지구가 속한 우리은하와 비슷한 형태의 은하 모습이 초거대망원경(VLT)에 포착됐다. 지난 18일(현지시간) AP, 로이터 통신 등 외신은 칠레에 있는 유럽남방천문대(ESO)의 VLT로 ‘조각가자리 은하’(NGC 253)의 상세한 모습이 촬영됐다고 보도했다. 지구에서 약 1100만 광년 떨어진 조각가자리 은하는 ‘폭발적 별 형성 은하’(starburst galaxy)로 크기와 질량도 우리은하와 매우 비슷한 것이 특징이다. 지름은 약 8만 8000광년으로 우리은하(10만 광년)보다 조금 작지만 새로운 별 형성 속도는 2~3배 더 빠르다. 여기에 우리은하는 가운데에 길쭉한 막대 구조가 있는 ‘막대나선은하’인데 조각가자리 은하 역시 똑같아 천문학자들의 훌륭한 연구 대상이기도 하다. 이번에 공개된 사진은 VLT의 다중 분광 익스플로러(MUSE)를 이용해 50시간 동안 촬영한 것을 합성한 것으로, 별이 젊을수록 파랗고 별이 오래될수록 붉게 표현된다. ESO 천문학자 엔리코 콩주는 “지구에서는 매우 높은 해상도의 우리은하 이미지를 얻을 수 있지만 그 안에 있어 전체적인 모습을 볼 수 없다”면서 “반대로 조각가자리 은하는 멀리서 전체적인 모습을 볼 수 있기 때문에 완벽한 관측 대상”이라고 설명했다. 또한 연구팀은 이미지를 통한 분석을 통해 500개의 새로운 행성상 성운을 발견했다. 행성상 성운은 단어 때문에 행성과 혼동되지만 사실 아무 관계가 없다. 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 행성 모양의 성운(행성상 성운)이 되고 중심에 남은 잔해는 모여 백색왜성을 이룬다.

지구가 속한 우리은하와 비슷한 형태의 은하 모습이 초거대망원경(VLT)에 포착됐다. 지난 18일(현지시간) AP, 로이터 통신 등 외신은 칠레에 있는 유럽남방천문대(ESO)의 VLT로 ‘조각가자리 은하’(NGC 253)의 상세한 모습이 촬영됐다고 보도했다. 지구에서 약 1100만 광년 떨어진 조각가자리 은하는 ‘폭발적 별 형성 은하’(starburst galaxy)로 크기와 질량도 우리은하와 매우 비슷한 것이 특징이다. 지름은 약 8만 8000광년으로 우리은하(10만 광년)보다 조금 작지만 새로운 별 형성 속도는 2~3배 더 빠르다. 여기에 우리은하는 가운데에 길쭉한 막대 구조가 있는 ‘막대나선은하’인데 조각가자리 은하 역시 똑같아 천문학자들의 훌륭한 연구 대상이기도 하다. 이번에 공개된 사진은 VLT의 다중 분광 익스플로러(MUSE)를 이용해 50시간 동안 촬영한 것을 합성한 것으로, 별이 젊을수록 파랗고 별이 오래될수록 붉게 표현된다. ESO 천문학자 엔리코 콩주는 “지구에서는 매우 높은 해상도의 우리은하 이미지를 얻을 수 있지만 그 안에 있어 전체적인 모습을 볼 수 없다”면서 “반대로 조각가자리 은하는 멀리서 전체적인 모습을 볼 수 있기 때문에 완벽한 관측 대상”이라고 설명했다. 또한 연구팀은 이미지를 통한 분석을 통해 500개의 새로운 행성상 성운을 발견했다. 행성상 성운은 단어 때문에 행성과 혼동되지만 사실 아무 관계가 없다. 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 행성 모양의 성운(행성상 성운)이 되고 중심에 남은 잔해는 모여 백색왜성을 이룬다.

​만약 101년 전으로 돌아갈 수 있다면 과학자들이 여전히 은하가 우리우주의 전부라고 생각했던 시대를 만날 것이다. 100년 전이라면 대부분 과학자들이 이것이 사실이 아니라는 데 동의할 것이다. 어딘가에서 인간은 우주가 우리은하보다 훨씬 크다는 것을 깨달았다. 망원경으로 볼 수 있는 나선 성운은 사실 그 자체로 다른 은하라는 사실을. 우주의 규모는 하룻밤 사이에 극적으로 확장되었다. 기록으로 보면 우리는 한 사람에게 감사해야 한다. 바로 에드윈 허블(1889~1953)이다. 그의 발견은 이를 위해 길을 닦아준 주변 사람들의 천재성이 있었기에 이뤄낼 수 있었다. “허블과 은하수 너머의 우주를 발견한 것을 낭만적으로 생각하기는 쉽지만, 그의 연구는 실제로 많은 사람들의 어깨 위에 있었다.” 지난 12~16일(현지시간) 미국 메릴랜드에서 열린 제245회 미국 천문학협회(AAS) 회의 기자회견에서 카네기 과학천문대의 천문학자 제프 리치는 이렇게 말했다. 리치의 발언은 상징적이었다. 1세기 전인 1925년 1월 1일, 워싱턴 DC에서 열린 제33회 AAS 회의에서 허블의 연구가 공식 발표됐기 때문이다. 허블이 어깨를 가장 많이 딛고 섰던 두 사람은 헨리에타 스원 리빗과 할로 셰플리였다. 우주의 무한 확장 발견한 허블과 그의 조력자들​리빗은 하버드대학 천문대에서 하버드 망원경으로 촬영한 사진판을 분석하는 임시직 ‘컴퓨터’로 일했다. 특히 소마젤란운과 대마젤란운의 이미지를 면밀히 조사했고, 그 안에서 1800개 변광성(밝기가 변하는 별)을 식별해냈다. ​리빗은 1908년과 1912년에 쓴 두 논문에서 변광성 중 다수가 독특한 주기-광도 관계를 가지고 있다는 것을 증명해냈다. 그녀는 별이 수축하고 확장하면서 규칙적으로 맥동하고 더 밝고 희미하게 보이는 데 걸리는 시간은 별의 광도에 따라 달라진다는 것을 깨달았다. ​이것은 엄청난 발견이었다. 변광 주기와 절대광도 사이에 정확한 관계성을 가진 변광성(후에 세페이드 변광성이라는 이름이 붙었다)들을 연구하면서 별의 거리를 계산할 수 있기 때문이다. 오늘날에도 리빗의 주기-광도 관계는 과학자들이 우주의 거리를 측정할 때 사용하는 핵심 개념이다. 셰플리의 이야기로 넘어가면, ​허블의 발견에서 셰플리의 역할을 감안할 때 그가 은하수 너머에 아무것도 없다고 믿었다는 것은 아이러니하다. 20세기 초에 망원경은 다른 은하의 개별 별을 분해할 만큼 강력하지 않았기 때문에 나선은하는 나선 얼룩처럼 보였고 나선성운이라고 불렸다. 셰플리는 나선성운이 단순히 은하수 가장자리에서 형성되는 별일 것이라고 추정했다. ​셰플리의 목표는 최초의 공식적인 우주 거리 사다리를 만들어 우리은하의 크기(그가 본 우주)를 측정하는 것이었다. 그 첫 단계가 우리은하에서 발견한 세페이드 변광성이었고, 다음은 RR형 변광성이었다. RR형은 세페이드 변광성과 비슷한 주기-광도 관계를 가진 또 다른 종류의 변광성이며, 세페이드 변광성과 비교하여 거리를 교정할 수 있다. 마지막으로 그는 RR형 라이레 변광성을 사용해 은하수 가장자리 근처의 일반 거대하고 밝은 별까지의 거리를 보정했다. ​셰플리는 우리은하의 크기가 30만 광년이고 우리 태양계가 은하 중심에서 5만 광년 떨어져 있다고 결정했다. 오늘날 정확한 크기와 거리가 각각 10만 광년과 2만 6000광년이라는 걸 알고 있지만, 셰플리의 추정치는 우주 거리 사다리를 처음 사용했다는 데 의미가 있다. ​셰플리는 1920년 4월 워싱턴 DC 국립과학아카데미에서 동료 천문학자 히버 커티스와 함께 나선성운의 본질에 대해 논의한 토론에도 참여했다. 커티스는 나선성운이 그 자체로 은하라고 주장한 데 이어, 우리은하는 단지 1만 광년 크기밖에 안된다고 주장했다. 셰플리는 그 반대를 주장했다. 캘리포니아 윌슨에서 이룬 엄청난 발견허블은 1919년 캘리포니아의 마운트 윌슨 천문대 팀에 합류했는데, 당시 세계에서 가장 큰 망원경이었던 후커 망원경이 첫 빛을 본 지 불과 2년 후였다. “허블의 획기적인 발견은 윌슨 산의 100인치 후커 망원경 덕분에 가능했다”고 말하는 리치는 “허블은 이 최첨단장비를 접할 수 있었기 때문에 자신의 발견을 이룰 수 있었다”고 했다. ​후커 망원경은 천문대 책임자인 조지 엘러리 헤일의 아이디어로, 캘리포니아의 자선가 존 후커가 4만 5000달러를 기부한 덕분에 나선성운 퍼즐을 풀기 위해 설계되었다. 이 과정에서 중요하게 등장하는 인물이 밀턴 휴메이슨이다. 휴메이슨은 천문대를 건설할 때 노새를 타고 건축 자재와 장비를 운반했다가 이후 천문대 관리인이 됐고, 이후 천문학자의 조수가 됐다. 휴메이슨은 박사 학위가 없었지만 많은 천문학적 발견을 했고 허블이 받는 공로의 상당 부분을 공유할 만하다. ​허블과 휴메이슨은 후커 망원경으로 나선성운을 관찰하기 시작했고 1923년에 안드로메다 나선성운인 메시에 31의 사진을 찍는 데 성공했다. ​리치는 이 장면을 “허블은 이 사진에 너무 흥분해서 흑백 유리판에 ‘VAR!’라고 썼다. 세페이드 변광성의 증거를 보았기 때문이다”라고 표현했다. “그 세페이드 변광성은 단순히 ‘V1’로 알려졌다. 그는 리빗과 셰플리가 한 작업 덕분에 그가 나선성운까지의 거리를 처음 측정할 수 있다는 것을 알았다”고 강조한다. ​허블은 93만 광년(실제로는 250만 광년)이라고 측정했지만 큰 오차에도 안드로메다 나선은 셰플리가 측정한 우리은하 크기인 30만 광년을 훨씬 초월하는 거리 너머 존재한다는 것을 분명히 보여주었다. 메시에 31은 나선성운이 아니라, 엄연한 나선은하였던 것이다. 허블은 셰플리에게 편지를 써서 자신의 발견 사실을 알렸다. 셰플리는 편지를 읽은 후 그것을 동료들에게 흔들어 보이며 그는 “이 편지가 내 우주를 파괴했다”고 탄식했다. 허블은 1924년 11월에 뉴욕타임스에 자신의 발견 소식을 ‘유출’했다. 그래서 다음해 1월 AAS에서 허블 자신이 아니라 천문학자 헨리 노리스 러셀이 발표한 프레젠테이션이 공식적인 공개가 되었다. 하지만 비공식적으로는 사람들이 이미 알고 있었다. 오늘날 우리는 우주가 은하, 은하수와 안드로메다와 같은 나선은하, 거대한 타원은하, 그리고 작은 왜소은하로 가득 차 있다는 것을 당연하게 여긴다. 마지막 계산으로는 관측 가능 우주에 최대 2조개 은하가 존재하는 것으로 추정된다. 그럼에도 리치는 허블의 획기적인 발견이 실제로 비교적 최근의 일이라는 게 놀랍다 말한다. ​“100년은 그렇게 길지 않다”고 리치는 말한다. 사실 세상에는 그보다 더 오래 산 사람들이 몇 명 있는데, 그들은 우리가 다른 은하가 존재한다는 것을 알기 전에 태어난 셈이다. “이것은 세상이 얼마나 많이 바뀌었는지, 그리고 발견이 얼마나 빨리 우리에게 다가올 수 있는지에 대한 교훈”이라고 리치는 덧붙였다. 허블 발표 이후 100년…인류의 발견은 어디까지​오늘날 허블이 ‘VAR!’이라고 휘갈겨 쓴 세페이드 변광성 V1을 포착한 사진건판은 귀중한 발견의 유물이며, 고고학자 인디아나 존스가 1000년 후에 찾아갈 만한 것이다. 다행히도 그것을 찾기 위해 그렇게 힘든 여정을 떠날 필요는 없다. ​일반적으로 이 판은 비공개로 보관되었지만, 현재 로스앤젤레스 카운티 박물관의 ‘무한을 매핑한다: 문화 간 우주론 전시회’에서 몇 달 동안 전시되고 있다. ​허블은 거기서 멈추지 않았다. 그 후 은하 형태를 분류하는 모양에 대한 허블 소리굽쇠 다이어그램을 창안해냈다. 허블소리굽쇠도에서 은하들은 형태학적으로 크게 타원은하, 나선은하, 불규칙은하로 나뉜다. 이 허블소리굽쇠도는 여전히 천문학자들에게 교육도구로 남아있다. 허블 소리굽쇠가 묘사하는 은하의 진화가 앞뒤로 바뀌었지만 전문 천문학자들은 여전히 ​​소리굽쇠의 초기·후기 은하라는 명명법을 사용한다. ​1929년에 허블은 우주의 다른 거의 모든 은하가 우리에게서 멀어지고 있다고 밝혔는데, 20세기 천문학의 최대 발견이라 일컬어지는 속도-거리에 대한 허블-르메트르 법칙이다. 우리는 은하수가 전부라고 생각하던 것에서 무한하고 확장되는 우주를 풀어내는 것으로, 우주를 바라보는 패러다임을 전환했다. 1915년에 발표된 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 이어, 닐스 보어가 이끄는 세계 최고의 물리학자들이 양자 물리학의 영역을 알아내던 거의 같은 시기에, 그것은 우주에 대한 우리의 현재 이해를 형성한 과학의 변혁적 시대의 초석이었다. ​암흑물질, 암흑 에너지, 중력의 양자 이론에 대한 탐구, 허블 텐션, 빅뱅의 원인과 같은 새로운 미스터리가 물리학자들을 당혹스럽게 만들면서 지금은 1세기 전과 유사한 과학의 또 다른 변혁을 위한 좋은 시기가 될 것이다.

미국항공우주국(NASA)의 제임스웹 우주망원경(JWST)이 찍은 ‘우주의 풍경’이 우표로 나온다. 웹 망원경은 기존 허블 망원경보다 성능이 100배 뛰어난 현존 세계 최고 성능의 우주망원경으로, 적외선 감도가 높아 원시 우주 관측에서 독보적 성과를 내고 있다. 미 우편 서비스 총괄 공공기관인 우정청(USPS)은 16일(현지시간) 웹 망원경이 촬영한 심우주 사진 두 장이 제1종 우편물인 우선취급우편(PM)과 우선취급속달우편(PME)의 정액우표에 실려 내년 1월 21일 출시된다고 밝혔다. 심우주는 달 밖의 우주로, 지구에서 200만 ㎞ 이상 떨어진 곳을 일컫는 말이다. 이 기관은 웹 망원경의 지속적인 심우주 탐사를 기념하고자 지구에서 각각 3200만 광년, 1000광년 떨어진 나선은하와 성단의 초고화질 이미지들을 우표에 담기로 했다고 설명했다. 이 망원경 사진을 사용한 우표는 올해 초에도 2종이 출시된 바 있다. 이번에 나올 우표들은 모두 웹 망원경이 지난해 촬영한 이미지들을 담게 된다. 이는 지구에서 150만㎞ 떨어진 라그랑주 점 2(L2)에 배치된 지 1년 반 후 찍은 것인데, 이곳은 태양의 중력으로부터 안정적이어서 이 망원경의 정거장이라고 할 수 있다. 먼저 우선취급우편 우표에 실리는 이미지는 나선은하 NGC 628의 모습으로, 근적외선과 중적외선에서 강렬한 주황색과 빨간색 음영으로 드러나는 가스와 먼지를 함께 보여준다. 이는 다수의 은하에 대한 여러 우주 및 지상 망원경의 관측을 포함하는 프로젝트인 펑스(PHANGS·Physics at High Angular resolution in Near GalaxieS) 프로그램의 일환으로 촬영된 것으로, 천문학자들이 연구에 사용하는 항성 형성 모델을 업데이트해 우주의 기원을 더 잘 이해하는 데 도움이 되는 것으로 알려졌다. ​그다음으로 우선취급속달우편 우표에 들어가는 이미지는 성단 IC 348다. 이를 채우는 희미한 보라색 커튼은 성단의 별에서 나오는 빛을 반사하는 성간 물질로, ‘반사 성운’이라 한다. USPS는 “이 천체의 먼지 구름 속에 갈색왜성이 숨겨져 있다. 별이 되기에는 너무 작지만 대부분 행성보다 큰 천체”라고도 설명했다. 이번 우표들은 모두 이 기관의 아트 디렉터인 그래프 브리딩이 디자인했으며, 우표에 쓰인 고해상도의 이미지는 웹 망원경을 공동 운영하는 NASA와 유럽우주국(ESA), 캐나다우주국이 제공한 것으로 전해졌다.

미국항공우주국(NASA)의 제임스웹 우주망원경(JWST)이 찍은 ‘우주의 풍경’이 우표로 나온다. 웹 망원경은 기존 허블 망원경보다 성능이 100배 뛰어난 현존 세계 최고 성능의 우주망원경으로, 적외선 감도가 높아 원시 우주 관측에서 독보적 성과를 내고 있다. 미 우편 서비스 총괄 공공기관인 우정청(USPS)은 16일(현지시간) 웹 망원경이 촬영한 심우주 사진 두 장이 제1종 우편물인 우선취급우편(PM)과 우선취급속달우편(PME)의 정액우표에 실려 내년 1월 21일 출시된다고 밝혔다. 심우주는 달 밖의 우주로, 지구에서 200만 ㎞ 이상 떨어진 곳을 일컫는 말이다. 이 기관은 웹 망원경의 지속적인 심우주 탐사를 기념하고자 지구에서 각각 3200만 광년, 1000광년 떨어진 나선은하와 성단의 초고화질 이미지들을 우표에 담기로 했다고 설명했다. 이 망원경 사진을 사용한 우표는 올해 초에도 2종이 출시된 바 있다. 이번에 나올 우표들은 모두 웹 망원경이 지난해 촬영한 이미지들을 담게 된다. 이는 지구에서 150만㎞ 떨어진 라그랑주 점 2(L2)에 배치된 지 1년 반 후 찍은 것인데, 이곳은 태양의 중력으로부터 안정적이어서 이 망원경의 정거장이라고 할 수 있다. 먼저 우선취급우편 우표에 실리는 이미지는 나선은하 NGC 628의 모습으로, 근적외선과 중적외선에서 강렬한 주황색과 빨간색 음영으로 드러나는 가스와 먼지를 함께 보여준다. 이는 다수의 은하에 대한 여러 우주 및 지상 망원경의 관측을 포함하는 프로젝트인 펑스(PHANGS·Physics at High Angular resolution in Near GalaxieS) 프로그램의 일환으로 촬영된 것으로, 천문학자들이 연구에 사용하는 항성 형성 모델을 업데이트해 우주의 기원을 더 잘 이해하는 데 도움이 되는 것으로 알려졌다. ​그다음으로 우선취급속달우편 우표에 들어가는 이미지는 성단 IC 348다. 이를 채우는 희미한 보라색 커튼은 성단의 별에서 나오는 빛을 반사하는 성간 물질로, ‘반사 성운’이라 한다. USPS는 “이 천체의 먼지 구름 속에 갈색왜성이 숨겨져 있다. 별이 되기에는 너무 작지만 대부분 행성보다 큰 천체”라고도 설명했다. 이번 우표들은 모두 이 기관의 아트 디렉터인 그래프 브리딩이 디자인했으며, 우표에 쓰인 고해상도의 이미지는 웹 망원경을 공동 운영하는 NASA와 유럽우주국(ESA), 캐나다우주국이 제공한 것으로 전해졌다.

심연의 우주 속에서 거대한 두 은하가 충돌해 춤사위를 벌이는 듯한 모습이 포착됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 제임스 웹 우주망원경으로 촬영한 상호작용하는 두 은하 ‘Arp 107’의 모습을 사진으로 공개했다. 지구에서 무려 4억 6500만 광년 떨어진 작은사자자리에 위치한 Arp 107은 사진에서 보이듯 두 은하의 총칭이다. 먼저 사진 왼쪽 흰색 빛으로 동그란 알처럼 보이는 천체는 ‘MCG+05-26-025’으로 불리는 타원은하다. 그리고 오른쪽에는 이보다 훨씬 큰 거대한 나선은하 ‘UGC 5984’가 똬리를 틀고있다. UGC 5984는 믿기 힘들 만큼의 밝은 빛을 내뿜어 ‘세이퍼트 은하’로 분류되는데, 그 중심에 초거대 블랙홀이 자리잡고 있다. 특히 두 은하 사이에는 별과 가스로 이루어진 흰색의 희미한 다리가 연결되어 있는데 이는 중력적 상호작용으로 형성된 것이다. 다만 두 은하의 충돌이라고 하면 우주의 파괴적인 사건처럼 들리지만 사실 생산적인 일이 되기도 한다. 은하 내 별들 사이의 거리가 매우 멀고 광활해 개별 별들이 서로 충돌할 가능성은 극히 낮기 때문이다. 오히려 두 은하가 상호작용하는 과정에서 가스와 먼지가 휘저어지고 압축되면서 새로운 별이 탄생하기도 한다. 이 사진은 제임스 웹 우주망원경에 장착된 NIRCam(근적외선 카메라)과 MIRI(중적외선 장비)의 데이터를 합쳐 만들어졌다.

심연의 우주 속에서 거대한 두 은하가 충돌해 춤사위를 벌이는 듯한 모습이 포착됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 제임스 웹 우주망원경으로 촬영한 상호작용하는 두 은하 ‘Arp 107’의 모습을 사진으로 공개했다. 지구에서 무려 4억 6500만 광년 떨어진 작은사자자리에 위치한 Arp 107은 사진에서 보이듯 두 은하의 총칭이다. 먼저 사진 왼쪽 흰색 빛으로 동그란 알처럼 보이는 천체는 ‘MCG+05-26-025’으로 불리는 타원은하다. 그리고 오른쪽에는 이보다 훨씬 큰 거대한 나선은하 ‘UGC 5984’가 똬리를 틀고있다. UGC 5984는 믿기 힘들 만큼의 밝은 빛을 내뿜어 ‘세이퍼트 은하’로 분류되는데, 그 중심에 초거대 블랙홀이 자리잡고 있다. 특히 두 은하 사이에는 별과 가스로 이루어진 흰색의 희미한 다리가 연결되어 있는데 이는 중력적 상호작용으로 형성된 것이다. 다만 두 은하의 충돌이라고 하면 우주의 파괴적인 사건처럼 들리지만 사실 생산적인 일이 되기도 한다. 은하 내 별들 사이의 거리가 매우 멀고 광활해 개별 별들이 서로 충돌할 가능성은 극히 낮기 때문이다. 오히려 두 은하가 상호작용하는 과정에서 가스와 먼지가 휘저어지고 압축되면서 새로운 별이 탄생하기도 한다. 이 사진은 제임스 웹 우주망원경에 장착된 NIRCam(근적외선 카메라)과 MIRI(중적외선 장비)의 데이터를 합쳐 만들어졌다.

나선은하의 가스와 별을 훔쳐가는 ‘절도 현장’이 유럽남방천문대(ESO)의 망원경에 의해 포착됐다. ESO가 공개한 새로운 이미지 속 나선은하는 NGC 3312라고 불리며, 바다뱀자리 은하단(Hydra I)으로 알려진 거대한 은하단 안에 있다. 지구에서 1억6000만 광년 떨어진 이 은하단에는 수백 개의 은하들이 있는데, NGC 3312이 그중 가장 큰 것이다. 천문학자들은 칠레 북부 아타카마 사막의 파라날 천문대에 있는 ESO의 VLT 탐사 망원경(VST)을 사용해 나선은하를 최대로 확대해 촬영했다. ESO 관계자는 성명에서 “은하가 그 내용물을 주변 우주로 쏟아내는 것처럼 보인다”고 말했다. NGC 3312는 이미지의 중앙에 위치하고 있으며, 밝은 별과 은하에 둘러싸여 있다. 은하의 오른쪽 아래에 성간 물질의 얼룩이 보이는데, 이는 성단 중앙으로 떨어지면서 은하에서 벗겨지고 있음을 시사한다. 이 과정을 램 압력 스트리핑(ram pressure stripping)이라고 부른다. 램 압력이란 유체 매질을 통과하는 물체에 가해지는 압력을 일컫는다. ESO 관계자는 “이것은 은하가 은하단 내 은하 사이에 떠 있는 뜨거운 가스와 같은 고밀도 유체를 통과할 때 발생한다”면서 “이 뜨거운 가스는 은하의 바깥쪽 껍질에 있는 차가운 가스에 끌려들어 은하에서 ‘끌어내어져’ 우주로 새어나가게 한다. 이 차가운 가스는 별이 형성되는 원료이므로 이런 식으로 가스를 잃는 은하는 별의 개수가 줄어들 위험이 있다”고 설명했다. 시간이 지남에 따라 은하에서 점점 더 많은 가스가 제거되면서 긴 덩굴 모양의 가스가 형성될 수 있다. 그 결과, 이런 우주 절도 행위의 희생자가 된 NGC 3312와 같은 은하에게는 종종 해파리 은하라는 별명이 붙기도 한다. 주변 환경을 파악하기 위해 ESO는 바다뱀자리 은하단의 확대된 전망도 공유했다. 나선은하 NGC 3312는 이미지의 두 밝은 지점 사이에서 찾을 수 있다. 이미지의 중앙 왼쪽에서 포착된 큰 파란색 별 아래와 은하의 오른쪽 하단에 위치한 황금빛으로 빛나는 별 위에 위치한다. 이 광활한 시야는 여러 은하를 포착하여 바다뱀자리 은하단의 광대한 본질을 보여준다. 이 은하단에는 무려 157개의 밝은 은하들이 포함돼 있으며, 이 은하들의 진화는 또한 은하단 내의 강력한 중력적 영향에 의해 영향을 받을 수 있다. ESO 관계자는 “램 압력 스트리핑은 우주의 사진을 매우 다양하고 매력적으로 만드는 많은 천문적 과정 중 하나일 뿐”이라고 설명했다.

지금으로부터 정확히 25년 전인 1999년 7월 23일 미 항공우주국(NASA)의 우주왕복선 컬럼비아호에 실려 새로운 우주망원경이 우주로 발사됐다. 바로 ‘찬드라 X선 우주망원경’(Chandra X-ray Observatory)이다. 지난 22일(현지시간) NASA는 찬드라 X선 우주망원경의 발사 25주년을 기념해 기존에 공개되지 않았던 천체사진 25장을 공개하며 자축했다. NASA의 4대 대형 우주 관측소로 꼽히는 찬드라 X선 우주망원경는 이름처럼 지구대기 밖의 광원에서 나오는 X선을 통해 천체를 들여다 볼 수 있다. 그간 찬드라 X선 우주망원경은 지상에서는 관측하기 힘든 퀘이사(Quasar), 초신성 폭발 잔해, 은하단 충돌에 이르는 다양한 천체 현상을 포착해 지구로 전송했다. 이를 통해 전문가들은 가시광의 허블우주망원경, 적외선의 스피처 우주망원경의 관측 데이터를 합쳐 각종 천문학적 현상을 연구할 수 있었다.이번에 NASA는 찬드라 X선 우주망원경이 촬영한 총 25장의 천체 사진을 공개했는데, 각종 은하와 성운, 행성 등 다양하다. 특히 NASA는 이중에 나선은하 NGC 6872를 대표 이미지로 꼽았다. 지구에서 약 2억 1000만년 광년 떨어진 공작자리에 위치한 NGC 6872는 지름이 무려 52만 2000광년에 달한다. 지구가 속한 우리은하 역시 나선은하로 지름이 10만 광년 정도인 것과 비교하면 무려 5배 이상은 큰 셈.찬드라 X선 우주망원경을 운영하는 스미소니언 천체물리학 센터 팻 슬레인 소장은 “찬드라는 25년 동안 놀라운 발견을 거듭해왔다”면서 “천문학자들은 이를 통해 제작할 당시에는 알지 못핶던 미스터리, 즉 외계행성과 암흑에너지를 조사할 수 있었다”고 의미를 부여했다. 실제로 전세계 과학자들은 찬드라 X선 우주망원경의 데이터를 바탕으로 총 1만 건 이상의 논문과 50만 건에 달하는 인용을 기록해, 천체물리학 분야에서 가장 생산적인 NASA 임무 중 하나로 평가하고 있다.

지금으로부터 정확히 25년 전인 1999년 7월 23일 미 항공우주국(NASA)의 우주왕복선 컬럼비아호에 실려 새로운 우주망원경이 우주로 발사됐다. 바로 ‘찬드라 X선 우주망원경’(Chandra X-ray Observatory)이다. 지난 22일(현지시간) NASA는 찬드라 X선 우주망원경의 발사 25주년을 기념해 기존에 공개되지 않았던 천체사진 25장을 공개하며 자축했다. NASA의 4대 대형 우주 관측소로 꼽히는 찬드라 X선 우주망원경는 이름처럼 지구대기 밖의 광원에서 나오는 X선을 통해 천체를 들여다 볼 수 있다. 그간 찬드라 X선 우주망원경은 지상에서는 관측하기 힘든 퀘이사(Quasar), 초신성 폭발 잔해, 은하단 충돌에 이르는 다양한 천체 현상을 포착해 지구로 전송했다. 이를 통해 전문가들은 가시광의 허블우주망원경, 적외선의 스피처 우주망원경의 관측 데이터를 합쳐 각종 천문학적 현상을 연구할 수 있었다.이번에 NASA는 찬드라 X선 우주망원경이 촬영한 총 25장의 천체 사진을 공개했는데, 각종 은하와 성운, 행성 등 다양하다. 특히 NASA는 이중에 나선은하 NGC 6872를 대표 이미지로 꼽았다. 지구에서 약 2억 1000만년 광년 떨어진 공작자리에 위치한 NGC 6872는 지름이 무려 52만 2000광년에 달한다. 지구가 속한 우리은하 역시 나선은하로 지름이 10만 광년 정도인 것과 비교하면 무려 5배 이상은 큰 셈.찬드라 X선 우주망원경을 운영하는 스미소니언 천체물리학 센터 팻 슬레인 소장은 “찬드라는 25년 동안 놀라운 발견을 거듭해왔다”면서 “천문학자들은 이를 통해 제작할 당시에는 알지 못핶던 미스터리, 즉 외계행성과 암흑에너지를 조사할 수 있었다”고 의미를 부여했다. 실제로 전세계 과학자들은 찬드라 X선 우주망원경의 데이터를 바탕으로 총 1만 건 이상의 논문과 50만 건에 달하는 인용을 기록해, 천체물리학 분야에서 가장 생산적인 NASA 임무 중 하나로 평가하고 있다.

멀고 먼 심연의 우주속에서 마치 펭귄이 알을 지키고 있는듯한 모습이 우주망원경에 포착됐다. 지난 12일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 제임스 웹 우주망원경이 촬영한 두 은하인 ‘Arp 142’의 모습을 공개했다. 제임스 웹 우주망원경이 처음으로 지구에 촬영 이미지를 보낸 지 2주년을 기념해 공개한 이 사진은 상호작용하는 두 은하의 모습을 담고있다. 먼저 펭귄의 눈과 부리가 연상되는 은하는 ‘NGC 2936’으로, 지구에서 무려 3억 2500만 광년 떨어진 바다뱀자리(Hydra)에 위치해있다. 특히 NGC 2936은 원래 나선형 은하지만, 사진에서 드러나듯 마치 펭귄이나 돌고래같은 기이한 모습을 하고있다.이처럼 NGC 2936을 이상한 모양으로 만든 것은 그 아래 알처럼 보이는 타원은하 ‘NGC 2937’이다. 두 은하가 적어도 2500만 년 이상이나 중력으로 인한 상호작용을 하는 과정에서 NGC 2936이 뒤틀린 모습을 하게된 것. 한때 나선은하인 NGC 2936의 밀도가 높은 중심은 현재 펭귄의 반짝이는 눈이 됐고, 대칭이었던 나선팔은 부리, 등, 꼬리로 뻗는 모양이 됐다. 이 때문에 부모인 펭귄이 자식을 키우다 이렇게 됐다는 재미있는 표현도 나온다. 두 은하의 거리는 약 10만 광년으로 크기는 NGC 2936이 훨씬 커 보이지만 사실 두 은하의 질량은 비슷하다. 이에 멀고 먼 미래 두 은하는 한쪽이 그냥 잡아먹는 것이 아닌 서로 합쳐질 운명이다.한편 135억년 전 빅뱅 직후 우주의 모습을 보고픈 인류의 꿈이 녹아 든 제임스 웹 망원경은 지난 2021년 12월 25일 프랑스령 기아나에서 아리안 5호 로켓에 실려 발사됐다. 이후 제임스 웹 망원경은 지구-달 거리의 약 4배인 160만㎞를 날아간 끝에 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 L2에 무사히 도착했다. 특히 제임스 웹 망원경은 기존 허블우주망원경과는 전혀 다른 형태를 취한 우주망원경이다. 육각형 거울 18개를 벌집의 형태로 이어붙여 만든 주경은 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 18개의 육각 거울은 얇은 금을 코팅한 베릴륨으로 만들었다. 또한 제임스 웹 망원경은 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 이런 특징을 종합하면 제임스 웹 우주망원경의 관측 능력은 허블 망원경보다 100배 클 것으로 평가된다.

멀고 먼 심연의 우주속에서 마치 펭귄이 알을 지키고 있는듯한 모습이 우주망원경에 포착됐다. 지난 12일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 제임스 웹 우주망원경이 촬영한 두 은하인 ‘Arp 142’의 모습을 공개했다. 제임스 웹 우주망원경이 처음으로 지구에 촬영 이미지를 보낸 지 2주년을 기념해 공개한 이 사진은 상호작용하는 두 은하의 모습을 담고있다. 먼저 펭귄의 눈과 부리가 연상되는 은하는 ‘NGC 2936’으로, 지구에서 무려 3억 2500만 광년 떨어진 바다뱀자리(Hydra)에 위치해있다. 특히 NGC 2936은 원래 나선형 은하지만, 사진에서 드러나듯 마치 펭귄이나 돌고래같은 기이한 모습을 하고있다.이처럼 NGC 2936을 이상한 모양으로 만든 것은 그 아래 알처럼 보이는 타원은하 ‘NGC 2937’이다. 두 은하가 적어도 2500만 년 이상이나 중력으로 인한 상호작용을 하는 과정에서 NGC 2936이 뒤틀린 모습을 하게된 것. 한때 나선은하인 NGC 2936의 밀도가 높은 중심은 현재 펭귄의 반짝이는 눈이 됐고, 대칭이었던 나선팔은 부리, 등, 꼬리로 뻗는 모양이 됐다. 이 때문에 부모인 펭귄이 자식을 키우다 이렇게 됐다는 재미있는 표현도 나온다. 두 은하의 거리는 약 10만 광년으로 크기는 NGC 2936이 훨씬 커 보이지만 사실 두 은하의 질량은 비슷하다. 이에 멀고 먼 미래 두 은하는 한쪽이 그냥 잡아먹는 것이 아닌 서로 합쳐질 운명이다.한편 135억년 전 빅뱅 직후 우주의 모습을 보고픈 인류의 꿈이 녹아 든 제임스 웹 망원경은 지난 2021년 12월 25일 프랑스령 기아나에서 아리안 5호 로켓에 실려 발사됐다. 이후 제임스 웹 망원경은 지구-달 거리의 약 4배인 160만㎞를 날아간 끝에 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 L2에 무사히 도착했다. 특히 제임스 웹 망원경은 기존 허블우주망원경과는 전혀 다른 형태를 취한 우주망원경이다. 육각형 거울 18개를 벌집의 형태로 이어붙여 만든 주경은 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 18개의 육각 거울은 얇은 금을 코팅한 베릴륨으로 만들었다. 또한 제임스 웹 망원경은 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 이런 특징을 종합하면 제임스 웹 우주망원경의 관측 능력은 허블 망원경보다 100배 클 것으로 평가된다.

우리은하에는 별(항성)이 몇 개나 있을까? 예전에는 얼추 1000억 개쯤 있으리라 생각했지만, 최근에는 대략 4000억 개의 별들이 있는 것으로 보는 것이 대세다. 지금 지구상에 바글바글 사는 인류가 모두 약 80억이라는데, 우리은하에 저 태양 같은 별이 4000억 개나 있다니, 참으로 놀라운 일이고 어마어마한 숫자다. 나선은하인 우리은하는 지름 10만 광년, 두께는 약 1000광년의 둥근 디스크 형태를 하고 있다. 이 부피 안에 4000억 개의 별들이 퍼져 있는 셈인데, 천문학자들은 우리은하의 빈 공간을 감안해서 별 사이의 평균 거리를 약 3~4광년 정도로 보고 있다. 지구에서 가장 가까운 별은 물론 태양이다. 하지만 우리에게는 태양이 별이란 느낌이 별로 없다. 우리 삶에 너무나 직접적인 영향을 미치는 특별한 천체이다 보니 그런 모양이다. 우리는 보통 태양이 지고 캄캄해진 밤하늘에 반짝이는 빛점들을 별이라고 생각한다. 하지만 태양은 엄연히 별이다. 그래서 미국의 시인 데이비드 소로는 “태양은 아침에 뜨는 별이다”고 표현했다. 우리 별 태양은 지름이 지구의 109배, 질량이 33만 배나 된다. 그래도 태양이 별 중에서도 대략 크기가 중간치에 속한다니, 별이란 존재는 이처럼 지구와는 비교가 되지 않을 정도로 큰 천체다. 이처럼 별 자체는 지구에 비하면 압도적으로 크고 무겁고 밝은 존재이지만, 별과 별 사이는 빛으로도 3~4년이 걸릴 만큼 엄청나게 멀리 떨어져 있는 것이다.그러면 태양을 제외하고 지구에서 가장 가까운 별은 어느 별일까? 남반구 하늘의 센타우루스자리 프록시마란 적색왜성으로서, 프록시마 센타우리라고도 불린다. 프록시마와 함께 3중성계를 이루는 센타우루스자리 알파, 베타별은 태양계에서 가장 가까운 ​ 항성계로, 거리는 4.37광년이다. 그중 센타우루스자리 알파별은 천구에서 네번째 밝은 별이지만, 사실은 쌍성계로, 센타우루스자리 알파A, 센타우루스자리 알파B로 이루어져 있다. 우리가 프록시마가 지구에서 가장 가깝다는 사실을 안 것도 사실 그리 오래 된 일이 아니다. 맨눈으로는 보이지 않을 정도로 어두운 별이기 때문이다. 밤하늘에서 우리가 맨눈으로 볼 수 있는 별 밝기의 하한선은 6등급인데, 프록시마는 그보다 100배나 어두운 11등급의 적색왜성이다. 크기는 우리 태양의 7분의 1밖에 되지 않는다. 프록시마 센타우리가 발견된 것은 1915년으로, 스코틀랜드 천문학자 로버트 이네스가 망원경으로 발견했다. 이네스는 이 별이 지구에서 가장 가까운 별임을 밝혀내고는 ‘프록시마’(Proxima)라 부르자고 제안했다. 이는 라틴어로 ‘가장 가깝다’는 뜻이다. 사실 프록시마가 원래 알파 센타우리 다중성계에 속한 별인지, 아니면 우연히 지나가다 근처에 있게 된 별인지도 확실히 밝혀지지 않았는데, 2016년에 이르러서야 프록시마가 알파 센타우리로부터 약 12,950AU(약 2조km) 떨어져 있으며 55만 년을 주기로 공전하고 있다는 사실이 밝혀졌다. 어쨌든 이 프록시마가 태양을 제외하고는 가장 가까운 별인데, 거리는 4.22광년이다. 이 거리는 미터법으로는 약 40조km에 이르며, 태양-지구 간 거리의 약 27만 배, 태양-해왕성 간 거리의 9000배에 이르는 엄청난 간격이다. 자, 그러면 이것이 얼마만큼 먼 거리인지 상상력을 발휘해 체감해보도록 하자. 먼저 이 거리를 시속 4km 속도로 걸어서 간다면 약 11억 4000만 년이 걸린다. 사람이 100년을 산다고 보면 약 1100만 명이 릴레이로 걸어가야 한다는 뜻이다. 시속 100km의 차로 달린다면 그보다는 좀 빠르게 4550만 년이면 갈 수 있다. 제트기를 타고 날아가면 약 500만 년이 걸리고, 지금도 심우주의 성간공간을 초속 17km로 날고 있는 보이저 1호를 집어타면 7만 년 남짓 걸린다. 왕복이면 14만 년이다. 이것이 인류가 우주의 다른 별로 이주해갈 수 없는 이유이며, 우리가 외계인을 만날 수 없는 이유이다. 우주에서 가장 빠른 것, 곧 빛을 타고 가면 4년하고도 3개월이 걸리고, 왕복이면 8.5년이 걸린다. 빛이 이웃 별에 마실 갔다오는 데도 이만한 시간이 걸린다니, 빛도 우주의 크기에 비하면 거의 굼뱅이 수준이다. 프록시마와 알파 센타우리 다음으로 가까운 별은 5.96광년의 바너드라는 적색왜성이며, 그 다음은 7.78광년의 볼프 359별로 역시 적색왜성이며 맨눈에는 보이지 않는 어두운 별이다.태양에서 5번째로 가까운 별은 시리우스로, 8.6광년이다. 또한 이 별은 전천에서 태양 다음으로 가장 밝은 별로 -1.5등성이다. 큰개자리의 알파별인 시리우스는 서양에서는 개별(Dog Star)이라 하고 동양에서는 늑대별(天狼星)이라 불렀다. 늑대 눈처럼 시퍼렇게 보이는 시리우스는 사실 쌍성으로, 그 중 밝은 별은 태양보다 23배 더 밝다. 그렇다면 별들은 왜 이렇게 서로 멀리 떨어져 있는 걸까? 아직까지 어떤 천문학자도 이에 대해 깊이 연구한 이론을 발표한 적이 없다. 이상하게도 별들 사이의 거리가 과학자들에게 별다른 관심을 불러일으키지 못한 모양이다. 다만, <코스모스>의 저자이자 천문학자인 칼 세이건이 별 사이의 거리에 대해 언급한 말이 있을 뿐이다. “별들 사이의 아득한 거리에는 신의 배려가 깃들어 있는 듯하다.” 별들 사이의 이 아득한 거리는 결국 우주가 설계한 것이라고 밖에 볼 수 없다. 아마도 별들이 이보다 더 가까이나 또는 멀리 있다면 별들의 충돌이 다반사가 되거나 은하가 흩어져버려 우리 인간이 우주에 나타나지 못했을지도 모른다. 그래서 우주에서 수시로 은하들이 충돌하더라도 별들 사이의 간격이 너무나 넓어 별들은 거의 충돌하는 일 없이 부드럽게 비켜나간다. 우리 태양계 역시 별들 사이의 거리가 어득히 먼 덕분에 존재할 수 있었을 거라고 생각한다. 그러므로 별들이 저렇게 멀리 있다고 불평하지 말자. 우주의 배려에 감사하자.

아름답고 신비로운 형태를 자랑하는 ‘우주의 하트’ 사진이 지난 7일자 미국 항공우주국(NASA)의 ‘오늘의 천체사진’(APOD)에 게시되어 눈길을 사로잡고 있다. 바로 두 개의 은하가 만나면서 만들어낸 놀라운 은하들의 춤이다. 은하들은 왜 만나면 이렇게 춤을 추는가? 정말 반가워서 그러는 걸까? 정답은 360년 전 뉴턴이 알아냈다. 질량을 가진 물체들은 서로를 끌어당기며, 그 힘의 크기는 두 물체의 질량의 곱에 비례하고 거리 제곱에 반비례한다는 만유인력의 법칙이다. 식으로는 이렇게 나타낸다. (F : 두 물체 간의 중력 크기, G : 중력상수, m1-m2 : 두 물체, r : 두 물체의 거리) 우주 삼라만상의 모든 것들이 바로 이 공식에 따라 작동한다. 뉴턴이 천상과 지상의 물리학을 통합한 이 위대한 공식을 알아낸 1666년은 아인슈타인이 특수 상대성 이론을 발표한 1905년과 같이 ‘기적의 해(miracle year)’로 불린다. 위 사진의 두 은하는 중력의 법칙으로 서로를 끌어당기는 중력의 춤을 추면서 거대한 우주의 심장을 만들어내고 있는 것이다. 두 주인공은 더듬이 은하로 알려진 NGC 4038과 NGC 4039로 분류된 한 쌍의 은하다. 이 은하의 쌍은 은하의 척도로 보면 지척이라 할 수 있는 불과 6000만 광년 지구로부터 떨어져 있기 때문에 밤하늘에서 가장 잘 연구된 상호작용 은하 중 하나다. 약 12억 년 전, 더듬이 은하는 두 개의 독립된 은하였다. NGC 4038은 나선은하였으며, NGC 4039는 막대은하였다. 두 은하가 중력의 춤을 추기 시작한 것은 그들이 서로 유난히 가까운 경로를 지나간 10억 년 전부터다. 이처럼 두 은하가 상호작용하면서 충돌할 때도 별들이 서로 충돌하는 사건은 거의 일어나지 않는다. 별과 별 사이의 공간이 너무나 광대하기 때문이다. 따라서 별들은 서로의 사이를 스쳐 지나갈 뿐이다. 그러나 광대한 성간 가스의 충돌은 피할 수 없다. 그 결과 새로운 별들이 폭발적으로 형성된다. 예를 들어, 춤추는 은하 듀오의 측면에서 뻗어 나온 긴 더듬이에서 일부 새로운 별이 이미 형성되고 있음을 볼 수 있다. 두 은하가 완전한 하나의 은하로 합병이 완료되는 것은 지금으로부터 약 10억 년 후의 일이다. 그때도 지구상에 인류가 살아 있다면 두 은하의 성간 가스가 만들어낸 수십억 개의 새로운 별들을 볼 수 있을 것이다. 이광식 과학 칼럼니스트 joand999@naver.com

혜성 하나가 지구로 날아오고 있다. C/2023 H2 레먼이라는 이름의 비주기 혜성이다.  ​지난 4월 미국 애리조나주 투산 북동쪽 산타 카탈리나 산맥의 정상부(해발 2791m)에 위치한 레먼산관측소(MLS)의 이미지 데이터에서 발견된 레먼 혜성은 위쪽 사진 하단에서 초록색으로 빛나고 있다. 혜성의 중심핵 위쪽으로 희미하게 보이는 가느다란 선은 이온 꼬리다. 지난 12일 캘리포니아 준(Jun) 호수 상공의 어두운 하늘에서 촬영된 이 선명한 망원경 이미지는 북쪽 별자리인 사냥개자리의 경계 내에서 거의 2도에 걸친 밤하늘을 담고 있다.  태양계 내부를 방문하는 레먼 혜성은 현재 7광분도 채 안 되는 거리에 있으며(참고로 지구-태양 간 거리는 약 8광분), 쌍안경으로 보기에는 아직 어둡지만 점점 밝아지고 있다.  이 혜성은 오는 30일 태양에 가장 가까운 지점인 근일점에 도달하고, 내달 11일 아침부터 저녁 북쪽 하늘로 전환하면서 지구에 가장 가까운 근지점에 도달할 것이다. 헤성의 위쪽으로 눈길을 돌리면 왼쪽 위 2350만 광년 거리에서 메시에 106(M 106)으로 알려진 나선은하 NGC 4258가 크고 아름다운 자태를 자랑하고, 그 오른쪽으로는 6000만 광년 거리에 있는 나선은하 NGC 4217가 옆으로 누운 모습이 보인다. 우리은하의 약 3분의 1인 3만 광년 크기인 M 106은 이 NGC 4217 은하를 위성은하로 거느리고 있다.  11월 초중순이면 작은 망원경으로도 이 아름다운 혜성이 지구 밤하늘을 수놓는 멋진 광경을 볼 수 있을 것이다.

안드로메다은하의 이 사진은 지금 별들이 어디에 있는지뿐만 아니라, 앞으로 태어날 별들이 어디에 있는지까지 보여준다. 크고 아름다운 안드로메다은하 M31은 지구로부터 불과 250만 광년 떨어진 나선은하이다. 여기에 우주 망원경과 지상 망원경의 영상 데이터를 결합하여, 일반 가시광선 파장 영역에서 전후로 조금씩 벗어난 파장 영역에서 안드로메다의 흥미로운 합성사진을 만들어 냈다.  위 이미지에서 가시광선 부분은 허블 망원경, 스바루 망원경, 메이올 망원경에 의해 촬영된 것으로, M31의 별들이 현재 있는 위치를 보여주며, 흰색과 파란색으로 강조됐지만, 미국 항공우주국(NASA)의 스피처 우주 망원경에 의해 영상화된 적외선 부분은 M31의 미래 별들이 형성될 위치를 보여주며, 주황색으로 강조돼 있다.  또한 적외선은 안드로메다의 나선팔을 따라 항성에 의해 따뜻해진 거대한 먼지 띠를 보여준다. 이 먼지 띠는 은하의 거대한 성간 가스의 흔적으로, 미래의 별 형성에 쓰일 원자재다. 물론 이 새로운 별들은 금방 탄생할 것은 아니고, 앞으로 약 1억 년에 걸쳐 서서히 형성될 것이다. 이는 안드로메다가 우리은하와 충돌해 합쳐지기 약 50억 년 전에 일어날 사건이다.

NGC 4632이라는 이름의 은하에는 광학망원경의 비밀이 숨겨져 있다. NGC 4632 은하는 지구에서 약 5600만 광년 거리에 있는 처녀자리 초은하단에 소속된 나선은하이다. 이 은하는 나선 원반에 대해 90도 각도로 회전하는 차가운 수소 가스 고리로 둘러싸여 있다. 이러한 극고리(polar ring) 은하들은 광학망원경으로는 직접 관측되지 않아 이전에는 별빛을 사용하여 발견되었다. 그러나 NGC 4632는 전파 망원경 조사를 통해 극고리가 처음으로 확인된 것 중 하나다. 위의 합성 이미지는 고감도 ASKAP 망원경으로 관찰한 가스 링과 하와이 케크 천문대의 스바루 망원경의 광학 데이터를 결합한 것이다. 천문학자들은 컴퓨터를 이용해서 만들어진 가상현실을 사용하여 은하계 주원반의 가스를 고리에서 분리했으며, 미묘한 색상 그라데이션을 이용해 궤도 운동을 추적한다. 이러한 극고리는 어떻게 해서 생겨난 것일까? 그 정확한 생성 메커니즘은 완전히 밝혀지지 않았지만, 동반 은하와의 중력적 상호작용을 통해 끌어온 물질로 이루어진 것일 수 있다. 또는 그물망처럼 엮어져 있는 우주 웹의 중력 골짜기를 따라 흐르던 수소 가스 덩어리가 경로상에 있는 은하 주위의 고리에 부착되기도 하는데, 이러한 성운의 일부가 중력 붕괴를 일으켜 수축되기 시작함으로써 종국에 별이 탄생하게 된다. 

이제까지 볼 수 없던 나선은하 메시에51(M51)의 놀라운 이미지가 여러 천체사진가들의 협업으로 완성돼 미 항공우주국(NASA)이 운영하는 ‘오늘의 천체사진’(APOD) 8월 12일자에 공개됐다. 대표적인 충돌 은하인 M51은 아빠와 아들이 서로 손 잡고 있는 모습 같다고 해서 흔히 부자(父子) 은하로도 불리는데, 샤를 메시에의 유명한 카탈로그의 51번째 항목이다. 거의 정면으로 보이는 소용돌이 모양의 나선구조를 가진 이 거대한 은하는 NGC 5194(M51a)로도 불린다. 나선팔과 먼지 띠는 동반자 은하(오른쪽)인 NGC 5195(M51b) 앞을 휩쓸고 있다.  사냥개자리 방향으로 약 3100만 광년 거리에 있는 M51은 직접 망원경으로 볼 때는 희미하고 흐릿하게 보인다. 그러나 이 놀랍도록 깊은 이미지는 두 은하의 선명한 색상과 서로의 중력 작용이 만든 광범위한 조석 파괴 현상을 놀랍도록 선명하게 보여준다. M51의 최종 은하 초상화는 여러 천체사진가들은 합동작업으로 열흘 이상(255시간)의 노출을 통해 얻은 결과물을 합성한 것이다. 이 이미지에는  M51 시스템에서 발견된 붉은 이온화 수소가스의 거대한 구름을 보여주는 118시간의 협대역(천체의 자연 전자기파와 달리 목적과 용도에 맞춘 좁은 파장) 데이터가 포함돼 있다.

지난 10년 이래 지구에서 가장 가까운 ‘우주 폭발’은 외계지성체 탐사(SETI) 연구소의 기록을 훌쩍 뛰어넘는 기록이 되었다. (SN) 2023ixf로 명명된 이 초신성은 지난 5월 19일 일본 아마추어 천문가 이타가키 고이치에 의해 처음 발견되었다. 이 초신성이 나타난 지 한 시간 만에 SETI와 유니스텔러(Unistellar)의 코스믹 캐터클리즘(Cosmic Cataclysms) 프로그램에 참여하는 아마추어 천문가들이 사건에 참여했다. 초신성은 지구에서 큰곰자리 방향으로 약 2100만 광년 떨어진 나선은하인 바람개비 은하(M101)에서 발생했다. 이 초신성 폭발로부터 데이터를 수집하기 위해 아마추어 천문가 시민 과학자를 포함한 기록적인 수의 관찰자들이 여기에 참여했다. 데이터를 통해 과학자들은 해당 초신성이 II형 초신성임을 밝혀냈다. 이 유형의 초신성은 태양질양의 10배 이상 되는 거성이 핵융합을 위한 연료가 고갈되어 마침내 급격한 중력붕괴로 인해 대폭발을 일으키는 현상이다. 따라서 초신성은 새로운 별이 아니라 늙은 별의 임종인 셈이다.이때 초신성이 쏟아내는 빛은 한 은하의 밝기와 맞먹을 만큼 엄청난 것으로, 우주에서 가장 극적인 드라마라 할 수 있다. ETI 연구소 연구원 로렌 스그로는 “시민과학 네트워크가 할 수 있는 일이 정말 놀랍다”면서 “이것은 지난 10년 이래 가장 가까운 초신성이었고, 관찰자들은 이 특별한 기회를 최대한 활용했다. 그들은 가능한 한 빨리 관측 목표에 뛰어들어 계속 관찰했기 때문에 우리는 이 프로그램의 모든 잠재력을 목격할 수 있었다”고 밝혔다. 이 노력에는 123명의 헌신적인 아마추어 천문가들이 115개의 망원경으로 초신성에서 나오는 빛이 시간이 지남에 따라 어떻게 변하는지를 관찰한 252개의 관찰 데이터가 포함되어 있다. 이를 통해 SETI 과학자들은 시간 경과에 따른 밝기 변화를 보여주는 광도 곡선 프로파일을 구축할 수 있었다. (SN) 2023ixf에 대한 이야기는 여기서 끝나지 않는다. 이 초신성은 적어도 오는 8월까지 계속 볼 수 있을 것으로 예상되며, 코스믹 캐터클리즘 프로그램의 아마추어 천문가들은 계속해서 그 진행상황을 모니터링할 것이다. 

거대한 두 은하의 충돌로 합병하는 모습을 보여주는 사진이 심연의 우주 속에서 포착됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 제임스웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)이 촬영한 합병은하인 'Arp 220'의 모습을 사진으로 공개했다. 두 개의 은하가 충돌해 합병 중인 Arp 220은 뱀자리 방향으로 약 2억 5000만 광년 떨어진 곳에 위치해 있다. 당초 각각의 나선은하였으나 7억 년 전 충돌을 시작해 지금은 거의 하나의 모습처럼 보인다. 두 은하의 충돌은 종말같지만 사실 새로운 탄생이기도 하다. 충돌 과정에서 수많은 천체들이 파괴되며 폭발하지만 그 과정에서 무수한 별들도 탄생하기 때문이다. 전문가들에 따르면 Arp 220은 5000광년에 걸쳐 있는데 이는 우리은하 직경의 약 5% 정도에 불과하다. 그러나 이곳에 약 200개의 거대한 성단히 몰려있으며 가스의 양도 우리은하 전체의 가스 양과 비슷하다. 특히 Arp 220은 우리 태양의 1조배가 넘는 빛을 발하는데 이에 초발광적외선은하(ULIRG)로 분류된다. 　NASA측은 "ARP 220은 적외선에서 가장 밝게 빛나기 때문에 적외선 관측으로 특화된 웹 망원경에게 있어 최적의 관측 대상"이라면서 "지난 2008년 허블우주망원경이 촬영한 사진과 비교하면 차이가 확연히 드러난다"고 밝혔다. 한편 허블과 웹 망원경은 대표적인 우주망원경으로 꼽히지만 그 특징은 서로 다르다. 먼저 최신형인 웹 망원경은 주경 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 또한 웹 망원경은 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 이에비해 허블은 웹 망원경과 비교해 주경이 작고 적외선까지 볼 수 없지만 가시광선, 근적외선 스펙트럼으로 천체를 본다. 따라서 웹 망원경과 허블이 촬영한 데이터를 결합해 서로 보안하면 우주에 대한 보다 포괄적인 통찰력을 얻을 수 있다.