허블 우주 망원경이 지금까지 발견된 것 중 가장 먼 거리에서 활동성 혜성의 모습을 포착했다. 'C/2017 K2'(PANSTARRS) 약칭 K2로 불리는 이 혜성은 현재 태양에서 거리가 24억㎞로 사실 토성 궤도보다 더 먼 거리에 있다. 이렇게 먼 거리임에도 이미 혜성 주변에는 가스와 먼지로 인해 지구 지름보다 훨씬 큰 혜성의 머리 부분이 형성된 상태다. (사진) 미국 캘리포니아 대학 데이비드 제윗 박사는 이 혜성이 배출하는 것이 매우 낮은 온도에서 기체가 되는 산소, 질소, 일산화탄소, 이산화탄소 등의 휘발성 물질이라고 설명했다. 이 물질들은 극저온 상태에서 본래 얼음의 형태로 존재했으나 태양 근처로 이동하면서 온도가 상승해 고체에서 바로 기체로 승화(sublimation)되고 있다. 연구팀에 의하면 K2는 태양계의 가장 먼 거리에서 태양 주변을 공전하는 오르트 구름에서 온 천체일 가능성이 크다. 여기에는 태양계 초기에 형성된 얼음 천체들이 46억 년 전의 비밀을 간직한 채 공전하고 있다. 그런데 가끔 다른 천체 중력의 영향으로 인해 오르트 구름 천체가 태양계 안쪽으로 진입해 장주기 혜성이 된다. K2는 매우 낮은 온도에서 기체가 되는 물질을 아직 다량 보유하고 있어 이렇게 먼 거리에서 도달하는 약한 태양에너지만으로 가스와 먼지를 뿜어낼 수 있다. 만약 태양을 몇 바퀴 공전하게 되면 이런 물질은 대부분 사라지기 때문에 과학자들은 이번이 첫 진입일 가능성이 크다고 보고 있다. 따라서 오르트 구름 천체의 특징을 고스란히 보존하고 있을 가능성이 커 관심을 끌고 있다. 한 가지 다행인 사실은 워낙 공전 궤도가 길고 거리가 멀어 관측을 위한 시간이 충분하다는 것이다. 2022년까지도 이 혜성은 화성 궤도 밖에 위치한다. 연구팀은 2018년에 발사되는 차세대 망원경인 제임스 웹 우주 망원경으로 관측할 시간이 충분할 것으로 생각하고 있다. 흥미로운 사실은 과거 관측 기록을 뒤져본 결과 2013년에도 이 혜성이 포착되었다는 점이다. 거리는 태양에서 무려 32억㎞로 당분간 이 기록을 넘어설 혜성을 찾기 어려울 것으로 예상된다. K2의 지름은 아마도 19㎞보다 작은 것으로 보이지만, 아직 정확한 크기는 알 수 없다. 하지만 먼 위치에서도 관측이 가능할 정도로 물질을 뿜어내는 것으로 볼 때 대형 혜성이 될 가능성이 작지 않다. 어느 정도로 밝게 보일지는 좀 더 가까이 접근해야 예측이 가능하지만, 어쩌면 K2가 수년 후 밤하늘에 거대 혜성 쇼를 보여줄지도 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

역대 최장 명절 연휴를 맞아 국립과천과학관이 풍성한 볼거리와 즐길거리, 가족단위의 다양한 과학·문화 프로그램을 준비했다. 조상과 미래 후손의 명절 의 모습, 우주에서 보내는 명절, 한가위와 달에 대한 이야기·사진전, 디지털시대 한글의 의미 등 과천과학관 만의 특별한 프로그램을 경험할 수 있다. 지난 2일 부터 9일까지 진행되며 추석당일은 휴관이다.과거와 미래의 추석 명절 모습과 의미를 알아보는 ‘한가위 시간여행’은 전문 과학해설사와 함께하는 시간 여행이다. 과거 조선시대 선조들이 한가위를 맞이하는 모습을 살펴보고, 미래 후손들이 우주에서 추석 명절을 보낼 수 있다면 어떤 모습일까? 상설전시관에서 진행하는 ‘3인 3각 사이언스’는 추석 전통 명절놀이와 함께 과학의 원리를 체험할 수 있는 프로그램이다. 선조들이 달에 토끼가 산다고 믿은 이유, 전통 한옥 온돌의 과학원리 등을 알아보는 삼인 삼색 사어언스 쇼다. ‘열려라 비밀의 Moon’, ‘알갱이의 매직쇼’, ‘Hot한 온돌 쇼’ 등으로 나눠 진행된다.추석 명절 보름달과 관련된 여러 프로그램도 준비돼 있다. 천체관측소에서 망원경으로 보름달을 관측하고, 스마트폰으로 촬영해보는 ‘한가위 스마트 달맞이’와 월령별 달사진 15점을 볼 수 있는 사진전 등이 열린다. 또 한글날을 맞아 디지털 정보화시대에 맞춰 새롭게 변신해가는 한글의 모습을 살펴볼 수 있는 의미있는 행사도 있다. 천체투영관과 중앙홀에서 한글날 기념 특별강연과 한글 탄생·보급·변천사를 다룬 전시회, 한글 관련 체험 등 다양한 프로그램이 진행된다. 이외에도 남·북극의 자연환경과 우리나라 과학기지의 연구사업 등을 소개하는 극지체험 특별전시도 마련돼 있다. ‘미지의 세계로 출발’, ‘과학기지와 탐험’, ‘극지의 생물과 환경’, ‘극지의 자원과 미래’ 4개 주제로 극지 진출과 연구의 중요성을 소개한다. 최근 많은 인기를 얻고 있는 드론에 대해 배울 수 있는 ‘한가위Flying드론’은 중앙홀에서 5회로 나눠 진행된다. 대형 드론의 비행 시연과 직접 드론을 조정해 볼 수 있는 시뮬레이터 체험을 통해 드론의 비행 원리를 이해하고 드론의 매력에 빠져볼 수 있다. 각 프로그램에 따라 온라인 사전예약이나 현장에서 접수하며, 상설전시관 입장료는 추석연휴 기간에 50％ 할인된다. 더 자세한 사항은 국립과천과학관 홈페이지(http://www.sciencecenter.go.kr)에서 확인가능하다. 남상인 기자 sanginn@seoul.co.kr

부산타워가 세계적인 유명 타워와 어깨를 나란히 한다.부산시는 용두산공원에 있는 부산타워가 27일 세계타워연맹(WFGT)에 공식 등록한다고 26일 밝혔다. 부산타워가 세계타워연맹에 가입하면 서울 N타워에 이어 우리나라에서는 두 번째다. 세계타워연맹에는 토론토 CN타워, 뉴욕 엠파이어스테이트빌딩, 도쿄타워, 시드니타워 등 세계 20여개국 50여개의 유명 타워가 가입돼 있다. 부산타워는 세계타워연맹 홈페이지에 두바이 부르즈 칼리파(Burj Khalifa) 다음으로 등재된다. 세계타워연맹 회원으로 가입하면 타워의 위상을 높일 뿐 아니라 타워가 있는 도시도 세계에 알릴 기회를 가진다. 회원국들은 타워발전 방안을 논의하고 전 세계 관광객에게 유명 타워를 함께 소개하는 네트워킹 활동을 한다. 용두산공원 부산타워는 지난 7월 최신 정보기술(IT)을 집약해 전망대 가상현실(VR) 망원경과 증강현실(AR))을 결합한 윈도 맵핑쇼 등 새로운 볼거리를 갖춘 신개념 놀이공원으로 재개장했다. 부산타워 외벽에 다양한 영상을 선보이는 미디어파사드를 구축하고 용두산공원 내 부산면세점을 새로 개장한다. 부산시 관계자는 “세계타워연맹 가입을 계기로 다양한 운영 콘텐츠를 도입하고 마케팅을 강화해 부산타워를 전 세계에 널리 알릴 수 있도록 하겠다”고 말했다. 부산 김정한 기자 jhkim@seoul.co.kr 부산타워 전경 <부산시 제공>.

혜성처럼 '긴 꼬리'를 가진 특이한 소행성이 쌍으로 포착됐다. 　 최근 독일 막스플랑크연구소 태양계연구소 측은 화성과 목성 사이 소행성 벨트에 위치한 소행성 '288P'에 대한 연구결과를 발표했다. 소행성 벨트에 있는 수많은 소행성 중 하나인 288P는 2006년 처음 발견돼 그 이름을 얻었다. 그러나 지난해 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)이 합작으로 운용하고 있는 허블우주망원경으로 관측한 결과, 두 가지 특별한 사실이 드러났다. 먼저 당초 한 개의 소행성으로 생각됐던 288P는 두 개의 소행성이 서로 빠른 속도로 맞돌고 있는 것으로 확인됐다. 각각의 크기는 대략 지름 1㎞, 둘 간의 거리는 100㎞ 정도다. 더욱 놀라운 점은 소행성인 288P가 태양과 가까워지면 혜성같은 꼬리를 만들어낸다는 사실이다. 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 혜성의 주요 성분은 얼음과 먼지다. 이 때문에 혜성이 태양에 가깝게 접근하면 내부 성분이 녹으면서 녹색빛 등의 아름다운 긴 꼬리를 남긴다. 그렇다면 어떻게 소행성 288P는 혜성인양 행동하는 것일까? 연구를 이끈 제시카 아가왈 박사는 "288P의 표면 성분이 얼음으로 이루어져 태양열을 받으면 승화하는 것으로 보인다"면서 "이 과정은 혜성의 꼬리가 생기는 것과 비슷하다"고 설명했다. 이어 "소행성의 생성과 진화, 과거와 현재를 이해하는 데 큰 도움을 줄 것"이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

작년 ‘무수단’ 땐 이동발사체 전소 ‘화성12형’은 화염·충격에도 멀쩡 북한이 지난 15일 평양 순안비행장에서 발사한 중장거리탄도미사일(IRBM) ‘화성 12형’ 발사영상을 분석한 결과 화성 12형의 성능면에서 또 한번 ‘진화’가 있었던 것으로 드러났다. 지상의 임시 거치대에서 쏘아 올렸던 이전과는 달리 이동식발사차량(TEL)에서 곧바로 발사함으로써 은밀성과 기동성이 대폭 확대됐다는 평가가 나온다. 이와 관련, 북한은 화성 12형 발사 하루 뒤인 지난 16일 오후 조선중앙TV를 통해 2분 11초 분량의 발사 과정 동영상과 사진을 공개했다. 영상에는 동트기 전 새벽에 화성 12형이 TEL에 실려 발사 장소로 이동하는 모습과 화성 12형을 수직으로 세우는 모습이 담겼다. 이어 날이 밝고, 김정은 노동당 위원장이 참관대에서 망원경으로 지켜보는 가운데 화성 12형이 화염을 내뿜으며 TEL에서 그대로 발사됐다. 앞서 지난 5월 14일과 8월 29일 두 차례 시험발사에서 북한은 화성 12형을 TEL에서 내려 지상의 임시 거치대에 세운 뒤 쏘아 올렸다. 대륙간탄도미사일(ICBM)급 ‘화성 14형’도 지난 7월 마찬가지 방식으로 두 차례 발사됐다. 군 안팎의 전문가들은 의구심을 갖고 이 같은 발사 방식을 지켜봐 왔다. 언제 어디서든 은밀하고 신속하게 미사일을 발사하기 위해 TEL을 이용하는 것인데 번거롭게 미사일을 내린 뒤 지상의 임시 거치대로 이동시켜 발사하는 행태를 이해할 수 없었기 때문이다. 군의 한 전문가는 “화염에 휩싸여 TEL이 손상되는 것을 막기 위한 임시방편적 조치로 보인다”고 분석하기도 했다. 실제 지난해 8차례 발사해 7차례 실패한 IRBM 무수단의 경우 발사와 동시에 폭발해 TEL이 전소되기도 했다. 공개된 영상에선 화성 12형 발사 후에도 TEL에는 별다른 이상이 없는 것으로 나타났다. 엄청난 화염과 충격에도 끄떡없었던 것이다. 따라서 TEL에서 직접 발사한 것은 화성 12형 발사의 안정성이 확보됐다는 의미로 읽힌다. 일각에서는 화성 12형의 ‘실전배치’ 증거라는 분석도 나온다. 김동엽 경남대 극동문제연구소 교수는 17일 “북한은 실전적인 행동 절차를 확정하기 위한 전력화 훈련이었다고 밝혔다”며 “실전과 같이 TEL에서 곧바로 발사한 것으로 보인다”고 말했다. 박홍환 전문기자 stinger@seoul.co.kr

천문학자들은 지금까지 수천 개 이상의 외계 행성을 찾아냈다. 이 가운데는 지구와 매우 흡사해 제2의 지구라고 불릴 만한 행성도 존재한다. 하지만 이들은 우리 은하계에 존재할 수천억 개 이상의 행성 중 극히 일부에 불과하다. 과학자들은 이들 가운데 지구처럼 생명체가 존재하는 행성이 어딘가 있을 것으로 기대하고 연구를 계속하고 있다. 그런데 여기서 한 가지 의문이 들 수 있다. 우리가 외계 행성들을 찾아낼 수 있다면 외계인 역시 똑같이 지구를 찾아낼 수 있지 않을까? 나사의 행성 사냥꾼 케플러 우주 망원경은 식현상(transit)을 이용해서 외계 행성을 찾는다. 지구에서 관측할 때 별 앞으로 외계 행성이 지나가면서 미세하게 밝기가 줄어드는 것을 포착하는 것이다. 물론 반대로 외계 행성에서 봤을 때 지구가 태양 앞을 지나면 미세하게 밝기가 감소하는 것을 알 수 있다. 퀀즈 대학 및 막스 플랑크 연구소의 과학자팀은 지구 - 태양의 식현상을 관측할 수 있는 외계 행성을 조사했다. 연구 결과 우리 은하계에서 태양을 관측할 경우 지구를 포함해 가장 안쪽 궤도를 공전하는 행성 3개 중 하나를 발견할 가능성은 1/40 정도인 것으로 나타났다. 2개를 발견할 가능성은 그 10분의 1 정도이고 3개 모두를 관측할 수 있을 가능성은 다시 그 10분의 1 정도로 매우 낮았다. 세 행성 중 지구를 관측할 수 있는 위치는 우리 은하계에서 옆으로 누운 S자 모양으로 분포한다. (위의 사진에서 파란색 선) 연구팀은 지금까지 알려진 외계 행성 가운데 68개에서 태양계에 암석형 행성이 하나 이상 있다는 사실을 확인할 수 있으며 지구의 존재를 확실히 알 수 있는 행성은 9개 정도라고 발표했다. 이는 물론 외계인이 지구인과 동일한 수준의 기술력을 가지고 있다고 가정할 경우다. 다만 아쉽게도 이 9개 행성 가운데 생명체가 살수 있는 외계 행성은 없다. 하지만 우리가 발견한 외계 행성은 전체의 극히 일부라서 이 연구만으로 결론을 내리기는 어렵다. 우리가 다른 별을 보고 외계인이 있을까 궁금해하는 것처럼 지적 외계인도 지구를 보면서 혹시 생물체가 사는 것은 아닐까 하고 호기심을 가질지도 모른다. 이 질문에 대한 답을 얻기 위해서는 지금보다 더 강력한 망원경과 관측 장비가 필요하다. 그리고 인류는 여기에 끊임없이 투자하고 있다. 당장에는 어려울지 모르지만, 미래의 인류는 이 질문의 답을 알아낼 가능성이 크다. 어쩌면 외계인도 마찬가지일지 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

휴머노이드 로봇 ‘휴보’의 아버지로 잘 알려진 카이스트 기계공학과 오준호 교수가 아마추어 천체 사진작가로 나섰다.미국 항공우주국(NASA)은 오 교수가 지난달 21일 미국 오리건주 웜스프링스에서 촬영한 개기일식 영상이 나사의 ‘오늘의 천체사진’(APOD)에 뽑혔다고 13일 밝혔다. 오 교수는 프로 사진작가 권오철씨에 이어 한국인으로는 두 번째, 아마추어 한국인 천체사진가로는 처음으로 APOD에 선정됐다. APOD는 나사에서 운영하는 천체사진 전문 사이트로 허블 우주망원경 등 전문적 천체관측 결과나 전 세계 천체 관측자들의 작품을 매일 하나씩 선정해 소개하고 있다. APOD는 “오 교수가 특별 제작한 장치로 일식 순간 태양 표면을 따라 돌며 확대촬영한 영상으로 태양이 달 뒤로 사라지고 다시 나타나는 모습을 생생히 담았다”고 선정 배경을 설명했다. 오 교수는 1999년 터키에서 일식 촬영을 시작으로 지금까지 11차례 일식을 관측 촬영한 ‘일식 추적자’로 유명하다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중성자별은 별의 잔해가 모인 천체다. 별이 죽은 후 남은 잔해는 자체 중력으로 뭉치게 되는데, 질량이 커질수록 더 강한 중력으로 단단하게 뭉치게 된다. 대략 태양 질량의 1.4배 이하는 백색왜성, 그 이상은 중성자별이 된다. 중성자별은 강한 중력으로 양성자와 전자까지 뭉쳐져 전부 중성자처럼 되는 것으로 별 자체가 하나의 원자핵이나 다름없다. 펄서(pulsar)는 이런 중성자별이 에너지를 방출하면서 매우 빠르게 자전하는 경우를 말한다. 지구에서 관측하면 자전주기에 따라 규칙적인 신호를 내는 천체로 관측된다. 이 중에는 자전 속도가 매우 빨라 1초 미만인 것도 존재한다. 이들은 밀리세컨드 펄서라고 부른다. 태양 질량보다 큰 천체가 이렇게 빨리 회전해도 파괴되지 않는 건 중성자별이 강력한 중력으로 매우 단단하게 결합해 있기 때문이다. 원자의 구조는 축구장 중심에 축구공이 하나 있고 축구장 가장자리에 개미가 돌아다니는 것으로 묘사할 수 있다. 가운데 있는 축구공은 원자핵이고 개미는 전자다. 원자의 대부분은 사실 아무것도 없는 빈 공간이다. 중성자별은 강한 중력으로 여러 개의 축구공과 개미들이 모두 달라붙어 움직이지 못하는 상태로 표현할 수 있는데, 이렇게 되면 밀도와 중력은 엄청나게 커진다. 동시에 빈자리 없이 촘촘히 메워진 상태이므로 그 강도는 우주에서 비교할 천체가 없다. 따라서 매우 빨리 회전해도 파괴되지 않는다. 최근 네덜란드 왕립천문대(ASTRON)가 이끄는 국제 천문학자 팀은 지상 망원경과 미항공우주국(NASA)의 페르미 감마선 우주 망원경을 이용해 지구에서 3200~5700광년 정도 거리에 있는 새로운 밀리세컨드 펄서 ‘PSR J0952-0607’를 발견했다. 이 펄서는 1분 동안 4만 2000회의 회전 속도를 지녀 역대 두 번째로 빠른 펄서로 기록되었다. 가장 빠른 펄서가 분당 4만 3000회인 점을 생각하면 큰 차이가 없는 수준이다. 하지만 더 빠른 펄서가 있을 가능성은 여전히 존재한다. 과학자들은 펄서의 자전 속도의 이론적 한계가 분당 7만 2000회라고 보고 있다. 이번에 발견된 초고속 펄서는 혼자 있는 중성자별이 아니다. 아직 살아있는 동반성을 거느리고 있는데, 불과 6.4시간 주기로 그 주변을 공전한다. 이렇게 가까운 거리에서 강력한 에너지를 분출하면서 공전하기 때문에 동반성은 막대한 물질을 잃고 있다. 분당 4만 2000회 회전하면서 다른 별과 6.4시간 주기로 공전하는 중성자별은 우주에서 가장 기이하고 극단적인 천체 가운데 하나다. 이보다 더 극단적인 천체는 더 강한 중력으로 중성자마저 버티지 못하고 하나의 점으로 붕괴하는 블랙홀뿐이다. 블랙홀이라는 더 극단적인 천체 때문에 상대적으로 SF 영화나 소설에서 별로 다뤄지지 않지만, 중성자별이나 백색왜성 모두 매우 독특하고 흥미로운 사연을 지닌 천체다. 엄청난 속도로 회전하는 펄서 역시 블랙홀 못지않은 우주의 신비다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

19~24개 항성이 혜성궤도 바꿔 지구와 충돌 위험 2배 이상 높아 1998년 개봉해 화제를 끌었던 영화 ‘아마겟돈’과 ‘딥임팩트’는 지구를 향해 날아오는 소행성 때문에 인류가 멸망의 위기를 겪는다는 내용을 담고 있다. 지난해 ‘인류 종말의 날 4대 시나리오’를 발표한 영국 옥스퍼드대 인류미래연구소(FHI)도 혜성이나 소행성과의 충돌이 인류 종말의 원인 중 하나라고 예측했다.혜성이나 소행성 같은 천체(天體)가 지구와 충돌할 때 벌어지는 현상은 영화에서 묘사한 것보다 훨씬 더 심각하다. 천체의 크기와 충돌 속도에 따라 충격파, 해일, 전자기 교란, 대기 중으로 물질 유입 등 다양한 현상이 훨씬 복잡하고 예측 불가능한 형태로 생길 수 있기 때문이다.우선 혜성이나 소행성은 대기권에 진입할 때 강력한 충격파를 발생시킨다. 대기권 진입속도가 각각 초속 75㎞, 초속 15~30㎞에 달하기 때문이다. 충격파는 천체와 주변 대기 온도를 끌어올려 공중 폭발을 일으키고, 이 과정에서 순간적으로 엄청난 에너지가 방출돼 광범위한 지역을 초토화시킨다. 지름 50m 정도의 천체는 1945년 일본 히로시마에 투하된 원자폭탄 15개와 맞먹는 파괴력을 지닌 것으로 알려졌다. 천체가 바다에 떨어지면 쓰나미(지진해일)를 만들어낸다. 바다 밑바닥에 생긴 크레이터(충돌 구덩이)로 빠르게 바닷물이 채워지는 과정에서 해수면이 급격하게 낮아지면서 쓰나미를 유발하게 된다. 지름 400m의 천체가 태평양이나 대서양에 떨어지면 인접한 모든 해안에 10m 높이의 쓰나미를 일으킨다는 연구 결과도 있다. 전자기 교란은 충돌 때 발생하는 강력한 에너지가 이온층을 교란시켜 나타나는 현상이다. 각종 전자 장비나 이와 관련한 시설에 심각한 타격을 입힐 수 있다. 천체와 함께 대기로 유입된 물질들은 지구 온도의 급격한 변화를 이끌어내 온실 또는 냉각 효과를 낳는다. 또 황산구름을 만들어 지구 전체에 산성비가 내리는 원인으로도 작용할 수 있다. 그렇다면 지구로 날아드는 혜성이나 소행성의 숫자와 주기는 얼마나 될까. 독일 하이델베르크에 있는 막스플랑크 천체연구소 코린 바일라존스 박사는 이와 관련한 계산 결과를 ‘천문학과 천체물리학’ 8월 31일자에 발표해 관심을 끌고 있다. 바일라존스 박사는 유럽우주국(ESA)의 우주망원경 ‘가이아’의 관측 데이터를 활용해 연구를 진행했다. 가이아 우주망원경은 10억개 이상의 천체를 관측해 우주의 3차원 지도를 그리는 것을 목표로 2013년 발사됐다. 바일라존스 박사는 태양으로부터 3.26광년 떨어진 오르트 구름대에 있는 19~24개의 항성(별)이 혜성이나 소행성의 궤도를 변경시켜 지구와 충돌 가능성을 높일 수 있다고 주장했다. 혜성이나 소행성은 주변 행성의 중력에 의해 궤도가 바뀔 수 있기 때문이다. 이번 계산 결과에 따르면 천체와 지구 충돌 가능성은 지금보다 2배 이상 높아지게 된다. 실제 지구와 충돌 가능성이 높은 혜성은 태양계 끝자락에 위치하고 있는 카이퍼 벨트나 이보다 더 바깥쪽에 자리잡고 있는 오르트 구름대에 오는 것으로 알려져 있다. 또 소행성은 목성 궤도나 목성과 화성 사이의 이른바 ‘소행성대’에 주로 존재하며 고유한 궤도를 갖고 태양 주위를 공전하지만 행성의 중력이나 소행성 간 영향으로 궤도가 변하는 경우가 많다. 특히 지구 주변에는 수많은 소행성이 날아다니는데 국제천문연맹에 등록된 지구와의 충돌이 높은 근지구소행성(NEAs)은 9400여개에 이른다. 바일라존스 박사는 “이번 연구는 앞으로 100만년 이내에 일어날 수 있는 가능성을 계산한 것이기 때문에 당장 공포감에 떨 이유는 없다”면서도 “현대 과학이 지구를 위협하는 소행성과 혜성의 비밀에 대해 속속 밝혀 내고는 있지만 영화에서처럼 궤도를 바꾸거나 파괴하는 기술은 아직 없다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리 은하 안에서 처음으로 중간급 규모의 블랙홀이 발견됐다. 최근 일본 게이오 대학 등 공동연구팀은 우리 은하 중심부에서 태양 질량의 약 10만 배에 달하는 블랙홀을 발견했다는 연구결과를 발표했다. 지구에서 약 2만 5000광년 떨어진 곳에 위치한 이 블랙홀은 지금까지 분자가스로 이루어진 구름에 가리워져 그 존재가 드러나지 않았다. 이번 발견의 가치를 알기 위해서는 먼저 블랙홀에 대한 이해가 필요하다. 일반적으로 대부분의 은하들은 그 중심부에 우리 태양 질량의 수백 만 배 심지어 수십 억 배가 넘는 거대한 블랙홀을 품고 있다. 우리 은하 역시 예외가 아닌데 실제 중심에는 태양의 400만 배가 넘는 초질량 블랙홀 ‘궁수자리 A*’가 얌전하게 똬리를 틀고 있다. 칠레에 위치한 전파망원경 알마(ALMA)로 감지한 새 블랙홀은 궁수자리 A*에 이은 두번째 크기로 아직까지는 학계의 공식적인 인정을 받지는 않았다. 그러나 연구팀의 주장처럼 중간급 규모 블랙홀이라면 연구 가치가 높다. 블랙홀은 태양 질량과 비교해 '체급'을 나누는데 태양보다 수십 만 배 이상 큰 초질량 블랙홀과 태양보다 3배 이상 큰 항성질량 블랙홀로 구분한다. 이 둘 사이에 존재하는 '미들급'이 바로 중간질량 블랙홀로 블랙홀의 생성과 진화의 비밀을 알 수 있는 단서가 될 수 있다. 연구를 이끈 토모하루 오카 교수는 "중간질량 블랙홀의 기원은 여전히 불분명하며 여러 이론이 존재한다"면서 "한 가지 가설은 젊은 성단(星團)의 융합과정에서 '가출'해 형성됐다는 주장"이라고 설명했다. 이어 "중간질량 블랙홀은 천체 진화의 미싱링크(missing link·진화계열의 중간에 해당되는 존재)이자 초질량 블랙홀 형성의 비밀을 푸는데 도움을 줄 것"이라고 전망했다. 　 이번 연구결과는 세계적 학술지 네이처의 자매지인 ‘네이처 아스트로노미’(Nature Astronomy) 최신호에 발표됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우리 시간으로 9월 1일 밤 역대 가장 큰 소행성이 지구를 스쳐 지나간다. 미국항공우주국(NASA)에 따르면, 폭 4.4㎞로 추정되는 소행성 ‘플로렌스’가 이날 오전 8시 6분(미국동부시간) 지구에서 약 700만㎞ 떨어진 곳까지 도달한다. 이집트 피라미드 30개를 합쳐놓은 것에 해당하는 플로렌스는 한국 시간으로 같은 날 오후 9시 6분 지구와 달 사이 거리의 약 18배에 해당하는 영역까지 접근하는데 이때 조랑말자리와 돌고래자리 사이를 횡단한다. 따라서 이때 지구에서 플로렌스를 관측하기 가장 좋은 장소는 호주와 뉴질랜드 등 주변 지역으로 알려졌다. 만일 관측 여건이 되지 않으면 가상 망원경 프로젝트(Virtual Telescope Project)라는 웹사이트 등에서 실시간으로 볼 수 있다. NASA 과학자들은 미국 캘리포니아주(州)에 있는 골드스톤 태양계 시스템 레이더(GSSR)와 푸에르토리코에 있는 미국과학재단(NSF) 산하 아레시보 천문대에 있는 고성능 지상 망원경을 사용해 이번 소행성을 자세히 관측할 예정이다. 이런 장비를 사용하면 소행성의 실제 크기는 물론, 약 10m의 작은 표면까지 관찰할 수 있다. 그렇다면 플로렌스가 지구에 충돌할 위험은 없는 것일까. NASA는 이번 접근 중에는 그럴 위험이 전혀 없다고 설명했다. 또한 NASA는 이번 플로렌스의 근접은 인류가 1890년 최초의 지구 접근 천체를 발견한 이래 가장 큰 것으로, 플로렌스가 다시 지구 곁을 스쳐가는 것은 2500년 이후가 될 것이라고 밝혔다. 한편 소행성 플로렌스는 지난 1981년 3월 2일 호주 사이딩스프링천문대에서 소행성 사냥꾼 쉘터 J 버스가 처음 발견했으며, 이후 ‘백의의 천사’ 플로렌스 나이팅게일(1820~1910)을 기리며 이런 이름이 붙여진 것으로 알려졌다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

수많은 별이 빛나는 밤하늘을 고스란히 가져다 놓은 것처럼 아름답게 만든 디저트가 나와 화제가 되고 있다. 미국 문화예술 웹사이트 ‘마이 모던 멧’은 28일(현지시간) 최근 우크라이나에 있는 에클레르 전문점 ‘무세 컨펙셔너리’가 인스타그램 등 사회관계망서비스(SNS)에 공개해 화제를 모은 우주 디저트 사진을 소개했다. ‘갤럭시 에클레르’라는 이름의 이 디저트는 무세 컨펙셔너리가 평소 아기자기한 장식이나 메시지 등을 넣어 만든 에클레르와 달리 마치 허블 우주망원경으로 본 멋진 우주 일부분을 디저트로 고스란히 옮겨놓은 듯하다. 최근 인스타그램 등으로 공개된 이 디저트 사진에는 수천 개의 ‘좋아요’(추천)가 붙을 만큼 많은 사람의 관심을 끌고 있는 것이다. 물론 사진 속 에클레르는 푸른색이어서 얼핏 보기엔 식욕이 줄어들 것 같다. 하지만, 보고 있노라면 먹고 싶으면서도 먹기 아깝다는 생각이 들 정도로 아름답다. 또한 맛도 각각 클래식 바닐라와 피스타치오, 라즈베리, 소금 캐러멜, 그리고 초콜릿까지 5가지나 있어 원하는 것을 골라 먹는 재미까지 있다고 한다. 가격은 홈페이지상에서 5가지 모두 맛볼 수 있는 한 세트가 295흐리브냐(우크라이나 화폐 단위·약 1만3000원)로 적당한 편이지만, 아쉽게도 국내에서는 구매할 수 없는 것 같다. 한편 우주를 디저트로 표현한 사례는 이번이 처음은 아니다. 최근 세계 여러 곳에서는 우주를 막대사탕이나 마카롱, 케이크 또는 컵케이크로 표현하는 추세가 유행처럼 퍼지고 있는 것으로 알려졌다. 사진=무세 컨펙셔너리 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

과학자들은 생명 현상이 지구뿐 아니라 우주의 다른 곳에서도 생길 수 있다고 보고 있다. 생명체를 이루는 물질은 우주에 매우 흔하고 생명체가 살만한 천체 역시 무수히 많기 때문이다. 하지만 이들 모두가 지구에서 멀리 떨어진 위치에 있어 현재 있는 망원경으로 관측이 쉽지 않다. 따라서 많은 과학자가 강력한 차세대 망원경에 기대를 걸고 있다. 그중에서 가장 큰 기대를 받는 것은 천문학의 역사를 새로 썼다는 평가를 받는 허블 우주 망원경의 후계자 제임스 웹 우주 망원경(JWST·James Webb Space Telescope)이다. 과학자들은 2018년 발사 예정인 제임스 웹 우주 망원경이 허블 우주 망원경보다 훨씬 강력한 성능으로 태양계에서 생명체 존재 가능성이 큰 천체를 관측해 중요한 정보를 제공할 것으로 기대하고 있다. 특히 관심이 집중되는 장소는 목성의 위성 유로파다. 유로파는 얼음 표면을 가진 위성으로 내부에 액체 상태의 바다가 존재할 가능성이 매우 높다. 내부에는 목성의 중력에 의한 마찰열로 얼음이 녹을 수 있기 때문이다. 최근에는 유로파 주변에서 균열을 타고 나온 것으로 보이는 수증기가 발견되어 간헐천의 존재 역시 예측되고 있다. 그러나 여기까지 탐사선을 보내기 위해서는 10년 이상의 시간이 필요하다. 현재 목성권에서 탐사를 하는 주노 우주선은 궤도가 달라 유로파를 정밀 관측할 수 없다. 제임스 웹 우주 망원경은 강력한 성능으로 목성까지 가지 않고도 유로파 주변의 수증기를 관측하고 그 구성 성분을 확인할 수 있다. 이 망원경에 근적외선 분광기(near-infrared spectrograph (NIRSpec))와 중간 적외선 측정기(mid-infrared instrument (MIRI))가 있어 여러 유기 분자에서 나오는 고유한 파장을 분석할 수 있기 때문이다. (사진) NASA는 여기서 나오는 자료를 토대로 유로파를 연구할 수 있으며, 앞으로 발사할 유로파 탐사선의 임무 역시 사전에 조율할 수 있다. 유로파 관측보다 더 힘든 목표는 내부에 바다를 지닌 것으로 알려진 토성의 위성 엔셀라두스다. 거리가 먼데다 크기가 작아서 제임스 웹 우주 망원경으로 봤을 때 엔셀라두스의 크기는 유로파의 10분의 1 수준에 불과하다. 하지만 과학자들은 제임스 웹 우주 망원경의 강력한 성능으로 유기 분자 검출에 성공할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 역시 이 데이터는 앞으로 보낼 엔셀라두스 탐사선 개발에 큰 도움이 될 것이다. 물론 유로파나 엔셀라두스에 생명체가 존재하는지 확인하려면 직접 탐사선을 보내야 한다. 유기 분자가 생물의 기본 물질이지만, 그 자체로 생명체를 의미하지는 않기 때문이다. 하지만 어디서 어떻게 탐사할지 계획을 세우려면 구체적인 정보가 필요하다. 제임스 웹 우주 망원경이 성공적으로 발사되면 과학자들은 여기에 필요한 귀중한 정보를 얻게 될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

우리가 지금 손에 들고 있는 스마트폰은 미항공우주국(NASA)이 태양계 곳곳에 보낸 무인 탐사선보다 훨씬 강력한 성능을 지니고 있습니다. 하지만 그렇다고 해서 우리가 가진 스마트폰으로 우주를 탐사할 수 있는 것은 아닙니다. 우리는 평소에 눈치채지 못하지만, 지구는 강력한 자기장과 두터운 대기가 있어 태양과 우주에서 날아오는 방사선과 고에너지 입자의 공격에서 우리를 안전하게 보호하고 있습니다. 그리고 동시에 우리가 쓰는 전자 기기 역시 안전하게 보고받고 있습니다. 따라서 우주 공간으로 나가면 우주인의 경우 방사선의 위협에 노출되고 전자 장비 역시 간섭을 받게 됩니다. 이 문제를 극복하기 위해 인공위성과 우주 탐사선에는 매우 특수한 형태의 컴퓨터가 탑재됩니다. 그 가운데 대표적인 컴퓨터가 BAE 시스템스에서 제작한 RAD 시리즈입니다. 이 방사선 내성 프로세서(Radiation Hardened Processor)는 NASA의 여러 탐사선과 인공위성에 탑재되어 성공적으로 임무를 수행했습니다. 예를 들어 화성을 탐사하는 큐리오시티 로버의 경우 RAD 750을 탑재하고 있는데, 이 제품은 PowerPC 750이라는 비교적 오래된 프로세서를 탑재하고 있을 뿐 아니라 속도도 110~200MHz에 불과합니다. 하지만 보통 컴퓨터는 엄두도 낼 수 없는 높은 방사선 환경에 견딜 수 있을 뿐 아니라 영하 55도에서 섭씨 125도까지 온도에서 작동을 보장합니다. 당연히 속도는 우리가 사용하는 최신 스마트폰과 비교할 수 없을 만큼 느리지만, 대신 어떤 환경에서도 작동을 보장합니다. 고장 나도 수리할 수 없는 우주 탐사 임무에서는 아무리 비싸도 이런 컴퓨터를 사용할 수밖에 없는 일이죠. 참고로 행성 사냥꾼 케플러 우주 망원경과 NASA의 목성 탐사선인 주노 역시 이 컴퓨터를 사용했습니다. 임무에 따라 특수 주문 제작되는 컴퓨터라 가격도 천차만별이지만, 대당 20만 달러를 호가하는 물건으로 알려져 있습니다. 최근 BAE는 RAD 750의 후속 모델인 RAD 5545를 내놓았습니다. 여기에 사용된 쿼드코어 PowerPC e5500 프로세서는 45nm 공정을 사용했는데, 이는 최신 스마트폰 및 컴퓨터 프로세서보다 덜 미세한 공정이지만 이런 목적의 컴퓨터에 사용되는 공정 가운데서는 상당히 미세한 것입니다. 참고로 RAD 750은 150-250nm 공정을 사용합니다. 미세 공정을 적용하기 어려운 이유는 얇고 미세한 회로일수록 극한 환경에서 정상 작동이 어렵기 때문입니다. 사실 그런 이유로 이런 방사선 내성 컴퓨터는 우리가 사용하는 최신 프로세서보다 성능이 낮습니다. RAD 5545는 티타늄 쉴드와 열화 붕소(deleted boron)를 이용한 차폐막 등 최신의 방사선 차폐 기술을 이용해서 높은 방사선 환경에서도 이전보다 미세한 공정을 지닌 프로세서를 보호합니다. 덕분에 과거 여러 대의 컴퓨터로 수행해야 했던 탐사 임무가 이제는 한 대의 컴퓨터만으로 수행할 수 있게 됐다고 합니다. 물론 동일한 조건에서 훨씬 강력한 성능을 발휘하는 것은 말할 필요도 없습니다. 여전히 우리가 사용하는 스마트폰보다 느리지만, 훨씬 강력해진 방사선 내성 컴퓨터의 등장으로 앞으로 우주 탐사가 한층 탄력을 받을 수 있을 것으로 기대됩니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

인천 강화 꽃동네에 남북 평화통일을 위한 기도의 집이 들어섰다. 예수의 꽃동네 유지재단(이사장 오웅진 신부)은 종합복지시설인 음성 꽃동네 설립 40주년을 기념해 인천 강화군 양사면 덕하리 980-4에 ‘교황 프란치스코 센터’를 건립, 지난 18일 축복식을 가졌다. 축복식에는 정신철 천주교 인천교구장, 오스발도 파딜랴 주한 교황대사, 꽃동네 설립자 오웅진 신부, 수도자 등이 참석했다. 센터 머릿돌은 지난 6월 7일 로마 교황청에서 프란치스코 교황으로부터 직접 축복을 받은 것이다. ‘교황 프란치스코 센터’는 지하 1층 지상 4층, 건축 면적 7027.94㎡로 2015년 5월 기공식을 하고 공사 2년 만에 완공했다. 센터는 북한과 멀지 않은 곳으로, 대남 방송 소리와 강 건너 북한 모습을 한눈에 조망할 수 있다. 지하 1층에는 사무실과 식당, 1~4층에는 숙소 120여개와 경당 및 대강당을 마련했다. 옥상에는 4층 규모의 건물을 세웠다. 이 가운데 옥탑 2층은 프란치스코 교황의 강론을 듣고 묵상할 수 있는 방으로, 옥탑 4층은 망원경을 비치해 통일 전망대로 꾸몄다. 옥상에는 피에타상과 십자고상, 십자가 체험장을 갖췄는데, 십자가의 힘으로 남북 평화통일을 이루자는 의미를 담았다. 김성호 선임기자 kimus@seoul.co.kr

태양계 밖에 위치한 천체 중 역대 최고 화질의 별 사진이 공개됐다. 최근 칠레 카톨릭대학 등 국제 천문학연구팀은 적색 초거성인 안타레스의 표면과 대기가 담긴 역대 최고 화질의 이미지를 촬영했다고 밝혔다. 전갈자리의 심장부에 위치한 적색거성인 안타레스(Antares)는 태양 지름의 약 700배 크기이며 질량은 15배 정도다. 만약 안타레스가 우리의 태양 자리로 온다면 화성 궤도까지 집어삼킬 정도지만 다행히 지구와는 약 620광년 떨어져있다. 우리의 저녁 하늘을 밝히는 가장 밝은 별 중 하나인 안타레스는 안타깝게도 조만간 임종을 앞두고 있다. 곧 수명을 다해 초신성으로 폭발할 운명으로 전문가들은 몇천 년 안에 이같은 일이 벌어질 것으로 보고있다. 이번에 연구팀은 칠레에 위치한 유럽남방천문대(ESO)의 초대형망원경 간섭계(Very Large Telescope Interferometer·VLTI)를 이용해 안타레스의 표면과 대기와 움직임을 처음으로 포착하는데 성공했다. 연구를 이끈 케이치 오나카 교수는 "VLTI는 거대망원경(VLT) 4대를 연결해 빛을 모아 지름 130m짜리 단일 망원경에 필적하는 관측 능력을 갖고있다"면서 "안타레스의 대기 속 가스 움직임을 직접적으로 측정할 수 있는 유일한 기기"라고 설명했다. 이어 "안타레스처럼 큰 별이 어떻게 빠르게 질량을 잃고 마지막 진화 단계까지 왔는 지는 앞으로 풀어야 할 과제"라고 덧붙였다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구에서 대략 40광년 떨어진 트라피스트-1 (TRAPPIST-1)은 매우 작고 어두운 적색왜성이다. 하지만 최근 연구에서 무려 7개나 되는 지구형 행성을 거느린 것으로 드러나 과학계의 관심을 집중시키고 있다. 가장 큰 궁금증은 역시 이 행성 가운데 생명체가 존재하는 행성이 있는지다. 트라피스트 - 1 자체는 대단히 어두워 만약 지구 - 태양 거리에 행성이 있다면 명왕성만큼 추운 행성이 될 것이지만, 최근 발견된 7개의 행성은 매우 가까운 거리에 있어 일부는 액체 상태의 물이 존재할 수 있다. 하지만 온도만이 생명체 존재 가능성을 결정하는 요소는 아니다. 최근 연구에서는 트라피스트-1 주변의 강력한 항성풍과 방사선 때문에 지구 같은 대기를 보존하기 어려울 것이라는 주장이 나왔다. 이에 따르면 주변 행성들이 대기를 잃어버려 화성처럼 춥고 생명체가 살기 힘든 건조한 행성이 될 가능성이 크다. 생명체 존재 가능성을 결정하는 다른 중요한 요소는 행성계의 나이다. 태양보다 무거운 별은 매우 밝게 빛나지만 대신 수명이 짧아 설령 생명체가 살만한 온도가 된다 해도 금방 사라질 수밖에 없다. 반면 트라피스트 - 1 같은 작은 별은 역설적으로 어두운 대신 수명이 태양보다 훨씬 길다. 만약 주변에 생명체가 살 수 있는 행성이 있다면 고등한 생물로 진화하는데 필요한 시간은 충분한 셈이다. 처음 연구에서는 트라피스트-1의 나이가 적어도 5억 년 이상이라는 점은 알았지만, 정확한 나이에 대해서는 알지 못했다. 캘리포니아 대학의 연구팀은 다양한 관측 데이터를 종합해서 이 별의 나이가 54억 년에서 98억 년 사이라는 점을 밝혀냈다. 만약 생명체가 있는 행성이 하나라도 있다면 지구보다 나이가 훨씬 많아 지금쯤 다양한 생물체가 진화했을 가능성이 큰 셈이다. 지구 생명체의 기원은 거의 38억 년 이전으로 거슬러 올라갈 수 있지만, 인간처럼 고도의 지능을 가진 생물체가 등장한 건 20만 년 전이며 과학 문명을 일군 것은 극히 최근의 일이다. 따라서 고도의 지능을 지닌 외계인이 나타나는 데도 그만큼의 오랜 시간이 필요할 가능성이 높다. 트라피스트 - 1이 나이가 태양계보다 많다는 점은 그래서 흥미로운 소식이다. 하지만 과학자들은 트라피스트-1 행성계에 생명체가 살만한 행성이 있는지에 대해서 확신을 하지 못하고 있다. 현재까지 나온 증거는 모두 간접적인 것에 불과하며 행성 자체를 직접 관측하지 못했기 때문이다. 이 질문에 대한 답은 결국 강력한 차세대 망원경이 가지고 있다. 현재 건설 중인 39m 구경의 초거대 망원경 E-ELT나 역사상 가장 강력한 망원경이 될 제임스 웹 우주 망원경을 통해 적색왜성 주변의 행성을 직접 관측해 대기를 분석할 수 있다면 훨씬 자신 있게 생명체 가능성에 대해 이야기할 수 있을 것이다. 당장에는 알기 어렵지만, 결국 인류가 언젠가 답을 찾아낼 가능성이 크다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

천문학자라고 하면 사람들은 뭘 연구하느냐고 묻곤 한다. 그러면 나는 “별을 만든다”고 답한다. 엄밀히 따지면 별이 만들어지는 과정을 밝히는 사람이지만 말이다. 우주 공간을 가득 채우고 있는 별이 어떻게 만들어지는지 알아내는 일은 천문학에서 중요한 연구과제다. 천문학의 연구 대상은 크기와 시간 면에서 실험실의 짧은 시간 동안 어찌해 볼 수 있는 대상이 아니다. 때문에 관측된 현상을 실험이 아닌 컴퓨터로 구현해 낸다. 나 역시 슈퍼컴퓨터를 이용해 태양과 같은 별이 어떻게 만들어지고 있는가를 연구하고 있다. 별은 기체와 먼지로 이루어진 성간운의 중력 수축에 의하여 형성된다. 별과 별 사이란 뜻을 갖는 ‘성간’은 인터스텔라(interstellar)를 번역한 말이다. 많은 사람들이 별 사이의 공간은 아무것도 없는 진공이라고 생각한다. 하지만 이 공간에는 기체와 먼지로 이루어진 성간물질이 있다. 우리 은하 내 성간물질은 별들의 전체 질량의 수 퍼센트에 해당하는 어마어마한 양이 존재한다. 천문학자들은 전파망원경을 통해 성간물질의 분포를 파악하고 있다. 기체와 먼지가 주변보다 많이 분포하는 곳이 존재하는데 그 모습이 구름과 비슷해 성간구름(성간운)이라 부른다. 이런 성간운에서 별이 만들어진다. 성간운 안에 작용하는 강한 자기장과 기체의 난류 운동 때문에 성간운 전체가 중력 수축을 하지 않는다. 그러나 성간운 내의 밀도는 제각각이기 때문에 밀도가 높은 곳은 자기장과 난류의 저항을 극복하고 중력 수축을 하기도 한다. 이때 자전하면서 중력 수축하기 때문에 호떡 모양의 원반이 형성되고 원반의 중심에는 별이, 중심으로부터 떨어진 곳에서는 행성들이 만들어진다. 이 시나리오는 현재 태양계의 모습, 즉 ‘태양은 여러 행성들의 궤도 중심에 위치하고 여러 행성들의 궤도면들은 거의 한 평면에 존재한다’는 사실을 잘 설명해준다. 칠레에 있는 알마(ALMA) 전파망원경은 태양에서 가까운 ‘바다뱀자리 어린별 TW’와 ‘황소자리 어린별 HL’에서 원반과 행성 형성의 증거를 보여 주었다. 필자는 별 생성 시나리오를 검증하기 위해서 슈퍼컴퓨터를 이용한 수치 계산 연구를 하고 있다. 좀 더 구체적으로 말하면 우리 태양계보다 약 1000배 큰 공간에서 자기장과 자체 중력을 받고 있는 성간 기체의 운동을 기술하는 방정식을 풀어 어린 별이 생성되는 장면을 추적한다. 넓은 성간 공간에서 어린 별은 분해할 수 있어야 하며 천만년 정도의 진화를 추적해야 하기 때문에 성능 좋은 슈퍼컴퓨터를 이용한다. 컴퓨터 계산 결과와 관측 사실을 비교해 별 만드는 시나리오를 좀 더 정교하게 만드는 작업이 천문학자의 일이다.

독일과 체코의 한 천문학자 그룹이 우리은하 중심에 있는 초질량 블랙홀 근처의 한 성단 속에서 기묘한 움직임을 보이는 세 개의 항성을 관측했다고 9일(현지시간) 우주 전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 연구자들은 칠레에 있는 초거대망원경을 이용해 이 세 별이 블랙홀 주위에서 어떤 움직임을 보이고 있는가를 면밀히 추적했다. 이 중 하나의 별인‘S2’는 궤도에서 약간 벗어나는 움직임을 보이는데, 이는 상대성이론에 따른 효과일 것으로 연구자들은 보고 있다. 만약 이 관측 결과가 사실로 확인된다면, 아인슈타인의 일반상대성이론이 극단적인 상황, 곧 태양질량의 400만 배에 이르는 블랙홀이 만드는 엄청난 중력장에서도 유효하다는 것을 뜻한다. 일반상대성이론에 따르면, 거대 질량체는 주위의 시공간을 왜곡시키고, 빛의 경로는 왜곡된 시공간을 따라 휘어지며, 천체 역시 왜곡된 시공간에 의해 궤도를 약간 이탈하게 된다. “지금까지 이루어진 상대성이론에 대한 실험은 거의 태양을 대상으로 한 것으로, 태양질량의 1배 또는 기껏해야 2,3배를 넘지 못하는 질량체를 대상으로 한 실험이었다"고 설명하는 연구팀장 안드레아스 에카르트 쾰른 대학 실험물리학 교수는 “레이저 간섭계 중력파관측소(LIGO)에서 한 실험은 태양질량의 수십 배 정도였다”고 밝혔다. 연구팀이 관측한 세 별은 블랙홀에 너무나 근접해 있어서 광속의 1~2%나 되는 고속으로 움직이고 있었다. 세 별과 블랙홀이 거리는 겨우 지구-태양 간 거리의 100배(100천문단위)를 넘지 않은 것으로 밝혀졌는데, 이는 은하적인 스케일에서 보면 놀랄 정도로 근접한 것이라고 에카르트 교수는 설명한다. 참고로, 명왕성은 태양에서 평균 39천문단위 거리의 궤도를 돌고 있으며, 1천문단위는 약 1억 5000만㎞다. 이번 블랙홀 근접 항성들이 보이는 움직임을 정밀하게 관측한 것은 상대성이론 검증 사상 최초의 실험으로, 초질량 블랙홀 주변의 시공간이 굽어 있음을 보여주는 것이다. 그러나 아직 시공간의 왜곡 정도를 정확히 파악한 것은 아니라고 밝히는 에카르트 교수는 앞으로의 연구에서 보다 명확한 결론을 이끌어낼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 다음 연구에서는 분광사진술을 이용해 S2 별의 움직임을 보다 정밀하게 파악할 계획이라고 한다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

영어로 ‘플래닛 나인’(Planet Nine)이라 하는 제9행성은 행성 반열에서 탈락하기 전 명왕성을 가리키는 말이었고, 그전에는 제10행성이라 일컬어졌다. 1930년 제9행성 명왕성을 발견한 미국의 클라이드 톰보는 그후로도 로웰 천문대에서 제10행성을 찾는 데 열정을 쏟았다. 천왕성이나 해왕성의 이상 움직임으로 보아 제10행성도 반드시 존재할 거라는 믿음이 퍼져 있었기 때문이다. 그러나 그 이상 정도가 워낙 미미하여 해왕성 경우처럼 계산서를 뽑기는 불가능했다. 그래서 톰보는 몸으로 떼우는 방법을 취했는데, 무려 17년 동안 온 하늘의 70% 이상을 촬영하여 일일이 대조하는 대장정에 올랐던 것이다. 웬만한 끈기로는 엄두도 못 낼 일이었다. 오직 톰보만이 할 수 있었던 일이다. 그러나 끈기의 결과는 허무했다. 16등성보다 밝은 미지의 행성을 결국 발견하지 못했던 것이다. 여담이지만, 이 톰보는 류현진이 뛰고 있는 LA 다저스의 에이스 투수 클레이턴 커쇼의 외할아버지다. 그후로도 제10행성을 찾으려는 노력이 몇몇 사람들에 의해 계속되었지만, 성공하지는 못했고, 명왕성이 행성에서 탈락하는 바람에 명칭만 제9행성 찾기로 바뀌었을 뿐이다. 명왕성이 행성 지위를 잃은 이후 제9행성의 존재 가능성을 처음으로 제기한 건 2014년 채드윅 트루히요 미국 노던애리조나대 교수와 스콧 셰퍼드 미국 카네기과학연구소 연구원이다. 태양에서 200AU 떨어진 거리에 주변 소천체를 중력으로 끌어당기는 미지의 ‘행성 9’가 존재하는 것으로 추정된다고 과학저널 ‘네이처’에 발표했다. 이는 태양에서 명왕성까지의 거리보다도 5배 먼 거리다. 트루히요 교수는 “카이퍼 띠 소천체들의 움직임이 일반적이지 않았는데, 이를 해왕성의 영향으로 보기엔 해왕성과 소천체들 사이의 거리가 너무 멀다”고 설명하면서 카이퍼 띠를 이루는 소천체들이 행성 9의 파편일 수도 있다고 주장했다. 2016년 초에도 행성 9의 존재에 대한 증거를 찾았다는 새로운 주장이 제기되었다. 주인공은 미국 캘리포니아 공과대학(칼텍) 마이클 브라운과 콘스탄틴 배티진 교수로, ‘천문학 저널’에 명왕성 너머에 행성 9가 존재한다는 증거를 찾아냈다고 발표했다. 이 가설은 해왕성 바깥 천체(TNOs)가 보여주는 비정상적인 공전궤도 형태를 설명하기 위해 제기되었는데, 이에 따르면, 행성 9의 공전궤도는 타원형이며 그 주기는 1만 5000년이다. 태양으로부터의 평균 거리는 약 700AU로 태양-해왕성 거리의 20배에 이른다. 그러나 궤도가 크게 찌그러져 있기 때문에 태양에 가장 가까이 접근할 때는 200AU, 가장 멀 때는 1200AU까지 물러나며, 궤도경사각은 30도로 추정했다. 또한 이 행성의 질량은 지구의 10배, 반지름은 2~4배로 예측했다. 마이클 브라운은 제9행성이 천왕성 및 해왕성과 비슷한 얼음 가스행성일 것으로 추정했지만, 과연 이런 거대 행성이 발견될는지는 미지수다. 다만 2014년 유사한 연구에서는 2만 6000 천문단위 이내에 목성급(지구 질량의 318배) 행성은 없다는 결과가 나왔다. 2017년 6월에는 코리 섕크먼 캐나다 빅토리아대 교수팀이 카이퍼 띠 소천체 4개를 정밀 분석했지만 미지의 행성으로부터 영향을 받은 흔적은 찾지 못했다는 논문을 발표했다. 천체망원경으로 해왕성 너머의 우주 영역을 관측하는 ‘태양계 외곽 기원 조사(OSSOS)’를 수행한 결과, 그 같은 결론에 도달했다고 밝혔다. 만약 제9행성이 발견된다면 언론에서 쓰이는 행성 9(Planet Nine)라는 이름을 떼어내고 로마 신화에 나오는 신들의 이름 중 하나를 받게 될 것이다. 국제천문연맹은 최초 발견자가 제시한 이름에 우선권을 부여하여 이를 검토한 뒤 정식명칭으로서 공식 발표하게 된다. 제9행성은 과연 존재할까? 그것은 아무도 모른다. 우주에는 우리 상상을 뛰어넘는 일들이 너무나 많으므로 어느 날 문득 제9행성이 우리 앞에 장엄한 모습을 드러낼지도 모를 일이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com