웹 망원경, H3+ '금지된' 신호 첫 포착

H3+ 신호는 왜 '금지'됐나

H3+는 수소 원자핵 세 개가 정삼각형을 이루고 전자 두 개를 나눠 갖는 구조입니다. 그래서 영구 쌍극자 모멘트가 없어, 회전해도 보통은 복사를 내지 못합니다.

1986년 시카고대의 푸시 판과 오카 다케시가 빈틈이 있다고 계산했습니다. 회전하면 원심력이 삼각형을 아주 조금 일그러뜨려 작은 쌍극자 모멘트가 생깁니다. 이때 나오는 전이는 너무 약해 일반 규칙으로는 허용되지 않기 때문에 '금지'라고 부릅니다. 물리 법칙을 어긴다는 뜻은 아닙니다.

웹 망원경이 본 것

연구팀은 젊은 별이 뿜는 제트가 만드는 허빅-아로 천체 HH 168의 관측 자료를 살폈습니다. 제트는 초속 수백 km로 주변 구름과 충돌해 가스를 수천 도로 달굽니다. 적외선은 먼지를 잘 통과하므로 웹 망원경에 적합합니다.

뜨거운 가스의 빛 사이에서 판과 오카의 계산과 파장이 일치하는 아주 약한 스펙트럼선 26개가 나왔습니다. 가장 강한 선은 72시그마의 유의도에 달했습니다. 모델 예측과 비교해도 분자는 훨씬 밝게 빛났습니다.

충격파 모델 두 가지를 시험했습니다. 하나는 일반 수소 분자(H2)의 빛은 잘 재현했지만 H3+는 5~6배 낮게 계산했습니다. 다른 하나는 H3+에 더 가까웠지만 타당성이 검증된 범위를 벗어난 조건을 썼습니다. 왜 이렇게 밝은지는 아직 설명되지 않았습니다.

다른 허빅-아로 천체 HH 211의 웹 보관 자료에서도 같은 신호가 확인돼, 우주에서 흔한 현상으로 보입니다. 앞으로는 H3+ 자체가 충격파와 우주 화학을 연구하는 도구가 될 수 있습니다.