유럽우주국(ESA)의 목성 달 탐사선 주스(JUICE)는 'JUpiter ICy moons Explorer'의 준말이다. 목성은 태양계의 다섯번째 행성이자 가장 큰 행성으로, 태양계에 있는 다른 모든 행성들을 합한 질량의 2.5배에 이른다. 목성은 토성과 마찬가지로 거대 기체 행성으로, 주성분은 거의 수소이다. 현재까지 확인된 목성의 위성 수는 무려 67개에 이르는데, 그중에서 가장 유명한 위성은 역시 갈릴레오가 1610년 자작 망원경으로 발견한 4대 위성, 곧 갈릴레오 위성이다. 주스는 이중에서 이오만을 빼고, 유로파, 칼리스토, 가니메데 세 위성을 탐사할 목적으로 2022년 발사 추진 중에 있다. 아드리안5 우주선에 실려 발사될 예정인 주스는 금성과 지구의 중력 도움을 받아 가속을 얻어 외부 태양계로 향한다. 그래도 목성까지 가는 데만도 7.5년이 더 걸릴 것으로 보인다. 주스는 2030년 1월쯤에야 목성 궤도에 진입할 것으로 예측되고 있다. 그후 2.5년 동안 목성 궤도를 돌면서 목성의 대기와 자기장뿐 아니라, 세 위성에 대한 탐사를 수행하게 된다. '탐사활동 동안 칼리스토와 가니메데를 이용한 중력도움으로 주스의 선회 궤도가 결정될 것'이라고 ESA는 기자회견에서 밝혔다. 탐사선은 궤도 경사각을 30도 정도 올리기 위해 칼리스토에 대한 근접비행을 몇 차례 실시할 예정이다. 그러면 탐사선은 목성의 극지방을 관측할 수 있게 된다. 물론 근접비행 중에 칼리스토에 대한 관측도 할 것이다. 목성의 4대 위성 중 가장 큰 가니메데는 태양계 최대 위성으로 지름이 수성보다도 크다. 이 가니메데의 궤도를 도는 관측 미션은 모두 8개월 동안 실시될 예정인데, 주스는 이 얼음 위성에 대한 최초의 미션을 수행하는 탐사선으로 기록될 것이다. 미션이 종료되면 탐사선은 가니메데의 지표에 충돌함으로써 최후를 맞게 된다. 무인 탐사선을 이용한 목성에 대한 탐사는 그 동안 여러 차례 이루어져왔다. 파이어니어와 보이저, 갈릴레오 탐사선 등이 목성을 근접비행하거나 궤도를 돌면서 탐사를 수행했으며, 명왕성 탐사선 뉴호라이즌스는 2007년 목성 중력을 이용해 가속을 얻어 명왕성으로 향했다. 목성을 가장 최근에 탐사한 탐사선은 2016년 7월 4일 목성에 도달한 주노이다. NASA에서는 유로파 바다에서 생명체를 찾기 위해 탐사 로버를 빠르면 2031년 4월에 유로파에 착륙시킬 계획으로 있다. 현재 NASA는 2022년 초로 예정되어 있는 탐사선의 유로파 플라이바이를 기획하고 있는 중이다. ​이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

우주에는 매우 독특하고 신기한 형태를 가진 천체가 다수 존재한다. 마치 살아있는 심해 생물체처럼 보이는 독특한 성운도 그중 하나다. 위의 사진에서 보이는 꼬리를 가진 천체의 정체는 미국항공우주국(NASA)의 스피처 적외선 우주 망원경과 찬드라 X선 관측 위성이 관찰한 중성자별이다. 중성자별은 태양보다 무거운 별의 잔해가 뭉쳐서 생긴 천체이다. 백색왜성과 블랙홀 사이 질량을 가진 고밀도 천체로 이 중에는 자전에 따라 규칙적으로 강력한 에너지를 방출하는 펄서(Pulsar)가 있다. 펄서는 비교적 최근에 생성된 중성자별로 수초에서 밀리초(1/1000초)의 주기로 강력한 전파와 물질을 뿜어낸다. 펄서 주변의 가스가 이 과정에서 주변으로 퍼지면서 여러 가지 형태의 펄서풍 성운(PWN, Pulsar wind nebulae)을 만든다. 하지만 보통 지구에서 거리가 아주 멀기 때문에 그 세부적인 구조는 알기 어려운 경우가 대부분이다. 펜실베이니아주립대의 과학자들은 NASA의 스피처 및 찬드라 관측 위성을 이용해서 지구에서 800광년 떨어진 펄서인 게밍가(Geminga)와 3,300광년 떨어진 펄서 B0355+54를 관측했다. 여기서 연구팀은 주변으로 뻗어 있는 꼬리(tail) 구조를 확인할 수 있었다. 꼬리의 형성 원인은 강력한 자기장에 의해 펄서의 양 자전축 방향으로 가스의 제트가 뿜어져 나오는 것으로 생각된다. 그런데 이 펄서 자체가 한쪽으로 이동 중이기 때문에 성간 가스와의 상호 작용 때문으로 한쪽으로 꺾인 모습을 하게 된 것이다. 동시에 펄서 주변 가스 역시 펄서의 이동에 따라 가운데 꼬리를 만들게 된다. 다만 게밍가는 지구에서 바라볼 때 위에서 내려보는 방향이라 세 개의 꼬리가 잘 보이고 B0355+54는 측면에서 보기 때문에 꼬리가 하나밖에 보이지 않는 차이다. 이 꼬리의 길이는 태양 - 명왕성 거리의 1,000배에 달한다. 두 펄서는 모두 생성된 지 50만 년 정도밖에 되지 않은 젊은 펄서로 초당 5회가량 자전하며 우주를 여행하고 있다. 비록 우리가 맨눈으로 볼 수는 없지만, 독특한 꼬리를 만들면서 지나가는 펄서의 모습은 우주의 또 다른 신비다. 사진=독특한 꼬리를 지닌 중성자별(위)와 개념도(아래) 출처: NASA/JPL-Caltech 등 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

태양계 끝자락 머나먼 곳에 위치한 명왕성의 컬러 지도가 공개됐다. 지난 20일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 가시광으로 보는 것과 비슷한 명왕성의 컬러 지형도를 홈페이지를 통해 공개했다. 이 지형도는 지난 2015년 7월 명왕성을 근접 통과한 뉴호라이즌스호가 촬영한 데이터를 모아 만든 것이다. 지구의 지형도처럼 세밀하지는 않지만 전반적인 명왕성의 모습이 한눈에 들어오는 정도. 사진을 보면 지형도 중앙에는 명왕성의 상징인 하트 모양의 스푸트니크 평원(Sputnik Planitia)이 자리하고 있다. 다만 지형도 중앙을 제외하고 가장자리는 희미하게 보이는데 이는 뉴호라이즌스호가 촬영한 데이터가 부족하기 때문이다. 공개된 지형도가 볼품없어 보이기도 하지만 뉴호라이즌스호는 명왕성을 잠시 스쳐가기 위해 무려 9년 6개월을 날아갔다. 지금은 명왕성 탐사를 마치고 ‘연장 근무’ 중인 뉴호라이즌스호는 현재 명왕성에서도 무려 16억km 떨어진 소행성 2014 MU69를 향해 날아가고 있다. 탐사선이 시속 5만km의 속도로 차질없이 날아가면 오는 2019년 1월 2014 MU69를 근접 통과한다. 얼음으로 이루어진 소행성인 2014 MU69는 지름 48km의 작은 크기로 카이퍼 벨트에 위치한 속성상 태양계 탄생 초기 물질로 이루어져 있을 것으로 보인다. 　 사진=NASA/JHUAPL/SwRI　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

머나먼 미래에 우리가 우주선을 타고 명왕성에 다가간다면 이같은 모습을 볼 수 있을 것 같다.　 지난 20일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 뉴호라이즌스호가 촬영한 명왕성의 생생한 모습을 영상으로 공개했다. 단 1분 47초짜리 영상에는 점에서 시작해 마치 명왕성 표면에 착륙하는 느낌을 줄 정도로 표면에 근접한 모습이 담겨있다. 명왕성의 상징인 하트 모양의 스푸트니크 평원 모습과 마치 뱀가죽 같은 표면의 특징이 경탄을 자아낼 정도. 이 영상은 지난 2015년 여름 뉴호라이즌스호가 6주 동안 명왕성에 접근하며 촬영한 100장 이상의 이미지를 합쳐 만든 것이다. 　 채 2분도 안되는 영상이지만 이 장면을 촬영하기 위해 뉴호라이즌스호는 무려 9년 6개월을 날아갔다. 지금은 명왕성 탐사를 마치고 '연장 근무' 중인 뉴호라이즌스호는 명왕성에서도 무려 16억 km 떨어진 소행성 2014 MU69를 향해 날아가고 있다. 탐사선이 시속 5만 km의 속도로 차질없이 날아가면 오는 2019년 1월 이곳 2014 MU69를 근접 통과한다. 얼음으로 이루어진 소행성인 2014 MU69는 지름 48km의 작은 크기로 카이퍼 벨트에 위치한 속성상 태양계 탄생 초기 물질로 이루어져 있을 것으로 보인다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

왜소 행성 세레스는 지름 1,000km로 작은 소행성의 집단인 소행성대에서 가장 큰 천체다. 과학자들은 세레스의 구성물질과 기원에 대해서 많은 논쟁을 벌였는데, 던 탐사선 덕분에 많은 정보를 수집해서 세레스의 독특한 지형과 내부 구조를 파악할 수 있게 됐다. 그런데 뜻밖의 관측 장비에서 세레스의 비밀에 대한 중요한 정보가 나왔다. 보잉 747SP를 개조해서 2.5m 구경의 적외선 망원경을 탑재한 미 항공우주국(NASA)의 성층권 관측 망원경인 소피아(SOFIA·Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy)는 세레스의 표면이 사실 세레스에서 기원한 물질이 아니라 세레스 밖에서 온 물질로 덮여 있다는 사실을 밝혀냈다. 소피아의 중간 적외선 스펙트럼 분석 결과는 세레스 표면에 매우 작은 입자로 되어 있는 규산염 광물인 휘석(pyroxene)이 풍부하다는 사실을 밝혀냈다. 그런데 그 아래 물질은 물과 탄소가 풍부한 다른 물질로 구성되어 있었다. 이는 실제로 세레스 표면에 작은 암석의 고운 먼지가 덮여 있음을 시사한다. 이 먼지의 기원은 소행성들의 충돌로 인해 발생한 성간먼지(interplanetary dust)와 작은 운석 입자로 생각된다. 과거 과학자들은 세레스를 C형 소행성으로 분류했지만, 실제 스펙트럼 분석 결과는 다른 C형 소행성과 다르게 나타났는데, 이제 그 이유가 밝혀진 것이다. 재미있는 사실은 이렇게 표면이 다른 천체에서 기원한 물질로 되어 있는 태양계 천체들이 더 있다는 것이다. 대표적으로 밝은 부분과 어두운 부분이 존재해서 두 얼굴의 위성으로 불리는 토성의 위성 이아페투스나 붉은색의 물질로 덮인 명왕성의 위성 카론이 있다. 이들은 주변의 다른 천체에서 기원한 물질이 표면을 덮고 있다. 이제 여기에 세레스도 포함된 셈이다. 겉과 속이 다르거나 두 얼굴을 지녔다는 것은 사람에서는 좋지 않은 의미이다. 하지만 과학자들에게 세레스처럼 표면층이 다른 천체에서 기원한 천체는 매우 흥미로운 연구 대상이다. 미래에 세레스 표면에 착륙선을 보낸다면 이 고운 먼지 입자에서 태양계의 역사와 진화에 대한 중요한 정보를 얻을 수 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

미 항공우주국(NASA)의 허블 망원경이 미지의 영역을 날고 있는 보이저 1, 2호의 여정을 담은 로드 맵을 ​공개했다. 인류가 우주로 띄워보낸 ‘병 속 편지’ 보이저 1호는 2017년 1월 현재 지구로부터 약 206억km 떨어진 우주 공간을 날고 있는 중이다. 보이저 1호가 지구를 떠난 것이 지난 1977년 9월 5일이니까, 올 9월이면 꼬박 만 40년을 날아가고 있는 셈이다. 총알 속도의 17배인 초속 17km의 속도로 날아가고 있는 보이저 1호는 인간이 만든 물건으로는 가장 우주 멀리 날아가는 기록을 세우고 있는 중이다. 이 거리는 초속 30만km인 빛이 달리더라도 19시간이 넘게 걸리며, 지구-태양 간 거리의 138배(138AU)가 넘는 거리다. 탐사선의 전력이 바닥나는 2030년까지 보이저 호는 탐사활동을 계속하며 지구와 교신을 이어갈 것으로 보인다. 또한 전력이 끊어진 후에도 허블 망원경은 계속 보이저의 항로를 따라가며 관측활동을 계속할 것이다. 보이저 1호가 태양계를 벗어나 성간공간으로 진입한 것은 2012년 8월로, 탐사선을 스치는 태양풍 입자들의 움직임으로 확인되었다. 인류의 우주탐사 꿈을 싣고 한 세대를 지나는 세월 동안 고장 한번 나지 않은 기적의 항해를 이어가고 있는 보이저 1호는 목성, 토성을 지나며 보석 같은 과학 정보들을 지구로 보낸 후, 인류 역사상 처음으로 태양계를 벗어나 미지의 영역인 ‘검은 우주’ 속으로 돌진하고 있는 것이다.​ 현재 미션은 태양권 계면 탐사와 및 태양풍, 성간물질 입자 관측이다. 보이저 1, 2호의 주요 미션은 목성과 토성 탐사였다. 지난 30여 년간 보이저 1호가 보내온 각종 영상과 데이터는 태양계에 대한 인간의 인식을 넓혀주었다. 목성의 위성 이오에서 화산활동이 있다는 사실을 발견했으며, 토성의 고리가 복잡한 구조를 가지고 있다는 것도 최초로 확인해주었다. 뿐만 아니라, 1980년엔 최초로 완벽한 태양계 가족사진을 촬영했다. 태양계 가장자리에서 돌아본 지구의 모습과 태양계 풍경을 최초로 인류에게 보여준 감동적인 사진으로, 지구에서 62억km쯤 떨어진 명왕성 궤도 부근에서 찍어보낸 그 유명한 지구 사진, 흑암의 무한 공간 속에 한낱 먼지처럼 부유하는 ‘창백한 푸른 점’도 보이저 1호의 작품이다. ​ 보이저 항로 동행하는 허블 망원경 웨슬리언 대학의 천문학자 세스 레드필드는 “보이저호가 우주공간에서 직접 관측한 자료와 허블 망원경으로 수집한 자료를 비교 분석해볼 수 있는 엄청난 기회"라면서 “보이저의 항로에 비해 허블 망원경을 통한 관측은 보다 넓고 먼 영역을 아우를 수 있다"고 설명했다. 허블 망원경으로 수집한 정보를 분석한 결과, 태양계 너머의 성간공간은 갖가지 입자들과 수소 분자가 뒤섞인 구름들이 여기저기 떠돌고 있음을 보여주었다. 또한 태양권 계면이라고 불리는 태양계 경계에 이르면 태양풍의 영향과 성간풍의 영향이 거의 같아진다는 사실을 알려주었다. 태양계를 감싸고 있는 태양권(heliosphere)은 태양풍에 의해 지배되고 있는 영역으로, 거대한 자기권을 형성하고 있다. 주로 양성자(수소의 원자핵)와 전자로 구성되고, 태양 코로나 안에서 초속 400km까지 가속되는 고에너지 입자군인 태양풍은 태양의 자전에 실려 확대되기 때문에, 소용돌이를 그리면서 밖으로 퍼져 나가고 있다. 이 태양풍과 태양계 외부의 항성에서 오는 항성풍의 압력이 서로 상쇄되는 경계가 바로 태양계의 경계가 되는 셈이다. 초음속의 태양풍 흐름이 갑자기 느려지는 영역을 말단 충격(termination shock)이라 하는데, 여기가 태양계의 가장 바깥 언저리라 할 수 있다. 그 바깥쪽으로는 태양권 계면(heliopause)이 시작된다. 태양권 계면 바깥에는 뱃머리 충격파 지역이 있는데, 이 지역은 태양권 계면과 성간매질의 상호작용이 격렬해지는 곳이다. 인간의 모든 신화와 문명에서 절대적 중심이었던 태양, 그 영향권으로부터 최초로 벗어나 호수와도 같이 고요한 성간 공간을 주행하고 있는 722㎏짜리 인간의 피조물인 보이저 1호의 몸통에는 이색적인 물건 하나가 부착되어 있다. 지구를 소개하는 인사말과 영상, 음악 등을 담은 골든 레코드가 바로 그것이다. ​혹시 있을지도 모를 외계인과의 만남을 대비해 지구를 소개하는 갖가지 정보를 담은 레코드를 만들어 보이저에 실었던 것이다. 이 음반을 보이저 호에 동봉하자는 아이디어를 낸 사람은 ‘코스모스’의 저자인 천문학자 칼 세이건(1934~1996)이었다. ​세이건은 일찍이 “이 우주에 지구에만 생명체가 존재한다면 엄청난 공간의 낭비”라고 말하며 외계인의 존재를 강력히 믿었다. 그리하여 그와 뜻을 같이하는 과학자들이 모여 지구를 대표할 수 있는 사진과 음악, 소리를 선정해서 ‘우리가 여기에 있다’는 메시지를 골든 레코드에 담아냈던 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

외계행성 발견은 지구 행성인들에게 언제나 흥미로운 소식이다. 특히 올해는 이제껏 발견된 것보다 갑절이나 되는 외계행성들을 태양계 바깥에서 발견해 한층 화제가 되었다. 그중 지구와 가장 비슷한 외계행성으로 보이는 프록시마b 의 발견은 단연 압권이었다. 두 개의 태양을 갖고 있는 프록시마b를 포함해 중요한 외계행성 '톱 5'를 살펴보도록 한다. 1. 지구의 우주 이웃​ 지난 8월 태양에서 가장 가까운 항성인 프록시마 센타우리를 공전하는 프록시마b라는 외계행성이 발견되었다. 이 행성은 지구 질량의 약 1.3배로, 지구로부터 4.22광년 거리에 있다. 더 중요한 사실은 이 행성이 생명거주 가능지역의 궤도를 돌고 있다는 점이다. 이는 곧 프록시마b 표면에 물이 액체상태로 존재할 수 있을 만큼 온도가 적정하다는 뜻이다. 따라서 이 바위 행성에는 생명체가 서식하고 있을 가능성이 높다고 과학자들은 생각하고 있다. 2. 제9 행성(Planet Nine) 태양계 변두리인 카이퍼 벨트에 있을 거라고 예측되던 거대한 얼음의 세계인 플래닛9의 발견이 눈앞에 다가온 것으로 보인다. 플래닛9는 질량이 지구 10배를 웃돌며, 평균기온은 섭씨 -226도 정도로 보인다. 천문학자들은 지난 1월 이 행성이 발견될 가능성이 있음을 발표했으며, 10월에는 앞으로 16개월 이내에 발견될 것이라고 예측했다. 천문학자들은 수학적인 모델과 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해 이 행성의 정확한 위치를 결정할 예정이다. 공전주기는 1~2만 년, 태양과의 거리는 320억~1600억km에 달하는 것으로 보이며, 중심은 암반으로 되어 있고 대기층과 옅은 가스층으로 구성되어 있을 것이라고 추정된다. 만약 이 행성이 발견된다면 2006년 국제천문연맹(IAU) 총회에서 분류법 변경에 따라 카이퍼 벨트 내의 천체 중 하나라고 결론나면서 왜소행성으로 분류된 명왕성을 대신하여 플래닛9가 태양계 9번째 행성으로 인정받을 가능성이 높아졌다. 3. 새로 발견된 외계행성 1284개 지난 5월 천문학자들은 새로운 외계행성이 모두 1284개가 발견되었다고 발표했다. 이는 이제껏 외계행성 사냥에서 가장 많은 양이 외계행성 목록에 오른 것이라고 밝혔다. 발견된 외계행성 중 9개는 암석행성으로, 생명체가 서식하고 있을 가능성이 있다. 외계행성 탐색은 케플러 우주망원경으로 이루어지는데, 행성이 그 모항성 앞을 지날 때 별빛을 가림에 따라 일어나는 광도의 변화를 감지해 외계행성의 존재를 발견한다. 지금까지 발견된 외계행성의 수는 모두 3439개에 이른다. 미항공우주국(NASA) 관계자는 "이로써 우리 태양과 비슷한 별 주위를 도는 외계행성 중 제2의 지구를 발견할 수 있다는 희망을 가지게 되었다"고 말했다. ​ 실제로 케플러-1638b와 케플러-1229b는 지구와 가장 닮은 행성으로서, 생명서식 가능지역의 궤도를 돌고 있다. 4. 역대 최대 크기 떠돌이 행성 2MASS J2126라는 이름의 거대 외계행성이 모항성에서 무려 1조km 떨어진 궤도를 돌고 있는 것이 발견되었다. 이제껏 발견된 항성계 중 최대에 속한다. 이 행성이 모항성으로부터 너무나 멀리 떨어져 있어 천문학자들은 처음엔 모항성 없이 우주를 떠도는 '떠돌이' 행성인 줄 알았다. 이 행성의 궤도와 모항성 간의 거리를 태양계와 비교해보면, 태양-지구간 거리의 7000배에 해당하며, 태양-명왕성 간 거리의 약 200배에 달하는 엄청난 거리로, 이 거대한 가스 행성이 모항성의 둘레를 한 바퀴 도는 데는 무려 90만 년이나 걸린다. 5. 모항성 하나에 외계행성 셋 지난 5월, TRAPPIST-1이라고 불리는 외계 항성계가 발견되었다. 거리는 지구로부터 40광년 떨어진 곳이다. 이 항성계의 특징은 모항성이 아주 작고 차가운 왜성이며, 그 둘레를 도는 3개의 행성이 생명거주 가능 행성일 확률이 높다는 점이다. TRAPPIST-1 왜성은 우리 태양에 비해 밝기는 약 2000분의 1, 온도는 2분의 1 이하다. 질량은 태양의 12분의 1, 지름은 8분의 1 정도로, 목성보다 조금 더 큰 별이다. 이 기묘한 별은 칠레에 있는 TRAPPIST(TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope) 망원경으로 발견되었는데, 이 별을 공전하는 3개의 행성들은 모두 지구의 약 10분의 1 크기에 지나지 않는다. 이 항성계의 발견은 아주 차가운 왜성으로 이루어진 항성계로는 최초의 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

2016년은 과학계에 풍성한 이야깃거리가 만들어진 한 해였다. 2월에는 ‘중력파’ 검출로 아인슈타인 100년의 수수께끼가 풀렸다는 소식이 들려왔다. 곧이어 바둑 고수와의 대결에서 압승을 거둔 인공지능 부상의 현장을 놀라움과 두려움의 시선으로 지켜보게 됐다. 11월에는 괴짜 기업가 도널드 트럼프가 미국의 제45대 대통령으로 당선되는 이변도 있었다. 전 세계 과학기술 분야의 정책 방향을 직간접적으로 좌지우지하는 미국 대통령이 된 트럼프는 선거운동 기간 내내 과학분야에 대한 무관심과 무지로 일관했다. 그의 당선으로 전 세계 과학계는 ‘시계(視界) 제로(0)’ 상태에 빠졌다. 2017년 전 세계 과학계에는 어떤 일이 일어날까. 세계적 과학학술지 ‘네이처’는 최근 ‘2017년 우리가 주목해야 할 과학 이벤트’를 선정해 발표했다. 네이처는 지난해에 이어 올해도 ‘기후변화’와 관련한 이슈들을 가장 주목해야 할 사건으로 꼽았다. 미국의 차기 대통령 트럼프는 오바마 정부의 지구 온난화 방지 약속을 철회하고 지난해 합의돼 올해 114개국이 발효한 파리기후협정을 탈퇴하겠다는 뜻을 내비쳤다. 미국 기후변화 정책이 중대 기로에 섰다는 이야기가 나오는 이유다. 더군다나 최대 온실가스 배출국으로 지목받고 있는 중국 정부가 내년 하반기부터 탄소배출권 거래제도를 전면 시행하기로 결정하면서 탄소배출량도 감소세로 돌아서게 되면 전 세계 기후변화 정책의 주도권이 중국으로 넘어갈 가능성이 높다고 네이처는 전망하기도 했다. 게다가 트럼프는 대선 운동기간 내내 과학에 대한 ‘무관심’ 아니면 ‘돈 되거나, 안 되거나’라는 이분법적 잣대를 강조하면서 전 세계 과학계의 우려를 증폭시켰다. 실제로 미국 항공우주국(NASA)의 기후 연구나 심우주 탐사처럼 과학적 호기심 차원에서 접근하는 연구 예산은 삭감하고 우주운송 같은 사업분야에 집중해야 한다고 주장하는가 하면 인간배아줄기세포 연구 금지를 시사하기도 했다. 대통령으로 취임하는 2017년이 되면 그의 한 마디, 트윗 한 줄에 전 세계 과학기술계가 요동칠 수 있을 것으로 보인다. ●중국 무인 달탐사선 ‘창어’ 5호 발사 내년은 우주과학 및 천문학계에서 중요한 한 해가 될 것이라고 네이처는 전망했다. 중국 국가항천국(CNSA)은 2017년 상반기 중에 무인 달탐사선 ‘창어’(嫦娥) 5호 발사를 예정하고 있다. 주요 임무는 달에서 2㎏가량의 암석과 토양을 채취해 지구로 귀환하는 것이다. 중국 달 탐사 계획 3단계에 해당하는 창어 5호의 임무 성공은 달의 형성과 진화 과정을 밝혀내는 데 중요한 역할을 하게 될 것이다. 또 1997년 10월 발사돼 2004년 토성 궤도에 진입한 토성 탐사선 ‘카시니호’는 이달 초 토성고리 근접 접근에 성공했고 내년 3, 4월에 토성 상층 대기의 정밀한 정보를 지구로 전송하는 ‘그랜드 파이널’ 임무를 완수한 다음 충돌해 역사 속으로 사라지게 된다. 전 세계 9개의 대형 전파망원경을 하나로 묶어 지구 지름보다 약간 작은 지름 1만㎞의 단일망원경 시스템으로 구성한 ‘이벤트 호라이즌 망원경’(EHT)이 내년 4월 세계 최초로 은하수 중심에 있는 거대질량 블랙홀을 직접 촬영하게 된다. ‘사건의 지평선’이라고 불리는 이벤트 호라이즌은 아인슈타인의 일반상대성이론에서 예측한 존재로 블랙홀의 중력이 빛과 물질의 탈출을 막는 시공간의 경계선을 말한다. 블랙홀 촬영에 성공한다면 일반상대성이론을 실증하고 베일에 싸여 있는 블랙홀의 움직임을 영상으로 보면서 설명이 가능해질 것으로 예상되고 있다. ●‘플래닛 나인’ 연말쯤 정체 드러날 듯 ‘플래닛 나인’으로 불리는 태양계 9번째 행성의 정체도 내년 연말쯤에 드러날 것으로 전망됐다. 올 1월 미국 캘리포니아공대(칼텍) 연구진은 지구 질량의 10배, 크기는 3.7배가 되며 태양을 2만년 주기로 공전하는 9번째 태양계 행성의 가능성을 발표했다. 이 플래닛 나인은 명왕성이 있는 카이퍼벨트 영역에 존재하며 내부는 얼음으로 꽉 찬 ‘얼음 행성’으로 추정되고 있다. 아직 지구에서 관측된 적은 없지만 내년 12월 NASA에서 발사할 예정인 외행성관측위성(TESS) 망원경으로는 관측이 가능할 것으로 보인다. 이 밖에도 최첨단 유전자 교정기술인 크리스퍼 유전자 가위 기술을 둘러싼 특허 소송, 양자컴퓨터 기술의 상용화를 앞당길 수 있는 실험, 면역세포를 이용한 세계 최초의 암치료제 출시 등도 우리가 관심을 가져야 할 과학적 사건으로 꼽혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

보이저 1호와 2호와 뉴호라이즌스호 같은 나사의 탐사선 덕분에 우리는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 명왕성과 그 위성의 생생한 사진을 볼 수 있습니다. 그런데 그 먼 거리에서 이 사진을 어떻게 보내오는 것일까요? 뉴 호라이즌스호는 지구에서 49억km 떨어진 지점에서 데이터를 전송해 명왕성과 그 위성들의 모습을 알려왔고 보이저 2호는 2016년 10월에 지구에서 168억km 지점을 지나고 있음에도 불구하고 아직도 통신이 가능한 상태입니다. 이를 가능하게 한 것은 나사의 딥 스페이스 네트워크(Deep Space Network·DSN)입니다. 딥 스페이스 네트워크는 태양계 탐사 초기와 아폴로 프로젝트 기간 건설된 나사의 안테나 네트워크입니다. 그 시작은 미국이 첫 위성을 발사한 1958년으로 거슬러 올라갈 수 있습니다. 당시에 사용되던 무선 통신 방법으로는 우주에 있는 통신 위성은 물론 달이나 화성, 금성 등으로 발사하는 초기 탐사선과 교신할 수 없었기 때문에 나사는 캘리포니아 골드스톤, 스페인 마드리드, 호주의 캔버라 세 장소에 거대한 안테나 네트워크를 구축했습니다. 이렇게 세 곳에 안테나를 구축하면 지구의 자전과 관계없이 태양계 모든 장소에서 통신할 수 있기 때문입니다. 1960년대와 70년대를 거쳐 나사의 딥 스페이스 네트워크는 목성 궤도 너머의 먼 장소까지 통신이 가능한 능력을 확보했습니다. 이를 통해서 우리는 목성, 토성, 해왕성, 천왕성의 모습과 그 위성의 생생한 사진을 볼 수 있었습니다. 이 통신에 사용되는 주파수는 S 밴드(2.29-2.30GHz)와 X 밴드(8.40-8.50GHz), Ku 밴드 (31.8-32.3GHz)로 뉴호라이즌스호의 경우 X 밴드, 보이저 2호의 경우 S 밴드와 X 밴드를 사용합니다. 직진성이 강한 고주파수 전파를 이용해서 우주선과 지구 안테나 방향으로 전파를 보내는 것이죠. 하지만 그래도 문제는 있습니다. 거리 때문에 신호가 너무 약해서 잡음과 구분이 매우 어렵다는 것이죠. 이 문제는 강력한 출력을 지닌 지상 안테나보다 우주선에서 지구 방향으로 보내는 무선 전파에서 더 심각합니다. 우주선의 동력원인 원자력 전지(RTG)는 출력이 약해서 안테나에 할당할 수 있는 출력은 최고 20W입니다. 그리고 이 전파를 목성 궤도에서 발사할 경우 지구에 도달할 때는 지구 지름의 1000배 정도로 퍼지게 됩니다. 그 결과 70m 지름의 딥 스페이스 네트워크 안테나에 잡히는 신호도 손목시계에 필요한 에너지의 200억 분의 1에 불과한 수준까지 낮아집니다. 이를 다른 전파신호는 물론 기타 잡음과 분리하는 일은 첨단 기술은 물론 상당한 시간을 필요로 합니다. 우주선에서 보내는 각 전파 신호는 제대로 된 신호가 맞다는 확인용 디지털 코드가 함께 들어 있습니다. 그리고 같은 신호를 반복해서 보내는 것이죠. 지구에서는 이를 하나씩 확인해서 하나의 화소(픽셀)을 확인하고 이를 모아서 전체 사진을 재구성합니다. 이 과정은 매우 오랜 시간이 걸려서 명왕성 부근에서 전송 속도는 1kbit/s에 불과합니다. 뉴호라이즌스호의 데이터를 모두 보내오는 데 무려 15개월이 걸린 이유입니다. 따라서 탐사선 내부에는 저장 장치가 있어 일단 사진을 찍어 디지털 신호로 저장한 후 지구로 천천히 전송하게 됩니다. 뉴호라이즌스호는 일종의 SSD 같은 디지털 저장장치가 있는데 용량은 8Gb 정도입니다. 반면 보이저 우주선은 오래된 우주선답게 64KB의 테이프 저장장치를 사용합니다. 사실 속도와 관계없이 이렇게 먼 거리에서 통신할 수 있다는 것만으로도 현대 기술의 기적 가운데 하나일 것입니다. 물론 기술은 더 발전할 것이고 인류는 더 먼 우주를 탐사할 것입니다. 언젠가 다른 별과 그 주변 행성을 사진을 찍어 지구로 전송할 우주선도 등장하게 될 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

지난해 7월 미 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스호가 무려 9년 6개월을 날아가 목적지인 명왕성에 도착했다. 당시 뉴호라이즌스가 지구로 보내온 명왕성의 진짜 모습은 우리에게 큰 경탄을 남겼고 인류의 우주 도전사는 새로운 장을 열었다. 이후 뉴호라이즌스호는 주위 위성을 지나쳐 소행성 ‘2014 MU69’라는 새로운 목적지를 향해 가는 중이다. 이렇게 뉴호라이즌스의 명왕성 탐사 임무는 모두 끝났지만 사실 다 끝난 것은 아니었다. 지난 27일(이하 현지시간) NASA 측은 뉴호라이즌스가 보내온 명왕성의 마지막 탐사 데이터가 25일 모두 무사히 도착했다가 밝혔다. 15개월 전 뉴호라이즌스가 촬영한 데이터가 지금에서야 도착한 것은 명왕성과의 먼 거리와 느린 데이터 전송 속도 탓이다. 뉴호라이즌스는 지구까지 작은 용량의 사진 한 장 보내는데도 최소 4시간 이상이 걸린다. 이는 탐사선이 지구와 56억 7000만㎞나 떨어져 있기 때문으로 LTE 전송속도의 10만 분의 1 수준이라는 것이 NASA의 설명. 당시 뉴호라이즌스는 명왕성에 근접비행하며 얻을 수 있는 최대한 많은 양의 데이터를 남겼고 이를 자체 DB에 저장했다. 그리고 프로그램에 따라 먼저 보내야 할 데이터를 지구로 전송했다. 곧 우리가 제일 먼저 접했던 명왕성의 진짜 모습은 전송 우선 순위에 따라 뉴호라이즌스가 촬영해 먼저 지구로 보낸 것이다. NASA 측은 뉴호라이즌스가 보내온 마지막 데이터를 과학적 '노다지'(pot of gold)로 표현했다. 뉴호라이즌스 수석 연구원 알란 스턴 박사는 "명왕성 관련 이미지와 수많은 데이터가 모두 무사히 날아와 다운로드됐다"면서 "명왕성의 기원과 진화를 이해하는데 큰 도움을 줄 것"이라고 밝혔다. 한편 명왕성 탐사를 마치고 연장 근무 중인 뉴호라이즌스호는 명왕성에서도 무려 16억 km 떨어진 소행성 2014 MU69로 날아가고 있다. 탐사선이 시속 5만 km의 속도로 차질없이 날아가면 오는 2019년 1월 이곳 2014 MU69를 근접 통과한다. 얼음으로 이루어진 소행성인 2014 MU69는 지름 48km의 작은 크기로 카이퍼 벨트에 위치한 속성상 태양계 탄생 초기 물질로 이루어져 있을 것으로 보인다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난해 7월 미 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스호가 무려 9년 6개월을 날아가 목적지인 명왕성에 도착했다. 당시 뉴호라이즌스가 지구로 보내온 명왕성의 진짜 모습은 우리에게 큰 경탄을 남겼고 인류의 우주 도전사는 새로운 장을 열었다. 이후 뉴호라이즌스호는 주위 위성을 지나쳐 소행성 ‘2014 MU69’라는 새로운 목적지를 향해 가는 중이다. 이렇게 뉴호라이즌스의 명왕성 탐사 임무는 모두 끝났지만 사실 다 끝난 것은 아니었다. 지난 27일(이하 현지시간) NASA 측은 뉴호라이즌스가 보내온 명왕성의 마지막 탐사 데이터가 25일 모두 무사히 도착했다가 밝혔다. 15개월 전 뉴호라이즌스가 촬영한 데이터가 지금에서야 도착한 것은 명왕성과의 먼 거리와 느린 데이터 전송 속도 탓이다. 뉴호라이즌스는 지구까지 작은 용량의 사진 한 장 보내는데도 최소 4시간 이상이 걸린다. 이는 탐사선이 지구와 56억 7000만㎞나 떨어져 있기 때문으로 LTE 전송속도의 10만 분의 1 수준이라는 것이 NASA의 설명. 당시 뉴호라이즌스는 명왕성에 근접비행하며 얻을 수 있는 최대한 많은 양의 데이터를 남겼고 이를 자체 DB에 저장했다. 그리고 프로그램에 따라 먼저 보내야 할 데이터를 지구로 전송했다. 곧 우리가 제일 먼저 접했던 명왕성의 진짜 모습은 전송 우선 순위에 따라 뉴호라이즌스가 촬영해 먼저 지구로 보낸 것이다. NASA 측은 뉴호라이즌스가 보내온 마지막 데이터를 과학적 '노다지'(pot of gold)로 표현했다. 뉴호라이즌스 수석 연구원 알란 스턴 박사는 "명왕성 관련 이미지와 수많은 데이터가 모두 무사히 날아와 다운로드됐다"면서 "명왕성의 기원과 진화를 이해하는데 큰 도움을 줄 것"이라고 밝혔다. 한편 명왕성 탐사를 마치고 연장 근무 중인 뉴호라이즌스호는 명왕성에서도 무려 16억 km 떨어진 소행성 2014 MU69로 날아가고 있다. 탐사선이 시속 5만 km의 속도로 차질없이 날아가면 오는 2019년 1월 이곳 2014 MU69를 근접 통과한다. 얼음으로 이루어진 소행성인 2014 MU69는 지름 48km의 작은 크기로 카이퍼 벨트에 위치한 속성상 태양계 탄생 초기 물질로 이루어져 있을 것으로 보인다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

명왕성 저너머 태양계 끝자락에서 새로운 왜소행성이 발견됐다. 최근 미국 미시간 대학 연구팀은 태양에서 무려 137억 km 떨어진 곳에 위치한 왜소행성 '2014 UZ224'를 발견했다는 연구결과를 발표했다. 지름이 약 530km로 비교적 작은 편인 2014 UZ224는 태양을 한바퀴 도는 시간이 지구시간으로 무려 1100년이다. 같은 왜소행성인 명왕성과 비교해보면 그 차이는 더욱 벌어진다. 태양과 명왕성의 거리는 약 73억 km로 명왕성의 1년은 지구기준 248년. 왜소행성(dwarf planet)은 지난 2006년 국제천문연맹(IAU)이 새롭게 정의한 것으로 명왕성이 그 비운의 주인공이다. 왜소행성은 행성과 비슷하지만 가장 큰 차이점은 지구가 달을 거느리고 있는 것처럼 그 주위에서 지배적인 천체여야 한다. 그러나 주위를 맞돌고 있는 카론의 존재가 확인되면서 명왕성은 행성에서 퇴출돼 왜소행성으로 강등됐다. 이번 2014 UZ224 발견은 지난 2012년 칠레에 세워진 570 메가픽셀의 DECam(Dark Energy Camera)이라는 장비 덕이다. 과거 전세계 과학자와 엔지니어들은 ‘다국적 암흑 에너지 조사단'(DES·Dark Energy Survey)이라는 단체를 만들었다. 암흑 에너지의 수수께끼를 풀기위한 국제적인 연구단체인 것. 과학자들은 우주의 74%가 암흑에너지로 이루어졌다고 생각하면서도 아직 그 정체를 파악하지 못하고 있다. 이를 위해 먼 우주의 지도를 작성해 보다 정확하게 현재 및 과거의 우주 팽창 속도를 밝혀내기 위해 DECam이 개발됐으며 최고 80억 광년 거리에 있는 10만여 개의 은하에서 오는 빛을 포착할 수 있다. 연구를 이끈 데이비드 저디스 교수는 "2014 UZ224는 역대 발견된 것 중 가장 먼거리에 위치한 태양계 식구 중 하나"라면서 "지구를 기준으로 명왕성보다 2배는 더 먼곳에 있다"고 설명했다. 이어 "이번 발견은 명왕성 너머의 제9의 행성(Planet Nine)의 존재 여부와 태양계 기원과 형성을 연구하는데 도움을 줄 것"이라고 덧붙였다. 그러나 2014 UZ224가 발견됐다고 해서 공식적으로 왜소행성으로 이름을 올리는 것은 아니다. IAU의 총회를 거쳐 인정받아야 하는데 현재까지의 공식 왜소행성은 명왕성, 세레스(Ceres), 에리스(Eris), 하우메아(Haumea)와 마케마케(MakeMake)등 총 5개다. 　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

명왕성 저너머 태양계 끝자락에서 새로운 왜소행성이 발견됐다. 최근 미국 미시간 대학 연구팀은 태양에서 무려 137억 km 떨어진 곳에 위치한 왜소행성 '2014 UZ224'를 발견했다는 연구결과를 발표했다. 지름이 약 530km로 비교적 작은 편인 2014 UZ224는 태양을 한바퀴 도는 시간이 지구시간으로 무려 1100년이다. 같은 왜소행성인 명왕성과 비교해보면 그 차이는 더욱 벌어진다. 태양과 명왕성의 거리는 약 73억 km로 명왕성의 1년은 지구기준 248년. 왜소행성(dwarf planet)은 지난 2006년 국제천문연맹(IAU)이 새롭게 정의한 것으로 명왕성이 그 비운의 주인공이다. 왜소행성은 행성과 비슷하지만 가장 큰 차이점은 지구가 달을 거느리고 있는 것처럼 그 주위에서 지배적인 천체여야 한다. 그러나 주위를 맞돌고 있는 카론의 존재가 확인되면서 명왕성은 행성에서 퇴출돼 왜소행성으로 강등됐다. 이번 2014 UZ224 발견은 지난 2012년 칠레에 세워진 570 메가픽셀의 DECam(Dark Energy Camera)이라는 장비 덕이다. 과거 전세계 과학자와 엔지니어들은 ‘다국적 암흑 에너지 조사단'(DES·Dark Energy Survey)이라는 단체를 만들었다. 암흑 에너지의 수수께끼를 풀기위한 국제적인 연구단체인 것. 과학자들은 우주의 74%가 암흑에너지로 이루어졌다고 생각하면서도 아직 그 정체를 파악하지 못하고 있다. 이를 위해 먼 우주의 지도를 작성해 보다 정확하게 현재 및 과거의 우주 팽창 속도를 밝혀내기 위해 DECam이 개발됐으며 최고 80억 광년 거리에 있는 10만여 개의 은하에서 오는 빛을 포착할 수 있다. 연구를 이끈 데이비드 저디스 교수는 "2014 UZ224는 역대 발견된 것 중 가장 먼거리에 위치한 태양계 식구 중 하나"라면서 "지구를 기준으로 명왕성보다 2배는 더 먼곳에 있다"고 설명했다. 이어 "이번 발견은 명왕성 너머의 제9의 행성(Planet Nine)의 존재 여부와 태양계 기원과 형성을 연구하는데 도움을 줄 것"이라고 덧붙였다. 그러나 2014 UZ224가 발견됐다고 해서 공식적으로 왜소행성으로 이름을 올리는 것은 아니다. IAU의 총회를 거쳐 인정받아야 하는데 현재까지의 공식 왜소행성은 명왕성, 세레스(Ceres), 에리스(Eris), 하우메아(Haumea)와 마케마케(MakeMake)등 총 5개다. 　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우리가 사는 태양계에는 의외로 많은 천체가 바다를 품고 있을지도 모르겠다. 최근 벨기에 왕립천문대 연구팀은 토성의 달인 디오네(Dione) 표면 아래에 거대한 바다가 숨겨져 있을 가능성이 높다는 연구결과를 발표했다. 이번 연구는 유로파, 명왕성의 바다 존재 가능성에 이어 나온 것이라 주목할 만 하다. 지난달 26일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 목성의 위성 유로파에서 수증기 발산 흔적이 발견됐다면서 바다 존재 가능성에 무게를 실었다. 또한 최근 미국 브라운 대학 연구팀은 뉴호라이즌스호의 데이터를 기반으로 분석한 결과 명왕성의 얼음 지각 아래 염도가 높은 바다가 존재할 가능성을 언급한 바 있다. 현재까지 전문가들의 연구를 종합하면 태양계 내 천체 중 바다가 존재할 가능성이 가장 높은 곳은 유로파이며 토성 위성 ‘엔셀라두스’와 ‘타이탄' 또한 디오네도 유력 후보에 올라있다. 　　 디오네는 1684년 천문학자 지오바니 카시니가 발견한 것으로, 지름 1120㎞, 공전주기는 2.7일이며 토성의 강력한 자기권 안에 있다. 특히 디오네는 우리의 달처럼 수많은 크레이터의 천국인데 이는 소행성 등의 천체 충돌과 과거 얼음 화산의 활동 때문인 것으로 추측된다. 또하나 흥미로운 점은 디오네가 하얗게 빛나는 '속사정'이다. 디오네는 바로 옆에 또 다른 위성 엔셀라두스를 이웃으로 두고있다. 지름이 약 500km에 불과한 엔셀라두스는 수증기와 얼음의 간헐천이 뿜어져 나오는 것이 특징이다. 이 간헐천은 최대 수백km에 달하는 거대한 장관을 연출할 뿐 아니라 그 결과물인 얼음이 위성의 표면을 눈송이처럼 하얗게 만든다. 수증기가 순식간에 얼어서 미세 얼음 입자가 되기 때문이다. 바로 이 미세입자가 이웃한 디오네의 표면을 덮어 ‘상처’ 난 곳에 연고를 바르듯 표면을 밝게 만든 것이다. 이번에 벨기에 연구팀이 디오네에 바다가 존재할 가능성을 제기한 것은 토성 탐사선 카시니호의 데이터를 분석한 결과다. 카시니호가 디오네에 근접비행하며 얻은 전파신호로 중력 분포를 조사한 결과 엔셀라두스와 같은 중력파동이 확인됐기 때문. 연구를 이끈 미카엘 뷰스 박사는 "엔셀라두스 보다 작고 희미하지만 디오네에서도 유사한 중력파동이 확인됐다"면서 "실제 표면 아래에 바다가 존재한다면 약 100km에 달할 것"이라고 주장했다. 　 그러나 이들 많은 천체에 실제로 바다가 존재하는지 검증하기 위해서는 한 마디로 ‘뚜껑’을 열어봐야 안다. 결과적으로 천문학적인 돈이 들어간다는 이야기지만 NASA는 오는 2020년대 중반까지 유로파의 얼음 지각을 뚫고 그 아래 잠수정이나 로봇을 내려보내는 계획도 세우고 있다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

작년 명왕성에 접근한 뉴호라이즌스호 덕분에 과학자들은 명왕성에 대해서 매우 상세한 자료를 수집할 수 있었다. 덕분에 명왕성에 대한 많은 비밀이 풀렸지만, 동시에 많은 의문점도 생겨났다. 그 의문 가운데 하나는 하트 모양의 거대한 지형인 스푸트니크 평원(Sputnik Planum)이다. 너비 900km에 달하는 이 평원 지형에는 충돌 분화구가 별로 없어 새롭게 생겨난 지형임을 보여주고 있다. 그런데 이렇게 거대한 지형이 어떻게 명왕성같이 작은 천체에서 새로 생겨날 수 있을까? 이를 설명하는 가설 가운데 하나는 과거 지름 200km에 달하는 소행성이 충돌한 흔적이라는 것이다. 하지만 이로 인해 거대한 크레이터가 생기는 대신 오히려 다른 천체에서는 보기 어려운 독특한 지형이 형성된 이유는 여전히 미스터리로 남아 있다. 브라운 대학의 지질학자 브랜던 존슨(Brandon Johnson)이 이끄는 연구팀은 뉴호라이즌스호의 데이터를 기반으로 다양한 시뮬레이션을 시행해서 어떤 조건에서 이런 지형이 생겨날 수 있는지를 검증했다. 이들이 세운 가설은 명왕성의 얼음 지각 아래 염도가 높은 액체 상태의 물이 존재한다는 것이다. 연구팀은 0~200km 두께의 물이 존재하는 다양한 모델을 시도했다. 그 결과 현재 이 지역에서 관측된 질량 이상을 설명하기 위해서는 30%의 염도와 100km의 두께가 가장 가능성이 큰 것으로 나타났다. 연구팀은 이 결과를 지질 물리학 연구 서신(Geophysical Research Letters)에 발표했다. 만약 이들의 연구 결과가 옳다면 태양에서 매우 멀리 떨어진 얼음 천체도 아래에는 바다가 존재할 수 있는 셈이다. 사실 명왕성의 다양한 지형과 지질활동의 증거들 역시 이런 가능성을 보여주고 있다. 비록 지구의 지각은 딱딱한 암석이지만, 그 아래에는 맨틀과 마그마가 존재해서 화산활동을 비롯한 다양한 지질활동이 일어나는 것과 같은 이치다. 하지만 유로파나 엔셀라두스처럼 수증기 분출이 확인되지는 않았기 때문에 실제 바다가 존재하는지는 아직 확실치 않은 부분이 있다. 이 미스터리를 푸는 것은 앞으로 명왕성을 다시 방문할 탐사선의 몫이 될 것이다. 아직은 미래의 일이 되겠지만, 인류는 언젠가 다시 명왕성을 방문해서 그 끝없는 호기심을 충족시킬 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

포켓몬 고와 모바일 버전 슈퍼 마리오와 같은 모바일 게임이 은둔형 외톨이를 집 밖으로 나가게 하는 데에 응용될 수 있을 것이라는 기대가 높아지고 있다. 그동안의 게임들이 실내에서 TV나 게임기 등의 화면을 보면서 즐기는 것이었던데 비해 포켓몬고나 슈퍼 마리오 모바일 버전 등 모바일 게임은 여기저기를 돌아다니며 즐기는 게임이기 때문이다. 아사히신문에 따르면 세계 100개국 이상에서 즐기고 있는 포켓몬 고는 지난 8주 동안 5억 회 이상의 다운로드가 이뤄졌다. 이용자들이 게임을 하기 위해 걸은 거리는 총 46억㎞에 달한 것으로, 지구에서 가장 먼 위성인 명왕성까지의 거리에 해당한다. NHK는 “포켓몬 고가 은둔형 외톨이 치료에 사용된 예도 있다”는 전문가의 말을 전하면서 일본에서도 심각한 ‘히키코모리’ 치료에 기대를 나타냈다. 일본 멀티미디어센터의 한 전문가는 “포켓몬고는 실내에서 놀던 이용자를 현실 세계로 끌어내는 지금까지 없던 게임”이라고 지적하고 “앞으로 이런 활용방법이 있었나 하고 놀랄만한 아이디어가 나올 것”이라고 말했다. 일본 내각부는 일터나 학교에 가지 않고 6개월 이상 가족 이외의 사람들과 거의 교류 없이 집에 머무는 15∼39세 남녀가 전국에 약 54만 1000명에 달하는 것으로 추산된다고 최근 발표했다. 특히 기간이 7년 이상인 이들이 많고 35세가 넘어 은둔형 외톨이 생활을 시작하는 이들이 증가하는 등 히키코모리가 장기화·고령화하는 것으로 조사됐다. 이와 관련 닌텐도와 브랜드 관리회사인 포켓몬은 포켓몬 고를 즐기는 데 따른 사고를 예방하고 게임을 더 효율적으로 즐길 수 있도록 지원하는 ‘포켓몬 고 플러스’를 16일부터 미국과 유럽, 일본 등지에서 동시 발매할 계획이다. 포켓몬 고 플러스는 시계처럼 손목에 차거나 셔츠 등 상의 가슴 앞주머니에 넣을 수 있는 게임 주변기기다. 포켓몬고와 연결돼 근처에 포켓몬이 나타나면 진동이나 불빛으로 알려준다. 이용자는 단추를 누르는 것만으로 포켓몬을 잡을 수 있다. 포켓몬 고 플러스는 게임에 정신이 팔려 교통사고를 일으키거나 물체 등과 충돌하는 ‘보행 중 게임 사고’를 줄이는 데 도움이 될 것으로 기대된다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

태양계 끝자락인 해왕성 궤도 바깥에는 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있어 경계를 구분짓기 애매한 지역이 있다. 약 30~50AU(1AU는 지구-태양 간 거리)에 걸쳐 분포하는 미지의 영역인 ‘카이퍼 벨트’(Kuiper Belt)다. 8월 30일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 탐사선 뉴호라이즌스호가 카이퍼 벨트 내 위치한 천체 '콰오아'(Quaoar)를 포착하는데 성공했다고 밝혔다. 지난 2002년 발견된 콰오아는 지름이 1110km에 달할 만큼 비교적 큰 천체로 명왕성에 절반 만해 한때 태양계 행성 후보로도 거론된 바 있다. 태양과의 거리가 64억 km로 공전주기는 무려 288년. 현재까지 연구결과를 종합하면 콰오아는 지난 2007년 한 개의 달을 거느리고 있는 것으로 확인됐으며 명왕성과 세레스처럼 왜소행성의 자격은 충분하나 아직 국제천문학계의 공식적인 인정을 받지는 못했다. 이번에 뉴호라이즌스호가 포착한 이 사진은 명왕성 탐사 1주년인 지난 7월 13일~14일 사이 촬영한 것으로 콰오아는 '점'에 불과한 수준으로 보인다. 이는 탐사선과 콰오아와의 거리가 무려 21억 km 떨어져 있기 때문으로 사진 속 위 아래 안개처럼 길게 보이는 천체들은 IC 1048과 UGC 09485 은하다. 1년 전 명왕성 탐사를 무사히 마친 뉴호라이즌스호는 현재 임무가 추가돼 연장 근무 중이다. 뉴호라이즌스호가 현재 가고있는 새로운 타깃은 소행성 ‘2014 MU69’로 명왕성에서도 무려 16억 km 떨어져 있다. 탐사선이 시속 5만 km의 속도로 차질없이 날아가면 오는 2019년 1월 이곳 ‘2014 MU69’를 근접 통과한다. 얼음으로 이루어진 소행성인 2014 MU69는 지름 48km의 작은 크기로 카이퍼 벨트에 위치한 속성상 태양계 탄생 초기 물질로 이루어져 있을 것으로 보인다. 　 사진=NASA/JHUAPL/SwRI 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

“백만 스물하나, 백만 스물둘…” 하면서 팔굽혀펴기를 하는 건전지 광고가 있었다. 건전지의 수명이 길다는 것을 강조하기 위한 것이었는데 전지에서 수명은 중요한 품질지표다. 건전지 수명이 많이 길어졌다고는 하지만 장난감 건전지를 바꿀 때마다 ‘건전지 수명이 한 10년 정도만 됐으면 좋겠다’는 생각을 간혹 한다. 그런데 수명이 10년이 넘는 전지가 실제로 사용되고 있다. 원자력전지가 바로 그것이다. 방사성동위원소는 안정된 원소로 변해 가는 과정에서 알파, 베타, 감마선 등의 방사선에너지를 방출하는데 이 에너지를 전기에너지로 변환하는 장치가 원자력전지다. 단위 질량당 에너지 밀도가 높고 수명이 10년 이상으로 길며 극한 환경에서도 안정적으로 전기를 생산할 수 있다는 것이 장점이다. 원자력전지는 열을 이용하는 동위원소열전발전기(RTG)와 방출되는 방사선을 직접 이용하는 베타볼테익전지로 구분된다. 동위원소열전발전기의 핵심 원리는 방사성동위원소가 붕괴되면서 만들어 내는 열을 전기에너지로 변환하는 것이다. 영하 185도의 극한 환경에서도 열과 전기를 안정적으로 오랫동안 생산할 수 있기 때문에 우주탐사선의 전력원으로 많이 쓰인다. 최근까지 미국은 항법위성에서부터 파이어니어, 보이저, 갈릴레오, 뉴허라이즌스 등 26개의 다양한 우주 탐사선에서 RTG를 전력원으로 이용했다. 우리나라도 2020년 달 탐사를 목표로 우주개발 레이스에 뛰어들었다. 탐사선에 전력을 공급하는 RTG 개발도 함께 이뤄지고 있다. 태양에너지가 충분한 달 탐사에서 RTG가 필요한 이유는 달의 경우 밤이 14일간 지속되고 온도가 영하 170도까지 내려가 탐사선 전자장비의 유지를 위한 전원이 필요하기 때문이다. 한편 베타볼테익전지는 베타 방사선을 실리콘 반도체에 직접 충돌시켜 전력을 생산하는 장치다. 이 기술을 활용하면 아주 작고 오래가는 전지를 만들 수 있어 초소형 장치 및 센서의 구동, 교량 등 인프라 시설 안전감시용 등 다양하게 활용할 수 있다. 미세전자기계시스템(MEMS)과 국방, 의료, 초소형 로봇, 항공우주 분야에서 베타볼테익전지의 활용도는 더욱 높아질 것으로 보인다. 태양계가 속한 우리 은하에만 3000억개 이상의 별이 있고, 우주에는 이러한 은하가 2000억개 이상이 분포해 있다고 한다. 1977년 발사된 무인 탐사선 보이저 1호가 원자력전지를 이용해 명왕성을 지나 최초로 태양계의 경계면을 통과하기까지 무려 36년이 걸린 점을 감안하면 심우주 탐사에 원자력전지는 필수적이다. 원자력전지가 미지의 우주를 밝히는 불이 돼 우리의 궁금증을 하나씩 풀어 줄 것으로 기대된다.

8월 밤하늘에 장관이 펼쳐진다. 태양계의 8개 행성들을 몽땅 8월 밤하늘에서 만날 수 있으며, 보너스로 명왕성과 페르세우스 유성우까지 곁따라 나온다. 이 정도면 8월 밤하늘을 즐기기에는 푸짐한 메뉴다. 그림에는 7개 행성만 나타나 있지만 다른 하나는 당신 발 밑에 있다. 밤하늘을 관측하는 데는 특별한 도구가 반드시 있어야 하는 것은 아니다. 우리 두 눈은 가장 빼어난 관측도구다. 집에 쌍안경이 있다면 이것 역시 천체 관측에 아주 유용하게 쓰일 수 있다. 물론 천체 망원경을 갖고 있다면 관측의 즐거움이 배가될 것이다. 요즘 천체 망원경은 생각처럼 그렇게 비싸지 않다. 몇십만 원만 투자해도 훌륭한 망원경을 손에 넣을 수 있다. 천체를 관측하는 데는 ​별지도가 필요하다. 아래 그림들이 그 대용이 될 수 있으므로 눈에 익히거나 간단히 메모해서 관측에 나선다면 그리 큰 어려움 없이 밤하늘의 장관을 즐길 수 있다. 또 하나 기억해둬야 할 것은 별자리 앱을 스마트폰에 깔아두면 아주 편리하다는 점이다. 밤하늘에서 반짝이는 별에 스마트폰을 갖다대기만 해도 별과 별자리 이름이 즉각 뜬다. 그러니 따로 별자리 공부를 해야 하는 부담도 없어진 셈이다. 또 천체 망원경 중에는 자동추적 기능을 가진 것이 있다. 수천 개의 관측대상 데이터가 내장돼 있어, 리모콘으로 해당 데이터를 입력하면 망원경이 자동적으로 추적, 대상 천체를 잡아서 눈앞에 보여준다. 이런 망원경을 고투(goto) 망원경이라 하는데, 역시 그다지 고가는 아니다. 보다 본격적으로 천체관측을 하고 싶다면 ‘stellarium’ 같은 천문 프로그램 프리웨어를 pc에 깔면 실시간으로 하늘 정보가 뜬다. 그날 밤하늘에 행성, 은하, 성단, 성운 등이 어디에 있는가 한눈에 알 수 있다. 8월의 야외로 아이들과 함께 천체관측에 나서보자. 어떤 천문학자는 아이들에게 우주를 보여주는 것보다 더 좋은 교육은 없다고 말했다. 분명 세상을 크고 넓게 보는 시각을 갖게 될 것이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　　

스페이스 미션/크리스 임피·홀리 헨리 지음/김학영 옮김/플루토/724쪽/2만 8000원 2016년 7월 5일 전 세계인의 시선이 우주 너머로 쏠렸다. 미 항공우주국 나사가 쏘아 보낸 탐사위성 주노가 마침내 목성 궤도에 진입했기 때문이다. 2011년 8월 발사된 뒤 약 5년 만이었다. 주노는 앞으로 20개월간 목성 상공을 돌며 태양계에서 가장 큰 행성의 민낯을 들여다보게 된다. 때마침 우리의 과거와 미래를 찾아 떠난 무인 우주탐사선 이야기를 다룬 ‘스페이스 미션’이 출간되어 눈길을 끈다. 저명한 천문학자와 영문학자, 나사가 함께한 우주탐사 역사 기록 프로젝트다. 1957년 옛 소련이 인류 최초의 인공위성 스푸트니크 1호를 쏘아 올린 지 60년, 1969년 아폴로 11호를 타고 날아간 미국의 우주비행사들이 달 표면을 밟은 지 50년 가까이 우주를 향해 인류가 키워 왔던 꿈을 차곡차곡 정리했다. 그중에서도 최초로 화성에 안착한 바이킹, 바이킹의 뒤를 이어 화성을 본격 탐사하게 된 스피릿과 오퍼튜니티, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 명왕성을 스쳐지나 태양계 바깥으로 날아간 보이저, 토성과 그 위성을 본격 탐사하는 카시니-하위헌스, 인류의 기원을 알아내기 위해 시속 2만 1000㎞의 혜성 빌트2를 따라갔다가 귀환한 스타더스트 등 11개의 무인우주탐사선을 중점적으로 다룬다. 책 말미에는 앞으로 우리가 혹은, 우리의 자손들이 경험하게 될 차세대 우주 탐사 미션 6개도 다뤄진다. 당장 하나 꼽아 보자면 지구 바깥의 새로운 생명체의 가능성을 찾는 라플라스다. 모든 일이 계획대로 진행될 경우 이르면 2020년 두 개의 우주선 형태로 발사되어 2028년쯤 목성계에 당도하게 될 라플라스는 물의 존재가 거의 확실한 목성의 위성 유로파와 이오, 가니메데와 칼리스토를 조사하게 된다. 홍지민 기자 icarus@seoul.co.kr