생명과 인간의 구성원소를 만드는 슬롯 머신 공장들

슬롯 머신에는 세 종류의 ‘공장’이 있다. 제1공장은 빅뱅 당시 슬롯 머신의 전역에서 동시에 일어났으며, 양성자와 중성자를 합성하여 수소와 헬륨 같은 가벼운 핵이 만들어졌다. 질량기준으로 수소가 슬롯 머신의 75%를 헬륨이 24%를 차지한다. 쉽게 말해 이 공장에서 슬롯 머신 대부분의 물질이 만들어졌다.

제2슬롯 머신은 별의 중심부에서 일어나는 별 핵 합성 과정이다. 중심부 온도에 따라 수소, 헬륨, 탄소, 네온, 산소, 규소 연소 반응이 차례로 진행되어 헬륨에서 가장 안정된 핵인 철 사이에 있는 여러 안정된 핵종이 만들어진다.

제3슬롯 머신은 초신성 폭발이다. 폭발과정에서 많은 중성자가 퍼져나가면서 별 핵 합성으로 만들어진 핵에 중성자 포획과정이 일어난다. 그 결과 별 핵 합성에서는 만들어지지 않는 철보다 무거운 원소와 헬륨과 철 사이에 있는 여러 ‘중간’ 핵들이 만들어진다.

이렇게 초신성 폭발로 만들어진 원소들은 슬롯 머신를 떠돌다 새로운 천체를 만든다. 원소들의 거대한 흐름은 은하와 은하 간 공간까지 이어진다. 이를 은하 순환(circumgalactic medium, CGM)이라고 부른다. 이런 과정을 통해 행성과 소행성, 위성과 혜성, 그리고 항성이 만들어진다. 항성 등을 만들고 있는 은하는 은하 순환으로 둘러싸여 있으며, 은하 순환이 탄소와 산소의 거대한 저장장치로 작용한다는 사실이 2011년 확인되었다. 우리 몸을 구성하는 탄소 등이 우리 은하 밖을 떠돌다 왔다는 것이다. 은하 순환이 느려지면 은하의 별 형성이 감소할 수 있다. 은하의 순환은 먼 퀘이사에서 오는 빛에서도 확인되었다.