태양계에서 가장 가까운 이웃별은 ‘알파 센타우리 삼중성계’다. 2개의 별이 서로를 공전하는 ‘알파 센타우리 A·B’ 주변을 작은 적색왜성인 ‘프록시마 센타우리’가 공전하고 있다. 프록시마 센타우리b는 지구형 외계 행성을 거느리고 있어 현재 과학계에서 초미의 관심사가 되고 있다. 하지만 이에 비해 상대적으로 주목을 받지 못한 행성계가 바로 두 번째로 가까운 별인 ‘버나드 별 행성계’다. 버나드 별은 지구에서 5.96광년 떨어져 있는데, 너무 어두워서 천문학자들도 1916년에야 이 별을 발견했을 정도이다. 버나드 별의 질량은 태양의 16%에 불과한 수준이다. 그런데 과학자들은 최근 이 버나드 별이 생각보다 많은 행성을 거느리고 있다는 사실을 발견했다. 지난해에 발견된 4개 행성은 모두 지구와 금성보다 작지만 화성보다는 큰 암석형 행성들로 버나드 별 주변에 바짝 붙어 공전하고 있다. 공전 주기는 가장 안쪽 행성은 2.3일, 가장 긴 행성도 6.7일에 불과하다. 가장 안쪽에서 바깥쪽 행성의 공전궤도 거리는 300만km에 불과하다. 버나드 행성계의 가장 바깥쪽 행성조차도 수성보다 10배나 더 가까이 모항성을 공전한다. 이렇게 별에 바짝 붙어 공전하는 특징 때문에 과학자들은 버나드 행성계의 외계 행성계를 연구하는 데 어려움을 겪고 있다. 행성의 희미한 빛이 강한 별빛에 가려 직접 관측이 매우 어렵기 때문이다. 케임브리지 천문학 연구소의 잰더 번과 동료들은 행성 대신 버나드 별의 화학적 구성을 분석해 버나드 행성계에 대한 중요한 정보를 알아냈다. 행성은 별이 생성될 때 같은 분자 구름에서 나온 물질이 주변에 모여 생성된다. 따라서 별의 구성 성분을 분석하면 행성의 구성 성분도 어느 정도 유추할 수 있다. 연구팀은 버나드 별이 마그네슘이 매우 풍부하다는 점에 주목했다. 마그네슘은 지구에서 ‘감람석’과 같은 암석을 만드는 주요 원소다. 감람석은 마그네슘과 철이 포함된 규산염 광물로 지구 내부 상부 맨틀을 구성하는 주요 광물이다. 하지만 연구팀에 따르면 버나드 행성계의 환경에서 마그네슘은 염화 광물인 ‘페리클라세’ 형태로 존재할 가능성이 높다. 감람석은 지구에서 물을 저장하는 주요 광물이지만, 페리클라세는 물을 잘 저장하지 않기 때문에 연구팀은 이 행성들이 지구와 달리 건조한 행성일 가능성이 높다고 보고 있다. 더 나아가 별에서 너무 가까운 탓에 강한 항성풍에 의해 대기가 모두 날아가 생명체가 살 수 없는 뜨겁고 건조한 행성일 가능성이 크다. 그런데 더 흥미로운 대목은 이렇게 좁은 공간에 조밀하게 4개의 행성이 존재하는데도 충돌하지 않고 안정적으로 공전하고 있다는 것이다. 버나드 별의 나이는 거의 100억 년에 가까운 것으로 추정되기 때문에 행성계의 나이도 비슷하다면 아주 오랜 세월 잘 유지된 셈이다. 연구팀은 그 이유로 마치 악보처럼 박자에 맞춰 움직이는 행성계의 공명을 들었다. 안쪽 세 행성의 공전 주기는 9:12:16의 비율을 이루는데, 덕분에 완벽한 하모니를 이루면서 오랜 세월 부딪히지 않고 공전할 수 있다. 참고로 이 행성들은 공전 주기와 자전 주기가 동조화되는 조석 고정까지 이뤄져서 행성의 한쪽은 영원히 별을 바라보는 낮이고 반대쪽은 영원한 밤이다. 버나드 행성계 자체는 생명체가 살 수 없는 환경이지만, 가까운 거리에 이렇게 암석 행성이 흔하다는 점은 우리가 아직 발견하지 못한 지구형 행성들이 다수 존재할 수 있다는 점을 시사한다. 그리고 그 가운데 지구처럼 생명체가 살 수 있는 행성 역시 존재할지도 모른다.

태양계의 행성은 지구 같은 암석 행성과 목성 같은 가스 행성으로 나눌 수 있다. 가스 행성 중 가장 외곽에 있는 천왕성과 해왕성은 ‘얼음 거인’으로 더 세분하는데, 이 두 행성은 물, 암모니아, 메탄 등으로 구성된 거대한 얼음 맨틀을 지닌 것으로 여겨졌기 때문이다. 과학자들은 그동안 1986년과 1989년에 두 행성을 방문한 유일한 탐사선인 보이저 2호와 허블 및 제임스 웹 우주 망원경, 지상 망원경들이 수집한 정보를 바탕으로 행성 내부 구조를 추정해 왔다. 현재 일반적으로 받아들여지는 행성 모델에 따르면 천왕성과 해왕성은 수소와 헬륨 대기 아래에 얼음 맨틀이 있고, 그 중심부에 단단한 암석 핵이 존재하는 3중 구조를 지니고 있다. 그러나 UCLA의 에드워드 영과 동료 과학자들은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 이러한 기존 가설에 의문을 제기했다. 연구팀은 기존의 얼음 맨틀 모델과 함께, 행성 내부가 고온·고압 상태에서 규산염, 철, 수소가 완전히 뒤섞인 ‘초임계 수소 부유 마그마 바다’(Supercritical, Hydrogen-rich Magma Ocean)로 이루어져 있다는 새로운 모델을 비교 분석했다. 연구팀의 시뮬레이션 결과에 따르면 마그마 바다 모델은 현재 관측되는 해왕성과 천왕성의 질량 및 반경과 일치하는 결과를 나타냈다. 고압 환경에서 수소 기체가 마그마 속으로 용해되어 들어가 밀도를 낮추고 압축률을 높임으로써, 현재까지 실제로 관측된 해왕성과 천왕성의 물리적 특성을 정확히 반영하는 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 마그마 바다 모델은 최근 관측된 태양계 외곽 천체들의 구성 성분과도 더 잘 들어맞는다. 기존 얼음 거인 모델은 태양계 초기 형성 단계에서 외곽 원반에 얼음 성분이 매우 풍부했다는 전제를 바탕으로 했다. 하지만 실제 태양계 외곽 천체인 카이퍼 벨트(Kuiper Belt)와 혜성 관측 결과, 초기 재료 중 얼음의 비율은 약 25% 수준에 불과했으며 오히려 암석 성분이 훨씬 높았던 것으로 밝혀졌다. 이는 얼음 거인보다는 마그마 바다 모델을 지지하는 구성이다. 연구팀은 마그마 바다 모델이 외계 행성 연구에도 중요한 정보를 제공할 것으로 보고 있다. 은하계에서 가장 흔하게 발견되는 외계 행성 형태 중 하나인 ‘미니 해왕성’도 마그마 바다 모델로 더 쉽게 설명될 수 있기 때문이다. 따라서 상대적으로 쉽게 관측할 수 있는 해왕성과 천왕성을 통해 우주에 흔한 미니 해왕성의 구조를 이해하고 분석할 수 있다. 다만 연구팀의 주장을 확실히 검증하기 위해서는 더 직접적인 관측 데이터가 필요하다. 현재 미국 항공우주국(NASA)은 천왕성의 대기 내부를 직접 탐사하는 ‘천왕성 궤도 탐사선’(UOP)과 해왕성을 정밀 조사하기 위한 ‘해왕성 오디세이 프로젝트’를 추진 중이다. 이 프로젝트들이 순조롭게 진행된다면 천왕성과 해왕성 두 행성뿐 아니라 수많은 외계 행성의 비밀을 풀 단서를 제공할 것으로 기대된다.

건설 토목 공사에서 가장 핵심적으로 사용되는 재료는 시멘트다. 가장 널리 사용되는 포틀랜드 시멘트의 경우 원료는 석회석, 점토, 규석, 철광석, 석고 등이다. 이 중 원료의 80~85%를 차지하는 것이 석회석이다. 문제는 주원료인 석회석을 얻기 위해 대규모 노천광산 채굴이 이뤄지기 때문에 자연 지형과 생태계 파괴가 발생하고 시멘트 생산 과정에서 미세먼지와 분진, 대기오염 물질을 다량 배출해 지구 온난화에도 영향을 미치는 것으로 알려졌다. 이런 상황에서 미국 산타바바라 캘리포니아대(UCSB) 지구 연구소, 버지니아대 토목환경공학과, 브룩헤이븐 국립연구소와 건축 기술 연구 기업 브림스톤 에너지, 웹코어 빌더 공동 연구팀은 시멘트를 만들 때 퇴적암인 석회석 대신 화성암인 현무암이나 반려암을 사용하면 시멘트 산업에서 발생하는 이산화탄소 배출량을 80% 이상 줄일 수 있다고 18일 밝혔다. 더군다나 원료 전환은 현재 설비 수준에서도 충분히 가능하고 이론적으로는 석회석을 쓸 때보다 에너지 소비도 현재의 60% 수준으로 낮출 수 있다고 연구팀은 밝혔다. 이번 연구 결과는 환경 분야 국제학술지 ‘커뮤니케이션즈 서스테이너빌리티’(Communications Sustainability) 5월 15일 자에 실렸다. 현대 건설 현장 거의 모든 곳에서 사용되는 포틀랜드 시멘트는 석회암을 섭씨 1500도 이상의 고온으로 가열해 핵심 성분인 생석회(산화칼슘·CaO) 제작 과정을 거친다. 이 과정에서 화학 반응 부산물로 이산화탄소가 대량 발생한다. 에너지 사용에 따른 배출량을 제외하더라도 시멘트 1t당 약 500㎏의 이산화탄소가 발생한다. 시멘트 산업 전체로 보면 전 세계 온실가스 배출량의 약 4.4%나 차지한다. 연구팀은 기존 지질도를 활용해 칼슘이 풍부한 규산염 암인 현무암, 반려암의 지표 노출 분포와 채굴할 수 있는 매장량을 분석했다. 그 결과, 현재 수준의 시멘트 생산량을 수십만 년 동안 공급할 수 있는 충분한 양이 있다는 것을 확인했다. 연구팀은 규산염 암을 원료로 사용할 경우 에너지 소비량과 이산화탄소 배출량도 계산했다. 이론적 최소 에너지 요구량은 석회암을 이용해 시멘트를 만들었을 때보다 40% 이상 낮은 것으로 확인됐다. 천연가스를 에너지원으로 쓸 경우 시멘트 1t당 최소 이산화탄소 배출량은 석회암 기준 609㎏에서 규산염 암 종류에 따라 43~59㎏으로 크게 줄어드는 것으로 계산됐다. 또 연구팀은 기존 기술로 규산염 암에서 포틀랜드 시멘트를 생산하는 공정을 탐색한 결과 기존 설비로도 충분히 생산이 가능하고 현재처럼 화석연료 중심의 에너지를 사용한다고 하더라도 기존 석회암 이용 생산 때보다 이산화탄소 배출량을 25% 이상 줄일 수 있다고 밝혔다. 제프 프란세비치 UC산타바바라 박사는 “규산염 암은 경제적 가치가 높은 다양한 금속을 포함하고 있어서 시멘트 생산 과정에서 이를 부산물로 회수할 수 있다는 장점도 있다”며 “이번에 개발한 기술로 표준 포틀랜드 시멘트를 생산할 수 있기 때문에 건설 업계가 새로운 소재를 받아들이는 데 필요한 긴 개발·검증·실증 과정을 생략할 수 있다는 것이 가장 큰 강점”이라고 설명했다.

국내 과학자가 주도한 국제 공동 연구팀이 별이 생성될 때 규산염이 결정화되는 과정을 밝혀냈다. 이정은 서울대 교수팀은 미국, 중국, 캐나다, 일본, 네덜란드 6개국 과학자들과 함께 별이 생성될 때 규산염이 결정화되는 과정을 관측하는 데 성공하고, 연구 결과를 과학 저널 ‘네이처’ 1월 22일 자에 발표했다. 지구 지각을 구성하는 물질 중 약 90%를 차지하는 규산염은 지구형(암석형) 행성과 혜성을 구성하는 핵심 성분이다. 규산염의 결정질 형태는 600도 이상 고온에서만 형성된다. 문제는 결정질 규산염이 극도로 차가운 태양계 외곽에서 형성된 혜성에서도 흔히 발견됐다는 점이다. 최근 연구들에서 별 형성은 연속적 과정이 아닌 폭발적 질량 유입이 반복되는 방식으로 진행되며, 이 과정에서 원반을 고온으로 가열해 규산염 결정화를 유도할 가능성이 제기됐다. 연구팀은 이를 확인하기 위해 미국항공우주국(NASA)의 제임스 웹 우주망원경(JWST)에 탑재된 중적외선 분광기(MIRI)로 뱀자리 성운에 있는 태아별 ‘EC 53’을 관찰했다. EC 53은 18개월 주기로 반복적으로 밝아지는 별로, 폭발기와 휴지기를 명확히 구분할 수 있는 천체다. 관측 결과 폭발 단계에서만 약 10㎛(마이크로미터) 대역에서 결정질 감람석과 결정질 휘석의 특징적 스펙트럼을 검출했다. 반면 상대적으로 낮은 온도를 추적하는 18㎛ 대역에서는 결정질 성분 스펙트럼을 볼 수 없었다. 이는 규산염 결정화가 태아별에 가까운 뜨거운 원반 안쪽에서 새롭게 형성된다는 점을 의미한다. 또 원반풍이 고온의 안쪽 원반 표면에서 형성된 결정질 규산염을 들어 올려 차가운 원반 외곽으로 운반할 수 있는 물리적 경로도 확인했다. 원반풍은 새로 탄생한 별 주위를 둘러싸고 있는 가스와 먼지로 이뤄진 회전 원반에서 불어 나오는 바람을 말한다. 연구를 이끈 이정은 서울대 물리천문학부 교수는 “이번 연구는 별 형성의 초기 단계에서 발생하는 폭발적 질량 유입이 규산염을 결정화하고, 형성된 결정질 규산염이 원반 외곽으로 이동할 수 있음을 관측으로 처음 입증했다는 점에서 중요한 의미를 갖는다”고 설명했다.

국내 과학자들이 주도한 국제 공동 연구팀이 별이 생성될 때 규산염이 결정화되는 과정을 밝혀냈다. 서울대, 한국천문연구원, 미국 우주망원경 과학연구소(STSI), 캘리포니아공과대(캘텍) 제트추진연구소(JPL), 항공우주국(NASA) 고다드 우주비행센터, 아메리카 가톨릭대, 중국 베이징대 천문학·천체물리학 연구소, 캐나다 빅토리아대, 일본 도쿄대, 이화학연구소(리켄) 개척연구소, 네덜란드 라이덴대, 라드바우드대 공동 연구팀은 별이 생성될 때 규산염이 결정화되는 과정을 관측하는 데 성공했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 22일 자에 실렸다. 지구 지각을 구성하는 물질 중 약 90%를 차지하는 규산염은 지구형(암석형) 행성과 혜성을 구성하는 핵심 성분이다. 규산염의 결정질 형태는 600도 이상 고온에서만 형성되는 것으로 알려졌다. 문제는 결정질 규산염이 극도로 차가운 태양계 외곽에서 형성된 혜성에서도 흔히 발견됐다는 점이다. 이에 태양계 형성 초기 물질이 어떤 과정을 거쳐 외곽까지 이동했는지는 과학계의 수수께끼 중 하나로 남았다. 난류 혼합, 대규모 물질 수송, 국지적 가열 현상 등 가설이 제기됐지만, 실제 별이 형성되는 현장에서 규산염이 언제, 어디서 결정화되고 이동하는지를 직접적으로 보여주는 관측 증거는 부족했다. 별 형성 초기인 태아별 단계에서는 두꺼운 가스와 먼지층 때문에 관측이 어려워 규산염의 광물적 진화를 밝혀내기 쉽지 않았다. 최근 연구들에서 별 형성이 연속적 과정이 아닌 폭발적 질량 유입이 반복되는 방식으로 진행되며, 이 과정에서 원반을 고온으로 가열해 규산염 결정화를 유도할 가능성이 제기됐다. 이에 연구팀은 폭발적 질량 유입이 규산염 결정화를 일으키는지, 형성된 결정질 규산염이 혜성 영역까지 이동할 수 있는지 주목했다. 연구팀은 2021년 12월 25일 발사된 나사의 제임스 웹 우주망원경(JWST)에 탑재된 중적외선 분광기(MIRI)를 이용해 뱀자리 성운에 있는 태아별 ‘EC 53’을 관찰했다. EC 53은 18개월 주기로 반복적으로 밝아지는 태아별로, 폭발기와 휴지기를 명확히 구분할 수 있는 천체다. 이런 주기성 덕분에 같은 천체를 서로 다른 물리적 상태에서 직접 비교 관측할 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 JWST의 MIRI로 EC 53을 휴지기와 폭발기에 각각 관측했다. 그 결과 폭발 단계에서만 약 10㎛(마이크로미터) 대역에서 결정질 감람석과 결정질 휘석의 특징적 스펙트럼을 검출했다. 반면 상대적으로 낮은 온도를 추적하는 18㎛ 대역에서는 결정질 성분 스펙트럼을 볼 수 없었다. 이는 규산염 결정화가 태아별에 가까운 뜨거운 원반 안쪽에서 새롭게 형성된다는 점을 보여준다. 또 원반풍이 고온의 안쪽 원반 표면에서 형성된 결정질 규산염을 들어 올려 차가운 원반 외곽으로 운반할 수 있는 물리적 경로를 제공한다고 밝혔다. 원반풍은 새로 탄생한 별 주위를 둘러싸고 있는 가스와 먼지로 이뤄진 회전 원반에서 불어 나오는 바람을 말한다. 연구를 이끈 이정은 서울대 물리천문학부 교수는 “이번 연구는 별 형성의 초기 단계에서 발생하는 폭발적 질량 유입이 규산염을 결정화하고, 형성된 결정질 규산염이 원반 외곽으로 이동할 수 있음을 관측으로 처음 입증했다는 점에서 중요한 의미를 갖는다”며 “이번에 활용한 연구 방법은 태양계뿐 아니라 다른 항성 주위의 행성계 형성 과정에도 보편적으로 적용될 수 있으며, JWST를 활용한 시계열 관측 연구의 중요한 기준점이 될 것”이라고 설명했다.

“가장 중요한 것은 눈에 보이지 않아” 소설 ‘어린 왕자’의 이 문장은 과학의 세계에서도 그대로 적용된다. 우리가 눈으로 볼 수 있는 가시광선은 우주 전체에서 극히 일부에 불과하다. 이 때문에 과학자들은 전파부터 감마선까지 다양한 파장을 활용해 우주를 관측하고, 망원경 관측만으로는 부족한 정보를 탐사선의 직접 측정으로 보완한다. 이런 관점에서 보면 토성의 고리는 우리가 알고 있는 모습보다 훨씬 복잡한 구조를 지닌 존재다. 토성의 상징처럼 여겨지는 둥근 원형 고리는 사실 전부가 아니다. 과학자들은 다양한 파장에서의 관측을 통해, 고리가 우리가 생각하는 범위를 넘어 훨씬 넓게 확장돼 있다는 사실을 밝혀냈다. 여기에 더해 독일 베를린 자유대학의 사이먼 린티 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 토성 탐사선 카시니가 임무 종료 직전 수집한 데이터를 분석해 또 하나의 흥미로운 구조를 확인했다. 연구팀은 카시니에 탑재된 우주 먼지 분석기(CDA·Cosmic Dust Analyzer) 자료를 통해 토성 고리의 위와 아래 공간에 미세한 먼지 입자들이 분포하고 있음을 밝혀냈다. 카시니는 2017년 임무 마지막 단계에서 ‘그랜드 피날레 오비트’(Grand Finale Orbits)라 불리는 과감한 궤도 비행을 수행했다. 이 탐사선은 토성에 위험할 정도로 근접해 고리와 행성 사이를 통과하며 정밀 관측을 진행한 뒤 최종적으로 토성 대기권에 진입해 소멸했다. 연구팀은 이 마지막 20회의 공전 동안 CDA가 수집한 1650건의 먼지 스펙트럼을 분석했다. 그 결과, 155개가 규산염 성분의 미세 입자인 것으로 확인됐다. 이 입자들은 토성 고리의 위아래에 퍼져 있으며, 그 범위는 토성 지름의 약 3배에 달했다. 다만 이 구조를 고리의 일부로 보기는 어렵다. 밀도가 극히 낮기 때문이다. 연구팀은 이 미세 입자 분포를 ‘먼지 헤일로’(dust halo)로 명명했다. 생성 원인은 아직 확정되지 않았지만, 밀도가 높은 토성 고리에 미세 운석이 충돌하면서 튀어나온 파편일 가능성이 가장 유력하게 거론된다. 태양계에서 두 번째로 큰 행성인 토성은 여전히 많은 수수께끼를 품고 있다. 토성 자체뿐 아니라 생명체 존재 가능성이 거론되는 위성 타이탄과 엔켈라두스 역시 과학자들의 관심 대상이다. 이런 미스터리를 풀기 위해 NASA는 타이탄으로 향하는 새로운 탐사선 드래곤플라이를 2030년대에 투입할 계획이다. 이 탐사선의 임무가 본격화되면 토성과 그 주변 세계에 대한 우리의 이해는 한층 더 넓어질 것으로 기대된다.

“가장 중요한 것은 눈에 보이지 않아” 소설 ‘어린 왕자’의 이 문장은 과학의 세계에서도 그대로 적용된다. 우리가 눈으로 볼 수 있는 가시광선은 우주 전체에서 극히 일부에 불과하다. 이 때문에 과학자들은 전파부터 감마선까지 다양한 파장을 활용해 우주를 관측하고, 망원경 관측만으로는 부족한 정보를 탐사선의 직접 측정으로 보완한다. 이런 관점에서 보면 토성의 고리는 우리가 알고 있는 모습보다 훨씬 복잡한 구조를 지닌 존재다. 토성의 상징처럼 여겨지는 둥근 원형 고리는 사실 전부가 아니다. 과학자들은 다양한 파장에서의 관측을 통해, 고리가 우리가 생각하는 범위를 넘어 훨씬 넓게 확장돼 있다는 사실을 밝혀냈다. 여기에 더해 독일 베를린 자유대학의 사이먼 린티 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 토성 탐사선 카시니가 임무 종료 직전 수집한 데이터를 분석해 또 하나의 흥미로운 구조를 확인했다. 연구팀은 카시니에 탑재된 우주 먼지 분석기(CDA·Cosmic Dust Analyzer) 자료를 통해 토성 고리의 위와 아래 공간에 미세한 먼지 입자들이 분포하고 있음을 밝혀냈다. 카시니는 2017년 임무 마지막 단계에서 ‘그랜드 피날레 오비트’(Grand Finale Orbits)라 불리는 과감한 궤도 비행을 수행했다. 이 탐사선은 토성에 위험할 정도로 근접해 고리와 행성 사이를 통과하며 정밀 관측을 진행한 뒤 최종적으로 토성 대기권에 진입해 소멸했다. 연구팀은 이 마지막 20회의 공전 동안 CDA가 수집한 1650건의 먼지 스펙트럼을 분석했다. 그 결과, 155개가 규산염 성분의 미세 입자인 것으로 확인됐다. 이 입자들은 토성 고리의 위아래에 퍼져 있으며, 그 범위는 토성 지름의 약 3배에 달했다. 다만 이 구조를 고리의 일부로 보기는 어렵다. 밀도가 극히 낮기 때문이다. 연구팀은 이 미세 입자 분포를 ‘먼지 헤일로’(dust halo)로 명명했다. 생성 원인은 아직 확정되지 않았지만, 밀도가 높은 토성 고리에 미세 운석이 충돌하면서 튀어나온 파편일 가능성이 가장 유력하게 거론된다. 태양계에서 두 번째로 큰 행성인 토성은 여전히 많은 수수께끼를 품고 있다. 토성 자체뿐 아니라 생명체 존재 가능성이 거론되는 위성 타이탄과 엔켈라두스 역시 과학자들의 관심 대상이다. 이런 미스터리를 풀기 위해 NASA는 타이탄으로 향하는 새로운 탐사선 드래곤플라이를 2030년대에 투입할 계획이다. 이 탐사선의 임무가 본격화되면 토성과 그 주변 세계에 대한 우리의 이해는 한층 더 넓어질 것으로 기대된다.

태양에서 가장 가까운 행성인 수성의 지하에 두께 약 20㎞에 달하는 다이아몬드 맨틀층이 존재할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 스페이스닷컴 등 우주 전문 매체의 24일(이하 현지시간) 보도에 따르면, 벨기에 루벤카톨릭대학 연구진이 미국항공우주국(NASA)의 수성탐사선 ‘메신저’가 보내온 데이터 및 실험을 통해 수성에 풍부한 탄소가 표면 아래에 맨틀을 형성하는데 영향을 미쳤을 가능성을 확인했다. 다이아몬드의 성분은 탄소이며, 탄소 원자들이 조직적으로 모였을 때 단단한 흑연이 되고, 이것이 결정화되면 다이아몬드가 된다. 탄소와 다이아몬드는 동일한 원소로 이뤄졌으나 다른 성질을 가졌으며, 이를 ‘동소체’라고 부른다. 연구진은 수성 내부에 존재하는 압력과 온도를 재현하기 위해 대용량 압력기(프레스)를 사용해 수성의 환경을 재구성했다. 수성 맨틀에서 발견되는 물질과 성질이 동일한 합성 규산염에 엄청난 양의 압력을 가해 섭씨 2177도에 달하도록 환경을 만들었다. 이 과정을 통해 수성의 맨틀에서 생성될 수 있는 광물을 조사한 결과, 수성의 ‘다이아몬드 맨틀’이 어떻게 형성됐는지를 짐작할 수 있는 단서를 얻었다. 연구진은 “우리는 다이아몬드가 두 가지 과정을 거쳐 형성되었을 수 있다고 믿는다. 첫째는 마그마 바다의 결정화다. 이 과정은 핵과 맨틀 경계면에서 매우 얇은 다이아몬드층만을 형성하는 데 영향을 미쳤을 가능성이 크다”면서 “둘째는 수성의 핵이 결정화 되는 것”이라고 설명했다.연구진에 따르면, 수성은 약 45억 년 전 우주에서 처음 형성됐을 때 수성의 핵은 완전히 액체상태였으나 시간이 흐르면서 점진적으로 결정화 되었다. 현재까지 수성의 핵에서 형성된 고체의 정확한 성질은 알려져 있지 않지만, 연구진은 이러한 단계에서의 수성 핵에는 탄소가 적거나 혹은 부족한 상태였을 것으로 보고 있다. 연구진은 “결정화 이전의 액체 핵에는 약간의 탄소가 포함돼 있으며, 이후 액체 상태로 녹아내리던 물질이 탄소 농축 과정으로 이어진다”면서 “어느 시점에서 용해도의 임계값에 도달하면 액체는 더 이상 탄소를 용해할 수 없게 되고, 이때부터 다이아몬드가 형성된다”고 설명했다. 이어 “다이아몬드는 밀도가 높은 광물이지만 금속보다는 낮기 때문에 수성의 핵과 맨틀의 경계에서 멈춘 뒤 핵의 상단으로 떠올랐을 것”이라면서 “그 결과 약 1㎞ 두께의 다이아몬드 층이 형성됐고 이후 시간이 지나면서 두께가 점차 두꺼워졌을 것”이라고 덧붙였다.연구진은 이번 발견이 약 35억 년 전 수성에서의 화산기가 짧아진 이유를 포함해, 태양계에서 가장 작은 행성인 수성을 둘러싼 여러 의문점에 대한 단서를 밝히는 데 도움이 되길 희망한다고 밝혔다. 연구에 참여한 루벤카톨릭대학의 올리비에 나무르 박사는 “수성의 진화 과정에서 화산 활동의 단계가 다른 행성보다 짧은 수 억 년에 불과했는지가 의문이었다. 이는 행성이 매우 빠르게 냉각됐다는 걸 의미한다”면서 “부분적으로는 행성의 작은 크기와 관련이 있지만, 다이아몬드 층이 열을 빠르게 제거해 화산 활동을 더 빨리 끝낼 수 있었을 가능성에 대해 연구 중”이라고 말했다. 한편 연구진의 연구에 활용된 데이터의 출처인 수성탐사선 메신저는 2004년 발사된 뒤 2011~2015년 수성 탐사를 진행했다. 수성을 공전하며 성분과 지질 및 자기장에 관한 자료를 전송했고, 그 결과 최초로 수성 전면 지도를 완성할 수 있었다. 또 수성의 핵이 액체 철로 구성됐다는 증거와 극지에서 물·얼음과 유기 분자를 찾는 성과도 이뤘다. 이후 메신저는 2015년 수성 표면에 충돌하면서 임무를 마쳤다.

태양에서 가장 가까운 행성인 수성의 지하에 두께 약 20㎞에 달하는 다이아몬드 맨틀층이 존재할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 스페이스닷컴 등 우주 전문 매체의 24일(이하 현지시간) 보도에 따르면, 벨기에 루벤카톨릭대학 연구진이 미국항공우주국(NASA)의 수성탐사선 ‘메신저’가 보내온 데이터 및 실험을 통해 수성에 풍부한 탄소가 표면 아래에 맨틀을 형성하는데 영향을 미쳤을 가능성을 확인했다. 다이아몬드의 성분은 탄소이며, 탄소 원자들이 조직적으로 모였을 때 단단한 흑연이 되고, 이것이 결정화되면 다이아몬드가 된다. 탄소와 다이아몬드는 동일한 원소로 이뤄졌으나 다른 성질을 가졌으며, 이를 ‘동소체’라고 부른다. 연구진은 수성 내부에 존재하는 압력과 온도를 재현하기 위해 대용량 압력기(프레스)를 사용해 수성의 환경을 재구성했다. 수성 맨틀에서 발견되는 물질과 성질이 동일한 합성 규산염에 엄청난 양의 압력을 가해 섭씨 2177도에 달하도록 환경을 만들었다. 이 과정을 통해 수성의 맨틀에서 생성될 수 있는 광물을 조사한 결과, 수성의 ‘다이아몬드 맨틀’이 어떻게 형성됐는지를 짐작할 수 있는 단서를 얻었다. 연구진은 “우리는 다이아몬드가 두 가지 과정을 거쳐 형성되었을 수 있다고 믿는다. 첫째는 마그마 바다의 결정화다. 이 과정은 핵과 맨틀 경계면에서 매우 얇은 다이아몬드층만을 형성하는 데 영향을 미쳤을 가능성이 크다”면서 “둘째는 수성의 핵이 결정화 되는 것”이라고 설명했다.연구진에 따르면, 수성은 약 45억 년 전 우주에서 처음 형성됐을 때 수성의 핵은 완전히 액체상태였으나 시간이 흐르면서 점진적으로 결정화 되었다. 현재까지 수성의 핵에서 형성된 고체의 정확한 성질은 알려져 있지 않지만, 연구진은 이러한 단계에서의 수성 핵에는 탄소가 적거나 혹은 부족한 상태였을 것으로 보고 있다. 연구진은 “결정화 이전의 액체 핵에는 약간의 탄소가 포함돼 있으며, 이후 액체 상태로 녹아내리던 물질이 탄소 농축 과정으로 이어진다”면서 “어느 시점에서 용해도의 임계값에 도달하면 액체는 더 이상 탄소를 용해할 수 없게 되고, 이때부터 다이아몬드가 형성된다”고 설명했다. 이어 “다이아몬드는 밀도가 높은 광물이지만 금속보다는 낮기 때문에 수성의 핵과 맨틀의 경계에서 멈춘 뒤 핵의 상단으로 떠올랐을 것”이라면서 “그 결과 약 1㎞ 두께의 다이아몬드 층이 형성됐고 이후 시간이 지나면서 두께가 점차 두꺼워졌을 것”이라고 덧붙였다.연구진은 이번 발견이 약 35억 년 전 수성에서의 화산기가 짧아진 이유를 포함해, 태양계에서 가장 작은 행성인 수성을 둘러싼 여러 의문점에 대한 단서를 밝히는 데 도움이 되길 희망한다고 밝혔다. 연구에 참여한 루벤카톨릭대학의 올리비에 나무르 박사는 “수성의 진화 과정에서 화산 활동의 단계가 다른 행성보다 짧은 수 억 년에 불과했는지가 의문이었다. 이는 행성이 매우 빠르게 냉각됐다는 걸 의미한다”면서 “부분적으로는 행성의 작은 크기와 관련이 있지만, 다이아몬드 층이 열을 빠르게 제거해 화산 활동을 더 빨리 끝낼 수 있었을 가능성에 대해 연구 중”이라고 말했다. 한편 연구진의 연구에 활용된 데이터의 출처인 수성탐사선 메신저는 2004년 발사된 뒤 2011~2015년 수성 탐사를 진행했다. 수성을 공전하며 성분과 지질 및 자기장에 관한 자료를 전송했고, 그 결과 최초로 수성 전면 지도를 완성할 수 있었다. 또 수성의 핵이 액체 철로 구성됐다는 증거와 극지에서 물·얼음과 유기 분자를 찾는 성과도 이뤘다. 이후 메신저는 2015년 수성 표면에 충돌하면서 임무를 마쳤다.

지구에서 약 63광년 떨어진 우주에 있는 한 행성에서 마치 썩은 달걀과 같은 고약한 냄새가 날 가능성이 제기됐다. 미국 존스홉킨스대학 연구진은 제임스웹 우주 망원경이 수집한 ‘HD 189733 b’ 행성의 데이터를 분석했다. 2005년에 발견된 HD 189733 b 행성은 항성 HD 189733 주위를 공전하고 있으며, 우주 최악의 기상을 가진 곳으로도 알려져 있다. HD 189733 b의 표면온도는 약 3000℃에 달하며, 표면에서는 시속 8690㎞의 엄청난 바람이 불고 있다. 존스홉킨스대학 연구진은 기존에 알려진 사실에 더해 HD 189733 b의 대기에 황화수소가 매우 풍부한 것으로 확인됐다고 밝혔다. 이는 우리 태양계 밖의 행성(외계 행성)에서 황화수소를 감지한 최초의 사례다. 연구를 이끈 광웨이 푸 박사는 “만약 당신의 코가 섭씨 1000℃에서도 냄새를 맡을 수 있다면, HD 189733 b의 대기에서 썩은 달걀 냄새를 맡을 수 있을 것”이라고 말했다. 지구에서도 흔히 찾을 수 있는 황화수소는 황과 수소로 이뤄진 황화물로, 악취를 가진 무색의 유독한 기체다. 일반적으로 우주 행성에 외계 유기체가 살고 있을 가능성을 시사하는 기체 중 하나지만, 전문가들은 HD 189733 b에서 생명체를 찾고 있지는 않다. 뜨거운 기온뿐만 아니라 ‘유리 비’가 내리기 때문이다. 과거 미 항공우주국(NASA)은 “HD 189733 b에는 규산염 입자를 머금은 대기가 있으며, 촉촉한 액체가 아닌 ‘유리 비’가 내린다”면서 “이곳에 첫발을 내딛는 여행자는 수천 조각으로 잘려 죽음을 맞을 것”이라고 설명한 바 있다.그럼에도 불구하고 HD 189733 b의 대기에 썩은 달걀 냄새를 연상케 하는 황화수소가 가득하다는 사실은 행성의 형성 과정을 이해하는 데 도움이 될 것이라고 연구진은 밝혔다. 푸 박사는 “황화수소는 (행성 분야에서) 우리가 알지 못했던 주요 성분 중 하나로 꼽힌다”면서 “목성 대기에 황화수소가 존재한다는 사실은 알고 있었지만, 태양계 밖에서 황화수소를 감지한 것은 이번이 처음”이라고 설명했다. 이어 “우리는 이 행성에서 생명체를 찾고 있지는 않다. 표면이 너무 뜨겁기 때문”이라면서 “그러나 황화수소를 발견한 것은 다양한 유형의 행성이 형성되는 과정에 대해 더 잘 이해하기 위한 발판이 될 것”이라고 덧붙였다. 또 “황화수소는 보다 복잡한 분자를 만드는데 필수적인 원소로 꼽힌다. 탄소, 질소, 산소, 인산염과 마찬가지로 과학자들은 행성이 어떻게 만들어졌고 무엇으로 만들어졌는지 완전히 이해하기 위해 황화수소에 대해 더 많이 연구할 필요가 있다”고 밝혔다. 자세한 연구 결과는 세계적인 과학저널 네이처 최신호에 실렸다.

지구에서 약 63광년 떨어진 우주에 있는 한 행성에서 마치 썩은 달걀과 같은 고약한 냄새가 날 가능성이 제기됐다. 미국 존스홉킨스대학 연구진은 제임스웹 우주 망원경이 수집한 ‘HD 189733 b’ 행성의 데이터를 분석했다. 2005년에 발견된 HD 189733 b 행성은 항성 HD 189733 주위를 공전하고 있으며, 우주 최악의 기상을 가진 곳으로도 알려져 있다. HD 189733 b의 표면온도는 약 3000℃에 달하며, 표면에서는 시속 8690㎞의 엄청난 바람이 불고 있다. 존스홉킨스대학 연구진은 기존에 알려진 사실에 더해 HD 189733 b의 대기에 황화수소가 매우 풍부한 것으로 확인됐다고 밝혔다. 이는 우리 태양계 밖의 행성(외계 행성)에서 황화수소를 감지한 최초의 사례다. 연구를 이끈 광웨이 푸 박사는 “만약 당신의 코가 섭씨 1000℃에서도 냄새를 맡을 수 있다면, HD 189733 b의 대기에서 썩은 달걀 냄새를 맡을 수 있을 것”이라고 말했다. 지구에서도 흔히 찾을 수 있는 황화수소는 황과 수소로 이뤄진 황화물로, 악취를 가진 무색의 유독한 기체다. 일반적으로 우주 행성에 외계 유기체가 살고 있을 가능성을 시사하는 기체 중 하나지만, 전문가들은 HD 189733 b에서 생명체를 찾고 있지는 않다. 뜨거운 기온뿐만 아니라 ‘유리 비’가 내리기 때문이다. 과거 미 항공우주국(NASA)은 “HD 189733 b에는 규산염 입자를 머금은 대기가 있으며, 촉촉한 액체가 아닌 ‘유리 비’가 내린다”면서 “이곳에 첫발을 내딛는 여행자는 수천 조각으로 잘려 죽음을 맞을 것”이라고 설명한 바 있다.그럼에도 불구하고 HD 189733 b의 대기에 썩은 달걀 냄새를 연상케 하는 황화수소가 가득하다는 사실은 행성의 형성 과정을 이해하는 데 도움이 될 것이라고 연구진은 밝혔다. 푸 박사는 “황화수소는 (행성 분야에서) 우리가 알지 못했던 주요 성분 중 하나로 꼽힌다”면서 “목성 대기에 황화수소가 존재한다는 사실은 알고 있었지만, 태양계 밖에서 황화수소를 감지한 것은 이번이 처음”이라고 설명했다. 이어 “우리는 이 행성에서 생명체를 찾고 있지는 않다. 표면이 너무 뜨겁기 때문”이라면서 “그러나 황화수소를 발견한 것은 다양한 유형의 행성이 형성되는 과정에 대해 더 잘 이해하기 위한 발판이 될 것”이라고 덧붙였다. 또 “황화수소는 보다 복잡한 분자를 만드는데 필수적인 원소로 꼽힌다. 탄소, 질소, 산소, 인산염과 마찬가지로 과학자들은 행성이 어떻게 만들어졌고 무엇으로 만들어졌는지 완전히 이해하기 위해 황화수소에 대해 더 많이 연구할 필요가 있다”고 밝혔다. 자세한 연구 결과는 세계적인 과학저널 네이처 최신호에 실렸다.

정기적으로 지구에 근접하며 태양 궤도를 도는 소행성 ‘베누’의 새로운 비밀이 밝혀졌다고 미국 과학 전문매체 스페이스닷컴, CNN 등 외신이 27일(이하 현지시간) 보도했다. 미국항공우주국(NASA)은 소행성 탐사선인 ‘오시리스-렉스’(OSIRIS-REx)가 2020년 지구에서 약 3억 3300만㎞ 떨어진 곳에 있는 베뉴의 표면에서 가져온 돌과 먼지 등 샘플 121.6g을 분석해 왓다. 그 결과 메뉴의 먼지에서는 태양계 생성에 도움이 된 동시에 생명체에 필수적인 탄소와 질소, 유기화합물이 풍부했다. 뿐만 아니라 베뉴 샘플에서는 물에 용해될 수 있는 화합물인 마그네슘-인산나트륨도 발견됐다. 베뉴의 샘플은 주로 점토 광물로 구성돼 있다는 사실도 확인됐다. 점토 광물은 점토 상태로 산출되는 규산염 광물로, 풍화작용이나 열수 변질 작용 등에 의해 쉽게 다른 광물로 변한다.연구진은 이런 특징들을 종합했을 대, 베누가 현재는 태양계에 존재하지 않는 작고 원시적인 해양 외계에서 떨어져 나왔을 가능성이 있다고 밝혔다. 오시리스-렉스 프로젝트의 수석 연구원인 단테 로레타는 “베누의 다른 원소, 화합물과 함께 인산염의 존재와 상태는 이 소행성에 과거 물이 있었다는 것을 시사한다”면서 “베누는 과거 더 습한 세계의 일부였을 수 있지만 이 가설은 추가적인 연구를 필요로 한다”고 말했다. 연구에 참여한 호주 커틴대 지구행성과학대의 닉 팀스 부교수는 “이번 연구결과는 베누와 같은 소행성이 물과 생명체의 구성 요소를 지구로 전달하는 데 중요한 역할을 했을 가능성을 의미한다”고 설명했다.앞서 지난해 10월 빌 넬슨 NASA 국장 역시 “베누에서 채취한 돌과 먼지에는 물과 많은 양의 탄소가 포함돼 있다”면서 “베누와 같은 소행성이 생명체의 기본 요소를 지구에 전달했을지도 모른다”고 밝힌 바 있다. 전문가들의 이 같은 추측은 수십억 년 전 지구와 소행성이 충돌하면서 소행성이 운반 중이던 물과 광물, 기타 원소들이 지구로 옮겨졌고, 이 과정에서 지구에 생명체가 탄생할 수 있는 환경이 만들어졌다는 가설에 힘을 실어준다. 한편 소행성 베누는 지름 500m 정도의 작은 소행성으로 지구에서 1억 3000만㎞ 떨어진 곳에서 태양 궤도를 돌고 있다. 전문가들은 약 46억 년 전 만들어진 이 소행성이 태양계의 형성과 진화, 더 나아가 생명의 기원인 유기물의 출처에 대한 정보를 가지고 있을 것으로 보고 있다.

정기적으로 지구에 근접하며 태양 궤도를 도는 소행성 ‘베누’의 새로운 비밀이 밝혀졌다고 미국 과학 전문매체 스페이스닷컴, CNN 등 외신이 27일(이하 현지시간) 보도했다. 미국항공우주국(NASA)은 소행성 탐사선인 ‘오시리스-렉스’(OSIRIS-REx)가 2020년 지구에서 약 3억 3300만㎞ 떨어진 곳에 있는 베뉴의 표면에서 가져온 돌과 먼지 등 샘플 121.6g을 분석해 왓다. 그 결과 메뉴의 먼지에서는 태양계 생성에 도움이 된 동시에 생명체에 필수적인 탄소와 질소, 유기화합물이 풍부했다. 뿐만 아니라 베뉴 샘플에서는 물에 용해될 수 있는 화합물인 마그네슘-인산나트륨도 발견됐다. 베뉴의 샘플은 주로 점토 광물로 구성돼 있다는 사실도 확인됐다. 점토 광물은 점토 상태로 산출되는 규산염 광물로, 풍화작용이나 열수 변질 작용 등에 의해 쉽게 다른 광물로 변한다.연구진은 이런 특징들을 종합했을 대, 베누가 현재는 태양계에 존재하지 않는 작고 원시적인 해양 외계에서 떨어져 나왔을 가능성이 있다고 밝혔다. 오시리스-렉스 프로젝트의 수석 연구원인 단테 로레타는 “베누의 다른 원소, 화합물과 함께 인산염의 존재와 상태는 이 소행성에 과거 물이 있었다는 것을 시사한다”면서 “베누는 과거 더 습한 세계의 일부였을 수 있지만 이 가설은 추가적인 연구를 필요로 한다”고 말했다. 연구에 참여한 호주 커틴대 지구행성과학대의 닉 팀스 부교수는 “이번 연구결과는 베누와 같은 소행성이 물과 생명체의 구성 요소를 지구로 전달하는 데 중요한 역할을 했을 가능성을 의미한다”고 설명했다.앞서 지난해 10월 빌 넬슨 NASA 국장 역시 “베누에서 채취한 돌과 먼지에는 물과 많은 양의 탄소가 포함돼 있다”면서 “베누와 같은 소행성이 생명체의 기본 요소를 지구에 전달했을지도 모른다”고 밝힌 바 있다. 전문가들의 이 같은 추측은 수십억 년 전 지구와 소행성이 충돌하면서 소행성이 운반 중이던 물과 광물, 기타 원소들이 지구로 옮겨졌고, 이 과정에서 지구에 생명체가 탄생할 수 있는 환경이 만들어졌다는 가설에 힘을 실어준다. 한편 소행성 베누는 지름 500m 정도의 작은 소행성으로 지구에서 1억 3000만㎞ 떨어진 곳에서 태양 궤도를 돌고 있다. 전문가들은 약 46억 년 전 만들어진 이 소행성이 태양계의 형성과 진화, 더 나아가 생명의 기원인 유기물의 출처에 대한 정보를 가지고 있을 것으로 보고 있다.

과학자들은 지구 내부 구조에 대해 많은 사실을 알아냈다. 물론 직접 뚫고 들어가서 확인할 순 없지만, 초음파로 환자의 몸을 밖에서도 훤히 들여다보듯 지진파를 이용해서 내부 구조를 파악할 수 있기 때문이다. 하지만 멀리 떨어진 외계 행성의 내부 구조는 정확히 파악하기 힘들다. 화성처럼 가까운 행성은 탐사선을 보내 지진파를 관측할 수 있지만, 수백 광년 (1광년은 9조 4600억㎞) 떨어진 외계 행성은 내부 구조는 커녕 표면도 제대로 관측하기 어렵기 때문이다. 하지만 제임스 웹 우주 망원경의 활약 덕분에 과학자들은 멀리 떨어진 외계 행성의 내부 구조에 대한 단서를 얻었다. 지구에서 200광년 떨어진 WASP-107 b는 솜사탕 행성이라는 별명을 지니고 있다. 지름은 목성과 비슷한데, 질량은 목성의 1/10도 되지 않기 때문이다. WASP-107 b는 수성보다 모항성에 8배나 가까운 거리에서 5.7일을 주기로 공전하고 있다. 따라서 표면 온도는 섭씨 500도 이상이며 이에 따라 대기가 엄청나게 부풀어 올라 솜사탕처럼 부피만 크고 질량은 적은 행성이 됐다. 최근 과학자들은 제임스 웹 우주 망원경의 강력한 성능을 이용해 WASP-107 b의 대기 구성 성분을 파악했다. 이 행성은 뜨거운 대기가 크게 부풀어 오른 덕분에 크기에 비해 대기가 얕은 다른 행성보다 관측이 쉬운 편이다. 하지만 제임스 웹 우주 망원경이 없었다면 관측이 불가능할 만큼 먼 거리였다. 존스 홉킨스 대학 데이빗 싱 교수가 이끄는 연구팀에 따르면 WASP-107 b의 대기에는 메탄의 양은 적었지만, 이산화황, 물, 이산화탄소, 일산화탄소는 풍부했다. 그리고 모래 성분인 규산염까지 검출되었는데, 대기 중에 모래 비가 내리는 것으로 추정된다. 더 중요한 사실은 대기 구성 성분과 밀도, 온도 등의 정보를 이용해서 내부 구조를 파악할 수 있다는 점이다. 연구팀은 여러 가지 모델을 검토해 이 행성 내부에 지구 질량의 12배에 달하는 큰 암석 핵이 존재한다는 결론을 얻었다. 솜사탕 안에 단단한 나무 막대기가 있듯이 솜사탕 행성 내부에도 단단한 핵이 있는 셈이다. 이 암석 핵은 매우 뜨거운 상태로 행성 내부에서 대류를 일으켜 물질을 순환시키고 메탄같이 흔한 물질을 이산화탄소나 일산화탄소 같은 다른 원소로 만들었다는 것이 연구팀의 생각이다. 지금까지 수천 개의 외계 행성이 확인됐고 확인을 기다리는 후보군까지 합치면 1만 개도 넘는 외계 행성이 보고되어 있지만, 내부 구조를 파악할 수 있을 만큼 정보를 얻은 외계 행성은 거의 존재하지 않는다. 그러나 이번 연구는 제임스 웹 우주 망원경의 강력한 성능을 통해 일부 외계 행성의 내부를 들여다볼 수 있다는 점을 보여줬다. 연구팀은 이번에 이용한 방법론이 앞으로 외계 행성의 내부 구조 연구에 큰 도움이 될 것으로 보고 있다.

포르투갈과 스페인의 밤하늘을 밝히는 청록색 불덩이 대형 유성 영상이 인터넷을 달구고 있다. 이 같은 대형 유성을 화구(火球)라고 한다. 지난 유성은 19일 오후 6시 46분 스페인 카세레스에서 카메라로 불덩어리를 포착한 유럽우주국(ESA)에 의해 확인됐다. 지난 18일 ESA는 이 불덩어리가 시속 약 16만km, 즉 록히드마틴 F-16 전투기의 최고 속도보다 65배 빠른 속도로 스페인-포르투갈 상공으로 날아간 혜성의 조각임을 확인했다. ESA는 유성이 지구 상공 약 60km 고도의 대서양 상공에서 완전히 타버렸을 가능성이 있다고 덧붙였다. 수천 명의 소셜 미디어 사용자들이 엑스, 페이스북, 레딧 등 다양한 SNS를 방문하여 밝은 불덩이에 대해 토론하며 놀라운 이미지와 비디오를 공유했다. ESA는 엑스 피드에 “스페인 카세레스에 있는 ESA의 화구 카메라가 어젯밤에 놀라운 유성을 발견했다. 우리 행성방위청은 현재 물체의 크기와 궤적을 분석하여 물질이 표면에 도달할 가능성을 평가하고 있다”고 밝혔다. 현지 언론사 ‘노바 포르투갈’도 다양한 위치에서 촬영한 불덩어리 영상을 공유하며 “지난 저녁 포르투갈 하늘을 푸른색으로 밝게 물들인 운석은 주민들을 놀라게 했다. 수천 명의 포르투갈 인들이 소셜 네트워크에서 이 사건에 대한 반응을 공유했다”고 보도했다. 이와 같은 ‘유성’은 소행성, 혜성, 달 또는 다른 행성과 같은 더 큰 천체에서 떨어져나온 조각들이 빠른 속도로 지구 대기로 돌입해 대기와의 마찰로 불타는 것을 일컫는다. 유성체 또는 별똥별이라고도 한다. 이런 방식으로 지구로 유입되는 성간 물질의 90~95%는 지상에 도달하기 전 모두 타버리고 만다. 그리고 덩어리가 커서 미처 다 타지 못하고 지상에 떨어지는 경우도 있는데, 이것을 운석이라 한다. 운석이 땅에 떨어지면 일반적으로 먼지나 매우 작은 입자 형태를 띠지만, 그중에는 수십 내지 수 미터나 되는 큰 운석도 있다.다양한 화학원소를 사용하여 다양한 색상의 불꽃놀이를 생성하는 것처럼 이 화구의 색상은 해당 물질의 화학적 구성을 나타낸다. 불덩어리의 밝은 파란색/녹색 섬광은 마그네슘이 연소되고 있음을 나타낸다. 마그네슘을 함유하는 것으로 알려진 운석의 한 유형은 감람석이라고 불리는 마그네슘-철 규산염의 한 형태인 커다란 올리브 녹색 결정을 포함하는 석철(石鐵) 운석의 일종인 ‘팰러사이트’이다. 팰러사이트의 기원은 다소 신비롭지만, 과학자들은 소행성이 녹아 밀도가 높은 물질이 중심부로 가라앉을 때 팰러사이트가 형성될 수 있다고 생각한다. 팰러사이트는 소행성의 금속 핵과 규산염, 감람석이 풍부한 맨틀 사이의 경계에서 나올 수 있다. 만약 그렇다면 팰러사이트는 과학자들에게 약 45억 년 전에 지구와 같은 암석 행성이 태양계에서 어떻게 형성되었는지에 대해 많은 것을 가르쳐줄 수 있다. 물론, 이 운석은 아직 팰러사이트로 확인되지 않았으며, 과학자들은 이 운석 중 어떤 것이 실제로 땅에 도달했는지 파악하지 못하고 있다.

최근 중국이 달 탐사선 창어-6호를 성공적으로 발사한 가운데, 해당 탐사선에 외부로 알려지지 않은 ‘비밀 로봇’이 탑재됐을 가능성이 제기됐다. 미국 라이브사이언스, 영국 일간지 인디펜던트의 8일(이하 현지시간) 보도에 따르면, 일부 관찰자들은 지난 3일 발사된 우주선 창어-6호의 영상 및 사진을 정밀 분석한 결과 달 표면에 내려갈 탐사선에 정체가 공개되지 않은 ‘회색 물체’를 확인했다. 관찰자들은 탐사선에 부착된 해당 물체에 바퀴가 달려 있는 것으로 보아, 이를 ‘비밀 탐사선’ 또는 ‘비밀 로봇’으로 추정했다. 현지에서 우주전문기자로 활동하는 앤드루 존스는 엑스(옛 트위터)에 “(영상 판독 결과 해당 회색 물체는) 이전에는 공개되지 않은 미니 탐사선으로 추정된다”고 밝혔다. 중국과학원 산하의 상하이규산염연구소 측은 해당 물체가 자외선분광촬영장치(IUVS)일 수 있다는 성명을 내놓았다. 자외선분광법은 자외 영역(파장 400~1nm 정도)에서의 분광법으로, 자외광과 유기화합물의 흡수 정도 및 파장과의 관계를 조사해 물질에 관한 지식을 얻는 방식을 의미한다. 중국, 과거에도 ‘비밀 물체’ 달에 실어 날랐나 중국이 달 탐사에 내보낸 우주선에 미공개 탑재물을 실은 것은 이번이 처음은 아니다. 2022년 달과 로켓이 충돌하는 ‘의문의 사건’이 발생해 관심이 쏠렸었다. 우주를 떠돌던 로켓 본체가 달 뒷면에 충돌하면서 지름 18m, 지름 16m의 충돌구를 만들어 낸 것이다.초기에는 해당 로켓이 2015년 지구관측용 DSCOVR 위성을 발사한 스페이스X 팰컨 9 로켓의 잔해라는 주장이 제기됐었다. 그러나 이후 해당 로켓이 2014년 10월 중국 무인 탐사선 창어 5-T1호를 달 주위로 쏘아올린 창정 3C 로켓의 일부라는 의견에 더 무게가 실렸다. 당시 중국 측은 창정 3C 로켓 상단은 지구 대기권에서 불에 타 소실됐다고 주장하면서, 달과 충돌한 로켓의 정체에 대한 의구심은 눈덩이처럼 불어났다.이와 관련해 미국 애리조나대학 연구진은 이듬해인 2023년, 로켓 추락이 일어나기 전 7년 간의 창전 3C 로켓의 궤적과 달에 충돌한 지점을 추적, 로켓의 빛 반사 특징과 로켓의 움직임을 분석해 이 로켓이 중국 창어 5-T1호의 추진체라는 사실을 밝혀냈다. 더불어 달 표면 충돌 당시 해당 로켓이 미스터리한 탑재물을 실은 상태였을 가능성도 제기했다. 해당 분석 결과를 담은 논문은 국제학술지 행성과학저널(Planetary Science Journal)에 실렸다. 전 세계가 놀라고 미국이 경계할만한 중국의 ‘우주 굴기’ 미국은 중국이 우주를 무기화하려 한다며 꾸준히 우려를 표명해 왔다. 빌 넬슨 미국항공우주국(NASA) 국장은 올해 초 의회에서 “중국은 지난 10년간 (우주 산업에서) 놀라운 발전을 이뤘지만 매우 비밀스러운 측면이 있다”면서 “우리는 중국의 소위 민간 목적의 많은 우주 계획이 군사적 프로그램이라고 생각한다”고 지적했다. 일각에서는 창어-6호에 실려 달로 날아간 ‘비밀 물체’가 미국 등 우주산업 경쟁국가가 모르는 새 은밀한 군사적인 임무를 수행할 수 있다는 우려를 내놓는 가운데, 중국은 전 세계가 놀랄 만큼 빠르게 ‘우주 굴기’를 현실화하고 있다.시진핑 중국 국가 주석은 2013년 임기 초부터 중국을 우주 최강국으로 만들겠다는 우주 굴기를 천명한 뒤 꾸준히 자본과 기술을 투자해 왔다. 그 결과 중국은 2022년 11월 독자 우주정거장 톈궁 3호(톈궁 우주정거장) 완공에 성공했다. 올해는 과학기술 예산 3710억 위안(약 70조원) 가운데 상당액을 우주 부문에 투자한 것으로 알려졌다. 지난 3일 발사된 창어-6호의 주요 임무는 지구에서는 보이지 않는 달의 뒷면에서 먼지와 암석 등의 샘플 약 2㎏을 채취해 지구로 귀환하는 것이다. 창어-6호가 임무에 성공한다면 인류 최초의 성과로 기록될 전망이다. 중국은 2026년에 포괄적인 달 탐사를 맡을 창어-7호를, 2028년에 달에 연구기지 건설 가능 여부를 조사할 창어-8호 등 후속 달 탐사선들을 잇달아 발사할 계획이다. 더 나아가 2030년까지 달에 유인 탐사선을 보내고 달 표면에 우주기지를 건설하는 것을 목표로 하고 있다.

미 항공우주국(NASA)의 소행성 샘플 채취 우주선 오시리스-아펙스(OISRIS-APEX)는 2029년에 흥미진진한 새로운 임무를 맡게 된다. 이때 인류 역사상 그 어느 때보다도 흥미진진한 소행성과의 만남을 보게 될 것이다.​ 이전에 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)로 알려졌던 우주선은 고대 이집트의 ‘혼돈의 신(god of chaos)의 이름을 딴 소행성 아포피스(Apophis)를 2029년 조우하는데, 이때 소행성은 지구에 밀착하다시피 다가와 일부 지역에서 맨눈으로도 볼 수 있을 것으로 예측된다.​ 소행성 베누에서 채취한 샘플을 지구로 가져온 이 우주선은 최근 ’보너스 임무‘를 부여받아 오시리스-아펙스(OSIRIS-APEX)라는 이름으로 개명했다. ​엠파이어 스테이트 빌딩 높이(340m)에 달하는 크기로 추정되는 아포피스 소행성은 2029년 4월 13일 지구에 32,000km까지 접근하는데, 이는 일부 위성보다 더 가까운 거리다.​아시리스-아펙스 프로젝트 과학자인 에이미 사이먼은 성명에서 “우주선은 이러한 만남 직후 아포피스를 연구하여 지구의 중력과 상호작용하여 소행성 표면이 어떻게 변하는지 확인할 수 있을 것”라고 밝혔다.​ 아포피스는 2004년 지구에 위협이 될 만큼 큰 크기의 접근 소행성으로 잠재적 영향을 미칠 수 있는 가능성으로 우리의 경각심을 불러일으켰다. 그러나 2021년 3월, 소행성 99942라고도 알려진 이 우주암석의 궤도를 관찰한 결과 천문학자들은 이 암석이 최소 100년 이내에는 지구에 그다지 위협이 되지 않는다는 결론을 내렸다.​ NASA 과학자들은 2029년 지구-아포피스의 만남이 324일 주기로 태양 주위를 도는 아포피스의 궤도에 어떤 영향을 미칠지 여전히 알고 싶어한다. 아포피스가 지구 시간으로 7,500년에 한 번 이같이 지구에 접근하면, 그 영향으로 지진과 산사태가 발생하여 소행성 표면이 흔들릴지도 모른다고 과학자들은 생각하고 있다. ​ 이것이 소행성에게는 재앙처럼 들리겠지만, 이는 아포피스 표면 아래에 무엇이 있는지 드러날 수 있는 기회이기도 하므로, 오시리스-렉스는 가까운 거리에서 소행성의 모든 비밀을 밀착 조사할 예정이다.​ 오시리스-아펙스 수석 연구원인 애리조나 대학의 다니 멘도사 델라기우스티나는 “밀착 접근 방식은 훌륭한 자연 실험”이라고 말하면서 “우리는 조석력과 잔해 더미 물질의 축적이 행성 형성에 중요한 역할을 할 수 있는 기본 과정이라는 것을 알고 있다”고 밝히고 “그들은 초기 태양계의 잔해에서 본격적인 행성으로 어떻게 이동했는지 알려줄 수 있다”고 덧붙였다. ​ 소행성은 약 45억 년 전 원시 태양 주위에 행성이 형성되고 남은 물질로 구성되었기 때문에 이번 조사를 통해 지구를 비롯한 다른 암석행성의 구성 요소가 무엇인지 밝힐 수 있을 것으로 보인다.​아포피스는 규산염 물질과 니켈-철로 만들어졌기 때문에, 오시리스-아펙스가 2023년 9월 지구에 떨어뜨린 샘플을 수집하기 위해 2020년 10월에 방문한 탄소가 풍부한 소행성 베누와는 상당히 다르다. ​ 오시리스 우주선은 2029년 4월 13일 아포피스에 도달하여 약 6개월 동안 소행성 주변에서 탐사할 예정이다. 이 기간 동안 우주선은 베누에서 했던 것과 같은 조사, 즉 아포피스의 표면과 화학적 구성을 분석하는 작업을 수행한다.​ 그리고 베누에서 그랬던 것처럼 우주선은 소행성 표면에서 약 5m 이내로 낙하한 후 추진기로 폭발시켜 소행성의 내부 물질을 드러내는 방식으로 이 조사를 마무리할 것이다.​ “우리는 베누에서 많은 것을 배웠다”고 말하는 사이먼은 “하지만 이제 우리는 다음 목표를 위해 훨씬 더 많은 질문으로 무장했다”라고 결론지었다. 

서울 영등포구가 최근 대림3동 주민센터를 마지막으로 구 소유 건축물 총 23개소의 석면 해체·제거를 완료했다고 26일 밝혔다. 석면은 광물에서 자연적으로 생성된 섬유 모양의 규산염 광물류이다. 세계보건기구(WHO)가 지정한 1급 발암물질로 장기간 노출될 경우 폐암, 석면폐증, 악성중피종 등을 유발한다. 석면 건축물은 이러한 석면 자재가 사용된 총면적 50㎡ 이상인 공공 건축물, 다중이용시설 등을 말한다. 이에 구는 석면으로부터 구민 건강을 보호하기 위해 2018년 ‘구 소유 석면 건축물 석면 해체·제거 계획’을 수립하고, 연차적으로 석면 해체·제거 공사를 진행했다. 구는 2018년 2개소를 시작으로 올해 대림3동 주민센터를 마지막으로 총 23개소(구청사, 보건소, 동주민센터 등)의 석면 해체·제거를 모두 마쳤다. 해체 작업은 석면 안전 관리법에 따라 석면 자재가 사용된 면적의 합이 50㎡ 이상인 공공 건축물을 대상으로 전문 업체가 공사를 진행했다. 500㎡ 이상인 경우는 석면 비산 농도를 측정하고, 800㎡ 이상인 경우는 석면 해체 작업 시 감리인 지정 등이 이뤄졌다. 구는 구 소유 석면 건축물뿐만 아니라 민간 석면 건축물에 대해서도 석면 해체·제거가 이뤄질 수 있도록 적극 권고하고, 안전 관리 실태 점검 등을 지속적으로 추진했다. 그 결과 2017년 172개소였던 석면 건축물이 현재 84개소로 줄어드는 성과를 거뒀다. 구는 석면 건축물을 대상으로 ▲석면농도 측정 ▲안전 관리인 교육 이수 ▲관리대장 작성 ▲석면 건축 자재 손상 여부 등을 확인하고 행정지도 등을 통해 자율적 개선을 유도한다. 한편 구는 석면 슬레이트 지붕 교체 지원, 석면 건축물 해체·제거 사업장 관리 등 석면 피해 예방 활동을 적극 추진하고 있다. 최호권 영등포구청장은 “올해 구 소유 석면 건축물의 석면 해체·제거를 마무리해 일상 속 구민 안전을 한층 강화하는 계기가 되었다”라며 “앞으로도 각종 유해 물질로부터 구민 피해를 최소화하고 안전한 생활 환경을 조성하는 데 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

약 45억년 전 지구가 생겨난 다음 38억년 전 최초의 생명체가 등장한 이후 지금까지 5차례의 생명체 대멸종이 있었다. 대멸종은 몇 개나 몇십 개의 종이 아니라 전 지구적으로 대부분의 생물종이 한꺼번에 사라지는 현상을 말한다. 생물의 역사에서 보면 순식간에 생물체들이 증발해 버리는 순간을 말한다. 첫 번째 대멸종은 4억 4000만년 전 고생대 오르도비스기 말에 있었는데 전체 생물종의 85%가 사라졌다. 3억 7000만년 전 고생대 데본기 말 두 번째 대멸종이 있었고 2억 5000만년 전 고생대 페름기 말에 발생한 3차 대멸종은 가장 심각했다. 전체 생물종의 95%가 사라졌다. 100종의 생물 중 5종의 생물만 겨우 살아남고 나머지는 흔적도 없이 사라졌다는 말이다. 생물종의 80%가 사라진 4차 대멸종은 2억 년 전 중생대 트라이아스기 말에 발생했다. 5차 대멸종은 약 6600만년 전 중생대 백악기 말에 발생해 공룡을 포함한 지구상 존재했던 전체 생물종 중 75%가 사라졌다. 5차례의 대멸종 사건 중 많은 사람이 관심을 갖는 것은 비교적 최근에 발생한 5차 대멸종이다. 육해공을 지배하고 있던 공룡이라는 거대 생물체가 순식간에 사라진 이유에 대해 궁금하기 때문이다. 타임머신을 타고 당시로 가볼 수 없기 때문에 화석과 지질 분석 등을 통해 멸종 원인을 추정할 수밖에 없다. 이런 방식으로 학자들이 찾아낸 대멸종의 규칙은 ▲5도 이상의 급격한 온도 변화 ▲산소농도의 급격한 하락 ▲대기 산성도 상승 ▲최고 포식자 멸종 등이다. 이런 상황에서 벨기에 왕립 관측소, 브뤼셀자유대, 루벤가톨릭대, 왕립 자연과학연구소, 영국 맨체스터대, 미국 플로리다 애틀랜틱대 공동 연구팀은 공룡 멸종의 핵심 원인은 ‘미세먼지’라고 1일 밝혔다. 이번 연구 결과는 지구과학 분야 국제학술지 ‘네이처 지오사이언스’ 10월 31일자에 실렸다. 연구팀은 미국 노스다코타에 있는 ‘K-PG 경계면’에서 채취된 미세 입자를 분석해 고(古)기후 시뮬레이션을 했다. K-PG 경계면은 백악기-팔레오기 경계로 중생대와 신생대를 가르는 기준으로 다섯 번째 멸종의 원인이 소행성 충돌 때문이라는 점을 보여 주는 강력한 증거로 알려져 있다. 많은 과학자는 5차 대멸종은 거대한 운석의 충돌 때문으로 보고 있다. 현재 멕시코 유카탄반도에 있는 지름 180㎞, 깊이 20㎞의 칙술루브 충돌구가 그 증거다. 지름 10~15㎞ 크기의 운석이나 혜성이 충돌해 생겨난 것으로, 충돌 이후 연쇄반응으로 나타난 현상들 때문에 공룡을 비롯해 75%의 생물체가 멸종됐다는 것이다. 그렇지만 충돌 이후 어떤 메커니즘으로 지구에 변화를 일으켰는지는 명확하게 밝혀지지 않았다. 지금까지는 충돌 당시 방출된 유황과 충돌 후 산불로 인한 그을음이 지구를 뒤덮어 햇빛을 가려 지구 평균 온도를 급격히 낮췄기 때문으로 추정한다. 연구팀의 분석 결과 운석 충돌 직후 약 0.8~8㎛(마이크로미터) 크기의 규산염 먼지가 엄청나게 발생해 식물 표면에 쌓이고 지구 성층권으로 올라가 전 지구를 뒤덮었다. 연구팀의 기후모델에 따르면 규산염 미세먼지는 충돌 이후 15년 이상 대기 중에 남아 지표면 온도를 15도나 떨어뜨렸다. 이와 함께 식물들은 2년 이상 광합성이 차단돼 말라 죽은 것으로 분석됐다. 연구를 이끈 외즈구르 카라테킨 벨기에 왕립 관측소 수석연구원은 “이번 연구는 그동안 무시됐던 규산염 미세먼지가 공룡 멸종에 어떤 방식으로 영향을 미쳤는지 구체적으로 제시했다는 데 의미가 크다”고 말했다.

지금으로부터 6600만 년 전 지금의 멕시코 유카탄 반도에 거대한 소행성이 떨어졌다. 약 9.6㎞에 달하는 거대한 소행성과의 충돌로 백악기 말 공룡을 비롯한 당시 지구 생명체의 약 70%가 사라졌다. 이 과정에서 유카탄 반도에 폭 180㎞에 달하는 지구상에서 가장 유명한 크레이터가 생성됐는데 바로 칙술루브 충돌구다. 최근 벨기에 왕립 천문대 등 국제공동연구팀은 당시 소행성 충돌 과정에서 분쇄된 암석의 먼지가 대량 멸종의 결정적인 역할을 했다는 연구결과를 발표했다. 그간 전문가들 사이에서는 당시 소행성 충돌로 생긴 어떤 영향이 공룡 등 생명체를 멸종으로 이끌었는지에 대해 다양한 주장이 있어왔다. 대표적으로 소행성 충돌로 발생한 전지구적인 충격파, 산불, 지진, 거대 쓰나미 등이 있으며 여기에 충돌 과정에서 발생한 유황도 ‘유력한 용의자’로 꼽혀왔다. 그러나 이번 연구팀이 발표한 유력한 주범은 바로 먼지다. 연구팀은 소행성 충돌 후 상황을 그대로 보존한 미국 노스다코타주 타니스 화석 유적지의 백악기-고생대(K-Pg) 경계층 퇴적물을 분석했다. 타니스 유적지는 칙술루브 충돌구로부터 무려 4800㎞ 떨어져 있지만, 당시 충돌 후 대기 중으로 분출돼 비처럼 내린 물질이 그대로 쌓여있다. 연구팀이 이를 분석한 결과 충돌 후 1주일 내 직경이 약 0.8~8.0㎛인 먼지 알갱이가 지구를 돌아다니며 대기를 덮었다는 사실을 알아냈다.연구팀이 이를 바탕으로 컴퓨터 시뮬레이션한 결과는 이렇다. 먼저 소행성 충돌 과정에서 암석이 분쇄되면서 규산염 등의 먼지 총량이 무려 2000기가톤 발생했으며, 이는 에베레스트산 무게의 11배가 넘는다. 이같은 먼지는 15년 동안 지구 대기에 남아 햇빛을 차단해 최대 2년 동안은 광합성도 차단했다. 그 여파로 지구표면 온도는 15℃까지 떨어졌다. 이렇게 지구 온도가 급락하자 식물이 죽고 이어 초식동물, 육식동물이 굶어죽었고 해양에서도 식물성 플랑크톤의 소멸로 먹이사슬이 붕괴됐다. 물론 이 과정에서 오랜시간 육지를 주름 잡아왔던 공룡과 바다를 지배한 해양 파충류가 사라졌으나 반대로 포유류는 지구의 주인공이 될 기회를 얻었다.논문의 공동저자인 벨기에 왕립 천문대 오즈구르 카라테킨 연구원은 "유황은 소행성 충돌 후 8~9년을 머물렀고, 규산염 먼지는 충돌 후 약 15년 동안 대기에 존재했다"면서 "지구가 충돌 전 온도로 돌아가는데 약 20년 이상이 걸렸다"고 설명했다. 이어 "이번 연구결과는 먼지가 그간에 알려진 것보다 멸종에 더 큰 역할을 했다는 것을 의미한다"면서 "만약 이같은 재난이 없었다면 공룡은 오늘날에도 여전히 지배적일 것"이라고 덧붙였다. 이번 연구결과는 과학저널 ‘네이처 지구과학’(Nature Geoscience) 최신호에 발표됐다.