마치 머리가 3개가 달린 듯한 특이한 모습의 소행성이 우주망원경에 포착됐다. 미국 우주 전문 매체 스페이스닷컴 등 외신은 3일(현지시간) 화성과 목성 사이의 소행성대를 통과하며 회전하는 소행성 ‘(44) Nysa’(이하 니사)의 모습을 사진으로 공개했다. 칠레에 있는 초거대망원경 VLT(Very Large Telescope)와 미국 애리조나의 LBT(Large Binocular Telescope)에 포착된 니사는 일반적인 구형이 아니라 두 개의 좁은 목 부분이 세 개의 거대 바윗덩어리를 연결하는 독특한 모습의 소행성이다. 이 중 가장 넓은 부분의 둘레는 약 75㎞인데, 흥미로운 점은 ‘달’도 거느리고 있다는 사실이다. ‘S/2026(44) 1’로 명명된 지름 1㎞의 이 작은 위성은 니사와 약 170㎞ 떨어져 안정적으로 공전하고 있다. 셀 수 없이 많은 소행성 중 천문학자들이 니사에 관심을 보이는 이유는 태양계에서 최초로 발견된 삼엽형이기 때문이다. 그간 두 개의 천체가 붙은 땅콩 모양 소행성은 여러 차례 발견된 바 있으나 이처럼 3개의 거대한 바윗덩어리가 하나로 묶인 것은 처음이다. 미국 애리조나 로웰 천문대 케이트 민커는 “이번에 촬영된 니사 이미지는 매우 특이한 천체를 보여준다”면서 “세 개의 독립된 천체가 아주 느린 속도로 다가와 부드럽게 맞붙어 하나의 천체가 된 구조일 수 있다”고 설명했다. 이어 “니사와 같은 소행성을 연구하면 우리 태양계 행성들이 어떻게 형성됐는지 알아낼 수 있다”고 덧붙였다.

“‘진짜 부여 사람’이 아니라는 눈빛에서 나오는 거리감을 지울 수 없었죠. 문화예술을 매개로 지역의 경계를 낮추고 진짜 관계를 회복하고 싶었습니다.” 충남 부여에서 청년 문화예술공동체 ‘부여안다’를 운영하는 김한솔(35) 대표는 지역에 정착하려는 청년과 지역사회 사이에서 마음의 장벽을 허무는 역할을 한다. 그는 오랜 기간 공고해진 지역적 배타성과 세대와 직업, 출신에 따른 소통 부재로 청년이 다시 지역을 떠나는 악순환을 끊고자 활동을 시작했다. 각자 전문 분야를 가진 청년들이 재능을 나누면서 부여 문화를 새롭게 기획하는 방식이다. 김 대표는 30일 서울신문과의 통화에서 “수도권에서만 살다가 코로나 팬데믹 당시 한적한 곳에서 1년 동안 시골살이를 해보고 싶다는 생각으로 내려왔다가 이곳의 매력에 빠져 정착하게 됐다”고 돌이켰다. ●청년 정착 도우려 작은 소모임서 시작 부여안다는 2020년 말 시 낭독회, 러닝 크루, 스페인어 스터디 등 소박한 청년 소모임으로 출발했다. 이후 필름사진 전시, 로컬 매거진 발간, 청년 셰어하우스 ‘부여안다 하우스’ 및 청년 아지트 ‘소행성B’ 조성 등으로 경계를 넓혀 왔다. 지역 제철 과일로 젤라토를 만들어 판매하며 부여도 알리고 있다. 김 대표는 “처음에는 경계의 눈빛도 많이 받았지만 문화예술 활동을 통해 지역에 녹아들면서 부여 사람이 됐다”며 “대학에서 정치외교학을 전공하면서 마을 단위에서 더불어 살아가는 방법을 고민했는데 지금 생활이 그 연장선”이라고 설명했다. ●주민 이야기 담은 ‘부여비트’ 무대에 김 대표는 2023년 삼성 청년희망터 2기에 참여하며 주민이 직접 주인공이 되는 종합예술 프로젝트를 기획하기도 했다. 프로젝트는 기초, 심화 2단계로 진행됐다. 기초 과정에서는 ‘부여살롱’을 통해 10대부터 60대까지 다양한 세대가 모여 지역에서 겪은 갈등과 차별, 소외의 경험을 공유했다. 이렇게 모인 주민들의 솔직한 이야기는 심화 과정인 종합예술극 ‘부여비트’의 극본과 장면으로 재탄생했다. 마임, 연기, 안무, 시 낭독 퍼포먼스 등 6개 장르가 어우러진 무대에는 42명의 시민 배우와 30여 명의 스태프가 참여했다. 같은 해 7월 부여군 사비마루 대극장에서 펼쳐진 두 차례의 공연에는 애초 목표(700명)를 훌쩍 뛰어넘는 800명의 관객이 찾아와 객석을 가득 채웠다. 일본 후쿠이시 시민뮤지컬팀 ‘러브＆피스’ 배우 5명도 피날레 무대를 함께하며 국제 문화교류로도 이어졌다. 이런 경험은 주민들의 삶을 바꿔 놓았다. 13세 중학생은 엔터테이너의 꿈을 갖고 예술고 진학을 결정했고, 진로를 고민하던 청년은 부여에서 창업했다. 고립된 생활을 하던 청년은 공연에서 친구들을 만나 사회 활동을 재개했다. ●수익금은 부여군에… 동창회 만들기도 공연 종료 뒤에도 온기는 식지 않았다. 참가자들은 ‘부여비트 동창회’를 결성해 정기 만남을 이어가고 있으며 댄스 크루와 아카펠라 동아리가 파생됐다. 아울러 공연 티켓 수익금과 보증금 200만원 전액을 부여군장학회에 기탁하며 지역 환원까지 실천했다. 김 대표는 “단순히 관람하는 예술에 그치지 않고 주민이 직접 무대의 주인공이 되어 경계를 허물고 신뢰를 쌓은 것이 가장 큰 결실”이라며 “외지 청년과 지역사회가 문화예술을 고리로 더 깊게 연결될 수 있도록 청년 커뮤니티 공간과 로컬 문화를 꾸준히 확장해 나갈 것”이라고 힘주어 말했다.

6600만 년 전 현재의 유카탄반도 앞바다에 지름 10km 정도의 천체가 충돌했다. 이로 인해 새를 제외한 모든 공룡과 암모나이트, 익룡 등 지구 생명체의 75%가 사라졌다. 과학자들은 이 대충돌을 일으킨 천체의 정체에 대해 오랜 세월 갑론을박을 벌여왔다. 이와 관련해 2024년 마리오 피셔 괴테 독일 쾰른대 교수가 이끄는 국제 공동 연구팀은 국제 학술지 ‘사이언스’에 백악기 말 생물 대멸종을 일으킨 칙술루브 분화구를 만든 천체가 탄소질 소행성이라는 연구 결과를 발표했다. 이전까지 소행성과 혜성이라는 의견이 첨예하게 갈렸는데, 탄소질 소행성으로 용의자 폭을 좁힌 것이다. 최근에는 캐나다 브리티시 컬럼비아 대학교(UBC)의 객원 교수인 필립 클레이스가 이끄는 유럽, 캐나다 합동 연구팀이 용의자의 범위를 더 좁은 범위로 특정해 탄소질 소행성 가운데서도 희귀한 존재인 ‘CO 콘드라이트’였다는 연구 결과를 과학 저널 ‘사이언스 어드밴스’에 발표했다. 연구팀은 소행성이 직접 충돌한 장소인 칙슬루브 크레이터와 전 세계 5곳의 충돌 잔해에서 니켈 동위원소를 정밀 분석했다. 이 분석을 통해 충돌체의 화학적 조성을 추정한 결과, 기존에 제기되었던 다른 후보(예: 일반적인 탄소질 콘드라이트나 다른 종류)와 비교해 CO 콘드라이트와 가장 잘 맞는다는 결과를 얻었다. CO 콘드라이트는 태양계 초기의 가장 원시적이고 변형이 적은 물질 중 하나로, 지구에서 발견되는 운석 중에서도 극히 드문 유형이다. 탄소질 콘드라이트 소행성 전체가 지구에 내려온 운석의 약 5% 정도밖에 되지 않는데, CO 콘드라이트는 더 드문 경우다. 이번 연구 결과는 단지 대멸종을 일으킨 소행성의 종류를 특정하는 데서 그치지 않는다. CO 콘드라이트는 다른 운석들에 비해 탄소, 아연, 물, 특히 황과 같은 휘발성 원소가 훨씬 적다. 과거 일부 과학자들은 소행성에 풍부한 황 성분이 충돌 후 황산 에어로졸을 발생시켜 지구 기온을 크게 떨어뜨렸을 가능성을 제기했다. 이로 인해 더 파괴적인 대멸종이 일어났다는 가설이다. 하지만 이번 결과는 황산 에어로졸로 인한 기후 한랭화는 생각보다 심하지 않았을 가능성을 제기한다. 그보다는 대기 중으로 흩뿌려진 미세 파편들이 대멸종의 주요 원인으로 풀이된다. 공룡 멸종의 결정적 원인이 소행성 충돌이라는 사실을 밝혀낸 지 이미 수십 년의 세월이 흘렀지만, 이에 관련된 연구는 현재도 활발히 진행되고 있다. 과학자들은 연구를 통해 대멸종의 자세한 원인과 그럼에도 일부 동식물이 생존해 신생대를 개척한 이유를 조금씩 명확히 알아내고 있다.

우리가 매일 아침 마시는 달콤한 커피 한 잔, 혹은 상큼한 과일 한 입에 담긴 탄수화물은 어디서 시작됐을까. 오랫동안 과학자들은 생명체의 유전 물질을 구성하는 복잡한 유기 분자들이 오직 따뜻하고 물이 풍부한 원시 지구 품에서만 잉태되었을 것이라 믿어왔다. 하지만 최근 차가운 심우주를 향한 천문학자들의 시선은 우리의 오랜 상식을 송두리째 뒤흔들고 있다. 생명의 탄생을 이끈 결정적 화학 재료들은 지구가 만들어지기 훨씬 이전부터 칠흑 같은 성간 매질 속 먼지 구름에서 빚어지고 있었을 것이라는 연구 성과가 나와 눈길을 끈다. 스페인, 네덜란드, 독일, 일본, 칠레, 미국 공동 연구팀은 우리 은하 중심부에서 에리트룰로스라고 불리는 4개의 탄소 원자로 구성된 당류가 발견됐다고 밝혔다. 이번 연구에는 스페인 우주생물학 연구센터(CAB), 바다호스 엑스트레마두라대, 마드리드 콤플루텐세대, 국립천문대, 예베스 천문대, 바스크 지역대, 생물물리학 연구소, 바야돌리드대, 네덜란드 라드바우드대, 독일 막스 플랑크 외계물리학 연구소, 일본 항성·행성 형성 연구소, 칠레 유럽 남방 천문대(ESO), 알마(ALMA) 천문대, 미국 투손대 과학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 천문학 분야 국제 학술지 ‘네이처 천문학’ 7월 14일 자에 실렸다. 당(sugars)은 생명체 내에서 에너지를 공급하고 생물학적 구조를 형성하며 유전 물질의 골격을 이루는 매우 중요한 분자다. 지구에서 에리트룰로스는 라즈베리나 태양광 없이 피부를 태우는 셀프 태닝 화장품에서 주로 쓰인다. 과학자들은 초기 지구 환경을 재현한 실험에서 이런 당류가 쉽게 만들어지지 않는다는 점을 확인하고 처음 어떻게 형성됐는지 오랫동안 수수께끼로 남아 있었다. 과거 운석이나 소행성 샘플에서 리보스와 글루코스(포도당)가 발견되면서 당류의 일부가 우주에서 유입됐을 것이라는 가설도 제기됐다. 그렇지만 우주 공간의 가스와 먼지 구름인 성간 매질에서 직접 당 분자가 탐지된 적은 없었다. 연구팀은 스페인 예베스 40m 전파망원경, IRAM 30m 전파망원경으로 우리 은하 중심부에 위치한 ‘G+0.693-0.027’이라는 거대한 가스와 먼지 구름에서 에리트룰로스를 탐지했다. 우주 구름에서 수집한 복잡한 전파 신호 속에서 에리트룰로스의 고유한 지문을 찾기 위해 엄격한 분광학적 대조 및 수학적 모델링을 했다. 연구팀은 실험실에서 측정한 에리트룰로스의 고유한 전파 주파수 패턴을 망원경 관측 데이터와 대조한 결과 12개의 일치하는 신호 세트를 찾아내 당의 존재를 입증했다. 더 흥미로운 점은 동일한 위치에서 탐지조차 되지 않은 탄소 3개짜리 유사 당류들보다 탄소 4개짜리 에리트룰로스가 무려 8배 이상 더 풍부하게 존재한다는 사실을 발견했다는 것이다. 연구팀에 따르면 우주 먼지 알갱이 표면에서 더 단순한 분자들이 결합해 에리트룰로스를 만들어낼 수 있으며 이것이 더 복잡한 화학 시스템인 생명체 원시 재료의 일부가 되었을 가능성을 보여준다. 연구를 이끈 이자스쿤 히메네스-세라 스페인 우주생물학 연구센터 박사는 “우주에서 당이 발견되었다는 것은 우리가 흔히 먹는 달콤한 설탕 조각이 떠다닌다는 뜻이 아니라 생명체를 구성하는 핵심 유기 화합물이 우주 공간에서 스스로 만들어지고 있다는 뜻”이라며 “우주 먼지 알갱이들이 우리가 생각했던 것보다 훨씬 더 정교하고 효율적으로 복잡한 유기 분자를 합성해 내는 능력을 갖추고 있음을 의미한다”고 말했다.

탐사선 ‘하야부사2’로 기술력 입증 일본이 미국에 이어 세계에서 두 번째로 소행성 충돌을 막기 위한 ‘지구 방어’(플래니터리 디펜스) 기술을 실증했다. 일본은 강점을 지닌 소행성 탐사 기술을 기반으로 차세대 우주 기술 경쟁에서 존재감을 키우고있다. 6일 요미우리신문 등에 따르면 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)는 전날 탐사선 ‘하야부사2’를 활용한 지구 방어 기술 검증에 성공했다고 밝혔다. 플래니터리 디펜스는 지구와 충돌할 가능성이 있는 소행성을 조기에 발견하고 궤도를 바꾸거나 충돌 피해를 최소화하는 기술을 말한다. 지금까지는 미국 항공우주국(NASA)만 실증에 성공한 분야다. NASA는 2022년 탐사선 DART를 소행성에 충돌시켜 실제 궤도를 바꾸는 데 성공했다. 소행성은 태양계가 형성될 당시의 물질을 간직한 천체인 동시에 지구를 위협할 수 있는 존재다. 1908년 러시아 시베리아에서 발생한 ‘퉁구스카 대폭발’은 지름 약 60m 규모 천체가 대기권에서 폭발해 약 2000㎢를 초토화한 사례로 알려져 있다. 약 6500만년 전 공룡을 멸종시킨 천체는 지름 약 10㎞에 달했던 것으로 추정된다. 국제천문연맹(IAU)에 따르면 지금까지 발견된 지구 근접 천체는 약 4만 2000개에 이른다. 이 가운데 지름 300m가 넘는 소행성 ‘아포피스’는 2029년 4월 지구에서 약 3만 2000㎞ 거리까지 접근할 예정이다. 이는 정지궤도 위성보다도 가까운 거리다. 이 정도 규모의 소행성이 이처럼 근접하는 것은 관측 사상 처음이다. JAXA는 유럽우주국(ESA)과 함께 2029년 아포피스를 탐사하는 공동 프로젝트도 추진하고 있다. 일본은 로켓 분야에선 미국·중국·러시아 등에 뒤지지만, 소행성 탐사는 세계 정상급으로 평가받는다. 탐사선 ‘하야부사’는 2010년 세계 최초로 소행성 ‘이토카와’의 시료를 지구로 가져오는 데 성공했고, 후속 탐사선 ‘하야부사2’는 2020년 소행성 ‘류구’의 시료를 귀환시켰다. 현재 하야부사2는 추가 임무를 수행 중이며 2031년에는 소행성 ‘1998 KY26’ 탐사도 계획하고 있다.

가수 구준엽의 아내로 지난해 세상을 떠난 대만 배우 고(故) 쉬시위안(서희원)의 이름이 이제 우주에서 빛나게 됐다. 국제천문연맹(IAU)은 소행성 208663번에 쉬시위안의 이름을 공식적으로 부여했다. 16일(현지시간) 중화망, 싱가포르 연합조보 등 외신에 따르면 국제천문연맹은 최근 열린 소행성명명 실무그룹에서 소행성 208663번을 ‘쉬시위안’(Xu Xiyuan)으로 공식 명명하기로 결정했다. 해당 소행성은 홍콩의 아마추어 천문학자이자 전 홍콩천문학회 회장인 양광위가 2002년 4월 12일 미국 애리조나주에서 처음 발견했다. 당시 임시 명칭은 ‘2002 GF11’이었다. 국제천문연맹 규정상 소행성은 장기간 궤도 관측과 검증을 거쳐야 공식 번호와 이름을 얻을 수 있다. 이 소행성은 발견 이후 24년간의 추적 끝에 올해 심사를 통과하며 ‘쉬시위안’이라는 이름을 갖게 됐다. 양광위는 지금까지 2000개가 넘는 소행성을 찾아낸 인물이다. 그동안 장국영, 등려군, 유덕화, 임청하 등 중화권 스타들의 이름을 소행성에 붙여 온 것으로도 유명하다. 쉬시위안은 인기 드라마 ‘꽃보다 남자’의 대만판인 ‘유성화원’에서 여주인공 산차이 역을 맡아 대중적인 인기를 끈 배우다. 구준엽과는 1998년 처음 만나 연인으로 발전했지만 결별했다가 2021년 재회해 이듬해 결혼 소식을 알려 화제를 모았다. 그러나 지난해 2월 일본 여행 중 독감이 악화돼 끝내 세상을 떠났다.

6600만 년 전 지구에 충돌한 지름 10㎞ 소행성은 당시 살고 있던 대부분의 생명체에게 엄청난 재난이었다. 하지만 과학자들은 바로 이런 때에 제 세상을 만난 듯 크게 번성한 생물도 있다는 점을 발견했다. 바로 곰팡이 같은 균류다. 소행성 충돌로 인한 먼지와 재로 인해 햇빛은 차단되고 동식물의 사체는 널린 환경에서 버섯과 곰팡이는 빠르게 증식해 죽은 생물들을 분해했다. 당시 이들이 남긴 막대한 양의 포자는 대멸종 이후에 곰팡이 세상이 펼쳐졌다는 사실을 보여준다. 하지만 얼마 뒤 다시 햇빛이 지상에 도달하자 곰팡이는 줄어든 반면 힘든 시기를 지난 식물의 씨앗은 새로운 싹을 틔웠다. 그리고 새를 제외한 공룡이 사라진 빈 땅은 포유류 같은 새로운 동물의 차지가 됐다. 그런데 일부 과학자들은 이 두 사건이 별개의 독립된 사건이 아니라 사실 밀접하게 연관된 사건이라고 보고 있다. 존스홉킨스대의 로잔나 P. 베이커와 아르투로 카사데발 연구팀은 2005년 신생대 포유류의 성공이 곰팡이와 밀접한 연관이 있다는 가설인 FIMS 가설(Fungal Infection Mammalian Selection Hypothesis)을 주장했다. 대멸종 직후 곰팡이 포자가 급증하면서 변온 동물인 양서류와 파충류는 엄청난 피해를 봤다. 곰팡이는 낮은 온도를 선호하기 때문에 이들은 곰팡이 질병에 취약한 편이다. 반면 포유류나 조류의 경우 체온이 높아 상대적으로 곰팡이가 증식하기 힘들다. 현재도 포유류나 조류는 세균이나 바이러스 질환에는 상대적으로 취약해도 곰팡이 질병에는 강한 편이다. 따라서 대멸종 직후 환경에서 가장 성공적으로 생존할 수 있었으며 이후 빠르게 번식해 비어 있던 신생대 초기 생태계의 주인공이 되었다는 가설이다. 연구팀은 곰팡이 가설의 타당성을 검증하기 위해 백악기 후기, 백악기-팔레오세(K/Pg) 경계, 그리고 팔레오세 초기의 지층을 조사했다. 연구팀은 고대 균류 포자를 찾을 가능성을 높이기 위해 섬세하거나 작은 포자를 제거할 수 있는 표준 처리 방법 대신 산성을 사용하지 않는 부드운 전처리 기법을 사용했다. 그 결과 조사한 세 곳에서 모두 균류의 폭발적인 성장이 발견됐다. 곰팡이의 폭발적 증식과 대규모 포자의 공기 중 유출 현상이 특정 지역이 아닌 전 지구적 현상이었고 곰팡이 감염에 취약한 파충류나 양서류에 불리한 환경이 조성되었다는 점을 시사하는 결과다. 다만 이번 연구에서 새롭게 밝혀진 점은 소행성 충돌 직후만이 아니라 약 3만 년에서 1만 년 전에 이미 균류 대번식이 진행되고 있었다는 점이다. 연구팀은 이것이 인도의 데칸 트랩 대규모 화산 폭발로 인한 기후 냉각기가 원인일 것으로 보고 있다. 이는 공룡과 다른 중생대 생물들이 소행성 충돌 이전에 이미 기후 변화로 상당한 피해를 입어 멸종에 더 취약해졌다는 기존의 일부 멸종 가설을 지지하는 결과다. 아무튼 연구팀의 가설이 옳다면 우리의 성공은 부분적으로 음식을 상하게 하고 가끔 사람에게 질병도 일으키는 곰팡이 덕분이다. 다만 곰팡이는 포유류를 돕기 위해서가 아니라 자연 생태계의 분해자로 죽은 생물의 사체를 분해해 다시 순환시켰을 뿐이다. 사실 포유류의 성공보다 자연의 분해자가 지구 생태계에서 곰팡이의 더 중요한 역할일 것이다.

서울 강서구는 여름이 시작되는 6월을 맞아 온 가족이 함께 즐길 수 있는 프로그램을 강서별빛우주과학관에서 연다고 28일 밝혔다. 특히 ‘수성 관측회’는 다음달 18일 오후 7시 일몰 직후 짧은 시간 동안 진행된다. 수성은 맨눈으로 볼 수 있는 5개 행성 중 하나지만, 태양과 가장 가까이에 있어 평소 관측하기 어렵다. 6월 중순엔 수성이 태양 동쪽으로 가장 멀리 떨어지기에 관측할 최적기다. 보호자를 동반한 초등학생부터 성인까지 참가가 가능하다. 다만 날씨에 따라 취소될 수 있다. 다음달 20일에는 인류가 우주를 이해해 온 역사를 소개하는 ‘천문대와 천체망원경 이야기’ 특강이 예정돼 있다. 같은날 방화근린공원에서 진행되는 ‘야간 공개관측’에선 천체망원경으로 달의 모습을 볼 수 있다. 별도 예약 없이 무료로 참여 가능하다. 하지 당일인 21일에는 심재현 강서별빛우주과학관장이 ‘하지 특강’을 한다. 그는 태양 고도가 가장 높고 낮의 길이가 가장 긴 하지의 특성을 설명하고 태양의 움직임과 24절기, 계절 변화 등 일상 속 과학의 원리를 소개한다. 다음달 7일과 27일 ‘휴일가족천문특강’에서는 가족이 함께 강의를 듣고 우주발사체 ‘누리호’ 모형을 만들어 볼 수 있다. 어린이 천문교실은 수준별로 나뉘어 달과 소행성 등을 주제로 진행된다. 구 관계자는 “앞으로도 어린이들이 과학에 대한 꿈과 호기심을 키워갈 수 있도록 알차고 유익한 교육 기회를 확대해 나가겠다”고 밝혔다.

서울 강서구는 여름이 시작되는 6월을 맞아 온 가족이 함께 즐길 수 있는 프로그램을 강서별빛우주과학관에서 연다고 28일 밝혔다. 특히 ‘수성 관측회’는 다음달 18일 오후 7시 일몰 직후 짧은 시간 동안 진행된다. 수성은 맨눈으로 볼 수 있는 5개 행성 중 하나지만, 태양과 가장 가까이에 있어 평소 관측하기 어렵다. 6월 중순엔 수성이 태양 동쪽으로 가장 멀리 떨어지기에 관측할 최적기다. 보호자를 동반한 초등학생부터 성인까지 참가가 가능하다. 다만 날씨에 따라 취소될 수 있다. 다음달 20일에는 인류가 우주를 이해해 온 역사를 소개하는 ‘천문대와 천체망원경 이야기’ 특강이 예정돼 있다. 같은날 방화근린공원에서 진행되는 ‘야간 공개관측’에선 천체망원경으로 달의 모습을 볼 수 있다. 별도 예약 없이 무료로 참여 가능하다. 하지 당일인 21일에는 심재현 강서별빛우주과학관장이 ‘하지 특강’을 한다. 그는 태양 고도가 가장 높고 낮의 길이가 가장 긴 하지의 특성을 설명하고 태양의 움직임과 24절기, 계절 변화 등 일상 속 과학의 원리를 소개한다. 다음달 7일과 27일 ‘휴일가족천문특강’에서는 가족이 함께 강의를 듣고 우주발사체 ‘누리호’ 모형을 만들어 볼 수 있다. 어린이 천문교실은 수준별로 나뉘어 달과 소행성 등을 주제로 진행된다. 구 관계자는 “앞으로도 어린이들이 과학에 대한 꿈과 호기심을 키워갈 수 있도록 알차고 유익한 교육 기회를 확대해 나가겠다”고 밝혔다.

공룡 시대의 가장 마지막 시기였던 6800만 년 전까지 지금의 북미 대륙에는 지상에서 가장 강력한 육식 동물이었던 ‘티라노사우루스 렉스’(Tyrannosaurus rex), 줄여서 ‘티렉스’가 살고 있었다. 하지만 육지에만 제왕이 있었던 건 아니었다. 그보다 앞서 지금의 텍사스 땅인 백악기 후기 바다에 바다의 폭군이 살고 있었다. 미국 자연사박물관의 아멜리아 지틀로우 연구팀, 댈러스의 페롯 자연과학 박물관, 서던 메소디스트 대학교 연구팀은 과거 ‘틸로사우루스 프로리게르’(Tylosaurus proriger)로 분류됐던 ‘모사사우루스’ 화석을 분석해 사실 이들이 다른 종의 더 거대한 모사사우루스 화석이라는 사실을 발견했다. 모사사우루스는 백악기 후기 바다로 진출한 해양 파충류로 백악기 해양 생태계의 정점에 섰던 포식자다. 가장 거대한 모사사우루스류가 바로 틸로사우루스 속의 모사사우루스로, 틸로사우루스 프로리게르는 몸길이가 8~13m에 이르고 무게도 10t에 육박해 티렉스와 견줄 만했다. 하지만 연구팀은 틸로사우루스 프로리게르 가운데 텍사스에서 발굴된 종들은 다른 표본과 좀 다르다는 점을 발견했다. 연구팀은 150여 년 전에 발견돼 하버드 비교동물학 박물관에 소장된 틸로사우루스 프로리게르 모식표본(이름을 부여한 표본)과 비교한 결과, 미 자연사박물관에 소장된 표본과 다른 기관에 보관된 12개 이상의 유사한 화석 중 일부가 다른 모사사우루스일 가능성을 발견했다. 이 화석들은 틸로사우루스 프로리게르보다 몸집이 더 크고, 모사사우루스류에서는 흔하지 않은 특징인 미세한 톱니 모양의 이빨을 가지고 있었다. 또한 틸로사우루스 프로리게르 표본의 대부분은 현재 캔자스 지역에서 발견됐고 약 8400만 년 전의 것으로 추정되는 반면, 이 다른 화석들은 주로 텍사스에서 발견됐고 400만 년 정도 이후인 8000만 년 전의 것이었다. 연구팀은 면밀한 분석 결과 이 표본이 다른 모사사우루스라고 결론을 내리고 ‘틸로사우루스의 왕’이라는 뜻의 ‘틸로사우루스 렉스’(Tylosaurus rex), 줄여서 티렉스로 명명했다. 바다의 티렉스는 육지의 티렉스만큼 거대해서 몸길이가 최대 13m에 달했고, 거대한 턱과 톱니가 있는 이빨로 해양 생태계의 정점에 선 폭군이었다. 8000만 년 전 백악기 말 바다에서 유일한 적수는 같은 틸로사우루스 렉스뿐이었을 것으로 추정된다. 실제로 페로 박물관에 보관 중인 틸로사우루스 렉스 표본은 주둥이 끝부분이 없고 아래턱이 부러져 있는데, 이런 큰 상처는 같은 크기나 더 거대한 틸로사우루스 렉스에 물린 것이 아니라면 설명하기 어렵다. 이렇게 중생대 마지막 시기 바다를 주름잡던 모사사우루스들도 결국 백악기 말 소행성 충돌로 비조류 공룡과 함께 멸종하고 만다. 하지만 이렇게 빈자리가 생겼기 때문에 이후 포유류가 바다로 들어갈 자리가 생겼다. 신생대에 등장한 거대한 이빨 고래나 현재 바다를 주름잡는 포식자인 범고래는 사실상 신생대의 모사사우루스나 마찬가지다. 이들 역시 육지에서는 작은 동물이었으나 바다로 들어가 거대 해양 포유류가 됐고 생태계의 정점에 서게 된다. 역사는 인간 세상뿐 아니라 자연에서도 되풀이되는 것인지도 모른다.

9900만년 전 지구의 하늘은 지금과는 많이 달랐다. 당시에도 원시적인 형태의 새가 있긴 했지만, 지금 보는 새와는 많이 달랐다. 그리고 박쥐는 없는 대신 익룡이 하늘을 날아다녔다. 하지만 한 가지는 지금과 닮은 구석이 있었다. 바로 밤하늘에 빛나는 작은 별 같은 반딧불이다. 중국 허베이 대학의 과학자들은 미얀마에서 발견된 9900만년 전 백악기 호박 속에서 원시적 반딧불이 화석을 발견했다. 이 화석의 길이는 수 밀리미터에 불과하지만, 내부 미세 구조가 매우 잘 보존되어 정확한 계통학적 분석이 가능했다. 연구팀은 400가지가 넘는 형태학적 특징과 살아있는 반딧불이 표본에서 얻은 유전 정보를 바탕으로 광범위한 비교 분석을 실시하여 이 화석이 반딧불이과(Lampyridae)에서도 애반딧불이아과(Luciolinae)에 속한다는 사실을 알아냈다. 이는 가장 오래된 애반딧불이에 속하는 표본으로 오늘날에도 볼 수 있는 애반딧불이의 조상이 9900만년 전부터 어두운 밤을 밝혔다는 점을 보여준다. 참고로 애반딧불이는 ‘형설지공’(螢雪之功)의 고사성어에 인용되는 곤충으로 몸에서 빛을 내어 암수 간에 통신 수단으로 사용한다. 수컷은 배의 제5~6배마디에, 암컷은 제5배마디에 황백색의 발광기가 있다. ‘크레톨루치올라 비르마나’(Cretoluciola birmana)라고 명명된 이 고대 반딧불이 역시 복부에는 6개의 마디가 뚜렷하게 구분돼 있고, 5~6배마디에 발광 기관이 있어 같은 방식과 목적으로 빛을 냈다는 점을 알 수 있다. 반딧불이가 밤에 생물발광을 이용했던 것은 낮에 활동하는 익룡이나 새 같은 포식자의 눈을 피해 짝짓기를 하기 위한 것으로 추정된다. 밤에 짝짓기를 하면 포식자의 눈을 피할 수 있지만, 서로를 보기 어렵기 때문에 소리로 신호를 하든지 아니면 불빛으로 신호를 보낼 수밖에 없다. 초음파로 컴컴한 밤에 사냥하는 박쥐 같은 포식자가 나타난 후에도 반딧불이의 깜빡이는 신호는 유리한 이점을 제공했다. 박쥐는 귀는 예민하지만 시력은 나쁜 편이다. 이렇게 생물발광의 이점을 살려 오랜 세월 생존한 반딧불이는 소행성 충돌도 이겨낸 생명력 강한 곤충이다. 하지만 동시에 농약이나 생활하수 같은 환경 오염에는 매우 약한 동물로 깨끗한 환경에서만 사는 대표적인 환경 지표종이다. 국내에서는 반딧불이와 반딧불이가 살 수 있는 깨끗한 환경을 지키기 위한 노력이 진행되어 전라북도 무주군, 경상북도 영양군 등에 집단 서식지가 남아 있고 세심한 보호를 받고 있다. 1억년 동안 밤하늘을 빛내 온 반딧불이가 앞으로도 우리 곁에서 계속 빛날 수 있으려면 이런 보호 노력이 이어져야 할 것이다.

‘사탄 추락·소행성 충돌’ 유사성 높아지옥 아홉개 원은 다중고리 충돌 분지종단 속도·지각 변화 등 묘사 정확해단테, 서구의 패러다임 전환에 기여아리스토텔레스 천체불변론에 도전천체를 물리적 변화 주체로 인식시켜 단테가 쓴 ‘신곡’ 지옥편에서는 역피라미드 구조의 9개 층으로 이뤄진 지옥이 등장한다. 아래로 내려갈수록 죄가 무겁고 형벌이 가혹해지는데 맨 밑바닥 제9지옥은 배신자들이 갇혀 있고 중심에는 사탄으로 불리는 타락천사 루키페르(루시퍼)가 있다. 신곡 속 이런 지옥의 구조가 충돌 물리학적 사고 실험의 결과라는 흥미로운 해석이 나왔다. 미국 마셜대 연구팀은 신곡 지옥편이 근대 운석학이 탄생하기 약 500년 전에 이미 행성 충돌 모델을 시로 구현한 일종의 충돌 물리학 사고 실험이었다고 13일 밝혔다. 충돌 물리학은 두 물체가 고속으로 충돌할 때 발생하는 힘과 에너지, 변형, 파괴 현상을 다루는 연구 분야다. 이 연구 결과는 지난 3~8일 오스트리아 빈에서 열린 ‘유럽 지구과학 협회(EGU) 2026 컨퍼런스’에서 발표됐다. 신곡 지옥편 제34곡 121~126행에서 지옥의 안내자인 고대 로마 시인 베르길리우스는 단테에게 사탄이 하늘에서 떨어질 때 지구의 지형이 어떻게 변했는지 설명한다. 사탄은 하늘에서 떨어질 때 남반구 쪽으로 추락했는데 남반구에 있던 육지들이 사탄과 충돌을 두려워 해 바다 밑으로 몸을 숨기고 북반구 쪽으로 몰려가 현재 대륙이 형성됐다. 또 사탄이 지구 중심으로 박혀 들어갈 때 흙들은 사탄을 피해 남반구 쪽으로 솟구쳐 올라오는데 이렇게 만들어진 거대한 산이 연옥의 산이라고 설명한다. 연구팀은 이 부분을 충돌 물리학과 운석학의 시각으로 재해석했다. 사탄은 타원형의 소행성급 고속 충돌체로 성간 천체 ‘오무아무아’를 연상시키며 작품 속 사탄의 추락이라는 사건의 규모는 중생대 백악기 공룡 대멸종을 부른 칙술루브(K-Pg) 충돌에 버금간다고 연구팀은 설명했다. 다시 말해, 사탄의 충돌은 전 지구적 대멸종 사건을 정확하게 묘사하고 있다는 말이다. 이는 60t의 질량을 그대로 유지하고 지구에 떨어진 것으로 추정되는 나미비아 그루트폰테인에서 발견된 세계 최대 규모의 단일 운석 ‘호바 운석’처럼 신곡 속 사탄도 기화되지 않은 물리적 충돌체로 지구 구조를 완전히 바꿔놓았다는 설명이다. 연구팀에 따르면 신곡에서 묘사한 지옥의 아홉 개 원은 달과 금성을 비롯한 태양계 곳곳에서 발견되는 다중 고리 충돌 분지의 동심원적, 계단식 지형을 놀랄 만큼 정확하게 보여준다. 다중 고리 충돌 분지는 운석 충돌로 만들어진 충돌구 중 가장 거대한 규모로 중심 충돌점 주위에 세 개 이상의 동심원 형태의 산맥이나 단층이 둘러싸고 있는 지형이다. 지옥편 속 사탄의 추락에 대한 묘사는 거대한 천체가 지구 핵심부에 최대 압축으로 도달하기 위한 종단 속도와 지각 관통의 물리학을 단테가 직관적으로 이해하고 있었음을 보여주는 것이라고 연구팀은 덧붙였다. 연구를 주도한 티머시 버버리 교수(지질신화학)는 “단테는 사실상 운석의 지질학적 실재를 발견하고 천체를 완전하고 불변하는 것으로 여겼던 아리스토텔레스의 이론에 도전한 것으로 볼 수 있다”며 “작품 속 사탄의 추락은 단순한 시각적 환상이나 영적 알레고리가 아닌 엄청난 물리적 파괴를 동반하는 실제 고속 충돌로 묘사함으로써 단테는 서구의 패러다임이 천체를 변화의 물리적 행위자로 인식하는 방향으로 전환하는 데 기여했다”고 강조했다.

지구가 탄생한 후 지금까지 5번의 대멸종이 있었다. 그중 가장 최근에 발생한 다섯 번째 대멸종은 중생대 말 백악기에 발생한 공룡 대멸종 사건으로 잘 알려져 있다. 백악기 말 대멸종 사건의 직접 원인은 현재 멕시코 유카탄 반도 북부 해안 지역인 칙술루브에 떨어진 소행성 때문이다. 소행성 충돌로 기후 변화, 대화재 등 각종 재앙이 연쇄적으로 발생하면서 지구 전체 종의 76%가 사라졌다. 그런데 눈길을 끄는 것은 앞선 네 번의 대멸종에서도 그렇고 마지막 멸종에서도 식물들은 살아남은 것들이 많았다. 이유가 뭘까. 벨기에 겐트대 식물 생명공학 및 생물정보학과, 생물학과, 생명과학연구소(VIB) 식물 시스템 생물학 연구센터, 자연·산림 연구소(INBO), 남아프리카공화국 프레토리아대 생화학·유전학·미생물학과, 중국 난징 농업대 원예학부 공동 연구팀은 자연적으로 일어나는 유전체의 우연한 중복이 꽃피는 식물인 ‘현화식물’ 상당수가 극단적 환경 격변에서도 살아남게 했을 가능성이 크다고 10일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 5월 8일 자에 실렸다. 많은 생물은 부모 각각으로부터 물려받은 두 쌍의 염색체를 갖는다. 그러나 현화식물의 많은 종은 무작위적인 전장유전체 중복 때문에 추가적인 염색체 세트를 갖는 경우가 있다. 바나나 대부분은 염색체 세트가 3쌍이고 밀은 최대 6쌍을 갖기도 한다. 이렇듯 전장유전체 중복은 식물에서 자주 발생하는데 유전체가 커지면 유지하는 데 더 많은 영양분이 필요하고 유해한 돌연변이가 생길 위험성이 높아지며 생식능력에도 영향을 미칠 가능성이 크다. 그래서 야생에서 중복된 유전체가 세대를 거쳐 유지되거나 전달되는 경우는 찾아보기 힘들다. 그러나 유전체 중복은 유전적 변이를 늘리고 유전자가 새로운 기능으로 진화할 기회를 제공함으로써 고온, 건조한 식물 스트레스 환경을 더 잘 견디게 해주기도 한다. 연구팀은 현화식물 470종의 유전체를 분석해 데이터 세트를 구축했다. 이어 과거 전장유전체 중복이 일어났다는 표지가 되는 유전자 블록을 분석한 뒤 식물 화석 44점의 자료와 대조해 중복 사건 발생 시점을 추정했다. 그 결과 시간이 흘러도 유지되는 유전자들은 주요 환경 격변기에 발생한 전장유전체 중복에서 시작된 것으로 나타났다. 여기에는 6600만 년 전 소행성 충돌로 촉발된 대멸종, 생태계가 붕괴된 여러 차례의 지구 한랭기, 약 5600만 년 전 급격한 지구 온난화가 나타난 팔레오세-에오세 최고온난기가 포함됐다. 이에 대해 연구팀은 극한 환경 조건에서는 배수체 식물이 우위를 점했을 수 있으며 더 크고 복잡한 유전체를 유지하는 것처럼 평소에는 불리하게 작용하는 특성이 오히려 유리해질 수 있다고 설명했다. 연구를 이끈 이브 반 더 피어 벨기에 겐트대 교수는 “안정적 환경에서 전장유전체의 중복은 진화의 막다른 골목으로 여겨지는 경우가 많지만 대멸종과 같은 혹독한 환경에서는 예상치 못한 이점을 가져다 줄 수 있음을 이번 연구는 보여줬다”고 밝혔다. 반 더 피어 교수는 “이번 연구 결과는 배수성이 흔하게 나타남에도 불구하고 수백만 년에 걸쳐 식물 유전체에 실제로 남는 경우는 소수에 불과한 이유를 보여준다”며 “오늘날 식물이 기후변화에 어떻게 반응할지에 대한 단서도 제공한다”고 덧붙였다.

2006년 과학계에서 가장 뜨거웠던 사건을 꼽는다면 단연 태양계의 막내 행성 ‘명왕성’의 행성 지위 박탈이다. 1930년 2월 18일 미국 천문학자 클라이드 톰보가 발견한 명왕성은 태양계의 9번째 행성으로 인정받아왔지만, 1990년대 이후 해왕성 바깥쪽 카이퍼 벨트에서 명왕성과 비슷한 크기의 천체들이 잇따라 발견되면서 행성의 지위가 흔들리기 시작했다. 그러던 중 2005년 미국 천문학자 마이클 브라운 교수팀은 명왕성보다 질량이 약 27% 더 큰 에리스를 발견했다. 명왕성이 행성이라면 에리스도 행성이 돼야 하는 상황이 됐다. 결국 국제천문연맹(IAU)은 2006년 8월 체코 프라하에서 제26차 총회를 열고 행성의 정의를 공식적으로 정립하기 위한 투표를 했다. 당시 정의된 행성의 요건 3가지는 △태양 중심 공전 △충분한 질량을 가져 정역학적 평형을 유지할 수 있는 구형 △자신의 공전 궤도상에서 주변 천체에 대한 지배적 위치다. 명왕성은 첫 번째와 두 번째 조건은 충족했지만 세 번째 조건에서 결격 사유가 발생해 행성에서 제외되고 왜소행성으로 분류됐다. 그로부터 20년이 지난 최근 미국 항공우주국(NASA)에서 명왕성을 다시 행성으로 승격시켜야 한다는 의견을 공식적으로 지지하면서 다시 국제적 논쟁의 대상으로 주목받고 있다. 이런 상황에서 일본 국립 천문대, 이시가키지마 천문대, 교토대 하쿠비 천문대, 기타큐슈 산업의과대, 지바 공업대 행성탐사 연구센터, 사가 호시조라 천문센터, 도쿄대 천문학 연구소, 아마추어 천문 연구집단인 일본 성식 정보네트워크(JOIN), 교토 산업대 우주과학 연구소 공동 연구팀은 명왕성 너머에 위치한 심우주의 천체를 관측한 결과 해당 천체에서 희박한 대기 흔적을 발견했다. 이 대기는 얼음 화산에 의해 공급되거나 혜성 등의 천체 충돌로 형성됐을 가능성이 있는 것으로 알려졌다. 이 연구 결과는 천문학 분야 국제 학술지 ‘네이처 천문학’ 5월 5일 자에 실렸다. 태양계 최외곽 행성인 해왕성 궤도 너머를 공전하는 행성체들은 ‘해왕성 바깥 천체’(TNO)라고 부르는데 이들은 태양계 형성 과정에서 남겨진 잔해물이다. 이 중 명확하게 대기가 감지된 것은 왜소행성인 명왕성이 유일했다. 이에 연구팀은 천체가 별의 앞을 지나가며 별빛을 가리는 현상인 성식(星飾·stellar occultation·항성 엄폐)을 관측해 ‘(612533)2002XV93’으로 알려진 천체를 조사했다. 연구팀은 2024년 1월 교토와 나가노현에 있는 전문 천문대와 후쿠시마에 있는 시민 천문학자의 망원경으로 이 현상을 동시에 관측했다. 그 결과, 일부 관측에서 별빛은 천체가 앞을 지날 때 갑자기 사라지는 대신 몇 초에 걸쳐 점진적으로 어두워졌다. 이는 천체 주위의 얇은 가스층, 즉 대기가 존재할 때 나타나는 전형적 현상이다. 연구팀은 이 대기가 지구보다 약 500만~1000만 배 더 희박한 것으로 계산했고 얼음 화산에서 방출되는 가스에 의해 유지되거나 최근 혜성 같은 천체의 충돌 이후 방출된 물질로 형성된 단기적 대기층일 것이라고 추정했다. 연구를 이끈 고 아리마츠 교토대 교수는 “이 발견은 밀도 높은 대기가 거대 행성 주위에만 형성된다는 기존의 가설에 도전하는 것으로 태양계 가장자리에 위치한 상대적으로 작은 천체들도 일시적으로 대기를 가질 수 있음을 보여준다”며 “추가적인 성식 관측이나 우주 망원경을 이용한 정밀 측정으로 이렇게 형성된 대기가 시간 변화에 따라 어떻게 변하고 형성되는지에 대해 연구할 것”이라고 밝혔다.

석송류의 특별한 ‘CAM 광합성’3차 대멸종 전후 평균기온 40도밤에 CO₂를 유기산 형태로 저장낮에 기공 닫고 CO₂활용 광합성수분 손실 획기적으로 줄여 생존 지구 탄생 이후 지금까지 5번의 대멸종이 있었다. 1차 고생대 오르도비스기 대멸종, 2차는 고생대 데본기 후기 대멸종, 3차는 페름기 대멸종, 4차는 중생대 트라이아스기 대멸종, 5차 백악기 대멸종이다. 많은 사람이 대멸종하면 떠올리는 것은 소행성 충돌로 공룡들이 순식간에 사라진 5차 대멸종이다. 그러나 최악의 대멸종은 전체 생물종의 최대 96%가 사라진 3차였다. 사상 최악의 대멸종에도 분명히 살아남은 생물종이 있다. 그 비결은 뭘까. 영국 리즈대, 버밍엄대, 브리스톨대, 노팅엄대, 중국 지질대, 티베트고원 연구소, 미국 캘리포니아 데이비스대(UC 데이비스) 공동 연구팀은 2억 5200만 년 전 발생한 제3차 대멸종에 살아남은 식물을 분석해 본 결과 특수한 광합성 방식 덕분이라고 22일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 생태·진화학’ 4월 21일 자에 실렸다. 3차 대멸종의 방아쇠를 당긴 것은 대규모 화산 폭발이었다. 현재의 시베리아 지역에서 발생한 화산활동은 대기 중 이산화탄소 농도를 급격하게 끌어올렸고 지구 온난화, 해양 산소 고갈과 산성화가 연쇄적으로 발생해 웬만한 생물들은 살 수 없는 환경이 됐다. 동물뿐만 아니라 식물도 대형종들은 소멸하고 단순한 식물 군락이 살아남아 빈자리를 채웠다. 대표적인 것이 석송류다. 소형 원시 식물인 석송류는 대멸종 직후의 중생대의 초기 트라이아스기(2억 5100만~2억 4600만 년 전) 생태계를 지배했다. 연구팀은 중국 남서부에서 발굴한 석송류 화석 285점과 이전 연구들에 활용된 화석 200점의 형태와 탄소동위원소 신호를 분석했다. 그 결과, 이 고대 식물들은 같은 지층에서 발견된 다른 식물 화석에 비해 탄소-13 비율이 상대적으로 높은 것으로 확인됐다. 이는 ‘크라슐라산 대사’라고 불리는 CAM 광합성이 활성화될 때 나타나는 특징이다. 일반적인 식물은 낮 동안 기공을 열어 이산화탄소를 흡수하지만 이 과정에서 수분도 증산되기 때문에 극한의 고온·건조 환경에서 살아남기 어렵다. 그러나 CAM 광합성 식물은 기온이 떨어지는 밤에 기공을 열어 이산화탄소를 유기산 형태로 저장한 다음 낮에는 기공을 닫고 저장해 둔 이산화탄소를 이용해 광합성을 진행한다. 그 덕분에 수분 손실을 획기적으로 줄이면서도 광합성 효율은 유지할 수 있다는 장점이 있다. 선인장, 파인애플, 돌나물과 식물 등이 대표적인 CAM 식물이다. 연구팀은 3차 대멸종 전후 기후 시뮬레이션을 한 결과 당시 일(日) 최고기온은 1년 내내 평균 40도를 넘었으며, 일부 지역은 65도까지 오른 것으로 나타났다. CAM 광합성 능력이 없는 식물은 살아남을 수 없는 환경이었다. 연구팀은 이번 연구가 단순히 고생물학 성과에 그치지 않는다고 지적했다. 대기 중 이산화탄소 농도 급증과 그에 따른 온난화라는 조건이 3차 대멸종 당시와 현재가 놀랍도록 닮아 있기 때문이다. 연구를 이끈 젠 슈 영국 리즈대 교수(고식물학)는 “CAM 광합성이 극한 환경에서 반복적으로 진화해 온 ‘생존 전략’이라는 점은 미래의 기후 시나리오에서 어떤 식물이 살아남을 수 있는지를 예측할 때 중요한 단서가 될 것”이라고 설명했다.

아르테미스 II 임무는 50여 년 만에 다시 인류를 달 궤도까지 보냈지만, 사실 끝이 아니라 앞으로 계획된 수많은 임무 가운데 첫 유인 임무일 뿐이다. 현재 예산 확보에 어려움을 겪고 있긴 하지만, NASA는 아르테미스 IV 임무에서 인류를 다시 달에 착륙시키고 2028년 이후에는 매년 우주선을 보내 달 유인 기지를 건설한다는 계획이다. 영구적인 유인 달 기지를 건설하기 위해 가장 중요한 자원은 바로 물이다. 물은 식수와 생활용수로 사용되는 것은 물론 달 기지에서 작물을 재배하거나 혹은 수소와 산소로 분해해서 로켓 연료로도 사용될 수 있다. 이 많은 물을 지구에서 가져가는 것보다 현지에서 조달할 수 있다면 인류의 우주 진출은 한결 쉬워질 전망이다. 물론 달 표면은 낮에는 섭씨 100도 이상, 밤에는 영하 170도 이하로 온도가 떨어지는 극한 환경으로 표면에 물이 있더라도 낮에 모두 증발해 사라질 수밖에 없다. 하지만 과학자들은 달의 극지방에 있는 크레이터 안쪽에는 영원히 햇빛이 도달하지 않는 영구 음영 지역이 있다는 사실을 알아냈다. 이론적으로 이곳에 얼음이 존재한다면 수십억 년 동안 동결 보존될 수 있는 것이다. 실제로 NASA의 달 정찰 궤도선(LRO)에 탑재된 라이먼 알파 매핑 프로젝트(LAMP)를 통해 과학자들은 일부 남극 크레이터에서 얼음으로 추정되는 물질을 발견한 바 있다. 하지만 LRO 데이터에서는 달 표면의 얼음이 예상과 달리 모든 분화구에 균일하게 분포하지 않고 매우 불규칙하게 나타났다. 최근 콜로라도 볼더 대학교 대기 및 우주 물리학 연구소(LASP)의 폴 헤인 박사팀은 이 불규칙한 분포 패턴을 분석하여 달의 물 축적 메커니즘에 대한 중요한 단서를 찾아냈다. 연구팀은 거대한 혜성이 충돌하여 한꺼번에 대량의 물이 유입되었다는 가설을 검토했으나, 얼음의 분포가 가장 오래된 크레이터에 집중되어 있다는 점을 근거로 이 가설을 배제했다. 만약 거대 혜성 충돌이 원인이라면 시기와 무관하게 몇 개의 크레이터에만 얼음이 집중될 것이기 때문이다. 관측 결과는 달이 약 30억 년에서 35억 년 전부터 현재까지 매우 긴 시간 동안 지속적이고 서서히 물을 축적해 왔을 가능성을 시사한다. 연구팀은 과거 달 내부의 화산 활동으로 인해 심층부의 물이 표면으로 분출되었거나, 여러 혜성 및 소행성의 충돌, 혹은 태양풍에서 유입된 수소가 달 표면 광물의 산소와 결합하는 화학적 과정 등을 통해 달의 물이 수십억 년간 형성되었다고 주장했다. 그리고 이런 요인 가운데 태양풍을 통해 끊임없이 유입되는 수소가 크레이터 내부의 저온 상태(Cold Trap)에 갇히면서 얼음 형태로 저장되었을 가능성이 매우 높다는 것이 연구팀의 결론이다. 이러한 메커니즘을 고려할 때, 오랜 기간 햇빛이 차단되어 온 달 남극의 크레이터, 특히 하워스(Haworth) 크레이터가 막대한 양의 얼음을 보유하고 있을 최적의 후보지라는 게 연구팀의 설명이다. 따라서 앞으로 남극 크레이터에 대한 탐사가 달 탐사의 미래를 결정지을 수 있는 중요한 이정표가 될 것으로 보인다. 과학계는 향후 얼음의 존재와 분포를 더욱 정밀하게 확인하기 위해 달 소형 적외선 영상 시스템(L-CIRiS)과 같은 첨단 장비를 활용할 계획이다. NASA는 2027년 말 달 남극 부근에 이 새로운 관측 장비를 배치할 예정이며, 이를 통해 확보될 정확한 수자원 데이터는 향후 아르테미스 임무를 비롯한 인류의 지속 가능한 달 거주 가능성을 판가름하는 결정적인 근거가 될 전망이다.

아르테미스 II 임무는 50여년 만에 다시 인류를 달 궤도까지 보냈지만, 사실 끝이 아니라 앞으로 계획된 수많은 임무 가운데 첫 유인 임무일 뿐이다. 현재 예산 확보에 어려움을 겪고 있긴 하지만, 미 항공우주국(NASA)은 아르테미스 IV 임무에서 인류를 다시 달에 착륙시키고 2028년 이후에는 매년 우주선을 보내 달 유인기지를 건설한다는 계획이다. 영구적인 유인 달 기지를 건설하기 위해 가장 중요한 자원은 바로 물이다. 물은 식수와 생활용수로 사용되는 것은 물론 달 기지에서 작물을 재배하거나 혹은 수소와 산소로 분해해서 로켓 연료로도 사용될 수 있다. 이 많은 물을 지구에서 가져가는 것보다 현지에서 조달할 수 있다면 인류의 우주 진출은 한결 쉬워질 전망이다. 물론 달 표면은 낮에는 섭씨 100도 이상, 밤에는 영하 170도 이하로 온도가 떨어지는 극한 환경으로 표면에 물이 있더라도 낮에 모두 증발해 사라질 수밖에 없다. 하지만 과학자들은 달의 극지방에 있는 크레이터 안쪽에는 영원히 햇빛이 도달하지 않는 영구 음영 지역이 있다는 사실을 알아냈다. 이론적으로 이곳에 얼음이 존재한다면 수십억년 동안 동결 보존될 수 있는 것이다. 실제로 NASA의 달 정찰 궤도선(LRO)에 탑재된 라이먼 알파 매핑 프로젝트(LAMP)를 통해 과학자들은 일부 남극 크레이터에서 얼음으로 추정되는 물질을 발견한 바 있다. 하지만 LRO 데이터에서는 달 표면의 얼음이 예상과 달리 모든 분화구에 균일하게 분포하지 않고 매우 불규칙하게 나타났다. 최근 콜로라도 볼더 대학교 대기 및 우주 물리학 연구소(LASP)의 폴 헤인 박사팀은 이 불규칙한 분포 패턴을 분석하여 달의 물 축적 메커니즘에 대한 중요한 단서를 찾아냈다. 연구팀은 거대한 혜성이 충돌하여 한꺼번에 대량의 물이 유입되었다는 가설을 검토했으나, 얼음의 분포가 가장 오래된 크레이터에 집중되어 있다는 점을 근거로 이 가설을 배제했다. 만약 거대 혜성 충돌이 원인이라면 시기와 무관하게 몇 개의 크레이터에만 얼음이 집중될 것이기 때문이다. 관측 결과는 달이 약 30억년에서 35억년 전부터 현재까지 매우 긴 시간 동안 지속적이고 서서히 물을 축적해 왔을 가능성을 시사한다. 연구팀은 과거 달 내부의 화산 활동으로 인해 심층부의 물이 표면으로 분출되었거나, 여러 혜성 및 소행성의 충돌, 혹은 태양풍에서 유입된 수소가 달 표면 광물의 산소와 결합하는 화학적 과정 등을 통해 달의 물이 수십억년간 형성되었다고 주장했다. 그리고 이런 요인 가운데 태양풍을 통해 끊임없이 유입되는 수소가 크레이터 내부의 저온 상태(Cold Trap)에 갇히면서 얼음 형태로 저장되었을 가능성이 매우 높다는 것이 연구팀의 결론이다. 이러한 메커니즘을 고려할 때, 오랜 기간 햇빛이 차단되어 온 달 남극의 크레이터, 특히 하워스(Haworth) 크레이터가 막대한 양의 얼음을 보유하고 있을 최적의 후보지라는 게 연구팀의 설명이다. 따라서 앞으로 남극 크레이터에 대한 탐사가 달 탐사의 미래를 결정지을 수 있는 중요한 이정표가 될 것으로 보인다. 과학계는 향후 얼음의 존재와 분포를 더욱 정밀하게 확인하기 위해 달 소형 적외선 영상 시스템(L-CIRiS)과 같은 첨단 장비를 활용할 계획이다. NASA는 2027년 말 달 남극 부근에 이 새로운 관측 장비를 배치할 예정이며, 이를 통해 확보될 정확한 수자원 데이터는 향후 아르테미스 임무를 비롯한 인류의 지속 가능한 달 거주 가능성을 판가름하는 결정적인 근거가 될 전망이다.

6600만 년 전 거대 소행성 혹은 혜성 충돌은 공룡 시대의 종말을 알렸다. 수많은 중생대 생물이 멸종한 후 살아남은 소수의 포유류는 급격히 진화해 새로운 시대인 신생대를 열었다. 이런 유명한 소행성 충돌 사례 때문에 거대 소행성 충돌은 대멸종과 연결해 생각되는 경우가 대부분이다. 하지만 과학자들은 지구 초기에 생명 탄생에 소행성과 혜성 충돌이 큰 역할을 했다고 보고 있다. 지구 생명체에 필요한 각종 유기물과 물을 공급하는 주된 경로였기 때문이다. 여기에 더해 미국 럿거스 대학의 셰아 친퀘마니(Shea M. Cinquemani)와 동료들은 이것과 전혀 다른 방식으로 거대 소행성 충돌이 지구 생명체 탄생을 도왔을 가능성을 제기했다. 바로 열수분출공이다. 해저 깊은 곳에서 발견되는 열수분출공(hydrothermal vent)은 뜨거운 물과 광물이 분출되는 극한 환경이지만, 아이러니하게도 생명으로 가득한 공간이다. 화산활동으로 가열된 물이 지각 틈을 통해 솟아오르며 다양한 광물을 공급하고, 이를 에너지원으로 삼는 미생물들이 독립적인 생태계를 구축한다. 햇빛이 전혀 닿지 않는 이곳에서는 광합성이 아닌 화학합성(chemosynthesis)을 기반으로 한 생태계가 형성된다. 이러한 특성 때문에 열수분출공은 오랫동안 생명 기원의 유력한 후보 환경으로 주목받아 왔다. 초기 지구에서 태양빛이 아닌 화학 에너지를 기반으로 한 생명 탄생이 가능했을 것이라는 가설과 맞닿아 있기 때문이다. 더 나아가, 얼음 아래 바다를 가진 것으로 알려진 목성의 위성 유로파와 토성의 위성 엔셀라두스에서도 유사한 환경이 존재할 가능성이 제기되며, 외계 생명 탐사의 핵심 목표로 떠오르고 있다. 연구팀은 초기 지구에서 빈번하게 일어난 소행성 충돌이 이러한 열수 시스템을 생성하고 장기간 유지하는 데 중요한 역할을 했을 것으로 보고 연구를 진행했다. 다만 이 시기 충돌 크레이터는 남아 있지 않기 때문에 연구팀은 지구에 남아 있는 대표적인 충돌 구조 세 곳을 분석했다. 가장 대표적인 사례는 멕시코 유카탄반도 아래에 위치한 칙술루브 크레이터로, 약 6600만 년 전 형성된 이 구조는 공룡 대멸종과 관련된 것으로 잘 알려져 있다. 연구에 따르면 이 충돌 이후 해당 지역에는 상당 기간 지속된 열수 시스템이 존재했던 것으로 보인다. 연구팀은 캐나다 북극의 호턴 충돌 구조(약 2300만~3900만 년 전 형성으로 추정)와 인도의 로나르 호수(약 5만 년 전 형성)에서도 비슷한 일이 일어났다는 증거를 확보했다. 특히 로나르 호수는 현재까지 물이 남아 있어 충돌 이후 열수 시스템의 진화 과정을 연구할 수 있는 중요한 자연 실험실로 평가된다. 사실 현재 지구에 있는 열수분출공은 일반적으로 해저 판 경계, 특히 중앙 해령에서 활발히 형성되지만, 판 구조가 충분히 발달하지 않았던 초기 지구에서는 다른 메커니즘이 필요했을 가능성이 있다. 예를 들어 지구 역사 초기에 활발했던 대형 소행성 충돌이 그 역할을 대신했을 수 있다. 큰 소행성 충돌이 발생하면 지각에 깊은 균열이 생기고, 이 틈을 통해 바닷물이나 지하수가 침투한다. 동시에 충돌로 인해 생성된 막대한 열이 지하에 남아 물을 가열하고, 다시 상승시키면서 충돌 유도 열수 순환(impact-generated hydrothermal system)을 형성한다. 연구 결과에 따르면 이러한 시스템은 수만 년에서 길게는 수백만 년까지 지속될 수 있다. 연구팀은 이것이 초기 생명체 탄생에 매우 중요한 조건을 형성할 수 있다고 보고 있다. 약 40억 년 전 전후의 ‘대폭격기(Late Heavy Bombardment)’ 시기에는 소행성 충돌이 매우 빈번하게 일어났으며, 그 결과 지구 곳곳에 수많은 열수 환경이 동시에 형성되었을 가능성이 있다. 다시 말해, 지구 전역에 걸쳐 다수의 독립적인 ‘생명 실험실’이 존재했을 수 있다는 것이다. 물론 이러한 가설에는 여전히 논쟁의 여지가 있다. 일부 과학자들은 열수 환경이 분자의 안정성을 해칠 수 있다는 점을 들어, 열수분출공을 생명 기원의 장소로 보는 데 회의적인 입장을 보이기도 한다. 그럼에도 불구하고 이번 연구는 지구뿐 아니라, 초기 태양계에서 잦은 충돌을 겪었던 다른 행성과 위성에서도 생명 탄생의 가능성을 제시했다는 점에서 중요한 의미를 갖는다.

최근 미국 동부지역 상공에서 대형 유성이 폭발해 화제가 된 가운데, 이번에는 운석이 한 가정집에 떨어졌다. 지난 22일(현지시간) 폭스뉴스 등 현지 언론은 휴스턴 북부 해리스 카운티의 한 이층집 지붕을 뚫고 운석이 떨어졌다고 보도했다. 야구공만 한 크기의 이 운석은 21일 오후 4시 40분쯤 셰리 제임스의 집 지붕과 2층을 뚫고 주방에 떨어졌다. 다행히 사람이 없어 인명피해는 발생하지 않았으나 하마터면 큰 참사가 벌어질 뻔한 아찔한 상황이었다. 제임스는 “천둥 같은 굉음과 함께 집 전체에 진동이 느껴졌다”면서 “집 바닥에서 그 돌을 처음 봤을 때 제일 먼저 든 생각은 바로 운석이었다. 정말 무거웠으며 시멘트나 일반 돌처럼 보이지 않았다”며 놀라워했다. 신고받고 출동한 브렌햄 소방서 측도 “폭발음 소리와 유성으로 추정되는 물체가 주변 지역에서 목격됐다는 신고가 계속 접수됐다”면서 “이후 제임스의 집에 떨어진 운석으로 추정되는 물체 일부를 확인했다”고 밝혔다. 미 항공우주국(NASA)에 따르면 이날 유성은 휴스턴 북서쪽에서 시속 약 5만 6000㎞로 이동하다가 47㎞ 상공에서 폭발했다. 대기권 진입 당시 이 유성은 지름 약 0.9m, 무게는 약 1톤으로 추정됐다. 앞서 지난 17일에도 미국 동부 지역 상공에 약 7톤 규모의 대형 유성이 폭발해 화제가 된 바 있다. 이날 오전 9시쯤 버지니아, 메릴랜드, 펜실베이니아, 오하이오 지역에서 유성이 시속 약 7만 2400㎞로 이동하다 폭발했으며 인명과 물적 피해는 보고되지 않았다. 한편 높은 가치 때문에 이른바 ’우주의 로또‘라고도 불리는 운석은 흔히 말하는 별똥별, 곧 유성체가 타다 남은 암석을 말한다. 지구상에 떨어지는 대부분의 운석은 지구에서 약 4억㎞ 떨어진 화성과 목성 사이에 있는 소행성대에서 온다. 다만 운석의 기원이 화성인 경우 현재까지 인류가 구할 수 있는 유일한 화성 암석 샘플이라는 점에서 더욱 가치가 높다. 운석은 보통 1년에 4만 톤씩 지구에 떨어지지만 대부분 바다로 향해 찾기가 어렵다. 다만 드물게 운석이 건물에 떨어지는 경우가 있는데 전 세계적으로 1년에 6번 정도다.

지구 생명체는 어디서 유래했을까. 지구 생명체의 기원이 지구 내부가 아니라 우주 공간 어딘가에서 시작돼 소행성, 운석, 혜성 등을 타고 지구로 전달됐을 것이라는 ‘범종설’을 지지하는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 일본 해양연구개발기구(JAMSTEC) 생물지구화학 연구센터, 홋카이도대, 게이오대, 규슈대 등이 참여한 공동 연구팀은 일본의 소행성 탐사선 하야부사 2호가 소행성 ‘류구’에서 채취해 보내온 표본에서 지구 생물체의 DNA와 RNA를 구성하는 핵염기인 아데닌, 구아닌, 사이토신, 티민, 우라실 5종을 모두 검출했다고 발표했다. 이번 발견은 초기 태양계 형성 과정에서 화학적 특성과 생명 탄생에 대한 새로운 통찰을 제공한다는 측면에서 매우 중요하다. 이 연구 결과는 천문학 분야 국제 학술지 ‘네이처 천문학’ 3월 17일 자에 실렸다. 핵염기는 지구 생명체의 근간이 되는 DNA와 RNA의 필수 구성 요소다. 지구 환경에 오염되지 않은 외계 물질에서 핵염기를 검출하면 생명체가 존재하지 않는 환경에서 이런 화합물이 어떻게 형성되고 태양계로 운반될 수 있는지 이해하는 데 도움이 된다. 기존에 진행된 소행성 류구의 시료 분석에서 우라실의 존재가 보고된 바 있고, 운석이나 근지구 소행성인 ‘베누’의 시료에서는 이보다 더 다양한 종류의 염기들이 발견되기도 했다. 연구팀은 하야부사 2호가 수집한 류구 시료 2개를 분석한 결과, 양쪽 샘플 모두에서 아데닌, 구아닌, 사이토신, 티민, 우라실 5종의 표준 핵염기를 모두 검출했다. 이어 이 결과를 기존 머치슨 운석, 오르게유 운석, 소행성 베누에서 회수한 시료들과 비교 분석했다. 그 결과, 핵염기의 상대적 함량에서 유의미한 차이가 나타났다. 류구에는 퓨린 계열 핵염기인 아데닌, 구아닌과 피리미딘 계열의 핵염기인 사이토신, 티민, 우라실이 거의 비슷한 비율로 포함돼 있었다. 반면 머치슨 운석은 퓨린 계열이 더 많았고, 베누와 오르게유 샘플에서는 피리미딘 계열이 더 풍부한 것으로 나타났다. 이런 차이는 각 모(母)천체가 거쳐온 서로 다른 화학적, 환경적, 진화적 역사를 반영하는 것으로 해석된다. 박윤수 한국천문연구원 은하진화연구센터 선임연구원은 “이번 연구는 태양계 외곽에서 유입된 얼음 물질에 포함된 암모니아가 태양계 내에서 생명 기원 물질이 화학적으로 형성되는 데에 큰 영향을 줄 수 있다는 의미”라고 설명했다.