뉴질랜드 동쪽 남태평양 깊은 바다의 어두움 속에서 스스로 빛을 발하는 상어 세 종을 새롭게 발견했다고 과학자들이 밝혔다. 뉴질랜드는 질란디아 대륙 가운데 뭍으로 노출된 부분인데 동쪽은 채텀 라이즈, 남동쪽은 캠페벨 대지, 서쪽은 챌린지 라이즈로 불리는 심해 평원들에 둘러싸여 있다. 이곳에서 처음 신기한 상어 세 종이 발견된 것은 지난해 1월이었다고 영국 BBC가 2일(현지시간) 전했다. 연꼬리(kitefin) 상어가 세 종류 가운데 가장 커서 1.8m까지 자랄 수 있어 스스로 빛을 발하는 동물 가운데 가장 큰 것으로 알려졌다. 다른 두 종은 블랙베리 투명상어(lanternshark)와 남부 투명상어다. 세 종의 존재는 이미 해양생물학자들에게 알려져 있었으나 이처럼 스스로 빛을 낸다는 사실이 확인된 것은 이번이 처음이라고 방송은 전했다. 반딧불이 같은 곤충이나 많은 해양동물이 자체 발광을 하지만 몸집이 큰 상어도 발광을 한다는 사실은 처음 확인됐다. 학자들은 이 상어들이 배 아래 쪽을 발광하는 것은 아마도 포식자나 더 아래 지점에서 시작하는 위협으로부터 자신을 감추는 데 도움이 될 것으로 보고 있다. 또 상어의 피부 안에 빛을 내는 세포인 포토포레스(photophores)가 수천 개 있는 것으로 추정하고 있다. 세 종이 발견된 지점은 수면으로부터 200~1000m 깊이로 햇볕이 닿는 최대 깊이로 흔히 트와일라잇(twilight) 지대로 불리는 중층원양대(mesopelagic zone)다 . 해양심층수를 캐내는 곳이다. 벨기에의 드 루뱅 가톨릭 대학과 뉴질랜드 국립해양대기연구소 연구자들은 이곳이 숨을 곳이 없는 환경이어서 일종의 위장으로 빛을 발산해 상대가 자신의 존재를 알아채지 못하게 하려는 것이라고 짐작했다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

지구의 상층대기에서 전자가 비처럼 쏟아지는 현상인 ‘우주 허리케인’의 존재를 과학자들이 처음으로 발견했다. 국제 연구진은 지구 극지방인 북극의 몇백 ㎞ 상공에 있는 전리층에서 발견한 지름 1000㎞의 플라스마 소용돌이를 분석해 발표했다. 관측 결과, 그 중심에는 전자의 흐름이 거의 없지만 그 주위에는 전단력(물체 안의 어떤 면에 크기가 같고 방향이 서로 반대가 되도록 면을 따라 평행되게 작용하는 힘)을 지닌 강한 나선형의 흐름을 지닌 허리케인 모양의 오로라 같은 부분이 있는 것으로 나타났다. 이는 모두 하층대기에서 발생하는 일반적인 허리케인에서 볼 수 있는 현상이지만, 비 대신 전자가 쏟아져 내리는 것이었다. 이에 따라 연구진은 이를 '우주 허리케인'이라고 이름 붙였다.연구에 참여한 마이클 록우드 영국 리딩대 교수는 “지금까지 우주 허리케인의 존재는 불확실했기에 이를 입증하는 이번 발견은 놀라운 것이다. 열대폭풍이 엄청난 에너지와 관계가 있듯이 우주 허리케인 역시 태양풍 에너지와 전하를 띤 입자가 지구의 상층 대기로 빠르게 전달돼 형성된다”면서 “행성의 대기에 있는 플라스마와 자기장은 우주 전체에 존재하므로 이번 발견은 우주 허리케인이 광범위하게 나타나는 현상임을 시사한다”고 설명했다. 이전 관측에서 태양뿐만 아니라 화성과 토성 그리고 목성 등에서도 우주 허리케인이 발견됐지만, 지구의 상층 대기에서 이와 같은 허리케인이 관측된 사례는 이번이 처음이다. 이번에 존재가 확인된 지구 상층 대기의 우주 허리케인은 지난 2014년 8월 20일 발생했다. 당시 과학자들은 이 허리케인이 비교적 안정적인 북향 행성간 자기장(IMF) 상태를 기록했다. IMF는 태양풍에 의해 태양의 코로나에서 나오는 태양 자기장이다. 지자기 활동이 적은 기간 발생한 이 우주 허리케인은 조용한 중심부와 여러 개의 나선 팔 그리고 광범위한 순환 등 지구 하층 대기의 허리케인과 비슷한 점이 많은 것으로 밝혀졌다. 참고로 이 우주 허리케인은 약 8시간 뒤 IMF가 남향으로 바뀌면서 소멸했다. 이에 대해 연구진은 “우주 허리케인은 우주에서 전리층으로 빠르게 에너지를 전달하는 채널을 열어 인공위성의 항력을 높이고 고주파 무선통신 장애를 일으킨다"면서 "위성 항법과 통신 체계 등에 영향을 주는 우주의 기상 상태에 관한 중대한 문제를 밝히는데 도움이 될 수 있다”고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

세계 최초의 우주 호텔이 2025년부터 지구 저궤도에서 조립되는 모습을 볼 수 있을지도 모르겠다. 미국 우주과학 매체 스페이스닷컴 등 외신은 최근 미 우주개발회사 ‘오비탈 어셈블리’(OAC)가 최대 인원 400명까지 수용할 수 있는 우주 호텔을 겸비한 우주 정거장의 건설 계획에 관한 세부 정보를 공개했다고 밝혔다. ‘보이저 스테이션’이라는 이름이 붙여진 이 정거장은 인공 중력 시스템을 도입한 최초의 상업용 우주 호텔이 되리라 예상된다.미국항공우주국(NASA) 출신의 기술자들과 조종사들 그리고 건축가들로 이뤄진 이 회사의 직원들은 호기심 많은 여행자들뿐만 아니라 과학자들 그리고 우주비행 교육자 등을 위해 지구 중력의 약 6분의 1로 달에서 느낄 수 있는 것과 같은 인공 중력을 생성할 만큼 빠르게 회전하는 이 우주 호텔을 지구 저궤도에서 빠르게 조립할 계획이다. 그러면 사람들은 지구에서와 같은 방식으로 화장실이나 샤워실을 이용하고 식사를 할 수 있어 머물기가 훨씬 편해질 것이다. 보이저 스테이션은 NASA의 아폴로 달 탐사 계획을 이끌었던 로켓 연구가인 베르너 폰브라운 박사가 제안한 개념에서 아이디어를 채용해 만드는 것이다. 지름 200m의 수레바퀴 모양인 이 정거장은 이용자들에게 달과 같은 수준의 인공 중력을 제공할 만큼 빠른 각속도로 회전할 것이다. 만일 이 계획이 실현되면 보이저 스테이션은 최대 400명까지 수용할 수 있는 완전한 장비를 갖춘 가장 큰 인공 건축물이 된다. 이에 대해 2018년 OAC를 설립한 게이트웨이 재단의 임원들은 이 우주 호텔의 착공은 2025년으로 예정돼 있다고 밝혔다.보이저 스테이션에는 길이 20m, 폭 12m 크기의 통합형 거주 모듈 24기가 들어선다. 여기에는 호텔방과 식당, 술집, 영화관, 등 편의 시설이 들어서 호텔로 운용할 수 있다. 또한 일부 모듈은 개인 별장으로 판매하거나 정부나 과학 기관의 연구용 시설로 임대해 화성에 갈 준비를 하는 우주 비행사들을 위한 훈련 센터로도 이용할 수 있다. 그뿐만 아니라 이곳에는 운동이나 스포츠를 즐길 수 있는 시설도 마련되는데 저중력 상태에서 농구나 트램펄린 또는 암벽등반 등을 할 수 있게 한다는 것이다.하지만 OAC는 지구 저궤도에서 보이저 스테이션을 조립할 특수 건설장비인 스타(STAR)라는 로봇을 만들기 전에 우선 지구에서 소규모의 정거장을 조립할 수 있는 디스타(DSTAR)라는 시제품 로봇을 먼저 만들어 시험 운용하고 있는 것으로 전해졌다. 이에 대해 OAC는 처음에 우주 여행은 거의 5000만 달러(약 560억 원)의 순자산을 가진 부유층을 위한 영역이 되겠지만, 스페이스X의 팰컨 9호나 미래의 스타십과 같은 재사용 가능 로켓의 개발로 비용을 절감해 더욱더 많은 사람이 이용할 수 있을 것이라고 말했다. 사진=보이저 스테이션 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

과학기술계에서 반드시 필요한 것이지만 풀리지 않아 많은 과학자들이 골머리를 앓고 있는 문제를 해결하기 위한 온라인 컨퍼런스가 열린다. 과학기술정보통신부와 한국과학기술한림원, 국가과학난제도전협력지원단은 연구자들의 과학난재 발굴과 소통창구 마련을 위해 ‘2021년 한국 과학난제도전 온라인 컨퍼런스’를 개최한다고 2일 밝혔다. 과학난제도전 사업은 그동안 해결하지 못한 과학분야 난제에 대해 기초과학과 공학의 융합연구를 통해 창의적, 혁신적 아이디어로 연구개발을 할 수 있도록 지원하는 것이다. 올해는 ▲지속 가능한 지구 ▲새로운 미래를 위한 과학기술 ▲건강한 삶이라는 세 가지 영역에 대한 연구주제에 대해 접수를 받았다. 각각 청정 에너지와 탄소 순배출제로를 위한 과학기술적 해법, 다가올 새로운 미래를 위한 기존에 시도되지 않았던 기초과학 기반 융합연구, 인류 건강수명 증대를 위한 과학기술에 대한 내용들이다. 구체적으로는 바닷물에서 수소에너지를 생산하는 플랜트를 개발할 수 있는가, 반도체 내 개별 원자에 직접 정보를 저장할 수 있는가, 노화시계를 거꾸로 돌려 건강수명을 연장할 수 있을까 등이다. 과기부는 이들 주제에 대해 총 56개 과제를 접수받은 뒤 원로 과학기술인들로 구성된 평가단의 블라인드 심사를 받아 32개 팀을 선정했다. 이번에 선정된 팀들은 3~4일 이틀에 걸쳐 각각 오전 9시 45분부터 오후 5시까지 ‘과학난제도전 협력지원단’ 유튜브 채널을 통해 중계되는 공개세미나를 실시하게 된다. 연구자가 관련 연구에 대해 발표를 하면 관련 분야 연구자들이 온라인 청중으로 참여해 아이디어에 대한 상호 평가를 실시하는 동시에 난제해결에 관심있는 연구자들끼리 협력연구를 할 수 있는 기회도 만들게 된다. 이 같은 과정을 거쳐 3개 연구팀을 선정하고 이들 연구팀은 오는 7월부터 연구를 시작하게 된다. 김봉수 과기부 기초원천연구정책관은 “기존 연구에서 풀지 못하였거나 시도하지 못한 과학난제들을 해결하기 위해서는 기초과학과 공학간 융합연구가 필요하다”라며 “이번 공개세미나를 통해 연구자들이 난제 해결의 실마리를 도출하고, 융합연구를 통해 국내 연구개발 패러다임 전환을 이룰 수 있게 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이틀 전 지구로 날아온 소행성 하나가 영국 땅에 떨어져 운석이 됐을 가능성이 크다고 과학자들이 밝혔다. 1일(이하 현지시간) 영국 일간 인디펜던트 등 현지매체 보도에 따르면, 전날인 지난달 28일 오후 9시 54분쯤 영국 상공에서 시속 4만8000㎞의 속도로 대기권에 진입한 한 유성이 글로스터셔주 첼트넘 바로 북쪽 농지에 떨어져 운석이 됐을 가능성이 크다.그날 밤 잉글랜드 남부 전역에서는 몇천 명의 사람이 하늘을 가로지르는 유성을 목격했다고 보고했다. 지구 대기와 충돌해 빛과 열을 낸 이 유성은 아일랜드부터 네덜란드까지 먼 곳에도 들릴 만큼 큰 음속 폭음을 일으켰다. 영국 유성 관측협회인 유케이 파이어볼 얼라이언스(이하 유케이폴·UKFall)는 지구 대기권에 진입한 이 유성은 화성과 목성 사이에서 온 소행성으로 추정하고 있다. 이번 유성은 국제유성기구(IMO) 웹사이트에 역대 가장 많이 목격 보고된 유성으로 기록될 전망이다. 지금까지 기록은 758건으로 이를 훌쩍 뛰어넘었기 때문이다.당시 영국을 횡단하던 이 유성의 모습을 담은 가정용 CCTV와 차량용 블랙박스 그리고 적어도 6대의 유성 전문 카메라에 찍힌 여러 영상과 상세한 목격담은 이미 연구자들이 이 유성의 특성과 추락 과정을 알아내도록 해줬다. 이에 대해 영국 글래스고대의 지리·지구과학과 강사인 루크 데일리 박사는 “이 유성체의 대부분은 가시 비행 6초 동안 증발했지만, 상당히 많은 파편이 땅에 닿았을 것”이라면서 “첼트넘 북쪽이나 스토온더월드를 향했기에 운석은 대부분 농지에서 발견될 것”이라고 추정했다.유케이폴도 이 유성의 속도와 방향 그리고 관측 자료를 가지고 컴퓨터 모델로 시뮬레이션해 유성이 추락한 예상 지역의 위치와 낙하 경로를 보여주는 지도 이미지를 공개하기도 했다. 하지만 이번 소식에 벌써 ‘로또’ 수준의 거금을 노리는 운석 사냥꾼들이 떨어진 운석을 찾기 위해 나선 것으로 전해졌다. 이에 대해 영국 맨체스터대의 캐서린 조이 박사는 “만일 당신이 운석을 발견한다면 그 위치에 있는 운석을 촬영하고 휴대전화 GPS로 위치를 기록하고 자석으로 운석에 대지 말고 가능하다면 손으로 운석을 만지는 것도 피하라”면서 “가능하면 깨끗한 비닐봉지나 알루미늄 호일로 주워라”고 지적했다. 유케이폴도 사람들에게 운석을 찾기 위해 코로나19 봉쇄 조치까지 어기지 말아달라고 당부했다. 이 단체는 “만일 당신이 농장이나 도로에서 운석 조각을 발견한다면 우리에게 신고하라”면서 “운석을 찾아나서지는 말아 달라”고 전했다. 전문가들은 이번에 목격된 물체가 인공위성과 같은 우주 쓰레기일수 있다는 지적에 대해서도 우주에서 온 소행성이 확실하다고 말했다. 유케이폴 회원인 영국 자연사박물관의 애슐리 킹 박사는 “영상 자료는 우리에게 이 물체의 속도가 인간이 만든 ‘우주 쓰레기’가 되기에는 너무 빠른 시속 3만 마일(4만8000㎞) 정도라고 말해준다. 따라서 이 물체는 오래된 로켓이나 인공위성이 아니다”고 설명했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

2021년의 시작이 엊그제 같은데 벌써 3월이 됐다. 코로나19로 지난해부터 전 세계는 ‘빼앗긴 들’이 돼 ‘봄’이라는 계절을 만끽할 여유를 느끼지 못하는 상황이 계속되고 있다. 그래도 계절이라는 거대한 자연법칙은 막을 수 없는 법이다. 모두가 기다리고 반기는 봄을 가장 먼저 그리고 고통스럽게 느끼는 이들이 있다. 다름 아닌 알레르기 환자들이다. 그런데 알레르기 환자들을 더욱 우울하게 만드는 연구 결과가 나왔다. 독일 뮌헨공과대(TUM) 생명과학부, 고등과학연구소 공동연구팀은 기후변화로 인해 알레르기를 유발시키는 꽃가루가 날리는 시기가 빨라졌고 더 오래간다는 연구 결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘최신 알러지학’ 2월 26일자에 발표했다.기관지 점막이나 코 점막이 예민한 호흡기 알레르기 환자들은 자신도 모르게 콧물이 주르륵 흘러나온다든지 잇따른 재채기를 하는 경우가 많다. 호흡기 알레르기를 일으키는 원인은 동물의 털, 진드기, 계절이 변화하면서 갑자기 찬바람이 불거나 기온이 올라가는 것 등 다양하다. 그중 미세먼지나 꽃가루가 원인이 되는 경우가 특히 많다. 꽃가루 알레르기는 꽃가루가 많이 날리는 봄철에 발생하거나 악화된다는 특성이 있다. 벚나무, 개나리, 진달래, 목련 같은 충매화는 공기 중에 잘 날리지 않고 알레르기를 일으키지 않는데 버드나무, 사시나무, 오리나무, 플라타너스 등의 풍매화에는 바람에 씨가 멀리까지 잘 날아가도록 털이 붙어 있다. 흔히 이 털이 알레르기를 일으키는 것으로 알고 있는데 씨와 함께 나오는 우리 눈엔 잘 보이지 않는 꽃가루들이 알레르기를 일으킨다. 연구팀은 알레르기를 일으키는 꽃가루가 언제부터 날리기 시작하고 얼마나 오래 지속되는지 알아보기 위해 독일 뮌헨과 밤베르크 등 바이에른주 지역 6곳을 지정해 1987년부터 2017년까지 30년 동안 꽃가루와 관련한 자료를 분석했다. 미국이나 캐나다의 경우 봄철 꽃가루 영향을 받는 기간이 지난 30년 동안 20일가량 증가했다는 연구 결과가 나오기도 했다. 그런데 이번 독일 연구팀의 분석에 따르면 꽃가루 영향을 받는 시기는 이보다 훨씬 빠르고 길어졌다. 연구팀의 분석 결과 풍매화 중 개암나무나 오리나무는 꽃가루를 날리는 시기가 매년 최대 2일씩 빨라지면서 30년 전보다 두 달가량 앞당겨졌다. 꽃가루가 영향을 주는 기간이 상대적으로 길어지지 않았다고 하는 자작나무, 물푸레나무 등도 30년 전보다 보름가량 빨라졌다고 연구팀은 밝혔다. 연구팀은 이 같은 현상에 대해 너무도 당연한 일이라고 지적한다. 이산화탄소 증가로 지구가 더워지고 그로 인한 기후변화 때문에 꽃이 피는 시기가 점점 빨라지고 꽃가루가 날리는 기간도 길어지게 된다는 것이다. 또 대기 중 이산화탄소 수치가 높아지면 알레르기 환자를 고통스럽게 만드는 꽃가루도 더 많이 만들어진다는 설명이다. 이번 연구를 이끈 아네트 멘젤 뮌헨공과대 교수(생태기후학)는 “이번 연구는 지구온난화가 먼 이야기가 아닌 바로 자신의 이야기라는 것을 보여 준다”며 “시민과학자들이 자신이 사는 지역을 관찰하고 관련 데이터를 수집함으로써 꽃가루와 지구온난화에 관한 연구를 더욱 풍성하게 하고 그에 대한 대응책도 만들어 낼 수 있을 것”이라고 말했다. 코로나19 확산으로 인해 지난해부터 마스크 착용이 필수가 되면서 꽃가루 알레르기로 인한 고통이 줄었다고는 하지만 언제까지 마스크에만 의존할 수는 없는 일이다. 한국에서도 지난 26일부터 코로나19 백신 접종이 시작됐다. 언젠가 다가올 코로나19 종식은 기쁜 일이지만 또 다른 문제가 인류를 기다리고 있기 때문에 좋아할 수만은 없는 상황이다. 기후변화 문제가 바로 그것이다. 코로나19도 그렇고 알레르기 환자들을 고통스럽게 하는 꽃가루 문제도 모두 인간의 욕심이 만들어 낸 기후변화가 원인이다. ‘기후변화 만능설’이라 해도 어쩔 수 없는 상황이다. 인간이 뿌린 불행의 씨앗이니 인간이 다시 거둬들여야 한다.

블랙홀이 거대한 중력으로 별과 같은 천체를 면발처럼 빨아먹는다는 애기를 들어 봤겠지만, 이는 어차피 먼 우주에서 일어나는 일이므로 우리와 상관없다고 생각할지도 모르겠다. 그렇지만 그 영향을 실제로 지구에서도 볼 수 있다고 과학자들은 말한다. 세계적 학술지 네이처의 자매지인 ‘네이처 아스트로노미’(Nature Astronomy) 최신호(2월 22일자)에 실린 한 연구논문에 따르면, 2019년 1월 1일 지구에 거의 빛의 속도로 이동하는 눈에 보이지 않는 고에너지 우주선(Ultrahigh Energy Cosmic Ray)이 명중했다. 은하를 떠도는 이런 우주선은 지금도 1초에 1회꼴로 우리 몸을 관통하고 있어 걱정할 필요는 없지만, 당시 남극 아이스큐브 중성미자 관측소에서 검출한 것은 매우 특별하다. 그 정체는 7억 년 전 한 블랙홀에 의해 찢겨진 별의 잔재로 밝혀졌기 때문이다. 이 우주선은 중성미자라고 불리는 소립자로, 질량이 거의 없고 전하도 띠지 않아 이른바 ‘유령 입자’라고도 불린다. 전하를 띤 입자라면 자기장에 영향을 받지만 중성미자는 아무런 영향을 받지 않아 우주를 똑바로 이동할 수 있다. 이는 태양의 중심핵에서도 대량으로 방출되고 있고 지구에서도 핵반응로나 입자가속기를 통해 만들어낼 수 있다.그해 4월 미국 캘리포니아주 팔로마 천문대에서 7억 광년 떨어진 한 블랙홀 주위에서 빛나는 밝은 빛이 관측됐다. 이 빛은 태양의 3000만 배 질량을 지닌 별이 블랙홀의 엄청난 중력에 의해 빨려들어가다가 산산이 흩어졌을 때 발생한 것이다. 조석파괴 사건(Tidal Disruption Event)이라고 불리는 이 현상이 일어났을 때 흩어진 별의 절반은 우주로 튕겨나가고 나머지 절반은 블랙홀 주위에 남아 거대한 강착 원반이 된다. 이런 고온의 먼지와 기체는 블랙홀의 막대한 에너지에 의해 제트 분사처럼 방출된다. 이는 지구상의 입자가속기처럼 중성미자를 생성해 우주를 향해 엄청난 속도로 날아가게 한다. 이 중에는 우주에서 발사된 총알처럼 지구에 명중하는 것도 있다.이번 중성미자가 발생한 시기는 별이 잡아먹힌 지 반년이 지나고 나서의 일이다. 이 시기는 컴퓨터 모델로 자연스럽게 설명할 수 있다고 독일전자싱크로트론연구소(DESY)의 월터 윈터 박사는 밝혔다. 사실 중성미자의 발원지를 확인한 사례는 이번이 두 번째다. 첫 번째 중성미자는 2017년, 이 역시 아이스큐브 중성미자 관측소에서 검출한 것이다. 그 궤적을 조사한 결과 거대질량 블랙홀이 에너지원이 돼 빛을 내뿜는 천체인 블레이자(blazar)가 있는 먼 은하까지 추적할 수 있었다. 이들 중성미자는 멀리 떨어진 블랙홀의 영향이 우리 지구까지 날아오고 있다는 사실을 보여준다. 과학자들은 1960대 이후로 종종 지구에 쏟아지는 이들 우주선에 의문을 가지면서도 이를 계속해서 검출하면 수수께끼를 밝혀낼 수 있을 것이라고 말했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

두려움을 없애고 자신감을 키울 수 있도록 사람의 뇌 기능을 무의식적으로 변하게 하는 방법을 과학자들이 알아냈다. 디코디드 뉴로피드백(Decoded Neurofeedback)이라는 이 기술은 아직 초기 단계에 있지만, 외상후스트레스장애(PTSD)나 공포증 또는 불안증과 같은 심리 상태를 치료할 잠재력을 지녔다. 일본 국제전기통신기초기술연구소(ATR) 등 국제연구진은 데크네프(DecNef)라고도 불리는 이 기술에 대한 연구 성과를 발표했다고 영국 일간 데일리메일 등 외신이 25일자로 전했다.보도에 따르면, 연구진은 기능적 자기공명영상촬영(fMRI) 기법에 인공지능(AI) 기술을 접목함으로써 fMRI 스캐너가 기존 측정 기록과 비교할 수 있는 뇌 활동의 변화를 실시간으로 제공할 수 있다는 점을 확인했다. 예를 들어 거미 공포증이 있는 한 사람이 타란툴라의 모습이 담긴 사진을 보면 뇌에서는 특정 방식으로 반응이 일어나고 이는 컴퓨터에 기록된다. 이후 연구진은 참가자의 뇌에서 두려움을 유발하는 반응이 일어날 때마다 금전적 혜택을 제공했다. 그 결과 이런 긍정적인 강화가 이 사람이 다시 거미 사진을 봤을 때 뇌에서 기존 방식으로 반응이 일어나지 않도록 뇌를 무의식적으로 변하게 하는 것으로 나타났다. 연구 공동저자인 ATR의 미쓰오 가와토 박사는 “패턴이 감지될 때마다 반복적으로 보상을 주는 간단한 작용은 원래 기억이나 정신 상태를 수정한다”면서 “중요한 점은 참가자들이 패턴을 인식할 필요가 없다는 데 있다”고 설명했다. 연구 주저자인 ATR의 아우렐리오 코르테스 박사도 “데크네프라는 접근 방식은 기존 치료 방법보다 임상 집단에 큰 혜택을 줄 수 있다. 환자들은 노출 치료와 관련한 스트레스나 기존 약물에 의한 부작용을 피할 수 있다”면서 “따라서 이 기술의 개발을 가속화하는 것이 중요하다”고 지적했다. 자세한 연구 결과는 세계적인 출판사 ‘스프링거 네이처’에서 네이처지 등 학술지를 담당하는 네이처 리서치(옛 NPG)가 발행하는 개방형 학술지 ‘사이언티픽 데이터’ 2월 23일자에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

인류의 조상은 최소 440만 년 전까지 침팬지처럼 나무를 타는 생활에 더 익숙했다는 연구 결과가 나왔다. 미국 텍사스농업기술(A&M)대 등 국제연구진은 고인류인 아르디피테쿠스 라미두스(이하 아르디)와 오늘날 영장류들의 ‘손뼈’를 비교 분석했다.그 결과, 440만 년 전에 살던 아르디의 손뼈 구조는 유인원과 비슷하며 두 발 걷기보다 너클 보행(knuckle walking)이 적합한 나무 위 생활에 더 익숙했던 것으로 나타났다. 너클 보행은 침팬지와 같은 유인원의 보행 방법으로, 가볍게 주먹을 쥔 손을 지면에 대고 배 부위에 체중을 싣고 걷는 것을 말한다. 연구진은 “인간과 침팬지 등 유인원의 마지막 공통 조상인 아르디는 현대인으로 진화한 과정을 밝히는 데 도움을 준다”고 말했다.연구진은 아르디의 침팬지처럼 생긴 손이 700만 년 전에 살던 한 고대 영장류의 것과 더 비슷하다고 추정한다. 나중에 인간과 유인원이라는 두 계통으로 나뉜 이 공통 조상은 아직 화석적 증거가 발견되지 않았기에 생김새와 생활 방식에 대해서는 논쟁의 여지가 있다. 사실 과학자들은 이 공통 조상이 원숭이나 침팬지와 같은 유인원 중 어느 쪽과 더 흡사한지를 놓고 오랫동안 논쟁을 벌여왔다. 그런데 연구를 통해 이 공통 조상이 유인원 쪽과 비슷할 가능성이 가장 높은 것으로 나타났다는 것이다. 이 연구에서는 아르디의 손이 유인원과 형태학적인 관련성이 있고 침팬지의 손과 비슷한 특징이 있다는 것으로 확인됐다. 뚜렷하게 인간이 아닌 것처럼 보이는 아르디의 손은 두 발 걷기보다 너클 보행에 적합하다는 것이다. 하지만 아르디의 후손이자 300만 년 전에 살던 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스에 속하는 루시라는 유명한 골격과 비교 분석한 결과, 아르디의 손 구조가 변했다는 것을 알 수 있었다. 루시는 보존 상태가 좋아 1970년대 발견된 이후로 전문가들이 인간 진화에 관한 정보를 모으는 데 도움을 주고 있다. 이번 연구에서는 루시의 손에 있는 작은 뼈들이 아르디의 것과 형태가 다르고 다른 다양한 호미닌(인류 조상으로 분류되는 종) 집단과 비슷한 것으로 나타났다. 전반적으로 루시의 손 형태는 인간과 같이 정밀하게 잡을 수 있는 능력이 있지만 이는 진보된 석기를 만드는 능력에 있어 제한이 있었을 가능성이 있다. 이에 대해 연구진은 “아르디와 루시가 진화적 궤적을 따라서 서로 떨어져 있고 두 종의 생리학적 차이는 호미닌이 어떻게 직립 보행을 시작했는지를 이해하는 열쇠가 된다”고 말했다. 프랭 박사도 아르디와 루시의 약 100년이라는 시간적 차이에는 커다란 진화적 발전이 있었다면서 이 기간 호미닌은 신체적 적응을 진화시켰고 이는 호미닌을 훨씬 더 인간답게 만들고 직립 보행을 가능하게 했다고 지적했다. 이 시대는 호미닌이 동물의 화석에 절단된 흔적으로 남는 석기를 처음으로 만들어 사용하기 시작한 때이기도 하다. 이전에 아르디의 발뼈에 관한 비슷한 연구도 이끌었던 프랭 박사는 아르디와 같은 종이 너클 보행과 나무 타기에 시간을 나눠 사용했다고 밝힌 바 있다. 하지만 이런 발견은 아르디가 직립 보행에 능숙했을 가능성이 있다고 주장하는 기존 다른 연구와 차이가 있어 논쟁의 여지가 있다. 반면 루시는 골반 모양과 구조 탓에 두 발로 걸었다는 것이 널리 인정되고 있다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’(Science Advances) 최신호(2월 24일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

-NASA 파커 솔라 프로브의 금성 플라이바이 때 촬영  미 항공우주국(NASA)의 태양탐사선 파커 솔라 프루브가 지난 2월 20일(현지시간) 금성을 네 번째 스윙바이하면서 놀라운 금성 사진을 찍었다고 NASA에서 발표했다. NASA의 미션 과학자들은 작년 7월 비슷한 기동 중에 캡처한 멋진 금성 이미지를 공개하여 네 번째 금성 플라이바이(근전비행)를 끝낸 파커를 축하했다. 15억 달러가 투입된 파커 탐사선은 태양 코로나와 태양풍에 얽힌 수수께끼들을 풀기 위해 2018년 8월에 발사되었다. 파커의 태양 탐사는 전례없이 대담한 것으로, 7년 동안 총 24차례의 태양 근접 플라이바이를 실시하며, 플라이바이 회수가 진행될수록 태양에 점점 더 근접하여 2025년 최종적으로는 태양에 616만km까지 시속 69만km로 접근하게 된다. 이는 지구-태양 간 거리 약 1억 5천만km의 4%에 해당할 만큼 가까운 거리다. ​파커 탐사선이 총 7차례 금성을 플라이바이하는 이유는 태양에 보다 가까이 접근할 수 있는 궤도를 얻기 위한 것으로, 앞으로 3차례의 플라이바이 기동이 더 남아 있는 셈이다. NASA의 과학자들은 이 7차례의 금성 접근비행을 허투루 보내지 않고 파커의 과학장비들을 이용해 금성 탐사라는 과외의 수익을 올리고 있다. '지옥을 닮은 지구의 쌍둥이'라는 별명을 갖고 있는 금성은 아직까지 인류가 모르는 수많은 비밀을 간직하고 있다.  2020년 7월 11일, 파커 탐사선은 금성으로부터 1만 2380km 떨어진 거리에서 세 번째 금성 플라이바이를 수행했는데 , 금성의 지름이 약 1만 2100km이므로, 거의 그 거리만한 고도에서 금성을 스윙바이한 셈이다. 근접 기동하는 동안 미션 팀은 우주선의 광시야 카메라(WISPR)를 작동해 금성의 놀라운 이미지를 잡아냈던 것이다. WISPR는 태양이 뿜어내는 태양풍, 곧 하전된 입자의 흐름과 코로나 질량방출을 가시광선 이미지로 잡아낼 수 있도록 설계된 장비이다. 따라서 우리가 흔히 생각하는 화려한 색상의 행성 이미지는 아니다. 거기에는 색상도, 복잡한 구름도, 우주적 분위기도 없다.  그러나 NASA 발표에 따르면, 이것은 지구의 이웃 금성의 매혹적인 모습이며 과학자들에게 던져진 흥미로운 연구 과제다. 이미지에서 보이는 금성의 가장자리의 밝은 테두리는 행성의 상층 대기에 있는 산소원자들이 결합할 때 방출하는 빛일 수 있는데, 이러한 현상은 행성의 밤 지역에서 발생하여 야광을 생성한다. 이미지를 가로지르는 줄무늬도 아직까지 완전히 풀리지 않은 수수께끼다. 일부는 우주선(宇宙線)의 흔적이거나 햇빛을 반사하는 먼지일 수 있으며, 또 일부는 우주 먼지의 충돌로 인해 우주선 자체에서 떨어져나온 작은 입자일 수도 있다.  그러나 진짜 하이라이트는 금성 자체로, 과학자들이 WISPR에서 기대했던 것과는 전혀 다른 모습을 보여 놀라움을 안겨주었다. 존스홉킨스 응용물리연구소(APL)의 WISPR 프로젝트 과학자 안젤로스 볼리다스는 성명에서 "WISPR는 가시광선 관찰을 위해 맞춤 설계된 것"이라고 전제하면서 "우리는 구름이 보일 것으로 예상했지만 카메라는 금성 지표까지 잡아냈다"고 밝혔다. 게다가 이 기기는 금성의 표면 온도 차이까지 포착했다. 행성 이미지 중앙에 있는 어두운 얼룩은 아프로디테 테라라고 부르는 거대한 고원지대다. 과학자들은 이 지역의 암석이 주변 지역에 비해 섭씨 30도 정도 더 낮다는 것을 알고 있다. WISPR가 이 온도 차이를 포착했다는 것은 기기가 구름을 관통해 볼 수 있도록 금성의 두꺼운 대기에서 이상한 현상이 일어나고 있음을 의미하거나, 또는 WISPR가 설계와 달리 일부 근적외선을 포착할 수 있는지도 모른다.만약 그렇다면 이는 우주선의 주요 목표인 태양을 관찰할 수 있는 새로운 기회를 얻을 수 있음을 뜻한다. 볼리다스 박사는 "어느 쪽이든 흥미로운 과학적 기회가 될 것"이라고 밝혔다. 어떤 시나리오가 실행 중인지 확인하기 위해 WISPR는 2월 20일 파커 솔라 프루브의 네 번째 금성 플라이바이에서 우주선이 금성 표면에서 2400km 이내에 도달한 최접근 시점인 오후 3시 5분 그와 비슷한 사진을 찍었다. 그러나 이 이미지를 받으려면 4월 말까지 기다려야 한다. 파커 탐사선의 다음 이정표로는 4월 29일 태양 플라이바이가 기다리고 있으며, 다음 금성 근접비행은 10월 16일로 예정되어 있다.  파커 태양 탐사선에는 4개의 관측장비가 탑재되어 있는데, 이들 장비는 태양의 내부 활동과 태양풍의 고속 원인, 그리고 최종적으로는 태양 표면 온도보다 수백 배나 높은 태양 코로나의 비정상적인 고온 미스터리를 풀기 위해 최대한의 데이터를 수집할 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

2019년 8월, 호주 북서부 건조 지역인 필바라에 나사 퍼서비어런스 로버 팀 (당시엔 마스 2020 로버)과 유럽 우주국 (ESA)의 엑소마스(ExoMars) 로버 연구팀이 모였다. 로버 과학자가 아니라 관광객 같은 옷차림이지만, 오래된 암석을 흥미롭게 바라보는 이들의 표정에서 역시 과학자라는 사실이 드러난다. (사진 참조) 유럽과 미국의 화성 로버 개발팀이 사람이 거의 살지 않는 호주의 오지를 함께 탐사한 이유는 간단하다. 연구팀이 화성에서 찾고자 하는 고대 화성의 모습이 바로 이곳에 있기 때문이다. 지금은 사막이지만, 35억 년 전 이 지역은 지구 최초의 광합성 생물이 번성하던 얕은 바다였다. 과학자들은 이 시기 형성된 스트로마톨라이트 (stromatolite)를 통해 그 사실을 확인했다. 스트로마톨라이트는 가장 단순하고 원시적인 광합성 생물인 시아노박테리아에 의해 형성된 퇴적 구조물이다. 수십 억 년 전 박테리아 화석을 확인하는 것은 쉽지 않지만, 시아노박테리아 군집이 만든 퇴적 구조물은 영겁의 세월이 흐른 지금까지도 호주 아웃백의 건조 지대에서 쉽게 확인된다. 만약 퍼서비어런스 로버가 화성의 예제로 크레이터에서 스트로마톨라이트와 흡사한 퇴적 지층을 확인한다면 이는 태양계 탐사는 물론 인류 역사에서 가장 놀라운 일이 될 것이다.화성의 예제로 크레이터는 비슷한 시기 호주의 필바라처럼 액체 상태의 물이 흘렀던 곳이다. 30-40억 년 전 화성은 지구처럼 따뜻하고 두꺼운 대기를 지녔다. 이 시기 형성된 예제로 크레이터는 주변에서 강물이 흘러들어 거대한 호수를 형성했다. 퍼서비어런스 로버가 착륙한 지역은 예제로 크레이터 안쪽으로 강물이 유입된 삼각주 지형으로 물에서 형성된 퇴적층이 잘 발달되어 있다. 만약 당시 화성에도 시아노박테리아 같은 생물이 있었고 스트로마톨라이트와 유사한 흔적을 남겼다면 찾아낼 가능성이 가장 높은 장소인 셈이다. 나사와 화성 로버 과학자들이 굳이 머나먼 호주의 오지까지 가서 직접 눈으로 스트로마톨라이트를 확인한 이유다. 만약 퍼서비어런스 로버가 스트로마톨라이트나 고대 생명현상이 의심되는 퇴적층을 찾으면 과학자들은 여러 개의 암석 샘플을 수집할 계획이다. 퍼서비어런스 로버에는 여러 개의 암석 샘플을 수집할 수 있는 특수 용기가 탑재되어 있다. 유럽 우주국과 나사의 과학자들은 별도의 샘플 회수 우주선을 보내 2031년까지 화성 암석 샘플을 지구로 가져올 예정이다. 어쩌면 이 샘플에 우리가 오랜 세월 기다렸던 결정적인 외계 생명의 증거가 담겨 있을지 모른다.  고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

영화 ‘그래비티’(2013) 속 과학자들에겐 스릴이 넘친다. 우주 공간에서 허블 망원경을 수리하다 우주 쓰레기에 쫓겨 지구로 탈출해야 하는 위험도 마다하지 않는다. 이 정도는 아니더라도 최소한 ‘천문학자’라면 매일 밤 망원경으로 행성을 관측하며 살아간다고 생각하기 쉽다. 하지만 심채경 한국천문연구원 선임연구원은 천문학자가 천문대에서 망원경으로 행성을 직접 관찰하는 일은 드물다고 말한다. 행성 관측 자료는 컴퓨터로 전송받을 수 있기 때문에 주로 데이터와 씨름을 한다는 것이다. 국제학술지 ‘네이처’가 2019년 미래 달 탐사를 이끌 젊은 연구자 5명 중 1명으로 꼽은 심 연구원은 첫 에세이를 통해 독자를 두 종류의 ‘우주’로 안내한다. 하나는 천체들이 모여 있는 곳이고, 다른 하나는 정규직이 되려고 달려온 ‘워킹맘’ 과학자의 분주한 일상이다. 저자는 생텍쥐페리의 ‘어린 왕자’가 소행성에서 일몰을 연달아 보려면 의자를 어떻게 옮기면 되는지 계산할 정도로 우주를 사랑한다. 달 표면에서 일어나는 우주 풍화의 원인이 태양풍이라는 사실을 세계 최초로 입증했다. 하지만 “누구에게나 각자 인생의 흐름이 있는 것이고, 나는 삶을 따라 흘러다니며 살다 보니 지금 이러고 있다”(145쪽)며 언론의 ‘영웅 만들기’엔 부담감을 내비친다. 우리나라 최초 우주인 이소연에 대한 세상의 편견도 지적했다. “우주인이 고산에서 이소연으로 교체된 사건은 남자의 자리를 여자가 대신한다는 충격으로 퍼져 나갔다”며 “이소연이 기계공학을 전공하고 생명공학 박사 학위를 받은 전문가라는 점은 무시됐다”고 강조한다. 과학 용어를 검색하며 책장을 넘겨야 할 줄 알았는데, 이해하기 어렵지 않아 단숨에 읽게 된다. ‘유니버스’와 ‘코스모스’, ‘스페이스’의 차이를 차근차근 짚어 주며, 인류를 ‘지구라는 멋진 우주선에 올라탄 여행자’로 규정한 저자의 사려 깊은 문장들이 청량하다. 하종훈 기자 artg@seoul.co.kr

지난해 1월 국내에서 코로나19 환자가 처음 발생한 지 약 1년이 지난 가운데 26일부터 백신 접종이 시작된다. 방역 당국은 올해 11월 집단면역 형성을 기대하고 있지만, 지난해 말 가장 먼저 백신 접종을 시작한 영국, 미국도 내년 중반이나 돼야 집단면역 형성이 가능할 것이라는 전망이 지배적이다. 과학저널 ‘네이처’도 23개국 면역학자, 전염병학자, 바이러스학자 100여명을 대상으로 한 설문조사 결과를 바탕으로 올해 안에 코로나19 종식은 사실상 어렵다고 예측했다. 많은 과학자는 더 효과적인 백신 및 치료제 개발을 위한 연구를 진행하는 동시에 미래의 또 다른 감염병 확산에 대비하기 위해 코로나19의 특성에 대한 분석 연구를 이어 나가고 있다. 코로나19에 감염이 되면 가장 먼저 후각과 미각을 잃게 되고 완치 후에도 계속되는 것으로 알려져 있다. 다만 후각 및 미각 상실이 완치 후 얼마나 이어지는지는 정확히 조사되지 않았다. 캐나다 트루아리비에르 퀘벡대 의대 해부학과 연구팀은 코로나19에 감염된 사람은 평균 5개월 동안 후각과 미각 상실이 이어진다는 조사 결과를 온라인으로 열리는 미국 신경학회 제73차 연차회의에서 24일 발표했다. 연구팀은 코로나19 양성 반응을 보였던 의사, 간호사, 방역요원 등 의료종사자 813명을 대상으로 감염 직후부터 5개월가량 미각과 후각의 변화에 대한 추적 조사를 했다. 조사 참여자들은 10점 척도로 후각과 미각 상태를 자가 측정을 해 보고하도록 했다. 조사 결과 양성 반응자 중 580명은 후각 상실 증상을 보였으며 51%에 해당하는 297명은 감염 후 5개월까지 후각 기능을 회복하지 못한 것으로 나타났다.감염 전에는 후각 기능이 평균 9점이었다면 코로나19 감염 이후에는 7점 이하로 떨어졌으며 사실상 완전 상실 수준인 3점 이하의 점수를 보고한 사람도 있었다. 또 527명은 미각 상실을 경험했으며 이 중 38%에 해당하는 200명은 5개월 뒤에도 감각을 회복하지 못한 것으로 조사됐다. 또 러시아 HSE대 생물학·생명공학부, 피로고프 러시아 국립의학연구대, 로모노소프 모스크바주립대 수학·기계공학부, 모스크바 OM필라토프 시립임상병원, 국립과학아카데미 생체유기화학연구소 공동연구팀은 코로나19 감염 후 증상을 악화시키는 유전적 요인을 발견했다고 이날 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 면역학 분야 국제학술지 ‘최신 면역학-항원 세포생물학’ 2월 22일자에 실렸다. 연구팀은 지난해 5~7월에 OM필라토프 시립임상병원에 코로나19 감염으로 입원했다가 사망한 환자 111명과 연방골수은행에 등록된 사람 중 코로나19에 감염되지 않거나 경증을 보였던 428명의 유전체를 비교 분석했다. 보통 T세포면역은 바이러스 감염에 대응하고자 인체가 사용하는 주요 전략 중 하나다. 인간백혈구항원-Ⅰ(HLA-Ⅰ) 분자는 바이러스를 감지해 T세포면역을 활성화하는 역할을 하는데 HLA-Ⅰ가 바이러스를 잘 감지하지 못하면 증상 악화로 이어지기 쉽다. 실제로 코로나19 감염으로 사망한 환자들은 경증환자나 일반인보다 HLA-Ⅰ 분자 활성감도가 현저하게 낮은 것으로 조사됐다.알렉산드르 토네비츠키 HSE대 교수는 “코로나19 심각도와 유전자형의 상관관계에 대한 이번 연구는 코로나19 변이 바이러스가 확산될 경우 심각한 증상을 일으킬 수 있는 환자 집단을 사전에 분류해 신속하게 대응할 수 있도록 도와줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

거의 6600만 년 전으로 거슬러 올라가는 세계에서 가장 오래된 영장류 화석을 과학자들이 발견했다. 이는 공룡 멸종 이후 인류를 포함한 모든 영장류의 기원인 이들 동물이 어떻게 번성할 수 있었는지에 관한 단서를 제시할 수 있다. 미국 워싱턴대 버크박물관 등이 참여한 고고학 연구진은 가장 오래된 영장류 종인 푸르가토리우스(Purgatorius)속 치아 화석 몇 점을 분석했다.몬태나주 북동부 헬크리크 지층에서 나온 이 화석은 약 6590만 년 전의 것으로, 이 종은 공룡을 포함한 지구상 전체 생물 종의 75%를 멸종에 이르게 한 백악기-고제3기 대멸종 사건으로부터 약 13만9000년이 지나고 나서 출현한 것으로 추정된다. 참고로 푸르가토리우스속 화석은 플레시아다피스목(Plesiadapiformes)으로 불리는 가장 초기의 영장류 그룹에서도 가장 오래된 속으로, 다람쥐나 쥐 모습과 흡사한 외양을 지녔으며 몸집이 매우 작고 종에 따라 다양한 곤충과 과일을 먹은 것으로 알려졌다. 이번 발견은 소행성 또는 혜성의 충돌로 일어난 대멸종 사건 이후 육지 생물이 어떻게 회복할 수 있었는지를 예상하게 해준다. 대멸종 사건은 새를 제외한 모든 공룡을 멸종에 이르게 했고 포유류의 출현으로 이어졌다.연구 주저자인 버크박물관의 그레고리 윌슨 만탈라 박사는 “우리의 초기 영장류 조상의 모습을 상상해보는 일은 매우 즐겁다”면서 “이들은 대멸종 사건 이후 세계에서 다양하게 번성한 최초의 포유류 중 일부”라고 설명했다. 연구에 참여한 뉴욕시립대의 스티븐 체스터 박사는 “이 발견은 화석 기록에서 가장 오래된 영장류의 발견이므로 흥미진진하다”면서도 “초기 영장류가 공룡 멸종 이후 어떻게 다른 경쟁자들로부터 갈라져 나왔는지에 관한 우리의 이해를 더할 것”이라고 말했다. 연구진은 이 화석의 연대가 6590만 년 전임을 고려해 모든 영장류의 조상이 백악기 후기에 등장했을 가능성이 있다고 추정한다. 이는 이들 초기 영장류가 다른 대부분 생명체와 함께 적어도 짧은 기간 공룡과 함께 살았다는 것을 의미한다. 연구진은 푸르가토리우스 매키버리(Purgatorius mckeeveri)라고 이름 붙인 신종 영장류 화석을 푸르가토리우스 야니사이(Purgatorius janisae)로 알려진 기존 종과 비교 분석했다. 발견된 치아 화석 3점은 이전에 알려진 푸르가토리우스속 화석과 비교했을 때 뚜렷한 특징이 있어 신종으로 확인될 수 있었다. 푸르가토리우스 매키버리는 화석이 발견된 지역의 최초 거주자 중 한 명이었던 프랭키 매키버의 이름을 따서 명명됐다. 자세한 연구 결과는 영국학사원이 발행하는 ‘로열 소사이어티 오픈 사이언스’(Royal Society Open Science) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

세 개의 큰 뿔과 목 뒤의 방패 같은 구조물인 프릴(frill)을 지닌 트리케라톱스는 공룡 시대 마지막을 장식한 '폭군' 티라노사우루스 렉스와 함께 살았던 초식 공룡이다. 트리케라톱스는 흔히 뿔공룡으로 알려진 각룡류(Ceratopsia)의 일종으로 과학자들에게는 매우 다양한 형태의 뿔과 프릴을 지닌 공룡류로 잘 알려져 있다. 그런데 멋진 뿔과 프릴의 용도에 대해서는 상당한 논쟁이 있었다. 크고 긴 뿔과 약점 부위인 목 뒤를 보호할 수 있는 프릴은 의심의 여지 없이 방어용으로 여겨졌다. 뿔로 티라노사우루스의 부드러운 복부를 노리는 트리케라톱스의 모습은 복원도나 모형에서 흔하게 볼 수 있다. 두 공룡이 같은 시대에 살았을 뿐 아니라 날카로운 뿔의 크기와 각도를 생각하면 가장 그럴듯한 가정이다. 하지만 많은 과학자들이 이 전통적인 모습에 의문을 품고 있다. 이 의심에는 합리적인 근거가 있다. 만약 뿔이 방어를 위한 목적이라면 뿔공룡의 뿔과 프릴은 대개 비슷한 형태로 진화했을 것이다. 그러나 실제로는 마치 꽃처럼 그 형태가 종마다 큰 차이를 보인다. 특히 프릴의 형태가 다양한데, 일부 프릴의 경우 방어용이라고 보기에는 상당히 많은 장식이 달려있다. 심지어 뿔은 없고 프릴만 있는 각룡도 적지 않다. 따라서 프릴은 방어보다는 짝짓기 목적이라는 가설이 힘을 얻고 있다. 영국 런던의 국립 자연사 박물관의 앤드류 크냅 박사가 이끄는 연구팀은 뿔이 없는 소형 각룡인 프로토케라톱스 프릴 화석을 분석했다. 프로토케라톱스 화석은 몽고 고비 사막에서 대량으로 발견되었는데, 연구팀은 보존 상태가 우수한 두개골 화석 30개를 구해 3D 스캔을 통해 형태를 상세하게 비교 분석했다. 짝짓기를 위한 장식은 공작의 깃털처럼 수컷이나 암컷에서 다른 형태를 보이거나 크기가 현저하게 다른 경우가 흔하다. 그러나 연구팀은 프로토케라톱스 화석에서 암수의 차이로 인정할 만한 뚜렷한 개체의 차이를 발견하지 못했다. 30개나 되는 두개골이 모두 우연히 암컷이나 수컷일 가능성은 작기 때문에 암수의 프릴이 같은 형태라는 이야기다. 하지만 그렇다고 해서 짝짓기 가설이 완전히 배제되는 것은 아니다. 암수가 서로를 유혹하기 위해 비슷한 장식을 지닌 경우도 있기 때문이다. 연구팀은 나이에 따른 비율 차이도 비교했다. 만약 프릴이 성선택을 위한 것이라면 짝짓기를 할 수 있는 성체에서 상대적으로 커질 가능성이 높다. 반면 방어나 체온 조절 용도라는 가설이 옳다면 새끼 때나 성체가 되었을 때나 프릴의 비율이 비슷할 것이다. 실제 분석 결과는 성체가 될 때 프릴이 상대적으로 커져 성선택 가설에 부합했다. 프로토케라톱스는 몸길이 1.8m의 소형 초식 공룡인 데다 프릴의 가운데가 비어 있어 사실 방어용으로 적합하지 않다는 점도 이 해석을 지지한다. 다만 연구팀은 프릴의 형태가 개체마다 약간씩 다른 점을 들어 짝짓기 외에 사회적 목적이 있었을지도 모른다고 보고 있다. 약간씩 다른 형태의 프릴이 무리에서 각 개체를 인식하는 데 도움을 줬다는 이야기다. 공룡이 얼마나 사회적인 동물이었는지에 대해서는 논쟁이 있으나 일부 공룡의 경우 집단을 이뤄 생활했다고 믿는 과학자들도 있다. 이 가설이 옳다면 프로토케라톱스의 프릴은 상대를 식별할 수 있는 가장 좋은 방법이다. 이번 연구는 프릴의 목적이 짝짓기에 있다는 이전 연구 결과를 지지한다. 다만 뿔의 경우 방어나 공격 목적일 가능성은 배제할 수 없다. 일부 뿔공룡의 날카로운 뿔은 육식공룡이나 영역이나 암컷을 두고 다투는 다른 뿔공룡에 맞설 강력한 무기가 될 수 있다. 트리케라톱스가 강력한 뿔과 화려한 색상으로 장식된 프릴을 지닌 멋진 공룡이었을 수 있다는 이야기다. 실제 공룡의 모습은 도마뱀을 닮은 오래된 복원도와 달리 현생 조류만큼 화려하고 다양했을 가능성이 높다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

지난 18일(이하 현지시간) 화성 표면에 착륙한 미 항공우주국(NASA)의 퍼서비어런스 탐사로버가 화성 표면의 첫 파노라마 이미지를 보내왔다고 22일 발표했다. 승합차 크기의 로버는 화성 표면의 고대 호수인 예제로 크레이터에 착륙한 지 불과 이틀 만인 20일 탑재된 내비게이션 카메라(Navcams)를 사용하여 파노라마 사진을 찍었다. 이 파노라마는 행성 간 로봇의 카메라로 촬영한 6개의 개별 이미지를 합성해 만든 것이다. 퍼서비어런스 지난 18일 오후 화성 표면에 안착했으며, 캘리포니아 패서디나에 있는 NASA 제트추진연구소의 관제센터는 오후 3시 55분(한국시간 19일 새벽 5시 55분)에 착륙 신호를 받았다. NASA의 ‘화성 2020 미션’의 일환으로 탐사선이 화성 표면에 성공적으로 착륙했음을 확인한 순간이었다. 이 신호는 퍼서비어런스가 실제로 착륙한 지 약 11분 후에 도착했다. 무선신호가 화성에서 지구까지 오는 데 그만한 시간이 걸리기 때문이다.이어 22일 NASA는 탐사선의 카메라와 스카이크레인의 카메라로 찍은 첫 번째 착륙 비디오를 공개했다. 단 7분 만에 시속 2만㎞의 속도를 0㎞까지 떨어뜨리는 이 놀라운 비디오는 화성 표면에 안착하는 탐사로버의 극적인 장면을 생생하게 보여주고 있다. 또한 NASA는 대용량의 ‘파이어호스 데이터’를 발표했다고 퍼서비어런스 이미징 과학자이자 기기운영팀장인 저스틴 마키가 기자회견에서 밝혔다. 이 데이터 중에는 위의 파노라마를 비롯해 화성 탐사선의 첫날에 찍은 놀라운 이미지들이 많이 포함되어 있다.퍼서비어런스는 화성 지상 미션을 수행하는 한편으로 계속해서 화성 사진과 비디오를 찍을 것이며, 또한 처음으로 화성 표면의 마이크를 사용하여 오디오를 녹음할 예정이다. 붉은 행성 화성에서 지구 시간으로 최소 2년 동안 지속될 예정인 퍼서비어런스 미션(이전 로버는 예상 종료일보다 훨씬 초과해 작동했다)은 앞으로도 여러 가지 이유로 상세하고 풍부한 화성의 이미지를 촬영할 것으로 보인다. 이 같은 화성 표면의 상세한 이미지를 확보한다면 과학자들은 실제로 예제로 크레이터에 어떤 종류의 암석과 물질이 있는지 탐구할 수 있게 된다. 뿐만 아니라 이러한 이미지를 통해 이번 임무의 주요 과학목표 중 하나인 화성의 고대 생명체 증거를 찾을 수 있을 것으로 기대되고 있다.과학자들은 예제로 크레이터가 약 35억년 전에는 거대한 호수와 삼각주가 있었던 지역으로 보고 있다. 지구의 생명체가 물을 기반으로 하고 있는 것처럼 화성의 고대 생명체 역시 물이 존재하는 고대 삼각주에 존재했을 가능성이 큰 것으로 과학자들은 생각하고 있다. 우리가 지금 보고 있는 이 파노라마 사진은 화성의 생명이 한때 번성했을지도 모르는 고대 호수 바닥을 보여주는 것이다. 만약 이번 퍼서비어런스 미션에서 화성의 고대 생명체 흔적을 발견한다면 이는 인류의 우주 개척사에서 최대의 뉴스가 될 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

한국지질자원연구원 석유해저연구본부 연구팀은 동해 울릉분지에서 자주 발생하는 해저사면사태의 원인 규명을 위해 2024년부터 본격적인 시추연구가 시작된다고 23일 밝혔다. 동해 울릉분지는 독도 남쪽에 위치한 수심 약 2000m의 해저분지로 최근 빈번하게 해저사면사태가 발생하고 있어 과학자들의 주목을 받고 있다. 해저사면사태는 해저산사태라고도 불리는데 바닷속 또는 수면 위로 드러난 경사가 가파른 지형에 불안정하게 쌓인 퇴적층이 무너지면서 발생하는 현상이다. 해저 지진이나 가스하이드레이트 등 부존자원의 해리작용 때문에 퇴적물 약화가 원인으로 추정되고 있다.지질자원연구원은 1997년부터 울릉분지 해저절벽 사면사태 원인 규명과 전지구적 기후변화, 자연재해 등 지구과학 현상들을 예측하고 대응하기 위해 ‘국제공동해양시추프로그램’(IODP)에 참여하고 있다. IODP는 미국과 유럽, 호주 등 26개국 과학자들이 해양 시추를 통해 지구에서 발생하는 각종 과학적 이슈들을 공동해결하기 위해 꾸려진 국제공동연구프로그램이다. IODP는 2013년 7월 국내에서 처음 실시된 ‘한국 대지 IODP 시추’를 통해 쓰시마분지로 불렸던 곳을 ‘울릉분지’로 공식화해 국제적으로 알리기도 했다. 2024년부터 시작되는 동해 울릉분지 IODP 시추는 울릉분지의 해저지질, 퇴적구조 확인, 기후변화 규명, 해저사태 원인 규명 같은 자연재해 원인 분석은 물론 심해 부존자원 탐사에 도움이 될 것으로 기대되고 있다.한편 연구원은 2024년 건조되는 ‘3D/4D물리탐사연구선’(탐해3호)을 이용해 2050년까지 IODP에서 추진하는 다양한 국제공동연구를 수행할 계획이다. 김복철 지질자원연구원 원장은 “동해 울릉분지의 IODP 시추는 예측할 수 없는 동아시아 자연재해 이슈 대응에 도움이 될 것”이라며 “2024년 건조되는 탐해3호를 활용해 세계 해저자원탐사를 통한 다각적인 국제공동연구를 활성화할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

태양계의 모든 행성은 태양의 자전 방향과 같은 방향으로 공전한다. 행성은 원시 태양 주변에 있던 가스와 먼지 디스크인 원시 행성계 원반에서 생성되었기 때문에 거의 예외 없이 별과 같은 방향으로 공전하는 것이 일반적이다. 하지만 과학자들은 예외적으로 별과 반대 방향으로 공전하는 외계 행성이 있을 수 있다고 보고 있다. 별의 자전 방향과 반대로 공전하는 역주행 행성이 생길 수 있는 몇 가지 방법이 있기 때문이다. 첫 번째는 우연히 별 주변을 지나가던 떠돌이 행성이 중력에 의해 포획되는 경우다. 사실 태양계의 위성 중에도 행성의 자전 방향과 반대로 공전하는 역행성 위성이 있다. 토성의 위성 포이베(Phoebe)가 대표적인 경우다. 역행성 위성과 마찬가지로 우주를 유랑하는 떠돌이 행성이 우연히 별의 중력에 의해 포획된 경우 역행성 행성이 될 수 있다. 두 번째 방법은 아예 원시 행성계 원반의 축이 변하는 경우다. 두 개의 별이 서로를 도는 쌍성계는 흔하다. 만약 동반성의 중력이 충분히 강하다면 원시 행성계 원반을 거의 뒤집어 놓을 수 있다. 동반성이 아니라도 다른 별이 우연히 가까운 위치에서 빠르게 지나가면서 공전면을 바꿀 수도 있다. 최근 과학자들은 실제로 이런 사례를 발견했다. 덴마크 오르후스 대학의 항성 천체물리학 센터 연구팀이 이끄는 국제 과학자팀은 지구에서 900광년 떨어진 K2-290라는 쌍성계에서 실제로 이런 사례를 확인했다. K2-290A는 적어도 두 개의 외계 행성을 거느리고 있는데, 각각 해왕성과 목성보다 약간 작은 크기다. 두 행성 모두 수성보다 가까운 거리에서 모항성을 공전하고 있다. 연구팀은 이 두 행성의 공전 궤도가 90도보다 더 큰 124도로 기울어져 있는 것을 발견했다. 180도 뒤집어진 것은 아니지만, 비스듬하게 반대 방향으로 공전하는 셈이다. 이렇게 가까운 거리에서 공전하는 행성이라면 포획에 의한 역행성 행성의 가능성은 떨어진다. 더구나 하나가 아닌 두 개의 행성이 같은 각도로 공전하는 것은 행성이 형성되는 단계인 원시 행성계 원반 자체가 기울어지면서 생긴 결과로 봐야 한다. 만약 K2-290A가 다른 행성과 소행성을 거느리고 있다고 해도 같은 각도로 기울어져 있을 것으로 예상된다. 이런 형태의 역행성 행성계는 이론적으로 그 존재가 예상되긴 했지만, 멀리 떨어진 외계 행성의 공전 각도를 측정하기 어려워 직접 관측은 힘들었다. 그러나 강력한 망원경과 최신 관측 기술의 발달로 하나씩 그 존재가 밝혀지고 있다. 역행성 행성계에 대한 연구는 이제 시작단계다. 천문학자들은 역주행이 행성계에 어떤 영향을 주는지 알아내기 위해 연구를 계속할 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

이달 초 인도 북동부 중국과 국경을 이루는 히말라야 협곡 일대를 휩쓸어 50명 이상의 목숨을 앗아간 물난리의 원인으로 1965년 미국이 난다데비(해발 고도 7816m) 정상에 묻으려다 잃어버린 원자력 관측 장비를 주민들이 지목하고 있다고 영국 BBC가 20일(현지시간) 전했다. 일부에서는 기후변화 때문에 산 위 날씨가 따뜻해져 빙하가 떨어져나간 것으로 봤는데 색다른 분석인 셈이다. 우타라칸드주의 250가구가 모여 사는 라이니 마을 사람들은 인도에서 두 번째로 높은 난다데비 자락에 있는 관측장비가 폭발해 산사태가 촉발됐고, 빙하 일부가 떨어져 나가 물난리를 일으킨 것으로 보고 있다는 것이다. 이 마을의 이장인 상그람 싱 라왓은 “우리는 이 장비들이 중요한 역할을 했다고 생각한다. 어떻게 빙하가 겨울에 절로 떨어져 나가겠느냐? 우리는 정부가 조사해 이들 장비를 찾아내야 한다고 생각한다”고 털어놓았다. 사실 이들의 두려움은 예전부터 마을 사람들이 간직해 온 것이었다. 미국과 인도는 1964년 중국이 처음 시도한 핵실험과 미사일 발사 시도를 관측하기 위해 이듬해 히말라야 산자락에 원자력 동력의 관측 장비들을 숨겼다. 1965년 10월 미국과 인도 등반가들이 난다데비 정상 부근에 일곱 개의 플루토늄 캡슐이 달린 정찰 장비를 묻기 위해 무게가 57㎏이나 나가는 것들을 들고 올라갔다. 그런데 눈보라가 심해 정상 직전에 발길을 돌려야 했다. 그들은 1.8m 길이의 안테나, 두 개의 무전기 세트, 배터리팩 하나, 플루토늄 캡슐들을 거기 버리고 하산했다. 그 중 한 명이며 중국 국경 순찰대원으로 오래 활동해 유명한 만모한 싱 코흘리(89)는 “내려와야 했다. 그러지 않았으면 많은 산악인들이 목숨을 잃었을 것”이라고 한 잡지와의 인터뷰에서 털어놓았다. 등반가들은 이듬해 봄 다시 그곳을 찾아 장비들을 정상에 묻으려 했지만 사라져버렸다. 그 뒤 50년 넘게 여러 차례 탐사대를 꾸려 찾았으나 헛수고였다. 오랫동안 이 문제를 연구해 온 미국 잡지 ‘록 앤드 아이스(Rock and Ice)’ 편집자 피트 다케다는 “냉전의 망상이 절정에 이른 시점이었다. 어떤 계획도 너무 이상하다 할 수 없었고, 어떤 투자도 너무 크지 않았고, 어떤 수단도 결코 정당하지 않은 것이 아니었다”고 적었다. 그는 “오늘에 이르러 잃어버린 플루토늄이 빙하 속에 떠밀려와 아마도 먼지로 분쇄돼 갠지스 강 입구로 기어왔을지 모른다”고 적었다.그러나 과학자들은 과장된 분석이라고 말한다. 플루토늄 배터리는 원자폭탄과 달리 플루토늄 238이란 다른 화학물질을 사용하며 반감기가 88년이나 되기 때문이다. 그런데도 잃어버린 플루토늄을 되찾아오겠다는 탐사대의 발길은 이어졌다. 영국 여행작가 휴 톰프슨은 책 ‘난다데비- 마지막 실락원을 찾는 여정’에다 현지인들의 눈에 띄지 않으려고 미국인 등반가들이 얼굴에 선탠 크림을 바르고 고산병의 영향을 연구하는 것이라고 탐사 목적을 둘러대곤 했다고 적었다. 이들의 짐을 나르던 이들은 “마치 보물 찾기, 아마도 황금 찾기 같았다”고 털어놓았다. 미국 잡지 ‘아웃사이드’에 따르면 이들 등반가들은 미리 노스캐롤라이나주의 중앙정보국(CIA) 기지인 하비 포인트를 찾아 이들 장비를 찾는 방법을 교육받고 나머지 시간은 배구를 즐기고 향응을 즐겼다고 했다. 1978년 워싱턴 포스트(WP)가 이 잡지 기사를 대대적으로 보도할 때까지 인도에선 비밀에 부쳐졌다. CIA는 그 얼마 전에 에베레스트 정상을 등정한 산악인 등을 고용해 중국을 엿보기 위해 히말라야의 두 봉우리에 이들 장비를 은닉했다는 것이 드러났다. 1967년 두 번째 시도에 나서 한 전직 CIA 요원은 “부분적으로 성공했다”고 털어놓았다. 같은 해 난다데비와 붙어 있고 훨씬 등반이 쉬운 난다콧(6861m)에 새로운 장비 세트를 심는 세 번째 작업에 성공했다. 모두 14명의 미국 산악인이 3년 동안 매월 1000달러씩을 챙겼다. 같은 해 4월 모라지 데사이 인도 총리가 미국과 협력해 난다데비에 원자력 관측장비를 심었다는 점을 인정했는데 얼마나 임무가 성공적이었는지는 밝히지 않았다. 미국 등반가 중 한 명인 짐 매카시는 “그래, 장비가 산사태를 일으키고 빙하에 처박혀 있을지 모른다. 어떤 영향을 미쳤는지는 하느님만 알 것”이라고 다케다에게 말했다. 라이니 마을 주민들은 정기적으로 강물에 방사성 물질이 함유됐는지 정기적으로 조사한다고 등반가들은 전한다. 하지만 방사능에 오염됐다는 사실을 확인했는지 여부는 알려지지 않았다고 방송은 전했다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

2010년 개봉한 SF영화 ‘인셉션’은 타인의 꿈 속으로 들어가 생각을 빼내거나 주입할 수 있는 기술에 대한 내용을 다루고 있다. 사실 누구나 꾸는 꿈은 익숙한 현상이지만 SF의 소재 뿐만 아니라 심리학이나 정신분석학에서는 무의식을 읽을 수 있는 중요한 수단으로 여기고 있다. 그런데 뇌과학자들이 꿈을 꾸는 사람과 실시간으로 대화를 나눌 수 있는 놀라은 기술을 개발해 주목받고 있다. 미국 노스웨스턴대 심리학·인지과학과, 텍사스 오스틴대 심리학과, 정밀계측기업 넥스트센스사(社), 독일 오스나브뤽대 인지과학연구소, 함부르크 수면·꿈 기술연구소, 프랑스 소르본대 뇌인지과학 연구소, 피티에-살페트리에르병원 수면장애연구실, 네덜란드 라드바우드대 메디컬센터 뇌·인지·행동연구소, 이탈리아 볼로냐대 의대 외과학교실 공동연구팀은 꿈을 꾸는 사람에게 질문을 던지고 실시간으로 답을 들을 수 있는 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 19일자에 실렸다. 꿈은 깨어있을 때 경험했던 일이나 기억들이 자는 동안 다양한 이미지로 보여주는 것이다. 정신분석학을 만든 지그문트 프로이트는 꿈은 억눌린 욕망을 투사하는 것이기 때문에 꿈을 ‘해석’해 각종 신경증이나 정신질환을 치료할 수 있는 창구라고 여겼다. 뇌신경과학이 발달하면서 꿈에 대한 연구도 활발히 이뤄지고 있지만 여전히 많은 부분이 수수께끼로 남아있다.연구팀은 미국, 독일, 프랑스, 네덜란드에서 각각 똑같은 실험을 실시했다. 미국 연구팀은 일주일에 최소한 1번 이상 꿈을 꾸는 18~33세의 건강한 성인남녀 22명, 독일에서는 21~40세의 건강한 성인남녀 10명, 네덜란드에서는 19~37세 성인남녀 37명을 대상으로 실험했다. 프랑스에서는 자각몽을 꾸는 성인남녀 8명을 대상으로 실험했다. 자각몽은 자고 있는 사람이 스스로 꿈이라는 것을 인식하면서 꾸는 꿈을 말한다. 실험 결과 많은 사람들이 꿈을 꾸면서 연구자들의 지시를 따르고 간단한 덧셈 뺄셈 같은 수학문제를 풀 수 있으며 질문에 답할 수 있는 것으로 확인됐다. 특히 낮에 갑자기 잠에 빠져드는 기면증이나 자각몽을 자주 꾸는 사람들이 꿈꾸는 중에 쌍방향 대화를 쉽게 하는 것으로 확인됐다. 또 실험대상자들은 꿈을 꾸면서 자신이 꾸는 꿈을 설명하기도 했다. 연구팀에 따르면 이번 연구가 악몽에 자주 시달리는 등 다양한 수면 장애를 겪는 사람들을 치료하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 전망하고 있다. 또 잠자는 동안 기억력을 높여 학습효과를 높이는 방법을 개발할 수도 있을 것으로 기대했다.켄 팔러 노스웨스턴대 교수(인지신경과학)는 “이번 연구는 그동안 불가능한 것으로 보였던 렘수면 상태에 있는 사람과 실시간으로 상호작용하면서 의사소통할 수 있다는 사실을 보여준 것”이라며 “수면과 기억과의 관계는 물론 수면 장애나 악몽에 시달리는 사람들을 치료하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr