약 30년 전 갈색왜성 중 처음으로 발견된 ‘글리제 229B’(Gliese 229B)가 알고보니 서로를 공전하는 쌍둥이 천체라는 사실이 밝혀졌다. 최근 미국 캘리포니아 공대 연구팀은 글리제 229B의 비밀을 밝힌 새로운 연구결과를 세계적인 과학지 ‘네이처’ 최신호에 발표했다. 지난 1995년 처음 발견된 글리제 229B는 인류가 발견한 최초의 갈색왜성으로 이후 논문만 수백 편이 나올 정도로 주요 연구대상이었다. 갈색왜성(Brown dwarf)은 별(항성)이라고 하기에는 작지만, 행성이라고 하기에는 큰 애매한 천체를 말한다. 특히 일반적으로 갈색왜성은 태양질량 8% 미만의 작은 질량 때문에 중심부에서 안정적인 수소 핵융합 반응을 유지하기 어려워 별이 되지 못한 운명을 갖고있다. 곧 갈색왜성은 별이 되려다 실패한 천체인데, 글리제 229B는 지금까지 풀리지 않는 미스터리를 갖고있었다. 글리제 229B가 목성의 약 70배에 달하는 상당한 질량을 가졌지만 비정상적으로 희미한 빛을 낸다는 점이었다. 이번에 캘리포니아 공대 연구팀은 칠레에 위치한 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)으로 이를 관측해 글리제 229B가 사실은 2개로 서로 바짝 붙어 공전하면서 무려 19광년이나 떨어진 적색왜성 ‘글리제 229’(Gliese 229)를 공전한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀이 각각 ‘글리제 229Ba’와 ‘글리제 229Bb’로 명명한 두 천체의 거리는 불과 610만㎞로 공전 기간은 지구기준으로 단 12일이다. 또한 각각의 질량도 목성의 38배, 34배에 달한다는 것이 새롭게 드러났다. 논문에 참여한 제리 W. 쉬안 연구원은 “글리제 229B는 지금까지 갈색왜성의 대표적인 예로 여겨져왔으며 이제는 하나가 아니라 둘로 처음부터 틀렸다는 사실을 알게됐다”며 의미를 부여했다. 공동저자인 디미트리 마웻 교수도 “글리제 229B가 쌍성이라는 이번 발견은 질량과 광도 간의 논란을 해소할 뿐 아니라 별과 거대 행성의 경계에 있는 갈색왜성에 대한 이해를 심화시킨다”고 밝혔다.

약 30년 전 갈색왜성 중 처음으로 발견된 ‘글리제 229B’(Gliese 229B)가 알고보니 서로를 공전하는 쌍둥이 천체라는 사실이 밝혀졌다. 최근 미국 캘리포니아 공대 연구팀은 글리제 229B의 비밀을 밝힌 새로운 연구결과를 세계적인 과학지 ‘네이처’ 최신호에 발표했다. 지난 1995년 처음 발견된 글리제 229B는 인류가 발견한 최초의 갈색왜성으로 이후 논문만 수백 편이 나올 정도로 주요 연구대상이었다. 갈색왜성(Brown dwarf)은 별(항성)이라고 하기에는 작지만, 행성이라고 하기에는 큰 애매한 천체를 말한다. 특히 일반적으로 갈색왜성은 태양질량 8% 미만의 작은 질량 때문에 중심부에서 안정적인 수소 핵융합 반응을 유지하기 어려워 별이 되지 못한 운명을 갖고있다. 곧 갈색왜성은 별이 되려다 실패한 천체인데, 글리제 229B는 지금까지 풀리지 않는 미스터리를 갖고있었다. 글리제 229B가 목성의 약 70배에 달하는 상당한 질량을 가졌지만 비정상적으로 희미한 빛을 낸다는 점이었다. 이번에 캘리포니아 공대 연구팀은 칠레에 위치한 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)으로 이를 관측해 글리제 229B가 사실은 2개로 서로 바짝 붙어 공전하면서 무려 19광년이나 떨어진 적색왜성 ‘글리제 229’(Gliese 229)를 공전한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀이 각각 ‘글리제 229Ba’와 ‘글리제 229Bb’로 명명한 두 천체의 거리는 불과 610만㎞로 공전 기간은 지구기준으로 단 12일이다. 또한 각각의 질량도 목성의 38배, 34배에 달한다는 것이 새롭게 드러났다. 논문에 참여한 제리 W. 쉬안 연구원은 “글리제 229B는 지금까지 갈색왜성의 대표적인 예로 여겨져왔으며 이제는 하나가 아니라 둘로 처음부터 틀렸다는 사실을 알게됐다”며 의미를 부여했다. 공동저자인 디미트리 마웻 교수도 “글리제 229B가 쌍성이라는 이번 발견은 질량과 광도 간의 논란을 해소할 뿐 아니라 별과 거대 행성의 경계에 있는 갈색왜성에 대한 이해를 심화시킨다”고 밝혔다.

역사상 가장 선명하고 거대한 우주 지도가 드디어 공개됐다. 미국항공우주국(NASA)의 지원을 받아 유럽우주국(ESA)이 운영하는 유클리드 탐사선은 지난해 11월과 올해 5월 우주의 모습을 담은 촬영물을 지구로 전송했다. 유클리드 탐사선이 보내온 데이터를 종합한 ESA는 208기가 픽셀(화소)로 구성된 모자이크 형태의 우주 이미지를 완성했다. 이는 지금까지 공개된 것 중 가장 큰 3차원 우주지도(3D)이자 최종적으로 완성될 우주 지도의 약 1%에 해당하는 부분이다. 이번 우주 지도에는 은하수의 별 사이를 채우고 있는 은하계 권운(cirrus clouds)이 포착됐다. 가스와 먼지로 구성된 권운은 초고감도 가시광선 카메라가 빛을 반사해 포착했다. 유클리드 망원경이 지구에서 6억 7800광년 떨어진 곳에서 발견한 은하단 ‘아벨 3381’과 나선 은하 ‘NGC 2188’의 모습도 확인할 수 있다. 광활한 우주의 전체 모습을 지도 한 장에 표현할 수는 없지만, 이번에 공개된 것은 지금까지 나온 우주의 모습 중 가장 광활한 규모를 담고 있다는 점에서 학계에서도 큰 관심을 보였다. 유클리드 망원경 프로젝트에 참여 중인 매트 페이지 영국 유니버시티칼리지런던(UCL) 교수는 가디언과 한 인터뷰에서 “유클리드 망원경 이전에는 이렇게 넓은 면적의 하늘을 고해상도로 촬영한 적이 없었다”며 “확대한 이미지조차도 유클리드 망원경의 뛰어난 가시 장비의 완전한 해상도를 따라잡지 못한다”고 말했다. 이어 “유클리드 망원경을 사용하기 이전에는 은하수 주변을 감싸고 있는 희미한 권운같은 것은 볼 수 없었고, 이를 비추는 별도 식별할 수 없었다. 하지만 유클리드 망원경이 촬영한 이미지를 600배 확대하면 멀리서 소용돌이 치는 은하계의 모습까지 세밀하게 볼 수 있다”고 덧붙였다. ESA는 홈페이지를 통해 우주 지도를 공개하며 “이번 결과는 유클리드 망원경이 6년에 걸쳐 수집할 광범위한 조사의 1%에 불과하다”면서 “이 기간 동안 유클리드 망원경은 100억 광년 (1광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리로 약 9조4600억㎞)떨어진 우주에 있는 은하 수십억 개의 모양과 거리, 운동을 관찰할 것”이라고 설명했다. 이어 “최종적으로 완성될 우주 지도의 첫 번째 조각(이번에 공개된 이미지)에는 약 1억 개의 데이터가 포함돼 있다”면서 “이 놀라운 지도는 (우주 전체 이미지의) 1%에 불과하지만, 향후 가장 큰 우주 3D 지도가 만들어질 것”이라고 전했다. 한편, 유클리드 망원경의 목표는 우주의 95%를 구성하는 암흑 에너지와 암흑 물질을 규명하기 위한 우주 3D 지도를 만드는 것이다. 향후 6년의 프로젝트 기간 동안 수집한 데이터와 이를 통해 제작한 우주 지도는 우주가 어떻게 확장됐는지, 우주의 정확한 구조는 무엇인지 등을 밝히는데 도움이 될 것으로 기대를 모은다.

역사상 가장 선명하고 거대한 우주 지도가 드디어 공개됐다. 미국항공우주국(NASA)의 지원을 받아 유럽우주국(ESA)이 운영하는 유클리드 탐사선은 지난해 11월과 올해 5월 우주의 모습을 담은 촬영물을 지구로 전송했다. 유클리드 탐사선이 보내온 데이터를 종합한 ESA는 208기가 픽셀(화소)로 구성된 모자이크 형태의 우주 이미지를 완성했다. 이는 지금까지 공개된 것 중 가장 큰 3차원 우주지도(3D)이자 최종적으로 완성될 우주 지도의 약 1%에 해당하는 부분이다. 이번 우주 지도에는 은하수의 별 사이를 채우고 있는 은하계 권운(cirrus clouds)이 포착됐다. 가스와 먼지로 구성된 권운은 초고감도 가시광선 카메라가 빛을 반사해 포착했다. 유클리드 망원경이 지구에서 6억 7800광년 떨어진 곳에서 발견한 은하단 ‘아벨 3381’과 나선 은하 ‘NGC 2188’의 모습도 확인할 수 있다. 광활한 우주의 전체 모습을 지도 한 장에 표현할 수는 없지만, 이번에 공개된 것은 지금까지 나온 우주의 모습 중 가장 광활한 규모를 담고 있다는 점에서 학계에서도 큰 관심을 보였다. 유클리드 망원경 프로젝트에 참여 중인 매트 페이지 영국 유니버시티칼리지런던(UCL) 교수는 가디언과 한 인터뷰에서 “유클리드 망원경 이전에는 이렇게 넓은 면적의 하늘을 고해상도로 촬영한 적이 없었다”며 “확대한 이미지조차도 유클리드 망원경의 뛰어난 가시 장비의 완전한 해상도를 따라잡지 못한다”고 말했다. 이어 “유클리드 망원경을 사용하기 이전에는 은하수 주변을 감싸고 있는 희미한 권운같은 것은 볼 수 없었고, 이를 비추는 별도 식별할 수 없었다. 하지만 유클리드 망원경이 촬영한 이미지를 600배 확대하면 멀리서 소용돌이 치는 은하계의 모습까지 세밀하게 볼 수 있다”고 덧붙였다. ESA는 홈페이지를 통해 우주 지도를 공개하며 “이번 결과는 유클리드 망원경이 6년에 걸쳐 수집할 광범위한 조사의 1%에 불과하다”면서 “이 기간 동안 유클리드 망원경은 100억 광년 (1광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리로 약 9조4600억㎞)떨어진 우주에 있는 은하 수십억 개의 모양과 거리, 운동을 관찰할 것”이라고 설명했다. 이어 “최종적으로 완성될 우주 지도의 첫 번째 조각(이번에 공개된 이미지)에는 약 1억 개의 데이터가 포함돼 있다”면서 “이 놀라운 지도는 (우주 전체 이미지의) 1%에 불과하지만, 향후 가장 큰 우주 3D 지도가 만들어질 것”이라고 전했다. 한편, 유클리드 망원경의 목표는 우주의 95%를 구성하는 암흑 에너지와 암흑 물질을 규명하기 위한 우주 3D 지도를 만드는 것이다. 향후 6년의 프로젝트 기간 동안 수집한 데이터와 이를 통해 제작한 우주 지도는 우주가 어떻게 확장됐는지, 우주의 정확한 구조는 무엇인지 등을 밝히는데 도움이 될 것으로 기대를 모은다.

1990년대 말 미 항공우주국(NASA)의 목성 탐사선 갈릴레오는 목성의 위성 가운데 유로파에 대한 집중적인 관측을 진행했다. 유로파의 얼음 지각을 자세히 관측하기 위해서였다. 과학자들은 크레이터는 거의 없고 갈라진 자국은 많은 유로파의 표면을 분석했다. 그 결과 적어도 수십 km 두께의 얼음 지각 아래 지구의 바다보다 더 부피가 큰 액체 상태의 바다가 존재할 가능성이 높다는 결론을 얻었다. 따라서 유로파는 태양계에서 생명체 존재 가능성이 가장 높은 장소로 지목됐다. 당연히 NASA 과학자들은 갈릴레오보다 더 크고 강력하며 오랜 시간 관측을 진행할 차세대 유로파 탐사선의 필요성을 제기했다. 당시 두 가지 형태의 탐사선이 검토되었는데, 하나는 유로파를 포함한 목성의 얼음 위성의 궤도를 도는 JIMO였고 다른 하나는 유로파와 다른 얼음 위성을 스쳐 지나가면서 관측하는 유로파 클리퍼였다. 검토 결과 JIMO는 너무 많은 비용이 들었기 때문에 유로파 클리퍼가 최종 선정됐다. 하지만 그렇다고 해서 유로파 클리퍼가 작고 저렴한 탐사선은 아니다. 유로파 클리퍼 프로젝트에는 총 52억 달러가 투입됐다. 이것도 10억 달러 이상 비용을 추가해야 하는 착륙선을 제외한 비용이다. 사실 유로파 클리퍼는 무게 6톤에 22m 길이의 태양 전지 패널을 펼치면 폭이 30.5m에 달하는 대형 탐사선으로 나사의 장거리 태양계 탐사선 가운데 가장 크다. 참고로 JIMO는 무게가 30톤도 넘는 초대형 탐사선이라 기술적인 문제를 제외해도 비용 때문에 실현 가능성이 낮았다. NASA는 오랜 시간 유로파 클리퍼를 개발해왔고 마침내 지난 14일 스페이스 X의 팔콘 헤비 로켓을 이용해 성공적으로 발사했다. 유로파 클리퍼는 목성까지 긴 여행에 필요한 속도를 얻기 위해 우선 2025년에 화성에서 플라이 바이(fly by·행성에 가까이 다가가서 중력으로 속도를 높이는 것)를 통해 속도를 높인 후 2026년에 지구에서 한 번 더 가속하고 목성으로 향한다. 목성 궤도에 진입하는 것은 2030년 4월이다. 유로파 클리퍼는 목성 궤도에 진입한 후 먼저 목성에 도착한 주노 탐사선처럼 긴 타원궤도를 돌면서 유로파를 다양한 각도에서 49회 정도 접근해 근접 관측한다. 관측 거리는 표면에서 25km에서 2700km까지 다양하며 갈릴레오와 달리 유로파 표면의 거의 전체를 관측하게 된다. 유로파 클리퍼가 유로파의 위성으로 진입하지 않고 목성 궤도를 도는 이유는 연료가 많이 들기 때문이기도 하지만, 목성의 강력한 방사선이 더 큰 이유다. 목성은 주변으로 강력한 방사선을 내뿜기 때문에 유로파 궤도에서 장기간 버티기 위해서는 상당히 두꺼운 방사선 차폐막이 필요하다. 그러면 우주선이 상당히 무거워지고 비용이 감당할 수 없을 만큼 많이 든다. 사실 유로파 클리퍼는 방사선 때문에 7.6mm 두께의 알루미늄으로 주요 부위를 보호한 것은 물론 방사선에 민감한 전자 장비는 가능한 우주선 안쪽에 배치했다. 하지만 이 정도로는 유로파 주변의 강력한 방사선 피폭을 장시간 견딜 수 없기 때문에 목성 주위로 긴 타원 궤도를 돌면서 방사선을 피한다. 과학자들이 유로파 클리퍼에서 가장 기대하는 것은 유로파가 분출하는 수증기와 얼음에서 복잡한 유기물을 관측하는 것이다. 목성의 강력한 중력과 주변 위성의 중력이 유로파를 잡아당기면 내부에 마찰열이 생긴다. 이 열에 의해 내부 바다의 물질이 간헐천이나 화산처럼 얼음지각을 뚫고 우주로 분출한다. 덕분에 두꺼운 얼음 지각을 뚫을 필요 없이 바다 내부의 물질을 분석할 수 있다. 그리고 만약 여기에서 복잡한 유기물을 발견하면 유로파의 생명체 존재 가능성은 매우 높아진다. 과학자들은 이미 허블 우주 망원경을 통해 유로파에서 수증기와 얼음이 간헐천처럼 분출한다는 사실을 확인했다. 하지만 항상 분출하는 것은 아니라서 유로파 클리퍼가 유기물을 운 좋게 검출할 수 있을지 장담하긴 어렵다. 만약 유로파 클리퍼가 복잡한 유기물을 검출하고 이것이 박테리아에서 유래한 물질이라는 강력한 증거가 나오면 21세기에 가장 중요한 과학적 사건이 될 것이다.

현대 천체물리학에 따르면 태초의 우주는 엄청나게 작지만, 밀도가 크고 뜨거운 상태였는데 어느 순간 ‘쾅’(bang)하고 폭발하면서 현재와 같은 엄청나게 큰 우주가 됐다는 것이 ‘빅뱅 우주론’이 정설이다. 영국, 미국, 독일, 스페인, 호주, 이탈리아, 프랑스 7개국 21개 대학과 연구기관 과학자로 구성된 국제 공동 연구팀은 빅뱅 이후 7억 년 만에 원시 우주에서 은하계 안쪽에서 바깥으로(인사이드 아웃) 성장하는 은하를 제임스 웹 우주망원경(JWST)으로 관찰했다고 13일 밝혔다. 영국 케임브리지대 우주학 연구소, 캐번디시 연구소, 런던대(UCL), 옥스퍼드대, 하트퍼드셔대, 미국 하버드-스미스소니언 천체물리학 연구센터, 콜로라도 볼더대, 캘리포니아 산타크루즈대(UCSC), 스탠퍼드대 입자 천체물리학 및 우주학 연구소, 애리조나대, 텍사스 오스틴대, 존스홉킨스대, 우주 망원경 과학 연구소, 위스콘신 메디슨대, 국립 광적외선 천문학 연구소, 독일 유럽 남방 천문대(ESO), 막스 플랑크 천문학 연구소, 스페인 천체생물학 연구센터(CAB), 호주 멜버른대, 전(全)우주 3차원 천체물리 연구센터(ASTRO 3D), 이탈리아 피사 고등사범학교, 프랑스 소르본대 천문학자와 물리학자 등이 참여했다. 이 연구 결과는 천문학 분야 국제 학술지 ‘네이처 천문학’ 10월 11일 자에 실렸다. 현재 관측되는 은하는 가스를 비롯한 우주 물질을 끌어들이거나, 더 작은 은하와 통합하면서 성장하는 2가지 메커니즘으로 성장하는 것으로 알려졌다. 그런데 초기 우주에서도 이런 방법으로 은하가 확장됐는지에 대해서는 명확한 설명을 내놓지 못하고 있다. JWST는 이런 초기 우주의 성장 과정을 밝혀내기 위한 임무도 수행하고 있다. 이번에 관측한 은하는 우리은하보다 100배나 작은 크기지만 초기 우주에서는 놀랍도록 성숙한 상태였다. 마치 큰 도시처럼 은하 중심에는 별(항성)이 밀집해 있지만 외부로 갈수록 밀도가 낮아지는 것이 확인됐다. 도시가 안에서 바깥으로 확장해 나가는 것처럼 이 은하 역시 안쪽에서 바깥쪽으로 뻗어나고 있음이 관찰됐다. 연구팀은 가스 방출, 우주먼지 흡수를 포함한 성장 모델링을 사용한 결과, 은하 중심에서 가장 오래된 별을 발견할 수 있었으며 주변 원반 구성 요소에서 매우 활발하게 별이 형성되고 있음을 확인했다. 이번 은하 주변에는 대략 1000만 년마다 별의 질량이 두 배씩 늘어나는 것으로 나타났다. 우리은하의 경우는 1000억 년마다 질량이 두 배로 증가하는 것과 비교한다면 매우 빠른 속도다. 연구팀에 따르면 이번에 관측된 은하는 안쪽에서 바깥쪽으로 확장, 성장하는 은하의 보기 드문 사례다. 이와 유사한 은하를 연구함으로써 가스 구름에서 오늘날 우리가 흔히 볼 수 있는 복잡한 구조의 은하로 어떻게 변화됐는지를 이해할 수 있을 것으로 기대한다. 연구를 이끈 샌드로 타첼라 영국 케임브리지대 교수(천체물리학)는 “은하가 우주적 시간 동안 어떻게 진화해왔는지는 천체물리학에서 매우 중요한 질문”이라며 “JWST 덕분에 우주 역사 초기 첫 10억 년을 탐구할 수 있게 됐다”고 말했다. 타첼라 교수는 “은하가 성장하고 별의 형성이 증가함에 따라 피겨 스케이팅 선수가 팔을 모으면서 회전속도를 높이는 것처럼 은하도 비슷한 방식으로 더 멀리서 가스를 끌어들이며 회전 속도가 증가해 나선형 또는 디스크 모양을 형성하는 것”이라고 덧붙였다.

제임스웹 우주망원경(JWST)이 많은 수증기를 지닌 외계 행성을 처음으로 관측했다. 13일 미국천문학회(AAS)가 지난 4일 발간하는 ‘천체물리학 저널 레터’에 따르면 ​지구에서 약 100광년 떨어진 이 외계 행성은 두꺼운 증기로 둘러싸여 있다. ‘GJ 9827 d’로 명명된 이 행성은 크기는 지구의 약 2배이며, 질량은 3배 더 무겁다. 대부분이 수증기로 구성된 대기를 가지고 있다. ​몬트리올 대학 트로티에 외계행성연구소의 캐롤라인 피올레-고라예브가 이끄는 연구팀은 ‘투과 분광법’이라는 기술을 사용하여 ‘GJ 9827 d’의 증기적 특성을 발견했다. ​투과 분광법은 원소와 이를 구성하는 화학물질이 특징적인 전자기파에서 빛을 흡수하고 방출한다는 사실에 기초하고 있다. 별에서 나오는 빛이 행성의 대기를 통과할 때, 그 대기의 원소는 특정 파장을 흡수해 빛 스펙트럼에 ‘갭’을 남긴다. 이러한 갭은 그 대기의 특정 원소와 분자의 ‘지문’이다. 피올레-고라예브 연구팀은 ​“GJ 9827 d는 태양계의 지구형 행성과 같이 무거운 분자가 풍부한 대기를 감지한 최초의 행성”이라면서 “이것은 엄청난 진전”이라고 강조했다. 또 위스콘신-매디슨 대학에 재학 중인 연구원인 에샨 라울은 성명을 통해 ​“이런 외계행성을 보는 것은 처음”이라면서 “이 행성은 대부분 뜨거운 수증기로 구성되어 있는 것으로 보이므로 ‘증기 세계’라고 부른다”고 말했다. 천문학자들은 ‘GJ 9827 d’와 같은 ‘증기 세계’가 존재할 수 있다고 오랫동안 추측해왔지만, 이같은 외계행성이 관찰된 것은 이번이 처음이다. 이 행성에는 생명체가 살 수 있을 가능성이 아주 낮지만 지구와 해왕성 크기 사이의 다른 거주 가능한 작은 외계행성을 연구하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 천문학자들은 보고 있다. ‘​GJ 9827 d’는 2017년 케플러 우주망원경에 의해 처음 발견되었다. 이 외계행성은 모항성 ‘GJ 9827’에서 840만㎞ 떨어져 있다. 이는 지구와 달 거리의 약 22배, 지구와 태양 사이 거리의 6% 수준이다. 이러한 근접성으로 인해 ‘GJ 9827 d’는 지구 기준으로 6일 만에 궤도를 완료한다. 이 별 주변에서 발견된 3개의 알려진 외계행성 중 세 번째다.​ 지난해 허블 우주망원경은 ‘GJ 9827 d’의 대기에서 수증기의 첫 단서를 발견했다. JWST와 근적외선 이미저 및 슬릿리스 분광기(NIRISS) 기기의 민감성 덕분에 연구팀은 이 외계행성이 수증기의 흔적만 있는 것이 아니라, 은유적으로 수증기에 잠겨 있다는 사실을 알아낼 수 있었다.​ 연구팀은 ‘GJ 9827 d’와 같은 세계가 더 많이 발견될 것으로 보고 있으며, 이는 증기 행성과 물의 세계가 매우 흔해질 수 있음을 시사하는 것으로 보고 있다.​

마치 우주의 보석상자가 활짝 열린 것처럼 화려하게 빛나는 성단의 모습이 포착됐다. 최근 유럽우주국(ESA)은 제임스 웹 우주망원경이 촬영한 초성단 ‘웨스터룬드 1’(Westerlund 1)의 모습을 사진으로 공개했다. 지구와 비교적 가까운 1만 2000광년 떨어진 곳에 위치한 웨스터룬드 1은 수많은 별들이 빼곡히 들어찬 그야말로 별들의 고향이다. 이 지역은 우리 태양 질량의 5만배~10만배에 달하는 거대한 별들로 구성되어 있는데 그 종류도 다양하다. 대표선수로 O형 항성으로 태어나 진화 마지막 단계에 있는 울프-레이에 별(Wolf-Rayet stars), 태양보다 100만배는 밝은 황색 극대거성(yellow hypergiants), 태양보다 수백 배는 큰 적색 초거성(Red supergiant), 우리은하에서 가장 밝은 별의 반열에 속하는 ‘밝은 청색변광성’(luminous blue variable) 등등이다. 그러나 이렇게 화려하게 다양한 별들이 모여있지만 그 수명은 비교적 짧다. 전문가들은 웨스터룬드 1 성단의 나이가 약 350~500만 년에 불과하다고 분석하는데 이는 우주적 관점에서 보면 그야말로 핏덩어리다. 다만 전문가들에게 있어서 웨스터룬드 1은 거대한 별이 어떻게 형성되고 진화해 죽어가는지 생생히 볼 수 있는 소중한 자료이기도 하다. 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.

황금빛 들판과 코발트 빛 바다가 어우러진 전남 고흥의 가을은 그 자체로 한 폭의 그림이다. 청정 바다에서 나오는 수산물도 풍부하다. 가을은 고흥의 맛과 멋을 온전히 느낄수 있어 계절을 더 아름답게 한다. 고흥에서의 여행은 자연과 함께 호흡하며 계절의 변화를 온몸으로 느낄 수 있다. 바다와 산, 그리고 별빛이 어우러진 고흥에서 잊지 못할 가을의 추억을 만들어볼 것을 추천한다. ◇미식의 천국, 고흥 고흥의 가을은 풍성한 먹거리로 가득하다. 나로도 근해에서 잡히는 삼치는 겨울로 접어들수록 맛이 절정에 달한다. 나로도 삼치거리에서 즐기는 삼치회와 구이는 잊지 못할 미식 경험을 선사한다. 고흥의 청정해역에서 갓 잡아 올린 감성돔회는 가을철 미식가들의 입맛을 사로잡는다. 감성돔은 살이 단단하고 담백한 맛이 특징이다. 가을에 맛이 절정에 달한다. 쫄깃한 식감은 고흥 바다의 맛을 그대로 전해준다. 육지의 맛 또한 빼놓을 수 없다. 고흥에서 자란 한우는 부드러운 육질과 풍부한 감칠맛으로 유명하다. 최근에는 숯불에 구운 한우를 즐길 수 있는 식당들이 늘어나고 있다. 이같은 특별한 풍미로 행복한 하루를 보낼 수 있다. ◇체험과 힐링의 시간 고흥의 가을은 단순히 맛보는 것에 그치지 않는다. 다양한 체험거리가 기다린다. 팔영산 편백 치유의 숲에서는 피톤치드 가득한 공기를 마시며 힐링의 시간을 가질 수 있다. 편백 맨발길은 황톳길 위를 맨발로 걸으며 자연과 하나 되는 경험을 선사한다. 고흥의 가을 여행의 하이라이트는 단연 ‘고흥유자축제’다. 11월 7일부터 10일까지 4일간 열리는 축제에는 유자라면 시식회, 고흥 9미 음식 페스티벌, 유자밭 막삼파티, 불꽃·드론쇼, 요일별 테마 콘서트, 유자 체험 프로그램 등 다채로운 행사로 구성됐다. ◇감성 충만한 여행지 고흥의 가을 여행은 감성적인 순간들로 가득하다. 금산 해안도로를 따라 드라이브를 즐기며 아름다운 해안 경관을 감상할 수 있다. 도로 곳곳에 위치한 감성 카페들에서 잠시 쉬어가는 것도 좋다. 특히 거금도 청석 오토캠핑장은 바다 위에 떠 있는 듯한 멋진 전망을 자랑한다. 개별 데크시설과 편의시설을 갖추고 있어 편안한 캠핑을 즐길 수 있다. 해질녘에는 중산일몰전망대와 우도 레인보우교가 멋들어진다. 붉게 물든 하늘과 어우러진 바다의 모습은 그야말로 장관이다. ◇별빛 아래에서의 낭만 가을 밤하늘의 별을 관측하기에 고흥만 한 곳이 있을까? 고흥우주천문과학관에서는 청량한 가을밤 하늘 아래 별들의 향연을 감상할 수 있다. 800㎜의 초대형 천체망원경으로 가을철 별자리와 토성을 즐길 수 있다. 3D 천체투영실에서는 우주의 신비로움을 체험할 수 있다. 야외 전망대에서는 녹동항과 소록대교, 거금대교의 아름다운 야경을 감상할 수 있는 명소이기도 하다. ◇가을의 풍성함을 만끽하는 여정 별빛 낭만과 더불어 고흥의 가을 정취를 만끽해 보자. 100대 명산인 팔영산에서 화려한 단풍과 사계절 푸른 나무들이 사람들을 반긴다. 8개의 봉우리를 오르내리며 곁에 두는 다도해의 아름다운 풍경은 가히 압권이다. 산 아래 천년고찰 능가사에서는 고즈넉한 가을의 분위기를 느낄 수 있다.

마치 우주의 보석상자가 활짝 열린 것처럼 화려하게 빛나는 성단의 모습이 포착됐다. 최근 유럽우주국(ESA)은 제임스 웹 우주망원경이 촬영한 초성단 ‘웨스터룬드 1’(Westerlund 1)의 모습을 사진으로 공개했다. 지구와 비교적 가까운 1만 2000광년 떨어진 곳에 위치한 웨스터룬드 1은 수많은 별들이 빼곡히 들어찬 그야말로 별들의 고향이다. 이 지역은 우리 태양 질량의 5만배~10만배에 달하는 거대한 별들로 구성되어 있는데 그 종류도 다양하다. 대표선수로 O형 항성으로 태어나 진화 마지막 단계에 있는 울프-레이에 별(Wolf-Rayet stars), 태양보다 100만배는 밝은 황색 극대거성(yellow hypergiants), 태양보다 수백 배는 큰 적색 초거성(Red supergiant), 우리은하에서 가장 밝은 별의 반열에 속하는 ‘밝은 청색변광성’(luminous blue variable) 등등이다. 그러나 이렇게 화려하게 다양한 별들이 모여있지만 그 수명은 비교적 짧다. 전문가들은 웨스터룬드 1 성단의 나이가 약 350~500만 년에 불과하다고 분석하는데 이는 우주적 관점에서 보면 그야말로 핏덩어리다. 다만 전문가들에게 있어서 웨스터룬드 1은 거대한 별이 어떻게 형성되고 진화해 죽어가는지 생생히 볼 수 있는 소중한 자료이기도 하다. 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.

지구에서 처녀자리 방향으로 5,300만 광년 떨어진 M87 (메시에 87) 혹은 처녀자리 A 은하는 거리에도 불구하고 아주 오래전부터 알려진 은하다. 1781년에 프랑스의 천문학자 샤를 메시에가 처음 관측해서 메시에 천체 목록에 올렸는데, 뒤집어 말하면 이 거리에서도 초기 망원경으로 관측될 만큼 밝은 은하라는 이야기다. M87은 우리 은하보다 적어도 2배에서 5배 정도 무거운 은하다. 하지만 M87 은하에서 정말 유명한 존재는 바로 중심에 있는 거대 질량 블랙홀이다. M87 은하 중심에 있는 초거대 질량 블랙홀은 태양 질량의 65억 배에 달해 가장 큰 은하 중심 블랙홀 중 하나로 알려져 있다. 우리 은하 중심 블랙홀이 태양 질량의 400만 배 수준인 점을 생각하면 얼마나 큰 블랙홀인지 짐작할 수 있다. 인류가 지구의 전파 망원경을 엮어 만든 지구 크기 망원경인 EHT가 처음으로 직접 관측한 블랙홀도 M87 은하 중심 블랙홀이었다. M87 중심 블랙홀은 주변에서 엄청난 물질을 흡수하는데, 아무리 큰 블랙홀이라도 모든 물질을 다 흡수하지는 못한다. 사실 블랙홀의 중력에 잡힌 물질 중 상당수는 블랙홀에 흡수되는 것이 아니라 제트의 형태로 분출된다. 광속에 가까운 속도로 분출되는 제트는 검은 구멍인 블랙홀에서 나왔지만, 아이러니하게도 엄청난 에너지를 지녀 우주에서 가장 밝은 천체 현상이다. 특히 M87 거대 질량 블랙홀의 제트는 길이만 3000광년에 달한다. 그런데 과학자들은 M87 은하 중심 블랙홀의 제트를 관측하던 중 주변에 신성(Nova)이 이상하게 많다는 사실을 발견했다. 신성은 백색왜성이 갑자기 밝아지는 현상으로 지구에서 보면 없던 별이 새로 나타난 것처럼 보여 이런 명칭이 붙었다. 하지만 사실은 새로운 별이 아니라 죽은 별이 다시 빛나는 현상이다. 태양 같은 별이 죽은 후 생기는 백색왜성이 죽을 때가 가까워진 동반성과 함께 공전하고 있으면 동반성에서 물질을 흡수할 수 있다. 이렇게 흡수한 물질이 백색왜성 표면에 축적되어 핵융합 반응에 필요한 온도와 압력에 도달하면 폭발하는 것이 신성의 원리이다. 스탠퍼드 대학의 알렉 레싱과 동료들은 허블 우주 망원경 데이터를 분석해서 M87 은하 중심 블랙홀 제트 주변에 진짜로 신성이 많은 지 검증했다. 그 결과 제트 주변을 집중 관측하면서 우연히 더 많은 신성을 찾은 게 아니라 실제로 신성의 발생 빈도가 주변부보다 두 배 높다는 사실을 확인했다. 연구팀은 제트 주변에 신성이 많은 이유에 대해 제트의 강력한 에너지가 수소 가스를 밀어 백색왜성에 추가로 공급했다는 가설과 동반성을 뜨겁게 만들어 가스 배출을 도왔다는 가설 등을 제시했다. 다만 정확한 기전은 아직 모른다. M87 은하 중심의 거대 질량 블랙홀은 오래전부터 과학자들을 매료시킨 존재로 현재도 활발한 연구가 진행되고 있다. 이 블랙홀의 엄청난 크기와 강력한 에너지 덕분에 블랙홀에 대한 연구가 수월하기 때문이다. 앞으로도 과학자들은 M87 은하 중심 블랙홀에서 더 많은 블랙홀의 비밀을 밝혀낼 것이다.

지구에서 처녀자리 방향으로 5,300만 광년 떨어진 M87 (메시에 87) 혹은 처녀자리 A 은하는 거리에도 불구하고 아주 오래전부터 알려진 은하다. 1781년에 프랑스의 천문학자 샤를 메시에가 처음 관측해서 메시에 천체 목록에 올렸는데, 뒤집어 말하면 이 거리에서도 초기 망원경으로 관측될 만큼 밝은 은하라는 이야기다. M87은 우리 은하보다 적어도 2배에서 5배 정도 무거운 은하다. 하지만 M87 은하에서 정말 유명한 존재는 바로 중심에 있는 거대 질량 블랙홀이다. M87 은하 중심에 있는 초거대 질량 블랙홀은 태양 질량의 65억 배에 달해 가장 큰 은하 중심 블랙홀 중 하나로 알려져 있다. 우리 은하 중심 블랙홀이 태양 질량의 400만 배 수준인 점을 생각하면 얼마나 큰 블랙홀인지 짐작할 수 있다. 인류가 지구의 전파 망원경을 엮어 만든 지구 크기 망원경인 EHT가 처음으로 직접 관측한 블랙홀도 M87 은하 중심 블랙홀이었다. M87 중심 블랙홀은 주변에서 엄청난 물질을 흡수하는데, 아무리 큰 블랙홀이라도 모든 물질을 다 흡수하지는 못한다. 사실 블랙홀의 중력에 잡힌 물질 중 상당수는 블랙홀에 흡수되는 것이 아니라 제트의 형태로 분출된다. 광속에 가까운 속도로 분출되는 제트는 검은 구멍인 블랙홀에서 나왔지만, 아이러니하게도 엄청난 에너지를 지녀 우주에서 가장 밝은 천체 현상이다. 특히 M87 거대 질량 블랙홀의 제트는 길이만 3000광년에 달한다. 그런데 과학자들은 M87 은하 중심 블랙홀의 제트를 관측하던 중 주변에 신성(Nova)이 이상하게 많다는 사실을 발견했다. 신성은 백색왜성이 갑자기 밝아지는 현상으로 지구에서 보면 없던 별이 새로 나타난 것처럼 보여 이런 명칭이 붙었다. 하지만 사실은 새로운 별이 아니라 죽은 별이 다시 빛나는 현상이다. 태양 같은 별이 죽은 후 생기는 백색왜성이 죽을 때가 가까워진 동반성과 함께 공전하고 있으면 동반성에서 물질을 흡수할 수 있다. 이렇게 흡수한 물질이 백색왜성 표면에 축적되어 핵융합 반응에 필요한 온도와 압력에 도달하면 폭발하는 것이 신성의 원리이다. 스탠퍼드 대학의 알렉 레싱과 동료들은 허블 우주 망원경 데이터를 분석해서 M87 은하 중심 블랙홀 제트 주변에 진짜로 신성이 많은 지 검증했다. 그 결과 제트 주변을 집중 관측하면서 우연히 더 많은 신성을 찾은 게 아니라 실제로 신성의 발생 빈도가 주변부보다 두 배 높다는 사실을 확인했다. 연구팀은 제트 주변에 신성이 많은 이유에 대해 제트의 강력한 에너지가 수소 가스를 밀어 백색왜성에 추가로 공급했다는 가설과 동반성을 뜨겁게 만들어 가스 배출을 도왔다는 가설 등을 제시했다. 다만 정확한 기전은 아직 모른다. M87 은하 중심의 거대 질량 블랙홀은 오래전부터 과학자들을 매료시킨 존재로 현재도 활발한 연구가 진행되고 있다. 이 블랙홀의 엄청난 크기와 강력한 에너지 덕분에 블랙홀에 대한 연구가 수월하기 때문이다. 앞으로도 과학자들은 M87 은하 중심 블랙홀에서 더 많은 블랙홀의 비밀을 밝혀낼 것이다.

18세기 프랑스 천문학자 샤를 메시에(1730~1817)는 밤하늘에서 혜성을 찾아 헤매던 혜성 사냥꾼이었다. 당시 ‘혜성 발견자’는 단번에 유명인사로 등극하는 만큼 너도 나도 혜성 사냥에 진심이었다. 메시에는 망원경으로 혜성을 탐사하면서 분명히 혜성이 아닌 것들을 부지런히 목록으로 정리했다. 혜성 사냥꾼들의 수고로움을 덜어주고자 하는 갸륵한 마음에서다. 이렇게 해서 작성된 천체 목록이 바로 그 유명한 ‘메시에 목록’이다. 모두 110개의 천체들이 수록돼 있으며, 차례대로 M(메시에)1, M2 등으로 부른다. 사진 속 천체는 그의 ‘혜성 아님’ 목록에서 27번째로 M27이다. 물론 혜성이 아닌 것은 맞지만, 당시 메시에는 이것이 무엇인지 그 정체를 확실히 몰랐다. 21세기 천문학자들은 이것을 행성상 성운으로 분류한다. 작은 망원경으로 보면 둥글고 행성처럼 보여 ‘행성상’이란 이름을 얻었지만 사실 행성도 아니다. M27은 태양과 비슷한 별이 핵연료를 고갈시키면서 생성된 기체 방출 성운의 훌륭한 예다. 성운은 별의 바깥층이 우주로 방출되면서 형성되며, 죽어가는 별의 강렬하지만 보이지 않는 자외선에 의해 여기된 원자에 의해 눈에 보이는 빛이 생성된다. ​아령 성운이라는 대중적 이름으로 알려진, 아름답게 대칭적인 이 우주 가스 구름은 폭이 2.5광년이 넘고, 지구에서 작은여우자리 방향으로 약 1200광년 떨어져 있다. 이 인상적인 컬러 이미지는 중앙 영역 내의 세부사항과 성운의 바깥쪽 후광에 있는 희미한 특징들을 잘 잡아냈다. 여담이지만, 메시에가 별지기들의 편의를 위해 작성한 ‘메시에 목록’은 총 110개의 천체들을 담고 있는데, 후세에 이르러 천문학 분야에서 최고의 베스트셀러가 됐다. 별지기라면 누구든 ‘메시에 목록’의 110개 천체를 모두 관측하는 것을 하나의 ‘성배’로 여기고 있기 때문이다. 그러나 메시에는 이 목록 하나로 천문학사에 불후의 이름을 남기리라고는 당시에는 상상도 못했을 것이다.

2006년까지 과학 시간에 태양계 행성이라고 하면 ‘수금지화목토천해명’으로 배웠다. 그렇지만, 2006년 8월 24일 국제천문연맹(IAU)은 태양계 막내 행성인 명왕성에서 행성 자격을 박탈하고, 왜소행성으로 구분했다. 명왕성은 5개의 위성을 갖고 있으며, 그중 가장 큰 위성은 ‘카론’이다. 명왕성이 행성 자격은 잃었지만, 태양계 생성의 다양한 비밀을 품고 있는 천체이기 때문에 과학자들에게 여전히 관심의 대상이 되고 있다. 이런 가운데, 미국과 프랑스 15개 대학과 연구기관 소속 천문학자, 물리학자 등이 참여한 국제 공동 연구팀은 제임스 웹 우주망원경(JWST)의 관측 데이터를 바탕으로 명왕성의 가장 큰 위성인 카론 표면에서 이산화탄소(CO2)와 과산화수소(H2O2)를 검출했다고 6일 밝혔다. 이 연구에는 미국 콜로라도 볼더 사우스웨스트 연구소, 텍사스 샌안토니오 사우스웨스트 연구소, 샌안토니오 텍사스대, 항공우주국(NASA) 고다드 우주비행 센터, 아메리칸대, 우주망원경 과학연구소(STSI), 애리조나 로웰 천문대, 노던 애리조나대, 존스홉킨스대 응용물리학 연구소, 핀헤드 연구소, SETI 연구소, 센트럴 플로리다대 우주연구소, 천문학 연구 연합대학, 프랑스 우주천체물리 연구소, 리옹 1대 과학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 10월 2일 자에 실렸다. 카론은 1978년 미국 워싱턴DC에 있는 미 해군 천문대의 천문학자 제임스 크리스티에 의해 발견됐다. 발견 이후 과학자들이 광범위하게 연구했지만, 이전 스펙트럼 데이터는 2.5㎛(마이크로미터) 이하 파장으로 제한돼 있어서 표면 구성에 대한 이해에 한계가 있었다. 물이 언 얼음, 암모니아 포함 화합물, 유기 화합물의 존재는 이전에도 알려졌지만, 그 외의 화합물을 검출하기는 스펙트럼 범위가 좁았다. 연구팀은 JWST 근적외선 분광기를 사용해서 1.0~5.2㎛ 파장에서 카론 표면을 관측했다. 연구팀은 서로 다른 경도에서 네 번 더 관측하고, 실험실 실험 및 스펙트럼 모델링을 실시했다. 그 결과, 결정형 물 얼음과 암모니아 존재를 재확인했고, 이산화탄소와 과산화수소의 존재를 확인했다. 연구팀에 따르면 과산화수소는 카론 표면에서 방사선과 강한 햇빛으로 물 얼음이 활성적으로 처리되면서 만들어지고, 이산화탄소는 카론 형성 이후 지하에 포집돼 있던 것이 혜성이나 소행성 같은 천체와 충돌하면서 표면으로 노출된 것이다. 연구를 이끈 콜로라도 볼더 사우스웨스트 연구소의 실비아 프로토파파 박사(천문학)는 “이번 연구는 카론의 표면 구성과 화학적 조성에 대한 새로운 통찰을 제공한다”라며 “외측 태양계(outer solar system)의 천체 역학과 표면 구성, 태양 복사의 영향을 탐구하는 데도 도움을 줄 것”이라고 말했다. 프로토파파 박사는 “카론의 표면 조성 화합물을 이해하는 것은 명왕성과 다른 왜소 행성이 위치한 카이퍼 벨트에서 얼음 천체의 기원을 연구하는 데 매우 중요하다”라고 이번 연구 의미를 설명했다.

별 보기 좋은 계절, 가을을 맞아 행성을 생생하게 탐험할 수 있는 행사가 전국 곳곳에서 열려 관심을 끈다. 경북 예천천문우주센터는 오는 19일 음악과 함께 별을 관측하는 ‘별과 그리움’ 행사를 개최한다고 3일 밝혔다. 이날 오후 6시 30분부터 열리는 행사는 가을음악회와 토성관측회가 연이어 진행된다. 음악회에는 가수 동물원과 예천 색소포 동호회 등이 무대에 오른다. 음악회가 끝나면 태양계 행성 관측회가 진행된다. 태양계 행성 중에서도 2번째로 크고, 뚜렷한 위성 고리를 두르고 있는 행성인 토성을 고성능 망원경을 통해 관측할 수 있다. 누구나 무료입장이 가능하며, 자세한 사항은 예천천문우주센터 홈페이지를 참조하면 된다. 경남 김해천문대는 지난달부터 우리나라 태양계 행성들을 천체망원경으로 생생하게 탐험할 수 있는 ‘행성관측회’를 열고 있다. 내년 3월까지 계속된다. 행성관측회는 천체관측 장비로 각 행성의 모습을 운행 주기에 맞춰 살펴보면서 흥미로운 해설을 들을 수 있는 프로그램이다. 우선 12월 18일까지 토성을 중심으로 진행하는 주요 행성의 고리와 최대위성 타이탄의 모습을 관측한다. 36개월 이상이면 누구나 참여할 수 있고 온라인 사전 예약 40명, 현장 30명 등 매회 70명이 참가해 진행된다. 제주 서귀포천문과학문화관은 1일부터 27일까지 토성 관측 프로그램을 운영한다. 1일 2회, 회당 38명 이내 온라인 사전 예약제로 운영하며, 서귀포시 E티켓 홈페이지에서 선착순 예약 가능하다. 경북대는 이달부터 오는 12월까지 캠퍼스 천문대에서 4차례 천체 공개 관측 행사를 한다. ‘2024 가을, 겨울 밤하늘 이야기’를 주제로 마련된 이번 행사는 20일과 다음 달 11일 달, 토성, 안드로메다은하 등을 대형 망원경으로 관측할 수 있다. 관측에 앞서 외계 생명체 존재 가능성 등에 관한 강연이 진행된다. 자세한 내용은 경북대 천문대기과학전공 홈페이지에서 안내한다.

별 보기 좋은 계절, 가을을 맞아 행성을 생생하게 탐험할 수 있는 행사가 전국 곳곳에서 열려 관심을 끈다. 경북 예천천문우주센터는 오는 19일 음악과 함께 별을 관측하는 ‘별과 그리움’ 행사를 개최한다고 3일 밝혔다. 이날 오후 6시 30분부터 열리는 행사는 가을음악회와 토성관측회가 연이어 진행된다. 음악회에는 가수 동물원과 예천 색소포 동호회 등이 무대에 오른다. 음악회가 끝나면 태양계 행성 관측회가 진행된다. 태양계 행성 중에서도 2번째로 크고, 뚜렷한 위성 고리를 두르고 있는 행성인 토성을 고성능 망원경을 통해 관측할 수 있다. 누구나 무료 입장이 가능하며, 자세한 사항은 예천천문우주센터 홈페이지를 참조하면 된다. 경남 김해천문대는 지난 달부터 우리나라 태양계 행성들을 천체망원경으로 생생하게 탐험할 수 있는 ‘행성관측회’를 열고 있다. 내년 3월까지 계속된다. 행성관측회는 천체관측 장비로 각 행성의 모습을 운행 주기에 맞춰 살펴보면서 흥미로운 해설을 들을 수 있는 프로그램이다. 우선 오는 12월 18일까지 토성을 중심으로 진행하는 주요 행성의 고리와 최대위성 타이탄의 모습을 관측한다. 36개월 이상이면 누구나 참여할 수 있고 온라인 사전 예약 40명, 현장 30명 등 매회 70명이 참가해 진행된다. 제주 서귀포천문과학문화관은 지난 1일부터 오는 27일까지 토성 관측 프로그램을 운영한다. 이번 관측 프로그램은 1일 2회, 회당 38명 이내 온라인 사전 예약제로 운영하며, 서귀포시 E-티켓 홈페이지를 통해 선착순 예약 가능하다.(문의 064-739-9701~2) 경북대는 이달부터 오는 12월까지 캠퍼스 내 천문대에서 모두 4차례에 걸쳐 천체 공개 관측 행사를 한다. ‘2024 가을, 겨울 밤하늘 이야기’를 주제로 마련된 이번 행사는 오는 20일과 다음 달 11일 달, 토성, 안드로메다은하 등을 대형 망원경으로 관측할 수 있다. 관측에 앞서 외계행성 찾기, 외계 생명체 존재 가능성 등에 관한 강연이 진행된다. 참가자들은 행사 당일 오후 7시 경북대 미래융합과학관 B119호에서 약 1시간 동안 강연을 들은 후 제2과학관 옥상에 있는 천문대로 이동해 천체를 관측하면 된다. 자세한 내용은 경북대 천문대기과학전공 홈페이지에서 안내한다.

제임스 웹 우주 망원경의 관측을 통해 과학자들은 태양계 왜소 행성 명왕성의 가장 큰 위성 ‘카론’(Charon)의 구성과 진화에 대해 더 자세히 이해할 수 있게 됐다. 로이터통신에 따르면 제임스 웹 우주망원경을 통해 직경 약 1200㎞의 구형 천체인 카론의 표면에서 고체로 얼어붙은 이산화탄소와 과산화수소를 처음으로 발견했다고 1일(현지시간) 연구자들이 밝혔다. 이는 이전에 카론의 표면에서 발견된 물 얼음, 암모니아 함유 화합물, 유기 물질에 이어 추가로 발견된 물질이다. 1978년에 발견된 카론은 태양계에서 가장 큰 위성이라는 특징이 있다. 가장 먼 행성인 해왕성 너머 카이퍼 벨트라고 불리는 태양계 외곽의 혹독한 지역에 있는 왜소 행성인 명왕성의 지름 절반, 질량의 약 8분의 1에 불과하다. 카론과 명왕성 사이의 거리는 약 1만 9640㎞로, 지구와 달 사이가 평균 거리(38만 4400㎞)와 비교하면 매우 짧다. 카론 표면의 대부분은 회색이며, 극 주위의 적갈색 영역은 유기 물질로 구성돼 있다. 웹의 관측은 2015년 명왕성 시스템을 방문한 미국 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스 우주선이 카론을 지날 때 얻은 데이터를 기반으로 한다. 이 새로운 연구는 2021년에 발사돼 이듬해부터 데이터 수집을 시작한 웹의 능력을 활용해 이전보다 더 넓은 범위를 관측할 수 있게 됐음을 시사한다. 연구진은 “과산화수소의 존재는 카론이 시간이 지남에 따라 경험한 방사선 조사 과정을 보여준다”면서 “이산화탄소는 약 45억 년 전에 카론이 형성됐을 때 원래 성분으로 추정된다”고 말했다. 연구진은 “과산화수소는 카론 표면의 물 얼음이 태양의 자외선과 태양풍의 에너지 입자, 우주를 가로지르는 은하 우주선의 끊임없는 공격으로 화학적으로 변화하면서 형성됐다”고 말했다.

태양계의 9번째 행성이었던 명왕성이 왜소행성으로 강등되기 전부터 과학자들은 명왕성 궤도 밖 먼 곳의 다른 행성이 존재하는지 연구해 왔다. 그동안 최신 망원경으로 자세히 관측했기 때문에 이제 목성이나 토성 크기 행성이 태양계 외곽에 숨어 있을 가능성은 희박하다. 그래도 일부 과학자들은 여전히 태양계 아주 먼 곳에 작은 행성 크기 천체가 숨어 있을 것으로 보고 있다. 해왕성 밖 궤도를 도는 얼음 소행성의 궤도가 이상하게 한쪽으로 쏠려 있거나 기울어져 있기 때문이다. 하지만 꾸준한 관측에도 불구하고 행성급 천체를 찾아내지 못하자 일부 과학자들은 다른 가설을 내놓기 시작했다. 이 가운데는 9번째 행성이 현재 관측 기술로 찾아내기 힘든 미니 블랙홀이라는 가설도 있었다. 독일 율리히 연구소 수잔 팔츠너와 동료들은 이보다 덜 급진적인 가설을 내놓았다. 그것은 오래전 태양 근처를 스쳐 지나간 다른 별이다. 연구팀은 태양계 외곽 소행성의 궤도를 조사해 일부는 너무 기울어진 궤도로 돌고 있고 심지어 반대 방향으로 공전하는 천체도 있는 점을 들어 미지의 행성이 아닌 오래전 태양계 근처를 지나간 별에 무게를 뒀다. 연구팀은 3000회에 걸친 컴퓨터 시뮬레이션을 통해(사진) 태양 질량의 0.8배 정도 되는 행성이 지구 태양 간 거리의 110배인 165억㎞ 정도 거리에서 지나갈 경우 태양계 먼 소행성의 궤도가 지금처럼 나올 수 있다는 점을 입증했다. 은하계에 수천억 개의 별이 있고, 태양의 수명이 46억년 정도라는 점을 생각할 때 이 정도 거리에서 다른 별이 한 번 이상 스쳐 지나 갔다는 주장은 나름 설득력을 지닌다. 이 가설이 옳다면 아직 발견하지 못한 태양계의 멀고 희미한 천체들의 궤도에 그 증거가 남아 있을 수 있다. 연구팀은 베라 C 루빈(Vera C. Rubin) 같은 차세대 망원경에 큰 기대를 걸고 있다. 대형 천체 망원경에 32억 화소 이미지 센서를 장착한 베라 C 루빈 망원경은 지금까지 관측이 어려웠던 태양계의 희미한 천체도 관측할 수 있다. 9번째 행성이나 미니 블랙홀 같은 더 멋진 가설이 옳을지 아니면 그냥 다른 별이 스쳐 지나간 흔적이라는 평범한 설명이 옳은지, 아니면 누구도 생각 못했던 새로운 가설이 맞는지 알아내기 위해 과학자들은 연구를 계속해 나갈 것이다.

태양계의 9번째 행성이었던 명왕성이 왜소행성으로 강등되기 전부터 과학자들은 명왕성 궤도 밖 먼 곳의 다른 행성이 존재하는지 연구해 왔다. 그동안 최신 망원경으로 자세히 관측했기 때문에 이제 목성이나 토성 크기 행성이 태양계 외곽에 숨어 있을 가능성은 희박하다. 그래도 일부 과학자들은 여전히 태양계 아주 먼 곳에 작은 행성 크기 천체가 숨어 있을 것으로 보고 있다. 해왕성 밖 궤도를 도는 얼음 소행성의 궤도가 이상하게 한쪽으로 쏠려 있거나 기울어져 있기 때문이다. 하지만 꾸준한 관측에도 불구하고 행성급 천체를 찾아내지 못하자 일부 과학자들은 다른 가설을 내놓기 시작했다. 이 가운데는 9번째 행성이 현재 관측 기술로 찾아내기 힘든 미니 블랙홀이라는 가설도 있었다. 독일 율리히 연구소 수잔 팔츠너와 동료들은 이보다 덜 급진적인 가설을 내놓았다. 그것은 오래전 태양 근처를 스쳐 지나간 다른 별이다. 연구팀은 태양계 외곽 소행성의 궤도를 조사해 일부는 너무 기울어진 궤도로 돌고 있고 심지어 반대 방향으로 공전하는 천체도 있는 점을 들어 미지의 행성이 아닌 오래전 태양계 근처를 지나간 별에 무게를 뒀다. 연구팀은 3000회에 걸친 컴퓨터 시뮬레이션을 통해(사진) 태양 질량의 0.8배 정도 되는 행성이 지구 태양 간 거리의 110배인 165억㎞ 정도 거리에서 지나갈 경우 태양계 먼 소행성의 궤도가 지금처럼 나올 수 있다는 점을 입증했다. 은하계에 수천억 개의 별이 있고, 태양의 수명이 46억년 정도라는 점을 생각할 때 이 정도 거리에서 다른 별이 한 번 이상 스쳐 지나 갔다는 주장은 나름 설득력을 지닌다. 이 가설이 옳다면 아직 발견하지 못한 태양계의 멀고 희미한 천체들의 궤도에 그 증거가 남아 있을 수 있다. 연구팀은 베라 C 루빈(Vera C. Rubin) 같은 차세대 망원경에 큰 기대를 걸고 있다. 대형 천체 망원경에 32억 화소 이미지 센서를 장착한 베라 C 루빈 망원경은 지금까지 관측이 어려웠던 태양계의 희미한 천체도 관측할 수 있다. 9번째 행성이나 미니 블랙홀 같은 더 멋진 가설이 옳을지 아니면 그냥 다른 별이 스쳐 지나간 흔적이라는 평범한 설명이 옳은지, 아니면 누구도 생각 못했던 새로운 가설이 맞는지 알아내기 위해 과학자들은 연구를 계속해 나갈 것이다.

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.