잠재적으로 거주 가능한 외계행성 수의 집계가 조금 아래쪽으로 수정되어야 한다는 관측 결과가 나왔다. 현재까지 미항공우주국(NASA)의 가성비 높은 케플러 우주망원경은 ‘거주가능 지역'(habitable zone) 곧, 행성 표면에 액체 물이 존재할 수 있는 궤도 범위에서 대략 지구 크기의 외계행성 30여 개를 발견했다. 그러나 유럽우주국(ESA)의 가이아(Gaia) 관측 위성에 의한 새로운 관측에 따르면, 실제 거주가능 외계행성 수는 2~12개 정도로 예측된다고 지난 26일(현지시간) NASA 관계자는 밝혔다. 2013년 12월에 발사된 가이아는 우리은하의 초정밀 3D지도를 제작에 착수했는데, NASA 관계자에 따르면,이 지도에는 약 17억 개의 별에 대한 위치 정보와 13억 개 별에 대한 거리 데이터가 포함되어 있다. 가이아의 관측에 따르면 케플러가 발견한 외계행성의 모항성들 중 일부는 이전에 예측했던 것보다 더 밝고 큰 것으로 밝혀졌다. 따라서 그러한 별들을 돌고 있는 외계행성들은 이전에 생각했던 것보다 더 크고 뜨거울 가능성이 있다. ‘뜨거운’ 문제는 간단한 것이다. 별은 크고 밝을수록 더 많은 열을 방출한다. 예상치의 큰 오차는 ‘트랜싯 방법’으로 알려진 케플러의 외계행성 사냥법에서 비롯된 것으로 알려졌다. 케플러 망원경은 행성이 모항성 앞을 지날 때 그 엄폐로 인해 모항성의 밝기가 변하는 것을 포착하는 방법으로 외계행성의 존재를 탐지하는데, 이를 ‘트랜싯 방법’이라 한다. 행성 크기 추정치는 통과 중 엄폐되는 별의 디스크 백분율로 구해진다. 따라서 별의 지름이 큰 쪽으로 수정되면 이에 따라 행성의 지름도 수정될 수밖에 없다. “항상 모든 문제는 우리가 그 별을 얼마나 잘 이해하고 있는가에 달려 있다”고 설명하는 NASA 외계행성 탐색 프로그램 수석 과학자 에릭 매머젝은 “이것은 진행 중인 이야기의 또 다른 장”이라고 밝혔다. 중요한 것은 새로운 관측 결과는 우리은하에 지구에만 생명체가 존재하는 것은 아닐 거라고 희망하는 사람들을 낙담시키지 않아야 한는 점이다. NASA 관계자들은 은하수에 아직도 생명체가 거주할 만한 많은 천체들이 있다고 강조하지만, 가이아 자료에 따르면 천문학자, 우주 생물학자 및 행성 과학자들은 외계행성의 거주 가능성에 대해 더 많은 연구가 필요하다는 사실을 말해준다. 제시 닷슨 NASA 천체 물리학자는 “우리는 여전히 외계행성이 얼마나 크며, 암석으로 이루어져 있는지 밝혀내려고 노력 중"이라고 밝혔다. 그는 K2로 알려진 케플러 확장 임무 프로젝트 과학자다. 과학자들이 외계행성을 탐색할 때 ‘거주 가능 지역’의 개념에는 궤도 거리만 들어 있는 것은 아니다. 외계행성의 질량과 대기 조성 같은 조건도 빠뜨릴 수 없는 요소들이다. 행성의 온도를 결정하는 데 중요한 영향을 미치기 때문이다. 또한 생명체가 서식하기 위해서는 지표에 액체 물이 필요하다고 흔히 말하지만, 꼭 그런 것은 아니다. 우리 태양계에서 거주 가능 지역 바깥에 있는 목성의 유로파와 토성의 엔셀라두스와 같은 얼어붙은 위성에도 지하에 바다를 갖고 있는 경우가 있다. 그 바다에 생명체가 서식하고 있을 것이라고 과학자들은 추측하고 있다. 물이 아니라 다른 용매로도 생명체가 존재할 수 있을지도 모르기 때문이다. 총 6억 달러(한화 약 7000억원)가 투입된 케플러 미션은 2009년 3월에 시작되었으며, 4년의 기본 임무 기간 동안 망원경은 약 15만 개의 별을 동시에 관측하면서 행성들의 모항성 통과를 추적했다. 이 작업은 관측대상을 정확히 조준하는 역할을 하는 리액션 휠 4개 중 2개가 고장나는 바람에 2013년 5월 끝났다. 그러나 케플러 망원경은 그후 2개의 리액션 휠과 태양광의 압력을 이용해서 부활되어 2014년 확장 미션 K2를 시작해 외계행성 탐색을 재개, 지금까지 이 K2에서 2,681건의 외계행성이 발견되었다. 그 결과, 케플러 우주망원경은 현재까지 발견된 약 3800개의 외계행성 중 약 70%를 발견하는 개가를 올렸다. 이 ‘케플러 수’는 계속해서 증가할 것으로 보이는데, 현재 3000개의 행성 ‘후보’가 후속 분석-관찰에 의한 확인을 기다리고 있다. 이처럼 빛나는 전과를 올린 케플러의 활약도 곧 막을 내릴 것으로 보인다. 우주선은 연료가 바닥을 드러내고 있어 최근 ‘연료를 사용하지 않는’ 휴면 모드로 들어갔다.　 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

일반적으로 큰 동물보다 작은 동물의 숫자가 많은 것처럼 별 역시 질량이 큰 별은 숫자가 적고 가벼운 별일수록 숫자가 많다. 밤하늘에는 수많은 별이 빛나지만, 사실 우리 은하에서 가장 흔한 형태의 별은 고성능 망원경의 도움 없이는 볼 수 없는 적색 왜성이다. 적색 왜성은 태양 질량의 8-40% 정도밖에 되지 않는 작은 별로 우리 은하에 있는 별의 3/4 정도를 차지한다. 별의 밝기는 크기에 따라 기하급수적으로 커지므로 적색 왜성은 매우 어둡다. 하지만 적색 왜성도 행성과는 비교할 수 없을 만큼 큰 질량을 지니고 있으며 지구는 물론 목성보다 큰 행성을 여럿 거느리고 있다. 어두운 별이지만, 가까운 공전 궤도에서는 액체 상태의 물이 존재할 수 있어 일부 적색 왜성 주위 행성은 생명체 존재 가능성이 제기되고 있다. 그런데 과학자들은 적색 왜성에 가까운 지구형 행성에서 생명체가 살 수 있는지에 대해 갑론을박을 벌이고 있다. 우주에 가장 흔한 형태의 별이기 때문에 그만큼 생명체 탄생 기회도 높을 수 있지만, 태양계와 다른 환경에서도 지구처럼 안정적인 환경이 갖춰질 수 있는지 논란이 있는 것이다. 대표적인 문제는 적색 왜성에 가까운 거리에서 강력한 방사선과 별 표면 폭발 현상인 플레어(flare)에 노출된다는 것이다. 미국 애리조나 주립대 연구팀은 허블우주망원경을 이용해 태어난 지 4000만 년 이내의 젊은 적색 왜성 12개를 관측했다. 적색 왜성은 작은 크기에도 플레어 현상이 활발한데, 특히 어린 별이 더 활발한 것으로 알려졌다. 이번 연구에서는 태어난 지 얼마 되지 않은 적색 왜성의 플레어 활동이 나이든 별의 100-1,000배 정도 활발하다는 사실이 밝혀졌다. 특히 자외선 영역에서 강력한 에너지 방출이 일어나 적색 왜성에 가까운 행성은 자외선 살균 소독기 안에 있는 것과 마찬가지다. 더 중요한 문제는 강력한 방사선과 고에너지 입자의 폭풍으로 대기가 벗겨진다는 점이다.(개념도) 따라서 액체 상태의 물이 있을 만큼 적색 왜성에 가까이 있는 행성은 대기가 보존될 수 없는 역설적 상황에 놓이게 된다. 외계인이 살고 있을 가능성도 그만큼 낮아지는 셈이다. 하지만 이 연구 결과만으로는 적색 왜성 주변 행성에 생명체가 없다고 결론 내리기 이르다. 적색 왜성은 어두운 대신 수명이 매우 길어 100억 년 이상인 것도 있으며 이 시간 동안 얼마든지 대기가 다시 형성될 수 있기 때문이다. 연구팀은 이보다 좀 더 나이가 많은 적색 왜성을 조사해 대기가 보존되거나 다시 형성될 수 있는지를 검증할 예정이다. 물론 지구와 비슷한 환경에서만 생명체가 탄생한다는 것은 우리의 무지이거나 오만일 수도 있다. 적색 왜성 주변 행성계에는 우리가 상상도 못 할 독특한 생명체가 진화했을지도 모르고 이들 가운데 일부는 고도의 문명을 이룩해 지구 같은 행성에서도 생명체가 탄생했을지 궁금해하는 외계 과학자가 있을지도 모른다. 확실한 답을 알기 위해서는 과학자들은 계속 우주를 관측할 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

수성과 지구가 가장 가까울 때는 8000만km밖에 안된다. 이는 지구-태양 간 거리 1억 5000만km의 반 남짓한 거리로, 우주선이 지구 탈출속도 초속 11km로 일직선으로 날아간다면 이론상으로는 약 105일 정도 걸리는 거리다. 그런데도 수성탐사선 베피콜롬보는 복잡한 경로로 무려 7년을 날아가야 수성 궤도에 진입할 수가 있다. 대체 왜 그럴까? 문제는 수성이 너무나 작은 행성인데다 빠른 속도로 태양을 공전하고 있다는 점, 그리고 바로 가까이 거대한 중력체인 태양이 버티고 있다는 점이다. 태양계 행성 중 가장 작은 수성의 지름은 약 4,900km(지구의 0.38배), 공전속도는 초속 48km나 된다. 따라서 탐사선이 수성 궤도에 진입하려면 먼저 태양을 강력한 중력을 뿌리치고 빠른 수성을 따라잡아야 하는 두 가지 장애물을 극복해야 한다. 이것이 1985년 수성궤도 진입 방법을 찾아낼 때까지 해결되지 않은 난제였다. 문제해결의 실마리는 플라이바이(flyby:행성궤도 접근통과) 항법에 있었다. 슬링샷 또는 스윙바이라고도 불리는 이 항법은 행성의 중력을 이용하여 궤도와 속도를 조정하는 방법으로 중력도움이라고도 한다. 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. 그 반대로 우주선을 감속시킬 수도 있다. 현재 태양계를 벗어나 성간 공간을 날아가고 있는 보이저 1호는 이 기법을 이용해 목성 중력에서 시속 6만km의 속도 증가를 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. 현재까지 인류가 개발한 로켓의 힘으로는 겨우 목성까지 날아가는 게 한계이지만, 이 스윙바이 항법으로 우리는 전 태양계를 탐험할 수 있게 된 것이다. 베피콜롬보가 태양을 중력을 뿌리치면서 수성에 접근하기 위해서 우주선 궤도 설계자들은 태양 에너지와 화학 연료, 행성 플라이바이를 적절하게 조합한 결과 마침내 이 천체 장애물 코스를 통과할 수 있는 노선을 찾아냈다. 그것이 바로 9번의 행성 플라이바이를 거치는 노선으로, 2020년 4월의 지구, 2020년과 2021년의 금성 2번, 2021년에서 2025년 사이의 6번의 수성 플라이바이로 답안이 작성되었다. 행성 플라이바이에는 연료가 들지 않지만, 대신 시간이 많이 걸린다. 그래서 가까운 수성 궤도에 진입하기까지 무려 7년을 날아가야 하는 대장정이 되고 만 것이다. 그러나 7년 동안 탐사선이나 과학자들이 마냥 팔짱 끼고 노는 것은 아니다. 베피콜롬보에 탑재된 관측장비들이 제대로 작동하는지 지속적으로 체크하며 또 그중 절반 이상이 작동하면서 과학 데이터를 수집할 것이기 때문이다. 베피콜롬보의 수성 궤도 진입은 2025년 12월에 실행될 예정이다. 일단 궤도에 진입하면 탐사선은 유럽의 수성 궤도선(MPO)과 일본의 수성 자기권 궤도선(MMO)으로 분리되어 상호 보완적인 궤도를 선회하면서 탐사에 들어가는데, MPO는 2.3시간마다 한 차례 수성을 공전하고, MMO는 9.3시간마다 한 바퀴씩 돌게 된다. 모든 것이 계획에 따라 진행된다면, 베피콜롬보에 탑재된 16개의 관측장비들은 이 작고 괴상한 행성에 대해 놀라운 데이터를 수집할 것으로 기대되고 있다. 과연 베피가 수성과 우리 태양계 형성의 비밀들을 풀어줄 실마리를 찾아내줄 것인지 미션 과학자들은 기대에 부풀어 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

유명 천문학자 중 만년에 실명을 한 사람이 둘 있는데, 갈릴레오 갈릴레이(1564~1642)와 조반니 도메니코 카시니(1625~1712)가 그들이다. 문헌이 전하는 바에 의하면 두 사람이 실명한 원인으로 과도한 천체관측을 들고 있다. 과문한 탓인지 모르나, 하지만 그들에 못지않을 정도로 천체관측을 한 사람들 중 실명한 경우는 거의 알려져 있지 않다. 과연 갈릴레오와 카시니는 과도한 천체관측 탓으로 실명을 하게 된 걸까? 실명 외에도 두 사람에게는 묘하게도 공통점이 많다. 카시니는 나중에 프랑스로 귀화했지만, 어쨌든 두 사람 다 이탈리아 출신이라는 점, 둘 다 천문학사에 큰 획을 그을 정도로 위대한 업적들을 남겼다는 점, 또한 둘 다 17세기에 활동한 천문학자라는 점 등등이 그렇다. 별로 좋은 점은 아니지만, 공통점은 그밖에도 또 있다. 두 사람 모두 인성은 별로였다는 점이 바로 그것이다. 카시니는 파리천문대 초대 대장에 취임한 후 목성 대적점의 이동에 따른 목성의 자전주기(自轉周期) 확정, 토성의 자전 검출, 토성 고리의 카시니 틈 발견, 갈릴레오가 발견한 목성 4개 위성의 운행표 작성, 그리고 태양까지의 실거리를 측정하는 등 혁혁한 업적들을 쌓았다. 그러나 카시니는 고생스런 관측연구를 수행하고 돌아온 제자 리셰르를 시골로 내쳐버렸는데, 사연인즉, 리셰르가 적도 기아나에서 화성을 관측하면서 흔들리는 추를 이용한 진자시계를 사용하던 중, 진자가 파리에서보다 느리게 흔들린다는 사실을 발견했다. 많은 사람들이 그 원인을 놓고 고민하던 중에 뉴턴이 그 이유를 명쾌하게 설명해 보였다. 기아나는 파리보다 적도에 가깝다. 따라서 지구가 자전의 영향으로 적도 부분이 불룩해져 있다면 기아나는 파리보다 지구 중심에서 멀리 떨어져 있을 것이고, 그에 따라 중력도 약할 것이다. 이것이 기아나에서 진자가 파리보다 더 느리게 흔들리는 이유다. 실제로 기아나는 파리보다 지구 중심에서 21km 더 떨어져 있다. 리셰르의 발견은 지구가 자전한다는 사실에 대한 움직일 수 없는 증거였다. 이것은 태양까지의 거리를 알아낸 것보다 어쩌면 더욱 중요한 과학적 성과였다. 리셰르는 과학자들 사이에 일약 유명해졌다. 제자가 유명해지는 것을 지켜보고만 있을 수 없었던 카시니는 리셰르를 시골의 군 요새로 쫓아보내 계산 업무를 맡아보게 했다. 말하자면 좌천이었다. 전도 유망하던 젊은 과학자는 이윽고 무명인이 되어 잊혀지고 말았다. 갈릴레오는 카시니처럼 야비한 짓을 한 건 아니지만, 안하무인의 독불장군처럼 굴어 주변에 수많은 적들을 만들었다. 그가 노년에 종교재판을 받고 종신 가택연금에 처해진 데는 그러한 성격이 일조한 바도 없지 않다. 또한 자기에게 여러 차례 도움을 준 케플러에 대한 태도 역시 그 같은 비판을 피하기 어렵다. 1610년, 갈릴레오가 자작 망원경으로 관측한 결과물들, 곧 달의 표면, 목성의 위성, 은하수의 별들에 관한 내용을 <별들의 사자(使者)>라는 제목으로 발표했다. 갈릴레오는 이 책의 신빙성을 높이기 위해 케플러에게 여러 차례 자문을 구했으며, 그때마다 케플러는 ‘별들의 사자와의 대화’라고 불리는 편지에서 아낌없는 조언을 해주었다. 이 책은 출간 후 즉각 격렬한 논쟁을 불러일으켰다. 프톨레마이오스 체계를 크게 뒤흔드는 내용이었기 때문이다. 케플러는 반대파에 맞서서 “그 누가 이 메시지 앞에서 감히 침묵할 수 있겠는가? 바로 여기, 신의 명백하고도 풍부한 사랑이 넘쳐흐르노니, 이를 느끼지 못할 자 누구이겠는가”라며 갈릴레오를 적극 지지했다. 갈릴레오는 케플러의 지원으로 이런 비판들을 모두 잠재울 수 있었지만, 케플러에게 고맙다는 말 한마디 하지 않았다. 그럼에도 케플러는 갈릴레오의 무례에 불만을 표시하지 않았다. 갈릴레오는 지동설을 취하면서도 천문학 이론의 개혁을 이룬 케플러의 업적에 아무런 관심도 표하지 않았으며, 끝까지 케플러의 법칙을 무시하고 원운동을 고수했다. 아인슈타인도 “이 부분이 나를 내내 괴롭히는 대목이다”라고 실토한 적이 있다. 갈릴레오는 만년에 종신연금 당한데다 실명까지 하게 되어, “슬프다. 앞선 모든 시대의 학자들이 보편적으로 받아들였던 한계를 내가 탁월한 관찰과 명석한 논증으로 백배, 아니 천배나 넘게 확장시켜놓은 이 하늘, 이 지구, 이 우주가 이제는 나의 육체적 감각으로 채워지는 좁은 영역 안으로 움츠러들고 말았구나!” 하며 탄식했다. 그러나 갈릴레오나 카시니 두 사람의 실명 원인을 과도한 관측 탓으로 돌린 것은 억측일 확률이 높다. 그렇다면 두 사람은 무엇 때문에 장님이 되었을까? 전문가들은 망원경을 많이 봤다고 실명한다는 것은 넌센스라고 말한다. 여러 정황으로 추측컨대 두 사람의 실명 원인은 백내장일 가능성이 가장 높을 것으로 보인다. 두 사람 다 노년에 실명했다는 점을 보아도 그렇다. 당시에는 백내장이라는 병명도 알려지지 않았을 때라, 실명의 원인을 명확히 규명하기가 어려웠을 것이다. 그리고 두 사람이 모두 천문학자라 사람들은 실명을 관측 탓으로 돌렸을 가능성이 높다. 백내장은 우리 눈에 렌즈 역할을 하는 수정체가 이물질로 인해 빛을 차단함으로써 사물이 뿌옇게 보이게 되는 질병이다. 노년에 흔히 나타나는 증상으로, 흔히 눈이 침침하다고 하는 증상이다. 이 증상이 심해지면 결국 실명으로 가게 된다. 심청이 아버지 심 봉사도 아마 이 병으로 시력을 잃지 않았을까 싶다. 그만큼 옛날에는 흔한 질병이었을 것이다. 현대 의학은 이 경우 혼탁해진 수정체를 제거하고 시력 조절까지 겸한 인공 수정체를 그 자리에 앉힌다. 이 시술법이 개발되지 못했다면 많은 사람들이 실명으로 고통받았을 것이다. 여러분도 어느날 갑자기 눈이 침침하고 사물이 명료하게 보이지 않을 때는 즉시 안과로 가서 검안해보기 바란다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

과학자들이 갓 태어난 별 주변에서 생성된 지 얼마 되지 않은 거대 행성들을 발견했다. 지구에서 500광년 떨어진 어린 별인 'CI 타우'(CI Tau)가 바로 그 주인공으로 태어난 지 200만 년 이내의 별이다. 사람으로 치면 아직 젖먹이에 불과한 별이지만, 그 주변에는 거대 가스 행성 4개가 발견됐다. 영국 케임브리지 대학 연구팀이 이끄는 국제 과학자팀은 세계 최대의 전파 망원경인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해 CI 타우 주변의 원시 행성계 원반의 고해상도 밀리미터파 이미지를 얻었다. 별처럼 밝지 않은 천체를 관측할 때는 가시광보다 파장이 긴 전파가 더 유리하기 때문이다. 이번 관측에서 가장 놀라운 사실은 4개의 거대 행성이 서로 멀리 떨어진 위치에서 생성됐다는 것이다. 안쪽 2개 행성은 목성 질량의 10배에 달하는 거대 행성이고 외곽 궤도를 도는 2개의 행성도 토성 정도 질량으로 작지 않은 크기인데, 가장 안쪽 행성의 경우 수성보다 안쪽 궤도를 도는 반면 가장 먼 궤도를 공전하는 행성은 태양-해왕성 거리의 3배 거리에 떨어져 있다. 과학자들은 별에서 매우 가까운 거리에서 공전하는 거대 목성형 가스 행성을 여럿 발견해 뜨거운 목성이라고 분류했는데, 현재의 행성 생성 이론에서는 이런 거대 가스 행성들은 멀리 떨어진 궤도에서 생성된 다음 다른 거대 행성의 상호 중력 작용에 의해 가까운 궤도로 이동한 것으로 생각해왔다. 별과 가까운 위치에서는 가스를 모으기 쉽지 않기 때문이다. 하지만 이번에 관측된 CI 타우 행성계는 기존의 이론으로는 설명하기 어려운 궤도를 지니고 있다. 과학자들은 이 미스터리를 풀기 위해 계속해서 연구를 진행 중이다. 이제까지 발견된 수천 개의 외계 행성은 우주에 행성이 매우 흔한 존재라는 사실을 증명했다. 동시에 과학자들은 행성계의 다양성에 놀라지 않을 수 없었다. 우주에는 태양계에서 볼 수 없는 다양하고 독특한 행성이 즐비했다. 수성보다 안쪽 궤도를 돌지만, 목성보다 큰 뜨거운 목성은 그중 한 종류에 불과하다. 외계 행성의 비밀을 밝히기 위한 연구는 이제 시작 단계다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

지구가 달을 위성으로 거느리고 있듯 태양계의 다른 행성들도 많은 달을 가지고 있다. 그렇다면 태양계 밖, 곧 외계행성들도 달을 가지고 있다는 점은 상식적이지만 지금까지 과학적으로 이를 입증하지는 못했다. 4일(현지시간) 미국 CNN, 영국 BBC 등 해외 주요언론은 태양계 밖에서 처음으로 ‘엑소문’(Exomoon·외계행성 주위를 도는 외계위성)일 가능성이 높은 천체를 발견했다는 연구결과를 보도했다. 일반적으로 행성은 스스로 빛을 내지 않기 때문에 외계행성을 발견하기란 어렵다. 전문가들은 흔히 외계행성 관측을 등대 옆에서 반딧불 찾기로 비유하지만 이보다 훨씬 작은 엑소문은 그 반딧불 옆에 있는 먼지 찾기와 다를 바 없다. 이번에 미국 콜롬비아 대학 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 케플러우주망원경과 허블우주망원경의 데이터를 바탕으로 엑소문일 가능성이 높은 천체를 찾아냈다. 아직은 엑소문 후보인 이 천체는 지구에서 약 8000광년 떨어진 목성만한 크기의 가스행성인 Kepler 1625b의 주위를 약 300만㎞ 거리를 두고 돈다. 흥미로운 점은 엑소문의 크기로 지름이 4만9000㎞로 해왕성 만하다. 태양계 내에서 가장 큰 위성이자 ‘건방지게’ 행성인 수성보다 큰 목성의 달 가니메데(5262㎞)와도 비교조차 안될 정도. 더욱 놀라운 점은 이 엑소문이 가스위성일 가능성으로, 이 가설이 사실이라면 태양계에는 없는 거대 가스 위성이 외계에 존재하는 셈이다. 연구를 이끈 콜롬비아 대학 천문학과 데이비드 키핑 교수는 "우리 태양계의 달은 모두 암석형이거나 얼음형 천체"라면서 "만약 이번 연구결과가 사실로 증명된다면 거대한 가스행성이 거대한 가스위성을 가지고 있는 셈"이라고 설명했다. 이어 "이같은 결과는 외계의 위성 생성 과정은 태양계와 다를 수 있다는 점을 시사한다"고 덧붙였다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스'(Science Advances) 3일 자에 발표됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

​-10월초엔 용자리 유성우, 11월 중순엔 사자자리 유성우가 절정 가을 밤하늘에는 어떤 이야기들이 있을까? ​'오늘의 천체사진(APOD)' 25일자에 소개된 위의 그래픽에는 지구의 북반구 가을 밤하늘에서 들을 수 있는 재미있는 이야기들 제목들이 펼쳐져 있다. 위의 그림을 시계라고 생각하면, 왼쪽부터 시계 방향으로 이른 가을철 하늘 이야기가, 그리고 오른쪽으로 갈수록 늦가을 하늘 이야기들이 그려져 있다. 지구에 가까운 천체일수록 아래 중앙의 망원경 그림에 가깝게 그려져 있지만, 일반적으로 여기 있는 천체들은 대부분 맨눈으로도 볼 수 있는 대상들이다. 계절의 별자리는 해마다 똑같이 반복된다. 그러니까 작년 가을의 별자리가 올해 가을 밤하늘에도 어김없이 그대로 나타나는 것이다. 그래서 올 10월 9일에는 용자리 유성우가, 11월 중순에는 사자자리 유성우가 여전히 절정을 이룰 것이다. 또 국제우주정거장(ISS) 역시 밤하늘의 별자리들을 가로질로 흘러가는 모습을 볼 수 있다. 밤하늘에서 깜박거리며 날아가는 물체는 비행기일 가능성이 높고, 깜박임이 없이 흘러가는 빛점은 ISS라고 보아 거의 틀림없다. ISS가 한 지평선에서 다른 지평선으로 건너가는 시간은 약 10분이다. 가을이 깊어가면 금성은 저녁별에서 졸업해 해가 진 직후에도 볼 수 없지만, 목성은 서녘하늘을 당분간 지킨다. 그리고 화성과 토성을 늦가을까지 볼 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

미 항공우주국(NASA)의 목성 탐사선 주노가 좀처럼 잡기 힘든 목성 대기 현상인 갈색 바지선(brown barge)을 잡는 쾌거를 올렸다고 21일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 갈색 바지선은 목성 남반부를 가로지르는 줄무늬에 일어나는 독특한 대기현상으로, 격렬한 폭풍이 몰아치는 지역을 말한다. 2011년 8월에 발사되어 2016년 7월 목성 궤도에 진입한 주노 탐사선은 거대한 가스 행성인 목성에 관해 수많은 데이터를 보내오고 있는 중이다. 주노의 중요 미션을 몇 가지 든다면, 목성의 제트 기류와 암모니아 구름의 상호작용을 비롯해, 위성들이 목성 오로라에 미치는 영향, 번개가 빈발하는 지역 파악 등이다. 주노는 지난 2년 동안 태양계 최대 행성인 목성에 대한 풍부한 데이터를 보내와 지구 행성인들에게 목성에 대한 새로운 통찰을 제공함으로써 크게 각광받았다. 갈색 바지선은 목성 북쪽 줄무늬에 주로 나타나지만, 위의 바지선은 남쪽 줄무늬 지역에서 형성된 것이라고 NASA는 설명한다. 갈색 바지선은 대개 목성 대기에서 구름띠가 다시 형성될 때 사라지는데, 바지선을 포착하기 힘든 것은 구조물의 색상이 주변 물질과 자주 뒤섞이기 때문이다. 이 갈색 바지선은 구름띠의 어두운 물질이 아래로 물러나 밝은 배경을 만드는 바람에 도드라져 보이게 되었다. NASA 관계자는 성명서에서 “주노는 그러한 바지선 내 상세한 구조를 최초로 우리에게 제공한 것 ”이라고 밝혔다. 아마추어 과학자 케빈 길은 주노캠(JunoCam)이 촬영한 데이터를 이용하여 색상 보정으로 이 이미지를 만들었다. 주노 탐사선이 밝은 구름 꼭대기 위 1만1950km 상공에서 이 장면을 잡았을 때 바지선은 목성 남위 약 22도에서 보였다. NASA 관계자는 주노가 15번째 목성 근접비행을 하던 중인 지난 9월 6일 오후 9시 26분(GMT 9월 7일 오전 1:26)에 이미지를 찍었다고 밝혔다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

“이리 와서 망원경으로 토성 고리를 한번 보세요.” “목성 줄무늬와 4대 위성 한번 보실래요?” 밤의 길거리 한 모퉁이에서 이런 말로 호객하는 사람을 만나면 당신은 어떻게 할 것인가? 더욱이 입성은 허름하고 흰머리를 뒤통수에다 질끈 맨 노인이 그런다면? 그 옆에 서 있는 사람 키만한 망원경 역시 주인을 닮아선지 값싼 페인트칠이 여기저기 벗겨지고 긁힌 자국이 뒤덮고 있어 영 볼품이 없다. 하지만 대부분의 사람들은 망원경으로 우주를 보여주겠다는 유혹을 쉽게 뿌리치기 어렵다. 하나 둘 망원경 주위로 사람들이 모여들고, 토성 고리와 목성 줄무늬를 보며 감탄하는 사람의 귀에 노인은 우주에 관한 지식을 열심히 속삭인다 . 미국 샌프란시스코 거리와 국립공원들을 다니며 사람들에게 열정적으로 우주를 보여주고 있는 이 노인이 바로 돕슨식 망원경의 발명자 존 돕슨이다. 그는 평생을 자신이 디자인한 돕슨식 망원경 한 대를 가지고 떠돌면서 세상 사람들에게 우주를 보여주는 일을 자신의 과업으로 삼았다. ​ 돕소니언이라고 불리는 이 망원경은 아이작 뉴턴이 발명한 반사 망원경을 더욱 단순한 설계방식으로 개량한 것으로, 경통 아래쪽에는 별빛을 모으는 오목거울이 앉아 있고, 위쪽에는 그 빛을 측면의 접안렌즈로 보내는 작은 평면거울이 비스듬히 달려 있다. 이 망원경의 장점은 아주 값싸고 쉽게 만들 수 있어 일반 소형 반사 망원경을 살 돈이면 대형 돕슨식 망원경을 만들거나 살 수 있다는 점이다. 그러나 존 돕슨은 이 망원경을 특허등록하지 않았다. 누구나 쉽게 만들어 우주를 보게 하기 위해서였다. 망원경에 관한 그의 소신은 “많은 사람이 보는 망원경이 가장 좋은 망원경이다”라고 일찍이 밝힌 바 있었다. 값싸고 기동성이 있는 이 망원경의 등장은 천체관측을 돕소니언 이전과 이후를 가를 만큼 획기적이었다. 이 디자인은 합판, 호마이카, PVC 옷장 플랜지, 골판지 건축 튜브, 재활용 현창 유리, 카펫과 같은 일반적인 소재를 사용하여 손쉽게 제작할 수 있는 뉴턴식 망원경이다. 이 유형의 단순한 경위대 마운트는 일반적으로 아마추어 천문계에서 ‘돕소니언 마운트’라고도 한다. 이로써 전에 없는 대구경 망원경이 출현하게 되어 천체관측에 일대 혁명을 일으켰다. 돕소니언은 제작과 조작의 단순함으로 인해 오늘날 특히 아마추어 천문인들에게 큰 인기를 끌고 있는 디자인이다. 워싱턴 DC의 스미소니언 국립항공우주박물관은 박물관의 관측대에서 다른 태양 망원경과 함께 돕소니언 망원경을 사용한다. 존 돕슨, 어떤 사람인가? 돕슨은 원래 수도승 출신이었다. 이 유니크한 인물의 생애를 간략히 더터보면, 그는 1915년 중국 베이징에서 태어났다. 그의 외할아버지는 베이징 대학을 설립했고, 어머니는 음악가였으며, 아버지는 동물학 교수였다. 돕슨과 그의 부모님은 1927년에 캘리포니아 주 샌프란시스코로 이사했다. 돕슨은 대학 연구실에서 근무한 1943년 캘리포니아 대학 버클리 분교에서 화학 석사 학위를 취득했다. ​그러나 시간이 지남에 따라 돕슨은 우주와 우주에서 일어나는 일들에 대해 점차 깊은 관심을 갖게 되었다. 그런 돕슨에게 하나의 전기가 찾아왔다. 1944년 그는 힌두교의 한 교파인 베단탄 스와미(Vedantan swami) 강연에 참석했다. 돕슨은 “내가 본 적이 없는 세계를 보여주었다”고 회고했다. 같은 해 그는 샌프란시스코의 베단타 공동체 수도원에 합류하여 청빈서약을 하고 라마크리슈나 수도회의 스님이 되었다. “수도원에서 돕슨의 책임 중 하나는 천문학과 베단타 철학을 조화시키는 것이었다. 그 직분은 그에게 망원경 제작에 눈을 돌리게 했다. 그는 망원경에 바퀴를 달아 수도원 바깥으로 끌고 다니면서 많은 사람들을 매료시켰다. 그러나 망원경 제작과 수도 생활을 병행할 수 없는 상황에 맞닥뜨렸고, 1967년 그는 23년간 몸담았던 수도회를 떠나게 되었다. 수도회를 떠난 돕슨은 이듬해인 1968년 브루스 샘스, 제프리 롤로프와 함께 천문학의 대중화를 위한 조직 ‘샌프란시스코 길거리 천문학회(San Francisco Sidewalk Astronomers)’를 창립했다. 그리고 망원경 제작과 천문학 대중화, 우주론 강연 여행으로 생애의 대부분을 보냈다. 그의 강연 중 가장 유명한 것은 1987년 7월 25일 미국 버몬트주 스프링필드 부근 산꼭대기에서 한 것이 전설로 남아 있다. 그 산 정상은 스텔라파네(별들의 성지)라는 이름의 관측지로서, 쟁쟁한 아마추어 망원경 제작자, 별지기들이 모인 가운데 돕슨은 이렇게 우주와 인간에 관한 자신의 철학을 밝혔다. ”저는 망원경의 크기가 얼마이고, 광학장비가 얼마나 정교하고, 얼마나 아름다운 사진을 찍을 수 있는가 하는 것은 그리 중요하게 생각지 않습니다. 이 광대한 세계에서 여러분보다 혜택을 덜 누리는 사람들이 함께 망원경을 들여다보고 우주를 이해할 수 있는 기회를 갖게 하는 것이야말로 제가 가장 중요하게 여기는 가치입니다. 저를 줄곧 앞으로 나아가도록 추동하는 유일한 신념은 바로 이것입니다.“ 이 같은 존 돕슨의 철학에 따라 세계 곳곳에서 자신의 망원경을 내놓고 사람들에게 우주를 보여주는 별지기들이 적지 않다. 서울 청계천 같은 곳에서도 가끔 그런 별지기들을 만나볼 수 있다. 그들에게 존 돕슨은 영원한 사표이다. 존 돕슨의 삶과 아이디어는 2005년 다큐멘터리 ‘길거리 천문학자(A Walkway Astronomer)’로 제작되었다. 그는 PBS 시리즈 ‘천문학자들(The Astronomers)'에도 출연했으며, 자니 카슨의 '투나잇 쇼'에도 두 차례 출연했다. ​2004년 크레이터 레이크 연구소(The Crater Lake Institute)는 돕슨에게 천문학의 대중화에 대한 업적을 기려 그해의 공로상을 수여했다. 또한 2005년 스미소니언 연감은 우리 시대의 사람들에게 가장 큰 영향을 끼친 35인 중 한 사람으로 선정했다. 2014년 1월 15일 캘리포니아 버뱅크에 있는 성요셉병원에서 영면. 향년 98세였다.​ 사람들에게 우주를 보여주고자 하는 열정으로 평생을 떠돈 '망원경 성자' 존 돕슨은 한마디로 '사람들이 우주를 많이 볼수록 세상이 아름다워질 것이라고 믿었던 낭만주의자'였다.　 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

토성탐사선 카시니호가 죽기 직전 '유작'으로 남긴 타이탄의 모습이 공개됐다. 지난 14일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 지난해 9월 11일 카시니호가 촬영한 토성 위성 타이탄의 북반구 모습을 사진으로 공개했다. 컴컴한 흑백의 모습으로만 보이는 이 사진에는 ‘크라켄 바다’(Kraken Mare)와 ‘리지아 바다’(Ligeia Mare) 그리고 북극 바로 아래 위치한 ‘풍가의 바다’(Punga Mare)가 선명히 포착돼 있다. 이중 타이탄에서 가장 큰 크라켄 바다는 깊이 300m 이상으로 1200㎞에 걸쳐 뻗어있다. ’신비의 위성’으로도 불리는 타이탄은 표면에 바다를 가진 특별한 천체다. 다만 타이탄의 바다는 지구처럼 물이 아닌 메탄과 에탄으로 이루어진 것이 특징. 이 사진을 촬영할 당시 탐사선과 타이탄의 거리는 14만㎞로, 불과 나흘 후인 15일 카시니호는 20년에 걸친 탐사를 마치고 토성 대기권에서 산화했다. 특히 카시니호는 불타는 마지막 순간까지 햇빛이 닿지 않는 토성의 어두운 면 사진과 함께 토성 대기 데이터를 지구로 전송하는 임무를 성공적으로 마쳤다. 　 한편 지름 5150㎞, 표면온도 - 170℃로 매우 낮은 타이탄은 묘하게 지구와 닮은 듯 닮지 않은 위성이다. 먼저 타이탄은 지구와 마찬가지로 구름이 있으며 비가 내리고 호수와 광대한 사구가 존재한다. 물론 이는 지구와는 성분이 다르다. 타이탄의 대기는 메탄 구름을 가진 질소가 대부분이며 역동적인 기후 시스템을 가진 것으로도 보인다. 이같은 이유로 타이탄은 목성 위성 유로파와 더불어 태양계 내에서 생명체가 존재할 가능성이 가장 높은 곳으로 꼽혀왔으며 NASA의 차기 탐사 대상으로 올라있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

목성의 거대 폭풍인 대적점(Great Red Spot)이 목성에 물이 있는지 ‘답’을 갖고 있다는 사실이 최근 새로운 연구에서 밝혀졌다고 우주 전문 사이트 스페이스닷컴이 1일(현지시간) 보도했다. 우리 태양계에서 가장 큰 행성인 목성은 아주 특별한 세계이다. 미 항공우주국(NASA)에 따르면 목성은 태양을 만들고 남은 여분의 물질들을 몽땅 품고 있는 첫 번째 천체일 가능성이 높다. 그래서 과학자들이 목성이 태양과 똑같은 조성을 가지고 있다고 생각하는 것은 놀라운 일이 아니다. 그러나 지난 수십 년 동안 이 행성에 대한 후속 연구에 의해 목성의 사정은 더욱 복잡해졌다. 목성 대적점이 물의 힌트를 가지고 있을지도 모른다는 것은 NASA 고다드 우주비행센터의 천체물리학자 고든 뵤레이커의 최근 연구에서 비롯되었다. “목성을 도는 위성들은 주로 물의 얼음으로 이루져 있기 때문에 모두 물이 풍부하다”고 밝힌 뵤레이커는 “그렇다면 거대한 중력 우물인 모행성에 물이 없을 까닭이 없지 않은가?” 라고 NASA 성명서에서 반문했다. 뵤레이커와 동료 과학자들은 하와이의 마우나 케아산 정상에 있는 케크 천문대의 지구상에서 가장 강력한 적외선 망원경을 사용하여 목성에 대한 복사선 데이터를 수집했다. 또 NASA의 목성 탐사선 주노의 데이터로 보완함으로써 이전의 어떤 미션보다 목성의 구름 속을 더 깊이 탐사할 수 있었다. 현재 주노는 53일에 한 번 목성을 공전한다. 지상 장비를 사용하여 대적점의 깊은 곳에서 나오는 열 복사를 지켜본 결과, 연구팀은 이 폭풍의 심연에 있는 구름 위에서 물의 화학적 특성을 발견했다. 이론적으로나 컴퓨터 분석에 의한 모델 역시 목성에 ‘풍부한’ 물의 존재를 뒷받침한다. 연구팀은 물의 증거를 갖고 있는 대적점 내부의 가장 깊은 구름층은 지구의 대기압의 5배가 되어 온도가 물의 빙점에 도달한다는 사실도 아울러 발견했다. 이는 연구자가 목성에서 발견한 일산화탄소 수준과 더불어 목성이 산소가 풍부하다는 것을 확인하는 것으로 보이며, 이미 풍부한 양의 수소가 있다는 사실이 잘 알려져 있기 때문에 물 성분이 모두 존재하고 있는 것이다. 하지만 목성에 얼마나 많은 물이 있는가 하는 점은 앞으로 규명해야 할 과제로 남아 있다고 연구팀은 밝혔다. 캘리포니아주 패서디나 소재 NASA 제트추진연구소의 주노 프로젝트 과학자인 스티븐 레빈 박사는 “목성의 물은 우리에게 이 거대한 행성의 생성과정에 대해 많은 정보를 알려줄 것”이라면서 “그러나 문제는 목성 전체에 얼마나 많은 물이 있는지를 알아내는 일”이라고 밝혔다. 이번 연구 결과를 상세히 기술한 논문은 8월 17일 ‘아스트로노미컬 저널’(Astronomical Journal)에 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　​

지구 하늘에 너풀너풀 날리는 아름다운 오로라가 멀리 토성의 북극 지역에서도 관측됐다. 지난 30일(현지시간) 유럽우주국(ESA)은 허블우주망원경이 관측한 토성 오로라의 모습을 사진으로 공개했다. 오로라는 태양표면 폭발로 인해 날아온 전기 입자가 지구자기(地球磁氣) 변화에 의해 고도 100∼500㎞ 상공에서 대기 중 산소분자와 충돌해서 생기는 방전현상으로 지구에서만 볼 수 있는 현상은 아니다. 이번에 ESA가 공개한 토성의 오로라는 지난해 허블우주망원경이 하지(夏至) 전후로 총 7개월 간의 관측 끝에 얻어진 결과물이다. 사진 상으로는 토성의 오로라가 푸른 빛으로 보이지만 사실 우리 눈으로는 볼 수 없다. 토성의 경우 지구와 대기 조성이 달라 가시광 영역으로는 이를 관측할 수 없다. 대신 자외선으로 이를 관측할 수 있는데 파장의 차이에 따라 이처럼 색을 입혀 합성한다. ESA 측은 "태양계 내에서 목성, 토성, 천왕성, 해왕성에서도 지구와 유사한 오로라를 볼 수 있다"면서 "다만 토성 오로라의 경우 지구와 비슷한 원인으로 발생하는 것으로 추측되며 오직 자외선으로만 볼 수 있다"고 설명했다. 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

태양계에서 가장 질량이 큰 천체는 두말할 것도 없이 태양이다. 얼마나 클까? 태양계의 모든 식구들, 태양과 8개 행성, 수백개의 위성, 수천억 개의 소행성 등등을 밀가루반죽처럼 한데 뭉쳐서 그중 태양이 차지하는 비중을 계산해보면 무려 99.86%에 달한다. 태양 외 기타 등등은 기껏해야 0.14%라는 얘긴인데, 정말 어처구니가 없을 정도로 미미하다. 그뿐만이 아니다. 그 기타 등등의 90%를 목성과 토성이 차지한다고 하니, 지구를 포함한 태양계 기타 등등은 고작 0.014%라는 얘기다. 그렇다고 태양이 큰 별 축에 속하냐 하면 그런 것도 아니다. 우리은하에 있는 약 4천억 개의 별 중 중간치 크기에 속하는 별이다. 그러니까 별들 중 반 이상이 태양보다 크다는 뜻이다. 밤하늘에서 반짝이는 별들은 거의가 태양의 수십 배 내지 수백배 큰 별이라고 보아 거의 틀림이 없다. 그렇다면 이들 별 중에서 가장 질량이 큰 별은 태양의 몇 배나 될까? 현재까지 관측으로 밝혀진 바에 따르면, 최대 질량의 별은 R136a1이라는 별로, 우리 태양 질량의 300배를 넘는 것으로 알려져 있다. 타고난 질량이 별의 운명을 결정한다 보통 R136a1로 불리는 RMC 136a1 별은 지구에서 약 16만 3,000광년 떨어진 타란툴라 성운에 있는 별이다. 즉, 우리은하 바깥에 있는 별로서, 우리은하의 위성은하 중 하나인 대마젤란 은하 속의 별이라는 뜻이다. 남아프리카 공화국의 래드클리프 천문대 소속의 천문학자들은 1960년 나중에 RMC 136이라고 명명한 성단을 처음으로 발견했다. 허블 우주 망원경이 이 성단을 조사해본 결과, 성단은 200개 이상의 아주 밝은 별들로 구성되어 있었다. 그중 가장 질량이 큰 별이 바로 RMC 136a1로, 태양 질량의 315배나 되는 엄청난 질량의 거성이었다. 사람으로 치면 R136a1은 엄청난 과체중인 셈이지만, 사람과는 달리 나이를 먹어감에 따라 점차 체중이 줄어든다. 현재 이 별의 나이는 약 100만 년 남짓으로 거성으로서는 중년을 막 넘긴 셈이다. 과체중이 단명한다는 이치는 별의 세계에서도 그대로 통한다. 태양같은 중간치 별들은 약 100억 년을 살지만, R136a1 같은 거성은 고작 몇백만 년이면 생을 마감한다. 내부의 엄청난 중력과 압력으로 수소핵융합 반응이 격렬하게 일어나기 때문이다. R136a1이 태어날 때의 체중은 태양 질량의 320배 정도 되었을 것으로 추정되고 있지만, 이미 자기 체중의 5분의 1, 그러니까 태양 50개에 맞먹는 질량을 우주공간으로 방출했다. 이처럼 지금까지 우주에서 가장 무거운 별로 알려진 R136a1이지만, 가장 큰 별은 아니다. 태양지름의 약 30배나 되기는 하지만, 가장 큰 별에 비하면 거의 난쟁이 수준에 지나지 않는다. 지금까지 알려진 최대의 별은 UY Scuti라는 별로, 무려 태양 지름의 1,700배에 달하는 거대한 덩치를 자랑한다. 하지만 이 별의 질량은 태양의 30배에 지나지 않는다. 메이드 인 스타 만약 R136a1을 끌어다가 태양 자리에다 갖다놓는다면, 태양의 밝기는 지금 달 정도의 밝기로 비례 축소될 것이다. 게다가 그것의 강력한 방사선은 지구에 심각한 상황에 빠뜨릴 것이다. 그리고 별의 무거운 질량은 지구의 1년 길이를 3주나 줄일 것이며, 지구는 방사선 물질로 멱을 감아 어떠한 생명체도 살아남지 못할 것이다. R136a1과 같은 별을 '볼프-레이에 별'(Wolf-Rayet Star)이라 부르며, 태양 질량의 20배 이상인 별들이 나이를 먹고 진화하여 초속 2000km 이상의 강력한 항성풍을 통해 막대한 질량을 상실한다. 수백만 년 동안 약 태양 질량의 10배 물질을 우주공간으로 방출할 수 있다. 따라서 이런 거대한 별들은 방사선 등으로 환경에 심대한 영향을 줄 수 있다. 볼프-레이에 별은 태양의 대략 100억년의 수명보다 훨씬 짧으며 약 500만년 밖에되지 않는다. 과학자들은 은하에서 200개가 넘는 볼프-레이에 별을 알고 있지만, 은하수는 2000 개가 넘는 것으로 추정되며 대부분은 먼지에 의해 숨겨져 있다. 대략 볼프-레이에 별의 절반은 다른 거대한 별, 블랙홀 또는 중성자별과 같은 동반자를 가진 것으로 생각된다. 거대한 별의 최후는 극적이다. 태양 수십 배의 질량과 덩치를 가진 존재가 한순간 폭발로 임종을 맞는 것이다. 그러면 핵융합으로 버린 모든 원소들뿐 아니라, 폭발 순간 엄청난 온도와 압력으로 나머지 중원소들을 만들어 우주공간으로 흩뿌린다. 이것이 바로 초신성 폭발이다. 그러나 신성이 아니라 늙은 별의 임종인 셈이다. 그리고 이 별의 잔해들이 모여 다시 새로운 별을 만든다. 이른바 별의 윤회다. 인간을 비롯한 모든 생명들은 이 별의 윤회 과정에서 나타난 산물에 다름아니다. 우리 몸을 이루고 있는 모든 원소들은 별의 몸 속에서 그리고 별의 먼지에서 나온 것들이다. 별이 제 몸을 아낌없이 우주로 내놓지 않았더라면 사람도, 다른 생명도 존재할 수 없었을 것이다. 이것이 바로 별과 인간의 관계, 나와 우주의 관계인 것이다. 우리는 말하자면 메이드 인 스타인 것이다. 그런 점에서 긍지를 느껴도 좋지 않을까? 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

목성의 달 유로파의 풍경을 상상해 보자. 표면은 두꺼운 얼음으로 덮여 있고 얼음층 아래에는 까마득히 깊은 바다가 있다. 심해에서는 열수분출공들이 끊임없이 뜨거운 물을 뿜어낸다. 그런데 만약 이 유로파의 열수분출공 주위에 달팽이를 닮은 외계 생물들이 문명을 이루며 살고 있다면 어떨까. 과학소설이 그려 내는 풍경은 때로 너무 이질적이어서, 마치 엘프나 마법이 등장하는 판타지 속의 아득히 먼 세계 같기도 하다. 하지만 ‘하드 SF’라고 불리는 글을 쓰는 어떤 작가들은 현실의 과학 지식과 합리적 추론에 근거해 끈질기게 그 새로운 세계를 탐구한 다음, 능청스럽게 이런 결론을 내린다. ‘이 세계는 정말로 존재할 수도 있답니다. 아닐 수도 있지만.’해도연의 ‘위대한 침묵’은 단단한 과학적 지반에 뿌리를 내린 네 편의 하드 SF 중·단편을 엮은 소설집이다. 물리학과 천문학을 전공한 과학자라는 이력으로도 예상할 수 있듯, 작가는 색다른 세계를 그려 내면서도 한편으로는 현실의 과학을 손에서 놓지 않는 작품들을 선보인다. ‘위그드라실의 여신들’은 3명의 여성 과학자들이 목성의 위성 유로파에서 외계 문명을 발견하고 그 연구 결과를 통해 인류를 위기에서 구해 내는 이야기다. 하지만 인류를 구한다는 거창한 목적과 달리 인물들 사이에 오가는 대화는 시종 학술적이고 탐구적이다. 끊임없이 사건이 벌어지지만 유로파의 생태계를 관찰하고 분석하며 추론을 이어 가는 것 외의 일들은 그들에게 다소 부수적인 일로 여겨지는 듯하다. 소설의 가장 아름다운 장면은 인류를 구할 단서를 찾아내는 순간이 아닌, 유로파의 생태계를 만들어 낸 놀라운 현상을 발견하는 순간에 있다. 주인공의 시선을 따라가다 보면 인류 지식의 최전선에 서 있는 과학자들의 기쁨을 조금이나마 이해하게 될 것이다. 이 중편에서 과학적 정교함은 지식의 묘사뿐만 아니라 작품 속에 서술되는 ‘과정으로서의 과학’에도 잘 녹아 있다. 중력파 통신과 페르미 역설을 다룬 표제작 ‘위대한 침묵’, 의식과 자아 연속성에 대한 의미 있는 질문을 던지는 ‘따뜻한 세상을 위해’와 ‘마리 멜리에스’ 역시 현실에 반쯤 맞닿아 있는 새로운 세계를 펼쳐 낸다. 네 편의 작품 속에 녹아 있는 현실의 디테일을 짐작케 하는 풍부한 참고 문헌과 각주들도 흥미롭다. 가능한 것과 불가능한 것, 그리고 가능할 수도 있는 것을 분명하게 구분 짓는 작가의 맺음말은 오히려 이 세계에 현실성을 더한다. 어쩌면 정말로 그런 세계가 존재할 수 있지 않을까. 그렇게 깜빡 속아 주는 순간, 당신도 유로파의 가장 멋진 ‘위그드라실’을 보게 될지 모른다.

삼성그룹에서 분리 뒤 22년만에 CJ 20배 괄목성장선진적 기업문화로 취준생 ‘입사하고 싶은 기업1위’ 삼성가 장손인 이재현(58) 회장은 설탕과 밀가루 제조기업에 불과한 제일제당을 1995년 삼성그룹으로부터 분리한 이후 적극적인 사업다각화에 나서 오늘날 CJ그룹으로 일군 ‘제2의 창업자’로 평가받는다. 분리 당시 1조 7300억원에 불과했던 매출이 지난해 약 35조원을 기록하는 등 22년만에 CJ그룹을 엔터테인먼트, 홈쇼핑, 물류 등을 아우르는 종합생활문화그룹으로 키웠다. 이 회장은 어릴 때 할아버지 이병철 회장으로부터 각별한 사랑과 엄격한 교육을 받았다. 체격 등 외모, 사고나 행동방식까지 조부와 비슷해 ‘리틀 이병철’이라고도 불린다. 이 회장은 김만조 전 연세대 교수의 딸 김희재(58)씨와 결혼한 후에도 독립하지 않고 할머니 박두을씨가 2001년 1월 별세할 때까지 서울 장충동 집에서 모셨다. 지금도 모친 손복남(85) 고문을 모시고 산다. 경복고, 고려대 법대 출신인 이 회장은 1983년 씨티은행에 취직, ‘탈 삼성행’을 시도했다. 하지만 이병철 회장이 “장손인 재현이에게 왜 남의 집살이를 시키냐”는 불호령을 내려 1985년 제일제당 경리부 평사원으로 입사했다. 이후 기획관리부장, 삼성전자 전략기획실 이사대우, 제일제당 부사장, 부회장을 거쳐 2002년 마침내 회장 자리에 올랐다. 이 회장은 남들이 제조업과 수출에만 매달려 있던 20여년 전에 이미 문화산업의 미래를 내다보고 투자에 나섰다. 단기 적자에 연연하지 않고 큰 그림의 사업방향을 제시하며 그룹의 도약을 이끌었다. 1995년 미국 신생 영화제작사 드림웍스에 3억 달러(약 3000억원) 투자를 결정하고, 1998년 외환위기 당시 국내 굴지의 기업들이 영화사업에서 철수할 때 문화사업을 뚝심있게 밀어부쳤다. 이 회장이 CJ그룹을 키운 데에는 시련도 함께 했다. 이 회장은 만성신부전증과 삼성가의 유전병으로 알려진 CMT(샤르코-마리-투스)를 앓고 있는 등 몸이 편치 않다. 2013년에는 배임·탈세 등의 혐의로 구속기소되면서 그룹이 총수 부재의 위기상황을 맞기도 했다. 2017년 5월 경영일선에 복귀한 이 회장은 ‘그레이트 CJ’와 ‘월드베스트 CJ’를 경영 비전으로 제시했다. 그레이트 CJ는 2020년까지 매출 100조원을 실현하겠다는 것이고, 월드베스트 CJ는 2030년까지 3개 이상 사업에서 세계 1등이 된다는 목표다. 이를 위해 지난해 그룹 지배구조를 CJ, CJ제일제당, CJ대한통운으로 단순화했다. 인수합병과 매각 등을 통해 주요 계열사들을 정비하고 있다. 2011년 대한통운을 인수한 이후로 해외시장에 눈을 돌렸다. CJ제일제당은 지난해 브라질 셀렉타, 러시아 라비올리, 베트남 민닷푸드 등을 인수했다. CJCGV는 러시아에 진출한 데 이어 호주, 말레이시아, 인도 등에 4D플렉스 상영관을 열었다. CJ대한통운도 2017년 아랍에미레이트 이브라콤, 인도 다슬로지스틱스를 사들인 데 이어 베트남 제마뎁과 지분 인수 계약을 맺었다. 올 들어 대대적인 내부 사업 재편에도 나서 지난 7월 CJ 오쇼핑과 CJ E&M의 합병 법인 ‘CJ ENM’을 출범시켜 국내 최초의 융복합 콘텐츠 커머스 사업을 시작했다. 이 회장은 기업문화도 선진적으로 바꿨다. 2000년부터 말단직원에서부터 CEO에 이르기까지 직급에 관계없이 이름 석자에 ‘님’자만 붙여 부르는 호칭파괴와 복장자율화, 플렉서블 출퇴근제 등을 단행했다. 자녀의 초등학교 입학을 전후로 한달 동안 ‘자녀입학 돌봄휴가’를 낼 수 있다. ‘긴급 자녀 돌봄 근로시간 단축’도 신설해 일시적으로 긴급하게 자녀를 돌봐야 할 상황이 생기면 하루에 2시간 단축 근무를 신청할 수 있다. 남성의 출산휴가(배우자 출산)를 2주 유급으로 늘리는 등 임신과 출산 지원 역시 법정기준을 초과하는 수준으로 이뤄진다. 이런 기업문화로 잡코리아에 따르면 CJ그룹은 2018년 취업준비생들이 상반기에 입사하고 싶은 기업 1위로 꼽혔다. 2016년부터 3년 내리 취업준비생들이 꼽은 ‘직원 복지문화’가 제일 좋은 기업이기도 하다.이 회장은 부인 김희재씨와 사이에 1남 1녀를 두고 있다. 장녀 이경후(33) 상무는 미 컬럼비아대 대학원에서 조직심리학 석사학위를 받고 2011년 7월 CJ주식회사 사업팀 대리로 입사했다. 지난해 11월 CJ 미국지역본부 상무로 승진한 뒤 지난 7월부터 CJ ENM의 브랜드전략담당으로 근무중이다. 남편 정종환(39) 상무는 CJ미국지역본부 공동본부장을 맡아 미국 사업을 관할하고 있다. 아들 이선호(28)씨는 미 컬럼비아대 금융경제학을 전공한뒤 2013년 CJ그룹 신입사원으로 입사했다. 그룹의 모태인 제일제당에서 대리점 영업, 마케팅 등 현장경험을 쌓은 뒤 제일제당 BIO사업관리팀에서 일하고 있다.이 회장의 외삼촌인 손경식(79) 회장은 1995년 제일제당 회장에 취임한 이후 20년 넘게 이재현 회장과 함께 CJ그룹의 경영을 총괄하고 있다. 경기도지사와 농림부 양정국장을 지낸 손영기씨가 부친이다. 이 회장의 어머니 손복남 고문이 친누이다. 손 회장은 경기고 2학년 재학 중 서울대 법학과에 진학한 수재다. 안국화재 사장, 제일제당 부회장을 거치며 삼성그룹에서의 분리독립 등 위기때마다 이 회장을 도왔다. 손 회장은 대한상의회장을 거쳐 경영자총협회장을 맡고 있는등 경제계를 대표하는 원로 경영인이다.이 회장의 누이인 이미경(60) CJ그룹 부회장은 글로벌 엔터테인먼트 시장에서 영향력 있는 인물로 손꼽힌다. 서울대 가정관리학과를 졸업하고 미 하버드대 대학원에서 동아시아 지역연구학 석사학위를 받았다. 중국 푸단(復旦)대 대학원에서 역사교육학 박사학위를 받았다. 오늘날 CJ 그룹이 글로벌 문화기업으로 성장하기까지 동생인 이재현 회장을 도와 엔터테인먼트 사업에 진출할 수 있는 환경을 개척해왔다. 지난해에는 아카데미 시상식을 주관하는 미국 영화예술과학아카데미의 신규회원으로 위촉됐다. 진보적인 영화를 제작·지원한다는 이유 등으로 박근혜 전 대통령이 경영일선 퇴진을 압박했다는 의혹이 제기돼 수년간 미국에서 생활하기도 했다. 이 부회장의 둘째 남동생은 이재환(56) CJ파워캐스트 대표다. 이 대표는 최근 요트를 개인 용도로 구입해 수십억원을 횡령한 혐의로 경찰 조사를 받고있는 중이다. 　이종락 논설위원 jrlee@seoul.co.kr

천문관측 사상 가장 뜨거운 외계행성으로 알려져 있는 ‘KELT-9b’의 대기 성분이 밝혀졌다. 지난해 미국 오하이오주립대, 밴더빌트대와 덴마크 코펜하겐대 등이 참여한 국제 공동연구진이 찾아낸 행성 KELT-9b는 목성의 2.88배·반지름은 1.89배이며, 평균 온도는 4050K(켈빈, 절대온도의 단위), 빛을 받는 표면 온도는 4600K(섭씨 약 4327℃)에 달한다는 것도 확인했다. 참고로 태양 표면온도는 6000K(약 5800℃)다. 이와 관련해 스위스의 제네바대학과 베른대학 공동 연구진은 컴퓨터 시뮬레이션 및 분광기를 통해 행성의 대기를 분석한 결과, KELT-9b의 대기에서 금속 성분 특히 철과 티타늄이 단일 원자와 가스 형태로 존재한다는 사실이 밝혀졌다. 일반적으로 금속 특히 철이나 티타늄 등은 자연에서 가장 풍부한 금속이지만, 외계행성의 대기에서 검출된 사례는 흔치 않다. 연구진은 뉴스위크와 한 인터뷰에서 “대기 중 철과 티타늄 등 금속 성분이 외계행성에서 확실하게 탐지된 것은 이번이 처음”이라면서 “대부분의 행성은 KELT-9b와 같은 고온의 상황에서 대기가 완전히 증발해 버릴 수 있지만, 철이나 티타늄과 같은 물질이 대기의 전체 증발을 막는 역할을 했을 수도 있다”고 추측했다. 이어 “이번 연구는 뜨거운 별에서 나오는 복사 에너지가 강렬한 대기 환경에서도 어떻게 행성이 진화할 수 있는지를 알 수 있는 실험이었다”고 평가했다. 연구진은 특히 이러한 연구 방식이 지구 밖의 생명체를 찾는 과학자들에게도 의미 있을 수 있다고 기대했다. 일반적으로 금속을 감지하기 위해서는 고해상도의 스펙트럼을 사용하는데, 원자와 분자는 각각 다른 스펙트럼 특징을 가지고 있으며, 이것이 생명체와 연관된 특정 원자와 분자를 정확히 감지하는데 도움이 되기 때문이다. 한편 KRLT-9b 행성은 지구에서 650광년 떨어진 외계 태양 ‘KELT-9’ 주변을 돌고 있으며, 이전까지 가장 뜨거운 행성은 지구에서 840광년 떨어져 있는 ‘WASP-12b’로, 표면 온도가 2250K(섭씨 약 1977도)이다. 자세한 연구결과는 15일 세계적 학술지인 ‘네이처’(Nature) 최신호에 실렸다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

​별똥별이 떨어지는 순간 소원을 빌면 정말 이루어질까? 많은 별지기들은 나름 과학적인 이유로 그렇게 믿고 있다. 별똥별이 반짝이며 떨어지는 것은 거의 순간이다. 그 짧은 순간에 소원을 떠올려 기원하는 마음이 된다면 그 소원이 얼마나 절실한 것일까. 그러므로 그 소원은 이루어질 확률이 그만큼 더 높다는 것이다. 별똥별 보며 소원을 빌어보기 딱 좋은 시기가 다가왔다. 바로 12일 밤 페르세우스 유성우를 가장 많이 볼 수 있는 적기이기 때문이다. 전문가들은 이번 페르세우스 유성우가 올해 최고의 유성우 쇼가 될 것이라고 예측하고 있다. 무엇보다 달이 월령 1.1일의 초승달이기 때문에 별똥별 관측하기에 최적의 조건이 되고 있다는 것이다. ​유성우가 피크에 이르렀을 때 볼 수 있는 개수는 대략 시간당 60~70개로 예측되지만, 운이 좋으면 2016년의 경우처럼 최극성을 맞아서 시간당 150~200개의 유성을 볼 수도 있다. 최고의 유성우 쇼를 기대하는 사람이라면 13일에서 14일 새벽을 노리면 된다. 페르세우스 유성우는 태양을 133년에 한 바퀴씩 도는 스위프트-터틀 혜성이 지나간 자리에 남은 부스러기들이 지구 공전궤도와 겹칠 때 지구 중력에 의해 초속 60㎞ 정도의 빠른 속도로 대기권에 빨려들어 불타면서 별똥별이 되는 현상이다. 유성우가 떨어지는 중심점, 곧 복사점이 페르세우스 자리에 있어 이런 이름이 붙었다. 페르세우스 유성우를 잘 보려면 가능한 한 빛공해가 덜한 어두운 곳으로 가서 돗자리 펴고 누워 맨눈으로 직접 하늘을 관찰하는 것이 가장 좋다. 밤이 깊어가고 새벽녘으로 갈수록 떨어지는 유성우의 숫자는 더 불어난다. 또 페르세우스 시작되기 전 하늘에는 금성, 화성, 토성, 목성이 다 떠 있으므로, 스마트폰에 별자리앱을 깔면 쉽게 찾아볼 수 있다. 자, 소원 한 발 장전하고 자녀와 함께 별똥별 보러 가보자. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

정처없이 우주를 떠도는 일명 '떠돌이 행성'이 미국 연구팀에 의해 새롭게 이름을 올렸다. 최근 미국 애리조나 주립대학 등 연구팀은 지구에서 약 20광년 떨어진 곳에 위치한 ‘SIMP J01365663+0933473’이 떠돌이 행성으로 확인됐다는 연구결과를 ‘천체물리학저널'(The Astreophysical Journal)에 발표했다. 태양계의 '큰형님' 목성보다 질량이 12.7배나 더 큰 SIMP J01365663+0933473은 사실 지난 2016년 거대 전파 망원경인 VLA(Very Large Array)에 처음 포착됐다. 당시 전문가들은 이 천체를 갈색왜성으로 분류하고 연구를 진행해왔으나 이번에 연구팀은 떠돌이 행성으로 결론지었다. 갈색왜성은 목성 질량의 13배에서 80배 사이의 천체로 행성과 달리 핵융합 반응을 일으킬 수 있으나 안정적인 핵융합 반응을 유지할 수 없어 흔히 실패한 별로 불린다. 곧 태양같은 항성이라고 하기에는 작고 그렇다고 행성으로 보기에는 큰 것이 갈색왜성이다. 이에반해 떠돌이 행성은 이름만큼이나 흥미로운 특징을 가졌다. 일반적으로 행성은 지구처럼 모성(母星)인 태양 주위를 공전하지만 우주에는 드물게 ‘엄마’ 없이 정처없이 떠도는 행성도 있다. 전문가들은 이를 '고아 행성', '떠돌이 행성' 혹은 '유목민 행성'이라고도 부른다. 모항성의 중력권 내에서 공전하지 않는 이들 떠돌이 행성은 그렇다고 제멋대로 떠돌아다니는 것은 아니다. 홀로 외로이 은하 중심에 대하여 공전하고 있는 것이다. 과학자들은 떠돌이 행성이 원래는 모항성 주위를 돌다가 어떤 이유로 중력 균형을 잃어버려 튕겨져나왔거나, 애초에 성간물질들이 중력으로 뭉쳐져 항성이나 갈색왜성처럼 홀로 태어났을 것으로 추측하고 있다. 이번에 연구팀이 밝혀낸 SIMP J01365663+0933473의 특징은 먼저 2억 년 정도의 어린 나이로 표면 온도는 825°C로 '핫'하다는 사실이다. 특히 이 행성에서 지구의 오로라와 같은 현상이 관측됐는데 연구팀은 목성의 약 200배에 달하는 강한 자기장이 이와 연관돼 있을 것으로 보고있다. 논문의 선임저자인 멜로디 카오 박사는 "SIMP J01365663+0933473는 행성과 갈색왜성의 경계에 서있다"면서 "항성과 행성에서 발생하는 자기장을 이해하는데 도움을 줄 수 있을 것"이라고 설명했다. 이어 "전파 망원경을 이용한 이번 연구를 통해 향후 좀처럼 찾기힘든 다른 떠돌이 행성을 비롯한 여러 외계행성을 발견할 수 있을 것"이라고 내다봤다. 　 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