▲ 서울대 구본철 교수

[충청포스트] 미래창조과학부와 한국연구재단은 생명체를 구성하는 6대 필수원소 중 하나인 인(P, 燐)의 생성과 기원을 처음으로 확인한 서울대 물리·천문학부 구본철 교수(58)를 이달의 과학기술자상 9월 수상자로 선정했다.

인는 유전정보를 담고 있는 DNA의 뼈대를 이루며 사람의 뼈를 구성하는 주요성분으로서 탄소, 수소, 질소, 산소, 황과 함께 지구 생명체의 탄생 및 유지에 필수적원소이나 아직 그 생성현장이 확인된 적은 없었다.

구 교수는 1680년경 폭발한 초신성의 잔해 카시오페이아 에이(Cassiopeia A)에 대한 적외선 분광관측을 통해서 질량이 큰 별의 중심에서 핵융합에 의해 인이 생성되고 초신성 폭발시 우주공간으로 퍼져나간다는 이론을 입증한 업적을 인정받았다.

138억 년 동안 약 50년마다 한 번씩 은하 곳곳에서 초신성이 폭발하면서 우리 은하 전역에는 생명체에 필수적인 무거운 원소들이 가득 차 있다.
  
은하의 화학적 진화에 관한 많은 관측결과들이 이를 뒷받침하고 있지만 인의 경우 그 생성현장이 확인되지 않아 초신성 잔해에서 인의 함량을 정확히 측정하는 것이 관건이었다.

구 교수는 초신성이 폭발하고 남은 잔해인 카시오페이아 에이(Cassiopeia A)의 적외선 분광자료에 독창적인 방법을 적용, 방출선의 세기를 정량분석했다.
  
그 결과 인(P)과 철(Fe) 두 원소의 상대적 개수비가 태양계나 우리 은하에서 일반적으로 관측되는 양의 백 배에 달하며 이처럼 인의 함유량이 높은 것은 초신성에서 인이 생성되어 우주공간으로 퍼져나갔음을 시사하는 것이다.

초신성 잔해 카시오페이아 에이 이미지 :(왼쪽) Cas A의 삼색 합성 이미지. 붉은색은 근적외선 철(Fe) 원소의 방출선 이미지로 온도 10,000℃의 초신성 물질 분포를 나타내고 녹색은 찬드라(Chandra) X-선(4.20-6.40 keV) 이미지로 초신성 폭발파에 의해 가열된 기체와 상대론적 전자들의 본포를 나타낸다. 한편 청색은 찬드라 X-선(6.52-6.94 keV) 철(Fe) 원소의 방출선 이미지로 20,000,000℃의 초신성 물질분포를 나타낸다. (오른쪽) 근적외선 분광관측이 수행된 슬릿 위치를 Cas A의 근적외선 철(Fe) 원소방출선 이미지에 표시한 것. + 기호는 초신성 잔해의 역학적 중심을 나타낸다. <그림 출처 = 사이언스>]

구 교수는 토론토대 및 하버드 스미소니언 천체물리연구소와 공동으로 이러한 연구결과를 지난해 12월 사이언스지를 통해 발표했다. 사이언스지는 편집자의 칼럼을 통해 이 연구결과를 “we are stardust”라는 제목으로 소개하는 등 학계의 큰 주목을 받았다.