영화 인터스텔라에는 거대 질량 블랙홀 '가르강튀아'와 그 주변에 너무 근접해 있어 시간이 느리게 흘러가는 물의 행성 '밀러'가 등장한다. 이 행성에서의 1시간은 지구에서의 7년이다. 물론 실제로 이런 거대 질량 블랙홀에 아주 근접해서 행성이 존재하기는 어렵다. 보통 거대 질량 블랙홀은 은하 중심에 존재하는 데다 주변에서 물질을 빨아들이기 때문이다. 다만 영화적 설정을 위해서 크리스토퍼 놀란 감독은 물리학자 킵 손의 자문을 구해 최대한 과학적인 배경을 만든 것이다. 그런데 과연 비슷한 별이라도 실제로 존재할까? 천문학자들은 지난 수십 년간의 연구를 통해서 우리 은하 중심에 태양 질량의 400만 배에 달하는 거대 질량 블랙홀이 있다는 사실을 알아냈다. 수만 광년 떨어진 거리에다 주변에 가스와 별이 밀집한 지역이라서 연구에 상당한 어려움이 있었지만, 최신의 관측 기술을 동원하여 블랙홀과 그 주변 구조가 서서히 드러나고 있다. 흥미로운 사실은 이 거대 질량 블랙홀 주변에는 블랙홀에 강력한 중력에 묶어 공전하는 별들이 있다는 것이다. 이들은 블랙홀의 근접거리에서 아슬아슬한 중력의 줄타기를 하면서 공전한다. (조금만 더 가까이 가면 블랙홀에 흡수되어 사라질 것이다) 그중 하나가 과학자들의 이목을 집중시키고 있는데, S2라고 명명된 별이다. S2는 16년 정도를 주기로 블랙홀 주변을 공전하는데, 마치 혜성 같은 길쭉한 타원 궤도를 가지고 있다. 이 별은 2018년에 블랙홀에서 가장 가까운 지점을 지나게 되는데, 이때는 블랙홀에서 엄청나게 가까워져 불과 17광시(light hour·빛으로 17시간 떨어진 거리로 대략 184억km)까지 근접할 것으로 보인다. 그 순간 속도는 광속의 2.5%로 영화 속의 행성처럼 지구와 큰 차이가 나지는 않겠지만, 시간이 천천히 가는 현상이 발생할 것이다. 만에 하나라도 행성이 있고 외계 생명체가 있다면 이들은 우리가 보기에 마치 필름을 천천히 감는 식으로 시간이 변하는 환경에서 사는 셈이다. 물론 S2 주변에 행성이 있는지는 알 수 없다. 무엇보다 별과 가스가 밀집한 지역이고 블랙홀이 가까워서 S2의 운명 역시 풍전등화라고 할 수 있을 것이다. 하지만 과학자들에게는 아인슈타인의 상대성 이론을 다시 검증하고 블랙홀의 중력장을 파악할 수 있는 절호의 기회다. 다만 거리가 워낙 멀다 보니 관측이 쉽지 않은 것이 문제다. 유럽남방천문대(ESO)는 이 한계를 극복하기 위해 8.2m 구경의 VLT 망원경 4대를 그래비티(GRAVITY)라고 명명한 강력한 적외선 간섭계로 묶었다. 이 장치 덕분에 특정 파장대에서 마치 130m 구경의 단일 망원경 같은 분해능을 확보할 수 있다. 2016년에 설치된 그래비티는 블랙홀 근접을 2년 앞둔 올해 여름부터 S2를 관측한다. (사진) 비록 영화에서처럼 멋진 사진은 아니지만, 이 별이 알려줄 물리학의 비밀은 작지 않을 것이다. 사진=ESO 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

지금까지 수많은 아름다운 천체 사진을 우리에게 전해준 허블 우주망원경. 이미 우주에서 임무를 수행한 지 26년이 넘었지만, 여전히 활약하며 우리에게 새로운 소식을 전하고 있다. 미국항공우주국(NASA)은 지난 24일(현지시간) 지금도 우주의 다양한 곳을 관측하고 있는 ‘백전노장’ 허블 망원경의 운영 기간을 5년 더 연장해 오는 2021년 6월까지 가동한다는 계획을 발표했다. 지난 1990년 디스커버리호에 실려 우주로 올라간 허블 망원경은 지구 상공 600km에 떠서 지구를 돌고 있다. 무게 12.2t, 주거울 지름 2.4m, 경통 길이 약 13m인 허블 망원경은 가시광은 물론 자외선과 근적외선의 파장을 대기의 영향을 받지 않고 관측할 수 있다. 허블 망원경은 지금까지 다양한 항성과 행성을 관측해왔을 뿐만 아니라 우주의 팽창과 암흑물질, 블랙홀 등 주요 발견을 해왔다. NASA는 이번 운영 기간 연장에 대해 “허블 망원경은 2020년대까지 충분히 관측할 수 있으며 외계 우주까지 일반적인 관측에서 좋은 성과를 역사에 남길 것”이라고 설명했다. 허블 망원경은 원래 오는 2018년 우주로 올라갈 ‘제임스웹 우주망원경’(JWST)에 임무 수행을 완전히 넘길 계획이었다. 하지만 후임 제임스웹 우주망원경은 적외선부터 근적외선을 관측해 우주의 과정을 살필 목적이므로, 허블 망원경의 관측 파장과 다르다. 따라서 천문학자들은 허블 망원경과 제임스웹 망원경이라는 두 가지 ‘눈’으로 더 넓은 파장을 관측할 수 있게 된 것이다. 이 소식에 허블 망원경을 자주 활용하고 있는 보리스 건시케 영국 워릭대 교수 등의 과학자들은 환영의 목소리를 높이고 있다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

머나먼 심우주 속 '별들의 고향'에서 태양계의 목성같은 행성이 무더기로 발견됐다. 최근 독일 막스 플랑크 천체물리학연구소 등 국제공동연구팀은 ‘메시에 67’(Messier 67) 성단에서 3개 이상의 '뜨거운 목성'을 발견했다는 연구결과를 발표했다. 지구로부터 약 2500광년 떨어진 게자리에 위치한 메시에 67은 500여 개의 별들이 모여있는 성단으로 그간 천문학자들의 주요 연구대상이었다. 그 이유는 메시에 67 속의 별들이 우리의 태양과 나이와 구성 성분이 비슷해 그 주변 행성이 어떻게 형성돼 진화해가는지 알 수 있는 완벽한 실험실이기 때문이다. 국제공동연구팀은 칠레에 위치한 라 실라 천문대의 망원경에 설치된 고해상도 전파행성추적(HARPS) 장치로 메시에 67에 속한 88개의 별을 관측해왔으며 이번 연구결과는 이 데이터를 분석해 얻어졌다. 그 결과 88개 별들 주위에 대략 3개 이상의 뜨거운 목성이 존재한다는 증거를 찾아냈다. 흥미로운 사실은 이 외계 목성들의 크기와 질량이 태양계의 목성과 비슷하지만 항성과는 매우 가깝다는 점이다. 우리의 태양과 목성과의 거리는 약 7억 7830만 km로 공전주기는 지구시간으로 12년 정도다. 그러나 이 외계 목성은 항성과 바짝 붙어있어 채 10일도 되지 않는다. 이 때문에 '뜨거운' 목성(hot Jupiters)이라는 수식어가 붙어있는 것. 　 연구에 참여한 로베르토 살리아 박사는 "외계 행성의 형성과정과 특징을 알 수 있는 좋은 연구자료"라면서 "최초 이 외계 목성들은 다른 곳에서 형성돼 어떤 이유로 현재의 위치로 이주했을 가능성이 있다"고 설명했다. 이어 "태양계같은 행성계 형성에 중요한 목성같은 존재가 생각보다 외계에 존재하는 비율이 높다"고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

인간에게 어린 시절이 있듯이 별 역시 어린 시절이 있다. 비록 인간과는 스케일이 다르지만, 별도 태어나서 어린 시절을 지난 후 결국 나이가 들어 최후를 맞이한다. 별이 태어나는 장소는 거대한 가스 성운인데, 어느 정도 별이 성장하게 되면 주변의 가스가 대부분 사라져 밝게 빛나는 어린 별들의 집단이 남게 된다. 이를 YSO(Young Stellar Objects)라 부르는데, 이제 막 태어나서 은하계 일부가 된 어린 별이다. 천문학자들은 칠레의 고산지대에 있는 제미니 사우스 망원경(Gemini South telescope)을 이용해서 우리 이웃 은하인 대마젤란은하에 있는 어린 별들의 모임인 N159W를 관측했다. 거리는 15만8천 광년. 지구에서 거리를 생각하면 아무리 가까운 이웃 은하라도 별 하나를 관측하는 일은 매우 어렵다. 그러나 천문학자들은 지상의 강력한 망원경과 적응 광학이라는 방법을 이용해서 매우 선명한 이미지를 얻었다. 이번에 관측에 성공한 것은 망원경에 장착된 제미니 사우스 적응 광학 이미저 GSAOI (Gemini South Adaptive Optics Imager) 덕분이다. 이를 관측한 연구팀은 이 어린 별들이 사실 이전 세대의 나이 든 별의 영향으로 태어났다는 사실을 밝혀냈다. 이전 세대의 별이 초신성 폭발이나 혹은 항성풍의 형태로 만들어낸 가스 팽창이 희박한 성간 가스의 밀도를 높인 것이다. 자체 중력으로 뭉치기 시작한 가스는 새로운 별로 탄생한다. 따라서 N159W는 거품의 표면에서 생긴 것 같은 배치를 하고 있다. 먼 이웃 은하의 어린 별이지만, 이와 같은 사실은 거대한 우주의 순환을 보여주고 있다. 나이 든 별이 죽으면서 남기는 가스는 새로운 별의 재료가 되어 우주를 순환한다. 그리고 언젠가 어린 별도 나이가 들어 같은 운명을 겪게 된다. 이는 우주의 법칙이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

소멸되어버릴 수 있는 상황에서도 꿋꿋이 ‘생명’을 유지하는 독특한 행성이 포착됐다고 미국항공우주국(이하 NASA)가 발표했다. 이를 발견한 덴마크 오르후스대학교의 빈센트 반 에일렌 박사 연구진은 칠레 라 실라 소재 유럽남방천문대(ESO)의 직경 3.6미터짜리 HARPS스펙트럼측정기기 등 첨단 망원경을 이용해 K2-39b를 발견하는데 성공했다. K2-39b라는 명칭의 이 행성은 NASA의 케플러 미션을 통해 발견한 것이며, 가장 큰 특징은 다른 행성과 달리 궤도주기가 매우 짧다는 사실이다. 연구진에 따르면 K2-39b의 궤도 주기는 불과 4.6일로, 달이 지구를 일주하는 궤도주기가 27.3일인 것에 비하면 매우 짧은 편이다. 질량은 지구의 50배가 넘으며 반지름은 지구의 약 8배에 달한다. 전문가들은 이러한 특징을 가진 행성이 극히 드문 것으로 보고 있다. K2-39b는 태양보다 훨씬 더 크고 많은 에너지를 방출하는 준거성(subgiant)의 주위를 돌고 있는데, 궤도 주기가 지나치게 짧다보니 이 과정에서 발생하는 조수의 차에 의해 준거성과 충돌해 완전히 소멸해버릴 가능성이 매우 높다. 그러나 K2-39b는 이러한 ‘험한 환경’에도 불구하고 여전히 ‘생존’해 있으며, 최근 연구진의 망원경에 포착된 것 역시 아직까지도 소멸되지 않았다는 것을 증명한다. 다만 연구진은 거대한 준거성의 주위를 매우 짧은 궤도주기로 돌면서도 소멸을 피할 수 있었던 정확한 원인은 아직 밝혀내지 못한 상태며, 이 같은 상태를 유지한다고 가정했을 경우 1억 5000만 년 가량은 더 ‘생명’을 유지할 수 있을 것으로 내다봤다. 한편 자세한 연구결과는 미국 코넬대학교 도서관이 운영하는 물리학 분야의 권위있는 온라인 논문저장 사이트인 ’아카이브(ArXiv.org)에서 공개됐다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

이제 막 기어다니는 유아기에 해당되는 아기 행성이 발견됐다. 　 최근 미국 칼텍 공대 등 국제공동연구팀은 지구에서 약 500광년 떨어진 항성 K2-33의 주위를 도는 외계행성을 발견했다는 논문을 유명 학술지 네이처(Nature) 최신호에 발표했다. 이번에 발견된 외계행성의 이름은 K2-33b. 태양계에서 4번째 큰 해왕성만한 크기의 K2-33b는 특히 나이가 500만~1000만 년, 공전주기는 단 5일에 불과하다. 인간의 나이로는 영겁의 세월이지만 우리 지구가 45억 년인 것과 비교해보면 그야말로 갓난아기 행성이 항성에 바짝 붙어있는 셈. 이같은 이유로 K2-33b의 발견은 천문학계의 큰 연구대상이다. 행성들이 어떻게 형성돼 발전해 나가는지 알 수 있는 기회로 이는 태양계 형성 과정을 연구하는 마치 타임머신같은 실험실이나 마찬가지이기 때문. 연구에 참여한 영국 엑서터 대학 사샤 힝클리 박사는 "유아기의 행성을 발견하는 것은 극히 희귀한 일"이라면서 "행성계의 라이프 사이클을 이해하는데 깊은 도움을 줄 것"이라고 의미를 부여했다. 특히 이번 K2-33b 발견에는 미 항공우주국(NASA)의 케플러 우주망원경이 결정적인 역할을 했다. '행성 사냥꾼'이라는 별명을 가지고 있는 케플러 우주망원경은 그간 30만 개가 넘는 별을 관측했으며 4600개 이상의 외계행성 후보를 찾아냈다. 이중에서 실제 외계행성으로 확인된 것만 이미 1000개를 넘어섰다. 총 6억 달러가 투입된 케플러 미션은 지난 2009년 3월 케플러 망원경이 우주로 발사되면서 시작됐다. 우리 은하 내에서 지구와 비슷한 환경을 가진 제2지구를 찾는 것이 주임무인 케플러 우주망원경은 예정된 3년 6개월 간의 1차 미션 목표를 완벽히 마쳤으며 현재는 2차로 미션이 연장된 상태다. 이 때문에 이번에 발견된 아기 행성에 'K2'-33b라는 이름이 붙어있다. 논문의 선임저자 트레버 데이비드 연구원은 "항성 K2-33 주위에서 작은 양의 원시 행성계 원반(protoplanetary disk·가스와 먼지의 디스크로 이 속에서 지구와 같은 행성이 태어난다)이 관측된다"면서 "이는 행성계 형성이 거의 마무리 단계에 와 있으며 나이는 불과 몇 백 만년에 불과하다는 의미"라고 설명했다. 이어 "지금까지 발견된 대부분의 행성이 10억년 이상인 것과 비교해보면 이 행성의 연구가치가 매우 높다"고 덧붙였다.　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

심우주에 떠있는 수많은 보석같은 별들의 향연이 한 장의 사진에 담겼다. 20일(현지시간) 유럽우주국(ESA)은 허블우주망원경으로 촬영한 마젤란 은하에 속해있는 '별들의 고향' NGC 1854의 모습을 공개했다. 지구에서 약 13만 5000광년 떨어진 곳인 황새치자리에 위치한 NGC 1854는 사진에서 보이듯 수만~수백만 개의 별들이 둥그렇게 밀집돼 있는 구상성단(球狀星團·globular cluster)이다. 이 속에서 인간의 일생처럼 수많은 별들이 태어나고 또 사라진다. 특히 NGC 1854이 속한 마젤란 은하(Magellan galaxies)는 성간 가스와 먼지가 풍부해 대표적인 별들의 고향이다. 흔히 마젤란 구름이라고 불리는 이 은하는 ‘우리의 개념’이 모여있는 안드로메다 은하보다는 낯설지만 사실 우리 은하와 가장 가까운 이웃이다. 마젤란 은하는 대마젤란은하와 소마젤란은하로 구성돼 있는 불규칙 은하(일정한 모양을 갖추지 않은 은하)로 각각의 거리는 대략 16만, 20만 광년이다. 　 사진=ESA/Hubble & NASA 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

머나먼 심우주 속 '별들의 고향'에서 태양계의 목성같은 행성이 무더기로 발견됐다. 최근 독일 막스 플랑크 천체물리학연구소 등 국제공동연구팀은 ‘메시에 67’(Messier 67) 성단에서 3개 이상의 '뜨거운 목성'을 발견했다는 연구결과를 발표했다. 지구로부터 약 2500광년 떨어진 게자리에 위치한 메시에 67은 500여 개의 별들이 모여있는 성단으로 그간 천문학자들의 주요 연구대상이었다. 그 이유는 메시에 67 속의 별들이 우리의 태양과 나이와 구성 성분이 비슷해 그 주변 행성이 어떻게 형성돼 진화해가는지 알 수 있는 완벽한 실험실이기 때문이다. 국제공동연구팀은 칠레에 위치한 라 실라 천문대의 망원경에 설치된 고해상도 전파행성추적(HARPS) 장치로 메시에 67에 속한 88개의 별을 관측해왔으며 이번 연구결과는 이 데이터를 분석해 얻어졌다. 그 결과 88개 별들 주위에 대략 3개 이상의 뜨거운 목성이 존재한다는 증거를 찾아냈다. 흥미로운 사실은 이 외계 목성들의 크기와 질량이 태양계의 목성과 비슷하지만 항성과는 매우 가깝다는 점이다. 우리의 태양과 목성과의 거리는 약 7억 7830만 km로 공전주기는 지구시간으로 12년 정도다. 그러나 이 외계 목성은 항성과 바짝 붙어있어 채 10일도 되지 않는다. 이 때문에 '뜨거운' 목성(hot Jupiters)이라는 수식어가 붙어있는 것. 　 연구에 참여한 로베르토 살리아 박사는 "외계 행성의 형성과정과 특징을 알 수 있는 좋은 연구자료"라면서 "최초 이 외계 목성들은 다른 곳에서 형성돼 어떤 이유로 현재의 위치로 이주했을 가능성이 있다"고 설명했다. 이어 "태양계같은 행성계 형성에 중요한 목성같은 존재가 생각보다 외계에 존재하는 비율이 높다"고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

전차의 두꺼운 장갑은 적진을 휘젓고 다닐 수 있는 중요한 방어수단이다. 또한 전차병의 안전을 보장하는 요소이기도 하지만 그에 따른 극히 제한된 시야는 효율적인 전투수행을 방해하는 요소이기도 하다. 전투기처럼 사주경계와 육안관측이 용이한 유리창을 설치할 수 있다면 좋겠지만, 이는 외부 공격에 강한 전차의 특징을 낮추는 일이기에 한계가 있다. 현재 일선에 배치된 대한육군 주력전차 K-1, K1A1의 승무원들 또한 해치에 부착된 잠망경 및 제한적인 영상장치 만으로 주변을 살펴야 하는 명확한 어려움을 지니고 있다. 실전이 아닌 훈련시 전차병들이 해치 뚜껑을 열고 고개를 내민 채 훈련을 수행해야만 하는 이유다. 이러한 어려움 및 문제점을 크게 개선해줄 발명품이 해외에서 개발돼 눈길을 끈다. 이스라엘 군수업체 ‘엘비트 시스템즈’(Elbit Systems)는 최근 전차 승무원들이 탱크 바깥의 광경을 고개 내밀어 직접 보는 것처럼 해주는 특수 헬멧 ‘아이언 비전’(Iron Vision)을 개발했다. 전차병이 전차 안에서 고개를 돌리는 방향대로 바깥 상황을 모두 볼 수 있기 때문에 사실상 '투시 망원경 헬멧'에 가깝다. 엘비트 시스템즈는 기존에도 헬리콥터 및 전투기 조종사들을 위한 관측장비인 ‘헬멧 마운티드 시스템’(HMS)을 개발해 전 세계에 수출한 바 있다. 이번 아이언 비전은 HMS의 기술을 응용해 만들어진 것으로 알려졌다. 아이언 비전은 전차 외부에 설치된 카메라에서 영상을 전송받아 승무원 눈 앞의 스크린에 실시간으로 출력해준다. 승무원은 버튼 하나를 누르는 간단한 조작만으로 탱크 주변 전 방위의 모습을 확인할 수 있다. 이렇게 제공되는 영상은 풀 컬러, 고화질이기 때문에 300m 바깥의 적 부대원까지 식별할 수 있을 정도라고 개발자들은 설명한다. 시각장치 자체의 무게 또한 경량화 해서 착용의 부담을 최소화했다. 영상 왜곡 현상을 완화해주는 전용 소프트웨어를 사용해 영상 뒤틀림과 멀미 발생을 방지했다. 더 나아가 야간 투시 기능도 내장돼있으며, 전투 관련 정보를 전차장의 화면에 즉시 표시해주는 것도 가능하다. 보아즈 코헨 엘비트 시스템즈 지상군 시스템 부서장은 “아이언 비전은 지상군의 전투 방식을 바꿔놓을 것”이라고 전망한다. 코헨은 “병력이 (장갑 등에 의해) 보호받는 상황이라면, 화력을 지나치게 많이 사용할 필요가 없다”고 말한다. 제압사격의 필요가 현저히 줄어들고, 적을 정확히 포착한 뒤 정밀하게 사격할 수 있는 요건이 주어지기 때문이다. 코헨은 “이는 특히 시가지 전투에서 매우 중요하다. 주변부에 무차별 사격을 하다 보면 민간인 피해가 발생할 수 있기 때문”이라고 덧붙였다. 사진=ⓒ엘비트 시스템즈 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

빅뱅에서 얼마 지나지 않은 우주 초기에는 수소와 헬륨, 그리고 미량의 리튬 이외에는 다른 원소가 존재하지 않았다. 이보다 더 무거운 원소들은 별의 중심부에서 핵융합 반응을 통해서 합성됐다. 생명을 이루는데 필요한 산소와 탄소, 그리고 행성을 이루는 데 필요한 많은 무거운 원소들은 사실 별의 중심부에서 생긴 것이다. 과학자들은 최초의 1세대 별이 탄생한 것이 빅뱅 직후 4억 년 이내라고 생각하고 있다. 당시 아주 무거운 별이 탄생했다가 수백만 년 이내에 초신성 폭발과 함께 사라졌다. 그리고 주변으로 산소를 비롯해서 더 무거운 원소를 배출했다. 과학자들은 이 과정을 이론적으로는 잘 알고 있으나 130억 년 이전에 있었던 일이라 실제로 관측하기는 어려웠다. 최근 국제 천문학 연구팀은 세계 최대의 전파 망원경인 알마(ALMA·Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해서 무려 131억 광년 떨어진 은하 SXDF-NB1006-2를 관측했다. 131억년 전의 은하라는 이야기는 빛이 지구까지 도달하는데 131억 년이 걸렸다는 이야기로 사실상 131억 년 전의 우주를 관측한 것이다. 연구팀은 여기에서 131억 년 전 산소 원자의 존재를 증명하고 그 양도 측정하는 데 성공했다. 131억 년 전 우주의 산소 농도는 현재의 10% 수준이었는데, 우주 초기에 무거운 원소가 별로 생성되지 않았던 점을 생각하면 적은 양은 아니다. 동시에 연구팀은 이 은하의 원소들이 ‘재이온화’(reionization) 되었다는 사실도 발견했다. 최초의 원자가 생성된 후 우주는 한동안 별이 없어 중성화 된 가스만 있는 어두운 상태였다. 하지만 시간이 지나면서 별이 생성되고 여기서 나오는 에너지로 다시 재이온화 과정을 거치게 된다. 초기 우주는 지구와 같은 행성을 만들 재료도 부족하고, 생명체의 원료가 되는 산소, 탄소 같은 원소도 매우 부족했다. 하지만 핵융합을 통해 서서히 무거운 원소가 농축되면서 마침내 지구와 같이 생명체가 넘치는 행성이 탄생할 수 있게 되었다. 131억 년의 장대한 서사시는 덧없이 짧은 인생을 지닌 인간이 이해하기 쉬운 일은 아니지만, 현대 과학은 지금 그 비밀을 하나씩 밝혀내고 있다. 사진=NAOJ 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

지구 같은 행성은 아기별 주변의 가스와 먼지의 디스크인 원시 행성계 원반(protoplanetary disk)에서 생성된다. 이는 오래전에는 이론적으로만 추정되었고, 이제는 실제 관측을 통해서 증명되고 있다. 과학자들은 실제 아기별 주변의 원시 행성계 원반을 관측해 행성의 생성 과정은 물론 생명체 탄생에 필요한 물질을 충분히 가졌는지 검증하고 있다. 지구에서 대략 170광년 떨어진 바다뱀자리 TW(TW Hydrae)는 여러 개의 아기별이 태어나는 장소로 과학적으로 중요한 관측 목표이다. 이미 여기서 지구-태양 거리에서 형성되는 행성의 증거가 발견되었을 뿐 아니라 최근에는 유기물의 증거도 발견되었다. 네덜란드 레이던 관측소의 천문학자 캐서린 왈쉬(Catherine Walsh)와 그녀의 동료들은 세계 최대의 전파 망원경인 알마(ALMA)를 이용해서 바다뱀자리 TW에 있는 아기별을 관측했다. 그리고 여기에 있는 원시 행성계 원반에서 메탄올(CH3OH)의 존재를 증명했다. 메탄올 자체는 생명의 증거라기보다는 보통 독성 물질로 생각되지만, 사실 아미노산같이 더 복잡한 유기물을 만드는 기본 재료가 될 수 있다. 이런 물질이 원시 행성계 원반에 존재한다는 사실은 이미 지구 같은 행성이 형성되기 전에 더 복잡한 유기물이 형성될 수 있음을 시사하는 것이다. 과학자들은 아마도 아미노산을 비롯한 생명체를 구성하는 유기물질이 이미 행성이 형성되기도 전에 원시 행성계 원반 속에서 형성될 것으로 믿고 있지만, 이를 검출하기는 매우 어렵다. 직접 가서 검출하는 것은 물론 불가능하고 전파 망원경을 이용한 물질 고유의 파장 분석 역시 거리를 고려하면 쉽지 않기 때문이다. 사실 이번에 발견된 메탄올이 지금까지 원시 행성계 원반에서 발견된 유기물 가운데서 가장 복잡한 것이다. 하지만 관측 기술이 나날이 발전하고 있으므로 결국 언젠가는 지구 같은 행성이 형성되는 원시 행성계 원반에서 더 복잡한 유기 분자가 발견될 날이 올 것으로 기대된다. 이런 연구를 통해서 우리는 과거 46억 년 전 태양계에서 생명의 기초 물질이 어떻게 형성되었는지 이해할 수 있으며, 더 나아가 어떤 행성에서 생명체가 잘생길지 예측할 수 있을 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

달처럼 지구를 돌면서 지구와 함께 태양을 선회하는 소행성을 발견했다고 미항공우주국(NASA)이 15일(현지시간) 발표했다. 이 소행성은 지난 4월 27일 미국 하와이에 있는 ‘판-스타스(Pan-STARRS) 1’ 소행성 탐사 망원경에 의해 처음 발견된 것으로, 지금까지의 조사에 따르면, 100년쯤부터 새롭게 지구의 ‘임시 위성’ 노릇을 하는 것으로 밝혀졌다. 이번 소행성의 지름은 약 37~91m로 추정되고 있는데 지구로부터의 거리가 가장 많이 접근했을 때 약 1400만 ㎞이므로, 다행히 지구에 충돌할 위험은 없다고 NASA는 설명했다. 참고로 달은 지름이 약 3219㎞이며, 지구와의 거리는 약 38만 4000㎞다. 그렇다면 이 소행성은 달처럼 위성이라고 부를 수 있는 것일까. NASA는 이 소행성은 지구와의 거리가 매우 멀어 순수하게 위성으로 분류할 수 없으며 그 대신 ‘준위성’(quasi-satellite)으로 부른다고 밝혔다. NASA 산하 지구접근물체연구센터(CNEOS)의 폴 조다스 박사는 “이번 소행성은 거의 1세기 동안 지구를 안전하게 공전한 준위성”이라면서 “이런 공전 패턴은 앞으로도 수 세기 동안 지구의 움직임에 따라 계속될 것”이라고 말했다.　대부분의 소행성이 지구를 스쳐지나가지만, 이번 소행성처럼 지구 궤도에 눌러앉아 임시 위성 노릇을 하다가 떠나는 경우는 뜻밖에 꽤 있다. 그 중 대표적인 예로 ‘2003 YN107’로 명명된 준위성을 들 수 있다. 2003년 처음 발견된 이 소행성은 원래 1999년쯤 지구의 영향권 안에 들어왔으나 2006년 지구의 중력으로 튕겨 나갔는데 그로부터 60년쯤 뒤 다시 돌아올 예정이라고 한다. 반면 이번 소행성은 지구의 중력에 더 크게 묶여 있어 앞으로 수 세기 동안 지구와 함께할 것으로 보인다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리의 태양같은 항성의 주위를 공전하는 외계행성의 모습이 '직촬'로 포착됐다. 최근 독일 함부르크 대학 등 공동연구팀은 지구에서 약 1200광년 떨어진 외계행성 CVSO 30c의 모습을 직접 촬영하는데 성공했다고 밝혔다. 칠레의 고산 지대에 설치된 초거대 망원경인 VLT(Very Large Telescope)로 촬영한 이 이미지에서 사실 CVSO 30c의 모습은 잘 보이지 않는다. 사진 속 가운데 푸른색으로 밝게 빛나는 천체는 태양같은 항성인 CVSO 30이며 그 옆 조그만 점(사진 원 안)이 바로 CVSO 30c다. 지난 2012년 처음 발견된 CVSO 30은 1000만 년 미만의 나이를 가진 비교적 온도가 낮고 질량이 작은 T 타우리 별(T Tauri stars)이다. CVSO 30 역시 태양처럼 행성을 거느리고 있는데 현재까지 확인된 외계행성은 CVSO 30b와 CVSO 30c다. 이번에 연구팀이 공개한 사진이 의미있는 것은 외계행성을 직접 촬영했다는 점이다. 일반적으로 외계행성은 너무나 작고 스스로 빛을 발하지 않기 때문에 직접 촬영하기가 매우 어렵다. 이 때문에 전문가들은 트랜싯(transit) 현상을 통해 외계행성의 존재 유무를 파악한다. 트랜싯은 행성이 항성 앞을 지나가는 경우 잠시 빛이 잠식되는 현상을 말한다. 곧 우리가 사진으로 보는 특이한 모습의 외계행성은 대부분 그래픽으로 만들어진 이미지인 셈. CVSO 30c가 항성과 나란히 포즈를 취한 것은 둘 사이의 거리 때문이다. 항성 CVSO 30과 외계행성 CVSO 30c사이의 거리는 지구와 태양사이 거리의 660배로 우리의 1년이 이곳에서는 2만 7000년이다. 이에반해 CVSO 30b는 항성 CVSO와 딱 붙어있어 공전시간은 11시간에 불과하다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

5년 전인 지난 2011년 8월 미국 플로리다주 케이프 커내버럴 공군기지에서 한 탐사선을 실은 아틀라스 V 551 로켓이 힘차게 날아올랐다. 바로 태양에너지로 작동하는 목성탐사선 주노(Juno)다. 지난 1월 13일 태양으로부터 약 7억 9300만㎞ 떨어진 지점을 통과, 태양에너지 탐사선으로는 가장 멀리 비행한 기록을 세운 주노는 오는 7월 4일 미국 독일기념일에 맞춰 목성에 도착한다. 주노는 물론 무인탐사선이지만 흥미롭게도 사람도 누리지 못한 '호사'를 누리는 레고인형들이 타고있다. 각각의 이름은 로마신화 속 주피터(Jupiter·그리스신화의 제우스), 그의 아내 주노(Juno·헤라) 그리고 인류 최초로 목성을 발견한 갈릴레오 갈릴레이(1564~1642)다. 그렇다면 왜 미 항공우주국(NASA)은 레고인형을 비싼 탐사선에 태워 목성까지 보냈을까? 주노의 수석연구원 스코트 볼튼 박사는 "탐사선에 인형을 실은 것은 어린이들에게 우주와 과학에 대한 관심과 영감을 불러일으키기 위한 것"이라면서 "이중 목성을 상징하는 대상을 인형으로 만들어 보낸 것"이라고 설명했다. 흥미로운 점은 각각의 인형도 임무에 맞게 디자인됐다는 사실이다. 먼저 주피터는 자신의 상징인 번개를 들고있다. 또한 아내 주노는 돋보기를 들고 있는데 이는 종종 주피터가 바람을 피울 때 구름으로 자신을 가리기 때문이다. 곧 돋보기로 주피터의 행방을 찾겠다는 의미지만 가스층으로 덮여있는 목성을 탐사한다는 뜻도 있다. 갈릴레오는 목성모형과 망원경을 들고 있는데 인류 최초로 목성을 망원경으로 관측하고 갈릴레이 위성을 발견한 업적을 기리기 위한 것이다. 　 이처럼 목성을 상징하는 인형을 태우고 오는 7월 4일 목성궤도에 진입하는 주노는 1년 8개월 간의 탐사활동에 들어간다. 이 기간 중 주노는 목성 대기 약 5000km 상공에서 대기와 자기장, 중력장등을 관측할 예정으로 태양계에서 가장 큰 거인의 내부 구조가 더 상세하게 드러날 것으로 기대된다. 한편 목성 탐사의 역사는 의외로 오래됐다. 지난 1972년 인류 최초의 목성 탐사선 파이오니어 10호가 목성을 향해 탐사 장도에 올랐으며 이듬해 파이오니어 11호가, 1977년에는 보이저 1호와 2호, 그리고 율리시즈호와 갈릴레오호 등 많은 탐사선들이 지구를 떠났다. 이같은 성과를 바탕으로 태양계의 '큰형님' 목성의 비밀이 일부 밝혀졌다. 목성은 지구와 달리 단단한 표면이 없는 가스 행성이다. 목성의 상층 대기를 지나 더 깊이 내려가면 더 높은 압력의 가스층과 만나게 된다. 물론 아주 깊은 곳에는 액체와 고체 상태의 핵이 있지만, 대부분 가스층이기 때문에 목성은 가스 거인(Gas Giant)으로 불린다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

목성은 지구와 달리 단단한 표면이 없는 가스 행성이다. 목성의 상층 대기를 지나 더 깊이 내려가면 더 높은 압력의 가스층과 만나게 된다. 물론 아주 깊은 곳에는 액체와 고체 상태의 핵이 있지만, 대부분 가스층이기 때문에 목성은 가스 거인(Gas Giant)으로 불린다. 목성을 이루는 가스 대부분은 물론 우주에 가장 흔한 원소인 수소와 헬륨이지만, 그 외에도 암모니아나 물 같은 다양한 원소들이 존재한다. 이 원소가 풍부한 가스와 구름층이 빠른 속도로 이동하면서 목성의 독특한 줄무늬 모양이 형성된다. 1995년 갈릴레오 우주선은 직접 탐사선을 내려보내 여기서 암모니아 가스의 양을 측정했다. 하지만, 우주선이 퇴역한 후 오랜 세월 과학자들은 목성의 내부 가스층을 관측하기 어려웠다. 가시광 영역에서는 가스를 뚫고 내부를 들여다보기 어렵기 때문이다. 이를 극복할 방법은 가시광선보다 파장이 긴 전파 망원경을 이용하는 것이다. 최근 천문학자들은 뉴멕시코에 있는 칼 G. 잔스키 전파 망원경(Karl G. Jansky Very Large Array)을 이용해서 표면에서 최대 100km 아래의 가스층을 직접 관측했다. 목성은 태양에서 평균 7억8000만km 떨어진 궤도를 공전하므로 지구와는 가까운 위치에서도 6억 km 정도 떨어져 있다. 더구나 큰 크기에도 불구하고 자전 주기가 10시간 이내에 불과하다. 목성 표면은 아주 멀리 떨어져 있을 뿐 아니라 빠른 속도로 움직이므로 전파 망원경으로 세밀하게 관측하기가 매우 어려웠다. 2004년에 이뤄진 전파 망원경 관측은 암모니아의 양을 너무 적게 측정해 정확성이 의심되었다. 하지만 이제 과학자들은 기술의 진보 덕분에 이제 지구에서 훨씬 상세하게 목성의 속살을 들여다볼 수 있게 된 것이다. 위의 사진은 대적점 부근의 가스층을 관측한 것으로 암모니아가 풍부한 가스의 상승과 하강을 볼 수 있다. 전파 망원경 덕분에 과학자들은 목성의 가스층을 평면적으로는 물론 입체적으로 이해할 수 있게 되었다. 하지만 더 기대되는 것은 현재 목성에 진입 중인 주노 탐사선의 관측 결과다. 주노 탐사선은 목성 주변을 공전하면서 전례 없는 정확도로 목성의 구조를 관측할 것이다. 그렇게 되면 태양계에서 가장 큰 거인의 내부 구조가 더 상세하게 드러날 것으로 기대되고 있다. 모든 것이 예정대로 된다면 우리는 머지않아 목성에 대해서 더 많은 것을 알아낼 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

미국항공우주국(NASA)이 2009년 쏘아 올린 케플러 우주망원경은 지구와 비슷한 형태와 환경을 가진 생명체가 살고 있는 행성을 찾는 임무를 수행하고 있다. 생명체가 거주 가능한 행성을 ‘골디록스’라고 부르는데 지금까지 발견한 골디록스 행성은 대략 10여개로 지구와 비슷한 구성성분을 가진 암석형 행성들이다. 그런데 우주 최초의 생명체는 탄소형 행성에서 탄생했을 것이라는 새로운 주장이 나와 학계의 주목을 받고 있다. 미국 하버드 스미스소니언 천체물리학센터 에이브러햄 룁 박사팀은 빅뱅 이후 우주 최초의 생명체는 암석형 행성이 아닌 탄소가 주성분인 탄소형 행성에서 만들어졌을 가능성이 높다는 연구 결과를 영국왕립학회에서 발행하는 천문학 분야 국제학술지 ‘영국 왕립학회 월보’ 최신호에 발표했다. 행성은 구성 성분에 따라 암석으로 이뤄진 암석형(지구형) 행성과 수소나 헬륨 같은 가스로 이뤄진 가스형(목성형) 행성으로 구분된다. 2005년 미국 천문학자 마크 쿠츠너는 암석형, 가스형 행성 이외에 흑연이나 다이아몬드 같은 탄소 성분이 주를 이루는 탄소형 행성의 존재 가능성을 주장했다. 연구진은 천체 관측 데이터를 이용해 탄소형 행성의 존재 가능성을 계산하던 중 암석형 행성보다는 탄소형 행성이 생명체가 나타나기 유리한 조건들을 갖추고 있다는 결론에 이르렀다. 암석형 행성인 지구 역시 생명체가 나타나기 전까지는 탄소가 풍부한 ‘부분적 탄소형 행성’이었을 가능성이 크다고 연구진은 주장했다. 룁 박사는 “생명 존재 가능성이 있는 행성을 찾을 때 암석형 행성뿐만 아니라 탄소형 행성에도 관심을 가질 필요가 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우주의 주민은 은하 이 우주라는 동네의 주민은 은하다. 현재까지 알려진 주민의 수는 약 2000만이다. 사람들이 도시에 모여 살듯이 우주의 별들도 이 은하 안에 모여서 산다. 은하는 말하자면 별들의 도시인 셈이다. 별들은 은하 속에는 태어나고 반짝이며 살다가 이윽고 폭발해서 생을 마감하면서 자신을 만든 물질을 우주공간으로 다 돌려놓는다. 그러면 이 물질들은 다시 떠돌다가 다른 별을 만드는 것이다. 영어권에서는 은하는 갤럭시(galaxy)라 하고, 은하수는를 밀키 웨이(Milky Way)라 하는데, 우리말로는 미리내라 한다. 그러니까 은하는 보통명사이고, 은하수는 우리은하의 고유명사인 셈이다. 우리은하를 미리내은하라고도 한다. 그럼 각 은하들은 얼마나 많은 별들을 갖고 있을까? 작은 것은 1000만 개 이하이기도 하지만, 큰 것들은 100조 개의 항성들을 거느리기도 한다. 태양계가 있는 우리은하에는 약 3000억 개의 별들이 옹기종기 모여 살고 있다. 태양은 그중 가장 평범한 별의 하나일 뿐이다. 각기 다른 아름다움을 뽐내는 은하들 우주에 영원한 것은 없어 2000만에 이르는 이 은하들도 사람처럼 모두 생노병사의 과정을 겪는다. 그리고 그 생긴 모양도 사람처럼 다 다르다. 형태에 따라 크게 나눠보면 은하에는 세 가지 기본적 분류가 있다. 타원형, 나선형, 불규칙형이 그것들이다. 나선은하는 어두운 먼지 층과 함께 몇 개의 나선팔을 두르고 있는 은하로, 전체 모습은 원반형을 하고 있으나 지구를 향하고 있는 방향에 따라 다르게 보인다. 타원은하는 원반이나 나선팔이 없으며, 별의 재료가 되는 가스나 먼지층도 보이지 않는 구형 또는 타원체 모양의 은하로, 아주 작은 것에서부터 거대한 것까지 다양한 크기를 갖고 있다. 우주에는 이외에도 모양이 뚜렷하지 않은 불규칙한 형태의 은하들도 많이 발견되고 있다. 별들도 은하 안에 모여 살듯이 은하들 역시 은하끼리 모여서 산다. 대다수의 은하들은 은하군과 은하단이라고 하는 상위 구조를 이루고 있으며, 은하단들이 모여 초은하단이라고 불리는 거대 구조를 형성한다. 칠흑의 밤하늘에서 이들 은하를 망원경으로 잡아보면 마치 우주의 꽃처럼 아름답게 보여 보는 이의 마음을 빼앗는다. 이처럼 수많은 은하들은 각기 아름다운 형태와 빛으로 우주를 수놓고 있지만, 그중에서도 출중한 미모를 자랑하는 은하 5개를 선발한다면 대개 다음의 은하들이 뽑힌다. 물론 이들 못지않은 미모를 자랑하는 은하들도 많지만, 일단 이 선에서 정리해보는 '톱5'는 다음과 같다.   5. 안드로메다 은하 M31로도 불리는 안드로메다 은하는 나선은하로 우리은하와 닮았을 뿐만 아니라 가장 가까운 이웃 은하이기도 하다. 하지만 가깝다고 해도 250만 광년 거리다. 이 은하는 우리은하를 비롯, 대략 44개의 작은 은하들을 포함하는 국부은하군에서 맹주 자리에 있은 가장 큰 은하이다. 지름이 우리은하의 2배가 넘는 22만 광년이며, 별의 개수는 3배가 넘는 약 1조 개를 거느리고 있다. 안드로메다 은하는 겉보기 등급이 3.4의 밝은 천체라 광해가 적은 캄캄한 밤하늘에서는 맨눈으로도 보이는데, 사람이 맨눈으로 볼 수 있는 가장 먼 거리에 있는 천체이기도 하다. 안드로메다 은하에서 기억해야 할 가장 중요한 사항은 약 37억 년 후 우리은하와 충돌할 거라는 사실이다. 지금도 이 은하는 초당 약 110km의 속도로 우리은하에 접근하고 있다. 충돌하면 어떻게 될까? 별들 사이의 공간이 하도 넓어 별끼리 부딪치는 일은 없겠지만, 그 영향으로 우리 태양계가 은하 바깥으로 튕겨져나갈 가능성이 있다고 한다. 또 두 은하는 병합되어 하나의 거대한 타원은하를 이룰 거라고 천문학자들은 보고 있다. 하지만 그리 걱정할 일은 아니다. 100년을 못 사는 우리 인생인데 그것은 무려 37억 년 후의 일이니까. 4. 솜브레로 은하(Sombrero Galaxy) 솜브레로는 멕시코 인들이 즐겨 쓰는 모자 이름이다. 이 은하의 모양이 꼭 그렇게 생겨 솜브레로 은하란 이름을 얻었다. 봄철의 별자리인 처녀자리 방향으로 3000만 광년 거리에 있는 이 은하는 M 104, NGC 4594로도 불리는 나선은하로, 지름이 우리은하의 반밖에 안 되는 아담 사이즈다. 그림에서 보듯이 은하핵이 상당히 밝으며, 팽대부가 이례적으로 크고, 기울어진 원반의 먼지띠가 매우 두드러져 보인다. 이 먼지띠는 고리처럼 전체 은하를 한 바퀴 두르고 있다. 솜브레로 은하는 처녀자리 알파별 스피카로부터 11.5°서쪽에 있다. 은하 모습은 7x35 쌍안경이나 4인치 작은 망원경으로도 볼 수 있지만, 중심부를 제대로 보려면 8인치, 먼지띠는 10~12인치 망원경이 필요하다. 3. 소용돌이 은하(Whirlpool Galaxy) 소용돌이 은하라는 별명으로 유명한 M 51a 은하는 사냥개자리에 있는 나선은하로, 소용돌이 모양의 팔이 중심부에서 뻗어나온 은하다. 우리은하에서 2300백만 광년 떨어져 있으며, 은하 전체는 중심부와 그 둘레를 회전하는 원판부로 이루어져 있다. 옆의 동반은하 M51b는 왜소은하로, 중력이 강한 M51a에게 잡아 먹히고 있는 중이다. 두 은하가 함께 있는 모습이 마치 아버지와 아들 같다고 해서 부자은하라고 부르기도 한다. 소용돌이 은하와 그 동반 은하(M51b)는 인기 있는 관측 품목으로 아마추어도 쉽게 관측할 수 있으며, 경우에 따라서는 쌍안경으로 보이는 때도 있다. 2. 검은 눈 은하(Black Eyed Galaxy) 검은 눈 은하 M64는 지구에서 2400만 광년 떨어진 머리털자리에 있는 나선은하로, 사악한 눈 은하 또는 잠자는 미녀 은하로도 불린다. 은하 중심부를 제외한 검은 물질들이 마치 눈처럼 보이기 때문에 붙여진 이름이다. M64는 겉보기로는 보통의 나선은하와 크게 다르지 않으나, 독특한 요소를 지니고 있다. 보통의 은하는 시계방향으로 회전하는데, 이 은하의 검은 물질들 중 은하 중심에서 안쪽 3000광년까지는 시계방향으로 회전하나, 3000광년에서 바깥쪽 4만광년까지는 시계 반대방향으로 회전하고 있다. 두 방향이 충돌하는 경계 지대에는 젊은 별들이 태어나고 있다. 천문학자들은 10억 년 전 어떤 위성은하가 M64에 충돌하여, 역으로 공전하는 가스 구름을 만들어낸 것으로 보고 있다. 이 가스 구름은 시계방향으로 공전하는 구름과 충돌하여 질량이 크고 푸른 젊은 별들을 만들어내고 있다. 작은 망원경으로도 이 은하의 특징적인 검은 물질을 관찰할 수 있다. 1. 미려한 나선팔을 가진 은하(M81) 독일 천문학자 보데가 발견해서 보데 은하로도 불리는 M81 은하는 큰곰자리 방향으로 1200만 광년 거리에 있는 유명한 나선은하로, 크고 밝은 핵과 미려한 나선 팔을 가진 아름다운 은하다. 지름은 약 7만 광년 정도로, 우리은하와 비슷한 크기다. 이 은하가 미려한 나선팔을 갖게 된 것은 이웃 M82 은하와의 힘겨루기 때문이다. 시거처럼 생겼다고 해서 시거 은하라는 별명을 가진 M82는 몇 년 전 초신성이 발견되어 유명해졌다. 웬만한 별지기들이 모두 이 초신성을 관측했다. 수천 억 개의 별을 가진 은하들 사이의 거대한 상호작용은 은하들의 모습을 다양하고 기묘하게 바꾸어놓기도 한다. 보데 은하의 중심부는 우리은하보다 크며, 중심부의 블랙홀은 태양 7000만 배로 우리은하 중심 블랙홀의 10배가 넘는다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

목성은 지구와 달리 단단한 표면이 없는 가스 행성이다. 목성의 상층 대기를 지나 더 깊이 내려가면 더 높은 압력의 가스층과 만나게 된다. 물론 아주 깊은 곳에는 액체와 고체 상태의 핵이 있지만, 대부분 가스층이기 때문에 목성은 가스 거인(Gas Giant)으로 불린다. 목성을 이루는 가스 대부분은 물론 우주에 가장 흔한 원소인 수소와 헬륨이지만, 그 외에도 암모니아나 물 같은 다양한 원소들이 존재한다. 이 원소가 풍부한 가스와 구름층이 빠른 속도로 이동하면서 목성의 독특한 줄무늬 모양이 형성된다. 1995년 갈릴레오 우주선은 직접 탐사선을 내려보내 여기서 암모니아 가스의 양을 측정했다. 하지만, 우주선이 퇴역한 후 오랜 세월 과학자들은 목성의 내부 가스층을 관측하기 어려웠다. 가시광 영역에서는 가스를 뚫고 내부를 들여다보기 어렵기 때문이다. 이를 극복할 방법은 가시광선보다 파장이 긴 전파 망원경을 이용하는 것이다. 최근 천문학자들은 뉴멕시코에 있는 칼 G. 잔스키 전파 망원경(Karl G. Jansky Very Large Array)을 이용해서 표면에서 최대 100km 아래의 가스층을 직접 관측했다. 목성은 태양에서 평균 7억8000만km 떨어진 궤도를 공전하므로 지구와는 가까운 위치에서도 6억 km 정도 떨어져 있다. 더구나 큰 크기에도 불구하고 자전 주기가 10시간 이내에 불과하다. 목성 표면은 아주 멀리 떨어져 있을 뿐 아니라 빠른 속도로 움직이므로 전파 망원경으로 세밀하게 관측하기가 매우 어려웠다. 2004년에 이뤄진 전파 망원경 관측은 암모니아의 양을 너무 적게 측정해 정확성이 의심되었다. 하지만 이제 과학자들은 기술의 진보 덕분에 이제 지구에서 훨씬 상세하게 목성의 속살을 들여다볼 수 있게 된 것이다. 위의 사진은 대적점 부근의 가스층을 관측한 것으로 암모니아가 풍부한 가스의 상승과 하강을 볼 수 있다. 전파 망원경 덕분에 과학자들은 목성의 가스층을 평면적으로는 물론 입체적으로 이해할 수 있게 되었다. 하지만 더 기대되는 것은 현재 목성에 진입 중인 주노 탐사선의 관측 결과다. 주노 탐사선은 목성 주변을 공전하면서 전례 없는 정확도로 목성의 구조를 관측할 것이다. 그렇게 되면 태양계에서 가장 큰 거인의 내부 구조가 더 상세하게 드러날 것으로 기대되고 있다. 모든 것이 예정대로 된다면 우리는 머지않아 목성에 대해서 더 많은 것을 알아낼 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

우리 은하에서 가장 오래된 ‘별의 노래’를 영국 천문학자들이 포착해냈다. 버밍엄대 물리천문대학원 연구팀은 130억 년 전부터 존재하는 것으로 추정되는 구상성단 ‘M4’를 구성하는 별들의 진동을 분석했다. 연구팀은 미국항공우주국(NASA)의 케플러 우주망원경이 ‘K2 임무’로 수집한 데이터를 바탕으로, 별진동학(성진학·Asteroseismology)에 근거한 연구를 진행했다. 별진동학은 별 밝기의 미묘한 변화로 이어지는 ‘진동’을 분석해 별빛이 밝아졌다가 다시 어두워지기를 반복하는 맥동변광성의 내부 구조를 연구하는 학문이다. 대개 이런 진동은 별 내부에서 일어나는 소리가 원인이다. 즉 ‘별의 소리’를 측정함으로써 개별 별의 질량과 나이 등을 알 수 있는 것이라고 연구팀은 말했다. 빌 채플린 교수는 “고고학자들이 흙을 파내 과거를 공개하는 것처럼 우리는 별의 내부의 소리를 통해 ‘은하 고고학’을 연구하는 것”이라면서 “초기 우주의 별들이 남긴 노래를 들을 수 있어 감격했다”고 말했다. 연구를 이끈 안드레아 밀리오 박사는 “우리가 조사한 별은 실제로 우리 은하가 형성한 시대부터 살아남은 화석 같은 것”이라면서 “앞으로 우리 은하와 같은 나선은하가 어떻게 형성하고 성장하는지 그 수수께끼를 밝혀내고 싶다”고 말했다. 이번 연구성과는 ‘영국 왕립천문학회 월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 최신호에 실렸다. 사진=버밍엄대 별의 노래 듣기 링크(http://bison.ph.bham.ac.uk/~miglioa/M4PR/M4_beta0.html) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

북극해에 위치해 1년 내내 얼음으로 덮여 있는 ‘그린란드’가 지금처럼 지구온난화가 계속될 경우 20년 내에 이름 그대로 ‘푸른 땅’이 될 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 대학천문학연구협회(AURA)와 항공우주국(NASA) 고다드우주센터 공동연구팀은 1984년부터 2012년까지의 북극 지역 인공위성 사진을 분석한 결과 북극권의 온도가 꾸준히 올라 그린란드, 서부 알래스카, 캐나다 북부해안, 퀘벡 툰드라 지대가 빠르게 녹색지대로 바뀌고 있다는 연구 결과를 우주 관측 및 우주 환경 분야 국제학술지 ‘리모트 센싱 오브 인바이러먼트’ 최신호에 발표했다. 연구진은 나사에서 운영하는 지구 관측 위성 ‘랜드샛’이 지난 28년간 모은 8만 7000장의 위성사진을 분석한 결과 캐나다 퀘벡주 북쪽과 북극권에 인접한 지역들이 녹색으로 바뀌고 있다는 사실을 확인했다. 가시광선 영역과 근적외선 영역의 망원경을 갖추고 있는 랜드샛은 산림과 녹지분포 등을 연구하는 데 활용되는 관측용 인공위성이다. 특히 연구팀은 얼음으로 뒤덮여 있던 동토층이 드러나면서 해당 지역에서 식물의 생장률이 최대 29.4%까지 늘어난 것을 밝혀 냈다. 현재와 같은 지구온난화가 이어질 경우 20년 이내에 북극권의 얼음이 완전히 사라질 가능성도 있다고 예측하기도 했다. 나사 생태과학연구소 제프리 마섹 박사는 “캐나다 등 북극권과 가까운 국가들은 기후가 온화해지고 농작물 재배의 북방한계선이 올라가는 긍정적 효과도 일부 얻게 된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr