우리 일상생활에서 보면 주위의 먼지는 불결하고 필요 없는 것이라 생각하곤 한다. 먼지는 지구상에만 존재하는 것이 아니라 우주 공간에도 엄청나게 많은 먼지가 있다. 우주 공간의 먼지도 우리가 생각하는 것처럼 별로 소용 가치가 없는 것일까?

우주 공간의 먼지는 주로 적색거성에서 비롯된다. 적색거성의 중심부에서 생산된 탄소, 산소, 실리콘이 별의 표면으로 올라오면 온도가 내려가면서 작은 입자로 뭉치게 된다. 이 작은 입자는 별이 겪어온 과정에 따라 다르다. 탄소를 많이 함유한 경우에는 수백 마이크로미터짜리 흑연 입자를 생산하고, 이 정도의 크기는 먼지가 아닌 연기라 해야 할 것이다. 산소가 많은 적색거성은 규산염 가루를 만들어내는데, 규산염은 산소와 실리콘이 철이나 마그네슘같이 무거운 원소로 이루어진 입자와 결합한 화합물이다. 이 외에 이제까지 발견된 우주먼지는 다이아몬드, 탄화규소, 이산화티타늄, 탄화티타늄, 질화규소, 첨정석, 휘석 등이 있다.

적색거성은 복사압에 의해 표면의 물질이 계속해서 외부로 방출된다. 초신성 폭발이 일어나면 훨씬 격렬하게 주위로 흩어진다. 이때 방출된 먼지는 성간을 떠돌아다니다가 다른 원자들이 표면에 들러붙는다. 이 원소들이 먼지 입자의 표면에서 시간에 걸쳐 반응을 일으키면 얼어붙은 이산화탄소와 암모니아, 메탄, 그리고 얼음이 표면에 아주 얇은 층을 이룬다.

우주의 먼지 입자가 이 단계에 이르면 가까운 별의 적외선으로 본격적인 화학반응을 일으킨다. 이러한 화학반응으로 인해 입자들은 분자를 형성하게 되고, 질량이 증가하면서 주위의 다른 입자들을 계속 만유인력으로 모여들게 한다. 그리고 어느 정도 시간이 지나 별로 탄생이 되는 것이다.

즉, 우주의 먼지는 별의 가장 중요한 근원이 되는 것이며 이는 우주에서 없어서는 안 될 존재라는 뜻이다.

글 | 정태성(한신대학교 교양대학 교수)