인간은 별의 조각으로 이루어져 있다. (2/3)

인간은 별의 조각으로 이루어져 있다. (2/3)

==그러나 ‘생명의 재료’는 우주에서 어떻게 탄생했을까?==

 

 

현재 우주에 존재하는 물질의 구성(바리온계 기준)

우주에 존재하는 일반 물질 대부분은 여전히 수소와 헬륨이다. 원소의 질량 비율로 보면, 현재도 여전히

수소: 약 74%

헬륨: 약 24%

산소·탄소·철 등 무거운 원소: 합쳐서 약 2%

이다.

이 ‘고작 2%’의 무거운 원소가 바로 우리 몸, 행성, 대기, 모든 생명 활동을 형성하는 주역이다.

즉, 우리는 우주 속에서도 매우 특수한 존재라고 할 수 있다.

그렇다면 빅뱅 당시에는 거의 존재하지 않았던 이 무거운 원소들은 도대체 어디에서 온 것일까?

그 2%는 어디서 왔을까?

 

(1) 항성 내부의 ‘원소 공장’

별(여기서는 엄밀히 말해 항성을 뜻한다)의 내부에서는 수천만~수억 도라는 고온·고압 환경에서 핵융합 반응이 일어나고 있다. 이것이 바로 별이 눈부시게 빛나는 이유이다. 흔히 “태양 같은 항성은 스스로 타면서 빛난다”라는 표현을 쓰지만, 여기서 “탄다”는 것은 모닥불 같은 ‘연소’가 아니라, 핵융합 반응을 통해 열과 빛이 만들어지는 것을 의미한다.

 

(2) 초신성 폭발이라는 ‘우주의 대가마’

철보다 무거운 원소, 예를 들어 금이나 우라늄 같은 원소는 항성 내부에서는 생성되지 않는다. 이들은 거대한 질량을 가진 별이 생을 마감할 때 일어나는 ‘초신성 폭발’과 같은 극단적인 환경 속에서 처음으로 만들어진다.

또한 더 무거운 원소들은 중성자별끼리의 충돌(킬로노바)과 같은, 우주에서 가장 격렬한 부류의 현상 속에서 탄생한다고 여겨진다. 킬로노바에서는 금, 백금과 같은 특히 무거운 원소들이 대량으로 생성되는 것으로 생각된다.

 

참고로, 인류가 처음으로 킬로노바를 관측한 것은 2013년으로, 비교적 최근의 일이다. 이 발견은 감마선 폭발 관측을 통해 이루어졌다. 이후에도 감마선 폭발을 통해 몇 차례 관측되었으며, 중력파 관측을 통해서도 킬로노바가 확인되었다. 이 부분은 또 다른 기회에 더 다루고자 한다.

이처럼 우리 몸과 지구, 나아가 태양계를 이루는 원소들은 긴 우주 진화의 과정 속에서 생성되어 왔다.

* 출처=Forbes JAPAN

https://forbesjapan.com › サイエンス › 宇宙