-소행성 세드나는 강탈한 천체이다 외부 태양계의 어떤 천체들은 지나가는 별들에게서 '강탈'한 것이라는 연구 결과가 발표되어 관심을 끌고 있다. 2003년에 발견된 소행성 세드나는 약 40억 년 전 부근을 지나던 별에게서 빼앗은 것일 가능성이 높으며, 그 과정에서 우리 태양은 수백 개의 소행성들을 잃어버린 것으로 보인다고 논문은 말하고 있다. 세드나가 왜 다른 행성들에 비해 기괴할 정도로 길죽한 궤도를 갖고 있는가에 대한 해답은 이 '강탈'에 있다고 연구자들은 보고 있다. 세드나는 1930년 명왕성이 발견된 이래 태양계로부터 가장 먼 곳에서 발견된 소천체로, 궤도는 심한 이심률을 가진 타원형이며, 태양에 가까운 근일점은 지구와 명왕성간 거리의 약 3배, 원일점은 그 10배 정도의 거리에까지 이르는 기형적인 것이다. 세드나의 크기는 명왕성의 반 정도, 반지름은 약 500km, 공전주기는 1만1400년이지만, 태양까지의 거리는 해왕성에 비해 2~20배까지에 이른다. 세드나가 왜 이렇게 괴상한 궤도를 도는 것인지에 대해 천문학자들은 지금까지 골머리를 앓아왔다. 그런데 이번 라이덴 천문대의 루시 옐코바(Lucie Jílková) 박사가 이끄는 연구팀이 세드나의 궤도에 대해 '강탈' 가설을 내놓은 것이다. 옐코바 박사와 그 연구팀은 우리 태양에게 세드나를 강탈당한 가능성이 있는 별 1만 여 개에 대한 시뮬레이션 결과를 '뉴 사이언티스트(New Scientist)' 지에 발표했다. 그들은 모델에 완벽하게 일치하는 잠재적 피해 항성 하나를 발견하여 'Q'라는 이름표를 붙였다. 외부 태양계를 떠도는 세드나의 모항성, 이른바 '세드니토스'의 후보로 떠오른 별들의 수는 열 개가 넘으며, 이들의 근원지는 아직 미스터리로 남아 있다. 연구팀은 40억 년 이전에 우리 태양 질량의 약 80% 남짓한 별이 해왕성 궤도 거리의 11배쯤 되는 태양계 바깥을 지나다가 태양에게 세드나를 빼앗긴 것으로 보고 있다. 이 과정에서 태양은 수백 개의 얼음 소행성들을 잃어버린 것으로 추정되고 있다. 두 별 사이에 일어난 중력적인 혼란의 여파로 수백 개의 소행성들이 우주 속으로 내동댕이쳐진 것이다. 비록 지금까지 발견된 소행성은 얼마 되지 않지만, 세드나는 소행성들이 모여 있는 카이퍼 띠와 그 바깥 태양계를 떠도는 수천 개의 소행성 중 하나이다. 그러나 이들 소행성이 태양계 초기의 잔여 물질인 것과는 달리 세드나를 비롯해 기형적인 궤도를 도는 천체들은 전혀 다른 기원을 갖고 있는 천체인 셈이다. 이 우주적인 강탈 사건의 확실한 물증을 잡으려면 세드나까지 가서 그 구성물질을 조사해보는 것이 가장 확실한 방법이다. 세드나가 다른 카이퍼 띠의 소행성과 성분이 전혀 다르다면 이 가설은 정설이 되겠지만, 하지만 인류가 세드나로 가는 일은 백 년 안에는 이루어지지 않을 것으로 보인다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

이번 주 팔라스가 ‘충’에 도달 태양계에서 두 번째로 큰 소행성 팔라스(Pallas)를 이번 주에 볼 수 있다. 팔라스가 작은 쌍안경만 있으면 볼 수 있는 위치와 밝기인 태양의 정반대 쪽인 ‘충’(衝)의 자리에 왔기 때문이다. 팔라스는 ‘올베르스의 역설’로 유명한 천문학자 하인리히 올베르스가 1802년 발견한 소행성 2번이다. 지름 608㎞로 소행성 중 두 번째 크기이며, 공전주기 4.6년, 궤도의 긴 반지름 2.8AU(천문단위)이다. 이 팔라스의 발견으로 소행성이 1개가 아님을 알게 되었으며, 그 후 수천 개의 소행성이 발견되었다. 11일 팔라스가 충의 자리에 온 위치는 헤르쿨레스자리에서 네 번째로 밝은 4등성 람다 별 근처이다. 팔라스는 일주일에 1도(보름달 크기의 2배)씩 서진하고 있는데, 앞으로 3주 후면 헤르쿨레스자리의 델타 별인 3등성 사린에 근접한다. 충에 달한 이후 팔레스의 밝기는 9.4등급이다. 이때는 쌍안경으로 봐도 팔라스의 뚜렷한 자태를 감상할 수 있다. 지구로부터의 거리는 약 2.4AU, 3억 6천만km 정도 되는데, 1AU는 태양-지구 간 거리인 1.5억km이다. 소행성들이 최초로 발견되기 시작한 것은 19세기 초로, 1801년에서 1806년까지 6년 동안 팔라스를 포함하여 4개의 소행성이 처음으로 발견되었다. 그 후 38년간 잠잠하다가 1845년에 이르자 20년간 수십 개의 소행성이 무더기로 발견되었다. 나중에 사진술이 발명되자 소행성 발견의 숫자는 기하급수적으로 늘어나 1923년에는 1000번째 소행성이 발견되었으며, 2013년 1월 30일 기준 35만 3926개의 소행성에 공식적으로 숫자가 부여되었다. 소행성 발견 초창기에 천문학자들은 소행성을 작은 행성이라고 생각했지만, 무더기로 발견되기 시작하자 이들을 위한 특별 범주를 만들어 ‘소행성’(asteroids)이라는 이름을 붙여주었다. 이 말은 ‘항성과 닮은’이라는 뜻이다. 대부분의 소행성은 암석으로 이루어져 있으며, 화성과 목성 사이에 있는 소행성대에서 태양 궤도를 돌고 있다. 이 소행성대에 수많은 소행성이 모여 있지만, 영화나 게임 화면에서 보듯이 그렇게 복작대고 있는 것은 아니다. 대부분 공간은 텅 비어 있으며, 한 소행성 위에서 가장 가까운 소행성을 보려 해도 쌍안경이 필요할 정도로 뚝 떨어져 있다. 따라서 두 소행성이 충돌할 확률은 거의 영(0)에 가깝다. 최초로 발견된 소행성 세레스는 지름 952km로 명왕성, 에리스와 함께 왜소행성으로 재분류되었다. 팔라스와 베스타는 크기가 거의 비슷해, 각각 524km, 512km이다. 지름이 10m 이하인 것은 '유성체'라고 한다. 소행성에 대한 인류의 탐사 노력도 꾸준히 계속되어, 미국의 니어 슈메이커호(號)는 253 마틸다 소행성에 접근한 데 이어, 2001년에는 433 에로스 소행성에 착륙하는 데 성공했으며, 2005년에는 일본의 하야부사 탐사선이 이토카와 소행성에 착륙하여 표본을 수집하기도 했다. 소행성을 관측하려면 쌍안경이 필요하다. 쌍안경으로 보면 희미한 별처럼 보이지만, 밝은 별들을 배경으로 빠르게 움직이는 것을 확인할 수 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

만약 우리가 우주선을 타고 '왜소행성' 세레스를 '관광' 한다면 이같은 장면을 목격할 수 있을 것 같다. 지난 8일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)이 3D로 구현된 세레스의 모습을 영상으로 공개해 관심을 끌고있다. 무인 우주탐사선 던(Dawn)이 촬영한 총 80장의 이미지를 묶어 만든 이 영상에는 '곰보자국'(크레이터)이 가득찬 세레스의 생생한 모습이 담겨있다. 화성과 목성 사이 소행성 벨트에 위치한 세레스(Ceres)는 지름이 950km에 달해 한때 태양계 10번째 행성 타이틀에 도전했으나 오히려 명왕성을 친구삼아 ‘왜소행성’(dwarf planet·행성과 소행성의 중간 단계)이 됐다. 물론 왜소행성이 됐다고 해서 연구가치가 떨어지는 것은 아니다. 전문가들은 세레스를 '태양계의 화석'이라 부른다. 그 이유는 세레스가 태양계 형성 초기에 태어나 당시의 모습을 고스란히 간직한 원시행성이기 때문이다. 곧 태양계와 지구형 행성 형성의 비밀을 푸는 열쇠가 될 수 있기 때문으로 이같은 이유로 NASA는 지난 2007년 소행성 베스타(Vesta)와 세레스 탐사를 위해 던을 발사했다. 또한 세레스가 울퉁불퉁한 표면 아래에 물을 가지고 있을 것이라는 추측도 큰 연구과제로 이에대한 증거인 양 표면에서 미스터리 하얀 점이 포착된 바 있다. 　 던 미션 수석 연구원이자 UCLA 천문학 박사 크리스토퍼 러셀은 "세레스의 지형이 물의 존재를 암시하는 것 같다" 면서 "현재로서는 확신할 수 없지만 미스터리 하얀 점 역시 얼음일 가능성이 높다"고 분석했다. 　 현재로서는 각종 추측만 난무하고 있지만 그 비밀이 풀릴 날도 멀지 않아 보인다. 탐사선 던이 점점 세레스에 접근해 초고화질 사진을 전송하고 있기 때문으로 오는 12월이면 저궤도인 375km 상공까지 접근할 예정이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난 2006년 행성을 지위를 잃고 '계급'이 강등된 비운의 천체가 있다. 바로 우리 태양계 끝자락에 위치한 '저승신' 명왕성이다. 최근 미국 메릴랜드 대학 연구팀이 명왕성 주위를 도는 달들을 분석한 연구결과를 내놔 관심을 끌고있다. 미 항공우주국(NASA)의 허블우주망원경으로 포착한 이 달들은 길쭉하고 울퉁불퉁한 모양새로 마치 굴러 넘어지는 것처럼 희한하게 움직인다. 그러나 이같은 무질서한 움직임 속에서도 각 위성들이 명왕성 주위를 안정적으로 돈다는 것이 연구팀의 설명. 　　 지금은 ‘134340 플루토’(134340 Pluto) 라는 정식 이름을 가진 명왕성은 총 5개의 달을 가지고 있다. 각각의 이름은 카론(Charon), 케르베로스(Kerberos), 스틱스(Styx), 닉스(Nix), 히드라(Hydra)로 모두 그리스 신화에 나오는 저승과 관련있다. 이중 명왕성의 '물귀신'이 된 위성이 바로 죽은 자를 저승으로 건네준다는 뱃사공 카론이다. 애초 명왕성의 위성이라고 생각됐던 카론이 서로 맞돌고 있는 사실이 확인돼 명왕성이 행성에서 퇴출되는데 결정적인 원인이 됐기 때문이다. 이번 연구에서는 서로 맞돌고 있는 명왕성과 카론의 주위를 각 4개의 위성이 안정적으로 돌고있으며 이중 닉스, 스틱스, 히드라는 사이좋게 궤도 공명(공전하는 천체가 서로에게 규칙적이고 주기적인 중력을 미치는 것)하는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 더글라스 해밀턴 교수는 "공명 덕에 3개의 위성은 서로 충돌하지 않고 예측 가능한 범위 내에서 궤도를 돈다" 면서 "이같은 이유 때문에 작은 크기의 명왕성(우리 달의 3분 2 크기)이 많은 달을 거느릴 수 있는 것"이라고 설명했다. 이어 "명왕성의 위성 중 케르베로스는 숯처럼 어두운 반면 나머지 위성들은 하얀 모래처럼 밝다" 면서 "정확한 원인은 알 수 없지만 운석 충돌의 영향일 수 있다"고 덧붙였다.　 한편 1930년 처음 발견된 이후 태양계의 9번째 행성이었던 명왕성은 지난 2006년 왜소행성(dwarf planet)으로 격하됐다. 그 이유는 지난 2006년 국제천문연맹(IAU)이 행성 분류 정의를 변경했기 때문인데 크게 3가지 조건이 필요하다. 첫째 태양 주위를 공전하며, 둘째 충분한 질량과 중력을 가지고 구(sphere·球) 형태를 유지해야 하며, 셋째 그 지역의 가장 지배적인 천체여야 한다. 문제는 2000년대 들어 카론 등 새로운 천체가 발견돼 명왕성의 지배적인 위치가 흔들리면서 시작됐다. 이에 유럽 천문학자들을 중심으로 투표를 통해 명왕성 행성 퇴출을 결정했다. 그러나 명왕성을 발견하고 탐사선 뉴호라이즌스까지 보낸 미국 천문학자들은 지금도 이에 반발하고 있으며 이후 툭하면 명왕성의 복권을 주장하고 있다. 지난 2006년 1월 발사된 뉴호라이즌스는 오는 7월 아직까지 알려진 것이 거의 없는 바로 이곳 '저승'에 도착한다. 　<뉴호라이즌스의 여정>　* 2006년 1월 발사　* 2011년 3월 18일/천왕성 궤도를 지나다　* 2014년 8월 1일/ 해왕성 궤도를 지나다　* 2015년 7월 14일/국제 표준시(UTC) 기준 11시 47분 명왕성 접근 통과(명왕성에서 13,695km 거리, 초속 13.78km)　* 2015년 7월 14일/국제 표준시(UTC) 기준 12시 01분 명왕성의 위성인 카론 접근 통과(카론에서 29,473km 거리, 초속 13.87km)　* 2016년~2020년/카이퍼 띠 천체들 접근 통과　* 2029년 - 태양계를 떠남 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난 2006년 행성을 지위를 잃고 '계급'이 강등된 비운의 천체가 있다. 바로 우리 태양계 끝자락에 위치한 '저승신' 명왕성이다. 최근 미국 메릴랜드 대학 연구팀이 명왕성 주위를 도는 달들을 분석한 연구결과를 내놔 관심을 끌고있다. 미 항공우주국(NASA)의 허블우주망원경으로 포착한 이 달들은 길쭉하고 울퉁불퉁한 모양새로 마치 굴러 넘어지는 것처럼 희한하게 움직인다. 그러나 이같은 무질서한 움직임 속에서도 각 위성들이 명왕성 주위를 안정적으로 돈다는 것이 연구팀의 설명. 　　 지금은 ‘134340 플루토’(134340 Pluto) 라는 정식 이름을 가진 명왕성은 총 5개의 달을 가지고 있다. 각각의 이름은 카론(Charon), 케르베로스(Kerberos), 스틱스(Styx), 닉스(Nix), 히드라(Hydra)로 모두 그리스 신화에 나오는 저승과 관련있다. 이중 명왕성의 '물귀신'이 된 위성이 바로 죽은 자를 저승으로 건네준다는 뱃사공 카론이다. 애초 명왕성의 위성이라고 생각됐던 카론이 서로 맞돌고 있는 사실이 확인돼 명왕성이 행성에서 퇴출되는데 결정적인 원인이 됐기 때문이다. 이번 연구에서는 서로 맞돌고 있는 명왕성과 카론의 주위를 각 4개의 위성이 안정적으로 돌고있으며 이중 닉스, 스틱스, 히드라는 사이좋게 궤도 공명(공전하는 천체가 서로에게 규칙적이고 주기적인 중력을 미치는 것)하는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 더글라스 해밀턴 교수는 "공명 덕에 3개의 위성은 서로 충돌하지 않고 예측 가능한 범위 내에서 궤도를 돈다" 면서 "이같은 이유 때문에 작은 크기의 명왕성(우리 달의 3분 2 크기)이 많은 달을 거느릴 수 있는 것"이라고 설명했다. 이어 "명왕성의 위성 중 케르베로스는 숯처럼 어두운 반면 나머지 위성들은 하얀 모래처럼 밝다" 면서 "정확한 원인은 알 수 없지만 운석 충돌의 영향일 수 있다"고 덧붙였다.　 한편 1930년 처음 발견된 이후 태양계의 9번째 행성이었던 명왕성은 지난 2006년 왜소행성(dwarf planet)으로 격하됐다. 그 이유는 지난 2006년 국제천문연맹(IAU)이 행성 분류 정의를 변경했기 때문인데 크게 3가지 조건이 필요하다. 첫째 태양 주위를 공전하며, 둘째 충분한 질량과 중력을 가지고 구(sphere·球) 형태를 유지해야 하며, 셋째 그 지역의 가장 지배적인 천체여야 한다. 문제는 2000년대 들어 카론 등 새로운 천체가 발견돼 명왕성의 지배적인 위치가 흔들리면서 시작됐다. 이에 유럽 천문학자들을 중심으로 투표를 통해 명왕성 행성 퇴출을 결정했다. 그러나 명왕성을 발견하고 탐사선 뉴호라이즌스까지 보낸 미국 천문학자들은 지금도 이에 반발하고 있으며 이후 툭하면 명왕성의 복권을 주장하고 있다. 지난 2006년 1월 발사된 뉴호라이즌스는 오는 7월 아직까지 알려진 것이 거의 없는 바로 이곳 '저승'에 도착한다. 　<뉴호라이즌스의 여정>　* 2006년 1월 발사　* 2011년 3월 18일/천왕성 궤도를 지나다　* 2014년 8월 1일/ 해왕성 궤도를 지나다　* 2015년 7월 14일/국제 표준시(UTC) 기준 11시 47분 명왕성 접근 통과(명왕성에서 13,695km 거리, 초속 13.78km)　* 2015년 7월 14일/국제 표준시(UTC) 기준 12시 01분 명왕성의 위성인 카론 접근 통과(카론에서 29,473km 거리, 초속 13.87km)　* 2016년~2020년/카이퍼 띠 천체들 접근 통과　* 2029년 - 태양계를 떠남 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

화성과 목성 사이 소행성 벨트에 위치한 세레스(Ceres)에서 발견된 ‘하얀 점’(white spot)의 가장 디테일한 사진이 공개됐다. 지난 20일(이하 현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 무인 우주탐사선 던(Dawn)이 촬영한 생생한 세레스의 '하얀 점' 모습을 사진으로 공개했다. 지난 16일 촬영된 이 사진은 세레스와 불과 7,200km 거리에서 촬영된 것으로 약 90km 넓이의 크레이터에서 밝게 빛나는 하얀 점들이 도드라져 보인다. 역시나 학자들의 호기심을 자아내는 것은 미스터리한 하얀 점의 정체다. 현재까지 가장 유력한 주장은 '소금 지대' 혹은 '얼음 화산' 일 가능성이다. 곧 소금물이 증발하고 남은 잔여물이 태양빛에 반사됐거나 액체 성분의 물질이 화산처럼 분출한다는 것. 던 미션 수석 연구원이자 UCLA 천문학 박사 크리스토퍼 러셀은 "세레스 표면에 무엇인가 태양빛을 잘 반사하는 물질이 있는 것 같다" 면서 "아마도 얼음일 가능성이 높다"고 주장했다. 그러나 이에대한 이견도 많다. NASA 제트추진연구소 수석 엔지니어 마크 레이먼 박사는 “많은 사람들이 ‘얼음이 반사한 빛’이라고 생각하는데 소금지대일 가능성이 높다” 면서 “표면에 있던 소금물이 증발하고 남은 잔여물로 추정된다”고 밝혔다. 현재로서는 각종 추측만 난무하고 있지만 그 비밀이 풀릴 날도 멀지 않아 보인다. 탐사선 던이 점점 세레스에 접근해 초고화질 사진을 전송하고 있기 때문으로 오는 12월이면 저궤도인 375km 상공까지 접근할 예정이다. 한편 지름이 950km에 달해 한때 태양계 10번째 행성 타이틀에 도전했던 세레스는 행성에 오르기는 커녕 오히려 명왕성을 친구삼아 ‘왜소행성’(dwarf planet·행성과 소행성의 중간 단계)이 됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-천문학자들의 줄자 '우주 거리 사다리’(2) 삼각법으로 알아낸 태양계의 크기 달까지의 거리를 자로 재듯이 정확하게 측정한 히파르코스의 후예는 무려 1,800년 뒤에야 나타났다. 이탈리아 출신의 천문학자 조반니 카시니가 그 주인공으로, 그가 발견한 토성의 카시니 간극으로 우리에게도 낯익은 사람이다. 1625년 니스에서 태어난 카시니는 일찍이 천재성을 유감없이 발휘하여 겨우 25살 나이에 볼로냐 대학의 천문학 교수가 되었다. 그는 특히 행성 관측에 남다른 열정을 쏟아, 1665년 목성의 대적반 변화를 관찰, 목성의 자전주기가 9시간 56분임을 밝혔고, 이듬해에는 비슷한 방법으로 화성의 자전주기가 24시간 40분임을 확인했다. 카시니가 태양까지의 거리를 재겠다는 야심찬 계획에 도전한 것은 그가 프랑스 루이 14세의 초청을 받아 파리 천문대장에 취임, 거금을 마음껏 사용할 수 있게 된 최초의 천문학자가 되었을 때였다. 당시 태양과 각 행성들 간의 거리는 케플러의 제3법칙, 행성과 태양 사이의 거리의 세제곱은 그 공전주기의 제곱에 비례한다는 공식에 의해 상대적인 거리는 알려져 있었지만, 실제 거리가 알려진 게 없어 태양까지의 절대 거리를 산정하는 데는 쓸모가 없었다. 카시니는 먼저 화성까지의 거리를 알아내고자 했다. 방법은 역시 시차(視差)를 이용한 삼각법이었다. 시차를 알고 두 지점 사이의 거리, 곧 기선의 길이를 알면 그것을 밑변으로 하여 삼각법을 적용해서 목표물까지의 거리를 구할 수가 있다. 이 기법은 이미 1,900년 전 히파르코스가 38만km 떨어진 달까지의 거리를 측정하는 데 써먹은 방법이었다. 그러나 좀더 멀리 떨어져 있는 천체와의 거리를 정확하게 재기 위해서는 좀더 긴 기선이 필요하다. 　카시니는 먼저 제1단계로 시차를 이용해 화성까지의 거리를 구하기로 했다. 마침 화성이 지구에 접근하고 있었다. 이는 곧 큰 시차를 얻을 수 있는 기회임을 뜻한다. 1671년, 카시니는 조수 장 리셰르를 남아메리카의 프랑스 령 기아나의 카옌으로 보냈다(기아나는 ‘빠삐용’에 나오는 유명한 유형지 악마의 섬이 있는 곳이다). 파리와 카옌 간의 거리 9,700km를 기선으로 사용하기 위해서였다. 리셰르는 화성 근처에 있는 몇 개의 밝은 별들을 배경으로 해서 화성의 위치를 정밀 관측했고, 동시에 파리에서는 카시니가 그와 비슷한 측정을 해서 화성의 시차를 구했다. 계산 결과는 놀랄 만한 것이었다. 화성까지의 거리는 6400만km라는 답이 나왔다. 이 수치를 ‘행성의 공전주기의 제곱은 행성과 태양 사이 평균 거리의 세제곱에 비례한다’는 케플러의 제3법칙에 대입하니 지구에서 태양까지의 거리는 1억 4000만km로 나왔다. 이것은 실제값인 1억 5000만km에 비하면 오차 범위 7% 안에 드는 훌륭한 근사치였다. 오차는 화성의 궤도가 지구와는 달리 길죽한 타원인 데서 생겨난 것이었다. 어쨌거나 이는 태양과 행성, 그리고 행성 간의 거리를 최초로 밝힌 의미 있는 결과로, 인류에게 최초로 태양계의 규모를 알려주었다는 점에서 특기할 만한 일이었다. 당시 태양계는 토성까지로, 지구-태양 간 거리의 약 10배였다. 이로써 인류는 태양계의 크기를 최초로 알게 되었다. ‘광속’도 천문이 알려준 것이다 태양-지구간 거리는 천문학에서 ‘천문단위’(Astronomical Unit 또는 AU)라 하며, 태양계를 재는 잣대로 쓰인다. 천문단위는 단지 길이의 단위일 뿐만 아니라 천문학에서 중요한 상수이다. 태양계 내의 행성이나 혜성 등의 천체 사이의 거리는 천문단위를 이용함으로써, 취급하기 쉬운 크기의 값으로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 화성이 지구에 가장 가까이 접근할 ​​때, 화성과 지구 사이의 거리는 0.37AU 정도이고, 태양에서 토성까지는 약 9.5AU, 가장 먼 행성 해왕성까지는 약 30AU가 된다. 30AU부터 100AU까지에는 명왕성을 비롯한 태양계 외부 천체가 분포하고 있다. 태양계의 경계이며 혜성의 고향이라고 여겨지는 ‘오르트 구름’은 수만 천문단위에 걸쳐져 있으며, 천문단위가 사용되는 한계이다. 빛이 8분 20초를 달리는 거리인 1AU, 곧 1억 5000만km는 시속 100km의 차로 밤낮 없이 달려도 170년이 걸리는 엄청난 거리지만, 우주를 재기에는 턱없이 작은 단위다. 그래서 별이나 은하까지 거리를 재는 데는 광년(Light Year 또는 LY)을 쓴다. 빛이 1년간 달리는 거리로, 약 10조km쯤 된다. 그런데 카시니 시대에 이르도록 빛이 입자인지 파동인지, 또는 속도가 있는 건지 무한대인지 알려지지 않고 있었다. 인류에게 빛이 속도가 있다는 사실을 알려준 것도 역시 ‘천문’이었다. 카시니는 갈릴레이가 발견한 목성의 4개 위성에 대한 운행표를 계산했는데, 이것은 해상에서의 경도(經度) 결정에 중요한 자료가 되었다. 이의 보정을 위해 카시니는 제자인 덴마크 출신 올레 뢰머에게 목성의 위성을 관측하는 임무를 맡겼다. 그는 1675년부터 목성에 의한 위성의 식(蝕)을 관측하여, 식에 걸리는 시간이 지구가 목성과 가까워질 때는 이론치에 비해 짧고, 멀어질 때는 길어진다는 사실을 알게 되었다. 목성의 제1위성 이오의 식을 관측하던 중 이오가 목성에 가려졌다가 예상보다 22분이나 늦게 나타났던 것이다. 그 순간, 그의 이름을 불멸의 존재로 만든 한 생각이 번개같이 스쳐지나갔다. “이것은 빛의 속도 때문이다!” 이오가 불규칙한 속도로 운동한다고 볼 수는 없었다. 그것은 분명 지구에서 목성이 더 멀리 떨어져 있을 때, 그 거리만큼 빛이 달려와야 하기 때문에 생긴 시간차였다. 뢰머는 빛이 지구 궤도의 지름을 통과하는 데 22분이 걸린다는 결론을 내렸으며, 지구 궤도 반지름은 이미 카시니에 의해 1억 4천만km로 밝혀져 있는만큼 빛의 속도 계산은 어려울 게 없었다. 그가 계산해낸 빛의 속도는 초속 21만 4,300km였다. 오늘날 측정치인 29만 9,800km에 비해 28%의 오차를 보이지만, 당시로 보면 놀라운 정확도였다. 무엇보다 빛의 속도가 무한하다는 기존의 주장에 반해 유한하다는 사실을 최초로 증명한 것이 커다란 과학적 성과였다. 이는 물리학에서 획기적인 기반을 이룩한 쾌거였다. 1676년 광속 이론을 논문으로 발표한 뢰머는 하루아침에 광속도 발견으로 과학계의 스타로 떠올랐다. 제자가 잘되는 꼴을 못 보는 카시니는 가만 있지 않았다. 그는 이오가 늦게 나타나는 것은 그 자체의 궤도가 불규칙하기 때문이라고 주장하며 제자를 깎아내렸다. 목성 위성을 수도 없이 보아왔던 카시니는 자신은 왜 그런 생각을 못했는지 한탄했을지도 모른다. 그러나 진실은 감추어지지 않는 법이다. 빛의 입자설을 내세웠던 뉴턴과, 그에 맞서 파동설을 내세웠던 하위헌스가 모두 뢰머를 지지하고 나서자 카시니의 주장은 자연 무시되고 말았다. 우주에서 광속보다 빠른 것은 없다. 그러나 이 광속으로도 우주의 크기를 재기에 버거울 만큼 우주는 광대하다. 3000억 개의 별들이 버글거리고 있는 우리은하지만, 별들과의 평균 거리는 약 4광년이다. 그러니 다른 은하와 충돌하더라도 별들끼리 부딪힐 확률은 아주 낮다. 동해 바다에서 미더덕 두 개가 우연히 부딪힐 확률과 비슷하다. 그래서 어떤 천문학자는 별들 사이의 아득한 거리에는 신의 배려가 깃들어 있다고 표현했다. 태양에서 가장 가까운 별은 센타우리 프록시마란 별인데, 거리는 4.2광년이다. 빛이 거기까지 갔다오는 데 8년이 걸린다는 뜻이다. 바로 이웃에 다녀오는 데 8년이 걸린다면 광속도 우주에 비하면 달팽이 걸음과 다를 게 없다. 한편, 카시니는 행성관측에 매진해, 토성 근처에서 4위성을 발견하고, 토성 고리에서 이른바 카시니 간극을 발견하는 등, 천문학사에 뚜렷한 발자국을 남기고 1712년 생을 마감했다. 향년 87세. 그의 이름은 1997년에 발사된 토성 탐사선 ‘카시니-하위헌스 호’와 화성의 지명에 남아 있다. 그가 죽은 지 13년 뒤인 1725년, 영국의 천문학자 브래들리가 광행차(光行差)를 발견하여 빛의 속도가 유한함을 결정적으로 증명함으로써 뢰머의 광속 이론은 완전히 입증되었다. 지하의 카시니도 그제야 제자의 업적을 인정해줬을까? ​중학교 중퇴자가 최초로 별까지 거리를 쟀다 별까지의 거리를 재려면 시차를 알아야 한다. 그러면 지구 궤도 반지름을 기선으로 삼아 별까지의 거리를 계산해낼 수 있다. 이 궤도 반지름을 기선으로 삼는 별의 시차를 연주시차라 한다. 다시 말하면, 어떤 천체를 태양과 지구에서 봤을 때 생기는 각도의 차이를 연주시차라는 말이다. ​‘연주(年周)’라는 호칭이 붙는 것은 공전에 의해 생기는 시차이기 때문이다. 실제로 연주시차를 구할 때, 관측자가 태양으로 가서 천체를 관측할 수 없기 때문에, 지구가 공전궤도의 양끝에 도달했을 때 관측한 값을 1/2로 나누어 구한다. 이것만 알면 삼각법으로 바로 목표 천체까지의 거리를 계산할 수 있다. 1543년, 코페르니쿠스가 지동설을 발표한 이래, 천문학자들의 꿈은 연주시차를 발견하는 것이었다. 지구가 공전하는 한 연주시차는 없을 수 없는 것이다. 그것이 지구 공전에 대한 가장 확실하고도 직접적인 증거이기 때문이다. 그러나 그후 3세기가 지나도록 수많은 사람들이 도전했지만 연주시차는 난공불락이었다. 불세출의 관측 천문가 허셜도 평생을 바쳐 추구했지만 끝내 이루지 못한 것이 연주시차의 발견이었다. 그도 그럴 것이, 가장 가까운 별들의 평균 거리가 10광년으로 칠 때, 약 100조km가 되는데, 기선이 되는 지구 궤도의 반지름이라 해봐야 겨우 1.5억km이다. 무려 1,000,000 대 3이다. 어떻게 그 각도를 잴 수 있겠는가. 그야말로 극한의 정밀도를 요구는 대상이다. 코페르니쿠스가 지동설을 발표한 지 거의 300년 만에야 이 연주시차를 발견한 천재가 나타났다. 놀랍게도 중학교를 중퇴하고 천문학을 독학한 프리드리히 베셀이 바로 그 주인공이다. 이 천재는 삶의 내력도 재미있을 뿐 아니라, 인간적으로도 매력적인 점이 많은 사람이었다. 베셀의 최대 업적이 된 연주시차 탐색은 그가 쾨니히스베르크 천문대 대장으로 있을 때인 1837년부터 시작되었다. 별들의 연주시차는 지극히 작으리라고 예상됐던만큼 되도록 가까운 별로 보이는 것들을 대상으로 선택해야 했다. 고유 운동이 큰 별일수록 가까운 별임이 분명하므로 베셀은 가장 큰 고유운동을 보이는 백조자리 61을 목표로 삼았다. 이 별은 5.6등으로 어두운 편이라 아무도 주목하지 않았던 것을 베셀이 굳이 선택한 것이다. 베셀은 1837년 8월에 백조자리 61의 위치를 근접한 두 개의 다른 별과 비교했으며, 6달 뒤 지구가 그 별로부터 가장 먼 궤도상에 왔을 때 두 번째 측정을 했다. 그 결과 배후의 두 별과의 관계에서 이 별의 위치 변화를 분명 읽을 수 있었다. 데이터를 통해 나타난 백조자리 61번별의 연주시차는 약 0.314초각이었다. 이 각도는 빛의 거리로 환산하면 약 10.28광년에 해당한다. 실제의 10.9광년보다 약간 작게 잡혔지만, 당시로서는 탁월한 정확도였다. 이 별은 그후 ‘베셀의 별’이라는 별명을 얻게 되었다. 지구 궤도 지름 3억km를 1m로 치면, 백조자리 61은 무려 30km가 넘는 거리에 있다는 말이다. 그러니 그 연주시차를 어떻게 잡아내겠는가. 그 솜털 같은 시차를 낚아챈 베셀의 능력이 놀라울 따름이다. 이 10광년의 거리는 사람들을 경악케 했다. 그러나 그 거리 또한 알고 보면 솜털 길이에 지나지 않다는 사실을 머지않아 우리는 알게 된다. 천왕성을 발견한 윌리엄 허셜의 아들이자 런던 왕립천문학회 회장인 존 허셜 경은 베셀의 업적을 이렇게 평했다. “이것이야말로 실제로 천문학이 성취할 수 있는 가장 위대하고 영광스러운 성공이다. 우리가 살고 있는 우주는 그토록 넓으며, 우리는 그 넓이를 잴 수 있는 수단을 발견한 것이다.” ​베셀의 연주시차 측정은 우주의 광막한 규모와 지구의 공전 사실을 확고히 증명한 천문학적 사건으로 커다란 의미를 갖는다. 별들의 거리에 대한 측정은 천체와 우주를 물리적으로 탐구해나가는 데 필수적인 요소라는 점에서 독학자 베셀은 천문학의 새로운 길을 열었던 것이다. 　이광식 통신원 joand999@naver.com　　　

태양계의 운수납자(雲水衲子)…지구는 '별'이 아니다? ​ 지구와 금성을 흔히 초록별이니 샛별이니 하는데, 과연 행성도 별일까? ​ 관례적으로 ​그렇게 말하지만, 엄격히 말하자면 행성은 별이 아니다. 보통 태양처럼 천체 내부의 에너지 복사로 스스로 빛을 내는 천체, 곧 항성을 별이라고 한다. 따라서 항성의 빛을 반사시켜 빛을 내는 행성이나 위성, 혜성 등은 별이라고 할 수 없다. 태양계에서 빛을 내는 천체는 태양이 유일하다.​ 예로부터 인류와 가장 가까운 천체는 해와 달을 비롯, 수성, 금성, 화성, 목성, 토성이었다. 옛사람들은 밤하늘이 통째로 바뀌더라도 별들 사이의 상대적인 거리는 변하지 않는다는 사실을 알았다. 그래서 별은 영원을 상징하는 존재로 인류에게 각인되었다. 하지만 위의 다섯 개 행성은 일정한 자리를 지키지 못하고 별들 사이를 유랑하는 것을 보고, 떠돌이란 뜻의 그리스 어인 플라나타이(planetai), 곧 떠돌이별이라고 불렀다. ​ 플라톤 시대 이후부터 서구인들은 이들 행성은 지구에서 가까운 쪽부터 달, 수성, 금성, 태양, 화성, 목성, 토성이 차례로 늘어서 있다고 생각했다. 물론 동양에서도 이 다섯 행성은 쉽게 관측되었으므로 오래 전부터 잘 알려져 있었다. 드넓은 밤하늘에서 수많은 별들 사이를 움직여 다니는 다섯 별을 본 고대 동양인은 이 별들에게 음양오행설에 따라 '화(불), 수(물), 목(나무), 금(쇠), 토(흙)'이라는 특성을 각각 부여했고, 결국 이들은 별을 뜻하는 한자 별 성(星)자가 뒤에 붙여져 화성, 수성, 목성, 금성, 토성이라는 이름을 얻게 된 것이다. 단, 지구만은 예외인데, 그 이유는 고대 사람들이 지구가 행성이라는 사실을 몰랐기 때문이다. 망원경이 발명된 이후에 발견된 천왕성, 해왕성, 명왕성은 일본을 거쳐 우리나라로 들어왔다. 서양에 대해 가장 먼저 문호를 개방한 일본은 서양 천문학을 받아들이면서 이 세 행성의 이름을 자국어로 옮길 때, 우라누스가 하늘의 신이므로 천왕(天王), 포세이돈이 바다의 신이므로 해왕(海王), 플루토가 명계(冥界)의 신이므로 명왕(冥王)이라는 한자 이름을 만들어 붙였고, 한국에서는 이를 그대로 받아들여 오늘날까지 사용하게 된 것이다. -요일 이름에는 '천동설'이 숨어 있다 우리가 쓰는 요일 이름이 해와 달을 포함하여 다섯 행성들의 이름으로 지어진 것은 천동설의 후유증이라 할 수 있다. 요일 이름이 지어질 당시에는 천동설이 대세를 이루어 태양과 달도 지구 둘레를 도는 행성이라고 믿었기 때문이다. 오늘날 우리가 애용하는 일, 월, 화, 수,목, 금, 토는 그렇게 해서 만들어진 것이다. 지구가 행성으로 낙착된 것은 17세기 초 망원경이 발명되면서, 수천 년 동안 인류의 머리를 옥죄어온 천동설의 굴레가 벗겨지고 지동설이 확립된 이후의 일이다. 태양계의 개념이 인류에게 자리잡은 것도 이때부터였다. 그러니까 태양계라는 말의 역사가 겨우 400년밖에 되지 않았다는 얘기다. 토성까지 울타리 쳐진 이 아담한 태양계가 우주의 전부인 줄 알고 인류가 나름 평온하게 살았던 시간은 200년이 채 안된다. 인류의 이 평온한 꿈을 일거에 깨뜨린 사람은 탈영병 출신의 한 음악가였다. 유럽에서 터진 7년전쟁에 종군하다가 영국으로 도망친 독일 출신의 윌리엄 허셜이 오르간 연주로 밥벌이하는 틈틈이 자작 망원경으로 밤하늘을 열심히 쳐다보다가 그만 횡재를 하게 됐는데, 그게 바로 1781년의 천왕성 발견이다. 그 행성은 토성 궤도의 거의 2배나 되는 아득한 변두리를 천천히 돌고 있었다. 그전까지 사람들은 토성 바깥으로 행성이 더 있으리라고는 상상조차 하지 못했다. 어쨌든 한 천체의 발견으로 신분이 혁명적으로 바뀐 예는 허셜 외에는 없을 것이다. 한 무명 아마추어 천문가에 지나지 않던 허셜은 천왕성 발견 하나로 문자 그대로 팔자를 고쳤다. 하루아침에 유명인사가 되었을 뿐 아니라, 왕립협회 회원으로 가입하고, 영국왕 조지 3세의 부름으로 궁정에서 왕을 알현하고는 연봉 200파운드의 왕실 천문관에 임명되었던 것이다. 이로써 허셜은 음악가라는 직업을 벗어던지고 명실공히 프로 천문학자로서의 길에 들어서게 되었다. 천문학상의 발견으로 이처럼 신분의 수직상승을 이룬 예는 전무후무한 일이었다. 어쨌든, 천왕성의 발견이 당시 사회에 던진 충격파는 신대륙 발견 이상으로 엄청나게 컸다. 인류가 수천 년 동안 믿어온 아담하던 태양계의 크기가 갑자기 2배로 확장되는 바람에 세상 사람들은 잠시 어리둥절할 수밖에 없었다. 하지만 이것은 시작에 불과했다. 그로부터 반세가 남짓 만인 1846년에 영국의 애덤스와 프랑스의 르베리에에 의해 해왕성이 발견되었고, 다시 1930년에 미국의 C. 톰보에 의해 명왕성이 발견되어 태양계의 9번째 행성이 되었다. ​ 가난한 고학생 출신의 톰보를 일약 천문학 교수로 만들어준 이 명왕성의 영광은 그러나 한 세기를 넘기지 못했다. 2006년 국제천문연맹이 행성의 정의를 새로이 함으로써 명왕성이 행성 반열에서 퇴출되어 '왜소행성 134340'으로 강등되었던 것이다. 태양계 행성은 모두 여덟 개로, 물리적 특성에 따라 지구형 행성과 목성형 행성으로 분류되는데, 전자는 암석형 행성으로, 수성, 금성, 지구, 화성이고, 후자는 가스형 행성으로, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이다. 또한 지구를 기준으로 궤도가 안쪽이면 내행성, 바깥쪽이면 외행성이라 부르기도 한다. -행성은 절대로 '혹성'이 아니다 마지막으로서 하나 짚어둘 것은, 이 '행성'을 아직까지 '혹성(惑星)'이라고 하는 책(특히 일본 책 번역한 전문사전류들)이나 사람들이 꽤 있는데, 이건 절대 써서는 안 되는 용어로, 순 일본말이다. 영화 ‘혹성탈출’도 당연히 잘못된 제목이다. 일본 것 보고 그대로 베껴서 그렇다. 혹성의 ‘혹(惑)자는 ‘혹시’라는 뜻인데, ‘혹시 별?’ 이런 엉거주춤한 용어다. 행성을 영어로는 플래닛(planet)이라 하는데, ‘떠돌이’라는 뜻을 가진 그리스어 ‘플라네타이(planetai)에서 온 것이다. 그러니 우리말인 떠돌이별, ‘행성(行星)’이란 말이 더 아름답고 맞는 말이다. ​ 태양에서 가장 가까운 행성인 수성은 초속 60km로 88일 만에 태양을 한 바퀴 돌지만, 가장 멀리 있는 해왕성은 초속 5km로 165년을 달려야 태양을 한 바퀴 돌 수 있다. 2011년으로 해왕성이 발견된 지 딱 1주기을 맞았다. 지금 해왕성이 심우주의 머나먼 궤도를 한 바퀴 돌아와 70억 인구가 사는 지구를 내려다보고 있겠지만, 그 전에 보았던 얼굴은 하나도 찾을 수 없으리라. 캄캄한 우주공간을 쉼없이 달리며 태양을 도는 이들 지구의 형제, 행성들을 생각하면 마치 운수납자(雲水衲子)와 같다는 느낌이 들기도 한다. 구름 가듯 물 흐르듯 떠돌아다니면서 수행하는 스님을 일컫는 아름다운 말이다. 지구와 같은 궤도평면을 떠나지 않고 46억 년 동안이나 변함없이 지구와 길동무 해서 같이 가고 있는 저 화성이나 천왕성 같은 행성이 바로 태양계의 운수납자가 아닐까? 이광식 통신원 joand999@naver.com　

화성과 목성 사이 소행성 벨트에 위치한 세레스(Ceres)에서 발견된 '하얀 점'(white spot)의 모습이 점점 뚜렷이 드러나고 있다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 무인 우주탐사선 던(Dawn)이 촬영한 생생한 세레스의 하얀 점 모습을 사진으로 공개했다. 지난 14일(이하 현지시간)과 15일 2만 2000km 거리에서 촬영된 이 사진은 학자들 사이에 논란이 분분한 하얀 점의 모습을 고스란히 담고있다. 현재로서 가장 유력하게 주장되는 하얀 점의 정체는 '얼음 화산' 이다. 얼음 화산은 액체성분의 물질이 화산처럼 분출하는 것을 말하는 것으로 이는 천체의 표면온도가 극히 낮은 경우에 가능하기 때문에 지구에는 얼음 화산이 없다. 그러나 NASA의 던 미션 수석 엔지니어 마크 레이먼 박사는 이같은 추측에 선을 긋고 나섰다. 레이먼 박사는 "미스터리 하얀 점의 정체가 무엇인지 말하기에는 아직 이르다" 면서도 "개인적으로는 소금물이 모인 곳이거나 단순히 햇빛을 반사하는 것일 수도 있다" 고 예상했다. 현재로서는 각종 추측만 난무하고 있지만 시간이 가면 그 비밀도 자연스럽게 풀릴 것으로 보인다. 탐사선 던이 점점 세레스에 접근하고 있기 때문으로 NASA 측은 향후 보다 정밀하고 자세한 세레스의 모습을 전송받을 것으로 기대하고 있다. 한편 지름이 950km에 달해 한때 태양계 10번째 행성 타이틀에 도전했던 세레스는 행성에 오르기는 커녕 오히려 명왕성을 친구삼아 ‘왜소행성’(dwarf planet·행성과 소행성의 중간 단계)이 됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

인류 최초의 왜소행성 탐사가 착착 진행되고 있다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 무인 우주탐사선 던(Dawn)이 촬영한 세레스 북극의 클로즈업 사진을 처음으로 공개했다. 햇빛을 받아 울퉁불퉁한 표면의 모습이 그대로 드러나 있는 이 사진은 탐사선 던이 지난 10일(이하 현지시간) 3만 3000km 거리에서 촬영한 것이다. NASA 측은 던이 점점 더 세레스에 접근하고 있기 때문에 향후 보다 정밀하고 세세한 세레스의 모습을 전송해줄 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이에앞서 던은 지난달 6일 세레스 궤도에 성공적으로 진입한 바 있다. 앞으로 11개월 간 세레스 주변을 돌며 탐사를 진행할 예정인 던은 조사한 데이터를 바탕으로 지도를 작성할 예정이다. NASA 제트추진연구소 수석 엔지니어 마크 레이먼 박사는 "미지의 세계 탐사를 앞두고 있어 매우 흥분된다" 면서 "표면 아래에 호수와 바다같은 액체가 존재할 가능성도 있다" 고 밝혔다. 특히 이번 탐사에 관심이 쏠리는 것은 지난 1월 세레스에서 정체불명의 하얀 점(white spot)이 2개나 발견됐기 때문이다. 전문가들은 이 하얀 점이 '얼음 화산'일 가능성에 무게감을 두고있다. 다소 낯선 단어인 얼음 화산은 액체성분의 물질이 화산처럼 분출하는 것을 말한다. 이는 천체의 표면온도가 극히 낮은 경우에 가능하기 때문에 지구에는 얼음 화산이 없다. 이같은 얼음 화산의 존재는 결과적으로 세레스 표면 아래에 거대한 바다가 숨겨져 있다는 학계의 추측에 힘을 실어준다. 특히 이는 외계 생명체 존재 가능성으로도 연결돼 인류 역사의 페이지를 다시 쓰는 계기가 될 수도 있다. 한편 지름이 950km에 달해 한때 태양계 10번째 행성 타이틀에 도전했던 세레스는 행성에 오르기는 커녕 오히려 명왕성을 친구삼아 ‘왜소행성’(dwarf planet·행성과 소행성의 중간 단계)이 됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

2015년은 태양계 탐사에서 기념비적인 해가 될 예정이다. 올해 안에 인류가 왜행성(dwarf planet)으로 분류한 천체에 최초로 탐사선이 도달하기 때문이다. 그것도 하나가 아니라 동시에 두 개가 도달한다. 이미 지난 3월 세레스에 도달한 던(Dawn)과 올해 7월 명왕성에 도달 예정인 뉴 호라이즌스호(New Horizons)가 그 주인공이다. 나사의 두 탐사선 가운데 먼저 세레스에 도달한 던은 세레스 주변을 도는 인공위성이 되어 적어도 11개월 이상 장기간 탐사를 진행할 예정이다. 던은 세레스 주변을 공전하면서 단계적으로 고도를 낮춰 표면을 정밀하게 관측하고 지도를 작성할 예정이다. 이에 앞서 3월에 수집한 자료를 모아 지도가 공개되었는데, 생각보다 여러 가지 알록달록한 색을 지닌 표면이 드러나 과학자들의 관심을 끌고 있다. 사실 과학자들은 이미 허블 우주 망원경 관측을 통해 세레스의 표면이 단순하지 않다는 사실을 알고 있었다. 그러나 이렇게 다양한 형태와 색상을 지니고 있을 것이라고는 생각하지 못했다. 가장 의아한 부분은 밝은 흰색 점으로, 세레스 전체에서 밝은 점을 무려 10개나 발견할 수 있었다. 나사의 과학자들은 여기에 Spot 1에서 Spot 10까지 임시 명칭을 부여했다. 던 탐사선의 가시 및 적외선 지형 분광기(Visible and Infrared Mapping Spectrometer)로 이를 관측하자 의문은 더 커졌다. 열 영상에 의하면 Spot 1은 주변부보다 온도가 낮지만, Spot 5는 주변부와 온도가 비슷한 것으로 드러났기 때문이다. 가시광으로 보면 둘 다 흰색 점이지만, 열 영상에서 Spot 1은 검게 보이고 Spot 5는 사라진다. 세레스 표면의 흰 점에 대해서, 과학자들은 화산 활동에 의한 것일 가능성을 조심스럽게 제시했지만, 현재는 확실치 않은 상태이다. 이 밝은 점을 포함한 세레스의 여러 의문점은 결국 던이 보내올 상세한 관측 결과를 분석해야만 풀리게 될 것으로 생각된다. 과학자들은 지름 950km의 세레스가 초기 태양계의 비밀을 간직하고 있다고 생각한다. 1801년, 첫 발견 이후 미지의 소행성이었던 세레스의 비밀은 이제 하나씩 우리 앞에 그 정체를 드러낼 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

-가장 유명한 왜소행성 명왕성의 A~Z 최초의 무인 소행성 탐사선인 뉴허라이즌스가 명왕성 도착이 딱 100일 앞으로 다가옴에 따라 명왕성에 대한 지구인의 관심이 점차 높아져 가고 있다. 뉴허라이즌스 호가 명왕성에 도착하는 2015년 7월 14일을 전후로 이 왜소행성에 관한 정보들이 날마다 쏟아져 들어오면 이제껏 신비에 싸여 있던 명왕성의 비밀이 웬만큼은 드러나게 될 것이다. 명왕성은 1930년 고학생 출신으로 윌슨 천문대의 임시직이었던 미국의 클라이드 톰보에 의해 발견되어 태양계 마지막 행성으로 등극했다. 그러나 한 세기도 채 채우기도 전인 2006년 행성 지위에서 퇴출당하여 왜소행성으로 강등되었지만, 역설적이게도 대중에게는 그전보다 더욱 유명하게 되었다. ■ 왜 행성에서 퇴출당하였나? 명왕성 너머에서 명왕성보다 더 큰 소행성이 발견된 것이 결정적인 이유였다. 클라이드 톰보가 70여 년 전 명왕성을 찾을 때와 같은 방법으로 큰 사냥감을 찾아 헤매던 미국의 천문학자 마이클 브라운은 2003년, 지름 2,300km인 명왕성보다 더 큰 지름 2,600km인 소행성 에리스를 발견했던 것이다. 그 후로도 비슷한 크기의 소행성들이 잇달아 발견됨으로써 국제천문연맹( IAU)은 2006년 행성의 정의를 아래와 같이 정하기에 이르렀다. 1. 태양을 도는 궤도를 가져야 하며, 자신의 중력으로 둥근 구체를 형성할 정도가 돼야 한다. 2. 천체 자신의 공전궤도 상에 있는, 자신보다 작은 이웃 천체를 '청소해야' 한다. 이 정의에 따라 IAU 총회에서 표결에 부친 결과, 명왕성은 행성 반열에서 퇴출당하고 왜소행성으로 지위가 바뀌었다. 카이퍼 띠처럼 궤도를 어지럽히는 얼음 부스러기들을 청소하기에 명왕성은 덩치가 너무 작았던 것이다. 이로써 명왕성이 발견된 지 76년 만에 태양계는 행성 하나를 잃었다. 하지만 아직도 미국에서는 명왕성의 행성 지위 회복을 줄기차게 주장하고 있다. 이번 뉴허라이즌스의 명왕성 탐사가 이러한 상황에 어떤 영향을 미칠는지 관심이 쏠리고 있다. ■ 희한한 위성을 거느린 명왕성 태양으로부터의 평균 거리가 약 60억km(40AU/천문단위)인 명왕성은 근일점일 때는 해왕성 궤도 안쪽까지 들어온다. 태양에 가장 가까울 때는 29.7AU이고, 가장 멀 때는 49.7AU까지 벌어진다. 1979~1999년까지는 해왕성 궤도 안쪽으로 들어와 있기도 했다. 하지만 공전 면이 달라 충돌할 가능성은 거의 없다. 명왕성의 공전주기는 248.5년이며, 자전주기는 6일 9시간이다. 표면엔 얼음과 흙이 아주 많고 매우 춥다. 표면 온도가 무려 섭씨 영하 230도다. ​명왕성이 얼마나 작은지 알게 된 건 1977년에 위성이 발견된 후이다. ‘카론’은 명왕성의 위성 3개 중에선 가장 크지만 지름이 1,180km에 불과하다. 그래도 명왕성과 비교하면 큰 편이다. 명왕성과 카론은 각각 서로 중심에 두고 그 둘레를 돈다. 그런데 중력으로 너무나 단단히 묶여 있는 나머지 서로 한쪽 얼굴만을 보며 윤무를 추듯이 돌고 있다. 이런 우아한 균형이 가능한 것은 카론이 비교적 크기 때문이다. 태양계에서 유일한 진풍경이다. 둘은 단단히 결속돼 있어서 다리를 놓아도 될 정도다. ■ 카론에 바다가 있을지도… 태양에서 그렇게나 멀리 떨어져 있는 카론에 바다가 있을 거라고는 생각하기 어렵다. 하지만 한 연구가 바다가 있을 가능성을 제기하고 있다. 그 같은 근거는 명왕성의 조석력에 있다. 명왕성의 중력이 만드는 조석력이 일찍부터 카론의 내부를 잡아 늘여 얼음이 액체가 될 만큼 온도를 높일 수 있다는 주장이다. 또한 과거처럼 궤도가 심하게 일그러지지 않아서 바다가 얼어붙었을 가능성도 있다고 한다. 카론의 생성 역시 지구의 달처럼 수십억 년 전 명왕성에 충돌한 천체의 잔해들이 뭉쳐져 만들어졌을 거라고 추정되고 있다. 명왕성의 다른 위성들이 카론과 정확히 공명하는 궤도를 도는 것으로 보아 역시 같은 충돌 잔해로 만들어진 것으로 보고 있다. ​ ■ 명왕성에도 대기와 고리가 있다? 명왕성은 아주 작은 천체다. 따라서 기체를 붙들어둘 힘이 없다고 생각되어 대기가 없을 거라고 믿고 있었지만, 아주 희박하나마 대기가 있는 것으로 밝혀졌다. 이런 대기를 '외기권'이라 한다. 그것이 발견된 것은 1985년, 명왕성이 뒤의 별을 가리는 엄폐가 일어났을 때인데, 별빛이 명왕성에 가려지는 순간 약간 굴절되는 현상을 보였던 것이다. 명왕성의 대기는 주로 질소와 메탄으로 이루어져 있으며, 태양으로부터 멀어질 때는 얼어붙는 것으로 생각된다. 그리고 명왕성이 둘레에 아주 희미한 고리를 가지고 있을 가능성을 말하는 과학자들도 있지만, 확인된 것은 아니다. 이번에 뉴호라이즌스가 해결해야 할 밝혀낼 또 하나의 숙제다. 사진=NASA/ESA 이광식 통신원 joand999@naver.com

-가장 유명한 왜소행성 명왕성의 A~Z 최초의 무인 소행성 탐사선인 뉴허라이즌스가 명왕성 도착이 딱 100일 앞으로 다가옴에 따라 명왕성에 대한 지구인의 관심이 점차 높아져 가고 있다. 뉴허라이즌스 호가 명왕성에 도착하는 2015년 7월 14일을 전후로 이 왜소행성에 관한 정보들이 날마다 쏟아져 들어오면 이제껏 신비에 싸여 있던 명왕성의 비밀이 웬만큼은 드러나게 될 것이다. 명왕성은 1930년 고학생 출신으로 윌슨 천문대의 임시직이었던 미국의 클라이드 톰보에 의해 발견되어 태양계 마지막 행성으로 등극했다. 그러나 한 세기도 채 채우기도 전인 2006년 행성 지위에서 퇴출당하여 왜소행성으로 강등되었지만, 역설적이게도 대중에게는 그전보다 더욱 유명하게 되었다. ■ 왜 행성에서 퇴출당하였나? 명왕성 너머에서 명왕성보다 더 큰 소행성이 발견된 것이 결정적인 이유였다. 클라이드 톰보가 70여 년 전 명왕성을 찾을 때와 같은 방법으로 큰 사냥감을 찾아 헤매던 미국의 천문학자 마이클 브라운은 2003년, 지름 2,300km인 명왕성보다 더 큰 지름 2,600km인 소행성 에리스를 발견했던 것이다. 그 후로도 비슷한 크기의 소행성들이 잇달아 발견됨으로써 국제천문연맹( IAU)은 2006년 행성의 정의를 아래와 같이 정하기에 이르렀다. 1. 태양을 도는 궤도를 가져야 하며, 자신의 중력으로 둥근 구체를 형성할 정도가 돼야 한다. 2. 천체 자신의 공전궤도 상에 있는, 자신보다 작은 이웃 천체를 '청소해야' 한다. 이 정의에 따라 IAU 총회에서 표결에 부친 결과, 명왕성은 행성 반열에서 퇴출당하고 왜소행성으로 지위가 바뀌었다. 카이퍼 띠처럼 궤도를 어지럽히는 얼음 부스러기들을 청소하기에 명왕성은 덩치가 너무 작았던 것이다. 이로써 명왕성이 발견된 지 76년 만에 태양계는 행성 하나를 잃었다. 하지만 아직도 미국에서는 명왕성의 행성 지위 회복을 줄기차게 주장하고 있다. 이번 뉴허라이즌스의 명왕성 탐사가 이러한 상황에 어떤 영향을 미칠는지 관심이 쏠리고 있다. ■ 희한한 위성을 거느린 명왕성 태양으로부터의 평균 거리가 약 60억km(40AU/천문단위)인 명왕성은 근일점일 때는 해왕성 궤도 안쪽까지 들어온다. 태양에 가장 가까울 때는 29.7AU이고, 가장 멀 때는 49.7AU까지 벌어진다. 1979~1999년까지는 해왕성 궤도 안쪽으로 들어와 있기도 했다. 하지만 공전 면이 달라 충돌할 가능성은 거의 없다. 명왕성의 공전주기는 248.5년이며, 자전주기는 6일 9시간이다. 표면엔 얼음과 흙이 아주 많고 매우 춥다. 표면 온도가 무려 섭씨 영하 230도다. ​명왕성이 얼마나 작은지 알게 된 건 1977년에 위성이 발견된 후이다. ‘카론’은 명왕성의 위성 3개 중에선 가장 크지만 지름이 1,180km에 불과하다. 그래도 명왕성과 비교하면 큰 편이다. 명왕성과 카론은 각각 서로 중심에 두고 그 둘레를 돈다. 그런데 중력으로 너무나 단단히 묶여 있는 나머지 서로 한쪽 얼굴만을 보며 윤무를 추듯이 돌고 있다. 이런 우아한 균형이 가능한 것은 카론이 비교적 크기 때문이다. 태양계에서 유일한 진풍경이다. 둘은 단단히 결속돼 있어서 다리를 놓아도 될 정도다. ■ 카론에 바다가 있을지도… 태양에서 그렇게나 멀리 떨어져 있는 카론에 바다가 있을 거라고는 생각하기 어렵다. 하지만 한 연구가 바다가 있을 가능성을 제기하고 있다. 그 같은 근거는 명왕성의 조석력에 있다. 명왕성의 중력이 만드는 조석력이 일찍부터 카론의 내부를 잡아 늘여 얼음이 액체가 될 만큼 온도를 높일 수 있다는 주장이다. 또한 과거처럼 궤도가 심하게 일그러지지 않아서 바다가 얼어붙었을 가능성도 있다고 한다. 카론의 생성 역시 지구의 달처럼 수십억 년 전 명왕성에 충돌한 천체의 잔해들이 뭉쳐져 만들어졌을 거라고 추정되고 있다. 명왕성의 다른 위성들이 카론과 정확히 공명하는 궤도를 도는 것으로 보아 역시 같은 충돌 잔해로 만들어진 것으로 보고 있다. ​ ■ 명왕성에도 대기와 고리가 있다? 명왕성은 아주 작은 천체다. 따라서 기체를 붙들어둘 힘이 없다고 생각되어 대기가 없을 거라고 믿고 있었지만, 아주 희박하나마 대기가 있는 것으로 밝혀졌다. 이런 대기를 '외기권'이라 한다. 그것이 발견된 것은 1985년, 명왕성이 뒤의 별을 가리는 엄폐가 일어났을 때인데, 별빛이 명왕성에 가려지는 순간 약간 굴절되는 현상을 보였던 것이다. 명왕성의 대기는 주로 질소와 메탄으로 이루어져 있으며, 태양으로부터 멀어질 때는 얼어붙는 것으로 생각된다. 그리고 명왕성이 둘레에 아주 희미한 고리를 가지고 있을 가능성을 말하는 과학자들도 있지만, 확인된 것은 아니다. 이번에 뉴호라이즌스가 해결해야 할 밝혀낼 또 하나의 숙제다. 사진=NASA/ESA 이광식 통신원 joand999@naver.com

-카이퍼 띠의 천체가 새 행선지 될 듯 명왕성을 향해 10년을 날아간 미국항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스는 명왕성 궤도를 돌면서 머물지는 않고 1만km 떨어진 지점을 스쳐 지나갈 예정이다. ​ 이에 따라 명왕성 미션을 끝내면 뉴호라이즌슨를 어디로 보내야 하는가에 대해 과학자들은 숙고를 거듭하고 있다. 행선지는 두 개의 얼음 천체 중 하나일 것으로 보인다. NASA는 이미 뉴호라이즌스의 임무 연장을 위한 예산을 확보해둔 상태다. 뉴호라이즌스 팀은 지난 여름 허블 우주망원경을 이용해 카이퍼 띠에 있는 소행성들 중 뉴호라이즌스의 예상 경로에 있는 적당한 천체를 찾아내는 작업에 들어갔다. 45일 동안 작업을 한 결과 5개의 후보 천체가 최종적으로 선정되었다. 그리고 지난해 10월에 추가 관측을 한 후 마침내 두 개의 목표물이 정해졌다. 물론 뉴호라이즌스가 엔진 점화를 위한 연료량을 감안한 결정이었다고 NASA 달-행성과학협의회의 과학자들이 이번 주에 밝혔다. 새로운 목표물 중 하나는 2014 MT69라는 이름의 천체로, 지름은 60km, 태양으로부터의 궤도 거리는 지구의 44.3배에 달한다. 만약 새로운 행선지가 이 천체로 결정된다면, 뉴호라이즌스가 이 MT69 에 도착하는 시간은 2019년 1월 1일이라는 계산서가 나와 있다. "그것은 아주 어둡고 또 그다지 크지 않은 천체다. 만약 동반 천체가 있거나 한다면 크기는 더욱 작아질 가능성도 있다"고 천문학자인 사이먼 포터 뉴호라이즌스 팀원이 밝혔다. MT69이 보다 유리한 점은 뉴호라이즌스가 최소 연료로 갈 수 있다는 장점이다. 경쟁 후보인 2014 MT70에 비해 3개월 먼저 닿을 수 있는 거리에 있다. 그러나 MT70은 MT69에 비해 더 밝고 덩치도 더 커서 지름이 76km나 되는 만큼 과학적인 측면에서는 더 나은 후보라고 포터 박사는 설명한다. 이 둘 중 연료 문제를 감안해서 엔지니어들이 선호하는 MT69가 선정될 가능성이 더 높지만, MT69가 더 어둡기 때문에 접근하는 데 침로 변경을 위해 더 많은 연료를 소비할 수 있다는 단점도 있다. 뉴호라이즌스의 연장된 미션에는 카이퍼 띠의 천체들을 되도록 많이 관측하는 것도 포함되어 있다. 2006년 1월에 지구를 떠난 뉴호라이즌스는 현재 지구- 태양 간 거리보다 더 가까이 명왕성에 다가가 있다. 오는 7월 14일이면 명왕성에서 1만km 거리까지 접근하게 된다. 새로운 행선지인 MT69에 최대한 가까이 접근하기 위해서는 올해 10월쯤 침로를 변경하는 기동을 해야 한다. 과연 뉴호라이즌스가 둘 중 어느 쪽으로 가야 하는가 하는 문제는 올해 8월에 최종결정되어 발표될 것으로 보인다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

-카이퍼 띠의 두 천체가 새로운 행선지 명왕성을 향해 10년을 날아간 미국항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스는 명왕성 궤도를 돌면서 머물지는 않고 1만km 떨어진 지점을 스쳐 지나갈 예정이다. ​ 이에 따라 명왕성 미션을 끝내면 뉴호라이즌슨를 어디로 보내야 하는가에 대해 과학자들은 숙고를 거듭하고 있다. 행선지는 두 개의 얼음 천체 중 하나일 것으로 보인다. NASA는 이미 뉴호라이즌스의 임무 연장을 위한 예산을 확보해둔 상태다. 뉴호라이즌스 팀은 지난 여름 허블 우주망원경을 이용해 카이퍼 띠에 있는 소행성들 중 뉴호라이즌스의 예상 경로에 있는 적당한 천체를 찾아내는 작업에 들어갔다. 45일 동안 작업을 한 결과 5개의 후보 천체가 최종적으로 선정되었다. 그리고 지난해 10월에 추가 관측을 한 후 마침내 두 개의 목표물이 정해졌다. 물론 뉴호라이즌스가 엔진 점화를 위한 연료량을 감안한 결정이었다고 NASA 달-행성과학협의회의 과학자들이 이번 주에 밝혔다. 새로운 목표물 중 하나는 2014 MT69라는 이름의 천체로, 지름은 60km, 태양으로부터의 궤도 거리는 지구의 44.3배에 달한다. 만약 새로운 행선지가 이 천체로 결정된다면, 뉴호라이즌스가 이 MT69 에 도착하는 시간은 2019년 1월 1일이라는 계산서가 나와 있다. "그것은 아주 어둡고 또 그다지 크지 않은 천체다. 만약 동반 천체가 있거나 한다면 크기는 더욱 작아질 가능성도 있다"고 천문학자인 사이먼 포터 뉴호라이즌스 팀원이 밝혔다. MT69이 보다 유리한 점은 뉴호라이즌스가 최소 연료로 갈 수 있다는 장점이다. 경쟁 후보인 2014 MT70에 비해 3개월 먼저 닿을 수 있는 거리에 있다. 그러나 MT70은 MT69에 비해 더 밝고 덩치도 더 커서 지름이 76km나 되는 만큼 과학적인 측면에서는 더 나은 후보라고 포터 박사는 설명한다. 이 둘 중 연료 문제를 감안해서 엔지니어들이 선호하는 MT69가 선정될 가능성이 더 높지만, MT69가 더 어둡기 때문에 접근하는 데 침로 변경을 위해 더 많은 연료를 소비할 수 있다는 단점도 있다. 뉴호라이즌스의 연장된 미션에는 카이퍼 띠의 천체들을 되도록 많이 관측하는 것도 포함되어 있다. 2006년 1월에 지구를 떠난 뉴호라이즌스는 현재 지구- 태양 간 거리보다 더 가까이 명왕성에 다가가 있다. 오는 7월 14일이면 명왕성에서 1만km 거리까지 접근하게 된다. 새로운 행선지인 MT69에 최대한 가까이 접근하기 위해서는 올해 10월쯤 침로를 변경하는 기동을 해야 한다. 과연 뉴호라이즌스가 둘 중 어느 쪽으로 가야 하는가 하는 문제는 올해 8월에 최종결정되어 발표될 것으로 보인다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

화성과 목성 사이 소행성 벨트에 위치한 세레스(Ceres)에서 발견된 하얀 점(white spot)의 정체가 '얼음 화산'일 가능성이 제기됐다. 최근 독일 막스 플랑크 태양계 연구소 수석 연구원 안드레아스 나튜스는 이 하얀 점의 정체가 얼음 화산의 활동이나 혜성의 꼬리처럼 얼어있는 세레스 표면이 태양빛에 녹아 발생하는 현상일 수 있다는 주장을 펼쳤다. 학계를 들썩이게 만든 세레스의 하얀 점은 지난 1월 미 항공우주국(NASA)의 무인탐사선 던(Dawn)을 통해 처음 세상에 알려졌다. 이후 던이 세레스에 가까이 접근하면서 사진의 해상도가 높아지자 이 점이 1개가 아닌 2개라는 사실이 확인됐다. 역시나 학계의 관심은 이 점의 정체로 이번 나튜스 박사의 추측처럼 얼음 화산일 가능성에 무게감이 쏠리고 있다. 다소 낯선 단어인 얼음 화산은 액체성분의 물질이 화산처럼 분출하는 것을 말한다. 이는 천체의 표면온도가 극히 낮은 경우에 가능하기 때문에 지구에는 얼음 화산이 없다. 이같은 얼음 화산의 존재는 결과적으로 세레스 표면 아래에 거대한 바다가 숨겨져 있다는 학계의 추측에 힘을 실어준다. 특히 이는 외계 생명체 존재 가능성으로도 연결돼 인류 역사의 페이지를 다시 쓰는 계기가 될 수도 있다. 그러나 그 궁금증은 1달 후 정도면 풀릴 전망이다. 지난 6일 던이 세레스 궤도에 성공적으로 진입하면서 본격적인 탐사 활동이 시작돼 세세한 표면 모습을 지구로 전송하고 있기 때문이다.　 한편 지름이 950km에 달해 한때 태양계 10번째 행성 타이틀에 도전했던 세레스는 행성에 오르기는 커녕 오히려 명왕성을 친구삼아 ‘왜소행성’(dwarf planet·행성과 소행성의 중간 단계)이 됐다. 학자들이 세레스에 관심을 갖는 이유는 역시 태양계 탄생 당시의 상태를 그대로 유지해 초기 역사의 비밀을 풀어줄 것으로 기대되기 때문이다. NASA 측은 "장도에 오른지 7년 5개월 만에 무사히 세레스 궤도 진입에 성공했다" 면서 “왜소행성에 우주선이 방문한 것은 사상 처음으로 앞으로 16개월 간 세레스에 머물면서 관련 데이터를 지구로 전송할 것” 이라고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

명왕성은 다시 태양계 행성으로 격상될 수 있을까. 미국항공우주국(NASA)의 소행성 탐사선 던(Dawn)호가 6일 왜행성 세레스에 도달하면서 오는 7월 명왕성 궤도에 도착할 ‘뉴허라이즌스’호도 함께 주목받고 있다. 두 탐사선은 모두 세레스와 명왕성이라는 두 왜행성이 실제로 어떤 천체인지를 밝힐 수 있는 데다가 이번 결과에 따라 두 왜행성의 지위가 바뀔 수 있기 때문이다. ■ 명왕성 탐사하는 ‘뉴허라이즌스’ 현재 태양계 행성의 정의는 ‘태양의 주위를 돌고 있어야 하며, 자신의 중력으로 둥근 구체를 형성할 정도가 되어야 하고, 자신보다 작은 이웃 천체가 없어야 한다’고 돼 있다. 즉, 수성·금성·지구·화성·목성·토성·천왕성·해왕성의 8개를 가리키는 것. 명왕성은 1930년 발견 이후 오랫동안 태양계의 9번째 행성이라고 여겨져 왔다. 하지만 외부 항성계에서 비슷한 크기의 천체가 잇따라 발견됐을 뿐만 아니라 지구 위성인 달보다 작았으며 질량도 지구의 약 500분의 1밖에 되지 않아 2006년 국제천문연맹(IAU)의 결정에 따라 명왕성은 왜행성으로 격하됐고, 화성과 목성 사이 소행성 세레스는 왜행성으로 지위를 올렸다. 하지만 이런 자리매김은 지금도 의견이 분분한 것이 현실이다. 행성 분류를 지름 크기 별로 살펴보면, 행성(최소 4,800km) > 달 (3,400km) > 왜행성(예 : 명왕성 2,306km) ≧ 세레스(950km) > 소행성 순이다. 만약 이번 탐사에서 명왕성의 정확한 지름이 달 이상으로 판명된다면 행성으로의 ‘격상’을 검토하는 논의가 다시 나오게 된다. 또 아직도 애매한 왜행성의 정의가 앞으로 논의에서 재검토될 가능성도 있다. 이번 탐사에서 뉴허라이즌스는 명왕성의 지형과 최대의 위성 카론 대한 자료를 수집하게 되며, 지구에서 관측이 어려운 불명확한 명왕성 표면의 모습을 자세히 관찰할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 그뿐만 아니라 뉴허라이즌스는 올해 7월부터 약 6개월에 걸쳐 명왕성 탐사를 종료한 뒤 해왕성 궤도 바깥에 있는 카이퍼 벨트에 있는 다른 천체들을 통과하는 관측도 진행할 계획이다. 카이퍼 벨트는 46억 년 전 태양계 탄생 시의 잔해에서 형성된 거대한 고리 모양의 영역으로 명왕성에서 약 15억 km 거리에 있는 3개의 천체 관측 후보에 올라 있다. ■ 세레스 궤도에 도착한 ‘던’ 이와 달리 던 호는 화성과 목성 사이에 있는 세레스를 관측한다. 세레스의 발견은 명왕성보다 빠른데 1801년 이탈리아 천문학자 주세페 피아치가 소행성으로 처음 발견한 천체이다. 이런 세레스 표면에는 아주 적은 대기와 서리가 있고 내부에는 얼음 맨틀이 확산하고 있다는 추측도 있다. 발견 당시에는 새로운 ‘행성’으로 간주하고 있었지만, 그 역시 근처의 궤도에 유사한 천체(소행성)가 속속 발견됐고 행성이라고 하기에는 너무 작다(수성 약 5분 1)는 등의 이유로 곧 ‘소행성’으로 분류됐다. 그래도 소행성 중에서는 상당히 컸기에 한 세기 이상에 걸쳐 ‘태양계 최대 소행성’으로 불렸다. 세레스는 명왕성과 마찬가지로 2006년 채택된 태양계 천체의 정의에 따라 ‘왜행성’으로 분류됐다. 던호는 지난달부터 NASA에 이미지를 보내기 시작했으며, 세레스가 자전하고 있는 표면에 음영이 찍혀 분화구의 그림자나 심지어 수수께끼의 광원으로 보이는 것으로 알려졌다. 현재 던호는 세레스 궤도에 진입해 가장 가까이 접근한 뒤 탐사를 통해 자료 수집을 하고 있다. NASA에 따르면 세레스는 아직 성장하는 별로 표면의 모습과 구조를 자세히 관찰하면, 태양계가 탄생했을 무렵의 상태를 알게 될 가능성이 있는 것으로 기대된다. 뉴허라이즌스호와 던호가 지구를 출발한 시점은 각각 2006년과 2007년. 올해 각각의 목표에 도달하기까지 무려 8~9년이나 걸린 장기 탐사 계획이다. 태양계 역사를 알 수 있는 중요 단계가 될 것으로 기대되는 이번 탐사를 통해 인류가 수수께끼의 답에 접근할 수 있을지 기대가 모인다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

-탐사 로버 큐리오시티가 찍은 사진 붉은 행성 화성에서 인간이 살 수 있는 공간을 찾아내라는 사명을 띠고 화성 땅에 내려앉은 후 1년 반 동안 화성 지표를 헤집고 다녔던 미 항공우주국(NASA)의 큐리오시티가 마침내 카메라 렌즈를 돌려 70억 인구가 살고 있는 지구를 처음으로 찍었다. 화성 땅의 지평선 너머로 해가 진 직후 큐리오시티의 카메라 렌즈에 담긴 지구의 모습은 우리가 지구에서 보는 금성과 별로 다를 것이 없이 한 개 점으로 보인다. 다만 지구 옆에 바짝 붙어 있는 달이 좀 낯설게 느껴질 따름이다. "저 놀라운 광경을 보라. 화성 땅에서 지구를 찍은 나의 첫 사진이다"라고 큐리오시티는 그날 트위터에 글을 올렸다. 당신이 바로 저기에 있다! 붉은 행성의 게일 분화구(사진) 안에 있는 딩고 갭에서 찍은 저 놀라운 사진에서 당신의 모습을 찾아보라.​ 승용차 크기의 큐리오시티가 찍은 이 철학적인 사진에서 지구는 화성의 어둑한 하늘에서 하나의 저녁 별로 보인다. 촬영 시간은 2014년 1월 31일, 해지고 80분이 지났을 때다. 잘 보면 지구 아래에 빛나는 점 하나가 바짝 붙어 있는데, 바로 지구의 동생 달이다. ​'딩고 갭'이라 불리는 화성의 모래 언덕에 있는 1톤짜리 화성 착륙선 큐리오시티가 찍은 지구는 화성의 저물녘 하늘에서 찬란하게 빛나는 저녁 별이다. 지구에서 금성을 보는 것도 비슷한 느낌을 준다. "만약 화성에서 일몰 후 동쪽 하늘을 본다면 '저녁 별'인 지구와 달이 유난히 반짝이는 광경이 금방 눈에 띌 것입니다" 하고 NASA는 사진 설명을 붙이고 있다. 만약 당신이 화성에서 본 지구의 모습을 보고 싶다면 요즘 저물녘 7시 반쯤 서쪽 하늘을 보면 된다. 아름답게 반짝이는 금성의 모습과 지구가 크게 다르지 않기 때문이다. 쌍안경이 있다면 바로 옆에 붙어 있는 천왕성도 볼 수 있다. 이번 수요일이 마침 천왕성이 0.5도인 보름달 크기​보다 가까운 0.3도까지 접근하는 때이다. 큐리오시티의 이 사진처럼 심우주에서 지구를 찍은 사진은 여럿 있다. 그증에서도 보이저 1호가 지구에서 60억km 떨어진 명왕성 궤도 부근에서 찍은 '창백한 푸른 점'이 가장 유명한 사진이다.​ 한편 큐리오시티가 있는 곳에서 반대되는 화성 땅에는 자매 탐사 로보인 오퍼튜니티가 두 번째 10년을 맞아 탐사활동을 벌이고 있다. 최근에는 화성 정착촌 건설 사업에 뛰어든 네덜란드의 민간회사인 마스원이 2025년 화성에 정착민 1진을 보낸다는 계획아래 화성인 후보 100명을 선발하기도 해, 이래저래 화성에 대한 인류의 관심은 계속 높아가고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

-최초로 소행성 궤도에 진입한 '역사적인 쾌거' ​'왜소행성의 해'가 시작되었다. 미국항공우주국(이하 NASA)의 소행선 탐사선 던(Dawn)이 6일 오후 9시 39분(한국시간) 왜소행성 세레스의 궤도 진입에 성공했다고 NASA가 발표했다. 던 호는 세레스로부터 61,000km 떨어진 곳에서 세레스의 중력에 잡혔다. 이로써 던 호는 왜소행성 궤도를 도는 최초의 우주선이 되었다. 앞으로 16개월에 걸쳐 이루어질 던의 관측활동은 발견된 지 2세기 넘도록 베일에 가려졌던 세레스의 비밀을 밝혀줄 것으로 기대된다. 던 미션 책임자 마크 레이먼은 "1801년 세레스가 발견된 이래 세레스는 행성으로 간주되었지요. 그런 다음 소행성으로 강등되었다가 마침내 행성과 소행성의 중간단계인 왜소행성으로 낙착했다“면서 "이제 7년 반 동안 49억㎞를 여행한 끝에 마침내 던이 세레스에 도착해 역사적인 궤도 진입에 성공한 것이디. 던은 세레스를 고향이라 부른다"고 설명했다.​ 화성과 목성 사이 소행성대에 존재하며, 내 태양계에서 가장 큰 미지의 천체로 알려진 세레스는 1801년 이탈리아의 천문학자 주세페 피아치가 처음 발견했다. NASA의 던 미션 요원들은 오늘 10시 39분(한국시간) 궤도를 돌고 있는 던 호로부터 '건강'하게 잘 있다는 안부를 전해 받았다. 이번 역사적인 던 호의 왜소행성 궤도 진입에 뒤이어 우주 탐사의 한 이정표가 될 사건이 몇 달 후 다시 인류를 기다리고 있다. 바로 명왕성을 향해 10년째 날아가고 있는 뉴호라이즌스가 7월 14일 명왕성 도착을 눈앞에 두고 있는 것이다. 뉴호라즌스가 명왕성에 도착하면 명왕성의 명확한 모습과 그 둘레를 도는 5개 위성의 생생한 이미지를 보내줄 것으로 기대되고 있다. ​ 4억 7300만 달러(한화 약 5000억 원)가 투입된 던 미션은 왜소행성 세레스와 소행성 베스타(Vesta)를 탐사하기 위해 지난 2007년 8월 던 호가 장도에 오름으로써 시작되었다. 두 천체는 화성과 목성 사이에 있는 소행성대에서 가장 큰 천체로서, 베스타는 지름이 530㎞, 세레스는 지름이 950㎞나 된다. 던 호는 베스타에 도달한 최초의 우주선으로, 2011년 7월 16일에 궤도에 진입했으며, 2012년 후반까지 14개월에 걸쳐 베스타 조사 임무를 성공적으로 수행한 후 다음 목적지인 세레스로 침로를 돌렸다. 과학자들은 세레스의 성분 20%가 얼음물이라고 보고 있는데, 지난해 초 유럽우주국(ESA)이 허셜 우주망원경을 통해 세레스에서 수증기가 분출되는 것이 포착되기도 했다. 던은 앞으로 16개월 동안 세레스 궤도를 돌면서 지난해 12월 포착된 크레이터에서 나오는 두 개의 밝은 빛줄기에 대한 탐사를 포함, 세레스가 형성 당시의 물을 얼음 형태로 간직하고 있는지에 대해 집중적인 조사를 할 계획이며, 아울러 생명체 존재가 가능했던 환경인지도 살펴볼 예정이다. 과학자들은 또한 이번 세레스 탐사에서 태양계 생성의 단서를 찾을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 던 호는 2016년 6월까지 차츰 세레스의 근접 궤도로 바꿔가면서 보다 정밀한 관측활동을 할 계획이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

"무인탐사선 던이 지금 세레스의 문가에 도착했다" 오는 6일(이하 현지시간)이면 인류의 우주 탐사에 또 하나의 새 장이 열린다. 지난 2007년 발사된 미 항공우주국(NASA)의 무인탐사선 던(Dawn)이 왜소행성 세레스(Ceres)의 궤도에 진입해 본격적으로 탐사에 나서기 때문이다. 이에 NASA 행성과학부 짐 그린 국장은 2일 기자회견에서 "던이 막 세레스의 문가에 도착해 너무나 기쁘다" 면서 "본격적인 탐사를 통해 태양계 형성의 비밀을 밝혀낼 것" 이라며 소감을 밝혔다. 　 이에앞서 NASA 측은 던 호가 포착한 세레스의 정체불명 두 줄기 빛 사진을 공개해 분위기를 달궜다. 이에대해 던의 조사 책임을 맡은 UCLA 크리스 러셀 박사는 “세레스의 밝게 빛나는 지점은 아마도 화산이 폭발한 지점으로 보인다” 면서도 “정확한 답을 찾기 위해서는 지질학적 분석이 있어야 하기 때문에 아직은 미스터리" 라며 마치 영화 예고편처럼 대중들의 호기심을 자극한 바 있다. 태양계 초기 역사의 비밀을 풀기위해 지난 2007년 9월 발사된 던은 지난 2011년 소행성 베스타 궤도에 진입해 3만 장의 이미지를 지구로 전송한 바 있다. 이어 또다시 길을 떠난 던은 이번에 마지막 목표인 세레스 도착을 목전에 두고있다. 지름이 950km에 달해 한때 태양계 10번째 행성 타이틀에 도전했던 세레스는 행성에 오르기는 커녕 오히려 명왕성을 ‘친구’ 삼아 ‘왜소행성’(dwarf planet·행성과 소행성의 중간 단계)이 됐다. 학자들이 세레스에 관심을 갖는 이유는 역시 태양계 탄생 당시의 상태를 그대로 유지해 초기 역사의 비밀을 풀어줄 것으로 기대되기 때문이다. NASA 측은 “왜소행성에 인류의 우주선이 방문한 것은 사상 처음” 이라면서 “향후 던은 16개월 간 세레스에 머물면서 관련 데이터를 지구로 전송할 것” 이라고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr