1년 전인 2018년 11월 5일, 미 항공우주국(NASA)의 보이저 2호는 태양이 생성한 입자와 자기장의 보호 버블인 헬리오스피어(태양권)를 벗어난 역사상 두 번째 우주선이 되었다. 보이저 2호는 명왕성 궤도 저 너머 지구에서 약 180억㎞ 떨어진 성간 공간 곧, 별들 사이의 영역으로 진입했다. 지난 4일(현지시간) ‘네이처 천문학’에 실린 5개의 새로운 연구논문은 보이저 2호의 역사적인 태양권 탈출에 관해 과학자들이 관찰한 내용을 설명해주고 있다. 각 논문은 보이저 2호의 탐사장비 5기 중 하나인 자기장 센서, 다른 에너지 영역에서 고에너지 입자를 감지하는 기기 2개, 플라스마(이온화된 기체) 연구를 위한 기기 2개가 관측한 결과를 자세히 다루고 있다. 이 발견들은 태양이 만든 환경이 끝나고 광대한 성간 공간이 시작되는 우주 해안선의 그림을 그리는 데 도움이 된다. 태양의 헬리오스피어는 성간 공간을 항해하는 배와 같다. 헬리오스피어와 성간 공간은 플라스마로 채워져 있다. 태양권 내부의 플라스마는 뜨겁고 희박한 반면, 성간 공간의 플라즈스는 차갑고 밀도가 높다. 성간 공간은 우주선(宇宙線) 곧, 별의 폭발로 가속된 입자들이 횡행한다. 보이저 1호는 헬리오스피어가 방사선의 70% 이상을 차단함으로써 지구를 비롯한 행성들을 보호한다는 사실을 발견했다. 지난해 보이저 2호가 헬리오스피어를 벗어났을 때 고에너지 입자 검출기 2기가 극적인 변화를 발견했다. 태양권의 고에너지 입자의 비율이 급락한 반면, 우주선의 밀도는 극적으로 높아졌다. 이 같은 환경 변화로 인해 보이저 2호가 태양권을 벗어나 성간 공간으로 진출했다는 사실을 확인할 수 있었다.2012년 보이저 1호가 헬리오스피어의 가장자리에 도달하기 전 과학자들은 이 경계가 태양으로부터 얼마나 멀리 떨어져 있는지 정확히 알지 못했다. 두 탐사선은 태양계의 공전면에서 볼 때 서로 다른 위치에서, 태양 활동의 11년 주기에서 다른 시기에 헬리오스피어를 탈출했다. 과학자들은 헬리오포즈(태양권 계면)라고 불리는 헬리오스피어의 가장자리가 태양 활동의 변화에 따라 팽창과 수축을 거듭할 것으로 예측하고 있었다. 두 탐사선이 태양으로부터 각각 다른 거리에서 헬리오포즈에 다다랐다는 사실이 이 같은 예측을 확인시켜주었다. 보이저 2호는 태양으로부터 181억㎞, 지구-태양 간 거리의 122배(122AU) 떨어진 곳을 날아가는 중이며, 빛으로는 약 16.5시간이 걸린다. 태양에서 빛이 지구에 도달하는 데는 약 8분 걸린다. 새 논문은 이제 보이저 2호가 쌍둥이 보이저 1호와 마찬가지로 헬리오스피어를 넘어 중간 천이 지역을 날고 있는 것으로 보인다고 결론지었다. 보이저의 프로젝트 과학자이자 칼텍의 물리학 교수인 에드 스톤은 “보이저는 우리 태양이 은하계 별들 사이의 공간 대부분을 채우고 있는 물질과 어떻게 상호작용하는지를 보여준다"고 설명하면서 "보이저 2의 새로운 데이터가 없었다면 보이저 1이 보내준 데이터가 전체 헬리오스피어의 특징인지 아니면 특정한 위치와 시간대의 것인지 알 수 없었을 것"이라고 밝혔다. 보이저 1호와 같이 1977년에 발사된 보이저 2호는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 등 네 개의 거대 가스 행성을 모두 방문한 유일한 우주선으로, 해왕성의 신비한 대암점과 목성의 위성 유로파의 얼음 표층 균열 같은 현상을 비롯해 16개에 이르는 위성들을 새로 발견했을 뿐만 아니라, 각 행성들에서 새로운 고리들을 발견해내는 성과들을 올렸다. 인간이 만든 피조물로 두번째로 태양의 영향으로부터 영원히 벗어난 보이저 2호는 우리가 느끼는 흥분과는 무관하게 앞으로도 캄캄한 성간공간을 항해하며 에너지를 공급해주는 플루토늄 방사성 동위원소 발전기가 멈추어지는 2025년까지 지구로 계속 데이터를 보내줄 것이다. 진정한 이별은 그때 이루어질 것이다. 보이저 1호는 29만 6000년 후 지구로부터 8.6광년 떨어진, 밤하늘에서 가장 밝은 별인 큰개자리의 시리우스에 도착할 예정이지만, 그 후로도 ‘항해자’라는 그 이름에 걸맞게 영원히 우리은하를 떠돌며 항해를 계속할 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

현재 대부분의 성인들이 중학교에 다닐 때 우리 태양계 행성 이름을 이렇게 외었다. '수금지화목토천해명' 하지만 태양계 9개 행성 중 막내였던 명왕성은 더이상 행성이 아니다. 2006년 세계천문연맹(IAU) 총회에서 명왕성을 행성 반열에서 퇴출하기로 결졍했기 때문이다. 직접적인 이유는 미국의 천문학자 마이크 브라운이 2003년, 명왕성 뒤쪽에서 지름 2300㎞인 명왕성보다 25%나 더 큰 소행성 에리스를 발견했기 때문이다. 그후로도 비슷한 크기의 소행성들이 잇달아 발견됨으로써 IAU는 2006년 행성의 정의를 다음과 같이 정하기에 이르렀다. 1) 태양을 중심으로 공전할 것. 2) 자체 중력으로 유체역학적 평형을 이룰 것. 3) 구에 가까운 형태를 유지할 것. 4) 주변 궤도상의 천체들을 쓸어버리는(충돌, 포획, 기타 섭동에 의한 궤도 변화 등) 물리적 과정이 완료됐을 것. 이 정의에 의거해 2006년 체코 프라하에서 열린 IAU 총회에서 표결에 부친 결과, 명왕성은 행성 반열에서 퇴출되고 왜소행성으로 분류되었다. 궤도를 어지럽히는 얼음 부스러기들을 청소하기에 명왕성은 덩치가 너무 작았던 것이다. 이리하여 명왕성은 ‘134340 플루토’라는 왜행성으로 분류됐다. 명왕성은 1930년 고졸 출신으로 로웰 천문대의 비정규 직원이었던 23살의 클라이드 톰보에 의해 발견되었다. 로웰 천문대는 미국의 수학자이자 천문학자인 퍼시벌 로웰(1855~1916)이 1894년에 세웠다. 출중한 호기심과 자유로운 영혼의 소유자였던 로웰은 우리와도 인연이 닿아 있는 인물로, 하버드 대학을 졸업한 후, 1883년 조선을 방문하고 '고요한 아침의 나라 조선'(Choson, the Land of the Morning Calm)이라는 제목의 책을 펴내기도 했다. 로웰은 30대에 천문학에 헌신하기로 결심하고 해왕성 바깥에 있는 제9의 행성을 찾는 것을 필생의 목표로 삼았다. 천왕성의 이상 운동을 근거로 해왕성을 발견하게 된 것이 60년 전의 일이었다. 해왕성 발견 후, 이 행성의 궤도에도 오차가 있는 것으로 밝혀져 해왕성 바깥쪽에 다른 행성이 존재할 거라는 믿음이 널리 퍼져 있었다. 로웰은 해왕성 너머로 궤도에 영향을 미치는 또 다른 행성이 있을 것으로 추정하고 이를 행성 X라 불렀다. 로웰은 애리조나주에 있는 해발 2210m의 플래그스탭산에 로웰 천문대를 세우고 행성 X를 찾기 위한 프로젝트에 돌입했다. 그러나 로웰은 불행하게도 그의 꿈을 끝내 이루지 못한 채 1916년 61살의 나이로 우주로 떠났다. 고졸출신 별지기의 꿈이 로웰의 꿈이 14년 후 고졸 출신 아마추어 천문가 클라이드 톰보에 의해 마침내 이루어졌던 것이다. 일리노이 주의 두메산골 출신이었던 톰보가 로웰 천문대에서 근무하게 된 것은 몇 장의 천체 스케치 덕분이었다. 가난한 농가 출신으로 고등학교를 졸업한 후 아마추어 별지기로 천체관측을 즐기던 톰보는 자작 망원경으로 관측한 화성과 목성의 관측 스케치를 충동적으로 로웰 천문대에 보냈다. 천문대 대장은 이 스케치를 보고는 ‘고되지만 보수가 짠’ 천문대 일을 해볼 생각이 없느냐는 편지를 보냈고, 편지를 받자마자 시골 청년은 한 점 망설임 없이 즉시 저축한 돈을 긁어모아 몇날 며칠을 가야 하는 플래그스탭행 편도 기차표를 끊었던 것이다. 이 고졸 출신 별지기 클라이드 톰보가 마침내 천문대 입성 1년 만에 고인이 된 로웰의 꿈을 이루었던 것이다. 24살의 열정적인 톰보는 당시 최신 기술이었던 천체사진을 이용하여 동일한 지역의 밤하늘 사진을 2주 간격으로 두 장을 촬영한 후, 그 이미지 사이에서 위치가 바뀐 천체를 분석하는 방법으로 끈질기게 탐색을 진행한 끝에 1930년 2월 마침내 명왕성을 발견하는 쾌거를 올려 천문학사에 불멸의 이름을 남겼다. 명왕성 발견 소식은 곧 AP통신의 전파를 타고 전 세계로 퍼져났으며, 태양계 제9의 행성 발견으로 세계는 발칵 뒤집어졌다. 과연 태양계가 앞으로도 얼마나 더 확장될 것이며, 그 바깥으로는 무엇이 더 있을까 하는 생각으로 사람들은 망연한 시선으로 하늘을 올려다보았다. 어쨌든 명왕성 발견 하나로 톰보는 일약 유명인사가 되었다. 영국 왕립천문학회 등으로부터 공로 메달을 받았으며, 캔자스 대학에서 장학금을 받아 정식으로 천문학을 전공하여 학위를 받았다. 1955년부터 1973년 퇴임할 때까지 뉴멕시코 주립대학에서 교수로 재직했고, 1997년 뉴멕시코의 라스크루서스에서 평생을 꿈꾸었던 새로운 우주로 갔다. 그러나 명왕성과 톰보의 인연은 이것으로 끝난 것이 아니었다. 명왕성이 행성에서 퇴출된 2006년 미항공우주국(NASA)은 최초의 명왕성 탐사선 뉴허라이즌스(New Horizons)를 발사했고, 탐사선은 목성의 중력도움을 받아 가속한 후 출발 10년 만인 2015년 7월 명왕성에 도착, 명왕성 표면으로부터 약 12,550㎞ 거리까지 접근하는 역사적인 근접비행에 성공했다. 그런데 이 탐사선에는 이색적인 화물 하나가 실려 있었다. 바로 명왕성 발견자 클라드 톰보의 뼛가루가 캡슐에 담긴 채 선체 데크 밑에 부착되어 있었던 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). 발견된 지 한 세기도 채 채우기도 전에 행성 지위에서 퇴출된 명왕성이지만, 역설적이게도 대중에게는 그 전보다 더욱 유명하게 되었다. 아직도 미국에서는 명왕성의 행성 지위 회복을 줄기차게 주장하고 있다. 2015년 7월 명왕성 근접비행에 성공한 뉴허라이즌스의 명왕성 탐사를 계기로 미국인들의 명왕성 지위 회복 요구가 더욱 드세어지고 있다. 그만큼 미국인들은 명왕성을 사랑하고 있다. 여담이지만, 톰보는 류현진이 뛰고 있는 메이저리그 LA다저스팀의 에이스 투수 클레이턴 커쇼의 큰외할아버지다. 그래서 커쇼는 ‘명왕성은 내 마음의 행성이다’라고 적힌 티셔츠를 입고 TV에 출연한 적도 있다. 톰보가 그런 손자의 모습을 보았다면 무척 대견해했을 것 같다. 명왕성은 지금은 행성 반열에서 탈락하여 왜행성으로 분류되고 있다. 정식명칭은 134340 명왕성(134340 Pluto)으로 불리며, 카이퍼 띠에 있는 왜행성으로서는 현재 가장 큰 천체다. 암석과 얼음으로 이루어져 있으며, 지름 2400㎞로 지구의 달의 70%에 지나지 않는다. 태양으로부터 평균 약 60억㎞(40AU) 떨어진 타원형 궤도를 돌고 있으며, 공전주기는 약 248년, 자전주기는 6.4일이다. 길쭉한 타원형 궤도 때문에 해왕성의 궤도보다 안쪽으로 들어올 때도 있다. 위성은 5개 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

우리 지구 가까이에 새롭게 '왜소행성'으로 신분이 상승할 후보 천체가 등장했다. 지난 28일(현지시간) 프랑스 마르세유 천체물리학연구소 등 공동 연구팀은 현재 소행성으로 분류된 히기에이아(Hygiea)가 왜소행성이 될 자격이 있다는 연구결과를 네이처 자매지인 네이처 천문학(Nature Astronomy)에 발표했다. 히기에이아는 화성과 목성 사이에 있는 소행성대에 위치한 천체로 이번에 연구팀은 유럽남방천문대(European Southern Observatory)의 관측 결과를 바탕으로 보다 상세한 정보를 얻어냈다. 새롭게 측정된 히기에이아의 지름은 430㎞로, 기존 추측과는 달리 놀랍게도 행성처럼 거의 구체에 가까운 것으로 확인됐다.연구를 이끈 피에르 베르나차 연구원은 "세계 최대 천체망원경 VLT 덕분에 히기에이아가 구체라는 것이 명확하게 확인됐다"면서 "이번 연구결과를 바탕으로 히기에이아를 태양계에서 가장 작은 왜소행성으로 재분류할 수 있다"고 설명했다. 다소 낯선 단어인 왜소행성(dwarf planet)은 행성과 소행성의 중간 형태의 천체를 분류한 기준이다. 지난 2006년 국제천문연맹(IAU)은 태양을 중심으로 공전하고, 구 형태를 유지할 수 있을 만한 충분한 질량, 다른 행성의 위성이 아니어야 하며, 주변의 다른 천체를 끌어들이지 못한다는 왜소행성의 기준을 새롭게 세웠다. 왜소행성으로 가장 유명한 천체가 바로 명왕성으로 한때는 지구와 함께 태양계의 행성 반열에 있었으나 강등되는 비운을 맛봤다. 왜소행성이 되기 위해서는 IAU의 총회를 거쳐 인정받아야 하는데 현재까지의 공식 왜소행성은 명왕성과 하우메아, 세레스, 에리스, 마케마케등 총 5개다. 이중 가장 작은 왜소행성은 세레스로 지름이 950㎞로 정도다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

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. 서양에서는 ​플라톤 시대 이후부터 달을 포함해 이들 행성은 지구에서 가까운 쪽부터 달, 수성, 금성, 태양, 화성, 목성, 토성이 차례로 늘어서 있다고 생각했다. 하지만 위의 다섯 개 별들은 일정한 자리를 지키지 못하고 별들 사이를 유랑하는 것을 보고, 떠돌이란 뜻의 그리스 어인 플라나타이(planetai), 곧 떠돌이별이라고 불렀다. ​바로 우리가 행성이라 부르는 천체들이다. ​그런데 엄밀히 말하면 행성은 별이 아니다. 별은 보통 붙박이별, 곧 항성을 일컫는 말이다. 서양에서 부르는 태양계 행성 이름들은 거의 로마 신화에서 따온 것이다. 물론 이 밝은 행성들은 눈에 띄었기 때문에 고대로부터 문명권마다 다른 이름들을 가지고 있었지만, 로마 시대에 지어진 이름들이 점차 대세를 차지하여 오늘에 이르고 있다. 예컨대, 빠른 속도로 태양 둘레를 도는 수성은 로마 신들 중 메신저 역할을 한 날개 날린 머큐리(Mercury)에서 따왔고, 새벽이나 초저녁 하늘에서 아름답게 빛나는 금성에는 로마 신 중 미와 사랑의 여신인 비너스(Venus)의 이름을 갖다붙였다. 화성에 마스(Mars)라는 이름이 붙여진 것은 그리 놀랄 일이 아니다. 화성 표면이 산화철로 인해 붉게 보이기 때문에 로마의 전쟁신 마스의 이름을 징발한 것이다. 태양계 행성 중 최대 크기를 자랑하는 목성에 신들의 왕 주피터(Jupiter)를 가져온 것도 역시 그럴 듯하다. 토성은 주피터의 아버지인 농업의 신 새턴(Saturn)에서 따왔는데, 토성에 고리가 있다는 것은 오래 전부터 알려진 사실이었다. 지구를 뜻하는 어스(Earth)만은 예외였는데, 그리스-로마 시대 이전부터 행성이란 사실을 몰랐기 때문에 붙여진 이름이다. 물론 중국과 극동 지역 역시 드넓은 밤하늘에서 수많은 별들 사이를 움직여 다니는 이 다섯 별들이 잘 알려져 있었다. 고대 동양인은 이 별들에게 음양오행설과 풍수설에 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 되었다. 여기서도 지구는 역시 행성이 아닌 것으로 취급되어 ​‘흙의 공’이라는 뜻인 ‘지구(地球)’란 이름을 얻게 되었다. 따라서 오늘날 우리가 쓰고 있는 요일 이름, 곧 일, 월, 화, 수, 목, 금, 토는 사실 천동설에 그 뿌리를 내리고 있다는 것을 알 수 있다. ​ 망원경 발명 후에 발견된 행성들 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 7년 전쟁에 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.이전에도 천왕성은 더러 사람의 눈에 띄었다는 기록이 있지만, 아무도 그것이 행성인 줄은 몰랐었다. 허셜이 최초로 자작 망원경으로 그 별이 보통 점상으로 보이는 여느 별과는 달리 원반형으로 보인다는 사실을 발견하고 비로소 행성인 줄 알았던 것이다. 그 행성은 토성 궤도의 거의 2배나 되는 아득한 변두리를 천천히 돌고 있었다. 그전까지 사람들은 토성 바깥으로 행성이 더 있으리라고는 상상조차 하지 못했다. 허셜은 이 행성을 당시 영국 국왕인 조지 3세를 따서 ‘조지 별’로 부르지만, 되도록이면 영국 왕을 입에 올리고 싶어하지 않은 프랑스에서는 그냥 ‘허셜’로 불리었다. 행성의 이름은 그리스ㆍ로마 신화에 따라 이름을 짓는 것이 관례였기 때문에, 나중에 독일의 천문학자 보데가 1850년부터 로마 신화에 나오는 하늘의 신 우라누스(Uranus)를 천왕성의 이름으로 삼았다고 한다. 우라누스는 제우스의 할아버지에 해당한다. 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 발견되었다. 그런데 이 발견은 망원경으로 한 것이 아니었다. 천왕성의 움직임에 이상한 변화가 있는 것을 보고 애덤스와 르베리에가 미지의 행성에 관해 뉴턴 역학에 따라 질량과 궤도를 계산해본 결과, 그 뒤에 또 다른 행성이 있음을 알게 된 것이다. 그래서 해왕성은 종이로 발견한 행성, 뉴턴 역학의 위대한 승리라는 화제를 낳았다.해왕성(海王星)의 이름 냅튠(Neptune)은 바다의 신 넵투누스(Neptunus)의 이름을 딴 것이다. 해왕성에서 청록색 빛이 났기 때문에 바다를 상징하는 이름이 지어진 것으로 보인다. 지금도 해왕성은 청록색의 진주라는 별칭을 가지고 있다. 다시 20세기에 들어선 1930년, 미지의 행성 X로 알려진 명왕성이 미국 로웰 천문대의 클라이드 톰보에 의해 발견되어 태양계의 9번째 행성이 되었다. 이 발견은 전 세계적인 화제가 되었고, 이 새로운 별의 이름을 지을 권리를 가지고 있었던 로웰 천문대는 전 세계에 이름을 공모한 결과, 영국 옥스포드에 사는 11살 소녀 베네티아 버니가 제안한 플루토(Pluto)로 명명하기로 결정했다. 플루토는 로마 신화에 나오는 저승신의 이름이다. 신화에 관심이 깊었던 베네티아는 춥고 어두울 거라고 생각되는 제9 행성에 이 이름이 적합할 거라고 보았던 것이다.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. 하지만 아직도 다수의 미국인들이 명왕성은 행성이라고 강력히 주장한다. 미국 프로야구팀 다저스의 에이스 투수인 커쇼는 톰보의 외손자다. 그래서 어느 TV쇼에 ‘명왕성은 행성이다’란 글이 씌어진 티셔츠를 입고 나온 적이 있다. 여덟 행성은 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. 여기서 알 수 있듯이 토성까지는 우리 이름이지만 천왕성부터는 영어 이름을 그대로 번역했다. 천왕성부터는 망원경이 발달한 서양에서 먼저 발견해 자기네 식으로 이름을 붙였고, 동양에선 그 이름을 그대로 번역해 사용하고 있기 때문이다. 우리나라의 경우, 천왕성, 해왕성, 명왕성의 이름들은 일본을 거쳐 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. 태양계의 ‘운수납자’ 이들 행성은 그럼 어떻게 태양 둘레를 돌고 있을까? 8개의 행성은 대체로 궤도평면인 황도면을 따라 태양을 공전하는데, 태양에 가까운 운행성일수록 공전 속도가 빠르다. 수성의 공전속도가 초속 48km인 데 비해 지구는 초속 30km, 가장 바깥을 도는 해왕성은 초속 5km밖에 안된다. 거리가 멀어질수록 그만큼 태양의 중력이 약해진다는 뜻이다. 그래서 금성의 공전주기가 약 3달인 데 비해, 지구는 1년, 목성은 13년, 토성은 한 세대인 30년, 천왕성은 사람 일생과 맞먹는 84년, 가장 바깥을 도는 해왕성은 164년이나 걸린다. 해왕성이 발견된 것이 1846년이니까, 발견 1주기가 조금 넘은 셈이다. 어쨌든 1주기 전 해왕성이 지구 행성 위에서 보았던 사람 중 지금 살아 있는 사람은 한 명도 없다는 얘기다. 우리는 기껏해야 천왕성 공전주기만큼 살 수 있을 뿐이다. 지금도 캄캄한 우주공간을 쉼없이 달리며 태양을 도는 이들 지구의 형제, 행성들을 생각하면 마치 운수납자(雲水衲子)와 같다는 느낌이 들기도 한다. 운수납자란 구름 가듯 물 흐르듯 떠돌면서 수행하는 스님을 일컫는 아름다운 말이다. 지구와 같은 궤도평면을 떠나지 않고 46억 년 동안이나 변함없이 지구와 길동무 해서 우주의 길을 가고 있는 저 화성이나 천왕성 같은 행성이 바로 태양계의 운수납자가 아닐까? 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

-캄캄한 흑암의 '우주 속 한 점' 지구 지구를 떠나 먼 우주에서 지구를 바라보면 과연 어떻게 보일까? ​미국항공우주국(NASA)에서 운영하는 ‘오늘의 천문사진’(APOD) 12일자에 오른 두 컷의 사진이 지구인들을 뒤돌아보게 만들고 있다. 두 사진 모두 지난 2013년 7월 19일에 찍은 것으로, 왼쪽 사진은 토성에서, 오른쪽 사진은 수성 궤도에서 촬영한 것이다. 토성 탐사선 카시니호가 찍은 왼쪽 사진에 70억 인류가 아웅다웅 사는 지구는 토성 고리 아래 작은 점 하나로 잡혀 있다. 이때 지구와 카시니호의 거리는 14억5000만㎞로, 지구-태양 간 거리 1억5000만㎞(1AU)의 약 10배에 이르는 거리였다. 이 사진을 찍을 때 NASA에서는 '토성 보고 손 흔들기' 이벤트를 벌였는데, 이벤트에 참여한 지구인들의 1400개 이상의 사진으로 포토 콜라주를 만들기도 했다. 물론 당시 토성은 지구로부터 먼 거리에 있어, 지구인들이 손을 흔드는 모습은 80분이 지나서야 토성에 도달할 수 있었다.이날 카시니가 찍은 지구 사진이 최초의 행성 간 사진은 아니다. ​1990년 2월 태양계를 벗어나기 전 보이저 1호가 지구를 찍은 유명한 사진 '창백한 푸른 점'(Pale Blue Dot)이 최초로, 이때 보이저는 지구로부터 약 61억㎞ 떨어진 명왕성 궤도 부근에서 카메라를 지구 쪽으로 돌려 찍어 천체 사진 중 가장 철학적인 사진으로 평가받는 '창백한 푸른 점'을 탄생시킨 것이다.오른쪽의 지구-달 사진은 NASA의 수성 탐사선 메신저호가 잡은 것이다. 거리는 지구로부터 약 9억800만㎞로, 지구-태양 간 거리의 0.6배 남짓 된다. 이 정도 거리에서 봐도 지구와 달은 캄캄한 우주 공간을 배경으로 거의 붙어 있는 모습으로 보인다. 마치 겁 많은 동생이 형 곁에 바짝 들러붙듯이. 달보다 지구가 밝게 빛나는 것은 약간의 과다 노출로 인한 것이다. 물론 두 천체 다 햇빛을 반사해서 빛나는 것이다. 임무를 끝낸 카시니호와 메신저호는 지구로 귀환하지 않은 채 현장에서 은퇴했다. 카시니는 토성에, 메신저는 수성 표면에 각각 충돌함으로써 그 천체의 일부가 되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

생명체가 존재할 수 있는 영역에 속하는 외계행성의 대기에서 처음으로 수증기가 포착됐다. 약 4000개의 외계행성이 확인된 가운데 생명체가 살 수 있는 온도와 물을 가진 외계행성을 마침내 찾아낸 것이다. 그렇다고 전혀 흥분한 일이 아니다. 이 외계행성이 정말로 사람이 살 수 있다는 확실한 증거를 확인하려면 10년 이상, 어쩌면 훨씬 더 오랜 기간이 걸릴 것이기 때문이라고 영국 BBC는 지적했다. 그보다 더한 문제는 너무 멀다는 점이다. 영국 유니버시티 칼리지 런던(UCL)에 따르면 이 대학 ‘우주 외계화학 자료센터(CSED)’의 안젤로스 치아라스 박사가 이끄는 연구팀은 ‘K2-18b’ 행성의 대기에서 수증기를 찾아냈다고 과학저널 네이처 천문학(Nature Astronomy) 최신호에 보고했다. 이 행성은 지구에서 약 111광년 떨어진 사자자리의 적색왜성 ‘K2-18’을 돌고 있으며, 별과 적당한 거리를 두고 있어 표면의 물이 액체 상태로 존재할 수 있는 생명체 ‘서식가능 지역(habitable zone)’에 있다. K2-18b의 표면 온도는 섭씨 0~40도인 것으로 추정된다. 111광년이라면 도대체 어느 정도 떨어진 거리일까? ‘650 million million 마일’이라고 방송은 전했다. 수학을 못하는 기자는 계산 자체를 포기했다. 지구에서 명왕성까지 82억㎞ 떨어져 있는데 가는 데만 10년이 걸렸다. 크기는 지구의 두 배지만 질량은 8배에 달한다. 목성과 해왕성 만하다. 지구보다는 크고 해왕성보다는 작은 질량을 가진 행성을 지칭하는 이른바 ‘슈퍼지구’에 속한다. 지난 2015년 미국 항공우주국(NASA)의 케플러 우주망원경을 통해 처음 확인됐다. 연구팀은 2016~17년에 허블 우주망원경으로 관측한 자료를 토대로 K2-18b 대기를 통과한 별빛을 분석할 수 있는 알고리즘을 개발해 활용했다. 이를 통해 행성의 대기에서 수증기 분자를 찾았을 뿐만 아니라 수소와 헬륨의 존재도 확인했다. 연구팀은 질소와 메탄 등 다른 분자들도 대기 중에 있을 것으로 추정하지만 현재 관측기술의 한계로 이를 직접 확인하지는 못했다고 밝혔다. 적색왜성은 태양보다는 작지만 폭발 활동이 잦은 점을 고려할 때 이를 돌고있는 K2-18b는 지구보다 더 적대적 환경에 놓여있을 수 있으며 더 많은 방사선에 노출됐을 가능성도 있는 것으로 지적됐다. 치아라스 박사는 “K2-18b는 지구보다 훨씬 무겁고 대기 구성성분도 달라 ‘지구 2.0’은 아니다”면서도 “‘지구가 (우주에서) 유일한 존재인가?’라는 근본적인 물음에 대한 답에 더 가까이 다가가게 해주는 것”이라고 의미를 부여했다. 논문 공동저자인 잉고 월드먼 박사는 “앞으로 수십년간 새로운 슈퍼지구가 많이 발견될텐데 K2-18b는 잠재적으로 서식 가능한 많은 행성 중 처음으로 발견된 행성일 가능성이 높다”고 했다. K2-18b와 같은 슈퍼지구는 우리 은하에 가장 일반적인 행성이고, 적색왜성 역시 우리 은하에서 가장 흔한 형태의 별이라는 것이 이런 예측의 근거로 제시됐다.연구팀은 NASA의 차세대 ‘제임스 웹 우주망원경(JWST)’과 유럽우주국(ESA)의 우주탐사선 ‘아리엘(ARIEL)’이 배치되면 첨단 장비로 외계행성의 대기 상황에 관해 더 자세한 내용을 파악할 수 있을 것이라면서, K2-18b는 앞으로 연구에서 가장 흥미로운 관측 목표 중 하나가 될 것이라고 했다. 그런데 말이다. JWST가 배치되는 것은 2021년이고, 아리엘은 그 7년 뒤에야 작동하기 시작한다. 둘의 연구 결과가 축적되려면 10년 이상 걸린다고 보는 이유다. 더욱이 너무 멀어 현재의 과학기술로는 도저히 닿을 수 없는 곳이다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr

13년 전 행성의 지위를 잃고 '계급'이 강등된 명왕성을 다시 복권해야한다는 주장이 또다시 제기됐다. 지난 28일(현지시간) 미국 CNN 등 현지언론은 미 항공우주국(NASA) 짐 브라이든스틴 국장이 '명왕성은 행성'이라고 선언했다고 보도했다. NASA를 대표하는 브라이든스틴의 이같은 발언은 지난 23일 콜로라도대학에서 열린 과학관련 행사장에서의 주장이 발단이다. 이날 브라이든스틴 국장은 "만약 태양계의 9번째 행성으로 알려진 작은 얼음 천체를 여전히 애도한다면 당신 혼자 만의 생각은 아니다"면서 "내 생각에 명왕성은 행성"이라고 주장했다. 이어 "나는 지금까지 명왕성은 행성이라 배워왔고 이 생각을 계속 고수할 것"이라고 덧붙였다. 물론 우주 탐사 최전선에 서있는 NASA의 대표자가 '명왕성이 행성'이라고 선언한다해서 국제적으로 명왕성이 행성으로 받여들여지는 것은 아니다. 명왕성이 태양계 행성의 '막내' 지위를 잃게된 것은 13년 전인 2006년 8월 24일 체코 프라하에서 열린 국제천문연맹(IAU) 총회에서였다. 　 당시 400여명의 전세계 과학자들은 투표를 통해 행성의 기준을 바꿨다. 이날 새롭게 정립된 행성의 기준은 첫째, 태양 주위를 공전해야 하며, 둘째, 충분한 질량과 중력을 가지고 구(球·sphere) 형태를 유지해야 하며, 셋째, 공전궤도 상에 있는 자신보다 작은 이웃 천체를 깨끗히 청소해야 할 만큼 지배적이어야 한다는 것이었다. 이중 주위 위성 카론에 휘둘릴 만큼 작은 명왕성은 세 번째 조건을 충족시키지 못했다. 그리고 행성의 지위를 잃고 왜소행성(dwarf planet)으로 강등됐다. 공식 이름은 외우기도 힘든 ‘134340 플루토’로 우리에게 익숙했던 ‘수금지화목토천해명’에서 빠져 지금 태양계의 행성은 모두 8개다.이렇게 '표 대결'에 밀려 명왕성의 계급이 강등되자 미국의 불만은 극에 달했다. NASA는 명왕성이 퇴출되기 직전인 그해 1월 7억 달러라는 거액을 들여 뉴호라이즌스호를 발사했다. 게다가 명왕성은 태양계 행성 중 미국인인 클라이드 W. 톰보(1906~1997)가 발견한 유일한 행성이기도 했다. 이에 미국에서는 유럽 과학자들이 주축인 IAU의 '음모'에 휘말렸다는 주장을 제기할 정도로 자존심에 큰 상처를 입었다. 강등 이후 끊임없이 명왕성의 복권을 주장한 미 천문학계의 반격이 다시 시작된 것은 지난 2015년 7월 뉴호라이즌스호가 명왕성에 도착하면서다. 그러나 이 주장 역시 유럽학계의 높은 벽에 부딪쳐 지금에 이르고있다. 이렇게 유럽 천문학계의 논리에 막히자 급기야 아예 행성의 정의 자체를 바꾸자는 주장도 제기됐다. 2년 전 NASA 수석 연구원 알란 스턴 박사와 동료 과학자들은 행성을 '핵융합을 겪은 적이 없고, 충분한 자체중력을 지녀 궤도 매개변수와 무관하게 3축 타원체로 묘사될만한 회전타원형을 띤 항성 하위개념의 질량체'로 새롭게 정의했다. 전문가도 잘 이해못할 이 제안의 핵심은 태양 주위를 공전하는 것이 행성의 기준이 될 필요가 없고 태양계 여덟 행성 모두 다가오는 작은 천체들을 쓸어버릴 만한 능력이 없다는 점을 지적한 것이다. 그러나 행성의 정의가 만약 이렇게 바뀐다면 학생들에게는 악몽이 될 수 있다. 이 기준대로라면 태양계에는 100개 이상의 행성이 생기며 우리의 달 역시 ‘건방지게’ 지구와 같은 반열에 오른다. 　　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

화가자리 베타별(beta pictoris)은 천문학이나 별자리에 관심 있는 사람이 아니라면 잘 모르는 밤하늘의 평범한 별 가운데 하나다. 우리나라에서는 화가자리 자체가 잘 보이지 않는 데다 별 자체가 3.9등급 정도로 그다지 밝은 별도 아니기 때문이다. 하지만 지난 수십 년간 화가자리 베타별은 천문학자들의 집중적 관측 대상이 됐다. 태어난 지 2300만 년 정도 되는 어린 별로 주변에 새로 태어난 행성과 거대한 먼지 디스크, 외계 혜성 등 여러 가지 흥미로운 특징을 지니고 있기 때문이다. 화가자리 베타별은 질량은 태양의 1.75배에 달하고 밝기는 8.7배 정도다. 지구에서 비교적 가까운 63.4광년 떨어진 별로 상대적으로 관측이 용이하지만, 그래도 작은 행성을 직접 관측하는 일은 쉽지 않아 지금까지 알려진 행성은 화가자리 베타별 b 하나뿐이었다. 최근 프랑스 국립 과학 연구소의 앤-마리 라그랑쥐가 이끄는 연구팀은 10년에 걸친 관측 끝에 새로운 행성 화가자리 베타별 c를 확인했다. 화가자리 베타별 c는 목성 질량의 9배에 달하는 대형 가스 행성으로 공전 궤도는 지구-태양 거리의 2.7배이고 공전 주기는 1200일이다. 앞서 발견된 화가자리 베타별 b와 질량은 비슷하나 공전궤도는 훨씬 안쪽이다.(b 행성은 지구-태양 거리의 9.2배) 이렇게 안쪽 궤도에서 거대 가스 행성이 생성된 이유에 대해서는 잘 모르지만, 거대 가스 행성의 생성을 직접 관측할 수 있다는 점에서 과학자들의 관심이 쏠리고 있다. 화가자리 베타별은 두 개의 행성은 물론 태양계의 소행성대와 카이퍼 벨트와 유사한 먼지 디스크를 지니고 있다. 화가자리 베타별 b와 c 사이에 작은 먼지 디스크가 있고 다시 명왕성 궤도보다 몇 배 먼 거리에 거대한 먼지 디스크가 존재한다. 그리고 외계 혜성이 존재한다는 보고도 있었다. 과학자들은 화가자리 베타별 행성계가 원시 태양계의 확대 버전이라고 생각하고 있다. 제임스 웹 우주 망원경을 포함해 현재 개발 중이거나 건설 중인 차세대 거대 망원경이 본격적으로 관측을 시작하면 화가자리 베타별 행성계에 대해서 더 자세한 관측이 가능하다. 이를 통해 지금보다 더 많은 원시 행성과 외계 혜성, 그리고 행성의 재료가 되는 먼지와 가스 디스크의 모습을 직접 관측할 수 있을 것으로 예상된다. 화가자리 베타별을 통해 과학자들은 46억년 전 태양계 생성의 비밀을 풀 단서를 찾아낼 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

달 표면 지적도 팔던 호프...과연 봉이 김선달일까달 희귀자원 채굴 가능성...‘선점자 우위’ 적용되나1967년 합의된 OST...우주, 어떤 국가도 못 가져OST, 강제성 없어....인간의 우주 탐욕 감당 못해지구촌 물들인 ‘핏빛’ 제국주의, 달에도 적용되나1980년대로 돌아가면, 전직 복화술자이자 자동차 외판원인 데니스 호프는 이혼 소송 중이며, 실직 상태로 입에 겨우 풀칠하고 있었다. 그의 말에 따르면 그는 돈을 벌기 위해 무엇을 해야 할지를 고민하면서 운전하다 차창을 통해 달을 보고 이런 생각이 들었다. “저곳에 상당한 부동산이 있군.” 달 표면의 땅을 파는 것은 봉이 김선달의 대동강물 팔기와 같은 것일까. 인간이 달에 갔다가 되돌아오는 시대가 되면서 지구에는 극히 희귀한 광물을 달에서 채굴하고, 지구로 가져오는 것이 상상이 아니라 임박한 현실이 되는 시대로 가고 있다. 미국 항공우주국(NASA)은 아르테미스 계획으로 2024년까지 남녀 우주인 두명을 달 남극에 두는 새로운 영역에 들어간다고 발표한 바 있다. 아르테미스 계획은 달에 인류의 지속적인 존재 가능성과 함께 화성에 인간을 보내는 우주 여행의 첫 걸음으로 여겨진다고 포브스가 평했다. 인도는 22일(현지시간) 자국 첫 달 탐사선 찬드라얀 2호를 발사했다. 달 남극을 탐사하는 것이지만 헬륨3의 매장과 채굴, 지구로의 운반 가능성을 확인하는 것이란 견해가 지배적이다. 헬륨3은 t당 50억달러에 이르는 초고가 희귀 광물이다.달을 본 호프는 대학 도서관을 찾아가 검색한 끝에 1967년 ‘외기권 조약(OST)’을 찾아냈다. 그 조약은 미국을 포함한 십여개국이 서명한 것으로, 지구를 제외하고 달을 포함한 우주 천체의 처리와 관련한 기본적인 법률 가이드라인을 제공하고 있다. 호프는 이 조약에서 허점을 찾아냈다고 생각했다. 조약은 어떤 국가도 달에 대한 주권을 주장하지 못한다고 규정하고 있지만 개인에 대해서는 명확하게 언급하지 않고 있다는 것이다. 올해 71세가 된 호프는 유엔에 달 뿐만 아니라 태양계의 다른 행성에 대한 소유권을 주장하는 편지를 보냈다. 그로부터 수년 후에 달과 다른 천체의 지적도 상의 땅을 팔면서 돈을 만졌다. 그가 여태까지 달을 팔아 챙긴 수익은 1200만달러(141억원 상당)로 추정된다고 폴리티코가 전했다. 달의 1에이커(1224평 남짓) 가격은 24.99달러(약 2만 5000원)다. 이를 대입하면 명왕성 전체 가격은 25만달러다. 가격은 좋지만 가보기가 쉽지 않은 거래다. 그가 운영하는 루나엠비시닷컴에 따르면 조지 H.W 부시, 지미 카터, 로널드 레이건 전 미국 대통령을 비롯해 675명이 달 부동산을 소유하고 있다고 한다. 여러분은 캘리포니아주 리오 비스타에 사는 한 남성이, 대다수 전문가는 동의하지 않지만 달을 소유하고 있다는 그 생각을 심각하게 받아들이지 않을지 모르겠다. 이 남성의 돈키호테와 같은 이런 행보는 지구라면 발생하지 않았을 것같은 부동산 문제와 관련된 법률 공백에서 비롯된 것이라고 외교 전문기자 나할 투시가 폴리티코에서 말했다. 달 표면의 채굴에서부터 과학적 연구에 이르기까지 모든 것을 노리는 기업과 국가, 개인들이 늘어날수록 소유권을 둘러싼 논쟁이 복잡해질 것으로 예상된다.우주법 전문가들은 호프가 주장하는 법률 허점은 논쟁적이고, 유엔은 그의 소유권 주장을 인정한 적이 없다고 주장한다. 이에 대해 호프는 당황하지 않고 “나는 유엔의 허락을 요청한 것이 아니라 단지 내가 하고 있는 것을 알렸을 뿐”이라고 말했다.우주의 지배와 관련된 주요 법률 구조가 컴퓨터가 버스 크기만하던 52년 전의 냉전시대에 협상으로 탄생했다. 오늘날, 우주는 합법적인 상업 표적이 되었고, 강제성이 없는 외기권 조약이 이런 탐욕을 감당할 수 있을지에 대한 의문이 늘어가고 있다. 미국의 아폴로 11호가 달에 착륙하기 2년 전에 서명된 1967년의 이 조약은 한 국가가 비록 국기를 꽂았다할지라도 우주 영토를 “소유”할 가능성을 배제하는 이상적인 문서이다. 또 지구 국가는 달과 다른 천체를 단지 평화적인 목적으로만 이용할 수 있고, 우주에 군사기지 설치와 대량파괴 무기의 배치를 금지하도록 규정하고 있다. 2200여자로 구성된 상대적으로 단순한 이 조약은 인간과 기업, 국가들이 우주에서 어떻게 “운영”할 수 있을지에 관한 문제에는 해답을 내놓지 않고 있다. 1960년대 이 조약에 서명한 외교관들이 상상이라고만 생각했을 이슈인 우주에서 물에서부터 가스와 광물과 같은 자원의 탐색과 획득에 관한 문제들을 포함하고 있다. 어떤 국가가 주도하고, 어떤 국가는 따를 것인가?, 어떤 종류의 군사적 장비와 활동이 허용될 것인가?, 누가 규칙을 정하고, 분쟁은 누가 조정할 것인가? 조금 더 나간다면, 만약 우리가 외계인과 조우하게 되고, 그 외계인들이 그 나름대로 소유권 개념과 관습이 있다면?.인류가 달에 갔다가 되돌올 시기가 점점 더 임박함에 따라 우주 산업에 종사하는 사람들은 이러한 문제들에 시급성이 있으며, 몇몇은 그 조약을 확장하거나 완전히 재검토하는 것을 추진하기 시작했다. 간단하게 아무도 닿지 않은 곳에 처음 도착하는 사람이 다가올 수십년, 수세대, 수백년간 독점하는 규칙인 ‘선점자 우위’의 원칙에 있다는 해답에도 우려가 스며있다. 그러면 우주여행을 상업적으로 시작하겠다는 제프 베조스와 같은 억만장자가 우주에서의 천문학적 자원을 독점하게 될 우려가 높다. 지난해 여름 일본 우주선 하야부사2호는 3년반가량의 여정 끝에 류규라는 소행성에 도착했다. 행성 표면의 파편들을 채집해 지구로 가져오기 위해 작은 구멍에 폭발을 일으켰다. 나사도 벤뉴라는 소행성의 샘플을 2023년 지구로 가져오기 위해 비슷한 우주비행을 수행하고 있다. 이 두 개의 우주 비행은 영국의 애스토리이드 마이닝이라는 기업이 세심하게 관찰하고 있다. 2015년 미국의 ‘상업적 우주발사 경쟁력법(CSLSA)’ 덕분에 어떤 기업이든 그들이 목적으로 하는 천체에 도달하면 그들이 발견한 광물로 원하는 것을 할 수 있게 허용했다. 2015년의 이 법은 달과 우주에 경제적 개발을 노리는 미국 민간 기업들에게 법률적 보증을 제공하는 큰 선물이 되었다. 룩셈부르크 역시 유사한 법률을 통과시켰다. 이는 우주 작업에서 법률적 보증을 추구하는 많은 유럽 기업에게 선물이 되었다. 그러나 성공의 열쇠는 적어도 서방의 시각에서는 “소유는 법률의 9할”이라는 말과 매우 일치한다. 광물을 처음 갖는 자가 원하는대로 할 수 있다는 것이다. 데니스 호프는 그 자신은 소유권을 주장하지만 달을 소유하지 못했다. 그러나 호프나 그가 보낸 기계가 먼저 도착해 달을 탐사한다면 그 자원을 가질 수 있을 것이다.이런 견해에 대한 반대도 많다. 과거 역사를 돌이켜보면 스페인, 포르투갈, 영국, 네덜란드, 프랑스 등이 비(非)유럽인의 땅을 유럽인의 습관대로 소유권을 주장하면서 거대한 식민제국을 건설했다. 제국주의가 난무한 지구촌은 16세기부터 선혈이 낭자한 그 모습이 우주에서도 되풀이될까. 깃발을 꽂으면 된다는 서구 중심의 태도는 많은 나라에서 받아들여졌지만 우주는 이보다 훨씬 더 복잡한 문제가 많다. 미국이 50주년 행사를 요란스럽게 해도, 버즈 올드린(89)이 달에 꽂은 성조기 옆에 서 있는 사진이 전세계에 방송되어도 달이 미국이나 나사 소유가 되지 않는다고 주장한다. OST 규정 대로 이런 주장을 펴는 가장 대표적인 나라가 러시아다. 그러나 OST가 달이나 다른 천체에서 개인 기업의 상업적 약탈 활동과 지배권 주장을 규제할 수 있을까하는 의문은 여전하다. 이기철 선임기자 chuli@seoul.co.kr

‘내 엉덩이를 걷어차 다오’ 2015년 7월, 역사적인 명왕성 근접 비행을 성공한 뉴호라이즌스호의 비행속도는 초속 20㎞(시속 7만 5200㎞)였다. 이는 인간이 만들어낸 속도 중 최고 속도로, 총알 속도의 20배에 달하는 것이다. 현재 인류가 가진 자원과 로켓으로 태양의 중력을 뿌리치고 나아갈 수 있는 한계는 목성 정도까지다. 그럼 무슨 힘으로 뉴호라이즌스는 명왕성까지 그처럼 빠른 속도로 날아갈 수 있었을까? 답은 '중력 도움'(gravity assist)이었다. 중력 보조라고도 하는 이 중력 도움은 영어로는 스윙바이(swing-by), 또는 플라이바이(fly-by)라고도 하는데, 한마디로 ‘행성궤도 근접 통과’로 중력을 슬쩍 훔쳐내는 일이다. ​ 그랜드피아노만 한 크기에 무게는 478㎏인 뉴호라이즌스가 발사될 때의 탈출속도는 지구 탈출속도인 11.2㎞를 훨씬 넘는 초속 16.26 km로, 지금까지 인간이 만들어낸 물체 중 가장 빠르게 지구를 탈출한 것으로 기록되었다. 그런데 탐사선이 1년을 날아가 목성에 근접해서는 이 중력 도움 항법으로 초속 4㎞의 속도를 공짜로 얻었다. 이로 인해 명왕성으로 가는 시간을 약 3년 단축할 수 있었다. 중력 도움을 간단히 설명하자면, 탐사선의 속도를 높이기 위해 천체의 중력을 이용한 슬링 숏(slingshot·새총쏘기) 기법으로, 행성의 중력을 이용해 우주선의 가속을 얻는 기법이다. 탐사선이 행성의 중력을 받아 미끄러지듯 가속을 얻으며 낙하하다가 어느 지점에서 적절히 진행각도를 바꾸면 그 가속을 보유한 채 새총알처럼 튕기듯이 탈출하게 된다. 행성의 각운동량을 훔쳐서 달아나는 셈이다. 말하자면 우주의 당구공 치기쯤 되는 기술이다. 행성의 입장에서 본다면 우주선의 엉덩이를 걷어차서 가속시키는 셈으로, 이론상으로는 행성 궤도속도의 2배에 이르는 속도까지 얻을 수 있다. ​중력 도움을 받기 위해 우주선은 대상 천체에 대해 쌍곡선 궤적을 그릴 수 있는 조건으로 접근해야 한다. 쌍곡선 궤적은 우주선이 어떤 행성(쌍곡선 궤적의 초점이 된다)의 중력권 내를 잠깐 비행하더라도 그 행성의 중력권에 잡히지 않는 궤도가 된다. 태양을 초점으로 공전하는 혜성들의 궤도가 대개 이 쌍곡선 궤적이다. 혜성들은 거의 태양을 향해 쌍곡선을 그리며 가까이 다가왔다가 다시 멀어지는 형태의 궤적을 그린다. 중력 도움을 받으려는 우주선의 상대속도가 행성의 중력에 포획되지 않을 만큼 충분히 빠를 때 이런 식의 근접비행이 가능하다. 현재까지 인류가 개발한 로켓의 힘으로는 겨우 목성까지 날아가는 게 한계이지만, 이 스윙바이 항법으로 우리는 전 태양계를 탐험할 수 있게 된 것이다. 중력 도움으로 목숨 구한 이야기 중력 도움이란 이 기발한 아이디어를 처음으로 떠올린 사람은 20세기 초반 러시아의 이론물리학자 ​유리 콘드라트유크였고, 뒤에 미국의 수학자 마이클 미노비치가 더욱 섬세하게 가다듬었다. 중력 도움을 최초로 활용한 우주선은 러시아의 달 탐사선 루나 3호였다. 1959년 달의 뒷면을 촬영하기 위해 발사된 루나 3호는 중력 도움으로 달의 뒷면을 돌면서 찍은 사진을 지구로 전송했다. 인류에게 달의 뒷면을 최초로 볼 수 있게 해준 루나 3호는 그후 달에 추락하여 고철 덩어리가 되었다. 중력 도움으로 사람의 목숨을 건진 사례도 있다. 바로 아폴로 13호의 얘기다. 1970년 4월 달 착륙을 목적으로 발사되었던 이 우주선은 지구로부터 32만㎞ 떨어진 달의 중력권에서 선체의 이상 진동으로 산소 탱크가 폭발해 사령선이 심각하게 파손되었다. 세 승무원은 사령선을 버리고 달 착륙선으로 옮겨 탔다. 당연히 달 착륙 미션은 중단되었고, 미 항공우주국(NASA) 관제본부의 비행감독 진 크렌즈는 세 승무원의 귀환시킬 수 있는 유일한 방법은 달의 중력 도움으로 달 착륙선을 귀환궤도에 올릴 수밖에 없다고 생각했다. 사령선의 엔진을 이용해 우주선을 지구로 돌리는 게 가장 간단한 방법이었지만, 폭발로 인해 엔진의 정상 가동을 장담할 수 없었다. 만약 실패한다면 3명의 승무원은 영원히 우주의 미아가 되고 말 판이었다. 달의 중력 도움도 결코 만만한 방법은 아니었다. 달 착륙선의 엔진을 이용해 달의 뒤편으로 돌아간 다음 정확한 침로를 잡으면 지구로의 귀환궤도에 오를 수 있지만, 약간의 오차만 나더라도 궤도 수정을 할 수 없기 때문에 지구와는 엉뚱한 방향으로 가버릴 위험이 있는 것이다. 참으로 목숨을 걸고 하는 도박이었다. 관제센터는 우주선의 궤도에 영향을 주지 않기 위해 우주선 바깥으로 소변을 투기하는 것까지 금지시켰다.(이 명령이 소변 금지인 줄 착각하는 바람에 소변을 참았던 한 승무원은 요로 감염에 걸렸다.) 승무원들은 손에 땀을 쥐게 하는 기동으로 달의 중력 도움을 받은 끝에 귀환 궤도에 올랐다. 그들이 지구 상공에 모습을 드러낼 때까지 세계는 숨을 죽이고 사태의 진행을 지켜보았다. 이윽고 착륙선 아쿠아리우스를 떼어낸 후, 사령선 오디세이가 무사히 태평양에 착수했을 때 세계는 환호성을 올렸다. 살아서 돌아올 확률이 지극히 낮았음에도 달의 중력 도움을 받은 끝에 무사히 귀환할 수 있었던 것이다. 만약 폭발이 착륙선을 떼어낸 후에 일어났으면 승무원들이 생환했을 확률은 제로였다. 아폴로 13호의 사고에 관한 내용은 1995년 '아폴로 13'이라는 제목으로 영화화되었다.​태양계를 누비는 힘 ‘스윙바이’​ 중력 도움이라는 아이디어가 없었더라면 목성 너머의 태양계는 우리에게 그림의 떡이었을 것이다. 목성에 갈릴레오호를, 토성에 카시니호를, 그리고 해왕성과 그 너머까지 보이저 1,2호를 보낼 수 있게 된 것도 모두 중력 도움 덕분이었다. 연료를 별로 사용하지 않고도 비교적 빠른 시간 내에 목적지에 도착할 수 있기 때문에 현재 거의 모든 탐사선이 다른 행성 궤도에 진입하는 스윙바이 항법을 선택한다. 스윙바이를 활용해 처음으로 토성에 다다른 탐사선은 1973년 발사된 파이어니어 11호였고, 태양계 바깥쪽의 거대 행성들인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 탐사하기 위해 발사된 보이저 1,2호는 처음부터 당시 최신 기술이던 중력 도움을 사용하도록 설계된 탐사선이다. ​ 1989년 미국 케네디 우주센터에서 발사된 목성 탐사선 갈릴레오는 자체 추진력으로만으로는 목성까지 갈 수가 없어 ‘여비’를 금성과 지구로부터 훔쳐왔다. 갈릴레오는 발사 4개월 정도 후에 금성으로부터 2.2㎞/s, 다시 10개월 후 지구로부터 5.2㎞/s, 다시 2년 후 지구로부터 3.7㎞/s의 속도를 각각 훔쳐냈는데, 세 차례에 걸쳐 훔쳐낸 속도 증가분은 무려 11.1㎞/s나 되었다. 갈릴레오가 지구로부터 두 차례 훔쳐낸 속도 증가분의 합은 8.9㎞/s나 된다. 지구는 그만큼 갈릴레오에게 각속도량을 빼앗긴 셈이다. 하지만 그래 봤자 갈릴레오의 질량 2,380kg은 지구 질량에 비하면 거의 0에 가깝다. 그래서 지구는 1억 년 동안 1.2cm쯤 늦춰지는 데 지나지 않는다. 어쨌든 중력 도움의 힘으로 6년 여 만인 1995년 12월 목성 궤도에 도착한 갈릴레오는 목성의 대기권과 그 주변, 특히 목성의 네 위성인 에우로파, 칼리스토, 이오, 가니메데의 탐사를 비롯해, 싣고 간 원추 모양의 탐사선을 목성의 구름 사이로 투하해 목성 대기의 온도, 기압, 화학 조성 등을 보고하는 등, 8년 동안 목성 궤도를 돌면서 혁혁한 전과를 올린 후, 2003년 9월 21일에 최후를 맞았다. 인공물로 가장 멀리 날아간 보이저 1호​​사람이 만든 물건으로 가장 우주 멀리 날아간 기록을 세운 것은 보이저 1호다. 총알 속도의 17배인 초속 17㎞의 속도로 날아가고 있는 보이저 1호 역시 중력 도움을 받은 탐사선이다. 본래 태양계 바깥쪽의 거대 행성들인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 탐사하기 위해 1977년에 발사된 보이저 1호는 올해로 꼬박 42년을 날아가는 셈이다.​ 일명 ‘행성간 대여행’이라 불리는 행성의 배치가 행성간 탐사선의 개발에 영향을 주었는데, 이 행성간 대여행은 연속적인 중력 도움을 활용함으로써, 한 탐사선이 궤도 수정을 위한 최소한의 연료만으로 화성 바깥쪽의 모든 행성(목성, 토성, 천왕성, 해왕성)을 탐사할 수 있었던 것이다. 이 항법을 활용하기 위해 보이저는 행성들이 직선상 배열을 이루는 드문 기회(몇백 년에 한 번꼴)를 이용했는데, 목성의 중력이 보이저를 토성으로 내던지고, 토성은 천왕성으로, 천왕성은 해왕성으로, 그 다음은 태양계 밖으로 차례로 내던지게 되는 것이다. 이렇게 우주의 당구치기를 하면서 날아갈 보이저 1호와 2호는 발사 시점도 대여행이 가능하도록 맞춰졌다. 현재 보이저 1호가 있는 곳은 태양계를 벗어난 성간공간으로 거리는 약 220억㎞쯤 된다. 이 거리는 초속 30만㎞인 빛이 달리더라도 20간이 넘게 걸리며, 지구-태양 간 거리의 145배(145AU)가 넘는 거리다. 거기에서 보이는 태양은 여느 별과 다름없는 흐릿한 별 하나에 지나지 않을 것이다. 보이저 1,2호가 지구를 떠날 때 공급받은 연료는 목성까지 갈 수 있는 분량이었다. 목성 너머 가는 에너지는 목성의 중력 도움으로 조달하라는 뜻이었다. 만약 목성이 탐사선의 엉덩이를 걷어차주지 않는다면, 보이저는 태양 기준으로 지구보다 더 가까워지지 않고 목성보다 더 멀어지지도 않는 타원형 궤도에 갇혀 영원히 뺑뺑이 도는 신세를 면치 못했을 것이다. 그러나 ​당시 최신 기술이던 중력 도움을 사용하도록 설계된 보이저 1호는 스윙바이 기법을 이용해 목성 중력에서 시속 6만㎞의 속도증가를 공짜로 얻었다. 보이저가 목성의 중력을 이용해 추진력을 얻을 때, 목성은 그만큼 에너지를 빼앗기는 셈이지만, 그것은 50억 년에 공전 속도가 1mm 정도 뒤처지는 것에 지나지 않는다. 보이저 1호는 목성의 중력 도움을 받은 덕으로 지금 이 순간에도 인간이 가본 적이 없는 미지의 세계를 향해 ​용맹정진하고 있다. 2025년이면 전력이 바닥나 지구와의 교신이 끊어지고 보이저는 침묵의 척후병이 되겠지만, 앞으로 4만 년 정도 더 날아가면 1.5광년, 15조㎞를 주파해 기린자리의 어느 이름없는 별 옆을 지날 것이다. 어쨌든 이처럼 인류가 지구상에 나타난 이래 최초로 태양계 너머 심우주 속으로 보이저라는 척후병을 보내 ​탐색할 수 있게 된 것도 ​한 물리학자의 상상력이 떠올린 중력 도움으로 가능해진 것이다. 이처럼 인간의 상상력은 위대하다. 아인슈타인의 말마따나 상상력은 지식보다 위대하다는 사실을 실감할 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

‘문차일드’ ‘소우주’ ‘134340’ 3곡 등 포함 그룹 방탄소년단(BTS)의 노래가 미국항공우주국(NASA)의 달 탐사 우주선에서도 울려 퍼질 전망이다. NASA 존슨우주센터는 4일(현지시간) 공식 트위터 계정에 2024년 달 탐사 때 우주비행사들이 방탄소년단 노래 ‘문차일드’,‘소우주’,‘134340’을 듣는다고 공지했다. 그러면서 “방탄소년단과 RM 팬들이 정말 많다. 노래를 추천해 줘 고맙다”고 밝혔다. NASA는 아폴로 11호의 달 착륙 50주년을 기념해 2024년까지 달 탐사를 재개한다는 공표와 함께 우주비행사들이 들을 노래를 추천해 달라며 오는 28일까지 신청받겠다고 안내했다. 관련 소식이 알려지자 방탄소년단 팬들이 우주와 관련된 멤버들의 노래를 대거 추천한 것으로 보인다. ‘문차일드’는 리더 RM이 지난해 10월 발매한 솔로 앨범 ‘모노.’(mono.) 수록곡으로, 가사가 서정적인 분위기를 자아낸다. ‘소우주’는 방탄소년단의 새 앨범 ‘맵 오브 더 솔: 페르소나’(Map of the Soul: Persona) 수록곡으로 지난 1∼2일 영국 런던 웸블리 콘서트 피날레를 장식했다. 또 ‘134340’은 방탄소년단이 지난해 발매한 앨범 ‘러브 유어셀프 전 티어’(LOVE YOURSELF 轉 TEAR)의 수록곡이다. ‘134340’은 한때 명왕성으로 불렸지만 국제천문연맹(IAU)이 2006년 8월 행성 분류법을 바꾸면서 태양계 행성 지위를 잃고 왜소행성이 됐고, 소행성 목록에 옮겨져 ‘134340’이라는 번호를 부여받았다. 이정수 기자 tintin@seoul.co.kr

지난 1월 1일 전세계가 새해맞이에 들썩이던 사이 태양계 끝자락에서는 인류의 피조물이 미지의 세계를 떠도는 천체를 가장 가까이에서 만났다. 지난 17일(현지시간) 미 항공우주국(NASA) 등 공동연구팀은 지구와 약 66억㎞ 떨어진 미지의 세계인 ‘카이퍼 벨트’(Kuiper Belt·태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)에 위치한 2014 MU69의 연구결과를 유명학술지 사이언스(Science)에 발표했다. ‘울티마 툴레’라는 이름으로 널리 알려진 이 천체는 마치 눈사람을 연상시키는 모습으로 더욱 눈길을 끌었다. 지난 1월 1일 뉴호라이즌스호는 5만㎞/h 속도로 울티마 툴레를 순식간에 지나치며 이미지 등 다양한 데이터를 지구로 보내왔다. 이번 연구는 이중 지구에서 다운로드된 10%의 정보를 분석해 얻어진 공식적인 첫번째 논문이다.연구결과에 따르면 약 45억 년 처음 태양계가 형성될 시 카이퍼 벨트를 떠돌던 울티마 툴레는 원래는 각기 다른 2개의 암석 덩어리였다. 그러나 부드럽게 충돌하는 과정을 거치면서 길이 30여㎞의 지금의 모습이 됐다. 이에 연구팀은 큰 것은 울티마, 작은 것은 툴레로 각각 명명했다. 다만 울티마의 경우 사진처럼 구형이 아니라 팬케이크처럼 다소 납작하다는 것인 연구팀의 설명. 또 표면에는 메탄올과 톨린 같은 유기물이 있을 것으로 보이며 물도 극미량 존재할 것으로 추정된다. 사실 울티마 툴레는 작은 크기로 위성이나 고리, 먼지 구름 등을 가지고 있지않아 과학자들에게 어떤 영감을 주는 천체는 아니다. 그러나 울티마 툴레는 태양과의 멀고 먼 거리 때문에 그 영향을 거의받지 않은 '타임캡슐'이다. 이 때문에 전문가들은 울티마 툴레가 태양계 초기 역사에 대한 단서를 보존하고 있을 것으로 보고있다. 논문의 공동저자인 버지니아 대학 앤 버비서 박사는 "뉴호라이즌스호가 울티마 툴레를 근접비행하기 전까지 인류는 카이퍼 벨트 천체에 대해 아는 것이 거의 없었다"고 평가했다. 역시 공동저자인 NASA 에임스연구센터 제프 무어 박사도 "올해 초 뉴호라이즌스호는 마치 타임머신처럼 우리를 태양계 탄생 당시로 되돌렸다"면서 "울티마 툴레를 연구하는 것은 태양계나 우리은하의 다른 별들을 공전하는 행성들이 어떻게 형성되는지를 이해하는 데 도움을 줄 것"이라고 내다봤다. 한편 총 7억 달러가 투입된 뉴호라이즌스호는 지난 2006년 1월 장도에 올랐으며, 9년을 날아간 끝에 2015년 7월 역사적인 명왕성 근접비행에 성공했다. 또한 올해 1월 1일 뉴호라이즌스가 울티마 툴레의 근접비행에도 성공하면서 뉴호라이즌스는 역대 인류의 피조물 중 가장 먼 곳의 천체를 근접비행하는 신기록을 세웠다. 울티마 툴레는 명왕성에서도 16억㎞ 떨어져있으며 태양을 공전하는데 걸리는 시간은 거의 300년이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

희생·생존학생 어머니 극단의 ‘장기자랑’ 4·16재단은 안산·서울에서 전시회·공연 상업영화 ‘생일’ 관객들 잔잔한 호응 얻어세월호 5주기를 맞아 문화예술계가 희생자와 유가족, 상처받은 국민들을 위로하는 다양한 작품을 대중 앞에 내놓고 있다. 대학로 젊은 연극인들이 모인 ‘혜화동 1번지’ 7기 동인들은 ‘2019 세월호-제자리’를 오는 7월까지 공연한다. 첫 작품으로 이재민 연출의 ‘겨울의 눈빛’이 14일까지 관객을 만난다. 이어 ‘디디의 우산’ ‘아웃 오브 사이트’ ‘바람 없이’ ‘어딘가에, 어떤 사람’ ‘더 시너’, ‘장기자랑’ 등이 7월까지 이어진다. 특히 ‘장기자랑’은 세월호 희생 학생과 생존 학생의 어머니들로 구성된 극단인 ‘4·16 가족극단 노란리본’의 작품이다. 2015년 10월 연극치유모임으로 시작한 ‘노란리본’은 이듬해 정식으로 창단해 ‘그와 그녀의 옷장’, ‘이웃에 살고 이웃에 죽고’ 등을 무대에 올린 바 있다. ‘장기자랑’에서는 세월호 유가족 단원들이 수학여행을 앞두고 장기자랑을 준비하는 여고생을 연기한다. 이번 기획공연의 부제 ‘제자리’에 대해 ‘혜화동 1번지’ 측은 “세월호 참사로 여전히 제자리로 돌아오지 못한 이들이 있고, 그동안의 노력에도 진상 규명을 위한 길이 여전히 제자리임을 의미한다”고 설명했다. 남산예술센터는 ‘명왕성에서’를 다음달 15~26일 무대에 올린다. 다큐멘터리 형식의 작품으로, 고통을 정면으로 응시하고 망자를 위로하는 씻김굿의 의미를 담았다. 아이를 잃은 어머니의 이야기를 다룬 연극 ‘내 아이에게’는 12~14일 성북마을극장에서 관객을 만난다. 2015년 초연 이후 매년 4월 무대에 오르고 있다.전시공간에서도 추모 움직임이 활발하다. 김지영 작가는 세월호 참사에서 사람들의 구조를 기다리던 그 순간부터 시간이 더이상 등속으로 흐르지 않으며, 이전에는 관심 없던 바람이나 날씨에 극도로 민감해진 자신을 발견했다. 그는 참사 후 1년 동안 매일의 날씨와 파도의 세기를 그린 드로잉 달력 ‘4월에서 3월으로’를 완성했다. 4·16재단에서는 경기 안산과 서울에서 추모 전시회 ‘바다는 가라앉지 않는다’를 연다. 안산문화예술의전당에서는 오는 16일까지, 서울에서는 21일까지 종로구 공간일리, 통의동 보안여관, HArt, 공간291, 아트 스페이스 풀에서 열린다. 안산에서는 단원고 교실을 기록한 사진, 참사 이후 상황을 보여주는 연표와 텍스트 등이 전시된다. 서울 전시는 촛불집회 중심지였던 종로구 서촌 및 구기동 일대의 5개 전시장을 순례하는 방식으로 구성된다. 시민과 예술가의 연대가 노란 길을 따라 이어진다. 전시 기간 동안 김연수 소설가, 김일란 감독, 백현진 작가 등의 공연 및 낭독회가 인근에서 열린다. 영화계에서는 영화 ‘생일’이 관객들의 잔잔한 호응을 얻고 있다. 이종언 감독이 2015년 안산에 위치한 ‘치유공간 이웃’에서 봉사활동을 한 경험이 바탕이 된 작품이다. “어떤 한 사건이 평범한 삶을 살던 우리의 마음을 어떻게 변하게 했는지 그대로 옮기고, 좀 더 나아가 그 일로 상처를 받은 분들에게 위로를 전하고 싶었다”는 이 감독의 말처럼 영화는 2014년 4월 16일 이후 남겨진 이들의 이야기를 최대한 담담하게 풀어냈다. 상업영화에서 이 소재를 전면에 내세운 건 처음이라 우려의 목소리가 높았지만 관객 사이에서 “기억해야 할 마음을 기록한 영화”, “상처를 정중히 어루만지는 이야기” 라는 등 호평이 이어지고 있다. 안석 기자 sartori@seoul.co.kr 조희선 기자 hsncho@seoul.co.kr 이슬기 기자 seulgi@seoul.co.kr

인류가 탐사한 가장 먼거리 천체 ‘울티마 툴레’의 미스터리가 하나씩 풀리고 있다. 2015년 7월 명왕성을 방문한 미국항공우주국(NASA)의 심(深)우주탐사선 뉴허라이즌스가 3년반 동안 16억㎞(11AU)를 더 날아 카이퍼벨트의 울티마 툴레에 도착한 것은 2019년 새해를 알리는 종이 친 직후였다. 울티마 툴레는 ‘알려진 세계를 넘어서’라는 의미의 중세시대 용어로 공식 이름은 ‘2014 MU69’다. 뉴허라이즌스가 초기에 보내온 데이터에 의하면, 지구로부터 지구-태양 간 거리의 44배인 65억㎞나 떨어져 있는 카이퍼벨트의 소행성 울티마 툴레는 처음에는 눈사람 모양으로 파악됐다. 이는 두 천체가 충돌로 인해 눈사람 모양으로 붙은 것으로, 큰 것은 울티마, 작은 것은 툴레로 각각 명명됐다.그러나 뉴허라이즌스가 플라이바이 직후 찍은 영상을 분석해본 결과, 울티마 툴레가 구형보다는 납작한 팬케이크처럼 편평한 모양임이 밝혀졌으며, 크기는 35x15㎞, 폭 15㎞임을 알아냈다. 울티마는 19.5㎞, 툴레는 14.2㎞이다. 이처럼 NASA 과학자들은 뉴허라이즌스의 데이터로 울티마 툴레의 퍼즐을 하나씩 풀어가면서 태양계 형성기의 진화와 조성 그리고 지질학을 배우고 있는 중이다. 이제껏 밝혀진 바에 따르면, 울티마 툴레는 의심의 여지가 없이 인류가 최초로 탐사한 연성(連星)이다. 이 천체의 접근 사진은 눈사람 같은 이상한 형태를 보여줬지만, 최근접 촬영된 이미지를 분석해본 결과, 뉴허라이즌스는 울티마 툴레로부터 불과 3,500㎞ 거리 이내까지 접근했다. 이 소행성은 놀랄만큼 특이한 형태를 하고 있는 것이 드러났다. 울티마 툴레는 크고 납작한 판형(울티마)에 작고 둥근 판형(툴레)이 연결된 형태로 이뤄져 있다.​ 이런 특이한 형태는 과학자들에게 커다란 놀라움을 안겨줬다. 미국 콜로라도주(州) 볼더에 있는 사우스웨스트연구소(SwRI)의 앨런 스턴 뉴허라이즌스 수석연구원은 “우리는 태양계 어디서도 이런 형태의 천체를 본 적이 없다”고 밝히면서 “이 발견은 행성을 형성하는 벽돌인 미행성이 어떻게 만들어지는지를 보여주는 것으로, 우리 행성과학자들을 행성 연구의 원점으로 되돌려보내는 사건”이라고 논평했다. 울티마 툴레는 원시 태양계의 물질이 완벽하게 보존돼 있는 천체로, 태양계가 탄생될 때 행성들이 어떻게 형성됐는가를 뚜렷이 보여주고 있다. 울티마와 툴레는 처음에는 분리된 소행성으로 카이퍼벨트에 있는 다른 연성계처럼 서로의 둘레를 공전하고 있었을 것이며, 무엇인가의 힘에 의해 ‘부드러운’ 합체를 이뤘을 것으로 과학자들은 보고 있다. “이 같은 추론은 우리 태양계의 형성에 대한 일반적인 이론에 부합되는 것”이라고 설명하는 미국 워싱턴대학의 윌리엄 매키넌 뉴허라이즌스 공동연구자는 “울티마 툴레의 상호 공전 모멘텀이 대부분 소실된 나머지 두 천체가 이처럼 합병하게 된 것”이라고 밝혔다. 그 합병의 증거는 울티마 툴레의 연결부인 목 부분에 증거를 남기고 있다. 뉴허라이즌스 과학자들은 울티마 툴레의 표면에서 메탄올, 물얼음 그리고 다른 유기 분자의 증거를 발견했다. 이 같은 발견은 과학자들에게 원시 태양계 천체 연구에 커다란 기회를 줄 것으로고 기대되고 있다. 울티마 툴레의 데이터 전송은 아직까지 계속되고 있으며, 2020년 여름이 돼야 모든 데이터 전송이 끝날 것으로 보인다. 현재 뉴허라이즌스는 여전히 카이퍼벨트 지역을 여행하고 있으며, 카이퍼 벨트 천체들에 대한 관측을 계속하는 한편, 카이퍼벨트 우주먼지 환경과 하전입자 방사선 지도를 작성하고 있다. ​2019년 4월 현재, 뉴허라이즌스는 지구에서 약 66억㎞(44AU) 떨어진 지점에서 초속 14.7㎞로 궁수자리 방향으로 항해하고 있는 중이다. 이는 빛이 6시간 달려야 하는 거리로, 지구와 교신을 주고받는 데 12시간이 걸리는 거리이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

500개가 넘도록 계속 발견되는 위성들 지구는 위성을 달 하나 갖고 있지만, 태양계 8개 행성들이 갖고 있는 위성의 수는 모두 얼마나 될까? 놀라지 마시라. 미 항공우주국(NASA)과 국제천문연맹(IAU)에 따르면 2018년 9월 현재 태양계 행성 주변을 맴도는 위성은 185개에 이른다. 태양계 행성 중 위성 갑부는 단연 목성이다. 무려 79개를 자랑한다. 그 다음은 토성인데, 만만치 않게 위성 수가 62개나 된다. 이 두 행성이 차지하고 있는 위성이 전체의 약 80%에 달하고, 역시 같은 가스 행성인 천왕성이 27개, 해왕성이 14개를 차지하고, 암석으로 된 지구형 행성인 화성은 2개, 지구 1개, 금성과 수성은 하나도 없다. 위성의 차원에서 본다면 태양계는 부의 편중이 엄청나다는 사실을 알 수 있다. 그렇다면 어째서 이처럼 심한 편중 현상이 나타나게 된 걸까? 이유를 캐보기 전에 일단 위성이란 어떤 존재인가부터 살펴보자. 위성은 어떤 천체와 중력으로 묶여 그 둘레를 공전하는 천체를 일컫는다. 이를 자연위성이라 하고, 사람이 만들어 궤도에 올린 것을 인공위성이라 한다. 행성만이 위성을 갖는 게 아니라, 명왕성 같은 왜행성도 위성을 가질 수 있으며, 소행성 중에도 위성을 갖고 있는 것이 있다.왜행성 중 세레스는 위성이 없지만, 명왕성은 카론을 비롯해 5개의 위성을 갖고 있으며, 에리스는 1개, 하우메아는 2개, 마케마케는 1개의 위성을 가지고 있는 것으로 알려졌다. 이들 왜행성, 소행성들이 갖고 있는 위성 수만도 현재 334개에 이른다. 그러니까 현재까지 밝혀진 태양계의 위성 수는 모두 500개가 넘는다는 얘기다. 최근 관측기술이 발달하면서 감자처럼 찌그러진 위성이나 수세미처럼 구멍이 숭숭 뚫린 위성, 물얼음이 덮힌 위성 등, 지구의 달과는 다른 다양한 위성들이 무더기로 발견되고 있어, 앞으로 어떤 위성들이 얼마나 더 많이 발견될지는 아무도 모른다. 이들 위성은 그동안 행성에 딸린 ‘서자’ 취급을 받다가 현재는 생명체 서식과 태양계 형성의 비밀을 지니고 있을 가능성이 높아짐에 따라 위성이 천체 연구의 새로운 주인공으로 떠오르고 있다. 지구형 행성에 위성이 드문 이유 지구의 밤하늘에는 달이 하나밖에 없지만, 79개의 위성을 자랑하는 목성의 밤하늘에는 수십 개의 달들이 떠 있는 장관을 이룰 것이다. 물론 토성의 상황도 비슷하지만, 고리까지 두르고 있는 토성의 밤하늘은 더욱 환상적일 게 틀림없다. 행성에 이렇게 위성이 많은 이유는 행성이 외부에서 작은 천체를 ‘입양’한 경우가 많기 때문이다. 위성이 태어나는 방법은 크게 두 가지로, 행성이 탄생할 때 남은 찌꺼기가 뭉쳐서 위성이 되거나, 주위를 지나가는 작은 천체를 중력으로 끌어들여 자신의 위성으로 삼는 방법이다. 후자의 경우에는 대개 작은 소행성들이 대상이 되므로 대부분이 작고 찌그러진 감자 모양을 하고 있으며, 모행성과는 전혀 다른 기울기로 공전한다. 따라서 이런 행성에 사는 사람이라면 달이 북쪽에서 떠서 남쪽으로 지는 광경을 볼 수도 있다. 과학자들은 이런 위성을 ‘불규칙 위성’이라고 부른다. 현재 전체 위성 중 60%가 넘는 113개가 불규칙위성으로 분류돼 있다. 대부분의 위성은 지구의 달처럼 중력으로 잠겨 있는 상태로 늘 같은 면을 모행성으로 향하고 있다. 그러나 토성 주위를 불규칙하게 도는 히페리온이나, 행성의 가장 바깥 궤도를 도는 토성의 포에베 등은 예외에 속한다. 그러면 암석형 행성에는 왜 위성이 귀한 것일까? 이유는 태양에 너무 가깝기 때문이다. 위성이 행성에서 너무 멀어지면 궤도가 불안정해져 압도적인 태양의 중력에 붙잡혀버린다. 반대로 행성에 너무 접근하면, 중력의 조석효과에 의해 파괴되어 버린다. 수성과 금성 각각의 주기에서 위성이 수십억 년이나 안정되기 있을 영역은 너무나도 좁기 때문에 행성에 붙잡히는 천체도 없으며, 위성이 형성되기도 어려웠을 것이다. 위성 크기로 서열을 매긴다면태양계 위성 중에서 가장 덩치가 큰 것은 어떤 위성이며 얼마나 클까? 목성의 위성 가니메데가 위성의 왕초다. 지름이 5,262km로, 행성인 수성보다도 8%나 크며, 지구의 달보다는 1.5배 가량이나 크다. 가니메데는 1610년 갈릴레오 갈릴레이가 자작 망원경으로 발견한 목성 4대 위성 중 하나로, 나머지 셋인 칼리스토, 이오, 유로파 등과 함께 갈릴레이 위성으로 불린다. 이 4대 위성은 태양계의 거대 위성군으로, 다 위성 덩치 랭킹 10위 안에 드는 위성들이다. 서열을 매기자면 다음과 같다. 1. 가니메데 5,262km 2. 타이탄(토성) 5,151km, 3. 칼리스토 4,821km, 4. 이오 3,122km 5. 달 3,476km, 6. 유로파 3,122km, 7. 트리톤(해왕성) 2,706km 8. 티타니아(천왕성) 1,580km 9. 레아(토성) 1,527km 10. 오베론(천왕성) 1,423km 이 10대 위성 중 우리의 관심을 가장 끄는 존재는 말할 것도 없이 지구의 달이다. 비록 덩치 순위로는 5위에 지나지 않지만, 모행성 대비 크기 비율은 무려 27%에 달한다. 모행성 대비 2위는 트리톤인데, 그래봐야 5.5%에 지나지 않는다. 이런 이유로 달은 위성이라기보다 동반 행성으로 봐야 한다는 주장까지 있다. 이 달이 지구 자전축을 23.5도로 안정적으로 잡아줌으로써 사계절이 생기고 지구상에 생명이 서식하게 된 것이다. 이 위성에 인류는 50년 전 첫 발을 내딛었으며, 현재는 중국의 탐사 로버가 최초로 그 뒷면을 탐사하고 있는 중이다. 참고로, 지구의 (적도)지름은 12,756km로, 육지는 표면적의 3분의 1을 차지한다. 그러므로 지름이 지구의 약 반인 가니메데의 표면적만 하더라도 지구의 육지면적과 맞먹는 넓이임을 알 수 있다. 우주생물학자들이 가장 가고 싶어하는 위성들현재 과학자들에게 가장 뜨거운 관심을 받고 있는 위성은 토성의 엔셀라두스이다. 토성 탐사선 카시니는 2005년부터 여러번 엔셀라두스를 접근 통과하면서 표면의 세부적인 부분까지 탐사하던 중, 엔셀라두스 남극 지방에서 얼음에 뒤덮인 지표를 뚫고 솟아오르는 물기둥들이 발견했다. 간헐천에서 뿜어져나오는 100개가 넘는 얼음기둥 중에는 높이가 무려 300km에 달하는 것도 있다. 이것은 지하에 거대한 바다가 있음을 뜻하는 증거였다. 카시니가 이 위성 가까이 돌면서 확보한 중력측정 결과에 따르며, 엔셀라두스 남극에 있는 바다는 얼음 표층으로부터 30∼40km 아래에 있으며, 바다의 깊이는 약 10km로, 수량은 지구 바당의 2배로 추정되었다. 이 같은 얼음 행성이 과학자들의 관심을 끄는 것은 태양계 내 생명의 존재를 발견할 확률이 아주 높기 때문이다. 이러한 얼음 행성들은 거의 그 내부에 바다를 가지고 있을 것으로 추정되며, 토성과의 강한 중력 상호작용으로 인해 바다는 액체 상태에서 미생물들을 포함하고 있을 것으로 보여지고 있다. 이런 이유로 엔셀라두스는 우주 생물학자들의 버킷 리스트 1번에 올랐다. 목성의 위성 유로파에서도 물기둥이 발견되었다. 허블 우주망원경(HST)으로 촬영한 유로파의 자외선 방출 패턴을 분석한 결과, 이 위성의 남반구 지역에서 거대한 물기둥 2개가 각각 200㎞ 높이로 치솟는 현상이 발생하는 것을 포착했다. 이런 물기둥 분출 현상은 특정한 장소에서 일어났으며, 일단 발생하면 7시간 이상 지속되는 것으로 관측됐다. 이 현상은 유로파가 목성에서 멀리 떨어져 있을 때 생겼으며, 목성에 가까이 다가갔을 때는 발생하지 않았다. 이런 점으로 미뤄볼 때 과학자들은 유로파와 목성 사이의 거리에 따라 유로파의 표면에 덮인 얼음이 갈라지면서 일어나는 현상으로 보고 있다. 이는 지구와 달이 서로에게 힘을 미쳐 ‘밀물-썰물’이라는 현상이 생기듯이, 목성과 힘을 주고받는 유로파 표면의 특정 지역에서 얼음에 틈이 생겨 그 바로 밑 ‘바다’에 있는 물이 뿜어져나온다는 해석이다. 유로파는 표면이 얼음으로 덮여 있고 그 아래에 액체 상태 물로 이뤄진 ‘바다’가 있어 태양계에서 생명체가 존재할 개연성이 가장 큰 곳 중 하나로 꼽힌다. 액화 메탄 바다를 가지고 있는 토성의 위성 타이탄도 우주생물학자들이 주시하고 있는 천체 중 하나다. 초기 지구와 비슷한 환경을 가진 타이탄은 지금까지 탐사한 천체 중 여러 면에서 지구와 가장 닮은 천체로, 생명이 서식하고 있을 가능성이 아주 높은 곳으로 간주되고 있다.타이탄은 지름 약 5,150km로, 목성의 위성 가니메데보다는 작지만 수성보다 크며, 질량도 달의 약 2배나 된다. 또 표면온도가 낮기 때문에 태양계 행성의 위성 중 유일하게 대기를 갖고 있다. 대기의 주성분은 질소이며, 메탄이 액화한 바다를 이루고 있는 것이 카시니 탐사선에 의해 촬영된 바 있다. 타이탄은 어쩌면 미생물을 갖고 있을지 모르며, 적어도 생물 발생 이전의 화학적 상태에 있을 것이라는 점은 분명한 것으로 보인다. 타이탄의 하늘은 메탄과 에탄으로 된 구름으로 뒤덮여 있으며, 또한 대기에는 시안화 아세틸렌과 시안산, 프로판 등 갖가지 유기분자도 발견되었다. 따라서 인간이 숨쉴 수 있는 공기 레시피는 결코 아니다. 중력은 지구의 14% 정도이며, 두터운 구름층으로 인해 방사선은 화성보다 오히려 적다. 또한 다양한 자원을 가지고 있어 에너지를 생산하기는 좋은 환경으로, 이런 여러 가지 이점들 때문에 타이탄은 인류의 미래 식민지로 서서히 부상하고 있는 중이다. ​화성의 꼬마 위성 포보스와 데이모스의 미래도 관심의 표적이 되고 있다. 포보스는 태양계 위성들 중 모행성에 가장 가까이 붙어 있으며, 1년에 1cm 꼴로 계속 접근하고 있다. 이 상태라면 5000만 년 뒤에는 화성과 충돌하거나 조석력으로 산산이 부서질 것으로 예상된다. 인류가 이때까지 지구 행성에서 살아 있다면 포보스의 파편을 고리처럼 두른 이색적인 붉은 행성의 모습을 볼 수 있을지도 모른다. 앞으로 관측-탐사 기술이 발전함에 따라 위성들이 가진 놀라운 비밀들이 점차 밝혀질 것으로 보여, 위성에 관한 인류의 관심은 더욱 높아갈 것으로 보인다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

미지의 세계를 떠도는 천체인 ‘울티마 툴레’(Ultima Thule·공식명칭 2014 MU69)의 입체 이미지가 공개됐다. 지난 7일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 새해 1월 1일 뉴호라이즌스가 촬영한 울티마 툴레의 입체 이미지를 공개했다. 입체안경을 착용하고 보면 실제 3D로 볼 수 있는 이 사진은 마치 눈 앞에 울티마 툴레가 있는듯한 생생한 느낌을 준다. 이 사진은 1월 1일 뉴호라이즌스의 고해상도 망원카메라인 로리(LORRI)가 울티마 툴레에 다가가며 촬영한 2장의 이미지를 합쳐 제작한 것이다. 각각의 거리는 2만 8000㎞, 6600㎞다. 뉴호라이즌스 프로젝트 책임자인 앨런 스턴 박사는 "이 사진을 보면 울티마 툴레의 전체적인 모습이 보다 선명히 보인다"면서 "눈사람처럼 붙어있는 각 개별 지형의 특징이 드러난다"고 설명했다. 이어 "어떻게 울티마 툴레가 이같은 특별한 모습을 갖게됐는지 이해하는데 입체적인 뷰가 활용될 수 있다"고 덧붙였다.한편 지름이 33㎞로 확인된 울티마 툴레는 중세시대 용어로 ‘알려진 세계를 넘어서’라는 의미를 담고있다. 지구와의 거리는 무려 65억㎞로, 뉴호라이즌스는 1월 1일 울티마 툴레와 불과 3500㎞ 거리까지 접근해 지나갔다. 결과적으로 더 상세한 관측 데이터는 현재 65억㎞ 날아 지구로 오고있는 중으로 모든 데이터를 다 전송받는 시간은 20개월이다.현재 뉴호라이즌스와 지구와의 거리는 상상을 초월한다. 새해 1일 5만㎞/h 속도로 울티마 툴레를 지나친 뉴호라이즌스는 현재 미지의 세계인 ‘카이퍼 벨트’(Kuiper Belt·태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)를 날고있다. 총 7억 달러가 투입된 뉴호라이즌스는 지난 2006년 1월 장도에 올랐으며, 9년을 날아간 끝에 2015년 7월 역사적인 명왕성 근접비행에 성공했다. 또한 새해 1월 1일 뉴호라이즌스가 울티마 툴레의 근접비행에도 성공하면서 뉴호라이즌스는 역대 인류의 피조물 중 가장 먼 곳의 천체를 근접비행하는 신기록을 세웠다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미지의 세계를 떠도는 천체인 ‘울티마 툴레’(Ultima Thule·공식명칭 2014 MU69)의 역대 가장 선명한 이미지가 새롭게 공개됐다. 23일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 새해 1월 1일 뉴호라이즌스가 촬영한 울티마 툴레의 이미지를 영상과 함께 공개했다. 마치 눈앞에서 촬영한듯 울티마 툴레의 표면까지 생생하게 살아있는 이 이미지는 뉴호라이즌스가 불과 6628㎞ 거리에서 스치듯 지나가며 담아낸 것이다. 당시 뉴호라이즌스는 5만㎞/h 속도로 그야말로 눈 깜짝할 새 울티마 툴레를 지나쳤다. 이 당시 지구와의 거리는 무려 66억㎞로, 이 정도 거리면 뉴호라이즌스가 보내온 신호가 우리에게 도착하는데 걸리는 시간 만해도 6시간이 훌쩍 넘는다.NASA에 따르면 이 이미지는 픽셀당 33m로, 뉴호라이즌스의 원거리 관측기구인 로리(LORRI)가 촬영한 9장의 이미지를 합쳐 만들어졌다. 뉴호라이즌스 프로젝트 책임자인 앨런 스턴 박사는 "이미지의 해상도가 높아질수록 천체 표면의 많은 특징들이 드러난다"면서 "이번에도 밝고 원형인 수수께끼같은 지형이 새롭게 확인됐다"고 설명했다. 이어 "이러한 이미지를 얻기 위해서 뉴호라이즌스는 명왕성에서도 16억㎞ 떨어진 ‘카이퍼 벨트’(Kuiper Belt·태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)의 흐릿한 빛 속을 시속 5만㎞ 속도로 울티마 툴레를 찾아갔다"면서 "이는 2015년 명왕성 탐사보다도 더 어려운 관측"이라고 덧붙였다. 　 　　　 총 7억 달러가 투입된 뉴호라이즌스는 지난 2006년 1월 장도에 올랐으며, 9년을 날아간 끝에 2015년 7월 역사적인 명왕성 근접비행에 성공했다. 또한 새해 1일 뉴호라이즌스가 울티마 툴레의 근접비행에도 성공하면서 뉴호라이즌스는 역대 인류의 피조물 중 가장 먼 곳의 천체를 근접비행하는 신기록을 세웠다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

‘수(성) 금(성) 지(구) 화(성) 목(성) 토(성) 천(왕성) 해(왕성)’. 태양계와 우주에 대해 배울 때 가장 먼저 들어보고 외우는 태양계 행성의 이름들이다. 원래는 명왕성도 태양계의 행성으로 분류됐었지만 2006년 국제천문연맹(IAU)의 행성 분류법이 변해 행성의 지위를 잃고 왜소행성으로 전락하면서 태양계 최외곽 행성 지위는 해왕성이 물려받게 됐다.해왕성은 지구 크기의 4배 정도로 지구를 큰 사과라고 한다면 해왕성은 농구공 정도로 볼 수 있다. 80% 정도가 수소로 구성돼 있고 19%가 헬륨, 나머지가 에탄, 메탄 같은 가스로 이뤄져 있는 해왕성은 가시광선의 붉은색을 흡수하고 청색을 반사해 바다를 연상케 할 정도로 푸른색을 띤다. 이 때문에 그리스 로마 신화에서 ‘포세이돈’ 또는 ‘넵투누스’로 불리는 ‘바다의 신’ 이름을 딴 행성이 됐다.사실 과학계에서 해왕성 발견은 ‘뉴턴 역학의 승리’라고 평가받고 있다. 1781년 독일 출신의 영국 천문학자 윌리엄 허셜이 토성 궤도 바깥에서 천왕성을 발견했는데 문제가 생겼다. 망원경으로 관측된 천왕성의 궤도와 뉴턴 역학으로 계산된 궤도가 다르게 나타난 것이다. 이에 1843년 영국 케임브리지대 존 애덤스와 1845년 프랑스 천문학자 위르뱅 르베리에가 천왕성 너머에 미지의 행성을 가정할 경우 천왕성 궤도가 관측된 값과 계산값은 일치할 것이라고 주장했다. 그러던 중 1846년 독일 요한 갈레가 이들이 예측한 정확한 위치에서 바로 그 행성, 해왕성을 발견함으로써 뉴턴 역학은 위치를 공고히 하게 됐다. 해왕성은 태양계의 다른 거대행성인 목성(79개), 토성(53개), 천왕성(27개)처럼 많은 위성(달)을 갖고 있다. 현재 해왕성의 위성은 14개다. 2013년에 발견된 1개는 아직 위성으로 승인되지 않아 공식적으로 해왕성 위성 숫자는 13개이다. 이 위성들은 모(母)행성인 해왕성을 따라 신화 속 바다의 신들과 요정들의 이름이 붙여져 있다. 가장 큰 위성은 신화에서 포세이돈의 아들인 ‘트리톤’이다. 지금까지는 제1위성인 트리톤 궤도를 기준으로 안쪽으로 6개, 바깥쪽으로 6개의 위성이 도는 것으로 알려져 있었는데 비영리 연구기관인 외계지적생명체탐사(SETI) 연구소와 미국 캘리포니아 버클리대 천문학과, 미국항공우주국(NASA) 에임스 연구센터 공동연구팀은 트리톤 궤도 안쪽에 숨겨져 있던 새로운 달을 찾아내 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 21일자에 발표했다. 연구팀은 NASA에서 운용하는 허블우주망원경을 이용해 해왕성 내측 위성 6개와 고리를 관측하면서 2004년부터 2016년까지 촬영한 영상을 특수 이미지 처리기법으로 초고감도 화질로 변환해 광도측정법을 실시했다. 그 결과 해왕성의 제2위성인 프로테우스와 매우 근접한 거리에서 움직이는 작은 위성을 새로 발견했다. 이번에 발견된 위성의 직경은 평균 34㎞에 불과해 해왕성 위성 중에 가장 작은 것으로 알려졌다. 연구팀은 크기가 작아 눈에 띄지 않게 빠르게 움직인다고 해서 ‘히포캄프’로 이름 지었다. 히포캄프는 그리스 신화에서 상반신은 말이고 하반신은 물고기의 모습을 가진 해마 ‘히포캄포스’의 이름을 딴 것이다. 연구팀은 히포캄프의 궤도나 형태를 봤을 때 인근 형제 위성 6개와 마찬가지로 우주에서 날아오는 다른 소행성이나 혜성이 해왕성이나 다른 큰 위성들과 충돌하면서 만들어졌을 것이라고 추정했다. 연구를 주도한 마크 쇼월터 SETI 수석과학자는 “이번 연구 결과는 히포캄프가 두 번째로 큰 해왕성의 위성인 프로테우스에서 오래전에 분리된 조각이라는 가정을 뒷받침해 줄 뿐만 아니라 해왕성 위성들의 생성과 태양계 생성의 비밀을 알려주는 열쇠가 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

-태양계 전 행성 탐사를 매조진 신기록 작성 미 항공우주국(NASA)의 외부 태양계 탐사선 뉴호라이즌스 호가 2015년 7월 14일 명왕성을 최근접 통과하는 데 성공했습니다. 이로써 인류는 태양계 전 행성들을 빠짐없이 탐사한 기록을 세우게 되었습니다. 1957년 10월 구소련의 스푸트니크 1호가 우주로 날아오른 지 60년 만에 성취한 인류의 쾌거입니다. 2006년 1월 19일 미국 플로리다주 케이프커내버럴에서 현존 로켓 중 가장 강력한 발사체인 아틀라스V-551 로켓에 얹혀 발사된 뉴호라이즌스는 꼬박 9년 반을 날아 2015년 7월 14일에 명왕성을 근접통과했으며, 다시 3년 반을 더 날아간 끝에 2019년 1월 1일 태양계 가장자리 카이퍼 벨트의 소행성 울티마 툴레의 근접비행에 성공함으로써 지구로부터 가장 멀리 떨어진 천체를 탐사하는 신기록을 하나 더 추가했습니다. 뉴호라이즌스는 이름에 걸맞게 우주 탐사의 새 지평을 연 것입니다. 그런데 뉴호라이즌스가 발사된 2006년 그해에 명왕성이 행성의 지위를 잃고 왜소행성으로 강등되었다는 것이 좀 아이러니하기도 합니다. 더욱이 명왕성은 미국인 클라이드 톰보가 최초로 발견한 자랑스러운 행성이었습니다. 뉴호라이즌스가 발사될 때의 탈출속도는 초속 16.26km로, 지금까지 인간이 만들어낸 물체 중 가장 빠르게 지구를 탈출한 것으로 기록되었습니다. 뉴호라이즌스는 13개월 만에 목성에 도착했고, 다음해인 2007년 목성의 중력을 이용한 스윙바이를 통해 22.85km/s로 가속함으로써 더욱 빨리 명왕성에 도착할 수 있었습니다.명왕성을 최근접 통과 2015년 7월 14일, 뉴호라이즌스는 명왕성에 최소 1만 2500km 거리까지 접근하여 플라이바이하고 떠났습니다. 즉, 명왕성을 스쳐지나갔을 뿐 궤도를 돌진 않은 것입니다. 탐사선의 속도가 높아 중력이 작은 명왕성의 궤도에 끼어들 수 없었기 때문입니다. 따라서 근접비행하면서 명왕성에 관한 데이터를 수집하고 사진을 찍어 지구로 전송하는 미션을 수행했습니다. 뉴호라이즌스가 명왕성을 떠나면서 마지막으로 찍어보낸 사진 중 놀라운 이미지를 담은 것들이 NASA에 의해 공개되었는데, 그중에는 빙하와 산악으로 뒤덮인 명왕성의 복잡한 지표와 멀리까지 뻗어 있는 명왕성의 대기를 뚜렷이 보여주는 놀라운 이미지가 포함되어 있습니다. 이 발견은 뉴호라이즌스의 명왕성 미션에서 최대 성과로 꼽힙니다. 이날 공개된 새로운 명왕성 이미지 중 하나는 명왕성 지표의 반을 뒤덮고 있는 하트 모양의 거대한 빙원을 보여줍니다. 비공식적으로 '톰보 지역'으로 알려져 있는 이 빙원은 이미지의 우하쪽에 자리잡고 있는데, 햇빛을 받아 빛나고 있는 모습입니다. 이미지는 뉴호라이즌스가 보내온 데이터에 색 정보를 입힌 것으로, 인간의 눈에 보이는 색에 가장 비슷한 상태입니다. 이로써 명왕성의 실제 색깔은 복숭아 색임이 밝혀졌습니다. 공개된 이미지 중 가장 놀라운 것은 최대 위성인 카론과 명왕성 대기를 뚜렷이 보여주는 사진입니다. 뉴호라이즌스가 명왕성을 근접 통과한 직후 카메라를 되돌려 명왕성을 찍은 이미지로, 태양을 등지고 있어 명왕성의 대기가 안개처럼 보입니다. 미션 팀의 한 행성대기학자는 최초로 찍힌 명왕성의 대기 사진을 보고는 감격에 겨운 나머지 울음을 터뜨리기도 했습니다. 명왕성의 대기는 적어도 지표로부터 160km 높이까지 뻗어 있습니다. 이는 예측값의 거의 5배에 달하는 높이죠. 어쨌든 이번 명왕성 근접비행의 최대 발견으로 꼽히는 명왕성 대기는 앞으로 많은 과학자들에게 연구과제를 안겨줄 것입니다. 뉴호라이즌스에는 1930년 명왕성을 처음 발견한 미국 천문학자 클라이드 톰보의 뼛가루 일부도 실려 있었습니다. 고학생 출신이었던 톰보와 동고동락했던 명왕성을 사후에라도 보여주고 싶은 의리 깊은 후배 과학자들이 톰보의 뼛가루 약간을 캡슐에 담아 탐사선 데크에 붙였던 겁니다. 참고로, 야구선수 유현진이 뛰고 있는 미국 다저스 프로 야구팀의 에이스 클레이튼 커쇼의 외할아버가 바로 톰보입니다. 그래서 커쇼는 어느 TV 프로에 '명왕성의 내 마음의 행성이다'라고 씌어진 티셔츠까지 입고 나왔다고 합니다. 역사상 최장거리 천체 플라이바이 명왕성 접근비행을 성공한 뉴호라이즌스에게 연장근무 명령이 떨어졌습니다. 알뜰한 NASA 과학자들은 우주선이 작동하는 한 그냥 놀리는 일은 결코 없습니다. 거액을 들인 만큼 뽑아낼 수 있는 한 최대한 뽑아내려는 거죠. 뉴호라이즌스의 연장 미션은 멀리 카이퍼 벨트에 있는 소행성 탐사로 정해졌습니다. 공식적으로 '2014 MU69'로 불리는 이 천체는 미션팀에 의해 이국적인 자연과 지역에 어울리는 '울티마 툴레'Ultima Thule라는 새로운 애명을 갖게 되었는데, 이는 중세시대의 용어로 ‘알려진 세계를 넘어서’라는 뜻입니다. MU69는 지름 수십km의 작은 크기로, 명왕성 너머로 16억km, 지구로부터는 무려 64억km 떨어져 있습니다. 이는 지구-태양 간 거리는 1.5억km의 약 43배나 되는 실로 아득히 먼 거리죠. 과학자들은 왜 콩쥐 엄마처럼 뉴호라이즌스에게 이토록 먼 거리의 천체까지 보내 탐사를 시키려는 걸까요? 이 변두리의 소행성들은 46억 년 전 태양계가 형성될 때 원시 태양계의 물질로 이루어진 천체들로서, 말하자면 태양계의 유물인 셈이죠. 이 유물은 46억 년 전의 상태 그대로 완벽하게 보존되어 있습니다. 절대온도 0도에 가까운 우주의 극저온 상태에서 있었던 만큼 변질될 여지가 없기 때문이죠. 우주공간은 어제나 10억 년 전이나 별로 차이날 게 없는 곳입니다. 따라서 뉴호라이즌스가 울티마 툴레를 근접비행하면서 얻을 데이터에는 태양계 형성의 비밀을 풀어줄 실마리가 있을지도 모른다고 과학자들은 생각하기 때문입니다. 2015년 7월 명왕성을 방문한 뉴호라이즌스가 3년 반 동안 16억km(11AU)를 더 날아 울티마 툴레에 도착한 것은 2019년 새해를 알리는 종이 친 직후였습니다. 다른 세계와의 두 번째 랑데부에 나선 뉴호라이즌스는 카이퍼 벨트의 신비로운 소행성 울티마 툴레를 근접비행하는 미션에 성공함으로써 우주 탐사의 새 장을 열었습니다. 뉴호라이즌스의 비행 상황을 지켜보던 NASA 과학자들과 시민들은 탐사선이 울티마에 가장 가까운 곳까지 접근하자 “새로운 지평으로!(Go new horizons!)”를 외치며 축하했습니다. 울티마는 지구로부터 지구-태양 간 거리의 44배인 65억㎞나 떨어져 있어 탐사선이 보내오는 모든 데이터를 받으려면 약 20개월이 걸립니다. 당초 NASA는 울티마 툴레를 눈사람 모양으로 파악했습니다. 두 천체가 충돌로 인해 눈사람 모양으로 붙었으며 이에 큰 것은 울티마, 작은 것은 툴레로 각각 명명했는데, 뉴호라이즌스가 플라이바이 직후 울티마 툴레와 8862㎞의 거리를 두고 순식간에 지나치면서 찍은 영상을 보면 울티마 툴레가 구형보다는 납작한 팬케이크처럼 평평한 모양임이 밝혀졌습니다. 아울러 크기는 35x15km, 폭 15km임을 알아냈습니다. 뉴호라이즌스 프로젝트 책임자인 앨런 스턴 박사는 "울티마 툴레를 촬영한 이미지를 한데 묶어보면 울티마의 경우 구형이 아니라 팬케이크처럼 납작해 보인다"면서 "태양 주위를 도는 천체 중 이런 것을 본 적이 없다"고 설명했으며, 동료 과학자 할 위버 박사는 "이번 결과는 초기 태양계의 행성 생성에 대한 새로운 이론의 동기를 부여할 것"이라고 평가했습니다. 　 2019년 2월 현재, 모든 미션을 완수한 뉴호라이즌스는 지구에서 약 67억km(45AU) 정도 떨어진 지점에서 초속 14km로 궁수자리 방향으로 항해하고 있는 중입니다. 이제 어디로 갈까요? 아직까지 몸도 짱짱하고 연료도 많이 남아 있어 NASA에서 카이퍼 벨트의 다른 천체를 탐사하는 연장근무를 시킬 것으로 보입니다. 하지만 결국 동력과 연료가 바닥나면 모든 계기는 작동중단되고 탐사선은 초속 14km의 관성력으로 계속 날아갈 것입니다. ​태양계 변두리를 둘러싸고 있는 오르트 구름을 빠져나가는 데만도 3만 년은 족히 걸릴 겁니다. 그후로는 우리은하 내의 궤도를 영원히 떠돌 것입니다. 뉴호라이즌스가 우주의 어디쯤에서 잠들 것인지는 신 만이 아는 일이겠지요. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

"지금까지 태양을 도는 천체 중 이같은 모양은 없었다" 새해 1월 1일 미 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스가 촬영한 ‘울티마 툴레’(Ultima Thule·공식명칭 2014 MU69)의 연속 이미지가 새롭게 공개됐다. 지난 9일(현지시간) NASA는 뉴호라이즌스가 울티마 툴레와 8862㎞의 거리를 두고 순식간에 지나치는 영상을 공개했다. 마치 초승달처럼 울티마 툴레의 일부만 보이는 이 영상은 원본 데이터를 가공한 것으로 기존에 예측했던 천체의 모습과는 다소 다르다. 당초 NASA는 울티마 툴레를 눈사람 모양으로 파악했다. 두 천체가 충돌로 인해 눈사람 모양으로 붙었으며 이에 큰 것은 울티마, 작은 것은 툴레로 각각 명명했다. 그러나 이번 영상을 보면 울티마 툴레가 구형보다는 평평한 모양이라는 것이 NASA의 설명이다.뉴호라이즌스 프로젝트 책임자인 앨런 스턴 박사는 "울티마 툴레를 촬영한 이미지를 한데 묶어보면 울티마의 경우 구형이 아니라 팬케이크처럼 납작해보인다"면서 "태양 주위를 도는 천체 중 이런 것을 본 적이 없다"고 설명했다. 동료 과학자 할 위버 박사도 "뉴호라이즌스가 빠르게 지나쳤기 때문에 울티마 툴레의 실제 모습을 정확히 파악하는데에는 한계가 있다"면서 "이번 결과는 초기 태양계의 행성 생성에 대한 새로운 이론의 동기를 부여할 것"이라고 평가했다. 　현재 뉴호라이즌스와 지구와의 거리는 상상을 초월한다. 새해 1일 5만㎞/h 속도로 울티마 툴레를 지나친 뉴호라이즌스는 현재 지구와 약 66억㎞ 떨어진 미지의 세계인 ‘카이퍼 벨트’(Kuiper Belt·태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)를 날고있다. 이 정도 거리에서 뉴호라이즌스가 보내온 신호가 지구에 도착하는데 걸리는 시간 만해도 6시간이 훌쩍 넘는다. 　　　 총 7억 달러가 투입된 뉴호라이즌스는 지난 2006년 1월 장도에 올랐으며, 9년을 날아간 끝에 2015년 7월 역사적인 명왕성 근접비행에 성공했다. 또한 새해 1일 뉴호라이즌스가 울티마 툴레의 근접비행에도 성공하면서 뉴호라이즌스는 역대 인류의 피조물 중 가장 먼 곳의 천체를 근접비행하는 신기록을 세웠다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr