허블 우주망원경으로 100년 동안 관측할 범위를 한 달 만에 관측할 수 있는 최신형 우주망원경이 발사됐다. 미국 항공우주국(NASA)은 지난 30일(현지 시간) 오전 7시 26분 플로리다주 케네디 우주센터에서 ‘낸시 그레이스 로먼 우주망원경’ 발사에 성공했다고 밝혔다. 로먼 망원경은 허블, 제임스 웹에 이어 미국이 발사한 3번째 최신형 우주망원경이다. 개발 기간은 약 10년으로 약 43억 달러(약 5조 9362억원)의 개발비가 투입됐다. 로먼 우주망원경은 길이 12.7m, 폭 4m로 허블 우주망원경과 비슷한 크기이고 반사 거울의 지름도 2.4m로 허블과 같다. 그렇지만 허블 망원경보다 1000배 이상 빠르게 우주를 관측할 수 있고 시야각은 최소 100배 넓은 300메가픽셀 카메라를 탑재했다. 로먼 우주망원경의 광시야 관측기는 대형 적외선 검출기 18개를 모자이크처럼 배열해 우주를 촬영하게 된다. 로먼 우주망원경은 지구 궤도를 돌며 기기 점검을 마친 뒤 3개월 정도의 여정을 거쳐 목적지인 지구에서 태양 반대쪽으로 약 150만㎞ 떨어진 제2라그랑주점(L2)에 안착한다. 내년 초 첫 관측 사진을 전송할 예정이다. 과학자들이 로먼 우주망원경에 기대하는 것은 우주 가속 팽창의 원인으로 지목되는 암흑 에너지와 은하 등 우주 구조 형성에 영향을 미치지만 눈에 보이지 않는 암흑 물질에 관한 새로운 데이터 확보다. 이와 함께 태양계 밖 외계 행성 탐사도 수행하게 된다.

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.

우리 은하 중심에는 태양 질량의 400만 배에 달하는 초거대 질량 블랙홀이 있다. 보통 은하계마다 한 개씩 존재하는 초거대 질량 블랙홀은 은하계에서 가장 많은 물질이 모이는 중심부에 형성되며 강력한 중력으로 은하계 전체에 영향을 미치는 중요한 존재다. 나라로 치면 한가운데 있는 수도라고 할 수 있다. 그런데 과학자들은 종종 은하 중심 블랙홀이 제 위치에서 이탈하는 경우를 관측한다. 가장 흔한 경우는 두 은하가 충돌하는 경우다. 은하 역시 고유한 속도와 방향으로 우주를 이동하는데, 이 과정에서 두 은하가 충돌해 더 거대한 은하를 형성하면서 은하가 점점 커진다. 이 경우 은하 중심에 있던 초거대 질량 블랙홀은 일시적으로 두 개가 되지만, 대개는 서로의 강력한 중력에 이끌려 다가간 후 하나의 더 거대한 블랙홀로 합쳐지면서 다시 은하에는 한 개의 초거대 질량 블랙홀만 남게 된다. 하지만 질량과 충돌 속도 같은 조건이 우연히 맞는 경우 두 블랙홀이 서로 합체되는 대신 작은 쪽이 은하 밖으로 튕겨 나가는 일도 생길 수 있다. 이 경우 밖으로 탈출한 초거대 질량 블랙홀은 거의 아무 물질도 없는 우주를 방랑하는 검은 구멍이 된다. 이렇게 흡수하는 물질이 없는 블랙홀은 아무리 좋은 망원경으로도 관측하기 힘들다. 방법은 충격파나 중력 렌즈 효과 같은 간접 현상을 관측하는 것뿐이다. 물론 이는 매우 드문 일이지만, 3년 전 과학자들은 제임스 웹 우주 망원경과 허블 우주 망원경을 이용해서 우주를 방랑하는 초거대 질량 블랙홀인 ‘RBH-1’을 포착하는 데 성공했다. 투시프 이스람이 이끄는 미국 캘리포니아대 산타바바라 캠퍼스(UCSB) 카블리 이론물리학 연구소(KITP)와 텍사스대 오스틴 캠퍼스의 과학자들은 RBH-1이 거대한 질량에도 은하계를 탈출한 이유를 분석했다. RBH-1은 최대 추정 질량이 태양 질량의 2000만 배에 달하는 거대한 질량을 지닌 블랙홀이다. 그럼에도 초속 1000㎞가 넘는 엄청난 속도로 이동하는 중이다. 그 이유를 알기 위해 연구팀은 정교한 시뮬레이션을 시행했다. 연구팀에 따르면 이렇게 큰 질량을 지닌 블랙홀을 우주로 튕겨 낼 수 있는 존재는 더 거대한 블랙홀뿐이다. 분석 결과에 따르면 RBH-1이 대략 1대6 비율의 질량 비를 지닌 더 거대한 블랙홀에 가까이 다가갈 때 우연히 탈출 궤도로 진입한 것으로 나타났다. 이때 더 거대한 블랙홀은 매우 빠르게 자전하면서 흔들린 것으로 추정된다. 이런 떠돌이 블랙홀은 생각보다 많을 가능성도 있다. 우리 은하를 비롯한 수많은 은하가 충돌과 합체 과정을 겪으면서 커진 만큼 그 과정에서 탈출한 블랙홀의 숫자가 제법 있을 가능성도 있는 것이다. 연구팀은 현재 발사를 앞둔 낸시 그레이스 로만 우주 망원경이나 현재 개발 중인 레이저 간섭계 우주 안테나(LISA)같은 우주 기반 중력파 관측 장비가 본격 활약하면 더 많은 사례들이 발견될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

보통 은하계에서 가장 큰 블랙홀이 있는 장소는 은하의 중심이다. 은하계의 중심부는 가장 많은 물질이 모이는 장소이고 가장 거대한 블랙홀을 키울 수 있는 막대한 양의 가스가 존재한다. 우리 은하 중심에는 태양 질량의 400만 배에 달하는 ‘초거대 질량 블랙홀’(SMBH)이 존재하며 인류가 처음으로 모습을 포착한 블랙홀로 알려진 M87 은하의 초거대 질량 블랙홀은 태양 질량의 65억 배에 달하는 거대한 크기를 지니고 있다. 하지만 과학자들은 이론적으로 초거대 질량 블랙홀이 은하 중심에서 벗어날 수 있다는 점을 알고 있다. 두 개의 은하가 충돌할 때 두 개의 초거대 질량 블랙홀 역시 중력에 의해 가까이 다가가서 결국 합체되지만, 여러 조건이 맞으면 서로 공전하는 형태로 한동안 공존할 수 있기 때문이다. 다만 은하 중심에 있지 않은 초거대 질량 블랙홀은 많은 물질을 흡수할 수 없기 때문에 직접 관측하기가 힘들다. 노스캐롤라이나 대학교 채플힐 캠퍼스의 과학자들은 매우 드문 현상인 ‘조석 파괴 현상’(TDE)을 포착해 이런 떠돌이 초거대 질량 블랙홀의 존재를 알아냈다. 조석 파괴 현상은 별이 거대한 블랙홀로 빨려 들어가면서 파괴되는 현상으로 이 과정에서 막대한 에너지를 방출하기 때문에 훨씬 밝게 빛나는 블랙홀을 관측할 수 있다. 지금까지 과학자들은 은하 중심 블랙홀에서 100건 이상의 조석 파괴 현상을 관측했다. 하지만 연구팀이 발견한 ‘TDE 2025abcr’은 은하 중심에서 3만 광년이나 떨어진 장소에서 관측됐다. 이는 광학적으로 관측된 조석 파괴 현상 중 은하 중심에서 가장 먼 거리에서 관측된 것이다. TDE 2025abcr에 대해서 더 자세히 알아내기 위해 연구팀은 칠레에 있는 SOAR(Southern Astrophysical Research) 망원경을 이용해 추가 관측을 진행했다. 그 결과 이 초거대 질량 블랙홀이 은하 중심에서 3만 광년 떨어져 있고 태양 질량의 100만 배에 달하는 블랙홀이라는 사실을 확인할 수 있었다. 아마도 떠돌이 초거대 질량 블랙홀은 과거 은하 충돌로 인한 것으로 생각된다. 연구팀에 따르면 조석 파괴 현상이 아니라면 현재 관측 기술로 이렇게 중심에서 떨어져 숨어 있는 블랙홀을 발견하기는 매우 어렵다. 이번 연구에는 최근 활용도가 높아지고 있는 인공지능(AI) 도구가 활용됐다. 연구팀은 방대한 우주 관측 데이터 가운데 조석 파괴 현상을 빠르게 식별하기 위해 메릴랜드 대학교와 나사 고다드 우주비행센터의 연구팀이 개발한 ‘tdescore’라는 AI 분류 도구를 사용했다. 최근 관측 기술 발전으로 인해 엄청난 양의 데이터가 쏟아지고 있는데, 이 데이터를 자동으로 분류하고 과학적 가치가 높은 현상을 식별하는 데 AI 분석 도구가 큰 도움을 주고 있다. 연구팀은 앞으로 이런 숨은 초거대 질량 블랙홀이 대거 발견될 것으로 기대하고 있다. 나사의 차세대 우주 망원경인 낸시 그레이스 로만 우주 망원경이 발사를 앞두고 있기 때문이다. 낸시 그레이스 로만 우주 망원경은 한 번에 허블 우주 망원경보다 100배나 많은 데이터를 수집할 수 있기 때문에 드물게 발생하는 조석 파괴 현상도 더 많이 발견할 수 있다. AI의 힘을 빌리면 방대한 데이터에서 의미 있는 사건들을 식별하는 일도 훨씬 빠르게 진행할 수 있다. 데이터의 양이 많아질수록 과학에서 AI의 역할은 더 커질 것이다.

과학소설(SF)은 ‘예언의 문학’이다. 아직 현실이 아닌 이야기를 마치 오늘 벌어진 것처럼 그린다. 우리에게 익숙한 SF는 소설이지만, 꼭 그럴 필요는 없다. 시(詩)도 충분히 과학적이고, 예언적일 수 있다. SF소설뿐만 아니라 ‘SF시’도 가능하다. SF 전문 출판사 허블이 최근 출간한 앤솔러지 ‘SF 소설x시’는 이런 생각에서 기획된 시리즈다. 소설가와 시인이 짝을 이뤄 소설 한 편, 시 일곱 편을 쓰고 한 권의 책으로 엮었다. ‘외계 생물의 잠’(이유리·신이인), ‘선 끝에’(천선란·임솔아), ‘천사가 지구 옆을 스쳐 갈 때’(김희선·김승일), ‘출력되는 마음’(예소연·유선혜), ‘청포도를 줄게’(현호정·임승유)까지 시리즈는 총 다섯 권으로 구성됐다. 허블은 “SF란 하나의 장르나 형식이라기보다 세계를 바라보는 하나의 태도에 가깝다”며 “열 사람은 바로 그 태도 하나만을 공유한 채 각자의 글을 써나갔다”고 기획 의도를 밝혔다. “놀라운 것은 이 작은 생물에게 ‘완전기억력’이 있다는 점이다. 냐츠는 숙주가 보고 듣고 느끼는 모든 것을 동시에 함께 감각하며, 그것들을 전부 정확하게 기억한다. 그리고 숙주가 필요할 때마다 적절한 기억을 끄집어내서 숙주의 뇌로 전달해 준다.”(이유리, ‘냐츠’ 부분) “미래의 나는 물레가 짓던 궤도 밖으로 날았고 외계인이 되어 흉흉한 손가락을 내보일 때마다 그를 떠올렸다. 원망했다. 욕도 했다. 그러나/ 사실은 그가 그 시기를 견디지 못했을까 봐 너무도 무서웠다.”(신이인, ‘실 뭉치’ 부분) ‘외계 생물의 잠’에 실린 이유리 소설 ‘냐츠’와 신이인 시 ‘실 뭉치’ 일부다. 이유리는 숙주의 기억을 생생하게 되살리는 능력이 있는 우주 생물 ‘냐츠’를 통해 인간에게 기억이 축복인지 저주인지 질문한다. 한편 신이인의 시편들은 ‘나’의 바깥에서 나를 규정하려는 목소리에 저항한다. ‘외계 생명체’라는 하나의 단어에서 서로 다르게 뻗어나간 문장들이 서로 겹치고 엇갈리기를 반복하며 색다른 재미를 준다. 직업과 가치관에 관한 프롬프트를 개인의 의식에 삽입하는 기술이 상용화된 세계의 이야기를 다루는 예소연 소설 ‘월룽’은 내 몸에 들어와 나를 바꾸는 존재들을 포착한 유선혜의 시편들과 함께 묶였다. 각 권에는 소설가와 시인이 서로의 작품을 읽은 뒤의 감상과 SF문학이 무엇인지에 관해 나눈 짧은 인터뷰가 실렸다. ‘현실이 오히려 SF를 앞지르는 것 같다’는 질문에 대한 소설가 천선란의 대답이 무게감 있게 읽힌다. “SF는 예언적인 장르임과 동시에 현실을 낯설게 보게 하는 장르이기도 하죠. 예언은 언제나 현재를 담고 있고, 우리가 그 예언 속에서 미래가 되어버린 현재를, 가까이 있어 제대로 마주하지 못했던 현실을 한눈에 바라볼 수 있게 해 줘요. … 우리의 상상이 쉴 때조차 현실은 흐르기에 언제나 현실이 SF를 앞선다고 생각해요.”

제목은 직장인 공감 에세이인가 하는 생각이 들게 하는데, 읽어보니 근미래의 게임회사를 배경으로 한 ‘직장인 스릴러’로 다가온다. 기술이 발전하면 일하는 삶도 나아질까 싶지만 조직의 진화 방향은 늘 그랬듯 성과를 더 집요하게 따지고 그 수치로 환산한다. 쓸모를 증명해야 하는 직장인의 고충은 한결같다. 물리학을 전공한 박선영 작가는 수 광년의 시공간을 사이에 둔 소녀와 외계 존재의 우정을 그린 단편 ‘개인의 우주’(2024년 한국과학문학상 중단편 우수상), 데카르트의 꿈에 웜홀을 포갠 웹진 연재작 ‘멜론, 웜홀 그리고 철학자’를 통해 과학적 상상력을 보여줬다. 그 감각이 이번엔 노동이라는 가장 현실적인 고민과 만났다. 소설 속 배경이 된 게임회사 텔루즈게임즈는 일하는 직원들은 머리에 ‘BCI’ 시스템을 씌운다. 뇌파를 실시간 분석해 집중도, 피로도, 업무 시간 초과 여부 등을 데이터로 환산한다. 처음에는 뇌파만 진단했지만 인간에게 필요한 자극을 주도록 기술력이 높아졌다. 2년 차 사원 진하는 처우 좋은 게임회사에서 ‘집중력 97퍼센트: 초록색’을 좇으며 하루를 빈틈없이 쪼개 살았다. 그러던 어느 날 팀이 해체되고 진하는 40여년 전 출시돼 사실상 방치된 가상 세계 게임 ‘황금의 나라’ 팀으로 밀려났다. BCI 기록조차 쓰지 않는 이 팀에서 팀장 태경과 대리 규영은 컬러링북을 칠하고 비눗방울을 불며 ‘느낌 가는 대로’ 일한다. 생산성 없이 존재하는 두 사람을 보면서 ‘지박령’이라는 단어를 떠올린 진하는 “순간, 뒷골이 서늘해지며 등줄기가 쭈뼛”(71쪽) 서는 느낌을 받으며 생존의 길을 찾는다. ‘황금의 나라’를 다시 걷고 손익을 따지지 않는 시간을 보내며 진하는 문득 깨달았다. 열두 살에는 마을 상점을 구경하기만 해도 웃음이 터졌는데 언제부턴가 비교, 불안, 조급함 같은 불순물이 삶에 끼어들었다. 사람을 저울질하고 관계를 계산하던 자신도 되돌아본다. “아무것도 안 하고 월급 받으면 좋겠다”는 말 자체도 일이 있는 자만이 가질 수 있는 부러움이지, 성과조차 낼 기회가 없는 사람에게는 사치나 다름없는 말이다. 조직 바깥에 놓인 시간이 사람을 어떻게 변하게 하는지, 진하의 시선을 따라 바라보게 된다. IT업계에서 일했던 작가의 경험이 곳곳에 녹아 있는 ‘직장 리얼리즘’이 선뜩선뜩하다. “애초에 길을 안 정해요. 그러면 잃을 길이 없더라고요.”(238쪽) 앞날이 보이지 않아 불안하지 않으냐는 진하의 물음에 규영이 내놓는 대답은 효율로 환산되지 않는 삶의 일부를 긍정하는 소설의 태도를 압축한다. ‘그러니 열심히 일할 필요가 없다’는 게 아니라 ‘그래서 우리에겐 여백이 필요하다’는 의미다.

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.

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.

36년 동안 우주의 심연을 들여다보고 있는 허블우주망원경(Hubble Space Telescope·이하 허블)의 모습이 또 다른 위성에 포착됐다. 지난 24일(현지시간) 미국 위성업체 밴터(Vantor)는 ‘월드뷰 리전’ 위성이 촬영한 허블의 모습을 소셜미디어 엑스에 공개했다. 이 사진에는 인류 역사상 가장 상징적인 과학 장비로 꼽히는 허블이 생생하게 담겨 있다. 사진에는 은빛으로 빛나는 허블 특유의 원통형 본체와 열 차폐막, 태양전지판 그리고 망원경 앞쪽의 열린 개구부까지 선명하게 담겼다. 놀라운 점은 지상에 떠 있는 허블을 또 다른 위성이 촬영했다는 사실이다. 허블은 약 547㎞ 상공에서 시속 2만 7000㎞라는 속도로 지구 궤도를 돌고 있는데, 이를 월드뷰 리전이 포착한 것으로 둘 사이의 거리는 61.80㎞다. 특히 이날 밴터가 허블 사진을 공개한 이유가 있다. 바로 허블이 발사된 지 36주년이 되는 날이기 때문이다. 밴터는 “30년이 넘는 세월 동안 허블은 우주에 대한 우리의 이해를 넓혀주었으며 획기적인 과학적 발견을 통해 계속해서 영감을 주고 있다”며 축하했다. 허블은 1990년 4월 24일 미 항공우주국(NASA)의 디스커버리호에 실려 우주로 날아올랐다. 36년째 97분마다 지구를 돌며 먼 우주를 관측하고 있는데 대기의 간섭 없이 우주를 관측하기 위해 제작됐다. 허블은 긴 세월 동안 외계행성, 블랙홀, 암흑에너지 존재, 우주의 가속 팽창 등을 포착하며 천문학계에 혁명을 일으켰다. NASA에 따르면 허블은 지금까지 약 170만 건의 관측을 수행했으며, 이를 통해 전문가들은 2만 2000건 이상의 논문을 발표했다. NASA는 허블이 기기 노후화로 여러 문제를 일으키고 있으나 2035년까지 계속 활동할 것이라는 낙관적인 전망을 했다.

허블 우주 망원경이 자전 방향이 뒤바뀐 혜성을 포착했다. 주인공은 ‘41P/터틀-지아코비니-크레자크 혜성’(41P 혜성)으로, 태양을 약 5.4년 주기로 도는 전형적인 단주기 혜성이다. 이 혜성은 본래 태양계 외곽의 카이퍼 벨트에서 기원한 천체로, 이후 목성의 중력 섭동에 의해 현재의 궤도로 이동한 것으로 알려졌다. 이러한 기원과 궤도 자체는 비교적 흔하지만, 41P 혜성은 자전 특성에서 매우 이례적인 모습을 보였다. 문제의 변화는 2017년 5월 태양 근접 통과 이후 관측됐다. 당시 닐 게렐스 스위프트 천문대 자료에 따르면 41P 혜성의 자전 주기는 불과 몇 주 사이에 약 3배 가까이 길어지며 급격히 느려졌다. 이는 일반적인 혜성에서 드물게 보고되는 수준의 변화다. 그런데 같은 해 12월 허블 관측에서는 전혀 다른 결과가 나타났다. 자전 주기가 약 14시간 수준으로 다시 짧아지며, 이전에 측정된 46~60시간보다 훨씬 빠르게 회전하는 모습이 포착된 것이다. 1일 학계에 따르면 미국 캘리포니아대 로스앤젤레스 캠퍼스(UCLA)의 데이비드 주윗과 동료들은 이 극적인 변화의 원인으로 ‘자전 방향의 반전’을 제시했다. 회전이 거의 멈출 정도로 감속된 뒤, 표면에서 분출되는 가스 제트의 토크에 의해 반대 방향으로 다시 가속됐다는 설명이다. 일반적으로 혜성은 태양에 가까워지면 얼음이 승화하면서 가스와 먼지가 분출되는데, 이때 분출하는 제트는 일종의 엔진 역할을 해서 혜성의 속도와 자전 방향에 영향을 미칠 수 있다. 연구팀에 따르면 41P 혜성의 핵 직경은 약 1㎞ 수준으로, 혜성 가운데서도 작은 편에 속한다. 이렇게 작은 혜성에서는 분출하는 제트가 회전 속도뿐 아니라 자전 방향까지 바꿀 수 있을 정도로 큰 영향을 미친다. 제트가 한쪽 방향으로 계속 분출했다면 자전 방향이 반대로 바뀌는 일도 가능하다. 하지만 이런 활동은 혜성의 수명을 단축시키는 요인이기도 하다. 실제로 41P 혜성은 2001년 근일점 통과 당시 매우 활발한 활동을 보였지만, 2017년에는 가스 방출량이 약 10분의 1 수준으로 감소한 것으로 나타났다. 이는 표면의 휘발성 물질이 고갈됐거나, 먼지층이 형성돼 내부 얼음을 덮으면서 활동이 억제됐을 가능성을 시사한다. 연구팀이 측정한 토크와 질량 손실률을 바탕으로 한 모델링 결과도 이러한 해석을 뒷받침한다. 지속적인 회전 변화는 결국 구조적 불안정을 초래할 수 있으며, 회전 속도가 일정 수준을 넘어서면 원심력이 자체 중력과 물질 강도를 극복해 혜성이 파편화되거나 붕괴될 수 있다. 연구팀은 41P 혜성이 과거 약 1500년 동안 현재와 같은 궤도를 유지해왔지만, 앞으로는 비교적 가까운 미래에 붕괴 단계에 들어갈 가능성이 있다고 보고 있다. 실제로 태양계에서는 이처럼 분해되거나 사라지는 혜성이 드물지 않다. 따라서 41P 혜성은 앞으로 흥미로운 관측 목표가 될 것으로 보인다. 41P 혜성의 최후는 혜성의 생애와 진화 과정을 이해하는 데 많은 정보를 제공할 것으로 기대된다.

내가 만든 문장 쓰지 마세요(케빈 윌슨 지음, 박중서 옮김, 허블) “내 머릿속에는 작은 목소리가 있었고, 나더러 뭘 쓰라고 말해주고 있었다. 이 작은 목소리, 이 조그맣고 끈질긴 목소리가 하느님도 아니고, 어떤 뮤즈도 아니고, 이 세상에서 나를 제외한 다른 누구도 아니라는 것은 나도 분명히 알고 있었다. …‘가장자리는 판자촌, 금 탐방꾼 우글거리고, 우리는 도망자, 법은 우리를 잡으려고 잔뜩 허기졌지.’” 뛰어난 예술적 재능을 지닌 두 청소년이 장난으로 만든 포스터가 거대한 소요 사태를 낳았다. 익명성 뒤에 숨어 소문과 미신이 퍼졌고, 공포와 선동이 동반됐다. 20년 후 우연한 계기로 사건을 떠올리면서 시작된 이야기는 내면의 상처와 화해하려는 시도와 치유의 과정으로 흘러간다. 청소년의 내면을 세밀하게 조명한 책은 2020년 출간 후에도 꾸준히 회자되며 케빈 윌슨의 대표작으로 자리 잡았다. 352쪽, 1만 7000원. 전설의 가래떡(한라경 지음, 민승지 그림, 보랏빛소어린이) “괜찮아, 이럴 때도 있는 거지. 조금만 더 가면 도착이야. 우리 다 같이 가자. 나도 너희들이랑 같이 꼭대기에 가 보고 싶어.” 떡국떡 모양 슉슉이와 힘 센 탄탄이, 유연한 말랑이, 기다란 길쭉이는 모두 가래떡 태생인데도 매일 자기가 최고라고 싸운다. 보다 못한 돌돌할매가 소란을 잠재우려 ‘가래떡 산에 가장 먼저 도착하면 신비한 조청을 주겠다’고 선언했다. 다들 조청을 얻겠다며 떡국 바다를 건너고 떡볶이 용암을 지나며 회전하는 소떡소떡 다리를 건넌다. 가래떡으로 만든 세계에서 각자의 장점을 살려 친구들을 돕는 이야기가 귀엽다. 56쪽, 1만 7000원. 얽힘의 사건(허희 지음, 작가) “하지만 김정환이 긍정한 “고도의 전문 기능을 요구하지는 않는” 시민판화정신은 애초에 정교한 예술적 완성도 추구와는 관련이 없었다. 요점은 엘리트 지식인이 민중 대신 발화하는 형태가 아니라, “민중들의 목소리”를 스스로 내게 한다는 데 있었다. …이후 김정환은 시민판화 작품과 자신의 시를 결속하여, “시와 일상 삶과의 거리를 없애자”는 ‘시와 경제’ 동인의 선언을 수행하였다. 그것은 충분히 고평할 만한 결단이다.” ‘시의 시대’라 불렸던 1980년대 한국 시를 신유물론으로 재해석한 평론집. 민중시, 여성시, 도시시 계열의 시인으로 김정환, 김혜순, 최승호를 호출해 시와 시집, 시인과 시단, 그를 둘러싼 시대와 사건을 추적했다. 시를 둘러싼 환경을 파헤치고 엮으면서 물질적 조건들이 어떻게 시적 의미를 달라지게 했는지 풀어내며 새로운 시각을 제시한다. 326쪽, 2만원.

낯선 존재를 향한 적대와 공포는 본능에 속한다. 하지만 불가피하다고 그저 내버려 둘 수는 없다. 오늘날 인류가 공멸을 앞둔 이유가 바로 이 적개심 때문이니까. 낯선 것을 어떻게 사랑할 수 있을까. ‘나’조차 누군가에게 낯선 존재라는 당연한 이치를 몸으로 알아차릴 때 사랑의 혁명은 비로소 이뤄질 수 있다. ●美 발표 39년 만에 국내 번역 미국 소설가 옥타비아 버틀러(1947 ~2006)의 소설 ‘새벽’이 마침내 한국어로 번역됐다. 미국에서 1987년 발표된 지 39년 만이다. 버틀러의 ‘제노제네시스 3부작’ 중 첫 번째에 해당하는 작품이다. 출판사 허블은 후속작 ‘성인식’과 ‘이마고’도 곧 출간할 예정이라고 귀띔했다. 1970년대 활동을 시작한 버틀러는 SF문학의 역사에서 전설과도 같은 존재다. 명문대를 나온 엘리트 백인 남성이 주름잡던 당시 SF문학계에 등장해 일대 파란을 일으켰다. 버틀러는 고등학교를 졸업한 뒤 낮에는 임시직 노동자로 일했고 밤에 야간 전문대학에 다니며 글을 썼다. 흑인 여성으로서 인종·젠더·환경 문제에 집중해 이전에는 볼 수 없었던 독창적인 SF소설 세계관을 만들어 냈다. ‘새벽’을 시작으로 하는 ‘제노제네시스’는 이종(異種)을 뜻하는 접두사 ‘제노’(Xeno)와 창세, 기원 등을 의미하는 ‘제네시스’(Genesis)의 합성어다. “우리가 보기에 당신들은… 합의를 이룬 것 같았거든요. 다 같이 죽기로.”(30쪽) ●외계인의 눈으로 인간 조명 소설은 줄곧 외계 생명체의 눈으로 인간을 조명한다. 그들의 시각에서 인간이 지금 세계 곳곳에서 벌이는 행위의 목적은 분명하다. 함께 멸망하는 것. 멸망을 최대한 앞당기는 것. 이야기는 핵전쟁 이후 살아남은 인간 주인공 ‘릴리스’의 시점에서 시작된다. 인류는 자멸의 길을 택했지만, 외계 종족 ‘오안칼리’는 그 중에서 일부를 구조한다. 릴리스도 그중 하나다. 그리고 릴리스를 비롯해 살아남은 인간에게 ‘거래’를 요청한다. 오안칼리에게 거래란 유전자를 교환하는 행위를 뜻한다. ‘배’로 불리는 거대한 생명체를 타고 우주를 떠도는 오안칼리는 새로운 종을 만나면 그들한테서 우수한 유전자를 받아들이는 방식으로 진화를 거듭했다. 낯선 것을 적대시하는 인간과는 다르다. 오안칼리는 낯선 것에 기꺼이 자신을 내어주고, 그 낯선 존재의 일부를 자기의 것으로 받아들인다. “당신들은 매혹적이에요. 당신들은 두려움과 아름다움의 희귀한 결합이거든요. … 당신들 스스로의 개성과 문화가 곧 당신들이에요. 우리는 그런 것들에도 관심이 있어요. 당신들을 힘닿는 데까지 많이 구하려고 했던 이유도 바로 그거예요.”(274쪽) ●정상성의 신화에서 벗어나야 주인공의 이름에 주목할 필요가 있다. 릴리스는 성경에는 등장하지 않지만, 고대 유대·메소포타미아 신화에서 아담의 첫 번째 아내였다고 전해지고 있다. 이브가 아담의 갈비뼈에서 창조된 것과 달리 릴리스는 아담과 마찬가지로 흙으로 만들어진 인물이다. 과거 한 인터뷰에서 버틀러는 실제 이 릴리스에서 주인공의 이름을 따왔다고 밝힌 바 있다. 남성에 순종하지 않는다는 이유로 악마화된 낯선 존재. 버틀러가 자신의 창세기에서 릴리스를 주인공으로 내세운 것에는 지금의 문명을 뒤집어서 보겠다는 비판적 메시지가 담겨있다. “난 그때쯤 우리가 뭐가 돼 있을지 궁금해요. 인간은 아니에요. 더 이상 인간은 아닐 거예요.”(351쪽) 오안칼리에는 남성도, 여성도 아닌 제3의 성(性) ‘울로이’가 있다. 두 성을 오가며 중재하는 존재로 그려진다. 릴리스는 울로이 ‘니칸지’를 통해 새로운 존재로 거듭난다. 성별의 이분법에 익숙한 우리는 소설이 쓰인 지 40여년이 지난 지금도 여전히 남(男)과 여(女) 외에 또 다른 정체성을 가진 존재가 우리 사이에 있다는 사실을 애써 외면하고 있다. 여기서 ‘퀴어’를 생각한다. 완벽하게 ‘정상적인’ 존재가 존재할 수 있는가. 불가능하다. 그렇다면 우리는 모두 어느 정도 ‘퀴어한’ 존재다. 그렇다면 퀴어는 포용의 대상이 아니다. 우리에게 필요한 것은 정상성의 신화에서 벗어나는 일이다. 그것은 우리 스스로가 누군지 깊이 성찰하는 것에서 시작된다.

영화 ‘반지의 제왕’에 등장하는 ‘사우론의 눈’(Eye of Sauron)과 비슷한 것으로 유명한 성운의 세부 모습이 제임스웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)에 포착됐다. 지난 20일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 웹 망원경이 촬영한 ‘헬릭스 성운’(Helix Nebula)의 반짝이는 세부 모습을 사진으로 공개했다. 웹 망원경에 탑재된 근적외선 카메라(NIRCam)로 촬영한 헬릭스 성운의 근접 이미지에는 죽어가는 별이 방출하는 가스 구조가 선명하게 드러나 있다. 성운 내부에 복잡하게 얽힌 가스 덩어리인 혜성 모양의 매듭과 불타는 듯한 항성풍 그리고 죽어가는 별이 주변 환경과 상호작용하면서 방출한 가스층이 어지럽게 섞여 있기 때문이다. 또한 이미지의 색깔은 온도와 화학적 성질을 나타내는데, 푸른색은 백색왜성에서 방출한 강렬한 자외선에 의한 가장 뜨거운 가스 영역을 보여준다. 또한 바깥쪽으로 갈수록 가스는 식어서 수소 원자들이 분자를 형성하는 노란색 영역으로 이어지고 가장 바깥쪽 붉은색은 가장 차가운 물질을 나타낸다. 태양에서 650광년 떨어진 물병자리 방향에 있는 헬릭스 성운은 지구에서 관측할 수 있는 가장 밝은 행성상 성운(행성 모양의 성운)으로 거대한 눈동자를 닮은 독특한 모양 때문에 ‘신의 눈’ 또는 ‘우주의 눈’이라는 별칭으로도 불린다. 일반적으로 별은 종말 단계가 되면 중심부 수소가 소진되고 헬륨만 남아 수축한다. 이어 수축으로 생긴 열에너지로 바깥의 수소가 불붙기 시작하면서 적색거성으로 부풀어 오른다. 이후 남은 가스는 행성상 성운이 되고 중심에 남은 잔해는 모여 지구만 한 백색왜성을 이룬다. 곧 우리의 태양도 수십억 년 후 이 같은 운명을 맞기 때문에 헬릭스 성운은 미래 태양의 모습을 미리 보여주는 천체다. 한편 웹 망원경은 지난 2021년 12월 25일 프랑스령 기아나에서 아리안 5호 로켓에 실려 발사됐다. 이후 웹 망원경은 약 160만㎞를 날아간 끝에 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 L2에 무사히 도착했다. 웹 망원경은 허블우주망원경과는 전혀 다른 형태를 취한 우주망원경이다. 육각형 거울 18개를 벌집의 형태로 이어 붙여 만든 주경은 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 특히 웹 망원경은 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다.

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.

나사(NASA·미 항공우주국)의 제임스 웹 우주 망원경은 6.5m의 거대한 주경과 관측을 방해하는 대기가 없는 우주 관측의 장점을 유감없이 발휘하며 우주의 비밀을 파헤치고 있다. 하지만 그렇다고 해서 모든 천문 연구가 하나의 우주 망원경에만 기대어 진행될 수는 없다. 나사는 2027년 발사를 목표로 차세대 우주 망원경인 ‘낸시 그레이스 로먼 우주 망원경’(Nancy Grace Roman Space Telescope·이하 로먼 우주 망원경)을 준비하고 있다. 로먼 우주 망원경은 허블 우주 망원경의 어머니로 불리는 과학자 낸시 그레이스 로먼의 이름을 딴 우주 망원경이다. 본래는 광각 적외선 우주망원경(Wide-Field Infrared Survey Telescope·WFIRST)이라고 불리다가 2020년 그녀의 업적을 기리기 위해 낸시 그레이스 로먼 우주 망원경으로 명명됐다. 로먼 우주 망원경은 허블과 몇몇 공통점을 갖는다. 예컨대 주경의 지름이 2.4m로 동일하다. 그러나 로먼은 허블보다 훨씬 진보된 설계가 적용됐다. 로먼은 가시광과 근적외선(IR) 영역(약 0.48~2.3µm 범위) 관측이 가능하여, 허블처럼 가시광 대역뿐 아니라 적외선도 함께 관측할 수 있다. 제임스 웹 우주 망원경은 좁은 영역을 크게 확대하는 데 유리하지만, 대신 시야가 좁다. 로먼 우주 망원경의 가장 큰 장점은 3억 화소의 이미지 센서를 이용한 넓은 시야다. 이 망원경은 한 번에 허블 우주 망원경의 100배에 달하는 영역을 관측할 수 있다. 로먼의 가시광 및 적외선 영역(0.48~2.30µm) 관측 장비인 WFI(Wide Field Instrument)는 하루 10TB가 넘는 데이터를 지구로 전송할 수 있다. 별이나 은하 하나를 자세히 보는 대신 엄청난 숫자의 별과 은하를 한꺼번에 관측해 빅데이터 분석이 가능해진다. 로먼 우주 망원경의 기본 임무는 5년이며 지구-태양 라그랑주점(L2)에서 관측하게 된다. 임무 기간 중 지구로 전송할 데이터는 2만 테라바이트(TB)에 달한다. 따라서 과거 허블 우주 망원경처럼 데이터를 서버에 저장했다가 연구자가 직접 다운로드받는 방식 대신 클라우드 방식으로 데이터를 분산하고 필요한 데이터를 각 연구자가 활용하는 방식이 사용된다. 이 방대한 관측 데이터는 여전히 수수께끼인 암흑에너지의 정체를 밝히고 은하의 진화와 팽창의 비밀을 푸는 데 활용된다. 로먼 우주 망원경의 또 다른 주요 목표는 지구 같은 외계 행성을 찾아내는 것이다. 이를 위해 로먼 우주 망원경은 코로나그래프 장비를 갖추고 있다. 행성의 빛은 별빛에 비해 너무 약하기 때문에 아무리 강력한 망원경이라도 쉽게 포착하기 힘들다. 따라서 별빛을 가리는 장비를 이용해 희미한 행성의 빛을 직접 포착하여 대기를 지니고 있는지, 생명체가 살 수 있는 환경인지를 검증하는 연구를 진행할 계획이다. 과학자들은 엄청난 데이터를 생성할 수 있는 로먼 우주 망원경이 빅데이터 우주 연구의 시대를 열 것으로 기대하고 있다. 2019년 트럼프 행정부의 나사 예산 삭감으로 한때 로먼 우주 망원경 프로젝트가 위기라는 관측이 나오기도 했지만, 2023년 11월 25일 조립이 완성되며 한시름 놓은 상태다. 이미 조립이 완성된 망원경의 발사가 취소될 가능성은 낮기 때문이다. 모든 일이 순조롭게 진행된다면 로먼 우주 망원경은 2026년 발사 테스트 시설로 옮겨져 완성된 망원경이 발사 시 충격과 진동에 견딜 수 있는지 검증하는 최종 테스트 작업을 거치게 된다. 그리고 여기서 합격하면 2027년 스페이스 X의 팔콘 헤비 로켓을 통해 우주로 발사될 예정이다. 허블이 그랬고 제임스 웹이 그랬던 것처럼 로먼 우주 망원경에서도 우주를 향한 인류의 여정이 멈추지 않고 계속될 것으로 기대한다.

나사(NASA·미 항공우주국)의 제임스 웹 우주 망원경은 6.5m의 거대한 주경과 관측을 방해하는 대기가 없는 우주 관측의 장점을 유감없이 발휘하며 우주의 비밀을 파헤치고 있다. 하지만 그렇다고 해서 모든 천문 연구가 하나의 우주 망원경에만 기대어 진행될 수는 없다. 나사는 2027년 발사를 목표로 차세대 우주 망원경인 ‘낸시 그레이스 로먼 우주 망원경’(Nancy Grace Roman Space Telescope·이하 로먼 우주 망원경)을 준비하고 있다. 로먼 우주 망원경은 허블 우주 망원경의 어머니로 불리는 과학자 낸시 그레이스 로먼의 이름을 딴 우주 망원경이다. 본래는 광각 적외선 우주망원경(Wide-Field Infrared Survey Telescope·WFIRST)이라고 불리다가 2020년 그녀의 업적을 기리기 위해 낸시 그레이스 로먼 우주 망원경으로 명명됐다. 로먼 우주 망원경은 허블과 몇몇 공통점을 갖는다. 예컨대 주경의 지름이 2.4m로 동일하다. 그러나 로먼은 허블보다 훨씬 진보된 설계가 적용됐다. 로먼은 가시광과 근적외선(IR) 영역(약 0.48~2.3µm 범위) 관측이 가능하여, 허블처럼 가시광 대역뿐 아니라 적외선도 함께 관측할 수 있다. 제임스 웹 우주 망원경은 좁은 영역을 크게 확대하는 데 유리하지만, 대신 시야가 좁다. 로먼 우주 망원경의 가장 큰 장점은 3억 화소의 이미지 센서를 이용한 넓은 시야다. 이 망원경은 한 번에 허블 우주 망원경의 100배에 달하는 영역을 관측할 수 있다. 로먼의 가시광 및 적외선 영역(0.48~2.30µm) 관측 장비인 WFI(Wide Field Instrument)는 하루 1TB가 넘는 데이터를 지구로 전송할 수 있다. 별이나 은하 하나를 자세히 보는 대신 엄청난 숫자의 별과 은하를 한꺼번에 관측해 빅데이터 분석이 가능해진다. 로먼 우주 망원경의 기본 임무는 5년이며 지구-태양 라그랑주점(L2)에서 관측하게 된다. 임무 기간 중 지구로 전송할 데이터는 2만 테라바이트(TB)에 달한다. 따라서 과거 허블 우주 망원경처럼 데이터를 서버에 저장했다가 연구자가 직접 다운로드받는 방식 대신 클라우드 방식으로 데이터를 분산하고 필요한 데이터를 각 연구자가 활용하는 방식이 사용된다. 이 방대한 관측 데이터는 여전히 수수께끼인 암흑에너지의 정체를 밝히고 은하의 진화와 팽창의 비밀을 푸는 데 활용된다. 로먼 우주 망원경의 또 다른 주요 목표는 지구 같은 외계 행성을 찾아내는 것이다. 이를 위해 로먼 우주 망원경은 코로나그래프 장비를 갖추고 있다. 행성의 빛은 별빛에 비해 너무 약하기 때문에 아무리 강력한 망원경이라도 쉽게 포착하기 힘들다. 따라서 별빛을 가리는 장비를 이용해 희미한 행성의 빛을 직접 포착하여 대기를 지니고 있는지, 생명체가 살 수 있는 환경인지를 검증하는 연구를 진행할 계획이다. 과학자들은 엄청난 데이터를 생성할 수 있는 로먼 우주 망원경이 빅데이터 우주 연구의 시대를 열 것으로 기대하고 있다. 2019년 트럼프 행정부의 나사 예산 삭감으로 한때 로먼 우주 망원경 프로젝트가 위기라는 관측이 나오기도 했지만, 2023년 11월 25일 조립이 완성되며 한시름 놓은 상태다. 이미 조립이 완성된 망원경의 발사가 취소될 가능성은 낮기 때문이다. 모든 일이 순조롭게 진행된다면 로먼 우주 망원경은 2026년 발사 테스트 시설로 옮겨져 완성된 망원경이 발사 시 충격과 진동에 견딜 수 있는지 검증하는 최종 테스트 작업을 거치게 된다. 그리고 여기서 합격하면 2027년 스페이스 X의 팔콘 헤비 로켓을 통해 우주로 발사될 예정이다. 허블이 그랬고 제임스 웹이 그랬던 것처럼 로먼 우주 망원경에서도 우주를 향한 인류의 여정이 멈추지 않고 계속될 것으로 기대한다.

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.

우리의 작은 고정관념 하나. 과학은 차가운 이성의 일이고, 문학은 따스한 감성의 일이라는 것. 그렇지 않다. 차가운 문학도, 따뜻한 과학도 얼마든지 있다. 칼 세이건의 ‘코스모스’를 보라. 어떤 과학은 위대한 문학이 되기도 한다. 과학에서 출발했으나 결국 문학으로 도착한, 그 찬란한 만남의 기록들이 독자를 기다리고 있다. “외계인은 보고서를 작성했다. 여기선 누구도 자신들이 식민지인인 줄 모릅니다. 전부 길러서 추수해 가는데도 모릅니다.”(김혜순, ‘육식 행성 보고’ 부분) ‘뭐 사랑도 있겠고, 인간 고유의 특성’(허블)은 한국문학 사상 최초의 ‘SF시집’이다. 과학으로 미래를 상상하고 이를 문학으로 포착한 장르인 SF소설이 세상에 나온 것은 아주 오래전 일이다. 그러나 SF와 시(詩)를 결합해 보겠다는 생각은 아무도 하지 않았다. 지구가 아닌 다른 행성의 눈으로, 인간이 아닌 다른 존재의 눈으로 시를 쓰는 것은 어떤 것일까. 한국 현대 시단의 대모 김혜순을 비롯해 신해욱, 이제니, 서윤후, 조시현, 임유영, 고선경, 유선혜 등 12명의 시인이 과학적 상상력을 동원해 각기 3편씩 써냈다. “원자의 관점에서 우리의 불멸은 이미 보장되었다. 우리 안에 있는 70억 곱하기 10억 곱하기 10억 개의 원자는 우리 몸을 구성할 때 그보다 훨씬 많은 수의 이야기를 과거로부터 가져와, 우리 안에 짧게 머무는 동안 우리의 이야기를 더하고, 이후로도 헤아릴 수 없이 많은 이야기를 쌓아간다. 그럼에도 원자들이 잠시 머물다 가는 곳은 저마다 고유하다.”(앨런 타운센드, ‘우주의 먼지로부터’ 부분) ‘우주의 먼지로부터’는 평생 과학을 공부한 학자가 쓴 지극히 사적이면서도 보편적인 에세이다. 저자 앨런 타운센드는 현재 재직 중인 몬태나대학교를 비롯해 미국 국립과학재단 등 여러 대학과 국제 과학단체에서 일한 저명한 과학자다. 학자로서의 명성, 안정적인 직장 등을 얻은 뒤 평화가 찾아오는 듯했으나 네 살배기 딸과 생물학자인 아내가 뇌암에 걸렸다는 진단을 받는다. 사랑하는 이의 죽음 앞에서 과학적 지식은 도대체 무엇을 할 수 있는가. 삶이란 무엇이고 죽음이란 무엇인가. 책은 그 슬픔과 상실 속에서 담담히 써 내려간 과학적인 애도의 기록이다. 지난해 미국에서 출간되자마자 아마존 베스트 논픽션으로 꼽히기도 했다. “화산을 사랑한다는 건 어떤 의미일까. 그건 아마도, 지구가 매 순간 숨 쉬며 살아 있음을 피부 화상을 입으며 실감한다는 것. 내 의지와 상관없이 화산이 보여주는 만큼 보고 허락하는 만큼만 다가갈 수 있다는 것. 지각이 생성되고 소멸하는 지질학적 규모의 시간에 비하면 인간 생애가 얼마나 짧고 보잘것없는 시간인지를 감지하는 것일 테다.”(하미나, ‘나를 갈라 나를 꺼내기’ 부분) ‘나를 갈라 나를 꺼내기’(물결점)는 작가 하미나의 담대한 포부가 담긴 책이다. 서울대 과학사 및 과학철학 협동과정에서 석사학위를 받은 그는 단순히 과학의 지식을 ‘문학적으로’ 아름답게 포장하는 데에 만족하지 않는다. 논문을 비롯해 칼럼, 에세이 심지어 시까지 종횡무진 글을 쓰는 그의 최종 목표는 과학과 철학, 문학의 공고한 경계를 무너뜨리는 것으로 보인다.

모든 별은 태어날 때 질량에 따라 수명이 정해져 있다. 현재 46억 살인 태양은 약 50억 년 뒤 거대하게 부풀어 오르는 적색거성이 돼 우주로 가스를 방출하며 죽음을 맞이한다. 이런 가스로 인해 생겨난 성운을 행성상 성운(planetary nebula)이라고 부른다. 과학자들은 여러 단계에 있는 별과 행성상 성운을 관측하며 이 시나리오를 자신 있게 말할 수 있다. 허블 우주 망원경이 많은 행성상 성운을 관측해 왔으며, 최근에는 제임스 웹 우주 망원경(JWST)이 허블이 보지 못한 영역까지 확인하며 별의 죽음에 대한 이해를 높이고 있다. 쌍성계와 ‘붉은 거미’ 모양의 비밀 그중 하나가 바로 붉은 거미 성운(Red Spider Nebula)이라는 별명을 지닌 NGC 6537이다. 허블 우주 망원경이나 지상 광학 망원경으로 관측했을 때 이 성운은 이름처럼 붉은 가스가 거미가 다리를 뻗는 듯한 독특한 형상을 하고 있었다. 이 특이한 모양의 원인은 동반성 때문이다. 붉은 거미 성운의 중심부에는 죽어가는 별과 아직 살아있는 동반성이 함께 공전하는 쌍성계가 숨어 있다. 죽어가는 별이 방출하는 가스는 동반성의 중력과 공전에 의해 간섭받으면서 공처럼 둥글게 퍼지지 못하고 마치 거미 다리처럼 보이는 복잡한 흐름으로 변한 것이다. 제임스 웹이 포착한 ‘숨겨진’ 가스 붉은 거미 성운의 중심부에는 타고 남은 잔해인 백색왜성과 가스가 아직 뜨거운 상태로 초속 300㎞의 빠른 속도로 가스를 뿜어내고 있다. 이 뜨거운 가스는 광학 망원경에서 붉은색으로 빛난다. 하지만 팽창하면서 온도가 내려간 가스는 가시광 영역에서는 보이지 않는다. 바로 이 지점에서 제임스 웹 우주 망원경의 역할이 중요해진다. 제임스 웹은 더 차가워진 가스에서 방출되는 적외선을 포착할 수 있기 때문이다. 제임스 웹의 근적외선 카메라(NIRCam)는 기존에 거미의 다리 부분으로만 보였던 영역을 넘어 넓게 펼쳐진 성운의 가스 팽창을 상세히 관측했다. 제임스 웹의 상세한 적외선 관측 덕분에 붉은 거미 성운은 더 이상 거미처럼 보이지 않게 되었지만, 과학자들은 죽어가는 별이 다음 세대 별과 행성의 재료가 되는 가스와 먼지를 우주로 방출하는 메커니즘을 더욱 상세히 파악할 수 있게 되었다. 동반성이 없는 태양은 행성상 성운으로 변했을 때 거미나 나비 같은 복잡한 형태보다는 단순한 공 모양을 보여줄 가능성이 높다. 그때 인류가 존재하지 않더라도, 태양의 마지막이 만들어낼 형형색색의 아름다운 모습은 다른 외계 생명체에 깊은 감동을 줄 수도 있을 것이다.

모든 별은 태어날 때 질량에 따라 수명이 정해져 있다. 현재 46억 살인 태양은 약 50억 년 뒤 거대하게 부풀어 오르는 적색거성이 돼 우주로 가스를 방출하며 죽음을 맞이한다. 이런 가스로 인해 생겨난 성운을 행성상 성운(planetary nebula)이라고 부른다. 과학자들은 여러 단계에 있는 별과 행성상 성운을 관측하며 이 시나리오를 자신 있게 말할 수 있다. 허블 우주 망원경이 많은 행성상 성운을 관측해 왔으며, 최근에는 제임스 웹 우주 망원경(JWST)이 허블이 보지 못한 영역까지 확인하며 별의 죽음에 대한 이해를 높이고 있다. 쌍성계와 ‘붉은 거미’ 모양의 비밀 그중 하나가 바로 붉은 거미 성운(Red Spider Nebula)이라는 별명을 지닌 NGC 6537이다. 허블 우주 망원경이나 지상 광학 망원경으로 관측했을 때 이 성운은 이름처럼 붉은 가스가 거미가 다리를 뻗는 듯한 독특한 형상을 하고 있었다. 이 특이한 모양의 원인은 동반성 때문이다. 붉은 거미 성운의 중심부에는 죽어가는 별과 아직 살아있는 동반성이 함께 공전하는 쌍성계가 숨어 있다. 죽어가는 별이 방출하는 가스는 동반성의 중력과 공전에 의해 간섭받으면서 공처럼 둥글게 퍼지지 못하고 마치 거미 다리처럼 보이는 복잡한 흐름으로 변한 것이다. 제임스 웹이 포착한 ‘숨겨진’ 가스 붉은 거미 성운의 중심부에는 타고 남은 잔해인 백색왜성과 가스가 아직 뜨거운 상태로 초속 300㎞의 빠른 속도로 가스를 뿜어내고 있다. 이 뜨거운 가스는 광학 망원경에서 붉은색으로 빛난다. 하지만 팽창하면서 온도가 내려간 가스는 가시광 영역에서는 보이지 않는다. 바로 이 지점에서 제임스 웹 우주 망원경의 역할이 중요해진다. 제임스 웹은 더 차가워진 가스에서 방출되는 적외선을 포착할 수 있기 때문이다. 제임스 웹의 근적외선 카메라(NIRCam)는 기존에 거미의 다리 부분으로만 보였던 영역을 넘어 넓게 펼쳐진 성운의 가스 팽창을 상세히 관측했다. 제임스 웹의 상세한 적외선 관측 덕분에 붉은 거미 성운은 더 이상 거미처럼 보이지 않게 되었지만, 과학자들은 죽어가는 별이 다음 세대 별과 행성의 재료가 되는 가스와 먼지를 우주로 방출하는 메커니즘을 더욱 상세히 파악할 수 있게 되었다. 동반성이 없는 태양은 행성상 성운으로 변했을 때 거미나 나비 같은 복잡한 형태보다는 단순한 공 모양을 보여줄 가능성이 높다. 그때 인류가 존재하지 않더라도, 태양의 마지막이 만들어낼 형형색색의 아름다운 모습은 다른 외계 생명체에 깊은 감동을 줄 수도 있을 것이다.