가까운 미래에 축구장만한 크기의 거대한 풍선 하나가 지구 성층권의 가장자리에 두둥실 떠오를 예정이다. 지난 27일(현지시간) 미국 CNN 등 현지언론은 오는 2023년 12월 남극대륙에서 거대한 풍선을 지상 40㎞ 높이까지 올리는 프로젝트가 진행 중이라고 보도했다. 미 항공우주국(NASA)이 추진 중인 이 프로젝트는 폭이 약 120m인 풍선을 성층권에 올리는 것으로 그 목적은 원대하다. 별과 행성이 어떻게 형성되는지 비밀을 찾고자 하는 것. NASA에 따르면 이 풍선 밑으로는 사람의 눈으로는 감지할 수 없는 빛을 포착하도록 고안된 특수 원적외선 망원경이 대롱대롱 달려있다. 이 망원경의 이름은 '애스트로스'(ASTHROS). 폭이 2.5m 애스트로스(Astrophysics Stratospheric Telescope for High Spectral Resolution Observations)는 고 스펙트럼 해상도 관측을 위한 천체물리학 성층권 망원경의 약칭으로 별이 형성되는 공간의 움직임과 밀도, 속도 등을 측정해 별 형성 과정을 연구할 수 있다. 또한 연구팀은 지상에서 이 망원경을 제어할 수 있으며 즉각적인 분석을 위해 데이터를 다운로드 받을 수 있다. 여기에 약 3~4주 간의 임무가 끝나면 애스트로스는 풍선에서 분리돼 낙하산을 타고 지구로 떨어져 차후 재사용이 가능하다.연구할 대상도 정해졌다. 첫번째로 분석할 천체는 지구에서 약 1500만 광년 떨어진 곳에 위치한 남쪽 바람개비 은하로 불리는 메시에 83과 지구에서 약 175광년 떨어진 TW 하이드라’(TW Hydra)다. 특히 이중 TW 하이드라는 약 1000만년 전 생성된 아기 별로 우리 태양계의 과거와 지구의 생성 과정을 알아내는데에도 도움을 줄 것으로 기대를 모으고 있다. 애스트로스 프로젝트 매니저인 제트추진연구소 호세 사일스는 "지구에서 가장 험한 남극에서 우주의 가장자리로 풍선을 발사하는 것"이라면서 "생각만 해도 너무 도전적인 프로젝트라 흥분된다"고 밝혔다. 이어 "우주에서 별이 어떻게 형성되고 은하가 어떻게 진화하는지는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 정확히 재현할 수 없다"면서 "따라서 이번 프로젝트를 통해 두 지역의 별 형성을 면밀히 들여다볼 것"이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

무려 6800년 만에 찾아온 아름다운 혜성을 배경으로 '영원한 사랑'을 약속한 미국 커플의 사진이 화제에 올랐다. 최근 미국 CNN 등 현지언론은 뉴욕 주 북부 올드포즈에서 촬영한 평생 단 한번만 촬영할 수 있는 프러포즈 사진에 얽힌 사연을 보도했다. 한 남자가 별이 빛나는 하늘을 배경으로 한쪽 무릎을 꿇고 청혼하는 장면이 인상적인 이 사진은 지난 18일 촬영된 것으로 주인공은 존 니코테라(33)와 에리카 펜드락(26)이다. 특히 사진 중앙에는 밤하늘을 아름답게 수놓으며 긴꼬리를 달고 떨어지는 듯한 천체가 보이는데 바로 네오와이즈 혜성(공식명칭은 C/2020 F3)이다.지난 3월 27일 미 항공우주국(NASA)의 적외선 망원경에 발견된 네오와이즈 혜성은 주기가 약 4500년에서 6800년 정도로 알려진 장주기 혜성이다. 곧 이 커플은 수천년 만에 찾아온 혜성을 사이에 두고 영원한 사랑을 약속한 셈이다. 특별한 이벤트를 준비한 존은 "프러포즈를 위해 이같은 배경을 찾을 확률은 천문학적이라는 사실을 알았다"면서 "우리 평생 다시 오지않을 혜성을 함께 감상하다가 준비한대로 한쪽 무릎을 꿇고 청혼했다"고 털어놨다. 에리카도 "당시 상황이 꽤 특별하다는 사실을 알고있었으며 혜성이 나타나고 청혼을 받는 순간 완전히 충격받았고 눈물도 났다"며 기뻐했다. 보도에 따르면 두 사람은 현직 교사로 당시 이 장면은 존의 친구인 사진작가가 담았다.　　아름다운 네오와이즈 혜성을 사이에 두고 프러포즈를 하는 커플은 이외에도 더 있다. 브라이언 톰슨이라는 또 다른 남성은 노스캐롤라이나주에 사는 여자친구 한나 앨런(28)에게 혜성을 함께 보자며 교외 농장 쪽으로 데려간 뒤 혜성이 지나갈 때 청혼했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

어린시절 우리 태양계의 모습과 닮은 외계 행성계의 '가족사진'이 처음으로 직접 촬영하는데 성공했다. 최근 네덜란드 라인덴대학 등 국제연구팀은 지구에서 300광년 떨어진 남부 무스카 별자리에서 태양과 같은 별의 주위를 도는 거대한 2개의 외계행성을 포착하는데 성공했다고 발표했다. 　 칠레에 위치한 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경으로 잡아낸 이 사진은 'TYC 8998-760-1'로 불리는 별과 그 주위를 도는 'TYC 8998-760-1b'와 'TYC 8998-760-1c'의 모습을 담은 일종의 가족사진이다. 먼저 TYC 8998-760-1은 우리의 태양같은 별이지만 생성된 지 불과 1700만년 밖에 안된 아기별이다.우리의 태양이 46억년 된 것과 비교하면 얼마나 어린 지 알 수 있는 대목. 또한 TYC 8998-760-1의 주위를 도는 TYC 8998-760-1b와 TYC 8998-760-1c는 주로 헬륨과 수소와 같은 기체로 이루어진 거대한 가스 행성으로 마치 우리의 목성과 토성을 연상시킨다. 이중 안쪽 궤도를 도는 TYC 8998-760-1b는 항성과 160AU(1AU는 지구와 태양 사이의 평균 거리로 약 1억5000만㎞다) 떨어져 있으며 질량은 목성의 14배다. 또한 바깥쪽 궤도를 도는 TYC 8998-760-1c는 항성과 320AU의 거리로 목성 질량의 6배로 추정된다. 이번 가족사진이 의미가 있는 것은 막 생성된 외계 행성계를 통해 우리 태양계의 형성 과정을 들여다볼 수 있기 때문이다. 논문의 공동저자인 매튜 캔워시 교수는 "이번처럼 우리 태양과 비슷한 별 주위의 외계행성을 2개나 직접 촬영한 것은 이번이 처음"이라면서 "우리 태양계가 어떻게 형성되고 진화했는지 더 잘 이해하는데 도움을 줄 것"이라고 내다봤다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

태양계에서 가장 큰 위성인 목성의 달 가니메데의 얼음장 같은 북극이 처음으로 모습을 드러냈다. 지난 23일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 목성탐사선 주노(Juno)가 가니메데의 북극을 근접 비행하며 수집한 적외선 이미지를 공개했다. 가니메데 북극의 모습이 생생히 드러난 이 이미지는 지난해 12월 26일 주노에 장착된 적외선 오로라 탐지기(JIRAM)로 얻어졌다. 당시 주노는 가니메데 표면을 기준으로 약 10만㎞까지 접근했으며 총 300장의 적외선 이미지를 얻는데 성공했다. 태양계 위성 중 가장 덩치가 큰 가니메데는 지름이 5262㎞에 달해 '건방지게' 행성인 수성보다도 8% 크다. 가니메데는 1610년 갈릴레오 갈릴레이가 자작 망원경으로 발견한 목성 4대 위성 중 하나로, 나머지 셋인 칼리스토, 이오, 유로파 등과 함께 갈릴레이 위성으로 불린다.　　특히 가니메데는 여려 겹의 얼음이 켜켜이 쌓여있는 것으로 추정되는데 주노가 촬영한 이미지를 보면 지구에서는 접하지 못한 특이한 형태의 얼음이 북극에 존재하는 것으로 보인다. 이는 태양 플라즈마의 영향 때문이다. NASA에 따르면 가니메데는 태양계에서 자체적으로 자기장을 가지고 있는 유일한 위성인데 자기장이 플라즈마의 통로 역할을 한다. NASA 측은 "지구의 경우 대기권과 자기장이 방어막처럼 지구 전체를 감싸고 있지만 가니메데는 대기가 없어 끊임없이 플라즈마의 공격을 받는다"면서 "가니메데는 주로 얼음으로 이루어져있는데 총 79개 목성의 달 형성 시점부터 오늘날까지의 진화를 이해할 수 있는 정보를 얻을 수 있을 것"이라고 밝혔다. 한편 주노는 2011년 8월 발사된 뒤 2016년 7월 목성 궤도에 진입했다. 이후 목성을 공전하며 지구에 다양한 데이터를 전송하고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

평생 한번 보기도 힘든 신비로운 여러 우주 현상들이 단 한장의 사진에 담겼다. 최근 미 항공우주국(NASA)과 CTV뉴스 등 외신은 캐나다 매니토바 주의 밤하늘을 가득채운 환상적인 오로라 사진을 소개했다. 이 사진은 이 지역의 농부이자 사진작가로 활동하는 도나 라흐가 지난 14일 촬영한 것으로, 아름다운 오로라를 배경으로 펼쳐지는 다양한 우주 현상이 가득 담겨있다. 먼저 하늘을 도화지삼아 녹색빛으로 너풀거리는 것은 오로라다. 또한 사진 오른쪽에는 마치 오로라를 뚫고 내려오는듯한 천체가 보이는데 이는 'C/2020 F3'이라는 공식 명칭을 가진 네오와이즈 혜성이다. 지난 3월 27일 미 항공우주국(NASA)에서 발사한 적외선 망원경에 의해 처음 발견된 네오와이즈 혜성은 주기가 약 4500년에서 6800년 정도로 알려진 장주기 혜성으로 현재 지구촌 별지기들은 평생 한번 뿐일 이 혜성 관측을 위해 밤하늘을 올려다보고 있다. 이 사진에 담긴 우주 현상은 이게 끝이 아니다. 사진 왼쪽 상단에 긴 실선이 보이는데 이는 유성이다. 흔히 별똥별로 불리는 유성은 혜성과 소행성 등에서 떨어져 나온 일종의 티끌로 태양계를 떠돌다 지구 중력에 이끌려 대기 안으로 들어오면서 타버리지만 이중 살아남은 것은 운석이 된다.이 사진에 숨겨진 또 하나의 주인공은 사람 이름같은 스티브(STEVE)다. 오로라 위로 밝게 빛나는 보랏빛이 바로 스티브로 '천상의 커튼'이라 불리는 오로라와 달리 스티브는 리본모양의 보라색을 띈다. 오로라는 태양표면 폭발로 우주공간으로부터 날아온 전기 입자가 지구의 자기 변화 때문에 고도 100~500㎞ 상공에서 대기 중에 있는 분자와 충돌해서 생기는 방전현상이다. 스티브도 이와 유사하지만 지구 적도에 가까운 자기장을 따라 이동하면서 상층 대기와 마찰을 일으키며 발생해 주로 캐나다에서 관측된다. 사진을 촬영한 라흐는 "당초 오로라가 며칠 동안 보였기 때문에 이를 배경으로 한 네오와이즈 혜성을 촬영하려 했다"면서 "한 프레임 안에서 '두마리 토끼' 외에 스티브와 유성까지 잡았다는 사실에 스스로도 놀랐다"며 웃었다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr　

별들은 모두 고유 방향으로 이동하지만, 그중에는 시속 몇만㎞에서 몇십만㎞에 달하는 고속으로 이동하는 것도 있다. 5년 전인 2015년 발견된 한 백색왜성은 지금까지 발견되지 않은 완전 새로운 유형의 초신성 폭발 때문에 고속으로 이동하고 있을지도 모른다는 이론이 제시됐다. 지구에서 용자리 방향으로 약 1430광년 거리에 있는 이 백색왜성은 질량이 태양의 약 40% 수준으로 우리 은하를 시속 90만여㎞(초속 250여㎞)의 고속으로 이동하고 있다. 그런데 이번에 영국 워릭대의 보리스 겐지케 물리학과 교수가 이끄는 국제연구진은 이른바 ‘독스’(Dox)라는 별칭으로 불리는 이 백색왜성이 부분적인 초신성 폭발을 일으켜 쌍성계에서 튕겨나와 고속으로 이동하게 됐을 가능성이 있다는 연구 결과를 발표했다. 우리 태양과 같은 항성이 적색거성을 거쳐 진화한 모습으로 알려진 대부분의 백색왜성은 주로 수소와 헬륨으로 이뤄진 대기를 갖는 것으로 알려졌다. 그런데 독스의 대기에는 수소와 헬륨은 보이지 않고 산소(99%)가 대부분이고 나머지는 네온과 마그네슘 그리고 실리콘이 섞인 대기라는 것이 이전 연구로 알려졌었다. 이에 따라 이번 연구에서는 허블 우주망원경의 관측 자료를 기초로 독스의 대기 화학 조성을 분석했다. 그 결과, 앞서 나온 원소들 외에도 탄소와 나트륨 그리고 알루미늄이 포함된 것으로 나타났다. 반면 철과 니켈, 크롬 그리고 망간은 거의 존재하지 않는 것으로 확인됐다. 이런 사실을 바탕으로 이들 연구자는 독스가 원래 쌍성계를 이루고 있었고 Ia형 초신성으로 대표되는 핵연소형 초신성 폭발을 일으켰지만, 앞서 설명한 바와 같이 그 폭발은 부분적인 것(규소 연소 과정까지 진행되지 않았다)이었다고 생각하고 있다. 다만 핵연소에 따라 질량의 대부분이 급격하게 없어짐으로써 쌍성계의 균형이 무너진 결과, 독스가 고속으로 튕겨나오게 됐다는 것이다. 이에 대해 겐지케 박사는 “이는 아마 지금까지 관측된 적이 없는 유형의 초신성 폭발이었을 것”이라고 말했다. 또 Ia형 초신성의 잔광은 니켈의 방사성 동위원소(니켈56)의 방사성 붕괴가 근원이지만, 독스가 일으킨 폭발에서는 니켈56이 소량밖에 생성되지 않은 것으로 보여 같은 폭발은 발견하기 어려울 것이라고 연구진은 밝혔다. 겐지케 박사는 “우리 은하에서 초신성 폭발로 살아남은 천체를 관측하는 것은 다른 은하에서 관측되는 수많은 초신성을 이해하는 데 있어 도움이 된다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 ‘영국왕립천문학회 월간보고’(MNRAS) 최신호(7월 20일자)에 실렸다.　 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주 전문 사이트 스페이스닷컴(Space.com)에서 정리해 19일(현지시간)에 보도한 네오와이즈 혜성에 관한 '빅 퀘스천' 10개를 약간 가공해 소개한다. 북반구 별지기들에게 큰 기쁨을 주고 있는 네오와이즈 혜성은 어떤 특별한 점이 있을까? 지난 3일 네오와이즈 혜성은 태양에 가장 가까운 근일점에 도착했으며, 오는 23일 지구에 가장 근접하는데, 이때 거리는 약 1억㎞로 지구와 태양 거리의 약 3분의 2 지점까지 다가온다. 네오와이즈 혜성의 가장 특이한 사실은 지금 지구 하늘을 떠나면 6800년 후에나 다시 돌아오는 장주기 혜성이라는 점이다. 따라서 지난번 도래 때는 인류가 자연과 악전고투하면서 살던 구석기 시대였다는 뜻이다. 네오와이즈가 다음번에 도래할 때는 과연 인류가 어떤 상황에 있을지 자못 궁금하다. 참고로, 지난 1975년 발견된 웨스트 혜성은 현재까지 가장 긴 주기를 가진 혜성의 하나로 기록되고 있는데, 그 주기가 무려 55만 8300년이다. 1. 네오와이즈 혜성은 무엇인가? 공식적인 이름이 C/2020 F3으로 불리는 네오와이즈 혜성은 올해 3월 27일 미 항공우주국(NASA)에서 발사한 광역적외선 우주망원경(WISE)을 이용해 지구에 근접하는 천체를 찾는 네오와이즈 프로젝트에 의해 발견되어 이 같은 이름을 얻었다. 혜성은 크게 머리와 꼬리로 구분된다. 머리는 다시 안쪽의 핵과, 핵을 둘러싸고 있는 코마로 나누어진다. 핵이 탄소와 암모니아, 메탄 등이 뭉쳐진 얼음덩어리라는 사실이 최초로 밝혀진 것은 1950년 하버드 대학의 천문학자 위플에 의해서였다. 그러니 혜성의 정체가 제대로 알려진 것은 반세기 남짓밖에 되지 않은 셈이다.2. 네오와이즈 혜성을 볼 수 있을까? 물론 볼 수 있다. 그것도 맨눈으로 관측이 가능하다. 그만큼 네오와이즈 혜성이 밝기 때문이다. 특히 혜성이 위도 45도의 극지방에 있기 때문에 해 뜨기 직전 새벽과 해 진 직후 저녁 둘 다 볼 수 있다. 7월 17일부터는 혜성이 큰곰자리의 북두칠성에 방면으로 들어서기 시작했다. 현재 북두칠성 아래를 지나는 이 혜성을 관측하려면 해진 직후나 새벽녘 시간에 가능하다. 그러나 현재 약 3등급 이하로 밝기가 떨어져 초보자가 찾아내기엔 약간 어려울 수도 있다. 발견 요령은 일몰한 시간 후 서북쪽으로 북두칠성 됫박 아래를 쌍안경으로 찬찬히 훑어보는 것이다. 3. 천체망원경이 필요한가? 고배율의 천체망원경은 필요치 않다. 네오와이즈는 밝아서 약간 숙련된 별지기라면 쉽게 발견할 수 있다. 단, 현재 한국은 장마철이라 대기 중에 수증기가 많아 시야가 좋지 않다. 10배율 안팎의 쌍안경이나 작은 천체망원경으로 관측한다면 충분히 혜성을 즐길 수 있다. 어쨌든 이번 혜성은 1997년 헤일밥 혜성 이후 거의 사반세기 만에 우리나라에서 맨눈으로 관찰할 수 있는 밝은 혜성이다. 4. 이 혜성은 밤하늘에서 어떻게 보이나? 빛공해가 적고 하늘 상태가 아주 좋은 곳이라면 맨눈으로 볼 때 네오와이즈는 안드로메다 은하를 맨눈으로 볼 때처럼 흐릿한 빛뭉치에 꼬리가 달린 모습으로 보인다. 물론 빛공해가 심한 도시에서는 보기 어려울 것이다. 쌍안경이나 작은 망원경을 챙겨 어두운 곳으로 가선 관측한다면, 당신은 6800년의 사이클에 참여해 아름다운 혜성의 모습을 즐길 수 있다. 5. 이 혜성에는 물이 얼마나 있을까? 네오와이즈는 ‘올림픽 수영 경기장 풀 1300만 개 정도를 채울 수 있는 물’을 갖고 있다고 NASA 제트추진연구소 연구원 에밀리 크레이머 박사가 지난 15일 기자회견에서 밝혔다. 그리고 “대부분의 혜성은 반은 물, 반은 먼지로 구성되어 있다”고 덧붙였다.6. 네오와이즈는 꼬리가 하나인가? 여느 혜성처럼 네오와이즈도 두 개의 꼬리를 갖고 있다. 혜성의 꼬리는 코마의 물질들이 태양풍의 압력에 의해 뒤로 밀려나서 생기는 것이다. 이 황백색을 띤 꼬리는 태양과 반대방향으로 넓고 휘어진 모습으로 생기며, 태양에 다가갈수록 길이가 길어진다. 꼬리가 긴 경우에는 태양에서 지구까지의 거리 2배만큼 긴 것도 있다. 태양에 가까이 다가가면 두 개의 꼬리가 생기기도 하는데, 앞에서 말한 먼지꼬리 외에 가스 꼬리 또는 이온 꼬리라고 불리는 것이 생긴다. 태양 반대쪽으로 길고 좁게 뻗는 가스 꼬리는 이온들이 희박하여 눈으로는 잘 보이지 않지만, 사진을 찍어 보면 푸른색을 띤 꼬리가 길게 뻗어 있는 것을 볼 수 있다. 네오와이즈의 꼬리는 나트륨 성분으로 이루어져 있다. 7. 네오와이즈는 얼마나 큰가? 적외선 관측 결과 혜성의 핵 지름은 5㎞ 내외로 추정된다. 이 같은 크기는 보통 혜성 크기의 평균치라고 크레이머 박사가 밝혔다. “네오와이즈의 밝기는 아주 드문 예”라고 설명하는 크레이머 박사는 “우리가 흔히 보는 이 정도 크기의 혜성은 보통 태양으로부터 너무나 멀리 떨어져 있기 때문에 어둡게 보이지만, 네오와이즈는 태양과 지구로부터 그리 멀지 않은 곳을 지나므로 밝게 보이는 것"이라고 덧붙였다. 8. 네오와이즈는 얼마나 빠른가? 이 혜성의 속도는 약 초속 64㎞에 달한다. 시속으로는 23만1000㎞다. 이는 대략 총알 속도의 64배라고 보면 된다. 지금까지 인간이 만들어낸 가장 빠른 속도는 명왕성 탐사선 뉴호라이즌스가 기록한 초속 20km(시속 7만5200㎞)인데, 이보다 3배 이상 빠르다는 뜻이다. 네오와이즈 임무 수석연구원인 조에 마시에로는 ”혜성이 태양 주위를 도는 지구 속도보다 약 2배 빠르게 움직이고 있지만, 이 빠른 속도가 계속 지속되지는 않을 것“이라고 설명한다. 혜성이 아주 길쭉한 타원형 궤도를 돌기 때문에, 태양과의 거리에 따라 속도가 달라진다. 즉, 태양에 멀수록 속도가 떨어지는 것이다. 네오와이즈는 현재 태양 근일점을 돌아 외부 태양계로 되돌아가는 중이다.9. 이 혜성이 지구와 충돌할수 있나? 지구와 충돌한 우려는 전혀 하지 않아도 된다. 혜성의 궤도는 지구의 궤도 평면과 어긋나 있을 뿐 아니라, 23일 지구에 가장 가까이 접근할 때도 지구-태양간 거리의 3분의 2인 1억km나 된다. 오히려 수성 궤도에 더 가까운 지점이다. 10. 이 혜성은 성간공간에서 온 것인가? 네오와이즈 혜성의 출발지는 태양계 내부다. 지금까지 발견된 성간공간에서 태양계로 진입한 천체는 단 두 개로, 오우아무아와 보리소프 혜성이다. ”우리는 이것이 성간 천체가 아님을 알고 있다. 혜성의 움직임을 보면 태양의 중력에 구속되어 있음을 알 수 있다”고 밝히는 크레이머 박사는 “이것은 매우 빠르게 내부 태양계로 들어왔다가 다시 돌아가는 중인데, 앞으로 6800년 후에 다시 돌아올 것”이라고 덧붙였다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

태양계 9번째 행성은 지난 몇 년간 과학자들 사이에서 격렬한 논쟁을 불러일으킨 주제였다. 본래 태양계 9번째 행성으로 지목된 명왕성은 처음에는 지구 크기의 행성으로 생각되었으나 이후 관측에서 행성이라고 부르기에는 상당히 작은 천체라는 사실이 밝혀졌다. 결정적으로 태양계 가장자리에 비슷한 크기의 왜소 행성이 생각보다 많다는 사실이 밝혀지면서 명왕성은 9번째 행성의 지위를 상실했다. 결국 태양계의 행성은 8개뿐이었다. 하지만 이것은 논쟁의 시작에 불과했다. 이후 천문학자들은 태양계 가장자리 천체의 궤도가 특이하다는 사실을 발견하고 혹시 지금까지 발견하지 못한 9번째 행성이 중력을 행사한 결과가 아닌지 의심했다. 반면 다른 과학자들은 굳이 9번째 행성의 존재 없이도 얼마든지 궤도를 설명할 수 있다고 맞섰다. 논쟁을 끝낼 수 있는 가장 좋은 방법은 9번째 행성을 망원경으로 관측하는 것이지만, 현재까지 누구도 이를 발견하지 못했다. 그런데 일부 과학자들은 9번째 행성을 발견하지 못하는 다른 이유가 있다고 생각한다. 예를 들어 9번째 행성이 사실은 행성이 아니라 빅뱅 초기에 만들어진 행성 질량의 초미니 블랙홀인 원시 블랙홀(Primordial black holes)이라는 가설이다. 원시 블랙홀은 블랙홀 연구에 지대한 영향을 미친 스티븐 호킹 박사의 주요 이론적 예측 중 하나로 만약 존재한다면 행성 질량이라도 크기는 볼링공 하나 수준에 불과해 사실상 관측이 불가능하다. 미국 하버드 대학의 과학자들은 관측이 불가능해 보이는 초미니 블랙홀이라도 관측할 방법이 있다는 연구 결과를 천체물리학 저널 회보(Astrophysical Journal Letters)에 발표했다. 연구팀이 주목한 기회는 태양계 외곽에 존재하는 얼음 천체의 모임인 오르트 구름(Oort cloud)이다. 오르트 구름은 장주기 혜성의 고향으로 알려져 있는데, 연구팀은 이 얼음 천체가 블랙홀의 중력에 잡혀 흡수되는 시나리오를 가정했다. 만약 이런 일이 일어난다면 블랙홀 주변에 강착원반과 제트가 형성되면서 갑자기 에너지가 방출되는 플레어 현상이 일어난다. 연구팀은 현재 건설 중인 차세대 망원경인 LSST(Legacy Survey of Space and Time)의 성능이면 이 플레어를 검출할 수 있다고 주장했다. LSST는 8.4m 지름 주경을 지닌 망원경에 32억 화소의 고성능 이미지 센서를 결합한 천체 관측 장비로 하늘 전체를 상세히 관측할 수 있는 것이 특징이다. 그런 만큼 원시 블랙홀의 플레어 현상이 일어난다면 가장 먼저 알아낼 가능성이 크다. 물론 운이 없다면 우연히 오르트 구름 천체가 블랙홀 주변을 지나는 일이 100년간 일어나지 않을 수 있기 때문에 실제로 원시 블랙홀이 있다고 해도 LSST로 알아낼 기회가 없을 수도 있다. 그러나 만약 9번째 행성이 실제로 원시 블랙홀이라는 증거를 발견한다면 이는 단순히 새로운 행성을 추가하는 게 아니라 엄청난 과학적 성과로 남게 될 것이다. 따라서 미리 그 가능성을 인지하고 연구할 필요가 있다. 9번째 행성의 실체가 무엇이든 간에 이를 밝혀낸 과학자는 전 세계의 주목을 받게 될 것이다. 과연 그 영예를 누가 차지하게 될지 궁금하다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

인류가 품은 오랜 수수께끼 가운데 하나는 ‘우주의 나이가 과연 얼마일까’이다. 칠레 아타카마 우주망원경(ACT)으로 빅뱅을 추적해 온 전 세계 과학자들이 해답을 제시했다. 이들이 밝힌 정확한 우주의 나이는 137억 7000만년, 오차 범위는 ±4000만년이다. 미국 프린스턴대학과 네이처닷컴 등에 따르면 프린스턴대 출신을 중심으로 7개국 41개 기관에서 140명의 과학자가 참여한 국제 연구팀은 지난 2013~2016년 ACT로 관측한 연구 결과를 두 편의 논문으로 정리해 온라인 저널 ‘아카이브’(arXiv.org)를 통해 발표했다. 빅뱅의 잔상이라고 할 수 있는 우주마이크로파배경(CMB)은 빅뱅 뒤 38만년이 흘러 우주의 온도가 충분히 내려가면서 광자(빛)의 운동을 방해하던 자유전자가 수소나 헬륨 원자핵에 붙잡혀 퍼지게 된 가장 오래된 빛이다. 우주의 관점으로 볼 때 38만년은 그야말로 찰나에 불과한 시간이다. CMB는 빅뱅 직후에 생겨난 것이나 다름없다. 앞서 유럽우주국(ESA) 공동연구단은 지난 2009~2013년에 플랑크 위성(2009년 우주배경복사 연구를 위해 ESA가 발사한 위성)이 관측한 자료를 토대로 CMB 복사 지도를 만들었다. 이 지도는 유례없는 정밀도로 CMB 우주론의 표준이 됐다. 칠레 연구팀은 플랑크 위성보다 해상도가 더 높은 ACT를 활용해 CMB 지도 작성에 나섰다. 결과에 따라 기존 CMB 연구에 도전하는 모양새가 될 수 있었지만 둘 간 오차가 0.3%밖에 나지 않아 신뢰도가 더 높아졌다. 이번 연구를 이끈 영국 카디프대학의 우주학자 에르미니아 칼라브리시 박사는 “처음으로 독립적으로 측정된 두 개의 자료를 갖게 됐다. 두 자료의 허블 상수 차이가 0.3%밖에 되지 않아 다행”이라고 했다. 연구팀은 우주팽창률을 보여주는 허블 상수를 67.6㎞/s/Mpc로 제시했다. 지구에서 1메가파섹(Mpc·326만광년) 멀어질 때마다 초당 67.6㎞씩 더 빠르게 팽창한다는 의미다. 이는 ESA의 플랑크 위성 자료로 산출한 값과 거의 일치한다. 류지영 기자 superryu@seoul.co.kr

사반세기 만에 맨눈으로 보이는 혜성이 나타나는 바람에 전국의 별지기들이 혜성 대잔치를 벌이고 있다. 특히 장마기간인데도 지난 며칠 반짝 하늘이 개는 행운까지 겹쳐 별지기들이 네오와이즈가 가장 잘 보이는 곳을 찾아 전국을 누비고 있다. 이들의 열정 덕분에 전국 우주 마니아들이 아름다운 혜성을 공유하게 되어 그 내용물을 찬찬히 살펴보고자 한다.지난 3월 27일 미 항공우주국(NASA)에서 발사한 적외선 망원경에 의해 발견된 네오와이즈 혜성은 주기가 약 4500년에서 6800년 정도로 알려진 장주기 혜성에 속한다. 이 혜성이 지난번 지구에 모습을 드러냈을 때는 인류가 과학이 싹트기도 전인 구석기 시대에 살던 때였다는 뜻이다. 장주기 혜성은 태양 둘레를 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간, 즉 공전주기가 200년 이상인 혜성으로, 4~5광년 떨어진 태양계 먼 변두리의 오르트 구름에서 출발한 혜성을 가리킨다. 이와 비교해 공전주기가 200년 미만인 것을 단주기 혜성이라 한다.혜성은 크게 머리와 꼬리로 구분된다. 머리는 다시 안쪽의 핵과, 핵을 둘러싸고 있는 코마로 나누어지는데, 핵을 둘러싼 코마는 태양열로 인해 핵에서 분출되는 가스와 먼지로 이루어진 것으로, 우리가 혜성을 볼 수 있는 것은 이 부분이 햇빛을 반사하기 때문이다. 코마의 범위는 보통 지름 2만~20만㎞ 정도로 목성 크기만 하기도 하고, 때로는 지구와 달까지 거리의 약 3배나 되는 100만㎞를 넘는 것도 있다.혜성의 꼬리는 코마의 물질들이 태양풍의 압력에 의해 뒤로 밀려나서 생기는 것이다. 이 황백색을 띤 꼬리는 태양과 반대방향으로 넓고 휘어진 모습으로 생기며, 태양에 다가갈수록 길이가 길어진다. 꼬리가 긴 경우에는 태양에서 지구까지의 거리 2배만큼 긴 것도 있다. 태양에 가까이 다가가면 두 개의 꼬리가 생기기도 하는데, 앞에서 말한 먼지꼬리 외에 가스 꼬리 또는 이온 꼬리라고 불리는 것이 생긴다. 네오와이즈 혜성의 현위치는 7월 중순 이후로는 저녁 하늘로 옮겨가는데, 해가 지고 한 시간쯤 지난 후부터 북서쪽 하늘에서, 새벽녘에는 남동쪽 하늘에서 볼 수 있다. 예상 밝기는 약 2등급 정도로 도시에서도 맨눈으로 혜성의 긴 꼬리를 충분히 관측할 수 있을 정도로 예측되었지만, 실제로 지난 며칠간 관측한 바에 따르면 대기중의 습기 탓으로 3등급 정도로 흐려 초보가 찾기에는 좀 어려웠다는 말이 나왔다. 현재 혜성의 위치는 북두칠성 아래쪽 부근이다. 네오와이즈는 이달 23일 지구에 가장 근접하는데, 이때 거리는 약 1억㎞로 지구와 태양 거리의 약 3분의 2 지점까지 다가온다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

지금으로부터 5년 전인 지난 2015년 7월 14일 오후 8시 49분 57초(한국시간) 미 항공우주국(NASA)의 뉴허라이즌스호가 성공적으로 명왕성에 근접 통과한 후 ‘저승신’의 모습을 지구로 보내왔다. 그간 제대로 된 ‘증명사진’ 한 장 없던 실제 명왕성이 모습을 드러난 순간으로 복숭아빛을 발하는 사진에 지구촌은 열광했다. 　당시 뉴허라이즌스호는 9년이 넘는 대장정 끝에 명왕성에서 1만2500㎞ 떨어진 지점을 통과하며 명왕성과 그 위성인 카론의 생생한 모습을 카메라에 담아 지구로 전송했다. 덕분에 인류는 태양계 외곽의 얼음 세상인 명왕성에 대해서 많은 새로운 사실을 알게됐다. 전문가들은 뉴허라이즌스호 탐사 이전에도 허블우주망원경 같은 강력한 망원경을 통해 명왕성 표면이 균일하지 않다는 사실은 알고 있었지만, 이렇게 복잡한 지형을 지녔는지는 상상조차 하지 못했다.그로부터 5년이 흐른 최근 뉴허라이즌스호 프로젝트의 책임을 맡은 알란 스턴 박사는 "명왕성은 정말 놀라운 세계였다"는 소감을 남겼다. 그는 "(명왕성은) 심장까지 달고있었다. 할리우드도 이보다 더 잘 구현하지 못했을 것"이라고 회상했다. 총 7억 달러가 투입된 뉴허라이즌스호는 지난 2006년 1월 장도에 올랐으며, 9년 후인 2015년 7월 14일 역사적인 명왕성 근접비행에 성공했다.또한 뉴허라이즌스호는 이후로도 계속 미지의 세계인 ‘카이퍼 벨트’(Kuiper Belt·태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)로 날아가 지난해 1월 1일에는 소행성 아로코스(Arrokoth·과거 명칭은 울티마 툴레)의 근접비행에도 성공했다. 아로코스는 명왕성에서도 16억㎞ 떨어져있으며 태양을 공전하는데 걸리는 시간은 거의 300년이다. 명왕성 탐사 5주년을 맞아 알란 스턴 박사가 꼽은 최고의 명왕성 이미지를 포함, 몇 장의 사진으로 추려봤다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

14일 스페인 그라나다에서 열린 2019~20시즌 라리가 36라운드 원정 경기에 출전하지 못한 레알 마드리드의 윙어 개러스 베일이 관중석에서 두루마리 휴지 심을 망원경처럼 사용해 경기를 관전하는 모습을 보이고 있다. 지네딘 지단 감독의 선택을 받지 못하고 있는 베일은 지난 11일 알라베스전에서는 마스크를 안대처럼 쓰고 낮잠을 자는 성의 없는 모습으로 구설에 오르기도 했다. 그라나다를 2-1로 꺾은 레알 마드리드는 앞으로 남은 2경기에서 1승을 추가하면 우승을 확정한다. 그라나다 EPA 연합뉴스

모처럼 ‘큰놈’이 나타났다. 요즘 새벽 하늘에서 볼 수 있는 네오와이즈 혜성이다. 1997년 헤일밥 혜성 이후 거의 사반세기 만에 가장 웅장한 모습을 보여주는 네오와이즈(C/2020 F3)는 우리나라에서 맨눈으로 관찰할 수 있는 밝은 혜성이다. 지난 3월 27일 미 항공우주국(NASA)에서 발사한 적외선 우주망원경을 이용해 지구에 근접하는 천체를 찾는 네오와이즈 프로젝트에 의해 발견된 이 혜성은 프로젝트의 이름을 따서 네오와이즈라는 이름을 얻었다. 6월 9일 7등급 밝기로 눈으로 관측이 불가능할 정도였지만, 6월 27일 NASA의 소호(SOHO) 태양관측위성의 LASCO-3 카메라의 시야에 나타났을 때 100배로 밝아져 2등급을 기록했다. 맨눈으로 볼 때 가장 밝은 별이 1등급, 가장 어두운 별이 6등급이다.네오와이즈 혜성은 이달 23일 지구에 가장 근접하는데 이때 거리는 약 1억㎞로 지구와 태양 거리의 약 3분의 2 지점까지 다가온다. 혜성의 주기는 약 4500년에서 6800년 정도로 알려진 장주기 혜성에 속한다. 이번에 놓치면 두번 다시 이 혜성을 보기는 불가능하다. 참고로, 1975년에 발견된 웨스트 혜성은 현재까지 가장 긴 주기를 가진 혜성의 하나로 기록되고 있는데, 그 주기가 무려 55만 8300년이다. 혜성은 크게 머리와 꼬리로 구분된다. 머리는 다시 안쪽의 핵과, 핵을 둘러싸고 있는 코마로 나누어진다. 핵이 탄소와 암모니아, 메탄 등이 뭉쳐진 얼음덩어리라는 사실이 최초로 밝혀진 것은 1950년 하버드 대학의 천문학자 위플에 의해서였다. 그러니 혜성의 정체가 제대로 알려진 것은 반세기 남짓밖에 되지 않은 셈이다. 핵을 둘러싼 코마는 태양열로 인해 핵에서 분출되는 가스와 먼지로 이루어진 것으로, 혜성이 대개 목성궤도에 접근하는 7AU 정도 거리가 되면 코마가 만들어지기 시작한다. 우리가 혜성을 볼 수 있는 것은 이 부분이 햇빛을 반사하기 때문이다. 코마의 범위는 보통 지름 2만~20만km 정도로 목성 크기만 하기도 하고, 때로는 지구와 달까지 거리의 약 3배나 되는 100만km를 넘는 것도 있다.혜성은 꼬리는 코마의 물질들이 태양풍의 압력에 의해 뒤로 밀려나서 생기는 것이다. 이 황백색을 띤 꼬리는 태양과 반대방향으로 넓고 휘어진 모습으로 생기며, 태양에 다가갈수록 길이가 길어진다. 꼬리가 긴 경우에는 태양에서 지구까지의 거리 2배만큼 긴 것도 있다니, 참으로 장관일 것이다. 태양에 가까이 다가가면 두 개의 꼬리가 생기기도 하는데, 앞에서 말한 먼지꼬리 외에 가스 꼬리 또는 이온 꼬리라고 불리는 것이 생긴다. 태양 반대쪽으로 길고 좁게 뻗는 가스 꼬리는 이온들이 희박하여 눈으로는 잘 보이지 않지만, 사진을 찍어 보면 푸른색을 띤 꼬리가 길게 뻗어 있는 것을 볼 수 있다. 지금까지 네오와이즈 혜성은 새벽 북동쪽 수평선 근처에서 관측할 수 있었다. 혜성은 꼬리가 먼저 솟아 오르고, 머리나 코마가 뒤 따르며 1등성 별처럼 밝게 빛난다. 혜성의 위치는 다음 주부터 저녁 하늘로 옮겨 가는데, 해가 지고 어둠이 내리기 전 북서쪽 하늘에서 볼 수 있다. 다음 주의 예상 밝기는 약 2등급 정도로 도시에서도 맨눈으로 혜성의 긴 꼬리를 충분히 관측할 수 있을 정도이다. 14일 이후 혜성의 고도는 급격히 낮아진다. 혜성 관측의 최적기는 아직 지나지 않은 만큼 이 기회를 놓치면 후회할 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지구에서 7500광년 떨어진 별인 용골자리 에타별(Eta Carinae)은 태양 질량의 100배와 30배에 달하는 두 개의 초거성이 5.5년 주기로 서로의 주변을 공전하는 초거성 쌍성계다. 밝기는 더 엄청나서 태양 밝기의 500만 배와 100만 배에 달한다. 이렇게 큰 별 두 개가 태양-해왕성 거리에서 태양-화성 거리 정도의 거리를 두고 막대한 에너지와 가스를 내뿜고 있는데, 5000년 동안 이 가스를 모으면 태양 하나의 질량이 나올 정도다. 5000년은 인간에게는 길지만, 천문학적으로는 눈 깜짝할 사이라는 표현도 모자랄 정도로 짧은 시간이다. 천문학자들은 이렇게 극단적인 물질과 에너지가 방출되는 용골자리 에타별의 비밀을 밝히기 위해 많은 연구를 진행했다. 용골자리 에타별 쌍성계에서 나온 가스가 주변에 눈사람 모양으로 모인 호문클루스 성운 때문에 관측이 쉽진 않았지만, 과학자들은 최첨단 관측 기기를 이용해 이 독특한 초거성 쌍성계가 어떻게 항성풍과 에너지를 방출하는지 알아냈다. 여기서 밝혀진 가장 흥미로운 사실은 가까운 두 개의 초거성에서 나온 고에너지 입자가 서로 충돌해 거대한 충격파를 만들고 있다는 것이다.이 충격파에서는 극도로 강력한 항성풍 두 개가 서로 충돌하면서 섭씨 5000만 도의 고에너지 입자가 생성된다. 독일 전자 싱크로트론 연구소(Deutsches Elektronen-Synchrotron, 약자 DESY)의 과학자들은 아프리카 나미비아에 설치한 특수 망원경인 고에너지 스테레오스코픽 시스템 (High Energy Stereoscopic System, H.E.S.S.)를 이용해 용골자리 에타별을 관측했다. 연구팀은 엄청난 충격파로 뜨거워진 고에너지 입자가 X선 영역은 물론 감마선 영역에서도 에너지를 내놓을 것으로 기대했다. 그런데 관측 결과는 기대 이상이었다. 연구팀이 확인한 에너지는 400GeV(기가 전자볼트(eV))인데, 이는 가시광 영역의 1000억 배에 달한다. 그런데 아무리 두 초거성의 충격파가 크더라도 이렇게 높은 에너지가 나오기는 어렵다. 입자 가속기처럼 입자의 에너지를 더 높이는 경우만이 이런 관측 결과를 설명할 수 있었다. 따라서 연구팀은 용골자리 에타별에서 입자 가속기와 비슷한 현상이 일어날 수 있는 가능성을 검토했다. 참고로 입자 가속기는 강력한 자기장으로 입자를 가속하는 장치로 입자를 고속으로 충돌시켜 여러 가지 물리 현상을 실험하고 검증하는 장치다. 연구팀은 용골자리 에타별 주변의 초고온 환경과 강력한 자기장에서 두 가지 형태의 입자 가속이 가능하다는 가설을 세웠다. 전자를 가속하는 형태와 원자핵을 가속하는 형태가 그것이다. 두 가지 가능성 가운데 100GeV 이상의 높은 에너지를 설명할 수 있는 형태는 원자핵을 가속하는 경우로 좁혀진다. 저 멀리 우주에 원자핵을 가속하는 천연의 우주 입자 가속기가 존재한다는 이야기다. 우주에는 태양 질량의 수백억 배에 달하는 거대 질량 블랙홀이나 1초에 수백 번 자전하는 중성자별인 밀리세컨드 펄서처럼 좀처럼 생각하기 어려운 극단적인 천체가 존재한다. 용골자리 에타별은 여기에 더해 천연 입자 가속기처럼 더 생각하기 힘든 기상천외한 자연 현상도 있다는 것을 보여줬다. 인간이 무엇을 상상하든 자연은 항상 그 이상을 보여준다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

시기로는 고대부터 현대까지, 인물로는 아리스토텔레스부터 슈뢰딩거까지 훑고 있는 과학철학서다. 주목해야 할 과학계의 역사와 이론, 오해 등이 과학 개론서라할 만큼 다양하게 망라돼 있다. 입문서를 지향하는 만큼 여느 과학 서적들에 견줘 ‘비교적 알기 쉽게’-두세 번 읽어도 이해가 안 되는 부분이 많지만-썼다는 평가를 받는다. 책이 논지를 펴는 큰 축은 세계관이다. 저자는 이를 “퍼즐 조각이 맞물리듯 서로 연결된 믿음 체계”라고 설명했다. 지구가 우주의 중심이라는 아리스토텔레스의 세계관, 지구가 태양 주변을 도는 것이라는 뉴턴의 세계관을 지나, 양자론 등 현대 과학의 세계까지 들여다보고 있다. 믿음과 사실은 다를 수 있다. 믿음의 합이 명확한 사실처럼 작동하고 있을 뿐이다. 예컨대 지금은 누구도 믿지 않는 천동설, 연금술도 당대엔 최고의 지식과 합리적 사고에 근거한 결론이었다. 우리 선조들이 천동설을 믿었던 건 당시 육안 관측 등 여러 기술 여건상 그것이 진리일 수밖에 없었기 때문이다.가장 극적인 순간은 아리스토텔레스의 세계관이 무너질 때였다. 단초는 1600년쯤 발명된 망원경이 제공했다. ‘그래도 지구는 돈다’는 말을 남긴 저 유명한 갈릴레이와 가톨릭 교회 간 분쟁도 이때 벌어진다. 갈릴레이는 망원경을 이용해 ‘크레이터’라 불리는 달의 산맥, 태양의 흑점, 목성의 위성, 토성의 고리, 달처럼 변하는 금성의 위상 등을 인류 최초로 발견했다. 이런 증거들을 통해 지동설을 주장했고, 얼추 2000년을 이어온 아리스토텔레스의 세계관에도 금이 가기 시작했다. 당시 많은 이들이 철석같이 믿고 있던 지식들을 버려야 했을 텐데, 그 혼란상이 얼마나 극심했을지는 상상조차 힘들다. 그렇다면 갈릴레이 이후 400여년이 지난 지금 지구가 태양 주위를 도는 장면을 직접 확인할 기술은 있는가. 여전히 없다. 우리의 믿음 중 직접적인 증거가 있는 믿음은 놀랄 만큼 적다. 여러 믿음의 합이 태양중심설을 증명하고 있을 뿐이다. 지구가 돈다는 것도 미래 어느 순간엔가 무너질 수 있다는 뜻이다. 저자가 보기에 현재도 계속 눈을 뜨고 지켜봐야 할 흥미진진한 시대다. 1600년대 초와 여러모로 비슷하기 때문이다. 저자는 “오늘날 벨(양자론으로 현대물리학에 큰 영향을 미친 프랑스 물리학자) 유형의 영향은 뉴턴의 견해를 포기하라고 우리에게 강력히 요구한다. 나는 이것이 빙산의 일각에 불과하다고 생각한다”고 했다. “(벨의) 이 발견이 우주에 대한 상당히 다른 견해로 이어질 수 있다”는 의미다. 운이 좋은 건지, 나쁜 건지, 당신이 지금 선 자리가 변혁의 시대에 해당될 수 있다는 것이다. 책을 덮는 순간까지도 당신에게 드는 의문이란, 아마도 책을 펴면서 들었던 의문과 같은 ‘내가 왜?’일지도 모른다. 우주의 이치와 내 삶이 어떤 연관이 있길래 이렇게 골치 아픈 이야기를 듣고 있어야 하는 건가. 세계관은 결국 자신의 본질, 근원과 맞닿은 영역이다. 자신이 어디서 시작됐고, 어느 위치에 있는지를 깨닫는 과정이다. 책이 말하려는 건 결국 지금 자신이 살고 있는 세상을 과학적으로 들여다보고 철학적으로 성찰해 보라는 권유다. 과학과 담 쌓은 이라도, 인생에서 최소한 한 번쯤은. 손원천 선임기자 angler@seoul.co.kr

양털 구름처럼 생긴 은하가 허블 우주망원경에 포착됐다. 미국항공우주국(NASA)은 2일(현지시간) 지구에서 게자리 방향으로 약 6700만 광년 거리에 있는 나선은하를 허블 망원경으로 선명하게 포착한 최신 이미지를 공개했다. ‘NGC 2275’라는 공식 명칭을 지닌 이 나선은하는 양털이나 솜털과 같은 밝은 알갱이들이 뿌려진 것처럼 나선팔이 뚜렷하지 않아 양털 나선은하(flocculent spiral galaxy)로 분류된다. 나선은하 중 약 30%가 여기에 속한다. 양털 나선은하의 뚜렷하지 못한 나선팔에서는 몇백만 개의 밝고 푸른 젊은 별이 성간 물질들을 사이에 두고 빛을 내면서 이런 형태를 띤다. 그리고 이런 나선팔에서는 밀도가 커 물질과 기체가 압축돼 새로운 별이 태어나기도 한다. 반면 나선팔이 뚜렷한 나선은하는 거대구조 나선은하(grand design spiral galaxy)로 불리는 데 사실 이런 은하는 모든 나선은하 가운데 약 10%밖에 되지 않는다. 나머지 나선은하는 모두 중간 형태의 나선은하에 속한다. 나선은하는 일반적으로 은하 팽대부를 중심으로 별과 성간 물질이 회전하면서 원반 모양을 이룬다. 이 팽대부에서 바깥쪽으로 뻗어나오는 부분을 나선팔이라고 하며, 이런 나선팔이 꼬인 정도와 팽대부의 크기에 따라 세 형태(SAa, SAb, SAc)로 분류된다. 반면 우리 은하가 속한 막대 나선은하는 팽대부에서 시작해 바깥쪽의 나선팔과 연결되는 구조를 갖는다. 이 은하 역시 일반 나선은하처런 나선팔의 감긴 정도에 따라 세 형태(SBa, SBb, SBc)로 분류된다. 한편 이번에 양털 나선은하의 선명한 이미지를 포착한 허블 망원경은 NASA와 유럽우주국(ESA)이 공동으로 개발해 운영하고 있는 현재 가장 강력한 우주망원경으로, 1990년부터 활동을 시작했다. 허블 망원경은 주경 지름 2.4m, 무게 12.2t, 전체 길이 13m로, 지금도 고도 559㎞ 저궤도에서 시속 약 2만7300㎞의 속도로 97분마다 지구를 돌며 먼 우주를 관측하고 있지만, 오는 2021년 6월 은퇴를 앞두고 있다. 후임은 내년 중 우주로 올라갈 제임스 웹 우주망원경으로, 성능은 허블 망원경보다 100배 더 뛰어난 것으로 알려졌다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

마지막이 언제였던가. 하늘에 피어오른 뭉게구름을 보았다. 하늘에, 먼 하늘 구름 뒤에 무엇이 있는지 유심히 보지 않았다. 땅만 보고, 앞만 보고 하늘을 구름을 쳐다보지 않았다. 천년만년 변함이 없는 그들이 고맙다. 인간의 잘못으로 그동안 하늘은 몹시 흐리기도 했다. 흐린 하늘만큼 마음도 흐렸더랬다. 저 푸르고 광대한 하늘을 외면하고 얼마나 옹졸하게 살았던가. 구름 뒤에 어떤 엄청난 일이 벌어지고 있을까. 육안으로 볼 수 있는 가장 가까운 은하, 안드로메다은하를 보자. 지구에서 220만 광년 떨어져 있고 초속 100㎞로 우리 은하로 접근하고 있으며 40억년 후에는 우리 은하와 합쳐진단다. 1초에 서울에서 천안까지 가는데도 거의 지구 나이만큼의 시간이 걸리는 셈이다. 그때 인류가 생존하고 있을지 모르지만 성간(星間)이 너무나 넓어 충돌을 걱정할 필요는 없다고 한다. 무한한 시공(時空) 앞에서 하루하루 아웅다웅 사는 삶은 얼마나 덧없는가. 힘들 때면 가끔 하늘을 보면서 하늘 뒤, 구름 뒤 세계를 떠올려 보자. 값비싼 천체망원경이 아니라도 좋다. 실시간으로 우주를 보여 주는 앱이 있는 좋은 세상이다. 토성의 아름다운 띠를 보면 잠시라도 지친 몸이 가벼워진다. sonsj@seoul.co.kr

시간당 수백 만㎞의 속도로 빠르게 움직이는 은하의 모습이 허블우주망원경에 포착됐다. 미국항공우주국(NASA)이 현지시간으로 6일 공개한 이미지는 막대형 나선은하인 ‘NGC 7513’을 담은 것으로 지구에서 약 6000만 광년 떨어진 남쪽 하늘에 있는 조각가자리(Sculptor constellation) 인근에서 이동 중이다. 허블우주망원경의 소식을 제공하고 있는 NASA 허블 사이트에 따르면 이 은하는 현재 시속 563만 2700㎞로 이동하고 있으며, 초당 이동 거리는 1564㎞에 달한다. 참고로 지구는 초당 30㎞의 속도로 태양 주위를 공전하고 있다. 이번에 공개된 이미지는 허블우주망원경에 장착된 3번 광시야 카메라(WFC3)를 이용해 포착한 것으로, 3번 광시야 카메라는 허블우주망원경이 취역한 지 19년째 되던 해인 2009년 5월, 우주비행사가 올라가 설치한 고성능 장비다. 허블우주망원경 연구진은 다양한 파장을 관측하기 위해 각기 다른 3개의 필터를 사용했으며, 이번에 공개된 이미지는 각각의 필터를 이용해 수집한 데이터를 합성해 만든 것이다. NGC 7513처럼 지구에서 빠른 속도로 멀어지는 은하를 찾는 것은 그리 어려운 일이 아니다. 우주가 끊임없이 팽창하는 과정에서 외부 은하는 꾸준히 우리 은하로부터 ‘멀어지고’ 있기 때문이다. 허블우주망원경 이름의 시초가 된 미국 천문학자 에드윈 허블(1889~1953)은 우주 팽창과 관련해 은하가 스스로 멀어지는 것이 아니라, 우주가 팽창하고 있어서 은하가 달아나는 것처럼 관측되고, 멀리 있는 은하일수록 적색이동이 심하다는 ‘우주팽창론’을 주장한 바 있다. NASA 역시 NGC 7513 은하가 우주 팽창의 결과로 우리 은하로부터 시간당 약 564만㎞씩 멀어지고 있다고 설명했다. 한편 빠른 속도로 이동하는 은하의 모습을 포착하는데 성공한 허블우주망원경은 NASA가 개발한 천문관측용 우주망원경으로, 1990년부터 활동을 시작했다. 지구대기권 600㎞ 상공의 궤도에서 다양한 우주 활동을 관측한다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지구촌의 많은 별지기들이 관측하고 싶어하는 아름다운 혜성의 모습이 우리 머리 위에 떠있는 국제우주정거장(ISS)에서도 포착됐다. 현재 ISS에서 임무를 수행 중인 러시아 출신의 우주비행사 이반 바그너와 미국의 밥 벤켄은 지난 4일 혜성 'C/2020 F3'의 모습을 촬영해 공개했다. 실제 공개된 사진을 보면 푸르게 빛나는 지구를 향해 살짝 꼬리가 보이는 혜성이 마치 아래로 다이빙하는 것처럼 보인다.지난 3월 27일 지구에 근접하는 천체를 감시하는 미 항공우주국(NASA)의 ‘네오와이즈‘(Neowise) 프로젝트를 통해 처음 포착된 C/2020 F3은 거의 포물선 궤도를 가진 역행 혜성이다. 이 혜성은 지난 3일 근일점을 통과했으며 오는 23일 경 지구에 가장 가깝게 접근할 것으로 예상된다. 이에 세계 곳곳의 별지기들은 망원경과 쌍안경으로 C/2020 F3을 관측 중으로, 지역에 따라 맨눈으로 보여 올해 첫 맨눈으로 관측 가능한 혜성으로 평가받고 있다.한때는 두려움과 경이의 대상이었던 혜성은 타원 혹은 포물선 궤도로 정기적으로 태양 주위를 도는 작은 천체를 말한다. 소행성과의 가장 큰 차이점은 소행성이 바위(돌) 등으로 구성된 것과는 달리 혜성은 얼음과 먼지로 이루어져 있다. 이 때문에 혜성이 태양에 가깝게 접근하면 내부 성분이 녹으면서 녹색빛 등의 꼬리를 남긴다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

최근 밝기가 40%까지 급격히 떨어져 천문학자들의 비상한 관심을 집중시켰던 오리온자리 알파별 베텔게우스의 기이한 변화는 일시적으로 항성의 표면 절반을 가린 흑점 현상 때문이라는 연구 결과가 발표되었다. 오리온자리는 북반구 하늘에서 유일하게 1등성 두 개를 가지고 있는 겨울 별자리의 왕자다. 이 별자리의 왼쪽 위 귀퉁이를 보면 불그스레 빛나는 별 하나가 있는데, 요즘 지구촌 밤하늘에서 가장 '핫'한 별인 베텔게우스다. 칼을 쳐들고 있는 사냥꾼 오리온의 오른쪽 겨드랑이 부근에서 유난히도 밝게 빛나는 베텔게우스는 그래서 아라비아어로 ‘겨드랑이 밑’이라는 뜻을 갖고 있다. 밝기가 변하는 변광성인 베텔게우스는 크기가 무려 태양 지름의 900배에 달하는 적색 초거성으로, 밝기는 태양의 10만 배를 훌쩍 넘는다. 만약 베텔게우스를 우리 태양 자리에 끌어다 놓는다면 수성, 금성, 지구, 화성은 확실히 베텔게우스에 먹혀 사라질 것이며, 별의 표면은 소행성대를 지나 목성 궤도 너머까지 미칠 것이다.덩치가 큰 별일수록 강한 중력으로 핵융합이 급격히 진행되는 바람에 연료 소모가 빨라 얼마 살지 못한다. 베텔게우스의 나이는 800만 년 정도로, 아직 1000만 년이 채 안되었는데도 별이 부풀어오르고 급격한 밝기 변화를 보이는 등 말기 증세를 보여, 천문학자들은 이 별이 조만간 폭발할 것으로 예측하고 있다. 슈퍼노바(supernova), 곧 초신성 폭발을 눈앞에 두고 있다는 얘기다. 그러나 베텔게우스는 올봄 희미한 상태에서 벗어났으며, 5월에 들어서자 원래의 밝기를 되찾았다. 일부 천문학자들은 베텔게우스의 이 같은 회복은 별이 커가는 과정에서 별을 탈출한 물질이 넓은 공간에 퍼져 있는데, 이 물질이 별빛을 가렸기 때문이라는 분석을 내놓았다. 이번 새로운 연구는 베텔게우스의 밝기가 떨어진 것은 베텔게우스 자체에 그 원인이 있음을 시사한다. 연구자들은 올해 1월에서 3월까지 하와이의 제임스 클러크 맥스웰 망원경(JCMT)의 서브밀리미터 파를 사용하여 이 초거성을 정밀 조사했다. 그런 다음 연구팀은 이 데이터를 칠레의 아타카마 패스파인더 실험 망원경(APEX)의 서브밀리미터 파 관측으로 얻은 이미지를 포함하여 지난 13년 동안 이루어진 베텔게우스의 관측치와 비교했다. 파장이 가시광선의 수천 배에 달하는 서브밀리미터파는 별먼지를 관통할 수 있어 성간 먼지를 연구하는 데 이용된다.독일 막스플랑크 천문학연구소 박사후 연구원인 타비샤 다마와르데나 대표저자는 “베텔게우스는 서브밀리미터 이하 파장의 빛에서도 20%나 어두워졌다는 사실에 놀랐다"면서 "이는 곧 급격한 광도 저하의 원인 중 하나로 지목됐던 먼지와는 관련이 없으며, 별 자체의 원인으로 그 같은 큰 변화가 일어났다는 것을 알게 되어 무척 흥미로웠다"고 밝혔다. 또한 "앞으로 몇 년간 관측하면 베텔게우스의 급격한 감광이 흑점 사이클과 관련된 것인지 알아낼 수 있을 것"이라면서 "어떤 경우든 베텔게우스는 미래 연구에서도 흥미로운 대상으로 남아 있을 것"이라고 덧붙였다. 베텔게우스의 표면온도는 대략 3230℃ 정도인데, 이 결합 데이터는 베텔게우스의 감광이 표면 온도가 약 200℃도 떨어진 것과 관련이 있음을 보여준다. 연구팀은 또 베텔게우스의 고해상도 이미지에 나타난 광도가 비대칭적 차이를 보이는 점을 근거로 광구의 50~70%가 거대한 흑점으로 덮여 있으며, 이 구역이 밝은 구역보다 낮은 온도를 보이는 것으로 분석했다. JCMT의 선임 과학자 스티브 마이어스도 “베텔게우스와 같은 이전 세대의 별들은 실제로 지구상이나 우리 몸에서 발견되는 대부분의 원소들을 초신성 폭발로 은하계에 분포시켰다”고 설명한 후 “우리는 이 별이 언제 폭발할지 예측할 수 없지만, 밝기를 추적하면 흥미로운 별의 진화를 더 잘 이해할 수 있을 뿐 아니라 우리가 살고 있는 이 우주의 역사를 더욱 잘 알 수 있게 될 것”이라고 덧붙였다. 이번 연구는 6월 29일(현지시간) ‘천체 물리학 저널 회보’에 게재되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com