초신성, 지구 대멸종의 방아쇠를 당겼다? 새 가설 주목

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수억 년 전, 지구는 두 차례의 대멸종을 겪었다. 오르도비스기와 데본기 후기에 각각 발생한 이 사건들은 해양 생물의 60~70%를 사라지게 했고, 생태계 구조를 근본적으로 바꾸어 놓았다. 오랫동안 명확한 원인이 밝혀지지 않았던 이 멸종들의 배후에, 최근 한 연구가 우주에서의 극단적인 천체 현상, 즉 초신성 폭발을 지목했다.

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초신성은 거대 항성이 생을 마감하며 일으키는 폭발로, 강력한 감마선과 우주선(cosmic rays)을 방출해 수천 광년 너머까지 영향을 미친다. 연구진은 이처럼 가까운 거리에서 일어난 초신성 폭발이 지구 대기의 오존층을 파괴하고, 그 결과 강한 자외선이 지표에 도달해 대규모 생물종의 붕괴를 초래했을 가능성을 제시했다. 생명체를 키운 우주의 별이, 아이러니하게도 생명의 위기를 불러온 셈이다.

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초신성, 진화사에 개입했을 가능성

영국 킬 대학교(Keele University) 연구팀이 발표한 새로운 연구에 따르면, 과거 지구에서 발생한 최소 두 차례의 대규모 멸종 사건이 인근 우주에서 발생한 초신성(supernova) 폭발과 관련이 있을 수 있다. 초신성은 태양보다 수십 배나 무거운 별이 수명을 다할 때 일어나는 거대한 폭발 현상이다. 이 과정에서 막대한 에너지와 함께 무거운 원소들이 우주로 퍼져나간다.

 

초신성은 우주에 생명의 재료를 뿌리는 창조자이지만, 동시에 파괴자이기도 하다. 만약 이 폭발이 지구와 너무 가까운 거리에서 발생한다면, 대기의 오존층을 파괴하고 산성비를 유발하며 태양의 자외선을 그대로 지구 표면에 쏟아붓는다. 이는 곧 지구 생명체에게 재앙이 될 수 있다.

 

 

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새 연구에 따르면, 지구 역사에서 발생한 최소 두 차례의 대멸종이 가까운 곳에서 일어난 초신성 폭발 때문일 수 있다. 사진은 그 사례 중 하나로 꼽히는 '초신성 1987A'의 모습이다. 이 초신성은 우리 은하와 가까운 이웃 은하인 대마젤란 은하(Large Magellanic Cloud)에 위치해 있다.

[사진=NASA, ESA, R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Gordon and Betty Moore Foundation), and M. Mutchler and R. Avila (STScI)]

 

 

초신성이 지구 생명의 암흑기 주도?

연구진이 주목한 두 시기는 각각 약 4억 4,500만 년 전의 오르도비스기 대멸종(Ordovician extinction)과 약 3억 7,200만 년 전의 데본기 후기 대멸종(Late Devonian extinction)이다.

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오르도비스기 멸종은 해양 생물의 60%를 휩쓸었으며, 당시 대부분의 생명체가 바다에만 살고 있던 시기였다. 데본기 후기 멸종은 전체 종의 약 70%를 사라지게 했고, 이후 고대 물고기의 다양성에 큰 변화가 나타났다.

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이 두 사건 모두 오존층 손상과 관련이 있다는 가설이 존재했으나, 뚜렷한 원인은 밝혀지지 않았다. 그러나 이번 연구는 “지구 근처에서 발생한 초신성 폭발이 오존층 파괴의 결정적 요인이었을 수 있다”는 새로운 증거를 제시한다.

 

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65광년 이내 초신성 발생률, 멸종과 일치

연구진은 태양에서 약 3,260광년(1킬로파섹) 이내에 존재하는 ‘OB형’ 거대 항성들의 분포를 조사했다. OB형 별은 수명이 짧지만 초신성으로 진화할 가능성이 높은 별들이다. 이 조사를 통해 얻은 데이터로, 연구팀은 약 65광년(20파섹) 이내에서의 초신성 발생률을 계산했다.

그 결과, 이 지역 내 초신성 발생 빈도가 과거 대멸종 시기와 놀라울 정도로 일치했다. 연구를 이끈 알렉시스 킨타나 박사(스페인 알리칸테 대학교)는 “초신성은 새로운 별과 행성을 만드는 데 필요한 무거운 원소를 공급하지만, 지구처럼 생명체가 존재하는 행성 근처에서 폭발하면 매우 치명적일 수 있다”고 설명했다.

 

킬 대학교의 천문학자 닉 라이트 박사도 “이번 연구는 초신성이 지구 생명에 끼친 잠재적 영향력을 과학적으로 뒷받침하는 자료”라고 덧붙였다.

 

 

 

초신성이 지구 생명의 암흑기를 이끌었을까?

 

 

초신성, 가까운 미래엔 안심해도 될까

다행히도 현재 지구 가까이에서 곧 폭발할 것으로 보이는 초신성 후보는 거의 없다. 천문학자들이 예의주시하는 대표적인 별은 안타레스(Antares)와 베텔게우스(Betelgeuse)인데, 두 별 모두 지구로부터 500광년 이상 떨어져 있어, 이들이 초신성으로 폭발하더라도 당장은 큰 위협이 되지 않을 것으로 분석된다.

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컴퓨터 시뮬레이션 결과에 따르면, 초신성이 지구 생명체에 실질적인 영향을 미치려면 대략 30광년 이내에서 폭발해야 하며, 현재 그 범위 내에 위협적인 후보는 존재하지 않는다.

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하지만 우주는 정지된 공간이 아니다. 항성의 탄생과 진화, 이동은 지금 이 순간에도 이어지고 있으며, 지구와 가까운 거리에서 다시 초신성이 일어날 가능성은 장기적 관점에서 결코 배제할 수 없다. 그렇기 때문에 항성의 분포와 수명을 추적하고, 잠재적 초신성 후보를 조기에 파악하는 연구는 생명 보호 차원을 넘어, 태양계 환경 전반을 이해하기 위한 중요한 과학적 과제가 되고 있다.

 

 

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