[우리가 몰랐던 우주] 황금은 어디서 왔을까..우리 은하에만 지구 1억개 분 존재

이성주 기자 승인 2020.10.21 17:11 의견 0
(자료=유튜브 채널 '신박과학' 방송 캡처)

[디지털머니=이성주 기자] '황금'은 오랜 시간 인류의 부(富)를 나타내는 중요한 지표였다. 금을 다른 금속과 구별하는 표현 외에도 귀중하고 가치가 있는 것을 비유적으로 이르는 말로 '황금'이 쓰일 정도다. 

그렇다면 엄청난 양의 황금을 만날 수 있는 곳이 있다면 어떨까. 쉽게 셀 수 없는 양의 황금. 지구 1억개 분의 황금이라는 타이틀이 더욱 시선을 끈다. 유튜브 채널 '신박과학'은 '무언가가 우주에 "금(Gold)"을 쏟아내고 있지만 정체는 알 수 없습니다'라는 영상을 통해 우주 속 황금에 대한 신비를 소개했다.

허트 포드셔 대학의 천체 물리학자 치아키 고바야시 박사 연구팀은 우리 은하에 존재하는 무수한 황금과 그 원인에 대한 새 소식을 전했고 연구 결과는 천체물리학 저널 레터(Astrophysical Journal Letters) 최신호에 게재됐다.

■ 알 수 없는 금의 기원..핵융합 통해 만들어진다

과학자들은 주기율표 위의 원소 기원에 대한 연구를 꾸준히 진행했다. 하지만 원소 금의 기원은 쉽게 알아내지 못했다. 금이 만들어지려면 79개 양성자와 118개 중성자가 결합해 단일 원자핵을 이뤄야 한다. 간단히 핵융합을 통해 만들어진다는 설명이다.

하지만 금을 만들어낼 수 있을 정도로 강력한 핵융합은 우주에서 자주 일어나지 않는다. 우리 은하에만 지구 1억개 분의 금이 존재한다고 하는데 그만큼의 핵융합을 우주에서 찾아보기는 어렵다는 것이다. 

과학자들은 우주 속 금의 기원을 연구하면서 가장 먼저 초신성과 중성자 별 충돌을 주목했다. (자료=유튜브 채널 '신박과학' 방송 캡처)

중성자 별의 충돌 혹은 초신성에서 금 발생?

금의 기원에 대해서는 첫 번째 가설로 중성자 별의 충돌과 초신성 제기된다. 중성자 별의 충돌은 양성자와 중성자가 결합해 만들어진 원자핵을 우주로 분출하고 이 과정에서 금이 만들어진다는 것이다.

하지만 과거 과학자들의 연구에서는 중성자 별 충돌의 희귀성을 고려하지 않았다는 문제가 있었다. 과학자들은 충돌의 빈도수를 계산했고 가장 높은 예측 빈도수조차 우주의 금  양을 설명하기엔 모자랐다.

초신성은 어떨까. 가설에 따르면 매우 빠른 회전 속도와 자기장으로 인해 초신성의 내부와 외부는 뒤집어지게 되고 이때 금의 핵으로 가득 차 있는 내부 물질이 우주로 빠르게 뿜어져 나올 수 있다.

그러나 금의 핵이 우주로 나왔다 하더라도 금이 될 가능성이 희박하고 별의 내부에서 금이 이미 만들어진 상태로 분출될 가능성이 이보다 더 낮다고 확인됐다.

■ 풀리지 않은 미스터리 '황금'

고바야시 박사 연구팀은 우주 황금의 기원을 연구하기 위해 기존 논문 341개를 분석했고 데이터를 모아 시뮬레이션하는 작업을 해냈다. 그 결과 다양한 원자의 기원을 확인할 수 있었다. 하지만 금에 대한 수수께끼는 도저히 풀 수 없었다.

탄소-12라는 가벼운 원자와 우라늄-238같은 매우 무거운 원자의 기원을 알아냈다. 스트론튬은 중성자 별의 충돌에 의해 만들어진다는 것이 확인됐다. 그동안 설명할 수 없었던 유로퓸의 기원은 자기 회전 초신성으로 풀이할 수 있었다.

그러나 금에 대해서는 아직 명확히 밝혀진 바가 없다. 과학자들은 아직 우리가 모르는 무언가가 금을 대량으로 만들어내고 있는 것이라 추정할 뿐이다. 

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