고에너지 우주선, 그 비밀을 벗기다

우주에서 지구로 쏟아지는 고에너지 우주선(cosmic rays, 宇宙線)은 약 50년 전에 처음 발견됐다.이 후 고에너지 우주선은 과학자들의 커다란 수수께끼 중 하나였다. 지금까지 이에 대해 가장 우세했던 이론 중 하나는 이런 우주선이 우리 은하의 중심에서 왔다는 것이었다.

하지만, 이 고에너지 우주선이 우리 은하 바깥에서 왔다는 것을 확인한 논문이 과학잡지 사이언스지에 실렸다고 21일(현지시간) IT매체 엔가젯이 보도했다.

고에너지 우주선이 지구로 쏟아지는 모습을 표현한 이미지 랜더링 (사진= A. Chantelauze, S. Staffi, and L. Bret)

지난 12년 간 과학자들은 고에너지 우주선이 어디로 오는 지를 파악하기 위해 아르헨티나에 있는 피에르아우거관측소를 사용해왔다. 2000년에 완공된 피에르아우거관측소는 약 1,600개의 우주선 탐지기들이 3,000평방 킬로미터에 흩어져 있어 고에너지 우주선을 관찰하고 있다.

피에르아우거관측소에 설치되어 있는 우주선 탐지기 (사진=피에르아우거관측소)

연구진들은 그 동안 연구한 결과를 종합해, 대부분의 우주선 입자가 지구가 속해 있는 우리 은하의 중심과는 다른 방향에서 나온다는 것을 발견했다. 입자의 방향이 120도 정도 떨어져 있었다고 연구진들은 지적했다.

피에르아우거관측소 디렉터 그레고리 스노우는 "고에너지 우주선 입자가 태양계가 포함된 우리 은하에서 나오지 않는다는 것을 확인했다. 우주선 입자들은 본질적으로 은하계 밖에서 왔을 가능성이 높다”고 말했다.

이번 발견은 여러 가지 이유로 중요하다고 엔가젯은 평했다. 고에너지 우주선은 우주 탄생의 시작인 빅뱅의 남은 잔재다. 때문에 우주선에 대해 많이 알게 되면, 우주와 우주 안에 속해있는 지구의 위치를 이해하는 데 큰 도움이 된다.

"이 입자의 기원을 이해하게 될수록 우주의 기원, 빅뱅, 은하와 블랙홀이 어떻게 형성되는지에 대해 더 많이 알 수 있을 것으로 보인다.”고 그레고리 스노우는 말했다.

하지만 더욱 큰 이유가 있다. 이런 고에너지 우주선은 강력한 방사선을 뿜어내고 있기 때문에 우주여행을 하는 인간에게는 커다란 위협이 된다. 우리가 향후 화성을 비롯한 기타 행성에 사람을 보내고, 더 나아가 우주 거주지역을 만들기 위해서는 이 치명적인 방사선으로부터 인간을 보호하는 방법을 찾아야만 한다. 고에너지 우주선이 어디에서 왔는지 알아내는 것은 인간이 우주로 진출하기 위한 첫 단추이기도 하다고 엔가젯은 분석했다.