미국 항공우주국(NASA) 에임스 연구센터, 베이 에이리어 환경 연구소(BAERI) 공동 연구팀은 앞으로 10년 동안 지구 저궤도에서 운용되는 우주 망원경이 보내는 이미지 가운데 90%가 위성이 만드는 빛 공해 때문에 손상될 가능성이 크다고 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 12월 4일 자에 실렸다. 민간 우주 기업들의 등장으로 위성 발사 비용이 낮아졌다. 이 때문에 지구 궤도를 도는 위성은 2019년만 해도 2000개 가량이었지만 지금은 1만 5000개로 늘었다. 문제는 위성의 태양전지판 등이 반사하는 빛이 우주 망원경의 관측을 방해한다는 점이다. 연구팀은 위성 숫자의 증가가 고도 400~800㎞ 궤도에서 운용되는 NASA 허블 망원경과 스피어X, 유럽우주국(ESA)이 준비하고 있는 아라키스(ARRAKIHS), 중국 국가항천국이 예정하고 있는 쑨텐 망원경 시야에 어떤 영향을 미치는지 시뮬레이션했다. 분석 결과, 현재 계획된 위성 발사 데이터베이스를 바탕으로 추산하면 조만간 최대 56만 개의 크고 작은 인공위성이 지구 저궤도를 돌게 된다. 이 위성들 때문에 허블 망원경이 촬영하는 이미지의 39.6%, 나머지 3개의 우주 망원경이 보내는 이미지의 96%가 오염될 수 있다고 분석됐다. 연구팀은 1회 촬영할 때마다 시야를 방해하는 위성의 평균 개수도 계산했다. 허블은 2.14개, 스피어X는 5.64개, 아라키스는 69개, 쑨텐은 92개에 달할 것으로 나타났다. 이는 우주 망원경이 보내오는 이미지를 연구 목적으로 사용할 수 없게 되는 수준이다. 연구를 이끈 알레한드로 보를라프 NASA 에임스 연구센터 박사는 “이번 연구 결과는 천문학 연구를 위해서는 지구 저궤도를 도는 위성들의 빛 공해를 최소화하는 방법을 찾는 것이 시급하다는 점을 시사한다”며 “인공위성을 우주 망원경 운용 궤도보다 낮은 고도에 올리는 것도 한 방법이겠지만, 이런 저궤도 위성은 지구 오존층에 또 다른 문제를 일으킬 수 있다”고 지적했다.

삼성 ‘미래기술육성사업 2025 애뉴얼 포럼’ “우리가 살고 있는 우주는 정말 어떤 우주일까요?” 전명원 경희대 우주과학부 교수가 무대에서 근원적인 질문을 던졌다. 전 교수는 제임스 웹 우주망원경이 보여준 초기 우주의 모습이 기존 이론과 불일치하는 문제에 도전하고 있다. 그는 “연구자 혼자였다면 끝까지 갈 수 없었을 도전적인 주제였다”면서 “삼성이 연구자의 ‘가능성’을 봐주었기에 연구에 매진할 수 있었다”고 했다. 전 교수는 “제임스 웹은 우리에게 다시 한 번 우주를 제대로 이해하라는 숙제를 내주고 있다”면서 “그 질문에 답하기 위해 계속해서 도전할 것”이라고 덧붙였다. 전 교수가 오른 무대는 삼성이 7일 서울 강남구 인터컨티넨탈 파르나스 호텔에서 개최한 ‘미래기술육성사업 2025 애뉴얼 포럼’의 오프닝 행사에서였다. 삼성은 ‘기술중시’ 경영철학을 바탕으로 2013년 국내에서 처음으로 민간 주도 기초과학 연구지원 공익사업인 미래기술육성사업을 시작했다. 이듬해부터 연구 성과를 공유하고 과제에 대한 심도 깊은 토론을 하기 위해 2014년부터 애뉴얼 포럼을 운영하고 있는데, 포럼이 외부에 공개되는 건 올해가 처음이다. 미래기술육성사업은 기초과학과 소재기술, 그리고 ICT 융복합분야 등 과학기술 전 분야에서 창의적이고 도전적인 연구과제들을 적극 지원하고 있다. 총 1조 5000억원의 기금을 조성해 12년간 누적 880개의 연구 과제를 선정하고 지금까지 1조 1419억원의 연구비를 지원했다. 연구 과제에는 91개의 기관과 약 1만 6000명의 연구 인력 참여했다. 삼성의 지원을 받은 연구 사업 중 대표적인 성공 사례로 프로티나가 꼽힌다. 인공지능(AI) 기반 항체 신약 개발 플랫폼 기업인 프로티나는 지난 7월 코스닥 상장 후 주가가 공모가 대비 4배 이상 상승하며 주목을 받았고, 최근에는 삼성바이오에피스, 서울대 연구팀과 함께 국책과제 주관 연구기관으로 선정되기도 했다. 윤태영 프로티나 대표는 2014년부터 5년간 삼성의 지원을 받아 고속 항체 스크리닝 플랫폼 기술의 기초를 다질 수 있었다. 단기적인 상업화가 불확실하더라도 도전적인 미래 기술에 지원하여 깊이 있는 연구에 몰두할 수 있도록 도운 삼성의 지원이 기술 창업과 혁신 성장의 밑거름이 됐다는 평가다. 이날 오프닝 세션에선 사업에 선정된 연구 책임자들의 발표가 이어졌다. 김재경 카이스트 수리과학과 교수는 수면 패턴 분석을 위한 수학적 방법론 연구를 소개하며 “삼성 미래기술 육성 사업이 아니었다면 상상조차 하지 못했을 연구”라고 했다. 이 연구는 갤럭시 워치8의 AI 수면코치 기능으로 개발돼 상업화에 성공했다. 김장우 서울대 전기정보공학부 교수는 우리나라 반도체 산업의 취약 분야인 비메모리 반도체 시스템 개발 과제를 수행하며, 데이터처리장치(DPU) 설계 스타트업인 ‘망고부스트’를 창업했다. 김 교수는 이 과제를 “평소에 꿈꿨던 도전적인 연구를 장기간 수행할 수 있는 유일한 기회”였다고 했다. 이날 포럼에서는 국내 과학기술계 전문가들이 기초과학 4개 분야(수학·물리학·화학·생명과학)와 공학 6개 분야(전자소재·소자·통신/컴퓨팅·바이오/메디컬·에너지/환경·AI/로보틱스) 등 총 50개 연구 과제에 대한 발표와 토론을 진행했다. 이와 별도로 삼성과 학계 전문가가 공동 선정한 ‘10대 유망기술’과 ‘기초과학 분야 AI 활용’ 관련 14개의 특별 세션도 이어졌다. 이날 포럼에 참석한 국양 삼성미래기술육성재단 이사장은 “미래기술육성사업은 국가 과학기술 성장 기반을 만들어 왔다”며 “연구자들이 연구에 전념할 수 있도록 지원을 강화하고 우리 사회의 지속 가능한 발전에 기여하겠다”고 밝혔다. 국 이사장은 대구경북과학기술원(DGIST) 제4대 총장을 역임한 광학 분야의 세계적 석학이다. 박승희 삼성전자 CR담당 사장은 “삼성은 단기간의 성과가 아닌 장기적인 안목으로 젊은 과학자들이 새로운 연구 주제에 도전하고 성장할 기회를 가질 수 있도록 계속 지원하겠다”고 밝혔다. 이날 행사에는 권칠승 더불어민주당 의원, 안철수 국민의힘 의원, 김선민 조국혁신당 의원, 이주영 개혁신당 의원 등 국내 연구진 및 학계 리더 약 400여명과 함께 정계 인사들도 참석했다.

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.

점점 꼬리가 길어지는 3I/ATLAS(3I/아틀라스)오는 12월 지구에 2억 7000만㎞까지 접근 역사상 세 번째로 다른 별에서 온 천체가 점점 정체를 드러내고 있다. 최근 과학 매체 라이브사이언스 등 외신은 인터스텔라(interstellar·성간) 천체인 ‘3I/ATLAS’(3I/아틀라스)의 꼬리가 점점 자라고 있는 모습이 망원경에 포착됐다고 보도했다. 실제 지난달 27일 칠레 안데스산맥에 있는 제미니 사우스 망원경으로 촬영한 사진을 보면, 3I/아틀라스의 꼬리 모습이 명확하게 드러난다. 또한 3I/아틀라스의 본체인 핵(Nucleus)​과 그 주위를 둘러싼 먼지와 가스인 코마(coma)도 더욱 뚜렷하게 보이는데, 이는 태양에 가까워지면서 얼음과 먼지가 가열되기 때문이다. 3I/아틀라스가 혜성인 과학적 증거 이는 3I/아틀라스가 혜성이라는 증거로 태양에 가깝게 접근하면 할수록 지금보다 더 커지고 화려해질 전망이다. 일반적으로 혜성은 얼음과 먼지로 이루어져 있어 태양에 가깝게 접근하면 내부 성분이 녹으면서 녹색빛 등의 아름다운 꼬리를 남긴다. 사진을 분석한 미국 하와이 대학 천문학연구소 캐런 미치 박사는 “3I/아틀라스의 색깔은 코마 내 먼지 입자의 구성과 크기에 대한 단서를 제공한다”면서 “스펙트럼을 통해 처음으로 화학적 성분을 엿볼 수 있다”고 설명했다. 이어 “이 사진은 과학적 이정표이자 경이로움의 원천”이라면서 “우리 태양계가 광활하고 역동적인 은하계의 일부일 뿐이며 3I/아틀라스와 같은 찰나의 방문객이라도 오래도록 기억에 남는 영향을 보여준다”고 밝혔다. 앞서 3I/아틀라스는 6월 25~29일 칠레에 있는 ‘소행성 지구 충돌 최종 경보 시스템’(ATLAS) 망원경 관측을 통해 처음으로 존재가 확인됐다. 크기는 약 11㎞ 정도로, 현재 목성과 화성 사이 소행성대 너머에서 우리 쪽으로 빠른 속도로 접근하고 있다. 아직 3I/아틀라스의 정확한 기원은 밝혀지지 않았으나 현재까지 연구 결과로는 태양계보다 훨씬 오래됐을 가능성이 높다. 또한 제임스 웹 우주망원경의 관측 결과 3I/아틀라스가 일반적인 다른 혜성들과 비교해 물과 이산화탄소 함량이 비정상적으로 높다는 것이 확인됐다. 전문가들이 3I/아틀라스를 성간 천체로 보는 이유는 태양계를 가로지르는 기묘한 경로와 엄청난 속도 때문이다. 실제로 3I/아틀라스는 시속 21만㎞로 비행 중인데, 이는 태양의 중력에서 탈출하는 데 필요한 것보다 더 빠른 속도다. 3I/아틀라스는 오는 10월 23일 태양과 가장 가까운 근일점에 도달하며, 12월경 지구와는 2억 7000만㎞, 화성과는 3000만㎞ 내로 접근할 예정이다. 역대 발견된 성간 천체는 오무아무아와 보리소프 한편 지금까지 천문학계에서 확인된 ‘성간 방문객’은 단 2개뿐인데 2017년 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형의 ‘오무아무아’(Oumuamua)가 처음으로 발견됐다. 하와이말로 ‘제일 먼저 온 메신저’를 뜻하는 오무아무아는 길이가 400m 정도의 천체로 일각에서는 외계 탐사선을 가능성이 있다고 주장하며 화제를 모았다. 오무아무아의 정식 명칭은 ‘1I/2017 U1’로, 이름에 붙은 ‘1I’의 의미도 첫 번째 인터스텔라라는 뜻이다. 두 번째 방문객은 2019년 태양계를 지나간 ‘2I/보리소프’(2I/Borisov)로 혜성인 것으로 알려졌다.

역사상 세 번째로 다른 별에서 온 천체가 점점 정체를 드러내고 있다. 최근 과학 매체 라이브사이언스 등 외신은 인터스텔라(interstellar·성간) 천체인 ‘3I/ATLAS’(3I/아틀라스)의 꼬리가 점점 자라고 있는 모습이 망원경에 포착됐다고 보도했다. 실제 지난달 27일 칠레 안데스산맥에 있는 제미니 사우스 망원경으로 촬영한 사진을 보면, 3I/아틀라스의 꼬리 모습이 명확하게 드러난다. 또한 3I/아틀라스의 본체인 핵(Nucleus)​과 그 주위를 둘러싼 먼지와 가스인 코마(coma)도 더욱 뚜렷하게 보이는데, 이는 태양에 가까워지면서 얼음과 먼지가 가열되기 때문이다. 3I/아틀라스가 혜성인 과학적 증거 이는 3I/아틀라스가 혜성이라는 증거로 태양에 가깝게 접근하면 할수록 지금보다 더 커지고 화려해질 전망이다. 일반적으로 혜성은 얼음과 먼지로 이루어져 있어 태양에 가깝게 접근하면 내부 성분이 녹으면서 녹색빛 등의 아름다운 꼬리를 남긴다. 사진을 분석한 미국 하와이 대학 천문학연구소 캐런 미치 박사는 “3I/아틀라스의 색깔은 코마 내 먼지 입자의 구성과 크기에 대한 단서를 제공한다”면서 “스펙트럼을 통해 처음으로 화학적 성분을 엿볼 수 있다”고 설명했다. 이어 “이 사진은 과학적 이정표이자 경이로움의 원천”이라면서 “우리 태양계가 광활하고 역동적인 은하계의 일부일 뿐이며 3I/아틀라스와 같은 찰나의 방문객이라도 오래도록 기억에 남는 영향을 보여준다”고 밝혔다. 앞서 3I/아틀라스는 6월 25~29일 칠레에 있는 ‘소행성 지구 충돌 최종 경보 시스템’(ATLAS) 망원경 관측을 통해 처음으로 존재가 확인됐다. 크기는 약 11㎞ 정도로, 현재 목성과 화성 사이 소행성대 너머에서 우리 쪽으로 빠른 속도로 접근하고 있다. 아직 3I/아틀라스의 정확한 기원은 밝혀지지 않았으나 현재까지 연구 결과로는 태양계보다 훨씬 오래됐을 가능성이 높다. 또한 제임스 웹 우주망원경의 관측 결과 3I/아틀라스가 일반적인 다른 혜성들과 비교해 물과 이산화탄소 함량이 비정상적으로 높다는 것이 확인됐다. 전문가들이 3I/아틀라스를 성간 천체로 보는 이유는 태양계를 가로지르는 기묘한 경로와 엄청난 속도 때문이다. 실제로 3I/아틀라스는 시속 21만㎞로 비행 중인데, 이는 태양의 중력에서 탈출하는 데 필요한 것보다 더 빠른 속도다. 3I/아틀라스는 오는 10월 23일 태양과 가장 가까운 근일점에 도달하며, 12월경 지구와는 2억 7000만㎞, 화성과는 3000만㎞ 내로 접근할 예정이다. 역대 발견된 성간 천체는 오무아무아와 보리소프 한편 지금까지 천문학계에서 확인된 ‘성간 방문객’은 단 2개뿐인데 2017년 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형의 ‘오무아무아’(Oumuamua)가 처음으로 발견됐다. 하와이말로 ‘제일 먼저 온 메신저’를 뜻하는 오무아무아는 길이가 400m 정도의 천체로 일각에서는 외계 탐사선을 가능성이 있다고 주장하며 화제를 모았다. 오무아무아의 정식 명칭은 ‘1I/2017 U1’로, 이름에 붙은 ‘1I’의 의미도 첫 번째 인터스텔라라는 뜻이다. 두 번째 방문객은 2019년 태양계를 지나간 ‘2I/보리소프’(2I/Borisov)로 혜성인 것으로 알려졌다.

태양계 끝자락에 있는 천왕성에서 새로운 달이 발견됐다. 최근 미국 사우스웨스트연구소(SwRI)는 미 항공우주국(NASA) 제임스웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)을 이용해 천왕성을 공전하는 새로운 위성을 발견했다고 발표했다. 길이가 불과 10㎞ 정도인 이 위성(S/2025 U1)은 천왕성에서 약 5만 6000㎞ 떨어져 있을 만큼 바짝 붙어있는데, 너무나 작은 크기 탓에 1986년 보이저 2호가 스쳐 지나갈 때도 발견되지 않았다. 그러나 웹 망원경에 탑재된 근적외선 카메라(NIRCam)로 천왕성을 40분 동안 10번 노출한 과정에서 새로운 위성이 모습을 드러냈다. 연구에 참여한 SETI 연구소 매튜 티스카레노 연구원은 “천왕성만큼 작은 내위성을 가진 행성은 없으며 이는 위성들이 특유의 고리와 복잡한 관계라는 것을 보여준다”면서 “이번 연구를 통해 더 많은 위성이 발견될 가능성이 높다”고 밝혔다. 보도에 따르면 천왕성의 위성 중 27개는 셰익스피어 희곡에 등장하는 인물을 따서 명명됐다. 앞으로 S/2025 U1이 국제천문연맹의 승인을 받게 되면 이런 새로운 이름을 갖게 될 전망이다. 이번에 위성이 하나 더 추가되면서 천왕성의 위성 수는 29개로 늘어났다. 현재까지 태양계 행성 중 최대 ‘달부자’는 무려 274개의 위성을 거느린 토성이다. 아름다운 고리로 유명한 토성은 그간 ‘태양계 큰형님’ 목성과 함께 거느린 위성 수를 놓고 앞서거니 뒤서거니 경쟁해왔다. 현재까지 확인된 목성의 위성 수는 95개, 해왕성은 16개다. 한편 태양을 공전하는 데만 무려 84년이 걸리는 천왕성은 정확한 대기의 성분도 모를 만큼 밝혀낸 데이터가 별로 없다. 인류가 처음으로 천왕성의 ‘얼굴’을 직접 본 것은 1986년 1월 24일 ‘인류의 척후병’ 보이저 2호가 천왕성을 스쳐 지나가면서다. 단 5시간 반의 근접 비행 동안 보이저 2호는 8만 1500㎞ 거리에서 파랗게 빛나는 천왕성의 모습을 보내왔다. 이를 통해 인류는 천왕성에 고리가 있다는 사실을 알게 됐고 이후 하와이 켁 천문대 망원경으로도 이를 포착했다. 천왕성은 행성 내부의 열이 없어 −224.2°C(단단한 표면이 없는 가스행성이기 때문에 상부 가스 기준)라는 극한의 환경을 가진 ‘쿨’한 행성이다. 특히 천왕성은 태양계 공전 면에 대해 자전축 기울기가 무려 98도나 돼 아예 ‘건방지게’ 드러누운 자세로 태양을 공전하는 특징도 갖고 있다.

태양계 끝자락에 있는 천왕성에서 새로운 달이 발견됐다. 최근 미국 사우스웨스트연구소(SwRI)는 미 항공우주국(NASA) 제임스웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)을 이용해 천왕성을 공전하는 새로운 위성을 발견했다고 발표했다. 길이가 불과 10㎞ 정도인 이 위성(S/2025 U1)은 천왕성에서 약 5만 6000㎞ 떨어져 있을 만큼 바짝 붙어있는데, 너무나 작은 크기 탓에 1986년 보이저 2호가 스쳐 지나갈 때도 발견되지 않았다. 그러나 웹 망원경에 탑재된 근적외선 카메라(NIRCam)로 천왕성을 40분 동안 10번 노출한 과정에서 새로운 위성이 모습을 드러냈다. 연구에 참여한 SETI 연구소 매튜 티스카레노 연구원은 “천왕성만큼 작은 내위성을 가진 행성은 없으며 이는 위성들이 특유의 고리와 복잡한 관계라는 것을 보여준다”면서 “이번 연구를 통해 더 많은 위성이 발견될 가능성이 높다”고 밝혔다. 보도에 따르면 천왕성의 위성 중 27개는 셰익스피어 희곡에 등장하는 인물을 따서 명명됐다. 앞으로 S/2025 U1이 국제천문연맹의 승인을 받게 되면 이런 새로운 이름을 갖게 될 전망이다. 이번에 위성이 하나 더 추가되면서 천왕성의 위성 수는 29개로 늘어났다. 현재까지 태양계 행성 중 최대 ‘달부자’는 무려 274개의 위성을 거느린 토성이다. 아름다운 고리로 유명한 토성은 그간 ‘태양계 큰형님’ 목성과 함께 거느린 위성 수를 놓고 앞서거니 뒤서거니 경쟁해왔다. 현재까지 확인된 목성의 위성 수는 95개, 해왕성은 16개다. 한편 태양을 공전하는 데만 무려 84년이 걸리는 천왕성은 정확한 대기의 성분도 모를 만큼 밝혀낸 데이터가 별로 없다. 인류가 처음으로 천왕성의 ‘얼굴’을 직접 본 것은 1986년 1월 24일 ‘인류의 척후병’ 보이저 2호가 천왕성을 스쳐 지나가면서다. 단 5시간 반의 근접 비행 동안 보이저 2호는 8만 1500㎞ 거리에서 파랗게 빛나는 천왕성의 모습을 보내왔다. 이를 통해 인류는 천왕성에 고리가 있다는 사실을 알게 됐고 이후 하와이 켁 천문대 망원경으로도 이를 포착했다. 천왕성은 행성 내부의 열이 없어 −224.2°C(단단한 표면이 없는 가스행성이기 때문에 상부 가스 기준)라는 극한의 환경을 가진 ‘쿨’한 행성이다. 특히 천왕성은 태양계 공전 면에 대해 자전축 기울기가 무려 98도나 돼 아예 ‘건방지게’ 드러누운 자세로 태양을 공전하는 특징도 갖고 있다.

2019년 나사(NASA·미 항공우주국)의 행성 탐사위성 테스(TESS)가 지구에서 불과(?) 35광년 떨어진 적색왜성 L98-59 주변에서 3개의 행성을 포착해 우주 생명체 탐사에 새로운 불씨를 지폈다. 이 가운데 가장 안쪽에 위치한 L98-59 b는 지구 지름의 84%, 질량은 절반 수준으로, 지구보다 작은 외계행성 가운데 크기와 질량이 가장 정밀하게 측정된 사례로 기록됐다. 유럽남방천문대(ESO) 과학자들은 에스프레소(ESPRESSO) 장치를 이용해 L98-59 행성계를 더 자세히 조사했고, 그 결과 네 번째 행성인 L98-59 e를 발견하는 데 성공했다. 또 다섯 번째 행성인 L98-59 f의 존재를 시사하는 증거도 포착해 흥미를 더했다. 캐나다 몬트리올대 트로티어 외계행성 연구소(IREx) 연구팀은 하프스(HARPS·칠레에 설치된 3.6m 구경 우주망원경), 에스프레소는 물론 테스와 제임스 웹 우주 망원경 등 현존하는 모든 장비를 동원해 다섯 번째 행성 L98-59 f의 존재를 확정하고 크기와 궤도 등 주요 정보를 상세하게 확인했다. 지구를 닮은 ‘쌍둥이 행성’의 비밀L98-59 f가 과학자들의 주목을 받는 가장 큰 이유는 모항성에서 받는 에너지양이 지구가 태양에서 받는 에너지와 거의 유사하기 때문이다. 이는 생명체 존재 가능성이 높은 외계행성으로 지목되는 핵심적 요인이다. L98-59 f의 모항성인 L98-59는 8억년 이상된 별로, 지구에 최초 생명체가 탄생했던 시기를 고려할 때 초기 단계의 광합성 생물이 존재할 가능성이 있다. 행성을 지키는 ‘보호막’의 존재? 대기 보존 가능성 주목!L98-59 f가 관심을 끄는 또 다른 이유는 그 질량에 있다. 이 행성은 지구 질량의 2.82배 이상으로, 적색왜성의 강력한 표면 폭발 현상인 플레어(flare)로부터 대기를 보호할 수 있는 강한 자기장과 중력을 지니고 있을 가능성이 크다. L98-59 f는 큰 질량과 적당한 거리 덕분에 대기를 보존하고 있을 가능성이 상당한 만큼 앞으로의 관측 결과가 주목된다. 연구팀은 L98-59 f가 제임스 웹 우주 망원경의 주요 관측 목표가 될 것으로 기대한다. L98-59 f가 외계 생명체의 존재를 입증할 첫 번째 행성이 될 수 있을까?

2019년 나사(NASA·미 항공우주국)의 행성 탐사위성 테스(TESS)가 지구에서 불과(?) 35광년 떨어진 적색왜성 L98-59 주변에서 3개의 행성을 포착해 우주 생명체 탐사에 새로운 불씨를 지폈다. 이 가운데 가장 안쪽에 위치한 L98-59 b는 지구 지름의 84%, 질량은 절반 수준으로, 지구보다 작은 외계행성 가운데 크기와 질량이 가장 정밀하게 측정된 사례로 기록됐다. 유럽남방천문대(ESO) 과학자들은 에스프레소(ESPRESSO) 장치를 이용해 L98-59 행성계를 더 자세히 조사했고, 그 결과 네 번째 행성인 L98-59 e를 발견하는 데 성공했다. 또 다섯 번째 행성인 L98-59 f의 존재를 시사하는 증거도 포착해 흥미를 더했다. 캐나다 몬트리올대 트로티어 외계행성 연구소(IREx) 연구팀은 하프스(HARPS·칠레에 설치된 3.6m 구경 우주망원경), 에스프레소는 물론 테스와 제임스 웹 우주 망원경 등 현존하는 모든 장비를 동원해 다섯 번째 행성 L98-59 f의 존재를 확정하고 크기와 궤도 등 주요 정보를 상세하게 확인했다. 지구를 닮은 ‘쌍둥이 행성’의 비밀L98-59 f가 과학자들의 주목을 받는 가장 큰 이유는 모항성에서 받는 에너지양이 지구가 태양에서 받는 에너지와 거의 유사하기 때문이다. 이는 생명체 존재 가능성이 높은 외계행성으로 지목되는 핵심적 요인이다. L98-59 f의 모항성인 L98-59는 8억년 이상된 별로, 지구에 최초 생명체가 탄생했던 시기를 고려할 때 초기 단계의 광합성 생물이 존재할 가능성이 있다. 행성을 지키는 ‘보호막’의 존재? 대기 보존 가능성 주목!L98-59 f가 관심을 끄는 또 다른 이유는 그 질량에 있다. 이 행성은 지구 질량의 2.82배 이상으로, 적색왜성의 강력한 표면 폭발 현상인 플레어(flare)로부터 대기를 보호할 수 있는 강한 자기장과 중력을 지니고 있을 가능성이 크다. L98-59 f는 큰 질량과 적당한 거리 덕분에 대기를 보존하고 있을 가능성이 상당한 만큼 앞으로의 관측 결과가 주목된다. 연구팀은 L98-59 f가 제임스 웹 우주 망원경의 주요 관측 목표가 될 것으로 기대한다. L98-59 f가 외계 생명체의 존재를 입증할 첫 번째 행성이 될 수 있을까?

지구 상공 약 600㎞에 떠 있는 허블우주망원경이 처음으로 ‘외계에서 온 손님’을 포착했다. 지난 22일(현지시간) 스페이스닷컴 등 외신은 허블우주망원경이 인터스텔라(interstellar·성간) 혜성인 ‘3I/ATLAS’를 촬영하는 데 성공했다며 관련 영상과 사진을 공개했다. 이 사진은 지난 21일 허블우주망원경이 처음 촬영한 것으로 혜성으로 추정되는 3I/ATLAS의 핵(Nucleus)​과 그 주위를 둘러싼 먼지와 가스인 코마(coma)가 명확하게 드러난다. 특히 3I/ATLAS의 핵 주변이 부풀어 오른 모습이 보이는데, 이는 태양의 열에 반응해 상당한 가스 방출이 이루어지고 있음을 시사한다. 앞서 3I/ATLAS는 지난달 25~29일 칠레에 있는 ‘소행성 지구 충돌 최종 경보 시스템’(ATLAS) 망원경 관측을 통해 처음으로 존재가 확인됐다. 전문가들이 3I/ATLAS를 성간 천체로 보는 이유는 태양계를 가로지르는 기묘한 경로와 엄청난 속도 때문이다. 실제로 3I/ATLAS는 시속 24만5000㎞로 비행 중인데, 이는 태양의 중력에서 탈출하는 데 필요한 것보다 더 빠른 속도다. 3I/ATLAS는 오는 10월 23일 태양과 가장 가까운 근일점에 도달하며, 지구에 미칠 영향은 없다. 특히 지금까지 천문학계에서 확인된 ‘성간 방문객’은 단 2개뿐인데 2017년 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형의 ‘오무아무아’(Oumuamua)가 처음으로 발견됐다. 하와이말로 ‘제일 먼저 온 메신저’를 뜻하는 오무아무아는 길이가 400m 정도의 천체로 일각에서는 외계 탐사선을 가능성이 있다고 주장하며 화제를 모았다. 오무아무아의 정식 명칭은 ‘1I/2017 U1’로, 이름에 붙은 ‘1I’의 의미도 첫 번째 인터스텔라라는 뜻이다. 두 번째 방문객은 2019년 태양계를 지나간 ‘2I/보리소프’(2I/Borisov)로 혜성인 것으로 알려졌다.

지구 상공 약 600㎞에 떠 있는 허블우주망원경이 처음으로 ‘외계에서 온 손님’을 포착했다. 지난 22일(현지시간) 스페이스닷컴 등 외신은 허블우주망원경이 인터스텔라(interstellar·성간) 혜성인 ‘3I/ATLAS’를 촬영하는 데 성공했다며 관련 영상과 사진을 공개했다. 이 사진은 지난 21일 허블우주망원경이 처음 촬영한 것으로 혜성으로 추정되는 3I/ATLAS의 핵(Nucleus)​과 그 주위를 둘러싼 먼지와 가스인 코마(coma)가 명확하게 드러난다. 특히 3I/ATLAS의 핵 주변이 부풀어 오른 모습이 보이는데, 이는 태양의 열에 반응해 상당한 가스 방출이 이루어지고 있음을 시사한다. 앞서 3I/ATLAS는 지난달 25~29일 칠레에 있는 ‘소행성 지구 충돌 최종 경보 시스템’(ATLAS) 망원경 관측을 통해 처음으로 존재가 확인됐다. 전문가들이 3I/ATLAS를 성간 천체로 보는 이유는 태양계를 가로지르는 기묘한 경로와 엄청난 속도 때문이다. 실제로 3I/ATLAS는 시속 24만5000㎞로 비행 중인데, 이는 태양의 중력에서 탈출하는 데 필요한 것보다 더 빠른 속도다. 3I/ATLAS는 오는 10월 23일 태양과 가장 가까운 근일점에 도달하며, 지구에 미칠 영향은 없다. 특히 지금까지 천문학계에서 확인된 ‘성간 방문객’은 단 2개뿐인데 2017년 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형의 ‘오무아무아’(Oumuamua)가 처음으로 발견됐다. 하와이말로 ‘제일 먼저 온 메신저’를 뜻하는 오무아무아는 길이가 400m 정도의 천체로 일각에서는 외계 탐사선을 가능성이 있다고 주장하며 화제를 모았다. 오무아무아의 정식 명칭은 ‘1I/2017 U1’로, 이름에 붙은 ‘1I’의 의미도 첫 번째 인터스텔라라는 뜻이다. 두 번째 방문객은 2019년 태양계를 지나간 ‘2I/보리소프’(2I/Borisov)로 혜성인 것으로 알려졌다.

과학자들은 지금까지 수많은 외계 행성을 발견했으며, 이 중에는 지구보다 큰 ‘슈퍼 지구’는 물론 지구와 비슷한 크기의 암석 행성 중 생명체가 존재할 가능성이 있는 ‘골디락스 존’에 위치한 행성들도 있다. 이러한 행성에서 액체 상태의 물, 즉 ‘바다’의 존재를 확인하는 것은 외계 생명체 탐사의 핵심 과제이다. 제임스웹도 역부족…별빛 가려 행성 관측 난항지구처럼 광활한 바다를 지닌 외계 행성은 생명 탄생의 최적 조건으로 여겨진다. 그러나 단순히 행성의 질량이나 궤도만으로는 바다의 존재를 확신하기 어렵다. 금성처럼 뜨거운 ‘압력솥’ 환경이거나 화성처럼 차갑고 건조한 사막 행성일 가능성도 있기 때문이다. 가장 확실한 방법은 망원경으로 외계 행성의 바다를 직접 관측하는 것이지만, 현재 인류가 보유한 제임스웹 우주망원경(JWST)으로도 지구형 외계 행성의 표면을 상세히 관측하기는 역부족이다. 대부분 외계 행성이 너무 어두운데다, 중심별의 압도적인 밝은 빛에 가려 직접 관측 자체가 불가능에 가까워서다. HWO의 비책: ‘가림막’으로 별빛 분리이러한 한계를 극복하기 위해 미국 항공우주국(NASA) 과학자들은 차세대 우주망원경인 HWO(Habitable Worlds Observatory) 개발을 추진 중이다. HWO의 주경 지름은 6~8m로, 6.5m인 제임스 웹 우주망원경과 크기 면에서는 큰 차이가 없다. 하지만 HWO의 핵심 기술은 희미한 행성의 빛을 강렬한 별빛과 분리할 수 있는 특수 가림막(코로나그래프)을 탑재한다는 점이다. 이를 통해 지구 정도 크기의 행성에서 반사되는 미세한 빛까지 포착할 수 있을 것으로 기대된다. 캐나다 맥길대 니콜라스 코원 연구팀은 HWO를 활용해 지구와 같이 바다를 지닌 행성을 관측할 수 있는 방법을 연구했다. 연구팀에 따르면, HWO로도 외계 행성 표면을 고해상도로 직접 찍어내기는 어려울 전망이다. 하지만 행성에서 반사된 빛은 기본적으로 중심별의 빛을 반사한 것이므로, 반사된 빛의 패턴을 분석해 어떤 형태의 표면에서 반사된 것인지 추정할 수 있다는 설명이다. 예를 들어 바다에 반사된 빛은 평행하고 고르게 반사될 뿐 아니라 거울처럼 높은 반사율을 보인다. 그러나 실제 관측에서는 지구처럼 육지가 존재하며 자전하는 경우, 혹은 육지가 없더라도 구름이 존재할 가능성이 높다는 점 등 다양한 변수를 고려해야 한다. 따라서 여러 복합적인 요소를 고려해 장시간 관측이 필요할 것으로 예상된다. 문제는 ‘돈’…인류의 숙원 풀 수 있을까HWO는 2041년 발사를 목표로 한 장기 프로젝트다. 그러나 현재 NASA는 예산 삭감으로 모든 사업을 계획대로 진행하기 어려운 상황에 놓여 있다. 이 프로젝트에 막대한 예산이 소요될 것으로 예상되는 만큼 사업 추진에 난항이 예상된다. 인류의 오랜 궁금증인 외계 생명체의 단서를 찾기 위한 과학자들의 끈질긴 노력이 정치권을 설득하고 HWO가 성공적으로 우주로 향할 수 있도록 이끌지 귀추가 주목된다.

과학자들은 지금까지 수많은 외계 행성을 발견했으며, 이 중에는 지구보다 큰 ‘슈퍼 지구’는 물론 지구와 비슷한 크기의 암석 행성 중 생명체가 존재할 가능성이 있는 ‘골디락스 존’에 위치한 행성들도 있다. 이러한 행성에서 액체 상태의 물, 즉 ‘바다’의 존재를 확인하는 것은 외계 생명체 탐사의 핵심 과제이다. 제임스웹도 역부족…별빛 가려 행성 관측 난항지구처럼 광활한 바다를 지닌 외계 행성은 생명 탄생의 최적 조건으로 여겨진다. 그러나 단순히 행성의 질량이나 궤도만으로는 바다의 존재를 확신하기 어렵다. 금성처럼 뜨거운 ‘압력솥’ 환경이거나 화성처럼 차갑고 건조한 사막 행성일 가능성도 있기 때문이다. 가장 확실한 방법은 망원경으로 외계 행성의 바다를 직접 관측하는 것이지만, 현재 인류가 보유한 제임스웹 우주망원경(JWST)으로도 지구형 외계 행성의 표면을 상세히 관측하기는 역부족이다. 대부분 외계 행성이 너무 어두운데다, 중심별의 압도적인 밝은 빛에 가려 직접 관측 자체가 불가능에 가까워서다. HWO의 비책: ‘가림막’으로 별빛 분리이러한 한계를 극복하기 위해 미국 항공우주국(NASA) 과학자들은 차세대 우주망원경인 HWO(Habitable Worlds Observatory) 개발을 추진 중이다. HWO의 주경 지름은 6~8m로, 6.5m인 제임스 웹 우주망원경과 크기 면에서는 큰 차이가 없다. 하지만 HWO의 핵심 기술은 희미한 행성의 빛을 강렬한 별빛과 분리할 수 있는 특수 가림막(코로나그래프)을 탑재한다는 점이다. 이를 통해 지구 정도 크기의 행성에서 반사되는 미세한 빛까지 포착할 수 있을 것으로 기대된다. 캐나다 맥길대 니콜라스 코원 연구팀은 HWO를 활용해 지구와 같이 바다를 지닌 행성을 관측할 수 있는 방법을 연구했다. 연구팀에 따르면, HWO로도 외계 행성 표면을 고해상도로 직접 찍어내기는 어려울 전망이다. 하지만 행성에서 반사된 빛은 기본적으로 중심별의 빛을 반사한 것이므로, 반사된 빛의 패턴을 분석해 어떤 형태의 표면에서 반사된 것인지 추정할 수 있다는 설명이다. 예를 들어 바다에 반사된 빛은 평행하고 고르게 반사될 뿐 아니라 거울처럼 높은 반사율을 보인다. 그러나 실제 관측에서는 지구처럼 육지가 존재하며 자전하는 경우, 혹은 육지가 없더라도 구름이 존재할 가능성이 높다는 점 등 다양한 변수를 고려해야 한다. 따라서 여러 복합적인 요소를 고려해 장시간 관측이 필요할 것으로 예상된다. 문제는 ‘돈’…인류의 숙원 풀 수 있을까HWO는 2041년 발사를 목표로 한 장기 프로젝트다. 그러나 현재 NASA는 예산 삭감으로 모든 사업을 계획대로 진행하기 어려운 상황에 놓여 있다. 이 프로젝트에 막대한 예산이 소요될 것으로 예상되는 만큼 사업 추진에 난항이 예상된다. 인류의 오랜 궁금증인 외계 생명체의 단서를 찾기 위한 과학자들의 끈질긴 노력이 정치권을 설득하고 HWO가 성공적으로 우주로 향할 수 있도록 이끌지 귀추가 주목된다.

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.

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.

제임스 웹 우주망원경이 근적외선 카메라로 포착한 목성 북극을 수놓은 오로라 모습. 2023년 12월 25일 촬영된 것으로, 미국 항공우주국(NASA)이 12일(현지시간) 학술지 네이처 커뮤니케이션스에 공개했다. 목성 오로라도 지구 오로라처럼 태양풍을 통해 날아온 입자가 대기와 부딪칠 때 생긴다. 다만 지구 오로라보다 수백배 더 밝게 빛난다는 사실이 이번 연구에서 밝혀졌다. AP 연합뉴스