IBS, 금성 구름 '100년 미스터리' 해독 기준 정립

[충청뉴스 이성현 기자] 가시광선 영역에서는 옅은 노란색으로 보이지만 자외선 관측 시 뚜렷한 무늬를 드러내는 금성 구름 속 '미확인 흡수물질'의 화학적 정체를 밝혀낼 정량적 표준 기준이 국내 연구진이 포함된 국제 공동연구팀에 의해 제시됐다.

기초과학연구원(IBS)은 행성대기 그룹 이연주 CI가 미국 응용분자진화재단 얀 스파체크 박사 연구팀은 금성 관측 데이터에 복사전달 모델을 결합해 구름방울 속 액체의 자외선·가시광선 흡수계수를 산출했다고 27일 밝혔다.

금성 구름의 얼룩덜룩한 무늬는 100여 년 전부터 알려졌으나 복잡한 다중 산란 효과로 인해 실제 액체 자체의 빛 흡수율을 추정하기 어려워 개별 후보 물질의 타당성을 정량 평가할 수 없었다.

연구팀은 미확인 흡수물질이 365~455nm 파장 대역에서 길어질수록 흡수율이 급격히 감소하며 특히 375nm 파장에서 흡수계수가 약 1278cm⁻¹에 달한다는 사실을 확인했다.

이는 해당 물질이 빛을 매우 강력하게 흡수하거나 구름방울 내에 매우 높은 농도로 존재해야만 우주에서 관측되는 무늬를 형성할 수 있음을 뜻한다.

분석 결과에 따르면 파장 증가에 따른 흡수율의 가파른 감소세는 무작위 유기물이 뒤섞인 타르형 혼합물보다는 명확하고 일정한 화학구조를 지닌 물질일 가능성을 시사한다.

연구진은 공액 유기분자인 포르피리노이드 계열 수준의 고효율 물질이라도 최소 10g/L 수준의 농도가 필요하다고 계산했으나, 생명체 입증이나 유기물 확정을 의미하는 것은 아니라고 선을 그었다.

이번 성과는 원격 관측값을 실험실 분광분석 지표인 흡수계수로 환산함으로써 향후 실험실 화학 검증 및 현장 탐사의 확실한 선별 기준을 구축했다.

특히 민간 우주기업 로켓랩(Rocket Lab)의 금성 탐사 프로젝트 '모닝스타'에 탑재될 자가형광 네펠로미터 장비와 연계돼 금성 구름 입자의 형광 신호 및 유기분자를 직접 측정하는 현장 조사에 핵심 자료로 활용될 예정이다.

연구팀은 향후 이번 연구에서 제시한 흡수 효율과 농도 조건을 바탕으로, 유기물과 무기물 후보가 금성 구름과 유사한 고농도 황산 환경에서 어떤 흡수 특성을 나타내고 화학적으로 얼마나 안정하게 유지되는지를 실험적으로 검증할 계획이다.

이와 함께 금성 구름 입자의 성분과 형광 특성을 현장에서 측정한다면 후보 물질의 범위를 더욱 좁힐 수 있을 것으로 기대하고 있다.