[미디어파인 칼럼 = 이상원 기자] 별이 블랙홀에 너무 가까이 다가갈 때는 불꽃이 튀게 된다. 그리고 이런 현상은 중성미자라고 불리는 아원자 입자들도 그렇다. 이런 극적인 빛은 초대질량 블랙홀이 먼 별을 찢을 때 결과를 보여준다. 두 번째로 고에너지 중성미자가 이러한 파괴 사건 중 하나에서 왔을지도 모른다고 연구에서 보고되었다.
전하가 없는 이 가벼운 입자들은 우주를 가로질러 움직이며 지구에 도착하자마자 발견될 수 있다. 이러한 지피 중성미자의 기원은 물리학에서 큰 수수께끼이다. 그것들을 만들기 위해서는 중성미자를 생성할 하전 입자를 급격하게 가속하기에 조건이 딱 맞아야 한다. 과학자들은 우주 입자 가속기의 가능성 있는 후보들을 줄 세우기 시작했다. 2020년에 연구자들은 조석파괴 사건과 관련된 첫 번째 중성미자를 보고했다. 다른 중성미자들은 일부 은하 중심의 밝은 영역인 활동은하핵에 연결되어 있다.
2019년에 발견된 것으로, 이 새로운 연구에 보고된 조석파괴 사건은 눈에 띄었다. 일시적인 현상은 조석파괴 사건이나 초신성이라고 불리는 폭발하는 별들과 같이 하늘에서 짧은 수명을 가진 플레어이다. 눈부신 폭발을 더 관찰한 결과, 그것이 적외선, 엑스선 그리고 다른 빛의 파장에서 빛났다는 것이 밝혀졌다.
폭발이 발견된 지 대략 1년 후, 남극 중성미자 관측소 아이스 큐브는 고에너지 중성미자를 발견했다. 입자의 경로를 역추적함으로써, 연구자들은 중성미자가 폭발 근처에서 왔다고 결정했다. 그 두 사건 간의 일치는 우연일 수 있다. 그러나 조석파괴 사건과 관련된 이전의 중성미자와 합쳐지면 해당 사건은 더 강력해진다. 그 연구자들은 두 그러한 연관성이 우연히 발견될 확률은 단지 약 0.034%라고 말한다.
조석파괴 사건이 어떻게 고에너지 중성미자를 생성할 것인지는 여전히 명확하지 않다. 한 가지 제안된 시나리오에서는 블랙홀에서 날아온 입자의 분출이 양성자를 가속하여 주변 방사선과 상호작용하여 속도가 빠른 중성미자를 생성할 수 있다. 이것들이 진짜 중성미자 소스인지 아닌지를 말하기 위해서는 더 많은 데이터가 필요하다고 과학자들은 말한다. 만약 중성미자와 조수의 교란 사건들 사이의 연결고리가 진짜라면, 연구자들은 너무 오래 기다릴 필요가 없을 것이라고 낙관한다.
하지만 과학자들이, 이 폭발이 조석파괴 사건이었다는 사실에 모두 동의하는 것은 아니다. 그 대신, 이 폭발은 특별히 밝은 종류의 초신성이었을 수도 있다고 말하기도 한다. 코펜하겐 대학 닐스 보어 연구소는 그러한 초신성에서 얼마나 에너지 넘치는 중성미자가 생성될 수 있는지 분명하다고 말한다. 초신성의 충격파에 의해 가속된 양성자들은 별을 둘러싸고 있는 매질에서 양성자들과 충돌하여 중성미자로 붕괴할 수 있는 다른 입자들을 생성할 수 있다.
[이상원 칼럼니스트]
고려대 산업경영공학과(재학 중)
미디어파인 대학생칼럼니스트 겸 기자