과학자들이 우리 은하계에서 기록된 최대 규모의 항성 플레어 중 하나를 발견했다. 플레어는 태양 같은 항성이 돌연 대량의 에너지를 방출하면서 갑자기 밝아졌다 서서히 어두워지는 현상이다. 플레어 중 가장 잘 알려진 플레어는 태양 대기에서 발생하는 태양 플레어이다. 우리 태양에서 가장 가까운 별인 프록시마 센타우리에서 바깥쪽으로 발사된 플라스마 제트가 포착되었다. 태양계에서 경험한 어떤 것보다 100배 이상 강력한 이 플레어는 과학자들이 태양 복사와 외계 생명체에 대해 기존의 인식을 바꿀지도 모른다. 지구에서 약 4.25 광년 거리에 있는 프록시마 센타우리는 별 중에서도 가장 작고 어두운 적색왜성으로, 주계열성에 속하는 유형의 항성이다. 질량은 태양의 1/8에 불과하며, 그 둘레를 도는 두 개의 외계행성을 가지고 있다. 이 행성 중 하나인 프록시마 센타우리 b는 지구와 비슷한 것으로 간주되며 생명 거주 가능 구역(habitable zone) 내에 있다. 연구원들은 허블우주망원경를 비롯해 아타카마 대형 전파망원경, NASA 외계행성 탐사위성을 포함한 9개의 지상 및 궤도 망원경을 사용하여 2019년 몇 달에 걸쳐 총 40시간 프록시마 센타우리를 면밀히 모니터링했다. 2019년 5월 1일, 연구팀은 7초 동안 주로 자외선 스펙트럼에서 보이는 메가 플레어를 포착했다. 콜로라도 볼더대학 천체 물리학자 메러디스 맥그리거는 “별은 몇 초 동안 자외선 파장에서 볼 때 정상에서 1만4000배 더 밝아졌다”고 밝혔다. 이 플레어의 힘과 방출되는 방사선 유형은 적색왜성에 대해 우리가 알고 있는 상식과 별을 공전하는 행성의 생명 가능성에 관한 인식을 바꿀지도 모른다고 연구원들은 생각하고 있다. 이 같은 항성 플레어는 별의 강한 자기장에 의해 일어나는 현상이다. 다량의 전기로 충전된 가스에 의해 생성되는 자기장이 꼬인 상태에서 갑자기 제자리로 돌아오는 자기재연결(magnetic reconnection)로 짧은 시간에 폭발적으로 엄청난 양의 에너지를 방출하면서 강렬하게 빛나는 현상이다. 마치 손가락으로 고무 밴드를 발사하는 것과 같다. 프록시마 센타우리의 플레어는 태양에서 방출되는 플레어에 비해 매우 강력했으며, 게다가 태양 플레어와는 달리 다른 종류의 방사선을 방출했다. 특히 그것은 ‘밀리미터 복사’로 알려진 자외선과 라디오파의 엄청난 파도를 일으켰다. 맥그리거는 “과거에는 별이 밀리미터 범위에서 플레어를 낼 수 있다는 것을 몰랐기 때문에 밀리미터 플레어를 찾은 것은 이번이 처음”이라고 밝혔다. 이어 “이 발견은 팀이 각각 전자기 스펙트럼의 다른 부분에 초점을 맞춘 다양한 망원경을 사용하여 별을 모니터링했기 때문에 가능했다”면서 “우리가 이런 종류의 항성 플레어를 다양한 파장으로 포착한 것은 이번이 최초”라고 덧붙였다. 새로운 발견은 적색왜성에 의해 방출되는 항성 플레어가 이전에 예상했던 것보다 훨씬 더 폭력적이며, 외계 생명체가 주변에서 발생할 가능성을 크게 떨어뜨릴 수 있음을 시사한다. 프록시마 센타우리가 방출하는 방사선의 유형과 양은 강력한 플레어로 인해 대기가 없을 가능성이 높은 외계행성에서 생명체가 생존하기 어렵게 만들 것으로 연구원들은 보고 있다. 그러나 외계 생명체가 존재하는 것은 불가능하지는 않다. 맥그리거는 “만약 프록시마 센타우리에 가장 가까운 행성에 생명체가 존재한다면 지구상의 어떤 생명체와도 매우 다른 형태일 것”이라면서 “이 행성에 외계인이 존재한다면 아주 힘든 시간을 보낼 것”이라고 설명했다. 연구원들은 이제 우리은하 내 다른 별의 플레어에 초점을 맞추기 위해 다양한 망원경을 사용하기를 희망하고 있다. 맥그리그는 “우리가 이전에 생각하지 못한 다양한 유형의 물리학을 보여주는 특이 플레어가 분명 있을 것”이라고 기대했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　​

“연구 자료로만 보다가 이렇게 정말 많은 중국 배들을 보니 기가 막히네요.”(한 대학 교수) “지난해와 또 다르네요. 중국 배들의 장비가 한결 좋아져 깜짝 놀랐어요. 우리가 조기 치어를 방류하는데 그네들 좋을 일만 하는 것이죠.”(연평도 문화관광해설사 김영순) “우리 정부와 공무원들 30년 전이나 지금이나 똑같아요. 하나도 안 달라졌어요.”(서해5도 평화운동본부 박태원 상임대표) “중국 어선의 불법 조업이 근절된다는 전제 아래 북방한계선(NLL) 위아래 일정 수역을 얼마동안 조업 금지 구역으로 설정할 필요가 있어요. 그래야 우리 어민들의 미래도 있습니다.”(연평 어민회장을 지낸 최율씨) 꽃게철이 돌아왔다. 어김없이 중국 어선의 불법조업이 지면과 방송, 인터넷에 오르내린다. 정부와 정치권은 또 못 들은 척하고 넘어갈테니 어민들만 죽어날 일이다. 지난 1월 15일~3월 5일 서울신문의 ‘서해 5도를 다시 보다’ 기획에 참여한 전문 학자들, 시민단체 관계자들과 현장을 돌아보고 주민 목소리에도 귀 기울이고 자료도 모을 겸 지난 22~24일 연평도와 소연평도를 찾았다. 연평도의 동북단 망향전망대, 서단 조기박물관, 정중앙의 연평평화전망대 세 곳 모두에서 중국 배들을 볼 수 있었다. 평화전망대는 지난 16일 새로 단장해 문을 열었다. 망원경을 들여다보니 오성홍기가 선명했다. 지난달 하순 백령도를 찾았을 때 북한 옹진군 장산곶 사이에 무수히 많은 중국 어선들이 줄지어 있는 것을 보고 기겁을 했는데 연평도도 북한 강령군 장재도, 갈도, 석도 주변의 NLL 선상에 30~40여척의 중국 배들이 떠있는 것을 사흘 연속 황망히 지켜봤다. 낮엔 잠을 자고 밤새 조업한다. 우리 어선들은 허가된 구역에 출어하더라도 일몰 이후 돌아와야 하는 반면, 중국 배들은 7개월 이상 머무르며 저인망을 드리워 잡고기마저 싹쓸어간단다. 그렇게 할 수 있는 것이 중국 어선들이 잡은 고기들을 본토에 실어나르는 화물선이 등록된 선박으로 버젓이 항행한다. 실제로 22일 연평도 해경파출소의 브이패스(VPass) 화면에 붉은 색으로 표시되는 것들이 등록된 중국 운반선이라고 했다. 중국 어선들은 북한 군부의 조업 허가증을 사는 것으로 알려져 있다. 교수 중 한 분은 유엔 대북제재 패널 보고서에 5만 달러 허가증이 첨부된 것을 본 일이 있다고 했다. 불법조업을 하는 어선들에 부식을 전달하고 어획한 물량을 본토에 운반하는 대형 화물선들이 분주히 오가 이들의 장기 불법 조업을 가능케 한다.문제는 우리 공권력이다. 연평도 남쪽 당섬선착장 앞바다에 군함 한 대가 떠있다. 항만의 수심이 얕아 군함이 기항할 수도 없다. 일년 내내 엔진을 돌리며 떠있어야 해 빨리 노후해진다. 국가항만이라는데 부실하기 짝이 없다. 군함은 중국어선을 단속할 수 없고, 해양경찰청 서해특별경비단 함정이 출동하면 재빨리 중국 배들은 NLL 북쪽으로 달아나버린다. 10분 안에 중국 배들을 따라잡아야 나포하는데 쉽지 않다고 했다. 하지만 올해 들어 해경은 6척의 중국 어선들을 나포했다. 올해 나타난 중국 어선은 200여척 정도이니 적은 숫자인데 그나마 해경이 매우 적극적으로 나서 예년과 다른 성과를 올렸다. 중국 배들이 한강 하구에까지 들어왔는데 최근에는 우도 근처에서 막고 있다고 했다. 그것도 유엔사령부가 강력한 차단을 요구한 데 따른 것이다. 나포된 중국 배들은 인천항까지 끌고 가 조사한 뒤 벌금을 물리거나, 등록된 중국어선은 다시 보호해 공해로 끌고 간 뒤 그곳에서 놓아준다. 200여년 전 청나라 어선들을 대하던 것이나 달라진 것이 없다고 했다. 뭍과 달리 바다는 경계를 표현하고 주권을 선언하기 애매한 구석이 적지 않다. 우리 지도를 봐도 어떤 것은 NLL이 석도 위에, 어떤 것은 석도 아래 그려져 있다. 조현근 서해5도 운동본부 정책위원은 11개 좌표를 이어 선을 그은 것이라 그렇다고 말했다. NLL을 지키자는 말은 독도를 지키자는 말과 같은 값을 지니지만 현장 상황은 여의치않다. 남과 북이 NLL을 놓고 대립하고, 노무현 대통령 시절 NLL을 김정일에게 넘겼다는 남남 갈등이 여전한 허점을 파고들어 중국 어선들이 어족 자원의 씨를 말리겠다는 듯 불법 조업에 열심이다. 북측은 외화벌이에, 남측은 이념 갈등의 깊은 골을 메우지 못해 바다를 내주고 있다. 조현근 정책위원은 “중국인이 육지 휴전선을 넘어와서 우리 무, 배추를 뽑아가는 거랑 마찬가지다. 우리 공권력이 북한이나 중국의 불법 행위를 차단하기보다 어민들의 월선을 막는 데 더 매달리는 모습으로 비치는 것은 불행한 일이다”며 “NLL 중국어선 문제는 해경뿐 아니라 해군도 적극적인 해양주권을 행사해야 한다. 그리고 중국어선의 문제는 결국 남북 접경수역의 관리 문제로 귀결된다. 정치권도 NLL을 정쟁화 시키지 말고 남북간 실효적인 관리 방안을 찾고 이를 일관성 있게 추진할 수 있는 제도를 정비해야 한다”고 말했다. 박태원 대표는 “수십년 동안 현행 법으로 할 수 있는 일부터 하자고 외쳐왔는데 똑같다. 서로 책임을 떠넘기고 큰 문제만 일으키지 말자고 넘어가려고만 한다”고 분개했다. 그는 특히 몇년 전까지만 해도 주민들이 북녘의 5호 담당제처럼 이웃들을 감시하게 했고, 지난해 월선하는 우리 어선들을 강력하게 처벌하는 법 개정을 추진한 것이 이 정부라고 비분강개했다.최율씨는 2005년 수십척의 어선들을 지휘해 중국 배 일곱 척을 직접 나포해 해군과 해경, 나아가 우리 정부를 발칵 뒤집은 싸움의 주도자였다. 공권력이 못하면 우리가 직접 한다는 것이었다. 2012년 중국대사관 앞 시위, 정부 상대 피해소송 등 어민들의 다양한 생존권 촉구 운동을 하였었다. 그는 지난 2007년 남북 공동수역과 관련해 서해 5도 주민들의 여론을 수렴했다는 정부 주장에도 어이없다는 반응을 보였다. 물론 아주 개별적으로는 이견이 없지 않겠지만 어민 대표로서 ‘남과 북이 함께 일정 수역을 설정해 조업을 금지해야만 공동의 미래가 가능하다’는 입장을 전달했는데 자신들이 공동수역 설정에 찬동한 것으로 언론에 보도돼 놀랐다고 돌아봤다. 그는 바다 생태계를 복원해야만 후대들의 어업이 가능할 정도로 현재 어족 자원이 고갈돼 있으며 중국의 불법 조업 못지 않게 남북 당국이 고민하고 관심을 기울여야 한다고 강조했다. 당국에 따르면 NLL 부근 중국 어선 수는 4월 기준 2015년 340척, 2016년 250척, 2017년 200척, 2018년 50척, 2019년 90척, 2020년 80척, 올해 240척으로 늘어났다. 코로나19 영향으로 단속에 소극적인 점, 중국의 수산물 수입 급감, 북한의 적극적인 외화벌이 등 여러 요소가 복합적으로 영향을 미쳐 다시 늘어난 것으로 짐작된다. 분명한 것은 우리 정부가 중국에 강력히 항의하면 줄어든 것처럼 호응했다는 것이다. 그런데 우리 정부는 과거부터 중국 어민들을 상당히 배려하는 편이었다. 2012년 한 국제세미나에서 외교통상부의 한 서기관은 “일부 폭력적인 중국 어선을 일반화하여 모든 중국 어선이 폭력적이라는 인식을 심는 것은 한중 양국의 협력 관계에 도움이 되지 않으며 더한 갈등을 야기할 우려가 있다”고 당당히 얘기했다. 농림수산식품부의 한 과장은 “중국통계를 보면 어업인 약 1억명, 어선만 2000만척이다. 이런 어업세력을 유지해나가는 데 중국 정부의 고민도 깊어 보인다. 동북아 어장을 더 효율적, 지속적으로 이용할 수 있도록 정책 당국은 물론 연구자, 어업인들이 노력해야 한다”고 발언했다. 믿기지 않는 이들이 있을까봐 긴 문건(117쪽과 118쪽)을 첨부한다.file:///D:/SEOULADM/My%20Document/Desktop/%EC%A4%91%EA%B5%AD%20%EB%B6%88%EB%B2%95%EC%96%B4%EC%97%85%20%EB%8C%80%EC%9D%91%EB%B0%A9%EC%95%88%20%EC%97%B0%EA%B5%AC_%EB%86%8D%EB%A6%BC%EC%88%98%EC%82%B0%EC%8B%9D%ED%92%88%EB%B6%80_rev201205.pdf 이렇게 배려한 결과 중국 외교부는 최근 우리 해경의 나포에 대해 “중국 어민들 중에는 가난하고 불쌍한 사람들이 많으니 단속을 너무 심하게 하지 말라”는 식으로, 적반하장으로 나오고 있다. 문재인 정부는 NLL에 트라우마를 갖고 있고, 더욱이 김대중 정부의 한중 어업협정을 근본적으로 부정해야 하는 딜레마에 빠져 있다. 중국이나 북한과의 해양경계 획정에도 결연히 나설 수도 없어 중국 배들이 서해 5도 해역에 출몰해 어민들의 생계에 타격을 주고 어족자원을 고갈시키는 현재의 양상은 당분간 이어질 것이라는 데 일행의 의견이 일치됐다. 다음 대통령선거를 준비하는 이재명 경기지사가 강력한 단속을 촉구하는 것도 속시원한 구석은 있지만 복잡다단한 서해5도와 접경 수역 문제를 심도깊게 돌아봤는지 의문이다. 연평도에 머무르는 내내 날이 흐렸는데 떠나면서 하늘이 맑아졌다. 하지만 일행은 수평선을 바라보며 가뭇없는 침묵에 빠져들었다.

허블 우주망원경을 사용하는 과학자들이 이 레전드급 망원경 탄생 31주년을 기념하기 위해 빠르게 타고 있는 놀라운 별 이미지를 공개했다. 용골자리 AG(AG Car)로 불리는 이 별은 용골자리 방향으로 지구로부터 약 2만광년 거리에 있는 항성이다. 우리은하에서 가장 밝은 별의 반열에 속하는 이 별은 밝은 청색변광성(LBV)으로 분류되며, 수천 년 전에 우주로 방출된 거대한 별먼지 껍질로 둘러싸여 있다.  허블 망원경을 공동 운영하는 유럽우주국(ESA)에 따르면, 이 껍질을 이루는 성운은 태양에서 가장 가까운 별인 알파 센타우리까지의 거리에 해당하는 5광년의 크기로 알려져 있다. 그러나 지구에서 매우 멀리 떨어져 있는데다 이 별과 지구 사이에 있는 성간 먼지로 인해 맨눈으로는 볼 수 없다. 겉보기 등급 5.7 ~ 9.0 사이다. 독일 보훔에 있는 루르 대학에서 청색 변광성을 연구하는 커스틴 바이스는 NASA 성명에서 "나는 이런 종류의 별을 연구하는 것을 좋아하는데, 별이 보여주는 불안정성에 매료되었기 때문"이라고 말하며, "그들은 참으로 이상한 일을 하고 있다"고 덧붙였다. 이 이미지에서 수소와 질소 가스는 빨간색으로 빛나는 한편, 파란색은 별이 비추는 필라멘트 먼지 구조를 보여준다. 허블 망원경은 가시광선과 자외선 영역으로 이 별을 관찰했다. 빛나는 청색 변광성에는 두 가지 모드가 있는데, 별의 일생을 지나는 동안 조용히 뻗어나가다가 몇 차례의 거대한 폭발 사이를 널뛰기한다. 이러한 폭발이 일어나는 동안 별은 훨씬 더 밝아진다. 현재 과학자들은 용골자리 AG 별이 태양보다 약 백만 배 더 밝은 것으로 추정한다.ESA 성명에 따르면 폭발은 놀랍게도 별을 하나로 묶는 전술이다. 보통 별 안에서는 중력의 내부 압력과 별의 외부 복사 압력이 균형을 이루지만, 불안정한 별에서는 때때로 하나가 다른 하나보다 우세하다. 용골자리 AG 별의 경우, 외부로 향하는 압력이 잠시 중력을 압도하여 폭발로 물질을 우주로 분출함으로써 다소간 균형을 유지하는 것이다. 거대한 별은 연료가 떨어지기 전까지는 일정 횟수의 그러한 폭발을 견딜 수 있다. 태양보다 약 70배 더 무거운 용골자리 AG 별은 아마도 5백만 년에서 6백만 년 동안 그 상태를 지속할 것으로 추정된다. 짧은 수명(빛나는 청색 변광성의 수명은 수만 년에 불과함)은 이 별들을 상당히 희귀한 존재로 만든다. 과학자들은 우리은하와 인근 은하에서 이런 유형의 별을 수십 개 정도 확인했을 뿐이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

대부분의 물고기들에게 이성 교제는 불필요한 일이다. 체외수정을 하기 때문이다. 암컷이 알을 낳고 수컷이 그 위에 방정하면 끝이다. 대서양 몰리는 다르다. 이들은 체내수정을 통해 알이 아닌 새끼를 낳는다. 제 유전자를 가능한 한 많이 퍼트리려면 왕성한 ‘성생활’이 필수다. 체내수정을 하려면 앞서 암수 사이에 어떤 식으로든 의사소통이 있어야 한다. 수컷은 큰 암컷과 짝을 지으려고 하지만 떼 지어 사는 탓에 암수가 오붓하게 대화를 나누기가 힘들다. 그래서 이들은 ‘삼각관계 소통’을 선택했다. 경험이 없는 수컷 몰리는 다른 수컷이 어떤 암컷을 선택하는지 지켜보다 그대로 따라한다. 노련한 수컷은 경쟁자의 ‘훔쳐보기’에 맞서 연막전술을 쓴다. 자신의 ‘여성 취향’을 숨기고 작은 암컷에게 더 관심을 보인다. 노련한 녀석이든, 연막작전에 넘어간 신출내기든, 선택의 시간 이후는 인간과 같다.대서양 몰리처럼 지구상 모든 동식물들은 소통을 한다. 축구장 678개 크기에 나이가 2400살에 이르는 미국 오리건주의 조개뽕나무버섯부터 망원경으로도 겨우 보이는 나노아케움 이퀴탄스 고세균에 이르기까지, 예외는 없다. 이를 바이오커뮤니케이션(Biocommunication)이라 부른다. 생명을 뜻하는 바이오와 소통을 뜻하는 커뮤니케이션이 합쳐진 단어다. ‘숲은 고요하지 않다’는 동식물들의 다양한 바이오커뮤니케이션 행태를 연구한 생태 다큐멘터리다. 영화보다 더 영화 같은 동식물들의 이야기가 잔뜩 담겨 있다. 동식물들은 냄새, 소리, 동작, 모양, 색상 등 다양한 수단을 이용해 소통한다. 책이 주목한 건 바로 이 부분이다. 시골 토끼와 도시 토끼의 대화법이 어떻게 다른지, ‘포유동물의 소셜미디어’ 공중변소에선 어떻게 여러 동물들의 정보가 교환되는지, 버섯이 어떻게 덫을 놓으며, 물고기는 어떻게 거짓말을 하는지 등을 알기 쉽게 설명하고 있다.대다수 곤충은 음악적인 소리를 수없이 만들고 듣는다. 예컨대 날개에 있는 고막기관을 통해 위험을 인지하는 나비, 더듬이 속 청각 수신기로 암컷의 진동을 포착하는 수컷 모기 등 독특한 예는 수없이 많다. 물고기는 대체로 눈 뒤의 두개골이나 부레에 있는 속귀를 통해 청각 정보를 주고받는다. ‘청어 방귀’가 재밌다. 청어들은 이동할 때 저마다 부레에서 휘발성 가스를 만들어 항문관으로 배출한다. 수천 마리의 청어떼가 동료들의 방귀 소리를 따라 질서정연하게 이동하는 셈이다.물론 속임수도 있다. 곤충난초는 흑벌 수컷에게 거짓 정보를 발송해 수분에 활용한다. 꽃의 색과 모양을 암컷 흑벌처럼 꾸미고, 암컷이 수컷을 유혹할 때 내는 화학물질과 똑같은 물질을 방출한다. 엉뚱한 곳에 교미 행동을 한 수컷 흑벌은 두 번 다시 같은 꽃을 찾지 않는다고 한다. 물론 속는 녀석은 또 생기겠지만. 책을 통해 얻는 건 동식물 세계에 대한 경이로운 발견이다. 멀리서는 고요해 보이는 숲이지만 안으로 들어오면 인식의 경계를 넘나드는 수많은 소리와 빛, 냄새들로 떠들썩하다. 저자는 “더 자주 삼림욕을 하고 더 많은 시간을 자연에서 보내면 새로운 아이디어를 주는 예기치 않은 정보를 얻을 수 있을 것”이라고 조언했다. 손원천 선임기자 angler@seoul.co.kr

중국이 이번 달 자체 우주정거장 톈궁(天宫) 건설을 위한 첫 번째 모듈을 발사할 예정이며, 또한 수년 내 우주정거장에 합류시켜 궤도를 도는 대형 우주망원경 발사를 준비 중에 있다. 신화통신에 따르면, 2024년에 발사될 중국 우주정거장 망원경(CSST)은 중국 과학자들이 천체관측을 수행 할 수 있는 우주 광학 천문대다. 쉰티엔(巡天)이라는 이름의 이 우주망원경은 지름 2m의 반사경을 장착하여 허블 우주망원경에 필적할 뿐더러, 31년 된 허블과 비슷한 해상도를 유지하면서 300배 더 넓은 광시야를 자랑한다. CSST는 이같은 넓은 시야와 25억 픽셀의 거대 카메라를 사용하여 10년 동안 전천 우주를 최대 40%까지 관측할 수 있다. 우주의 가속 팽창 메커니즘, 암흑 에너지 및 암흑물질, 우주의 기원과 진화를 연구하는 데 사용될 이 망원경은 우주정거장의 한 모듈로 제작되지만, 톈궁에 부착되지는 않고 근처의 독립적인 궤도를 돈다. 그러나 수리 작업 등을 위해 우주정거장에 연결할 수 있다. 톈궁은 내년에 완공된다. 중국의 인간 우주비행 프로그램의 수석 설계 주지안핑은 “망원경은 우주 탐사선의 효율성을 높이기 위해 궤도에서 독립적으로 비행할 수있는 광학 모듈에 설치될 것”이라면서 "CSST는 미래의 우주정거장과 거의 공동 궤도를 돌게 되는데, 이는 망원경에 대한 연료 보급과 업그레이드 수행에 유리하기 때문”이라고 밝혔다.허블은 다양한 구성 요소와 시스템에 대한 수리와 업그레이드, 교체를 위해 여러 차례 임무를 수행해야 했는데, 이런 점에 비추어 CSST에 큰 이점을 가지고 있다고 할 수 있다. 한편, 지상에는 우주망원경의 데이터를 활용하기 위해 중국 전역에 4개의 천문학 연구센터가 건설되고 있다고 신화통신이 작년에 보도한 바 있다. CSST는 근자외선과 가시광선 영역을 관찰한다. 중국과학원 산하 국립천문관측소(NAOC) 회원들의 2019년 논문에 따르면, 이 망원경으로 수행될 주목할 만한 우주 및 천문학적 목표에는 암흑물질과 암흑 에너지의 특성, 우주의 대규모 구조와 은하 형성 및 진화에 대한 연구가 포함된다. CSST는 또한 해왕성보다 더 먼 곳에서 움직이는 ‘해왕성바깥천체'(trans-Neptunian objects TNOs)와 지구 접근 소행성을 탐지하고 조사하는 데도 기여할 것으로 예상된다. 중국의 새로운 우주정거장 완공을 앞두고 중국 우주비행사들은 현재 정거장 건설을 위한 최초의 승무원 임무를 위해 집중 훈련을 받고 있다. 중국은 프로젝트 건설 단계를 위해 4명의 승무원 임무를 포함하여 2021년과 2022년에 걸쳐 11차례 발사를 준비하고 있다. ‘천상의 조화’를 의미하는 톈허(天和) 핵심 모듈은 4월 원창에서 창정 5호 로켓에 실려 발사될 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지구 시간으로 이틀 반 정도면 새해를 맞이하는 슈퍼지구가 발견됐다. 스페인 카나리아제도 천체물리학연구소(IAC) 연구진은 지구에서 36광년 거리에 있는 외계항성 ‘글리제740’을 공전하는 외계행성 글리제740b를 발견했다고 16일(현지시간) 발표했다. 글리제740은 지름과 질량이 모두 우리 태양의 절반 정도인 적색왜성(표면온도 약 3600℃)으로 뱀자리 방향에 있다. 그 주위를 공전하는 글리제740b는 최소 질량이 지구의 약 3배로 추정돼 슈퍼지구로 여겨진다. 그런데 이 행성은 흥미롭게도 주성에서의 거리가 약 0.029AU(천문단위)밖에 되지 않는다. 이는 지구에서 태양까지 거리의 약 3%로, 행성과 주성이 그야말로 바짝 붙어있는 셈이다. 이 행성의 공전 주기는 약 2.4일로 극히 짧으며 평균 표면 온도는 무려 550℃로 생명체가 존재할 가능성은 적다. 천문학자들은 지금까지 이런 외계행성을 4300개 이상 발견했는데 그중 대부분은 시선속도 측정법이나 통과 관측법 같은 간접적인 방법을 이용해 감지한 것이다. 시선속도 측정법은 외계행성의 공전에 따라 원을 그리듯 약간 흔들리는 주성의 움직임 가운데 지구에서 본 시선 방향의 움직임을 주성 색상의 미미한 변화를 토대로 포착해 외계행성을 감지하는 것이다. 반면 통과 관측법은 외계행성이 주성의 앞을 통과할 때 생기는 주성 밝기의 미묘한 변화를 바탕으로 외계행성을 감지하는 것이다. 이번 관측은 유럽남방천문대(ESO)가 운용하는 칠레 라실라천문대 망원경에 장착된 초정밀 시선속도 행성추적기(HARPS)와 카나리아제도 로크데로스무차초스천문대 망원경의 북반구용 초정밀 시선속도 행성추적기(HARPS-N) 그리고 스페인 칼라르알토천문대 망원경의 분광기 카르메네스(CARMENES)로 수집한 시선속도법 자료를 통해 확인한 것이다. 이 방법으로는 공전주기와 최소 질량을 도출 할 수 있지만 정확한 지름을 알 수 없다. 글리제740b의 지름은 지구의 약 1.4배로 추정되지만, 더 정확한 값을 알아내려면 통과 관측법에 의한 추가 관측이 필요하다. 따라서 연구진은 미국항공우주국(NASA)의 테스(TESS) 우주망원경이나 유럽우주국(ESA)의 케옵스(CHEOPS) 우주망원경에 의한 관측에 기대를 걸고 있다. 또 이번에 확인된 글리제740와는 별도로 공전주기가 약 9년으로 토성 정도(지구의 약 100배)의 질량을 지닌 다른 외계행성이 같은 항성계 안에 존재할 가능성이 있는 것으로 전해졌다. 연구진은 태양계로부터 비교적 가까운 곳에 있는 글리제740의 외계행성 글리제740b에 대해 가까운 미래에 등장할 유럽초대형망원경(ELT)이나 30m 망원경(TMT)과 같은 구경 30~40m급 대형 망원경의 관측 대상이 될 가능성이 있다고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics) 최신호에 실렸다. 사진=IAC 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국의 과학자들이 가장 완벽한 흰색을 보여주는 도료(이하 페인트)를 개발했다. 영국 BBC뉴스 등 외신에 따르면, 퍼듀대 연구진은 자체 개발한 ‘울트라 화이트’ 페인트가 시험에서 태양광의 98.1%를 반사했다고 밝혔다. 이는 이들 연구자가 지난해 10월 개발 발표한 ‘슈퍼 화이트’ 페인트의 빛 반사율인 95.5%보다 2.6% 높은 것.시험에서는 울트라 화이트 페인트를 칠한 면이 햇빛 아래일 경우 주위보다 13도 낮고 밤에도 7도 낮은 상태를 유지했다. 이는 이 페인트가 냉방 에너지 절약과 기후 변화 대책에도 도움이 될 수 있다는 점을 보여준다고 연구진은 말했다. 실제로 햇빛을 반사하는 수준이 높은 페인트로 지붕이나 옥상을 칠하면 냉방 에너지를 절약하는 효과를 볼 수 있는 데 이미 전 세계 많은 도시에서는 이른바 ‘시원한 지붕’(쿨루프)이라는 이름의 흰색 페인트로 지붕을 칠하는 캠페인을 통해 냉방 에너지 절약을 시도한다.연구를 주도한 슈린 루안 교수는 “새로운 페인트를 약 92㎡의 지붕 면적에 도포하면 10㎾의 냉각 능력을 얻으리라 추정된다”면서 “이는 많은 건물에서 사용하는 중앙 냉방 공조 장치보다 훨씬 더 강력한 것”이라고 설명했다. 연구진은 또 대략 계산했을 때 지구상의 모든 지붕 등 지표면의 0.5~1%를 울트라 화이트 페인트로 덮을 수 있으면 지구 온난화를 역전할 수 있다고 말했다. 그렇다면 울트라 화이트 페인트는 어떻게 완벽에 가깝게 하얗게 보이는 것일까. 이는 그 속에 함유된 황산바륨의 입자가 불균일하기 때문이다. 앞서 연구진은 이 페인트를 개발하기 위해 100여 가지의 재료를 검토하고 그 목록을 10가지로 좁혀 각각 50가지의 배합을 검사했다. 이를 통해 결국 이전에 사용한 탄산칼슘이 아닌 황산바륨이 가장 효과적이라고 결론지을 수 있었다. 사진 인화지나 화장품을 하얗게 만드는데도 쓰이는 황산바륨을 단순히 재료로만 사용하는 것으로는 태양광을 극한까지 반사할 수 없다. 하지만 황산바륨 입자가 빛을 산란하는 양은 입자의 크기에 의존하므로 입자의 크기 차이를 크게 할수록 햇빛에 포함된 빛의 스펙트럼을 더 많이 산란할 수 있다. 연구진은 “현재 우리의 페인트를 생산하고 판매하기 위해 한 회사와 협력하고 있다”면서 “페인트의 가격은 시판 페인트와 비슷할 것”이라고 말했다. 루안 교수에 따르면, 한 박물관이 울트라 화이트 페인트를 이른바 반타 블랙이라고 불리는 가장 완벽한 검은색을 보여주는 페인트 물질과 나란히 전시하기 위해 문의해 왔다.반타 블랙은 2014년 영국 과학자들이 개발한 물질로, 이는 거의 모든 빛을 흡수하므로 잠재적인 용도는 울트라 화이트 페인트와 거의 정반대이다. 예를 들어 반타 블랙은 우주 망원경에서 사용해 천체로부터 온 빛을 측정하는 능력을 방해할 수 있는 미광을 흡수할 수 있다. 하지만 반타 블랙은 탄소 나노튜브를 코팅한 것으로, 모든 사람이 이용할 수 있는 페인트는 아니다. 이 페인트는 터너상을 받았던 조각가 겸 화가인 애니시 커푸어가 예술 작품 사용에 관한 독점권을 구매하면서 논란을 일으킨 바 있다. 반면 영국에 기반을 둔 예술가 스튜어트 셈플은 자신이 개발한 세계에서 가장 완벽한 분홍색 안료를 웹사이트를 통해 커푸어를 제외한 모든 사람이 구매할 수 있도록 했다. 반타 블랙의 개발업체인 샐리 나노시스템스 측은 커푸어와의 독점 거래로 인해 박물관에서 가장 하얀 페인트와 가장 검은 페인트를 나란히 전시하는 것을 막지는 않을 것이라고 말했다. 이 업체는 그것은 예술이 아니라 빛과 어둠의 양극단의 배경에 있는 과학 기술에 관심이 있는 사람들을 위한 교육적인 전시로 볼 것이라고 말했다. 끝으로 루안 교수는 자신들이 개발한 울트라 화이트 페이트를 제조하는 것은 회사의 몫이 되겠지만, 모든 사람이 이 페인트를 사용하길 기대한다고 덧붙였다. 자세한 연구 성과는 미국 화학학회(ACS) 회보인 ‘응용 재료와 계면’(Applied Materials and Interfaces) 15일자에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난 2015년 7월 14일 명왕성을 최근접 통과한 후 심우주를 날아가고 있는 미 항공우주국(NASA)의 뉴허라이즌스가 새로운 기록을 눈앞에 두고 있다. 기록적인 속도로 지구에서 발사된 지 15년 후, 그리고 명왕성을 최초로 근접비행한 우주선이 된 지 6년이 지난 뉴허라이즌스는 역사상 다른 탐사선 4대의 뒤를 이어 가장 먼 우주를 날아간 이정표를 세우기 직전이다. 미국동부시간으로 17일 오후 8시 42분(한국시간 18일 오전 9시 42분), 뉴허라이즌스는 태양으로부터 50AU(천문단위)에 도달한다. 이는 지구-태양 간 거리의 50배로, 75억㎞에 달한다. 현재 뉴허라이즌스는 지구에서 다섯 번째로 멀리 날아간 우주선이다. 1972년에 발사된 파이어니어 10호는 소행성대를 통과하고 목성으로 날아간 최초의 탐사선으로, 1990년 9월 22일 50AU 거리에 도달했다. 현재 파이어니어 10호는 지구에서 약 129AU 떨어진 심우주를 날아가고 있다. 그 자매선인 파이어니어 11호는 그로부터 1년 후인 1991년에 50AU에 도달했다. 1973년에 지구를 떠난 이 탐사선은 목성을 플라이바이(근접비행)한 후 최초로 토성을 직접 관찰했다. 현재 지구로부터 약 105AU 거리에 있다. NASA는 쌍둥이 우주선인 보이저 2호가 출발한 지 16일 뒤인 1977년 9월 5일, 보이저 1호를 출발시켰다. 보이저 1호는 목성과 토성을 탐사했으며, 보이저 2호는 천왕성과 해왕성을 탐사했다.현재 인간의 피조물로 가장 멀리 날아간 기록을 세우고 있는 보이저 1호는 지구에서 152AU, 보이저 2호는 127AU 거리에 각각 있다. 빛으로는 각각 21시간, 18시간 걸리는 거리이다. 파이어니어 10과 11호는 몇년 전에 운영이 중단되었지만 두 보이저는 현재도 활동하고 있다. 현재 뉴허라이즌스와 가장 가까운 우주선은 목성 주위를 공전하는 NASA의 주노 탐사선이다. 보이저 과학자 앨런 스턴 박사는 “아주 먼 미래에 뉴허라이즌스는 우리가 사는 지구보다 보이저와 파이어니어들에게 더 가까워지겠지만, 속도가 빨라 그들을 따라잡진 못할 것”이라면서 “현재 보이저 1에서 거의 100AU 떨어진 거리에 있다”고 설명했다. 보이저 1호가 있는 곳을 보다 보이저 1호가 얼마나 멀리 여행했는지를 강조하기 위해 NASA는 1990년 지구에서 약 40.11AU 였을 때 보이저의 카메라를 내부 태양계 쪽으로 향하게 했다. ‘태양계 가족 사진’으로 알려진 이 유명한 모자이크 이미지는 금성, 지구, 목성, 토성, 해왕성 및 천왕성의 6개 행성을 각각 몇 개 픽셀의 빛으로 포착했다. 그러나 태양으로부터 50AU 거리에 있는 뉴허라이즌스는 이런 작업을 할 수 없다. 스턴 박사는 "이렇게 먼 거리에서도 태양은 장거리 정찰 영상 장치가 감당하기엔 너무 밝기 때문에 카이퍼 벨트를 지나기 전까지는 그렇게 하고 싶지 않다"고 설명했다.대신 스턴과 그의 팀은 보이저 1호 쪽을 향한 뉴허라이즌스를 가리키며, 카이퍼 벨트에 있는 우주선이 성간 공간을 날아가고 있는 먼 우주선의 위치를 처음으로 촬영했다. 스턴 박사는 ​“물론 보이저 1이 너무 희미해서 보이진 않지만, 대신 위치한 우주공간의 한 구역을 이미지로 잡아냈다”면서 “우리는 카이퍼 벨트에 있는 뉴허라이즌스 카메라로 가장 먼 우주선이 있는 곳을 보고 그 별밭 사진을 찍었다. 이것은 우리가 하는 일이지만, 보이저의 선구적인 미션에 대해 경의를 표하는 것이기도 하다”고 밝혔다. 2030년대 뉴허라이즌스 작동 중지 뉴허라이즌스가 50AU에 도달하는 것을 하나의 이정표로 삼는 것은 현재 미션을 수행하는 뉴허라이즌스가 계획된 설계 수명을 초과하고 있기 때문이다. 스턴 박사는 “우주선을 설계할 때 가장 먼저 수행하는 작업 중 하나는 요구 사항을 설정하는 것이고 우리가 설정한 목표치를 넘으면 승리를 선언할 수 있는데, 그 목표선이 50AU”라고 밝혔다.뉴허라이즌스는 2015년 7월, 우주선이 태양으로부터 39.2AU에 있을 때 명왕성을 근접비행하면서 처음으로 명왕성과 그 위성을 클로즈업한 모습으로 탐사했다. 그런 다음 2019년 새해 첫날, 태양으로부터 43.4AU 거리에 있는 작은 카이퍼 벨트 천체 아로코스를 근접 관측했다. 스턴 박사는 “우리는 지금도 뉴허라이즌스가 플라이바이 과정 중 얻은 데이터를 수신 중에 있다”면서 "세계에서 가장 큰 망원경 중 하나인 하와이의 스바루 망원경을 사용해 새로운 탐사 대상 천체를 찾고 있다. 우주선 탱크에 연료가 남아 있고 또 다른 근접비행을 할 수 있기 때문”이라고 설명한다. 희망은 뉴허라이즌스의 전력이 바닥나기 전에 다른 목표를 찾는 것이다. 핵 배터리(방사성 동위원소 열전 발전기/RTG)에서 전기를 끌어오지만 플루토늄 전력 공급 장치는 10년 마다 33와트씩 감소된다. 뉴허라이즌스가 태양으로부터 100AU 떨어지는 2030년대 전력이 너무 낮아 모든 기기는 작동을 멈추게 된다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

사실을 말하는 언어는 오해받기 쉽다. 예를 들면 이런 거다. 일과 삶은 구분돼야 한다. 일은 사무실에서 끝내고, 그 후의 시간은 내 삶을 위해 써야 한다고 이해한다. 나를 위해 하고 싶은 것을 할 여유가 필요하다는 주장일 것이다. 오해다. 일과 삶은 나뉘어야 하지만 한 몸이다. 살고 싶어서 노동하는 것도 아니고, 노동하고 싶어서 사는 것도 아니다. 일과 삶을 합체해 버리고자 하는 것도 매력적이지만 함정이다. 어떤 이는 대문호 괴테가 공무원으로 일했던 걸 아쉬워했다. 대문호에 걸맞은 격정적이고 파격적인 삶을 기대한 것이리라. 철학자 스피노자는 평생 안경과 망원경에 쓰이는 렌즈를 깎으며 살았다. 의외인가? 철학자 비트겐슈타인은 1차 세계대전 중 참호에서 감자를 깎으며 이런 스피노자를 떠올리며 흐뭇해했다고 한다. 공무원 괴테의 삶에 실망했다면 어이없는 사람이다. 자신에게 집중하라고 간혹 나를 닦아세우고는 한다. 나에게 온전히 집중하는 것이, 내 인생의 내 욕망을 좇는 것이 타인을 배려하지 않는 것이라 생각하는가? 오해다. 자신에게 집중하는 사람이야말로 자기 이익을 버리는 사람이다. 나 자신에게 집중하는 것은 사실 끔찍하게 어렵다. 내가 생각하는 내 생각은 거의 남에 대한 생각인 까닭이다. 내가 좋아하는 사람 생각, 내가 증오하는 사람 생각, 내가 성공했으면 하는 생각, 내가 원하는 것을 욕망하며 떨쳐버리지 못하는 생각. 이 모두가 다른 사람의 시선과 존재를 의식한 생각들이다. 누구도 보지 않는 곳에서 나에게만 집중할 수 있는가. 고독하면 어떨까? 예수도 부처도 오래 혼자만의 시간을 보냈다. 가디언지에 실렸던 미국인 이야기이다. 이 남자는 스무 살을 막 넘기고, 그야말로 홀연히 문명을 떠나기로 결심했다. 준비도 없이 내린 결정이었다. 그리고 27년 동안 누구도 만나지 않고 생활하다가 세상에 다시 나타났다. 그러고는 철학자처럼 말했다. “고독은 분명 무언가 소중한 것을 더 가지게 한다. 고독함은 나의 지각력을 향상시켰다. 그런데 의아한 게 있다. 내가 내 향상된 지각력으로 내 자신을 내려다보니 그곳에 나 자신은 없었다.” 나도 고독에 대해 말한 적이 있다. 타르콥스키의 ‘젊은이는 고독을 감싸안을 줄 알아야 한다’는 멋진 말도 좋아한다. 비트겐슈타인은 영국 케임브리지대학에 있다가 노르웨이로 갑자기 사라지고, 오스트리아 시골에서 초등학교 선생을 하며 자신을 고독이라는 울타리에 가두어 버렸다. 단연 20세기 최고의 피아니스트라 할 수 있는 글렌 굴드에게도 고독은 신념과 같았다. 심지어 ‘고독’을 주제로 세 시간 분량의 라디오 다큐멘터리도 만들었다. 이제 그들의 고독이 조금조금씩 이해된다. 다만 사막으로 숲으로 떠날 수 없다는 것이 문제다. 사랑하는 사람, 나를 나이게 해 주는 일, 하루도 거르지 않고 나오는 언어들, 이런 것들에 둘러싸인 나는 고독을 어떻게 찾을까. 기도하며 찾을까.

한때 출렁이는 바다를 갖고 있었던 화성의 물이 한꺼번에 말라버리지 않았다는 새로운 연구결과가 발표되었다. 오늘날처럼 건조한 행성이 되기 전에 화성은 건조한 시기와 습한 시기를 반복하는 변동을 겪었다고 이 연구는 결론 지었다. 이전 연구에 따르면, 화성은 한때 지구 대서양의 절반 정도의 수량으로 온 지표를 뒤덮는 바다를 가지고 있었던 것으로 알려졌다. 그러나 미 항공우주국(NASA)에 따르면, 이 붉은 행성은 현재 지구상에서 가장 건조한 칠레의 아타카마 사막의 가장 건조한 지역보다 천 배 이상 건조한 것으로 알려졌다. 화성이 어떻게 이처럼 극도로 건조한 행성이 되어버렸는지 밝히기 위해 과학자들은 화성에 있는 NASA의 큐리오시티 탐사선이 수집한 데이터를 분석했다. 이 탐사 로버는 현재 너비 154km인 게일 분화구 중심에 솟은 약 5.5km 높이의 거대한 샤프 산 기슭을 탐사하고 있다. 공식적으로 아이올리스 몬스(Aeolis Mons)로 알려진 샤프 산은 "바람과 물에 의해 퇴적된 암석들이 만든 거대한 산괴"라고 프랑스 툴루즈 대학 행성 과학자 윌리엄 라핀이 스페이스닷컴에 말했다. 이전 연구는 화성이 습한 상태에서 건조한 상태로 바뀌는 36억 년 전 헤스페리아 시대에 기반한 것이다.  화성 궤도를 도는 우주선은 샤프 산 경사면의 광물 성분에 대한 단서를 제공한 바 있으며, 이제 라핀과 그의 동료들은 큐리오시티의 화학실험-카메라 복합체의 원격 마이크로-이미저 망원경을 사용하여 샤프 산의 가파른 지역을 조사한 결과 고대 화성에 대한 새로운 통찰을 얻어냈다. 방대한 시간에 걸쳐 일어났던 지질학적 사건은 암석층이나 지층을 퇴적시킬 수 있다. 예컨대 화산 폭발은 얇은 재나 두꺼운 용암층을 쌓을 수 있다. 과학자들은 지층을 분석하여 그것을 생성한 사건을 추론함으로써 한 지역 또는 전체 행성의 고대 역사를 밝혀낼 수 있는 것이다. 과학자들은 약 850m 두께의 퇴적층에 초점을 맞추었다. 샤프 산의 바닥은 호수와 관련이 있을 가능성이 높은 300m 두께의 진흙으로 이루어져 있다.연구자들은 긴 건조 기간 동안 바람에 날리는 모래 언덕에 의해 침식될 가능성이 있는 약 150m 두께의 넓은 침식층을 확인했다. 그런 다음 과학자들은 강이 범람해서 만드는 전형적인 퇴적물인 약 400m 두께의 밝고 어두운 암석층이 번갈아 나타나는 것을 확인하고 습한 상태의 반복적인 출현을 표시했다. "우리는 마운드의 퇴적 구조에 기록된 기후 변화를 볼 수 있었다"라고 라핀은 밝혔다. 과학자들은 4월 8일(현지시간) '지올로지' 저널에 온라인판에 그들의 발견을 자세히 설명했다. 이전 연구에 따르면, 화성의 물은 약 30억 년 전에 완전히 말라버렸다고 한다. 이 새로운 발견은 화성의 기후가 완전히 건조되기 전, 풍부한 수량의 강과 호수가 존재하던 시기와 건조한 시기가 교차되는 대규모 변동을 겪었음을 보여준다. 큐리오시티는 샤프 산 기슭을 올라 다양한 암석층을 드릴로 파헤칠 예정이다. 이 같은 작업은 건기의 모래 언덕이 소금이나 규산염 입자로 만들어졌는지를 밝혀낼 수 있을 것으로 기대되고 있다. 라핀은 "그것이 무엇으로 만들어졌는지 알아낸다면 기후 변동의 원인을 이해하는 데 도움이 될 수 있다"라고 밝혔다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

심연의 우주를 마치 다양한 색채의 실로 엮어놓은 듯한 환상적인 성운의 모습이 공개됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경이 촬영한 ‘베일 성운’(Veil Nebula)의 모습을 사진으로 공개했다. '망상 성운' 혹은 '면사포 성운'으로 불리는 베일 성운은 스카프를 연상시키는 아름다운 천 조각이 우주 속에서 너풀거리듯 환상적인 자태를 자랑한다. 그러나 베일 성운은 사실 별이 죽으면서 남긴 흔적이다. 지금으로부터 약 1만 년 전 태양 질량의 약 20배 되는 별이 초신성(超新星) 폭발하면서 남긴 잔해가 지금 우리가 보는 바로 이 모습이다. 초신성은 이름만 놓고보면 새로 태어난 별 같지만 사실 종말하는 마지막 순간의 별이다. 일반적으로 별은 생의 마지막 순간 남은 ‘연료’를 모두 태우며 순간적으로 대폭발을 일으킨다. 이를 초신성 폭발이라고 부르며 이 때 자신의 물질을 폭풍처럼 우주공간으로 방출한다. 현재도 베일 성운은 시속 150만㎞ 속도로 팽창 중이다. 지구에서 약 2100광년 떨어진 백조 자리에 위치한 베일 성운은 지름이 약 110광년에 달하며 공개된 이 사진은 그 일부다. 이번에 공개된 이 사진은 지난 2015년 허블우주망원경이 촬영한 사진을 발달된 기술로 재가공한 것으로 푸른색으로 보이는 부분은 이온화된 산소, 붉은 부분은 이온화된 수소와 질소다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)의 허블우주망원경이 죽어가는 은하계의 놀라운 이미지를 포착했다. NGC 1947로 알려진 이 은하는 약 200년 전 스코틀랜드 출신 천문학자 제임스 던롭이 호주의 밤하늘을 연구하던 중 발견한 것이다. 남반구 하늘의 황새치자리 깊숙한 곳에 있는 NGC 1947은 약 4000만 광년 떨어져 있다. 은하 분류로 볼 때 NGC 1947은 렌즈형 은하에 속하는데, 이는 원래 이 은하의 형태가 나선은하와 타원은하 사이에 있었다는 것을 의미한다. 허블 천문학자들은 성명에서, 지난 200년 동안 NGC 1947의 중심을 돌던 상징적인 나선팔이 자신의 구성 물질 대부분을 잃어버렸다고 밝혔다. 성명은 또 나선팔을 따라 회전하는 나선은하의 별, 가스, 먼지와 달리 NGC 1947의 먼지와 가스는 별의 움직임을 따르지 않고 독자적인 움직임을 보이는데, 이는 이 은하에 보이는 먼지와 가스 선들이 지난 30억 년 동안 특이은하로 진화하면서 옆의 위성은하에서 끌어온 물질일 수 있다고 제안했다. 그러나 우리는 여전히 은하의 배경을 밝게 비춰주는 수백만 개의 별들 덕분에 구조의 나머지 부분을 알아낼 수 있다. 허블의 새로운 이미지에서 별빛과 대비되는 불투명한 먼지선이 특이은하의 밝은 중심 지역을 가로지르는 것을 볼 수 있다. 천문학자들에 따르면, 은하계가 별을 형성하는 물질을 대부분 잃어버렸기 때문에 새로운 별을 생성할 가능성이 아주 낮다. 별은 빽빽한 가스와 먼지 구름으로 이루어진 성운이 중력의 압력에 의해 중심으로 붕괴될 때, 별 생성의 전 단계인 강착 원반을 만들어낸다. 그러나 NGC 1947 은하에는 밀도가 높은 구름을 형성하기에 충분한 가스와 먼지가 없기 때문에 시간이 지남에 따라 결국 사라질 운명에 처하게 될 것이다. NASA는 3월 7일 망원경 소프트웨어의 결함으로 인해 예기치 않게 과학 작업이 중단된 후 처음 허블에서 포착한 이 이미지를 게시했다. 망원경이 온라인으로 돌아와 3월 11일에 다시 관측을 다시 시작했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지난 수십 년 동안 외계 행성 연구는 눈부신 발전을 거듭했다. 초기에는 외계 행성이 실제로 있는지 알아보는 정도였다면 이제는 이미 확인된 외계 행성만 수천 개 이상이다. 짧은 시간 동안 이렇게 많은 외계 행성을 찾아낼 수 있었던 것은 몇 년 전 퇴역한 나사의 1세대 행성 사냥꾼 케플러 우주 망원경의 공로가 매우 컸다. 케플러의 임무는 더 강력한 성능을 지닌 2세대 행성 사냥꾼인 TESS가 물려받았다. TESS는 360도의 넓은 관측 범위를 지녀 12도 정도의 좁은 시야를 지닌 케플러 우주 망원경보다 훨씬 많은 외계 행성을 찾아낼 수 있다. 그런데 나사는 이미 TESS의 후계자도 개발 중이다. 나사의 우주 망원경 개발에 큰 업적을 세운 여성 과학자의 이름을 딴 낸시 그레이스 로만 우주 망원경 (Nancy Grace Roman Space Telescope, 이하 로만 우주 망원경)이 그 주인공이다.  3세대 행성 사냥꾼이라고 할 수 있는 로만 우주 망원경은 케플러나 TESS와는 비교가 되지 않을 만큼 먼 거리를 관측할 수 있다. 허블 망원경과 같은 2.4m 지름의 거대한 주경 (망원경에서 첫 번째로 빛을 모으는 가장 큰 거울)과 최신 기술이 집약된 2억8800만 화소의 카메라를 이용해서 멀리 떨어진 별의 미세한 밝기 변화를 관측할 수 있기 때문이다. 케플러 우주 망원경은 최대 2000광년 떨어진 외계 행성을 포착할 수 있고 TESS는 범위를 늘리는 대신 거리를 희생해서 평균 150광년 떨어진 외계 행성을 찾아낼 수 있는 반면에 로만 우주 망원경은 무려 25,000광년 떨어진 외계 행성까지 포착할 수 있다.로만 우주 망원경은 케플러나 TESS처럼 행성이 주기적으로 별 앞을 지날 때 미세하게 밝기가 변하는 것을 관측해 외계 행성을 포착한다. 하지만 로만 우주 망원경은 선배들에게는 없는 재주가 하나 더 있다. 멀리서 온 별빛이 보이지 않는 어두운 행성 옆을 지날 때 빛이 렌즈를 통과한 것처럼 휘는 현상을 이용한 마이크로 중력렌즈 (microlensing)가 그것이다. 중력렌즈는 아인슈타인의 상대성 이론에 의한 효과로 주로 무거운 천체를 찾는 데 사용되고 있지만, 최근에는 관측 기술의 발전으로 행성처럼 매우 작은 질량을 지닌 천체의 중력렌즈 효과도 관측할 수 있게 됐다. 마이크로 중력렌즈 덕분에 로만 우주 망원경은 지구에서 관측했을 때 행성이 별 앞을 지나지 않더라도 관측이 가능하다. 로만 우주 망원경의 행성 포착 능력이 전 세대보다 월등히 뛰어날 것으로 기대하는 이유다. 사우스 웨일스 대학의 벤저민 모텟 (Benjamin Montet)이 이끄는 연구팀은 로만 우주 망원경이 대략 10만 개의 외계 행성을 새로 찾아낼 것으로 예측했다. 이 가운데 3/4은 목성이나 해왕성 같은 가스 행성이고 나머지 1/4은 미니 해왕성이나 슈퍼 지구 혹은 지구와 비슷한 외계 행성이다. 생명체가 살 수 있는 제2의 지구 후보가 대거 발견될 가능성이 높은 것이다.  로만 우주 망원경은 2020년대 중반에 발사 예정이다. 현재는 주경을 비롯해 주요 부품이 제작되었거나 개발 중이다. 케플러가 외계 행성에 대한 지식을 완전히 바꿔 놓은 것처럼 TESS와 로만 우주 망원경 역시 획기적인 진전을 이뤄낼 것으로 기대된다. 결국 이런 연구를 통해 언젠가 생명체가 살 수 있는 외계 행성에 대한 결정적인 증거도 발견될 것이다.  고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

우리은하 중심부에는 태양 질량의 400만 배에 달하는 거대 질량 블랙홀이 존재한다. 그 주변으로는 블랙홀의 중력에 이끌려온 많은 별과 가스가 존재한다. 하지만 과학자들은 은하 중심부 근방에서 새로운 별이 생성되기는 어려울 것으로 생각해왔다. 별의 재료가 될 가스는 풍부하지만, 블랙홀에서 나오는 강력한 에너지와 빈번한 초신성 폭발, 그리고 강한 자기장 등 여러 가지 방해 요소가 많기 때문이다. 그러나 최근 일본국립천문대 싱 루가 이끄는 국제 천문학자 팀은 강력한 전파 망원경인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해 과거 생각했던 것보다 많은 별이 은하 중심부에서 생성된다는 증거를 발견했다. 연구팀은 과거 새로 생성되는 별이 거의 없는 것으로 알려진 중심 분자 지대(Central Molecular Zone)를 관측하던 도중 이런 사실을 확인했다. 중심 분자 지대는 천문학적 관점에서 은하 중심 거대 질량 블랙홀 인근인 1000광년 이내에 위치한 거대한 분자 구름으로, 만약 블랙홀에서 충분히 떨어진 위치에 있었다면 내부의 가스가 뭉쳐 수많은 아기 별이 탄생할 조건을 갖추고 있다. 연구팀은 분자 구름 내부에서 생성되는 별이 매우 드물 것으로 예상했다가 800개에 달하는 가스 핵(gas core)를 발견하고 깜짝 놀랐다. 국소적으로 밀도가 높아진 가스가 뭉쳐 가스 핵을 만드는데, 이는 새로운 별이 생성되는 초기 단계이기 때문이다. 더 나아가 연구팀은 두꺼운 가스와 먼지를 뚫고 내부를 관찰할 수 있는 ALMA의 강력한 성능으로 43개의 가스 핵에서 에너지와 물질이 방출되는 확인했다.(사진) 이는 가스 핵이 더 뭉치면서 내부 온도가 상승해 나타나는 현상으로 아기별이 아기 새처럼 껍질을 뚫고 나오는 것에 비유할 수 있다. 다시 말해 새로운 별이 탄생하는 장면을 여럿 목격한 것이다. 연구팀은 이 데이터를 근거로 중심 분자 지대에서 새로운 별이 생성되는 속도가 기존 이론처럼 은하 다른 지역의 10% 수준이 아니라 사실상 비슷하다는 연구 결과를 천체물리학 저널(Astrophysical Journal) 최신호에 발표했다. 이론과 다른 결과가 나온 이유는 모르지만, 여러 가지 악조건 속에서도 아기 별은 꿋꿋하게 태어난다는 이야기다. 그리고 이론적으로 그럴 듯하고 초기 관측 역시 이론과 부합되는 결과가 나와도 과학자는 끊임없는 이론을 검증해야 한다는 교훈을 남기는 이야기이기도 하다. 참고로 ALMA는 칠레의 고산 지대에 설치된 여러 개의 거대 전파 망원경 집합으로 광학 망원경이나 일반 전파 망원경보다 더 긴 파장인 밀리미터/서브밀리미터 파장에서 우주를 관측하고 있다. 파장이 길수록 가스나 먼지를 뚫고 관측하는데 용이하기 때문에 ALMA의 진가는 두꺼운 가스에 가린 천체를 연구할 때 드러난다. 앞으로 비슷한 천체를 연구하는 데 있어 ALMA의 활약을 계속해서 기대할 수 있는 대목이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

나는 어쩌다 명왕성을 죽였나/마이크 브라운 지음/지웅배 옮김/롤러코스터/420쪽/2만원 ‘수·금·지·화·목·토·천·해·명.’ 학창 시절 배웠던 태양계 행성의 배열 순서다. 미국에서는 행성 앞글자를 따 ‘나의 최고 좋은 엄마가 방금 우리에게 피자 아홉 판을 만들어 주셨다’(My Very Excellent Mother Just Served Us Nine Pizzas)라고 외운다.태양계 행성 가운데 가장 특이한 건 아마 끄트머리에 있는 명왕성일 것이다. 1930년 2월 18일 클라이드 톰보가 발견한 이 행성은 다른 행성들과 달리 20도쯤 기울어진 타원 궤도를 돈다. 무엇보다 다른 행성에 비해 크기가 아주 작다. 천문학자 마이크 브라운 미국 캘리포니아 공과대학 교수가 10번째 후보 행성을 발견하기까지 명왕성은 별 의심 없이 9번째 행성으로 자리했다. 그러다 2006년 별안간 명왕성이 행성에서 퇴출당했다는 소식이 전해지고, 전 세계 과학계가 적지 않은 논쟁을 벌였다. 브라운 교수는 ‘나는 어쩌다 명왕성을 죽였나’에 이 모든 과정을 흥미롭게 담았다. 저자는 명왕성 너머에도 행성이 존재하리라 생각하고 몇 년 동안 흔적을 좇았고, 결국 해왕성 궤도 바깥의 별 무리 ‘카이퍼 벨트’에서 마케마케(이스터 버니), 하우메아(산타), 에리스(제나)와 같은 행성을 잇달아 발견한다. 다른 행성은 명왕성보다 크기가 작았지만, 에리스는 명왕성보다 오히려 조금 더 컸다. 그럼 10번째 행성으로 확정하면 됐을 터다. 그런데 이 발견은 명왕성의 ‘자격’ 논쟁으로 번졌다. 2006년 8월 체코 프라하에서는 명왕성을 행성으로 인정할 수 있는지를 두고 현대 천문학 사상 가장 치열한 논쟁이 벌어졌다. 그동안 행성에 대한 구체적인 기준이 없었던 게 논란의 요지였다. 무엇보다 명왕성의 ‘크기’가 문제였다. 에리스를 10번째 행성으로 받아들인다면 행성이 될 가능성이 있는 다른 천체가 적어도 200개쯤 될 것이라는 의견이 등장했다. 2주간 논쟁 끝에 8월 25일 424명의 국제천문연맹(IAU) 회원 투표가 진행된다. 그리고 명왕성은 결국 행성으로서의 지위를 박탈당하고 에리스와 함께 ‘왜소행성’으로 전락했다.저자는 역사에 길이 남을 ‘10번째 행성 발견자’라는 영예를 얻을 수도 있었지만, 오히려 “명왕성과 에리스를 행성으로 분류하면 안 된다”고 주장했다. 명왕성 퇴출 이후 “명왕성을 제자리로 돌려놓으라”는 항의가 빗발쳤고, 우주를 꿈꾸는 어린이들은 “명왕성을 내쫓지 말라”며 애절한 편지를 보내기도 했다. 그리고 저자는 영예 대신 ‘명왕성 킬러’라는 무시무시한 별명을 얻었다. 책에는 새로운 천체를 찾는 과정, 행성의 의미를 고민하는 과정 등 천문학적 지식이 고스란히 펼쳐진다. 별 관찰이 그저 망원경으로 보고 기록하는 수준이 아니라 최신 장비를 사용해 자료를 모으고, 이를 분석하는 프로그램을 만드는 일로 바뀌었다는 내용이 눈길을 끈다. 왜소행성 하우메아(산타)를 발견하고 검토하는 동안, 스페인 연구팀이 브라운팀의 관측 기록에 접근해 이를 낚아채 발표하는 것을 적발하는 등 암투도 흥미진진하다. IAU 투표 장면은 과학적 사고란 어떤 것인지 우리에게 명확히 알려준다. 명왕성 퇴출이 심적으로는 다소 아쉽지만, 과학의 생명은 다름 아닌 합리성이라는 걸 보여 주는 게 책의 하이라이트다. 명왕성이 퇴출된 뒤 태양계의 영어 암기법에는 나초가 들어갔다. ‘나의 최고 좋은 엄마가 방금 우리에게 나초를 만들어 주셨다’(My Very Excellent Mother Just Served Us Nachos). 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

외계인에게 보낸 인류의 메시지에 관한 이소벨 위트콤의 흥미로운 칼럼을 소개한다. 스페이스닷컴의 24일자에 게재됐다.  19세기 초 오스트리아의 천문학자 요셉 요한 폰 리트로는 사하라 사막에 거대한 기하학적 무늬의 도랑을 판 후 거기다 등유를 채우고 불을 붙일 것을 진지하게 제안했다. 태양계의 다른 곳에 살고있는 외계 문명들에게 "우리는 여기 있습니다"라는 내용의 명확한 메시지를 보내자는 아이디어였다.   그러나 폰 리트로는 자신의 아이디어가 실현되는 보지 못했다. 그래도 야심찬 그의 제안은 오랜 시간이 지나도록 살아남아 인류의 외계문명 접촉 시도는 꾸준히 이어져왔다. 그래서 우리는 외계인에게 어떤 메시지를 보냈을까?  지구에 사는 인류의 존재를 알리는 데는 전파가 이용되었다. 1962년 구소련 과학자들은 금성에 무선 송신기를 겨냥하고 모스 부호로 인사를 건넸다. 우주공간으로 쏘아보낸 최초의 이 메시지 머리말에는 Mir('평화' 또는 '세계'를 의미하는 러시아어), Lenin, SSSR('소련'의 키릴어 이름의 라틴 알파벳 약어)의 세 단어가 포함되었다. '우주생물학 국제 저널'에 게재된 2018년 기사에 따르면, 이 메시지는 대체로 상징적인 성격의 것이었다. 태양계 천체를 관찰하고 매핑하기 위해 우주로 전파를 보내는 기술인 행성 레이더 테스트의 일환이었다. 거리의 측면에서 ET에 접촉하려는 다음 시도는 훨씬 더 야심적이었다. 1974년 천문학자 프랭크 드레이크, 칼 세이건을 포함한 과학자 팀은 푸에르토리코의 아레시보 천문대에서 전파 메시지를 송출했다. 2진 코드로 전송된 이 이미지는 막대기 표시로 사람의 모양, 이중 나선 DNA 구조, 탄소원자 모델 및 망원경 그림이 포함되어 있었다. 이 전파의 행선지는 지구에서 2만 5000 광년 떨어져 있는 헤르쿨레스 대성단(M13)으로, 북반구에서 가장 크고 밝은 구상성단이다. 170광년의 지름 내에 무려 50만 개의 별들이 밀집되어 있어, 그 중에 어느 곳엔가 외계인들이 살고 있을 가능성이 가장 높다는 이유에서 선정된 것이다. 심리학자이자 MTI(Messaging Extraterrestrial Intelligence) 인터내셔널 대표 더글러스 바코치는 "아레시보 메시지는 우리가 수학과 과학의 언어로 인류에 관한 스냅샷을 제공하려 한 것"이라고 밝혔다.  아레시보 메시지는 문자 그대로 우주공간의 어둠 속으로 날아갔다. 코넬 대학 천문학과에 따르면, 광속으로 날아가는 이 메시지가 M13에 도달하는 데는 약 2만 5000년이 걸릴 것이며, 그 동안에도 성단은 움직일 것이라고 한다. 그리고 만약 외계인이 이 메시지를 감지하고 답신을 보낸다면 우리는 또 2만 5000년을 더 기다려야 그것을 받아볼 수 있다.  아레시보 메시지의 전파 신호는 우리 태양의 전파 강도보다 천만 배 더 강하다. 하지만 외계인이 그 메시지에 응답해올 가능성은 낮다고 SETI(Search for Extraterrestrial Intelligence) 연구소의 천문학 자 세스 쇼스탁은 전제하면서 "어떤 의미에서 가장 강력한 메시지지만, 아주 외진 고속도로변의 거대한 광고판 같은 것"이라고 비유했다.마찬가지로 인류의 메시지를 부착하고 1977년 지구를 떠난 보이저 우주선은 태양계를 벗어나 ​​지금도 성간 공간을 날아가고 있지만, 외계인이 그것을 발견할 확률은 과연 얼마나 될까? 외계 지성체 연구 전문인 언어학자 셰리 웰스-젠슨은 "제로"라고 말했다. 그녀는 '라이브 사이언스'와의 인터뷰에서 "실제로 소통의 측면에서는 의미가 없다 하더라도 인류의 실체를 최적으로 요약한 것으로, 아름답고 시적이고 사랑스럽고 용감한 시도였다"라고 밝혔다. 전문가들은 이러한 시도가 외계문명에 접촉할 가능성이 낮다는 데 대체로 동의한다. 물론 그 결과는 우리 항성계에 외계 생명체가 있는지 여부에 달려 있다. 그러나 외계인이 우리의 전파 신호를주의 깊게 듣고 메시지를 해석할 수 있을 만한 수준의 수학과 과학을 갖고 있어야 한다. 하지만 그렇다고 이 모든 메시지가 무의미하다는 의미는 아니다. "우리는 찾고 있는데 왜 그들은 우리를 찾고 있지 않을까?" 하고 웰스-젠슨은 의문을 표한다. 그리고 '우리의 메시지가 외계문명이 이해할 수 없다면?'이라는 의구심에 대해서 그녀는 "괜찮아. 우리가 지금까지 말한 가장 중요한 것은 우리가 존재한다는 그 자체이니까"라고 답했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

과학자들이 블랙홀의 비밀을 또 한 겹 벗겨 냈다. 한국을 포함해 미국, 유럽, 남미, 아프리카 등의 연구자들로 구성된 ‘사건지평선망원경(EHT) 국제 공동 연구팀’은 어제 지구로부터 5500만 광년 떨어진 은하(처녀자리) 중심부에 위치한 블랙홀에서 편광(전자기파)을 관측하는 데 성공했다. 관측 영상에서 편광이 관측되면서 블랙홀이 물질을 빨아들이고 막대한 에너지를 방출하는 메커니즘이 처음으로 확인됐다는 게 과학계의 설명이다. 블랙홀이란 우주에서 가장 빠른 빛조차 빠져나가지 못할 정도로 중력이 강한 천체를 말한다. 1789년 영국과 프랑스의 과학자들에 의해 그 존재 가능성이 제기됐으나 1915년 아인슈타인의 상대성 이론에 의해 이론적으로 존재가 처음 입증됐다. 블랙홀은 빛이 나오지 않기에 육안이나 일반 천체 망원경으로 그동안 확인이 불가능했으나 불과 2년 전인 2019년 4월에야 그 모습이 세상에 알려졌다. 이론을 확인하는 데 꼬박 100여년의 시간이 필요했다. 인류가 블랙홀의 존재를 확인하게 된 것은 전파망원경으로 구성된 ‘사건지평선망원경’과 과학자들의 공동 연구 덕분에 가능했다. 남극 등 지구 전역에 설치된 8대의 전파망원경을 하나의 큰 망원경처럼 관측하는 기술이 블랙홀의 존재를 확인할 수 있게 했다. 기술 발전과 국경을 초월한 과학자들의 상호 협력 덕분이다. 블랙홀은 여론을 한꺼번에 빨아들이는 사회현상을 설명할 때도 인용된다. 최근 1년여 동안은 코로나19가 전 세계인의 관심을 빨아들인 블랙홀이 됐다는 데는 이견이 없을 듯하다. 코로나19는 세계 도처에서 수많은 목숨을 앗아간 후에야 백신이 개발됐지만 아직도 일상에 엄청난 불편을 안겨 주고 있다. 여행뿐 아니라 가족 간의 만남도 제한되고 있다. 지구인의 관심을 모으는 도쿄 하계올림픽마저도 1년이나 연기시킨 코로나19는 여전히 강력하고도 큰 블랙홀임이 틀림없다. 부동산이 블랙홀이 되고 있다. 사람들의 모든 관심을 빨아들이고 있다. 현 정부는 코로나19를 비교적 안정적으로 관리해 왔다고 하지만 부동산 시장 안정에는 실패를 거듭했다. 25번째 부동산 대책이 이를 말해 준다. 그것도 모자라 최근 LH 직원의 투기 의혹은 한국 사회에 만연한 부동산 투기의 심각성을 드러낸다. 국회의원 3인을 포함해 정책을 입안·실행하는 실무진이나 사회지도층들이 앞장서 부동산 투기에 나선 정황들이 드러났다. ‘영끌’, ‘벼락거지’ 등 각종 비관적인 단어가 생겨나는 현실에 평범한 사람들의 박탈감만 커지고 있다. 부동산이란 블랙홀이 4월 7일 서울·부산시장 등의 보궐선거에서 표심을 어떻게 삼킬지 궁금하다. yidonggu@seoul.co.kr

블랙홀 주변에서 블랙홀의 흡입력보다 더 강력한 자기장이 발견되었다. 사건지평선 망원경(EHT) 국제공동연구팀은 M87 은하 중심에 있는 초대질량 블랙홀의 편광 관측 영상을 24일 최초로 공개했다. 인류 역사상 최초로 관측한 블랙홀 이미지가 공개된 후, 천문학자들은 다시 한번 블랙홀에 관한 놀라운 이미지를 잡아냈다. 블랙홀 주변을 감싸고 있는 강력한 자기장을 발견한 것이다. 이 작업은 거대한 천체에 대한 새로운 시각을 제공하는 것으로, 자기장이 블랙홀 근처에서 어떻게 거동하는지 알아낼 수 있는 실마리를 찾아줄 것으로 기대된다. 블랙홀은 빛까지도 탈출할 수 없는 강력한 중력을 가진 불가사이한 천체로, 주위의 모든 물질을 빨아들이며 시공간마저 일그러뜨린다. M87 내 초대질량 블랙홀은 태양보다 65억 배 더 무거운 것으로 알려져 있다. 블랙홀의 중력에 사로잡혀 빨려들어가는 물질 일부는 제트(가스 폭풍) 형태로 우주공간으로 방출된다. 흡입 방향과 반대로 작용하는 힘이 있다는 뜻인데, 그동안 이 과정이 베일에 싸여 있었다. 2019년, EHT 국제공동연구팀은 지구에서 5500만 광년 떨어진 M87 은하 중심에 있는 블랙홀의 이미지를 최초로 잡아내는 데 성공했다. M87은 처녀자리 은하단 중심부의 거대 은하다. 이미지는 블랙홀의 그림자인 어두운 중심이 있는 밝은 링을 보여준다. 이 이미지를 캡처하는 과정에서 천문학자들은 블랙홀 주변에서 상당한 양의 편광을 발견했다. 편광된 빛의 파장은 편광되지 않은 빛에 비해 방향과 밝기가 다르다. 또한 빛이 자화된 뜨거운 공간에서 방출될 때 빛이 편광판을 통과할 때처럼 편광된다. 이처럼 편광된 빛은 자기장이 존재한다는 신호이기 때문에 이 이미지는 블랙홀 고리가 자화되어 있음을 분명히 보여준다. “이는 사건지평선에 아주 근접한 자기장에 의해 블랙홀 고리로부터 방출이 이루어진다는 것을 분명히 보여주는 사례”라고 EHT 편광측정 그룹의 코디네이터 모니카 모스키보로츠카 박사가 밝혔다. 천문학자들이 블랙홀 가장자리 근접한 곳에서 편광을 측정할 수 있었던 것은 이번이 처음으로, 이 블랙홀에 대한 새로운 이미지는 블랙홀의 또다른 놀라운 모습을 드러낸 것일 뿐만 아니라, M87에서 방출되는 강력한 제트에 대한 새로운 정보를 담고 있다. 모스키브로츠카 박사는 “첫 번째 이미지에서는 제트의 강도만 보여주었다”면서 “이제 원본 이미지 위에 편광 정보를 추가로 공개한다”고 설명했다.EHT 이론작업 그룹 코디네이터 제이슨 덱스터 콜로라도대 교수는 “새로운 편광 이미지는 블랙홀 근처의 가스에 관한 많은 정보를 비롯해, 블랙홀이 어떻게 성장하고 제트를 발사하는지에 대한 중요한 과정을 보여준다”며 “M87 블랙홀 주변의 뜨거운 가스 일부는 가장자리 자기장의 압력으로 블랙홀의 중력 에너지를 이기고 밖으로 밀려 제트 형태로 멀리 날아가고, 나머지는 자기장에 끌려 사건지평선으로 나선운동하며 떨어진다”고 밝혔다. 사건지평선은 블랙홀의 안과 밖 경계면을 말한다. 사건지평선을 넘는 순간 어떤 물체도 바깥으로 탈출할 수 없어 이런 이름을 얻었다. 블랙홀 이미지를 잡아낸 사건지평선 망원경(EHT)은 미국 애리조나, 하와이, 칠레, 스페인, 멕시코, 남극 대륙 등 세계 곳곳의 8개 전파망원경으로 지구 규모로 구성한 가상 전파망원경을 말한다. 이 전파망원경으로 2017년 4월 M87 중심부의 블랙홀 이미지를 생성해내는 쾌거를 이룩한 것이다. EHT 국제연구팀은 한국천문연구원을 비롯해 세계 65개 기관 소속 300여 명의 연구진으로 구성되었으며, 이 연구팀에 참여하는 한국 연구자들 10명은 미국 하와이 소재 제임스클럭맥스웰망원경과 칠레 아타카마 망원경을 이용해 M87 블랙홀 편광 관측 영상을 만드는 데 기여했다. EHT 한국연구팀을 이끌고 있는 손봉원 천문연 책임연구원은 “연세대, 울산대, 제주 중문에 설치된 전파망원경을 연결한 한국우주전파관측망(KVN)을 토대로 M87 주변 강착원반과 제트 등에 대한 추가 관측을 수행하고 있다”고 밝혔다. 이 연구는 3월 24일(현지시간) ‘천체물리학 저널 회보’에 2개의 논문으로 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

한국을 포함해 전 세계 65개 연구기관 과학자들이 참여한 ‘사건지평선망원경’(EHT) 프로젝트 국제공동연구팀이 초대형 블랙홀의 편광 현상을 최초로 관측하고 고해상도로 촬영하는 데 성공했다. 이론적으로만 알려져 있던 블랙홀이 빛을 포함한 물질을 빨아들이고 또 내뱉는 과정을 밝혀낸 이번 연구 결과는 ‘천체물리학 저널 레터스’ 24일자에 2편의 논문으로 실렸다. EHT 연구팀은 약 2년 전인 2019년 4월 10일 지구로부터 5500만 광년 떨어진 처녀자리은하단에 속한 M87 블랙홀 사진을 처음 공개했다. 이후 연구팀은 M87에 대한 지속적 관측과 분석을 통해 블랙홀 주변의 빛이 편광된다는 것을 발견했다. 편광은 빛이 특정 방향으로 진동해 꺾여 나가는 것을 말한다. 블랙홀은 빛조차 빠져나갈 수 없게 강력한 중력을 가진 것으로 알려져 있지만 실제로는 주변 물질을 빨아들이기도 하고 방출하기도 한다. 운 좋게 블랙홀 중력에서 벗어난 물질은 블랙홀 위아래 방향으로 강력하게 분출되는 제트라는 형태로 멀리까지 날아가게 된다. 문제는 이 같은 블랙홀에서 만들어지는 제트가 어떻게 은하 크기보다 더 크게 형성되는지 아직까지 명확히 밝혀지지 않았다는 것이다. 편광 현상을 관측하면 블랙홀 외곽에서 물질의 유입 여부를 확인할 수 있다. 이번 관측으로 M87 블랙홀 가장자리에는 예상보다 강력한 자기장이 존재한다는 것을 알게 됐다. 또 블랙홀 주변 자기장이 물질의 유입과 방출을 일으킨다는 것을 상세하게 관측하게 됐다. 연구 책임자인 제이슨 덱스터 미국 콜로라도 볼더대 교수는 “M87 블랙홀 주변의 뜨거운 가스 일부는 블랙홀의 강한 중력을 이기고 제트 형태로 날아가지만 나머지는 자기장에 끌려 나선운동을 하며 빨려 들어간다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

은하 중심에는 거대 질량 블랙홀이 존재한다. 우리은하 중심에는 태양 질량의 400만 배에 달하는 거대한 블랙홀이 있으며 심지어 태양 질량의 수십억 배에 달하는 초거대 질량 블랙홀도 존재한다. 이런 거대 질량 블랙홀은 단순히 은하에서 가장 큰 블랙홀이 아니라 은하의 진화에 결정적인 영향을 미치는 중요한 존재다. 특히 과학자들에게는 은하는 물론 우주의 진화를 이해하는 데 매우 중요한 천체라고 할 수 있다. 그런데 거대 질량 블랙홀이 생성 과정은 여전히 베일에 가려 있다. 은하 중심이 은하에서 가장 물질 밀도가 높은 곳이기 때문에 여기에 있는 블랙홀은 쉽게 질량을 모아 금세 초거대 질량 블랙홀로 성장할 수 있을 것 같지만, 태양 질량의 수백 배에 달하는 별이 죽어서 남기는 항성 질량 블랙홀은 의외로 물질을 흡수할 수 있는 범위가 넓지 않다. 많아 봐야 태양 질량의 수십 배 수준인 항성 질량 블랙홀이 서서히 커져 지금 우리가 보는 거대 질량 블랙홀이 되려면 상당한 시간이 필요하다. 그러나 과학자들은 허블 우주망원경을 통해 우주 초기부터 엄청난 속도로 성장하는 거대 질량 블랙홀을 관측했다. 이 모순된 결과를 설명하기 위해 대만 중앙 연구원 산하의 천체 물리학 연구소인 ASIAA(Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics)와 일본 국립 천문대의 과학자들은 새로운 가설을 제시했다. 연구팀이 제시한 대안은 간단하다. 기존 이론으로는 설명할 수 없는 초거대 질량 별이 있었다고 가정하는 것이다. 현재 우주에서 가장 무거운 별이라도 태양 질량의 수백 배는 넘지 않는다. 별의 질량이 커질수록 별이 생성하는 에너지가 기하급수적으로 커지면서 주변으로 물질을 방출하기 때문이다. 그러나 연구팀은 우주 초기에 물질 밀도가 지금보다 훨씬 높았던 시기에 태양 질량의 1만~10만 배에 달하는 초거대 질량 별이 존재할 수 있다고 주장했다. 물론 이런 별은 순식간에 초신성 폭발과 함께 최후를 맞이하게 된다. 그리고 그 후에는 항성 질량 블랙홀보다 훨씬 무겁고 강한 중력을 지닌 블랙홀을 남긴다. 이 가설이 옳다면 우주 초기 은하 중심에 생각보다 더 크고 강력한 블랙홀이 존재하는 이유를 쉽게 설명할 수 있다. 연구팀의 가설이 옳다면 우주 극초반에 지금까지 관측하지 못했던 매우 강력한 초신성 폭발이 존재했을 것이다. 연구팀은 시뮬레이션을 통해 이런 초신성이 지니는 특징을 연구했다. 하지만 이론적으로 예측된 거대 초신성 폭발은 현재 존재하는 망원경으로는 관측할 수 없다. 우주의 먼 과거를 관측하기 위해서는 더 먼 거리를 볼 수 있는 강력한 망원경이 필요하다. 연구팀은 올해 발사 예정인 제임스 웹 우주 망원경(JWST)이 이 가설을 검증할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com