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  • [이광식의 천문학+] 일식 예보 틀려 곤장 맞은 조선 천문학자

    [이광식의 천문학+] 일식 예보 틀려 곤장 맞은 조선 천문학자

    조선시대에 일식 예보를 잘못해 곤장을 맞은 천문학자가 있었다. 곤장을 때린 사람은 세종이었고, 맞은 사람은 천문과 역수(曆數), 각루(刻漏) 담당 부서인 서운관의 천문학자 이천봉(李天奉)이었다. 대체 어떤 사연이었는지, '조선왕조실록'이라는 타임머신을 타고 당시로 날아가보자. 일식 때 ‘반성’하는 임금 세종 4년(1422) 1월 1일 원단을 맞았는데, 마침 일식이 시작되고 있었다. 임금이 소복을 입고 인정전의 월대(月臺) 위로 나아가 일식을 구했다. 백관들도 소복을 입고 조방(朝房·신하들이 조회를 기다리는 대기장소)에 도열해 일식을 구하니 얼마 후 해가 다시 빛났다. 세종이 섬돌로 내려와 해를 향해 네 번 절했다. 이 같은 의식을 ‘구식(救蝕)’이라 하는데, 일식과 월식으로 인해 훼손된 일월(日月)을 구하는 재변 의례를 가리킨다. 오늘날의 우리들은 대략 달력을 시간표 정도로 여기기 쉽지만, 농업생산이 경제의 축이었던 옛날엔 천체의 규칙적인 운행주기와 질서를 측정, 계산하여 만드는 책력은 국가 권력의 핵심적인 요소였다. 왕조국가 시대의 역법은 또한 왕조와 국가의 안위를 내다보기 위한 점성적 성격을 지닌 것으로도 매우 중시되었다. 전통 사회에서는 하늘에서 일어나는 일과 인간사회에서 일어나는 일 사이에 일종의 상응 관계, 즉 천인상응(天人相應) 관계가 있다고 보았기 때문에 천문은 곧 인문(人文)이기도 했다. 여기서 천문(天文)의 의미는 하늘에 나타난 별들의 운행을 무늬(文)로 표상한다는 뜻으로, '주역'의 다음 구절에서 유래한다. '우러러 하늘의 무늬를 보고, 굽혀서 땅의 결을 살핀다(仰以觀於天文, 府以察於地理)'​ 옛날에는 일식과 월식이 천체의 중심인 해와 달이 잠식되는 불길한 재변으로, 하늘이 왕의 잘못을 직접 꾸짖고 근신케 하는 징표라고 여겼다. 따라서 일식(또는 월식)이 예보되면 시일에 맞추어 각 관청은 어명을 받들어 당상관과 낭관 각 1명이 제사 때 입는 엷은 옥색 옷인 천담복(淺淡服)을 입고 하늘에 기원했다. 왕은 소복으로 갈아입고 하루종일 일식을 기다렸다가 인정전의 월대 위에 나아가 신하들과 함께 석고대죄하듯 하늘에 용서를 비는 구식례를 행했다. 이렇게 하면 그 정성에 하늘이 감복하여 일식·월식을 곧바로 원상대로 회복시켜준다고 생각했던 것이다. 그리고 구식례가 끝나야 소복을 벗었다. 월식 때는 음기를 돋운다 하여 금으로 된 종을 쳐서 구식례를 행했다. 일식과 월식을 구한다는 구식 의례는 조선조 내내 매우 빈번하게 행해졌다. 이 구식례는 매우 번거롭지만 일식·월식이 지상의 왕에게 내리는 하늘의 경고라고 여겼으므로 소홀히 할 수 없는 노릇이었다. 그런데 세종 4년의 구식례 때 서운관이 예보한 일식 시간이 되었는데도 정작 일식은 일어나지 않았다. 왕과 대소 신료들은 하릴없이 일식이 일어나기를 기다릴 수밖에 없었는데, 예보시간보다 15분이 지나서야 일식이 일어나기 시작했다. 조선시대에는 15분을 1각(一刻)이라 하여 시간의 가장 작은 단위로 삼았다. 고로 ‘일각이 여삼추’라는 말은 15분이 3년처럼 길게 느껴진다는 듯이다. 구식례가 끝난 후, 일식의 분도(分度)를 정확히 추보(推步·천체의 운행을 관측하는 것)하지 못해 예보를 15분 앞당겨 했다는 죄목으로 세종은 서운관 술자(術者) 이천봉에게 곤장을 치게 했다. 그래도 이 정도는 약과였다. 심하면 투옥되는 경우도 있었다. 하지만 우리는 여기서 조선의 일식 예보 단위가 상당히 정밀한 수준임을 알 수 있다. 왜 일식예보가 틀렸을까? 어떤 군주와 국가가 하늘의 질서를 보다 잘 살피고 이해한다는 것은 그 군주가 권력과 정치적 정당성을 보다 튼튼하게 확보한다는 것을 뜻으로, 농업생산 증대, 왕조와 국가의 길흉 예측, 정치적 정당성 강화에도 직결되는 문제였다. 세종대왕이 기울인 천문기상학 발전에 대한 노력도 이러한 맥락에서 이해할 수 있을 것이다. 세종은 대단히 현실적인 안목을 가진 임금으로, 재위 12년(1430) 8월 3일 이런 지시를 내렸다. '천문계산은 전심전력해야만 그 묘리를 구할 수 있다. 일식, 월식과 성신의 변, 그 운행도수는 원래 약간의 착오가 있었는데, 전에는 명에서 전해진 선명력법(당나라 목종 2년인 821년 서양이 만든 태음력의 하나)만 썼기 때문에 오차가 꽤 컸었다. 그런데 정초가 수시력법(授時曆法/중국 원나라 천문학자 곽수경과 왕순 등이 만든 역법)을 연구해 밝혀낸 뒤로는 책력 만드는 법이 바로잡혔다. 그러나 이번 일식의 시간이 모두 차이가 있으니 이는 정밀하게 살피지 못한 까닭이다. 옛날에는 책력을 만들 때 오차가 있으면 반드시 용서하지 않고 죽이는 법이 있었다. 내가 일식, 월식 때마다 그 시각과 가리고 걷히는 시간을 기록하지 않아 뒤에 계산해볼 길이 없으니, 이제부터 예보한 숫자와 맞지 않더라도 모두 기록하여 뒷날 고찰에 대비토록 하라.' 그러나 이후로도 일식 오보는 고쳐지지 않았다. 세종 14년(1432) 1월 4일엔 서운관에서 일식을 예보했으나 일식 현상이 없자 사헌부에서 서운관 담당관리를 처벌해야 한다는 건의를 올렸다. 이에 대해 세종은 어떻게 처리했을까? '분수가 매우 적어서 짙은 구름으로 못 보았을지도 모른다. 각도에 공문을 보내 물어보게 하라. 또 중국에서도 오늘 일식이 있을 것이라고 말했다고 하니 이것은 관측을 잘못한 죄는 아니다. 각 도의 보고와 중국 조정에 들어간 사신이 돌아오기를 기다려 다시 의논하라.' '칠정산외편'으로 조선 고유의 시간을 가지다 어쨌든 오랜 논의와 연구 끝에 조선의 일식-월식 예보가 오차를 보이는 것은 조선의 시간이 아니라 중국의 시간을 사용하기 때문이라는 결론에 도달했으며, 조선 고유의 시간을 확립하는 것이 무엇보다 선결문제임을 깨닫게 되었다. 이는 세종이 일찌기 왕자 시절부터 천문에 대해 깊이 공부해 얻은 내공 덕분임은 말할 것도 없다.게다가 세종조에는 과학과 천문에 밝은 인재들이 많았다. 흔히 세종 시대의 과학기술이라고 하면 이천과 장영실을 떠올리지만, 천문역법 분야에서 이순지(李純之, 1406~1465)의 역할은 독보적이었다. 이순지는 우리나라의 ‘과학기술인 명예의 전당’에 ‘조선 초 자주적 역법을 이룩하면서 우리 천문학을 세계 수준으로 올려놓은 천문학자’라는 평가와 함께, ‘명예로운 과학기술인’ 가운데 한 사람으로 선정된 바 있다. 이순지는 21살인 1427년 문과에 급제하여 승문원에서 외교문서 관련 업무를 맡았다. 당시 세종은 역법이 정밀하지 못한 것을 안타깝게 여겨 문신들 가운데 재능있는 사람들을 선발하여 역법에 필요한 산법(算法)을 익히게 했는데, 이순지가 가장 두각을 나타냈다. 그는 문신이었지만 이과형 천재였다. 이순지가 세종대왕의 눈에 들게 된 계기는 ‘본국(本國)은 북극(北極)에 나온 땅이 38도(度) 강(强)’이라는 계산 결과를 보고한 일이었다. 한반도의 가운데가 북위 38도라는 것을 계산한 것이다. 보고를 받은 세종은 처음에는 긴가민가했다. 그러나 중국에서 들여온 역서(曆書)를 통해 이순지가 계산한 결과가 정확하다는 것을 알고는 크게 기뻐하며 1431년부터 이순지에게 조선의 천문역법을 정비하는 일을 맡겼다. 그 결과 1433년부터 이순지를 중심으로 조선 역법 프로젝트가 진행되어, 1442년에 이르러 조선 독자의 역법인 '칠정산내편(七政算內編)'과 '칠정산외편'의 편찬이 완성되었다. 이로써 그간 중국의 역법에 전적으로 의존하던 것에서 벗어나 비로소 독자적으로 천체 운행을 계산할 수 있게 되었다. 조선 천문학, 세계 최고 수준으로 올라서다 이순지의 천문역법 연구가 특히 크게 빛을 발한 성과는 ‘한문으로 펴낸 이슬람 천문 역법서 가운데 가장 훌륭한 책’으로 평가받는 '칠정산외편'이다. 칠정은 해와 달, 수성, 화성, 목성, 금성, 토성을 뜻한다. 1442년에 정인지, 정흠지, 정초 등이 편찬한 '칠정산내편'은 1281년 원나라에서 만든 수시력을 한양의 위치에 맞게 수정, 보완한 것이다. 이에 비해 1444년 이순지와 김담이 편찬한 '칠정산외편'은 아랍 천문학의 성과를 바탕으로 한 것이다.‘내편’은 중국 천문역법과 산학 전통을 따르기 때문에 원주를 365.2575도, 1도를 100분, 1분을 100초로 하고 있는 데 비해 ‘외편’은 그리스와 아랍 천문학 전통에 따라 각각 360도, 60분, 60초로 바꾸어 계산했다. 또한 평년의 한 해를 365일로 하고 128년에 31일의 윤일을 두었는데, 1태양년이 365일 5시간 48분 45초로, 수시력보다 더 정확할 뿐 아니라 오늘날의 수치와 비교했을 때 1초 짧을 정도로 정확하다. 1년의 기점을 중국이 동지에 둔 것과 달리 춘분에 두었으며, 일식과 월식 계산에서도 ‘외편’이 ‘내편’보다 정확하다. ‘내편’을 통해 한양을 기준으로 한 정확한 천문 계산이 가능해졌으며 ‘외편’을 통해 발달된 아랍 천문학의 성과를 우리 실정에 맞게 변용함으로써 조선의 천문학은 아랍, 중국과 함께 당시 세계에서 가장 발달된 수준에 도달했다. 이순지는 이외에도 많은 천문역법서를 저술, 편찬했다. 그 가운데 1445년에 펴낸 '제가역상집(諸家曆象集)'은 다양한 서적에 흩어져 있는 천문에 관한 여러 가지 설을 모아 정리한 책이다. 단순히 모아놓은 것이 아니라 중복되는 것을 삭제하고 핵심을 취해 주제별로 분류함으로써 참고 자료로서 가치가 높은 역작이다. 1459년에는 일식-월식 계산법을 알기 쉽게 해설한 '교식추보법(交食推步法)'을 김석제와 함께 편찬했다. 계산 공식과 함께 실제 계산 사례가 실려 있으며, 계산법을 쉽게 외우는 데 도움이 되는 노랫말 형식의 설명도 실려 있어, 나중에 음양과(조선시대 관상감의 천문ㆍ지리 등을 맡는 기술직을 뽑던 잡과 시험)의 시험 교재로도 널리 쓰였다. 이처럼 이순지는 당대 세계 최정상급의 천문학자로서, 조선 천문학을 세계 최고의 수준으로 올려놓았다. 이러한 업적으로 이순지는 승지, 중추원부사, 개성부 유수, 판중추원사(종2품)에 이르렀다. 1465년(세조 11년) 이순지가 세상을 떠난 뒤 실록에는 ‘지금의 간의(簡儀), 규표(圭表), 태평(太平), 현주(懸珠), 앙부일구와 보루각, 흠경각은 모두 이순지가 세종의 명을 받아 이룬 것’이라고 기록되었다. '세조실록'은 이순지를 이렇게 평한다 '이순지의 성품은 정교하며 산학, 천문, 음양, 풍수에 매우 밝았다. 그러나 크게 건명(建明)한 것은 없었다. 정평(靖平)이라 시호(諡號)하니, 몸을 공손히 하고 말이 드문 것을 정(靖)이라 하고, 모든 일에 임할 때 절제가 있는 것을 평(平)이라 한다.' '조선왕조실록'을 통해 검색해본 결과, 조선시대에 일식이 265건, 월식이 344건 발생했다. 이는 조선의 천문기상 관측 수준이 세계 어느 나라에도 뒤지지 않았음을 단적으로 보여주는 사례다. 또한 조선 천문학과 표준시를 담당했던 관상감에서 1818년 편찬한 '서운관지'는 관상감의 조직과 운영, 천문관측과 기기, 천문서적 등을 총망라한 천문학 백과로 세계에서도 유례를 찾아볼 수 없는 천문기록이다. 이처럼 세종시대는 세계 최고 수준의 관측기기 개발과 천문관측을 통해 천문학을 발전시킨 결과 세계 최고 수준의 천문학으로 성장했으며, 조선후기 '서운관지'에 기술된 것처럼 천문학이 국가의 제도를 튼튼히 하는 기둥이 되었음을 알 수 있다. 우리나라 천문기록은 신라시대 첨성대를 시작으로 고려시대 서운관, 조선시대 관상감으로 이어졌다. 이 기관들이 기록한 천문기록은 적어도 1만 4천 건 이상이며, 아직도 해석과 발굴이 진행 중이다.좋은 일례로, 요하네스 케플러가 동년 10월 17일부터 프라하에서 관측에 착수했던 케플러 초신성은 조선왕조실록에 따르면 그보다 4일 앞선 1604년(선조 37) 10월 13일(양력)부터 시작하여 7개월에 걸쳐 약 130회 위치와 밝기를 관측한 결과가 쓰여 있다. '밤 1경에 객성이 미수 10도에 있어, (북)극과는 110도 떨어져 있었으니, 형체는 세성(목성)보다 작고 색은 누르고 붉으며 동요하였다.' 케플러의 관측기록으로만 보아 유형 2로 추정되던 이 초신성은 ‘실록’의 자세한 관측결과에 의해 유형 1 초신성으로 밝혀졌다. 조선 천문학의 개가였다.
  • 네가 왜 여기서?…독특한 위치에 있는 천왕성 오로라 [아하! 우주]

    네가 왜 여기서?…독특한 위치에 있는 천왕성 오로라 [아하! 우주]

    오로라는 태양에서 나온 에너지를 띤 입자인 대전입자(태양풍)가 지구 자기장에 끌려와 대기와 반응하면서 생기는 현상이다. 따라서 입자들이 끌려오는 북극과 남극 하늘에서 주로 볼 수 있다. 이점은 태양계의 다른 행성들도 크게 다르지 않다. 목성의 경우 지구보다 태양에서 멀리 떨어져 있지만, 자기장이 훨씬 강력하기 때문에 극지방에 거대한 오로라를 만든다. 토성, 천왕성, 해왕성 같은 다른 행성 역시 저마다 오로라를 지니고 있다. 그런데 태양계 행성 가운데 천왕성은 오로라가 독특한 위치에 존재한다. 천왕성은 90도 옆으로 누워서 자전하는 행성으로 유명한데, 자기장의 축도 자전축과 상당히 차이가 나서 오로라는 엉뚱하게 중위도 지역에 생긴다. 과학자들은 보이저 2호의 데이터를 분석해 천왕성의 자기장이 자전축으로부터 59도나 기울어져 있다는 사실을 확인했다. 아마도 자전축을 옆으로 눕힌 대규모 충돌이 원인일 것으로 추정되지만 정확한 이유는 아직 모른다. 아무튼 과학자들은 지상 망원경과 허블우주망원경을 이용해 천왕성의 오로라를 관측했다. 자기장에 대한 정보는 물론이고 행성 대기에 대한 여러 가지 정보를 얻을 수 있기 때문이다. 최근 레스터 대학 과학자들은 하와이에 있는 대형 망원경인 켁 II 망원경의 NIRSPEC 장비를 이용해 최초로 적외선 영역에서 천왕성의 오로라를 확인했다. (사진에서 하얀 점) 이 오로라는 수소 양이온이 뭉친 H3+에서 나온 것으로 천왕성 대기에 대한 중요한 정보를 제공한다. 그중 하나는 천왕성 대기 온도를 높이는 에너지원이다. 천왕성은 지구보다 태양에서 19.2배 멀리 떨어져 있다. 단위 면적당 도달하는 태양에너지는 거리의 제곱에 비례해 낮아지기 때문에 천왕성의 표면 온도는 영하 218도로 매우 낮을 수밖에 없다. 하지만 이론적으로 계산한 온도보다는 높다. 연구팀은 그 이유 중 하나가 자기장으로 끌어 모은 태양풍 입자들이 대기와 충돌하면서 내놓는 에너지라고 보고 있다. 태양 에너지를 많이 받는 지구에서는 오로라의 에너지가 차지하는 비중이 크지 않겠지만, 천왕성은 이야기가 다르다. 보기만 해도 황홀해지는 오로라는 사실 중요한 과학적 현상으로 행성을 연구하는 과학자들의 주요 연구 목표다. 앞으로도 관련 연구가 활발히 진행될 것으로 예상된다. 
  • “가을밤 별자리 관측하자”…25일 서울시립과학관 ‘월간야수’ 열어

    “가을밤 별자리 관측하자”…25일 서울시립과학관 ‘월간야수’ 열어

    서울시립과학관은 오는 25일 다양한 체험과 전시를 즐길 수 있는 야간 개장 행사 ‘월간야수’를 연다고 20일 밝혔다. 서울시립과학관은 지난 3월부터 매월 마지막 주 수요일 오후 10시까지 과학관을 방문하기 어려운 직장인들이나 청소년을 위한 야간 개장 행사를 열어왔다. 입장료는 무료다. 10월 ‘월간야수’의 주제는 ‘별빛 담은 코스모스’로, 천문, 우주, 로봇 등을 주제로 하는 18가지의 다양한 체험, 전시행사가 진행된다.4족 보행로봇 시연행사는 25일 오후 5시 30분부터 1시간 동안 하계역(7호선)에서 진행된다. 또 서울시립과학관 1층 로비에서는 4족 보행로봇 시연과 함께 조종체험도 해볼 수 있다. 과학관 2층 천문대와 옥상에서는 천체망원경을 활용해 달, 행성(목성, 토성), 그리고 페가수스자리, 안드로메다자리 등 가을철 대표 별자리를 관측할 수 있다. ‘한국아마추어천문학회’와 ‘청소년 천체관측 동아리’가 시민들의 천체관측 체험을 돕는다. 사전예약이 필요한 프로그램은 서울특별시 공공서비스예약 서비스를 통해 선착순으로 진행된다. 자세한 사항은 서울시립과학관 홈페이지를 참고하거나 교육지원과로 문의하면 된다.
  • 수백 화산이 용암 분출…美 탐사선, ‘목성의 달’ 이오 근접 포착

    수백 화산이 용암 분출…美 탐사선, ‘목성의 달’ 이오 근접 포착

    미국 항공우주국(NASA) 주노 탐사선이 목성의 위성 이오와 용암으로 얼룩진 이 위성의 표면을 포착했다. 목성 탐사선 주노는 10월 15일(미 동부시간) 최근 비행 중 태양계에서 가장 화산 활동이 활발한 목성의 다섯 번째 위성 이오를 근접 통과했다. NASA가 엑스(X·옛 트위터)에 공유한 새로운 사진에는 화산 활동으로 격변을 겪은 이오 표면의 민낯이 그대로 드러나 있다.이오의 표면은 밝고 어두운 점들의 소용돌이와 붉은 반점의 띠로 염색된 것처럼 보인다. 또 화산활동으로 인해 녹은 규산염 용암 호수의 풍경도 생생하게 보여진다. 이오 전체에 퍼져 있는 암적색의 반점은 우주선에서 포착한 원본 데이터를 사용해 시민 과학자들이 처리한 새로운 주노 이미지에서 상세한 모습을 볼 수 있다. 이오는 태양계에서 가장 화산활동이 활발한 천체로, 수백 개의 화산이 정기적으로 용암과 함께 유황가스 기둥을 대기 중 수백 ㎞ 높이로 분출하는데, 이는 지구상의 대형 망원경으로도 볼 수 있다. 우리 태양계에서 가장 큰 행성인 목성은 총 92개의 달을 갖고 있다. 지구의 달보다 약간 더 큰 이오는 태양계에서 네 번째로 큰 달이자 목성의 세 번째 큰 위성으로, 가장 안쪽 궤도를 돌고 있다.  유로파, 가니메데, 칼리스토와 함께 1610년 갈릴레오 갈릴레이가 발견한 목성의 4대 위성으로, 흔히 갈릴레이 위성으로 불린다. 갈릴레오는 미니 태양계와 같은 이 4대 위성을 발견함으로써 천동설의 관에 마지막 대못을 박았다. 탐사선이 비행 중 주노 캠으로 수집한 데이터는 우주선이 플라이바이(근접 비행)할 때 이오의 표면을 다양한 각도에서 포착하는 저속 촬영 영상을 만드는 데 사용됐다. 주노의 이미지는 온라인으로 제공되며, 누구든 내려받아 볼 수 있다. 시민 과학자로 불리는 사람들이 수행하는 이 작업은 주노가 수집한 모든 원본 데이터를 연구하는 데 도움이 된다.  시민 과학자들은 색상 향상이나 색상 재구성부터 다양한 스틸 이미지의 콜라주에 이르기까지 자신의 창작물을 올리고 공유하도록 권장된다. 이를 통해 거대 가스 행성 목성과 그 수많은 위성들에 대해 놀랍고도 새로운 세부 정보가 밝혀지고 공개된다.
  • ‘우주 아스팔트’ 달의 토양… 햇빛이 고속도로 닦는다

    ‘우주 아스팔트’ 달의 토양… 햇빛이 고속도로 닦는다

    지구에서 평균 거리 38만 4400㎞, 지구 크기의 4분의1, 지구 질량의 81분의1. ‘바람이 서늘도 한’ 맑은 가을밤 뜰 앞에서 고개를 들면 토끼와 계수나무가 있을 것만 같은 ‘달’이다. 태양계 세 번째 행성 지구의 유일한 위성인 달은 인류의 시작부터 동경의 대상이었다. 동서양의 많은 전설과 신화 속 주인공으로 등장했고 문학작품이나 영화 속 소재로 다뤄졌다. 1969년 7월 20일 미국 아폴로 11호가 인류 최초로 달 착륙에 성공하면서 달은 신화와 문학 속 미지의 장소가 아닌 과학의 영역이 됐다. 이후 1972년 12월 7일 아폴로 17호의 달 착륙을 마지막으로 달에 관한 관심은 시들해졌다. 그러다가 최근 우주 선진국을 중심으로 달은 화성과 함께 인류가 거주할 수 있는 ‘제2의 지구’로 다시 주목받고 있다. 미국 항공우주국(NASA)은 달 표면에 인간이 상주할 수 있도록 하는 ‘우주 기지’ 건설 계획을 추진하고 있으며 유럽우주국(ESA)도 인간이 거주할 수 있는 ‘달 도시’ 계획을 공개했다. 그렇지만 달에 사람이 살기 위해서는 해결해야 할 문제가 적지 않다. 우선 ‘물’을 확보해야 한다. 식수로는 물론 작물 재배, 전력 공급에 필요한 연료전지로 활용될 수 있기 때문이다. 이와 함께 해결해야 할 또 하나의 문제는 달 탐사선이 뜨고 내릴 수 있는 착륙장과 운송을 위한 도로 같은 인프라 구축이다. 중력이 지구보다 낮은 달에서는 흙먼지가 일어나면 가라앉지 않고 계속 떠다니면서 각종 장비에 손상을 줄 수 있다. 원활한 이동과 물류 운송을 위해서는 도로 건설도 중요하다. 인프라 구축을 위한 자재를 지구에서 가지고 가는 것은 큰 비용이 들기 때문에 최대한 현지에서 조달할 수 있는 재료를 써야 한다. 이에 독일 알렌대 기계·재료공학과, 알렌 재료연구소, 연방 재료연구·시험연구소(BAM), 벨트라움 재료물리연구소, 클라우스탈공과대, ESA 공동 연구팀은 달의 토양을 녹여 포장도로와 착륙장을 만들 수 있는 방법을 찾았다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 10월 13일자에 실렸다. 연구팀은 태양 복사에너지로 달의 흙과 돌을 녹여 시멘트나 아스팔트처럼 단단한 물질로 만드는 시뮬레이션을 했다. 이를 위해 ESA에서 달 환경 실험을 위해 개발한 달 표토와 비슷한 인공 토양 EAC-1A를 태양광 에너지를 대신한 이산화탄소 레이저로 녹여 굳히는 실험을 했다. 그 결과 지름 45㎜의 레이저 빔을 사용해 흙을 녹인 뒤 굳혀서 삼각형 모양의 작은 도로를 만드는 데 성공했다. 연구팀의 계산에 따르면 달에서는 레이저 대신 약 2.37㎡ 크기의 태양광 집광렌즈를 사용하면 된다. 렌즈는 지구에서 운반해 가야 하겠지만 모든 재료와 장비를 싣고 가서 조립하는 것보다 훨씬 저렴하다는 설명이다. 연구를 이끈 미란다 파테리 독일 알렌대 교수는 “달에서 사람이 거주하기 위해서는 달에 있는 자원들로만 의식주 문제를 해결할 수 있어야 한다”면서 “이번 연구는 ‘개념 증명’ 수준으로 추가 연구가 필요하겠지만 실제로도 충분히 활용할 수 있는 수준”이라고 말했다. 그런가 하면 이탈리아, 영국, 칠레, 프랑스 공동 연구팀은 목성 같은 거대 행성을 태양계 근처에서 흔히 발견할 수 있다는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 10월 18일자에 발표했다. 이 연구 결과는 태양계와 비슷한 항성계가 우리 예상보다 더 많아 지구와 같은 행성도 훨씬 많을 것이라는 점을 의미한다고 연구팀은 설명했다.
  • 천문학자들은 별과 행성의 나이를 어떻게 알까? [아하! 우주]

    천문학자들은 별과 행성의 나이를 어떻게 알까? [아하! 우주]

    애덤 버거서 UC 샌디에고의 천체물리학 교수가 우주전문 사이트 스페이스닷컴(Space.com) 10월 9일자에 별, 행성의 나이 측정에 관한 최신 기법들을 소개했다. 행성과 별의 나이를 측정하면 과학자들은 행성이 언제 형성되고 어떻게 변화하는지, 그리고 행성의 경우 생명체가 진화할 시간이 있었는지 이해하는 데 도움이 된다. 불행하게도 우주에 있는 물체의 나이는 측정하기 어렵다. 태양과 같은 별은 수십억 년 동안 동일한 밝기, 온도 및 크기를 유지한다. 온도와 같은 행성의 특성은 종종 자신의 나이와 진화보다는 궤도를 도는 별에 의해 결정된다. 별이나 행성의 나이를 결정하는 것은 어린 시절부터 은퇴할 때까지 똑같이 생긴 사람의 나이를 추측하는 것만큼 어려울 수 있다. 별의 나이 추정 화석의 연대를 측정하는 것이 진화 연구에 핵심인 것처럼 항성의 나이를 파악하는 것은 천문학에서 중요한 문제다. 다행히도 별은 시간이 지남에 따라 밝기와 색상이 미묘하게 변한다. 매우 정확한 측정을 통해 천문학자들은 별에 대한 이러한 측정을 별이 나이가 들수록 어떻게 되는지 예측하고, 거기에서 나이를 추정하는 수학적 모델과 비교할 수 있다. 별은 빛날 뿐만 아니라 자전도 한다. 시간이 지남에 따라 자전 속도가 느려진다. 이는 회전하는 바퀴가 마찰에 의해 속도가 느려지는 것과 비슷하다. 천문학자들은 서로 다른 연령의 별들의 자전 속도를 비교함으로써 자이로 연대학(gyrochronology)이라고 알려진 방법으로 별의 연령에 대한 수학적 관계를 만들어낼 수 있었다. 이로써 천문학자들은 10%의 오차로 항성의 연대를 측정할 수 있게 되었다. 별의 자전은 또한 강력한 자기장을 생성하고 별 표면에서 발생하는 강력한 에너지 폭발인 항성 플레어와 같은 자기 활동을 생성한다. 별의 자기 활동이 꾸준히 감소하는 것도 별의 나이를 추정하는 데 도움이 될 수 있다. 별의 나이를 결정하는 더 발전된 방법은 성진학(asteroseismology)으로, 주파수 분광의 상호작용에 의한 맥동하는 별의 내부 구조를 연구하는 과학이다. 천문학자들은 별 내부를 통과하는 파동에 의해 발생하는 별 표면의 진동을 연구한다. 젊은 별은 늙은 별과 다른 진동 패턴을 가지고 있다. 천문학자들은 이 방법을 사용하여 태양의 나이를 45억 8천만 년으로 추정했다. 행성의 나이는 방사성 연대측정으로 태양계에서 방사성 핵종은 행성 연대 측정의 핵심이다. 이들은 오랜 시간에 걸쳐 천천히 에너지를 방출하는 특수 원자다. 자연 시계로서 방사성 핵종은 과학자들이 암석에서 뼈, 도자기에 이르기까지 모든 종류의 사물의 연대를 결정하는 데 도움이 된다. 과학자들은 이 방법을 사용하여 알려진 가장 오래된 운석의 나이가 45억 7천만 년이라는 사실을 알아냈는데, 이는 태양의 별지진학 측정치인 45억 8천만년과 거의 같다. 지구상에서 가장 오래된 것으로 알려진 암석의 나이는 44억 년으로 약간 더 젊다. 마찬가지로, 아폴로 임무 중 달에서 가져온 토양의 방사성 핵종 연대는 최대 46억 년이었다.방사성 핵종을 연구하는 것은 행성의 나이를 측정하는 강력한 방법이지만, 조사 대상물을 손에 확보해야 가능한 일이다. 일반적으로 천문학자들은 단지 행성의 사진만 갖고 있을 뿐이다. 천문학자들은 종종 크레이터 수를 세어 화성이나 달과 같은 암석 우주 물체의 나이를 결정한다. 오래된 표면은 젊은 표면보다 분화구가 더 많다. 그러나 물, 바람, 우주선, 화산의 용암류로 인한 침식은 이전 영향의 증거를 지울 수 있다. 표면이 깊게 묻혀 있는 목성과 같은 거대한 행성에는 이 방법이 쓸모가 없다. 그러나 천문학자들은 달의 크레이터 수를 세거나 달에 의해 산란된 특정 종류의 운석 분포를 연구함으로써 연대를 추정할 수 있다. 이는 암석이 많은 행성에 대한 방사성 핵종 및 크레이터 생성 방법과 일치한다. 현재 기술로는 아직 태양계 외부행성의 나이를 직접적으로 측정할 수 없다. 이러한 추정치는 얼마나 정확할까? 우리 태양계의 나이는 최고의 정확성으로 측정이 가능하다. 왜냐하면 천문학자들은 지구, 달, 소행성에 있는 암석의 방사성 핵종 연대를 태양의 별지진학적 연대와 비교할 수 있고, 이 둘이 매우 잘 일치하기 때문이다. 플레이아데스나 센타우루스자리 오메가와 같은 성단의 별들은 모두 거의 같은 시기에 형성된 것으로 믿어진니다. 따라서 이 성단에 있는 개별 별들의 추정 연령은 동일해야 한다. 일부 별에서는 천문학자들이 암석과 토양에서 발견되는 중금속인 우라늄과 같은 방사성 핵종을 대기에서 검출할 수 있는데, 이는 다른 방법으로 연대를 확인하는 데 사용되었다. 천문학자들은 행성의 나이가 모항성과 거의 같다고 믿고 있으므로, 별의 나이를 결정하는 방법을 개선하면 행성의 나이도 결정하는 데 도움이 된다. 이 같은 미묘한 단서를 연구함으로써 정확한 별의 나이를 추정하는 것이 가능하다. 
  • 웹망원경, 오리온 성단의 목성만한 행성들 쌍으로 떠다니는 것 포착

    웹망원경, 오리온 성단의 목성만한 행성들 쌍으로 떠다니는 것 포착

    자유롭게 우주를 떠다니며 어느 별에도 속하지 않은, 목성 크기만한 행성들이 제임스 웹 우주망원경(JWST)에 포착됐다고 영국 BBC가 2일(현지시간) 보도했다. 특히 놀라운 점은 오리온 성운(Orion Nebula)에서 발견된 이들 물체가 무려 40쌍이나 되며 짝을 이뤄 움직이는 것처럼 보인다는 것이다. 천문학자들은 이런 신기한 현상을 설명하는 데 어려움을 겪고 있다. 과학자들은 Jupiter Mass Binary Objects라 명명하고 줄여 ‘JuMBOs’로 부르기로 했다. 하나의 가설은 이들 물체가 별들로 성장하기에 불충분한 밀도가 주어진 성운 밖으로 튀어나왔을 가능성이다. 다른 가설은 이들이 별 주위에서 만들어지긴 했으나 다양한 접촉을 통해 행성간 우주 밖으로 퉁겨나왔을 가능성이다. 유럽우주국(ESA) 수석 고문인 마크 맥카우린 교수는 BBC 인터뷰를 통해 “가스 물리학으로는 목성 크기만한 덩치가 스스로의 힘으로 이런 물체들을 만들어내기 어렵다. 우리는 하나의 행성만이 별들의 시스템에서 축출될 수 있다는 것을 안다. 그런데 이런 물체가 쌍으로 좇겨난다? 당장은 답이 없다. 신학에서나 가능하다”고 단언했다. 오리온 성운은 M42란 별칭으로 더 친숙한데 지구에 가장 가까운 곳에서 대규모로 별들이 만들어지는 곳으로 널리 알려져 있다. 트레이프지움(Trapezium, 사다리꼴)으로 불리는 중심에 밝게 빛나는 태양이 4개 자리하는데 마치 눈동자처럼 보인다. 고대 그리스 사냥꾼의 이름을 딴 오리온 성좌의 아래쪽에 위치해 있다. 성운은 사냥꾼의 허리띠에 달린 칼에 해당한다. 이번에 공개된 새 사진은 JWST의 니르캠(NIRCam)이 일주일 동안 촬영한 700장의 사진을 모자이크로 만든 사진이다. 빛의 속도로 비행하는 우주선으로 여행한다면 이런 풍광을 전체적으로 감상할 수 있는 곳에 이르려면 4년이 걸린다. 성운 자체는 지구로부터 1400광년 떨어진 곳이다. 어린 별들 수천개가 성장하는 곳인데 우리 태양 크기의 0.1배 되는 것부터 40배에 에르는 것까지 다양하다. 이들 별 중 많은 것이 원반 형태의 가스와 먼지에 에워싸여 있어 아마도 행성이 되는 중인 것으로 보이는데 일부의 디스크는 강력한 자외선과 트레이프지움 주변 큰 덩치의 별들로부터 불어온 강한 바람에 파괴되고 있다. BBC는 짧은 파장으로 촬영한 사진과 긴 파장으로 촬영한 사진을 비교했는데 긴 파장으로 촬영한 사진을 보면 다환방향족탄화수소(PAHs)를 포함한 녹색 가스층을 발견할 수 있다. PAHs는 별들이 만들어내 우주 어디에나 존재하는 성분이다. 그 뒤에는 손가락이 많이 달린 것처럼 보이는 붉은색 모양을 관찰할 수 있다. ESA는 3일 ESA스카이(EsaSky) 포털에 M42 사진 전체를 공개해 누구나 천문학적 데이터를 탐색할 수 있도록 했다. 초기 조사 결과를 담은 문서들을 내려받을 수 있도록 arXiv 프리프린트(pre-print) 서버에 올린다고 했다.
  • [이광식의 천문학+] 태양, 탄생에서 종말까지의 모든 것

    [이광식의 천문학+] 태양, 탄생에서 종말까지의 모든 것

    날마다 당연시하고 심상하게 바라보는 태양이지만, 기실은 지름이 무려 지구의 109배, 140만km다. 시속 900km로 나는 비행기로 지구를 한 바퀴 도는 데는 이틀이면 충분하지만, 태양을 한 바퀴를 돌려면 무려 7달이나 걸리는 어마무시한 크기의 물체다.​ 그런데도 우리가 태양을 지구에서 가장 가까운 엄청난 실체이자 압도적인 현실로 생각하지 못하는 것은 너무나 먼 거리에 떨어져 있어 하늘에서 꼭 축구공만 하게 보이기 때문이다. 얼마나 멀리 떨어져 있어 그런 걸까? 약 1억 5천만km다. 실감이 안 난다면 시속 100km 차를 타고 달려가 보면 된다. 무려 170년 동안 쉼없이 가속 패달을 밟아야 하는 거리다.​ 하지만 태양에 가는 것은 되도록이면 말리고 싶다. 5500도의 열기도 열기려니와 방사능 폭우로 인해 접근하기도 전에 어떤 생명체든 소멸하고 만다.​ 그런 태양이 뿌리는 광자 알갱이들이 1억 5000만km의 우주공간을 8분 만에 주파해 내 얼굴을 어루만진다. 얼굴이 따뜻하다. 태양이란 물체의 존재감이 확 느껴진다.​ 만약 지구가 태양에 퐁당 빠진다면? 지구가 만약 공전을 멈추고 태양 인력에 끌려가 태양 속으로 퐁당 빠진다면 과연 어떤 일이 벌어질까?​ 지구의 물질 중 녹는점이 가장 높은 것이 텅스텐인데, 약 3,400도에 부글부글 끓어 곤죽이 된다. 그런데 태양의 표면온도는 5,500도다. 그러니 지구가 저 해 속에 퐁당 빠진다면 남아나는 게 하나도 없이 모조리 곤죽이 되고 만다는 뜻이다. 아마 모닥불에서 순간 빠직 하고 타버리는 한 마리 하루살이 같을 것이다. ​이 무서운 태양 에너지는 수소원자 4개가 헬륨원자 하나로 핵융합하면서 생산되는 핵에너지다. 아인슈타인의 물질-에너지 등가 방정식 E=mc·2(E:에너지. m:결손질량. c:광속)이 저 엄청난 에너지 생산의 비결이다. 이 방정식의 위력은 1945년 히로시마에서 사상 최초로 증명되었다.​ 지상의 모든 생명체는 저 무섭도록 뜨거운 수소 공의 에너지를 받고 살아간다. 식물들이 새봄을 맞아 잎 피고 꽃 피는 것은 물론, 우리의 모든 활동 에너지 역시 다 태양으로부터 온 것이다. 만약 태양이 끊임없이 에너지를 생산해 우주에 뿌려주지 않는다면 이 드넓은 태양계에는 아메바 한 마리도 살지 못할 것이다. 고로 불타는 수소 공 태양은 태양계의 지존이자 살아 있는 모든 것들의 어머니다.​​ 그렇다면 저 태양은 대체 어디서 온 것일까? 그냥 어느 날 갑자기 지구 하늘에 나타난 걸까?​ 고트프리트 라이프니츠의 충족이유율에 따르면, 존재하는 모든 것에는 원인이 있다. 따라서 저 태양도 반드시 그 시작점이 있었을 것이다. 그렇다면 그것은 언제, 무엇으로부터 비롯된 것일까? 이것은 말하자면 태양의 역사가 되겠다.​ 결론부터 말하면, 138억 년 전 우주를 탄생시킨 빅뱅이 태양 탄생의 최초 원인이다. 빅뱅이 일어나지 않았다면 태양도 지구도 당신도 없었을 것이다. 우리가 하늘의 태양을 바라보는 것은 바로 빅뱅의 확고한 증거물을 바라보는 것이다.​ 지구와 동갑인 태양 태양은 약 46억 년 전 태양계 성운으로부터 태어났다. 너비 2~3광년에 이르는 거대한 성운 덩어리가 존재했는데, 그 무렵 근방에서 엄청난 초신성 폭발이 일어났다. 태양의 수십 배나 되는 거대한 별이 생애의 막바지에 이르러 대폭발로 삶을 마감한 것이다. 이 별의 죽음이 다른 별의 탄생을 불러왔다.​ 초신성 폭발로 생긴 엄청난 충격파의 영향으로 태양계 성운이 서서히 회전하면서 뭉쳐지기 시작했다. 회전하는 성운의 덩치가 작아질수록 성운의 회전속도는 더욱 빨라진다. 이른바 각운동량 보존법칙이다. 얼음판 위에서 회전하는 김연아가 팔을 오므리면 회전이 더욱 빨라지는 것과 같은 이치다.​ 이렇게 성운이 점점 더 단단히 뭉쳐지면 그 중심에는압력과 온도가 급상승하는데, 이윽고 온도가 1천만 도를 돌파하면 한 사건이 일어난다. 중심의 수소원자 4개가 융합하여 헬륨원자 하나를 만들면서 엄청난 핵 에너지를 생산하여 반짝 불이 켜지는 것이다.여기서 생성된 광자가 밀집한 수소원자를 비집고 표면까지 올라와 마침내 최초의 광자가 우주공간으로 방출되면 이때부터 비로소 별은 반짝이게 되는 것이다. 이것이 바로 ‘스타 탄생’이다.​ 태양이 이렇게 하여 별이 된 것은, 핵우주 연대학에 따르면 정확히 45억 6720만 년 전이다. 이때 태양을 만들고 남은 찌꺼기들이 행성과 위성 그리고 수많은 소행성들을 만들었기 때문에 자연히 지구의 나이도 태양과 동갑인 45억 6700만 년쯤 되는 것이다.​ 그런데 태양과 그 나머지 태양계의 식구들, 예컨대 8개 행성과 수백 개의 위성들 그리고 수조 개의 소행성들을 밀가루 반죽처럼 하나로 뭉칠 때 태양이 차지하는 비중은 얼마나 될까?무려 99.86%! 지구를 포함해 태양 외의 모든 천체들은 다 합쳐봤자 0.14%라는 얘기다. 그중에서 가장 덩치가 큰 목성과 토성이 90%를 차지하니, 우리 지구는 나머지 0.014% 속의 한 티끌에 지나지 않는다.​ 태양의 종말 45억 6000만 년 전부터 지금까지 지구 하늘에서 쉼없이 불타면서 나를 비롯해 지구상의 뭇생명들을 살리고 있는 저 태양은 그럼 얼마나 오래 살까? 현재 태양은 우주의 다른 대다수 별과 마찬가지로 별의 진화과정 중 핵융합을 통해 에너지를 생산하는 주계열성 단계에 있는데, 이 단계는 별의 생애 중 거의 90%를 차지한다. 태양은 주계열 단계에서 약 109억 년을 머무를 것으로 예상된다.​ 태양은 질량이 작아 초신성 폭발을 일으키지 못하는 대신, 71억 년이 지나면 적색거성으로 부풀어오를 것이다. 중심핵에 있는 수소가 소진되어 핵이 수축되면서 태양 온도는 치솟고 외곽 대기는 무섭게 팽창한다. 그로부터 6~7억 년 뒤에는 마침애 태양 외곽층이 우주로 방출되어 거대한 먼지 고리를 만들게 된다. 이른바 행성상 성운이다. 이때 수성과 금성, 지구는 팽창하는 태양에게 잡아먹힐 것으로 천문학자들은 예상한다.​ 외층이 탈출한 뒤 극도로 뜨거운 중심핵이 남는데, 이 태양의 속고갱이 같은 중심핵은 수십억 년에 걸쳐 어두워지면서 지구 크기만 한 백생왜성이 된다. 이 시나리오가 태양과 비슷하거나 좀 더 무거운 별들의 운명이다.​ 태양이 진화한 행성상 성운의 고리는 천왕성이나 해왕성 궤도 부근까지 뻗칠 것이며, 아마도 그 별먼저 속에는 한때 지구에서 잠시 문명의 일구면 살았던 인류의 잔재들도 포함되어 있을 것이다. 
  • 지식재산 스타트업 기술에 ‘인공지능 기반 악성 URL 차단’

    지식재산 스타트업 기술에 ‘인공지능 기반 악성 URL 차단’

    올해 지식재산 기반 창업 우수기업에 ‘인공지능 기반 실시간 악성 URL 차단기술’을 선보인 ㈜필상이 선정됐다. 특허청은 15일 서울 송파 롯데월드타워 스카이컨벤션31에서 한국발명진흥회·신용보증기금과 공동으로 ‘2023 지식재산 스타트업 경진대회’를 개최해 필상 등 13개 창업 기업을 시상했다. 지식재산 스타트업 경진대회는 인공지능(AI)·로봇·바이오헬스·반도체·양자기술 등 신산업분야 우수 지식재산 창업팀을 발굴·육성하기 위한 것으로 범부처 통합 창업경진대회인 ‘도전! K-스타트업 2023’의 부처별 예선리그도 겸하고 있다. 올해 공모에는 386개 창업기업이 참여한 가운데 서류와 발표, 국민참여심사를 거쳐 최종 13개 기업이 선정됐다. 최우수상은 인공지능 학습을 통해 악성 URL 탐지 및 차단할 수 있는 필상이, 우수상은 ‘인공지능 기반 환자 맞춤형 치과보철물 및 구강관리 플랫폼’을 발표한 에코엔리치가 영예를 안았다. 시상식에 앞서 수상기업들은 벤처투자자 등을 대상으로 투자유치를 위한 발표시간도 가졌다. 목성호 특허청 산업재산정책국장은 “우수한 지식재산은 창업기업의 가장 큰 경쟁력이자 성장동력”이라며 “창업기업의 혁신제품개발과 투자유치, 판로 개척을 위해 후속 지원에도 적극 나설 계획”이라고 밝혔다.
  • 이번 주 소행성 5개 지구에 접근한다…충돌 위험은? [아하! 우주]

    이번 주 소행성 5개 지구에 접근한다…충돌 위험은? [아하! 우주]

    이번 주 닷새 사이에 소행성 5개가 잇따라 지구 근처를 지나가지만, 지구와 충돌할 위험은 없다고 미 항공우주국(NASA)이 6일(이하 현지시간) 발표했다. 소행성이란 목성 궤도나 그 안쪽에서 태양 주위를 공전하고 있는 행성보다 작은 천체를 일컫는다. 6일 지구에 근접하는 소행성은 집채만한 크기(18m)로, 지구에서 511만㎞ 거리까지 다가오는데, 이는 지구-달 사이 거리의 약 13배에 달한다. 오는 8일에는 비행기 크기(25m) 소행성과 버스 크기(8m) 소행성 2개가 잇따라 407만∼572만㎞ 거리에서 지구를 스쳐 지나간다. 오는 10일 근접하는 소행성 2개의 크기는 각각 52m, 21m다. 이 가운데 하나는 152만㎞까지 지구에 다가온다. NASA는 지구와 달 사이의 평균 거리(38만 5000㎞)의 19.5배인 750만㎞ 이내로 지구에 접근하는 소행성을 감시하고 있다. 다만 이 거리 안에 있더라도 소행성의 크기가 150m를 넘지 않으면 잠재적 위험이 없는 것으로 본다.NASA는 지난 30일 동안 3개의 소행성이 달보다 더 가까운 거리에서 지구를 지나갔다고 전했다. 지름 1㎞의 소행성이 지구와 충돌할 확률은 50만 년에 한 번 꼴이며, 지름 5㎞짜리의 제법 큰 충돌은 대략 천만 년에 한 번, 지름 10㎞ 이상의 초거대 충돌은 5000만 년에 한 번 꼴로 일어난다. 지름 50m 이상의 물체가 지구와 충돌할 가능성은 천 년에 한 번쯤 되는데, 1908년의 러시아 퉁구스카 폭발사건 때와 비슷한 크기의 폭발을 일으킨다. 가장 최근에 일어난 초거대 충돌은 6600만 년 전 멕시코 유카탄 반도에 떨어져 백악기 제3기 대멸종을 일으킨 칙술루브 충돌구 운석인데, 지름이 약 10㎞로, 충돌구 지름은 180㎞에 이른다. 이 충돌로 지구상의 공룡이 멸종되었다. 약 5만년 전 지름 200m 크기의 소행성 하나가 한반도에 충돌하여 합천 지역에 거대한 충돌 크레이터를 만들었는데, 지름 8㎞의 초계분지가 바로 운석 충돌구이다.  
  • “너 오늘 정상 아닌 것 같은데”… 답정너 기준이 비정상일지도

    “너 오늘 정상 아닌 것 같은데”… 답정너 기준이 비정상일지도

    평소와 다른 행동이나 말을 하면 주위 사람들은 “너 오늘 정상 아닌 것 같은데…”라는 말을 던지곤 한다. 평소의 모습이 정상일까, 다른 사람이 보기에 정상이 아닌 것 같은 상태가 진짜 모습일까. ‘정상’, ‘표준’이라는 것은 무엇을 의미하는 것일까. ‘정상성’이라는 기준은 인류가 시작되면서부터 사용했을 것 같지만 이 책에 따르면 사람들이 ‘정상’이라는 단어를 일상에서 쓰기 시작한 것은 200여년에 불과하다. 1801년 1월 1일 이탈리아 천문학자 주세페 피아치는 화성과 목성 사이에서 케레스 소행성이라는 새로운 별을 발견했다. 독일 천재 수학자 카를 프리드리히 가우스는 최소제곱법이라는 수학 공식을 이용해 이 별의 궤도를 정확히 예측했다. 이 과정에서 나온 것이 우리가 정규분포라고 부르는 가우스 분포다.이처럼 기하학이나 대수학에서나 사용했던 정상이라는 과학 용어를 인간과 사회에 마구잡이로 쓰기 시작한 것은 19세기 초 벨기에 통계학자 아돌프 케틀레다. 천문학자였던 그는 1830년 벨기에 혁명으로 일자리를 잃고 사회통계학자로 변신했다. 그는 천문학에서 사용하던 정규분포를 이용해 ‘신체 표준치’를 찾으려는 것을 시작으로 정상 개념을 인간과 사회 곳곳에 도입했다. 그는 평균인이 진정한 인간을 대표하는 것이며 ‘정상’이고 ‘올바른 것’이라는 생각을 확산시켰다. 케틀레가 과학적 개념을 사회에 강제로 이식시킨 뒤 정상 개념은 제국주의적 팽창과 함께 전 세계로 퍼져 나갔다. 19세기 말부터 사람들은 신체는 물론 정신건강, 성생활, 감정 문제, 아이의 양육법, 문제행동 등 인간의 모든 삶을 ‘표준화’해 정상과 비정상으로 나누기 시작했다. ‘정상’ 단어 사용 불과 200여년기하학·대수학에서 쓰던 용어‘신체 표준치’ 찾으려던 케틀레 평균이 올바르다는 생각 확산유럽·북미 백인 男 기준이 문제내가 믿는 정상 강요하면 폭력 문제는 정상이라는 개념이 유럽과 북미 중심의 백인 남성 중산층을 중심으로 한다는 점이다. 이렇듯 정상은 통계에서 잘못된 모집단 설정을 하고 있기 때문에 갖가지 문제가 발생했다고 저자는 지적한다. 사례는 멀리서 찾지 않아도 된다. 코로나19 백신 부작용이 남성보다는 여성에게서 많이 나타났다는 연구 결과들이 있었는데 이는 남성과 여성의 다른 면역반응을 고려하지 않고 남성을 기준으로 삼은 ‘정량’의 백신을 같게 접종했기 때문이다. 졸피뎀으로 알려진 앰비엔이 수면 보조제로 2007년 미국 시장에서 판매되기 시작했다가 퇴출당한 것도 마찬가지 이유다. 지금까지 평균과 정상성에 대해 문제를 제기한 책은 많이 있었지만 이것처럼 그 근원을 파헤친 책은 찾아보기 어렵다. 저자는 의학사(史) 연구자인 자신이 이렇게 정상성이라는 문제에 천착한 것을 10~20대 때 튀는 행동으로 따돌림을 당하며 주류에게서 항상 배척받았던 경험 때문이라고 고백하기도 한다. 저자는 정상과 평균을 다양한 차이를 보여 주는 하나의 기준이 아니라 반드시 달성해야 하는 목표이자 성취해야 할 이상향으로 받아들이기 때문에 문제라고 지적한다. 의학적으로는 정상이라는 기준이 필요한 것은 사실이다. 그렇지만 나 또는 우리가 이야기하는 것이 ‘정상’이라고 굳게 믿고 타인에게 강요한다면 그것은 또 다른 폭력 행위다. 한 사회가 특정 기준을 정해 놓고 그것만이 정상이라고 강조하며 따를 것을 강요한다면 그 사회야말로 표준편차를 벗어난 비정상적 사회라는 것을 이 책을 읽고 나면 깨닫게 될 것이다.
  • ‘우주쇼’ 집에서 본다…‘페르세우스 유성우’ 생중계

    ‘우주쇼’ 집에서 본다…‘페르세우스 유성우’ 생중계

    강원 양구군 국토정중앙천문대는 오는 13일 오후 10시부터 14일 오전 2시까지 페르세우스자리 유성우를 국립과천과학관과 함께 온라인 생중계한다고 11일 밝혔다. 유성우는 혜성이나 소행성이 지구 궤도에 남긴 잔해물을 지구가 통과하면서 많은 유성이 떨어지는 현상으로 일명 ‘우주쇼’로 불린다. 페르세우스자리 유성우는 1862년 루이스 스위프트와 호레이스 터틀이 발견한 스위프트-터틀 혜성의 잔해물을 통과하면서 발생한다. 매년 7월 17일부터 8월 24일 사이 볼 수 있다. 페르세우스자리 유성우는 1월 사분의자리(용자리) 유성우와 12월 쌍둥이자리 유성우와 함께 연중 3대 유성우 중 하나로 규모가 크다. 올해 페르세우스자리 유성우가 가장 많이 떨어지는 시간은 13일 오후 4시 29분이고, 이날부터 14일 새벽까지 시간당 최대 90개까지 유성우를 볼 수 있을 것으로 예측된다. 국토정중앙천문대는 유성우를 중계하며 유성우의 발생 원리와 관측법도 설명한다. 또 여름철 은하수와 태양계에서 가장 큰 행성인 목성과 토성의 관측 영상도 방송한다. 방송은 국립과천과학관 유튜브 채널에서 시청할 수 있다. 배태석 국토정중앙천문대장은 “주민들이 유성우를 관측할 수 있도록 천문대 야외광장에서 자유 관측 행사도 진행한다”고 말했다.
  • ‘지구→우주→지구’…우주 나갔다 돌아온 ‘부메랑 운석’ [핵잼 사이언스]

    ‘지구→우주→지구’…우주 나갔다 돌아온 ‘부메랑 운석’ [핵잼 사이언스]

    애초 지구의 암석이 우주로 튕겨져 나간 후 다시 지구로 돌아온 이른바 '부메랑 운석'이 있다는 연구결과가 처음으로 나왔다. 지난 24일(현지시간) 미국 우주매체 스페이스닷컴 등 외신은 약 1만 년 전 지구를 떠난 후 다시 고향으로 돌아온 가능성이 있는 운석을 소개했다. 약 646g의 이 운석은 지난 2018년 프랑스 소르본 대학의 은퇴 교수인 알버트 잠봉이 처음 모로코의 상인으로부터 구매한 것이다. 지역 유목민이 사하라 사막에서 주운 것을 상인의 손을 거쳐 연구 목적으로 사들인 것. 이후 2년 전 프랑스 국립과학연구원(CNRS) 지질학자 제롬 가타체카 박사 연구팀이 본격적으로 연구에 착수했고 공식적으로 이 운석은 'NWA 13188'라는 이름을 얻게됐다. 그리고 연구팀은 최근 프랑스 리옹에서 열린 국제지리화학 컨퍼런스에서 최초의 부메랑 운석이라는 내용을 담은 논문을 발표했다. 운석은 흔히 말하는 별똥별, 곧 유성체가 타다 남은 암석을 말한다. 지구상에 떨어지는 대부분의 운석은 지구에서 약 4억㎞ 떨어진 화성과 목성 사이에 위치한 소행성대에서 온다. 그러나 NWA 13188은 지구에 있다가 우주로 나간 후 다시 돌아왔다는 것인데 물론 이론적으로는 가능하다. 오랜 전 소행성이 지구에 떨어지면서 그 충돌 여파로 지구의 암석 일부가 우주로 튕겨나간 후 다시 지구 중력에 이끌려 돌아왔다는 것. 이에대한 근거로 연구팀은 크게 2가지 증거를 제시했다. 먼저 연구팀이 NWA 13188을 분석한 결과 성분이 놀랍게도 지구 고유의 화산암과 동일한 화학 성분을 가진 것으로 드러났다. 또한 만약 이 운석이 지구 대기를 뚫고 우주로 날아갔다면 고에너지 입자로 이루어진 은하우주선(galactic cosmic rays)에 노출되는데 이 과정에서 베릴륨-3, 헬륨-10, 네온-21과 같은 동위원소의 흔적을 남기게 된다. 연구팀은 NWA 13188에 이같은 원소가 확인됐는데, 지구상의 어떤 암석보다도 높지만 일반적인 운석보다는 낮다고 밝혔다. 이를 근거로 연구팀은 NWA 13188이 지구 대기권에 재진입하기 전 지구 궤도에서 최소 2000년 이상을 보냈다고 주장했다. 또다른 증거는 NWA 13188이 운석의 겉표면에서 관찰되는 검붉은색의 얇은 껍질인 용융각(Fusion Crust)이 확인되는데 이는 지구 대기를 통과할 때 생긴다.  다만 이같은 연구팀의 가설에도 검증하기 힘든 여러 문제가 있다. 먼저 이 운석을 우주로 날려보낼 정도면 화산폭발보다는 소행성 충돌이 유력한 데 그에 걸맞는 충돌 크레이터가 없다. 최소 1만 년 전에 1㎞ 크기의 소행성이 지구에 충돌했다면 지구에는 약 20㎞ 크레이터에 생성되는데 지구상에는 이같은 젊은 크레이터가 없다는 것. 그러나 아프리카 대륙에는 아직 검증이 필요한 수십 개의 크레이터가 있어 이같은 가능성을 배제할 수는 없다. 이에대해 오스트리아 비엔나 자연사박물관 루도비크 페리에르는 "더 많은 연구가 필요한 흥미로운 암석임에는 분명하다"면서도 "소행성이 충돌하면 지구 암석이 녹을 정도로 국지적인 압력과 온도를 극한으로 증폭시키기 때문에 젊은 분화구라면 그 내부가 여전히 뜨거울 것"이라고 지적했다.  
  • [이광식의 천문학+] 냉-온탕 겸비한 수성의 놀라운 비밀

    [이광식의 천문학+] 냉-온탕 겸비한 수성의 놀라운 비밀

    유럽의 수성탐사선 베피콜롬보가 지난 6월 19일 중력도움으로 수성을 세 번째 플라이바이하면서 크레이터로 가득 찬 표면의 놀라운 클로즈업 이미지를 촬영했다. 2018년에 시작된 유럽과 일본의 합작 수성 탐사 미션은 내부 태양계를 통과하는 7년 항해의 마지막 구간에 접근하고 있다. 베피콜롬보는 2025년 후반 태양 궤도에서 수성 궤도로 전환할 수 있을 만큼 충분히 감속하기 위해 지구와 금성, 수성을 플라이바이하면서 중력도움 비행을 수행하는 중이다. 베피콜롬보의 다음 플라이바이는 2024년 9월 5일에 있을 예정이며, 이어 2024년 12월, 2025년 1월의 근접비행을 통해 더욱 속도를 줄여가며 수성 궤도에 진입한다. 베피콜롬보는 오늘날 널리 쓰이는 우주 탐사선의 항법을 개발한 20세기 이탈리아 과학자 주세페 베피 콜롬보의 이름을 땄다. 중력도움으로 알려진 이 항법은 행성의 중력을 이용해 진로를 바꾸거나 속력을 변화시키는 ‘행성궤도접근통과'(Fly-by) 기술이다.베피콜롬보는 유럽우주국의 ‘수성 행성 궤도선’(MPO)과 일본우주항공연구개발기구(JAXA)의 ‘수성 자기장 궤도선’(MMO) 두 개의 탐사선으로 구성돼 있다. 두 탐사선은 2026년부터 분리돼 각기 고도 480~1500km의 타원궤도를 돌며 1~2년 동안 독립적으로 수성 탐사를 한 뒤 서서히 고도를 낮춰가 수성 표면에 충돌할 것으로 예상된다. 베피콜롬보의 기본 임무는 수성 표면을 촬영하고 자기장을 분석하는 것이다. 또 수성의 거대한 핵을 이루고 있는 철 성분도 분석한다. 수성은 전체의 64%가 철이다. 수성이 핵이 크고 지각이 얇은 행성이 된 것은 거대한 천체가 수성과 충돌하면서 맨틀 대부분을 날려버렸기 때문으로 과학자들은 추정한다. 태양에 가장 가까운 수성, 어떤 행성인가? ​태양에 가장 가까운 제1 행성 수성은 태양을 두번 공전하는 동안 세 번 자전하며, 공전 주기는 88일이다. 반지름은 2,440km, 둘레 43,924km로 가장 작은 내행성이기도 하다. 수성과 지구의 거리는 평균 7,700만km로 지구~태양 평균 거리의 절반 정도다. 그러나 태양 중력의 영향을 많이 받는데다 공전 속도가 초속 47km로 지구보다 1.5배나 빠르고, 표면 온도가 낮에는 400도, 밤에는 영하 170도로 변화가 극심해 우주선이 수성 궤도에 안정적으로 진입하거나 착륙하는 것이 쉽지 않다.수성은 태양계 행성들 중 가장 밀도가 큰 천체로, 그 땅속에 특이할 정도로 금속 성분이 뭉친 덩어리가 굵직하게 있는 것으로 추정된다. 지구의 밀도는 수치상으로는 크지만 사실 자체 중력으로 인해 내부가 압축된 상태임에 반해, 수성은 부피가 지구보다 훨씬 더 작고 내부 또한 그리 압축되어 있지 않다. 이 같은 수성의 큰 밀도는 내부 핵 크기가 크고, 핵에 포함된 철 함량이 풍부하다는 것을 의미한다. 지질학자들은 수성의 핵 부피가 전체 대비 42%(지구는 17%)일 것이라고 추측하며, 특히, 최근 연구로 수성의 핵이 용융 상태라는 것이 밝혀졌다. 작은 크기와 59일에 이르는 느린 자전 속도에도 불구하고, 수성은 자기장을 가지고 있다. 매리너 10호의 수성 자기장 크기 측정 결과 지구의 1.1%임이 밝혀졌다. 지름 70㎞ 넘는 ‘윤선도 크레이터‘ 수성의 표면은 달과 비슷하게 충돌구가 많으며, 행성이 식으면서 수축할 때 형성된 길이 수백 km의 장대한 절벽이 존재한다. 약간의 대기가 있지만, 기압은 지구의 1조 분의 1로 매우 희박하다. 중력이 너무 약해 대기를 붙잡아둘 수 없었기 때문이다. 따라서 수성에는 바람이 불지 않는다. 표면에 있는 수많은 충돌구들은 풍화작용이 없으니 수십, 수백만년이 지나도 형태가 그대로 보존된다. 전체적으로 수성 표면은 달에 있는 바다와 유사한 평원과, 수십억 년 동안 활동하지 않는 큰 충돌구가 있다. 46억 년 전부터 38억 년 전까지, 수성 표면에 혜성과 소행성이 충돌하는 기간이 있었는데, 이 기간을 후기 대폭격기라고 한다. 이 기간 동안 수성은 전체적으로 폭격을 받아 충돌구가 급격히 늘어났다. 이는 지구와 달리 수성은 대기가 희박하기 때문에, 충돌체의 속도가 감소하지 않았기 때문이다.또, 이 시기에는 화산 활동도 활발했다. 마그마로 가득 차 있는 분지는 그 때문이다. 2008년 10월, 메신저에서 전송된 수성 표면에 관한 자료는 연구자들에게 큰 도움을 주었다. 이 자료로 수성 표면은 화성이나 달 표면보다 더 이질적라는 것이 밝혀졌다. 태양에 가까워 엄청난 에너지를 고스란히 받는 수성은 표면의 평균온도가 약 452K(179℃)일 정도로 펄펄 끓는 용광로이지만, 온도변화는 약 90K(-183℃)~700K(427℃)로 매우 심하다. 말하자면 냉-온탕 겸비인 행성인 셈이다. 그런데도 놀랍게 1992년 레이더 관측에 의해 수성의 북극 부분에서 물과 얼음이 발견되었다. 이 얼음은 혜성의 충돌이나 수성 내부에서 방출되어 생긴 물이 1년 동안 태양광이 닿지 않는 극지방의 크레이터 바닥에 남겨져 있던 것으로 보인다. 얼음 상태의 물을 보존하는 데는 수성에 공기가 없다는 점이 오히려 도움이 된다. 공기로 인한 열의 전도가 거의 이루어지지 않기 때문이다. 수성의 충돌구는 작은 그릇 형태 구멍부터 수천 km 에 달하는 충돌 분지까지 매우 다양하다. 또한 생성된 지 얼마 안된 충돌구에서부터 이미 크게 풍화된 충돌구에 이르기까지 상태들도 다양하다. 수성 표면에서 가장 큰 충돌구는 직경 1,550km 되는 칼로리스 분지다. 이 분지에 가해진 충격은 매우 강해서 용암이 분출하고, 높이 2km인 동심원 형태 고리가 충돌구를 둘러싼 형태로 퍼져나갔다. 그밖에도 수성의 부분 사진에서 충돌 분지 15개 확인되었다. 주목할 만한 분지는 폭 400 km의 톨스토이 분지다. 베토벤 분지는 분출물 덮개와 비슷한 크기이며, 폭은 625 km이다. 한국인의 이름을 딴 크레이터도 있다. 바로 지름 70km가 넘는 윤선도 크레이터다. 과거 행성 표면 지형에 이름을 붙일 때, 유럽의 유명인사 이름들이 선택되곤 했는데, 20세기 후반 한국도 세계 과학계에서 활발한 활동을 하게 되면서 한국인의 이름이 외계 지명으로 사용되는 사례가 늘어났다. 수성에는 조선 중기를 대표하는 시인이자 정치인인 정철의 이름을 딴 지형도 있다고 한다. 수성은 태양의 강력에 중력에 의해 사로잡힌 조석 고정 상태이기 때문에, 달이 지구에 대해 그렇듯 항상 태양과 같은 면을 마주하고 있다. 그러나 1965년, 레이더 관측으로 3번 자전하는동안 2번 공전하는 3:2 궤도 공명 효과를 받는 것이 증명되었다. 이것 외에도 수성은 엄청난 비밀을 하나 더 숨기고 있다. 수성 궤도를 수치적으로 시뮬레이트한 결과, 수성 궤도 이심율이 차츰 증가하면 목성과의 궤도 공명으로 앞으로 50억 년 안에 이웃 행성인 금성과 충돌할 것이라는 결과가 나왔다. 50억 년 후면 태양은 생애의 거의 막바지에 달해 적색거성의 단계로 접어들 것이고, 지구는 뜨거운 태양에 달구어져 바다는 모두 증발하고 숯덩이처럼 되어 있을 것이다.  
  • 佛 여성, 카페서 커피마시다 하늘서 떨어진 ‘운석’ 맞았다

    佛 여성, 카페서 커피마시다 하늘서 떨어진 ‘운석’ 맞았다

    프랑스의 한 여성이 카페 테라스에서 커피를 마시다 운석에 맞는 믿기힘든 일이 벌어졌다. 최근 뉴스위크 등 외신은 프랑스 북동부에 위치한 마을 쉬흐멕에서 한 여성이 커피를 마시던 중 하늘에서 떨어진 운석에 맞았다고 보도했다. 사건이 벌어진 것은 지난 6일로, 당시 신원이 공개되지 않은 한 여성이 커피를 마시다 옆집 지붕에서 발생한 큰 소리를 들은 직후 갈비뼈에 큰 충격을 받았다. 돌이 하늘에서 떨어지면서 지붕을 맞고 튕겨 그의 가슴을 때린 것. 그는 "처음에는 박쥐와 같은 동물이 나를 친 것이라 생각했다"면서 "돌을 자세히보니 뭔가 범상치 않았다"며 놀라워했다. 이후 그는 현지 지질학자인 티에리 레프만 박사에게 돌을 들고가 감정을 요청했고 그 결과는 놀라웠다. 이 돌이 운석으로 보인다는 것. 레프만 박사는 "이 암석은 110g의 무게로 철과 규소가 혼합된 운석으로 보인다"면서 "운석이 사람과 부딪칠 확률은 1억 분의 1 정도일 정도로 매우 희박하다"고 밝혔다. 이어 "매일 운석이 지구에 떨어지지만 프랑스와 같은 환경의 육지에서는 외관 만으로 지구 암석과 구분하기 어렵다"면서 "다만 사막과 남극과 같은 일부 장소에서는 운석을 더 쉽게 찾을 수 있다"고 설명했다.       한편 높은 가치 때문에 이른바 ’우주의 로또‘라고도 불리는 운석은 흔히 말하는 별똥별, 곧 유성체가 타다 남은 암석을 말한다. 지구상에 떨어지는 대부분의 운석은 지구에서 약 4억㎞ 떨어진 화성과 목성 사이에 위치한 소행성대에서 온다. 운석은 보통 1년에 4만 톤씩 지구에 떨어지지만 대부분 바다로 향해 찾기가 어렵다. 다만 드물게 운석이 건물에 떨어지는 경우가 있는데 전세계적으로 1년에 약 6번 정도다. 
  • 8년간 이사 걱정 없어… 보증금 인상폭도 제한

    8년간 이사 걱정 없어… 보증금 인상폭도 제한

    최근 전세사기, 깡통전세 논란이 커지면서 민간임대 아파트가 주목받고 있는 가운데 부영이 전남 광양 목성지구에 ‘광양목성 파크뷰 부영’(투시도)을 공급한다. 해당 단지는 8년 동안 이사 걱정 없이 내 집처럼 편안하게 거주할 수 있으며, 보증금 인상폭이 제한돼 있다. 또한 보증보험 가입으로 임대보증금이 보장된다. 임대 계약 기간이 만료되면 거주자에게 분양전환 우선권을 주며 선택의 폭을 넓혀 주는 장점이 있다. 입주민과 건설사 합의에 따라 조기 분양도 가능하다. 규모는 1단지가 지하 1층~지상 28층 9개 동, 전용면적 84㎡ 724가구, 2단지가 지하 1층~지상 28층 9개 동, 전용면적 59㎡ 766가구로 이뤄져 있다. 이 중 1회차 임대 공급분은 1064가구(1단지 570가구·2단지 494가구)다.
  • ‘지구 7배 크기’ 역대급 태양흑점 포착 [우주를 보다]

    ‘지구 7배 크기’ 역대급 태양흑점 포착 [우주를 보다]

    지구보다 7배나 큰 역대급 태양흑점이 나타났다. 육안으로도 볼 수 있을 정도의 크기다. 그러나 이것이 사라지기 전에 보기를 원한다면 특히 눈의 보호에 신경을 쓰야 한다는 점을 잊어서는 안된다.  AR3354로 지정된 태양의 엄청난 흑점은 일요일(7월 2일) 지구의 시야에서 사라질 것으로 보인다. 스페이스웨더닷컴(SpaceWeather.com)에 따르면, 흑점은 지난 6월 26일에 나타난 이래 지금까지 성장을 거듭해왔다.  트위터에서 흑점이 태양 표면을 가로지르는 놀라운 타임랩스 비디오를 공유했던 태양 물리학자 키스 스트롱 "새로운 번호를 부여받은 흑점 AR3354는 지난 24시간 동안 급속도로 성장했다. 이틀 전에는 거기에 없었던 흑점이 나타나 지금은 지구보다 더 큰 영역으로 확장되었다. 이 같은 성장 속도가 지속된다면, 우리는 그 흑점에서 거대한 태양 플레어가 폭발하는 것을 보게 될 것" 이라고 말했다. 태양 플레어는 태양 표면에서 일어나는 폭발 현상으로, 채층 일부의 밝기가 갑자기 증가했다가 수십 분 또는 수 시간 안에 다시 원상태로 돌아가는 현상이다. 단지 채층뿐 아니라 태양 대기인 코로나의 영역까지 그 영향이 넓게 미쳐 지구에 미치는 영향도 다른 현상보다 훨씬 크다.  스트롱이 밝혔듯이 흑점은 크기가 커질 뿐만 아니라 강도도 커졌다. 해당 흑점은 강한 태양 플레어를 일으킬 수 있는 감마 자기장을 생성한 것으로 밝혀졌다. 미국 국립해양대기청(NOAA)은 6월 28일 AR3354에서 중형​(中形) 또는 M급 태양 플레어가 발생할 확률을 40%로 예측했다.  NOAA 예보관들은 또한 7월 5일에 가장 큰 종류의 태양 플레어인 X-플레어가 발생할 가능성이 10%라고 덧붙였다.태양 흑점이 현재 지구 쪽을 향하고 있기 때문에 플레어 폭발은 지구에 영향을 미칠 수 있다. 유럽 우주국(ESA)에 따르면 M급 플레어는 지구의 극지방에 한해 영향을 미치는 짧은 전파 정전을 초래할 수 있으며, 작은 방사능 폭풍을 유발할 수도 있다. 그러나 X급 플레어는 전 세계적으로 전파 정전과 상층 대기권에서 오래 지속되는 방사능 폭풍으로 이어질 수 있는 주요 사건이다. 흑점은 광구, 곧 태양 표면의 강한 자기장 활동의 결과물이다. 이는 플레어뿐만 아니라 항성 물질의 대량 유출인 코로나 질량 방출(CME)로 이어질 수 있다. 그러나 AR3354는 아직 CME를 폭발시키지 않고 있다. 새로운 흑점은 그 사이즈가 역대급으로 크기는 하지만 가장 강력한 태양폭풍으로 기록된 '캐링턴 사건'만큼 격렬한 활동을 일으키지는 않을 것으로 예측된다. 1859년 9월 1일, 전체적으로 지구의 10배인 목성 크기 정도로 추정되는 여러 개의 흑점이 약 5분 동안 지속되는 밝은 흰색 섬광을 일으키는 CME를 폭발시켰는데, 그 폭발이 너무나 강력한 나머지 이를 관측한 아마추어 천문학자 리처드 캐링턴은 잠시 시력을 잃었을 정도였다. 큰 흑점을 보려면 태양필터 안경, 일식 안경 또는 기타 유형의 인증된 눈 보호 장비를 사용해야 한다. 이러한 장비를 사용하기 전에 흠집이 있는지 확인하는 것도 필수다. 또한 태양 안경은 반드시 태양을 보기 전에 쓰고, 안경을 벗기 전에 시선을 돌려야 한다. 태양에 잠시 노출되더라도 눈이 영구적으로 손상될 수 있다. 또한 태양을 보고 태양 디스크를 확대하여 볼 수 있는 내장형 태양 필터가 있는 전용 태양 쌍안경을 사용하는 것도 좋은 방법이다.  
  • ‘미니 해왕성’ 비밀 파헤치는 유럽의 행성사냥꾼 키옵스 [아하! 우주]

    ‘미니 해왕성’ 비밀 파헤치는 유럽의 행성사냥꾼 키옵스 [아하! 우주]

    미 항공우주국(NASA)의 행성사냥꾼 케플러 우주망원경은 임무를 마칠 때까지 수천 개 이상의 외계 행성을 찾아내 그 소임을 다했다. 그 후계자인 TESS 역시 외계 행성 탐사의 최전선에서 혁혁한 공을 세우는 중이다. 하지만 외계 행성을 찾는 기관이 NASA만 있는 건 아니다. 유럽우주국(ESA) 역시 외계 행성 탐사를 위한 우주 망원경인 키옵스 CHEOPS(CHaracterising ExOPlanet Satellite)를 쏘아 올렸다. 키옵스는 무게 273kg, 길이 1.5m 정도 되는 소형 우주 망원경이지만, TESS보다 별을 더 오래 고정해서 관측할 수 있다는 장점이 있다. 물론 성능은 TESS가 훨씬 뛰어나지만, 넓은 지역을 관측하기 위해 27일마다 관측 범위를 바꾸는 특징이 있다. TESS는 케플러나 키옵스와 마찬가지로 별 앞에 작은 행성이 지나면서 주기적으로 밝기가 미세하게 변하는 식현상을 이용해 외계 행성의 존재를 찾아낸다. 따라서 공전 주기가 27일보다 긴 경우 탐지율이 낮아진다는 문제점이 있다. 키옵스는 이 단점을 보완해줄 우주망원경으로 ESA와 스위스 베른대학, 제네바대학 등이 협력해 제작했으며 2019년부터 임무를 수행하고 있다. 최근 외계 행성 연구 기관인 NCCR PlanetS의 과학자들은 키옵스를 이용해 새로 찾아낸 미니 해왕성에 대한 연구 결과를 발표했다.미니 해왕성은 태양계의 해왕성이나 천왕성보다 작지만, 지구보다 큰 암석 행성인 슈퍼지구보다 작은 외계 행성으로 태양계에는 존재하지 않는 행성 유형이다. 과학자들은 미니 해왕성이 해왕성에 가까운 가스 행성인지 아니면 대기가 큰 슈퍼 지구에 가까운 행성인지를 두고 논쟁을 벌여 왔다. 최근 키옵스가 찾아낸 미니 해왕성인 TOI 5678 b와 HIP 9618 c는 미니 해왕성이 생각보다 다양한 형태일 가능성을 보여준다. TOI 5678 b와 HIP 9618 c는 각각 48일과 52.5일을 주기로 모항성을 공전해 TESS보다는 키옵스가 그 존재를 확인하기에 적합한 행성들이다. 키옵스 및 지상의 망원경을 통해 확인한 두 행성의 질량과 크기는 생각보다 많은 차이가 있었다. TOI 5678 b의 지름은 지구의 4.9배, 질량은 20배로 오히려 해왕성보다 약간 커 해왕성과 비슷한 가스 행성임을 시사한다. 반면 HIP 9618 c의 지름은 지구의 3.4배, 질량은 7.5배로 해왕성의 절반 수준이었다. 연구팀은 이 두 외계 행성의 표면 온도가 섭씨 217~277도 사이로 너무 뜨겁지 않아 뜨거운 목성형 외계 행성에서는 보존될 수 없는 분자들이 있을 것으로 예상했다. 그리고 해왕성보다 훨씬 따뜻하기 때문에 앞으로 제임스 웹 망원경으로 관측해 어떤 물질로 구성되어 있는지 확인할 수 있는 좋은 후보라고 보고 있다. 미니 해왕성은 엄밀한 분류보다 적당히 추정된 크기를 기준으로 나눈 그룹으로 그 정체에 대해서는 의견이 분분하다. 키옵스가 찾아낸 미니 해왕성이 이 의문에 대한 실마리를 제시할 것으로 기대된다.  
  • 태양보다 뜨겁네…별이 되려다 실패한 ‘갈색왜성’ 발견 [아하! 우주]

    태양보다 뜨겁네…별이 되려다 실패한 ‘갈색왜성’ 발견 [아하! 우주]

    우리의 태양보다 표면 온도가 더 뜨거운 기괴한 갈색왜성이 발견됐다. 최근 이스라엘 와이즈만연구소 등 국제공동연구팀은 별과 행성 사이의 경계를 더욱 혼란스럽게 만드는 갈색왜성 'WD0032-317B'를 발견했다고 발표했다. WD0032-317B는 지구에서 약 1400광년 떨어진 곳에 위치해 있으며 일명 '실패한 별'로 불리는 갈색왜성이다. 갈색왜성(Brown dwarf)은 별(항성)이라고 하기에는 작지만, 행성이라고 하기에는 큰 애매한 천체다. 특히 일반적으로 갈색왜성은 태양질량의 0.08배 미만의 작은 질량 때문에 중심부에서 안정적인 수소 핵융합 반응을 유지하기 어려워 별이 되지 못한 운명을 갖고있다. 또한 갈색왜성은 보통 표면온도가 2200°c 정도로 뜨겁지만 우리 태양이 약 6000°c에 달하는 것과 비교해보면 일반적인 별보다는 훨씬 낮다.이에비해 이번에 새롭게 확인된 WD0032-317B는 일반적인 갈색왜성의 범주를 훌쩍 뛰어넘는다. 먼저 WD0032-317B는 목성의 75~88배에 달하는 질량을 갖고있으며 표면온도는 우리 태양보다 훨씬 뜨거운 7700°c에 달한다. 더욱 놀라운 것은 WD0032-317B가 백색왜성인 WD0032-317 주위를 불과 2.3시간 만에 돌 정도로 바짝 붙어있다는 점이다. 여기에 한쪽 면만 계속 백색왜성을 향하고 있어 한쪽은 7700°c에 달하지만 반대쪽은 1000~2700°c로 극단적인 온도차를 보인다. 연구팀은 "일반적인 갈색왜성에 대한 이해를 무시하는 특성을 가진 독특한 천체"라면서 "WD0032-317B는 우주의 새로운 측면에 대한 중요한 통찰력을 제공해줄 수 있을 것"이라고 밝혔다. 한편 백색왜성(white dwarf)은 우리의 태양같은 항성이 진화 끝에 나타나는 종착지를 말한다. 일반적으로 수명이 다한 별은 죽어가면서 물질을 우주로 방출하면서 부풀어 오르고 결국 차갑게 식으며 쪼그라드는데 이를 백색왜성이라고 한다. 우리의 태양 역시 앞으로 70억 년 후면 수소를 다 태운 뒤 바깥 껍질이 떨어져나가 행성모양의 성운을 만들고 나머지 중심 부분은 수축한 뒤 지구만한 크기의 백색왜성이 될 것으로 예상된다. 
  • 목성서 ‘번개’가 번쩍…주노 탐사선 근접비행 중 포착 [우주를 보다]

    목성서 ‘번개’가 번쩍…주노 탐사선 근접비행 중 포착 [우주를 보다]

    미 항공우주국(NASA)의 탐사선 주노(Juno)가 목성을 근접비행하는 과정에서 번개치는 희귀한 모습을 포착했다. 지난 16일(현지시간) NASA는 주노가 목성의 북극에 자리잡은 소용돌이 속에서 촬영한 번쩍하고 빛나는 모습의 사진을 공개했다. 사진 속에서 녹색빛처럼 보이는 현상이 바로 목성에서 발생한 번개다. 목성 역시 지구처럼 번개가 치는 대기 현상이 발생하지만 지구와는 사뭇 다른 점이 많다. 먼저 지구의 번개는 물과 구름 그리고 지표면 사이에 일어나는 방전 현상으로 적도 근처에서 가장 자주 발생한다. 이에비해 목성은 적도가 아닌 극지방에서 번개가 관측되는데 이는 극지방에 태양열이 덜 들어와 대류에 의해 뜨거운 기체가 계속해서 올라오는 불안정한 상태가 유지되기 때문이다.특히 목성의 번개는 암모니아와 물이 뒤섞이는 것이 반복되면서 번개가 칠 수 있는 조건을 만들어낸다. 번개가 치는 모습이 포착된 소용돌이는 목성의 격렬한 대기가 만는 것으로 이 속에 거대한 폭풍이 불어 그야말로 현실의 지옥과 다름없다. 이 사진은 지난 2020년 12월 30일 주노가 목성을 31번째 근접비행(Fly by·플라이바이)하는 과정에서 촬영했으며 지난해 시민 과학자에 의해 이미지가 가공됐다. 촬영당시 탐사선과 목성의 상층부 구름과의 거리는 약 3만 2000㎞다.한편 지난 2011년 8월에 장도에 올라 2016년 7월 목성 궤도에 진입한 주노는 거대한 가스 행성인 목성에 관해 수많은 데이터를 보내고 있다. 주노의 목표는 거대 가스 행성의 구조와 조성, 자기장과 중력장에 관한 데이터를 수집하는 것으로 이는 목성의 생성과 그 진화, 더 나아가 태양계의 생성 비밀을 밝히는 데 중요한 자료로 쓰이게 된다. 주노는 현재 목성을 긴 타원형 궤도를 돌고 있다. 목성에 최근접하는 주기는 지구 시간으로 약 53.5일로, 이 근접비행 때 주요 데이터를 수집하게 된다. 
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