거대한 질량의 별이 폭발하는 현상을 말하는 초신성(Supernova)에서 분출되는 우주선(cosmic rays)이 지구 날씨에 영향을 끼친다는 연구 결과가 처음으로 나왔다.

덴마크기술대(TUD) 연구팀은 초신성(超新星)이 내뿜는 이온들이 구름을 만들면서 지구 대기를 통해 비처럼 쏟아진다는 사실을 밝혀냈다고 영국 일간 텔레그래프가 19일(현지시간) 전했다. 구름이 많이 생성될수록 기후가 냉각되며 이에 따라 장기적인 날씨에 상당한 충격을 가한다고 연구팀은 설명했다.

태양 활동과 결합한 우주선들은 1000년 경의 '중세 온난기'(Medieval Warm Period)와 관련이 있다고 연구팀은 분석했다. 13세기부터 19세기까지 진행된 '소(小)빙하기'(Little Ice Age)와도 연관성을 갖고 있다는 설명이다.

연구팀을 이끈 TUD 교수 겸 덴마크 국립우주연구소 헨릭 스벤스마크 박사는 "우주로부터 날아온 입자들이 지구 기후에 어떻게 영향을 미치는지 설명하는 마지막 퍼즐 조각을 마침내 맞췄다"며 "태양 및 초신성의 활동 변화가 지구의 기후를 어떻게 변화시키는지 이해하게 됐다"고 말했다. 연구팀은 우주선들이 지구 대기 시뮬레이션에 어떤 영향을 미치는지 2년간 관찰한 끝에 이런 결론을 얻었다.

연구 결과에 따르면 폭발하는 별에서 분출하는 고(高)에너지 입자들이 '공기 분자들'(air molecules)로부터 전자(electron)를 떼어내 '양전하'(positively charged) 또는 '음전하'(negatively charged) 입자인 이온들을 생산해 낸다. 이들 입자는 물과 황산을 함께 끌어당겨 '결정핵생성'(nucleation)으로 알려진, 증발하지 않는 클러스터를 생성한다.

클러스터가 확산하면 더 많은 물을 끌어당기게 되고 충분히 커지게 되면 구름을 형성할 수 있다는 것이다. 연구팀은 태양의 '자기(磁氣)활동'(magentic activity)으로 우주선들이 지구로 유입되는 과정에서 변화가 초래된다는 사실도 밝혀냈다.

태양의 활동이 지금처럼 잠잠할 때 더 많은 우주선들이 지구 대기권으로 유입되며 이에 따라 지구는 냉각된다. 반대로 태양의 활동이 활발할 때에는 '자기 방사'(magnetic emission)가 우주선들의 지구 유입을 차단함에 따라 구름의 양이 줄어들게 되고 결국 지구 기온이 따뜻해진다는 게 연구팀의 설명이다. 연구 결과는 네이처(Nature) 자매지 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 최신호에 실렸다. 연합신문