태양계에서 가장 가까운 이웃별은 ‘알파 센타우리 삼중성계’다. 2개의 별이 서로를 공전하는 ‘알파 센타우리 A·B’ 주변을 작은 적색왜성인 ‘프록시마 센타우리’가 공전하고 있다. 프록시마 센타우리b는 지구형 외계 행성을 거느리고 있어 현재 과학계에서 초미의 관심사가 되고 있다. 하지만 이에 비해 상대적으로 주목을 받지 못한 행성계가 바로 두 번째로 가까운 별인 ‘버나드 별 행성계’다. 버나드 별은 지구에서 5.96광년 떨어져 있는데, 너무 어두워서 천문학자들도 1916년에야 이 별을 발견했을 정도이다. 버나드 별의 질량은 태양의 16%에 불과한 수준이다. 그런데 과학자들은 최근 이 버나드 별이 생각보다 많은 행성을 거느리고 있다는 사실을 발견했다. 지난해에 발견된 4개 행성은 모두 지구와 금성보다 작지만 화성보다는 큰 암석형 행성들로 버나드 별 주변에 바짝 붙어 공전하고 있다. 공전 주기는 가장 안쪽 행성은 2.3일, 가장 긴 행성도 6.7일에 불과하다. 가장 안쪽에서 바깥쪽 행성의 공전궤도 거리는 300만km에 불과하다. 버나드 행성계의 가장 바깥쪽 행성조차도 수성보다 10배나 더 가까이 모항성을 공전한다. 이렇게 별에 바짝 붙어 공전하는 특징 때문에 과학자들은 버나드 행성계의 외계 행성계를 연구하는 데 어려움을 겪고 있다. 행성의 희미한 빛이 강한 별빛에 가려 직접 관측이 매우 어렵기 때문이다. 케임브리지 천문학 연구소의 잰더 번과 동료들은 행성 대신 버나드 별의 화학적 구성을 분석해 버나드 행성계에 대한 중요한 정보를 알아냈다. 행성은 별이 생성될 때 같은 분자 구름에서 나온 물질이 주변에 모여 생성된다. 따라서 별의 구성 성분을 분석하면 행성의 구성 성분도 어느 정도 유추할 수 있다. 연구팀은 버나드 별이 마그네슘이 매우 풍부하다는 점에 주목했다. 마그네슘은 지구에서 ‘감람석’과 같은 암석을 만드는 주요 원소다. 감람석은 마그네슘과 철이 포함된 규산염 광물로 지구 내부 상부 맨틀을 구성하는 주요 광물이다. 하지만 연구팀에 따르면 버나드 행성계의 환경에서 마그네슘은 염화 광물인 ‘페리클라세’ 형태로 존재할 가능성이 높다. 감람석은 지구에서 물을 저장하는 주요 광물이지만, 페리클라세는 물을 잘 저장하지 않기 때문에 연구팀은 이 행성들이 지구와 달리 건조한 행성일 가능성이 높다고 보고 있다. 더 나아가 별에서 너무 가까운 탓에 강한 항성풍에 의해 대기가 모두 날아가 생명체가 살 수 없는 뜨겁고 건조한 행성일 가능성이 크다. 그런데 더 흥미로운 대목은 이렇게 좁은 공간에 조밀하게 4개의 행성이 존재하는데도 충돌하지 않고 안정적으로 공전하고 있다는 것이다. 버나드 별의 나이는 거의 100억 년에 가까운 것으로 추정되기 때문에 행성계의 나이도 비슷하다면 아주 오랜 세월 잘 유지된 셈이다. 연구팀은 그 이유로 마치 악보처럼 박자에 맞춰 움직이는 행성계의 공명을 들었다. 안쪽 세 행성의 공전 주기는 9:12:16의 비율을 이루는데, 덕분에 완벽한 하모니를 이루면서 오랜 세월 부딪히지 않고 공전할 수 있다. 참고로 이 행성들은 공전 주기와 자전 주기가 동조화되는 조석 고정까지 이뤄져서 행성의 한쪽은 영원히 별을 바라보는 낮이고 반대쪽은 영원한 밤이다. 버나드 행성계 자체는 생명체가 살 수 없는 환경이지만, 가까운 거리에 이렇게 암석 행성이 흔하다는 점은 우리가 아직 발견하지 못한 지구형 행성들이 다수 존재할 수 있다는 점을 시사한다. 그리고 그 가운데 지구처럼 생명체가 살 수 있는 행성 역시 존재할지도 모른다.

올해 우리는 더 많은 우주의 비밀을 들추어냈다. 우주에 대한 인류의 호기심은 내년에도 우리 태양계와 그 너머로 더 많은 탐사선을 날려보낼 것이다. 2021년은 우주 탐사의 역사에 있어 하나의 큰 이정표를 세운 해이다. 다양한 탐사 임무와 최첨단 장비 덕분에 천문학자들은 전례 없는 방식으로 우주를 깊숙이 들여다볼 수 있었다. 연구원들은 블랙홀에서 나오는 강력한 제트를 보기 위해 전 지구를 하나의 거대한 망원경으로 만들었다. 지구 규모의 전파간섭계를 구축했던 것이다. 태양계 탐사에서는 이전에는 과학자들의 눈을 피해 숨어 있던 위성들과 거대한 혜성을 발견하는 쾌거를 이루었다. 태양계의 최고 지존인 태양이 그동안의 침묵을 깨고 올해의 빅뉴스로 등장한 것도 특기할 만한 일이다.  1. 최대 혜성 '베르나디넬리-번스타인' 발견두 연구원이 참으로 우연히도 지금까지 발견된 것 중 최대의 혜성을 발견했다.대학원생인 페드로 베르나디넬리는 암흑 에너지 조사 데이터를 통해 해왕성 궤도 너머에 있는 대상을 찾다가 그가 연구하려고 계획한 것보다 태양에서 훨씬 멀리 떨어져 있는 천체를 발견했다. 그는 즉시 지도교수인 우주론자 게리 번스타인에게 살펴보라고 요청했다. 그것은 지금까지 과학에 알려진 어떤 것보다 훨씬 더 큰 혜성이었다. 일반적인 혜성보다 10배나 더 크고 천 배는 더 무거운 대혜성을 발견한 것이다. 게다가 이 혜성은 약 300만 년 전 인류의 조상인 루시가 지구상을 걸었던 이래로 태양 주위를 한 번도 돌지 않은 혜성이었다. 그들이 발견한 혜성은 2021년 6월 23일 공식적으로 '혜성'으로 지정되었으며, 발견자들의 이름을 따서 베르나디넬리-번스타인 혜성으로 명명되었다. 운이 좋다면 천문학자들은 10년만 기다리면 이 혜성이 태양에 접근하는 것을 볼 수도 있다. 혜성은 오르트 구름으로 알려진 태양계의 가장 먼 바깥쪽에서 날아왔다. 긴 타원형 궤도를 그리며 우리 태양계 가운데로 여행하고 있는 이 혜성은 태양 둘레를 한 바퀴 도는 데 수천 년이 걸린다. 과학자들은 2031년에 혜성이 지구에 가장 가까워지면 베르나디넬리-번스타인 혜성의 크기와 구성을 더 정확하게 읽어내려 할 것이다. 하지만 가장 가까운 거리에서 태양 둘레를 돌아나갈 때도 토성의 평균 궤도보다 더 멀 것이다. 2. 아마추어 천문가가 목성의 새 위성 발견태양계 최대의 큰 행성 주변에서 이전에 알려지지 않았던 새로운 위성이 발견되었다. 목성은 거대 행성이기 때문에 큰 중력으로 많은 천체들을 끌어당긴다. 지구에는 위성이 하나뿐이고, 화성에는 작은 위성이 두 개 있다. 그러나 목성은 현재 최소 79개의 위성 대가족을 거느리고 있는데, 놀라운 것은 천문학자들이 아직껏 찾아내지 못한 수십 또는 수백 개의 위성이 더 있을 수도 있다는 사실이다. 가장 최근의 사례로는 아마추어 천문학자 카이 리가 마우나 케아에 있는 구경 3.6m의 캐나다-프랑스-하와이 망원경(CFHT)으로 수집한 2003년 데이터 세트에서 이 목성의 위성에 대한 증거를 발견한 것이다. 그는 스바루라는 다른 망원경의 데이터를 사용하여 해당 천체가 목성의 중력에 묶여 있을 가능성을 확인했다. EJc0061이라고 불리는 이 천체는 목성 위성의 카르메(Carme) 그룹에 속하는데, 그들은 목성 궤도면에 대해 극도로 기울어진 목성의 자전 방향과 반대 방향으로 공전하는 무리이다.  3. 과연 생명체가 있을까? 다시 각광받는 금성 탐사 화성은 각국 우주기구의 인기 있는 탐사 대상이지만 최근에는 지구의 다른 이웃이 더 주목받고 있다. 2020년 연구원들은 금성의 대기에서 포스핀의 흔적을 감지했다고 발표했다. 그것은 생명체가 배출한 가능성이 있는 가스로, 이 소식은 단박에 금성을 최고의 관심 행성으로 떠올렸다. 2021년 6월 초, 미 항공우주국(NASA)은 2030년까지 금성으로 2개의 임무를 시작할 것이라고 발표했다. 다빈치 플러스(DAVINCI+/Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble Gas, Chemistry, and Imaging, Plus)로 불리는 이 임무 중 하나는 금성의 대기를 통해 하강하여 시간이 지남에 따라 금성 대기가 어떻게 변하는지 조사하는 것이다. 다른 임무인 베리타스(VERITAS/Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy)는 색다른 궤도에서 금성의 지형을 매핑하는 것이다. 금성은 로봇 탐사선이 방문했지만 NASA는 1989년 이후로는 금성에 대한 전용 임무를 실행한 적이 없다. 금성이 최근 수십 년 동안 방치된 이유는 화성 탐사 때문일 수도 있지만, 태양계의 두 번째 행성 역시 연구하기가 녹록찮은 곳이기 때문이기도 하다. 금성은 한때 바다와 강이 있는 온화한 세계였을 것으로 보고 있지만,약 7억 년 전 온실 효과로 인해 금성은 표면온도가 납이 녹을 만큼 뜨겁다. 4. 심상찮은 태양의 활동태양은 대략 11년 주기의 조용한 시간을 지내왔지만 이제 그 단계를 벗어나고 있다. 태양은 최근 몇 년 동안 거의 활동하지 않았지만 이제 지구를 향해 하전 입자를 분출하는 강력한 폭발이 표면에서 일어나기 시작했있다. 예컨대, 11월 초 일련의 태양 폭발이 우리 행성에 큰 지자기 폭풍을 일으켰다. 코로나 질량 방출(CME)이라 불리는 이 분출은 본질적으로 자기장을 띤 10억 톤의 태양 물질 덩어리를 폭발하듯이 뿜어내는 것으로, 뒤이어 강력한 에너지 입자의 흐름을 태양계로 방출한다. 이 물질이 지구 방향으로 향하면 지구 자기장과 상호작용하여 지구의 극 부근에서 오로라를 만들기도 하고, 위성 통신 두절이나 대규모의 정전사태를 일으키기도 한다.  5. '차세대 우주망원경' 제임스웹 발사​우주 과학의 완전한 새 시대는 2021년 크리스마스에 '차세대 우주망원경'이 남미 프랑스령 기아나에 있는 유럽의 우주공항에서 성공적으로 발사되면서 시작되었다. 제임스웹 우주망원경(JWST) 프로젝트는 NASA, 유럽 우주국 및 캐나다 우주국이 30년 이상 합작으로 진행 한 것으로, 무려 100억 달러를 쏟아부은 대형 프로젝트이다. 애초 2007년에 발사하기로 예정된 것이었지만, 14년이나 지각한 끝에 가까스로 발사하는 데 성공했다. 우주망원경은 계획하고 조립하는 데는 오랜 시간이 걸린다. JWST의 구상과 설계는 전신인 허블 우주망원경이 지구 궤도에 진입하기도 전에 시작되었다. 허블이 지구 표면에서 수백 킬로 고도에서 도는 반면, JWST는 우리 행성에서 약 150만km 떨어진 지점에서 관측한다. 망원경은 2021년 12월 25일 오전 7시 20분(미국동부시간)에 지구-태양 라그랑주 점 2(L2)라고 불리는 이 지점을 향한 여행을 시작했다. 망원경은 우주의 진화에 대한 천문학자들의 질문에 답하며, 우리가 어디서 시작되었는지, 어떻게 여기까지 오게 되었는지 탐색할 것이며, 그리고 태양계에 대한 더 깊은 이해를 제공할 것이다.​ 6. '사건지평선 망원경'이 선명한 블랙홀 제트 분출 사진을 찍었다2021년 7월, 세계 최초의 블랙홀 사진을 탄생시킨 프로젝트는 이와 함께 이러한 초질량 물체 중 하나에서 강력한 제트가 분출하는 이미지를 공개했다. 사건지평선 망원경(EHT)은 지구 크기의 망원경 1개를 만들기 위해 협력하는 8개 관측소가 참여한 글로벌 협력이다. 최종 결과는 이전보다 16배 더 선명한 해상도와 10배 더 정확한 이미지가 만들어낸 것이다. 과학자들은 EHT의 놀라운 능력을 사용하여 밤하늘에서 가장 밝은 천체 중 하나인 센타우루스 A 은하의 중심에 있는 초대질량 블랙홀에 의해 강력한 제트가 분출되는 것을 관찰했다. 은하의 블랙홀은 초대 질량으로 무려 태양 질량의 5,500만 배에 달한다.  7. 지구에서 가장 가까운 블랙홀 발견했다​지구에서 불과 1,500광년 떨어진 곳에 지구에서 가장 가까운 블랙홀을 발견했다. 이 블랙홀은 '유니콘'이라 불린다. 작은 블랙홀은 발견하기가 어렵다. 하지만 과학자들은 동반 별인 적색거성에서 이상한 행동을 발견함으로써 '유니콘'을 발견했다. 연구원들은 빛의 세기가 변하는 것을 관찰했으며, 이는 다른 물체가 별을 잡아당기고 있음을 시사하는 것이었다. 이 블랙홀은 태양 질량의 3배에 불과한 초경량이다. 외뿔소자리(Monoceros)에서 발견되어서 유니콘이라는 이름을 얻었다.​ 8. 지구의 제2의 달이 영원히 우주로 떠났다 두 번째 달처럼 지구 궤도에 진입한 물체가 올해 우리 행성에 마지막으로 근접한 후 영원히 이별했다. '미니문' 또는 임시 위성으로 분류되는 그 물체는 길 잃은 우주 암석은 아니다. 2020 SO로 알려진 이 물체는 아메리칸 서베이어(American Surveyor) 달 임무에서 발생한 1960년대 로켓 부스터의 남은 조각이다. 2021년 2월 2일, 2020 SO는 지구와 달 사이의 58%, 지구에서 약 22만km 떨어진 곳까지 도달했다. 그것은 미니문의 마지막 접근이었지만 지구로의 가장 가까운 여행은 아니었다. 그보다 몇 달 전인 2020년 12월 1일에 우리 행성까지의 최단 거리에 도달했다. 그 후로 2020 SO는 지구 궤도에서 멀어져 우주로 떠내려간 후 두번 다시 돌아오지 않았다.  9. 파커 태양탐사선이 태양의 대기 속을 돌입했다​ 올해 NASA의 태양 터치 우주선은 개기일식 동안에만 볼 수 있는 코로나 속을 돌파했으며, 태양의 '돌아오지 않는 지점'의 위치를 정확히 측정할 수 있었다. 태양 탐사선 파커 솔라 프로브는 지난 3년 동안 태양에 가까이 접근하기 위해 계속 궤도를 좁혀왔다. 이 탐사선은 과학자들이 태양풍, 즉 하전 입자의 바다를 생성하는 원인을 분석할 수 있도록 설계되었다. 태양이 뿜어내는 이 태양풍은 여러 가지 방법으로 지구에 엄청난 영향을 미칠 수 있다. 우주선은 8번 태양을 플라이바이 하는 동안 코로나로 알려진 태양의 외부 대기로 돌입했다. 4월 28일의 코로나 속 기동은 알벤(Alfvén) 임계 표면의 정확한 위치를 확인하는 데이터를 제공했다. 이곳은 태양풍이 태양에서 멀어져 다시는 돌아오지 않는 지점이다. 탐사선은 태양 표면에서 15태양 반경, 즉 1300만km까지 도달할 수 있었다. 그것은 개기일식 동안 달이 태양 디스크의 빛을 차단할 때 지구에서 볼 수 있는 태양 코로나의 연장선 중 하나로 관찰되는 슈도스트리머(pseudostreamer; 가상 띠)라는 거대한 구조를 넘어선 곳이었다. 발견에 대한 성명에서 NASA 관계자는 탐사선이 "폭풍의 눈 속으로 날아갔다"고 표현했다.  10. 화성 탐사로버 퍼서비어런스의 화성 착륙 마지막으로 올해는 NASA의 퍼서비어런스 로버가 화성에 도착한 해였다. 로버는 2021년 2월 18일 화성에 도착한 이후 화성 생명체의 흔적을 찾기 위해 열심히 노력해왔다. 엔지니어들은 임무 팀이 조사할 가치가 있는 암석을 결정할 수 있도록 퍼서비어런스에 강력한 카메라를 장착했다. 화성 탐사 로버의 가장 매력적인 발견 중 하나는 '하버 실 록(Harbor Seal Rock/바다표범바위)'으로, 수년에 걸쳐 화성의 바람에 의해 조각된 기이한 모양의 지형지물이다. 퍼서비어런스는 또한 여러 암석 샘플을 얻었으며, 미래의 어느 시점에 분석을 위해 회수 우주선을 보내 가져올 예정이다. 퍼서비어런스는 화성 생명체의 흔적을 찾기 위해 수십억 년 전 삼각주와 깊은 호수가 있었던 폭 45km의 예제로 분화구에서 탐사를 진행하고 있다.

-북두칠성 아래를 통과하는 네오와이즈 혜성 사반세기 만에 나타난 '맨눈으로 보는 혜성' 네오와이즈로 인해 전국의 별지기들이 보다 좋은 관측지를 찾아 전국 곳곳을 누비고 있다. 이들이 찍은 아름다운 네오와이즈 사진은 보는 이에게 탄성을 자아내게 한다. 네오와이즈 혜성은 1997년 헤일-밥 혜성 이후로 북반구에서 가장 밝게 보이는 혜성이다. 위의 사진은 강화도 서쪽 해안가에 있는 계룡돈대에서 17일 저녁 9시경에 찍은 사진으로, 혜성의 아름다운 꼬리를 선명하게 보여주고 있다. 네오와이즈는 23일 지구에 가장 가까이 접근한 후 점차 멀어져간다. 최접근 거리는 약 1억 300만km로, 지구-태양 간 거리의 3분의 2에 해당한다. 따라서 혜성을 관측할 수 있는 기회가 그다지 많지 않다. 게다가 장마까지 겹쳐 있어 예보에 따르면, 하늘이 맑은 날은 21일(화)이 유일한 듯한데, 이날을 노려 네오와이즈 사냥에 나설 것을 권한다. 7월 17일부터는 혜성이 큰곰자리의 성군인 북두칠성에 아래로 들어서기 시작했으므로 저녁에는 서북쪽 하늘에서 혜성을 볼 수 있다.현재 혜성이 북서쪽 하늘에 있으므로 네오와이즈 혜성 찾기 요령은 일몰 한 시간 뒤, 그쪽으로 확 트인 어두운 장소에 자리잡은 후 먼저 북두칠성을 찾는다. 다음은 북두칠성의 국자 끝 두 별을 선분을 5배쯤 연장하면 밝은 별 하나가 보이는데, 그게 바로 정북을 알려주는 북극성이다. 이를 기준으로 북서방향을 잡으면 된다. 그리고 쌍안경으로 북두칠성 국자 밑바닥 부분의 아래쪽으로 훑어내려가면서 꼬리 달린 별을 찾으면 된다. 혜성 꼬리는 태양의 반대 방향으로 뻗어 있다. 고도는 약 20도이다. 오는 21일 화요일이 전국적으로 하늘이 맑다는 예보가 나와 있는 만큼 이날을 노려 네오와이즈 관측에 나서면 성공 확률이 높다. 이번 기회를 놓치면 다음 도래일을 기다려야 하는데, 6800년 후가 된다. 참고로, 현재 혜성이 위도 45도 부근 극지방에 있기 때문에 해 뜨기 직전 새벽과 해 진 직후 저녁 둘 다 볼 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

초속 190km로 태양에 급강하 　 수십 년에 걸친 과학자들의 치열한 토론과 제작 기간을 거친 끝에 마침내 최초의 태양 밀착 탐사선 파커 솔라 프로브(PSP)가 지난 12일 태양으로의 장도에 올랐다. 총 15억 달러(한화 1조 7000억원)가 투입된 PSP는 앞으로 어떤 행로를 그리며 태양 미션을 수행할까? 우주탐사 역사상 최초로 작열하는 태양 대기 속으로 뛰어들 파커 탐사선의 운명은 과연 어떻게 될까? 발사에서부터 마지막 순간까지 따라가보도록 하자. 가로 1m, 세로 3m, 높이 2.3m, 건조중량 555kg인 파커가 일단 지구 중력을 끊고 우주로 탈출하는 데 사용한 로켓은 강력한 델타 IV 헤비 로켓으로, 세 개의 부스터로 구성된 것이다. 로켓 발사에서부터 약 6분 만에 탐사선은 1단 로켓과 페이로드 페어링(원뿔 모양 보호덮개)을 분리한 데 이어, 2단 로켓과 3단 로켓까지 차례로 분리한 뒤, 발사 40분 뒤에는 PSP가 모든 추진체로부터 분리되어 태양전지판을 펼치고 자체 동력으로 비행하기 시작했다. 그렇다고 탐사선이 곧장 태양을 향해 날아가는 것은 아니다. 태양의 가공할 중력을 버티며 태양 궤도를 선회하려면 탐사선 속도가 엄청나야 한다. ​ 태양이 태양계 전 천체들의 질량에서 차지하는 비중이 무려 99.84%나 되며, 중력의 크기는 지구의 몇십 배에 달한다. 따라서 태양 중력에 붙잡혀 태양 속으로 곤두박질하지 않으려면 탐사선 속도가 초속 190km 이상을 유지해야 한다. 이는 서울-대전 간을 1초에 주파하고, 서울-뉴욕 간 거리 1만 1000km를 1분에 주파하는 속도로, 인류가 만든 비행체로 최고속도를 기록하게 된다. 이 같은 어마무시한 속도는 로켓 힘만으로는 결코 만들어낼 수가 없다. 이럴 때 천체물리학자들이 사용하는 전가의 보도가 있는데, 바로 중력도움이라는 것이다. 중력보조라고도 하는 이 중력도움은 영어로는 스윙바이(swing-by), 또는 플라이바이(fly-by)라고도 하는데, 한마디로 ‘행성궤도 근접 통과’로 행성의 중력을 슬쩍 훔쳐내어 우주선의 가속을 얻는 기법이다. 행성의 입장에서 본다면 우주선의 엉덩이를 걷어차서 가속시키는 셈으로, 이론상으로는 행성 궤도속도의 2배에 이르는 속도까지 얻을 수 있다. PSP가 중력도움을 얻을 대상 천체는 태양으로 가는 길목에 있는 금성이다. 파커는 발사 6주 후인 9월 말경에 금성에 도착하여 9월 28일, 태양과 계산된 중력 춤을 추도록 고안된 기동을 조심스럽게 시작하여 금성을 7차례 ‘플라이바이’한 끝에 태양에 최접근할 때는 시속 69만km까지 가속한다. 물론 파커가 금성을 플라이바이할 때도 그냥 놀게 두지는 않는다. 미 항공우주국(NASA)의 알뜰한 과학자들은 그 기회를 이용해 턱없이 부족한 금성의 과학 데이터를 부지런히 수집하는 '알바'를 시킬 예정이다. 태양풍과 코로나의 비밀을 풀어라 지구를 떠난 지 3달 후인 11월 11일, PSP는 처음으로 태양에 접근해 근일점에서 태양을 중심으로 24궤도 중 첫 번째 궤도 비행을 시작한다. 태양을 밀착 비행하는 각 궤도는 꽃잎 모양을 이루는데, 탐사선은 이 꽃잎 궤도를 따라 우주 멀리 갔다가 다시 태양으로 근접해오는 선회비행을 계속하게 된다. PSP의 ‘태양을 터치하라!'(Touch the Sun)라는 미션 이름은 기존의 어떤 태양 탐사선보다 태양에 가까이 접근하기 때문에 붙여진 것이다. 목표 접근 거리는 616만km로, 이는 1976년 헬리오스 2호가 세운 기록(4300만km)보다 7배나 가까운 거리다. 그렇다고 PSP가 댓바람에 그 거리까지 접근하는 것은 아니다. 궤도를 돌 때마다 조금씩 좁혀나가, 오는 11월 태양에서 2400만km 떨어진 궤도에 처음 진입한 뒤, 2025년 6월쯤 616만km까지 접근한다. 태양과 지구 사이의 거리를 100m라 한다면 태양에 4m까지 바짝 접근하는 셈이다. 이번 태양 미션의 2대 과제는 태양 대기인 코로나가 태양 표면 온도 6000도보다 수백 배나 높은 이유, 그리고 태양풍의 엄청난 풍속이 어디서 기인하는가 하는 비밀을 푸는 것이다. 또한 태양이 어떻게 태양 플레어 같은 현상을 일으키는지 알아내는 것도 포함된다. 태양풍과 태양 플레어는 우주여행, 인공위성, 심지어 지구에서의 삶에 심각한 영향을 미친다. 심우주를 탐사하는 우주인의 건강을 지키기 위해서도 태양풍에 관한 연구는 필수적이다. PSP가 이들에 관한 모든 데이터를 수집하는 동안 지구와의 통신은 중단된다. 대신, 가능한 한 많은 관측을 하는 데 집중할 것이며, 그런 다음 대량의 정보를 일괄적으로 전송한다. 과학자들은 PSP가 오는 11월 최초로 근일점을 통과할 때 태양에 관한 놀라운 통찰을 보여줄 것으로 기대하고 있다. 파커 미션의 기간은 7년으로 2025년 중반까지 지속될 예정이다. 그때까지 탐사선이 여전히 열 방패 뒤에 숨겨진 섬세한 장비를 보호하기 위한 자세 제어용 연료를 가지고 있다면, 담당 과학자들은 파커에게 연장 근무를 명령할 것이 분명하다. 거금을 쏟아부은 만큼 최대한 뽑아내야 하기 때문이다. 그러나 머잖아 연료는 바닥날 것이며, 탐사선은 무동력 상태로 떨어져 하이테크 열 방패도 더이상 쓸모없어진다. 그러면 PSP의 운명은 어떻게 될까? 과학자들은 탐사선의 각종 장비와 골격은 열 차폐막을 제외하곤 아무것도 남지 않을 때까지 천천히 떨어져나갈 것이라고 예상한다. PSP 프로젝트 매니저인 앤드류 드리스먼 박사는 파커의 마지막을 이렇게 시적으로 표현한다. “탐사선이 연료를 소진한 후 장비들이 하나씩 해체되는 데는 10년, 20년이라는 긴 시간이 걸린다. 그러면 이들로 인해 생긴 탄소 디스크가 태양 궤도를 따라 떠돌 것이다. 태양이라는 별이 자신의 에너지로 길러냈던 인간이 기술을 개발해 만들어낸 물건이 자신의 품으로 날아들어 산화하고, 그 유물이 외로이 태양 궤도를 떠돌게 되는 셈이다. 우리는 그것이 얼마나 오래 태양 궤도를 떠돌 것인지 짐작할 수 있다. 아마도 그 탄소 디스크는 태양계가 종말을 맞을 때까지 그렇게 태양 주위를 떠돌 것이다.” 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

-NASA, 2018년에 솔라 프로브 플러스 발사한다 미국항공우주국(NASA)이 2018년에 태양 탐사선을 발사할 계획이라고 1일(현지시간) 우주 전문사이트 스페이스닷컴이 보도했다.​ 인류는 달과 화성, 그리고 더 먼 곳에 있는 명왕성에까지 우주선을 보냈다. 보이저 1호는 숫제 태양계를 벗어나 아득한 성간 공간을 날고 있는 중이다. 그런데 초고온으로 작열하는 태양에 우주선을 보낼 수가 있을까? 답은 '그렇다'이다. 머지않아 우리는 태양에 우주선을 보낼 것이다. 미우주항공국(NASA)는 2018년에 태양에 우주선을 보내는 '솔라 프로브 플러스(Solar Probe Plus)' 미션을 계획하고 있다. 태양은 지구로부터 약 1억 5천만km 떨어져 있다. 이는 지구-달 거리인 38만km의 약 400배나 되는 거리로, 시속 100km로 달리는 차를 타고 밤낮으로 달리면 약 200백 년이 걸리는 거리다. 솔라 프로브 플러스가 태양에 최대한 접근할 수 있는 거리는 600만km다. 그러니까 1억 4천만km 이상 날아가야 하는 셈이다. NASA 고다드 우주항공센터 연구원 에릭 크리스천은 "이것이 태양까지 날아가는 우리의 첫번째 미션이 될 것"이라면서 "태양 표면까지 바짝 접근할 수는 없다. 다만 충분히 가까운 거리까지 접근해 세 개의 중요한 질문에 대한 답을 얻어낼 수는 있다."고 밝혔다. 첫째, 광구라고 불리는 태양 표면의 온도가 왜 태양 대기인 코로나보다 낮은가 하는 의문을 밝혀내는 것이다. 광구의 온도는 섭씨 5500도인 데 비해, 코로나의 온도는 무려 2백만 도나 된다. 참으로 이상하지 않은가? 열원으로부터 멀어질수록 온도가 낮아져야 하는데, 이 역전 현상은 어떻게 된 걸까? 크리츠천 박사는 이것을 태양에 관한 최대 미스터리 중의 하나로 꼽았다. 둘째, 과학자들은 태양풍이 어떻게 높은 속도를 얻는가 알고 싶어한다. 태양풍이란 하전된 입자의 흐름으로, 태양은 시속 160만km의 태양풍을 온 우주공간으로 내뿜고 있다. 크리스천 "우리는 태양풍이 무엇에서 에너지를 받아 그처럼 고속으로 부는지 모르고 있다"고 말했다. 셋째, 태양은 때때로 고에너지 입자 태양풍을 방출하는데, 적절히 보호되지 않은 우주선이나 우주인에게 치명적인 손상을 줄 수도 있는 것이다. 이 고에너지 입자풍이 발생하는 메커니즘을 지구에서 규명하기란 어려운 일이다. 1억 5000만km라는 거리의 장벽이 가로막고 있기 때문이다. 그러나 태양에 600만km 거리까지 접근한다는 것은 엄청난 모험이다. 문제는 열이다. 우주선의 기기들이 태양의 고온을 견딜 수 있는가가 미션 성공의 관건이다. 나사는 고온을 견뎌내기 위해 두께 11.4cm의 탄소복합체 보호덮개를 설계했다. 솔라 프로브 플러스 미션의 연구 협력기관인 존스홉킨스대 응용물리학 연구소에 따르면, 이 덮개는 섭씨 1370도의 고온을 견딜 수 있다. 또한 탐사선은 선내로 스며든 열을 우주공간으로 내보내기 위한 열 방출기를 비롯해, 태양의 복사열로부터 전기 회로, 특히 메모리를 보호하기 위해 특수 보호장비를 갖추고 있다. 이러한 단열장치들에 의해 탐사선 내부는 실내 온도를 유지할 수 있게 된다. 이 태양 탐사선은 무인 우주선이다. 그러나 시간도 예산이 충분히주어진다면 사람을 태운 우주선을 태양에 600만 km까지 보낼 수 있다고 크리스천 연구원은 밝혔다. ​ 만약 솔라 프로브 플러스가 성공한다면 지금까지 태양에 가장 가까이 접근한 우주선으로 기록될 것이다. 종래의 기록을 보면, 1974년 12월에 발사된 헬리오스 1이 태양에 4700만km까지 접근했고, 1976년 4월에 날아간 헬리오스 2는 헬리오스 1보다 300만km 더 접근한 것이 최고기록이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

우리 은하 중심에는 ‘페르미 거품’이라는 거대 구조가 확산하고 있다. 천문학자들이 허블 우주망원경을 사용해 이 거대 거품에 관한 비밀을 하나하나 파헤치고 있다고 미국 천문학 전문지 ‘애스트로노미 매거진’이 6일(현지시간) 전했다. 2010년 미국항공우주국(NASA)의 페르미 감마선 우주망원경이 우리 은하의 원반에서 발견한 거품 구조가 바로 페르미 거품이다. 페르미 거품은 수직 방향으로 각각 3만 광년에 걸쳐 펼쳐져 있는 데 200만 년 전 은하 중심부에서 일어난 폭발적인 가스 방출로 생성된 것으로 추정되고 있다. 가스 방출의 계기로는 두 가지 주된 가설이 존재한다. 첫째는 별이 차례차례로 태어나 계속해서 초신성 폭발을 일으켰다는 설이다. 두 번째 가설은 하나의 별이나 별무리가 은하 중심의 블랙홀로 빨려들어갔다는 것이다. 이는 은하의 긴 역사 속에서 순간적인 사건일 뿐이며 반복적일지도 모른다. 페르미 거품에 관한 연구를 이끌고 있는 미국 우주망원경과학연구소(STSCI)의 천문학자 앤드루 폭스 연구팀은 거품의 반대편에 있는 퀘이사(밝게 빛나는 먼 은하핵)를 허블 우주망원경의 우주 기원 분광기(COS)를 사용해 자외선 관측하고 그 빛을 분석함으로써 그 구조의 형태를 알아내고 있다. 초기 성과에서 페르미 거품 내의 가스는 시속 300만 km로 확산하고 있는 것으로 나타났다. 또 규소와 탄소, 알루미늄 등 별 생성에 필요한 무거운 원소가 풍부한 것도 확인됐다. 온도는 섭씨 9700도 정도로 그다지 높지 않았다. 섭씨 100만 도에 달하는 은하 원반의 성간 가스가 유입 과정에서 식고 있는 것으로 생각되고 있다. 연구팀은 20개의 퀘이사에 대해 같은 관측을 시행하고 있으며 거품 전체의 총 질량과 여러 부분에서 속도를 조사해 페르미 거품이 생성되는 현상을 해명하려 하고 있다. 사진=NASA/ESA/A. Feild (STScI) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리 은하 중심에는 ‘페르미 거품’이라는 거대 구조가 확산하고 있다. 천문학자들이 허블 우주망원경을 사용해 이 거대 거품에 관한 비밀을 하나하나 파헤치고 있다고 미국 천문학 전문지 ‘애스트로노미 매거진’이 6일(현지시간) 전했다. 2010년 미국항공우주국(NASA)의 페르미 감마선 우주망원경이 우리 은하의 원반에서 발견한 거품 구조가 바로 페르미 거품이다. 페르미 거품은 수직 방향으로 각각 3만 광년에 걸쳐 펼쳐져 있는 데 200만 년 전 은하 중심부에서 일어난 폭발적인 가스 방출로 생성된 것으로 추정되고 있다. 가스 방출의 계기로는 두 가지 주된 가설이 존재한다. 첫째는 별이 차례차례로 태어나 계속해서 초신성 폭발을 일으켰다는 설이다. 두 번째 가설은 하나의 별이나 별무리가 은하 중심의 블랙홀로 빨려들어갔다는 것이다. 이는 은하의 긴 역사 속에서 순간적인 사건일 뿐이며 반복적일지도 모른다. 페르미 거품에 관한 연구를 이끌고 있는 미국 우주망원경과학연구소(STSCI)의 천문학자 앤드루 폭스 연구팀은 거품의 반대편에 있는 퀘이사(밝게 빛나는 먼 은하핵)를 허블 우주망원경의 우주 기원 분광기(COS)를 사용해 자외선 관측하고 그 빛을 분석함으로써 그 구조의 형태를 알아내고 있다. 초기 성과에서 페르미 거품 내의 가스는 시속 300만 km로 확산하고 있는 것으로 나타났다. 또 규소와 탄소, 알루미늄 등 별 생성에 필요한 무거운 원소가 풍부한 것도 확인됐다. 온도는 섭씨 9700도 정도로 그다지 높지 않았다. 섭씨 100만 도에 달하는 은하 원반의 성간 가스가 유입 과정에서 식고 있는 것으로 생각되고 있다. 연구팀은 20개의 퀘이사에 대해 같은 관측을 시행하고 있으며 거품 전체의 총 질량과 여러 부분에서 속도를 조사해 페르미 거품이 생성되는 현상을 해명하려 하고 있다. 사진=NASA/ESA/A. Feild (STScI) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr