지하에 거대한 바다가 숨겨져 있을 것으로 보이는 토성 위성 엔셀라두스의 비밀이 한꺼풀 벗겨졌다. 최근 미국 우주과학연구소(SSI) 측은 엔셀라두스에서 뿜어져 나오는 총 ‘101개’의 간헐천을 확인했다는 내용의 연구결과를 천문학 저널(Astronomical Journal) 최신호에 발표했다. 미 항공우주국 나사(NASA)의 토성 탐사선 카시니호가 조사한 총 7년 간의 데이터를 바탕으로 작성된 이번 연구결과는 101개 간헐천 위치가 상세히 포함돼 있다. 간헐천은 뜨거운 물과 수증기가 주기적으로 분출하는 온천을 의미하는 것으로 엔셀라두스에서 그 존재가 처음 확인된 것은 지난 2005년이다. 또한 지난 2010년 카시니호는 엔셀라두스의 간헐천에서 내뿜는 얼음 입자와 수증기를 처음으로 촬영하는데 성공했다.간헐천의 존재가 학자들의 관심을 끄는 것은 지하에 거대한 바다가 숨겨져 있을 것이 확실시 돼 외계 생명체의 존재 가능성을 높이기 때문이다. 이번 논문의 제 1 저자이자 카시니 이미지팀을 이끌고 있는 캐롤린 포로코 박사는 “엔셀라두스의 간헐철은 표면 근처에서 분출하는 것이 아닌 보다 깊숙한 곳에서 솟구쳐 올라온다” 면서 “표면 얼음 밑에 거대한 바다가 있다는 추측을 뒷받침한다”고 설명했다. 이어 “남극 지역 표면에 나있는 약 135km에 달하는 각 호랑이 줄무늬는 얼음 아래 숨겨진 바다의 통풍구 역할을 하는 것으로 보인다”고 덧붙였다. 　 한편 지난해 8월에는 이 간헐천의 원인에 대한 논문이 발표돼 과학저널 ‘네이처’에 게재된 바 있다. 당시 미국 코넬대학교 연구팀은 “엔셀라두스 남극에서 내뿜는 간헐천의 원인은 토성의 인력 때문” 이라면서 “엔셀라두스가 토성에 가까울 때 간헐천의 양이 적고 반대로 멀어질 때 내뿜는 간헐천의 양이 많아졌다”고 주장했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

달 내부가 액체 상태를 유지하는 까닭은 다름 아닌 지구의 중력 때문이라는 주장이 제기돼 학계의 관심이 집중되고 있다. 호주 ABC 방송은 미 항공 우주국(NASA) 고다드 우주 비행 센터 연구진이 달 내부의 액체 상태를 유지시키는 주요 원인이 지구 중력이라는 연구결과를 발표했다고 27일(현지시각) 보도했다. 달의 내부 구조는 크게 평균 두께 70㎞의 표면, 반지름이 약 300~425㎞ 정도인 핵, 그리고 깊이 약 1,250㎞의 맨틀까지 총 세부분으로 나뉘어져 있다. 그중 달 전체 질량의 2%를 차지하는 것으로 추정되는 핵 부분은 지구와 달리 액체상태가 아닌 것으로 알려져 왔으나 아폴로 11호가 달 표면에 설치한 월진계와 달 궤도를 돌고 있는 인공위성에서 보내져오는 지진파를 분석한 결과, 지구와 유사한 액체 상태의 외핵(내핵은 고체)이 존재하는 것으로 확인됐다. 궁금한 것은 이 외핵이 어떻게 지속적으로 액체 상태를 유지하는지, 그 원동력은 어디서 오는지 여부였다. 이에 연구진은 달 내부를 정교하고 수학적으로 재구성한 컴퓨터 모델링 실험을 진행했다. 연구진은 본래 달 지진파 데이터를 한참 뛰어넘는 외핵 하부 맨틀 층과 맨틀 중심 경계의 용융 층까지 포함한 가상 달 구조를 컴퓨터로 만들어냈다. 여기에 지구를 도는 달의 회전주기와 연간 궤도변화 수치를 포함한 정교한 수학적 시뮬레이션을 더해 최종 모델을 완성했다. 수치화 된 결과는 흥미로웠다. 달의 인력이 지구에 영향을 미쳐 조수간만 차가 바다에 발생되는 것처럼 지구의 중력 역시 달 맨틀 내부의 암석을 용해시켜 액체화되도록 마찰력을 발생시키는 것으로 확인됐기 때문이다. 이와 관련해 NASA 고다드 우주비행센터 샌더 구센스 박사는 “우리의 컴퓨터 모델링은 달 맨틀 내부의 반경 약 350~500㎞ 지점에 액체 층이 존재함을 알려 준다”며 “지금까지 생각해왔던 것보다 더 많은 액체가 달 내부에 있는 것으로 추정 된다”고 설명했다. 이어 구센스 박사는 “만일 우리의 컴퓨터 모델링이 정확하다면 해당 액체 층의 존재를 통해 달의 생성과 진화에 이르는 방대한 역사의 신비를 밝혀낼 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 한편 이 연구결과는 국제 학술지 네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)에 발표됐다. 자료사진=포토리아 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

소설 해리포터 속 ‘투명망토’나 영화 할로우 맨 속 ‘투명인간’처럼 사람 자체를 보이지 않게 은폐시키는 기술은 아직 현실화되지 못했다. 하지만 적어도 언젠가는 그 실마리를 풀 수 있도록 도와줄 ‘투명물질’이 개발돼 학계의 관심이 집중되고 있다. 미국 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴은 영국 케임브리지 대학 물리학과 연구진이 빛을 이용한 은폐물질 개발에 성공했다고 28일(현지시각) 보도했다. 눈에 보이지 않는 투명화 기술의 기초 원리는 ‘빛’에 숨겨져 있다. 사물을 반사시키고 흡수시키기도 하는 빛은 제어에 따라 특정 물체를 사람 눈에 전혀 띄지 않도록 작용시킬 수 있기 때문이다. 현재까지 연구로는 이 빛을 임의적으로 제어할 수 있는 것이 바로 메타 물질(Metamaterial)이다. 메타물질은 금속, 유전물질로 설계된 메타 원자(meta atom)의 주기 배열로 이뤄진 가상 물질로 파장보다 작은 크기가 특징이다. 자연에서 발견할 수 없는 가공의 성질을 인공적으로 설계해 만든 것으로 빛을 자유자재로 제어할 수 있다는 특징이 있다. 케임브리지 대학 연구진은 금 나노입자와 레이저 빛을 이용해 보다 발전된 메타물질을 만들어냈다. 연구진은 물속에 넣어져있는 금 나노입자에 다량의 레이저 빛을 바늘처럼 투영시키는 방식으로 마치 장난감 블록을 쌓듯 각 물질을 차례로 엮어냈다. 이후 호박모양의 나노입자로 안정된 분자구조를 유지시키는 쿠커비투릴(Cucurbituril)을 첨가한 뒤 여기에 각 입자들 사이로 전기가 통할 수 있도록 ‘인공 다리’를 구축했다. 그 이유는 연구진이 연구에 활용한 나노입자가 금속 내 자유전자가 집단으로 진동하는 유사입자인 플라스몬(plasmon)으로 구성돼있기 때문이다. 이는 전기장을 발생시키며 가시광선에서 근적외선 대역의 빛과 접촉하면 광흡수가 일어나는 성질을 가지고 있다. 초고속 레이저 빛을 쪼여 순식간에 수십억 개의 나노입자를 전기장으로 연결시키는 방식으로 탄생된 이 메타물질은 기존보다 더 큰 범위의 은폐 효과를 낼 수 있는 잠재성을 품고 있다. 연구진은 “이 물질은 기존 투명 효과를 보다 넓은 범위로 확대시킬 수 있는 가능성을 담고 있다”고 설명하는데 특히 마약, 폭발물 감지 또는 스텔스 응용 프로그램과 같은 군사기술 측면에서 큰 도움이 될 것으로 추정한다. 한편 이 연구결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 28일자에 발표됐다. 사진=포토리아/Ventsislav Valev/Cambridge University 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

지난 27일(현지시간) 미국 환경뉴스사이트 ‘마더 네이처 네트워크(MNN)는 목이 마른 까마귀가 사람들에게 생수병을 열어달라고 부탁해 결국 물을 마시는 영리한 모습을 보여줬다면서 해당 영상을 소개했다. 영상을 보면, 까마귀 한 마리가 두려움도 느끼지 않고 사람들이 주는 과자 부스러기를 먹고 있다. 그런데 과자를 먹던 까마귀가 갑자기 목이 마른지 그 옆에 있던 생수병을 계속 건드린다. 마치 사람들에게 목이 마르니 물 좀 달라고 요청하는 것 같다. 까마귀의 이러한 모습을 본 사람들은 생수 뚜껑에 물을 담아 까마귀에게 건넨다. 그러자 까마귀는 물을 맛있게 먹은 후 이내 자리를 뜬다. 한편, 마더 네이처 네트워크는 이 영상과 함께 까마귀가 조류 중 가장 똑똑한 새라면서 심지어 빵을 미끼로 물고기를 잡기도 한다는 설명도 덧붙였다. 사진·영상=Milos Pesic/유튜브 김형우 인턴기자 hwkim@seoul.co.kr

인류가 식욕을 자유자재로 ‘콘트롤’할 날이 멀지 않은 듯하다. 미국 칼텍(캘리포니아공과대) 연구진이 감정이나 섭식 등 행동 조절에 관여하는 뇌 영역인 편도체를 자극하는 것으로 식욕 억제가 가능함을 확인했다고 27일(현지시간) 발표했다. 동물은 에너지 소비가 강한 상황에서 다양한 대사 신호를 뇌에 수렴해 공복감을 느낀다. 시상하부라는 뇌 영역에 존재하는 이런 신경군은 굶주림이란 신호에 따라 활성화되고 음식물 섭취를 증가하는 일련의 행동을 불러일으킨다. 하지만 음식 소비를 중단하거나 과식을 막을 수 있는 조절 방법에 대해서는 지금까지 거의 알려지지 않았다. 연구에 참여한 데이비드 앤더슨 교수에 따르면 연구진이 쥐의 편도체에 있는 일부 뉴런 집단이 그 쥐가 먹이(자당)나 퀴닌(키니네 혹은 금계랍·식욕 억제를 위해 쓰던 쓴 물질)을 섭취한 뒤 더욱 활성화하는 것을 발견했다. 이 신경은 피케이시델타(PKC-δ)라는 단백질을 발현하는 특징을 갖고 있다. 연구진은 이 신경 영역에 레이저빔을 사용해 즉시 음식 소비를 멈출 수 있다는 것을 실험을 통해 확인했다. 즉 이 신경을 인위적으로 활성화시키면 섭식 행동을 막을 수 있고, 반대로 비활성화시키면 음식 섭취를 늘릴 수 있다는 것이다. 또 연구진은 이 신경이 음식물 섭취와 이를 억제하는 약에 의해 활성화되는 것으로 알려진 일부 뇌 영역과도 연관돼 있음을 확인했다. 이 연구는 이런 신경이 섭식 행동의 억제를 제어하는 시스템에서 중심역할을 하고 있으며, 앞으로 섭식 관련 질환을 치료하는데 활용될 수 있음을 나타내고 있다. 이번 연구결과는 학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’(Nature Neuroscience) 온라인판 27일 자로 게재됐다. 사진=포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

스마트폰 등 화면에서 나오는 푸른 빛인 블루라이트가 우리 눈의 세포를 손상할 가능성이 크다는 연구결과가 나와 파장이 예상된다. 23일 일본 NHK방송 등 현지 언론 보도에 따르면 기후약대 하라 히데아키 교수팀이 스마트폰은 물론 TV, PC 등의 영상표시장치(VDT)에 사용되는 발광다이오드(LED)에서 나오는 파란색, 흰색, 녹색의 삼색 불빛을 각각 6시간씩 쥐의 시각세포에 직접 비춘 결과, 푸른 빛인 블루라이트를 쏘인 세포의 80%가 손상된 것으로 확인됐다. 그다음으로 백색 불빛이 70%, 녹색 불빛을 받은 세포는 별다른 변화가 없는 것으로 나타났다. 또한 이런 세포를 자세히 살펴보니 노화를 진행하는 활성산소(ROS) 수준이 상승했는데 이 역시 빛의 파장에 따라 차이를 보였다. 녹색 빛을 비춘 세포에서는 평균 1.5배, 백색은 2배, 파란색은 3배나 상승했다. 블루라이트는 기존 연구를 통해서도 눈의 기능을 떨어뜨린다고 지적되고 있었지만, 이번 연구로 이런 푸른 빛이 활성산소를 급격히 증가시켜 시각세포를 손상한다는 구조가 해명됐다고 현지 언론은 전했다. 연구를 이끈 하라 히데아키 교수는 “이번 연구로 스마트폰 등의 블루라이트에 의한 눈의 영향을 막을 대책이 마련될 것을 기대한다”고 말했다. 한편 이번 연구결과는 세계적인 학술지 네이처 자매지인 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports) 최근호에 실렸다. 사진=사이언티픽 리포츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

세 형제의 관계가 밝혀지며 시청자들의 눈길을 사로잡고 있는 MBC월화드라마 ‘트라이앵글’. 흥미진진한 스토리 전개뿐 아니라, 배우들의 의상과 작은 소품 하나까지도 매회 관심을 모으고 있다. 지난 21일 방송분에서는 장동우 역의 임시완이 고된 직장생활로 스트레스를 받고 있는 여주인공 성유진(지연)에게 ‘어성초 스킨’을 선물하는 장면이 방영됐다. 임시완은 화장품 가게로 들어가 성유진을 위해 화장품을 고르는데, 이때 해당 화장품 매장의 ‘어성초 제품군’이 화면에 비쳐졌다. 임시완이 구입한 어성초 화장품은 자연유래 원료를 사용하여 저자극의 자연화장품을 직접 만드는 헤이네이처 제품이다. 임시완은 현재 헤이네이처의 모델로 활동 중으로 헤이네이처는 ‘임시완 화장품’이라는 별칭으로도 이름을 알려가고 있다. 헤이네이처 측은 “어성초는 항균과 살균, 소염작용 등에 탁월한 효능을 보여 예로부터 피부 트러블 치료로 사용된 원료다. 발랐을 때 아토피, 피부트러블, 여드름에 좋은 효과를 보이는 것으로 알려져 있다”고 설명했다. 어성초에 함유된 ‘퀘르세틴(Quercetin)’이라는 성분은 모세혈관을 확장시키고 피를 맑게 해주어 피부트러블을 완화하는데 도움을 준다. 중국과 일본에서는 체내 독성물질을 없애고 트러블 완화에 가장 완벽한 원료로 알려져 있다. 이어서 회사 측은 “헤이네이처의 모든 제품들은 인공 방부제와 같은 합성 원료 사용을 최소화하고 자연유래원료를 사용한 저자극의 화장품을 직접 생산한다”며, “특히 어성초 제품군의 경우 어성초 추출물과 감초추출물 등 스트레스 받는 피부에 도움이 되는 원료를 사용하고, 인공향을 첨가하지 않고 자연 그대로의 향으로 산뜻함을 선사해 직장인 여성들에게 적극 추천한다”고 말했다. 헤이네이처는 자외선, 공해 유해환경으로부터 지친 피부에 본래의 건강한 아름다움과 에너지를 되찾아주기 위한 제품들 생산하는 브랜드이다. 제품 구입은 홈페이지, 오픈마켓, 서대문구 이대 매장 과 명동매장을 통해 가능하다. 헤이네이처 관련 자세한 정보는 홈페이지(www.heynature.co.kr)를 통해 확인 가능하다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

국내 연구진이 ‘현대의 페스트’로 불리는 에이즈(AIDS·후천성 면역결핍증후군)의 원인 바이러스를 분해하는 효소를 발견했다. 새로운 에이즈 백신 개발의 전기가 될 것으로 평가된다. 안광석(왼쪽) 서울대 생명과학부 교수와 유정민(오른쪽) 박사과정 연구원은 “에이즈를 일으키는 인간면역결핍바이러스(HIV)의 RNA를 직접 분해함으로써 감염을 억제하는 효소를 찾아냈다”고 21일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 최신호에 실렸다. 연구진은 세포 내 단백질의 일종인 ‘SAMHD1’이 HIV-1 유전체의 RNA를 분해하고 감염을 억제한다는 사실을 실험을 통해 입증했다. SAMHD1의 정확한 작용 원리가 규명된 것은 처음이다. 안 교수는 “HIV는 빠른 속도로 돌연변이를 일으키기 때문에 효과적인 백신을 개발하기 어려웠다”면서 “SAMHD1은 돌연변이와 상관없이 RNA를 분해하기 때문에 후속 연구를 통해 새로운 개념의 백신을 개발할 수 있을 것”이라고 말했다. 박건형 기자 kitsch@seoul.co.kr

과일의 색상은 새의 취향에 맞춰 진화했을 가능성이 높다는 연구결과가 나왔다. AFP통신에 따르면 과학자들이 아시아 열대지방에 사는 새는 붉은색과 검은색을 선호해 이를 계기로 식물이 이런 색채를 띤 열매를 맺게 됐을 가능성이 높다는 것을 밝혀냈다. 학자들은 오랫동안 자연에 붉은색이나 검은색을 띤 과일이 풍부한 원인으로 이런 과일을 먹고 씨앗을 퍼뜨리는 조류가 선호하는 색상에 있다는 가설을 제기해 왔다. 이에 중국의 연구팀이 새들에 실제로 ‘색채 선호’가 있는지 검증하기 위한 실험을 진행했다. 연구팀은 우선 냄새와 모양, 맛의 영향을 배제하기 위해 사과와 배, 바나나, 밀가루, 옥수수가루를 섞어 작은 구슬 형태로 만든 뒤, 맛이 나지 않는 식용 색소를 사용해 검은색, 빨간색, 노란색, 녹색, 파란색의 인공 과일을 준비했다. 이를 중국 윈난성 열대지역인 시솽반나에 서식하는 불불(직박구리)과 오색조가 선택하도록 했다. 실험에서는 야생에서 포획한 조류와 사육된 조류 모두 스스로 먹고 싶은 과일을 자유롭게 고르도록 했다. 그 결과, 모든 새가 가장 좋아한 과일은 붉은색으로 나타났고 검은색이 그 뒤를 이었다. 반면 녹색 과일은 모든 새가 꺼려하는 것으로 나타났다. 일반적으로 녹색 과일 종은 곤충이나 다른 날지 않는 동물에 의해 확산한다. 또한 실제 과일을 사용한 실험에서도 이와 비슷한 결과를 얻을 수 있었다. 연구팀은 “이번 결과는 시간이 흘러도 변하지 않는 새의 색채 선호가 열대 아시아 과일 색상의 진화를 촉진하는 요인의 하나가 되고 있다는 가설을 뒷받침한다”고 결론지었다. 이번 연구는 세계적인 학술지 네이처(Nature) 자매지인 ‘사이언티픽 리포츠’(Scientific Reports) 온라인판 17일자로 공개됐다. 사진=포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

과일의 색상은 새의 취향에 맞춰 진화했을 가능성이 높다는 연구결과가 나왔다. AFP통신에 따르면 과학자들이 아시아 열대지방에 사는 새는 붉은색과 검은색을 선호해 이를 계기로 식물이 이런 색채를 띤 열매를 맺게 됐을 가능성이 높다는 것을 밝혀냈다. 학자들은 오랫동안 자연에 붉은색이나 검은색을 띤 과일이 풍부한 원인으로 이런 과일을 먹고 씨앗을 퍼뜨리는 조류가 선호하는 색상에 있다는 가설을 제기해 왔다. 이에 중국의 연구팀이 새들에 실제로 ‘색채 선호’가 있는지 검증하기 위한 실험을 진행했다. 연구팀은 우선 냄새와 모양, 맛의 영향을 배제하기 위해 사과와 배, 바나나, 밀가루, 옥수수가루를 섞어 작은 구슬 형태로 만든 뒤, 맛이 나지 않는 식용 색소를 사용해 검은색, 빨간색, 노란색, 녹색, 파란색의 인공 과일을 준비했다. 이를 중국 윈난성 열대지역인 시솽반나에 서식하는 불불(직박구리)과 오색조가 선택하도록 했다. 실험에서는 야생에서 포획한 조류와 사육된 조류 모두 스스로 먹고 싶은 과일을 자유롭게 고르도록 했다. 그 결과, 모든 새가 가장 좋아한 과일은 붉은색으로 나타났고 검은색이 그 뒤를 이었다. 반면 녹색 과일은 모든 새가 꺼려하는 것으로 나타났다. 일반적으로 녹색 과일 종은 곤충이나 다른 날지 않는 동물에 의해 확산한다. 또한 실제 과일을 사용한 실험에서도 이와 비슷한 결과를 얻을 수 있었다. 연구팀은 “이번 결과는 시간이 흘러도 변하지 않는 새의 색채 선호가 열대 아시아 과일 색상의 진화를 촉진하는 요인의 하나가 되고 있다는 가설을 뒷받침한다”고 결론지었다. 이번 연구는 세계적인 학술지 네이처(Nature) 자매지인 ‘사이언티픽 리포츠’(Scientific Reports) 온라인판 17일자로 공개됐다. 사진=포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

약 5억년 전 지구에 등장한 것으로 보이는 최초 육식동물의 정교한 ‘뇌’ 화석이 발견돼 고생물학계의 관심이 집중되고 있다. 영국 과학전문매체 피조그닷컴(Phys.org)은 미 애리조나대학·중국 윈난대학·런던 자연사 박물관 등 다국적 고생물학 공동 연구진이 지구 최초 육식동물의 ‘뇌’ 화석을 발견했다고 16일(이하 현지시간) 보도했다. 연구진은 작년 중국 윈난성 쿤밍 인근에서 처음 발견된 이 뇌 화석의 주인이 최근까지 진행된 연대측정 조사에 따라 약 5억 2,000만년 전 고생대 캄브리아기(Cambrian period) 생태계를 지배했던 최초 육식동물인 ‘Lyrarapax unguispinus’가 유력하다고 밝혔다. 참고로 이 학명은 라틴어로 ‘가시발톱 리라(고대 그리스의 현악기) 포식자’라는 뜻이다. 약 12.7㎝의 이 포식자는 해당 시기에 비슷하게 분포했던 육식동물인 아노말리카리스(Anomalocaris)와 흡사한 것 같지만 현대 생물과 비교해보면 다리에 1쌍의 발톱이 달린 커다란 융기가 특징인 유조동물(Onychophora) 쪽에 더 가깝다. 특히 두 개의 작은 눈앞에 길게 나있는 더듬이가 이를 여실히 보여준다. 흥미로운 점은 해당 뇌의 형태가 생각보다 단순하다는 사실에 있다. 예상과 달리 이 포식자의 뇌는 양 눈 옆 결절 종(섬유성 종양) 인근에 작게 형성돼있는데 앞서 언급된 유조동물처럼 먹이를 찾는 본능에 기반한 간단하고 덜 복잡한 형태다. 연구진에 따르면, 이 뇌 모습은 육식동물이 단순한 먹이 사냥 본능에 충실했던 시대에서 환경변화, 타 포식자의 출현 등으로 생존을 위해 복잡하게 뇌를 진화해나간 과정을 한눈에 드러낸다. 거침이 없던 포식자의 본능이 주변 환경의 잠재적 위험을 인식하면서 오늘 날의 복잡한 뇌 회로 형태로 발전됐다는 것이 연구자들의 가설이다. 한편 이 연구결과는 국제 과학 전문저널 네이처(Nature)에 16일 발표됐다. 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

미국의 물리학자들이 다이아몬드를 납(Pb)보다 고밀도로 압축하는 데 성공했다고 AFP통신 등 외신이 16일(현지시간) 보도했다. 이는 거대 행성의 비밀을 푸는 열쇠가 되는 기술적인 위업이라고 한다. 지구 상에서 가장 단단한 다이아몬드는 지금까지 밝혀진 물질 중에서 가장 압축하기 까다로운 것으로 알려져 왔다. 이에 연구팀은 작은 인조 다이아몬드 표본에 176개의 레이저 광선을 일제히 조사해 압력파를 발생, 정상 밀도보다 4배에 달하도록 순차적으로 압축하는 데 성공했다고 세계적인 학술지 네이처 16일 자로 발표했다. 연구팀에 따르면 다이아몬드 표본에 레이저를 20나노초(1나노초는 10억분의 1초)로 조사해 5테라파스칼(1테라파스칼은 10의 12제곱 파스칼)의 압력을 가했다. 이는 지구 표면 대기압의 5000만 배, 지구 중심 압력의 14배에 해당한다. 이는 미국 캘리포니아주(州) 로렌스 리버모어 국립연구소에 있는 세계 최대 레이저 핵융합장치인 국립점화시설(NIF)을 사용해 가능했다. 이 장치는 2메가줄(1메가줄은 10의 6제곱 줄)이라는 고출력을 낼 수 있다. 핵융합 실험을 목적으로 설계된 이 장치는 지름 10m짜리 구(球) 중심에 설치된 크기 1mm짜리 표적에 초점을 맞춰 레이저를 조사할 수 있다. 연구팀은 이번 실험은 토성의 중심 핵에 필적하는 고압 상태를 재현한 것으로 별이나 거대 행성의 형성 과정에 대한 추론을 검토하고 다시 제안하는 데 도움이 된다고 설명했다. 이는 이런 천체가 완자를 압축하고 융합시키는 강력한 중력의 압력으로 형성되기 때문이다. 지금까지 외계행성은 1000여 개가 발견됐다. 이들 대부분은 태양계 최대 행성인 목성보다 훨씬 크다. 따라서 이번 연구는 행성 형성의 비밀을 풀 열쇠가 될 것이라고 외신들은 전했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

중국에서 발굴된 날개 넷 달린 이상한 공룡 화석이 조류의 기원에 관한 새로운 단서를 가져올 수 있다고 학자들이 밝혔다고 15일(현지시간) AFP통신 등 외신이 보도했다. 중국 북동부 랴오닝성(省)의 발굴지에서 발견된 이 놀라운 화석은 1억 2500만 년 전쯤에 살았던 육식동물로 작지만 날씬한 칠면조만 한 크기였다. ‘창유랍토르 양기’(Changyuraptor yangi)로 명명된 이 공룡은 부리 끝부터 매우 긴 꼬리를 포함한 끝 부분까지의 전체 길이가 1.3m 정도 되며 몸 전체에는 화려한 깃털로 덮여 있던 것으로 여겨진다. 미국 로스앤젤레스 자연사박물관의 루이스 치아페 박사는 “창유랍토르의 그 놀라운 꼬리 깃털은 길이가 30cm에 달하는 데 이는 깃털 공룡 중 가장 긴 것”이라고 말했다. 발견된 화석은 다 자란 것으로 보이며, 체중은 4.5kg 정도 될 것으로 추정된다. 지금까지 발견된 이른바 ‘네 날개’ 공룡 중에서는 가장 크다. ‘미크로랍토르’(Microraptor)로 알려진 이런 공룡은 앞날개와 뒷다리 모두에 긴 깃털을 가지고 있었지만, 얼마나 잘 하늘을 날 수 있었는지에 대해서는 크게 논란이 되고 있다. 단지 창유랍토르의 경우 비행과 활강에 관한 가능성이 이번 발견을 통해 제안되고 있다. 이는 매우 긴 꼬리털이 공기저항을 제어하고 안전하게 착륙할 수 있다는 가능성을 갖고 있기 때문. 이런 추측이 맞는다면 조류는 깃털이 있는 작고 2족으로 보행하는 수각아목 공룡에서 진화했다는 가설은 재검토가 필요하다. 또한 치아페 박사는 “공룡의 비행은 아주 작은 동물에만 한정되는 것이 아니라 상당한 크기의 공룡도 가능했던 것을 새로 발견된 화석이 보여주고 있다”면서 “공룡 비행의 복잡한 의미를 이해하려면 더 많은 증거가 필요하지만, 창유랍토르로 인해 옳은 방향으로 크게 도약한 것은 분명하다”고 말했다. 조류의 기원을 둘러싸고 고생물학자들 사이에서 수많은 논쟁이 이어져 왔다. ‘최초의 새’라는 칭호는 수십 년간 독일 석회석 채석장에서 발견된 11마리의 표본인 1억 5000만년 전 시조새(Archaeopteryx)가 보유해왔다. 하지만 수 년 전, 시조새보다 더 오래된 친척으로 보이는 1억 6000만 년 전 화석이 중국에서 발견되면서 최초의 새의 타이틀은 바뀌게 됐다. 이런 창유랍토르의 꼬리는 최초의 새에 이르는 긴 진화의 과정 중 하나를 나타낸 것으로 이 논쟁에 기여하고 있다. 연구에 참여한 미국 스토니브룩대학의 앨런 터너 박사는 “실제로 수년간 조류와 관련한 수많은 특징은 최초의 새가 등장하기 훨씬 전 공룡으로부터 진화했다”면서 “이 중 일부는 속이 빈 뼈, 둥지를 트는 행동, 깃털이며 아마 비행도 포함될 것”이라고 말했다. 한편 이 연구결과는 국제 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications)에 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지금껏 발견된 토성의 31개 위성 중 가장 거대한 타이탄의 바다에서 정체를 알 수 없는 기묘한 섬 모양이 포착돼 네티즌들의 관심이 집중되고 있다. 미국 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴은 NASA 카시니 탐사선이 촬영한 타이탄의 미스터리 섬 모양 물질을 최근 소개했다. 이 섬은 타이탄에서 가장 거대한 ‘크라켄 바다’(Kraken Mare)에 이어 두 번째로 큰 ‘리지아 바다’(Ligeia Mare)의 북쪽 부근에서 발견됐다. 반짝 반짝 빛나는 동화 속 마법의 섬 같은 사진 속 물질의 정체는 여전히 불분명하지만 전문가들은 몇 가지 설득력 있는 가설을 내놓고 있다. 해당 사진을 연구 중인 미국 코넬 대학 연구진에 따르면, 이 섬이 탄화수소로 이뤄진 리지아 바다에서 분해된 메탄 빙산의 일부분일 수 있다고 주장한다. 타이탄 바다의 꽁꽁 얼어붙은 메탄 덩어리가 여러 가지 환경적 요인으로 녹아 분해된 증거일 수 있다는 점이다. 타이탄은 태양과의 거리가 지구보다 10배나 멀어 표면온도가 영하 178℃로 매우 춥다. 특히 카시니 탐사선이 최초로 토성궤도에 도착한 2004년 7월 당시, 타이탄 바다는 어두침침한 얼음덩어리만 가득했었다. 그러나 최근 이렇게 섬 형태의 빙산 조각이 발견된 것은 타이탄의 기후가 온난화되고 있다는 유력한 증거로 여겨지고 있다. 원인은 점점 증가하고 있는 햇빛의 양 때문으로 추측되는데 2009년부터 촬영된 타이탄 북반구는 2004년에 비해 훨씬 밝고 지금은 더 밝아졌다. 또한 바다 표면에서 상승된 습기가 지구와 유사한 규모의 열대 저기압을 발생시켰을 가능성도 있다. 타이탄은 태양계에서 지구 외에 유일하게 대기, 호수, 강, 바다를 가진 곳이다. 또한 꽁꽁 얼어붙은 표면에 지구 생명체의 기원으로 추정되는 다량의 탄소 함유 유기물질들이 존재하는 것으로 조사된 바 있다. 한편 이 연구 결과는 국제 과학 학술지 ‘네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)’에 발표됐다. 사진=NASA/JPL-Caltech/ASI/Cornell 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

국내 연구진이 영화나 드라마 등 영상분야에서 필수적으로 사용되는 컴퓨터 그래픽(CG) 영상 제작 기술을 순수 국산화하는 데 성공했다. 또 한국이 주도한 가전제품 원격 제어기술이 국제표준으로 채택되면서, 스마트홈 및 사물인터넷 분야에서도 국내 기업이 유리한 위치를 선점하게 됐다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 “CG 영상 제작용 ‘디지털 네이처 저작기술’을 개발, 영화나 드라마의 가상도시 제작에 시범 적용하는 등 상용화에 성공했다”고 10일 밝혔다. 네이처 저작기술은 건축물·식물·지형·도로 등 자연환경을 CG로 제작하는 기술로, 디지털 영상 분야의 핵심 기술이다. 하지만 지금까지 국내에는 이 기술이 없어 수작업으로 일일이 제작하거나 외국산 저작기술에 의존해 왔다. ETRI가 개발한 기술은 단 한 장의 사진만으로 3차원 나무나 숲을 만들 수 있고, 2차원 스케치를 이용해 3차원 지형지물, 건축물 등 통합 가상도시를 제작할 수 있다. 특히 외국산 저작기술이 외국 자연환경을 기반으로 개발돼 있었던 것과 달리 국내 전통 가옥이나 지형지물 등의 환경을 자동으로 반영할 수 있다. ETRI 관계자는 “SBS 드라마 ‘장옥정 사랑에 살다’, ‘패션왕’이나 할리우드 영화 ‘헨젤과 그레텔’, 올해 말 개봉 예정인 국산 3차원 애니메이션 ‘정글 셔플’ 등 다양한 작품에서 이미 테스트를 마쳤다”고 밝혔다. ETRI측은 CG 제작 시장의 0.1%만 수주해도 연간 186억원 규모의 수출 및 수입 대체 효과를 거둘 것으로 추산하고 있다. ETRI는 또 자체 개발한 가전제품 원격 제어기술이 지난달 초 국제표준화기구(SIO) 국제표준을 획득했다고 밝혔다. 지금까지는 개별 가전제품을 무선인터넷과 각각 연결하고, 사용자 정보 등록 등 복잡한 절차를 거쳐야했다. ETRI는 각 가전에 큐알(QR) 코드를 설정, 스마트폰으로 찍기만 하면 곧바로 네트워크로 연결해 스마트홈을 구축하는 기술을 개발했다. 이 기술을 활용하면 원격으로 커피머신에서 취향에 맞는 커피를 제조하거나 가정 내 전기사용량을 실시간 모니터링하는 ‘전력 미터링’도 가능하다. 박건형 기자 kitsch@seoul.co.kr

스마트폰, 자동차에 들어가는 기존 배터리보다 용량이 3배에 달하는 새로운 배터리가 개발돼 관심이 쏠리고 있다. 미국 캘리포니아대학교 리버사이드캠퍼스연구팀에 따르면 고용량의 배터리를 만들기 위해 나노규모의 초소형 규소(실리콘)에 주목했다. 규소 배터리는 산화-환원 반응에 의해 작동하지만 나노규모의 규소 대용량을 한꺼번에 가공할 시 지나치게 빨리 분해된다는 단점이 있었다. 연구팀이 이 문제를 해결하기 위해 우리 주변에서 흔히 찾을 수 있는 ‘석영 모래’를 활용했다. 석영 모래란 유리·도자기 제조, 금속주조용 주형의 재료로 주로 사용된다. 주로 화강암이 풍화돼 생긴 광물로 강도가 높고 침식에 강하다는 장점이 있다. 연구팀은 석영 모래를 나노미터 단위까지 축소한 뒤 정화단계를 거쳐 원래의 갈색에서 밝은 흰색으로 변화 시켰다. 여기에 잘게 빻은 소금과 마그네슘을 혼합했다. 나노미터크기의 석영 모래와 소금, 마그네슘의 혼합물에 열을 가하자 소금은 열을 흡수하는 역할을, 마그네슘은 석영 모래로부터 산소를 제거하고 순수한 규소를 얻는데 도움이 됐다. 뿐만 아니라 순수한 나노입자의 규소가 이전과 달리 스펀지처럼 다공성(多孔性) 성질로 변했고, 이는 나노-규소 배터리의 효율성을 높이는데 큰 이점이 된다는 사실을 알아냈다. 연구를 이끈 캘리포니아대학 리버사이드캠퍼스의 졸업생 재커리 페이버와 공학기술학과 교수 2명은 “이 배터리는 기존 배터리에 비해 제작비용이 적고 독성이 없으며 친환경적이라는 특징이 있다”면서 “이동성 문제만 해결된다면 스마트폰이나 자동차 등에 소모되는 배터리의 효율성이 극대화 할 수 있을 것”이라고 전했다. 연구팀은 특히 스마트폰 등 자주 충전해야 하는 일상용품의 사용이 더욱 손쉬워질 수 있을 것으로 기대하고 있다. 한편 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 네이처(Nature)의 자매지인 ‘사이언티픽 리포트’(Scientific Reports)에서 자세한 내용을 확인할 수 있다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

천문학자들이 우주 대부분을 구성하는 먼지가 어디서 오는지 알아낼 수 있는 특별한 초신성을 주시하고 있다. 이런 우주 먼지는 별은 물론 지구와 같은 행성이 태어나는데 필수적이며 생명 탄생에 대한 근본적인 재료를 제공하지만, 그 기원은 지금까지도 잘 알려지지 않았다. 많은 천문학자는 우주 먼지가 크고 수명이 상대적으로 짧은 별이 죽음을 맞이 하는 초신성 폭발로 확산했다고 추측하고 있지만, 우리 은하에 있는 초신성이 폭발할 때 생성하는 먼지의 양은 우주를 구성하기에는 너무나 미미하다. 하지만 이런 수수께끼는 천문학자들의 최신 연구로 풀렸다. 이는 초신성 폭발 과정을 단 몇 주가 아닌 무려 2년반 동안 추적 관측했기 때문이다. 이 연구로 우주 먼지 중에는 초신성 폭발하는 별의 충격을 견딜 수 있는 대형 입자가 형성되는 것도 있는 것으로 나타났다. 또한 이런 먼지의 형성 과정은 초기에 천천히 진행되지만 추후에는 가속하는 것으로 확인됐다. 과거 허셜 망원경으로 관측한 SN 1987A와 같은 초신성에 관한 연구 대부분은 짧은 기간에 관측했으므로, 초신성에서 얼마나 많은 먼지가 형성되는지 알 수 없었던 것이라고 연구에 참여한 텐마크 오르후스대학 천문학자 크리스타 갈 박사는 말했다. 연구팀은 이름에서도 알 수 있듯이 지난 2010년 관측된 우리 은하 근처에 있는 초신성 SN 2010jl을 추적 관측했다. 이들은 칠레 세로파라날에 있는 유럽남방천문대(ESO) 초거대망원경(VLT)의 분광기를 사용해 먼지 입자에 의해 흡수되는 가시광선과 그 입자 스스로 발하는 적외선의 양을 측정했다. 연구팀의 이런 데이터는 초신성 폭발 뒤 수년간 다양한 파장을 동시에 관측했으므로 확실히 설득력이 있다고 영국 벨파스트 퀸스대학의 천문학자 루비나 코탁 박사는 설명했다. 이는 먼지 입자의 크기와 구성에 관한 정보를 제공하는 것으로 가장 가깝고 밝은 초신성 폭발에서는 모두 얻기 어려운 것이라고 루비나 코탁 박사는 말했다. 연구팀은 데이터를 분석, 우주 먼지가 별이 초신성 폭발을 일으키기 전 형성한 물질이 폭발 뒤 40~240일간 확산한다고 결론지었다. 또한 이는 폭발로 응결하기에는 너무 뜨거운 상태라고 한다. 초신성 폭발 뒤 충격파로 인해 먼지가 확산하면서 점차 뭉치고 성장할 수 있는 완벽한 환경에 놓일 확률이 높아진다는 것이다. 한편 이번 연구성과는 세계적인 학술지 네이처 9일자로 실렸다. 사진=초신성 SN 2010jl 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

수성의 중심에 있는 풍부한 철 성분의 ‘기원’이 지구와의 충돌 때문이라는 주장이 나와 학계의 관심이 쏠리고 있다. 지구형 행성 중 하나인 수성의 중심은 전체 질량의 65%에 달하는 철로 이뤄져 있다. 과학자들 사이에서는 어떻게 수성이 이렇게 많은 양의 철을 가질 수 있었는지를 놓고 오랫동안 갑을논박이 지속됐다. 지구의 철 함량은 전체 질량의 32%에 불과하다. 수성의 특별함과 관련돼 많은 가설이 존재해 왔지만 미국 애리조나주립대학과 스위스 베른대학 공동 연구팀은 수성이 다른 행성과 달리 철 함량이 높은 것은 지구 또는 금성과의 오래전 충돌 때문이라고 주장했다. 연구를 이끈 애리조나주립대학의 에릭 앱허그 박사는 초기의 지구 또는 초기의 금성이 수성과 충돌하면서 수성의 표면 상당수가 떨어져 나갔고, 그 결과 중심부에 있는 철, 니켈만 남게 됐다고 설명했다. 이는 일명 ‘히트 앤드 런’(Hit and Run) 가설이며, 한차례 이상의 대형 충돌로 철과 가변성 휘발 성분 등만 남긴 절반 이상의 ‘땅덩어리’가 조각조각 나뉘어져 우주로 흩어졌다. 화성 역시 비슷한 충돌을 겪은 바 있지만 화성은 충돌이라고 하기에는 미미할 정도로 비껴 간 반면 수성은 몇 차례나 표면을 스치는 강한 충돌이 있었기 때문에 현재의 결과가 나타난 것. 연구팀은 수성이 최소 2차례 이상의 충돌을 겪은 뒤 주위의 다른 행성과 융합되고 규모가 점차 커지는 과정을 겪었으며, 당시 충돌로 떨어져나간 수성이 일부 성분은 지구 또는 금성에 정착했을 것이라고 밝혔다. 지구에 유독 암석이 많은 것도 충돌로 떨어져나간 수성 표면의 암성이 지구로 옮겨졌기 때문이라고 덧붙였다. 수성의 생성 비밀을 입증한 이번 연구의 자세한 내용은 국제 학술지 ‘네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)에서 확인할 수 있다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

조류의 깃털은 날기 위해 진화한 것이 아닌가? 쥐라기에 살았던 시조새(학명: Archaeopteryx)의 새로운 화석이 거의 완벽한 상태로 발견됐다. 특히 이 화석은 날 수 있는 능력을 발휘하기 오래 전부터 깃털이 진화했다는 학설에 새로운 증거를 제시하고 있다. 지난 2일 세계적인 학술지 네이처(Nature)에 게재된 논문에 따르면 약 1억 5000만년 전의 지층에서 새로 발견된 이 화석은 머리에서 다리에 이르기까지 긴 깃털로 덮여있다. 이전에 발견된 화석은 날개와 꼬리 부분에만 깃털의 흔적이 있었다. 이들의 긴 칼깃형 깃털(pennaceous feather)은 오늘날 조류의 비행에 쓰이는 긴 날개축을 가진 것으로 보온 기능이 있는 깃털과는 성격이 다르다. 논문의 선임저자 독일 바이에른 고생물·지질학 수집연구소의 올리버 라후트 박사는 “확신하게 말할 수 있는 것은 오랫동안 믿어온 것처럼 날개는 비상을 주된 목적으로 진화하지 않았다는 것”이라고 말했다. 까마귀만 한 크기의 이들 시조새 화석은 1861년 독일의 석회암 채석장에서 처음 발견됐다. 지금까지 단 11개의 화석 표본이 발견됐으며 이번 화석도 같은 채굴장에서 출토됐다. 두 다리로 보행하는 수각류(티라노사우루스 렉스와 같은 계통)에 속하는 공룡 대부분은 깃털을 가지고 있었던 것으로 밝혀지고 있다. 현재 연구진의 쟁점은 새가 어떻게 비상을 시작했는지에 관심이 쏠리고 있다. 이런 큰 날개가 날 수 없는 시조새의 몸을 덮고 있던 점에서 조류가 지상과 가까운 곳에서 진화했다는 가설에 증거를 더한다. 하반신은 마치 바지를 입은 것처럼 시조새의 다리를 덮고 있었다. 날개에 난 깃털은 이미 발견된 시조새의 화석에 비하면 약간 짧았다. 즉, 시조새가 날 수 없었다는 관측은 더 확실해졌다는 것. 깃털공룡 화석을 연구하는 미국 자연사박물관의 고생물학자 마크 노렐 박사에 따르면 긴 날개는 깃털공룡에 보이는 것과 같이 먼저 보온을 목적으로 진화했다. 그후, 날개는 다양한 역할을 하게 됐다고 생각된다. 또 연구의 저자는 초기의 조류가 큰 날개를 구애를 위한 과시용으로 사용한 것으로 추측하고 있다. 마치 공작 수컷이 꼬리 깃털을 펼쳐 암컷을 유혹하는 것과 비슷하다고 한다. 큰 날개가 진화를 이룬 후 초기의 깃털 공룡은 이를 이용해 마지막으로 비행을 시작했다고 라후트 박사는 설명한다. 본질적으로 연구팀은 초기의 날지 못하는 새가 날개를 퍼덕이면서 지상을 빠르게 질주하다가 날게 됐다는 ‘이륙설’(ground-up)을 지지하고 있다. 나무 위에서 뛰어내려 날았다는 ‘활강설’(tree-down)과는 반대 입장이다. 이에 대해 영국 브리스톨대학의 제이콥 빈서 박사는 적어도 일부 초기 조류가 이 깃털을 사용해 글라이더처럼 공중을 활강했을 것으로 생각하고 있다. 또한 베이징에 있는 중국 과학원 고척추동물·고인류학 연구소의 고생물학자 저우 중허 박사 역시 “종종 하나 이상의 자연 선택에 관한 힘이 합쳐져 깃털 진화를 재촉해 공룡에서 조류로 움직이는 과정에서 다양한 날개의 발달로 이어졌을 것”이라면서 이륙설에 회의적인 입장을 보였다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국 연구팀이 각막을 재생하는 실험에 성공했다고 밝혀 시각장애인 및 학계의 관심이 쏠리고 있다. 매사추세츠 눈과 귀 연구소, 보스턴 소아병원 등 합동 연구팀은 세계 최초로 인간의 각막 줄기세포를 쥐의 안구에 이식한 뒤, 완벽하게 재생시키는데 성공했다고 밝혔다. 연구를 이끈 브루스 샌더 박사는 눈의 각막과 공막 사이의 전이대인 윤부 줄기세포 표면에서 ABCB5라는 단백질을 찾아냈다. 이 단백질은 건강한 시력을 유지하는데 결정적인 영향을 주며, 몇 주 간격으로 각막을 완전하게 재생하는데 도움을 준다. 연구팀은 위치 특성상 기존에 찾기 어려웠던 ABCB5 단백질을 쉽게 알아볼 수 있는 기술을 개발한 뒤, 이 기술로 찾아낸 ABCB5를 포함한 줄기세포를 분리해 각막이상으로 실명상태인 쥐에 이식했다. 그 결과 줄기세포가 정상적으로 앞을 볼 수 있도록 완벽한 기능의 각막을 재생했다. 연구팀은 이번 실험 성공이 후천적으로 각막이 손상된 환자들에게 획기적인 치료방법이 될 것으로 기대하고 있다. 한편 이번 연구결과는 과학전문지 ‘네이처’ 저널 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr