미 항공우주국(NASA)의 명왕성 탐사선 뉴허라이즌스호는 2015년 최초로 명왕성과 그 위성의 생생한 모습을 지구로 전송해 세상을 깜짝 놀라게 했다. 행성이라 부르기엔 너무 작은 천체라서 결국 왜소행성으로 강등됐지만, 명왕성 표면 지형의 복잡도는 다른 행성에 뒤지지 않았다. 과학자들은 작은 얼음 천체에 이렇게 복잡한 지질 활동이 일어난 이유를 알아내기 위해 데이터를 분석했지만, 아직도 모르는 부분이 더 많이 남아 있다. 하지만 뉴허라이즌스호의 임무는 여기서 끝나지 않았다. 2019년, 뉴허라이즌스호는 인간이 탐사한 가장 먼 태양계 천체인 카이퍼 벨트 소행성 ‘아로코스’(Arrokoth) 탐사 임무를 성공적으로 수행했다. 이후 과학자들은 뉴허라이즌스호의 비행 경로에 다른 소행성이 없는지 말 그대로 이 잡듯이 뒤졌다. 하지만 아무리 망원경으로 관측해도 지금까지 적당한 천체는 찾지 못했다.이후 NASA와 관련 과학자들은 뉴허라이즌스호 임무를 어떻게 진행할지를 두고 고민했다. 뉴허라이즌스호의 동력은 앞서 태양계를 빠져나간 선배인 보이저 1호, 2호와 마찬가지로 원자력 전지인 RTG를 이용한다. 뉴허라이즌스호의 RTG의 출력은 245.7W인데, 1년에 3.5W씩 출력이 낮아진다. 이를 역으로 계산하면 2030년대까지 우주선이 필요한 동력을 공급할 수 있다. 태양계 외곽 소행성들의 모임인 카이퍼 벨트를 빠져나가는 것은 2028년에서 2029년 사이로 예상된다. 현재 위치는 지구에서 85억㎞ 정도다. 문제는 카이퍼 벨트의 외곽으로 나갈수록 소행성의 밀도가 낮아져 새로운 천체를 발견할 가능성이 낮아진다는 것이다. 따라서 아로코스 같은 천체를 다시 만나게 될 가능성도 점점 낮아지고 있다. 그런 만큼 NASA는 뉴허라이즌스호를 소행성 탐사보다는 태양물리학 연구에 사용하는 방안을 검토했다. 뉴허라이즌스호에는 SWAP(Solar Wind Around Pluto) 같은 태양풍 관측 장비가 탑재되어 있어 선배인 보이저 1, 2호처럼 태양권의 구조에 대한 연구를 할 수 있다. 태양풍 입자가 주로 존재하는 태양권과 별 사이 성간 입자가 주로 존재하는 성간 우주에 대한 연구 역시 중요한 주제다.하지만 행성 과학자들은 이에 반발했고 결국 NASA는 태양물리학 연구와 함께 미지의 천체에 근접해서 관측할 수 있는 마지막 연료를 남겨두기로 결정했다. 카이퍼 벨트를 빠져나가기 전 극적으로 아로코스 같은 소행성과 다시 마주칠지도 모르는 일이고 카이퍼 벨트 밖으로 나갔다고 해도 다른 천체와 마주칠 가능성이 0%가 아니기 때문이다. 예를 들어 새로운 혜성이 우연히 지나가거나 아직 발견하지 못했던 천체가 우주선의 이동 경로에 갑자기 끼어들 수도 있다. 과학자들은 소행성 아로코스에 울티마 툴레라는 별명을 붙였다. 알고 있는 세계 너머라는 뜻으로 마지막 목표라는 뉘앙스의 단어였다. 하지만 아로코스보다 더 먼 천체를 관측할 수 있기를 고대하는 것이 과학계의 일반적인 바람일 것이다. 뉴호라이즌스호가 마지막 남은 연료를 불태워 아로코스보다 훨씬 멀리 떨어진 미지의 천체를 관측하기를 기대해 본다.  

명왕성의 가장 큰 위성인 카론의 가장 두드러진 특징은 북극을 뒤덮고 있는 갈색의 큰 반점이다. 비공식적으로 ‘모도르 황반'(Mordor Macula)이라고 불리는 이 갈색 지역이 고해상도 이미지에서 카론의 북극을 불그스레 물들이고 있다. 이 기묘한 카론의 초상화는 2015년 7월 14일 미 항공우주국(NASA)의 명왕성 탐사선 뉴호라이즌스가 역사적인 명왕성 플라이바이를 수행했을 때 포착된 것이다. 뉴호라이즌스 호의 데이터를 분석한 결과, 모도르 황반에 대해 과학자들은 명왕성 대기의 메탄이 카론의 중력에 의해 카론 북극 지역으로 끌려들었고, 이것이 카론의 표면에서 얼어붙었다는 것이다. 이를 두고 NASA는 “명왕성은 이른바 ‘그라피티 예술가’라고 불러도 될 것 같다”며 “카론의 뉴멕시코 크기 만한 지역을 명왕성 대기의 메탄이 흘러와 스프레이로 색칠한 셈”이라고 설명했다. 윌 그룬디 뉴호라이즌스팀 연구원은 “그 어느 누가 명왕성이 ‘그라피티 예술가’라고 생각할 수 있었겠는가”라며 “우리가 탐사선을 통해 새로운 사실을 알아갈 때마다 자연과 우주의 신비로움에 놀라움을 감출 수 없다”고 말했다.위의 이미지는 해상도가 약 2.9㎞이며. 뉴호라이즌스 카메라가 잡은 청색, 적색 및 적외선 데이터를 합성해 색상을 향상시킨 것이다. 명왕성에서 약 2만㎞ 떨어져 있는 카론은 명왕성과 중력으로 잠긴 상태이기 때문에 공전주기와 자전주기 같아서 항상 한쪽 면만 명왕성을 향해 있다. 따라서 카론과 명왕성은 서로의 뒤쪽을 볼 수가 없다. 말하자면 서로 어깨를 맞잡고 빙빙 윤무를 추는 격이다. 만일, 명왕성에서 카론을 본다면 하늘에서 움직이지 않는 것처럼 보일 것이다. 명왕성을 향하고 있는 카론의 반구를 보여주는 이 놀라운 이미지는 카론의 다채로운 북쪽 지형과 부드러운 남쪽 평원을 분리하면서 카론을 한 바퀴 도는 협곡 벨트를 뚜렷이 보여주고 있다. 카론은 너비가 1214㎞에 달하는데, 이는 지구 지름의 1/10이지만 명왕성 지름의 무려 1/2이나 되는 크기로, 태양계에서 모행성에 비해 가장 큰 위성이다. 

초저녁에 뜨는 '황소의 눈' 알데바란  요즘 해 지고 어두워지면 북서쪽 하늘에 주목해야 할 별 하나가 뜬다. 바로 황소자리 알파별 알데바란이다. 한 해를 시작하는 첫 초저녁이 황소자리를 보면서 시작된다고 한다.  적색거성 알데바란은 그 오른쪽의 오리온자리를 향해 치받을 듯이 돌진하는 황소의 머리 부분에 자리잡고 있어 예전부터 서구권에서 '황소의 눈'으로 불렸다.  이 알데바란이 인류의 눈길을 끄는 것은 머지않은 장래에 행성상 성운으로 폭발할 적색거성이란 점도 있지만, 그보다는 앞으로 약 200만 년 후 우리가 날려보낸 파이어니어 10호가 이 별을 방문한다는 사실이다.외계 지성체에게 보내는 메시지가 담긴 금속판을 달고 1972년에 지구를 떠난 파이어니어 10호는 52년이 지난 현재 지구로부터 132AU(1AU는 지구-태양 간 거리 1.5억km) 떨어진 심우주를 초속 12km의 속도로 주파 중이다. 인류의 우주 척후병 파이어니어 10호는 2003년 1월 마지막 교신을 끝으로 통신이 두절되었으며, 2006년 3월 최종 교신을 시도했으나 파이어니어 10호로부터 아무런 응답이 오지 않음으로써 이날로 정식 '영면'에 들어간 것으로 기록되었다. 하지만 파이어니어 우주선은 태양계에서 인류의 존재를 나타내는 증표이며, 우리가 더 이상 명령을 보내지 않더라도 우주선은 여전히 심우주 여행을 계속한다. 일단 우주선이 태양계 밖으로 진출한 이후에는 물리 법칙에 따라 어떤 외부의 힘이 진로를 바꾸지 않는 한 그 여정은 영원히 멈추지 않는다.  알데바란은 어떤 별인가? 알데바란은 황소자리에서 가장 밝은 알파별인 동시에 밤하늘 전체에서 14번째로 밝게 보이는 항성이다. 히파르코스 위성이 측정한 바에 따르면, 우리로부터 약 65광년 떨어져 있다. 그 밝기는 0.75~0.95 등급 사이에서 천천히 변하는 변광성이다. 전통적 명칭 알데바란(Aldebaran)은 '뒤따르는 자'라는 뜻의 아랍어​ 알 다바란(al Dabarān)에서 온 단어로, 이런 이름이 붙은 이유는 알데바란이 플레이아데스 성단을 뒤따르는 것처럼 보이기 때문이다. 알데바란은 밝은데다 눈에 잘 띄는 별자리들 근처에 있기 때문에 밤하늘에서 찾기가 아주 쉬운 항성들 중 하나이다. 오리온의 허리띠에 해당되는 세 별로부터 시리우스의 반대 방향으로 선을 연장하면 가장 먼저 만나는 밝은 별이 알데바란이다.알데바란은 우연히도 지구와 히아데스 성단 사이의 시선방향에 놓여 있어 이 산개성단에서 가장 밝은 구성원처럼 보인다. 그러나 황소의 머리 부분을 차지하는 히아데스 성단은 알데바란보다 두 배 이상 먼 곳인 150 광년 거리에 있어 중력적으로 알데바란과 아무 관련 없는 천체이다. 알데바란의 표면온도는 3900K로 태양보다 2000도나 차갑지만, 반지름이 무려 태양의 44배나 되기 때문에 전체 광도는 태양의 400배 이상 된다. 그러나 질량은 태양의 1.16배에 지나지 않는다. 나이는 태양보다 약간 많은 64억 년이다. 200만 년 후의 알데바란은? 파이어니어 10호가 200만 년 후 알데바란에 도착할 무렵이면 이 적색거성은 과연 어떤 모습일까? 그때가 되면 알데바란이 별로서의 생애를 마감했을지도 모르며, 초신성 폭발로 인해 그 근처에서 외계 생명체를 만나는 것은 거의 불가능할 것이다. 적색거성인 알데바란도 예전에는 평범한 별로 보통 별처럼 행동했다. 곧, 내부에서 수소원자를 헬륨원자로 융합하면서 만들어낸 핵에너지로 자신을 밝혔으며, 주변의 외계행성에게 에너지를 나누어주었다. 그러나 내부의 수소는 어느덧 바닥이 나고 헬륨만 연료로 남은 상태다. 이런 별은 생애의 마지막 순간에 내부에서 더 많은 에너지를 만들어내고 몸피가 부풀어오르게 된다. 알데바란도 이런 과정을 거쳐 커지고 붉어져 지금처럼 우리 눈에 잘 띄는 적색거성이 된 것이다. 그리고 팽창이 극한에 이르면 겉층을 우주공간으로 방출해버리고 별의 속고갱이만 남아 백색왜성으로 변신한다. 방출된 겉층은는 성운이 되어 둥글게 우주공간으로 퍼져나가는데, 망원경이 없던 시절에 그것을 보면 마치 행성처럼 보여 행성상 성운이란 이름을 얻었지만 사실 행성하고는 아무런 관계도 없는 죽은 천체이다. 우리 태양도 앞으로 약 60억 년 후면 알데바란이 간 길을 따라갈 예정이다. 태양이 팽창하여 행성상 성운이 된다면 가까운 수성과 금성은 태양에 먹혀버릴 것이고, 지구의 운명은 어떻게 될지 알 수 없다. 금성처럼 태양에 먹힐지, 아니면 궤도가 더 멀리 밀려나 파국을 모면할지 알 수 없다. 하지만 걱정할 필요는 없다. 정말 까마득한 미래의 일이니 말이다. 그때쯤이면 지구는 너무 뜨거워져 어차피 생명이 살 수 없는 행성이 되어 있을 것이다. 파이어니어 10호도 이미 오래 전에 알데바란을 스쳐지났을 것이고 말이다. 알데바란은 천천히 자전하고 있으며, 한 번 도는 데에 520일이 걸린다. 그리고 목성 질량 6배에 이르는 행성 알데바란b를 거느리고 있다. 1998년에 발견된이 외계 가스행성은 자신이 공전하는 별의 임종을 지키며 살아남았다. 이 행성을 공전하는 달이 있을는지는 알 수 없다. 파이어니어 10호가 영면에 들지 않았다면 발견할 수도 있을 텐데 아쉽게 되었다. 혹 누가 알겠는가? 그 위성에 지성체가 살고 있어 별이 죽을 때 어떤 모습이었는지 우리에게 알려줄는지.  태양계를 탈출한 인류의 메신저  파이어니어 10호가 날아간다. 지구에서 200억km 떨어진 캄캄한 우주공간을 헤치며 홀로 나아간다. 태양을 등지고, 그가 떠났던 고향 지구를 등지고, 태양계 바깥의 저 무한 공간을 향하여. 25년 전 지구를 떠난 그는 먼저 목성을 지나고, 그로부터 10년 뒤에는 다시 해왕성, 명왕성을 지나, 태양계 바깥 은하 저쪽으로 날아갔다. 지구와의 교신마저 끊어진 채 10만 광년 은하수 저편으로 아득히 사라져갔다. 얼레줄 끈어진 유년의 연처럼 또는 영겁 속의 한 개 나사못처럼.인류가 만든 물건으로서 최초로 태양계를 탈출해 용약 은하 저쪽의 성간공간으로 진출한 파이어니어 10호는 3만 년쯤 후에는 황소자리의 붉은 별 로스 248 별을 스쳐 지나고, 27만 1000년 후에는 프록시마 센타우리 별에 도착하며, 또 1백만 년 동안 열 개의 별을 더 지날 것이다. 그리고 200만 년 후에는 그때까지 행성상 성운 폭발을 겪지 않았다면 알데바란에 최근접하는 곳에 도달할 것이다. 그러고도 아직 더 날아야 할 우주가 남아 있을까? 까마득한 우주 어느 언저리에서 어떤 모습으로 잠들까? 사람의 손에서 떠나간 이 최초의 신(神)에의 메신저는. 　

과학자들은 해왕성 궤도 너머에서 행성보다 작지만, 그냥 소행성으로 분류하기에는 다소 큰 천체들을 찾아냈다. 이들은 왜행성(dwarf planet)으로 분류됐는데, 이 가운데는 명왕성급 천체도 있어 결국 명왕성은 행성의 지위를 잃고 왜행성으로 다시 분류됐다. 일부 사람들은 아쉬워했지만, 천문학자들은 반대였다. 명왕성의 형제가 대거 새로 발견되면서 태양계 외곽 천체에 대한 연구가 크게 진전됐기 때문이다. 이런 왜행성 가운데 하나가 바로 콰오아(Quaoar)다. 대략 지름 1100㎞로 명왕성의 절반 수준인 콰오아는 지구-태양 거리의 40배가 넘는 위치에서 거의 원에 가까운 궤도를 공전하는 얼음 천체다. 그냥 봐서는 특별한 게 없는 태양계 외곽 얼음 천체처럼 보였지만, 최근 과학자들은 콰오아 주변에 목성이나 토성 같은 고리가 있다는 사실을 발견했다. 고리의 존재보다 더 놀라운 사실은 고리의 위치였다. 토성의 고리 같은 일반적인 고리는 보통 '로슈의 한계' 이내에 위치한다. 로슈의 한계는 위성의 중력이 모천체의 기조력보다 커지는 지점으로 이 거리 안에서는 위성이 행성이나 소행성의 중력에 의해 부서져 고리 형태로 존재할 수 있다. 하지만 콰오아의 고리는 로슈의 한계보다 먼 4000㎞ 거리에서 발견됐다. 기존 이론에 따르면 이 거리에선 안정적인 고리가 유지될 수 없는데도 고리가 발견된 것이다. 여기에 더해 대규모 국제 과학자팀이 이번에는 고리가 하나가 아니라는 사실을 발견했다. 콰오아에서 2500㎞ 지점에서 발견된 두 번째 고리 역시 로슈의 한계 밖에 존재한다. 두께는 10㎞ 정도로 다소 균일한데, 첫 번째 고리가 5~300㎞로 일정하지 않은 것과 대조된다.사실 콰오아는 두 개의 고리 이외에도 지름 170㎞의 위성 웨이왓을 1만2000㎞ 거리에 지니고 있다. 복잡한 고리 시스템을 생각하면 아직 발견되지 않은 위성이 중력을 행사하고 있을 가능성이 있다. 다만 확실한 것은 직접 탐사선을 보내 명왕성처럼 확인하기 전까지는 알 수 없다. 명왕성과 그 위성들을 상세히 연구한 과학자들은 작은 얼음 천체가 태양계 내행성보다 더 복잡한 위성 시스템을 지니고 있다는 사실에 놀라움을 금치 못했다. 하지만 콰오아의 사례를 보면 이렇게 복잡한 위성 및 고리 시스템은 태양계 외곽 얼음 왜행성의 흔한 특징일지도 모른다. 물론 이를 검증하기 위해서는 앞으로 추가 관측과 새로운 탐사선이 필요하다. 당장에는 계획이 없지만, 콰오아를 직접 관측할 탐사선도 언젠가는 등장할 것이다. 

천왕성의 가장 큰 네 개의 위성 표면 아래에 소금물 바다를 품고 있을 수 있다는 새로운 연구가 발표됐다.  미 항공우주국(NASA)의 보이저 2호 우주선이 보내온 40년 묵은 데이터를 새롭게 살펴본 과학자들은 천왕성에서 가장 먼 궤도를 도는 위성 티타니아와 오베론이 바다를 지표 50km 아래에, 그리고 아리엘과 움브리엘이 30km 아래 바다를 품고 있을 가능성이 있다고 밝혔다. 새로운 연구는 태양계의 혹독한 외부 환경에도 불구하고 천왕성 위성들의 지속적인 내부 열과 몇 가지 화학물질이 어떻게 바다를 만들 수 있는지에 대해 설명한다. 연구를 이끈 NASA 제트추진연구소의 행성 과학자 줄리 카스티요-로게스는 5일(이하 현지시간) 스페이스 닷컴에 "천왕성의 위성에서 바다를 발견한다면 우리 태양계에 바다의 존재가 보편화된 현상이며, 다른 태양계에도 바다가 존재할 가능성이 높아질 것"이라고 밝혔다. 태양계 초창기에 천왕성의 가장 큰 5개 위성인 티타니아, 오베론, 아리엘, 움브리엘, 미란다는 깊이가 100km에서 150km에 이르는 바다를 품고 있었을 것이라고 연구자들은 말했다. 카스티요-로게스는 "만약 위성이 행성의 장기간 가열을 받았다면 두꺼운 바다를 유지할 수 있었을 것"이라고 설명했다.  예를 들어, 목성의 위성 유로파와 토성의 엔셀라두스는 거대한 지하 바다를 품고 있는데, 모행성의 강력한 중력에 반응하여 내부구조와 얼음 껍질을 휘게 만든다. 과학자들은 이 조석열이 위성의 지하수를 생명 친화적인 액체 상태로 유지하는 데 도움이 된다고 생각한다. 그러나 천왕성의 중력은 토성이나 목성보다 훨씬 약하기 때문에 행성에서 가장 큰 4개의 위성에 있는 바다조차 "지금쯤이면 대부분 얼어붙은 상태일 것"이라고 카스티요-로게스는 덧붙였다.  천왕성의 가장 큰 위성들이 어떻게 진화했는지 더 잘 이해하기 위해 연구 팀은 다른 해양 세계를 연구한 NASA 임무에서 얻은 결과를 수집하여 모델을 만들었다.  여기에는 카시니 미션에서 관찰한 토성의 위성 엔셀라두스를 비롯해, 소행성 탐사선 돈(Dawn)에 의해 밝혀진 왜행성 세레스, 그리고 2015년 역사적인 명왕성의 플라이바이를 수행하는 동안 뉴호라이즌스가 관찰한 명왕성의 가장 큰 달 카론 등이 포함된다. 연구진은 "천왕성의 위성들이 높은 염분 농도를 가진 얕은 바다를 품고 있을 가능성이 있다"고 밝혔다. 이것은 위성이 만들어진 초창기부터 남은 약간의 내부 열과 매우 낮은 온도에서도 물을 액체 형태로 유지하는 데 도움이 되는 상당한 양의 암모니아 덕분일 것이다.  천왕성의 위성에 있는 바다에는 물 1리터당 약 150g의 소금이 있을 것으로 연구원들은 추정한다. 이에 비해 미국 유타의 그레이트 솔트레이크는 염도가 두 배나 높지만 그 안팎에서 생명은 여전히 번성하고 있다.  그러나 과학자들은 여전히 천왕성의 다섯 번째 큰 달인 미란다가 바다를 품고 있는지는 확신하지 못하고 있다. 이전 연구에서는 우주로 날아간 흥미로운 하전입자를 설명하기 위해 숨겨진 바다를 암시했지만, 미란다는 너무 작아서 내부 바다가 형성된 후 수백만 년 만에 얼어붙었을 가능성이 높다고 최신 연구는 시사한다.  지금까지 천왕성은 유일하게 1986년 1월 보이저 2호만이 잠시 방문했다. 보이저 2호는 얼음 행성 주위에 10개의 새로운 위성과 두 개의 새로운 고리를 발견했다. 천왕성은 멀지 않은 미래에 더 많은 관심을 받을 수 있다. 은하계에서 가장 흔한 것이 얼음 행성이지만, 또한 가장 이해되지 않은 비밀이 많은 행성에 속한다는 사실이 밝혀졌기 때문이다. NASA는 현재 UOP(Uranus Orbiter and Probe)라는 이름을 내건 행성 탐사 임무를 개발하고 있는 중이다. 이름에서 알 수 있듯이 UOP에는 얼음 행성과 그 위성에 대한 데이터를 수집하는 궤도선과 함께 직접 정보를 얻기 위해 행성의 대기 속으로 내려보낼 탐사선이 포함된다. 새로운 연구는 2022년 12월 '지구물리학 연구(Geophysical Research)에 발표되었다.

해왕성은 선명한 파란색으로 유명하지만 그 주위를 공전하는 소행성은 그렇지 않다. 국제 천문학자 팀은 최근 해왕성의 트로이군 소행성을 면밀히 관측한 결과, 모두 태양계의 대부분의 소행성보다 훨씬 더 붉은 색조를 띠고 있다는 사실을 발견했다. 국제 천문과학자 팀은 지난 2월 14일 영국왕립천문학회 월보에 이 같은 사실을 발표했다.  해왕성 트로이군은 태양 주위를 공전하는 궤도가 해왕성과 평행을 이루는 소행성 무리다. 그들은 해왕성과 태양 사이 또는 해왕성과 왜행성 명왕성 사이의 중력적으로 안정된 지점에서 몰려 있다. 2001년에 처음 발견되었으며, 현재까지 50개 미만의 암석이 파악되고 있다.  18개 해왕성 트로이군 소행성 추적해 색상 분석 예상보다 숫자가 적은 것은 해왕성 트로이군 소행성이 드물기 때문이 아니라, 너무 작고 멀리 떨어져 있어 발견하기 어렵기 때문이다. 이 소행성 무리의 암석은 대략 지름이 50~100km 정도이며, 태양으로부터 45억km 떨어진 거리에서 공전한다. 이는 지구-태양 간 거리의 약 15배에 해당한다. 이 연구 이전에 천문학자들은 이러한 소행성 중 12개에 대해서만 연구했으며, 이를 위해 지구에서 가장 크고 가장 강력한 망원경을 사용해야 했다.  미 항공우주국(NASA) 고다드 우주비행센터의 천문학자이자 이 연구의 수석저자인 브라이스 볼린은 성명에서 "우리의 새로운 작업에서 우리는 대형 망원경으로 연구한 해왕성 트로이군 샘플을 두 배 이상 늘렸다"라고 밝혔다. 볼린의 연구팀은 2년 동안 캘리포니아의 팔로마 천문대의 망원경을 비롯해 하와이와 칠레의 제미니 노스-사우스 망원경, 하와이의 케크 망원경 등 4개의 망원경으로 수집한 데이터를 합성했으며, 18개의 해왕성 트로이군 소행성을 추적하고 색상을 분석했다. 그 결과 극도로 붉은 4개의 소행성을 포함하여 대부분의 소행성이 여느 소행성들보다 훨씬 더 붉다는 사실을 발견했다.  진홍색은 해왕성 트로이군이 암모니아나 메탄올과 같은 휘발성 화합물이 풍부함을 나타낸다. 이러한 화학물질로 만든 얼음은 열에 매우 민감하며 태양 복사에 노출되면 빠르게 가스로 변한다. 붉은 소행성 일부 태양계 안쪽으로 차츰 이동  이 때문에 천문학자들은 태양에 더 가까운 소행성이 훨씬 적은 붉은 색조를 띨 것으로 예상한다. 그들의 암모니아와 메탄올은 이미 끓어서 기화해버렸기 때문이다.  아니나 다를까, 연구원들은 내부 태양계의 슬레이트 회색 암석에서 시작하여 명왕성 궤도 너머의 진한 빨간색까지 진행하는 일종의 붉은 소행성의 염색 진행을 관찰할 수 있었다.  연구원들은 해왕성의 가장 붉은 소행성 중 일부가 태양계 초기에 태양에서 훨씬 더 먼 거리에서 형성된 후 차츰 안쪽으로 이동하여 해왕성의 궤도에 갇히게 되었을 가능성이 있다고 덧붙였다.  그것들을 연구하면 초기 태양계에서 소행성이 어떻게 형성되었으며, 지난 46억 년 동안 그 구성이 어떻게 변했는지에 대한 통찰을 얻을 수 있을 것으로 연구원들은 기대하고 있다.

토성의 위성 타이탄은 생명의 기원에 대한 단서를 잡을 수 있는 몇 안되는 태양계 위성 중 하나다. 미 항공우주국(NASA)의 무인 드론 탐사선 드래곤플라이가 타이탄에서 생명체의 발견을 위해 탐사를 준비하고 있다. 우주의 생명을 이해하는 방법을 재정의할 수 있는 획기적인 NASA 임무 중 네 번째인 드래곤플라이는 2027년에 발사될 예정이다. NASA의 드래곤플라이는 토성의 가장 큰 위성인 타이탄이 최종 행선지다. 타이탄은 질소가 풍부한 대기와 지하 액체 바다가 있는 활발한 얼음 세계로, 하늘에서 메탄이 쏟아져 호수를 채우고 표면에 메탄 강이 흐르고 있다. 드래곤플라이는 타이탄의 이 모든 것을 자세히 탐사하고 생명의 기원에 대한 단서를 발견할 준비를 착착 진행시키고 있다.잠자리 모양을 한 드래곤플라이는 모든 과학장비를 갖춘 NASA 최초의 행성 간 회전익 탐사선으로, 타이탄 표면의 지질학적 관심 지점 사이를 수㎞ 비행할 수 있다. 현재 메릴랜드주 로렐에 있는 존스홉킨스 응용물리학연구소에서 설계 및 제작 중인 드래곤플라이는 NASA의 뉴프런티어스(New Frontiers) 프로그램의 일부다. 여기에는 목성 궤도로 보내진 소행성 베누와 주노 그리고 뉴호라이즌스에 대한 OSIRIS-REx 탐사선의 연구가 포함된다. 뉴호라이즌스는 2015년 명왕성을 근접 비행한 탐사선으로, 현재 카이퍼 벨트를 황단하면서 탐사를 이어가고 있다. 타이탄은 토성의 가장 큰 달이자 태양계에서 두 번째로 큰 위성이다. 타이탄보다 큰 태양계 최대 위성은 목성의 달인 가니메데다. 타이탄은 수성보다 크며 대기 밀도는 지구의 4배나 된다. 타이탄의 크기와 낮은 중력은 위성의 두꺼운 대기와 짝을 이루어 드래곤플라이와 같은 탐사 드론을 위한 완벽한 조건을 구비한다.태양계 탐사에 나선 NASA의 또 다른 드론은 이미 화성 표면에서 사용 중이다. 회전익 전체 길이가 약 1미터에 불과한 인저뉴어티는 화성 탐사선 퍼서비어런스 로버 아래에 부착되어 화성 표면에 착륙했다. 인저뉴어티에는 카메라와 몇 가지 기본 장비만 장착되어 있다. 그러나 드래곤플라이는 대기 구성과 지상과 지하의 서로 다른 액체의 화학적 구성을 포함하여 위성의 특성 전반을 테스트할 수 있도록 설계된다. 또한 드래곤플라이는 타이탄 표면에서 추출한 샘플을 분석한다. 드래곤플라이는 복잡한 유기물질 획득을 위한 드릴(DrACO) 장비를 사용하여 한 번에 1그램 미만의 표면 물질을 파낸다. 이 표본은 ‘다락방’으로 알려진 착륙선 본체 내부에서 저장, 분석된다. 드래곤플라이의 '다락방'에는 화학적-생물학적 성분을 식별하고 검사하는 질량 분석기 DraMS라는 장비가 있다. DraMS는 화성 탐사 로버 큐리오시티에 내장된 화학분석기SAM 분광계와 비슷하게 작동하며, NASA의 고다드 우주항공센터 같은 팀에서 설계했다. 

2023년 새해가 밝았다. 1972년 파이오니어 10호가 우주로 발사된 이래 인류는 50년 동안 쉼없이 먼 우주로 우주 탐사선을 쏘아 보내고 있다. 새해 첫날, 우주와 인간의 소통을 한번 더 터보는 것도 의미있는 일이라 하겠다.  현재 태양계 끝자락에 도달했거나 빠르게 접근 중인 우주 탐사선은 총 5대다. 파이오니어 10·11호와 보이저 1·2호, 그리고 뉴허라이즌스호가 바로 인류의 척후병인 셈이다. 이 탐사선 대부분은 예상되던 ‘죽음’(가동 종료)을 극복하고 원래 계획보다 오랜 기간 임무를 수행하고 있다.애초 이 탐사선들은 지구의 이웃 행성들을 탐사할 계획이었지만, 임무를 마친 지금은 천문학자들에게 우주의 특별한 데이터를 제공하면서 태양계 밖으로 향하고 있다. 그들은 2022년 한 해 동안에도 많은 임무를 해냈는 데 그중 주요한 부분을 간추려본다. 보이저 1·2호 보이저 임무는 지난해 발사 45주년이라는 매우 특별한 기념일을 맞이했다. 행성에 대한 근접 비행에서 심우주에 이르기까지 인류가 만든 피조물로서 역대 가장 먼 탐사 거리를 기록한 두 탐사선은 태양계에 대한 천문학자들의 이해에 엄청난 기여를 했다. 이제 주된 프로젝트는 태양의 영향이 끝나는 경계 영역과 다른 항성들의 영향이 시작되는 곳인 성간 공간을 탐사하는 것이다. 보이저 1호는 2012년 태양의 입자 흐름이 더 이상 가장 중요한 영향을 미치지 않는 경계인 태양권계면을 최초로 돌파했고, 2018년에는 보이저 2호가 그 뒤를 따랐다. “보이저 1호는 이제 1년간 성간 우주에 있었으며, 지금 이 순간에도 여전히 항해하고 있으며 상태는 양호하다”고 보이저 프로젝트 과학자이자 미 항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL) 행성 과학자인 린다 스필커는 밝혔다. 이 팀은 지난해 우주선이 자신의 위치에 대한 잘못된 정보를 지구로 보내기 시작했을 때 큰 어려움을 겪었다. 기술자들은 즉시 원인을 찾아나섰다. 탐사선이 컴퓨터 하드웨어를 사용하지 않아야 할 때 이를 사용하고 있다는 점을 알아내고 복원 작업을 완수했다. 이 같은 종류의 사고는 오래된 탐사선에서 늘상 일어날 수 있는 상황이다. 팀은 또 각 탐사선의 전원 공급 장치를 능동적으로 관리한다. 이 장치가 생산하는 전력은 탐사선의 방사성 발전기 기능이 점점 떨어짐에 따라 매년 줄고 있다. 올해 팀은 전력을 아끼고자 가혹할 만큼 온도가 낮은 우주 환경에서 탐사 기기들을 따뜻하게 유지하던 히터 장치의 전원을 껐다. 그러나 이 기기들은 지금도 놀랍게 완벽하게 작동하고 있다. 카메라는 몇십 년 전 꺼졌을지 모르지만 탐사선의 다른 장비는 멀리 떨어진 태양으로부터 오는 플라스마와 자기자엥 대한 데이터를 계속 수집하고 있다. 태양에서 흘러나오는 전하를 띤 입자의 흐름인 태양풍이 그렇게 먼 거리를 이동하는 데는 시간이 걸리므로, 먼 거리에서 관측한 보이저 데이터는 과학자들로 하여금 태양의 변화가 우리와 가까운 우주에 어떤 영향을 주는지 알 수 있게 한다. 또 보이저는 태양계의 가장자리도 놀라운 곳이라는 사실을 보여줬다. 태양계 중심에서 멀어짐에 따라 태양으로부터 오는 플라스마가 더 희박해지는 것은 당연한 일이지만, 놀랍게도 보이저호는 태양권계면을 지난 후 훨씬 밀도 높은 플라스마를 감지했다. 천문학자들은 아직까지 그 이유를 제대로 밝혀내지 못하고 있다.  스필커 연구원은 “이 모든 시간이 지난 후에도 성간 공간에서 태양의 영향을 계속 볼 수 있다는 것은 정말 놀랍다. 앞으로 보이저는 50주년이 되는 2027년까지는 느끈하게 정상 작동할 것으로 기대한다”고 밝혔다.  ​현재 보이저 1호는 지구로부터 238억㎞(159AU. 1AU는 지구-태양 간 거리) 떨어진 심우주에 있으며, 이는 빛으로도 22시간이 걸리는 먼 거리다. 보이저 2호는 198억㎞ 거리에 있다. 파이어니어 10·11호 파이어니어 탐사선은 개척자로서의 역할로 인해 우주 탐사 역사에서 특별한 위치를 차지하고 있다. 50년 된 두 탐사선은 안타깝게도 현재 작동을 멈추고 영면에 들어갔다. 파이어니어 10호는 2003년 통신이 끊겼고, 11호는 1995년 마지막 접촉 이후 침묵에 빠져든 상태다. ​하지만 두 탐사선은 모두 태양계에서 인류의 존재를 나타내는 증표다. 우리가 더는 명령을 보내지 않더라도 이들은 여전히 심우주 여행을 계속하고 있다. 일단 탐사선이 태양계 밖으로 진출한 이후에는 물리 법칙에 따라 어떤 외부의 힘이 진로를 바꾸지 않는 한 그 여정은 영원히 멈추지 않는다. ​뉴허라이즌스호 ​명왕성 탐사선 뉴허라이즌스는 2006년 발사된 가장 신참인 탐사선이다. 2015년 유명 왜행성 명왕성 임무를 완료한 후, 이 탐사선은 초속 13.85㎞라는 기록적인 속도로 태양계를 주파해 2040년 태양권계면에 도달할 예정이다.  주요 임무를 완수한 뉴허라이즌스는 2019년 첫 번째 추가 임무에 나서 작은 카이퍼 벨트 천체인 아로코스에 대한 근접 비행을 성공적으로 완수했다. 올해 초 이 탐사선은 다음 임무가 아직 승인을 기다리고 있어 동면 모드로 전환됐다. 그러나 이제 팀은 2차 확장 임무(KEM2)를 앞두고 흥분하고 있다. KEM2는 지난해 10월 1일 시작됐지만, 탐사선은 오는 3월 1일까지 동면한다. ​천문학자들은 특히 해왕성 너머의 얼음과 암석 덩어리인 카이퍼 벨트 천체(KBO)에 대한 새로운 시각 자료를 기대하고 있다. ​이제 뉴허라이즌스는 원래 임무를 뛰넘는 모험에 도전한다. 이 탐사선은 우주에서 빛과 우주선(cosmic rays)의 배경에 대한 보다 나은 측정 데이터를 제공하고, 태양계 전체의 먼지 분포를 추적하며 보이저 1·2호에 도움이 되는 태양의 영향에 대한 주요 정보를 얻을 것이다. 뉴허라이즌스와 두 보이저 탐사선은 서로 다른 방향으로 가고 있어 천문학자들은 태양계 구조의 불규칙성을 파악해 지도화할 수 있다. 심지어 뉴허라이즌스는 운이 좋게도 2040년대까지 쓸 충분한 전력을 보유하고 있고, 매년 미지의 영역을 향해 4억 8000만㎞씩 이동한다. 이는 지구-태양 간 거리 1억 5000㎞보다 3배가 먼 거리다.

인간의 창조물로는 처음으로 태양계에서 벗어나 성간공간을 여행 중인 보이저 탐사선은 어떤 모습을 하고 있을까? 현재 보이저의 모습을 상상한 이미지가 미 항공우주국(NASA) ‘오늘의 천체사진’(APOD) 9월 9일자로 공개돼 눈길을 끌고 있다. 보이저 1, 2호는 45년 전인 1977년 각각 외계행성들을 탐사하고자 우주로 떠났다. 176년마다 한 번씩 돌아오는 목성과 토성, 천왕성, 해왕성의 정렬에 맞춰 8월 20일 먼저 발사된 보이저 2호는 4개 행성을 모두 근접 통과하는 궤도로 발사됐다. 그보다 보름 늦은 9월 5일 출발한 보이저 1호는 목성과 토성을 통과하는 궤도로 발사됐다. 보이저 1호는 중간에 임무가 수정돼 토성의 위성 타이탄을 거쳐야 했고 그 바람에 비행 궤도가 황도면을 벗어나면서 명왕성 탐사는 포기해야 했다.그러나 보이저 1호는 그 덕에 지구로부터 60억㎞ 떨어진 해왕성 궤도 부근에서 황도면에 늘어선 태양계 행성들을 내려다보며 ‘태양계 가족사진’을 찍을 수 있었다. 그중 유명한 것이 바로 지구의 모습을 담은 ‘창백한 푸른 점’(Pale Blue Dot)이다.  현재 두 탐사선은 가장 오래 작동하고 가장 멀리 간 우주선이 됐다. 둘 다 태양권과 태양 자기장의 영향으로 정의되는 영역인 태양권 너머를 여행했다. 별을 향한 여정 45년차인 보이저 1호는 태양으로부터 약 240억㎞ 거리에 있으며, 이는 지구-태양 간 거리의 157배, 빛으로 22시간 걸리는 심우주다. 보이저 2호는 조금 가까이 있는데, 그래도 지구-태양 간 거리의 121배나 되는 194억㎞ 떨어져 있다. 이는 18광시(18 light hour·빛으로 18시간 떨어진 거리)에 해당하는 거리다. 두 탐사선은 현재 성간 공간을 탐험하는 유일한 우주선으로 남아 있다. 각 우주선의 몸통에는 소리와 그림, 메시지가 기록된 약 30㎝짜리 골든 레코드가 부착돼 있다. 구리에 금을 입힌 이 디스크는 오랜 기간 성간 여행에도 손상되지 않는 재질로 만든 것으로, 지구의 삶과 문화에 대한 이야기를 외계 지성체에 전달하기 위한 것이다.

중국의 톈원(天問) 1호 화성 궤도선이 발사 2주년을 기념하여 화성의 위성 포보스의 놀라운 이미지를 전송해왔다. 톈원 1호는 화성 표면에 착륙시킨 주룽(祝融) 탐사 로버의 착륙 지역을 이미지화하는 데 사용된 것과 동일한 장비인 고해상도 카메라로 사진을 캡처했다. 당시 화성 궤도선은 화성의 두 위성 중 더 큰 쪽인 포보스에서 5100km 떨어져 있었다.  톈원 1은 포보스를 이미지화하기 위해 자세를 변경해야 했으며, 또한 화성 주위를 도는 각 궤도에서 태양으로부터 비교적 근접한 위치에서 좋은 조명 조건을 얻기 위해 정확한 순간을 선택해야 했다.  이미지는 픽셀당 50m의 해상도를 제공하며, 표면에 포보스의 뚜렷한 선형 홈이 보인다. 중국 국가항천국(CNSA)과 중국행성탐사국(PEC)이 공개한 이 사진은 외픽 크레이터도 선명하게 보여주고 있다. 크레이터의 이름은 명왕성 너머 혜성과 얼음 소행성으로 이루어진 오르트 구름 이론을 제안한 에스토니아의 천문학자이자 천체 물리학자인 에른스트 외픽의 이름을 따서 명명되었다. 현재 오르트 구름 명칭은 외픽-오르트 구름으로 불리고 있다.  톈원 1호는 2020년 7월 23일에 발사되었으며, 최근 화성 전체 표면 매핑을 포함한 주요 과학 목표를 완료했다. 또한 '셀카'를 포함하여 다양한 인상적인 이미지를 전송해왔는데, 셀카는 특히 이 목적을 위해 배치한 소형 우주선이 찍은 것이었다.  궤도선은 2021년 5월 유토피아 평원에 착륙한 주룽 로버와 함께 화성까지 날아갔다. 바퀴가 6개 달린 태양광 탐사 로봇인 주룽은 높이 1.85 m, 무게는 240 kg으로, 중국 고대 신화에 나온 최초의 '불의 신'을 뜻한다. 로버가 착륙한 유토피아 평원은 과거 많은 양의 얼음이 존재했을 것으로 추정돼 미생물 서식에 적합한 환경을 갖춘 곳이다. 태양열로 움직이는 로버는 현재 화성 북반구가 겨울이기 때문에 동면 중이다.  포보스는 화성의 두 위성 중 하나로, 다른 위성이 데이모스와 함께 1877년 8월 미국의 천문학자 아사프 홀에 의해 발견되었다. 데이모스보다 2배 정도 더 큰 포보스는 지름 약 23km이며, 비교적 안쪽 궤도를 돈다. 포보스는 그리스 신화에 나오는 신 아레스의 아들 포보스('공포'를 의미한다)에서 따왔다.  감자 같은 불규칙한 모양을 하고 있는 포보스는 화성 표면에서 6000km 떨어진 곳을 돌고 있는데, 이 거리는 태양계 내 어떤 위성들보다도 모행성과 가까운 것이다.  이처럼 가까운 곳에서 공전하는 포보스는 모행성 화성의 중력으로 인해 끊임없이 조석력을 받음에 따라 점차 화성으로 끌려가고 있다. 그리하여 약 5천만 년 후에 포보스는 파괴되어 분해된 작은 파편들은 화성 주위를 두르는 고리가 될 것으로 예상된다.

한국천문학회와 한국천문연구원은 천문학 분야에서 세계 최대 규모의 국제학술대회인 국제천문연맹(IAU) 총회가 오는 8월 2일부터 11일까지 부산 벡스코에서 열린다고 24일 밝혔다. 1919년 설립된 천문학 분야 국제기구인 IAU가 3년마다 대륙을 순환하며 여는 총회는 전 세계 천문학자들이 한자리에 모여 천문학계의 올림픽이라고도 불린다. 올해는 29회째로 한국에서는 처음 개최하는 행사다. IAU는 행성을 분류하고 이름을 지을 수 있는 권한을 갖는데, 2006년 명왕성을 행성에서 분리해 왜소행성으로 지정한 것도 IAU 총회에서 결정된 사안이었다. 이번 총회의 주제는 ‘모두를 위한 천문학’으로 전체 205개 세션에서 약 1700개 학술발표가 예정돼 있다. 미국 항공우주국(NASA) 제임스웹 우주망원경(JWST)의 과학성과 분석과 블랙홀의 존재를 처음 촬영한 ‘이벤트 호라이즌 망원경’(ETH·사건의 지평선 망원경) 국제연구단장 등의 초청강연 등이 진행된다. 총회에는 전문가 학술교류 이외에도 일반인들을 대상으로 하는 프로그램도 준비돼 있다. 8월 9일 오후 3시부터는 벡스코 야외 전시장에서 지역 주민과 관광객을 대상으로 하는 천체관측회가 열린다.

천문학계의 올림픽이라고 불리는 ‘국제천문연맹’(IAU) 제29차 총회가 8월 초 부산에서 열린다. 한국천문학회와 한국천문연구원은 천문학 분야에서 세계 최대 규모의 국제학술대회인 IAU 총회가 오는 8월 2일부터 11일까지 열흘동안 부산 벡스코에서 열린다고 24일 밝혔다. IAU는 1919년 설립돼 84개국 1만 2400명 이상의 천문학자가 회원으로 가입돼 있는 천문학 분야 세계 최대 규모의 국제기구이다. 천체 이름을 지정할 수 있는 공식 권한을 갖고 있어서 2006년에는 명왕성을 행성 목록에서 분리해 왜소행성으로 지정했고 2018년에는 허블의 법칙을 ‘허블-르메르트 법칙’으로 이름을 바꾸기도 했다. IAU 총회는 3년마다 대륙을 순환하며 열리는데 한국에서 열리는 것은 처음이다. 지난 총회는 2018년 오스트리아 빈에서 열렸고, 당초 2021년 개최 예정이었지만 코로나19 확산으로 미뤄지게 됐다. 다음 총회는 2024년 남아프리카공화국 케이프타운에서 개최된다. 전 세계 천문학자들이 한자리에 모이는 이번 총회의 주제는 ‘모두를 위한 천문학’으로 전체 205개 세션으로 구성돼 약 1700개 학술발표가 있을 예정이다. 미국항공우주국(NASA) 제임스웹 우주망원경(JWST)의 과학성과 분석과 블랙홀의 존재를 처음 촬영한 ‘이벤트 호라이즌 망원경’(ETH·사건의 지평선 망원경) 국제연구단장 등의 초청강연 등이 진행된다. 총회는 전문가 학술교류 이외에도 일반인들을 대상으로 하는 프로그램도 준비돼 있다. 8월 9일 오후 3시부터는 벡스코 야외 전시장에서 지역 주민과 관광객을 대상으로 하는 천체관측회가 열리며, 국내 천문학자들도 총회 기간 동안 대중들을 위한 ‘차세대 천문학’ 강연들을 준비하고 있다. 행사를 총괄하는 강혜성 조직위원장(부산대 지구과학교육과 교수)는 “이번 IAU 부산 총회로 한국도 세계 10위권의 경제력에 걸맞는 천문학 선진국으로 도약하는 계기가 될 것”이라며 “다양하고 의미있는 논의가 이뤄지고 활발한 연구 교류의 시간이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

미 항공우주국(NASA) 명왕성 탐사선 뉴호라이즌스가 2015년 7월 역사적인 명왕성 플라이바이를 한 지 꼭 만 7년이 되었다. 2006년 1월에 발사되어 꼬박 9년 반을 날아간 끝에 명왕성(뉴호라이즌스의 비행 중에 행성에서 왜행성으로 강등당했다)을 스치듯이 지나면서, 우뚝 솟은 얼음 산과 이국적인 질소 얼음의 거대한 평원을 가진 믿을 수 없을 만큼 다양한 명왕성 세계를 보여준 뉴호라이즌스는 지금 어디에서 무엇을 하고 있을까? 현재 뉴호라이즌스는 지구로부터 지구-태앙 간 거리의 53배(53AU) 떨어진 소행성 띠 카이퍼 벨트 속을 날고 있는 중이며, 다음 관측 타겟에 대한 확장된 미션을 앞두고 있다.  카이퍼 벨트는 46억 년 전 태양계 탄생 때 생긴 부산물인 소행성들이 띠를 이루고 있는 영역으로, 절대온도 0도에 가까운 우주 냉동고에 완벽하게 동결된 물질들인 만큼 태양계 탄생의 비밀을 고스란히 간직한 채 태양계 가장자리를 떠돌고 있는 천체들의 동네다. 연장근무 명령이 떨어진 뉴호라이즌스 뉴호라이즌스는 2019년 1월 1일 KBO(Kuiper Belt)의 작은 천체인 아로코스(Arrokoth)를 플라이바이했다. 뉴호라이즌스 과학 팀이 2014년 허블 우주망원경을 사용하여 발견한 아로코스는 지금까지 탐사된 것 중 가장 멀리 떨어져 있는 천체이자 가장 원시적인 천체다. 아로코스를 탐사한 뉴호라이즌스에게는 최근 다시 NASA로부터 연장근무 명령이 떨어졌다. 지난 6월 NASA의 외행성평가그룹(OPAG) 회의에서 사우스웨스트연구소(SwRI)의 뉴호라이즌스 수석 연구원 앨런 스턴은 우주선과 우주선의 과학 장비들이 완전히 건강한 상태에 있다고 밝혔다. 탐사선의 수명은 현재 핵연료 공급에 의해서만 제한되는데, 이는 2040년까지 뉴호라이즌스를 계속 운용하기에 충분할 것이라 한다. 스턴은 "이 두 번째 확장된 임무에 대해 우리는 매우 흥분하고 있다"라며 "NASA와 뉴호라이즌스 팀은 2025 회계연도의 예산 수치를 논의하고 있다"고 설명했다. 탐사선에 전해진 주요 작업항목 뉴호라이즌스에 떨어진 연장근무 명령에는 세 가지 주요 작업항목이 포함되어 있다. 그중 하나는 또 다른 플라이바이 타겟을 찾는 것과 관련이 있다고 스턴은 말했다. 탐사선은 2019년 아로코스를 플라이바이 동안 수집된 데이터의 마지막 바이트를 계속 전송하고 있는 중이다. 스턴은 "심우주 통신망 중 일부가 업그레이드로 인해 수신이 지연되었다. 안테나가 수신을 중단했는데, 그중 하나는 1년 동안 중단되었다"고 밝힌 스턴은 "우리는 아로코스 데이터의 대략 90%를 입수했지만, 원하는 100%를 다 입수하기에는 시간이 걸린다"고 덧붙였다. 뉴호라이즌스의 두 번째 확장 임무의 핵심은 광범한 분야에 걸친 다양한 관찰이다. 스턴은 뉴호라이즌스가 카이퍼 벨트를 가로질러 비행하는 동안, 우리는 천체 물리학, 행성 과학 및 태양 물리학과 같은 모든 우주 과학에서 밀접한 학제 간 임무를 수행할 것이다. 우리는 이 우주선을 사용하여 다음과 같은 일을 할 것"이라면서 "우주 현장에 우주선이 없다면 정말 할 수 없는 것들이다. 뉴호라이즌스의 향후 3년 동안 수행할 확장된 임무는 이런한 일들을 수행하는 것으로, 이제껏 이런 시도는 전혀 없었다. 우리는 위의 세 가지 목적을 위해 뉴호라이즌스라는 천문대를 만들어 이를 수행하고 있다"고 설명했다. 일반적으로 태양 물리학에서 탐사선은 '픽업 이온'을 연구한다. 이 하전 입자는 외부 태양권의 압력을 지배하는 존재로, 태양이 내뿜는 거대한 자기장의 거품이다. 이 거품 막이 성간 매체와의 경계를 만드는 구실을 한다. 천체 물리학에서 뉴호라이즌스는 우주의 광학 및 자외선 배경을 연구함으로써 태양계 내부 영역의 가려진 먼지 및 기타 흩어진 광원 너머의 멋진 전망을 얻을 것이다. 탐사선은 이미 '우주론에 대한 깊은 의미'와 함께 이러한 배경에 대한 가장 민감한 측정값을 산출했다고 스턴은 밝혔다. 행성 과학 부문에서 탐사선은 고유한 '고위상각'에서 천왕성과 해왕성을 연구하여 해당 행성의 중요한 에너지 균형을 조명할 예정이다. 뉴호라이즌스 팀은 또한 탐사선이 플라이바이할 연구할 새로운 KBO를 찾기 위해 케크와 스바루 같은 지상 기반 망원경을 활용할 계획이다. 지상 관측에 따르면 색상과 구성이 다른 여러 등급의 KBO가 있다. 스턴은 "그래서 우리는 KBO들 사이에 많은 이질성이 있다는 것을 알고 있다"라며 "만약 우리가 두 번째 KBO를 플라이바이한다면 같은 결과를 전혀 기대하지 않을 것이며, 아로코스와는 완전히 다른 장소가 될 것"이라고 강조한다. 

'뉴호라이즌스, 새로운 지평을 향한 여정'을 읽고태양계의 마지막 행성을 향하여​ '뉴호라이즌스, 새로운 지평을 향한 여정'은 2006년 1월 미국 플로리다주의 케이프 커내버럴에서 발사되어 9년 반을 날아간 끝에 2015년 7월 명왕성 근접통과를 성공한 뉴호라이즌스 탐사선에 관한 이야기다. 프로젝트의 수석연구원인 앨런 스턴과 과학 커뮤니케이터 데이비드 그린스푼이 같이 쓴 책이다. 최초의 발안에서 미션 성공까지 무려 26년에 걸친 뉴호라이즌스의 여정은 한 과학자의 일생을 건 도전 끝에 성공을 거둔 그야말로 '인생 프로젝트'였다. 우리가 그 동안 숱하게 보아온 우주탐사 미션은 사실 그 하나하나가 수십대 일의 치열한 경쟁을 뚫고 이루어진 결과라는 것을 이 책은 잘 보여주고 있다. 프로젝트의 채택 여부를 두고 위원회에서 치열한 논쟁이 벌어졌을 때, 한 노과학자의 발언이 패색이 짙던 논의에 흐름을 바꾸는 데 결정적인 역할을 해주었다. 88세의 대기 물리학자 도널드 헌텐이었다. "젠장! 탐사선이 명왕성에 도착할 때쯤 나는 세상에 없을 겁니다. 설사 살아 있다고 해도 그런 상황을 의식할 수 있는 상태가 아닐 거예요. 그래도 이건 우리가 해야 하는 일이 맞습니다. 과학이 중요해요. 그러니 그냥 합시다." 또 하나 내가 가장 인상 깊게 읽었던 부분은 드디어 탐사선의 발사를 앞두고 카운트다운이 시작되었을 때, 수십명의 관련자들이 호명에 따라 차례대로 발사 찬성-반대를 표명하는 장면이었다. 관련자 중 한 사람이라도 반대하면 발사는 중단된다.  이미 한 차례 발사 연기를 겪었고, 수천 명의 요인-관중이 지켜보는 가운데 다시 그 어려운 과정이 시작되어 수십 명이 발사 찬성을 외칠 때 수석연구원 앨런 스턴은 혼자 발사 반대를 선언한다. 전기 계통의 문제가 있지만 발사에는 지장없다는 판정이 내려졌음에도, 만에 하나 그것으로 인해 발사 실패를 불러온다면 평생을 후회하며 살 것 같다는 생각에 도저히 발사를 찬성할 수 없었다는 것이다.  그리하여 세 번째 만에 뉴호이즌스는 성공적으로 발사대를 떠나 명왕성을 향해 날아올랐다. 발사 때의 탈출속도는 초속 16.26킬로미터로, 지금까지 인간이 만들어낸 물체 중 가장 빠르게 뉴호라이즌스는 지구를 탈출했다. 그리고 마침내 2015년 7월 14일 명왕성을 통과하면서 그 세계의 놀라운 풍경을 인류 앞에 펼쳐 보여주었으며, 그로부터 4년 뒤인 2019년 1월 1일, 두번째 목표인 카이퍼 대 천체 486958 아로코트를 성공적으로 근접 통과했다.  뉴호라이즌스 미션이 성공적으로 마무리되었을 때 프로젝트를 주도했던 수석연구원 앨런 스턴은 팀원들에게 다음과 같은 발로 벅찬 감회를 토로했다. "당신들과 함께 태양계를 날아가 명왕성을 탐사한 건 일생의 영광이었습니다." 2021년 4월 15일에는 태양에서 50AU에 있는 다섯 번째 우주선이 됨과 동시에 이 거리에서 보이저 1호를 촬영했으며, 2029년에는 태양계를벗어나 성강공간으로진출할 예정이다. 이때까지도 기기가 정상 작동한다면 미션은 확장되어 태양권 바깥을 탐사할 예정이다. 탐사선에 실린 발견자 톰보의 뼛가루 그런데 뉴호라이즌스가 야심차게 태양계 마지막 행성인 명왕성을 향해 날아가는 도중에 지구에서는 국제천문연맹이 새 행성 기준에 맞지 않는 명왕성을 왜소행성으로 강등시키는 사태가 벌어졌다. ​ 명왕성은 1930년 고졸 출신으로 로웰 천문대의 비정규 직원이었던 23살의 클라이드 톰보에 의해 발견되었다. 그런 연유로 뉴호라이즌스에는 이색적인 화물 하나가 실렸다. 바로 명왕성 발견자 클라드 톰보의 뼛가루가 캡슐에 담긴 채 선체 데크 밑에 부착되었던 것이다.  의리 깊은 후배 NASA 과학자들의 배려로, 톰보는 비록 살아서는 가지 못했지만 자신의 뼛가루는 명왕성 옆을 스쳐지나면서 꿈을 이루어주었던 명왕성의 모습을 볼 수 있었던 것이다. 톰보의 뼛가루를 담은 캡슐에는 그의 묘석에 새겨진 다음과 같은 글귀가 적혀 있다.“미국인 클라이드 톰보 여기에 눕다. 그는 명왕성과 태양계의 세 번째 영역을 발견했다. 아델라와 무론의 자식이었으며, 패트리셔의 남편이었고, 안네트와 앨든의 아버지였다. 천문학자이자 선생님이자 익살꾼이자 우리의 친구 클라이드 W. 톰보(1906~1997).”  또한 후배 과학자들은 명왕성에서 발견된 하트 모양의 지역 이름을 '톰보 지역'이리고 명명해주었다.  여담이지만, 톰보는 류현진이 뛰고 있는 MBL 다저스팀의 에이스 투수 클레이턴 커쇼의 큰외할아버지다. 그래서 커쇼는 '명왕성은 내 마음의 행성이다(Pluto is still a planet in my heart)'라고 적힌 티셔츠를 입고 TV에 출연한 적도 있다. 톰보가 그런 손자의 모습을 보았다면 무척 대견해했을 것 같다.

한국천문연구원은 지난 2019년부터 최근까지 태양계 가장 바깥에 있는 천체 26개를 발견해, 소행성센터로부터 공인받았다고 9일 밝혔다. 이는 최근 3년간 천문학자들이 보고한 해왕성바깥천체(TNO) 86개 중 약 3분의 1일 차지한다. TNO는 태양계 최외곽 행성인 해왕성보다 멀리 떨어진 천체로 궤도장반경이(타원궤도의 긴반지름) 해왕성의 30.1AU(1AU=지구와 태양 사이 평균 거리로 약 1억5000만km)보다 큰 천체를 말한다. 현재까지 발견된 TNO의 수는 약 4천 개에 이른다. 우리에게 가장 잘 알려진 TNO는 명왕성이다. TNO의 상당수는 태양계에 형성 초기부터 변하지 않고 같은 궤도를 공전해 태양계의 화석이라 불린다. 이번 발견은 천문연이 칠레, 호주, 남아공에서 운영 중인 외계행성탐색시스템(KMTNet) 중 칠레 관측소의 1.6m 망원경으로 이뤄냈다. 천문연 연구팀은 2019년부터 매년 4월경에 태양계 천체가 모여 있는 황도면을 집중 관측해, 최초 발견한 2019 GJ23을 비롯해 지금까지 모두 26개의 천체를 발견했다. TNO는 너무 멀고 어둡기 때문에 대부분 대형 망원경을 통해 발견한다. 다른 기관이 발견한 60개의 천체는 모두 외계행성탐색시스템보다 구경이 큰 망원경으로 관측됐으며, 주로 4m급 내지 8m급 대형 망원경이 이용됐다. 이번 성과는 작은 체급에도 불구하고 자체 시설로 상대적으로 긴 시간을 투자해 이뤄낸 성과로 높이 평가된다. 태양계 초기 당시 많은 천체들은 서로 충돌하거나 궤도를 바꾸는 이주 현상이 발생한 것으로 과학자들은 추측하고 있다. 그러나 TNO의 상당수는 태양계가 형성될 때부터 화석처럼 변하지 않고 같은 궤도를 돌고 있다. 따라서 동일한 궤도를 돌고 있는 TNO의 궤도 분포를 연구하면 태양계 초기 역사를 파악할 수 있을 것으로 기대된다. 특히 천문연이 발견한 천체 중 2022 GV6은 공전주기가 무려 1538년에 달하는 것으로 추정되는 희귀한 사례로, 이 천체의 극단적인 궤도는 인류가 본격 탐색에 착수한 태양계 최외곽 지역의 소천체 분포를 통계적으로 이해하는 데 큰 도움을 줄 것으로 보인다. 이번 발견을 주도한 천문연 정안영민 박사는 “2022 GV6와 같이 특이한 공전주기를 가진 천체들을 많이 발견하여 태양계 생성의 비밀을 알아내고 싶다”며 “앞으로도 외계행성탐색시스템으로 특이 천체 발견을 이어나갈 것”라고 밝혔다.  이 연구에 참여한 우주탐사그룹장 문홍규 박사는 “TNO에는 신화에 등장하는 인물이나 동물의 이름을 붙이는 것이 천문학계의 관례”라며, “이번에 정안 박사가 발견한 천체의 이름을 국민공모를 통해 정하는 방식을 고려 중이다”고 덧붙였다.

한국 천문학자들이 태양계 막내 행성인 해왕성의 궤도 바깥 태양계 최외곽에서 천체 26개를 새로 발견했다. 태양계는 ‘수금지화목토천해’로 알려진 행성 궤도 바깥 왜행성, 소행성대, 카이퍼벨트와 오르트구름대까지 포함한다. 한국천문연구원 우주과학본부 우주탐사그룹 연구팀은 2019년부터 최근까지 태양계 가장 바깥에서 천체 26개를 발견하고 ‘소행성센터’(MPC)로부터 공인받았다고 9일 밝혔다. 이번에 우리 과학자들이 발견한 천체 갯수는 최근 3년간 전 세계 천문학자들이 보고한 ‘해왕성바깥천체’(TNO) 86개 중 3분의1을 차지한다. 대표적인 TNO는 태양계 9번째 행성이었다가 2006년 국제천문연맹의 행성분류법 변경으로 그 지위를 잃고 왜행성으로 범주가 바뀐 명왕성이다. 이번 발견은 천문연이 남반구인 칠레, 호주, 남아프리카공화국에 설치해 24시간 운영 중인 ‘외계행성탐색시스템’(KMTNet) 중 칠레 관측소의 1.6m급 망원경으로 관측한 결과이다. TNO는 거리가 멀리 떨어져 있고 주변이 어두워 대부분 4m급이나 8m급 대형 망원경으로 발견한다. 그렇지만 연구팀은 망원경 구경은 작지만 2019년부터 매년 4월 태양계 천체가 모여 있는 황도면을 오랜 시간 집중 관측해 26개 천체를 발견했다.천문연은 이번에 발견한 여러 천체 중 ‘2022 GV6’으로 임시 명명된 천체는 태양 공전주기가 1538년에 이르는 것으로 추정했다. 다른 천체들의 공전주기는 219~417년에 불과하다. 천문학자들은 태양계가 만들어지던 초기에 많은 천체들이 서로 충돌하거나 궤도를 바꾸는 이주 현상이 발생했을 것으로 보고 있다. 그렇지만 TNO들은 태양계가 형성될 때부터 화석처럼 변하지 않고 같은 궤도를 돌고 있기 때문에 이들 궤도 분포를 연구하면 태양계 초기 역사를 파악하는데 도움이 될 것으로 기대된다. 천문연 우주탐사그룹장 문홍규 박사는 “이번에 발견된 TNO들이 정식 고유번호를 발급받기까지는 시간이 걸리겠지만 천문학계는 정식 고유번호를 부여받을 때 신화에 등장하는 인물이나 동물 이름을 붙이는 경우가 많다”며 “이번에 발견된 TNO의 이름을 국민공모로 정하는 것도 고려 중”이라고 말했다.

오랜 세월 10조원이 넘는 막대한 비용을 들여 발사한 제임스 웹 우주 망원경은 우주를 연구하는 과학자들의 기대를 한 몸에 받고 있다. 대기의 간섭이 없는 우주에서 역대 가장 선명한 천체의 이미지를 얻을 수 있기 때문이다. 하지만 제임스 웹 우주 망원경을 기다린 과학자들은 여러 명이고 망원경은 하나 뿐이기 때문에 많은 과학자들이 자신의 차례를 기다려야 한다. 미 항공우주국(NASA)은 현재 관측 목표를 정하고 조율하는 과정을 한창 진행 중이다. 첫 1년 동안 주요 관측 목표는 가까운 외계행성에서 가장 멀리 떨어진 은하까지 다양하다. 한 가지 의외의 사실은 제임스 웹 우주 망원경이 우리 태양계 내 천체들도 관측한다는 것이다. NASA 제임스 웹 우주 망원경팀의 헤이디 함멜은 제임스 웹 우주 망원경의 첫 1년간 임무 중 7%는 태양계 탐사에 할당될 것이라고 언급했다. 이미 NASA의 수많은 탐사선이 태양계를 탐사하고 있고 지상 망원경으로도 충분히 관측할 수 있는 태양계 행성과 위성이 많다는 점을 생각하면 과학적 이유는 충분하다.태양계 탐사에서 가장 중요한 목표는 목성의 위성 유로파와 토성의 위성 엔셀라두스다. 두꺼운 얼음 지각 아래 액체 상태의 바다가 있는 것으로 보이는 유로파는 생명체를 찾는 과학자들에게 최우선 목표다. 앞서 허블우주망원경은 유로파의 얼음 지각 사이 균열에서 수증기가 나온다는 증거를 확인했지만, 어떤 분자가 섞여 있는지는 확인할 수 없었다. 연구팀은 제임스 웹 우주 망원경의 강력한 성능으로 이 질문에 대한 해답을 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 수증기가 우주로 뿜어져 나오는 엔셀라두스 역시 마찬가지다.목성, 토성과 달리 보이저 시대 이후로 탐사선이 도달한 적이 없는 해왕성과 천왕성 역시 주요 관측 목표다. 별도의 탐사선을 보낼 수 없어 해왕성과 천왕성 관측 임무는 허블우주망원경의 몫이었다. 이제는 제임스 웹 우주 망원경이 더 강력한 성능으로 바통을 이어받을 차례다. 지구에서 너무 멀어 허블우주망원경으로도 관측할 수 없었거나 매우 제한적인 정보만 얻었던 태양계 외곽 천체도 주요 관측 목표다. 태양계 외곽 왜소 행성 가운데 탐사선을 보낸 곳은 명왕성이 유일하다.그러나 태양계 먼 외곽에는 명왕성보다 더 큰 왜소 행성도 존재한다. 지금 인류가 이 천체를 자세히 관측할 방법은 제임스 웹 우주 망원경뿐이다. 과학자들은 100억 광년 이상 떨어진 우주도 관측했지만, 아직 풀지 못한 태양계의 비밀도 많다. 제임스 웹 우주 망원경은 아직 태양계 여기저기에 숨어 있는 비밀을 풀어줄 인류의 가장 밝은 눈이 될 것이다. 

태양계 끝자락에서 수만 년에 걸쳐 우리 곁으로 날아온 ‘손님’이 아름다운 긴 꼬리를 '유언'으로 남기고 종말을 고할 것으로 보인다. 최근 미국 애리조나 대학 ‘카타리나 천체탐사’(Catalina Sky Survey) 소속 그렉 레너드 연구원은 "레너드 혜성이 태양으로부터 멀어지며 희미해져 갈 뿐만 아니라 혜성의 가장 중요한 두 부분이 붕괴하며 사라지는 중"이라고 밝혔다. 레너드 연구원이 언급한 혜성의 가장 중요한 부분은 본체인 핵(Nucleus)​과 그 주위를 둘러싼 먼지와 가스인 코마(coma)다. 이 부분이 사라지고 있다는 것은 곧 혜성의 생명이 다했다는 것을 의미하는데 전문가들은 핵이 붕괴 혹는 증발했거나 둘 모두의 조합일 것으로 보고있다. 　혜성 레너드는 지난해 1월 3일 목성 궤도 근처에서 그 존재가 처음으로 확인됐다. 최초 발견자는 바로 레너드 연구원으로 정식 명칭은 ‘C/2021 AI’다. 지구에서도 환하게 관측 가능했던 레너드 혜성이 우리와 가장 가까워진 날은 지난해 12월 12일로 그 거리는 약 3490만㎞, 속도는 시속 25만㎞가 넘었다. 특히 지난 1월 3일에는 태양에 9200만㎞까지 최근접했으며 이후 빠른 속도로 태양계 끝자락인 고향으로 떠났다. 이 과정에서 레너드 혜성은 태양빛을 받아 자신의 몸을 태우며 아름다운 꼬리를 남겼는데 결과적으로 이는 파괴의 순간으로 기록됐다.폭이 약 1.6㎞에 달하는 레너드 혜성은 인간의 머릿속으로 상상하기 힘든 숫자로 설명된다. 먼저 레너드 혜성의 '고향'은 무려 5200억㎞ 떨어진 ‘오르트 구름'이다. 명왕성이 지구와 대략 60억㎞ 떨어진 것에 비춰보면 상상하기 힘든 먼 거리. 장주기 혜성의 고향인 오르트 구름은 태양계를 껍질처럼 둘러싸고 있는 가상의 천체집단이다. 이렇게 먼 공전주기로 보면 레너드 혜성이 다시 우리 곁으로 다가올 날은 8만 년 후였지만 이제 그런 기약도 끝난 셈이다. 한편 ‘태양계의 방랑자’로 불리는 혜성은 타원 혹은 포물선 궤도로 정기적으로 태양 주위를 도는 작은 천체를 말한다. 소행성과의 가장 큰 차이점은 소행성이 바위(돌) 등으로 구성된 것과는 달리 혜성은 얼음과 먼지로 이루어져 있다. 이 때문에 혜성이 태양에 가깝게 접근하면 내부 성분이 녹으면서 녹색빛 등의 아름다운 꼬리를 남긴다.   

캘리포니아 공대 연구팀이 지구에서 90억 광년 떨어진 위치에 있는 초거대 블랙홀 쌍성계를 찾아냈다. 보통 은하 중심에는 태양 질량의 수백만 배에서 많게는 수십억 배에 이르는 초거대 질량 블랙홀이 한 개 존재한다. 예외적으로 두 개의 은하가 충돌해 하나의 거대 은하가 되는 경우에만 일시적으로 두 개의 거대 블랙홀이 한 은하 안에 공존할 수 있다. 일시적이라고 표현한 이유는 결국 강력한 중력을 지닌 두 블랙홀이 서로를 잡아당겨 하나로 합쳐지기 때문이다. 다만 이 과정은 천문학적인 기준으로 매우 짧은 시간에 일어나기 때문에 실제로 관측하기는 어려웠다. 캘리포니아 공대의 산드라 오닐이 이끄는 연구팀은 블레이저 PKS 2131-021를 관측하던 중 특이한 사실을 발견했다. 블레이저 (blazer)는 우주에서 가장 밝은 천체인 퀘이사 가운데서도 특히 더 밝은 천체로 그 정체는 초거대 질량 블랙홀이 뿜어내는 제트(jet)로 생각된다. 초거대 블랙홀이 너무 많은 물질을 중력으로 끌어들인 다음 결국 다 흡수하지 못하고 방출하는데, 엄청난 에너지 때문에 입자들을 빛에 가까운 속도로 뿜어내는 것이 바로 블랙홀의 제트다. 참고로 PKS 2131-021는 지구에서 90억 광년 떨어진 장소에서 빛의 속도의 99.98%로 입자를 뿜어내고 있다. 연구팀이 발견한 특이한 사실은 PKS 2131-021 밝기가 주기적으로 변한다는 것이다. 이것이 놀라운 이유는 블레이저의 정체가 태양 질량의 수억 배에 달하는 초거대 블랙홀이기 때문이다. 이렇게 거대한 블랙홀을 주기적으로 흔들 수 있는 천체는 다른 초거대 질량 블랙홀뿐이다. 연구팀은 지구와 우주에 있는 5개의 망원경에서 수집된 45년간의 천체 관측 데이터를 분석해 PKS 2131-021의 밝기 변화가 2년 간격으로 일어난다는 사실을 확인했다. 그리고 역으로 이를 이용해 지구에서 직접 관측하기 어려운 동반 블랙홀의 질량, 공전궤도를 추정했다.　 그 결과 PKS 2131-021 블랙홀 쌍성계는 지구 – 태양 거리의 2000배 정도, 태양 – 명왕성 거리의 50배 정도 떨어진 거리에서 서로를 공전하는 것으로 추정된다. 꽤 먼 거리처럼 보이지만, 태양 질량의 수억 배에 달하는 두 블랙홀 사이의 거리치고는 너무 가까운 거리다. 연구팀은 PKS 2131-021가 앞으로 1만 년 이내로 합체될 것으로 예상했다. 인간의 기준으로는 먼 미래지만, 우주의 나이와 비슷한 대형 은하의 나이를 생각하면 대단히 짧은 시간이다. 아인슈타인의 상대성 이론에 따르면 이렇게 거대한 천체가 하나로 합체되는 과정에서 강력한 중력파가 발생해 우주 전체로 퍼진다. 하지만 PKS 2131-021는 오히려 너무 크기 때문에 기존의 관측 장비로는 정확한 측정이 어려운 경우다. 연구팀은 차세대 관측 장비를 이용해 초거대 블랙홀 쌍성계의 상세한 모습을 관측할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

지구의 표면은 70%가 물로 덮여 있다. 대체 이 물은 어디에서 왔을까? 우주의 혜성(더러운 얼음덩어리)이나 물을 포함한 원시 운석에 실려 왔다는 것이 외부 유입설이다. 최근 새로운 증거가 제시됐다. 처음부터 여기 존재했다는 것이다. 지난 14일 미국 로런스리버모어국립연구소 팀이 미 국립과학원회보(PNAS)에 발표한 논문을 보자. 1969~72년 미국이 아폴로 우주선을 통해 달에서 가져온 바위 표본 중 3개를 분석한 결과다. 잠깐, 지구의 물과 달의 바위에 무슨 관계가 있을까. 　사실 달은 지구의 역사를 연구하기 좋은 장소다. 애초에 달이 형성된 것이 약 45억년 전의 대충돌 사건 덕분이기 때문이다. 생성 초기인 아기 지구와 화성 크기의 행성 테이아가 부딪쳤다. 이때 고열에 증발한 대량의 물질이 다시 뭉쳐져 지금의 지구와 달이 됐다는 것이 지배적인 이론이다. 이 같은 흔적은 지구에서는 찾기 힘들다. 대규모 지각 변동이 일어나고 풍화와 침식이 계속됐기 때문이다. 달에는 이런 현상이 없다. 물론 표면에 수많은 운석이 충돌했으며 과거에는 화산도 활동했기 때문에 아주 온전한 것은 아니다. 다만 아폴로 달 탐사에서 가져온 암석 중 일부는 이 같은 변화를 덜 겪었기 때문에 좋은 표본이 된다. 　연구팀은 43억~43억 5000만년 전에 결정화한 3건의 표본에서 동위원소 비율을 분석했다. 대상은 휘발성을 띤 방사성 동위원소 루비듐87과 그 붕괴로 생기는 안정적인 스트론튬87이다. 이를 통해 원래의 루비듐87 함량을 추정할 수 있다. 중간 정도의 휘발성을 가진 루비듐87 등은 좀더 휘발성이 큰 물 같은 성분의 양을 추정하는 근거가 된다. 앞서의 표본을 선정한 기준은 첫째, 달 표면의 운석 충돌로 성분이 휘발하는 등의 변화를 적게 겪은 오래된 암석으로서 둘째, 대충돌 이전의 두 천체에 대한 정보를 제공하는 기준점 역할이다. 　분석 결과 자연계에 흔한 스트론튬86과 비교한 스트론튬87의 함량이 원시 운석에 비해 크게 적은 것으로 나타났다. 이는 지구와 달이 형성될 당시에 루비듐87을 비롯한 휘발성 물질의 양도 비슷하게 적었다는 것을 의미한다. 이들의 연구는 또 두 천체가 약 44억 5000만년 전 이후에 내행성계에서 생성됐다는 힌트를 제공한다. 이때는 태양계가 생성된 지 1억년이 조금 지난 즈음이다. 젊은 태양의 열기 때문에 이들 천체로부터 휘발성 물질들이 가열돼서 대량으로 날아가 버렸을 시기 이후라는 말이다. 　이번 연구 결과는 또한 지구와 달의 기원에 관한 다른 미스터리를 설명하는 데도 도움이 될 가능성이 있다. 오늘날 지구와 달에 있는 산소, 크로뮴, 타이타늄 동위원소의 구성은 비슷하다. 이는 당혹스러운 결과다. 대부분의 형성 모델에서는 이들의 구성이 달라야 하기 때문이다. 　미뤄 두었던 이야기를 하자면 지구에 있는 물은 사실 태양계의 다른 행성이나 위성과 비교할 때 상대적으로 적은 양이다. 다음은 미 항공우주국(NASA) 산하 제트추진연구소와 미국 지구물리데이터센터, 해양대기국의 자료를 종합한 내용이다. 호주의 비즈니스인사이더가 2016년 10월 8일 보도했다. 태양계의 행성과 위성에서 액체 상태인 물(얼음 제외)의 양을 보자. 지구의 물은 13억㎦ 분량(5위)으로 전체 부피의 0.12%에 불과하다. 1위는 목성의 위성 가니메데. 354억㎦에 이른다. 전체의 46%이며 얼음을 포함하면 70%에 가깝다. 토성의 위성 타이탄은 186억㎦(26%), 목성의 위성 칼리스토는 53억㎦(9%)다. 유로파는 지구의 달보다 작지만 26억㎦(16%)다. 심지어 명왕성은 지구 크기의 1%도 안 되지만 10억㎦(15%)의 물을 지닌 것으로 추정된다. 다만 액체 상태의 물이 표면에 있을 정도로 태양에서 멀지도 가깝지도 않은 적당한 거리에 있는 것은 지구뿐이다.