우주에서 가장 큰 황 분자 발견… 성간 구름에서 처음 확인

우주 공간에서 지금까지 관측된 것 가운데 가장 큰 황 분자가 성간 구름에서 처음 확인됐다. 황 분자를 포함한 이 복잡한 분자는 실험실 분광 분석과 전파망원경 관측 자료를 비교하는 방식으로 검출됐으며, 은하수 중심부 인근의 성간 분자 구름에서 존재가 확인됐다. 이번 연구는 독일의 Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics와 스페인의 Centro de Astrobiología 연구진이 공동으로 수행했다.

실험실에서 만든 분자의 ‘신호’, 우주 관측과 맞아떨어지다

연구진은 먼저 실험실에서 황을 포함한 유기 화합물을 생성한 뒤, 해당 분자가 방출하는 전파 주파수를 정밀하게 측정했다. 이렇게 얻은 분광 신호는 분자마다 고유한 전파 지문에 해당하며, 성간 공간에서 관측된 전파 신호와 직접 비교할 수 있는 기준이 된다.

이후 연구진은 스페인에 위치한 IRAM 30미터 전파망원경과 예베스 40미터 전파망원경으로 수집된 성간 분자선 관측 자료를 분석했다. 그 결과, 실험실에서 측정한 신호와 일치하는 전파 특성이 은하수 중심부의 분자 구름 G+0.693–0.027에서 검출됐다.

지금까지 관측된 황 분자 중 가장 큰 구조

이번에 확인된 황 분자는 탄소와 황을 포함한 고리형 구조로, 총 13개의 원자로 이루어져 있다. 지금까지 성간 공간에서 발견된 황 함유 분자들은 상대적으로 단순한 구조가 대부분이었으며, 이처럼 많은 원자를 포함한 고리형 분자가 관측된 것은 이번이 처음이다.

연구진은 이 분자가 기존에 알려진 황 분자보다 구조적으로 훨씬 복잡하며, 성간 공간에서도 비교적 큰 유기 황 화합물이 형성될 수 있음을 관측 자료로 보여준다고 설명했다.

성간 화학에서 황의 역할을 넓히는 관측 자료

황은 생명체를 구성하는 단백질과 효소에 포함되는 중요한 원소지만, 우주 공간에서 어떤 형태로 존재하는지는 오랫동안 명확히 규명되지 않았다. 이번 황 분자 관측은 성간 분자 구름에서 일어나는 화학 반응이 기존에 생각했던 것보다 더 복잡할 수 있음을 보여주는 사례로 제시됐다.

손동민 기자 / hello@sciencewave.kr

참조 논문:미츠노리 아라키 외, 우주에서 황을 함유한 고리형 탄화수소의 발견, 네이처 천문학 (2026). DOI:
10.1038/s41550-025-02749-7. www.nature.com/articles/s41550-025-02749-7

자료: phys.org