“역사상 가장 비싸고 강력한 우주 망원경” 2019년 초 발사가 예정된 제임스 웹 우주 망원경을 간단하게 설명한 문구다. 사실 이 망원경은 초기에 16억 달러로 책정된 발사 비용이 88억 달러까지 치솟고 발사도 몇 차례 연기되면서 사업의 타당성에 대한 논란이 적지 않았다. 하지만 허블 우주 망원경을 한 단계 뛰어넘는 강력한 성능을 지니기 위해서는 비용이 비싸도 더 큰 지름의 주경(primary mirror·망원경에서 최초로 빛을 모으는 거울)을 지닌 망원경이 필요했다. 허블 우주 망원경의 주경은 지름 2.4m 정도지만 제임스 웹 우주 망원경은 6.5m에 달한다. 그런 만큼 일단 관측을 시작하면 우주에 대한 이해를 한 단계 끌어올릴 것으로 기대된다. 다만 완성 단계에 이르면서 이 망원경을 누가 어떻게 사용할 것인지를 두고 경쟁이 치열한 상태다. 미항공우주국(NASA)은 제임스 웹 우주 망원경의 초기 관측 임무를 공모했다. 허블 우주 망원경처럼 국가에서 관리하는 대형 과학장비의 경우 하나의 과학자팀이 사용권을 독점하기보다 여러 과학자팀과 연구 과제에 할당하기 때문이다. 하지만 사용하려는 과학자는 많고 망원경은 하나뿐이라 우선 순위가 높은 연구부터 채택된다. NASA는 제안된 100여 개의 연구 과제 가운데 13개의 연구 과제를 초기 관측 임무에 할당하기로 결정했다. 초기 관측 임무는 5개월에 걸쳐 총 460시간 동안 이뤄질 예정이다. 가장 중요한 연구 과제는 멀리 떨어진 은하와 은하단이다. 제임스 웹 우주 망원경은 허블 우주 망원경보다 주경의 지름이 클 뿐 아니라 더 긴 파장을 관측할 수 있다. 먼 은하에서 도달한 빛은 도플러 효과에 의해 파장이 길어지는 적색편이 현상이 일어나는데, 긴 파장을 관측할 수 있는 제임스 웹 우주 망원경이 관측하기에 이상적인 목표다. 과거 허블 우주 망원경의 관측 덕분에 과학자들은 초기 은하의 진화에 대해서 많은 사실을 알아냈다. 멀리 있는 은하일수록 과거의 모습을 보기 때문이다. 제임스 웹 우주 망원경은 이제까지 관측할 수 없었던 더 멀리 떨어진 초기 은하를 관측해 우주의 비밀을 풀 것이다. 외계행성 역시 제임스 웹 우주 망원경의 주요 관측 목표다. 초기 관측 임무 가운데 하나는 목성형 외계행성 WASP-39b와 WASP-43b의 대기를 관측하는 것이다. 행성이 별 앞을 지날 때 별빛의 변화를 관측하면 대기의 구성성분을 알 수 있다. 이 연구의 궁극적 목표는 지구형 외계행성의 대기와 다른 조건이 생명체가 살기에 적합한지를 확인하는 것이다. 다만 제임스 웹 우주 망원경의 성능이 아무리 뛰어나도 작은 지구형 행성의 대기는 어려운 목표이기 때문에 처음에는 훨씬 큰 목성형 행성부터 관측해 관측 기술을 검증한 후 지구형 행성에 도전할 계획이다. 물론 목성형 행성의 대기 자체도 흥미로운 연구 주제다. 태양계 밖의 목성형 행성이 어떤 대기 구조를 지녔는지 아직 알려진 것이 거의 없기 때문이다. 이밖에도 목성의 위성처럼 다른 중요한 임무가 초기 관측 목표로 선정됐다. 과학의 발전은 관측 기술의 발전과 함께 일어났다. 망원경의 발전이 천문학의 발전을 가져오고 현미경의 진보가 생물학의 진보를 가져온 것이 대표적이다. 제임스 웹 우주 망원경이 성공적으로 발사되면 우주를 보는 인류의 눈도 한 단계 더 진보할 것이다. 이 망원경이 우주가 어떻게 진화했고 지구 같은 외계행성이 어디 있는지에 대한 결정적인 정보를 제시할지 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

물감으로 그린 듯한 한 폭의 추상화같은 목성의 표면 모습이 포착됐다. 지난 17일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 목성의 북반구 모습을 근접 포착한 사진을 홈페이지에 공개했다. 사진 속에서 마치 신이 흰색 등의 물감으로 휘갈기듯 그려낸 지점은 목성의 구름띠와 폭풍이다. 반시계방향으로 회전하는 폭풍 속은 지옥 그 자체로 거대한 가스행성의 민낯을 생생하게 보여준다. 이 사진은 지난달 24일 목성 탐사선 주노가 9번째 근접비행(Fly by·플라이바이) 중 촬영했으며 그 거리는 1만 108㎞다. 또한 이 사진은 시민과학자 제럴드 아히슈테트와 션 도런의 합작품으로 이들은 주노가 보내온 1차 데이터를 색보정해 이처럼 그림같은 목성을 만들었다. 2011년 8월 발사된 주노는 28억㎞를 날아가 지난해 7월 4일 미국 독립기념일에 맞춰 목성 궤도에 진입했다. 주노의 주 임무는 목성 대기 약 5000㎞ 상공에서 지옥같은 목성의 대기를 뚫고 내부 구조를 상세히 들여다보면서 자기장, 중력장 등을 관측하는 것으로 2018년 그 수명을 다한다. 사진=NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstädt/ Seán Doran 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

캄보디아 앙코르와트를 더욱 멋진 곳으로 만들어 주는 나무가 있다. 기이하게 생긴 벵골보리수라는 그 나무는 오래된 유적지에 고색창연한 빛깔을 더해 준다. ‘반얀트리’라고도 불리는 그 나무는 인도를 비롯해 동남아시아, 중국 남부 지역과 대만에 이르기까지 따뜻하고 비가 많이 내리는 곳에 무성하게 자란다. 인도 콜카타에는 ‘그레이트 반얀트리’가 자라는데, 멀리서 보면 거대한 숲처럼 보이지만 가까이 가서 보면 그것이 한 그루의 나무인 것을 발견하게 된다. 중국에서는 그 나무를 ‘룽수’(榕樹)라고 부른다. 인도의 반얀트리에 비하면 좀 작지만 한 그루가 숲을 이루는 것은 마찬가지다. 그래서 현지에서는 그런 룽수를 ‘독목성림’(獨木成林) 혹은 ‘독수성림’(獨樹成林)이라 한다. “나무 한 그루가 숲을 이룬다”라는 뜻이다. 중국 남부 푸젠(福建)성의 중심 도시인 푸저우(福州)도 ‘룽수의 도시(榕城)’로 불릴 정도이며, 광시좡족자치구를 비롯해 구이저우성 동남부에 이르기까지 물이 흐르는 시골 마을 어디에나 커다란 룽수가 자란다. 요즘 우리나라 사람들이 많이 가는 대만 거리에서도 긴 수염을 땅바닥에 늘어뜨린 룽수가 곳곳에 서 있는 것을 볼 수 있다. 아열대 지역 사람들에게 룽수는 고향의 따뜻한 기억을 떠올리게 하는 나무다. 룽수는 어느 정도 자라면 가지에서 수염처럼 가느다란 뿌리가 생겨나 땅바닥을 향해 내려간다. 이를 가리켜 ‘기근’(氣根)이라 하는데, 우리말로 옮기면 ‘공기를 품고 있는 뿌리’ 정도가 되겠다. 수십 개에서 수백 개의 뿌리가 내려와 바람에 휘날리는 모습이 마치 폭포수가 쏟아져 내리는 듯해 ‘나무폭포’라고도 불린다. 그렇게 땅바닥을 향해 내려온 수염들이 땅에 굳건하게 뿌리를 내리면서 큰 나무를 든든하게 받쳐 주는 작은 줄기들이 된다. 그렇게 수백 년 자라다 보면 한 그루의 나무가 거대한 숲이 되는 것이다. 더운 지역에서 살아가는 사람들은 일을 하다 힘이 들면 그 나무 아래 큰 그늘로 들어가 바람을 쐬며 땀을 식힌다. 노인들은 아이들에게 조상이 어떤 과정을 거쳐 이곳까지 와서 살게 됐는지를 이야기해 준다. 어른들의 무릎을 베고 누운 아이들은 세상과 인간의 시작에 관한 신화, 민족 이주의 역사를 들으며 가물가물 잠이 든다. 그들의 신화 속에서는 달 속에 계수나무가 아닌 룽수가 서 있다. 그런 따뜻한 기억들이 아이들 마음속에 차곡차곡 쌓이고, 그것은 성장해서 도시로 떠난 아이들이 고향을 잊지 않게 해 주는 힘이 된다. 아무리 경제개발이 중요하다고 해도 고향 마을 물가에 서 있는 오래된 룽수만은 베어내지 못하게 하는 ‘집단지성’의 힘이 되기도 한다. 룽수는 뽕나무과에 속해 나무의 질이 무르다. 단단하지 못해 건축 자재로 쓰이지 못한다. 경제적 가치로만 따지면 룽수는 사람에게 경제적 이익을 가져다주는 나무가 아니다. 하지만 나무 한 그루가 만들어 낸 무성한 잎과 가지 사이로 수많은 새들과 벌들이 날아온다. 새와 벌들이 깃들여 사는 그 나무는 그들의 집이 되고, 룽수 열매를 먹으며 그곳에 깃들인 새와 벌들은 인간을 위해 수많은 날갯짓을 하며 꽃가루를 옮겨 준다. 베어내어 목재로 팔 수 있는 단단한 나무들만이 쓸모 있는 나무는 아니다. 한 몸에서 수천 개의 뿌리가 나오고 다시 그것을 줄기로 삼아 거대하게 자라난 나무가 만들어 내는 큰 숲은 어머니 품처럼 사람들을 보듬어 준다. 그런 큰 나무 그늘 아래에서 일상을 살아가는 사람들은 자신도 알지 못하는 사이에 저절로 넉넉한 마음을 갖게 된다. 사람은 물론이고 새와 벌까지 모두 품어 주는 그 나무는 그래서 돈으로 환산할 수 없는 소중한 가치를 지닌 나무가 된다. 세상 모든 것이 돈으로만 가치를 매길 수 있는 것이 아님을 중국 남부 지역 시골 마을 물가의 커다란 룽수들이 보여 주고 있다. 우리의 도시에도 그런 ‘쓸모없듯 쓸모 있는’ 나무들이 많아진다면, 단언컨대 우리의 어두운 얼굴은 초록색 반얀트리처럼 빛나리라.

정부가 불요불급하다며 대폭 축소했던 사회간접자본(SOC) 관련 예산이 국회 상임위원회를 거치면서 상당 부분 되살아났다. 국회의원들이 내년 지방선거를 앞두고 지역구 챙기기에 열을 올리면서 SOC 예산을 대거 늘린 것이다.13일 국회와 국토교통부에 따르면 정부는 SOC에 17조 7159억원을 책정한 새해 예산안을 국회에 제출했다. 토목성장을 지양하고 복지를 늘리겠다며 작년보다 20%(4조 4195억원) 삭감했다. 하지만 국회 국토교통위 심의를 거치면서 20조 838억원으로 13.4%(2조 3679억원) 늘어났다. SOC 예산 가운데 해양수산부의 항만 등 3조원을 제외하고 국토부가 지출·관리하는 14조 7000억원을 기준으로 놓고 보면 16.1%나 증가한 셈이다. 국회 상임위를 거치면서 증액된 부분은 ▲철도건설 5594억원 ▲도로건설 4984억원 ▲철도 유지보수 및 시설개량 3405억원 ▲지방하천정비 1483억원 등이다. 주로 철도, 도로 건설 및 하천 정비 등 지역 민원과 관련된 예산이다. 지난 9일 국토위 마지막 전체회의에서는 이헌승 자유한국당 의원이 동해선 스크린도어 설치비 200억원을 반영시켰다. 안규백 더불어민주당 의원은 도시재생뉴딜사업 관련 예산 100억원을 되살렸다. 천안~광명 간 광역도로 추가 지정예산 109억원, 천안~청주공항 간 복선전철 예산 10억원 등도 증액됐다. 예년보다 증액 규모가 훨씬 커 정부의 ‘20% 삭감’이 무색한 실정이다. 2015~2017년 정부가 제출한 SOC 예산은 각각 24조 4000억원, 23조 3000억원, 21조 8000억원이었는데 국회를 거치면서 각각 24조 8000억원, 23조 7000억원, 22조 1000억원으로 확정됐다. 3000억~4000억원씩 늘어난 셈이다. 올해는 상임위만 통과했을 뿐인데도 벌써 2조원 이상 증가했다. 물론 예산결산특별위원회 소위원회와 본회의 심사가 남아 있어 조정될 여지가 있지만 상임위에서 증가 폭이 예년의 6배가 넘기에 줄이는 데는 한계가 있을 것이라는 게 정부의 관측이다. 정부 관계자는 “지역에서 보면 자신의 지역구 의원이 열심히 뛴 것처럼 보이지만 실상을 들여다보면 예산철 생색내기 성격이 짙다”고 지적했다. 기획재정부에 따르면 지난 9월 말 기준 국토부의 예산 및 기금 등 주요 관리대상사업 집행 실적은 28조 6622억원으로 연간계획(37조 6659억원) 대비 76.1%에 머물렀다. 예산만 잡혀 있고 실제로는 쓰지 않고 이월되거나 불용처리되는 예산이 많다는 의미다. 이미 국토부는 올해 이월 예산을 3조원 규모로 예상하고 있다. 국토부 관계자는 “예산철에 지역 선심성 쪽지예산으로 끼워진 부분은 집행률이 특히 낮다”면서 “타당성이나 실효성을 따지지 않고 무조건 늘려 놓고 보자는 의원들이 많기 때문”이라고 말했다. SOC 예산은 14일부터 열리는 예결위 소위원회에서 사실상 결정된다. 세종 장형우 기자 zangzak@seoul.co.kr

한폭의 추상화를 연상케하는 목성의 신비로운 표면 모습이 공개됐다. 지난 10일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 목성의 남반구 모습을 포착한 생생한 클로즈업 사진을 홈페이지에 공개했다. 마치 검은색과 갈색의 물감이 줄지어 흐르듯 보이는 목성의 표면은 거대한 가스행성의 민낯을 고스란히 보여준다. 이 사진 속에는 목성 특유의 줄무늬 구름과 함께 원형으로 이루어진 여러 개의 폭풍 소용돌이가 담겨있다. 　 이 사진은 지난달 24일 목성 탐사선 주노가 9번째 근접비행(Fly by·플라이바이) 중 촬영한 것으로 그 거리는 3만 3115㎞다. 특히 이 사진은 시민과학자 제럴드 아히슈테트와 션 도런의 합작품으로 이들은 주노가 보내온 1차 데이터를 색보정해 이처럼 살아있는 목성으로 만들었다. 한편 2011년 8월 발사된 주노는 28억㎞를 날아가 지난해 7월 4일 미국 독립기념일에 맞춰 목성 궤도에 진입했다. 주노의 주 임무는 목성 대기 약 5000km 상공에서 지옥같은 목성의 대기를 뚫고 내부 구조를 상세히 들여다보면서 자기장, 중력장 등을 관측하는 것으로 2018년 그 수명을 다한다. 사진=NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstädt/ Seán Doran 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

빅토르 위고가 영혼과 대화했다?5일 오전 방송된 MBC 예능프로그램 ‘신비한 TV 서프라이즈’(이하 ‘서프라이즈’)에서는 ‘노트르담 드 파리’ ‘레미제라블’로 유명한 프랑스의 대문호 빅토르 위고의 숨겨진 이야기가 전파를 탔다. 빅토르 위고 사망 후 38년 뒤인 1923년, 빅토르 위고를 연구하던 학자 구스타프 시몬은 그가 생전에 쓰던 노트를 발견했다. 노트에는 500장 분량으로 빅토르 위고가 직접 쓴 메모가 담겨있었다. 노트에는 빅토르 위고가 수많은 영혼과 나눈 대화가 기록돼 있었다. 기록에 따르면 빅토르 위고는 가족들과 저지 섬으로 망명을 갔다. 그러던 어느 날 그는 10년 전 잃은 딸을 만나기 위해 강령회에 참석했다. 그곳에서는 영혼에게 메시지를 전달하고, 테이블을 두드리는 방식으로 영혼과 대화를 나눴다. 빅토르 위고는 그곳에서 사망한 그의 딸 영혼이 나타났다고 믿었다. 그날 이후 강령술을 믿게 된 빅토르 위고는 매일같이 영혼들과 대화를 나눴다. 그는 노트에 날짜, 영혼의 이름, 대화 내용까지 자세히 적어 놓았다. 메모에 따르면 빅토르 위고는 셰익스피어의 영혼과 대화를 나눴고, 플라톤, 예수를 만나 삶과 죽음이라는 주제로 이야기했다. 이 외에도 성경에 등장하는 당나귀, 목성 외계인의 영혼과 만나 대화한 기록이 남겨 있다. 빅토르 위고는 갈릴레오 갈릴레이와 우주에 대해 토론하고, 모차르트가 나타나 음악을 작곡해줬다고도 기록했다. 구스타프 시몬으로 인해 이 같은 이야기가 책으로 탄생했다. 당시에는 이해할 수 없는 단어와 표현으로 가득해 그의 책은 큰 반향을 일으키지 못했다. 하지만 2008년, 존 챔버스라는 학자가 빅토르 위고의 책을 영어로 번역하고 현대적 해석을 덧붙여 출간했다. 그는 빅토르 위고의 노트에 당시엔 알 수 없던 홀로그램 우주론과 아인슈타인의 상대성이론이 등장했다고 주장했다. 그는 이처럼 영혼과 시대를 초월한 대화들이 빅토르 위고의 작품활동에 큰 영감을 줬다고 강조했다. 연예팀 seoulen@seoul.co.kr

기존의 행성 형성 이론에 '도전장'을 던진 희한한 거대 행성이 발견됐다. 최근 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-1의 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. 논문의 선임저자 다니엘 베일리스 박사는 "NGTS-1b 같은 거대 행성이 이렇게 작은 별 주위에 존재할 것이라 생각치 못했다"면서 "이 두 천체가 어떤 과정을 통해 형성됐는지 논쟁거리가 될 것"이라고 밝혔다. 거대한 행성을 거느린 NGTS-1은 태양 질량의 40% 미만의 작은 별인 적색왜성이다. 크기도 작고 밝기나 표면온도도 낮지만 우리 은하 별 중 80%를 차지할 정도로 흔하디 흔하다. 연구팀은 이번에 칠레 북부 ESO 파라날 천문대에 위치한 차세대 식관측 망원경(NGTS)으로 NGTS-1b의 존재를 확인했다. 일반적으로 행성이 별 앞으로 지날 때 별의 밝기에 변화가 나타나는데 이 현상을 포착해 행성의 존재를 확인한 것. 연구에 참여한 피터 휘틀리 교수는 "NGTS-1b는 거대한 행성이지만 모성이 너무 작고 희미해 발견하기가 매우 어렵다"면서 "우주에 적색왜성이 흔하게 존재하는 만큼 수많은 거대 행성이 속속 발견될 것"이라고 전망했다. 　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

먼 미래에 만약 이 행성에 지구인이 도착한다면 적어도 자외선 차단 걱정은 안해도 될 것 같다.　 　 최근 미국 펜실베이니아 주립대학 연구팀은 거대한 크기의 외계행성 '케플러-13Ab'(Kepler-13Ab)에는 '선크림이 눈처럼 내린다'는 흥미로운 연구결과를 내놨다. 선크림은 잘 알려진대로 자외선으로부터 피부를 보호하기 위해 바르는 크림으로 영어권에서 실제쓰는 말은 '선스크린'(sunscreen)이다. 연구팀이 이 행성에 선크림이 흔한 것으로 표현한 이유는 티타늄 디옥사이드(Titanium Dioxide)가 눈처럼 내릴 정도로 많기 때문이다. 이산화티타늄으로도 불리는 티타늄 디옥사이드는 광물성 성분으로 선크림 등 자외선 차단제의 대표적인 물질로 쓰인다. 지구에서 약 1730광년 떨어진 곳에 위치한 외계행성 케플러-13Ab는 '태양계의 큰형님' 목성보다도 6배나 더 크다. 놀라운 점은 무려 2760°C에 육박하는 표면온도다. 이는 항성인 케플러-13A와 바짝 붙어있기 때문이다. 여기에 케플러-13Ab는 지구와 달처럼 공전주기와 자전주기가 같아 한 쪽은 항상 대낮으로 뜨거운 반면, 반대쪽은 항상 어둡고 춥다. 연구를 이끈 토마스 비티 박사는 "케플러-13Ab의 대기에 부는 강력한 바람이 티타늄 디옥사이드 가스를 어둡고 차가운 지역으로 실어나른다"면서 "이 지역에서 티타늄 디옥사이드가 응축돼 구름을 형성하고 눈으로 내린다"고 설명했다. 이어 "외계행성의 복잡한 날씨와 대기 연구는 거주가능한 '슈퍼지구'를 찾는데 큰 도움을 줄 것"이라고 덧붙였다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구에서 멀리 떨어진 외계 행성의 밤하늘에도 달이 뜰까? 과학자들은 그럴 가능성이 크다고 생각한다. 태양계의 사례를 보더라도 위성이 있는 행성이 없는 행성보다 더 흔하기 때문이다. 이미 발견된 외계 행성만 수천 개에 달하고 우리 은하계에만 수천억 개 이상의 외계 행성이 있을 것으로 추정된다는 점을 생각하면 위성을 거느린 외계 행성이 드물다는 가정이 더 이상하다. 하지만 외계 달 (Exomoon)을 실제로 입증하는 일은 매우 어렵다. 외계 행성을 직접 관측하는 일은 흔히 서치라이트나 등대 옆에 있는 반딧불 찾기로 비유된다. 스스로 빛을 내지 않는 작은 행성은 별보다 보통 수억 배 이상 어둡기 때문이다. 외계 달은 당연히 이보다 훨씬 작고 어두워서 반딧불 옆에 있는 먼지 찾기나 다른 바 없다. 따라서 이미 수많은 외계 행성을 찾아낸 과학자들도 외계 달을 입증하는 데는 대부분 실패했다. 하지만 가능성이 없는 것은 아니다. 외계 행성 가운데는 목성보다 훨씬 큰 대형 행성이 존재하므로 그 주변에는 태양계의 행성처럼 큰 위성이 존재할 수 있다. 막스 플랑크 연구소의 과학자들은 케플러 우주 망원경 데이터를 이용해서 외계 행성 케플러 1625 b-i (Kepler 1625 b-i)를 연구했다. 연구팀은 이 행성이 어쩌면 두 개의 행성으로 구성된 쌍성계이거나 혹은 위성을 거느린 행성일지 모른다는 연구 결과를 발표했다. 이 동반 천체는 지구보다 크거나 토성보다 작은 크기로 가장 가능성 있는 해석은 거대 행성 주변에 해왕성 크기의 더 작은 천체가 공전하고 있다는 것이다. 지구의 경우에도 자신의 지름이 1/4 수준인 달을 거느리고 있으므로 목성보다 큰 행성이라면 해왕성 크기의 위성을 거느려도 이상할 것은 없다. 만약 이 주장이 옳다면 태양계에는 없는 거대 가스 위성을 거느린 행성이 있는 셈이므로 흥미로운 연구 결과다. 이는 외계 태양계의 위성 생성 과정이 태양계와 다를 수 있다는 점을 시사한다. 이외에도 과학자들은 떠돌이 행성인 MOA-2011-BLG-262를 비롯한 몇 개의 행성에서 외계 달의 후보를 발견했다. 하지만 워낙 어둡기 때문에 외계 달의 존재를 확실히 증명하기 위해서는 더 강력한 망원경의 힘이 필요하다. 앞으로 발사될 제임스 웹 우주 망원경과 지상에 건설 중인 거대 망원경이 그 해답을 줄 것으로 기대된다. 외계 달이 있을 경우 생각할 수 있는 중요한 가능성 가운데 하나는 생명체가 살 수 있는 위성이다. 만약 지구와 비슷한 크기의 외계 달이 있고 모성과 적당한 거리에 위치했다면 액체 상태의 물과 대기가 존재할 가능성이 있기 때문이다. 지구의 달에는 토끼가 살지 않지만, 어쩌면 저 멀리 외계 달에는 외계인이 있을지도 모른다. 그 답을 찾기 위해 앞으로 계속해서 연구가 필요하다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

우리가 사는 태양계 밖 곧 '외계에서 온 손님'이 사상 처음으로 포착됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 지난 19일(현지시간) 하와이에 있는 천체 관측 망원경 ‘판-스타스'(Pan-STARRS 1)를 통해 혜성으로 추정되는 'A/2017 U1'을 관측했다고 밝혔다. 지름이 채 400m도 되지 않는 이 작은 천체는 거문고 자리 방향에서 시속 9만 2000km의 빠른 속도로 우리 태양계를 거의 수직처럼 날아와 방문했다. 태양과 가장 근접했던 것은 지난달 9일이었으나 뒤늦게 발견됐으며, 태양계를 V자 형태로 비행한 후 페가수스 자리 방향으로 날아갔다. 일반적으로 태양계 내의 혜성은 장주기 혜성의 고향으로 불리는 오르트 구름에서, 소행성은 화성과 목성 사이 소행성 벨트에서 튕겨나온다. 오르트 구름은 태양계를 껍질처럼 둘러싸고 있는 가상의 천체집단으로 수천억 개를 헤아리는 혜성의 핵들로 이루어져 있다. NASA 연구진이 A/2017 U1을 '외계 방문자'로 지목한 것은 극단적인 궤도 특성 때문이다. A/2017 U1을 처음 포착한 하와이 대학 롭 웨릭 연구원은 "이 천체의 움직임을 일반적인 태양계의 소행성과 혜성의 궤도로 설명할 수 없다"면서 "A/2017 U1은 태양계 밖에서 왔다"고 단정지었다. NASA 산하 지구근접물체프로그램 연구소(Near Earth Object Program) 폴 초다스 소장 역시 "오랜시간 이론적으로 '항성간 천체'(Interstellar Object)가 존재할 것이라 생각했다"면서 "소행성 혹은 혜성이 항성과 항성 사이를 지나갈 것이라 여겼지만 실제 발견된 것은 처음"이라고 설명했다. 이어 "A/2017 U1은 지금까지 연구해온 천체 중 가장 극단적인 궤도를 갖고있으며 다시는 태양계로 돌아오지 못할 것 같다"고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@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

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　　

지난해 9월 30일 머나 먼 혜성에 잠든 로제타호가 지구로 전송한 마지막 사진이 공개됐다. 지난 28일(현지시간) 유럽우주국(ESA)은 최초의 혜성탐사선 로제타호가 혜성 ‘67P/추류모프-게라시멘코’(이하 67P)와 충돌 직전 촬영한 사진을 복원했다고 밝혔다. 이 사진은 로제타호가 혜성 표면과 충돌 직전 촬영한 것으로 그 거리는 불과 18m다. 당초 이 사진은 전체 데이터의 절반만 수신돼 관련 프로그램이 자동으로 걸러냈으나 이후 과학자들의 노력으로 전체 데이터를 복원하는데 성공했다. 곧 로제타호가 최후의 순간에 남긴 '유언'을 살려낸 것으로 사진 속 장소는 자신의 '무덤'인 셈이다. 로제타 프로젝트에 참여한 독일 막스플랑크 태양계 연구소 홀거 지에르크 박사는 "로제타호는 충돌 직전까지 촬영 데이터를 지구로 전송하며 자신의 마지막 임무를 다했다"면서 "이후 수신된 데이터 서버를 조사하던 과정에서 누락된 사진을 확인했다"고 말했다.　 인류 최초의 혜성탐사선인 로제타호는 지난 2004년 3월 65억㎞나 떨어진 혜성 67P을 향해 발사됐다. 무려 10년을 거침없이 날아간 로제타호는 지난 2014년 8월 시속 6만 6000㎞로 움직이는 혜성 67P 궤도에 무사히 도착했다. 혜성 궤도 진입에 성공한 것 자체가 2014년 과학계의 가장 획기적인 성과로 꼽힐 만큼 로제타호는 혜성에 관한 인류의 궁금증을 많이 풀어냈다. 혜성의 고해상도 표면 사진을 전송해 지리적 특성을 연구하는데 큰 도움을 준 것은 물론, 대기에서 탄소 성분이 함유된 유기 분자와 코마(핵을 둘러싼 먼지와 가스)에서 산소분자가 다량으로 포함돼 있다는 사실을 밝혀냈다. 그러나 로제타호는 지난해 9월 30일 ESA의 '자폭 명령'을 받으며 사람 걸음 수준으로 서서히 혜성 표면으로 하강해 최후를 맞았다. 이는 혜성 67P가 태양에서 먼 목성 궤도로 이동하기 때문으로 이 위치로 가게 되면 로제타호의 태양전지 패널이 충분히 에너지를 받지 못해 어차피 임무가 종료된다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

혜성처럼 '긴 꼬리'를 가진 특이한 소행성이 쌍으로 포착됐다. 　 최근 독일 막스플랑크연구소 태양계연구소 측은 화성과 목성 사이 소행성 벨트에 위치한 소행성 '288P'에 대한 연구결과를 발표했다. 소행성 벨트에 있는 수많은 소행성 중 하나인 288P는 2006년 처음 발견돼 그 이름을 얻었다. 그러나 지난해 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)이 합작으로 운용하고 있는 허블우주망원경으로 관측한 결과, 두 가지 특별한 사실이 드러났다. 먼저 당초 한 개의 소행성으로 생각됐던 288P는 두 개의 소행성이 서로 빠른 속도로 맞돌고 있는 것으로 확인됐다. 각각의 크기는 대략 지름 1㎞, 둘 간의 거리는 100㎞ 정도다. 더욱 놀라운 점은 소행성인 288P가 태양과 가까워지면 혜성같은 꼬리를 만들어낸다는 사실이다. 한때는 두려움과 경이의 대상이었던 혜성은 타원 혹은 포물선 궤도로 정기적으로 태양 주위를 도는 작은 천체를 말한다. 소행성과의 가장 큰 차이점은 소행성이 바위(돌) 등으로 구성된 것과는 달리 혜성의 주요 성분은 얼음과 먼지다. 이 때문에 혜성이 태양에 가깝게 접근하면 내부 성분이 녹으면서 녹색빛 등의 아름다운 긴 꼬리를 남긴다. 그렇다면 어떻게 소행성 288P는 혜성인양 행동하는 것일까? 연구를 이끈 제시카 아가왈 박사는 "288P의 표면 성분이 얼음으로 이루어져 태양열을 받으면 승화하는 것으로 보인다"면서 "이 과정은 혜성의 꼬리가 생기는 것과 비슷하다"고 설명했다. 이어 "소행성의 생성과 진화, 과거와 현재를 이해하는 데 큰 도움을 줄 것"이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)의 목성 탐사선 주노가 잡은 놀라운 ‘목성 쌩얼’을 보여주는 사진들이 지난 18일(현지시간) 공개됐다. 태양계 최대 행성으로 항상 엄청난 태풍을 달고 살아 ‘태풍 행성’으로도 불리는 목성은 대적점을 비롯한 복잡한 구름 형태로 인해 과학자들로부터 관심의 대상이 되고 있다. 지난 1일 목성 옆을 통과하는 플라이바이를 실시하면서 주노가 8분 간격으로 잡은 가스 행성 목성의 생생한 사진은 목성 표면의 수많은 구름띠와 폭풍 소용돌이가 연출하는 놀라운 형상을 리얼하게 담고 있어 과학자들의 관심을 끌고 있다. 그러나 이 네 컷의 사진에는 대적점의 모습은 담겨 있지 않다. “이 사진을 찍을 무렵에는 탐사선이 목성 위도 28.5406도에서 -44.4912도의 고도 1만 2143~2만 2908㎞ 영역에 있었다"고 NASA 관계자는 밝혔다. 이번에 공개된 사진은 사실 주노 탐사선과 시민 과학자 제럴드 아히슈테트 션 도런의 합작품이라 할 수 있다. 도런은 주노의 첨단 카메라가 보내온 1차 데이터를 색보정하여 위와 같이 목성의 민낯을 보여주는 생생한 사진으로 거듭나게 했다. NASA는 지구 행성인이라면 누구든지 이같은 작업을 할 수 있도록 격려하기 위해 자료를 개방하는 사이트(https://www.missionjuno.swri.edu/junocam.)를 운영하고 있다. 11억 달러(약 1조 2000억원)가 투입된 주노 미션은 2011년 8월에 장도에 올라, 약 5년에 걸친 비행 끝에 2016년 7월 4일 목성 궤도에 진입했다. 그리고 지금까지 목성 대탐사를 계속하고 있다. 주노 미션은 거대 가스 행성의 구조와 조성, 자기장과 중력장에 관한 데이터를 수집하는 것으로, 이는 목성의 생성과 그 진화, 나아가 태양계의 생성 비밀을 밝히는 데 중요한 자료로 쓰이게 된다. 주노는 현재 목성을 중심으로 긴 타원형 궤도를 돌고 있다. 목성에 최근접하는 주기는 지구 시간으로 약 53.5일로, 이 근접비행 때 주요 데이터를 수집하게 된다. 지금까지 주노는 8차례 궤도를 돌았다. 주노는 2018년 7월까지 미션을 수행할 예정이지만, 그 시점이 되더라도 반드시 미션이 종료되지는 않을 것으로 보인다. 늘 그렇듯이 주노 역시 연장근무에 들어갈 공산이 크다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

-15일 21시 ‘죽음의 다이빙’ 으로 20년 미션 끝​ 미 항공우주국(NASA)의 토성 탐사선 카시니가 20년에 걸친 미션을 끝내고 15일 오전 7시55분(한국시각 15일 저녁 8시55분)께 토성 대기권으로 뛰어들어 최후를 맞았다. 그러나 실제로는 이보다 83분 전 카시니는 토성 대기 속에서 유성처럼 불타면서 산화했다. 카시니가 마지막 보낸 라디오 시그널이 토성에서 지구 간의 16억 ㎞를 오는 데 83분이 걸리기 때문이다.　 지구를 떠난 지 20년, 토성 궤도에 진입한 지 13년째를 맞아 20년에 걸친 장대한 토성 미션을 끝낸 카시니는 토성 대기권에서 산화함으로써 토성의 일부가 되었다. 카시니는 토성 대기와의 마찰로 불타기 전 ​2분 동안 토성 대기 성분 데이터를 지구로 전송하는 최후의 미션을 완료한 후 전소되었다. 카시니가 마지막으로 보낸 영상은 토성의 빛이 닿지 않은 면을 찍은 사진으로, 이 사진을 전송한 후 45초 만에 전소되었다. 카시니와 마지막 인사를 나누기 위해 캘리포니아주 나사제트추진연구소에 모인 NASA의 전현직 연구원 1500여 명과 연구진들은 카시니의 마지막 신호가 전달된 뒤 박수를 치고 서로 끌어안으며 아쉬움을 표현했다. 그중에는 ‘페어 웰 카시니’를 읊조리며 눈물을 흘리는 사람들도 적지 않았다. NASA가 카시니를 토성과의 충돌 코스로 틀어 토성 대기권에서 불태운 이유는 혹시 토성계에 존재할지도 모르는 생명체를 보호하기 위한 것이다. ​ 만약 카시니를 토성 궤도에 그대로 방치할 경우, 카시니에 있을지도 모르는 지구 미생물과 발전용으로 쓰던 플루토늄 방사성 물질이 토성계의 환경을 오염시켜, 혹시 존재할지도 모르는 토성계의 생명체에 치명적인 결과를 가져올 수 있기 때문이다. 8년 동안 목성 궤도를 돌면서 미션을 수행한 NASA의 갈릴레오 탐사선이 2003년 9월 21일에 목성과의 충돌로 최후를 맞은 것도 같은 이유다. 　 카시니 호가 20년 전 지구를 떠날 때의 이름은 카시니-하위헌스로, 크게 NASA-ASI(이탈리아우주국)의 카시니 궤도선과 유럽우주국(ESA)이 합작한 하위헌스 탐사선으로 이루어져 있었다. ​카시니는 이탈리아 출신의 프랑스 천문학자 조반니 카시니의 이름에서 따왔고, 하위헌스는 네덜란드의 천문학자이자 물리학자인 크리스티앙 하위헌스(흔히 호이겐스로 불림)의 이름에서 따왔다. 두 사람 공히 토성 관측에 큰 업적을 남긴 과학자로, 카시니는 토성 고리 사이의 틈인 카시니 틈과 위성 4개를 발견했고, 하위헌스는 타이탄의 발견과 함께 갈릴레오가 토성의 귀라고 생각했던 토성 고리가 토성 본체와는 완전히 격리된 고리임을 처음으로 밝혔다. 모두 38억 달러(한화 약 4조 2000억원)가 투입된 대규모 프로젝트인 카시니-하위헌스 호는 1997년 10월 발사되어 7년의 비행 끝에 2004년 6월 30일 토성에 도착했다. 카시니-하위헌스는 토성 주위를 공전하는 탐사선으로는 최초이며, 토성을 방문한 기체로는 네 번째이다. 카시니-하위헌스는 토성까지 가기 위해 세 행성에서 중력도움을 받았다. 현재 인류가 가진 자원과 로켓으로 태양의 중력을 뿌리치고 나아갈 수 있는 한계는 목성 정도까지다. 카시니가 7년 만에 토성까지 날아간 것은 중력도움(gravity assist)이 결정적이었다. ​ 중력보조라고도 하는 이 중력도움은 영어로는 스윙바이(swing-by), 또는 플라이바이(fly-by)라고도 하는데, 한마디로 ‘행성궤도 근접 통과’로 행성의 중력을 슬쩍 훔쳐내는 일이다. ​즉, 탐사선의 속도를 높이기 위해 천체의 중력을 이용한 슬링 숏(slingshot;새총쏘기) 기법으로, 행성의 중력을 이용해 우주선의 가속을 얻는 기법이다. 행성의 입장에서 본다면 우주선의 엉덩이를 걷어차서 가속시키는 셈으로, 이론상으로는 행성 궤도속도의 2배에 이르는 속도까지 얻을 수 있다. 카시니-하위헌스는 지구를 출발해 1차로 금성의 중력도움으로 추진력을 받은 뒤 지구와 목성을 플라이바이하여 얻는 가속으로 토성에 도착했다. ​ 하위헌스 탐사선은 카시니에 탑재되어 토성까지 간 후 2005년 1월 본체에서 분리되어 토성의 최대 위성인 타이탄의 표면에 연착륙하는 데 성공했다. 이는 외부 태양계의 천체에 최초로 성공한 연착륙이다. 한편, 궤도 진입을 한 후 수명이 4년 정도로 예상되었던 카시니호는 그 3배가 넘는 13년 동안 294회 토성 궤도를 선회하면서 탐사를 계속했다. 지난 4월부터 토성 대기층과 고리 사이의 공간으로 뛰어드는 최후의 미션으로 22차례의 다이빙인 ‘그랜드 피날레’를 완료한 카시니는 마지막으로 9월 12일 오전 타이탄을 플라이바이하여 속력을 떨어뜨린 후 충돌 코스를 타고 이날 토성 대기권으로 뛰어든 것이다.　 카시니의 주요 탐사성과 중에는 얼음 위성 엔셀라두스의 남극 지역에서 뿜어져나오는 물과 기타 물질로 이루어진 간헐천의 발견을 들 수 있다. 미션 과학자들은 이 간헐천의 존재가 엔셀라두스의 지각 아래 거대한 바다가 있다는 증거라고 보고, 그 바다에 어쩌면 생명체가 서식하고 있을지도 모른다는 가능성을 조심스레 내놓았다. 토성 최대의 위성 타이탄의 지표에서 액체 탄화수소로 이루어진 바다와 호수를 발견한 것도 카시니였다. 이는 지구 바깥의 천체에서 발견된 최초의 액체 바다로, 이 메탄 바다에 미생물이 살고 있을 가능성이 있다고 과학자들은 생각하고 있다. 카시니의 새로운 발견 중에는 토성 위성 8개도 포함되어 있다. 그중 질량이 1000억kg보다 작은 두 개를 제외한 6개 위성에 이름이 붙었다. 다프니스, 아에가에온, 메토네, 안테, 팔레네, 폴리데우케스다. 발사 이후 20년 동안 지구-태양 간 거리의 약 50배에 달하는 70억km를 여행한 카시니-하위헌스가 보내온 데이터 양은 100GB급 휴대용 저장장치(USB메모리) 6개 분량(635GB)이다. ​ 이 자료로 현재까지 발표된 논문만 무려 3948건에 달하며, 카시니가 토성 대기에 진입하면서 실시간으로 보내는 자료가 전해지면 토성계에 대해 더 많은 연구 성과가 발표될 것으로 보인다. 카시니 탐사를 이끈 사우스웨스트연구소의 린다 스필커 박사는 “카시니는 사라졌지만 남겨놓은 과학적 성과는 여전히 우리를 점령할 것”이라며 “평생 보내온 데이터 더미에서 우리는 수십년 간 새로운 발견을 계속해 나가겠다”고 강조했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

오늘 토성 대기권 진입해 산화 “마찰열로 1분 안에 사라질 것” 송신하며 불타 ‘죽음의 다이빙’ 혹시 모를 생명체 보호하려 폐기미국 항공우주국(나사)의 무인 토성 탐사선 ‘카시니’호가 20년의 긴 여정 끝에 임무를 마치고 15일 토성 대기권에 진입해 산화하는 ‘죽음의 다이빙’을 시작한다. 카시니호는 지구 이외 다른 행성에서 물의 존재를 확인해 생명체 서식 가능성을 알리는 역할을 해 왔다.카시니호 탐사를 이끈 사우스웨스트 연구소 헌터 웨이트 박사는 13일(현지시간) 나사 제트추진연구소에서 열린 기자회견에서 “카시니호가 15일 토성 대기권에 진입해 산화할 예정”이라고 발표했다. 그는 이어 “카시니호가 지난 11일 토성의 위성인 타이탄을 지나친 뒤 12일부터 마지막 임무를 위해 토성 대기권에 접근하기 시작했다”며 “토성 대기 속으로 들어가면 뜨거운 마찰열로 1분 안에 불타 사라질 것”이라고 밝혔다. 카시니호가 토성 대기에서 자료를 보내는 동시에 불타 사라진다고 해서 마지막 임무에 ‘죽음의 다이빙’이라는 이름이 붙었다. 최근 22번째 토성 고리 진입 및 탐사 활동을 마친 카시니호는 연료가 거의 바닥나 곧 통제할 수 없는 상태가 된다. 이에 나사는 카시니호를 토성 대기권 진입과 함께 산화시키기로 결정했다. 스티브 월 나사 제트추진연구소 팀장은 “혹시나 있을지 모를 생명체를 보호하기 위한 목적”이라고 설명했다. 제어가 불가능한 카시니호가 토성의 위성인 엔켈라두스나 타이탄에 떨어질 경우 선체에 묻어 있을지 모르는 지구 미생물과 핵연료에서 나온 플루토늄 방사성물질이 생명체가 사는 환경을 오염시킬 수 있다는 것이다. 나사는 같은 이유로 8년간의 임무를 마친 갈릴레오 탐사선도 2003년 9월 목성 대기에서 불태우는 방식으로 폐기했다. 카시니호는 토성 대기권에서 파괴되기 직전 안테나를 지구 쪽으로 돌려 토성 대기를 분석한 데이터를 전송하는 마지막 임무를 마친 뒤 사라질 예정이다. 토성 대기권은 75%가 수소이고 나머지는 헬륨 등으로 이뤄진 것으로 알려져 있지만 정확한 구성은 밝혀지지 않았다. 카시니호는 1997년 10월 15일 미 플로리다주 케네디 우주센터에서 발사돼 7년 뒤인 2004년 7월 토성 궤도에 진입하며 본격 탐사에 돌입했다. 인류가 보낸 탐사선으로는 처음으로 토성 둘레를 공전하는 데 성공했다. 이후 카시니호는 토성과 타이탄, 엔켈라두스 등을 다니며 지구로 영상과 사진, 분석 자료 등을 전송했다.카시니호가 얻은 가장 큰 수확은 지구 밖에도 생명체가 있을 수 있다는 단서를 잡은 것이다. 카시니호는 2005년 엔켈라두스에서 거대한 수증기 기둥과 얼음으로 덮인 분출물을 촬영해 물의 존재를 직접 확인했다. 당시 카시니호가 보내온 사진과 영상 등을 분석해 엔켈라두스의 물기둥에서 수소분자와 이산화탄소를 탐지한 나사는 “생명체가 거주할 수 있는 조건을 충족한다”는 내용의 중대 발표를 하기도 했다. 심현희 기자 macduck@seoul.co.kr

태양계의 행성 가운데서 멀리 떨어진 천왕성은 그다지 주목받지 못하는 존재다. 같은 가스 행성이라고 해도 목성이나 토성처럼 큰 위성도 없고 유로파나 엔셀라두스처럼 생명체 존재 가능성이 거론되는 위성 역시 없기 때문이다. 하지만 과학자들은 천왕성과 그 위성들 역시 태양계의 흥미로운 가족이며 나름의 이야기를 가지고 있다는 사실을 알고 있다. 천왕성은 태양계의 다른 행성에 비해서 작은 크기의 위성을 거느리고 있다. 하지만 위성의 숫자는 27개로 적지 않으며 복잡한 고리 시스템도 가지고 있다. 그런데 흥미롭게도 아이다호대학 및 웰즐리 칼리지의 연구팀은 천왕성의 고리를 연구하던 중 앞으로 위성끼리 충돌할 가능성이 있다는 사실을 발견했다. 연구팀은 천왕성의 에타(Eta)고리가 타원이 아닌 약간 삼각형 궤도를 돌고 있다는 사실을 발견했다. 이는 인접한 위성인 크레시다(Cressida)의 중력에 의한 것으로 연구팀은 그 효과를 분석했다. 중력은 양쪽에 모두 작용하므로 에타 고리의 얼음 입자를 잡아당기는 대신, 크레시다 자신 역시 공전 속도가 느려질 수밖에 없다. 따라서 미래에는 크레시다의 공전궤도 역시 변한다. 시뮬레이션 결과에 따르면 앞으로 100만 년 정도 후에는 크레시다의 궤도가 변경되어 900㎞ 정도의 인접 궤도를 공전하는 다른 위성인 데스데모나(Desdemona)와 충돌 궤도에 들어서는 것으로 나타났다. 연구팀은 이렇게 충돌 궤도에 들어선 천왕성의 위성이 이 둘만이 아니라는 사실도 발견했다. 훨씬 이후의 일이기는 하지만 천왕성의 다른 위성인 큐피드(Cupid)와 벨린다(Belinda) 역시 충돌 가능성이 있는 것으로 나타났다. 영원히 그 자리에 존재할 것 같은 태양도 나이가 들고 수명이 다하면 최후를 맞이하는 것처럼 행성과 위성도 영원히 현재의 모습이 아니라 역동적으로 변할 수 있다. 비록 인간의 관점에서는 영겁의 세월 동안 변하지 않는 것처럼 보이지만, 영원히 변하지 않는 것은 없는 법이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

토성 탐사선 카시니가 20년에 걸친 미션을 끝내고 오는 15일(국내시간) 토성 대기권으로 뛰어들어 최후를 맞는다. 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA), 이탈리아 우주국이 합작한 카시니-하위헌스 토성 탐사선은 1997년 10월 발사되어 7년의 비행 끝에 2004년 6월 30일 토성에 도착했다. 모두 32억 달러가 투입된 대규모 프로젝트인 카시니-하위헌스 호는 크게 NASA 카시니 궤도선과 ESA 하위헌스 탐사선으로 이루어져 있다. 카시니-하위헌스는 토성 주위를 공전하는 탐사선으로는 최초이며, 토성을 방문한 기체로는 네 번째이다. 카시니는 이탈리아 출신의 프랑스 천문학자 조반니 카시니의 이름에서 따왔고, 하위헌스는 네덜란드의 천문학자이자 물리학자인 크리스티앙 하위헌스(흔히 호이겐스로 불림)의 이름에서 따왔다. 두 사람 모두 토성 관측에 큰 업적을 남긴 과학자로, 카시니는 토성 고리 사이의 틈인 카시니 틈을 발견했고, 하위헌스는 갈릴레오가 토성의 귀라고 생각했던 토성 고리가 토성 본체와는 완전히 격리된 고리임을 처음으로 밝혔다. 하위헌스 탐사선은 카시니에 탑재되어 토성까지 간 후 2005년 1월 본체에서 분리되어 토성의 최대 위성인 타이탄의 표면에 연착륙하는 데 성공했다. 이는 외부 태양계 천체에 최초로 성공한 연착륙이다. 한편, 카시니 궤도선은 토성에 도착한 다음날 궤도 진입에 성공한 이래 현재까지 13년 동안 토성을 선회하면서 탐사를 계속하고 있는 중이며, 이제 며칠 뒤 토성 대기층으로 뛰어들어 스스로를 파괴함으로써 20년 미션의 종지부를 찍을 예정이다. 카시니의 주요 탐사성과 중에는 얼음 위성 엔셀라두스의 남극 지역에서 뿜어져나오는 물과 기타 물질로 이루어진 간헐천의 발견을 들 수 있다. 미션 과학자들은 이 간헐천의 존재가 엔셀라두스의 지각 아래 거대한 바다가 있다는 증거라고 보고, 그 바다에 어쩌면 생명체가 서식하고 있을지도 모른다는 가능성을 조심스레 내놓았다. 토성 최대의 위성 타이탄의 지표에서 액체 탄화수소로 이루어진 바다와 호수를 발견한 것도 카시니였다. 이는 지구 바깥의 천체에서 발견된 최초의 액체 바다로, 이 메탄 바다에 미생물이 살고 있을 가능성이 있다고 과학자들은 생각하고 있다. NASA가 카시니를 토성 궤도에 그대로 방치하지 않고 굳이 토성과의 충돌 코스로 틀어 토성 대기층에서 불태우려 하는 것은 혹시 토성계에 존재할지도 모르는 생명체를 보호하기 위한 것이다. 만약 카시니가 이들 위성에 떨어진다면 카시니에 있을지도 모르는 지구 미생물과 발전용으로 쓰던 플루토늄 방사성 물질이 환경을 오염시켜 치명적인 결과를 가져올 수도 있기 때문이다. 8년 동안 목성 궤도를 돌면서 미션을 수행한 NASA의 갈릴레오 탐사선이 2003년 9월 21일에 목성과의 총돌로 최후를 맞은 것도 같은 이유였다. 연료가 소진되어 가는 카시니를 더이상 통제할 수 없게 되기 전에 지구의 관제소에서 충돌 코스로 방향을 잡으라는 명령을 보낼 것이며, 카시니는 그 명령에 따라 토성 대기층으로 뛰어들게 된다. 불타 없어지기 전까지 토성 대개층의 성분 데이터를 지구로 송신하는 것이 카시니의 최후의 미션이 될 것이다. 카시니는 속력을 줄이기 위해 12일 오전 타이탄을 지나는 마지막 비행을 시작한다. 죽음의 다이빙은 9월 15일 오후 9시로 예정되어 있으며, 카시니가 토성 대기 1500㎞ 상공에 도달하면 엄청난 열로 인해 1분 안에 소진될 것으로 예상된다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

현재 지구촌 천문학자들이 가장 주목하고 있는 별은 겨울의 대표적인 별자리인 오리온자리의 알파별 베텔게우스다. 적색 초거성인 베텔게우스는 엄청난 덩치로 인해 채 태어난 지 1000만 년도 안되어 별의 종말, 곧 초신성 폭발을 눈앞에 두고 있기 때문이다. 임종이 가까운 베텔게우스는 현재 무섭게 팽창하고 있는데, 질량은 태양의 12배에 지나지 않지만, 지름은 태양의 900배나 되어 무려 13억㎞에 달한다. 이는 곧 태양에서 지구까지 거리의 9배에 가까운 크기다. 이것이 얼마만한 크기일까? 시속 900㎞의 비행기로 지구를 한 바퀴 도는 데는 2일이면 족하다. 그러나 이 별 둘레를 한 바퀴 돌려면 무려 518년이 걸린다. 만약 베텔게우스를 태양 자리에다 갖다놓는다면 수성, 금성, 지구, 화성은 확실히 베텔게우스에 먹혀 사라지고, 적색거성의 표면은 목성 궤도에 육박할 것이다. 과학자들에 따르면, 이 초거성 베텔게우스가 수명이 다해 조만간 초신성으로 폭발하는 광경이 지구에서 최소한 1~2주간 관측될 가능성이 있는 것으로 예상됐다. 천문학적으로 조만간이라면 며칠도 될 수 있고, 수천 년, 수만 년도 될 수 있지만 말이다. 베텔게우스는 지구로부터 640광년이나 떨어져 있다. 그러니까 지금 내가 보고 있는 베텔게우스의 붉은 별빛은 이성계가 위화도에서 고려 군사를 되돌릴 때 그 별에서 출발한 빛인 셈이다. 사진에서 보이는 베텔게우스의 확장된 가스층은 그 지름이 약 600억㎞로, 태양-지구 간 거리의 400배에 달한다. 그런데 이 베텔게우스가 과거에 태양 크기의 동반성을 잡아먹었다는 연구결과가 얼마 전 발표되어 다시 한 번 사람들의 이목을 끌고 있다. 일반적으로 이런 초거성은 각운동량 보존법칙에 따라 덩치가 큰 만큼 자전속도가 느리다. 피겨 스케이트 선수가 회전할 때 팔을 오므리면 속도가 더 빨라지는 것과 같은 이치다. 그런데 베텔게우스는 예외다. 이 초거성은 시속 5만 3900㎞라는 폭풍 같은 속도로 회전하고 있다. 이는 보통 별들이 자전속도보다 150배나 빠른 속도다. 이처럼 비정상적으로 빠른 베텔게우스의 자전속도는 무엇으로부터 나왔나 하는 의문에 대해 과학자들은 10만 년 전 베텔게우스가 태양 질량만한 그의 동반성을 잡아먹은 것이 그 답이라는 컴퓨터 모델을 도출해냈다. 두 별의 합병 결과 동반성의 궤도 운동이 베텔게우스에게 그대로 전달되었다는 것이다. 그것이 곧 베텔게우스의 폭풍 같은 자전속도로 이어졌다는 것이 연구자들의 설명이다. 한 별이 다른 별을 집어삼키면 일종의 우주 트림 현상을 보이는데, 초속 3만 6000㎞에 달하는 물질 구름을 우주공간으로 내뿜는다. 베텔게우스가 뿜어낸 물질 구름이 별을 껍질처럼 둘러싸고 있는 것이 발견되었는데, 이는 베텔게우스가 과거에 모종의 격변을 겪었음을 말해주는 증거로 보고 있다. 우리 태양 같은 별은 보통 약 100억 년을 살지만, 이런 덩치 큰 별들은 강한 중력으로 인해 급격한 핵융합이 일어나므로 연료 소모가 빨라 얼마 살지 못한다. 베텔게우스는 아직 1천만 년이 채 안되었는데도 임종의 증세를 보이고 있는 것이다. 이 별이 초신성으로 폭발한다면 어떤 현상이 벌어질까? 일단 지구 행성에서 약 2주간 밤이 없어질 것이라 한다. 지구가 형성된 이후 가장 밝은 빛으로 기록될 수 있을 정도일 것으로 예상된다. 문제는 베텔게우스의 정확한 폭발시점으로, 호주의 사우스퀸즐랜드대 브래드 카터 교수는 향후 100만 년 이내에 언제라도 가능하지만, 내년이 오기 전에 일어날 가능성이 있다고 말했다. 어쩌면 벌써 터졌을 수도 있다. 그래 봤자 우리는 640년 후에나 알 수 있을 테니까 말이다. 통계적으로 한 은하에서 100년에 2, 3차례 초신성 폭발이 일어나지만, 우리 은하에서는 지난 17세기 한 세대 간격으로 터진 튀코 초신성과 케플러 초신성 이후 400년 동안 초신성 폭발이 없었다. 그래서 천문학자들은 초신성은 위대한 천문학자가 있는 시대에만 터진다는 우스갯소리를 하곤 한다. 과연 우리 세대에 베텔게우스가 폭발하는 장엄한 광경을 볼 수 있을 것인가, 천문학자와 별지기들은 목 빼고 기다리고 있는 중이다. 이번 겨울 오리온자리를 사수하자. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com