허블 우주망원경이 100년 동안 관측할 범위를 한 달만에 관측할 수 있는 최신형 우주망원경이 발사됐다. 미국 항공우주국(NASA)은 30일 오전 7시26분(한국시간 30일 오후 8시 26분) 플로리다주 케네디 우주센터에서 ‘낸시 그레이스 로먼 우주망원경’ 발사에 성공했다고 밝혔다. 로먼 망원경은 허블, 제임스 웹에 이어 미국이 발사한 3번째 우주망원경이다. 개발 기간 10년, 개발비 약 43억 달러(약 5조 9362억원)이 투입됐다. 재미있는 점은 9·11 테러 이후 국가정찰국(NRO)이 만들던 정찰 위성을 나사가 넘겨받아 우주망원경으로 개조했다는 것이다. 그 덕분에 애초 내년 5월 발사 예정이었으나 9개월 가량 앞당길 수 있었다. 로먼 우주망원경은 길이 12.7m, 폭 4m로 허블 우주망원경과 비슷한 크기이고 반사 거울의 지름도 2.4m로 허블과 같다. 그렇지만 허블 망원경보다 1000배 이상 빠른 관측 능력을 갖췄고 시야각은 최소 100배 넓은 300메가픽셀 카메라를 탑재했다. 로먼 우주망원경의 광시야 관측기는 대형 적외선 검출기 18개를 모자이크처럼 배열해 우주를 촬영하게 된다. 로먼 우주망원경이 관측 활동을 하는 최종 목적지는 지구에서 태양 반대쪽으로 약 150만㎞ 떨어진 제2라그랑주점(L2)이다. 라그랑주점은 지구와 태양의 중력이 공전운동을 하는 우주선의 원심력과 균형을 이뤄 안정적 궤도를 유지할 수 있는 위치다. 특히 L2는 지구가 햇빛을 가려주기 때문에 천체 관측이 훨씬 용이하다. 지구와 달 사이 거리인 38만 5000㎞보다 4배 정도 먼 L2에는 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 2022년부터 자리 잡고 임무를 수행 중이다. JWST가 멀리 있는 천체 하나하나를 자세히 들여다보는 역할을 하고 로먼 우주망원경은 하늘의 넓은 부분을 한꺼번에 찍는 역할을 하는 것이다. 로먼 우주망원경은 지구 궤도를 돌며 1차 기기점검을 마친 뒤 3개월 정도의 여정을 거쳐 목표 궤도에 안착한 뒤 내년 초 첫 관측 사진을 전송할 예정이다. 과학자들이 로먼 우주망원경에 기대하는 것은 우주 가속 팽창의 원인으로 지목되는 암흑 에너지, 우주에 구조를 제공하지만 눈에는 보이지 않는 암흑 물질과 관련된 새로운 데이터 확보다. 이와 함께 태양계 밖 외계 행성 탐사 과제도 수행하게 된다. 지금까지 발견한 외계 행성은 6000여 개인데 로먼 우주망원경은 3중 추적 기술로 지금보다 40배나 더 많이 찾을 것으로 나사는 기대하고 있다. 로먼 우주망원경은 1960년대 나사 최초 수석 천문학자인 낸시 그레이스 로먼(1925~2018) 박사의 이름을 딴 것이다. 로먼 박사는 망원경의 관측 범위를 넓히기 위해서는 대기층을 벗어나 지구 궤도에서 우주 관측 필요성을 강조해 우주망원경 프로그램을 세우는 데 기여해 ‘허블 우주망원경의 어머니’로 불렸다. 칠레 베라 루빈 천문대가 처음으로 여성 천문학자의 이름을 딴 것처럼 우주망원경에 여성 과학자 이름이 붙은 것은 이번이 처음이다.

화성에는 포보스와 데이모스라는 두 개의 작은 위성이 있다. 포보스와 데이모스의 지름은 각각 22.2 ㎞와 12.6㎞로 포보스가 좀 더 크고 안쪽을 공전하고 있다. 둘 다 감자 같은 외형으로 묘사되지만, 자세히 들여다보면 서로 좀 다른 것을 알 수 있다. 포보스는 곰보 자국 같은 분화구가 훨씬 많은 반면 데이모스는 상대적으로 분화구가 적고 매끈한 외형을 지니고 있다. 따라서 사실 데이모스 쪽이 좀 더 감자 같은 외형을 지니고 있다. 과학자들은 데이모스 표면에 먼지와 미세한 모래 같은 물질인 ‘레골리스’(Regolith)가 두껍게 깔려 있다는 사실을 확인했다. 그리고 남쪽에는 움푹 들어간 분화구 지형이 존재하는데, 그 이유에 대해서는 여전히 미스터리로 남아 있다. 프랑스 코트다쥐르 천문대, 미국 애리조나대, 일본 도쿄대 공동 연구팀은 이 미스터리를 풀기 위해 2025년 데이모스를 근접 관측한 유럽 우주국(ESA)의 헤라 탐사선 자료를 참고해 매우 정교한 시뮬레이션을 시행했다. 연구팀은 스위스 베른대가 개발한 ’평활 입자 유체역학’(SPH) 코드도 활용했다. 베른 SPH는 미 항공우주국(NASA)이 소행성 디모포스의 궤도를 변경시킬 수 있는지 증명하기 위해 의도적으로 이 소행성에 충돌시킨 탐사선 ‘DART’(쌍소행성 궤도수정 실험)의 효과를 평가하는 코드였다. 이는 충돌하는 천체를 수백만 개의 입자로 분해하고, 충돌 시 입자들의 중력, 밀도, 물질 강도와 같은 다양한 변수들의 상호작용을 분석하는데 쓰였다. 연구팀은 이 코드를 사용해 고성능 컴퓨터 클러스터에서 약 100회의 시뮬레이션을 시행했다. 그 결과 현재 데이모스의 형태는 지름 320m의 소행성이 45도의 경사 각도로 충돌한 결과라는 결론을 얻었다. 그런데 충돌 후 감자 같은 외형을 만든 요소는 충돌한 소행성 이상으로 데이모스 자체의 구조에 많은 영향을 받았다. 데이모스는 감자처럼 내부가 꽉 차 있는 단단한 구조가 아니라 내부에 공간이 많은 잡석 더비 같은 소행성 구조를 지니고 있는 것으로 추정된다. 따라서 오히려 충돌 시에 충격을 효과적으로 흡수해 위성이 파괴되는 대신 형태가 약간 변하면서 많은 먼지와 파편을 주변으로 날렸다. 덕분에 표면이 먼지와 모래에 파묻히면서 현재처럼 상대적으로 매끈한 감자 같은 외형을 지니게 된 것으로 풀이된다. 이번 연구 결과는 앞으로 화성의 두 위성을 직접 탐사할 일본 우주 항공 연구 개발기구(JAXA)의 MMX 탐사선에 의해 검증될 예정이다. MMX는 두 위성을 자세히 관측하고 포보스에서는 샘플을 채취해 두 위성의 생성 기원과 특징을 밝혀낼 예정이다. 이번 결과를 뒷받침하는 결과가 나올지 아니면 이를 뒤집는 새로운 발견이 나올지 주목된다.

지난 12일(현지 시간) 지구인들이 달이 태양을 덮는 개기일식을 보기 위해 하늘을 지켜본 다음 날 화성 탐사 로버도 자신만 볼 수 있는 일식을 즐겼다. 스페이스닷컴 등 외신은 19일 화성 탐사 로버 퍼서비어런스가 촬영한 흥미로운 화성의 일식 이미지를 공개했다. 지난 13일 퍼서비어런스가 ‘마스트캠-Z’ 카메라로 촬영한 이 이미지는 지구와는 사뭇 다른 일식의 모습이 담겨 있다. 사진 속에서 태양을 가린 천체는 화성의 달인 포보스다. 지구의 달이 거대한 구형인 것과는 달리 포보스는 울퉁불퉁하게 생겨 인류가 화성에서 일식을 본다면 이 같은 모습이다. 화성은 감자 모양을 닮은 포보스(Phobos)와 데이모스(Deimos)라는 두 위성을 가지고 있다. 각각의 지름은 22㎞, 12㎞인 초미니 달로, 우리의 밤하늘을 휘영청 밝혀 주는 지구의 아름다운 달(지름 3474㎞)과는 비교조차 되지 않는다. 이 때문에 포보스가 태양 앞을 지나가더라도 너무 작아 개기일식이 일어나지 않는다. 다만 포보스가 이렇게 작은 달이지만 태양을 일부나마 가릴 수 있는 것은 화성 표면에서 불과 6000㎞ 떨어진 곳을 돌기 때문으로 이는 태양계의 행성 중 위성과 거리가 가장 가깝다. 이 같은 특징 때문에 결국 포보스는 화성의 중력을 견디지 못하고 점점 가까워져 짧으면 수백만 년 내에 갈가리 찢겨 사라질 운명이다. 그리스 신화의 쌍둥이 형제에서 이름을 따온 포보스는 ‘공포’를 뜻하는데 자신의 운명과 가장 어울리는 명칭을 가진 셈이다. 퍼서비어런스는 2020년 7월 30일 미국 플로리다주 케이프커내버럴 공군기지에서 아틀라스-5 로켓에 실려 발사됐다. 이후 204일 동안 약 4억 6800만㎞를 비행한 퍼서비어런스는 이듬해인 2021년 2월 18일 화성의 고대 삼각주로 추정되는 예제로 크레이터에 안착해 바닥을 샅샅이 훑어왔다. 이어 퍼서비어런스는 고도가 305m 정도인 크레이터 정상에 오른 후 현재는 주변 지역을 탐사하고 있다.

요즘 인공지능(AI)과 로봇 기술의 발전 속도가 따라가기 힘들 정도로 빨라지고 있다. SF 속 로봇처럼 높은 곳에서 떨어지는 충격을 견뎌내고 착지한 뒤에는 스스로 자세를 파악해 다시 거친 지형을 이동하는 로봇까지 나왔다. 미국 예일대, 스워스모어 칼리지, 미시간대, 럿거스대, 프린스턴대, 이탈리아 볼로냐대 공동 연구팀은 5.7m 높이의 다리 위에서 아스팔트 바닥으로 떨어지고도 부서지지 않고 다시 움직이는 로봇 ‘트라이바’(Tribar)를 개발했다고 12일 밝혔다. 이 연구 결과는 인공지능 분야 국제 학술지 ‘네이처 머신 인텔리전스’ 8월 11일 자에 실렸다. 트라이바는 딱딱한 막대를 탄성 있는 케이블 그물망에 매달아 만든 ‘텐세그리티 로봇’이다. 막대끼리 서로 맞닿지 않고 팽팽한 줄의 장력만으로 형태를 유지하는 구조여서 유연하고 가벼우면서도 외부에 가해지는 충격을 쉽게 흡수할 수 있다는 장점이 있다. 미국 항공우주국(NASA)에서는 오래전부터 이 구조를 행성 탐사 로버에 적용하는 방안을 연구하고 있다. 로봇 몸체가 충격을 흡수한다면 착륙선을 따로 보내지 않고 로봇만 떨어뜨려도 되기 때문이다. 최근에는 비행기나 헬기에서 텐세그리티 로봇을 떨어뜨려 재난 현장에 물자를 전달하겠다는 기업도 등장했다. 문제는 ‘살아남는 것’과 ‘살아남은 뒤 제 역할을 하는 것’이 별개라는 점이다. 충격 저항성이 확인된 텐세그리티 로봇들은 대부분 스스로 움직이는 구동 장치가 없고 반대로 잘 움직이는 텐세그리티 로봇들은 외부 충격을 견디는 성능이 검증되지 않았다. 연구팀이 개발한 트라이바는 막대 3개짜리 텐세그리티 로봇으로 36㎝ 길이의 탄소섬유 막대 3개에 모터 6개, 배터리, 제어 기판으로 구성돼 있다. 핵심은 센서다. 로봇을 지탱해 주는 줄 자체가 잘 늘어나는 신축성 센서를 겸한다. 상온에서 액체 상태인 금속을 얇게 두 층으로 깔고 실리콘으로 감싸 만든 센서는 줄이 늘어나면 전기용량이 그에 비례해 커지면서 줄이 얼마나 늘어났는지 알려주는 방식이다. 여기에 관성측정장치가 막대마다 붙어 있어 트라이바는 자기 몸이 어떤 모양이고 어떤 방향으로 움직이고 있는지를 실시간으로 계산할 수 있다. 기존의 텐세그리티 로봇의 자세 추정은 대부분 외부 카메라나 로봇을 세워둔 정지 상태에서만 가능했다. 그렇지만 트라이바는 움직이는 도중에도 자기 상태를 확인할 수 있다. 연구팀은 트라이바를 잔디, 얼음, 자갈, 모래 위에서 주행 능력을 측정했다. 중력을 이용해 몸을 기울여 넘어지는 방식으로 이동하기 때문에 지면에 따른 속도 차이는 크지 않았다. 또 기존 텐세그리티 로봇의 최대 등반 경사는 24도였지만 트라이바는 28도의 오르막도 문제없이 이동했다. 가장 주목할 부분은 낙하 실험이다. 연구팀은 5.7m 다리 위에서 아스팔트 바닥으로 떨어뜨렸는데도 트라이바는 금세 형태를 회복하고 이동했다. 연구팀은 충격 저항성과 장애물 감지 능력, 제어 능력이 더 보완되면 현재 로봇으로 접근할 수 없는 환경에서 활용할 수 있는 기술이 될 것이라고 전망했다. 일반 로봇이라면 절벽을 만났을 때 우회 경로를 계산해야 하지만 텐세그리티 로봇은 그냥 굴러떨어진 뒤 가던 길을 계속 갈 수 있다는 것이다. 그렇게 되면 행성 표면의 크레이터 바닥을 탐사하거나 항공기에서 재난 지역으로 로봇을 투하하는 것도 가능해진다.

태양계 8개 행성은 수성과 금성을 제외하고 여러 위성을 거느리고 있다. 특히 목성은 미니 태양계라고 부를 만큼 큰 위성 네 개를 거느리고 있는데, 태양계의 내행성 (수성, 금성, 지구, 화성) 만큼 저마다 독특한 개성과 특징을 지니고 있다. 이 가운데서 과학자들의 관심을 집중시키는 천체는 두 번째 위성인 유로파다. 내부에 액체 상태의 바다가 있는 것으로 추정되기 때문이다. 여기에는 생명체가 존재할지도 모르기 때문에 현재 주요 관측 목표가 되고 있다. 하지만 생명체 가능성이 거의 없는 가장 안쪽 위성인 ‘이오’ 역시 독특함으로 치면 유로파에 뒤지지 않는다. 이오의 특징은 바로 태양계에서 보기 드문 활화산 위성이라는 점이다. 이오는 목성의 강한 중력과 다른 위성의 간섭으로 인해 내부가 잡아당겨졌다가 다시 팽창하는 조석 마찰 현상을 겪는다. 이 마찰열로 인해 내부의 암석이 녹고 화산이 분출하는 것이다. 미 항공우주국(NASA)의 목성 탐사 우주선인 주노는 목성 궤도 안쪽으로 이동하면서 2023년 12월 30일과 2024년 2월 3일 근접 비행에서 이오에 표면 약 1500㎞ 거리까지 접근해 관측을 진행했다. 미국 사우스웨스트 연구소의 주노 탐사선 책임 연구원인 스콧 볼턴과 동료들은 이 데이터를 분석해 이오 표면 아래 지열을 상세히 분석했다. 주노 탐사선의 주요 장비 중 하나인 마이크로파 복사계(MWR)는 본래 목성의 두꺼운 구름층을 뚫고 내부를 관측하는 목적으로 개발된 장비다. 적외선보다 긴 파장의 마이크로파는 물체를 더 깊이 투과할 수 있기 때문이다. 이후 과학자들은 이 장비를 유로파의 두꺼운 얼음 지각을 뚫고 관측하는 데 활용했다. 이오 표면은 암석이기 때문에 목성의 구름층이나 유로파의 얼음층처럼 깊이 투과할 순 없지만, 그럼에도 연구팀은 10m 깊이까지 내부 지열의 분포를 확인하는 데 성공했다. 그 결과 이오의 표면과 방출 에너지에 대한 중요한 정보를 확인할 수 있었다. 목성 궤도는 태양에서 멀기 때문에 매우 춥고 어두운 환경이다. 예를 들어 이웃 위성인 유로파 표면은 평균 영하 170도 미만으로 낮다. 이오 역시 표면은 차갑지만, 이번 관측에서 확인된 지열은 생각보다 높았다. 연구팀에 따르면 불과 1m 아래로만 들어가도 온도는 4도로 상승했다. 이는 지표 아래에서 분출하는 에너지의 양이 매우 많다는 의미다. 이렇게 온도가 높은 이유에 대해 연구팀은 이오 지각이 열전도율이 높은 물질로 구성되어 있거나 혹은 표면에 식어가는 용암류에 의한 열에너지일 가능성을 제기했다. 어느 쪽이든 이오 표면에서 나오는 열은 ㎡당 1~3와트로 지구 평균의 30배에 달했다. 이번 연구에서 밝혀진 또 다른 중요한 사실은 이오 표면이 매우 매끄럽고 균일하다는 것이다. 거대한 화산이 분출하는 환경을 생각하면 의외이지만, 이런 화산을 제외하면 용암으로 인해 표면 지형이 매우 균일하게 형성되어 마치 북미의 대평원 같은 지역이 많았다. 그리고 표면 물질의 밀도는 매우 낮아 단단한 암석보다 부석이나 솜털 같은 화산재에 더 가까운 구성을 지니고 있었다. 이번 연구는 생명체를 숨기고 있을지도 모르는 목성의 위성 유로파와 토성의 위성 엔셀라두스, 두꺼운 대기와 호수를 지닌 토성의 위성 타이탄처럼 이오 역시 흥미로운 비밀을 많이 간직한 위성이라는 사실을 보여준다. 주노가 거둔 과학적 성과는 2030년대 목성권을 탐사할 차세대 탐사선들에 의해 이어질 것이다.

머나먼 붉은 행성에서 ‘호기심’을 해결 중인 화성 탐사 로버 큐리오시티(Curiosity)가 벌집 모양으로 균열이 난 독특한 지형을 발견했다. 미 항공우주국(NASA)은 29일(현지 시간) 큐리오시티가 계곡 지형인 ‘발레 그란데’(Valle Grande)를 오르다 특이한 벌집 모양의 다각형 균열 지형을 발견했다고 밝혔다. 실제 공개된 사진을 보면 논바닥이 쩍쩍 갈라진 듯한 지형이 여기저기 펼쳐져 있는데, 각각의 지름은 약 4~8㎝에 달한다. 이에 대해 NASA 제트추진연구소 애쉬윈 바사바다 연구원은 “그간 큐리오시티가 수많은 매혹적인 풍경을 보내왔지만 이 다각형 지형은 정말 놀랍다”면서 “모양과 화학적 구성을 정밀하게 측정했으며 이 데이터를 통해 지형이 어떻게 형성됐는지 단서를 찾을 수 있을 것”이라고 기대했다. 다만 벌집 모양 지형이 생긴 이유에 대한 유력한 추정은 있다. 현재 큐리오시티가 오르고 있는 샤프산(Mount Sharp) 주위는 원래 물이 풍부한 호수였다. 진흙층이 물에 젖었다가 마르기를 수천, 수만 년 반복하는 과정에서 다각형 형태로 균열이 고착됐다는 추정으로 지구의 가뭄 든 논바닥과 같은 원리다. 이 사진은 지난 6월 19일과 20일, 화성에서 임무를 시작한 지 4930솔과 4931솔(SOL·화성의 하루 단위로 1솔은 24시간 37분 23초로 지구보다 조금 더 길다) 큐리오시티가 촬영한 것이다. 또한 인근에 우뚝 서 있는 미라플로레스(Miraflores)라는 별칭의 모래 언덕도 촬영됐는데 높이는 약 6m다. 소형차만 한 크기의 큐리오시티는 화성에 생명체가 있는지 ‘호기심’을 해결하기 위해 2012년 8월 5일 폭이 154㎞에 이르는 게일 크레이터 부근에 내려앉았다. 게일 크레이터 안에는 높이가 약 5500m에 달하는 샤프산이 우뚝 솟아 있는데, 큐리오시티는 지금까지 이곳을 오르며 탐사를 이어가고 있다. NASA에 따르면 약 14년의 근무 동안 큐리오시티는 총 37.4㎞ 이상을 이동했다. 이 기간에 큐리오시티는 화성의 지질과 토양을 분석해 메탄 등 유기물 자료를 확보하고 미생물이 살 만한 조건인지를 조사했다. 특히 큐리오시티는 오래전 화성 땅에 물이 흐른 흔적, 생명체에 필요한 메탄가스와 질산염 증거를 발견하는 큰 업적을 남겼다. 고대 화성이 생명체가 살 수 있었던 환경이라는 것을 과학적으로 증명한 것이다.

머나먼 붉은 행성에서 ‘호기심’을 해결 중인 화성 탐사 로버 큐리오시티(Curiosity)의 ‘고단함’이 사진으로 촬영됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 바퀴가 거의 부서질 정도로 큰 구멍이 난 큐리오시티의 현재 모습을 사진으로 공개했다. 사진을 보면 화성 표면을 굴러다니며 생긴 닳고 닳은 알루미늄 바퀴 일부가 찢겨나간 것이 확인되고 그 안의 부품도 훤히 드러난다. 이 사진은 지난 23일, 화성에서 임무를 시작한 지 4963솔(SOL·화성의 하루 단위로 1솔은 24시간 37분 23초로 지구보다 조금 더 길다)에 큐리오시티가 팔 끝에 달린 카메라 MAHLI(Mars Hand Lens Imager)로 직접 촬영했다. 이처럼 큐리오시티 ‘신발’에 구멍이 날 정도인 것은 그만큼 화성 탐사가 힘들다는 것을 보여주는 방증이다. 소형차만 한 크기의 큐리오시티는 화성에 생명체가 있는지 ‘호기심’을 해결하기 위해 지난 2012년 8월 5일 폭이 154㎞에 이르는 게일 크레이터 부근에 내려앉았다. 게일 크레이터 안에는 높이가 약 5500m에 달하는 ‘샤프산’(Mount Sharp)이 우뚝 솟아 있는데, 큐리오시티는 지금까지 이곳을 오르며 탐사를 이어가고 있다. NASA에 따르면 약 14년의 근무 동안 큐리오시티는 총 37.4㎞ 이상을 이동했다. 이 기간에 큐리오시티는 화성의 지질과 토양을 분석해 메탄 등 유기물 자료를 확보하고 미생물이 살 만한 조건인지를 조사했다. 특히 큐리오시티는 오래전 화성 땅에 물이 흐른 흔적, 생명체에 필요한 메탄가스와 질산염 증거를 발견하는 큰 업적을 남겼다. 고대 화성이 생명체가 살 수 있었던 환경이라는 것을 과학적으로 증명한 것이다.

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

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.

母항성 적색거성 때는 거리 멀어왜성 된 이후 공전 궤도 이동한 듯300만㎞까지 근접해 127도 고온태양 수명 마친 뒤 천체 미래 암시 태양은 태어난 지 46억년 된 중년의 별이다. 태양이 태어나서 죽기까지 안정적으로 빛나는 기간은 대략 100억년으로 추정된다. 50억년 뒤 태양은 중심핵의 수소를 모두 소진하고 지금보다 100배 이상 부풀어 큰 적색거성이 된다. 이후 바깥층이 벗겨져 나가면서 지구만 한 크기의 고밀도 잔해인 백색왜성만 남게 된다. 이 과정에서 수성, 금성, 그리고 어쩌면 지구까지도 적색거성에 삼켜져 사라진다. 지구는 태양의 생명이 끝나는 50억년 뒤보다 훨씬 이른 약 10억~20억년 이후에는 이미 생명이 살 수 없는 행성으로 변하게 될 것으로 추정된다. 그렇다면 지구보다 더 멀리 떨어진 목성, 토성 같은 거대 가스형 행성은 태양이 죽은 뒤 어떤 운명을 맞게 될까. 영국, 미국, 캐나다 공동 연구팀은 지구에서 약 80광년 떨어진 백색왜성을 도는 목성 규모의 행성에서 사상 처음으로 대기를 검출해 50억년 뒤 태양계가 맞을 운명을 엿보는 데 성공했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 7월 2일 자에 실렸다. 연구팀은 미국항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA), 캐나다우주청(CSA)이 함께 운용하는 제임스 웹 우주망원경(JWST)으로 죽은 별인 백색왜성 주변을 도는 목성 크기의 외계행성 ‘WD 1856b’가 백색왜성 앞을 가로지르는 통과 현상을 관측했다. 이를 통해 행성의 질량, 온도를 측정하고 행성 대기까지 검출했다. WD 1856b 행성은 2020년 외계행성 탐사 위성 TESS와 스피처 우주망원경으로 발견된 행성이다. 이 행성은 지구에서 80광년 떨어진 백색왜성 ‘WD 1856+534’ 주위를 돌고 있다. 크기는 목성만 하지만 행성이 공전하는 백색왜성은 크기가 지구 정도다. 행성이 모(母)항성보다 7배 크고, 지구-태양 거리의 50분의 1인 300만㎞에 불과하다. 백색왜성 주변을 이렇게 가깝게 돌면서 온전한 형태를 유지하는 행성은 WD 1856b가 처음이다. 그래서 연구자들은 ‘괴짜 행성’이라는 별명을 붙이기도 했다. 관측 결과, WD 1856b의 질량은 목성의 4.3~10.9배로 추정됐으며 행성의 온도는 처음 예상됐던 영하 113도가 아니라 영상 127도였다. 현재는 이만한 열을 낼 에너지원이 없다는 점에서 연구팀은 이 온도를 과거 어느 시점에 행성이 데워진 뒤 식고 있는 ‘잔열’로 보고 데워진 시점을 역산했다. 연구팀은 이를 바탕으로 두 가지 가설을 제시했다. 하나는 죽어 가던 모항성이 WD 1856b를 집어삼켰지만 그 안에서 살아남았다는 것이고, 다른 하나는 항성계의 다른 천체들의 중력 영향으로 행성이 적색거성의 영향권 밖으로 이동했다는 것이다. 분석 결과, 행성이 데워진 시점은 별이 백색왜성이 된 뒤 약 30억~55억년이 지난 때로 나타났다. 별이 적색거성 단계를 끝내는 과정은 길어야 수백만년에 불과해 그 시기에 삼켜졌다는 가설로는 이번 발견처럼 한참 뒤의 재가열을 설명하기 어렵다. 이에 연구팀은 행성이 적색거성 시기에는 먼 궤도에 안전하게 머물다가 한참 뒤 안쪽으로 끌려 들어오며 데워졌다는 ‘뒤늦은 궤도 이동’설이 더 유력하다고 결론지었다. 라이언 맥도널드 영국 세인트앤드루스대 교수는 “이번 연구에서는 죽은 별 주변 행성에서 처음으로 대기를 검출했다”며 “이를 통해 태양과 비슷한 질량의 별이 죽은 뒤 거대 행성이 맞을 운명을 처음으로 관측해 살펴봤다는 점에서 의미가 크다”고 설명했다.

천문학자들은 수천 개 이상의 외계 행성을 발견했다. 이 가운데 생명체가 살 수 있는 지구 같은 암석 행성도 제법 보고된 상태다. 하지만 실제로 이 행성 중 하나에 생명체가 산다고 해도 이를 입증하는 일은 쉽지 않다. 외계 생명체가 존재할 수 있는 환경인지 확인하기 위해서는 대기의 구성 같은 더 자세한 정보가 필요한데, 대부분의 외계 행성은 모항성보다 수십억 배 어두우며 상당수는 별에 너무 붙어 있어 직접 관측하기가 매우 어렵다. 제임스 웹 우주 망원경(JWST)처럼 현재 가장 강력한 우주 망원경으로도 쉽지 않은 일이다. 하지만 과학자들은 가능한 방법을 제안하고 있다. 그중 하나가 차세대 우주 망원경 중 하나인 ‘외계 행성 탐사를 위한 대형 간섭계’(Large Interferometer For Exoplanets·이하 LIFE)다. LIFE의 기본 개념은 하나의 큰 우주 망원경 발사가 어렵다면 작은 우주 망원경 여러 대로 대신하자는 것이다. 제임스 웹 우주 망원경도 100억 달러에 달하는 막대한 예산이 들어갔기 때문에 이보다 더 큰 우주 망원경 발사는 현실적으로 쉽지 않다는 인식에 바탕을 둔 대안이다. 작은 망원경 여러 대로 하나의 큰 망원경 같은 효과를 거두는 원리는 빛의 파동성을 이용한 ‘간섭계’(Interferometry)다. 간섭계는 두 개 이상의 빛의 파동이 만날 때, 그 위상(Phase·파동의 마루와 골의 위치)에 따라 빛이 강해지거나 약해지는 현상을 이용한다. LIFE는 여러 대의 우주선으로부터 들어온 빛의 위상을 정밀하게 조절해 중심 항성에서 오는 빛은 상쇄 간섭을 통해 제거하고, 항성에서 약간 벗어난 위치에 있는 행성에서 오는 빛은 보강 간섭을 통해 증폭하는 ‘눌 간섭계’(Nulling Interferometry) 원리를 활용한다. LIFE는 5대의 우주 망원경이 일정한 거리에서 편대 비행을 하면서 빛을 모아 외계 행성을 관측할 예정이다. 이 방법을 이용하면 지름 수십 미터에서 수백 미터의 거대한 망원경 같은 효과를 낼 수 있다. WM 켁 우주 연구소의 과학자들은 2040년대 추진을 목표로 LIFE 임무에 대해 최근 새로운 보고서를 발표했다. 이 보고서에 따르면 LIFE의 가장 큰 장점은 중적외선 파장대에서 관측을 진행한다는 점이다. 중적외선은 행성에서 방출되는 열에너지를 관측하는 데 유리하다. 사실 외계 행성에 액체 상태의 물이 있을 수 있고 거주 가능한 상태라는 것은 대부분 공전 궤도와 모항성의 밝기에 따른 추정에 불과하다. 직접 온도를 측정해야 생명체가 살 만한 온도인지 확인할 수 있는데, 중적외선 영역 관측 결과가 이 질문에 대한 해답을 제공할 수 있다. 이어 중적외선은 오존, 메탄, 물, 이산화탄소뿐만 아니라 생명 신호의 결정적 증거로 여겨지는 ‘포스핀’(Phosphine) 같은 분자들을 찾는 데도 유리하다. 한편 연구팀은 현재 나사가 구상 중인 차세대 외계 행성 관측 망원경인 HWO(Habitable World Observatory)와 LIFE가 예산 중복이 아니라 사실 서로를 보완하는 관계라고 강조했다. 나사의 HWO는 모항성의 빛을 가리는 코로나그래프를 이용한 우주 망원경으로 행성의 희미한 빛을 망원경으로 직접 포착한다. HWO가 가시광선과 자외선을 담당하는 대형 망원경이라면, LIFE는 중적외선 영역을 담당하는 간섭계다. HWO가 가시광선·자외선으로 행성을 보고, LIFE가 중적외선으로 행성의 온도와 대기 성분을 분석할 수 있다. 이는 같은 퍼즐의 서로 다른 조각을 맞춰서 전체 그림을 확인하는 것과 마찬가지다. 다만 두 프로젝트 모두 아직 막대한 예산 확보라는 실질적인 과제를 안고 있다. 2040년대에 두 망원경이 개발돼 발사되기 위해서는 지속적인 연구와 함께 안정적인 재원 마련이 필요하다. 두 망원경이 프록시마 센타우리 b 같은 주변 외계 행성을 직접 관측하기 시작하면, 이 넓은 우주에 우리 혼자인가라는 오랜 질문에 대한 결정적인 해답이 의외로 빠른 시점에 나올 수 있을지도 모른다.

호암재단이 다음달 4일 대전컨벤션센터에서 ‘노벨상·삼성호암상 수상자 청소년 특별강연회’를 개최한다고 24일 밝혔다. 이번 강연회에는 2019년 노벨 물리학상 수상자인 디디에 쿠엘로 스위스 취리히공대 교수와 2021년 삼성호암공학상 수상자인 조경현 미국 뉴욕대 교수가 강연자로 참여한다. 쿠엘로 교수는 ‘외계 행성 탐사’를, 조 교수는 ‘최신 인공지능(AI) 기술’을 주제로 강연할 예정이다. 재단은 지난해부터 전국 순회 형식으로 청소년 특별강연회를 확대 운영하고 있으며, 부산에 이어 올해는 대전에서 행사를 연다. 강연 후에는 청소년들과의 질의응답 시간도 마련된다. 강연회는 청소년과 대학생, 연구원, 교사 등 누구나 무료로 참석할 수 있으며, 호암재단 홈페이지를 통해 사전 신청할 수 있다. 행사 영상은 추후 호암재단 유튜브 채널을 통해 공개될 예정이다.

영화 ‘마션’은 화성 탐사 도중 혼자 남겨진 과학자가 고군분투하는 모습을 그리고 있다. 식량 확보를 위해 감자를 키우고 소변을 재활용해 물을 만드는 등 다양한 우주 생존법이 등장한다. 화성에서 생고생하는 모습을 보여주지만 우주에서 살아남는 것이 완전히 불가능할 것만 같지는 않다. ●일론 머스크 2050년 화성 이주 목표 스페이스X의 일론 머스크는 몇 년 전부터 인류의 화성 이주를 주장하고 있다. 대형 우주선을 활용해 2050년까지 화성에 100만명을 이주시키겠다는 원대한 꿈이다. 많은 사람이 ‘일론 머스크만 가능한 생각’이라며 치켜세우고 있지만 화성에 정착하려는 목적은 뭔지, 정착지 건설을 위한 마스터플랜은 있는지에 대한 질문이 빠져 있다. 미국에서 가장 유명한 과학 만화가인 잭 와이너스미스와 텍사스 라이스대 생명과학부 교수인 켈리 와이너스미스가 함께 쓴 이 책은 우주를 향한 막연한 낭만이나 우주 기술과 산업 발전에 대한 희망 대신 우주에 정착하는 것이 ‘정말’ 과학적으로 가능한지, 의학, 경제, 법, 정치적 문제는 없는지를 낱낱이 밝힌다. 저자들이 제시하는 문제는 아직 우주 기업가나 과학자들이 명확한 답을 내놓지 못하고 있는 것들이다. 사람들은 ‘제2의 지구’ 또는 ‘인류의 첫 우주 식민지’ 등의 미사여구를 동원해 화성 정착에 대한 장밋빛 전망을 펼친다. 그렇지만 화성 평균 기온은 영하 60도, 대기 밀도는 지구의 1%에 불과하고 토양에는 과염소산염 같은 독성 물질이 섞여 있다. 미소중력이 인체에 장기적으로 어떤 영향을 미칠지, 우주 먼지를 지속적으로 흡입하면 어떤 일이 벌어지는지에 대해서는 명확한 연구 결과가 없다. 저자들은 지금처럼 당장의 경제 논리나 국가 간 경쟁에 매몰돼 우주 탐사에 나선다면 우주는 인류에게 새로운 기회의 장소가 아니라 지구에서 반복했던 실수를 재현하는 곳이 될 가능성이 크다고 경고했다. 그래서 그들은 “우주 정착을 서둘러야 할 시급한 이유는 없다”라고 결론을 내리고 “정착했을 때 발생할 생물학적, 법적, 윤리적, 정치적 문제들에 대한 해법을 먼저 제시해야 한다”고 강조한다. 이들은 “지구 바깥 삶에 대한 희망을 버리라는 것이 아니라 그것을 진정 원한다면 현실에 있는 난제들을 있는 그대로 봐야 한다는 것”이라며 “다른 별에 가고 싶다면 더 많은 지식을 쌓고 더 책임감 있고 평화로운 성숙한 문명으로 발돋움하며 그럴 수 있는 자격(현명함)을 얻어야 한다”고 조언했다. ●생물·법·윤리·정치 문제 해법 제시해야 자연의 아름다움을 노래했던 미국 시인 로버트 프로스트가 ‘자작나무’라는 시에서 “지구는 사랑하기에 알맞은 곳. 이 세상보다 더 나은 곳이 어디인지 나는 알지 못한다”라고 읊었던 것처럼 아직까지는 인간이 걱정 없이 살 수 있는 행성은 지구이고 그 지구를 더 이상 아프게 하지 않도록 최선을 다하라는 것이 이 책이 주는 진짜 교훈 아닐까.

최근 과학자들은 수많은 외계 행성을 발견했다. 그 가운데 일부는 표면에 액체 상태의 물이 있을 수 있는 표면 온도를 지니고 있고 지구와 비슷한 암석 행성으로 추정된다. 따라서 우주 어딘가에 제2의 지구가 존재하고 이곳에 생명체가 살고 있을지 모른다는 기대가 커지고 있다. 하지만 과학자들은 제2의 지구에 가능성에 대해서 신중하게 접근하고 있다. 모항성으로부터 적절한 거리에 위치하고 질량이 지구와 비슷하다고 해서 무조건 생명체가 서식할 수 있는 행성이라는 보장은 없기 때문이다. 태양계 내 금성이 대표적인 사례다. 과거 과학자들은 금성의 두꺼운 대기 아래 열대 우림과 비슷한 환경이 있을 것으로 예상하기도 했으나, 실제 탐사 결과 확인된 것은 생명체가 살아남기 불가능한 고온 고압의 지옥 같은 환경이었다. 최근 비엔나에서 열린 유럽 지구과학 연합(EGU) 총회에서 스위스 취리히 연방 공과대학(ETH Zurich)의 션 조던 박사후 연구원을 비롯한 연구팀은 우주에 지구처럼 바다를 가진 거주 가능 행성보다 지옥처럼 뜨거운 금성형 행성이 약 두 배 더 흔할 수 있다는 결과를 발표했다. 연구팀은 지구화학 모델을 통해 행성의 초기 진화를 시뮬레이션한 결과 이런 결과를 얻었다. 연구팀의 시뮬레이션은 행성이 형성되는 초기 단계인 마그마 오션(용암 바다) 단계에서 금성처럼 이산화탄소가 지배적인 대기가 쉽게 형성된다는 점을 보여준다. 쉽게 말해 금성 같은 대기를 지닌 행성이 더 쉽게 생긴다는 것으로 금성이 ‘어느 날 갑자기’ 잘못된 방향으로 흘러간 것이 아니라, 오히려 지구가 예외적인 방향으로 진화했다는 이야기다. 물론 행성 생성 초기에는 지구도 예외가 아니어서 산소나 질소보다 이산화탄소가 풍부한 대기를 가지고 있었을 것으로 여겨진다. 지금처럼 이산화탄소가 적고 산소와 질소로 이뤄진 대기는 한참 후에 등장한 것으로 복잡한 대기 진화의 결과로 생성된 것이다. 과학자들은 이 복잡한 진화 과정에 대해서 많은 사실을 알아냈지만, 이런 대기 진화 과정이 일어나는 것보다는 초기 조건을 그대로 유지해 금성 같은 환경이 되는 경우가 더 쉬울 수밖에 없다. 따라서 우주에는 수많은 외계 행성이 있고 그 가운데는 지구와 조건이 비슷한 행성도 많지만, 상당수는 지구보다 금성을 닮았다는 연구팀의 주장은 나름 타당성이 있어 보인다. 하지만 시뮬레이션과 추정만으로 결론을 내리기 힘든 만큼 과학자들은 직접 외계 행성의 대기를 관측해 이 질문에 대한 답을 얻고 싶어 한다. 연구팀은 앞으로 차세대 우주 망원경과 금성 탐사 미션들이 궤도에 오르면, 수십 년에 걸쳐 은하가 더 많은 ‘살아남기 힘든 암석 행성’을 만들었는지, 아니면 장기적으로 거주 가능한 ‘지구 2.0’을 만들었는지에 대한 명확한 답을 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다.

일론 머스크의 우주기업 스페이스X가 기업공개(IPO)를 앞두고 차세대 초대형 우주선 ‘스타십 V3’의 시험비행에 성공하며 ‘초대형 재활용 우주선’에 대한 기대를 높였다. 22일(현지시간) 스페이스X는 미국 텍사스주 스타베이스에서 인류 역사상 가장 큰 로켓으로 불리는 스타십 V3를 발사했다. 스타십은 스페이스X가 화성 유인 탐사와 달 기지 건설 등을 목표로 개발 중인 차세대 완전 재사용 우주선이다. 이번 발사는 12번째 시험비행이자 전면 재설계된 3세대 모델의 첫 비행이었다. 스타십 V3는 길이 124ꏭ로 기존 모델보다 더 길고 엔진 출력도 강화됐다. 부스터(1단 추진체)의 격자 날개와 연료 이송관, 우주선 내부 컴퓨터·항법 장치·카메라 성능 등도 대폭 개선됐다. 달 탐사를 위해 우주선끼리 연결할 수 있는 ‘도킹 장치’도 새롭게 탑재됐다. 스타십 V3는 이날 지구 준궤도 진입 후 모형 스타링크 위성 22기를 성공적으로 사출했고, 우주 비행 전 과정을 실시간 영상으로 전송했다. 이어 약 1시간 뒤 인도양 목표 지점에 정확히 착수하며 비행을 마쳤다. 스타십 V3는 21일 시험 발사를 시행할 예정이었으나 발사탑 기계 팔의 결함으로 스페이스X는 비행을 하루 연기했다. 다만, 기술적 과제는 일부 남았다. 1단 추진체 ‘슈퍼 헤비’는 분리 이후 멕시코만으로 하강했지만, 기체를 세운 채 착수하는 ‘제어 착수’에는 실패했다. 스타십 본체 역시 6개 엔진 가운데 1개가 점화하지 않는 문제가 발생했다. 스타십 비행 성공은 다음달 예정된 스페이스X IPO와 맞물려 있다. 스페이스X는 최근 미국 증권거래위원회(SEC)에 투자설명서를 제출하고 나스닥 상장을 추진 중이다. 회사는 IPO를 통해 최대 750억 달러(약 112조원)를 조달하고, 기업가치는 최대 1조 7500억 달러(약 2635조원)에 이를 것으로 기대하고 있다. 투자설명서에는 “궁극적으로 달과 다른 행성(화성)에 도시를 건설하겠다”는 비전도 담겼다. 다만 재무 부담과 지배구조 논란은 부담 요인으로 꼽힌다.

뤽 베송 성폭행 의혹 다시 수면 위로8년 전 호텔방에 함께 있던 두 사람“정신 잃고 성폭행” vs “강제 아냐”법적 공방 끝에 3년 전 무혐의 종결판로이, DNA 분석 내며 재수사 요청 영화 ‘레옹’으로 세계적으로 유명한 프랑스 감독 뤽 베송(67)으로부터 성폭행을 당했다고 주장한 배우 산트 판로이(38)가 해당 의혹이 무혐의로 최종 종결된 지 3년 만에 재수사를 요청하고 나섰다. 프랑스 검찰은 판로이의 요청을 지지했다. 12일(현지시간) 일간 르몽드, 탐사보도매체 메디아파르 등 보도에 따르면 파리 항소법원은 다음달 2일 베송의 성폭행 의혹 사건 재수사 요청을 심리할 예정이다. 판로이는 최근 프랑스 사법부에 성폭행 피해 당일 자신이 입었던 속옷의 DNA 분석 결과를 새롭게 제출하면서 이 사건 재수사를 요청했다. 프랑스 검찰은 네덜란드의 한 연구소에서 진행된 속옷 DNA 분석 결과에 대해 “혐의를 입증할 수 있는 새로운 요소”라면서 재수사는 정당화할 수 있다고 판단하는 것으로 전해졌다. 판로이는 2017년 당시 프랑스 영화사상 최대 제작비를 들인 SF 영화 ‘발레리안: 천 개 행성의 도시’에 단역으로 출연하며 베송과 알게 됐다. 그러다 2018년 5월 18일 오전 판로이는 파리 경찰에 베송으로부터 성폭행을 당했다며 고소장을 제출했다. 두 사람은 2018년 5월 17~18일 사이에 파리의 한 호텔에 함께 있었는데 18일 오전 1~2시쯤 “극도로 폭력적인 방식”의 성폭행을 당했다는 게 판로이의 주장이었다. 그는 호텔 방에서 베송이 자신의 차에 무언가를 넣었고 이후 정신을 잃은 상태에서 성폭행을 당했으며, 잠에서 깨어났을 때는 베송은 쪽지와 소액의 돈을 남기고 호텔을 떠난 상태였다고 했다. 하지만 베송의 주장은 달랐다. 그는 당시 “아내와 아이들을 배신했다”며 판로이와 관계를 하는 “실수”는 있었다고 인정했다. 그러나 “나는 판로이를 위협한 적이 없다. 약물을 투입한 적도 없다”며 강제성은 없었다고 혐의를 부인했다. 프랑스 검찰은 이 사건을 증거 불충분으로 불기소 처분했다. 판로이 측은 증거를 보강해 다시 기소하면서 법적 공방을 이어갔으나, 2023년 사건은 무혐의로 최종 종결된 바 있다.

영원히 그 자리에서 태양 주위를 공전할 것 같은 태양계 행성들도 사실은 초기에는 자주 위치를 이동했던 것으로 생각된다. 태양계 초기에는 지금보다 행성급 천체가 많았는데, 이들이 충돌하거나 이탈하면서 현재의 태양계를 형성했기 때문이다. 예를 들어 원시 지구는 ‘테이아’(Theia)라는 화성 크기의 행성과 충돌한 후 현재의 지구와 달을 형성했다. 그리고 이 과정에서 궤도도 약간 변했을 것으로 추정된다. 하지만 태양계가 안정화된 후 행성들은 현재의 위치에 자리 잡았고, 수십억 년 이상 그 자리에서 안정적으로 태양 주변을 공전하고 있다. 과학자들은 다른 행성계도 같을 것으로 생각해왔다. 하지만 뉴멕시코 대학교, 코트다쥐르 천문대(Observatoire de la Côte d’Azur), 유럽우주국(ESA)의 과학자들을 포함한 대규모 국제 연구팀은 예상치 못한 예외적 상황을 관측했다. 연구팀은 나사의 외계행성 관측 위성인 TESS와 남극에 있는 ASTEP 망원경을 이용해 ‘TOI-201’이라는 외계 행성계를 관측했다. TOI-201은 서로 다른 세 개의 행성으로 구성되어 있다. 하나는 5.8일 주기로 항성을 공전하는 “슈퍼지구”이고, 다른 하나는 목성 질량의 절반에 해당하는 가스 행성으로 53일 주기로 공전한다. 마지막으로 목성보다 16배나 무거운 거대한 외행성이 약 8년 주기의 타원형 혜성 같은 궤도를 따라 공전하는데, 이는 사실 행성보다 큰 갈색왜성급 천체라고 할 수 있다. 일반적으로 목성 질량의 13배가 넘으면 불안정해도 핵융합 반응이 조금 일어날 수 있어 행성이 아닌 갈색왜성으로 분류한다. 태양계와 달리 이렇게 다양한 천체로 구성된 행성계는 우주에 드물지 않다. 하지만 각 행성의 공전 주기를 분석한 과학자들은 정말 드문 현상을 발견했다. 외계 행성 TOI-201b가 항성 앞을 지나가는 시간이 갑자기 30분 정도 늦어진 것이다. 공전주기 53일에서 차지하는 비중은 크지 않더라도 목성 질량의 절반 혹은 토성보다 더 무거운 행성의 궤도가 관측 가능할 정도로 변한 것이기 때문에 놀라운 일이 아닐 수 없다. 과학자들은 가장 가능성 높은 이유로 가장 무거운 외곽 천체인 TOI-201c의 중력을 들었다. 이 천체는 무겁기만 한 것이 아니라 혜성처럼 길쭉한 타원궤도를 돌고 있다. 따라서 주기적으로 내부 행성에 한쪽 방향으로 중력을 행사할 수 있다. 그 결과 행성의 궤도가 크게 변한 것이다. 이는 오래된 행성계는 궤도가 안정적일 것이라는 상식을 뒤집는 결과다. 이번 발견이 가능했던 가장 중요한 이유는 바로 남극에 설치된 ASTEP(남극 외계행성 탐사) 망원경 덕분이다. 니스의 코트다쥐르 천문대가 주도하고 버밍엄 대학교 및 유럽우주국(ESA)의 협력해 설치한 망원경인데 주경 40㎝의 비교적 작은 망원경이지만, 독특한 위치 덕분에 다른 지상 망원경은 불가능한 관측이 가능하다. ASTEP은 해발 3233m 높이의 남극 고원의 콩코르디아 연구 기지에 설치됐는데, 다른 어떤 인간 거주지에서도 600㎞ 떨어져 있어 국제우주정거장(ISS)보다도 더 외딴곳에 위치해 관측에 방해되는 불빛이 없다. 여기에 남극에서 몇 달간 해가지지 않는 극야 현상과 높은 해발 고도 덕분에 대기 간섭을 최소화하면서 장시간 동안 중단 없이 관측할 수 있다. 이는 별의 미세한 밝기 변화를 장시간에 걸쳐 찾아내는데 적합해 공전 주기가 53일인 TOI-201b의 주기 변화를 포착한 것이다. 과학자들은 TOI-201 시스템의 움직임이 매우 불안정해서 행성들이 곧 항성 앞을 일렬로 늘어서는 현상이 멈출 것이라고 보고 있다. 아마도 200년 후에는 세 행성 중 두 행성만이 지구에서 관측 시 항성 앞을 지나가는 모습을 보일 것으로 예상된다. 앞으로도 ASTEP 같은 새로운 개념의 망원경이 독특한 외계 행성들을 계속 찾아낼 것으로 기대된다.

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.

잔잔한 호숫가에 가벼운 산들바람이 불자 갑자기 큰 파도가 천천히 밀려드는 모습을 상상해 보자. 단 장소는 지구가 아니다. 바로 토성의 위성 타이탄의 이야기다. 타이탄에는 놀랍게도 큰 호수가 존재한다. 다만 물이 아니라 메탄과 에탄 같은 천연가스 성분이 액체 상태로 존재한다. 타이탄의 표면 온도는 평균 영하 179.00도로 매우 낮기 때문에 물은 암석처럼 단단한 얼음 상태로 존재하며 메탄가스도 액체 상태로 존재할 수 있다. 과학자들은 이 액체 탄화수소 호수에 어쩌면 생명체의 근간이 되는 복잡한 탄화수소가 존재할 수 있다고 보고 이 호수를 탐사할 계획이다. 미래 타이탄 탐사 계획 가운데는 잠수함이나 배 형태의 탐사선을 보내는 것도 포함되어 있다. 하지만 타이탄의 호수에서 임무를 수행할 수 있는 탐사선을 만들려면 파도의 높이나 액체의 점성 등 여러 특징을 먼저 파악해야 한다. MIT 지구 대기 행성학과(EAPS)의 우나 슈넥 박사과정 연구원을 비롯한 과학자들은 외계 행성의 바다와 호수에서 파동이 어떻게 형성되는지 예측하는 ‘플래닛 웨이브(PlanetWaves)’ 모델을 만들어 이 질문에 대한 답을 찾았다. 연구팀은 다양한 온도, 밀도, 물질, 중력 상태에서 파도의 상태를 모델링한 후 이를 북미의 슈피리어 호수에서 20년간 수집된 방대한 부표 데이터를 이용해 검증했다. 참고로 타이탄의 큰 호수들은 북미의 오대호와 견줄만한 크기를 지니고 있어 지구에서 가장 적당한 비교 대상이다. 슈피리어 호의 실측 데이터를 플래닛 웨이브 모델에 넣어 검증한 결과 주어진 풍속에서 파도가 얼마나 높이 일어날지 정확히 예측하는 것으로 나타났다. 이 모델을 타이탄에 적용한 결과, 타이탄의 파도는 과거 생각과는 달리 매우 큰 것으로 드러났다. 타이탄의 중력이 지구보다 약할 뿐 아니라 액체의 밀도가 물보다 낮기 때문이다. 연구팀에 따르면 잔잔한 바람으로도 3m에 달하는 높은 파도가 생길 수 있다. 다만 파도의 속도는 느려서 만약 실제로 타이탄의 표면에서 파도를 보면 슬로우 모션으로 서서히 다가오는 큰 파도를 보게 될 것이라는 게 연구팀의 설명이다. 이는 나중에 타이탄 호수 탐사선을 개발할 때 중요한 정보가 될 수 있다. 물론 타이탄의 파도는 탐사선 개발뿐 아니라 타이탄의 호수 지형을 이해하는 데 중요한 열쇠가 될 수 있다. 지구에서는 강이 바다와 만나는 곳에 삼각주가 흔히 형성되지만, 타이탄에는 강과 해안은 많음에도 불구하고 뚜렷한 삼각주 지형이 드문 편이다. 어쩌면 강한 파도가 그 원인일 수 있어 앞으로 실제 탐사 결과가 주목된다. 추가적으로 연구팀은 타이탄에서 연구를 마치지 않고 외계 행성의 바다와 액체에서 어떤 파도가 생기는지도 분석했다. 그 결과 파도의 크기는 조건에 따라 천차만별인 것으로 나타났다. 예를 들어 ‘차가운 슈퍼지구’인 LHS1140b는 지구의 중력보다 훨씬 강한 중력을 가지고 있어, 동일한 강도의 바람이 불어도 파도는 훨씬 작게 형성되는 것으로 나타났다. 하지만 중력이 지구와 비슷하다고 해서 반드시 더 큰 파도가 생기는 것은 아니다. 지구와 비슷한 중력을 가진 케플러-1649b는 호수의 액체가 물보다 밀도가 높은 황산이기 때문에, 잔물결조차 일으키려면 막대한 에너지의 바람이 필요한 것으로 나타났다. 가장 극단적인 경우는 용암 행성인 55-Cancri e로, 지구에서 허리케인급의 강풍이 불더라도 용암의 높은 점성과 밀도 때문에 파도는 몇 센티미터 높이에 불과할 것으로 예상됐다. 물론 현재 과학기술로는 외계 행성의 파도를 직접 관측하기 어렵지만, 타이탄은 앞으로 많은 탐사가 예정된 위성이기 때문에 가까운 미래에 이를 직접 확인할 가능성이 높다. 화성 헬리콥터 인제뉴어티가 최초로 지구 밖에서 동력 비행에 성공한 것처럼 미래 타이탄 탐사선이 지구 밖에서 최초로 항해에 성공한 역사를 만들 날을 기대해 본다.

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.