달 기원 기존 가설 뒤집히나…중국 창어 5호 샘플서 '토착 산소' 찾아

중국 과학자들이 2020년 발사된 달 탐사선 창어(嫦娥) 5호가 가져온 달 토양 샘플에서 순수 탄소의 한 형태인 '그래핀'을 발견했다고 중화권 매체들이 26일(현지시간) 보도했습니다.

중국 관영 영자지 차이나데일리와 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP) 등에 따르면 중국 지린대학과 중국과학원 금속연구소, 국가심우주탐사연구소 등은 4년 전 창어 5호가 가져온 가로 2.9㎜, 세로 1.6㎜ 크기의 달 토양 샘플을 정밀 분석했습니다.

그 결과 달 토양에 자연적으로 형성된 몇 겹의 그래핀이 존재한다는 사실을 밝혀냈습니다.

그래핀은 탄소 원자들이 육각형 벌집 모양으로 서로 연결돼 2차원 평면 구조를 이루는 고분자 탄소 동소체입니다.

얇고 물리적 강도가 강하며 우수한 열 전도성과 전기전도도를 갖고 있어 '꿈의 신소재'로 불리며 반도체 분야에서 특히 주목받고 있습니다.

연구진은 특수 분광기를 사용해 달 샘플의 탄소가 풍부한 부분에서 그래핀 형성과 밀접하게 연관된 철 화합물도 발견했습니다.

이를 토대로 고배율 현미경과 라만 스펙트럼 등을 활용함으로써 달 토양에서 검출된 흑연 탄소가 2∼7겹의 그래핀 층으로 구성돼 있다는 사실을 확인했습니다.

SCMP는 "이번 연구가 달 토양 샘플에서 천연 그래핀의 존재를 확인한 최초의 연구"라고 의미를 부여했습니다.

또 이번 연구 결과가 달의 기원에 관한 기존 가설에 도전할 수 있는 새로운 증거가 될 수 있다는 점에도 주목했습니다.

달의 형성에 관해 가장 널리 인정받는 이론은 거대한 충돌 가설입니다.

약 45억년 전 화성 크기의 천체인 테이아가 지구와 충돌해 발생한 에너지로 인해 튀어 나간 잔해들이 뭉쳐져 달을 형성했다는 논리입니다.

하지만 이번 연구로 달에도 토착 탄소가 존재하고 달 표면에서 탄소 포집 과정이 일어날 수 있다는 점을 증명해 냄으로써 거대한 충돌 가설이 뒤집힐 가능성이 있다고 SCMP는 전망했습니다.

이번 연구결과는 지난 17일 자로 발간된 과학저널 '내셔널 사이언스 리뷰'에 실렸습니다.

앞서 중국은 2020년 11월 달 탐사선 창어 5호를 발사해 총 1천731ｇ의 달 샘플을 채취해왔습니다.

이 중 78g가량이 40개 기관, 114개 연구팀에 배포돼 주요 저널에 발표된 70여 개의 연구의 토대가 됐습니다.

이 가운데에는 창어 5호가 가져온 달 토양 입자에서 새로운 광물질인 티타늄 함유 침전 입자를 발견했다는 논문도 있었습니다.

한편, 세계 최초로 달 뒷면 샘플을 채취한 중국 우주탐사선 '창어 6호'도 53일 동안의 임무를 마치고 지난 25일 지구로 복귀했습니다.

창어 6호가 가져온 달 뒷면 토양·암석 샘플은 과학자들이 달의 기원·구조를 파악하는 연구 자료로 활용될 예정입니다.

(사진=홍콩 사우스차이나모닝포스트 캡처, 연합뉴스)