[디지털머니=이성주 기자] 태양 동력 공급의 미스터리가 풀릴 것으로 기대를 모은다. 태양 속 유령입자를 발견했다는 발표가 나왔기 때문. 유령 입자는 태양의 핵과 같은 고에너지 환경에서 만들어지는 중성미자를 가리킨다. 기본 입자 중 하나로 전하를 띠지 않고 질량이 매우 작다는 특성을 가진다.

유튜브 채널 '신박과학'은 '과학자들은 마침내 가설 속의 태양 입자를 처음으로 발견했습니다'라는 영상을 통해 오랜 연구와 노력 끝에 발견된 유령 입자에 대해 소개하고 있다. 이번 연구는 출판 전 논문사이트 arXiv 에 게재된 후 검토 진행 중으로 소개됐다.

■ 1930년대부터 예측된 CNO 중성입자

과학자들은 올 여름 태양에서 나온 희귀한 유령입자를 발견했다. 이 입자는 1930년대 부터 태양의 내부에서 독특한 융합 과정에 의해 만들어질 것으로 예측되어온 것으로 이르은 CNO 중성미자다.

태양의 내부에는 두 가지 유형의 핵융합 반응이 일어난다. 그 중에서도 주목할 반응은 CNO 순환이라고 하는 일반적이지 않은 6단계 과정이다. 태양의 수소가 탄소, 질소 및 산소를 이용해 CNO 순환 과정을 거쳐 헬륨으로 융합된다. 그리고 예전부터 과학자들은 이 CNO 순환 과정에서 만들어지는 CNO 중성미자를 발견하지 못했다. 가설의 영역에서만 존재됐던 것이다.

■ 이탈리아 보렉시노 검출기의 반응

이탈리아에 있는 보렉시노 검출기는 올해 CNO 중성미자를 처음으로 감지하는데 성공했다. 보렉시노는 중성미자의 상호작용을 연구하기 위해 만들어진 검출기다.

중성미자가 보렉시노에 들어오면 전자와 상호작용해 밝은 빛을 만들어낸다. 그리고 이번에 관측된 빛은 기존의 것보다 훨씬 더 높은 밝기와 에너지로 나타났다. 기존 발견된 것이 아닌 CNO 순환 과정에서 만들어진 CNO 중성미자일 가능성이 매우 높다는 것을 의미한다. 이 입자가 중성미자가 아닐 확률은 350만 분의 1에 불과한 것으로 전해졌다.

■ 태양 작동 원리 이해에 다가서다

이번에 관측된 CNO 중성미자는 태양과 같은 항성이 어떻게 작동하는지에 대한 이해를 높여줄 수 있다. 또한 탄소, 질소 및 산소와 같은 수소보다 무거운 금속성 원소들이 태양에 얼마나 많이 있는지를 밝혀내는데 도움을 줄 수도 있다.

특히 우리는 아직도 태양이 얼마나 많은 금속성을 함유하고 있는지 정확하게 결론 짓지 못하고 있다. CNO 중성미자의 비율 연구는 태양의 금속 함량을 높게 예측하는 모델과 반대로 낮게 예측하는 모델에 대한 퍼즐도 풀어낼 수 있을 전망이다.

디지털머니 이성주 기자 reeskk@naver.com 이성주 기자의 기사 더보기

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