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.

지금까지 발견된 외계 행성은 5000개가 넘는다. 대부분 태양 같은 항성(별) 주위를 도는 행성들로, 별 없이 도는 ‘나 홀로 행성’은 스스로 빛을 내지 않아 발견하기가 매우 어렵다. 발견하더라도 떠돌이 행성이 지구에서 얼마나 떨어져 있고, 얼마나 무거운지 정확히 알 수 없었다. 이런 상황에서 중국, 한국, 폴란드, 이스라엘, 영국, 스위스, 스웨덴, 독일, 미국, 뉴질랜드 10개국 과학자들이 모인 국제 공동 연구팀이 지상과 우주에서 동시 관측을 통해 최근 발견한 떠돌이 행성의 질량과 지구로부터 거리를 측정하는 데 성공했다고 4일 밝혔다. 이번 연구에는 중국 베이징대, 베이징 국립 천문 관측소, 저장대 고등 물리학 연구소, 천문학 연구소, 칭화대, 서호대, 한국 천문연구원, 충북대, 과학기술연합대학원대학교(UST), 폴란드 바르샤바대, 이스라엘 바이츠만 과학 연구소, 영국 케임브리지대, 워윅대, 빌라노바대, 스위스 제네바대, 스웨덴 룬드대, 독일 막스 플랑크 천문학 연구소, 미국 오하이오 주립대, 하버드-스미스소니언 천체물리학 센터, 뉴질랜드 캔터베리대 소속 물리학자, 천문학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘사이언스’ 1월 1일 자에 실렸다. 행성은 보통 하나 이상의 별 주변을 돌고 있지만, 일부 행성은 은하계를 홀로 떠도는 것으로 알려졌다. 떠돌이 행성이나 나 홀로 행성이라고 불리는 이 천체들은 주변에 별을 발견할 수 없다. 스스로 빛을 거의 내지 않아 미세중력렌즈라는 효과를 통해서만 발견할 수 있다. 일반 상대성 이론에 근거한 현상인 미세중력렌즈는 관측자와 멀리 떨어진 별 사이로 행성 같은 천체가 지나갈 때, 천체의 중력이 렌즈 역할을 해 뒤쪽 별의 빛을 휘게 하고 일시적으로 밝게 증폭시키는 현상이다. 문제는 미세중력렌즈 현상은 행성까지 거리를 명확히 파악하기 어렵고, 질량도 측정이 쉽지 않다는 점이다. 이에 연구팀은 짧은 찰나의 순간에 나타나는 미세중력렌즈 현상을 통해 새로운 떠돌이 행성을 발견했다. 그러나 이들은 이전 발견들과는 달리 여러 지상 관측소와 가이아 우주망원경을 활용해 지구와 우주에서 떠돌이 행성을 동시에 관측함으로써 거리와 질량을 밝혀냈다. 연구팀은 서로 멀리 떨어진 두 관측 지점에 빛이 도달하는 시간의 아주 미세한 차이를 통해 ‘미세중력렌즈 시차’를 측정했다. 이들은 이를 ‘유한 광원 점 렌즈 모델링’과 결합하여 행성의 질량과 위치를 밝혀냈다. 유한 광원 점 렌즈 모델링은 배경에 있는 별이 단순한 점이 아니라 크기를 가진 면적체라고 가정하고, 렌즈 역할을 하는 천체를 점으로 간주하여 분석하는 수학적 방식으로 렌즈 전체의 질량 등을 정밀하게 산출한다. 이번에 발견된 떠돌이 행성은 목성 질량의 약 22% 수준이며, 우리 은하 중심부에서 약 3000파섹 떨어진 곳에 있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 이 행성의 질량이 토성과 비슷하기 때문에 작은 별이나 갈색 왜성처럼 홀로 생성된 것이 아니라 어느 행성계 내부에서 형성되었을 가능성이 높은 것으로 추정한다. 질량이 작은 나 홀로 행성들은 별 주변에서 태어났으나, 인접한 행성과의 상호작용이나 불안정한 동반성의 영향과 같은 중력적 격변을 겪으며 궤도 밖으로 쫓겨났을 것이라고 연구팀은 보고 있다. 2026년 새해 처음 발표된 사이언스 논문에 대해 가빈 콜먼 영국 런던 퀸 메리대 물리·화학부 교수는 “이번 연구 결과는 행성들이 어떤 다양하고 역동적인 경로를 통해 성간 공간에서 움직이는지에 대한 통찰을 보여준다”고 평했다. 콜먼 교수는 “현재까지 발견된 떠돌이 행성은 불과 몇 개에 불과하지만, 2027년 발사 예정인 미국 항공우주국(NASA)의 낸시 그레이스 로먼 우주 망원경 프로젝트로 탐지 사례가 급증할 것”이라고 덧붙였다. 낸시 그레이스 로먼 우주 망원경은 ‘미세중력렌즈’를 활용하며 허블 우주 망원경보다 100배 넓은 시야를 갖고 은하계에 숨어 있는 수천 개의 떠돌이 행성을 찾아낼 것으로 기대된다.

‘사이언스’가 주목한 녹색 기술 中 급성장에 美·유럽도 투자 급증태양광·풍력 등 전력원, 석탄 추월‘네이처’가 기대한 혁신적 연구는AI 과학자·지구와 화성 위성 탐사 거대 해저 시추 작업 등 7개 선정 다사다난했던 2025년 을사년이 서서히 저물고, 2026년 병오년이 다가오고 있다. 사회적으로도 많은 일이 있었지만, 과학계에서도 주목할 연구들이 쏟아진 해이기도 했다. 세계적 과학 저널 양대 산맥 ‘사이언스’와 ‘네이처’가 각각 ‘2025년 올해의 과학적 혁신’과 ‘2026년 주목해야 할 과학 이벤트’를 선정해 한 해를 정리하고, 내년을 예측했다. ‘사이언스’가 ‘2025 올해의 혁신’으로 뽑은 것은 ‘재생 에너지의 도약’이다. 특히 사이언스는 현재 중국의 재생 에너지 기술에 대해 ‘놀랍다’고 표현했다. 산업 혁명 이후 인류는 석탄과 석유, 천연가스 같은 화석 연료를 과다하게 사용하면서 지구 온난화라는 재앙을 가져왔다. 그러나 최근 태양광이나 풍력 같은 재생 에너지를 이용한 발전량이 점차 증가해, 올해 상반기 전 세계의 신규 전력 수요를 모두 충당할 수 있을 정도가 됐고 전 세계 전력 생산원으로 석탄을 추월했다. 중국은 수년간 보조금 제도를 통해 재생 에너지 분야를 집중 육성했다. 그 결과 전세계 태양전지의 80%, 풍력 터빈의 70%, 리튬 전지의 70%를 차지하고 있다. 중국의 재생 에너지 기술 급성장은 녹색 기술 수출로 이어져 전 세계를 바꾸고 있는 상황이다. 이런 변화는 중국에서 온실가스 배출량 증가가 사실상 멈췄다는 사실에서 잘 드러난다. 한국을 비롯한 이웃 나라에 유입되는 미세먼지도 눈에 띄게 줄었다. 한편 중국의 녹색 기술 약진에 위협을 느낀 미국과 유럽도 재생 에너지 확장에 나서면서, 전세계적으로 청정에너지에 대한 총투자액은 화석 연료 투자를 뛰어넘고 있다. 올해 혁신적 연구 후보로 이름을 올린 것은 ▲인공지능이 설계한 단백질 ▲알츠하이머의 숨겨진 유전적 스위치 ▲인류가 불을 다루기 시작한 기원 발견 ▲초기 우주 수수께끼를 푸는 제임스 웹 우주망원경(JWST) ▲해양 플라스틱 오염 해결책 ▲비만 치료제의 확장 등이다. ‘네이처’는 ‘2026 다가올 한 해 주목해야 할 과학’으로는 인공지능(AI) 분야 과학자의 부상, 지구와 화성 위성 탐사 임무, 거대 해저 시추 작업 등 과학적 지식의 지평을 넓힐 연구 7개를 선정했다. 과학자들도 챗GPT로 대표되는 생성형 인공지능을 많이 사용하고 있는데. 내년에는 여러 대규모 언어 모델(LLM)을 통합해 복잡하고 다단계적 프로세스를 수행하는 ‘AI 에이전트’가 과학 연구에 더 많이 사용될 것으로 전망된다. 그 중 일부는 인간의 감독과 통제를 받지 않고 작동할 것으로 예상된다. AI에 의한 최초의 중대한 과학적 진보가 나타날 수도 있을 것이라고 과학자들은 예측했다. 올해 가장 놀라운 연구로 선정되기도 했던 유전자 가위를 이용한 유전병 치료가 내년에는 더욱 확장되고 발전된 방향으로 나타날 것으로 예상됐다. 희귀 대사질환을 앓던 아기 KJ 멀둔은 특정 질병 유발 돌연변이를 교정하도록 맞춤 설계된 크리스퍼 유전자 가위 치료를 받았다. 멀둔을 치료했던 미국 필라델피아 아동병원 연구팀은 미국 식품의약국(FDA)에 더 많은 희귀 대사 질환을 앓는 아동들을 유전자 편집 치료할 수 있도록 임상 시험 승인을 요청할 계획으로 알려졌다. 치료 대상 아동들이 앓고 있는 질환은 멀둔 치료에 사용했던 것과 같은 유형의 유전자 편집으로 해결할 수 있는 7개 유전자 변이로 발생하는 것들이다. 내년에는 우주가 바쁜 한 해가 될 전망이다. 미국항공우주국(NASA)의 ‘아르테미스 2호’는 오리온 다목적 우주선에 우주비행사 4명을 태우고 달 궤도로 보내는 프로젝트다. 이르면 2026년 2월에 발사될 아르테미스 2호는 1970년대 이후 첫 유인 달 탐사 임무로 10일 동안 달 궤도를 돌면서 이후 달 착륙 임무를 준비하는 데 도움을 줄 예정이다. 중국도 내년 8월 달 탐사선 ‘창어 7호’를 암석과 크레이터가 흩어져 있어 착륙이 매우 까다로운 것으로 알려진 달의 남극 지역에 착륙하는 것을 목표로 발사한다. 착륙에 성공하면 달 남극 지역을 집중 탐사해 물과 얼음의 존재를 찾고 지속 가능한 달 기지 건설을 위한 기술을 시험할 예정이다. 과학자들은 달을 넘어 화성으로도 시선을 돌리고 있다. 일본은 화성의 위성인 포보스와 데이모스를 탐사하는 화성 위성 탐사 임무 MMX를 시작할 계획이다. 포보스 표면 표본을 채취해 2031년 지구로 귀환하는 프로젝트다. 유럽우주국(ESA)은 내년 12월 행성 사냥꾼이라는 별명을 가진 외계 행성 탐사선 ‘플라토’를 발사한다. 플라토는 카메라 26개를 장착한 탐사선으로 20만 개 이상의 태양과 비슷한 항성(별)을 탐색해 액체 상태의 물이 형성될 수 있는 온도를 가진 지구 쌍둥이 행성을 식별할 계획이다. 그런가 하면 중국의 해양 시추선 ‘멍샹’이 첫 탐사에 나선다. 멍샹은 해저 지각을 뚫고 최대 11㎞ 깊이까지 시추해 지구 맨틀 시료를 채취할 예정이다. 성공한다면 해저 지각 형성과 판 구조 운동의 원인을 규명하는 데 결정적 단서를 확보할 수 있다. 또 인도의 첫 태양 탐사선 아디티야-L1이 11년 주기의 활동 정점인 태양 극대기 동안 태양 관측에 나서고, ‘신의 입자’ 힉스 입자를 발견한 스위스 제네바에 있는 유럽 입자물리연구소(CERN)의 거대 강입자 가속기(LHC)가 내년 대규모 업그레이드를 하고 2030년부터 재가동할 예정이다. 한편 네이처는 과학 외부 환경도 내년 과학계를 규정할 중요한 변수로 지목했다. 특히 미국 도널드 트럼프 행정부가 강행하는 과학 예산 대규모 삭감과 과학자 해고, 공중보건·기후 정책 변화, 이민 규제 강화 등이 과학 연구 전반을 위축시킬 가능성이 높다고 전망했다.

우주에서 태양과 같은 단일성(솔로) 별만큼이나 두 개 이상의 별이 모인 다중성계(커플)도 흔하다. 과거 과학자들은 쌍성계 이상의 다중성계에서는 동반성들의 중력 간섭으로 인해 행성이 생성되거나 안정적인 궤도를 유지하기 어려울 것이라고 생각했다. 하지만 최근 알파 센타우리와 같은 다중성계에서 외계 행성이 발견되면서 이 가설은 수정되고 있다. 전에 없던 ‘2+1’ 구성 행성계 벨기에 리에주 대학의 세바스티앙 쥐니가-페르난데스(Sebastián Zúñiga-Fernández)가 이끈 천문학자 팀은 NASA의 행성 사냥꾼 TESS와 지상 망원경을 이용해 지구에서 190광년 떨어진 적색왜성 쌍성계 TOI-2267을 관측했다. 이 쌍성계는 독특하게도 전에 보고된 적이 없는 ‘2+1’ 구성의 외계 행성 세 개를 포함하고 있는 것으로 밝혀졌다. 두 동반성(TOI-2267A와 TOI-2267B)은 태양과 지구 거리의 8배 정도 되는 가까운 거리에서 서로 공전하고 있다. -TOI-2267A: 이 별 주위에는 두 개의 지구 크기 행성이 각각 2.28일과 3.49일의 짧은 주기로 공전하고 있다. -TOI-2267B: 다른 동반성인 이 별 주위에는 한 개의 지구형 행성이 2.03일 주기로 공전하고 있다. 이 세 외계 행성이 모항성에 매우 가깝게 붙어서 공전하고 있기 때문에, 다른 동반성의 강한 중력에도 불구하고 안정적인 궤도를 유지할 수 있었던 것으로 보인다. 행성 생성 미스터리 TOI-2267 쌍성계의 두 별은 너무 가까워 서로의 원시행성계 원반(행성이 생성되는 가스와 먼지 구름)에 강력하게 중력적으로 간섭할 수 있는 위치에 있다. 이러한 극한의 환경에서 행성이 어떻게 세 개씩이나 생성될 수 있었는지는 여전히 미스터리이다. 연구팀은 앞으로 더 강력한 망원경으로 TOI-2267 2+1 행성계를 관측하여, 이 독특한 쌍성계에서 행성이 생성된 메커니즘을 밝혀낼 단서를 찾을 수 있기를 기대하고 있다.

우주에서 태양과 같은 단일성(솔로) 별만큼이나 두 개 이상의 별이 모인 다중성계(커플)도 흔하다. 과거 과학자들은 쌍성계 이상의 다중성계에서는 동반성들의 중력 간섭으로 인해 행성이 생성되거나 안정적인 궤도를 유지하기 어려울 것이라고 생각했다. 하지만 최근 알파 센타우리와 같은 다중성계에서 외계 행성이 발견되면서 이 가설은 수정되고 있다. 전에 없던 ‘2+1’ 구성 행성계 벨기에 리에주 대학의 세바스티앙 쥐니가-페르난데스(Sebastián Zúñiga-Fernández)가 이끈 천문학자 팀은 NASA의 행성 사냥꾼 TESS와 지상 망원경을 이용해 지구에서 190광년 떨어진 적색왜성 쌍성계 TOI-2267을 관측했다. 이 쌍성계는 독특하게도 전에 보고된 적이 없는 ‘2+1’ 구성의 외계 행성 세 개를 포함하고 있는 것으로 밝혀졌다. 두 동반성(TOI-2267A와 TOI-2267B)은 태양과 지구 거리의 8배 정도 되는 가까운 거리에서 서로 공전하고 있다. -TOI-2267A: 이 별 주위에는 두 개의 지구 크기 행성이 각각 2.28일과 3.49일의 짧은 주기로 공전하고 있다. -TOI-2267B: 다른 동반성인 이 별 주위에는 한 개의 지구형 행성이 2.03일 주기로 공전하고 있다. 이 세 외계 행성이 모항성에 매우 가깝게 붙어서 공전하고 있기 때문에, 다른 동반성의 강한 중력에도 불구하고 안정적인 궤도를 유지할 수 있었던 것으로 보인다. 행성 생성 미스터리 TOI-2267 쌍성계의 두 별은 너무 가까워 서로의 원시행성계 원반(행성이 생성되는 가스와 먼지 구름)에 강력하게 중력적으로 간섭할 수 있는 위치에 있다. 이러한 극한의 환경에서 행성이 어떻게 세 개씩이나 생성될 수 있었는지는 여전히 미스터리이다. 연구팀은 앞으로 더 강력한 망원경으로 TOI-2267 2+1 행성계를 관측하여, 이 독특한 쌍성계에서 행성이 생성된 메커니즘을 밝혀낼 단서를 찾을 수 있기를 기대하고 있다.

국내 대기업 홍보맨이면서 시인2015년 현대시 등단 이후 첫 시집“천국 없어… 그래서 상상할 수 있다” 문학은 ‘영원’을 말할 수 있을까. 시(詩)가 불멸을 얻기 위해서는 어떤 작업이 필요할까. 우리 안에 있는 영원한 것을 깊이 들여다보고 쓰면 될까. 이를테면 ‘사랑’이나 ‘마음’ 같은 것 말이다. ‘조만간’ 없어질 이 행성에 발 딛고 선 우리는, 그렇게 무한한 우주의 시공간을 넘어 ‘천국’으로 갈 수 있을까. 시인 신진용(37)의 시집 ‘없어질 행성에서 씁니다’를 다 읽고 시집을 덮은 뒤 머릿속에 온통 질문의 형태를 띤 문장들이 떠오른다. 이는 아마도 시인이 상당히 거대한 포부를 가지고 자신의 생각을 시로써 펼쳐가고 있기 때문일 것이다. 답 없는 질문에 대답하기 위해 인간은 문학을 발명했다. 이 사실을 시인은 아주 잘 알고 있는 듯하다. “사실 구름 뒤에 있는 천국 같은 곳에 가고, 쓰고 싶었다고. 그 정도면 적당했을 거라고. 그러나 천국은 구름 뒤에도, 우주 어디에도, 마음속에도 없다고. 마음 깊은 곳에서부터 나는 믿는다. 바다에 비친 구름의 그림자는 심해에 가라앉은 천국의 모습이다. 그렇게 써버리고 나면 멀리서부터 흘러온 바닷물에 잠겨버리는 마음이다. 느리게. 조금의 빛도 없이.”(‘심해의 사랑’ 부분·13쪽) 천국은 어디에 있을까. 일단 저 하늘에 있는 것 같지는 않다. 한때는 구름 뒤에 있을 걸로 기대한 시절도 있었지만, 우리는 이미 그곳에 가보지 않았는가. 구름을 넘어 이 행성의 중력이 작용하지 않는 우주로 나가봐도 천국은 없었다. 어쩌면 위가 아니라 아래에 있는 것 아닐까. 우리가 우주보다도 더 모른다는 저 심해의 끝에. “지나치게 커다란 마음은, 언젠가 스스로의 중력을 견디지 못하고/내부로 함몰되기 시작한다./마음은 중력에 의해 붕괴하나 마음이 발생시킨 중력만은/그대로 남아 있는/기이한 현상이 일어나는 것이다.//이를 ‘블랙홀’이라 한다.”(‘블랙홀’ 부분·52쪽) 신진용의 시에서 각주(脚注)와 제사(題詞·책의 첫머리에 들어가는 글)는 무척 중요한 역할을 하는 것처럼 보인다. 시의 몸에 해당하는 본문과 연결되는 듯하면서도 묘하게 독립적으로 기능하고 있는 이 글들은 시를 꿰어내는 또 하나의 텍스트로 읽힌다. 보통의 소설이나 시에서 각주와 제사는 작품과 현실 사이에 놓이는 다리가 된다. 그러나 신진용은 여기서 대놓고 ‘거짓말’을 펼친다. 현실의 고유명사를 가지고 와 그럴듯하게, 하지만 뻔뻔하게 상식을 뒤집는다. 오늘날 우리는 과학을 ‘진실’이라고 믿는다. 그러나 그것으로 천국은 찾아지지 않았다. 그렇다면 우리에게 남은 선택지는 하나. 바로 거짓말이다. “나는 이미 알고 있다 별은 절대 생겨나지 않을 것이다 그건 정말 신이나 할 수 있는 일이고 나는 신이 아니니까 우주선은 금방 고장날 것이다 너는 죽은 채로 오래 우주를 떠돌게 될 것이고 나는 신을 원망하다 죽게 될 것이다//그러나 나는 사랑에 대해 조금은 알게 될 것이다//아무것도 모르진 않게 될 것이다”(‘인공항성’ 부분·94~95쪽) 시집에는 2015년 ‘현대시’를 통해 등단했다는 것 외에 다른 정보는 없다. 여기에 적히지 않은 시인의 이력이 퍽 재밌다. 한국에서 이름만 대면 누구나 알 만한, 굴지의 대기업 홍보실에서 일한다. 홍보가 언어로 하는 ‘기술’이라면 시는 언어로 하는 예술이다. 극단에 있는 것처럼 보이는 두 언어. 그러나 우리가 알아야 할 것이 하나 있다. 먼 옛날, 고대 그리스에서 기술과 예술은 하나의 단어(테크네·techne)였다는 사실을. 신진용에게 ‘천국은 어디에 있느냐’고 물어봤다. “천국 같은 건 없다고 생각합니다. 그렇기에 천국에 대해 계속 다르게 상상할 수 있죠. 천국은 우리의 마음이 하나가 되는 곳일 수도, 절대로 하나가 될 수 없는 곳일 수도, 하나가 됐다가 다시 나뉘기를 반복하는 곳일 수도 있겠죠. 아니면 마음 같은 것과는 전혀 상관없는 곳일지도 모르겠습니다. 천국을 때마다 다르게 상상하기에 천국에서 쓰이는 언어도 다르게 상상하곤 합니다. 지금 이 세계에서 쓰이는 언어일 수도, 접해본 적 없는 외계의 언어일 수도, 언어라는 개념을 완전히 벗어난 어떤 것일 수도 있겠죠. 천국에서는 그 언어로 시를 쓸까요? 개인적으로는 쓰지 않았으면 좋겠습니다.”

사람은 영아기에 급속히 성장하고 다시 청소년기가 되면 신장과 체중의 빠른 성장이 나타나는 ‘성장 급등’ 현상이 나타난다. 이를 통해 성인에 가까운 신체 발달이 이뤄지는 것이다. 우주 천체도 비슷한 과정을 거치는 것으로 알려져 있다. 이런 가운데 이탈리아, 영국, 미국, 독일, 포르투갈, 아일랜드 6개국 공동 연구팀은 지구로부터 약 620광년 떨어진 곳에서 약 60억t의 우주 가스와 먼지를 빨아들이며 비정상적 성장 급등 현상을 보이는 어린 떠돌이 행성을 발견했다고 8일 밝혔다. 이 연구에는 이탈리아 팔레르모천문대 국립천체물리학연구소(INAF), 볼로냐대 물리·천문학과, 영국 세인트 앤드루스대 물리·천문학부, 런던대(UCL) 우주과학연구실, 미국 존스홉킨스대 물리·천문학과, 유럽남방천문대(ESO), 포르투갈 리스본대 천문·우주과학연구소, 아일랜드 더블린 고등과학연구소 우주물리학부, 더블린대(UCD) 물리학과 연구자들이 참여했다. 이 연구 결과는 천문학과 물리학 분야 국제 학술지 ‘천체물리학 저널 레터스’ 10월 2일 자에 실렸다. ‘성간 행성’으로도 불리는 떠돌이 행성(Rogue planet)은 행성과 비슷한 질량을 갖고 있지만, 항성(별)이나 갈색 왜성의 중력에 묶여 있지 않아 우주 공간을 독립적으로 움직이는 행성급 천체다. 우주 공간을 독립적으로 움직인다고는 하지만, 은하 중심에서 홀로 공전한다고 보는 연구도 있다. 연구팀은 제임스 웹 우주망원경(JWST)과 칠레 아타카마 사막에 있는 ESO의 초거대망원경(VLT)으로 갓 생성된 떠돌이 행성이 얼마나 빠르게 물질을 강착하는지 관측했다. 강착이란 천체물리학에서 중력적이거나 정전기적인 원인으로 우주 원반의 물질이 특정 물체에 나선형으로 떨어지며 모여드는 현상이다. 실제로 항성이나 행성은 강착 과정을 통해 성장한다. 연구팀은 남반구에서만 관측되는 작은 별자리로 지구에서 약 400~700광년 떨어져 있는 카멜레온자리의 떠돌이 행성 ‘Cha 1107-7626’을 살펴봤다. Cha 1107-7626은 지구에서 약 620광년 떨어져 있는 신생 행성으로 목성보다 5~10배 무거운 것으로 알려졌다. 지난 8월 관측했을 때는 행성 성장 속도가 초당 60억t으로 치솟았는데 이는 몇 달 전에 비해 약 8배 증가한 수치였다. 연구팀에 따르면 Cha 1107-7626의 성장 급등은 지금까지 관찰된 행성의 강착 현상 중 가장 강력했다. 또 젊은 별들에서처럼 행성 자기장이 물질을 끌어들이는 데 중요한 역할을 한다는 사실도 이번에 발견됐다. JWST의 관측 데이터에 따르면 행성의 화학적 구성도 성장 과정에서 변한 것으로 나타났다. 행성이 막 형성됐을 때는 관찰되지 않았지만, 성장 급등기에는 수증기가 관측됐다. 이번 관측은 자기 활동을 통해 엄청난 물질이 행성으로 유입될 수 있다는 점을 보여 줌으로써 행성도 항성과 비슷한 형태로 성장할 수 있다는 사실을 알게 했다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 레이 자야와르다나 존스홉킨스대 물리·천문학과장은 “이번 관측 결과는 별 주위를 공전하지 않는 떠돌이 행성이 초기 단계에 어떻게 행동하고 성장하는지 알 수 있게 해 준다”며 “떠돌이 행성의 생성 초기는 우리가 인식했던 것보다 훨씬 더 격동적으로 보인다”고 말했다.

‘될성부른 나무는 떡잎부터 다르다’는 우리 속담처럼, 천문학자들은 남다른 규모의 항성 제트를 방출하는 아기 별을 발견했다. 지구에서 약 1만 5000광년 떨어진 Sharpless 2-284 (이하 Sh2-284)가 그 주인공이다. 이 아기 별은 가스와 먼지로 이루어진 거대한 고치에 둘러싸인 원시 별이지만, 이미 중심부에서 수소 핵융합 반응을 시작한 것으로 밝혀졌다. 일본국립천문대 위청(Yu Cheng)을 비롯한 과학자들은 제임스 웹 우주 망원경(JWST)을 이용해 이 별을 정밀하게 관측했다. 그 결과 Sh2-284가 양방향으로 방출하는 항성 제트(stellar jet)의 길이가 무려 8광년에 달한다는 사실을 확인했다. 이는 태양계에서 가장 가까운 항성계인 알파 센타우리까지의 거리(4.3광년)의 거의 두 배에 달하는 엄청난 규모다. 별이 탄생 초기에 방출하는 항성 제트는 별의 떡잎과 같다. 이 제트는 별이 물질을 흡수하는 원반의 수직 방향으로, 즉 자전축과 같은 방향으로 강력하게 분출된다. Sh2-284가 이처럼 거대한 제트를 뿜어내는 비결은 바로 그 질량에 있다. Sh2-284의 질량은 태양의 약 10배에 달한다. 별의 질량이 커지면 내부의 압력과 온도가 기하급수적으로 높아지면서 수소 핵융합 반응이 매우 활발하게 일어난다. 이 과정에서 방출되는 에너지와 물질의 양 역시 기하급수적으로 증가한다. 따라서 태양 질량의 10배에 불과한 별이 수백, 수천 배 더 밝아지는 것처럼, 항성 제트의 위력 또한 질량이 클수록 폭발적으로 강해진다. 이번 관측에서 특히 주목할 만한 점은, 제임스 웹 우주 망원경의 높은 성능 덕분에 제트가 거의 한쪽 방향으로만 분출되었다는 사실이 밝혀졌다는 것이다. 이는 과거 질량이 큰 별은 생성 과정에서 불안정해 사방에서 물질을 흡수하고 제트를 불규칙하게 방출할 것이라는 가설을 반박한다. Sh2-284 관측 결과는 질량이 큰 별도 작은 별과 마찬가지로 안정적인 자전축을 유지하며 물질을 방출한다는 것을 시사한다. 이처럼 제임스 웹 우주 망원경은 베일에 가려져 있던 우주의 비밀을 하나씩 밝혀내고 있으며, 동시에 마치 물감을 풀어 놓은 듯한 Sh2-284의 아름다운 모습을 우리에게 보여주고 있다.

‘될성부른 나무는 떡잎부터 다르다’는 우리 속담처럼, 천문학자들은 남다른 규모의 항성 제트를 방출하는 아기 별을 발견했다. 지구에서 약 1만 5000광년 떨어진 Sharpless 2-284 (이하 Sh2-284)가 그 주인공이다. 이 아기 별은 가스와 먼지로 이루어진 거대한 고치에 둘러싸인 원시 별이지만, 이미 중심부에서 수소 핵융합 반응을 시작한 것으로 밝혀졌다. 일본국립천문대 위청(Yu Cheng)을 비롯한 과학자들은 제임스 웹 우주 망원경(JWST)을 이용해 이 별을 정밀하게 관측했다. 그 결과 Sh2-284가 양방향으로 방출하는 항성 제트(stellar jet)의 길이가 무려 8광년에 달한다는 사실을 확인했다. 이는 태양계에서 가장 가까운 항성계인 알파 센타우리까지의 거리(4.3광년)의 거의 두 배에 달하는 엄청난 규모다. 별이 탄생 초기에 방출하는 항성 제트는 별의 떡잎과 같다. 이 제트는 별이 물질을 흡수하는 원반의 수직 방향으로, 즉 자전축과 같은 방향으로 강력하게 분출된다. Sh2-284가 이처럼 거대한 제트를 뿜어내는 비결은 바로 그 질량에 있다. Sh2-284의 질량은 태양의 약 10배에 달한다. 별의 질량이 커지면 내부의 압력과 온도가 기하급수적으로 높아지면서 수소 핵융합 반응이 매우 활발하게 일어난다. 이 과정에서 방출되는 에너지와 물질의 양 역시 기하급수적으로 증가한다. 따라서 태양 질량의 10배에 불과한 별이 수백, 수천 배 더 밝아지는 것처럼, 항성 제트의 위력 또한 질량이 클수록 폭발적으로 강해진다. 이번 관측에서 특히 주목할 만한 점은, 제임스 웹 우주 망원경의 높은 성능 덕분에 제트가 거의 한쪽 방향으로만 분출되었다는 사실이 밝혀졌다는 것이다. 이는 과거 질량이 큰 별은 생성 과정에서 불안정해 사방에서 물질을 흡수하고 제트를 불규칙하게 방출할 것이라는 가설을 반박한다. Sh2-284 관측 결과는 질량이 큰 별도 작은 별과 마찬가지로 안정적인 자전축을 유지하며 물질을 방출한다는 것을 시사한다. 이처럼 제임스 웹 우주 망원경은 베일에 가려져 있던 우주의 비밀을 하나씩 밝혀내고 있으며, 동시에 마치 물감을 풀어 놓은 듯한 Sh2-284의 아름다운 모습을 우리에게 보여주고 있다.

별빛에 가려 발견 어려운 ‘골딜록스’직사각형 거울 단 사각 망원경으로고난도의 기술 없이 쉽게 구분 가능가림막 달린 ‘스타셰이드’ 등도 고려 ‘망원경’ 하면 많은 사람들이 둥근 원통 형태를 떠올린다. 그런데 우주 과학자들이 망원경에 대한 고정관념을 버리면 우주 속 ‘제2의 지구’를 훨씬 쉽게 찾을 수 있을 것이라는 분석 결과를 내놓아 눈길을 끈다. 미국 렌슬리어폴리테크닉대, 항공우주국(NASA) 고더드 우주비행센터 공동 연구팀은 지구와 비슷한 환경을 가진 ‘지구 2.0’ 행성을 찾기 위해서는 원통 형태 망원경이 아니라 사각형 등 새로운 형태와 구조를 가진 망원경을 도입할 필요가 있다고 3일 밝혔다. 이 연구 결과는 우주 분야 국제 학술지 ‘최신 천문학 및 우주과학’ 9월 1일 자에 실렸다. 생명체 존재의 필수 조건으로 꼽히는 물이 액체 상태로 존재하기 위해서는 행성 표면이 지구처럼 너무 뜨겁지도 차갑지도 않아야 한다. 이렇듯 태양 같은 항성(별)과 적당한 거리를 둔 채 생명체 존재 가능성이 높은 지구 형태의 행성을 ‘골딜록스 행성’이라고 부른다. 문제는 골딜록스 행성 관측이 쉽지 않다는 점이다. 골딜록스 행성을 예측해 관측했다 하더라도 행성보다 밝은 별빛에 가려져 구분하기가 어렵다. 광학 이론상으로 망원경 이미지에서 얻을 수 있는 최상의 해상도는 망원경 크기와 관측하는 빛의 파장에 좌우된다. 액체 상태의 물을 가진 행성은 머리카락 굵기에 해당하는 약 10마이크로미터(㎛) 부근 파장에서 빛을 방출한다. 지구에서 약 30광년 떨어진 거리에 있는 별과 행성을 분리해 볼 수 있을 만큼 해상도를 내기 위해서는 망원경의 최소 구경이 20m 정도여야 한다. 또 대기권을 통과하면 영상이 흐려지기 때문에 망원경은 우주 공간에 있어야 한다. 현재 최고 성능의 우주 망원경인 NASA의 제임스 웹 우주 망원경(JWST) 구경이 6.5m에 불과하다는 점을 고려하면 쉽지 않은 일이다. 지름 20m급 우주 망원경을 쏘아 올리는 것은 현재 기술로는 어렵기 때문에 과학자들은 작은 우주 망원경 여러 대를 발사한 뒤 군집 드론처럼 간격을 정밀하게 유지함으로써 큰 지름을 가진 단일 망원경처럼 작동시키는 방법을 고려하고 있다. 그렇지만 우주 망원경 간 위치 정확도를 유지하는 일은 극도로 어렵다. 또 다른 아이디어는 ‘스타셰이드’(starshade)다. 축구장 절반 크기인 가로 20m, 세로 40m의 거대 구조물로 우주 망원경과 함께 발사돼 별빛을 차단하면서 정밀한 행성 관측을 가능하게 하는 장치다. 이 역시 망원경이 관측 대상을 옮겨 갈 때마다 스타셰이드를 수천㎞씩 움직여야 하므로 연료 소모가 엄청날 것이라는 지적이 나오고 있다. 이에 연구팀은 기존 원통형 망원경 대신 가로 1m, 세로 20m의 직사각형 거울이 장착된 납작한 사각 망원경을 제안했다. 직사각형 망원경은 JWST와 비슷한 10㎛ 적외선 파장에서 작동하고 크기도 비슷한 수준을 유지하면서 태양 유사 별을 도는 지구 형태의 행성을 쉽게 구분해 낼 수 있다고 연구팀은 설명했다. 개념 설계에 따르면 이 망원경은 30광년 거리에서 태양 유사 별을 도는 지구형 행성의 절반 이상을 3년 이내에 발견할 수 있다. 가장 큰 장점은 다른 우주 망원경들과 달리 고난도의 기술이 필요하지 않다는 것이다. 연구를 이끈 하이디 뉴버그 렌슬리어폴리테크닉대 응용물리·천문학과 교수는 “망원경은 원통형이라는 고정관념만 버린다면 액체 상태의 물이 있는 행성은 물론 산소가 존재하는 행성 등 우리가 원하는 행성을 쉽게 관측할 수 있을 것”이라고 말했다.

자기 몸을 불살라 별을 폭발시키는 외계행성이 처음으로 발견됐다. 지난 7일(현지시간) 로이터 통신 등 외신은 모항성과 너무 가까운 공전으로 에너지 폭발을 유도해 죽음을 자초하는 외계행성이 처음으로 발견됐다고 보도했다. 유럽우주국(ESA) 키옵스(Cheops) 우주망원경을 통해 처음 존재가 확인된 이 항성의 이름은 ‘HIP 67522’. 지구에서 약 407광년 떨어진 곳에 있는 HIP 67522는 태양보다 약간 더 크고 나이는 1700만 년에 불과해 갓난아기 수준이다. 특히 HIP 67522는 2개의 행성을 거느리고 있는데, 이중 연구 대상이 된 것은 ‘HIP 67522 b’다. 이 행성은 목성과 크기가 비슷하지만 질량은 5% 수준으로 말 그대로 솜사탕처럼 부풀어 오른 천체다. 흥미로운 점은 HIP 67522 b가 7일마다 HIP 67522를 공전할 만큼 바짝 붙어있다는 사실이다. 여기에 HIP 67522 b가 항성 가까이 공전하면서 별 표면의 에너지 폭발을 유도하고 있다는 것이 새롭게 밝혀졌다. 곧 이 행성은 자기장으로 별의 대규모 플레어를 일으키는데, 반대로 이는 자신의 대기를 층층이 벗겨내면서 생명을 단축해 말 그대로 ‘죽음을 자초하는 행성’이 된다. 연구를 이끈 네덜란드 전파천문학 연구소 예카테리나 일린 박사는 “이 행성은 특히 별의 강력한 플레어를 촉발하는 것으로 보인다”면서 “행성의 존재가 항성의 자기장을 교란해 항성이 격렬하게 폭발하고 주변에 방사선을 쏟아낸다”고 설명했다. 이어 “행성이 모항성에 강력한 플레어를 유발하는 별과 행성의 자기적 상호작용의 명확한 증거를 최초로 발견했다”며 의미를 부여했다. 이번 연구 결과는 행성이 항성의 활동에 직접적인 영향을 준다는 사실을 밝혀낸 첫 사례로, 국제학술지 네이처(Nature) 최신 호에 발표됐다.

자기 몸을 불살라 별을 폭발시키는 외계행성이 처음으로 발견됐다. 지난 7일(현지시간) 로이터 통신 등 외신은 모항성과 너무 가까운 공전으로 에너지 폭발을 유도해 죽음을 자초하는 외계행성이 처음으로 발견됐다고 보도했다. 유럽우주국(ESA) 키옵스(Cheops) 우주망원경을 통해 처음 존재가 확인된 이 항성의 이름은 ‘HIP 67522’. 지구에서 약 407광년 떨어진 곳에 있는 HIP 67522는 태양보다 약간 더 크고 나이는 1700만 년에 불과해 갓난아기 수준이다. 특히 HIP 67522는 2개의 행성을 거느리고 있는데, 이중 연구 대상이 된 것은 ‘HIP 67522 b’다. 이 행성은 목성과 크기가 비슷하지만 질량은 5% 수준으로 말 그대로 솜사탕처럼 부풀어 오른 천체다. 흥미로운 점은 HIP 67522 b가 7일마다 HIP 67522를 공전할 만큼 바짝 붙어있다는 사실이다. 여기에 HIP 67522 b가 항성 가까이 공전하면서 별 표면의 에너지 폭발을 유도하고 있다는 것이 새롭게 밝혀졌다. 곧 이 행성은 자기장으로 별의 대규모 플레어를 일으키는데, 반대로 이는 자신의 대기를 층층이 벗겨내면서 생명을 단축해 말 그대로 ‘죽음을 자초하는 행성’이 된다. 연구를 이끈 네덜란드 전파천문학 연구소 예카테리나 일린 박사는 “이 행성은 특히 별의 강력한 플레어를 촉발하는 것으로 보인다”면서 “행성의 존재가 항성의 자기장을 교란해 항성이 격렬하게 폭발하고 주변에 방사선을 쏟아낸다”고 설명했다. 이어 “행성이 모항성에 강력한 플레어를 유발하는 별과 행성의 자기적 상호작용의 명확한 증거를 최초로 발견했다”며 의미를 부여했다. 이번 연구 결과는 행성이 항성의 활동에 직접적인 영향을 준다는 사실을 밝혀낸 첫 사례로, 국제학술지 네이처(Nature) 최신 호에 발표됐다.

천문학자들은 몇십 년 동안 6000개가 넘는 외계행성을 발견했다. 처음 발견한 행성들은 별에서 매우 가깝고 목성보다 큰 행성으로 태양계에는 존재하지 않는 형태의 행성들이었다. 과학자들은 이들 행성을 뜨거운 목성형 행성으로 분류했다. 이후 과학자들은 지구와 비슷한 암석 행성을 비롯해 슈퍼지구형 외계행성, 미니 해왕성형 외계행성 등 다양한 외계 행성을 발견했지만, 뜨거운 목성형 행성은 여전히 과학계에서 뜨거운 감자로 많은 논쟁과 연구 대상이 되고 있다. 기존의 행성 생성 이론으로는 설명하기 힘든 천체이기 때문이다. 행성은 갓 태어난 별 주변의 가스와 먼지구름인 원시 행성계 원반에서 태어나는데, 별에 가까운 곳에서는 강한 항성풍과 높은 온도로 인해 가스와 먼지가 뭉쳐 행성을 형성하기 힘들다고 알려져 있다. 이는 이론적으로 예측됐을 뿐 아니라 실제 관측을 통해서도 밝혀졌다. 따라서 뜨거운 목성형 행성들은 가스와 먼지가 풍부한 먼 궤도에서 생성된 후 수성 궤도보다 훨씬 안쪽 궤도로 이동한 것으로 여겨진다. 하지만 일반적으로 목성보다 큰 행성을 이렇게 먼 장소로 이동시키기 위해서는 매우 큰 힘이 필요하다. 과학자들은 다른 거대 가스 행성이나 별의 중력이 아니라면 이런 힘이 설명되지 않는다고 보고 있다. 미국 예일대학의 말레나 라이스 박사(천문학과 조교수)와 그의 동료들은 이 가운데 다른 별에 의한 중력 간섭을 연구했다. 우주에는 태양처럼 혼자 있는 별만큼 두 개의 별이 서로의 주위를 공전하는 쌍성계가 많은데, 쌍성계가 각각의 행성에 중력 간섭을 일으키는 경우를 조사한 것이다. 연구팀은 폰 지펠-리도프-코자이 이동(ZLK·von Zeipel-Lidov-Kozai migration) 이론을 통해 이 과정을 설명했다. ZLK 이론을 기반으로 정교한 컴퓨터 시뮬레이션을 시행한 결과 연구팀은 뜨거운 목성형 행성이 생성될 수 있는 조건을 알아냈다. 핵심 조건은 거리였다. 적당한 거리에 떨어져 있는 두 개의 별 주변에 각각 목성형 가스 행성이 있는 경우 동반성의 중력이 수십억 년에 걸쳐 행성의 궤도를 안쪽으로 조금씩 이동시켜 두 개의 뜨거운 목성형 행성을 만들었다. 물론 뜨거운 목성형 행성이 생성되는 방식은 하나가 아닐 것으로 추정된다. 혼자 있는 별 주변에서도 뜨거운 목성이 발견되기 때문이다. 이 경우 다른 거대 행성의 중력 상호 작용으로 인해 하나는 별 주변으로 이동하고 하나는 먼 궤도나 혹은 아예 행성계에서 튕겨 나갔을 것으로 추정된다. 과학자들은 이 과정을 더 자세히 이해하기 위해 연구를 계속해 나갈 것이다.

천문학자들은 몇십 년 동안 6000개가 넘는 외계행성을 발견했다. 처음 발견한 행성들은 별에서 매우 가깝고 목성보다 큰 행성으로 태양계에는 존재하지 않는 형태의 행성들이었다. 과학자들은 이들 행성을 뜨거운 목성형 행성으로 분류했다. 이후 과학자들은 지구와 비슷한 암석 행성을 비롯해 슈퍼지구형 외계행성, 미니 해왕성형 외계행성 등 다양한 외계 행성을 발견했지만, 뜨거운 목성형 행성은 여전히 과학계에서 뜨거운 감자로 많은 논쟁과 연구 대상이 되고 있다. 기존의 행성 생성 이론으로는 설명하기 힘든 천체이기 때문이다. 행성은 갓 태어난 별 주변의 가스와 먼지구름인 원시 행성계 원반에서 태어나는데, 별에 가까운 곳에서는 강한 항성풍과 높은 온도로 인해 가스와 먼지가 뭉쳐 행성을 형성하기 힘들다고 알려져 있다. 이는 이론적으로 예측됐을 뿐 아니라 실제 관측을 통해서도 밝혀졌다. 따라서 뜨거운 목성형 행성들은 가스와 먼지가 풍부한 먼 궤도에서 생성된 후 수성 궤도보다 훨씬 안쪽 궤도로 이동한 것으로 여겨진다. 하지만 일반적으로 목성보다 큰 행성을 이렇게 먼 장소로 이동시키기 위해서는 매우 큰 힘이 필요하다. 과학자들은 다른 거대 가스 행성이나 별의 중력이 아니라면 이런 힘이 설명되지 않는다고 보고 있다. 미국 예일대학의 말레나 라이스 박사(천문학과 조교수)와 그의 동료들은 이 가운데 다른 별에 의한 중력 간섭을 연구했다. 우주에는 태양처럼 혼자 있는 별만큼 두 개의 별이 서로의 주위를 공전하는 쌍성계가 많은데, 쌍성계가 각각의 행성에 중력 간섭을 일으키는 경우를 조사한 것이다. 연구팀은 폰 지펠-리도프-코자이 이동(ZLK·von Zeipel-Lidov-Kozai migration) 이론을 통해 이 과정을 설명했다. ZLK 이론을 기반으로 정교한 컴퓨터 시뮬레이션을 시행한 결과 연구팀은 뜨거운 목성형 행성이 생성될 수 있는 조건을 알아냈다. 핵심 조건은 거리였다. 적당한 거리에 떨어져 있는 두 개의 별 주변에 각각 목성형 가스 행성이 있는 경우 동반성의 중력이 수십억 년에 걸쳐 행성의 궤도를 안쪽으로 조금씩 이동시켜 두 개의 뜨거운 목성형 행성을 만들었다. 물론 뜨거운 목성형 행성이 생성되는 방식은 하나가 아닐 것으로 추정된다. 혼자 있는 별 주변에서도 뜨거운 목성이 발견되기 때문이다. 이 경우 다른 거대 행성의 중력 상호 작용으로 인해 하나는 별 주변으로 이동하고 하나는 먼 궤도나 혹은 아예 행성계에서 튕겨 나갔을 것으로 추정된다. 과학자들은 이 과정을 더 자세히 이해하기 위해 연구를 계속해 나갈 것이다.

111광년 거리 준목성급 외계행성초기 행성 형성 과정 단서 제공별빛 가려주는 코로나그래프 사용직접 관측 외계행성 전체 2% 미만 미국 항공우주국(NASA)의 제임스 웹 우주 망원경이 111광년 떨어져 있는 태양 절반 크기의 어린별 주위 원시행성원반 속에서 준목성급 가스형 외계행성을 직접 발견했다. 프랑스 국립과학연구원(CNRS) 파리천문대 안-마리 라그랑주 박사팀은 26일 과학저널 네이처에서 웹 망원경이 어린별 ‘TWA 7’ 주위 원시행성원반 속에서 새로운 외계행성을 포착했다고 밝혔다. 연구팀은 TWA 7B라고 이름 붙인 이 행성이 웹 망원경으로 발견한 첫 번째 외계행성이라면서 이번 발견이 원시행성원반에서 초기 행성의 형성 과정에 대한 단서를 제공하리라 본다고 말했다. 행성은 새로 형성된 별 주위에서 발견되는 먼지와 가스로 이뤄진 원시행성원반에서 물질들이 뭉쳐 형성된다고 알려져 있으며, 원시행성원반은 목성 고리처럼 물질이 흩어져 있는 고리와 그 사이에 틈 구조로 돼 있다. 연구팀은 이런 고리와 틈 구조는 주변 물질을 밀어내거나 정렬시키는 중력을 가졌지만 보이지 않는 소위 ‘양치기 행성’(shepherd planet)의 존재를 암시한다고 여겨지지만 이런 행성을 직접 관측하기는 어려웠다고 지적했다. 이들은 이 연구에서 TWA 7 주위에 있는 고리 3개를 가진 원시행성원반에서 행성을 찾고자 기존 허블 우주망원경보다 성능이 100배 뛰어나고 현존 우주망원경 중 최고 성능이라고 평가받는 웹 망원경을 사용했다. TWA 7은 지구에서 111광년 떨어진 아주 젊은 별 집단인 ‘TW 히드라 성협’에 있는 별로, 질량은 태양의 46% 수준이며 나이는 약 640만년으로 추정된다. 1광년은 빛이 초속 30만㎞의 속도로 1년 동안 가는 거리로 약 9조 4600억 ㎞에 해당한다. 연구팀은 웹 망원경에 탑재된 중적외선 관측장비(MIRI)에 별의 빛을 가려 주변 천체들을 볼 수 있게 해주는 코로나그래프를 장착해 관측하는 방법으로 원시행성원반 고리 속에 있는 이번 행성을 발견했다. 원시행성원반 속에 새로 형성된 행성들은 아직 뜨거워서 오래된 행성들보다 더 밝게 보이고, 질량이 작은 행성은 원칙적으로 중적외선 영역에서 더 쉽게 탐지되기에 웹 망원경은 이 영역에서 독보적인 관측 성능을 보인다고 연구팀은 설명했다. 새로 발견된 행성은 목성보다는 작고 해왕성보다는 큰 준목성급 행성으로 질량은 목성의 0.3배로 추정되며, 모항성을 52천문단위(AU ·1AU는 지구와 태양 간 거리로 약 1억5000만㎞) 떨어진 궤도에서 공전하는 것으로 나타났다. 이 행성의 질량과 궤도 특성은 이 천체가 원시행성원반의 첫 번째 고리와 두 번째 고리 사이에서 형성될 때 갖게 되는 특성과 일치한다고 나타났다. 연구팀은 이번 행성은 질량이 목성의 30% 수준으로 지금까지 영상으로 포착된 외계행성 중 가장 작다며 이는 더 작은 외계행성을 영상화하는 연구의 새로운 진전이며 지구에 더 가까운 외계행성을 찾는 데 한 걸음 더 다가갔음을 의미한다고 말했다. 지금까지 발견된 외계행성은 6000개에 달한다. 1992년 4월 최초의 외계행성 2개가 발견되고 나서 33년이 지났는데 현재 기준으로 외계행성 5988개가 발견됐다. 이는 파리 천문대에서 만든 천문학 웹사이트 ‘외계행성 백과사전’의 대화형 외계행성 카탈로그에서 확인할 수 있다. 그러나 이 중 대부분은 행성이 모항성 앞을 지날 때 별빛이 약간 어두워지는 현상을 관측하는 이른바 ‘트랜짓’과 같은 간접적인 방법으로 확인한 것이다. 이 중 웹 망원경이 새로 발견한 외계행성과 같이 직접 관측한 외계행성은 전체의 2%도 채 되지 않는다고 로이터 통신은 짚었다.

111광년 거리 준목성급 외계행성초기 행성 형성 과정 단서 제공별빛 가려주는 코로나그래프 사용직접 관측 외계행성 전체 2% 미만 미국 항공우주국(NASA)의 제임스 웹 우주 망원경이 111광년 떨어져 있는 태양 절반 크기의 어린별 주위 원시행성원반 속에서 준목성급 가스형 외계행성을 직접 발견했다. 프랑스 국립과학연구원(CNRS) 파리천문대 안-마리 라그랑주 박사팀은 26일 과학저널 네이처에서 웹 망원경이 어린별 ‘TWA 7’ 주위 원시행성원반 속에서 새로운 외계행성을 포착했다고 밝혔다. 연구팀은 TWA 7B라고 이름 붙인 이 행성이 웹 망원경으로 발견한 첫 번째 외계행성이라면서 이번 발견이 원시행성원반에서 초기 행성의 형성 과정에 대한 단서를 제공하리라 본다고 말했다. 행성은 새로 형성된 별 주위에서 발견되는 먼지와 가스로 이뤄진 원시행성원반에서 물질들이 뭉쳐 형성된다고 알려져 있으며, 원시행성원반은 목성 고리처럼 물질이 흩어져 있는 고리와 그 사이에 틈 구조로 돼 있다. 연구팀은 이런 고리와 틈 구조는 주변 물질을 밀어내거나 정렬시키는 중력을 가졌지만 보이지 않는 소위 ‘양치기 행성’(shepherd planet)의 존재를 암시한다고 여겨지지만 이런 행성을 직접 관측하기는 어려웠다고 지적했다. 이들은 이 연구에서 TWA 7 주위에 있는 고리 3개를 가진 원시행성원반에서 행성을 찾고자 기존 허블 우주망원경보다 성능이 100배 뛰어나고 현존 우주망원경 중 최고 성능이라고 평가받는 웹 망원경을 사용했다. TWA 7은 지구에서 111광년 떨어진 아주 젊은 별 집단인 ‘TW 히드라 성협’에 있는 별로, 질량은 태양의 46% 수준이며 나이는 약 640만년으로 추정된다. 1광년은 빛이 초속 30만㎞의 속도로 1년 동안 가는 거리로 약 9조 4600억 ㎞에 해당한다. 연구팀은 웹 망원경에 탑재된 중적외선 관측장비(MIRI)에 별의 빛을 가려 주변 천체들을 볼 수 있게 해주는 코로나그래프를 장착해 관측하는 방법으로 원시행성원반 고리 속에 있는 이번 행성을 발견했다. 원시행성원반 속에 새로 형성된 행성들은 아직 뜨거워서 오래된 행성들보다 더 밝게 보이고, 질량이 작은 행성은 원칙적으로 중적외선 영역에서 더 쉽게 탐지되기에 웹 망원경은 이 영역에서 독보적인 관측 성능을 보인다고 연구팀은 설명했다. 새로 발견된 행성은 목성보다는 작고 해왕성보다는 큰 준목성급 행성으로 질량은 목성의 0.3배로 추정되며, 모항성을 52천문단위(AU ·1AU는 지구와 태양 간 거리로 약 1억5000만㎞) 떨어진 궤도에서 공전하는 것으로 나타났다. 이 행성의 질량과 궤도 특성은 이 천체가 원시행성원반의 첫 번째 고리와 두 번째 고리 사이에서 형성될 때 갖게 되는 특성과 일치한다고 나타났다. 연구팀은 이번 행성은 질량이 목성의 30% 수준으로 지금까지 영상으로 포착된 외계행성 중 가장 작다며 이는 더 작은 외계행성을 영상화하는 연구의 새로운 진전이며 지구에 더 가까운 외계행성을 찾는 데 한 걸음 더 다가갔음을 의미한다고 말했다. 지금까지 발견된 외계행성은 6000개에 달한다. 1992년 4월 최초의 외계행성 2개가 발견되고 나서 33년이 지났는데 현재 기준으로 외계행성 5988개가 발견됐다. 이는 파리 천문대에서 만든 천문학 웹사이트 ‘외계행성 백과사전’의 대화형 외계행성 카탈로그에서 확인할 수 있다. 그러나 이 중 대부분은 행성이 모항성 앞을 지날 때 별빛이 약간 어두워지는 현상을 관측하는 이른바 ‘트랜짓’과 같은 간접적인 방법으로 확인한 것이다. 이 중 웹 망원경이 새로 발견한 외계행성과 같이 직접 관측한 외계행성은 전체의 2%도 채 되지 않는다고 로이터 통신은 짚었다.

과학자들은 지금까지 6000개 이상의 외계행성을 확인했지만, 대부분은 직접 행성을 망원경으로 포착한 것이 아니라 행성의 중력이 별이 흔들리거나 별빛을 가리는 간접적인 방식을 이용해서 그 존재를 증명해왔다. 대부분의 행성이 너무 멀리 떨어져 있고 스스로 빛을 내는 별에 비해 너무 어두워 직접 이미지를 포착하기 어렵기 때문이다. 예를 들어 지구의 경우 태양이 방출하는 에너지의 22억분의 1을 받는 수준에 지나지 않기 때문에 태양보다 수십억 배 이상 어둡다. 이런 어려운 조건에도 과학자들은 수십 개 이상의 외계행성을 망원경으로 직접 포착하는 데 성공했다. 생성된 지 얼마 되지 않은 외계행성으로 아직 뜨겁고 질량이 크며 모항성과 적당히 떨어진 거리에 있는 등 여러 조건이 맞으면 드물 게 망원경으로 직접 관측이 가능하다. 최근 제임스 웹 우주망원경은 이런 조건에 맞지 않는 영하의 차가운 외계행성을 포착하는 데 성공했다. 지구에서 60광년 떨어진 태양과 비슷한 별 ‘14 허큘리스’(14 Herculis) 주변을 공전하는 ‘14 허큘리스 c’가 바로 그 주인공이다. 14 허큘리스 c의 표면 온도는 영하 3도에 불과하다. 이는 직접 망원경으로 관측한 외계행성 중 가장 차가운 것이다. 이렇게 온도가 낮은 이유는 이 행성이 모항성에서 멀리 떨어져 있기 때문이다. 14 허큘리스 c는 지구-태양 거리의 15배 정도 거리에서 14 허큘리스를 공전한다. 태양계로 치면 토성과 천왕성 중간 정도다. 제임스 웹 우주망원경의 근적외선카메라(NIRCam)는 이렇게 어두운 천체를 관측하는 데 특화되어 있다. 4.4 마이크로미터 근적외선 파장대에서 관측한 결과 14 허큘리스 c는 목성 질량의 7배에 달하는 거대한 행성으로 밝혀졌다. 그런데 질량과 낮은 표면 온도보다 더 놀라운 사실은 공전 궤도에 있다. 14 허큘리스 c는 더 안쪽에 있는 14 허큘리스 b와 40도 정도 기울어진 각도로 공전하고 있었다. 따라서 옆에서 보면 마치 X자 형태로 두 행성 궤도가 만나게 된다. 제임스 웹 우주망원경 관측 전에는 알 수 없었던 새로운 사실이다. 이런 독특한 공전 궤도는 현재 관측되지 않는 제3의 행성이나 다른 별의 중력 간섭에 의한 것으로 생각된다. 행성의 공전 궤도를 크게 바꿀 수 있는 중력을 지닌 천체가 14 허큘리스 b와 c의 공전 궤도를 크게 비틀어 놓은 것이다. 만약 다른 행성에 의한 것이라면 이 행성은 이미 밖으로 튕겨 나갔을 가능성도 있다. 제임스 웹 우주망원경은 외계행성의 대기를 분석하거나 이미지를 직접 포착하는 등 외계행성 연구에서 큰 활약을 보이고 있다. 이번에도 과거에는 알기 힘들었던 극단적인 행성계에 대한 정보를 제공했다. 앞으로도 제임스 웹 우주 망원경은 천문학의 최전선에서 인류의 지식을 크게 확장할 것으로 기대된다.

과학자들은 지금까지 6000개 이상의 외계행성을 확인했지만, 대부분은 직접 행성을 망원경으로 포착한 것이 아니라 행성의 중력이 별이 흔들리거나 별빛을 가리는 간접적인 방식을 이용해서 그 존재를 증명해왔다. 대부분의 행성이 너무 멀리 떨어져 있고 스스로 빛을 내는 별에 비해 너무 어두워 직접 이미지를 포착하기 어렵기 때문이다. 예를 들어 지구의 경우 태양이 방출하는 에너지의 22억분의 1을 받는 수준에 지나지 않기 때문에 태양보다 수십억 배 이상 어둡다. 이런 어려운 조건에도 과학자들은 수십 개 이상의 외계행성을 망원경으로 직접 포착하는 데 성공했다. 생성된 지 얼마 되지 않은 외계행성으로 아직 뜨겁고 질량이 크며 모항성과 적당히 떨어진 거리에 있는 등 여러 조건이 맞으면 드물 게 망원경으로 직접 관측이 가능하다. 최근 제임스 웹 우주망원경은 이런 조건에 맞지 않는 영하의 차가운 외계행성을 포착하는 데 성공했다. 지구에서 60광년 떨어진 태양과 비슷한 별 ‘14 허큘리스’(14 Herculis) 주변을 공전하는 ‘14 허큘리스 c’가 바로 그 주인공이다. 14 허큘리스 c의 표면 온도는 영하 3도에 불과하다. 이는 직접 망원경으로 관측한 외계행성 중 가장 차가운 것이다. 이렇게 온도가 낮은 이유는 이 행성이 모항성에서 멀리 떨어져 있기 때문이다. 14 허큘리스 c는 지구-태양 거리의 15배 정도 거리에서 14 허큘리스를 공전한다. 태양계로 치면 토성과 천왕성 중간 정도다. 제임스 웹 우주망원경의 근적외선카메라(NIRCam)는 이렇게 어두운 천체를 관측하는 데 특화되어 있다. 4.4 마이크로미터 근적외선 파장대에서 관측한 결과 14 허큘리스 c는 목성 질량의 7배에 달하는 거대한 행성으로 밝혀졌다. 그런데 질량과 낮은 표면 온도보다 더 놀라운 사실은 공전 궤도에 있다. 14 허큘리스 c는 더 안쪽에 있는 14 허큘리스 b와 40도 정도 기울어진 각도로 공전하고 있었다. 따라서 옆에서 보면 마치 X자 형태로 두 행성 궤도가 만나게 된다. 제임스 웹 우주망원경 관측 전에는 알 수 없었던 새로운 사실이다. 이런 독특한 공전 궤도는 현재 관측되지 않는 제3의 행성이나 다른 별의 중력 간섭에 의한 것으로 생각된다. 행성의 공전 궤도를 크게 바꿀 수 있는 중력을 지닌 천체가 14 허큘리스 b와 c의 공전 궤도를 크게 비틀어 놓은 것이다. 만약 다른 행성에 의한 것이라면 이 행성은 이미 밖으로 튕겨 나갔을 가능성도 있다. 제임스 웹 우주망원경은 외계행성의 대기를 분석하거나 이미지를 직접 포착하는 등 외계행성 연구에서 큰 활약을 보이고 있다. 이번에도 과거에는 알기 힘들었던 극단적인 행성계에 대한 정보를 제공했다. 앞으로도 제임스 웹 우주 망원경은 천문학의 최전선에서 인류의 지식을 크게 확장할 것으로 기대된다.

지구에서 20광년 떨어진 우주에서 외계생명체 존재 가능성이 있는 외계 행성이 발견됐다. 미국항공우주국(NASA)는 28일(현지시간) “지구로부터 약 19.7광년 떨어진 곳에서 별 HD 20794를 공전하는 ‘슈퍼지구’ HD 20794 d를 발견했다”고 밝혔다. 스위스 제네바대학과 행성과학연구센터(NCCR PlanetS) 등 공동 연구진이 발견한 행성 HD 20794 d는 지구 질량의 4.8배, 궤도주기는 90일이며 잠재적으로 생명체가 살 수 있는 ‘슈퍼지구’에 속한다. 슈퍼지구는 지구와 유사한 암석 행성이지만 질량은 지구의 2~10배에 달하는 외계행성을 의미한다. 천왕성이나 해왕성보다는 작고 지구보다는 훨씬 큰 행성들로, 두껍고 안정적인 대기와 물과 얼음 등으로 덮인 표면 등으로 외계생명체 존재 또는 미래의 인류가 거주할 장소로 주목받는다. 새 슈퍼지구인 HD 20794 d는 지구에서 약 19.7광년 떨어져 있지만, 이는 우주의 기준에서 지구와 매우 근접한 거리라고 볼 수 있다. 지구와 가까운 슈퍼지구는 빛의 신호가 더 강하기 때문에 멀리 떨어진 행성에 비해 연구가 수월하다는 장점이 있다. 일반적으로 행성이 주는 신호는 노이즈에 가려져 있어 존재 여부를 식별하기가 어렵다. 과학자들은 새로운 슈퍼지구를 찾기 위해 수십 년 이상 쌓인 데이터를 분석하고 행성 식별을 어렵게 하는 노이즈를 제거하는 작업을 진행한다. HD 20794 d 행성을 연구한 자비에르 두무스크 제네바대학 천문학과 교수는 “거리적으로 가까운 행성은 그 밝기와 근접성 때문에, 훗날 미래의 망원경이 대기를 직접 관찰할 수 있어 연구에 큰 도움이 된다”고 설명했다. 연구진은 새 슈퍼지구가 항성계 거주가능영역, 즉 ‘골디락스 존’에 있다는 사실에 주목하고 있다. ‘골디락스 존’은 별 주변에서 물이 액체 상태로 존재할 수 있는 영역을 뜻한다. 액체 상태의 물은 생명체 발달에 반드시 필요한 조건 중 하나인 만큼, 이것의 존재 가능성은 곧 외계생명체의 존재 가능성을 의미한다. 골디락스 존에 있는 슈퍼지구 중 가장 유명한 것은 글리제 581c다. 이 행성은 지구에서 20광년 떨어져 있으며, 이론상으로 생명체가 존재할 가능성이 있는 것으로 여겨진다. 현재까지 발견된 슈퍼지구의 정확한 수는 공개되지 않았지만, 새로운 관측 기술과 방법이 개발되면서 향후 더 많은 슈퍼지구가 발견될 것으로 예상된다. HD 20794 d와 관련한 자세한 내용은 국제학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics) 최신호에 실렸다.

지구에서 20광년 떨어진 우주에서 외계생명체 존재 가능성이 있는 외계 행성이 발견됐다. 미국항공우주국(NASA)는 28일(현지시간) “지구로부터 약 19.7광년 떨어진 곳에서 별 HD 20794를 공전하는 ‘슈퍼지구’ HD 20794 d를 발견했다”고 밝혔다. 스위스 제네바대학과 행성과학연구센터(NCCR PlanetS) 등 공동 연구진이 발견한 행성 HD 20794 d는 지구 질량의 4.8배, 궤도주기는 90일이며 잠재적으로 생명체가 살 수 있는 ‘슈퍼지구’에 속한다. 슈퍼지구는 지구와 유사한 암석 행성이지만 질량은 지구의 2~10배에 달하는 외계행성을 의미한다. 천왕성이나 해왕성보다는 작고 지구보다는 훨씬 큰 행성들로, 두껍고 안정적인 대기와 물과 얼음 등으로 덮인 표면 등으로 외계생명체 존재 또는 미래의 인류가 거주할 장소로 주목받는다. 새 슈퍼지구인 HD 20794 d는 지구에서 약 19.7광년 떨어져 있지만, 이는 우주의 기준에서 지구와 매우 근접한 거리라고 볼 수 있다. 지구와 가까운 슈퍼지구는 빛의 신호가 더 강하기 때문에 멀리 떨어진 행성에 비해 연구가 수월하다는 장점이 있다. 일반적으로 행성이 주는 신호는 노이즈에 가려져 있어 존재 여부를 식별하기가 어렵다. 과학자들은 새로운 슈퍼지구를 찾기 위해 수십 년 이상 쌓인 데이터를 분석하고 행성 식별을 어렵게 하는 노이즈를 제거하는 작업을 진행한다. HD 20794 d 행성을 연구한 자비에르 두무스크 제네바대학 천문학과 교수는 “거리적으로 가까운 행성은 그 밝기와 근접성 때문에, 훗날 미래의 망원경이 대기를 직접 관찰할 수 있어 연구에 큰 도움이 된다”고 설명했다. 연구진은 새 슈퍼지구가 항성계 거주가능영역, 즉 ‘골디락스 존’에 있다는 사실에 주목하고 있다. ‘골디락스 존’은 별 주변에서 물이 액체 상태로 존재할 수 있는 영역을 뜻한다. 액체 상태의 물은 생명체 발달에 반드시 필요한 조건 중 하나인 만큼, 이것의 존재 가능성은 곧 외계생명체의 존재 가능성을 의미한다. 골디락스 존에 있는 슈퍼지구 중 가장 유명한 것은 글리제 581c다. 이 행성은 지구에서 20광년 떨어져 있으며, 이론상으로 생명체가 존재할 가능성이 있는 것으로 여겨진다. 현재까지 발견된 슈퍼지구의 정확한 수는 공개되지 않았지만, 새로운 관측 기술과 방법이 개발되면서 향후 더 많은 슈퍼지구가 발견될 것으로 예상된다. HD 20794 d와 관련한 자세한 내용은 국제학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics) 최신호에 실렸다.