는 100년이 지나도록 확실히 밝혀지지 않았다. 과학자들은 오래전부터 지구에서 포착되는 우주선 가운데 상당 부분이 초신성 폭발에 의해 가속화했을 것으로 추정해 왔지만 이를 입증할 증거가 모호했다. 그 이유 중 하나는 양성자가 양(陽)의 전기를 띠고 있어 자기장을 만나면 방향이 바뀌기 때문에 과학자들이 확신을 갖고 추적할 수 없었던 것이다. 즉 양성자가 지구에 도달할 무렵엔 모든 방향으로부터의 플럭스(flux: 주어진 방향에 대해 수직인 단위 면적을 통해 단위 시간당 특정 물리량이 수송되는 비율)를 가진 등방성(等方性)을 띠게 되는 것이다. 연구진은 이처럼 아무리 보아도 똑같은 우주선 대신 이미 알려진 사건과 관련 있는 특징적인 빛 신호, 그 중에서도 특히 `파이온 붕괴' 현상을 페르미 망원경으로 추적했다. 빛에 가까운 엄청난 속도로 진행하는 우주선과 초신성 주위의 가스·먼지 구름 속에 들어 있는 그보다 느린 양성자가 충돌하면 `파이중간자', 또는 파이온이라고 불리는 원자핵보다 작은 소립자가 생겨난다. 파이온은 높은 에너지를 내는 빛, 즉 감마선으로 급속히 붕괴하는데 감마선은 자기장의 영향을 받지 않으므로 곧장 진행한다. 연구진은 이런 방식으로 페르미 LAT를 향해 직선으로 이동한 감마선을 포착했고 그 발원지를 추적해 초신성 IC433과 W44의 잔해임을 밝혀냈다. 쌍둥이자리의 IC433은 지구로부터 약 5천 광년, 독수리자리의 W33은 1만 광년 거리로 둘 다 우리은하 안에 있으며 모두 파이온 붕괴로부터 생길 것으로 예상되는 유형의 감마선을 방출한다. 연구진은 그러나 이 연구를 통해 초신성이 우주선을 생성한다는 사실은 입증됐지만 그것이 대부분의 우주선을 생성하는지, 또는 우주선을 만들어내는 다른 중요한 발생원이 있는지는 확실치 않다고 밝혔다. 학자들은 거대한 블랙홀들을 보다 강력한 우주선 발생원으로 추정하고 있다. 연구진은 또 "흥미롭게도 초신성 폭발 자체로 양성자에 가속도가 붙는 것이 아니라 폭발에 의해 생겨 성간 우주로 퍼져 나가는 충격파 속에서 가속도가 붙는 것으로 밝혀졌다"고 말했다. 양성자들은 충격파의 전단부와 만날 때마다 속도가 높아져 마침내 빛에 가까운 속도로 지구에 도달하게 된다는 것이다. 연구진은 앞으로 양성자보다 높은 에너지를 가진 우주선의 기원도 추적할 계획이라고 밝혔다.