히로시마에 투하된 원폭에 의해 형성된 '히로시마 글래스'가 태양계의 기원을 밝힐 가능성

by geralt / https://pixabay.com/ja/photos/%e5%8e%9f%e5%ad%90%e7%88%86%e5%bc%be-%e6%a0%b8%e5%85%b5%e5%99%a8-%e7%88%86%e7%99%ba-%e3%82%ad%e3%83%8e%e3%82%b3-2621291/

1945년 8월 6일 히로시마에 투하된 원자폭탄은 16만 명 이상의 사망자를 낸 괴멸적인 피해를 낳았을 뿐만 아니라 방사선에 의한 암 발생률 상승 등 다양한 영향을 끼쳤습니다. 프랑스의 파리 시테 대학의 물리학자인 네이선 애셋 연구팀이 히로시마만에서 실시한 조사에서 원폭에 의해 형성된 새로운 물질 '히로시마 글래스'를 발견한 것으로 보고되었습니다.

Condensation of fallout glasses in the Hiroshima nuclear fireball resulting in oxygen mass-independent fractionation - ScienceDirect
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012821X23004867

Hiroshima fallout debris linked to first solar system condensates
https://phys.org/news/2024-02-hiroshima-fallout-debris-linked-solar.html

Hiroshima fallout debris linked to first solar system condensates

1945년 8월 6일에 히로시마시 상공 580m에서 터진 원폭은 반경 260m의 범위에 약 1000만도, 100만 기압의 플라즈마 화구로 모습을 바꾸어 지상에 6287℃의 열파를 일으켰다고 생각되고 있습니다.

폭발 후 단 0.35초 후 화구의 압력은 주변 대기의 압력에 따라 급격히 감소했고 10초 이내에 온도는 1726℃~1226℃로 떨어졌다고 합니다. 그 결과 폭발 직후 0.5초에서 2초 사이에 콘크리트나 철과 알루미늄의 합금, 공업용 유리와 토양이 순간적으로 기화되어 모래나 하천의 물, 대기와 혼합되어 다양한 유리가 만들어졌습니다.

연구팀은 히로시마만에서 발견된 94개의 히로시마 글래스를 분석해 이산화규소나 고산화칼슘, 산화마그네슘으로 이루어진 황장석과 산화알루미늄 함유량이 높고 철을 포함한 백립암, 이산화규소나 산화나트륨이 풍부한 소다 석회, 거의 이산화규소로 구성된 물질 등 원폭에 의해 형성된 것으로 보이는 4종류의 글래스를 특정했습니다.

또한 연구팀은 발견된 이산화규소의 동위원소 조성을 측정한 결과 먼저 황장석으로 이루어진 유리가 형성되고 그 후 백립암, 소다 석회, 순수한 이산화규소의 순서로 형성되었다는 것이 밝혀졌습니다.

연구팀에 따르면 이러한 물질의 형성에는 원폭의 의해 생긴 약 720~3000℃의 화구 내에서의 급격한 응축이 관련되어 있다고 합니다. 이 응축과정은 'CAI'라고 불리는 성간먼지와 성간가스의 증발에 의해 원시 태양계 원반에서 최초로 응축된 알루미늄과 칼슘이 풍부한 고체의 형성 공정과 매우 유사하다고 생각됩니다.

실제로 히로시마 글래스 내의 이산화규소의 동위원소 조성은 CAI의 조성 범위 내인 것이 밝혀졌으며 히로시마 글래스가 형성된 환경은 CAI의 형성환경과 다르지만 연구팀은 기체에서 고체로 변화하는 히로시마 글래스의 형성과정을 이해함으로써 태양계의 기원과 후속 물질의 형성과정에 대해 밝힐 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.