-푸코의 진자로 보는 지구의 자전 해가 지고 달이 뜨는 것을 보고 하늘이 지구를 중심으로 움직인다고 하는 천동설을 철석같이 믿었던 인류에게, 그 반대로 우리가 딛고 있는 땅덩어리가 태양 둘레를 돈다는 지동설을 한 천재가 주장한 것은 무려 2300년 전의 일이다. 고대 그리스의 천문학자 아리스타르코스는 달이 정확하게 반달이 될 때 태양-달-지구는 직각삼각형의 세 꼭짓점을 이룬다는 사실에 착목하여, 이 직각삼각형의 한 예각을 알 수 있으면 삼각법을 사용하여 세 변의 상대적 길이를 계산해낼 수 있다고 생각했다. ​그는 먼저 달-지구-태양이 이루는 각도를 쟀다. 87도가 나왔다(참값은 89.5도). 세 각을 알면 세 변의 상대적 길이는 삼각법으로 금방 구해진다. 그런데 희한하게도 달과 태양은 겉보기 크기가 거의 같다. 이는 곧, 달과 태양의 거리 비례가 바로 크기(지름)의 비례가 된다는 뜻이다. 아리스타르코스는 이런 방법으로 세 천체의 상대적 크기를 또 구했다. 그가 구한 세 천체의 물리적 양은 다음과 같았다. 태양은 달보다 19배 먼 거리에 있으며(참값은 400배), 지름의 크기 또한 19배 크다. 고로 지구보다는 7배 크다(참값은 109배). 따라서 태양의 부피는 지구의 300배에 달한다고 결론지었다. 실제 값과는 큰 오차를 보이긴 했지만, 당시의 조건을 고려한다면 이것만으로도 대단한 업적이라 하지 않을 수 없다. 그의 기하학은 정확했지만, 도구가 좀 부실했던 모양이다. 하지만 본질적인 핵심은 놓치지 않았다. 지구보다 300배나 큰 태양이 지구 둘레를 돈다는 것은 모순이며, 지구가 스스로 자전하며 태양 둘레를 돈 다는 사실이었다. 이리하여 천동설을 젖히고 인류 최초의 지동설이 탄생하게 되었지만, 당시 이 같은 아리스타르코스의 주장은 큰 반발을 불러일으켰다. 게다가 신성 모독이므로 재판에 부쳐야 한다는 주장과 함께 스토아 학파의 학자들로부터 날카로운 반론이 튀어나왔다. “당신 주장대로라면 공중 높이 돌을 던지면 던진 장소로부터 서쪽으로 이동한 자리에 떨어져야 하는 것 아닌가? 물론 하늘을 나는 새도 동쪽으로 날기 위해서는 매우 힘겹게 날아가야 하겠지만 서쪽으로 날기 위해서는 방향만 잡은 채 가만히 있어도 서쪽으로 이동할 것 아닌가?” 이에 적절히 답할 물리학이 당시엔 없었으므로, 지동설이 힘을 얻지 못하는 한 원인이 되었다. 그에 대해 정확한 답변은 1,800년 뒤, 모든 계의 물리법칙은 동일하게 작용한다는 갈릴레오 갈릴레이의 상대성 이론을 기다려야만 했다. 우리는 지구와 같이 움직이므로 지구의 자전이나 공전을 체감할 수 없는 것이다. 그런데 지구가 자전하면서 태양 둘레를 돈다는 아리스타르코스의 주장을 완벽히 뒷받침하는 직접적인 증거는 그로부터 2100년이나 뒤인 1851년에야 발견되었다.프랑스 물리학자 레옹 푸코는 지구 자전을 증명하기 위해 이른바 '푸코의 진자'라는 장치를 고안해냈다. 1851년 푸코는 팡테옹의 돔에서 길이 67m의 실에다 28㎏의 납추를 매달아 진동시켰는데, 시간이 지남에 따라 진동면이 천천히 회전하는 것이 밝혀졌다. 진동면의 바닥, 즉 지구는 반시계방향으로 회전하는데, 추의 진동면은 고정된 상태이므로, 겉보기로는 진동면이 시계방향으로 움직인다는 사실이 밝혀진 것이다. 추의 진동면은 32.7시간마다 완전한 원을 만들면서 시계방향으로 매 시간 11도씩 회전했는데, 이는 곧, 지구가 자전하는 것을 보여주는 직접적인 증거였다. 인류는 아리스타르코스가 지동설을 주창한 지 무려 2100년이 지난 후에야 비로소 그 직접적인 증거를 눈으로 보게 된 셈이다. 푸코는 이 실험으로 영국 왕립협회의 코플리 상을 받았다. 진자가 매우 오랫동안 진동을 유지할 때, 지구의 관찰자는 진자의 진동면이 회전하는 것을 관찰할 수 있다. 실제는 지구가 회전을 하면서 진자의 고정점을 함께 이동시키지만, 지구와 함께 회전하는 관찰자에게는 진자의 고정점은 변하지 않고 진동면이 회전하는 것으로 보이게 된다. 이와 같이 지구에 정지한 관찰자의 관점에서 진자의 진동면을 회전시키는 힘을 코리올리 힘라고 부른다. 푸코 진자의 회전 주기는 위도에 따라 변한다. 북극이나 남극에서는 중력과 지구 자전축의 방향이 같으므로 회전 주기가 지구의 자전 주기와 같다. 이에 비해 적도에서는 중력과 지구자전축의 방향이 서로 수직이므로 진자 진동면은 거의 변하지 않고 진자 진동면의 회전주기는 무한대가 된다.지구 자전의 증거를 직접 볼 수 있는 푸코의 진자는 집에서도 간단히 만들 수 있다. 아래 그림은 필자의 2층 베란다에 만든 끈 길이 5m 푸코 진자로, 남북 방향의 흰줄과 나란하도록 진동시킨 후 20분쯤 시간이 지나면 추의 진동방향이 시계방향으로 틀어져 있음을 확인할 수 있다. 직접 내 눈으로 지구 자전을 본 것이라 해도 틀린 말은 아니다. 현재 파리의 팡테온 돔 아래에서 기존 푸코 진자의 정확한 복제품이 1995년 이후 영구적으로 진동하고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

2017년 1월 영국 런던 근교 펠트햄에 있는 창고에 도둑이 들었다. 마침 미국 라스베이거스에서 열리는 전문 서적 경매에 출품하려고 희귀한 책 200여권을 보관하고 있었는데 이것을 모두 훔쳐갔다. 대략 250만 파운드(약 37억 7380만원)로 값어치가 매겨졌다. 16세기와 17세기 이탈리아 천문학자 갈릴레오 갈릴레이와 영국 물리학자 아이작 뉴턴의 초판본에다 이탈리아 시인 단테의 여러 희귀본, 스페인 화가 프란시스코 드 고야의 스케치 등등이었다. 도둑들은 히드로 공항에서 얼마 떨어지지 않은 창고의 지붕에 구멍을 내고 감지 장치를 피하기 위해 줄을 타고 12m 바닥에 내려와 책들을 훔쳐 달아났다. 런던 경찰청의 전문 범죄 수사팀은 3년 반 넘는 끈질긴 추적 끝에 지난 16일(이하 현지시간) 루마니아 북동부 네암트란 시골 마을의 한 주택 바닥에서 책들을 모두 되찾는 데 성공했다고 BBC가 전했다. 사실 루마니아의 조직범죄단이 지목된 것은 사건 직후였다. 영국 전역의 고가품 창고들을 잇따라 털어 갱단의 실체가 이미 파악됐다. 하지만 이들이 훔쳐간 책들을 되찾는 데는 많은 시간이 걸렸고, 유럽 여러 나라의 협력이 필요했기 때문이었다. 지난해 6월 영국 전역은 물론, 루마니아와 이탈리아의 45곳 주소지를 샅샅이 뒤져 이날에야 마침내 소중한 책들을 되찾았다. 13명이 기소됐는데 그 중 12명은 벌써 유죄를 인정했다고 경찰은 전했다. 앤디 더럼 경사는 “이 책들은 엄청난 가치를 지녔는데 그보다 더 중요한 것은 다른 무엇으로도 대체할 수가 없다는 것이며 국제적인 문화유산이란 점“이라고 말했다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

당신은 여기서 몇 개의 달을 찾을 수 있는가? 보통 사람들은 왼쪽의 달 하나 있구만, 이라고 답할 것이다. 하지만 정답은 5개다. 오른쪽 위에서 밝게 빛나는 천체는 태양의 다섯번째 행성인 목성이다. 자세히 보면 목성 양옆으로 조그만 빛점들이 늘어서 있는 게 보일 것이다. 바로 목성의 달들이다. 갈릴레이 갈릴레오가 최초로 발견했다 하여 갈릴레이 위성이라고 불린다. 1610년 갈릴레오는 자작 망원경으로 이 4개의 위성들을 발견했는데, 이들은 목성 위성 중 크기가 큰 천체이다. 이들은 모두 목성을 중심으로 공전하는 위성으로서, 마치 미니 태양계의 모습을 연출하고 있는 것이다. 갈릴레오의 이 발견으로 인해 모든 천체들은 지구를 중심으로 돈다는 천동설은 더 이상 버틸 수가 없게 되었다. 말하자면 갈릴레오는 천동설의 관에 마지막 대못을 박은 셈이다. 이런 의미에서 목성의 4대 위성은 천문학사에서 중요한 위치를 차지한다. 사진에 보이는 목성 4대 위성의 이름은 왼쪽부터 이오, 가니메데, 유로파, 칼리스토이지만, 모행성과의 거리가 가까운 순서는 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토다. 이 이름들은 행성 운동 3대 법칙을 발견한 독일 천문학자 요하네스 케플러의 제안에 따라 모두 제우스(주피터; 즉 목성의 이름)의 연인의 이름을 따서 지었다.이들 위성은 태양계에서 태양과 8개 행성을 빼고는 가장 큰 천체들이다. 특히 가니메데는 지름이 5262.4㎞로 태양계 최대의 위성으로 수성보다도 크다. 또한 유로파는 지하에 지구 바닷물의 2배 수량을 가진 바다를 품고 있어 과학자들은 생명이 서식할 가능성이 가장 높은 곳으로 보고 있다. 이 지하 바다를 탐사할 잠수함을 보낼 프로젝트가 현재 NASA에서 추진되고 있는 중이다. 가니메데, 유로파, 이오 3개 위성은 각각 1:2:4의 비율로 궤도 공명을 하며 공전한다. 이 사진은 지난주 멕시코의 동해안 도시 칸쿤에서 촬영된 것이다. 현재 목성에는 2011년 발사된 미 항공우주국(NASA)의 주노 탐사선이 궤도를 돌며 목성 조성과 탄생 원리를 밝히기 위한 탐사를 계속하고 있다. 2003년 퇴역한 목성 탐사선 갈릴레오 이후 2016년 두 번째로 목성 궤도에 진입한 주노는 내년 7월 목성과 충돌함으로써 미션을 끝낼 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

태양계에서 가장 큰 위성인 목성의 달 가니메데의 얼음장 같은 북극이 처음으로 모습을 드러냈다. 지난 23일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 목성탐사선 주노(Juno)가 가니메데의 북극을 근접 비행하며 수집한 적외선 이미지를 공개했다. 가니메데 북극의 모습이 생생히 드러난 이 이미지는 지난해 12월 26일 주노에 장착된 적외선 오로라 탐지기(JIRAM)로 얻어졌다. 당시 주노는 가니메데 표면을 기준으로 약 10만㎞까지 접근했으며 총 300장의 적외선 이미지를 얻는데 성공했다. 태양계 위성 중 가장 덩치가 큰 가니메데는 지름이 5262㎞에 달해 '건방지게' 행성인 수성보다도 8% 크다. 가니메데는 1610년 갈릴레오 갈릴레이가 자작 망원경으로 발견한 목성 4대 위성 중 하나로, 나머지 셋인 칼리스토, 이오, 유로파 등과 함께 갈릴레이 위성으로 불린다.　　특히 가니메데는 여려 겹의 얼음이 켜켜이 쌓여있는 것으로 추정되는데 주노가 촬영한 이미지를 보면 지구에서는 접하지 못한 특이한 형태의 얼음이 북극에 존재하는 것으로 보인다. 이는 태양 플라즈마의 영향 때문이다. NASA에 따르면 가니메데는 태양계에서 자체적으로 자기장을 가지고 있는 유일한 위성인데 자기장이 플라즈마의 통로 역할을 한다. NASA 측은 "지구의 경우 대기권과 자기장이 방어막처럼 지구 전체를 감싸고 있지만 가니메데는 대기가 없어 끊임없이 플라즈마의 공격을 받는다"면서 "가니메데는 주로 얼음으로 이루어져있는데 총 79개 목성의 달 형성 시점부터 오늘날까지의 진화를 이해할 수 있는 정보를 얻을 수 있을 것"이라고 밝혔다. 한편 주노는 2011년 8월 발사된 뒤 2016년 7월 목성 궤도에 진입했다. 이후 목성을 공전하며 지구에 다양한 데이터를 전송하고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

시기로는 고대부터 현대까지, 인물로는 아리스토텔레스부터 슈뢰딩거까지 훑고 있는 과학철학서다. 주목해야 할 과학계의 역사와 이론, 오해 등이 과학 개론서라할 만큼 다양하게 망라돼 있다. 입문서를 지향하는 만큼 여느 과학 서적들에 견줘 ‘비교적 알기 쉽게’-두세 번 읽어도 이해가 안 되는 부분이 많지만-썼다는 평가를 받는다. 책이 논지를 펴는 큰 축은 세계관이다. 저자는 이를 “퍼즐 조각이 맞물리듯 서로 연결된 믿음 체계”라고 설명했다. 지구가 우주의 중심이라는 아리스토텔레스의 세계관, 지구가 태양 주변을 도는 것이라는 뉴턴의 세계관을 지나, 양자론 등 현대 과학의 세계까지 들여다보고 있다. 믿음과 사실은 다를 수 있다. 믿음의 합이 명확한 사실처럼 작동하고 있을 뿐이다. 예컨대 지금은 누구도 믿지 않는 천동설, 연금술도 당대엔 최고의 지식과 합리적 사고에 근거한 결론이었다. 우리 선조들이 천동설을 믿었던 건 당시 육안 관측 등 여러 기술 여건상 그것이 진리일 수밖에 없었기 때문이다.가장 극적인 순간은 아리스토텔레스의 세계관이 무너질 때였다. 단초는 1600년쯤 발명된 망원경이 제공했다. ‘그래도 지구는 돈다’는 말을 남긴 저 유명한 갈릴레이와 가톨릭 교회 간 분쟁도 이때 벌어진다. 갈릴레이는 망원경을 이용해 ‘크레이터’라 불리는 달의 산맥, 태양의 흑점, 목성의 위성, 토성의 고리, 달처럼 변하는 금성의 위상 등을 인류 최초로 발견했다. 이런 증거들을 통해 지동설을 주장했고, 얼추 2000년을 이어온 아리스토텔레스의 세계관에도 금이 가기 시작했다. 당시 많은 이들이 철석같이 믿고 있던 지식들을 버려야 했을 텐데, 그 혼란상이 얼마나 극심했을지는 상상조차 힘들다. 그렇다면 갈릴레이 이후 400여년이 지난 지금 지구가 태양 주위를 도는 장면을 직접 확인할 기술은 있는가. 여전히 없다. 우리의 믿음 중 직접적인 증거가 있는 믿음은 놀랄 만큼 적다. 여러 믿음의 합이 태양중심설을 증명하고 있을 뿐이다. 지구가 돈다는 것도 미래 어느 순간엔가 무너질 수 있다는 뜻이다. 저자가 보기에 현재도 계속 눈을 뜨고 지켜봐야 할 흥미진진한 시대다. 1600년대 초와 여러모로 비슷하기 때문이다. 저자는 “오늘날 벨(양자론으로 현대물리학에 큰 영향을 미친 프랑스 물리학자) 유형의 영향은 뉴턴의 견해를 포기하라고 우리에게 강력히 요구한다. 나는 이것이 빙산의 일각에 불과하다고 생각한다”고 했다. “(벨의) 이 발견이 우주에 대한 상당히 다른 견해로 이어질 수 있다”는 의미다. 운이 좋은 건지, 나쁜 건지, 당신이 지금 선 자리가 변혁의 시대에 해당될 수 있다는 것이다. 책을 덮는 순간까지도 당신에게 드는 의문이란, 아마도 책을 펴면서 들었던 의문과 같은 ‘내가 왜?’일지도 모른다. 우주의 이치와 내 삶이 어떤 연관이 있길래 이렇게 골치 아픈 이야기를 듣고 있어야 하는 건가. 세계관은 결국 자신의 본질, 근원과 맞닿은 영역이다. 자신이 어디서 시작됐고, 어느 위치에 있는지를 깨닫는 과정이다. 책이 말하려는 건 결국 지금 자신이 살고 있는 세상을 과학적으로 들여다보고 철학적으로 성찰해 보라는 권유다. 과학과 담 쌓은 이라도, 인생에서 최소한 한 번쯤은. 손원천 선임기자 angler@seoul.co.kr

8월 ‘썸씽로튼’ 국내 라이선스 개막 바텀 형제 작품 탄생기 그린 코미디 베토벤·조카의 실화 모티브 ‘루드윅’ ‘템페스트’ 직접 연주 아역배우 주목셰익스피어의 르네상스 시대가 1930년대 브로드웨이와 비슷했다면? 셰익스피어가 갈릴레이를 만났다면? 기네스북에 오를 만큼 다양한 희극과 비극을 써낸 윌리엄 셰익스피어는 뮤지컬 무대에서 언제나 사랑받는 인물이다. ‘로미오와 줄리엣’, ‘햄릿’, ‘베니스의 상인’ 등 그의 작품뿐만 아니라 그 자신이 등장인물이 되거나 상징처럼 쓰이기도 한다. 올여름 뮤지컬 무대에서도 셰익스피어를 만나볼 수 있다. 르네상스 시대 최고의 극작가였던 셰익스피어에 맞서 인류 최초의 뮤지컬을 제작하게 된 바텀 형제의 고군분투기를 그린 뮤지컬 ‘썸씽로튼’이 오는 8월 국내 라이선스 공연으로는 처음 막을 올린다. 셰익스피어의 소설 대목과 단어들을 차용한 대사와 ‘레미제라블’, ‘렌트’, ‘코러스라인’, ‘위키드’ 등 유명 뮤지컬 작품들의 장면과 음악, 패러디가 이어지는 기발한 코미디 작품이다.2015년 브로드웨이에서 첫 선을 보인 뒤 지난해 처음 내한공연을 가져 호평을 얻었다. 국내 라이선스 초연으로 배우 강필석, 이지훈, 서은광이 극을 이끌어 갈 닉 바텀 역을 맡아 열정 넘치는 극작가로 셰익스피어를 견제하며 걸작을 만들어내는 연기를 펼친다.오는 30일부터 공연을 시작하는 뮤지컬 ‘루드윅:베토벤 더 피아노’는 셰익스피어의 영감을 느낄 수 있다. 베토벤과 조카의 실화를 모티브로 삼아 천재 악성 베토벤의 인간적 고뇌를 담은 작품인데, 극 중 아역배우 차성제와 백건우가 피아노 소나타 17번 ‘템페스트’를 연주한다. 이 곡은 베토벤에게 “피아노 소나타 17번을 어떻게 이해해야 하는가” 물었을 때 “셰익스피어의 ‘템페스트’를 읽어보라”고 답했다는 것으로 알려졌다. 작곡가로서 명성을 누리다가 20대 후반 청력을 잃고 절망에 빠진 루드윅(베토벤) 앞에 도전적이고 자신감 넘치는 인물 마리가 나타나 삶의 새로운 의미를 깨우치는 과정을 풀어낼 작품에서 템페스트는 격정적인 선율로 감정을 극대화시킨다. 셰익스피어의 마지막 로맨스극인 템페스트도 절망을 딛고 일어서 화해하고 포용하는 뜻이 담겨 있다. 지난달 31일 막을 내린 창작 뮤지컬 ‘최후진술’은 과학자 갈릴레오 갈릴레이가 1564년 동갑내기인 셰익스피어를 삶의 마지막 여행에서 만난다는 참신한 상상의 전개를 담았다. 하늘의 별을 지켜보며 지동설을 지지했다가 로마교회의 종교재판을 받게 된 절체절명의 순간의 별을 노래하는 시인 셰익스피어와의 대화가 신선하다며 관객들에게도 좋은 반응을 얻었다. 원종원 순천향대 공연영상학과 교수는 17일 “셰익스피어의 작품들은 지금도 아티스트들의 상상력을 자극해 다양한 방식으로 변화되거나 응용될 수 있을 정도로 완벽한 이야기가 많다”면서 “끊임없이 후대에서 변주할 수 있도록 자극하는 요소도 많고 여전히 아티스트들에겐 도전하고 싶은 존재”라고 설명했다. 허백윤 기자 baikyoon@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)이 지난 13일(현지시간) 저비용 행성탐사 미션 4개를 발표했다. 금성 탐사를 비롯해 목성의 화산 위성 이오, 해왕성의 큰 위성 트리톤이 NASA 탐사 망원경의 십자선에 포착되었다. 디스커버리 프로그램으로 불리는 이 미션들은 비교적 저비용의 로봇을 이용한 탐사로, 발사비용과 미션 수행 비용을 제외하고 각각 최대 5억 달러 한도로 투입된다. NASA의 과학임무국 토머스 주부큰 부국장은 기자회견에서 “이 선택된 미션은 태양계 속에서 가장 활동적이고 복잡한 세계에 대한 우리의 이해를 변화시킬 수있는 잠재력을 가지고 있다”면서 “이들 천체 중 어느 하나를 탐사하면 다른 천체들에 대해서도 그들이 어떻게 생성되었는지 그 비밀을 풀 수 있을 것”이라고 밝혔다. 네 가지 미션을 뒷받침하는 팀은 앞으로 9개월 동안 아이디어를 계속 발전시키기 위해 각각 300만 달러를 지원받을 것이며 그 결과물인 연구 보고서를 NASA에 제출하게 된다. NASA 관계자는 이 보고서를 평가하여 최종적으로 탐사선을 띄울 미션 2개를 결정하게 된다. 운이 좋으면 두 가지 미션이 순조롭게 실행에 옮겨질 수 있다. 실제로 이전 디스커버리 라운드에서 그 같은 상황이 연출되었다. 2017년 1월 NASA는 루시와 프시케 미션이 각각 2021년과 2022년에 출발될 것이라고 발표했다. 새로 발표된 4개의 미션 중 2개는 금성을 대상으로 하는 것이다. DAVINCI(Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry and Imaging) Plus 미션은 두꺼운 금성 대기층 아래로 탐사선을 내려보내 금성의 대기가 어떻게 지금처럼 지옥 같은 뜨거운 대기로 바뀌었는지 그 진행을 밝혀낼 데이터를 수집한다. 그리고 VERITAS(Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography and Spectroscopy) 미션은 자세한 금성 표면 지도를 작성하는 것으로, NASA 관계자는이 탐사선의 관측으로 지구의 지질사에 화산과 판 구조가 형성된 과정을 이해하는 데 통찰을 얻을 수 있을 것이라고 밝혔다. 태양계에서 가장 화산활동이 강력한 목성 위성 이오에게는 이오를 밀착 플라이바이하는 IVO(Io Volcano Observer) 미션이 기다리고 있다. 이오의 극단적인 화산활동은 목성의 조석력에 의해 추동된다. 목성의 강력한 조석력은 이오를 비롯한 갈릴레이 위성들의 내부를 마구 휘젓고 있다. NASA 관계자는 IVO가 강력한 조석력이 암석형 천체의 진화를 미치는 영향력을 설명해줄 것이라고 밝혔다. 해왕성의 달 트리톤에는 트라이던트 미션이 준비되고 있다. 이 미션은 한 번의 플라이바이로 이루어지는데, 트리톤 표면 지도를 작성할 뿐 아니라, 과학자들이 믿고 있듯이 정말 트리톤이 지하에 바다를 갖고 있는지를 규명할 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

미국의 우주전문 사이트 스페이스닷컴 12일자에 게재된 천문학 칼럼니스트 조 라오의 흥미로운 ‘북극성 사용법’을 소개한다. 라오는 현재 미국 자연사박물관 하이든 플레네타리움 강사이다. 북두칠성 사용법은 놀라울 정도로 다양하다. 나침반, 시계, 달력, 잣대의 기능을 모두 갖고 있다. 수많은 용도를 갖고 있는 하늘의 스위스 군용칼이라 할 수 있다. 2월 저녁 북동쪽 하늘에서 떠오르는 북두칠성은 사실 별자리가 아니다. 북쪽하늘의 큰 별자리인 큰곰자리의 엉덩이와 꼬리 부분으로, 7개 별 모두 이등성 이상의 밝은 별들로 이루어져 있는데, 이러한 특징적인 별무리를 성군(星群)이라 한다.　​ 그러나 북두칠성은 일반적인 성군 이상의 존재로, 하늘의 나침반이자 시계, 달력 , 잣대로서, 예로부터 사람들이 널리 이용해왔다. 먼저 나침반으로서의 북두칠성을 살펴보면, 북두칠성이 자체로 나침반 역할을 하는 것은 아니고, 국자 부분의 두 끝별, 곧 두베와 메라크를 잇는 선분을 5배 가량 연장하면 북극성(Polaris)에 가 닿는데, 이 방향이 바로 정북이 된다. 따라서 북극성을 찾으면 동서남북 방위를 모두 알 수 있게 되는 것이다. 이런 연유로 두베와 메라크를 지극성(指極星)이라 부른다. 북극성의 용도는 이뿐이 아니다. 당신이 선 자리에서 북극성을 올려다본 각도가 바로 위도가 된다. 서울에서 북극성을 올려다보면 약 38도가 되는데, 이는 서울이 북위 38도상에 위치하고 있다는 뜻이다. 만약 북극점에서 북극성을 찾으려면 수직으로 올려다봐야 한다. 이는 지구가 구체이기 때문이다. 이 북극성으로 인해 옛사람들은 지구가 공처럼 둥글다는 사실을 깨달았다. 천상의 시계 북두칠성다음은 북두칠성의 시계 기능을 살펴보자. 북두칠성을 천상의 시계로 사용할 수도 있다. 20세기 초 미국의 변호사이자 아마추어 천문가인 윌리엄 타일러 올커트는 “모든 연령층의 별 지식‘(Star Lore of All Ages)이란 저서에서 다음과 같이 썼다. "큰곰의 전체 모습은 24시간에 한 번 북극성 둘레를 돈다. 물론 이것은 지구의 자전으로 인한 겉보기 움직임이다. 지극성과 북극성을 연결하는 선은 시계의 시침 역할을 한다. 약간의 연습만 하면 이 하늘의 시침으로 대략적인 밤 시간을 알 수 있다." 그런데 이 하늘의 시침은 우리가 쓰는 시계와는 달리 천구의 북극점을 중심으로 반시계 방향으로 움직인다. 북두칠성을 사용하여 시간을 알기 위해서는 계절에 따라 지극성과 북극성을 잇는 선분이 어떻게 움직이는가를 손목시계를 봐가면 익히면 된다. 조금만 관심이 있다면 쉽게 익힐 수 있다. 하늘의 시침을 이용해 10분 오차 이내로 시간을 알아내는 사람들도 있다.　​ 북두칠성이 어떻게 달력이 될 수 있을까? 그것은 북극성과 북두칠성의 상대적인 위치를 잘 가늠함으로써 가능하다. 계절 뿐 아니라 몇 월인가까지도 북두칠성으로 결정할 수 있다.봄에 어둠이 내린 직후, 우리는 북두칠성이 북쪽 수평선 위로 높이 치솟아 거의 천정까지 뻗어 있는 광경을 볼 수 있다. 그러나 여름이 되면 반시계 방향으로 90도 회전한다. ’국자‘는 이제 아래쪽을 가리키고 이른 저녁 시간 동안 북극성의 서쪽에 놓여진다. 가을 저녁에는 북두칠성이 북극성 아래에 있으며 북쪽 수평선에 스치듯이 걸린다. 하늘에서 이 위치는 곰이 겨울잠에 드는 것과 비슷하다. 큰곰자리의 일부는 북쪽 지평선 아래 위치한다. 편리한 천문 잣대 북두칠성　 마지막으로, 북두칠성의 또 하나 매력적인 사용법은 우리가 하늘의 각도 크기와 거리를 측정할 수있는 편리한 천문 잣대로 사용할 수 있다는 점이다. 북두칠성의 별을 사용하여 5~25도 범위의 하늘 각도를 결정할 수 있다. 더욱이 북두칠성은 모든 계절에 볼 수 있으므로 가장 편리한 하늘 잣대라 하겠다. 지극성 사이의 간격은 5.5도이다. 달의 겉보기 지름은 약 0.5도이므로, 두베와 메라크 사이에 보름달 11개가 들어갈 수 있다. 북두칠성의 됫박 바닥을 이루는 두 별(메라크와 페크다) 사이의 거리는 7도이고, 됫박 윗 부분의 두 별(두베와 메그레즈) 간격은 10도이다. 두베에서 알카이드(자루 끝 별)까지의 각도는 25도이며, 두베에서 북극성까지는 28도이다. 북두칠성으로 하늘의 잣대를 익히는 것은 하늘을 가로지르는 밝은 유성이나 화구의 꼬리 길이를 가늠하거나 밝은 혜성의 꼬리 길이를 결정하는 데 유용하기 때문이다. 또 어떤 행성이 달 북쪽 7도에 위치한다고 할 때 그것을 찾아내는 데 정확한 ’느낌‘을 제공하기도 한다. 마지막 보너스로, 북두칠성의 시력검사표 기능을 소개한다. 북두칠성의 손잡이 끝에서 두번째 별이 미자르인데, 이 별이 사실 두 별이 붙어 보이는 안시 쌍성이다. 미자르의 왼쪽 상단에 위치한 작고 희미한 별 알코르가 붙어 있다. 시력이 좋은 사람은 두 별을 분리해 볼 수 있기 때문에 로마 시대 모병관이 시력 검사별로 사용했다. 두 별이 따로 보이지 않는 사람은 '불합격, 고향 앞으로 갓!' 처분을 받았다고 한다. 두 별은 0.2도(12분) 떨어져 있다. 그것은 달의 겉보기 지름(0.5도)보다 작다. 올해 12월 22일 목성과 토성은 서로 매우 가까이 접근한다. 1623년 이래 400년 만의 가장 가까운 접근으로, 두 행성은 0.1도까지 들러붙는다. 이는 미사르-알코르 간격의 절반에 불과하다. 그러면 목성과 그 갈릴레이 위성들, 토성과 유명한 고리를 망원경의 한 시야에 잡을 수 있게 된다. 참으로 장관일 것이다. 달력에 표시해두자. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

금단(禁斷)의 지식을 보관할 것 같은 ‘바티칸 비밀 문서고’에서 ‘비밀’이 사라진다. 프란치스코 교황은 28일(현지시간) 교황청 부속 문서고를 ‘바타칸 사도 문서고’로 이름을 바꾸고 제2차 세계대전 당시 교황의 문서를 내년 3월에 개방한다는 교황 교서를 발표했다고 AP·dpa통신 등이 전했다. 교황은 ‘비밀(secret)’이라는 단어가 주는 부정적인 의미를 불식하기 위한 것이라고 설명했다. 그러나 라틴어 ‘secretum’은 비밀 보다는 개인의 것이라는 의미가 강하다. 교황은 또 “교회와 세계 문화에 봉사하고자” 명칭을 변경했다고 밝혔다. 바티칸에 있는 문서고는 17세기 초 교황 바오로 5세때 설립됐다. 8세기부터 현재까지의 교회 문서, 원고, 파피루스 등 방대한 분량이 보관돼 있다. 600여개의 다른 콜렉션이 있으며, 서가 길이는 85㎞에 이른다. 문서고에는 열람실들과 강화 시멘트로 만든 2층짜리 지하 벙커도 있다. 고대 황금판에 새긴 원고와 갈릴레오 갈릴레이에 대한 종교재판 심문을 포함한 중요 서류들은 습도가 조절되는 안전실에 보관돼 있다고 AP는 전했다.연구학자들의 접근이 가능했던 것은 1881년 교황 레오 13세 때부터다. 그러나 학자들은 1939년 2월 교황 비오 11세 재위 이후 문서부터 열람할 수 있다. 물론 최근의 문서들에 대해서는 열람 불가 예외도 많다. 연간 1500명 정도가 내부 입장이 허용된다. 현재 연구학자들이 접근할 수 있는 최신 교황은 1939년 사망한 비오 11세이다. 교황 사후 70년이 지난 이후에야 교황 재위 기간의 문서는 열람 가능하다. 내년 3월 2일 교황 비오 12세 재위 기간인 1939년부터 1958년 사이, 특히 논쟁 많은 제2차 세계대전 기간을 포함한 문서들도 조사를 위해 공개된다. 비오 12세는 나치 독일의 홀로코스트 만행에 대처하는데 실패했다는 비난을 수십년간 받아왔고, 홀로코스트 생존자들이 살아있는 동안 공개하라는 압박을 받아왔다. 이에 프란치스코 교황이 공개 예정인 2028년보다 8년 앞당겨 연구자들에게 공개하도록 했다고 외신들이 전했다. 이기철 선임기자 chuli@seoul.co.kr

예수 그리스도가 빵 5개와 물고기 2마리로 5000명을 먹였다는 ‘오병이어의 기적’. 이 기적이 일어난 장소가 알려진 것과는 다를 수 있다는 주장이 나왔다. 이스라엘타임즈 등 현지언론은 최근 히포스-수시타 발굴 프로젝트 진행 중 발견된 고대 그림이 이를 뒷받침한다고 설명했다. 지금까지는 갈릴리호숫가에 있는 작은 마을 타브가에서 ‘오병이어의 기적’이 일어났다는 게 정설이었다. 이 때문에 예수의 기적을 기념하는 ‘오병이어 교회’(The church of the multiplication of the loaves and fishes)가 세워지기도 했다. 교회 터에서는 오병이어의 기적을 묘사한 그림도 나왔다. 그러나 이 같은 정설을 뒤집는 또다른 작품이 발견됐다. 이스라엘 하이파대학 고고학연구소의 발굴팀 책임자 마이클 아이젠버그 박사는 발굴 프로젝트가 진행된 히포스 지역의 ‘불탄 교회’ 터에서 1500년 전 것으로 추정되는 오병이어 그림을 발굴했다고 밝혔다.5세기에서 6세기 사이 세워진 '불탄 교회'는 히포스 지역에 있는 다른 6개의 교회와 달리 완전히 전소됐다. 그러나 발굴된 그림은 외부를 뒤덮은 잿더미 때문에 보존상태가 완벽에 가깝다. 교회 본당 바닥에서 발견된 6세기 비잔틴 양식의 이 그림에는 빵과 물고기가 담긴 12개의 바구니는 물론 과일과 새, 꽃 등이 새겨져 있다. 아이젠버그 박사는 “단순하고 순진한 표현이 매력적”이라고 설명했다. 그렇다면 앞서 타브가 마을에서 발견된 모자이크 그림과 다른 점은 뭘까. 아이젠버그 박사는 “타브가 마을의 그림에는 빵 4개가 그려져 있는 반면, 이번에 발견된 그림에는 빵 5개가 정확히 묘사돼 있어 복음서의 설명과 정확히 일치한다”라고 말했다. 이어 “타브가 지역에서 오병이어의 기적을 행한 예수가 배를 타고 건너편 갈릴리 동산으로 갔다는 기록이 있다. 그런데 갈릴리 동산은 타브가 마을 바로 위에 위치해 있다”라며 기적의 장소에 대한 의문을 제기했다.만약 타브가 지역의 기적의 장소가 맞았다면 타브가에서 다시 타브가로 갔다는 게 말이 안 된다는 설명이다. 이에 대해 갈릴레이신학교 교장을 맡고 있는 프란체스코 볼타지오 박사는 "복음서에 언급된 오병이어의 기적은 총 두 차례”라고 지적했다. 실제로 성경에는 마태복음 14장과 마가복음 8장에 오병이어의 기적이 기록돼 있다. 그는 “두 번의 기적 모두 갈릴리 호수를 사이에 두고 양쪽 지역에서 일어났는데, 한 번은 타브가 지역에서 5000명의 유대인 남성을 대상으로 한 것이었으며 다른 한 번은 갈릴리 호수 어디선가 약 4000명의 이교도 남성들을 위해 행해진 것으로 보고 있다”고 덧붙였다.또 “그림 속 빵이 4개인지 5개인지는 중요하지 않다”면서 “당시 이스라엘 사람들 대부분이 문맹이었다는 사실을 이해해야 한다. 그림으로 알기 쉽게 기적을 묘사했을 뿐이며 이런 단서만으로 쉽게 기적의 장소를 단정 지을 수 없다”고 못 박았다. 아이젠버그 박사는 아직 발굴되지 못한 모자이크 그림의 20%가 남아 있다면서, 작업이 더 진행되면 사실이 더 명확하게 드러날 것으로 기대하고 있다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

가을. 천체관측 시즌이 시작되었다. 날씨가 덥지도 춥지도 않아 야외활동을 하기에 더없이 좋은 계절, 때마침 하늘에서도 여러 가지 볼거리가 푸짐한 마당이 펼쳐지고 있다. 별과 행성들이 만드는 경이로운 우주쇼가 한 달 내내 밤하늘을 수놓을 예정이다. 간단한 천체망원경이나 쌍안경을 챙겨들고 자녀들과 함께 별밤을 같이 보내면서 우주의 신비와 아름다운 추억거리를 같이 엮어보도록 하자.　 9월 3일(화) 오후 11시까지 목성 대적점 관측 목성의 자전주기는 10시간밖에 안되므로 대적점은 3일 또는 4일 밤 3시간 동안 관찰할 수 있다. 대적점은 대기가 안정된 날 구경이 중간 이상의 망원경으로 보는 것이 바람직하다. 목성은 9월 3일 저녁 이후 11시까지 남서쪽 하늘 전갈자리의 안타레스 바로 위에서 찬란하게 빛난다. 갈릴레이 위성으로 알려진 목성의 4대 위성들이 나란히 늘어선 모습은 가히 환상적이다. 400년 전 갈릴레오 갈릴레이가 목성 주위를 도는 이 위성들을 발견함으로써 ‘모든 천체들은 지구를 중심으로 돈다’고 주장하던 천동설의 관짝에 마지막 대못을 박았다. 9월 6일(금) 저녁 목성이 달에 4도까지 접근한다 6일 저녁 남쪽 하늘에서 상현달은 밝게 빛나는 목성의 바로 오른쪽 옆에 접근하는데, 둘 사이의 간격은 손가락 4개 너비에 약간 못 미칠 정도이다. 각도로는 약 4도. 쌍안경으로 보면 한 시야(붉은 원) 안에 다 잡힌다. 해질녘부터 시작하여 몇 시간 동안 이 두 천체를 주의 깊게 관측해보면 달의 궤도가 행성에 더 가까이 다가가는 것을 볼 수 있다. 위쪽에 늘어선 별들은 뱀주인자리의 아랫자락 별들이다. 9월 7일(토) 저녁, 해왕성이 물병자리 파이별에 접근한다7일 저녁의 남동쪽 하늘에서 희미한 푸른 행성 해왕성의 궤도 운동은 맨눈으로 보이는 붉은 별인 물병자리 P파이(φ) 별에 매우 가까이 접근한다. 6일과 7일, 해왕성은 별에서 1분각 안에 있으며, 고배율 망원경으로 한 시야에 잡힌다. 보다 큰 망원경으로 보면 해왕성의 큰 달 트리톤을 관측할 수도 있다. 10일에는 해왕성이 태양의 정반대편에 놓이는 충의 위치에 간다. 9월 8일(일) 저녁, 달에 토성이 접근한다 8일 저녁 황혼 이후 토성이 남쪽 하늘에서 달의 왼쪽에 접근한다. 달은 보름달에 가까운 월령 10일이며, 둘은 사이좋은 자매처럼 밤새 함께 하늘을 가로지른다. 황혼부터 시작하여 몇 시간 동안 그것들을 관측해보면, 시간이 지날수록 달과 토성이 점점 더 가까이 접근하여 11시경에는 토성이 달의 뒤편으로 숨는 엄폐현상이 나타난다. 9월 13일(금), 수성과 금성이 접근한다 12일 일몰 후, 내부 행성인 수성과 금성이 아주 가까이 접근한다. 태양이 진 후 서쪽 수평선 위를 보면 밝은 금성 아래 보름달 크기(0.5도)보다 작은 간격을 주고 반짝이는 천체를 볼 수 있는데, 이것이 바로 태양에 가장 가까운 행성인 수성이다. 수성의 공전속도는 아주 빨라, 지구의 약 1.6배로 초속 48km나 된다. 따라서 12일에는 금성에서 오른쪽 아래로, 금요일에 금성에서 왼쪽으로 떨어진다. 쌍안경이나 일반 천체 망원경으로 관측하면 두 행성이 가까이 붙어 아름답게 반짝이는 광경을 즐길 수 있다. 수성은 태양에 너무 가까운 나머지 요하네스 케플러 같은 천문학자도 평생 수성을 못 봤다는 얘기가 전해질 만큼 관측하기가 쉽지 않다. 이번에 도전해 수성 관측에 성공한다면 당신은 인류의 1% 안에 확실히 들 수 있다. 9월 18일(수) 저녁, 천왕성이 달에 접근한다18일 저녁 하늘에서, 추석을 지나 이울기 시작하는 월령 19일의 달이 청록색의 행성 천왕성에 바짝 접근한다. 위치는 천왕성 아래 손바닥 너비 간격에 해당하는 6도 이내에 들어온다. 밝은 달빛이 어두운 천왕성을 압도하지만, 행성이 주변 별과 비교되는 위치를 기록한 후, 다음날 저녁 달이 그 자리를 떠난 후에 다시 한번 천왕성을 찾아보라. 1781년 4월, 영국의 음악가이자 아마추어 천문학자인 윌리엄 허셜이 최초로 발견함으로써 천문학사에 불멸의 이름을 남겼을 뿐더러 궁정 천문학자로 일약 수직적인 신분상승을 이루었던 천왕성에 당신도 도전해보기 바란다. 허셜은 그 자신 역시 딱 천왕성 공전주기인 84년을 살고 하늘로 떠났다. 9월 23일 오후 4시 49분 태양이 추분점을 지난다 23일 오후 4시 49분 태양은 천구의 추분점을 지나 적도를 건너 남반구로 이동함에 따라 북반구의 가을이 시작된다. 3월 춘분과 9월의 추분에는 낮과 밤의 길이는 동일하며, 태양은 정동에서 뜨고 정서쪽으로 진다. 9월 29일(일) 저녁, 수성과 스피카가 금성 근처에서 만난다 29일 일요일 저물녘 이후, 낮은 위도의 관측자들은 수성이 처녀자리의 밝은 일등성 스피카의 우상에서 반짝이는 광경을 볼 수 있다. 간격은 손가락 하나 남짓한 정도. 수성의 안시등급은 -0.24, 스피카는 0.95이므로, 수성이 스피카보다 약 3배 밝다. 별과 행성은 모두 쌍안경이나 일반 천체망원경으로 관측할 수 있지만, 해가 완전히 진 후 천문박명이 시작된 후에 관측하는 게 좋다. 두 천체의 오른쪽으로 손바닥만한 너비의 간격에 엄청 밝게 빛나는 금성이 자리잡고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

밤하늘에 뜬 별 등을 보는 것을 좋아하는 사람들에게 기쁜 소식이다. 이번 달 내내 목성을 자세히 볼 수 있기 때문이다. CNN은 6일(현지시간) 최근 미국항공우주국(NASA)의 발표를 인용해 6월은 목성이 가장 크고 밝게 보이는 시기이므로, 쌍안경만 있어도 목성의 4대 위성까지 볼 수 있다고 전했다.목성의 4대 위성은 망원경으로 관측이 가능해 갈릴레이 위성이라고도 불리는 가니메데와 칼리스토, 이오 그리고 유로파를 말한다. 참고로 목성에서 발견된 위성은 현재 기준으로 79개다. 이에 대해 NASA는 홈페이지를 통해 “태양계에서 가장 큰 행성인 목성은 맨눈으로 봐도 빛나는 보석처럼 보이지만 쌍안경이나 소형 망원경을 통해 바라보면 훨씬 더 멋지다”고 해설했다. 심지어 오는 10일에는 목성과 지구 그리고 태양이 일직선상에 놓인다. 즉 목성을 가장 또렷하게 볼 수 있다는 것이다. 만일 이날 날씨가 좋지 못해 관측이 어렵다고 하더라도 목성은 이달 내내 관찰하기 쉬운 상태이므로 걱정할 필요 없다는 것이 NASA 전문가들의 설명이다.이후 14일부터 19일 중에는 달과 목성 그리고 토성이 늘어선 아름다운 밤하늘을 볼 수 있다. 달은 지구 주위를 공전하므로, 그 위치는 매일 밤 변하게 된다. NASA는 “밤마다 달의 움직임을 주의해서 보면 흥미로울 것”이라고 조언했다. 사실 목성은 남반구에서 가장 잘 보이지만, 이번 우주 쇼는 전 세계에서 볼 수 있다. 영국왕립천문학회의 천문학자 로버트 매시 박사는 “행성은 항성과 달리 깜빡 깜빡 빛나는 일이 없어 지평선에 가까운 위치에서도 뚜렷하게 보인다”면서 “관측을 시도하려면 남쪽 지평선 부근의 잘 보이는 곳을 찾아야 한다”고 설명했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

밤하늘에 뜬 별 등을 보는 것을 좋아하는 사람들에게 기쁜 소식이다. 이번 달 내내 목성을 자세히 볼 수 있기 때문이다. CNN은 6일(현지시간) 최근 미국항공우주국(NASA)의 발표를 인용해 6월은 목성이 가장 크고 밝게 보이는 시기이므로, 쌍안경만 있어도 목성의 4대 위성까지 볼 수 있다고 전했다.목성의 4대 위성은 망원경으로 관측이 가능해 갈릴레이 위성이라고도 불리는 가니메데와 칼리스토, 이오 그리고 유로파를 말한다. 참고로 목성에서 발견된 위성은 현재 기준으로 79개다. 이에 대해 NASA는 홈페이지를 통해 “태양계에서 가장 큰 행성인 목성은 맨눈으로 봐도 빛나는 보석처럼 보이지만 쌍안경이나 소형 망원경을 통해 바라보면 훨씬 더 멋지다”고 해설했다. 심지어 오는 10일에는 목성과 지구 그리고 태양이 일직선상에 놓인다. 즉 목성을 가장 또렷하게 볼 수 있다는 것이다. 만일 이날 날씨가 좋지 못해 관측이 어렵다고 하더라도 목성은 이달 내내 관찰하기 쉬운 상태이므로 걱정할 필요 없다는 것이 NASA 전문가들의 설명이다.이후 14일부터 19일 중에는 달과 목성 그리고 토성이 늘어선 아름다운 밤하늘을 볼 수 있다. 달은 지구 주위를 공전하므로, 그 위치는 매일 밤 변하게 된다. NASA는 “밤마다 달의 움직임을 주의해서 보면 흥미로울 것”이라고 조언했다. 사실 목성은 남반구에서 가장 잘 보이지만, 이번 우주 쇼는 전 세계에서 볼 수 있다. 영국왕립천문학회의 천문학자 로버트 매시 박사는 “행성은 항성과 달리 깜빡 깜빡 빛나는 일이 없어 지평선에 가까운 위치에서도 뚜렷하게 보인다”면서 “관측을 시도하려면 남쪽 지평선 부근의 잘 보이는 곳을 찾아야 한다”고 설명했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

“해의 빛이 사라졌다가 사흘 후 다시 밝아졌다.”(고구려 영류왕 23년 9월, 삼국사기 고구려 본기 中) “해에 흑점이 보였는데 크기는 계란만했다.”(고려 예종 10년 3월, 고려사 中) 국내 연구진이 이 같은 국내 역사기록들을 분석해 새로운 태양의 활동형태와 이로 인한 기후변화 영향을 찾아내 주목받고 있다. 한국천문연구원, 전북대, 충남대 기초과학연구소 공동연구팀이 국내 역사서들에 기록된 태양 흑점과 서리 발생 정보를 분석한 결과 태양의 240년 활동주기를 새로 발견하고 이런 태양 활동주기가 기후변화와 밀접한 연관성이 있다는 것을 규명했다고 20일 밝혔다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘기후 및 태양-지구 물리학’ 5월호에 실렸다.연구팀은 고려사와 조선왕조실록에서 태양 흑점과 관련한 기록 55개를 바탕으로 태양의 활동주기를 분석했다. 분석의 신뢰도를 높이기 위해 중국측 역사서에 실린 흑점정보도 함께 연구했다. 그 결과 지금까지 잘 알려진 태양활동의 11년 주기와 60년 주기 이외에 240년의 장(長)주기가 있다는 사실을 확인했다. 태양 표면에서 주변보다 온도가 낮아 검게 보이는 현상인 흑점은 태양활동의 직접적 지표로 기후에도 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 서양에서 첫 흑점 관측은 17세기인 1611년 이탈리아 갈릴레오 갈릴레이가 처음으로 한 것으로 알려졌다. 그러나 중국에서는 기원전 28년에 흑점 관측 기록이 처음 나타나있고 한국사에서도 서기 640년 삼국사기 고구려본기에 흑점을 표현한 최초의 기록이 나타난다. 실제로 고려사와 조선왕조실록은 흑점의 크기를 다섯 등급으로 나눠 검은 점, 자두, 계란, 복숭아, 배의 크기로 기록했다. 이런 기록의 차이 때문에 서양 천문학에서는 240년 태양활동 장주기가 아직 밝혀지지 않았던 것이다. 연구팀은 역사서에 기록된 기상현상 중 온도변화를 파악할 수 있는 지표인 서리 기록을 고려사와 조선왕조실록에서 700군데를 찾아 서리가 내리지 않는 기간인 ‘무상(無霜)기간’의 변화와 태양 활동주기를 비교했다. 무상기간은 1년 중 서리가 내리지 않는 기간으로 늦은 봄 마지막 서리에서 초가을 첫 서리까지 기간을 말하는데 이 기간이 짧을수록 춥다는 의미이다.분석 결과 태양 흑점이 많아진 시기에 한반도 온도가 급격히 하락했음을 확인했다. 이를 통해 기후변화가 태양활동에 영향을 받았을 것이라고 추정해냈다. 연구를 이끈 천문연구원 고(古)천문연구센터 양홍진 박사는 “이번 연구는 우리나라의 풍부한 역사기록들이 현대과학적 측면에서도 매우 신빙성이 높고 중요한 자료로 활용될 수 있음을 보여줬다”라며 “아직 많이 분석되지 않은 고천문 자료를 바탕으로 다양한 천문현상을 계속 증명해 나갈 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

500개가 넘도록 계속 발견되는 위성들 지구는 위성을 달 하나 갖고 있지만, 태양계 8개 행성들이 갖고 있는 위성의 수는 모두 얼마나 될까? 놀라지 마시라. 미 항공우주국(NASA)과 국제천문연맹(IAU)에 따르면 2018년 9월 현재 태양계 행성 주변을 맴도는 위성은 185개에 이른다. 태양계 행성 중 위성 갑부는 단연 목성이다. 무려 79개를 자랑한다. 그 다음은 토성인데, 만만치 않게 위성 수가 62개나 된다. 이 두 행성이 차지하고 있는 위성이 전체의 약 80%에 달하고, 역시 같은 가스 행성인 천왕성이 27개, 해왕성이 14개를 차지하고, 암석으로 된 지구형 행성인 화성은 2개, 지구 1개, 금성과 수성은 하나도 없다. 위성의 차원에서 본다면 태양계는 부의 편중이 엄청나다는 사실을 알 수 있다. 그렇다면 어째서 이처럼 심한 편중 현상이 나타나게 된 걸까? 이유를 캐보기 전에 일단 위성이란 어떤 존재인가부터 살펴보자. 위성은 어떤 천체와 중력으로 묶여 그 둘레를 공전하는 천체를 일컫는다. 이를 자연위성이라 하고, 사람이 만들어 궤도에 올린 것을 인공위성이라 한다. 행성만이 위성을 갖는 게 아니라, 명왕성 같은 왜행성도 위성을 가질 수 있으며, 소행성 중에도 위성을 갖고 있는 것이 있다.왜행성 중 세레스는 위성이 없지만, 명왕성은 카론을 비롯해 5개의 위성을 갖고 있으며, 에리스는 1개, 하우메아는 2개, 마케마케는 1개의 위성을 가지고 있는 것으로 알려졌다. 이들 왜행성, 소행성들이 갖고 있는 위성 수만도 현재 334개에 이른다. 그러니까 현재까지 밝혀진 태양계의 위성 수는 모두 500개가 넘는다는 얘기다. 최근 관측기술이 발달하면서 감자처럼 찌그러진 위성이나 수세미처럼 구멍이 숭숭 뚫린 위성, 물얼음이 덮힌 위성 등, 지구의 달과는 다른 다양한 위성들이 무더기로 발견되고 있어, 앞으로 어떤 위성들이 얼마나 더 많이 발견될지는 아무도 모른다. 이들 위성은 그동안 행성에 딸린 ‘서자’ 취급을 받다가 현재는 생명체 서식과 태양계 형성의 비밀을 지니고 있을 가능성이 높아짐에 따라 위성이 천체 연구의 새로운 주인공으로 떠오르고 있다. 지구형 행성에 위성이 드문 이유 지구의 밤하늘에는 달이 하나밖에 없지만, 79개의 위성을 자랑하는 목성의 밤하늘에는 수십 개의 달들이 떠 있는 장관을 이룰 것이다. 물론 토성의 상황도 비슷하지만, 고리까지 두르고 있는 토성의 밤하늘은 더욱 환상적일 게 틀림없다. 행성에 이렇게 위성이 많은 이유는 행성이 외부에서 작은 천체를 ‘입양’한 경우가 많기 때문이다. 위성이 태어나는 방법은 크게 두 가지로, 행성이 탄생할 때 남은 찌꺼기가 뭉쳐서 위성이 되거나, 주위를 지나가는 작은 천체를 중력으로 끌어들여 자신의 위성으로 삼는 방법이다. 후자의 경우에는 대개 작은 소행성들이 대상이 되므로 대부분이 작고 찌그러진 감자 모양을 하고 있으며, 모행성과는 전혀 다른 기울기로 공전한다. 따라서 이런 행성에 사는 사람이라면 달이 북쪽에서 떠서 남쪽으로 지는 광경을 볼 수도 있다. 과학자들은 이런 위성을 ‘불규칙 위성’이라고 부른다. 현재 전체 위성 중 60%가 넘는 113개가 불규칙위성으로 분류돼 있다. 대부분의 위성은 지구의 달처럼 중력으로 잠겨 있는 상태로 늘 같은 면을 모행성으로 향하고 있다. 그러나 토성 주위를 불규칙하게 도는 히페리온이나, 행성의 가장 바깥 궤도를 도는 토성의 포에베 등은 예외에 속한다. 그러면 암석형 행성에는 왜 위성이 귀한 것일까? 이유는 태양에 너무 가깝기 때문이다. 위성이 행성에서 너무 멀어지면 궤도가 불안정해져 압도적인 태양의 중력에 붙잡혀버린다. 반대로 행성에 너무 접근하면, 중력의 조석효과에 의해 파괴되어 버린다. 수성과 금성 각각의 주기에서 위성이 수십억 년이나 안정되기 있을 영역은 너무나도 좁기 때문에 행성에 붙잡히는 천체도 없으며, 위성이 형성되기도 어려웠을 것이다. 위성 크기로 서열을 매긴다면태양계 위성 중에서 가장 덩치가 큰 것은 어떤 위성이며 얼마나 클까? 목성의 위성 가니메데가 위성의 왕초다. 지름이 5,262km로, 행성인 수성보다도 8%나 크며, 지구의 달보다는 1.5배 가량이나 크다. 가니메데는 1610년 갈릴레오 갈릴레이가 자작 망원경으로 발견한 목성 4대 위성 중 하나로, 나머지 셋인 칼리스토, 이오, 유로파 등과 함께 갈릴레이 위성으로 불린다. 이 4대 위성은 태양계의 거대 위성군으로, 다 위성 덩치 랭킹 10위 안에 드는 위성들이다. 서열을 매기자면 다음과 같다. 1. 가니메데 5,262km 2. 타이탄(토성) 5,151km, 3. 칼리스토 4,821km, 4. 이오 3,122km 5. 달 3,476km, 6. 유로파 3,122km, 7. 트리톤(해왕성) 2,706km 8. 티타니아(천왕성) 1,580km 9. 레아(토성) 1,527km 10. 오베론(천왕성) 1,423km 이 10대 위성 중 우리의 관심을 가장 끄는 존재는 말할 것도 없이 지구의 달이다. 비록 덩치 순위로는 5위에 지나지 않지만, 모행성 대비 크기 비율은 무려 27%에 달한다. 모행성 대비 2위는 트리톤인데, 그래봐야 5.5%에 지나지 않는다. 이런 이유로 달은 위성이라기보다 동반 행성으로 봐야 한다는 주장까지 있다. 이 달이 지구 자전축을 23.5도로 안정적으로 잡아줌으로써 사계절이 생기고 지구상에 생명이 서식하게 된 것이다. 이 위성에 인류는 50년 전 첫 발을 내딛었으며, 현재는 중국의 탐사 로버가 최초로 그 뒷면을 탐사하고 있는 중이다. 참고로, 지구의 (적도)지름은 12,756km로, 육지는 표면적의 3분의 1을 차지한다. 그러므로 지름이 지구의 약 반인 가니메데의 표면적만 하더라도 지구의 육지면적과 맞먹는 넓이임을 알 수 있다. 우주생물학자들이 가장 가고 싶어하는 위성들현재 과학자들에게 가장 뜨거운 관심을 받고 있는 위성은 토성의 엔셀라두스이다. 토성 탐사선 카시니는 2005년부터 여러번 엔셀라두스를 접근 통과하면서 표면의 세부적인 부분까지 탐사하던 중, 엔셀라두스 남극 지방에서 얼음에 뒤덮인 지표를 뚫고 솟아오르는 물기둥들이 발견했다. 간헐천에서 뿜어져나오는 100개가 넘는 얼음기둥 중에는 높이가 무려 300km에 달하는 것도 있다. 이것은 지하에 거대한 바다가 있음을 뜻하는 증거였다. 카시니가 이 위성 가까이 돌면서 확보한 중력측정 결과에 따르며, 엔셀라두스 남극에 있는 바다는 얼음 표층으로부터 30∼40km 아래에 있으며, 바다의 깊이는 약 10km로, 수량은 지구 바당의 2배로 추정되었다. 이 같은 얼음 행성이 과학자들의 관심을 끄는 것은 태양계 내 생명의 존재를 발견할 확률이 아주 높기 때문이다. 이러한 얼음 행성들은 거의 그 내부에 바다를 가지고 있을 것으로 추정되며, 토성과의 강한 중력 상호작용으로 인해 바다는 액체 상태에서 미생물들을 포함하고 있을 것으로 보여지고 있다. 이런 이유로 엔셀라두스는 우주 생물학자들의 버킷 리스트 1번에 올랐다. 목성의 위성 유로파에서도 물기둥이 발견되었다. 허블 우주망원경(HST)으로 촬영한 유로파의 자외선 방출 패턴을 분석한 결과, 이 위성의 남반구 지역에서 거대한 물기둥 2개가 각각 200㎞ 높이로 치솟는 현상이 발생하는 것을 포착했다. 이런 물기둥 분출 현상은 특정한 장소에서 일어났으며, 일단 발생하면 7시간 이상 지속되는 것으로 관측됐다. 이 현상은 유로파가 목성에서 멀리 떨어져 있을 때 생겼으며, 목성에 가까이 다가갔을 때는 발생하지 않았다. 이런 점으로 미뤄볼 때 과학자들은 유로파와 목성 사이의 거리에 따라 유로파의 표면에 덮인 얼음이 갈라지면서 일어나는 현상으로 보고 있다. 이는 지구와 달이 서로에게 힘을 미쳐 ‘밀물-썰물’이라는 현상이 생기듯이, 목성과 힘을 주고받는 유로파 표면의 특정 지역에서 얼음에 틈이 생겨 그 바로 밑 ‘바다’에 있는 물이 뿜어져나온다는 해석이다. 유로파는 표면이 얼음으로 덮여 있고 그 아래에 액체 상태 물로 이뤄진 ‘바다’가 있어 태양계에서 생명체가 존재할 개연성이 가장 큰 곳 중 하나로 꼽힌다. 액화 메탄 바다를 가지고 있는 토성의 위성 타이탄도 우주생물학자들이 주시하고 있는 천체 중 하나다. 초기 지구와 비슷한 환경을 가진 타이탄은 지금까지 탐사한 천체 중 여러 면에서 지구와 가장 닮은 천체로, 생명이 서식하고 있을 가능성이 아주 높은 곳으로 간주되고 있다.타이탄은 지름 약 5,150km로, 목성의 위성 가니메데보다는 작지만 수성보다 크며, 질량도 달의 약 2배나 된다. 또 표면온도가 낮기 때문에 태양계 행성의 위성 중 유일하게 대기를 갖고 있다. 대기의 주성분은 질소이며, 메탄이 액화한 바다를 이루고 있는 것이 카시니 탐사선에 의해 촬영된 바 있다. 타이탄은 어쩌면 미생물을 갖고 있을지 모르며, 적어도 생물 발생 이전의 화학적 상태에 있을 것이라는 점은 분명한 것으로 보인다. 타이탄의 하늘은 메탄과 에탄으로 된 구름으로 뒤덮여 있으며, 또한 대기에는 시안화 아세틸렌과 시안산, 프로판 등 갖가지 유기분자도 발견되었다. 따라서 인간이 숨쉴 수 있는 공기 레시피는 결코 아니다. 중력은 지구의 14% 정도이며, 두터운 구름층으로 인해 방사선은 화성보다 오히려 적다. 또한 다양한 자원을 가지고 있어 에너지를 생산하기는 좋은 환경으로, 이런 여러 가지 이점들 때문에 타이탄은 인류의 미래 식민지로 서서히 부상하고 있는 중이다. ​화성의 꼬마 위성 포보스와 데이모스의 미래도 관심의 표적이 되고 있다. 포보스는 태양계 위성들 중 모행성에 가장 가까이 붙어 있으며, 1년에 1cm 꼴로 계속 접근하고 있다. 이 상태라면 5000만 년 뒤에는 화성과 충돌하거나 조석력으로 산산이 부서질 것으로 예상된다. 인류가 이때까지 지구 행성에서 살아 있다면 포보스의 파편을 고리처럼 두른 이색적인 붉은 행성의 모습을 볼 수 있을지도 모른다. 앞으로 관측-탐사 기술이 발전함에 따라 위성들이 가진 놀라운 비밀들이 점차 밝혀질 것으로 보여, 위성에 관한 인류의 관심은 더욱 높아갈 것으로 보인다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

독일 출신의 세계적 극작가 베르톨트 브레히트의 명작 ‘갈릴레이의 생애’가 다음달 5~28일 서울 명동예술극장 무대에 오른다. 국립극단 이성열 예술감독이 취임 후 첫 연출작이었던 ‘오슬로’를 지난해 선보인 후 두 번째로 연출을 맡은 작품이다. ‘오슬로’ 창작진 상당수가 이번 작품에도 함께한다. 우리에게 익숙한 과학자 갈릴레오 갈릴레이를 소재로 한 ‘갈릴레이의 생애’는 ‘서푼짜리 오페라’, ‘억척어멈과 그 자식들’ 등 세계 연극사에 큰 의미를 남긴 브레히트의 대표작으로 꼽힌다. 유럽 공연계에서는 자주 연출되지만, 국내에서는 볼 기회가 흔치 않다. 작품은 17세기 이탈리아 베네치아를 배경으로 가설로만 남아 있던 코페르니쿠스의 지동설을 입증하는 증거를 찾은 갈릴레이가 종교 재판정에 서게 되는 과정을 그린다. 과학교과서에도 나오는 익숙한 이야기를 다루지만, 작품은 확고한 학자의 양심과 빠져나갈 길이 없는 현실 사이에 놓인 ‘인간 갈릴레이’의 고뇌에 더욱 집중한다. 주인공 ‘갈릴레이’에는 무대와 방송을 오가며 선 굵은 연기를 선보이며 인기를 끈 배우 김명수가 맡았다. 원로배우 이호재 등 12명의 배우가 최소 2개 이상의 배역을 소화하며 갈릴레이를 둘러싼 주변 인물을 연기한다. ‘모차르트’, ‘킹키부츠’ 등 대극장 뮤지컬에서 많은 관객을 만나 온 아역배우 이윤우도 함께한다. 브레히트의 작품을 처음 연출하는 이성열은 “새로운 시대를 향한 매우 어려운 여정이라는 점에서 ‘오슬로’와 ‘갈릴레이의 생애’는 동일 선상의 작품”이라며 “작가 특유의 유쾌한 대중성을 살려 활기차고 입체적인 극으로 만들겠다”고 말했다. 안석 기자 sartori@seoul.co.kr

‘3월 14일’이라고 하면 가장 먼저 떠오르는 것은 무엇인가요. 사랑에 빠진 사람이라면 달콤한 사탕과 함께 한 아름 꽃다발 받기를 기대하며 ‘화이트데이’를 떠올리겠지요. 과학을 좀 아는 사람이라면 다른 것들이 연상될 겁니다. 우선 유럽이나 미국에서 3월 14일은 수학 시간에 원과 관련된 문제가 나올 때면 항상 등장하는 원주율 ‘π’(파이)를 의미하는 ‘파이데이’입니다. 원둘레를 지름으로 나눈 값인 π는 ‘둘레’를 의미하는 그리스어 ‘페리메트로스’(περιμετρο)의 제일 앞 글자를 따왔습니다. 원주율을 숫자로 표시하면 3.141592…로 길게 이어지는 무한소수입니다. 그래서 매년 3월 14일 오전 1시 59분이 되면 원주율 탄생을 축하하는 ‘파이데이 행사’가 전 세계 곳곳에서 열립니다. 보통 사람들에게 π는 수학 문제를 풀 때나 필요하지만 과학사를 보면 π의 정확한 값을 구하기 위해 오랜 시간 많은 과학자들이 도전했습니다. 원주율에 대한 관심은 건축기술이 발달한 고대 이집트에서 시작됐습니다. 그러던 중 그리스 수학자 아르키메데스가 원과 같은 넓이를 지닌 정사각형을 눈금 없는 자와 컴퍼스로만 그리는 ‘원적문제’를 해결하는 과정에서 3.14라는 근사값을 처음으로 유추해냈습니다. 17세기 말 영국의 아이작 뉴턴과 독일의 고트프리트 라이프니츠가 만든 미적분 덕분에 원주율 계산은 훨씬 수월해졌습니다. 1882년 독일 수학자 페르디난트 린데만이 π값이 무리수이면서 초월수라는 사실을 증명하면서 정확한 원주율 값을 찾으려는 시도들을 끝냈습니다. 그렇지만 요즘도 슈퍼컴퓨터 개발 후 성능시험을 할 때 무한소수인 원주율을 소수점 이하 몇 자리까지 계산할 수 있는지를 본답니다. 파이데이로 알려져 있던 3월 14일이 지난해부터는 과학계에 더욱 특별한 날이 됐습니다. 바로 뉴턴과 알베르트 아인슈타인의 계보를 잇는 금세기 최고의 이론물리학자 스티븐 호킹 박사가 타계한 날이기 때문입니다. 호킹 박사는 지동설을 주장한 갈릴레오 갈릴레이가 사망한 지 정확히 300년이었던 1942년 1월 8일에 태어나 상대성이론을 만들어 낸 아인슈타인이 태어난 지 109년이 되는 지난해 3월 14일, 아인슈타인과 똑같은 76세의 나이로 세상을 떠났습니다. 블랙홀 연구에 있어서 호킹 박사 이전과 이후로 나뉠 정도로 우주론에서 그의 영향은 상당합니다. 호킹 박사는 일반상대성 이론에서는 반드시 특이점이라는 것이 존재해야 한다는 것, 블랙홀도 에너지를 방출하기 때문에 반드시 검은색 구멍이라고 볼 수 없다는 점 두 가지를 증명해 냈습니다. 즉 일반상대성 이론에 따르면 빅뱅이나 블랙홀이 반드시 존재해야 하며 블랙홀 경계구간인 이벤트 호라이즌 근처에서는 블랙홀도 빛을 내고 에너지를 내뿜는 호킹 복사를 한다는 것을 밝혀낸 것입니다. 그의 연구 덕분에 영화 ‘인터스텔라’도 가능했다고 하면 지나친 말일까요. 호킹 박사의 젊은 시절을 그린 영화 ‘사랑에 대한 모든 것’을 보면 그는 삶을 즐길 줄 아는 ‘로맨티스트’였음을 알 수 있습니다. 화이트데이이자 호킹 박사의 기일을 맞아 그가 평소에 입버릇처럼 한 말이 다시 생각납니다. “당신이 사랑하는 사람들이 살고 있는 곳이 아니라면 이 큰 우주도 별 의미가 없을 것입니다.” 밤하늘의 별이 된 호킹 박사를 생각하며 사랑으로 가득 찬 하루가 됐으면 좋겠습니다. edmondy@seoul.co.kr

국제천문연맹(IAU) 총회의 투표가 대중의 관심을 끄는 경우는 많지 않다. 예외적이었던 사례는 명왕성을 태양계 행성 목록에서 제외했던 2006년 총회 정도였다. 총회의 결정으로 ‘행성이란 무엇인가’ 하는 정의를 수정하고 보니 명왕성이 행성의 정의에 맞지 않게 된 것이다.그로부터 12년이 지난 2018년 총회에서는 오랜만에 대중의 관심을 끌 만한 투표가 있었다. ‘허블’이라는 이름 때문이었다. 우주 팽창의 증거를 처음 제시한 것으로 알려진 천문학자 허블의 업적을 기리기 위해 그의 이름을 붙인 우주망원경 덕분에 ‘허블’은 우주, 첨단과학기술 등을 상징하는 단어가 되었다. 우주 팽창을 기술하는 법칙은 ‘허블 법칙’으로 널리 알려졌다. ‘허블 상수’는 우주 팽창 속도를 담고 있는 천문학과 우주론에서 가장 중요한 값 중 하나다. 총회에서는 우주 팽창을 처음 제안한 가톨릭 성직자이자 천문학자인 조르주 르메트르의 업적을 기리기 위해 ‘허블 법칙’을 ‘허블-르메트르 법칙’으로 바꾸어 부를 것이 권고됐다. 지동설에 이어 또 하나의 ‘코페르니쿠스적 전환’을 성직자 천문학자가 처음 제안한 것임을 널리 알리려는 결정이다. 우주가 팽창하고 있다는 것은 우주는 과거의 어느 시점에 시작한 유한한 존재라는 유력한 증거이며 현대 천문학의 가장 위대한 발견이다. 르메트르의 우주 팽창에 대한 논문은 허블보다 2년 빠른 1927년 발표되었음에도 불구하고 널리 알려지지 않았다. 논문이 지역 학술지에 프랑스어로 실렸기 때문이다. 또 르메트르 연구의 중요성을 알게 된 연구자들이 1931년 영국왕립학회지에 영어 번역본 게재를 주선했을 때 우주 팽창에 대한 핵심 문단이 누락됐기 때문이다. 누락 과정에 당시 이미 영향력이 큰 허블에게 공을 돌리려는 누군가의 의도가 있었느냐 하는 문제에 여전히 논란이 있다. 어쨌든 이번 IAU 권고안은 허블 우주망원경의 명칭에는 아무런 영향을 미치지 않는다. “모든 진리는 일단 발견하기만 하면 이해하기 쉽다. 문제는 진리를 발견하는 것이다”라는 갈릴레이의 말처럼 허블의 관측이 없었다면 르메트르의 연구는 성립할 수 없었다. 사실 허블이 르메트르의 제안을 적극 소개했다면 그 자신이 더 높게 평가받지 않았을까? 르메트르가 허블보다 앞섰음을 더 늦기 전에 우리 세대가 인정한 것이 반가울 따름이다.

태양계에서 두 번째로 큰 행성이자 독특한 고리를 갖고 있는 유일한 행성인 ‘토성’. 그런데 토성을 특징짓는 이 고리가 점점 사라져 여느 태양계 행성들처럼 밋밋하고 평범한 모습으로 변할 가능성이 크다는 관측결과가 나와 충격을 주고 있다. 미국 항공우주국(NASA) 고다드우주비행센터 행성자기표면연구소, 제트추진연구소, 보스턴대 우주물리학센터, 전미우주연구협회, 영국 랭카스터대 천체물리학과, 런던대 천체물리학과 대기물리학연구소 공동연구팀은 토성 자기장의 영향으로 고리를 구성하고 있는 얼음조각들이 녹거나 증발하면서 사라지고 있다고 17일(현지시간) 밝혔다. 이번 연구는 천문학 분야 국제학술지 ‘이카루스’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 보이저 1호와 2호가 보내온 관측치를 이용해 분석한 결과 토성 자기장이 얼음조각들을 녹이고 암석조각들을 끌어당기고 있다는 사실을 파악했다. 행성의 중력 때문에 고리에 있는 얼음이 녹거나 증발하는 토성의 ‘고리 비’(ring rain) 현상은 30분만에 국제규격 수영장을 채울 수 있을 정도의 수분이 배출되고 있다고 연구팀은 밝혔다. 토성의 고리는 1609년 갈릴레오 갈릴레이가 처음 발견했지만 고리인지 확신하지 못했으나 50년 뒤 네덜란드 천문학자 호이겐스와 1675년 이탈리아 천문학자 카시니가 토성의 고리를 자세히 관찰하는데 성공했다. 천문학자들은 여전히 토성 고리 생성원인에 대해서는 정확히 파악하지 못하고 있다. 많은 천문학자들은 토성이 만들어지고 난 뒤 남은 물질들이 고리를 이룬 것으로 보고 있으나 일부에서는 토성의 강한 중력에 못 이겨 부서진 위성이나 유성, 혜성 같은 천체들의 잔해라고 보기도 한다. 실제로 토성의 나이는 40억년이 훨씬 넘었을 것으로 보지만 고리의 나이는 1억년 미만으로 보고 있다. 그렇지만 지금과 같은 고리비 현상이 계속되고 암석덩어리들이 토성으로 끌려들어간다면 3억년 뒤에는 토성도 다른 태양계 행성들처럼 고리가 없는 밋밋한 행성이 될 가능성이 높다는 것이다. 토성 고리는 대부분 암석덩어리거나 미세한 분진 입자에서 수 m 크기의 얼음덩어리로 구성돼 있는데 고리를 구성한 입자들은 현재 토성의 전리층과 화학적으로 균형을 이루고 있는 것으로 분석되고 있다. 그렇지만 최근 토성 북반구와 남반구에서 자기장 선이 형성되면서 토성의 전리층과 고리에 영향을 미치기 시작했다는 것이다. 제임스 오도나휴 NASA 고다드우주비행센터 박사는 “토성의 고리비 현상이 점점 강화되고 있는 추세로 계절에 따라 고리 비가 어떻게 변화되는지에 대해 분석을 해야 아름다운 토성 고리의 수명을 정확히 파악할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

하늘에는 수천억 개의 별이 있다. 수많은 별들 중에서 가장 가까운 별이 태양이다.태양은 태양계 공전의 중심이자 태양계 모든 생명체의 생명 유지 에너지를 제공한다. 갈릴레이가 망원경을 발명한 이후 태양도 관측 대상이 되었고 수백년에 걸쳐 끊임없이 관찰되고 있다. 그렇지만 여전히 태양에 대해 모르는 것이 너무나 많다. 태양의 중심에는 핵이 있고, 여기에서 수소 핵융합 반응에 의하여 빛이 만들어진다. 이 빛은 태양 중심부에서 복잡한 과정을 거쳐 겨우 태양의 표면으로 나오게 되는데, 이때 빛이 중심에서 표면으로 나오는 과정을 수식으로 표현하는 것이 복사전달 방정식이다. 복사전달 방정식에 따르면 태양 중심에서 만들어진 빛이 표면까지 나오는데 걸리는 시간은 무려 300만~1500만년에 이른다. 빛이 빠져 나오는 시간이 다른 이유는 각각의 광자가 진행하는 과정에 따라 시간이 오래 걸리기도 하고 금방 빠져 나오는 경우도 있기 때문이다. 솔직하게 이야기하면 많은 천체 물리학자들이 내놓은 복사전달 방정식 중에서 어느 것이 가장 정확한지 잘 알지 못하고 있기 때문이기도 하다. 아무튼 우리가 쬐고 있는 햇볕이 300만~1500만년 전에 만들어졌다는 건 재미있지 않은가. 빛이 만들어지는 태양 중심의 온도는 약 1500만도 정도이다. 그리고 태양의 반지름은 약 70만㎞이다. 1500만도의 빛이 70만㎞를 지나와서 표면에 이르면 온도는 약 5800K(켈빈, 약 5800도)로 떨어진다. 표면 온도가 약 5800도나 되는 이 거대한 불덩어리는 잠시도 가만히 있지 않고 불꽃을 일으키는데 이것을 홍염이라고 한다. 홍염은 짧게는 2~3일, 길게는 일주일가량 공중에 떠 있다. 지구 질량의 수십~수백배에 해당하는 물질이 수만 ㎞ 상공에 떠 있다는 것은 언뜻 이해하기 어렵다. 그것도 일주일 가까이 태양의 중력을 거스르고 떠 있는 이 현상은 아직도 물리적으로 풀지 못하는 수수께끼 중의 하나다. 태양의 작은 변화에 따라 지구는 빙하기에 들어갈 수도, 뜨거운 곳이 될 수도 있다. 이제부터라도 가끔 하늘을 보는 여유를 갖고 구름 속에, 때로는 저녁 노을 뒤에 있는 태양에 대해 조금씩 관심을 가져보았으면 한다. 그런 관심과 호기심이야말로 태양의 수많은 수수께끼들을 풀어가는 지름길이 될 수 있을 것이다.