미국항공우주국(NASA)에서 운영하는 ‘오늘의 천체사진’(APOD) 18일자(현지시간)에 우리 태양계를 빼닮은 행성계가 소개되어 세계의 우주 마니아들로부터 관심을 끌고 있다. 문제의 행성계는 케플러-90이라는 이름을 갖고 있는데, 이는 제2 지구를 찾기 위해 지구 궤도에 띄운 케플러 망원경이 발견했기 때문에 붙여진 이름이다. 놀랍게도 이 케플러-90은 우리 태양계와 똑같이 행성을 8개 거느리고 있는 것으로 밝혀졌다. 그밖에도 케플러-90이 우리 태양계와 비슷한 점은 부모별이 우리 태양과 같은 우리 태양과 비슷한 G형 항성이다. G형 항성이란 별의 표면온도와 분광학적 특성으로 분류할 때 , 별의 진화단계에서 주계열성에 있는 중간 질량의 황색 별을 가리킨다. 케플러-90은 나아가 지구와 비슷한 암석형 행성을 비롯해, 목성과 토성과 비교할 만한 큰 행성 등을 갖고 있는 점 등도 우리 태양계와 흡사하다. 그러나 다른 점도 물론 있다. 무엇보다 알려진 모든 케플러-90 행성들의 궤도가 비교적 부모별에 근접해서 태양을 도는 지구 궤도보다 더 가깝다는 점이다. 따라서 케플러-90의 행성들은 유감스럽게도 생명체가 살기 힘들 정도로 뜨거울 것으로 보인다. 그러나 더 세밀히 관측하면 이들보다 더 멀리 있는 차가운 행성을 발견할 수 있을지 모른다. 케플러-90은 우리 태양계로부터 약 2500광년 떨어진 용자리에 있으며 밝기 등급은 약 14다. 이 정도라면 중간 크기 망원경으로도 찾아볼 수 있다. 다음 10년간 외행성 탐색 계획에는 테스(TESS), 제임스웹 우주망원경(JWST), WFIRST, 플라톤(PLATO) 등이 발사를 기다리고 있다. 머지않아 케플러-90 행성들보다 더욱 흥미로운 제2지구가 발견될 것으로 과학자들은 기대하고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

2015년 명왕성(Pluto)을 근접통과한 탐사선 뉴호라이즌스에는 명왕성 발견자의 뼛가루가 캡슐에 담긴 채 실려 있었다. 명왕성은 1930년 2월 18일 미국 애리조나주 로웰 천문대의 신참 직원인 클라이드 톰보(1906~1997)에 의해 발견되었다. 톰보의 명왕성 발견 이야기를 하기 전에 반드시 알아야 할 사항이 있는데, 그것은 퍼시벌 로웰(1855~1916)이라는 인물이다. 출중한 호기심과 자유로운 영혼의 소유자였던 로웰은 우리와도 인연이 닿아 있는 인물로, 하버드 대학을 졸업한 후, 1883년 조선을 방문하고 ‘고요한 아침의 나라 조선’(Choson, the Land of the Morning Calm)이라는 제목의 책을 펴내기도 했다. 로웰은 30대에 천문학에 헌신하기로 결심하고 해왕성 바깥에 있는 제9의 행성을 찾는 것을 필생의 목표로 삼았다. 천왕성의 이상 운동을 근거로 해왕성을 발견하게 된 것이 60년 전의 일이었다. 해왕성 발견 후, 이 행성의 궤도에도 오차가 있는 것으로 밝혀져 해왕성 바깥쪽에 다른 행성이 존재할 거라는 믿음이 널리 퍼져 있었다. 로웰은 해왕성 너머로 궤도에 영향을 미치는 또 다른 행성이 있을 것으로 추정하고 이를 ‘행성 X’라 불렀다. 1894년, 로웰은 애리조나주에 있는 해발 2210m의 플래그스탭산에 로웰 천문대를 세우고 행성 X를 찾기 위한 프로젝트에 돌입했다. 그러나 로웰은 불행하게도 그의 꿈을 끝내 이루지 못한 채 1916년 61살의 나이로 우주로 떠났다. 로웰의 꿈은 14년 후 천문대의 신참인 고졸 출신 아마추어 천문가 클라이드 톰보에 의해 마침내 이루어졌다. 24살의 톰보는 당시 최신 기술이었던 천체사진을 이용하여 동일한 지역의 밤하늘 사진을 2주 간격으로 두 장을 촬영한 후, 그 이미지 사이에서 위치가 바뀐 천체를 분석하는 방법으로 끈질기게 탐색을 진행한 끝에 1930년 2월 마침내 명왕성을 발견했던 것이다. 이 소식은 곧 AP통신의 전파를 타고 전 세계로 퍼져났으며, 제9의 행성 발견으로 세계는 발칵 뒤집어졌다. 과연 태양계가 앞으로도 얼마나 더 확장될 것이며, 그 바깥으로는 무엇이 더 있을까 하는 생각으로 사람들은 망연한 시선으로 하늘을 올려다보았다. 어쨌든 명왕성 발견 하나로 톰보는 일약 유명인사가 되었다. 영국 왕립천문학회 등으로부터 공로 메달을 받았으며, 캔자스 대학에서 장학금을 받아 정식으로 천문학을 전공하여 학위를 받았다. 1955년부터 1973년 퇴임할 때까지 뉴멕시코 주립대학에서 교수로 재직했고, 1997년 뉴멕시코의 라스크루서스에서 평생을 꿈꾸었던 새로운 우주로 갔다. 여담이지만, 톰보가 로웰 천문대에서 근무하게 된 것은 몇 장의 천체 스케치 덕분이었다. 가난한 농가 출신으로 고등학교를 졸업한 후 아마추어 별지기로 천체관측을 즐기던 톰보는 자작 망원경으로 관측한 화성과 목성의 관측 스케치를 충동적으로 로웰 천문대에 보냈다. 천문대 대장은 이 스케치를 보고는 ‘고되지만 보수가 짠’ 천문대 일을 해볼 생각이 없느냐는 편지를 보냈고, 시골 청년은 망설임 없이 즉시로 저축한 돈을 긁어모아 몇날 며칠을 가야 하는 플래그스탭행 편도 기차표를 끊었던 것이다. 명왕성은 지금은 행성 반열에서 탈락하여 왜행성으로 분류되고 있다. 정식명칭은 134340 명왕성(134340 Pluto)으로 불리며, 카이퍼 띠에 있는 왜행성으로서는 현재 가장 큰 천체다. 암석과 얼음으로 이루어져 있으며, 지름 2400km로 지구의 달의 70%에 지나지 않는다. 태양으로부터 평균 약 60억km(40AU) 떨어진 타원형 궤도를 돌고 있으며, 공전주기는 약 248년, 자전주기는 6.4일이다. 길쭉한 타원형 궤도 때문에 해왕성의 궤도보다 안쪽으로 들어올 때도 있다. 위성은 5개 있다. 처음으로 명왕성을 방문한 탐사선은 NASA의 뉴호라이즌스다. 2006년 1월 19일 발사된 뉴호라이즌스는 목성의 중력을 이용하여 2015년 7월 명왕성에 도착했으며, 명왕성 표면으로부터 약 1만 2550㎞ 거리까지 근접비행하는 데 성공했다. 여기에는 명왕성 발견자 톰보의 뼛가루가 캡슐에 담긴 채 실려 있었다. NASA 과학자들이 이미 고인이 된 톰보의 뼛가루나마 명왕성을 방문하게끔 하고 싶었던 때문이다. 참으로 의리 깊은 후배들이라 하겠다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

인류 역사상 최초로 명왕성과 그 위성을 근접 관측한 뉴호라이즌스호는 계속해서 태양계의 가장자리를 행해 날아가고 있다. 그리고 2019년 1월 1일에는 카이퍼벨트 소행성인 2014 MU69를 관측할 예정이다. 카이퍼벨트는 해왕성 궤도 밖에 존재하는 수많은 얼음 천체의 모임으로 지금까지 망원경으로 그 존재를 확인했을 뿐 실제 근접 관측이 이뤄진 적이 없다. 따라서 과학자들은 뉴호라이즌스호의 관측 결과에 큰 기대를 걸고 있다. 하지만 그렇다고 과학자들이 탐사선이 도착하기만 기다리는 것은 아니다. 미항공우주국(NASA)과 여러 협력 기관의 과학자들은 뉴호라이즌스호 도착 이전에 이 천체의 데이터를 더 수집하기 위해 노력하고 있다. 학생들이 시험을 보기 전에 출제 경향을 미리 알고 있으면 공부하는 데 더 유리한 것처럼, 뉴호라이즌스호 역시 목표 소행성의 형태를 미리 알면 제한된 시간 동안 카메라를 포함한 관측장비를 어떻게 사용할지 효과적으로 준비할 수 있기 때문이다. 그런데 이 관측 과정에서 예상하지 못했던 흥미로운 사실이 밝혀졌다. NASA의 공중 천문대인 소피아(SOFIA·airborne Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy)가 지난 7월 관측에서 2014 MU69 주변에 작은 위성의 증거를 찾아낸 것이다. 사실 65억km나 떨어진 작고 어두운 소행성이므로 관측이 쉽지 않지만, 과학자들은 2014 MU69가 별빛을 가리는 현상을 관측해 위성의 증거를 발견했다. 더욱 흥미로운 점은 2014 MU69가 지름 30km가 넘지 않는 소행성이지만, 사실은 두 개의 소행성이 아령처럼 붙어서 만들어진 소행성일 가능성도 있다는 것이다. (사진) 물론 실제 모습은 근접 관측을 통해 검증해야 한다. 만약 달이 있는 것으로 입증되면 명왕성보다 더 먼 거리에서 발견된 가장 작은 위성이 될 전망이다. 이번 연구 결과는 멀리 떨어진 어두운 소행성을 세밀하게 관측할 수 있는 관측 기술을 시험하는 무대이기도 하다. 별빛을 가리는 현상을 이용한 소행성 관측 기법이 이렇게 먼 거리에서도 정확한지는 뉴호라이즌스호의 근접 관측 결과와 비교해보면 확인할 수 있다. 유용한 관측 기법으로 확인되면 카이퍼벨트와 더 먼 거리에 있는 소행성을 연구하는데도 널리 사용될 것으로 기대된다. 2014 MU69는 인류가 탐사선을 보낸 가장 먼 천체라는 점에서 한동안 특별한 존재가 될 것이다. 당분간은 이렇게 먼 장소까지 탐사선을 발사할 계획이 없는 데다, 발사해도 도착하는 데 아주 오랜 시간이 걸리기 때문이다. 그 진짜 모습이 어떨지 궁금한 것은 이를 연구하는 과학자만의 이야기가 아닐 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

이제 인공지능(AI)이 과학연구까지 하게 되는걸까.AI가 주도적으로 연구를 이끈 것은 아니지만 AI의 도움을 받아 8개의 행성을 가진 외계 태양계를 추가로 발견한 것이어서 과학계는 물론 인공지능 연구자들까지 비상한 관심을 끌고 있다. 14일(현지시간) 미국 항공우주국(NASA)는 케플러 우주망원경과 구글의 인공지능 기술을 활용해 ‘케플러-90계’라는 ‘제2의 태양계’를 발견했다고 밝혔다. 케플러-90계는 지구에서 2545광년 떨어져 있고 태양계와 마찬가지로 8개의 행성으로 구성돼 있고 14.4일 주기로 공전하는 것으로 알려졌다. 8개의 행성들은 지구처럼 암석으로 이뤄진 암석형 행성이기는 하지만 표면 온도가 426도에 달해 생명체가 존재할 수는 없는 환경으로 분석됐다. 태양계로 따지면 태양과 가장 가까운 수성과 비슷한 수준으로 보인다. 나사가 ‘케플러-90i’라고 명명한 이번 미니 태양계의 발견이 주목할 것은 머신러닝을 활용해 케플러 우주망원경이 수집한 행성신호 3만 5000여건을 기반으로 스스로 학습해 얻어낸 것이라는 점이다. 구글 인공지능은 연구팀과 함께 케플러 우주망원경의 기존 관찰 정보에 순식간에 지나가는 미약한 빛까지 분석해 이번 성과를 낼 수 있었다. 구글의 선임 소프트웨어 엔지니어 크리스토퍼 샬루는 “이번 연구는 말그대로 건초더미에서 바늘 찾기와 같았다”며 “사람이 스스로 검색할 수 없을 정도로 너무 많은 양의 정보가 있을 때 머신러닝 기술이 빛을 발했다”고 설명했다. 실제로 구글은 이번에 활용된 AI 프로그램이 천문학자들의 연구생산성을 높이는데 도움을 줄 것으로 기대하는 한편 일반인들도 외계행성 탐색을 할 수 있도록 프로그램 코드를 공개할 계획이다. 구글에 따르면 이번에 쓰인 머신러닝 기술은 특별한 하드웨어 없이 일반 가정용 컴퓨터로도 활용이 가능하다. 나사는 앞으로도 이 프로그램을 활용해 기존 케플러 우주망원경이 관측한 15만 건 이상의 별을 분석하는 작업을 진행할 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

에스프레소 (ESPRESSO)라는 단어는 보통 커피의 종류를 뜻하는 단어이지만, 유럽 남방 천문대(ESO)의 과학자들에게는 또 다른 의미를 지니고 있다. 차세대 외계 행성 사냥꾼인 암석형 외계 행성 에셜 분광기 및 안정 분광학 관측기(Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observation)의 약자이기 때문이다. 이 장치는 칠레에 있는 거대 망원경(VLT·Very Large Telescope)에 장착되는 특수 분광학 장치로 별의 미세한 흔들림을 감지해 외계 행성의 존재를 찾아낸다. 외계 행성 찾기는 흔히 등대 옆에 반딧불 찾기로 묘사된다. 밝은 등대 옆에 있는 희미한 반딧불의 불빛을 확인하기도 어렵지만, 별과 행성의 밝기 차이는 사실 수십 억 배나 되기 때문에 훨씬 어려운 일이다. 따라서 과학자들은 대부분 간접적인 방법으로 행성의 존재를 증명한다. 예를 들어 케플러 우주 망원경처럼 행성이 별 앞을 지나는 순간을 포착해서 주기적인 밝기 변화를 감지하는 것이 대표적이다. 하지만 지구에서 관측했을 때 대부분의 외계 행성은 별빛을 가리지 않기 때문에 이를 통해서 찾을 수 있는 외계 행성들은 극히 일부에 불과하다. 따라서 과학자들은 몇 가지 대안적인 기술을 개발했다. 예를 들어 유럽남방천문대의 HARPS는 시선속도(radial velocity)를 관측하는 방법으로 외계 행성의 존재를 증명한다. 별이 지구에 가까워지거나 혹은 멀어지면 도플러 효과에 의해 파장이 짧아지거나 길어지는데, 이를 측정하면 별의 이동속도를 측정할 수 있다. 그런데 외계 행성이 있는 경우 별이 공전 주기에 따라 조금씩 흔들리게 된다. 이 미세한 변동을 측정하는 장치가 바로 HARPS와 그 후계자라고 할 수 있는 에스프레소다. HARPS는 불과 초속 1m의 변화도 감지할 수 있을 만큼 정밀한 측정장치다. 하지만 에스프레소는 이보다 훨씬 정밀해 초속 수 센티미터에 불과한 차이도 감지할 수 있다. 덕분에 과거 찾을 수 있던 것보다 훨씬 작은 행성을 찾을 수 있다. 차세대 행성 사냥꾼이라고 기대를 모으는 이유다. 에스프레소는 이제 첫 관측을 시작했으며 앞으로 수년에 걸쳐 데이터를 수집할 것이다. 우주의 넓이를 생각하면 지구 같은 행성은 사실 셀 수 없을 만큼 많을 것이다. 다만 관측 기술의 한계로 그 가운데 발견된 것은 극히 일부에 불과하다. 하지만 에스프레소를 비롯해 차세대 관측 장치의 도움으로 앞으로 수많은 지구형 행성이 그 존재를 드러날 것으로 생각된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

지난 10월 태양계 밖 ‘외계에서 날아온 손님’이 처음으로 천체 관측 망원경에 포착돼 큰 화제를 모았다. 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형을 가진 이 소행성의 이름은 ‘1I/2017 U1’이다. 하와이말로 '오무아무아'(Oumuamua·제일 먼저 온 메신저라는 뜻)라는 별칭이 붙었다. 지름이 채 400m도 되지 않는 1I/2017 U1은 베가(Vega)성 방향에서 시속 9만 2000㎞의 빠른 속도로 날아와 태양계를 곡선을 그리며 방문한 후 페가수스 자리 방향으로 날아갔다. 전문가들이 이 소행성을 ‘외계 방문자’로 지목한 이유는 그 움직임이 일반적인 태양계의 소행성 궤도로는 설명할 수 없었기 때문이다. 당시 하와이 대학 등 연구팀은 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)으로 1I/2017 U1의 움직임을 관측해 첫번째 인터스텔라(interstellar·성간) 천체로 규정했다. 이름에 붙은 ‘1I’의 의미도 첫번째 인터스텔라(interstellar)라는 뜻. 얼마 전 일부 천문학자들이 오무아무아가 외계문명에서 보낸 우주선일 가능성이 있다는 주장을 펼쳐 화제가 되고 있다. 실제 한 연구재단은 현재 지구와 태양의 거리보다 2배 이상 떨어진 곳을 비행 중인 오무아무아를 향해 전파망원경을 돌렸다. 최근 러시아 억만장자 유리 밀너가 후원을 맡고 있는 '브레이크스루 리슨'(Breakthrough Listen) 측은 오무아무아에서 나올 지도 모르는 전파신호를 잡기 위해 직경 100m의 세계 최대 전파망원경인 그린뱅크 망원경을 가동할 것이라고 밝혔다. 이름이 다소 생소한 브레이크스루 리슨은 혹시 있을지 모를 외계문명에서 송출된 신호를 찾는 프로젝트 재단으로 밀너가 1억 달러를 대고 영국의 천재 물리학자 스티븐 호킹 등 저명 학자들이 지지하며 주목을 받아왔다. 지난 2015년 부터 프로젝트를 시작해 여러 건의 특이한 신호를 잡아낸 바 있으나 아직까지 뚜렷한 성과는 없다. 연구에 나선 하버드대 천문학과 아비 로브 교수는 "오무아무아는 매우 특이하게 생긴 천체로 외계문명이 만든 탐사선일 수도 있다"면서 "성간 사이를 날아다니기에 매우 이상적인 모양"이라고 설명했다. 이어 "만약 오무아무아가 외계문명이 보낸 메신저라면 방출하는 신호를 전파망원경으로 감지할 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

외계생명체가 존재할 가능성이 있는 지구와 비슷한 이른바 '슈퍼지구'가 발견됐다. 최근 미국 텍사스 대학, 캐나다 몬트리올 대학 공동연구팀은 지구에서 약 111광년 떨어진 곳에 위치한 외계행성 'K2-18b'를 발견했다고 발표했다. 지구의 '확장버전'이라는 수식어가 붙은 K2-18b는 암석형 행성으로, 태양보다 작고 침침한 별인 적색왜성 'K2-18'의 주위를 돈다. 특히 K2-18b는 '생명체 거주 가능'(habitable zone) 공간에 위치해 있다는 점에서 가치가 있다. 항성과 행성 간의 거리는 생명체가 살 만한 곳인지 예측해 볼 수 있는 중요한 자료가 되는데 지구처럼 행성이 태양(항성)과 멀지도 가깝지도 않은 적당한 위치에 놓여야 액체상태의 물이 존재할 수 있기 때문이다. 또한 K2-18b 인근에 위치한 행성 'K2-18c'도 이번에 새롭게 발견됐는데 지구와 같은 암석형이지만 생명체가 존재할 조건은 아니라는 것이 연구팀의 설명. 이번 연구는 칠레 라 실라 천문대의 망원경에 설치된 고해상도 전파행성추적(HARPS)을 통해 이루어졌다.　 논문의 선임저자 몬트리올 대학 라이언 클루티에르 박사는 "K2-18b는 암석으로 가득한 지구의 확대버전이자 가스로 가득찬 해왕성의 축소버전"이라면서 "향후 제임스 웹 우주망원경을 통해 이 행성에 대한 자세한 데이터를 얻을 수 있을 것"이라고 전망했다. 이어 "K2-18c의 경우 암석형이기는 하지만 항성과 너무 가까이 붙어있어 생명체가 살 수 없다"고 덧붙였다. 2018년 발사 예정인 제임스 웹 우주망원경(James Webb Space Telescope)은 반사경의 지름이 6.5m에 달해 허블 우주망원경의 2.4m에 비해 2.7배에 달한다. 따라서 더 멀리 떨어진 천체를 더 상세하게 관측할 수 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난 8월, 미국 뉴욕에서 한 20대 여성이 일식을 관찰하기 위해 전용 안경을 빌려 썼음에도 망막이 손상된 희소 사례가 미국의학협회 안과저널(JAMA Ophthalmology) 7일자에 보고됐다. 이 여성의 망막에는 일식과 같은 초승달 모양의 상처가 남아 있었다. 니아 페인이라는 이름의 이 26세 여성은 지난 8월 21일 뉴욕에 있는 스태튼섬에서 일식 현상을 관찰했다. “처음에는 맨눈으로 태양을 올려다봤지만, 눈부심이 너무 심해 아무것도 보지 못해 근처에 있던 한 여성에게 안경을 잠시 빌려 쓰고 15~20초 동안 부분 일식을 봤다”고 그녀는 떠올렸다. 일식을 관찰하려면 국제표준화기구(IOS) 기준을 충족하는 전용 안경을 써야 한다. 하지만 일식을 관찰하려는 사람들이 늘어남에 따라 전용 안경을 구하기도 어려웠다. 니아 페인 역시 기준을 충족하는 전용 안경이 어떻게 보이는지도 몰랐다. 그녀는 “빌려 썼던 안경은 일반적인 선글라스와 비슷했으며 태양이 매우 눈부시게 느껴졌지만 걱정은 하지 않았다”면서 “일식 관찰이 좋은 경험이라고 생각했기 때문”이라고 회상했다. 하지만 그로부터 6시간 뒤 그녀는 시야의 중심부에 어둡게 보이는 부분이 있다는 것을 알아차렸다. 심지어 다음 날이 되자 왼쪽 눈은 중심부의 시야가 전혀 보이지 않는 상태가 됐다고 한다. 그 즉시 그녀는 인근 병원 응급실을 찾아갔다. 하지만 그녀의 증상은 그리 심각한 것으로 받아들여지지 않았다. 그녀는 망막 검사도 받지 못했다고 한다. 이에 따라 그녀는 친구의 소개로 일식 관찰 이틀 만에 뉴욕에 있는 마운트시나이병원에서 진료를 받을 수 있었다. 거기서 안과 전문의들에게 진료를 받은 그녀는 태양광에 의해 망막이 손상돼 일어나는 일광 망막병증(solar retinopathy)을 진단받았다. 증상은 양쪽 눈에 있었지만, 왼쪽 눈이 더 심한 것으로 나타났다. 담당 의사는 적응제어광학(adaptive optics)으로 불리는 기술이 들어간 검사 장치를 사용해 페인의 두 눈의 이미지를 촬영, 손상된 정도를 살폈다. 그 결과, 망막의 빛수용체 세포에 초승달 모양의 손상이 있는 것으로 나타났다. 담당 의사는 “망막 빛수용체 세포에는 일식이 일어나는 동안 태양 모양의 손상 흔적이 남아 있었다”면서 “그녀에게 시야에서 어둡게 보이는 부분의 모양을 그림으로 그리게 한 결과, 당시 뉴욕에서 관찰됐던 일식 모양과 일치했다”고 설명했다. 적응제어광학은 미군이 레이저 광선을 조준 목적으로 개발한 기술로, 망원경에 응용돼 지금은 망막의 빛수용체 세포를 검사하는 장치에도 쓰이게 됐다. 기존에는 유리 슬라이드를 사용해 현미경으로 검사했는데 이만큼 자세히 관찰할 수 없었다. 현재 일광 망막병증을 치료하는 방법은 없다. 증상은 어느 정도 개선할 수는 있지만 다시 나빠질 수도 있고 완치할 수 없다. 미국의학협회는 페인이 썼던 안경은 국제안전기준을 충족하지 못하는 제품이었던 것으로 추정한다. 미국천문학회에 따르면, 잠재적으로 위험한 일식 안경이 시장에 대량으로 유통돼 있다는 보고가 잇따르고 있다. 가짜 IOS 준수 라벨이 붙어있는 제품이 나돌고 있다는 정보도 있다. 일식을 관찰한 지 벌써 몇 달이 지난 지금 페인의 증상은 좋아지거나 나빠지지도 않았다. 상태가 덜한 오른쪽 눈을 주로 쓰는 연습을 하고 있지만, TV나 영화를 볼 때는 화면 가까이 다가가야만 한다. 한 곳을 몇 초 이상 계속 보면 시야 중심에 점이 보이고, 그게 점점 커져 시야 전체를 덮어간다. 이 때문에 글자를 읽는 게 가장 어렵다고 그녀는 말한다. 하지만 그녀는 상태가 심한 왼쪽 눈에도 아직 주변 시야가 남아 있어 예전의 생활로 돌아가기 위해 계속 노력하고 있는 것으로 전해졌다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주 대폭발(빅뱅)이 있은지 6억 9000만년 밖에 지나지 않은 시기에 만들어진 거대 블랙홀이 발견됐다.현재 과학자들이 추정하는 우주 나이는 137억 5000만년 정도로 이번에 발견된 거대 블랙홀은 약 130억년 전에 만들어진 것으로 추정되고 있다. 이 때문에 이번 발견은 초기 우주의 상태를 알 수 있게 해주는 중요한 발견으로 평가받고 있다. 미국 카네기연구소 관측소, 칼텍 제트추진연구소, 애리조나대 스튜워드관측소, 캘리포니아대 물리학과, MIT-카브리 천체물리학 및 우주연구센터, 독일 막스플랑크 천문연구소, 중국 북경대 천문학과, 이탈리아 볼로냐 천문관측소, 프랑스 밀리미터파 천문연구소(IRAM) 국제공동연구진은 130억년보다 훨씬 이전에 생겼으며 질량이 태양의 8억배에 이르는 거대 블랙홀을 발견했다는 연구결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 7일자에 발표했다. 연구팀은 남미 칠레 세로 토로로 범미주관측소에 있는 망원경과 미국 항공우주국(NASA)에서 보유한 광역적외선 측량탐사선, 영국의 적외선 망원경으로 관측했다. 그 결과 지구에서 130억여 광년 떨어진 곳에서 ‘퀘이사’를 발견했다. 퀘이사는 허블 법칙에 따라 블랙홀이 주변의 물질을 삼킬 때 나오는 밝은 빛으로 그 중심에 블랙홀이 있는 것으로 추정되는 천체현상이다. 이번에 130억 광년 떨어진 곳에 퀘이사가 있다는 것은 블랙홀이 존재한다는 것으로 우주 탄생 직전인 6억 9000만년 후에 이미 거대 블랙홀이 존재했다는 것을 의미한다. 에두아르도 바야도스 미국 카네기연구소 박사는 “이번에 발견된 블랙홀은 현재 지구에서 가장 멀리 떨어져 있는 블랙홀”이라며 “거대 블랙홀의 기원과 성장 뿐만 아니라 우주 전체의 탄생 비밀을 풀어줄 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

외계생명체가 존재할 가능성이 있는 지구와 비슷한 이른바 '슈퍼지구'가 발견됐다. 최근 미국 텍사스 대학, 캐나다 몬트리올 대학 공동연구팀은 지구에서 약 111광년 떨어진 곳에 위치한 외계행성 'K2-18b'를 발견했다고 발표했다. 지구의 '확장버전'이라는 수식어가 붙은 K2-18b는 암석형 행성으로, 태양보다 작고 침침한 별인 적색왜성 'K2-18'의 주위를 돈다. 특히 K2-18b는 '생명체 거주 가능'(habitable zone) 공간에 위치해 있다는 점에서 가치가 있다. 항성과 행성 간의 거리는 생명체가 살 만한 곳인지 예측해 볼 수 있는 중요한 자료가 되는데 지구처럼 행성이 태양(항성)과 멀지도 가깝지도 않은 적당한 위치에 놓여야 액체상태의 물이 존재할 수 있기 때문이다. 또한 K2-18b 인근에 위치한 행성 'K2-18c'도 이번에 새롭게 발견됐는데 지구와 같은 암석형이지만 생명체가 존재할 조건은 아니라는 것이 연구팀의 설명. 이번 연구는 칠레 라 실라 천문대의 망원경에 설치된 고해상도 전파행성추적(HARPS)을 통해 이루어졌다.　 논문의 선임저자 몬트리올 대학 라이언 클루티에르 박사는 "K2-18b는 암석으로 가득한 지구의 확대버전이자 가스로 가득찬 해왕성의 축소버전"이라면서 "향후 제임스 웹 우주망원경을 통해 이 행성에 대한 자세한 데이터를 얻을 수 있을 것"이라고 전망했다. 이어 "K2-18c의 경우 암석형이기는 하지만 항성과 너무 가까이 붙어있어 생명체가 살 수 없다"고 덧붙였다. 2018년 발사 예정인 제임스 웹 우주망원경(James Webb Space Telescope)은 반사경의 지름이 6.5m에 달해 허블 우주망원경의 2.4m에 비해 2.7배에 달한다. 따라서 더 멀리 떨어진 천체를 더 상세하게 관측할 수 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

중성자별 충돌에서 중성자별의 크기를 알 수 있는 단서를 찾았다. 우주의 고밀도 천체에 대한 천문학자들의 탐구가 상당히 진척되고 있다고 우주 전문 사이트 스페이스닷컴이 4일(현지시간) 보도했다. 대표적인 고밀도 천체로 꼽히는 중성자별은 기괴한 성질을 가진 천체로, 태양보다 엄청 무거운 질량의 별이 죽은 후에 남긴 유해 같은 것이다. 마치 큰스님의 다비 후 남긴 사리 같은 존재라고나 할까. 그런데 이 대항성의 사리인 중성자별은 도시만한 부피의 몸집에 질량은 무려 태양의 1.1 내지 3배에 달한다. 별의 모든 전자와 양성자가 중성자로 변환되어 어마어마한 밀도로 뭉쳐진 중성자별은 말 그대로 중성자로만 구성된 천체이다. 그러나 아직까지 중성자별은 그 크기 등 대부분이 신비에 싸여 있다. 그런데 최근 드라마틱한 중성자별 충돌이 관측됨으로써 그 신비의 베일이 조금씩 벗겨지고 있는 중이다. 지난 8월 17일, 레이저 간섭계 중력파 관측소(LIGO)와 유럽의 비르고(VIRGO) 프로젝트가 이 시공의 주름이라 일컬어지는 중력파를 탐지했다. 중력파는 일찍이 아인슈타인이 1세기 전에 예측했던 것으로, 이번에 관측된 중력파는 지구에서 1억 3000만 광년 거리에 있는 NGC 4993 은하에서 발산된 것이었다. 10월 들어 연구진은 두 개의 중성자별이 충돌하여 태양 질량의 2.74배가 되는 하나의 중성자별로 합체되면서 발산된 중력파라는 사실을 발표했다. LIGO가 그전에 블랙홀의 충돌로 인한 중력파를 관측한 적은 있지만, 중성자별의 충돌에서 나온 중력파를 관측한 것은 이것이 최초로 기록되었다. 과학자들은 이 중성자의 합병에서 나온 빛을 망원경으로 관측하는 데도 성공함으로써 천체물리학에서 멀티 메신저의 신기원을 열었다. 연구팀이 중성자별의 합병을 여러가지 모델로 컴퓨터 시뮬레이션을 해본 결과, 이 분야에서 이룬 새로운 연구성과는 지난주 천체물리학 저널 레터스(The Astrophysical Journal Letters)에 발표됐다. 시뮬레이션에 근거한 계산으로 인해 중성자별의 크기를 결정할 수 있게 되었으며, 나아가 최소 21.4km 크기에 태양의 1.6배 질량이 농축되어 있음이 밝혀졌다고 한 연구자가 전했다. 이는 성냥갑 하나만한 부피의 중성자별 물질이 무려 5조 톤에 달한다는 계산이다. 독일 하이델베르크 이론연구소 소속 안드레아스 바우슈바인 대표저자는 “우리는 머지않아 더 많은 중성자별 충돌을 관측할 수 있을 것으로 기대한다"면서 "중성자별의 내부구조에 대해서도 더 많은 정보를 얻게 될 것”이라고 밝혔다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지난달 미국 하와이에 출장 가는 중 기내에서 우연히 중국 톈옌(天眼) 망원경을 주제로 한 TV 다큐멘터리를 시청했다. 중국과학원 국가천문대는 구이저우(貴州)성에 구경이 500m인 세계 최대 전파망원경을 5년 만에 건설하고 2016년 9월 첫 관측을 성공적으로 수행했다. 최근 신문에 게재된 중국 과학 기술 진보에 관한 기사를 읽고 비로소 톈옌 망원경의 위상을 파악할 수 있었다. 중국은 전 세계 과학 기술 분야 논문 비중에서 미국 다음인 2위에 올랐고 상위 500개 슈퍼컴퓨터 보유 대수 면에서 지난 11월에는 미국을 앞질렀으며, 세계 최대 전파망원경 톈옌을 건설했다는 사실이 기사의 주요 내용이었다. 망원경은 각 분해능과 집광력이 탁월하다. 각 분해능이 높은 망원경은 눈으로 분별할 수 없는 관측 대상의 세밀한 부분까지 보여 준다. 망원경 지름이 클수록, 관측하는 빛의 파장이 짧을수록 각 분해능이 좋아진다. 집광력은 빛을 모으는 능력이다. 망원경의 구경이 클수록 집광력이 좋다. 집광력이 좋은 망원경은 어두운 천체를 관측할 수 있게 해 준다. 망원경의 구경을 크게 하면 각 분해능과 집광력을 동시에 높일 수 있다. 이 때문에 천문학자들은 구경이 큰 망원경을 만들기 위해 노력한다. 현존하는 가장 큰 광학망원경은 스페인 카나리섬에 건설된 대(大)카나리 망원경으로 지름이 10.4m이다. 그런데 이 망원경의 분해능을 획기적으로 높이는 방법이 있다. 두 전파망원경이 동시에 한 천체를 관측하면, 두 망원경 사이의 거리를 지름으로 하는 거대한 망원경이 갖는 분해능을 얻을 수 있다. 이 방법을 처음 고안한 영국 케임브리지대 교수였던 마틴 라일경은 1974년 노벨 물리학상을 받았다. 한국 초장기선 전파간섭계도 이 방법을 이용하고 있다. 이 간섭계는 연세대, 울산대, 탐라대에 설치된 세 개의 21m 전파망원경으로 구성되어 있다. 이 간섭계는 남한 전체 크기의 구경을 갖는 거대한 전파망원경과 같은 분해능을 갖고 있다. 이 개념을 확장해 한국, 일본, 중국의 전파망원경을 동시에 사용하는 동아시아 초장기선 전파간섭계가 만들어졌다. 이 간섭계는 달에 있는 승용차까지 분간할 수 있는 각 분해능을 갖고 있다. 현재 규모가 큰 초장기선 전파간섭계는 유럽, 미국, 동아시아 등이 보유하고 있다. 이 중 가장 빠르게 규모가 커지고 있는 간섭계가 동아시아 간섭계이다. 한국은 동아시아 간섭계의 자료를 처리하는 센터를 운영하고 있다. 그리고 세 개의 망원경을 더 건설해 동아시아 간섭계에 포함시키려는 계획을 갖고 있다. 동아시아 초장기선 전파간섭계는 향후 5년 내에 세계에서 가장 큰 규모의 전파간섭계로 발전할 것으로 기대된다.

천문학자들이 은하계에서 가장 별이 생기기 어려워 보이는 장소에서 새로 생성된 아기별을 발견했다. 미국 노스웨스턴대학의 파하드 유세프-자데흐가 이끄는 천문학 연구팀은 세계 최대의 전파망원경인 ALMA를 이용해서 우리 은하 중심부의 거대 블랙홀 주변부를 관측했다. 이 블랙홀의 질량은 태양 질량의 400만 배에 달하는 데, 강력한 중력의 힘으로 주변부에 많은 가스와 별을 끌어들이고 있다. 연구팀은 거대 질량 블랙홀 주변 가스의 흐름을 분석하던 중 예기치 않게 ‘아기별’(protostar)의 증거를 발견했다. 새로 생성된 별은 주변에 가스와 먼지의 원반을 형성하며 이 원반에 수직으로 가스와 먼지를 분출하는 특징이 있다. 따라서 양방향으로 가스를 분출하는 천체를 발견하면 (사진) 태어난 지 얼마 되지 않은 별의 존재를 검증할 수 있을 뿐 아니라 질량과 나이 등 상세한 정보를 추정할 수 있다. 이번 연구에서 가장 놀라운 부분은 블랙홀과의 거리다. 연구팀에 의하면 아기별은 블랙홀에서 불과 1파섹(3.26광년) 이내의 가까운 위치에 존재했다. 그것도 하나가 아니라 11개나 되는 아기별이 무더기로 발견됐다. 이들의 평균 나이는 600만 년 정도로 별의 수명을 생각하면 갓 태어난 신생아나 다를 바 없다. 따라서 다른 장소에서 태어난 별이 중력에 이끌려 온 것이 아니라 바로 이 장소에서 생성된 것으로 보인다. 일반적으로 블랙홀에서 이렇게 가까운 장소에서는 중력이 강하고 가스의 흐름이 빠르다. 따라서 가스가 안정적으로 뭉치기 어려워 새로운 별이 생성되기 힘든 것으로 여겨졌다. 따라서 거대 질량 블랙홀에서 가까운 장소에 있는 별은 모두 외부에서 중력에 이끌려 온 것으로 생각했으나 이번 연구는 블랙홀 주변에서도 얼마든지 새로운 별이 생성될 수 있음을 보여주고 있다. 연구팀은 앞으로 이 블랙홀 주변 아기별에 대해서 더 상세한 관측을 진행할 예정이다. 어쩌면 이 아기별 주변에서는 행성이 생성되고 있을지 모른다. 거대 블랙홀 주변 행성은 SF 영화에서는 흔한 소재일지 몰라도 사실 현재까지 입증된 바가 없다. 종종 자연은 인간의 상상보다 더 놀라운 비밀을 간직하고 있기 때문에 앞으로 연구를 통해서 더 놀라운 사실이 밝혀질지도 모른다. 사진=거대 질량 블랙홀(별 표시) 주변에서 발견된 11개의 아기별. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Yusef-Zadeh et al.; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF) 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

2017년은 펄서(pulsar·pulsating radio star)가 최초로 발견된 지 50년째가 되는 해이다. 지금까지 발견된 펄서의 수는 약 2,600개에 이른다. 물론 거의 우리은하 내에 있는 것들이다. 과학자들은 펄서를 이용해 저주파 중력파를 탐지하여 우리은하의 구조를 연구하고 일반상대성 이론을 검증하기도 한다. 펄서 발견 50주년을 맞아 호주 연방과학산업연구기구(CSIRO) 소속의 조지 홉스 등 과학자들이 기고한 칼럼이 지난달 29일자 스페이스닷컴에 발표되었다. 이 기구에서 운용하는 파크스 전파망원경은 현재까지 발견된 펄서의 거의 절반을 발견하는 개가를 올렸다. 펄서란 과연 어떤 천체이며, 펄서의 발견이 천문학사에서 어떤 의미가 있을까? 펄서 발견 50주년을 기념하는 이들의 칼럼을 요약해 소개한다. 박사과정 여학생이 최초로 발견했다 맥동전파원(脈動電波源)으로 불리는 펄서는 회전하는 작은 별이다. 놀랍게도 성분이 모두 중성자로 이루어진 천체로, 보통의 항성이 폭발로 생을 마감한 후 뒤에 남겨지는 속고갱이 같은 별이다. 중성자별의 밀도는 성냥갑 하나 부피의 물질이 무려 5조 톤에 달한다. 그러나 지름은 겨우 30km 정도로, 초당 수백 회에 이르는 회전을 하면서 라디오파나 X-선 빔을 우주공간으로 쏘아댄다. 이 빔이 지구 쪽으로 향하면 우리는 비로소 펄서 존재를 확인할 수 있는 것이다. ​ 1967년 중반, 사람들이 한창 여름휴가를 즐기고 있을 때 영국 케임브리지 대학의 박사과정에 있는 젊은 여학생은 전파망원경 제작에 땀을 흘리고 있었다. 천문학자들이 다이폴 어레이(dipole array)라 하는 쌍극자 안테나를 가리키는데, 이 안테나가 차지하는 영역은 약 2헥타르로, 정구장 57개에 해당하는 면적이다. 전파망원경은 7월에 완성되었다. 24살의 조슬린 벨 학생(지금은 조슬린 벨 경이다)은 전파망원경의 운용과 함께 망원경이 생산하는 데이터를 분석하는 작업을 맡았다. 데이터는 펜으로 종이 위에 그리는 그래프 같은 형식으로 출력되었는데, 이 같은 그래프가 하루에 거의 30m는 쏟아져나왔다. 조슬린은 이 데이터를 눈으로 분석했다. 그래프 위에 나타난 기묘한 ‘꺾임’(cruff)은 이렇게 눈으로 발견된 것이었다. 그러나 이 발견은 그냥 스쳐지나갔다. 다른 발견들이 보통 그렇듯이 이 발견의 진가가 드러나는 데는 시간이 걸렸다. 1967년 11월 28일, 소슬린과 그녀의 지도교수 앤터니 휴이시는 기묘한 시그널을 보여주는 데이터를 하나 잡았다. 조슬린은 비로소 그 ‘꺾임’이 3분의 1초에 한 번씩 일어나는 일련의 펄스라는 사실을 알아챌 수 있었다. 이로써 조슬린과 휴이시는 펄서를 발견했던 것이다. 조슬린은 다른 세 개의 펄스 원을 더 찾아냈다. 이것은 외계 문명의 ‘작은 녹색 사람들’로부터 보내진 신호라는, 다소 이색적인 해석을 물리치는 데 도움이 되었다. 펄서의 발견에 관한 논문은 1968년 2월 24일 ‘네이처’지에 발표되었다. 나중에 펄서의 발견에 대해 수여된 1974년의 노벨 물리학상 수상자에 휴이시와 동료 마틴 라일이 선정되었지만 최초의 발견자인 조슬린 벨은 포함되지 않았다. 이것은 뒤에 노벨상이 가장 불공정하게 수여된 것이라는 비판을 받는 등, 두고두고 많은 논란을 불러일으켰다. '펄서, 과연 어떤 천체인가?' 그렇다면 과연 펄서란 무엇이며, 어떻게 작동하는 걸까? 과연 펄서도 일반적인 항성이라 할 수 있을까? 그러나 아직까지 펄서에 대해서는 밝혀진 것보다 밝혀지지 않은 것이 더 많을 만큼 불가사이한 존재다. 초고속, 또는 초저속으로 회전하는 고밀도의 펄서는 물질이 고밀도 상태에서 어떤 구조를 하고 있는가에 대한 비밀을 품고 있다. 이러한 극단적인 경우를 찾기 위해 우리는 많은 펄서를 찾아야 할 필요가 있다. 펄서는 대체로 쌍성계를 이루며 서로의 둘레를 공전하는데, 이 동반성의 본질은 우리가 펄서의 형성 내역을 이해하는 데 도움이 된다. 우리는 펄서가 무엇으로 이루어져 있으며, 어떻게 작동하는가에 대해 제법 많은 진척을 이루었지만, 그래도 펄서는 여전히 신비에 감싸인 존재라고 할 수 있다. 펄서를 연구하는 과학자들은 펄서의 실용적인 용도를 찾아내기도 한다. 예컨대 펄서의 맥동 타이밍은 전 우주의 저주파 중력파를 감지하는 방법으로 추진되고 있으며, 또한 우주에서 물질의 밀도가 높은 영역을 통과 할 때 펄스 신호가 변경되는 방식을 살펴봄으로써 우리은하의 구조를 측정하는 데 사용되기도 한다. 펄서는 또한 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 테스트 할 수있는 가장 훌륭한 도구 중 하나이기도 하다. 상대성 이론은 천문학자들이 할 수있는 가장 정교한 검증을 모두 통과하여 100년 이상 건재를 과시하고 있다. 그러나 우주가 어떻게 작동하는지에 대한 우리의 가장 성공적인 이론인 양자역학과는 아귀가 잘 맞지 않는다. 과학자들은 그래서 상대성 이론의 작은 결점이라도 찾아내기 위해 분투하고 있는 중이다. 펄서는 이 문제를 풀 수 있도록 도움을 줄 수 있다고 과학자들은 믿고 있다. 지금도 천문학자들에게 날밤을 새게 하는 것은 블랙홀 주변의 궤도에서 펄서를 찾아내고자 하는 열망이다. 이것은 일반 상대성 이론을 검증할 수 있는 가장 이상적인 시스템이기 때문이다. 어쨌든 펄서의 발견은 우주에 대한 인류의 이해를 크게 바꾸었으며, 그 진정한 중요성은 여전히 미지인 채로 펼쳐져 있다고 할 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

전 세계 SUV 시장은 지난 7년간 20%에 가까운 폭발적인 성장세를 보이고 있는 시장으로, 유수의 글로벌 자동차 브랜드들이 리더십을 차지하기 위해 치열하게 경쟁하고 있습니다. 이러한 상황 속에서 저희 현대자동차는 한국을 넘어 세계 자동차 시장의 소비자들을 겨냥해 올해 6월 당사 최초의 소형 SUV 코나를 세계 최초로 우리나라에 출시하였습니다.현대자동차 코나는 기존 소형 SUV에서는 볼 수 없었던 첨단 안전, 편의 사양을 대거 탑재한 완성형 소형 SUV로, 매력적인 디자인과 동급 최고 수준의 상품성을 갖춰 유럽, 미국 지역의 글로벌 자동차 브랜드와 당당히 경쟁할 전략 차종입니다. 코나는 국내 소형 SUV시장에서 비교적 후발주자임에도 출시 두 달 만에 판매 1위를 차지하는 등 국내 고객들의 큰 사랑을 받고 있습니다.기존에 없던 소형 SUV이자, 강렬하고 발랄한 모습의 코나는 ‘새로운 종(種·Species)의 탄생’이라는 광고 카피를 통해 고객분들과 만나고 있습니다. 특히 전 세계 SUV 시장을 겨누고 있는 차인 만큼 강력한 존재감을 고객분들에게 전달하기 위해 기존의 광고와는 달리 영화를 보는 것과 같은 편집 기법과 함께 정글 속 탐험가의 망원경에 발견되는 코나의 신비한 모습을 인쇄 광고로 표현하여 소비자들에게 호기심과 기대감을 동시에 드리고자 했습니다. 이번 서울광고대상 본상 우수상은 코나와 소비자들과의 성공적 소통의 결과로 여겨 더욱 적극적이고 지속적으로 소통해나갈 것을 약속드립니다. 감사합니다.

인간이 어린 시절 빠르게 자라는 것과 마찬가지로 은하 역시 초기에는 작고 별이 거의 없는 가스 구름에서 빠른 속도로 새로운 별을 생성하며 성장했다. 과학자들은 초기 은하의 진화를 이해하기 위해 멀리 떨어진 초기 은하를 관측해왔는데, 최근 무려 127억 광년 떨어진 먼 은하가 발견되었다. 이 은하에서 출발한 빛이 날아온 거리가 127억 광년이라는 이야기는 127억 년 전의 모습을 보고 있다는 이야기다. 이렇게 멀리서도 관측이 가능한 이유는 관측 기술이 발전한 덕분이기도 하지만, 이 은하가 매우 빠른 속도로 별을 생성하는 스타버스트 은하 가운데서도 특히 밝은 초고광도 스타버스트 은하 (hyper luminous starburst galaxy)이기 때문이다. 과학자들은 100억 광년 이상 떨어진 은하들을 관측해서 우주 초기 은하가 지금의 나이든 은하보다 평균 10배 이상 빠른 속도로 새로운 별을 생성한다는 점을 밝혀냈다. 하지만 성장 속도가 사람마다 다른 것처럼 이 중에는 매우 빠른 속도로 별을 생성하는 스타버스트 은하가 존재한다. 코넬 대학의 도미니크 리처스(Dominik Riechers)가 이끄는 연구팀은 유럽 남방 천문대(ESO)의 APEX 망원경, 유럽 우주국(ESA)의 허셜 우주 망원경, 그리고 전파 망원경인 ALMA를 이용해서 ADFS-27라는 127억 광년 떨어진 은하를 관측했다. 흥미롭게도 관측 과정에서 이 은하가 하나가 아니라 사실 두 개의 밝은 스타버스트 은하라는 점이 밝혀졌는데, 우리 은하에 비해 별을 생성할 수 있는 가스 구름이 50배나 많고 별이 생성되는 속도는 무려 1,000배나 빨랐다. 역대급으로 빠르게 성장하는 은하인 셈이다. 비록 먼 거리때문에 작은 얼룩처럼 관측되기는 하지만, 새로 생성된 별이 방출하는 빛은 나이든 별과 다르기 때문에 구분이 가능하다. 두 은하는 은하치고는 가까운 거리인 3만 광년 정도 떨어져 있기 때문에 연구팀은 결국 두 은하가 하나로 합쳐져 큰 타원 은하로 진화할 것으로 예상하고 있다. 과학자들은 우리 은하가 빅뱅 직후 생긴 매우 오래된 은하라고 보고 있다. 어쩌면 우리 은하도 어린 시절 이런 과정을 거쳐 현재의 모습이 되었을지도 모른다. 비록 우리가 그 시절로 돌아가서 확인하기는 어렵지만, 멀리 떨어진 은하를 관측해서 우리 은하의 어린 시절을 유추할 수 있다. 태초에는 우리 은하도 지금보다 작고 빠르게 별을 생성하는 은하였을 것이다. 그 시절 다른 은하와 합체를 통해서 점차 몸집을 키운 우리 은하는 결국 멋진 나선형 팔을 지닌 대형 은하로 성장했다. 무수히 많은 별이 태어나는 이 은하는 말없이 이 과거를 우리에게 보여주고 있다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

우리가 사는 태양계 밖 ‘외계에서 온 손님’의 '민낯'이 사상 처음으로 포착됐다. 최근 미국 하와이 대학 등 공동연구팀은 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형의 소행성 '1I/2017 U1'의 관측 결과를 세계적인 과학지 '네이처' 20일자에 발표했다. 지난달 19일(이하 현지시간) 하와이에 있는 천체 관측 망원경 ‘판-스타스‘(Pan-STARRS 1)를 통해 처음 존재가 드러난 1I/2017 U1은 당초 혜성으로 추정되는 천체였다. 하와이 언어로 ‘오무어무어’(Oumuamua·제일 먼저 온 메신저라는 뜻)라고도 부른다. 지름이 채 400m도 되지 않는 이 작은 천체는 거문고 자리 방향에서 시속 9만 2000㎞의 빠른 속도로 태양계를 거의 수직처럼 날아와 방문했다. 태양과 가장 근접했던 것은 지난 9월 9일이었으나 뒤늦게 발견됐으며, 태양계를 V자 형태로 비행한 후 페가수스 자리 방향으로 날아갔다. 전문가들이 이 소행성을 '외계 방문자'로 지목한 이유는 그 움직임이 일반적인 태양계의 소행성 궤도로는 설명할 수 없었기 때문이다. 이번에 연구팀은 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)으로 1I/2017 U1의 움직임을 관측해 더욱 자세한 특성을 파악했다. 먼저 7.3시간으로 빠르게 자전하는 1I/2017 U1은 길쭉하게 생긴 특이한 형태지만 태양계 내 소행성과 전체적으로 매우 비슷하다. 또한 1I/2017 U1은 빛을 96% 흡수해 극단적으로 어두운 천체인데 표면은 붉은색을 띄고 있다. 이는 소행성이 탄소를 기반으로 한 유기분자를 가졌다는 신호로 해석돼 생명체의 기원을 찾는 실마리가 될 수도 있다. 곧 고대 지구가 소행성 혹은 혜성의 충돌로 생명체를 얻게 됐다는 일부의 가설을 증명하는 이론적인 기반이 되는 셈. 이번 연구를 후원한 미 항공우주국(NASA) 과학임무본부장 토마스 주어부헨 박사는 "수십 년 동안 학계에서는 외계에서 태양계로 온 천체가 있을 것이라는 이론이 제기됐다"면서 "처음으로 이를 직접적으로 증명하는 증거를 찾았으며 태양계 너머 연구에 새로운 장을 열게됐다"며 의미를 부여했다. 한편 1I/2017 U1의 당초이름은 A/2017 U1이었으나 이번에 공식적으로 변경됐다. A는 소행성(asteroid)을, '1I'의 의미는 첫 번째 인터스텔라(interstellar)라는 뜻이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

“역사상 가장 비싸고 강력한 우주 망원경” 2019년 초 발사가 예정된 제임스 웹 우주 망원경을 간단하게 설명한 문구다. 사실 이 망원경은 초기에 16억 달러로 책정된 발사 비용이 88억 달러까지 치솟고 발사도 몇 차례 연기되면서 사업의 타당성에 대한 논란이 적지 않았다. 하지만 허블 우주 망원경을 한 단계 뛰어넘는 강력한 성능을 지니기 위해서는 비용이 비싸도 더 큰 지름의 주경(primary mirror·망원경에서 최초로 빛을 모으는 거울)을 지닌 망원경이 필요했다. 허블 우주 망원경의 주경은 지름 2.4m 정도지만 제임스 웹 우주 망원경은 6.5m에 달한다. 그런 만큼 일단 관측을 시작하면 우주에 대한 이해를 한 단계 끌어올릴 것으로 기대된다. 다만 완성 단계에 이르면서 이 망원경을 누가 어떻게 사용할 것인지를 두고 경쟁이 치열한 상태다. 미항공우주국(NASA)은 제임스 웹 우주 망원경의 초기 관측 임무를 공모했다. 허블 우주 망원경처럼 국가에서 관리하는 대형 과학장비의 경우 하나의 과학자팀이 사용권을 독점하기보다 여러 과학자팀과 연구 과제에 할당하기 때문이다. 하지만 사용하려는 과학자는 많고 망원경은 하나뿐이라 우선 순위가 높은 연구부터 채택된다. NASA는 제안된 100여 개의 연구 과제 가운데 13개의 연구 과제를 초기 관측 임무에 할당하기로 결정했다. 초기 관측 임무는 5개월에 걸쳐 총 460시간 동안 이뤄질 예정이다. 가장 중요한 연구 과제는 멀리 떨어진 은하와 은하단이다. 제임스 웹 우주 망원경은 허블 우주 망원경보다 주경의 지름이 클 뿐 아니라 더 긴 파장을 관측할 수 있다. 먼 은하에서 도달한 빛은 도플러 효과에 의해 파장이 길어지는 적색편이 현상이 일어나는데, 긴 파장을 관측할 수 있는 제임스 웹 우주 망원경이 관측하기에 이상적인 목표다. 과거 허블 우주 망원경의 관측 덕분에 과학자들은 초기 은하의 진화에 대해서 많은 사실을 알아냈다. 멀리 있는 은하일수록 과거의 모습을 보기 때문이다. 제임스 웹 우주 망원경은 이제까지 관측할 수 없었던 더 멀리 떨어진 초기 은하를 관측해 우주의 비밀을 풀 것이다. 외계행성 역시 제임스 웹 우주 망원경의 주요 관측 목표다. 초기 관측 임무 가운데 하나는 목성형 외계행성 WASP-39b와 WASP-43b의 대기를 관측하는 것이다. 행성이 별 앞을 지날 때 별빛의 변화를 관측하면 대기의 구성성분을 알 수 있다. 이 연구의 궁극적 목표는 지구형 외계행성의 대기와 다른 조건이 생명체가 살기에 적합한지를 확인하는 것이다. 다만 제임스 웹 우주 망원경의 성능이 아무리 뛰어나도 작은 지구형 행성의 대기는 어려운 목표이기 때문에 처음에는 훨씬 큰 목성형 행성부터 관측해 관측 기술을 검증한 후 지구형 행성에 도전할 계획이다. 물론 목성형 행성의 대기 자체도 흥미로운 연구 주제다. 태양계 밖의 목성형 행성이 어떤 대기 구조를 지녔는지 아직 알려진 것이 거의 없기 때문이다. 이밖에도 목성의 위성처럼 다른 중요한 임무가 초기 관측 목표로 선정됐다. 과학의 발전은 관측 기술의 발전과 함께 일어났다. 망원경의 발전이 천문학의 발전을 가져오고 현미경의 진보가 생물학의 진보를 가져온 것이 대표적이다. 제임스 웹 우주 망원경이 성공적으로 발사되면 우주를 보는 인류의 눈도 한 단계 더 진보할 것이다. 이 망원경이 우주가 어떻게 진화했고 지구 같은 외계행성이 어디 있는지에 대한 결정적인 정보를 제시할지 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

생명체가 살만한 환경을 가진 지구와 유사한 크기의 외계행성이 발견됐다. 최근 스위스 제네바 대학 등 국제공동연구팀은 지구에서 약 11광년 떨어진 곳에 위치한 외계행성 '로스 128b'(Ross 128b)를 발견했다고 발표했다. 지구보다 약 1.3배 큰 로스 128b는 암석형 행성으로 표면온도가 -60℃~20℃로 지구와 비슷할 것으로 추정된다. 곧 외계생명체가 존재할 만한 조건을 갖춘 셈이지만 흥미롭게도 로스 128b는 항성인 '로스 128'과 바짝 붙어있다. 로스 128b가 항성을 공전하는데 걸리는 시간은 지구기준으로 단 9.9일로 지구와 태양사이의 거리보다 20배나 가깝다. 항성과 행성 간의 거리는 생명체가 살 만한 곳인지 예측해 볼 수 있는 중요한 자료가 된다. 지구처럼 행성이 태양(항성)과 멀지도 가깝지도 않은 적당한 위치에 놓여야 액체상태의 물이 존재할 수 있기 때문이다. 로스 128b가 항성과 바짝 붙어있지만 생명체가 살 수 있는 조건이 되는 것은 로스 128이 적색왜성이기 때문이다. 적색왜성은 태양보다 작고 침침한 별로 오히려 거리가 가까워야 생명체가 살기에 적절한 위치가 된다. 　 칠레 라 실라 천문대의 망원경에 설치된 고해상도 전파행성추적(HARPS)을 통해 이루어진 이번 연구는 지구에서 두번째로 가까운 '제2의 지구' 를 찾았다는 점에서 의미가 있다. 역대 발견된 것 중 가장 가까운 제2의 지구는 '프록시마b'로 우리 태양으로부터 4.24광년 떨어져 있다. 그러나 로스 128b가 프록시마b보다 2배 이상 멀지만 오히려 생명체가 살기에 더 쾌적하다는 것이 연구팀의 설명이다. 논문의 공동저자인 니콜라 아스투로 데푸루 박사는 "적색왜성 인근의 행성들 대다수가 치명적인 자외선과 방사선에 노출된다"면서 "이에비해 로스 128b는 영향이 적어 우리가 알고있는 천체 중 가장 생명체가 살기 좋은 평화로운 행성"이라고 주장했다. 　 이처럼 외계생명체가 존재할 만하거나 인류가 거주할 만한 조건을 가진 제2의 지구가 속속 발견되지만 문제는 거리다. 전문가들에게 따르면 현재 기술로 우리가 로스 128b에 도착하는데 걸리는 시간은 무려 14만 년. 다만 흥미롭게도 로스 128계 전체가 우리 쪽으로 서서히 이동 중이라 7만 9000년 안에는 지구와 가장 가까운 거리에 있는 이웃이 될 것이라고 연구팀은 전망했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

별이 죽어가면서 남긴 '메아리'가 먼 우주 속에서 관측됐다. 최근 미국 텍사스A&M대학 연구팀은 허블우주망원경을 통해 초신성 SN 2014J가 남긴 메아리를 포착하는데 성공했다고 밝혔다. 지구에서 약 1140만 광년 떨어진 곳에 위치한 초신성 SN 2014J는 지난 2014년 1월 처음 발견됐으며 다른 별에서 날아온 물질이 쌓이다가 결국 폭발했다. 초신성(超新星)이란 항성 진화의 마지막 단계에 이른 별이 폭발하면서 생긴 엄청난 에너지를 순간적으로 방출하는 것으로, 그 밝기가 평소의 수억 배에 이르렀다가 서서히 낮아진다. 곧 초신성은 우리 눈에는 갑자기 밝아져 새롭게 등장한 별처럼 보이지만 사실 별이 죽어가는 모습이다. 이 때문에 우리나라에서는 잠시 별이 머물렀다 사라진다고 해서 손님별을 가리키는 ‘객성’(客星)이라고 불렀다. 　 이번에 연구팀은 허블우주망원경으로 2년을 관측한 끝에 SN 2014J의 메아리를 포착했다. 잘 알려진대로 메아리는 산에서 소리가 다른 산에 부딪혀 되돌아오는 현상을 말한다. 우주에서는 당연히 소리를 통한 메아리는 존재하지 않지만 다만 빛은 예외다. SN 2014J가 초신성으로 폭발하며 생긴 빛이 그 주위를 감싸고 있는 거대한 먼지구름에 반사되면서 일종의 메아리가 된다. 서구에서는 이 현상을 '빛의 메아리'(light echo)라 부르지만 우리에게는 '빛의 곡성'(哭聲)이라는 말이 더 어울릴지도 모르겠다. 사진=NASA / ESA / Y. Yang, Texas A&M University & Weizmann Institute of Science 박종익 기자 pji@seoul.co.kr