우리가 알고 있는 생명의 핵심 성분인 인은 우주에서는 상대적으로 희귀한 것으로 생각됩니다. 그러나 이제 천문학자들은 은하수 가장자리에서 놀라운 양의 인을 발견했는데, 이는 생명체가 우주에서 더 흔할 수 있음을 시사합니다. 지구상의 생명체는 질소, 탄소, 수소, 산소, 인, 황(NCHOPS)이라는 6가지 핵심 요소를 필요로 합니다. 이러한 원소의 대부분은 보통의 저질량 별이 수명을 다할 때 우주로 날아가기 때문에 상대적으로 얻기가 쉽습니다. 반면에 인은 훨씬 드물기 때문에 일반적으로 우주 생명체의 제한 요인으로 간주됩니다.
"인을 만들기 위해서는 일종의 폭력적인 사건을 거쳐야 한다"고 해당 연구의 교신 저자인 Lucy Ziurys는 말했습니다. "인은 초신성 폭발로 생성되며 이를 위해서는 태양 질량의 최소 20배에 달하는 별이 필요하다고 생각됩니다. 즉, 생명을 가지려면 초신성 근처에 있는 것이 좋습니다. 그것이 실제로 우주에서 유일한 인 공급원이 되려면 초신성 근처에 있어야 합니다."
그러나 새로운 연구에서 천문학자들은 "있어야 할" 곳에서 인을 발견했는데, 이는 인을 만드는 알려지지 않은 메커니즘이 우리가 생각했던 것보다 더 풍부할 수 있음을 시사합니다.
연구팀은 애리조나 전파천문대와 스페인 IRAM 전파망원경을 이용해 WB89-621이라는 분자구름을 관찰했다. 흥미롭게도 그들은 일산화인과 질화인의 명확한 징후를 발견했습니다.
구름은 은하수 중심에서 약 74,000광년 떨어져 있으며, 이는 이전에 인이 발견된 지역보다 거의 두 배 더 멀리 떨어져 있습니다. 은하수 바깥쪽에는 거대한 별을 형성할 물질이 충분하지 않으며, 별이 죽을 때 인을 생성합니다.
그럼 거기까지 어떻게 가나요? 이전에 제안된 메커니즘에는 중앙에서 인을 누출하여 디스크 전체에 뿌리는 "은하 분수"가 포함됩니다. 그러나 이를 뒷받침할 증거는 거의 없으며, 그러한 분수가 존재하더라도 약 3,000광년 이상 멀리 분출할 것으로 예상되지 않습니다. 대신에 연구팀은 저질량 및 중질량 별이 탄소 원자에서 중성자를 제거하고 이를 실리콘 원자에 추가함으로써 인을 생성할 수 있다고 믿고 있습니다.
Ziewurs는 "이것은 이론적으로 가설이므로 초신성 외에 인의 또 다른 원천을 잠재적으로 설명할 수 있으며 이제 이를 뒷받침할 좋은 증거가 있다고 생각합니다"라고 말했습니다. 다른 연구 그룹도 인의 공급원이 될 수 있는 인이 풍부한 별의 증거를 발견했습니다. 이 천체 화학적 발견은 외계 생명체에 중요한 영향을 미칠 수 있습니다. 인의 상대적 희소성은 우주 전체에 걸쳐 생명체의 확산에 엄격한 제한을 가할 것이라고 생각되어 왔지만, 인이 은하계 전체에서 발견된다면 아마도 우리는 유망한 행성을 너무 빨리 배제하게 될 것입니다."
우리가 알고 있는 생명체가 거주할 수 있는 행성이 되려면 모든 NCHOPS 요소가 있어야 하며 이러한 요소의 존재에 따라 은하수의 거주 가능 구역이 결정됩니다. 인의 발견으로 모든 인 원소는 이제 은하수 가장자리에서 발견되며, 이는 거주 가능 지역을 은하수 바깥쪽까지 확장합니다.
이번 연구는 네이처 저널에 게재됐다.