우주에너지 `실마리` 풀리나

류현진 강속구 버금가는 우주입자 북두칠성서 발견
우주에는 시속 153㎞에 달하는 류현진의 강속구가 지닌 어마어마한 운동에너지를 갖는 먼지보다 더 작은 양성자들이 존재한다. 박일흥 성균관대 교수 등이 참여한 국제공동 연구팀이 이 극한에너지를 뿜어내는 우주 영역을 발견했다.

국내외 연구자 125명으로 구성된 텔레스코프 어레이(Telescope Array) 연구팀은 미국 유타사막의 우주선관측소에서 2008년 5월부터 지난해 5월까지 5년간 72개의 극한에너지를 가진 '우주선'을 관측한 결과 이 중 19개가 '큰곰자리의 북두칠성' 근처에서 나오는 것을 발견했다고 8일 밝혔다.

우주선은 우주에서 지구로 떨어지는 모든 입자의 총칭으로, 수소핵이나 무거운 핵 그리고 전자, 감마선, 중성미자 등이 있다.

우주선 중에는 인간이 측정할 수 있는 에너지의 한계인 극한에너지를 가지고 있는 양성자들이 있는데, 이는 류현진 선수가 던지는 공에 실리는 운동에너지에 해당하지만 크기는 먼지보다 작아 실제 에너지는 엄청나다. 현재 인간이 만들 수 있는 에너지보다 1만배 이상으로 크며, 우주대폭발(빅뱅) 이후 수 초 내에 나타나는 정도의 에너지다.

극한에너지와 같은 막대한 에너지가 현재까지 남아 있는지, 또 어떻게 만들어졌는지는 미스터리 중 하나로 남아있다.

TA 공동연구팀은 극한에너지 우주선이 북두칠성 별자리에서 나오는 것을 규명, 극한에너지의 기원과 우주 생성 기원까지도 살펴볼 수 있는 초석을 마련했다.

박일흥 교수는 "이번 연구를 통해 극한에너지 우주선의 4분의 1이 우주하늘의 16분의 1에 해당하는 지점(즉위 146.6도, 적위 43.2도)에서 나온다는 것을 알 수 있었다"며 "그 영역을 집중적으로 관측할 경우 적어도 우주선 4개 중 1를 관찰할 수 있다는 것을 의미한다"고 설명했다.

그는 "이를 통해 극한에너지가 왜 존재하고, 어떻게 생성됐는지를 살펴볼 수 있는 기반이 마련됐고, 더 나아가 우주 기원 등 다양한 후속연구가 보다 활발해질 수 있을 것으로 전망된다"고 말했다. 총 125명으로 구성된 TA 공동연구팀에는 박일흥 교수를 비롯해 천병구·김항배 한양대 교수, 양종만 이화여대 교수, 류동수 울산과기대 교수, 권영준 연세대 등 한국의 과학자들이 참여하고 있다. 이번 연구결과는 미국의 천체물리학저널 '레터'에 실렸다.

백나영기자 100na@