태양계 끝자락을 향해 날아간 ‘인류의 피조물’이 드디어 목적지의 모습을 처음으로 포착하는데 성공했다. 29일(이하 현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 탐사선 뉴호라이즌스호가 촬영한 ‘카이퍼 벨트’(Kuiper Belt·태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역) 내 천체인 ‘울티마 툴레’의 모습을 공개했다. 뉴호라이즌스호에 장착된 고해상도 망원카메라인 ‘로리’(LORRI)가 적외선으로 담아낸 이 사진에서 울티마 툴레는 흰색의 작은 점으로 보이며 주위에는 수많은 별들이 초롱초롱 빛난다. 공식적으로는 ‘2014 MU69’로 불리는 ‘울티마 툴레’(Ultima Thule)는 ‘알려진 세계를 넘어서’라는 의미의 중세시대 용어로 뉴호라이즌스호 프로젝트팀이 새롭게 붙인 예명이다. 이 사진은 뉴호라이즌스호가 지난 16일 촬영한 것으로 당시 탐사선과 울티마 툴레와의 거리는 1억 7200만㎞, 태양과의 거리는 무려 65억㎞다. 특히 이 사진은 천체사진 역사의 새로운 장으로 기록됐다. 뉴호라이즌스호가 발사되기 전 기존 탐사선이 촬영한 가장 먼 천체사진 기록은 지난 1990년 2월 14일 보이저 1호에 의해 세워졌다. 당시 보이저 1호는 60억 6000만㎞ 떨어진 거리에서 그야말로 먼지 한톨로 보이는 지구를 담아낸 ‘창백한 푸른 점‘(Pale Blue Dot)을 촬영해 보내왔다. 오랜시간 깨지지 않았던 이 기록을 넘어선 것이 바로 뉴호라이즌스호로 27년이 흐른 지난해 12월 61억 2000만㎞ 떨어진 곳에서 촬영한 카이퍼 벨트의 천체사진을 보내왔다. 이번에 NASA가 공개한 이 사진 역시 기존 기록을 갱신한 것으로, 앞으로 이 기록은 뉴호라이즌스호에 의해 계속 깨질 전망이다. 뉴호라이즌호 프로젝트에 참여 중인 할 위버 박사는 "수많은 별들이 가득한 곳에서 희미한 천체를 탐지하는 것은 그야말로 모래에서 바늘찾기"라면서 "향후 뉴호라이즌스호가 목적지에 접근하면 보다 선명한 모습을 드러낼 것"이라고 밝혔다. 　 한편 지난 2015년 명왕성 탐사를 마치고 연장근무에 들어간 뉴호라이즌스호는 현재 목적지를 향해 순항 중으로 도착일은 내년 1월 1일이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

‘헐크 혜성’이 나타나 지구촌 별지기들을 흥분에 빠뜨리고 있다고 우주 전문 사이트 스페이스닷컴이 6일(현지시간) 보도했다. 혜성을 관측하는 별지기들에 의해 ‘인크레더블 헐크’라는 별명을 얻은 이 거대한 초록색 혜성은 한국시간으로 8월 8일 지구에 가장 가까이 접근해 쌍안경으로도 관측할 수 있다. 근년 들어 이처럼 혜성이 태양계 내부로 들어온 것은 이번이 처음이다. 혜성의 녹색 빛깔은 시안화물과 탄소 분자가 태양 에너지에 의해 전자와 양성자가 분리되는 이온화 현상을 일으킴으로써 나타나는 것이다. 'C / 2017 S3'이라는 단조로운 정식 이름을 가진 ‘헐크 혜성’은 하와이 할레아칼라에 있는 판스타(PanSTARRS) 망원경에 의해 2017년 12월 23일에 발견되었다. 태양계 하늘을 나는 이 녹색의 우주 암석은 이미 지구촌 별지기들에게 몇 가지 놀라운 이벤트를 선보였는데, 강력한 폭발을 연거푸 두 차례 시연해주었던 것이다. 첫 폭발은 6월 30일에 있었고, 두번째 폭발은 약 2주 후에 일어났다. 폭발하는 순간 혜성은 마치 ‘플래시’처럼 보였다. 이러한 폭발은 혜성에서 공통적으로 일어나는 현상으로, 그 정확한 원인은 알려져 있지 않다. 몇 가지 가설 중 하나는 명왕성 너머의 동토 지대인 혜성의 고향을 떠나 태양 쪽으로 접근함에 따라 혜성의 내부에서 온도와 압력이 점차 높아져 가스가 폭발하는 것이라는 설이 있으며, 또는 혜성 표면의 가파른 경사면에서 일어나는 산사태라는 설도 있다. ​ 어쨌든 헐크 혜성이 일으킨 두번째 폭발은 엄청난 규모로서, 폭발이 만들어낸 가스 구름의 크기는 지름 14만km인 목성의 거의 두 배에 달하는 것이었다. 아마추어 천문학자 마이클 재거에 따르면, 그 가스 구름은 약 26만km까지 퍼져나갔다. 몇몇 뉴스 보도는 초록색 ’헐크 혜성‘이 지구에 종말론적인 대변동을 일으킬 것이라는 주장을 내놓기도 했지만, 그 정도로 대단한 혜성은 아니며, 지구에 아무런 위해도 끼치지 않고 얌전하게 지나갈 것이라고 과학자들은 예측한다. ’헐크 혜성‘이 지구에 가장 가까이 접근하는 거리는 약 1억 2000만 km로, 이는 지구-태양간 거리 1억 5000만km에 조금 못 미치는 것이다. 　 ​혜성을 발견하려면 새벽이 오기 몇 시간 전에 쌍안경을 들고 서쪽 하늘의 게자리 영역을 훑어보면 쉽게 발견할 수 있다. 태양 쪽으로 향하고 있는 혜성은 8월 17일에 태양 주위를 돌고 난 후 태양계의 먼 가장자리로 돌아갈 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

우리은하에는 과연 별이 몇 개나 있을까? 그리고 천문학자들은 그 별의 개수를 어떻게 알아낼까? 미국 뉴욕의 이타카 대학 천문학과 데이비드 콘라이히 박사에 의하면 천문학자들은 은하의 질량을 계산하여 별의 개수를 추정하는 방법을 쓴다고 밝혔다. 그렇다면 은하의 질량을 어떤 방법으로 알아내는지, 그리고 그 질량값에서 별 수를 어떻게 추산하는지 따라가 보도록 하자. 태양계의 지구가 있는 우리은하는 지름이 약 10만 광년에 달하는 막대 나선은하다. 우리은하를 바깥에서 본다면, 은하 중심의 팽대부에서 4개의 나선팔이 뻗어나와 있는 모습을 볼 수 있을 것이다. 2개의 주요 나선팔은 페르세우스 나선팔과 궁수자리 나선팔이고, 다른 2개는 부차적인 것으로, 우리 태양계는 그중 하나인 오리온 팔에 얹혀 있다. 20세기 초까지만 해도 천문학자들은 우리은하가 곧 우주 전체라고 생각하고, 우주의 모든 별들이 은하계의 내부에 있는 거라고 생각했지만, 1920년대에 이것이 턱도 없는 생각이라는 사실이 밝혀졌다. 미국의 신출내기 천문학자 에드윈 허블이 세페이드 변광성을 이용해 안드로메다 성운까지의 거리를 측정해본 결과, 무려 90만 광년 밖에 있는 또 다른 은하임을 알아냈던 것이다. 이는 우리은하 지름의 9배에 해당하는 거리다. 물론 허블의 측정은 큰 오차를 가진 것으로, 현재 안드로메다 은하까지의 거리는 230만 광년으로 결정되어 있다. 그렇다면 우리은하의 지름 10만 광년은 얼마만한 크기일까? 쉽게 상상이 되지 않는 크기지만, 상상할 수 있는 방법이 있다. 지금까지 인류가 끌어낼 수 있는 로켓의 최대 속도는 초속 23㎞다. 이는 2015년 명왕성을 근접비행한 NASA 탐험선 뉴호라이즌스가 목성의 중력보조를 받아 만들어낸 속도로 지구 탈출속도의 2배가 넘는다. 대략 총알보다 23배가 빠르다고 생각하면 된다. 이 뉴호라이즌스에 올라타고 은하를 호기롭게 가로질러 가보도록 하자. 얼마나 걸릴까? 1광년이 약 10조㎞니까, 10만 광년은 약 100경㎞다. 1 다음에 0이 18개나 붙는 엄청난 숫자다. 이 거리를 뉴호라이즌스가 초속 23㎞로 밤낮없이 달린다면 우리은하를 가로지르는 데 약 14억 년이 걸린다. 이는 우주 역사 138억 년의 약 10분의 1에 해당하는 시간이다. 우리 인류에게 거의 영겁이라 할 만하다. 우리은하만 하더라도 이처럼 광대하다. 여름에 빛공해가 덜한 시골에서 밤하늘을 올려다보면 뿌연 강처럼 보이는 은하가 하늘을 가로지르는 광경을 볼 수 있다. 모두 별들이 뭉쳐져 만들고 있는 풍경이다. 우리가 맨눈으로 볼 수 있는 별의 수는 몇천 개에 지나지 않는 만큼 눈으로 우리은하의 별을 다 셀 수는 없다. 뿐더러 1초에 하나씩 센다고 쳐도 100년을 세어야 겨우 30억 개를 셀 수 있을 뿐이다. 그렇다면 천문학자들은 그 많은 숫자를 어떻게 계산했을까? 비결은 우리은하 전체의 질량을 재고, 그 다음 별의 평균 질량으로 나누는 방법이다. 은하의 질량은 은하의 회전속도와 도플러 효과를 이용하면 구할 수 있다. 도플러 효과란 파동을 발생시키는 파원과 그 파동을 관측하는 관측자 중 하나 이상이 운동하고 있을 때 발생하는 효과로, 파원과 관측자 사이의 거리가 좁아질 때에는 파동의 주파수가 더 높게, 거리가 멀어질 때에는 파동의 주파수가 더 낮게 관측되는 현상을 말한다. 관측에 따르면, 모든 은하들은 서로 멀어지고 있으며, 은하에서 오는 빛은 도플러 효과에 따라 파장이 길어지므로 스펙트럼의 붉은색 쪽으로 이동한다. 이를 ‘적색이동’이라고 하고, 그 반대는 ‘청색이동’이라 한다. 어떤 종류의 망원경이라도 이런 종류의 분광 작업을 할 수 있지만, 되도록이면 빛공해와 대기의 방해를 받지 않는 우주망원경이 이상적이라 할 수 있다. 다른 까다로운 것은 그 질량의 얼마가 별로 만들어졌는지를 알아내는 작업이다. 은하의 질량을 계산하는 데 필수적으로 감안해야 하는 사항은 암흑물질이다. 대략적인 경우 은하 질량의 약 90%는 암흑물질이다. 암흑물질은 빛을 방출하지 않지만 우주의 질량 대부분을 차지한다고 여겨진다. 일단 가시물질의 질량을 파악해냈다 하더라도 다른 문제가 또 있다. 은하 유형마다 품고 있는 별들의 종류가 같지 않다는 점이다. 예컨대, 나선은하인 우리은하에 비해 나이 많은 타원은하는 K-M형 적색 왜성이 더 많다. 보통 한 은하의 총질량 중 약 3%가 별을 구성하고 있는 것으로 추산되는데, 우리 태양이 별 중 중간치 질량의 별로 볼 때 우리은하가 품고 있는 전체 별의 개수는 추산 방법에 따라 1000억에서 7000억 개라는 진폭이 큰 값들이 나오는데, 현재는 약 4000억 개라는 주장이 대세를 이루고 있다. ‘코스모스’의 저자 칼 세이건도 4000억 개에 손을 들어주고 있다. 현재 유럽우주국(ESA)의 가이아 탐사선은 우리은하의 별 약 10억 개에 대한 3차원 지도작업을 수행하고 있는 중이다. 가이아의 미션이 끝나면 우리은하의 별 개수를 더욱 정확히 결정할 수 있게 될 것으로 보인다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

태양계의 행성 반열에서 ‘구조조정’된 명왕성이 사실은 혜성일 가능성이 있다는 새로운 주장이 나왔다. 최근 미국 텍사스 사우스웨스트연구소(SwRI) 측은 명왕성이 수많은 혜성들이 뭉쳐 만들어진 거대한 혜성 덩어리일 가능성이 높다는 연구결과를 행성과학 전문지 ‘이카루스’ 최신호에 발표했다. 미국 천문학계를 중심으로 명왕성의 지위 복권을 강력하게 주장하던 중 나온 이번 논문은 명왕성의 ‘신분’이 또 한 번 바뀔 가능성을 제기한다. SwRI가 명왕성이 혜성일 가능성을 주장한 것은 명왕성과 혜성 ‘67P/추류모프-게라시멘코’(이하 67P) 사이의 유사성 때문이다. 2015년 7월 미 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스호가 명왕성에 도착하면서 태양계 끝자락에 놓인 ‘저승신’의 민낯이 벗겨졌다. 유럽우주국(ESA)의 로제타호 역시 10년을 쉬지 않고 날아간 끝에 2014년 8월 목적지인 혜성 67P 궤도 진입에 성공해 탐사를 마쳤다. 연구팀은 여기에서 얻어진 데이터를 비교 분석해 명왕성과 혜성 67P의 화학적 성분이 매우 유사하다고 결론지었다. 연구를 이끈 크리스토퍼 글레인 박사는 “명왕성의 얼어붙은 지표면인 ‘스푸트니크 평원’의 얼음층에 있는 질소 측정치와 수많은 혜성들의 집합체일 때 기대되는 질소 양 사이에 일치성이 확인됐다”면서 “명왕성은 수십억개의 혜성들이 뭉쳐 만들어진 거대한 혜성일 가능성이 있다”고 설명했다. 실제 명왕성은 얼음 천체들이 모여 있는 혜성의 고향인 카이퍼벨트(해왕성 너머 태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)에 인접해 있어 비슷한 성분으로 구성됐을 것이라는 추정이 있어 왔다. 한편 많은 사람들에게 지금도 행성으로 각인되어 있는 명왕성은 2006년 8월 24일 체코 프라하에서 열린 국제천문연맹(IAU) 총회를 통해 그 지위가 강등됐다. 당시 400여명의 과학자들은 투표를 통해 행성의 기준을 바꿨다. 이날 새롭게 정립된 행성의 기준은 첫째 태양 주위를 공전해야 하며, 둘째 충분한 질량과 중력을 가지고 구(球) 형태를 유지해야 하며, 셋째 공전 궤도상에 있는 자신보다 작은 이웃 천체를 깨끗이 청소해야 할 만큼 지배적이어야 한다는 것이었다. 그러나 주위 위성 카론에 휘둘리던 명왕성은 이 중 세 번째 조건을 충족시키지 못해 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. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

화성과 목성 사이 소행성 벨트에 위치한 왜소행성 세레스(Ceres)의 ‘속살’이 서서히 벗겨지고 있다. 지난 31일(이하 현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 탐사선 던(Dawn)이 촬영한 생생한 세레스 표면의 모습을 사진으로 공개했다. 이 사진은 지난달 16일 던이 세레스 표면에 최근접하며 촬영한 것으로 고도는 440㎞에 불과하다. 이 사진이 의미있는 것은 던이 촬영한 역대 사진 중 가장 세레스 표면에 가깝게 다가가 촬영했기 때문이다. 현재 세레스의 주위를 돌고있는 던은 궤도를 수정해 표면으로 서서히 하강하고 있다. 이달 내 세레스의 50㎞ 상공까지 접근한다는 것이 NASA의 계획으로, 성공하면 던은 기존 궤도보다 10배나 더 가깝게 세레스를 들여다 볼 수 있다. 사진에서처럼 크고 작은 수많은 크레이터가 존재하는 세레스는 지름이 950㎞에 달해 한때 태양계 10번째 행성 타이틀에 도전했다. 그러나 세레스는 행성에 오르기는 커녕 오히려 명왕성을 친구삼아 왜소행성(dwarf planet·행성과 소행성의 중간 단계)이 됐다. 학자들이 세레스에 관심을 갖는 이유는 태양계 탄생 당시의 상태를 그대로 유지해 초기 역사의 비밀을 풀어줄 것으로 기대되기 때문이다. 현재까지의 연구결과에 따르면 세레스에는 얼음과 여러 가지 암석 성분이 섞여 있는 거대한 얼음 화산(cryovolcanism)이 존재하며 지각의 30-40% 정도가 얼음, 나머지는 규산염 암석 및 염분으로 구성된 것으로 파악되고 있다. 한편 탐사선 던은 세레스와 소행성 베스타(Vesta)를 탐사하기 위해 지난 2007년 8월 발사됐다. 던은 지난 2011년 7월 16일 베스타 궤도에 진입, 14개월에 걸친 조사 임무를 성공적으로 수행한 후 2015년 3월 세레스 궤도에 진입해 현재도 임무를 수행 중에 있다.　　　 사진=Credits: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

검은 과부거미(black widow spider)는 짝짓기 이후 암컷이 수컷을 잡아먹기 때문에 이같은 명칭이 붙었다. 그런데 천문학자들도 동반성을 흡수하는 중성자별에 같은 이름을 붙였다. 블랙 위도우 펄서(black widow neutron star/pulsar)는 강력한 중력으로 동반성을 흡수해 몸집을 키운다. 중성자별은 초신성 폭발 후에 남은 잔해가 뭉쳐서 형성되는 천체로 전체가 중성자로 구성된 하나의 원자핵이나 마찬가지다. 작은 크기에도 불구하고 질량은 태양보다 커서 그 표면 중력은 빛의 속도로만 겨우 탈출할 수 있는 수준이다. 만약 이보다 더 질량이 커지면 그때는 빛조차도 빠져나오지 못하는 블랙홀이 된다. 보통 중성자별은 초신성 폭발의 결과로 생성된다. 그런데 동반성을 가진 초신성이 초신성 폭발 이후에도 동반성을 계속 거느리고 서로의 주위를 공전하는 경우가 있다. 일반적인 별과 중성자별의 쌍성계는 거리가 먼 경우 안정적으로 유지되지만, 만약 거리가 가까운 편이면 중성자별의 중력이 작용해 동반성이 흡수되는 운명에 처한다. 이는 이론적으로는 쉽게 예측할 수 있으나 중성자별이 대부분 멀리 떨어져 있어 그 구체적인 모습은 알기 어려웠다. 캐나다 토론토 대학의 로버트 마인과 동료 과학자들은 작년에 푸에르토리코에 있는 아레시보 전파 망원경으로 지구에서 6500광년 떨어진 중성자별인 'PSR B1957+20'를 관측했다. 이 중성자별은 초당 600회라는 엄청난 속도로 회전하고 있어 밀리세컨드 펄서로 분류된다. 그런데 이 중성자별에서 매우 가까운 거리에는 태양 지름의 1/3 정도 되는 갈색왜성(brown dwarf)이 존재한다. 갈색왜성은 목성 질량의 13배에서 80배 사이의 천체로 행성과 달리 핵융합 반응을 일으킬 수 있으나 안정적인 핵융합 반응을 유지할 수 없어 흔히 실패한 별로 불린다. 연구팀은 역대 최고 분해능인 20km로 이 쌍성계를 관측하는 데 성공했다. 이는 명왕성에서 지구 표면에 벼룩을 관측한 것과 비교할 수 있는 수준으로 중성자별 관측 사상 가장 정밀한 관측이다. 관측 결과 중성자별과 갈색왜성 간의 거리는 200만km에 불과했다. 이는 지구 달 거리의 5배 정도로 중성자별의 강력한 중력과 방사선을 생각하면 대단히 가까운 것이다. 일반적인 갈색왜성의 온도는 낮지만, 이 갈색왜성은 중성자별에서 나오는 강력한 방사선의 영향으로 표면 온도가 태양과 비슷한 섭씨 6000도에 달한다. 이로 인해 표면 물질이 증발해 마치 혜성의 꼬리 같은 구조물을 만들고 있다. 그리고 이렇게 증발한 물질이 중성자별의 강력한 중력에 의해 흡수되는 것이다. 아마도 이 갈색왜성은 과거에는 지금보다 크기가 더 컸을 것이며 어쩌면 평범한 별이었는데 갈색왜성으로 크기가 감소했을 가능성도 있다. 물론 과거사와 관계없이 이 갈색왜성의 운명은 중성자별로 흡수되는 것이다. 연구팀은 이번 관측을 통해 이론적으로 예측되었던 사실을 다시 확인했을 뿐 아니라 지금까지 정확히 원인을 몰랐던 여러 가지 현상에 대한 단서를 얻었다. 하지만 과학자들은 당연히 여기에서 만족하지 않고 앞으로 더 정밀한 관측을 통해 우주의 비밀을 풀어나갈 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

태양계 행성에서 '구조조정'된 명왕성이 사실은 혜성일 가능성이 있다는 새로운 주장이 나왔다. 최근 미국 텍사스 사우스웨스트연구소(SwRI) 측은 명왕성이 수많은 혜성들로 뭉쳐 만들어진 거대한 혜성 덩어리일 가능성이 있다는 연구결과를 행성과학 전문지 ‘이카루스'(Icarus) 최신호에 발표했다. 미국 천문학계를 중심으로 명왕성의 복권을 강력하게 주장하던 사이 나온 이번 논문은 왜소행성으로 강등된 명왕성의 '신분'이 또 한번 바뀔 가능성을 제기한다. SwRI가 명왕성이 혜성일 가능성을 제기한 것은 명왕성과 혜성 ‘67P/추류모프-게라시멘코’(67P/Churyumov-Gerasimenko·이하 67P) 성분의 유사성 때문이다. 잘 알려진대로 지난 2015년 7월 미 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스호가 명왕성에 도착하면서 태양계 끝자락에 놓인 '저승신'의 민낯이 벗겨졌다. 유럽우주국(ESA)의 로제타호 역시 10년을 쉬지않고 날아간 끝에 지난 2014년 8월 목적지인 혜성 67P 궤도 진입에 성공해 탐사를 마쳤다. 연구팀은 여기에서 얻어진 데이터를 비교 분석해 명왕성과 혜성 67P의 화학적 성분이 매우 유사하다고 결론지었다. 연구를 이끈 크리스토퍼 글레인 박사는 "명왕성의 얼어붙은 지표면인 '스푸트니크 평원'의 얼음층에 있는 질소 측정치와 67P를 비교 분석한 결과 서로간의 일치성이 확인됐다"면서 "명왕성은 수십억 개의 혜성이 뭉쳐진 거대한 혜성이거나 카이퍼벨트(Kuiper Belt·해왕성 너머 태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역) 천체일 가능성이 있다"고 설명했다. 한편 많은 사람들에게는 지금도 행성으로 각인되어 있는 명왕성은 지난 2006년 8월 24일 체코 프라하에서 열린 국제천문연맹(IAU) 총회를 통해 강등됐다. 당시 400여명의 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 것이다. 그러나 주위 위성 카론에 휘둘리던 명왕성은 이중 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. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

별들도 사람처럼 태어나고 늙고 죽는다. 우리 태양 역시 50억 년 후에는 최후를 맞는다. 그러면 태양의 삶이 끝난 후에는 어떻게 될까? 태양을 태우는 연료인 수소가 바닥나면 태양은 무섭게 팽창하기 시작해 적색거성이 되고, 그 다음 별의 외곽이 우주로 떨어져나가 행성상 성운을 만들며, 중심에는 별의 속고갱이라 할 수 있는 백색왜성이 남는 것으로 예측된다. 그러나 최근 천문학자들은 이에 대한 새로운 결론을 이끌어내어 학계의 주목을 받고 있다. 별의 수명은 그 별의 질량과 밀접한 관계가 있다. 질량이 큰 별일수록 수명이 짧다. NASA에 따르면 우리 태양은 지구의 약 109 배인 140만km의 지름을 가진 황색왜성이다. 이런 별은 수명이 약 100억 년으로, 우리 태양은 태어난 지 약 45억 년이므로 중년의 별인 셈이다. 앞으로 50억 년 후면 태양은 수소가 소진되고, 헬륨 같은 더 무거운 원소를 태우는 단계로 돌입한다. 이 단계는 결렬하게 진행되는데, 태양의 몸피가 현재 크기의 100 배 이상으로 팽창하면서 금성 궤도에까지 이를 것이다. 이른바 적색거성의 길을 걷는 것이다. 그 다음은 어떻게 되는가? 태양의 외곽을 이루는 껍질이 우주로 방출되어 거대한 가스 고리의 행성상 성운을 이루게 되어 저 명왕성 궤도에까지 이를 것이며, 별의 속심은 지구 크기의 고밀도 백색왜성으로 축소된다. 이 백색왜성은 은은한 빛으로 자신을 둘러싼 가스 고리를 비출 것으로 보이는데, 문제는 이 가스 고리 성운이 눈에 보일 것인가 하는 것이 천문학계의 오랜 퍼즐이었다. 이 같은 가스 고리는 죽어가는 별의 약 90 %가 방출하는 것으로, 수천 년 동안 그 형태를 유지하는 것으로 알려져 있다. 이미 수십 년 전에 이룩한 컴퓨터 모델에 따르면, 태양 질량의 약 2배 이상인 별만이 밝은 가스 고리 성운을 생성할 수 있는 것으로 나와 있다. 그러나 이 예측은 관측 사실에 일치하지 않는 것으로 밝혀졌다. 국제적인 연구팀의 새로운 연구에 의하면, 무거운 질량의 별도 가시적인 가스 고리를 만들지만, 오래된 타원은하 속의 낮은 질량 별 역시 그러한 가스 고리를 만든다는 관측 결과를 내놓았다. 기존 이론과는 명백히 배치되는 이 ‘오랜 수수께끼’를 풀기 위해 과학자들은 별의 라이프 사이클을 예측할 수 있는 새로운 컴퓨터 모델을 개발했다. 이 새로운 모델에 따르면, 적색거성이 방출한 먼지와 가스 성운은 이전 모델에 비해 3배 빠르게 가열된다. 이처럼 빠른 성운의 가열 상태는 태양 같은 낮은 질량의 별들 역시 가시적 성운을 만들 수 있는 것으로 나타났다. 또한 태양 질량의 1.1 배 미만인 별은 더 희미한 성운을 생성하고, 태양 질량의 3배 이상인 큰 별은 더 밝은 성운을 생성한다는 것으로 밝혀졌다. 이로써 태양 질량의 별이 최후에 남기는 고리 성운의 퍼즐은 25년 만에 해결을 보게 되었다. 결론은, 앞으로 50억 년 후 태양은 적색거성의 길을 걷게 되고, 명왕성 궤도에까지 이르는거대한 고리 성운을 남길 것이며, 그 고리 성운 속에는 한때 인류가 지구 행성에서 이룩했던 문명의 잔해들도 틀림없이 포함되어 있을 것이다. 만약 인류가 지구 종말 이전에 다른 행성으로 이주해서 살고 있다면 분명 고향 행성의 잔해들이 섞여 있는 아름다운 태양 고리 성운을 멀리서 지켜볼 수 있을지도 모른다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지난 2015년 7월 14일 역사적인 명왕성을 근접 비행을 성공한 미항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스가 다음 행선지를 눈앞에 두고 있다. 오는 2019년 1월 1일 탐사선은 명왕성 궤도 너머 약 16억km 떨어진 카이프 띠의 한 천체를 줌 렌즈에 담을 예정이다. 그렇게 되면 인류에 의해 탐사된 최장 거리의 천체로 기록될 것이다. 공식적으로 '2014 MU69'로 불리는 이 천체는 미션팀에 의해 이국적인 자연과 지역에 어울리는 '울티마 툴레'(Ultima Thule )라는 새로운 애명을 갖게 되었는데, 이는 중세시대의 용어로 ‘알려진 세계를 넘어서’라는 뜻이다. 툴레는 고대 그리스-로마인들이 북유럽에 위치하는 노르웨이, 아일랜드, 아이슬란드 등을 가리킨 것으로 추정되고 있다. 명왕성에서 약 16억km 떨어진 곳에 위치한 2014 MU69는 지름 수십 km의 작은 크기로, 카이퍼 벨트에 위치한 속성상 태양계 탄생 초기 물질로 이루어져 있을 것으로 보인다. 미국 콜로라도주 볼더에 소재한 사우스웨스트 연구소의 뉴호라이즌스 수석 연구원 앨런 스턴은 성명을 통해 “MU69는 인류의 다음 울티마 툴레로, 우리 우주선은 이 미지의 세계를 탐사하는 최초의 업적을 세울 것”이라고 설명하면서 “NASA와 우리 팀이 우주탐사 역사상 가장 먼 거리의 세계를 탐사하는 궁극적인 탐사(ultimate exploration)를 상징하는 의미에서 다음 행선지를 울티마라고 짧게 부르는 것을 좋아한다”고 밝혔다.　​ 스턴 박사와 그의 동료들은 이 행선지의 이름을 짓기 위해 지난해 11월에서 12월까지 홍보 캠페인을 벌인 결과, 전 세계 11만 5,000명이 참가해 3만 4,000개 이름을 제출했으며, 그중에서 울티마 툴레가 선정되었다고 전했다. 그러나 울티마 툴레는 단지 별명일 뿐이다. 2019년 미션이 끝난 후 뉴호라이즌즈 과학자들은 NASA, 국제천문연맹과 함께 새로운 정식 명칭을 정할 예정이다. 울티마 툴레는 여전히 신비에 싸여 있는 천체다. 사실 과학자들은 아직도 그것이 하나인지 둘인지 여부조차 모르는 상태다. 뉴호라이즌스 팀원들은 각각 19km 크기로 두 근접 궤도를 선회하는 물체일 수 있다고 말했다. 총 7억 달러(약 8천억 원)가 투입된 뉴호라이즌스 미션은 2006년 1월에 장도에 올랐으며, 9년을 날아간 끝에 최초로 명왕성계를 세밀히 들여다본 역사적인 플라이바이에 성공했다. 내년 1월 1일 울티마와의 만남은 뉴호라이즌스 미션에서 두 번째 접근 비행이 된다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

아일랜드에 사는 6살 소녀가 미 항공우주국(NASA)에 보낸 편지와 답장에 대한 사연이 뒤늦게 알려졌다. 지난 17일(현지시간) 미 워싱턴포스트 등 영미권 언론들은 카라 루시 오코너(6)가 대서양 건너 NASA에 보낸 편지에 얽힌 흥미로운 사연을 보도했다. 초등학생인 카라는 평소 우주에 대한 관심이 높고 미래에 우주비행사가 되고싶은 꿈을 가졌다. 그런 소녀에게 이해하기 힘든 '어른'들의 결정은 다름아닌 명왕성의 행성지위 박탈이다. 카라는 지난해 4월 NASA에 보낸 편지에 "나는 명왕성이 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 같은 행성이라고 생각한다"면서 "명왕성은 지구에 의해 쓰레기통에 넣어지는 무서운 짓을 당했다"고 적었다. 이어 "잘못된 것을 고쳐달라"면서 "미래에 나도 NASA에서 일하거나 우주비행사가 되고싶다"고 덧붙였다. 소녀의 당돌한 요구에 놀랍게도 NASA가 응답했다. 명왕성 탐사선 뉴호라이즌스 프로젝트의 수석 과학자 칼리 호웻 박사는 "명왕성이 행성인지 아닌지에 대한 의견은 갈린다"면서 "명왕성은 정말 중요한 곳으로 아마도 명왕성은 지구인이 무엇이라 부르던 관심이 없을 것"이라고 답변했다. 또한 NASA의 행성과학부문장 제임스 그린도 답장을 통해 "명왕성이 정말 멋진 곳이라는 것에 동의한다"면서 "나에게 있어서 명왕성이 행성인지 아닌지는 중요하지 않다. 다만 명왕성은 계속 연구할만한 가치가 높은 매혹적인 곳"이라고 적었다. 이어 "공부 열심히 해서 장차 NASA에 만날 날을 기다리겠다"고 덧붙였다. 　 사실 카라의 명왕성 복권 요구는 NASA가 들어줄 수 없는 사항이다. 그러나 어린 소녀의 당돌한 요구와 이에 눈높이를 맞춘 과학자들의 답변이 잔잔한 감동을 주는 것은 사실. 명왕성이 강등된 것은 지난 2006년 8월 24일 체코 프라하에서 열린 국제천문연맹(IAU) 총회에서였다. 당시 400여명의 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 것. 주위 위성 카론에 휘둘리던 명왕성은 이중 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. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

태양계 끝자락을 향해 순항 중인 '인류의 피조물'이 지구에서 가장 먼 곳에서 촬영한 천체사진을 보내왔다. 9일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 탐사선 뉴호라이즌스호가 촬영한 '카이퍼 벨트'(Kuiper Belt·태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)의 천체사진을 공개했다. 지난해 12월 5일 촬영된 이 사진은 뉴호라이즌스호에 장착된 고해상도 망원카메라인 '로리'(LORRI)가 적외선으로 담아낸 것이다. 각각의 천체 이름은 '2012 HZ84'과 '2012 HE85'로 표면이 얼음으로 이루어진 작은 천체로 추정된다. 이날 뉴호라이즌스호가 지구로 보내온 사진은 인류 역사의 새로운 장으로 기록됐다. 지금까지 탐사선이 촬영한 가장 먼 천체사진 기록은 지난 1990년 2월 14일 보이저 1호에 의해 세워졌다. 당시 보이저 1호는 60억 6000만㎞에서 인류 역사상 ‘가장 철학적인 천체사진’을 촬영해 지구로 보내왔다. 이 사진의 이름은 ‘창백한 푸른 점'(Pale Blue Dot)으로 유명 천문학자인 고(故) 칼 세이건의 제안으로 이루어졌다. 당시 명왕성 부근을 지나고 있던 보이저 1호는 망원 카메라를 지구 쪽으로 돌려 촬영했고 그 속에 지구는 그야말로 ‘먼지 한 톨’이었다. 그로부터 27년이 흐른 지난해 뉴호라이즌스호가 61억 2000만㎞ 떨어진 곳에서 촬영한 천체사진을 보내오면서 보이저 1호가 세운 기록을 깼다. 이 사진은 그간 천체망원경으로만 지켜보던 산개성단 'NGC 3532'로, 성단 내 별들이 마치 우물에 소원을 담아 던져진 수많은 동전처럼 보인다고 해 ‘소원의 우물 성단’(Wishing Well Cluster)이라고도 불린다. 이 기록은 그러나 단 2시간 만에 또 깨졌다. 카이퍼벨트 내 2012 HZ84와 2012 HE85의 사진도 보내왔기 때문이다. 지난 2015년 명왕성 탐사를 마치고 연장근무에 들어간 뉴호라이즌스호가 향하는 새 목적지는 소행성 ‘2014 MU69’다. 미지의 영역인 카이퍼 벨트에 위치한 2014 MU69는 지름 30km가 넘지 않는 소행성으로 카이퍼 벨트에 위치한 속성상 태양계 탄생 초기 물질로 이루어져 있을 것으로 보인다. 뉴호라이즌스호가 순항하면 올해 12월 31일 혹은 내년 1월 1일 새 목적지에 도착할 예정이다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

태양은 앞으로 약 50억 년 정도 지금과 같은 모습으로 활동할 것으로 보인다. 이것은 태양에 남아 있는 수소의 양으로 계산한 결과다. 그러나 태양이 수소를 다 태우기도 전에 지구에는 심각한 변화가 나타나고, 지구상에 생명이 존속하는 것은 불가능해지는 상황이 온다. 태양은 10억 년마다 밝기가 10%씩 증가하는데, 이는 곧 지구가 그만큼 더 많은 열을 받는다는 것을 뜻한다. 따라서 10억 년 후면 극지의 빙관이 사라지고, 바닷물은 증발하기 시작하기 시작하여, 다시 10억 년이 지나면 완전히 바닥을 드러낼 것이다. 지표를 떠난 물이 대기 중에 수증기 상태로 있으면서 강력한 온실가스 역할을 함에 따라 지구의 온도는 급속이 올라가고, 바다는 더욱 빨리 증발되는 악순환의 고리를 만들게 된다. 그리하여 마침내 지표에는 물이 자취를 감추고 지구는 숯덩이처럼 그을어진다. 35억 년 뒤 지구는 금성 같은 염열지옥이 될 것이다. 50억 년 후면 태양의 중심부에는 수소가 소진되고 헬륨만 남아 에너지를 생성할 수 없어 수축된다. 중심부가 수축함에 따라 생기는 열에너지로 인해 중심부 바로 바깥의 수소가 불붙기 시작해 태양은 엄청난 크기의 적색거성으로 진화한다. 부풀어오른 태양의 표면이 화성 궤도에까지 이를지도 모른다. 하지만 지구가 태양에 잡아먹히지는 않을 것이다. 태양이 부풂에 따라 지구 궤도가 바깥으로 밀려나갈 것이기 때문이다. 78억 년 뒤 태양은 초거성이 되고 계속 팽창하다가 이윽고 외층을 우주공간으로 날려버리고는 행성상 성운이 된다. 거대한 먼지고리는 명왕성 궤도에까지 이를 것이다. 어쩌면 그 고리 속에는 잠시 지구에서 문명을 일구었던 인류의 흔적이 조금 섞여 있을지도 모른다. 한편, 외층이 탈출한 뒤 극도로 뜨거운 중심핵이 남는다. 이 중심핵의 크기는 지구와 거의 비슷하지만, 질량은 태양의 절반이나 될 것이다. 이것이 수십억 년에 걸쳐 어두워지면서 고밀도의 백색왜성이 되어 홀로 태양계에 남겨지게 될 것이다. 하지만 미리부터 겁먹을 필요는 없을 것 같다. 인류가 이 지구상에서 문명을 꾸러온 지는 고작 만 년도 채 못 되고, 백년도 채 못 사는 인간이 10억 년 뒤를 걱정한다는 것은 하루살이가 겨울나기를 걱정하는 것이나 다름없는 일일 테니까. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

정확히 1년 후에는 존재하지만 실제로 근접 관측을 하지 못했던 그곳을 '인류의 피조물'이 탐사한다. 최근 미 항공우주국(NASA) 뉴호라이즌스호 프로젝트 수석연구원 알란 스턴 박사는 "오는 12월 31일 혹은 새해 1월 1일 뉴호라이즌스호가 역사적인 '속편'을 보여줄 예정"이라고 밝혔다.　 뉴호라이즌스호의 역사적인 '첫편'은 잘 알려진대로 지난 2015년 7월 14일 명왕성 도착이다. 이후 뉴호라이즌스호는 그간 제대로 된 사진조차 없었던 명왕성의 비밀을 지구로 전송하는 역사적인 성과를 이뤘다. 이렇게 뉴호라이즌스호는 명왕성 탐사를 성공적으로 완수했지만 곧바로 새로운 미션을 부여받았다. 곧 연장 근무에 들어간 것으로 새 탐사지는 소행성 ‘2014 MU69’다. 미지의 영역인 카이퍼 벨트(Kuiper Belt·태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)에 위치한 2014 MU69는 지름 30km가 넘지 않는 소행성으로 카이퍼 벨트에 위치한 속성상 태양계 탄생 초기 물질로 이루어져 있을 것으로 보인다. 명왕성에서도 약 16억㎞ 떨어진 2014 MU69를 향해 뉴호라이즌스호가 날고있는 사이 지구에 있는 과학자들도 놀고 있지는 않았다. NASA의 공중천문대인 소피아(SOFIA·airborne Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy)가 2014 MU69 주변에서 작은 위성의 증거를 찾아냈기 때문. 또한 2014 MU69가 당초 예상과는 달리 두 개의 천체가 붙어있는 아령 형태일 가능성이 있다는 의견도 제시했다. 물론 이는 과학자들의 주장일 뿐 실제로 맞고 틀리는지는 1년 후에 결판난다. 만약 SOFIA 측의 주장이 맞다면 2014 MU69는 소행성 주제에 '건방지게' 달도 하나 가지고 있는 셈이다. 　 한편 명왕성이 행성에서 퇴출되기 직전인 지난 2006년 1월 발사된 뉴호라이즌스호는 이듬해 목성을 근접비행했다. 명왕성 가기도 바쁜 뉴호라이즌스호가 목성에 들린 이유는 ‘공짜’로 가속을 얻기 위해서다. 실제 초속 16km 속도로 날아가던 뉴호라이즌스호는 목성을 근접비행(Fly by)하면서 속도를 초속 16km에서 초속 23km로 끌어올렸다. 근접비행은 천체의 중력을 이용해 공짜로 가속을 얻는 비행방식으로, 이렇게 '온 우주가 나서서 도와준 덕'에 뉴호라이즌스호는 3년을 단축해 지난 2015년 7월 14일 명왕성을 근접 통과했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

올 한 해에도 미지의 우주를 향한 인류의 도전은 계속됐다. 이중 각종 천체망원경을 통한 태양계 밖 외계행성의 발견은 인류에게는 언제나 흥미로운 소식이다. 지구와 같은 환경의 행성이 발견될 경우 외계생명체의 존재 여부, 더 나아가 먼 미래에 인류가 거주할 제2의 지구가 될 수도 있기 때문이다. 올해에 발견된 여러 외계행성 중 압권은 매우 작고 어두운 적색왜성인 트라피스트-1(TRAPPIST-1)를 도는 지구와 유사한 7개의 행성이 무더기로 발견된 것이다. 세계적인 과학저널 네이처는 이 발견을 올해의 10대 과학사건으로 선정했다. 또한 천문 관측 사상 가장 뜨거운 외계행성도 발견돼 학계를 달궜으며 우리나라의 한국천문연구원도 미 항공우주국(NASA)과 공동으로 지구의 질량과 유사한 외계행성 ‘OGLE-2016-BLG-1195Lb’를 발견해 '제2의 지구' 찾기에 한몫했다. 올 한해 발견된 신비로운 외계행성의 일부를 소개한다. - 지구형 행성 트라피스트-1 계 발견 지난 2월 새해부터 천문학계를 들썩이게 만든 발견이다. 지구에서 39광년 떨어진 곳에 위치한 '트라피스트-1'(TRAPPIST-1)은 매우 작고 어두운 적색왜성이다. 흥미로운 점은 이 작은 왜성이 무려 7개나 되는 지구형 행성을 거느리고 있다는 점. NASA 등 국제공동연구팀은 이 행성 7개의 반지름이 지구의 0.7∼1.1배, 질량은 지구의 0.4∼1.4배 범위로, 크기와 질량이 지구와 비슷하다고 결론지었다. 특히나 발견된 행성 중 3개는 액체 형태의 바다가 존재할 가능성이 있어 조심스럽게 외계 생명체가 존재할 가능성도 제기됐다. 그러나 이에 대한 후속연구는 비관적이다. 트라피스트-1 주변의 강력한 항성풍과 방사선 때문에 지구 같은 대기를 보존하기 어려울 것이라는 주장이 제기됐기 때문이다. 이에 따르면 주변 행성들이 대기를 잃어버려 화성처럼 춥고 생명체가 살기 힘든 건조한 행성이 될 가능성이 크다. - 얼음행성 OGLE-2016-BLG-1195Lb　　　 지난 4월 한국천문연구원과 NASA가 공동으로 한국 마이크로렌징 망원경 네트워크(KMTNet)를 이용, 1만 3000광년 떨어진 곳에 위치한 외계행성 'OGLE-2016-BLG-1195Lb'를 발견했다. 질량이 지구의 1.43배로 비슷한 OGLE-2016-BLG-1195Lb는 매우 어두운 항성인 'OGLE-2016-BLG-1195L'의 주위를 공전한다. OGLE-2016-BLG-1195L의 질량은 태양의 7.8% 수준의 매우 작고 차가운 별로, OGLE-2016-BLG-1195Lb는 이로부터 1.16AU(1AU는 지구와 태양 사이의 평균 거리) 떨어진 거리에서 공전하고 있다. 때문에 OGLE-2016-BLG-1195Lb의 표면온도는 명왕성보다도 낮을 것으로 추정되는 얼음 행성이다. - '핫' 뜨거운 행성 발견 지구에서 약 620광년 떨어진 곳에서 우리의 태양만큼이나 뜨거운 행성도 발견됐다. 역대 발견된 것 중 가장 뜨거운 외계행성의 이름은 'KELT-9b'로 표면온도가 4600K에 달하는 가스행성이다. 태양 표면온도가 6000K에 달하는 것과 비교하면 얼마나 뜨거운 지 알 수 있는 대목. KELT-9b의 질량은 목성의 2.88배·반지름은 1.89배로, 태양보다 2배 가까이 뜨거운 모항성 'KELT-9'를 공전한다. 미국 오하이오주립대와 덴마크 코펜하겐대 등이 공동으로 발견했으며 지난 6월 네이처에 연구논문이 발표됐다. 　 - NASA '행성사냥꾼'의 무더기 행성 사냥　 　 NASA의 '행성사냥꾼' 케플러 우주 망원경이 또다시 외계행성을 무더기로 찾아냈다. 지난 6월 NASA는 새 외계행성 후보를 219개나 발견했으며 이중 10개는 크기와 온도가 지구와 비슷해 잠재적으로 액체 상태 물과 생명체가 존재할 수 있는 행성으로 추측했다. 총 6억 달러가 투입된 케플러 미션은 지난 2009년 케플러 망원경이 우주로 발사되면서 시작됐다. 이 망원경에 '행성 사냥꾼'이라는 별명이 붙은 것은 제2의 지구를 찾는 것이 주임무이기 때문으로 지금까지의 임무 수행은 완벽했다. 현재까지 케플러 우주망원경은 총 4000개가 넘는 외계행성 후보를 발견했으며 연구팀은 아직도 그 데이터를 분석 중에 있다. 이중 크기와 온도가 지구가 비슷한 행성은 50여 개 정도다. - 작은 별도는 희한한 거대 행성 기존의 행성 형성 이론에 ‘도전장’을 던진 희한한 거대 행성도 발견됐다. 지난 11월 영국 워릭대학 연구팀은 목성만한 크기의 거대한 외계행성을 발견했다는 논문을 발표했다. 지구에서 약 600광년 떨어진 곳에 위치한 이 행성의 이름은 'NGTS-1b'. 이 행성은 목성같은 가스행성이지만 흥미롭게도 태양 크기의 절반만한 작은 별 'NGTS-1'의 주위를 돈다. 더욱 놀라운 점은 두 천체사이의 거리다. 지구와 태양 사이 거리와 비교하면 3% 밖에 되지 않을 정도로 바짝 붙어있다. NGTS-1의 공전주기는 지구시간 기준으로 불과 2.5일. NGTS-1b의 존재는 기존의 행성 형성 이론으로는 설명하기가 힘들다. 우리가 사는 태양계는 태초에 우주의 가스물질로 이루어진 성운이 자체 중력에 의해 수축하면서 그 중심에 태양이 형성되고 남은 물질이 뭉쳐져 행성이 됐다고 전문가들은 입을 모은다. 이는 여러 이론 중 학계에서 널리 받아들여지는 이론이지만 물론 증명할 수 없는 가설이다. 곧 NGTS-1b 같은 거대 행성이 이렇게 작은 별 주위에 어떤 과정을 통해 형성됐는지가 논쟁거리가 되는 것이다. - 이제는 인공지능이 행성발견도 ‘두뼘 우주’인 바둑을 정복한 인공지능(AI)이 이제는 진짜 우주도 접수할 기세다. 지난 12월 NASA는 케플러 우주망원경과 구글의 AI 기술을 활용해 ‘케플러-90계’에서 새 행성을 발견했다고 발표했다. 케플러-90계는 지구에서 2545광년 떨어져 있으며, 이중 7개의 행성은 과거에 관측됐으며 이번에 새롭게 '케플러-90i'가 발견됐다. 케플러-90i는 지구처럼 암석으로 이루어져있으나 표면 온도는 섭씨 426도에 달해 생명체가 살기엔 적합하지 않은 환경이다. 이번 발견이 의미가 있는 구글의 AI 기술이 활용된 점이다. 과거에는 케플러 우주 망원경이 수집한 데이터를 사람이 일일히 검증했으나 구글의 AI가 학습을 통해 해낸 것이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

2015년 명왕성(Pluto)을 근접통과한 탐사선 뉴호라이즌스에는 명왕성 발견자의 뼛가루가 캡슐에 담긴 채 실려 있었다. 명왕성은 1930년 2월 18일 미국 애리조나주 로웰 천문대의 신참 직원인 클라이드 톰보(1906~1997)에 의해 발견되었다. 톰보의 명왕성 발견 이야기를 하기 전에 반드시 알아야 할 사항이 있는데, 그것은 퍼시벌 로웰(1855~1916)이라는 인물이다. 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 X’라 불렀다. 1894년, 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. 로웰의 꿈은 14년 후 천문대의 신참인 고졸 출신 아마추어 천문가 클라이드 톰보에 의해 마침내 이루어졌다. 24살의 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 발견했던 것이다. 이 소식은 곧 AP통신의 전파를 타고 전 세계로 퍼져났으며, 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. 여담이지만, 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, 시골 청년은 망설임 없이 즉시로 저축한 돈을 긁어모아 몇날 며칠을 가야 하는 플래그스탭행 편도 기차표를 끊었던 것이다. 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 2400km로 지구의 달의 70%에 지나지 않는다. 태양으로부터 평균 약 60억km(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. 처음으로 명왕성을 방문한 탐사선은 NASA의 뉴호라이즌스다. 2006년 1월 19일 발사된 뉴호라이즌스는 목성의 중력을 이용하여 2015년 7월 명왕성에 도착했으며, 명왕성 표면으로부터 약 1만 2550㎞ 거리까지 근접비행하는 데 성공했다. 여기에는 명왕성 발견자 톰보의 뼛가루가 캡슐에 담긴 채 실려 있었다. NASA 과학자들이 이미 고인이 된 톰보의 뼛가루나마 명왕성을 방문하게끔 하고 싶었던 때문이다. 참으로 의리 깊은 후배들이라 하겠다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

인류 역사상 최초로 명왕성과 그 위성을 근접 관측한 뉴호라이즌스호는 계속해서 태양계의 가장자리를 행해 날아가고 있다. 그리고 2019년 1월 1일에는 카이퍼벨트 소행성인 2014 MU69를 관측할 예정이다. 카이퍼벨트는 해왕성 궤도 밖에 존재하는 수많은 얼음 천체의 모임으로 지금까지 망원경으로 그 존재를 확인했을 뿐 실제 근접 관측이 이뤄진 적이 없다. 따라서 과학자들은 뉴호라이즌스호의 관측 결과에 큰 기대를 걸고 있다. 하지만 그렇다고 과학자들이 탐사선이 도착하기만 기다리는 것은 아니다. 미항공우주국(NASA)과 여러 협력 기관의 과학자들은 뉴호라이즌스호 도착 이전에 이 천체의 데이터를 더 수집하기 위해 노력하고 있다. 학생들이 시험을 보기 전에 출제 경향을 미리 알고 있으면 공부하는 데 더 유리한 것처럼, 뉴호라이즌스호 역시 목표 소행성의 형태를 미리 알면 제한된 시간 동안 카메라를 포함한 관측장비를 어떻게 사용할지 효과적으로 준비할 수 있기 때문이다. 그런데 이 관측 과정에서 예상하지 못했던 흥미로운 사실이 밝혀졌다. NASA의 공중 천문대인 소피아(SOFIA·airborne Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy)가 지난 7월 관측에서 2014 MU69 주변에 작은 위성의 증거를 찾아낸 것이다. 사실 65억km나 떨어진 작고 어두운 소행성이므로 관측이 쉽지 않지만, 과학자들은 2014 MU69가 별빛을 가리는 현상을 관측해 위성의 증거를 발견했다. 더욱 흥미로운 점은 2014 MU69가 지름 30km가 넘지 않는 소행성이지만, 사실은 두 개의 소행성이 아령처럼 붙어서 만들어진 소행성일 가능성도 있다는 것이다. (사진) 물론 실제 모습은 근접 관측을 통해 검증해야 한다. 만약 달이 있는 것으로 입증되면 명왕성보다 더 먼 거리에서 발견된 가장 작은 위성이 될 전망이다. 이번 연구 결과는 멀리 떨어진 어두운 소행성을 세밀하게 관측할 수 있는 관측 기술을 시험하는 무대이기도 하다. 별빛을 가리는 현상을 이용한 소행성 관측 기법이 이렇게 먼 거리에서도 정확한지는 뉴호라이즌스호의 근접 관측 결과와 비교해보면 확인할 수 있다. 유용한 관측 기법으로 확인되면 카이퍼벨트와 더 먼 거리에 있는 소행성을 연구하는데도 널리 사용될 것으로 기대된다. 2014 MU69는 인류가 탐사선을 보낸 가장 먼 천체라는 점에서 한동안 특별한 존재가 될 것이다. 당분간은 이렇게 먼 장소까지 탐사선을 발사할 계획이 없는 데다, 발사해도 도착하는 데 아주 오랜 시간이 걸리기 때문이다. 그 진짜 모습이 어떨지 궁금한 것은 이를 연구하는 과학자만의 이야기가 아닐 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

순수·광기 넘나드는 연기 두각 이제 30대… “새 기회 생기겠죠 “서른이라 떠나가는 캐릭터가 있지 않냐고요? 제 스스로는 양심 있으면 교복은 못 입겠지, 하고 생각해요. 나이 들며 할 수 없게 되는 역할도 있지만, 그 나이대에 새로 할 수 있는 것 또한 생기겠죠. 아쉽지는 않아요.”문근영(30)이 영화배우로 복귀한다. 25일 개봉하는 미스터리 판타지 ‘유리정원’을 통해서다. ‘사도’(2015)에서 혜경궁 홍씨를 연기한 적이 있지만, 조연이었다. 영화 주연작으로 따지면 ‘사랑 따윈 필요 없어’ 이후 무려 11년 만이다. ‘명왕성’(2013), ‘마돈나’(2015)를 통해 독특한 연출 스타일을 선보이며 국내는 물론 해외 영화제에서 주목받았던 신수원 감독과 작업했다. 문근영은 한쪽 발이 불편한 과학도 재연을 연기한다. 엽록체를 이용한 인공혈액 ‘녹혈구’를 배양하는 생명공학 프로젝트에 파묻혀 사는 캐릭터다. 그러나 마음에 품었던 교수(서태화)와 후배의 배신으로 상처받고 어려서 살던 숲으로 돌아간다. 세상과 단절된 채 숲과 나무를 벗 삼아 홀로 연구를 이어 가던 그녀의 삶은 창작의 목마름에 우연히 그녀의 이야기를 쫓게 된 무명 소설가 지훈(김태훈) 때문에 흔들리게 된다. “시나리오를 봤을 때 소설을 읽은 느낌이었어요. 장면, 장면에 대한 이미지와 연상되는 느낌이 독특하고 매력적이었죠. 상처받으면서도 순수함을 지키려는 욕망을 갖고 있는 캐릭터에 마음이 많이 갔죠. 완성된 작품을 봤을 때 상상했던 것 이상으로 아름답고 예쁘게 다가와서 마음이 울컥했죠.” 문근영은 한없이 순수하지만, 후반부 들어서는 집착 또는 조금은 광기로 느껴질 수 있는 감정을 넘나든다. “동전의 양면처럼 순수와 광기는 맞닿아 있는 지점이 있다고 봐요. 훅훅 빠르게 변하기보다 자연스럽게 보이려고 노력했죠.” 1999년 아역으로 데뷔했으니 내년이면 연기를 시작한 지 20년째다. 이따금 돌아보긴 하는데 남는 게 없는 것 같다고 웃으면서도 가장 애착이 가는 캐릭터로 영화 ‘장화, 홍련’(2003)의 수연이, TV 드라마 ‘신데렐라 언니’(2010)의 은조를 꼽았다. 모두 터닝포인트가 된 작품이다. ‘장화, 홍련’은 배우로서의 존재감을 알렸다면 ‘신데렐라 언니’는 국민 여동생 이미지를 벗어나게 해 준 작품이다. 그러고 보니 한창 국민 여동생으로 사랑받았던 게 엊그제 같다. “이젠 국민 막내 이모, 국민 누나가 아닐까요? 최근 보면 군인분들이 동생이나 조카뻘이에요. 국민 여동생이라는, 대중이 만들어 준 타이틀이 나만의 것이었다면 좋았을 텐데 그러지 않아 조금 섭섭하기는 하지만 마냥 좋았던 것도 아니라 자연스럽게 받아들이고 있어요.” ‘유리정원’은 문근영의 20대 마지막이 담겨 있는 작품이다. 지난해 초여름 촬영이 이뤄졌다. 올해 초 ‘로미오와 줄리엣’을 통해 연극 무대에 섰다가 몸에 이상이 생겨 서울 공연만 마무리한 바 있다. ‘유리정원’이 올해 부산국제영화제 개막작으로 선정되어 영화제 일정으로 공식 활동을 재개한 문근영은 이제는 건강을 완전히 회복했다며 활짝 웃었다. 30대의 연기를 빨리 만나보고 싶지만 서둘러 연기를 재개하지는 않을 것으로 보인다. “우선 여행을 좀 다니고, ‘불의 여인 정이’ 때 배웠다가 뜸해진 도자기나 그동안 주저주저했던 스킨스쿠버를 배워 보려 해요. 좋은 작품을 만난다면 하겠지만 그게 아니라면 어떤 것이든 좀더 배워 저를 채우고 싶어요.” 홍지민 기자 icarus@seoul.co.kr

태양계 끝자락인 해왕성 너머에 위치한 왜소행성 ‘하우메아’(Haumea)에 고리가 있다는 사실이 밝혀졌다. 최근 스페인 안달루시아 천체물리학연구소 등 국제천문학연구팀은 하우메아의 고리 등 새로운 특징을 밝힌 연구결과를 국제학술지 ‘네이처’(Nature) 최신호에 발표했다. 하와이 신화에 등장하는 풍요와 출산의 여신에서 이름을 따온 하우메아는 '으깨진 계란'이라고 표현될 정도로 길쭉한 타원형이며 2000㎞ 정도의 지름을 가진 비교적 큰 천체다. 공전주기가 무려 284년 걸리는 먼 곳에 위치한 하우메아지만 특이하게도 자전주기는 3.9시간에 불과할 만큼 태양계 내에서 손꼽히는 빠른 속도로 움직인다. 이번에 국제 연구팀이 밝혀낸 하우메아의 고리는 적도 표면에서 약 1000㎞ 떨어진 곳에 위치해 있으며 반경은 2287㎞, 너비는 70㎞로 확인됐다. 지금까지 태양계 내에서 고리가 있는 것으로 확인된 천체는 대부분 행성이다. 아름다운 고리로 유명한 토성을 비롯 목성, 천왕성, 해왕성이 그 주인공이며 지난 2014년에는 소행성 ‘커리클로’(Chariklo)도 고리가 있다는 사실이 밝혀져 학계를 깜짝 놀라게 만들었다. 관측 결과에 따르면 커리클로는 이중 고리를 두르고 있으며 너비가 각각 7㎞, 3㎞, 궤도 반지름은 각각 39㎞, 405㎞로 확인됐다. 또한 이듬해에는 켄타우로스(Centaurs)의 소행성 '키론'(Chiron)도 토성같은 고리를 가지고 있을 가능성이 높다는 연구결과가 나와 더이상 고리가 행성 만의 전유물이 아님이 다시 확인됐다. 연구에 참여한 호세 루이스 오티스 박사는 "지난 1월 21일 세계 전역에 위치한 12대의 지상 망원경을 이용해 하우메아를 관측했다"면서 "당시 먼 곳에 떨어진 별 'URAT1 533-182543' 앞으로 하우메아가 지나가는 항성 엄폐(stellar occultation)가 이루어졌고 이 현상을 면밀히 관찰해 데이터를 얻었다"고 설명했다. 이어 "여기서 얻어진 자료를 바탕으로 하우메아의 크기, 모양, 밀도 등을 측정하는데 성공했다"고 덧붙였다. 그렇다면 어떻게 하우메아는 고리를 가지게 되었을까? 전문가들에 따르면 본래 하우메아는 지금보다 훨씬 덩치가 큰 천체였으나 다른 천체와의 충돌로 지금같은 모양을 가졌을 것으로 추정된다. 곧 하우메아의 고리 역시 대충돌 과정에서 생성된 것으로 보인다. 　 한편 왜소행성은 지난 2006년 국제천문연맹(IAU)이 새롭게 정의한 것으로 대표적인 비운의 주인공이 바로 명왕성이다. 왜소행성은 행성과 비슷하지만 가장 큰 차이점은 지구가 달을 거느리고 있는 것처럼 그 주위에서 지배적인 천체여야 한다. 왜소행성이 되기 위해서는 IAU의 총회를 거쳐 인정받아야 하는데 현재까지의 공식 왜소행성은 명왕성과 하우메아, 세레스(Ceres), 에리스(Eris), 마케마케(MakeMake)등 총 5개다. 　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국항공우주국(NASA, 이하 나사)의 뉴호라이즌스호는 명왕성의 놀라운 모습을 카메라에 담아 지구로 전송했다. 명왕성은 상상했던 것보다 훨씬 복잡한 지형을 지니고 있었으며 지질활동의 증거까지 존재했다. 당연히 과학자들은 예상치 못했던 얼음 평원과 산맥을 조사할 후속 탐사선을 구상하고 있다. 더 상세한 정보를 얻기 위해서는 명왕성 표면에 직접 착륙해 관측할 필요가 있기 때문이다. 하지만 명왕성 표면에 착륙하는 일은 매우 까다로운 과제다. 상식적으로 생각하면 달 착륙선처럼 그냥 로켓을 이용해서 착륙하면 될 것 같지만, 우주선의 무게와 발사 비용이 많이 증가하는 문제가 있다. 명왕성까지 거리가 매우 멀기 때문에 뉴호라이즌스호처럼 명왕성을 스쳐 지나가는 가벼운 탐사선을 보내는데도 적지 않은 비용이 들었다. 착륙 시 필요한 넉넉한 연료를 탑재한 탐사선의 비용은 감당이 어려운 수준일 것이다. 나사는 이 문제를 해결할 기발한 아이디어를 모으고 있다. 최근 공개된 한 아이디어는 실현 가능성은 다소 의문스럽지만, 기발하다는 점에서는 감히 비교할 대상을 찾을 수 없을 정도로 참신하다. 왜냐하면, 엔트리크래프트(entrycraft)라는 일종의 풍선을 이용해서 착륙하는 방법이기 때문이다. 명왕성에도 대기는 존재한다. 문제는 밀도가 너무 희박해서 사실 지구인의 관점에서 보면 거의 진공이나 다른 바 없다는 것이다. 따라서 화성 탐사선처럼 낙하산을 사용할 경우 낙하산이 제대로 펼쳐질지 장담이 어렵다. 이를 제안한 글로벌 에어로스페이스 (Global Aerospace Corporation, GAC)는 대형 풍선으로 이 문제를 해결했다. 명왕성 대기에 진입하면 최대 지름 80m의 풍선이 펼쳐지는데, 낙하산과 달리 안에 공기를 주입하면 펼쳐지는 건 문제 없다. 마치 기상 관측용 풍선처럼 거대하게 부풀어 오르면 희박한 대기에서도 항력(drag force. 기체를 잡아당기는 힘)이 작용해서 감속이 가능하다는 이야기다. 이 정도만 해도 반신반의한 이야기인데, 이 탐사선의 진정한 참신함은 그다음이다. 사실 이런 방식으로도 지표에 도달할 때 충분한 감속은 되지 않는다. 예상대로 되더라도 탐사선은 초속 50m의 빠른 속도로 지표에 도달한다. 이렇게 되면 명왕성의 표면 중력이 워낙 약하기 때문에 착륙선이 다시 튕겨 나갈 가능성이 크다. 그런데 이 탐사선은 이를 역이용해서 다시 수백km를 날아올라 명왕성 표면을 뛰어다니면서 관측을 시도한다. (개념도 참조) 제조사 측은 이렇게 하면 아주 작은 연료만으로도 착륙선을 명왕성 표면에 착륙시킬 수 있다고 주장하지만, 아무래도 이 주장은 더 검증이 필요해 보인다. 하지만 풍선 착륙선의 성공 가능성보다 우리가 더 주목해야 할 부분은 모든 가능한 아이디어를 들어보고 비교해보는 나사의 열린 자세다. 이 아이디어는 나사의 NIAC (NASA Innovative Advanced Concepts) 2017년 회의에서 공개되었으며 나사의 지원을 받고 있다. 이렇게 열린 자세로 모든 가능한 아이디어를 듣는 것이 우주 분야뿐 아니라 과학 전반에서 미국이 앞서가는 힘이 된 것이 아닐까? 우리는 이런 기상천외한 아이디어에 얼마나 관대한지 다시 한 번 생각해 볼 때다. 창의성과 혁신은 그것을 인정하는 분위기에서 가능하다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

미 항공우주국(NASA)의 소행성 탐사선 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)가 소행성을 향한 먼 길을 떠나면서 지구인에게 추석 선물을 보냈다. 바로 지구와 달을 한 프레임으로 잡은 다정한 형제 사진이다. 이 사진은 오시리스-렉스가 지구의 중력도움을 얻기 위해 스윙바이를 한 직후인 9월 26일(한국시간), 지구로부터 약 130만km 떨어진 우주공간에서 찍은 것이다. 이는 지구-달 사이 거리인 38만km의 3배쯤 되는 거리다. 오시리스-렉스는 소행성을 연구하고 표본을 지구로 가져오기 위해 2016년 9월 8일 발사된 탐사선으로, 목성 탐사선 주노, 명왕성 탐사선 뉴호라이즌스에 이은 뉴 프런티어 계획의 세 번째 탐사선이다. 오시리스-렉스의 행선지는 지구 근처를 도는 지구 근접 소행성 101955 베누(1999 RQ36)로, 여기에서 표본을 채취해 2023년 지구로 가져올 예정이다. 소행성의 물질은 태양계 생성 때의 원형 물질을 그대로 간직하고 있기 때문에 태양계의 형성과 진화, 나아가 생명의 기원인 유기물의 출처에 대한 정보를 갖고 있을 것으로 과학자들은 기대하고 있다. 오시리스-렉스가 베누에 도착하는 건 2018년 말경이며, 베누에 도착하면 1년 반 일정으로 베누 궤도를 돌며 관측하고 최소 3회 샘플 회수에도 도전한다. 샘플을 채취하는 방법은 소행성 표면에 질소 가스를 분사해 날아오는 파편을 회수하는 식이다. 계획대로라면, 2020년 7월, 소행성 표면에서 적어도 60그램의 샘플을 채취한 후 캡슐에 담는다. 캡슐은 2023년 9월 지구로 귀환, 낙하산을 타고 미국 유타주 사막에 내린다. 7년에 걸친 긴 미션이 되는 셈이다. 이 미션에 투입된 비용은 발사체 비용인 1억 8350만 달러를 포함하여 약 10억 달러(1조 1000억원)에 달한다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com