오늘은 네 가지 소식입니다. 소행성 베누에서 가져온 가루가 뜨거운 안쪽과 차가운 바깥쪽 재료가 섞인 자리에서 태어났다고 말했고, 이온 열세 개짜리 양자 장치가 입자가 새로 생겨나는 과정을 흉내 냈습니다. 얼음 위성의 지하 바다는 큰 위성에서는 큰 충돌에도 남고 작은 위성에서는 사라졌으며, 향 나는 세정제는 방 안에서 아주 작은 알갱이를 잔뜩 만들어 냈습니다.
우주
오시리스-렉스가 가져온 베누의 가루에서 철·티타늄·크로뮴을 재어 보니, 태양계 안쪽 재료와 바깥쪽 재료가 고루 섞여 있었습니다.
태양계가 만들어질 때 어린 태양에서 어느 거리를 넘어가면 물이 얼음으로 있을 수 있게 됩니다. 그 경계를 눈선이라고 부릅니다. 안쪽은 뜨거워 돌만 남고, 바깥쪽에는 얼음이 있습니다.
연구진은 오시리스-렉스 탐사선이 2023년에 지구로 보낸 베누의 가루를 정밀하게 분석했습니다. 원소들의 무게가 조금씩 다른 형제들, 곧 동위원소의 비율을 보면 그 재료가 태양계의 어디서 왔는지 알 수 있습니다. 철과 티타늄은 가루 전체에 고루 퍼져 있었습니다. 안쪽 재료와 바깥쪽 재료가 한데 잘 섞였다는 뜻입니다. 연구진은 목성이 커지면서 굵은 먼지는 막고 고운 먼지만 흘려보낸 탓에 이렇게 섞였다고 봅니다. 물을 품은 광물이 많은 것도 눈선 근처에서 얼음이 증발해 넘어온 흔적으로 읽힙니다.
아틀라스 눈으로 보면9월 24일 이 자리에는 태양계의 첫 덩어리들이 얼음보다 불에 구워진 알갱이를 골라 먹었다는 연구가 있었습니다. 오늘 소식은 그 이야기의 다음 장입니다 — 조금 뒤에 만들어진 천체에는 불과 얼음이 함께 들어갔습니다. 「우주 달력」의 한 칸 안에서 벌어진 일의 순서가 이렇게 채워집니다.
조심할 것베누 한 천체의 가루에서 읽은 것입니다. 지구의 물이 어디서 왔는지까지 이것으로 정해지는 것은 아닙니다.
출처 · Space.com (Science Advances)
물리
듀크 대학 연구진이 이온 열세 개를 늘어놓은 양자 장치로, 잡아당기던 끈이 끊어지며 새 입자 쌍이 생기는 과정을 재현했습니다.
쿼크처럼 서로 묶인 입자를 억지로 떼어 놓으면 이상한 일이 생깁니다. 멀어질수록 사이에 에너지가 쌓이고, 어느 순간 그 에너지가 새 입자 한 쌍으로 바뀌어 튀어나옵니다. 그래서 떼어 내려 해도 홀로 남는 입자를 얻을 수 없습니다. 끈을 당기다 끊으면 두 토막이 되는 것과 비슷해서, 끈 끊어짐이라고 부릅니다. 이런 일은 가속기 안이나 아주 어린 우주처럼 극한에서나 볼 수 있습니다.
연구진은 이 상황을 식으로 옮겨 이온 열세 개가 갇힌 사슬에 새겨 넣었습니다. 이온마다 레이저로 상태를 정하고, 서로 주고받는 힘을 조절해 시간이 흐르는 대로 두었습니다. 그러자 끈이 끊어지며 전하가 나타나는 흐름이 그대로 나왔습니다. 구글과 다른 회사도 각각 다른 방식의 양자 장치로 비슷한 결과를 얻었습니다.
아틀라스 눈으로 보면자료실 「중이온가속기」는 세상에 없는 원자핵을 만들어 보는 장치를 다룹니다. 오늘 소식은 같은 물리를 다른 방법으로 다룹니다 — 실제로 부딪히는 대신, 규칙만 옮겨 담아 작은 장치에서 흉내 내는 것입니다. 「양자컴퓨터가 나오면 모든 문제가 풀린다」가 말하는 진짜 쓸모가 어디인지도 여기서 갈립니다.
조심할 것이 규모는 보통 컴퓨터로도 계산할 수 있습니다. 실제로 답을 내놓는 것은 아직 앞의 일이고, 이번에는 방법이 통한다는 것을 보였습니다.
출처 · ScienceDaily (듀크 대학)
우주
얼음 위성에 큰 충돌이 일어나는 상황을 계산해 보니, 반지름 천 킬로미터가 넘는 위성은 바다를 지켰고 작은 위성은 잃었습니다.
토성과 목성, 그리고 더 먼 행성들의 얼음 위성 가운데 여럿은 얼음 껍질 아래에 물바다를 품고 있습니다. 생명을 찾을 만한 곳으로 꼽히는 자리입니다. 그런데 이 위성들은 오랜 세월 큰 충돌을 여러 번 겪었습니다. 바다가 그것을 견뎠을까요.
미국 메릴랜드 대학과 NASA 고더드 연구진은 위성이 충돌로 부서지고 다시 뭉치는 과정을 계산했습니다. 반지름이 천 킬로미터를 넘는 큰 위성은 충돌 뒤에도 바다를 지킬 수 있었습니다. 반면 작은 위성은 바다를 잃기 쉬웠습니다. 얼음 껍질이 이불처럼 열을 붙잡아 주는데, 충돌로 그 이불이 흐트러지면 열이 우주로 빠져나가 바다가 얼어 버리기 때문입니다. 충돌이 없던 바다를 새로 만들어 주는 일도 없었습니다.
아틀라스 눈으로 보면「우주 달력」에서 태양계가 만들어지는 칸 다음에는 부딪치고 깨지는 시절이 길게 이어집니다. 오늘 소식은 그 난폭한 시절을 지나고도 물이 남을 수 있느냐는 물음입니다. 남을 수 있는 쪽은 덩치가 큰 위성이었습니다 — 유로파와 엔셀라두스가 여기 듭니다.
조심할 것컴퓨터 계산입니다. 충돌이 바다를 새로 만들어 주지는 않았고, 작은 위성에서는 있던 바다마저 사라지는 쪽이었습니다.
출처 · Nature Astronomy (메릴랜드 대학)
화학
세정제의 향 성분이 실내 오존과 만나 몇 분 안에 아주 작은 알갱이를 엄청나게 많이 만들어 낸다는 측정 결과가 나왔습니다.
솔잎이나 귤껍질 향을 내는 물질들은 공기 중 오존과 잘 반응합니다. 반응하면서 새 분자가 생기고, 그것들이 서로 붙어 아주 작은 알갱이가 됩니다.
미국 퍼듀 대학 연구진은 실제 집처럼 만든 실험실에서 향이 든 세정제와 식물 향 소독제를 쓰고, 공기 중 기체와 알갱이를 실시간으로 쟀습니다. 크기가 1나노미터에서 30나노미터쯤 되는 알갱이가 뿌린 지 몇 분 안에 엄청나게 많이 생겼습니다. 이렇게 작은 알갱이는 코와 목에서 걸리지 않고 폐 깊은 곳까지 들어갑니다. 연구진은 청소하는 동안 숨으로 들이마시는 양이 도로의 자동차 배기에서 들이마시는 양에 견줄 만하다고 했습니다. 향이 없는 제품을 쓰고, 창을 열어 환기하고, 오존을 내는 기계와 함께 쓰지 말라는 것이 연구진의 조언입니다.
아틀라스 눈으로 보면자료실 「나노」는 작게 만들면 왜 다른 것이 되는지를 다룹니다. 같은 물질도 알갱이가 작아지면 몸에 들어가는 길이 달라집니다. 향이 난다는 것은 그 물질이 공기 중에 떠 있다는 뜻이고, 떠 있는 것은 반응도 합니다.
조심할 것알갱이가 생기는 것과 마시는 양을 잰 연구이고, 그것이 병을 일으키는지는 이번에 확인하지 않았습니다. 학회에서 발표한 내용입니다.
출처 · ScienceDaily (퍼듀 대학)