서울과학고 학생들이 교사와 함께 쓴 과학 논문이 세계적인 학술지에 실렸다. 서울시교육청은 서울과학고 졸업생 배이진·안건우·장근영(19)군이 고3 때 집필한 블랙홀 관련 논문이 중력·우주론·천체물리 이론 분야 SCI 국제학술지인 ‘인터내셔널 저널 오브 모던 피직스 D’에 최근 게재됐다고 23일 밝혔다. 논문 제목은 ‘장방정식에서 도출한 제약 조건 없는 블랙홀 열역학 정식화’이다. 세 학생과 교신저자로 참여한 물리교사 권용준씨는 논문을 통해 구대칭이 없는 일반적인 블랙홀이나 고차 중력 이론에서도 추가 제약 조건 없이 열역학 제1 법칙이 도출된다는 것을 처음 증명했다. 물리학계에선 블랙홀이 열역학 제1 법칙을 따른다는 사실을 중력장 방정식으로 풀기 위해 시도해 왔다. 그러나 기존 연구는 블랙홀의 부피를 감안한 외부 사건지평선의 변화만 고려해 내·외부에 두 지평선이 공존하는 ‘회전하거나 전하를 띠는 복잡한 블랙홀’에는 적용하기 어렵다는 한계가 있었다. 이들은 부피 대신 ‘엔트로피 변화’를 장방정식에 도입하며 난제를 해결했다. 논문 심사위원들은 “학생들이 이처럼 정교하고 수준 높은 연구를 수행한 것은 특히 인상적이며, 학생들의 뛰어난 재능과 교사의 훌륭한 지도를 잘 보여 준다”고 평가했다. 세 학생은 2학년 1학기 때 서울과학고에서 매주 수요일에 진행되는 ‘R＆E’ 과목에서 해당 주제를 연구하기 시작했고, 이후 학교에 상대성 이론에 관한 창의이론 특강을 추가로 요청해 연구를 심화했다. 서울시교육청은 대학이나 외부 연구기관의 도움 없이 오직 학교 안에서 교사와 학생들이 머리를 맞댄 결과라고 설명했다. 올해 2월 고교를 졸업한 배군은 서울대 전기정보공학부에, 장군은 서울대 물리천문학부에 다니고 있다. 연구를 지도한 권 교사는 “학생들의 지적 호기심과 열정이 학교의 체계적인 수업, 연구 활동 지원을 통해 훌륭한 결실을 맺었다”며 “앞으로도 학생들의 잠재력을 무한히 꽃피우는 교육을 이어 가겠다”고 말했다.

태양과 같은 별들은 생의 마지막을 앞두고 거대한 적색거성으로 팽창한다. 수백 배 불어 오른 몸집은 우주 공간으로 물질을 내뿜으며 서서히 식어간다. 마지막에 남는 것은 남은 물질이 수축해 생기는 백색왜성이다. 이 과정은 정적이고 단순해 보이지만, 사실 천문학자들은 이 죽음의 과정에 대해 아직 알지 못하는 것이 많다. 짐 풀러 캘리포니아 공과대학 이론 천체물리학 교수는 별이 적색거성 단계에서 조용히 죽음을 맞이하는 것이 아니라 사실은 춤추듯 이동한다는 새로운 모델을 제시했다. 풀러 교수가 제안한 모델의 핵심은 별 표면에서 일어나는 무질서한 물질 방출과 그로 인한 반동 효과다. 현재 태양도 종종 강력한 표면 폭발인 코로나 물질 방출(CME)을 통해 수백억 톤의 물질을 우주로 뿜어낸다. 그런데 별이 적색거성으로 부풀어 오르면 중력이 약해져 물질 방출 규모는 훨씬 커진다. 이때 부풀어 오른 별 표면에서 물질 덩어리가 무작위적이고 비대칭적인 방향으로 튀어나가면, 뉴턴의 제3법칙(작용-반작용)에 따라 별은 그 반대 방향으로 아주 작은 ‘킥’(반동)을 받게 된다. 풀러 교수는 “이 모델에서 부풀어 오른 별 표면에서 물질 덩어리가 비대칭적으로 무작위 방향으로 방출된다. 매번 그렇게 될 때마다 별은 그 반대 방향으로 작은 킥을 받는다”라고 설명했다. 흥미로운 대목은 이러한 작은 발동작이 누적되면서 나타나는 효과다. 풀러 교수의 계산에 따르면, 백색왜성이 되기 전 생애 마지막 단계에 있는 적색거성들은 수십만 년에 걸쳐 약 1만 번의 폭발을 일으킨다. 각각의 충격이 가해질 때마다 별은 초당 몇 미터의 속도로 이동하게 되는데, 이는 인간이 가볍게 조깅하는 정도의 속도로 매우 느린 수준이다. 그러나 수학적 모델을 통해 분석하면 방향은 무작위라도 시간이 지남에 따라 시작점에서 벗어날 확률은 높아진다. 예를 들어 어느 방향으로 이동할지 결정하기 위해 계속 동전을 던지다 보면 앞면과 뒷면이 나올 확률은 비슷해도 결국 시작점에서 벗어나게 되는 것과 비슷한 이치다. 3차원적으로 어느 방향으로든 폭발할 수 있는 별의 경우 이 변동성은 훨씬 커진다. 풀러 교수가 제시한 계산 결과, 1만 번에 걸친 작은 킥이 누적되면 별은 최종적으로 초당 약 1km라는 상당한 속도로 이동하게 된다. 이 모델은 쌍성계 해체의 수수께끼를 해결하는 실마리를 제시하고 있다. 카림 엘바드리 캘리포니아 공과대학 천문학 부교수는 별 두 개가 서로를 공전하는 쌍성계 중 한쪽 별이 적색거성 단계를 거쳐 백색왜성이 되면 두 별 사이의 거리가 멀어지는 현상을 관측했다. 풀러 교수의 모델은 그 이유를 쉽게 설명할 수 있다. 초당 1km라면 하루면 약 86.4km에 해당한다. 수만 년 누적되면 상당한 거리다. 따라서 초당 1km의 반동 속도가 두 별의 공전 속도보다 빠를 경우, 중력적 결합이 깨지면서 두 별이 서로 떨어지게 된다. 풀러 교수는 “쌍성의 공전 속도가 킥 속도와 같거나 그보다 작다면, 넓은 거리를 둔 쌍성은 중력적으로 결합이 풀리게 된다”며 “이 이론은 왜 쌍성계가 멀어지거나 해체되는지를 완벽하게 설명해 준다”고 강조했다. 엘바드리 교수 또한 “수년간 저를 괴롭혀 왔던 관측 현상을 설명할 수 있는 물리적 모델을 발견하게 되어 기쁘다”며 풀러 교수의 연구가 기존 관측 데이터를 뒷받침한다고 평가했다. 풀러 교수의 모델은 쌍성계의 해체뿐만 아니라 다른 가능성도 제시한다. 이동 방향은 무작위로 정해지기 때문에, 만약 반동의 방향이 동반성 쪽을 향하게 된다면 두 별이 충돌하여 거대한 폭발을 일으킬 수도 있다. 이는 향후 천문학자들이 우주를 관측할 때 확인할 수 있는 중요한 검증 포인트가 될 것으로 보인다. 이 연구 결과는 미국천문학회(AAS) 제248차 회의에서 발표됐으며 학술지에 논문이 제출된 상태다.

정치와 종교, 그 위험한 관계에 대하여(오스 기니스 지음, 홍병룡 옮김, 아바서원) 현대 종교계는 본질보다 정치적 진영 논리가 우선시되는 위기를 마주하고 있다. 기독교 변증가인 저자는 이를 ‘자유를 떠받치는 문화적 토양의 붕괴’로 진단한다. 사람 간의 차이를 다루는 방식이 무너지며 광장이 파멸에 이르렀다는 것이다. 그는 책에서 정치와 종교의 위험한 충돌을 끝낼 최선의 해결책으로 ‘시민 교양’(Civility)이라는 개념을 제시한다. 단순한 도덕성보다도, 신념을 지키면서도 설득·대화를 이어가는 ‘시민적 덕성’을 뜻한다. 324쪽, 2만 2000원. 청년 파산(박기태 지음, 메디치미디어) 부채가 소득보다 빠르게 증가하고 자산은 줄어드는 유일한 세대가 이 시대의 2030 청년들이다. 회생·파산 전문 변호사인 저자는 청년들이 빚을 떠안게 되는 이유와 방식을 짚어보고, 이를 통해 우리 사회 청년 파산이 단순히 개인에 한정된 문제가 아니라 공동체의 구조적 재난이나 다름 없다는 점을 적나라하게 드러낸다. 한 차례 넘어진 청년들에게 ‘실패할 권리’와 다시 일어설 탄성을 제공하는 사회 안전망이 필요하다. 이미 좌절한 이들을 위한 생존 지침을 책에서 만나볼 수 있다. 352쪽, 2만 2000원. 기술이 인류를 구원한다는 착각(애덤 베커 지음, 박주용 옮김, 동아시아) 미국 빅테크 억만장자들이 그리는 ‘기술이 주도하는 미래’는 과학에 근거한 것일까, 아니면 그들의 부(富)와 권력의 영속을 위한 이데올로기일까. 천체물리학자인 저자는 후자에 초점을 맞춘다. 그러한 비전에는 과학적 근거가 빈약하고, 실현 여부와 무관하게 ‘현존하는 권력’이 작동한다는 것이다. 책을 통해 그는 실리콘밸리를 지배하는 사상적 기원을 추적하고, ‘기술을 통한 구원’이라는 세계관이 어떻게 그물망을 짰는지 입체적으로 보여준다. 496쪽, 2만 2000원. 장애 건축(데이비드 기슨 지음, 박우진 옮김, 가망서사) 장애인 접근성 확보에 주력하는 현대 ‘무장애 도시 건축’은 과연 정의로울까. 그 자신이 절단 장애인인 저자는 경사로와 승강기로 표상되는 기존 무장애 건축의 한계를 지적한다. 기능주의적 장애 개념에 지나치게 천착한 결과 장애인의 접근성만이 장애 중심 설계의 핵심이 돼 버렸다는 것이다. 이에 그는 정치·사회·문화적인 거주 방식으로서의 건축인 ‘장애 건축’을 제안한다. 책을 통해 자립과 연대, 자율성과 상호작용의 가치를 지향하는 건축적 상상력을 살펴볼 수 있다. 288쪽, 2만 1000원.

2021년 크리스마스에 발사된 제임스 웹 우주 망원경(JWST)은 현존하는 광학 우주 망원경 중에서 크기가 가장 크며 적외선 분해능과 감도가 뛰어나 허블 우주 망원경으로 관측하기 어려운 천체까지 관측할 수 있다. JWST 관측으로 다수 발견된 우주 초기 미확인 천체 ‘작은 빨간 점’(little red dots, LRD)’의 정체를 두고 오랫동안 논쟁이 이어지고 있다. 선행 연구들은 LRD가 초거대 질량 블랙홀일 가능성을 제기해왔지만 기존 모델들이 해당 블랙홀의 질량을 과대 추정했을 수 있다는 지적도 있었다. 이런 가운데 영국, 이탈리아, 독일, 스페인, 미국, 프랑스, 네덜란드대, 캐나다, 중국, 일본, 덴마크 11개 대학과 연구기관으로 구성된 공동 연구팀은 우주 탄생 7억 년 후에 등장한 블랙홀 질량을 직접 측정하는 데 성공했다고 29일 밝혔다. 영국 케임브리지대 우주론 연구소, 런던대(UCL), 옥스퍼드대, 하트퍼드셔대, 이탈리아 피렌체대, 피렌체 아르체트리 천문대, 피사 고등사범대, 로마대, 인수브리아대, 로마 천문대, 독일 막스 플랑크 외계 물리학 연구소, 하이델베르크대, 스페인 마드리드 우주 생물학 연구센터, 미국 하버드-스미스소니언 천체물리학 연구센터, 텍사스 오스틴대, 애리조나대, 캘리포니아 산타크루즈대(UCSC), 프랑스 소르본대, 액스 마르세이유대, 네덜란드 그로닝언대, 캐나다 토론토대, 중국 북경대, 일본 와세다대, 덴마크 코스믹 던 연구센터, 코펜하겐대 과학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 5월 28일 자에 실렸다. 연구팀은 JWST가 포착한 천체 ‘Abell2744-QSO1’을 분석했다. 이 천체는 블랙홀을 품은 작은 빨간 점으로 분류된 것이다. 연구팀은 관측을 통해 블랙홀로부터 다양한 거리에서 가스가 얼마나 빠르게 회전하는지를 측정했다. 회전 속도는 중력 가속도의 크기에 대한 정보를 담고 있으며, 이를 바탕으로 연구팀은 Abell2744-QSO1이 품고 있는 블랙홀의 질량이 태양 질량의 5000만 배에 달한다고 추정했다. 반면 이 블랙홀을 감싸고 있는 모(母)은하의 항성 질량은 극히 적어 블랙홀 질량의 절반에도 미치지 못한 것으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 이 블랙홀이 아직 형성 초기 단계에 있으며 모은하보다 먼저 만들어지기 시작했을 가능성을 강하게 의미한다. 연구를 이끈 프란체스코 디에우제니오 영국 케임브리지대 박사는 “이번 발견은 일부 블랙홀이 자신이 속한 은하의 별들보다 먼저 형성되고 성장했을 가능성을 시사하며, 블랙홀 진화의 가장 이른 단계에 대한 중요한 단서를 제공한다”며 “이번 연구 결과는 우주 초기 단계의 블랙홀 질량을 직접 측정한 최초의 사례 중 하나지만 추가 연구를 통해 모델과 분석을 더욱 정교하게 다듬는 것이 필요하다”고 밝혔다.

모든 생물은 생로병사의 과정을 거친다. 나이가 들수록, 시간이 지날수록 행동이 느려지는 것도 우주 만물의 법칙 중 하나다. 별(항성)도 나이를 먹으면서 자전 속도는 서서히 느려져 초기 자전 속도의 100분의1~1000분의1 수준으로 떨어지는 ‘스핀 다운’ 현상을 겪는다. 항성은 태양풍 형태로 플라스마 입자를 우주 공간으로 방출한다. 별의 질량이 줄어들면서 별이 가진 전체 각운동량은 ‘각운동량 보존 법칙’에 따라 서서히 감소한다. 천문학자들은 별 내부의 대류 현상으로 인해 발생한 자기장이 뿜어져 나가는 플라스마와 상호작용하면서 별의 자전에 제동을 거는 것을 스핀 다운 핵심 원리로 생각했다. 그렇지만 최근 우주 관측 기술이 발달하면서 기존 이론만으로는 별의 자전 속도가 극적으로 감소하는 이유를 완벽하게 설명하지 못한다는 점이 드러났다. 이에 일본 교토대 연구팀은 우리 태양보다 훨씬 무거운 거대 항성의 내부를 3차원 컴퓨터 시뮬레이션으로 구현하는 데 성공했다고 3일 밝혔다. 특히 에너지가 끓어오르는 대류대 안에서 플라스마의 흐름, 별의 자전, 자기장의 상태를 정밀하게 분석했다. 이런 복잡한 플라스마의 움직임을 수학적으로 푸는 학문을 ‘자기 유체 역학’(MHD)이라고 한다. 또 연구팀은 지구 내부 구조를 파악할 때 지진파를 분석하는 것처럼 별 내부에서 발생하는 음파나 중력파의 고유 진동을 분석하는 성진학(Astroseismology)을 활용했다. 이 연구 결과는 물리학 분야 국제 학술지 ‘천체물리학 저널’ 4월 28일 자에 실렸다. 그 결과, 거대 항성 내부에서도 우리 태양이 운동 에너지를 전자기 에너지로 변환해 지속적인 자기장을 만드는 ‘태양 다이나모’와 유사한 현상이 일어난다는 것을 확인했다. 자전과 자기장이 서로 영향을 주고받으며 공진화하고 있다고 연구팀은 설명했다. 재미있는 부분은 별 내부의 각운동량 이동 경로로 대류와 자기장의 상호 작용은 짧은 시간 동안에도 내부 물질을 별의 중심이나 표면으로 끊임없이 이동시켰다. 별의 연료가 다 타들어가는 후기 연소 단계에서는 기존에 알려진 것처럼 내부 자기장 구조에 따라 자전 속도가 느려지기도 했지만 오히려 중심핵의 회전이 빨라지는 스핀 업 현상이 발생하는 것도 발견했다. 연구를 이끈 루시 맥닐 교토대 교수는 “이번 연구로 특정 자기장 구조에서는 별의 중심핵이 오히려 더 빨리 도는 경우도 있으며, 어떤 거대 항성들은 물리적으로 느리게 자전하는 것 자체가 불가능할 수도 있음을 확인했다”며 “별의 최종 자전 속도는 별마다 가진 고유한 내부 특성에 따라 천차만별이라는 것을 파악함으로써 늙은 별의 자전 속에는 우리가 상상했던 것보다 훨씬 역동적이고 정교한 물리학이 숨어 있음을 알 수 있다”고 설명했다.

초기 24시간 지구 돌며 기체 점검생명유지·항법·재진입 체계 검증달 스치듯 선회한 뒤 지구로 귀환위험 줄이며 지속가능 탐사 첫걸음2027~2028년 유인 달 착륙 계획 반세기 만에 인류를 다시 달로 보내기 위한 ‘아르테미스 프로젝트’의 두 번째 우주선이 성공적으로 발사됐다. 1972년 아폴로 17호 이후 54년 만에 사람을 태운 우주선이 달 궤도에 진입하게 됐다. 비행거리 110만 2400㎞에 이르는 이번 유인 달 탐사의 핵심 임무는 네 명의 우주인이 10.3일 동안 달 궤도를 선회하고 안전하게 지구로 귀환하는 것이다. 유인 달 착륙에 앞서 사람을 태운 상태에서 우주 비행이 실제로 안전한지 확인하기 위해 달 근처를 비행하면서 우주선의 핵심 시스템들을 종합적으로 시험한다는 계획이다. 미국 항공우주국(NASA)에 따르면 우주인을 태운 오리온 우주선은 발사 직후 지구 저궤도에 진입한 다음 처음 24시간 동안 지구를 두 바퀴 돌며 고도를 점차 올리는 ‘지구 고타원 궤도’(HEO) 비행을 한다. 이 과정에서 승무원들은 우주선의 생명 유지 시스템, 통신 장비, 항법 소프트웨어 등의 정상 작동 여부를 정밀 점검한다. 임시 극저온 추진 단계(ICPS)에서 분리된 뒤 다시 근접해 수동으로 조정하는 ‘근접 운영’ 시험을 진행한다. 이는 다음 아르테미스 임무에서 달 착륙선과 도킹할 때 필요한 수동 조종 능력을 검증하기 위한 것이다. 1969년 아폴로 11호가 처음 달 착륙하기 전까지 10번의 시험이 있었는데, 아르테미스 프로젝트에서 달 착륙은 아르테미스Ⅳ에서 이뤄진다는 점을 고려하면 단계가 많이 줄었다. 또 아르테미스Ⅱ는 달 궤도에 진입하지 않고 스치듯 선회 후 귀환하는 ‘자유귀환 궤도’(스윙 바이)라는 비교적 단순한 경로를 선택했다. 자유귀환 궤도는 달까지 갔다가 달 중력에 의해 자연스럽게 궤도가 휘어지면서 별도의 엔진 작동 없이 지구로 돌아오도록 설계된 경로다. 나사가 이런 궤도를 선택한 것은 “오랜만에 사람을 태우고 비행하는 시험이기 때문에 (추진 시스템이 고장 나거나 조종에 문제가 생기는 등) 실패해도 반드시 살아 돌아오게 해야 한다”는 이유 때문이다. 안형준 과학기술정책연구원(STEPI) 우주공공팀 팀장은 “지난 세기 아폴로 계획이 단기적인 달 탐사 계획이었다면 아르테미스는 달에 기지를 만들어 인간이 장기 체류하고 나아가 화성으로 가는 전초 기지를 건설한다는 장기적 목표를 갖고 있다”며 “이번 아르테미스Ⅱ는 단계적으로 위험을 줄이며 장기적 탐사 인프라를 구축하는 지속가능성 중심 프로그램의 일부로 봐야 한다”고 밝혔다. 천체물리학자로 ‘항성’이라는 이름으로 활동하는 과학커뮤니케이터 강성주 박사는 “우주선의 지구 대기권 재진입 과정이 아르테미스Ⅰ에서 무인으로 한 차례 검증됐지만 사람이 탑승한 상태에서는 이번이 처음”이라며 “이번 비행이 성공적으로 완료돼야 2027~2028년의 유인 달 착륙과 이후 아르테미스 후속 임무로 나아갈 수 있다”고 설명했다. 강 박사는 “이번 발사에는 한국의 큐브위성 K-라드가 실려 있고, 2022년에 발사된 한국의 달 탐사선 다누리호가 아르테미스Ⅳ의 착륙지 선정에 필요한 자료를 제공하고 있어 이번 발사는 한국에도 의미가 크다”고 덧붙였다.

태양계와 지구는 약 46억년 전, 태양 주변을 둘러싸고 있던 가스와 먼지가 뭉치며 형성된 것으로 알려져 있다. 이러한 이론은 지금까지 다양한 관측을 통해 꾸준히 뒷받침돼 왔다. 다만 생성 중인 행성은 너무 어두운 데다 보통 가스 성운 안에 숨어 있어 과학자들은 주로 간접적인 증거를 통해 그 존재를 추정했다. 생성 중인 외계 행성을 직접 망원경으로 포착하는 것은 과학자들의 오랜 과제로 PDS 70 정도가 극소수 성공 사례로 기록돼 있다. 이런 상황에서 아일랜드 골웨이 대학교 박사 과정 연구자인 클로이 로러를 포함한 국제 연구팀은 생성 중인 거대 가스 행성을 새로 포착하는 데 성공했다. 연구팀은 유럽남방천문대(ESO)가 운영하는 거대망원경 VLT에 적용된 최신 기술을 활용해 WISPIT 2 원시 행성계를 관측했다. 연구팀은 VLT에 장착된 고대비 이미징 장비 SPHERE를 통해 해당 원반의 구조를 촬영했으며, 이어 간섭계 시스템인 VLTI에 탑재된 GRAVITY+ 장비를 활용해 관측 대상을 정밀 분석했다. 이 과정을 통해 해당 천체가 단순한 원반 구조가 아니라 실제로 형성 중인 행성이라는 점을 분광학적으로 확인했다. 이 행성계에서 처음 발견된 WISPIT 2b는 2025년에 보고된 신생 행성으로, 질량은 목성의 약 5배에 달하며 중심별로부터 지구-태양 거리의 약 60배에 해당하는 매우 먼 궤도를 돌고 있다. 이번에 새롭게 확인된 WISPIT 2c는 이보다 중심별에 약 4배 더 가까운 위치에 있으며, 질량은 오히려 2배 더 큰 것으로 분석됐다. (사진) 이처럼 상대적으로 질량이 큰 행성이라 하더라도, 중심별에서 멀리 떨어진 경우 직접 관측은 쉽지 않다. 지름 8m급 주경을 갖춘 VLT 단일 망원경으로도 한계가 있기 때문에, 여러 망원경을 결합해 하나의 큰 망원경처럼 활용하는 간섭계 기술이 필수적이다. 특히 이번 연구에서는 성능이 향상된 GRAVITY+ 장비가 핵심적인 역할을 수행했다. 이번 관측의 의의는 단순한 행성 발견을 넘어, 실제로 형성 과정에 있는 행성을 직접 확인하고 그 물리적 특성을 분석했다는 데 있다. 이는 행성, 특히 거대 가스 형성 이론을 검증하는 데 중요한 단서를 제공한다. 또 연구팀에 따르면 두 행성이 위치한 영역 바깥쪽 원반에서도 추가적인 틈 구조가 확인됐는데, 이는 또 다른 행성의 존재 가능성을 암시한다. 해당 틈의 규모를 감안하면 여기에는 토성 정도 크기의 행성이 숨어 있을 가능성이 있다는 게 연구팀의 추정이다. 다만 현재 인류가 가진 어떤 망원경으로도 이를 직접 관측하기는 어렵다. 하지만 연구팀은 현재 건설이 진행 중인 유럽초대형망원경(E-ELT)이 완공될 경우, 이러한 더 작은 행성까지 직접 관측할 수 있을 것으로 보고 있다. 유럽초대형망원경의 주경 지름은 39.30m에 달해 간섭계 기술 없이도 더 희미한 외계 행성을 포착할 수 있다. 이번 연구 결과는 목성이나 토성 같은 가스 행성이 실제로 어떻게 태어나고 성장하는지에 대한 이해를 한 단계 끌어올리는 성과로 평가된다. 이 연구는 천체물리학 저널 레터스 최신호에 게재됐다.

1970년대 은하 회전 속도를 측정하다 암흑물질을 포착한 천체물리학자 베라 루빈. 보이지 않지만 막대한 질량을 지닌 암흑물질이 존재한다는 주장에 학계는 측정 오류라며 냉소했다. 루빈은 묵묵히 60개 이상의 관측치를 더 찾았다. 그의 이론이 정설이 된 뒤 왜 더 세게 맞서지 않았냐고 물었을 때 루빈은 “아이 넷 키우며 연구하느라 틀린 말엔 시간을 못 냈다”고 했다. 장벽과 싸우지 않되 목표를 놓지 않는 것. 루빈 삶의 일관된 방식이었다. 팔로마 천문대가 ‘여자 화장실이 없다’며 임용에 난색을 표하자 화장실 문 한 칸에 치마 입은 사람 그림을 붙인 뒤 출근했다. 여성의 정문 입장을 불허한 ‘코스모스 클럽’에 루빈 자신은 옆문으로 들어갔지만, 이후 차별을 철폐시켜 후배들은 원하는 문으로 다니게 했다. 블랙웰, 호퍼, 파인만 등 과학자 이름을 칩에 붙여 온 엔비디아의 차세대 칩 이름이 베라 루빈이다. 이 인공지능(AI)칩의 여정을 따르다 보면 암흑물질을 뛰어넘을 발견이 이루어질 것 같아 설레면서 두렵다. 그의 당부가 들린다. 막힌 문 앞 당혹감은 잠깐, 목표를 문에 붙이고 들어가 보라고. 홍희경 논설위원

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.

중국 우주 기업들이 하루 2차례 로켓 발사에 실패하는 전례 없는 일이 발생했다. 국유 우주기업인 중국항톈커지(항천과기)집단(CASC)은 17일(현지시간) SNS에 “이날 0시 55분 쓰촨성 시창 위성발사센터에서 창정 3B호 운반 로켓을 이용해 인공위성을 발사했지만 실패했다”고 밝혔다. CASC에 따르면 로켓은 1·2단계에서 정상적으로 비행했지만 3단계에서 이상이 생기면서 결국 발사 실패에 이르렀다. 현재 구체적인 원인은 조사 중이다. 창정 3B호는 1996년 이후 115회 이상 발사됐지만 실패는 5차례 정도뿐이었다. 마지막 실패는 2020년 4월이므로, 약 6년 만에 발사 실패 사례가 나온 셈이다. 또 한 건의의 로켓 발사 실패 사례는 중국 민영기업에서 나왔다. 싱허둥리항톈커지(성허동력항천과기)는 같은 날 SNS를 통해 “이날 낮 12시 8분 구선싱(케레스) 2호 민영 상업 운반 로켓이 간쑤성 주취안 위성발사센터에서 발사됐으나 로켓 비행 중에 발생한 이상으로 첫 시험비행 임무가 실패했다”고 밝혔다. 발사 실패와 관련해 사과의 뜻을 전한 해당 업체는 “전력을 다해 고장 원인을 조사하겠다”면서 “후속 발사 임무는 성공할 수 있도록 할 것”이라고 강조했다. 이번 발사 실패 사례들은 중국 SNS에서 큰 관심을 모았다. 하루에 두 차례나 로켓 발사가 실패한 일은 중국 ‘우주굴기’ 역사상 단 한 번도 없었기 때문이다. 최근에는 로켓 발사 실패율도 매우 낮았다. 중국은 지난해 사상 최다인 92차례 로켓을 발사해 300여기의 인공위성을 궤도에 올렸지만 실패 사례는 단 두 건이었다. 이에 일각에서는 로켓 발사 사례들이 나온 17일을 두고 ‘검은 토요일’이라는 표현을 붙이기도 했다. “불가피한 성장통”…머스크의 스페이스X와 비교도홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 “이번 사례는 중국 우주산업의 빠른 발전 과정에서 불가피한 성장통”이라고 의미를 규정한 뒤 “실패를 통해 배우며 신속하게 발사 계획을 이어가는 일론 머스크의 우주기업인 스페이스X와 이번 사례를 비교하는 의견도 있다”고 전했다. 앞서 스페이스X는 스타십 로켓 발사에 여러 차례 실패하면서도 이를 ‘배움의 기회’로 평가했다. 그러나 중국 민영 기업은 발사 실패 이후 사과의 메시지를 내놓은 것이 차이점이다. 관영매체 해방일보의 과학 블로그는 “발사 실패는 끝이 아니며 산업 성숙화를 위해 필요한 단계”라면서 “문제는 실패 여부가 아니라 오류를 철저히 조사하고 경험을 축적, 팀을 재구성해 다음에 다시 일어날 수 있는지”라고 지적했다. 유럽 천체물리학자 대니얼 마린은 “창정 3B호는 문제가 해결될 때까지 분명 발사가 중단되겠지만 큰 영향이 있을지는 의문”이라면서 “(민영기업의) 구선싱 2호 오작동 역시 비행을 크게 지연시킬 것 같지 않다”고 내다봤다.

‘코스모스’를 쓴 미국의 천문학자 칼 세이건은 보이저 1호가 보내온 사진 속 지구를 보고 ‘창백한 푸른 점’이라고 말했다. 그런데, 먼 은하를 찍은 사진 속에서 보이는 ‘붉은 점’들은 생긴 지 얼마 안 되는 블랙홀일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 영국 맨체스터대 천체물리학 센터, 벨파스트 퀸스대 천체물리학 연구센터, 서섹스대 천문학 연구센터, 덴마크 닐스 보어 연구소 초기 우주 연구센터, 코펜하겐대, 스위스 제네바대 공동 연구팀은 먼 은하에서 ‘작은 붉은 점’으로 알려진 신비한 천체가 젊은 초거대중량 블랙홀일 가능성이 크다고 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 15일 자에 실렸다. 초기 우주와 은하의 진화, 별의 생애, 외계행성 탐사를 목표로 발사된 제임스 웹 우주 망원경은 지금까지 다양한 영상 자료를 전송했다. 영상 자료 속 작은 붉은 점들에 대해 초거대 블랙홀이나 별 형성 징후로 여겨졌지만, 지금까지 알려진 범주에 포함되지 않아 천문학자들 사이에서 논란이 있었다. 연구팀은 시간 변화에 따른 작은 붉은 점들의 거동을 잘 파악하기 위해 개별적으로 연구된 12개 은하의 데이터와 추가로 18개 은하에서 얻은 데이터를 비교 분석했다. 연구팀은 이들 은하 중심부에서 나오는 방출 스펙트럼을 연구한 결과, 이 스펙트럼은 은하 중심의 블랙홀을 둘러싸고 있는 고밀도 가스 구름 속 전자들에 광자(光子)가 부딪혀 산란하면서 발생한 것으로 밝혀졌다. 이번에 발견된 초거대중량 블랙홀의 크기는 기존 추정치보다 100분의1 수준으로 계산됐다. 이 작은 블랙홀들은 고밀도 가스에 둘러싸여 있는 것으로 확인됐다. 블랙홀들은 발달 초기 단계에 있으며, 이 시기에는 블랙홀이 밀도 높은 물질 속에 파묻혀 있어 X선과 전파를 차단하고 그 빛을 특정한 패턴으로 재형성한다고 연구팀은 설명했다. 요리스 위트스톡 덴마크 코펜하겐대 박사는 “이번 연구 결과는 초기 우주에서 지금까지 알려지지 않은 블랙홀 성장 과정을 보여준다”고 말했다.

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.

영국의 전설적인 록 밴드 ‘퀸’의 기타리스트 브라이언 메이(77)가 1년 전 뇌졸중을 겪은 뒤 건강을 관리하는 근황을 밝혔다. 17일(현지시간) 영국 인디펜던트와 미국 피플 등 외신에 따르면 메이는 전날 영국 ITV 아침 토크쇼에 출연해 “운이 좋게 뇌졸중에서 벗어났다”라면서 뇌졸중을 겪은 이후의 생활에 관해 이야기했다. 앞서 메이는 지난해 9월 자신의 공식 홈페이지를 통해 ‘경미한 뇌졸중(minor stroke)’을 겪었다고 밝혔다. 당시 메이는 “갑자기 왼팔을 전혀 움직일 수 없었다”라면서 “지금은 괜찮지만 외출을 할 수 없으며 운전이나 여행 등을 하지 말라는 조언을 받았다”라고 말했다. 메이는 자신이 겪은 뇌졸중에 대해 “모닝콜”이라며 “나에게 보내는 경고”라고 돌이켰다. 이어 “계속 움직이고 일주일에 여러 번 자전거를 탄다. 또 일주일에 한 번씩 수영장에서 100m를 수영한다”라면서 “이게 나를 계속 나아가게 하는 이유다. 그래서 지금 여전히 내가 여기 있다”라고 강조했다. 메이는 최근 수년 사이에 심혈관 관련 질환으로 여러 차례 위기를 겪었다. 2020년에는 심근경색으로 “죽을 뻔했다”고 밝혔으며 이듬해 심장 수술을 받았다. 당시 그는 영국 더 타임스와의 인터뷰에서 “술도 안 마시고 담배도 안 피우는 데다 콜레스테롤 수치가 높지 않고 콘서트 투어를 하는 내내 운동도 하는데 이런 일이 일어났다”라며 당황스러웠다고 토로했다. 40여년간 퀸을 이끌어온 메이는 ‘위 윌 락 유’, ‘더 쇼 머스트 고 온’, ‘아이 원트 잇 올’ 등 퀸의 대표곡 상당수를 작곡했다. 현재도 활발하게 공연하고 있으며 2014년과 2020년 두 차례 내한공연을 했다. 또한 영국 임페리얼 칼리지 출신의 천체물리학자로 영국 리버풀 존 무어스 대학교(LJMU)의 총장을 역임했다. 한국인 사망원인 4위 ‘뇌혈관질환’한편 뇌졸중은 뇌에 혈액을 공급하는 혈관이 막히거나(허혈성 뇌졸중) 터지면서(출혈성 뇌졸중) 뇌에 손상이 생겨 나타나는 신경학적 이상을 일컫는다. 통계청에 따르면 뇌졸중을 포함한 뇌혈관질환은 203년 기준 국내 사망원인 4위다. 70~80대 등 고령층의 질환으로 여겨져 왔지만 젊은층에서도 운동 및 수면 부족, 스트레스, 고지방 음식 섭취 등이 원인이 돼 증가하는 추세다. 증상이 예상치 못한 시기에 돌연 나타나며 즉각 치료받지 못하면 위중해질 수 있어 ‘침묵의 살인자’로 불린다. 대표적인 초기 증상은 ▲한쪽 팔·다리에 마비가 오거나 감각이 없어지는 ‘편측마비’ ▲말이 어눌해지거나 상대방의 말을 이해하지 못하는 ‘언어장애’ ▲한쪽 눈이 보이지 않거나 하나의 사물이 두 개로 보이는 ‘시각장애’ ▲번개나 망치로 맞은 듯한 심한 두통 및 어지럼증 등이다. 이런 증상이 나타나면 지체하지 말고 병원을 찾아야 한다.

서울 서대문구가 연세대 이과대학과 공동으로 오는 29일 오전 10시부터 2시간여 동안 연세대 과학관 111호에서 ‘연세 과학 콘서트’를 연다고 11일 밝혔다. 이번 강연에서는 ‘천체물리학’과 ‘양자컴퓨팅’ 분야에 대한 청중들의 자연과학적 이해를 돕는다. 1부에서는 임연환 연세대 물리학과 교수가 초신성 폭발 후 남은 초고밀도 천체인 ‘중성자별’에 대해 청중들이 알기 쉽게 풀어준다. 중성자별 연구가 별의 최후를 이해하는 것은 물론 극한 상태의 물질, 중력, 상대성이론 검증 등 현대 천체물리학의 핵심 질문들과도 연결됨을 설명한다. 2부에서는 허준석 연세대 화학과 교수가 양자컴퓨팅의 기본 원리를 비롯해 양자 알고리즘이 중첩과 얽힘, 간섭을 활용해 어떻게 계산을 수행하고 해답을 도출하는지 그 과정과 핵심 아이디어를 소개한다. 이성헌 서대문구청장은 “연세대 교수진의 수준 높은 강의를 통해 자연과학적 소양을 제고하고 청소년들은 대학 전공 및 진로 탐색을 통해 장차 꿈을 현실로 만들 기회가 되길 바란다”고 말했다.

서울 서대문구가 연세대 이과대학과 공동으로 오는 29일 오전 10시부터 2시간여 동안 연세대 과학관 111호에서 ‘연세 과학 콘서트’를 연다고 11일 밝혔다. 이번 강연에서는 ‘천체물리학’과 ‘양자컴퓨팅’ 분야에 대한 청중들의 자연과학적 이해를 돕는다. 1부에서는 임연환 연세대 물리학과 교수가 초신성 폭발 후 남은 초고밀도 천체인 ‘중성자별’에 대해 청중들이 알기 쉽게 풀어준다. 중성자별 연구가 별의 최후를 이해하는 것은 물론 극한 상태의 물질, 중력, 상대성이론 검증 등 현대 천체물리학의 핵심 질문들과도 연결됨을 설명한다. 2부에서는 허준석 연세대 화학과 교수가 양자컴퓨팅의 기본 원리를 비롯해 양자 알고리즘이 중첩과 얽힘, 간섭을 활용해 어떻게 계산을 수행하고 해답을 도출하는지 그 과정과 핵심 아이디어를 소개한다. 더불어 양자컴퓨터가 화학, 물리, 재료, 정보보안 등 다양한 분야에서 실제로 어떻게 응용될 수 있는지 최신 동향과 전망을 다룬다. 이성헌 서대문구청장은 “연세대 교수진의 수준 높은 강의를 통해 자연과학적 소양을 제고하고 청소년들은 대학 전공 및 진로 탐색을 통해 장차 꿈을 현실로 만들 기회가 되길 바란다”고 말했다.

위성 인터넷 서비스를 제공하는 스타링크 위성 총 1만기가 하늘로 올라갔다. 일론 머스크가 이끄는 스페이스X는 19일(현지시간) 스타링크 위성 28기를 실은 팰컨9 로켓이 미국 캘리포니아주 반덴버그 우주군 기지에서 성공적으로 발사됐다고 발표했다. 이번 발사로 스타링크 위성 총 1만기가 지구 궤도 위에 오르는 이정표를 세웠다. 스페이스X가 처음 스타링크 위성을 발사한 것은 2018년 2월로 당시 틴틴A, B라는 이름의 프로토타입 2기가 그 시작이다. 스페이스X 측은 “현재 1만기가 넘는 스타링크 위성을 발사해 전 세계 수백만 명의 사람들에게 안정적인 고속 인터넷을 제공하고 있다”며 자축했다. 앞서 스페이스X는 지구촌의 인터넷 사각지대를 모두 커버하는 우주 인터넷 구상을 실현하기 위해 끊임없이 스타링크 위성을 지구 저궤도에 올렸다. 특히 스타링크 위성 총 3만기를 발사하는 것이 최종 목표로 약 7년 만에 3분의 1을 채운 셈이다. 이처럼 스타링크 위성 덕분에 지구촌 오지나 항공기, 선박, 재난, 전쟁을 겪는 곳에서도 인터넷이 가능해졌지만 반대로 단점도 커지고 있다. 대표적으로 스타링크 위성의 수명이 5년 정도로, 하늘로 올라간 만큼 떨어지는 것도 숙명이라는 점이다. 최근 미국 하버드·스미소니언 천문학센터의 천체물리학자인 조나단 맥도웰 박사는 “올해 들어 매일 1~2개의 스타링크 위성이 지구로 추락하고 있다”면서 “그 수치는 하루 최대 5개까지 늘어날 수 있다”고 밝혔다. 다만 스타링크 위성이 지구에 추락한다고 해도 대기에서 완전히 소각되도록 설계돼 지상에 미치는 영향은 거의 없다는 것이 스페이스X의 주장이다. 그러나 전문가들은 통제 불능 상태에 빠진 위성 추락이나 소각 과정에서 알루미늄 산화물과 같은 입자 연소로 인한 오염 물질이 지구 대기에 악영향을 미칠 수 있다고 주장하고 있다. 여기에 지구 저궤도가 빠른 속도로 수많은 위성으로 북새통을 이루고 있다는 점이 사실 더 큰 문제다. 실제로 미국 아마존 역시 올해부터 자체 위성 통신 서비스 ‘프로젝트 카이퍼’를 내세워 저궤도 위성 통신 사업에 본격적으로 뛰어들었으며 중국 또한 약 2만기를 올릴 계획이다.

위성 인터넷 서비스를 제공하는 스타링크 위성 총 1만기가 하늘로 올라갔다. 일론 머스크가 이끄는 스페이스X는 19일(현지시간) 스타링크 위성 28기를 실은 팰컨9 로켓이 미국 캘리포니아주 반덴버그 우주군 기지에서 성공적으로 발사됐다고 발표했다. 이번 발사로 스타링크 위성 총 1만기가 지구 궤도 위에 오르는 이정표를 세웠다. 스페이스X가 처음 스타링크 위성을 발사한 것은 2018년 2월로 당시 틴틴A, B라는 이름의 프로토타입 2기가 그 시작이다. 스페이스X 측은 “현재 1만기가 넘는 스타링크 위성을 발사해 전 세계 수백만 명의 사람들에게 안정적인 고속 인터넷을 제공하고 있다”며 자축했다. 앞서 스페이스X는 지구촌의 인터넷 사각지대를 모두 커버하는 우주 인터넷 구상을 실현하기 위해 끊임없이 스타링크 위성을 지구 저궤도에 올렸다. 특히 스타링크 위성 총 3만기를 발사하는 것이 최종 목표로 약 7년 만에 3분의 1을 채운 셈이다. 이처럼 스타링크 위성 덕분에 지구촌 오지나 항공기, 선박, 재난, 전쟁을 겪는 곳에서도 인터넷이 가능해졌지만 반대로 단점도 커지고 있다. 대표적으로 스타링크 위성의 수명이 5년 정도로, 하늘로 올라간 만큼 떨어지는 것도 숙명이라는 점이다. 최근 미국 하버드·스미소니언 천문학센터의 천체물리학자인 조나단 맥도웰 박사는 “올해 들어 매일 1~2개의 스타링크 위성이 지구로 추락하고 있다”면서 “그 수치는 하루 최대 5개까지 늘어날 수 있다”고 밝혔다. 다만 스타링크 위성이 지구에 추락한다고 해도 대기에서 완전히 소각되도록 설계돼 지상에 미치는 영향은 거의 없다는 것이 스페이스X의 주장이다. 그러나 전문가들은 통제 불능 상태에 빠진 위성 추락이나 소각 과정에서 알루미늄 산화물과 같은 입자 연소로 인한 오염 물질이 지구 대기에 악영향을 미칠 수 있다고 주장하고 있다. 여기에 지구 저궤도가 빠른 속도로 수많은 위성으로 북새통을 이루고 있다는 점이 사실 더 큰 문제다. 실제로 미국 아마존 역시 올해부터 자체 위성 통신 서비스 ‘프로젝트 카이퍼’를 내세워 저궤도 위성 통신 사업에 본격적으로 뛰어들었으며 중국 또한 약 2만기를 올릴 계획이다.

위성 인터넷 서비스를 제공하는 스타링크 위성이 하루에 1~2개씩 지구로 떨어지고 있는 것으로 알려졌다. 지난 9일(현지시간) 영국 인디펜던트 등 외신은 끊임없이 하늘로 올라간 스타링크 위성이 이제는 끊임없이 떨어지고 있다고 보도했다. 일론 머스크가 이끄는 스페이스X의 스타링크는 지구촌의 인터넷 사각지대를 모두 커버하는 우주 인터넷 구상을 실현하기 위해 총 1만 2000개가 넘는 위성을 띄우는 원대한 목표를 세웠다. 실제로 스페이스X는 2019년부터 총 8000개 이상의 위성을 이미 지구 궤도에 올렸다. 문제는 스타링크 위성의 수명이 5년 정도로, 하늘로 올라간 만큼 떨어지는 것도 숙명이라는 점이다. 미국 하버드·스미소니언 천문학센터의 천체물리학자인 조나단 맥도웰 박사는 “올해 들어 매일 1~2개의 스타링크 위성이 지구로 추락하고 있다”면서 “그 수치는 하루 최대 5개까지 늘어날 수 있다”고 밝혔다. 다만 스타링크 위성이 지구에 추락한다고 해도 대기에서 완전히 소각되도록 설계돼 지상에 미치는 영향은 거의 없다는 것이 스페이스X의 주장이다. 그러나 전문가들은 통제 불능 상태에 빠진 위성 추락이나 소각 과정에서 알루미늄 산화물과 같은 입자 연소로 인한 오염 물질이 지구 대기에 악영향을 미칠 수 있다고 주장하고 있다. 여기에 지구 저궤도가 빠른 속도로 수많은 위성으로 북새통을 이루고 있다는 점이 사실 더 큰 문제다. 실제로 미국 아마존 역시 올해부터 자체 위성 통신 서비스 ‘프로젝트 카이퍼’를 내세워 저궤도 위성 통신 사업에 본격적으로 뛰어들었다. 스타링크와 카이퍼를 합치면 약 3만개 위성이 지구 저궤도를 돌게 되는데, 중국 또한 약 2만개를 올릴 계획이다. 이 때문에 지구 저궤도 과밀화로 인해 이른바 ‘케슬러 증후군’의 우려도 커지고 있다. 케슬러 증후군은 우주 쓰레기에 맞아 파괴된 위성에서 나온 파편이 또 다른 위성을 위협하는 것을 말한다. 맥도웰 박사는 “현재 상황으로 볼 때 지구는 가까운 미래에 하루 5개의 위성이 재돌입하는 폭격을 받을 것으로 예상된다”면서 “위성 군집이 너무 과밀해지면 케슬러 증후군이라는 재앙적인 연쇄반응이 일어날 수 있다”고 우려했다.

위성 인터넷 서비스를 제공하는 스타링크 위성이 하루에 1~2개씩 지구로 떨어지고 있는 것으로 알려졌다. 지난 9일(현지시간) 영국 인디펜던트 등 외신은 끊임없이 하늘로 올라간 스타링크 위성이 이제는 끊임없이 떨어지고 있다고 보도했다. 일론 머스크가 이끄는 스페이스X의 스타링크는 지구촌의 인터넷 사각지대를 모두 커버하는 우주 인터넷 구상을 실현하기 위해 총 1만 2000개가 넘는 위성을 띄우는 원대한 목표를 세웠다. 실제로 스페이스X는 2019년부터 총 8000개 이상의 위성을 이미 지구 궤도에 올렸다. 문제는 스타링크 위성의 수명이 5년 정도로, 하늘로 올라간 만큼 떨어지는 것도 숙명이라는 점이다. 미국 하버드·스미소니언 천문학센터의 천체물리학자인 조나단 맥도웰 박사는 “올해 들어 매일 1~2개의 스타링크 위성이 지구로 추락하고 있다”면서 “그 수치는 하루 최대 5개까지 늘어날 수 있다”고 밝혔다. 다만 스타링크 위성이 지구에 추락한다고 해도 대기에서 완전히 소각되도록 설계돼 지상에 미치는 영향은 거의 없다는 것이 스페이스X의 주장이다. 그러나 전문가들은 통제 불능 상태에 빠진 위성 추락이나 소각 과정에서 알루미늄 산화물과 같은 입자 연소로 인한 오염 물질이 지구 대기에 악영향을 미칠 수 있다고 주장하고 있다. 여기에 지구 저궤도가 빠른 속도로 수많은 위성으로 북새통을 이루고 있다는 점이 사실 더 큰 문제다. 실제로 미국 아마존 역시 올해부터 자체 위성 통신 서비스 ‘프로젝트 카이퍼’를 내세워 저궤도 위성 통신 사업에 본격적으로 뛰어들었다. 스타링크와 카이퍼를 합치면 약 3만개 위성이 지구 저궤도를 돌게 되는데, 중국 또한 약 2만개를 올릴 계획이다. 이 때문에 지구 저궤도 과밀화로 인해 이른바 ‘케슬러 증후군’의 우려도 커지고 있다. 케슬러 증후군은 우주 쓰레기에 맞아 파괴된 위성에서 나온 파편이 또 다른 위성을 위협하는 것을 말한다. 맥도웰 박사는 “현재 상황으로 볼 때 지구는 가까운 미래에 하루 5개의 위성이 재돌입하는 폭격을 받을 것으로 예상된다”면서 “위성 군집이 너무 과밀해지면 케슬러 증후군이라는 재앙적인 연쇄반응이 일어날 수 있다”고 우려했다.

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.