미국항공우주국(이하 NASA)가 수중 외계생명체 탐사를 위한 새로운 프로젝트에 돌입했다. 미국 과학뉴스 포털 픽스오그(Phys.org)의 보도에 따르면 NASA는 최근 우주 행성의 꽁꽁 언 얼음 아래 살지도 모르는 수중 외계생명체 탐사를 위해 ‘BRUIE’프로젝트를 실시한다고 밝혔다. ‘Buoyant Rover for Under-Ice Exploration’의 약자인 ‘BRUIE’ 프로젝트 수중카메라가 장착돼 있으며, 얼음 표면에서 효과적으로 움직일 수 있도록 설계된 특정 ‘로버’(Rover)를 이용한다. NASA의 캘리포니아 실험실에서 모습을 드러낸 프로토타입은 7.3m 수중에서 적응 훈련을 실시하고 있다. 단단한 얼음층으로 구성된 화성의 극지방이나 목성의 위성인 유로파 탐험에 투입하기 위해 지구의 남극과 북극에서도 실험이 실시될 예정이다. 실험을 이끄는 NASA 제트 엔진 실험실(JPL, Jet Propulsion Laboratory) 연구원 앤디 클레쉬 박사는 “우리가 알고있는 깊은 우주의 상당부분은 바다와 연결돼 있다”면서 “현재 수중에서 실험중인 ‘BRUIE’ 프로젝트의 로버는 목성의 위성인 유로파 등 얼음으로 뒤덮인 지역을 탐사하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다. 실험에 사용되는 로버는 일반적으로 물 위에 뜰 수 있고 바퀴가 달려있어 얼음의 측면에서 이동이 가능하다. 물에 들어갔을 때에는 외계 수중탐사에 필요한 다양한 자료를 지구로 전달할 수 있는 수중 카메라로 이미지를 촬영할 수 있다. NASA 제트 엔진 실험실의 또 다른 연구원인 댄 베리스포드 박사는 “우리의 이번 프로젝트 목표는 지구 해양의 극한 환경과 잠재적으로 거주가 가능한 바다를 가진 태양계 행성 사이에서 일종의 ‘정보 다리’를 건설하는 것”이라면서 “새로 제작한 프로토타입 로버는 수심 200m까지 진입이 가능하도록 설계돼 있으며, 로버 겉면에는 컴퓨터와 센서, 커뮤니케이션 장비 등이 장착돼 있다”고 설명했다. NASA 측은 현재 수온이 비교적 높은 물에서 프로토타입 로버 실험을 진행 중이며, 다음 단계는 지구의 남극 또는 북극 같은 극저온 지역의 수중이 될 것이라고 전했다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

‘올해 최고의 우주쇼’가 보름 앞으로 다가왔다. 태양계 경계 탐사선 ‘뉴허라이즌스’의 명왕성 근접 통과가 임박하면서 인류 역사상 가장 가까운 거리에서 태양계 최외곽 왜소(矮小)행성을 직접 지켜볼 수 있게 됐기 때문이다. 미국항공우주국(NASA)과 존스홉킨스대 응용물리학연구소는 뉴허라이즌스가 48억㎞의 10년 항해 끝에 다음달 14일 오전 7시 49분 57초(미 동부시간 기준)에 명왕성과 1만 2500㎞ 떨어진 최근접점을 통과할 것이라고 28일 밝혔다. 2006년 1월 미국 플로리다 케이프커내버럴 기지에서 발사된 뉴허라이즌스는 2007년 2월 28일 목성을 지난 후 에너지 사용을 최소화하기 위해 동면에 들어갔다가 지난해 12월 깨어나 명왕성 탐사를 위한 준비를 하고 있다. 1930년 3월 미국 천문학자 클라이드 톰보에 의해 발견된 명왕성은 태양계 막내 행성으로 이름을 올렸지만 2006년 국제천문연맹(IAU)에서 행성분류법이 변경돼 태양계 행성의 지위를 잃고 왜소행성으로 분류됐다. 그러나 과학계에서는 태양계 생성과 관련된 많은 정보를 갖고 있을 것으로 보고 명왕성 탐사에 대한 기대감이 크다. 피아노 크기에 무게 478㎏의 뉴허라이즌스는 입자 탐지기, 고해상도 광학망원경, 자외선 분광기 등 7가지 장비를 싣고 명왕성에 대한 전체적인 지도를 그리는 작업을 수행할 예정이다. 그러나 명왕성 근접 통과일이 가까워오면서 성공 가능성에 대한 우려의 목소리도 커지고 있다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’는 25일자 기사에서 뉴허라이즌스호가 명왕성 근접 통과에 성공하기 위해서는 가로 100㎞, 세로 150㎞의 가상의 직사각형 공간을 정확히 지나야 한다고 설명했다. 문제는 명왕성의 정확한 위치를 알 수 없다는 것이다. 1930년 천문학자들이 명왕성을 발견했을 때도 천왕성의 궤도 운동을 관측하다가 우연히 발견했을 정도로 육안으로는 명왕성을 발견하기가 쉽지 않다. 또 명왕성의 5개 위성 중 핵심 위성인 카론은 명왕성 크기와 비슷해 서로의 중력에 영향을 미치기 때문에 명왕성의 위치가 예상과 다른 곳에 있을 수 있다는 설명이다. 그렇기 때문에 명왕성을 근접통과하기 위해 현재 궤도를 바꿔야 한다면 7월 4일 이전에 결정을 내려야 한다. 또 초당 14㎞의 속도로 비행하고 있는 만큼 궤도 계산이 잘못될 경우는 명왕성에서 멀리 떨어져 지나칠 수 있다는 것이다. 명왕성 근접 통과 프로젝트를 지휘하고 있는 바비 윌리엄스 박사는 “우주선이 지구에서 너무 멀리 떨어져 있어 신호를 보내더라도 수신하는 데까지 9시간이 걸리는 만큼 실시간으로 명령을 내릴 수 없는 상황”이라며 “올해 최대 우주 이벤트가 될 것이라고 기대는 하지만 성공 여부에 대해 확신할 수는 없다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

생자필멸(生者必滅)은 인간과는 비교도 안 되게 오랜 세월을 사는 별에도 예외가 아니다. 태양도 100억 년이라는 수명이 정해져 있다. 별이 수명이 다하는 것은 핵융합 반응에 사용되는 연료가 고갈되는 것과 연관이 있다. 별의 중심부에서 수소가 고갈되면 헬륨같이 더 무거운 원소를 연소시켜 임시방편으로 수명을 더 연장하긴 하지만, 더 무거운 원소를 연소시키기 위해선 더 고온고압의 환경이 필요하므로 결국 오래가지 못한다. 결국, 어느 시점에 가면 태양과 비슷한 질량을 가진 별은 크게 팽창해 적색거성이 된 이후 주변부에 있는 가스는 흩어지고 나머지는 중심부로 다시 뭉쳐서 백색왜성을 만들게 된다. 이때 이 별 주변을 도는 지구 같은 행성의 운명은 대개 별에서 얼마나 멀리 떨어진 위치에서 공전하는지에 따라서 결정된다. 수성이나 금성처럼 매우 가까운 위치에서 공전하던 행성들은 적색 거성 단계에서 별로 흡수되어 사라진다. 좀 더 먼 거리에서 공전하던 행성들은 다행히 이런 운명은 피할 수 있지만, 빛나던 별이 백색 왜성이라는 잔해만 남기고 사라지는 만큼 절대 영도에 가까운 차디찬 암흑세계가 되어 나머지 인생을 살아가야 한다. 하지만 모든 일에는 예외가 있게 마련이다. 미국 로스앤젤레스 캘리포니아대(UCLA)의 천문학자들은 미국항공우주국(NASA)의 스피처 우주망원경을 이용해서 PG 0010+280이라고 명명된 백색왜성을 관측했다. 이들은 NASA의 다른 우주망원경인 WISE를 통해서 이 백색왜성이 예상보다 많은 적외선을 내놓고 있다는 사실을 알고 있었다. 연구팀이 처음 이 백색왜성을 관측한 이유는 아마도 이 백색왜성이 소행성대를 가지고 있는 것으로 보였기 때문이다. 하지만 연구를 진행한 결과 실제로 소행성대가 있을 가능성보다는 다른 가능성이 더 크다는 사실이 밝혀졌다. 그 가능성이란 목성 같은 거대 가스 행성이나 혹은 행성과 별의 중간 질량을 가진 천체인 갈색왜성이 다시 뜨거워졌을 가능성이다. 어떻게 그럴 수 있을까? 백색왜성이 되기 전 마지막 순간에 별은 주변으로 가스를 방출한다. 그러면 이 가스는 주변을 공전하는 목성 같은 행성에 새로운 질량을 공급할 수 있다. 뜨거운 가스를 주입받은 행성은 다시 온도가 상승해 '회춘'을 하게 된다. 따라서 이를 적외선 영역에서 관측하면 더 많은 에너지를 내놓는 것을 확인할 수 있다. 만약 이 이론이 옳다면 최근에 형성된 백색왜성 주변에는 이런 '회춘'한 행성(Rejuvenated planet)들이나 혹은 갈색왜성이 많을 것이다. 이번 관측결과는 이와 같은 가설을 지지하는 결과다. 다만 이런 이론적인 행성들을 찾기는 매우 어렵다. 대부분 너무 어둡기 때문이다. 이 문제를 해결할 방법은 물론 더 강력한 망원경이다. NASA는 머지않아 역사상 가장 강력한 망원경인 제임스웹 우주망원경을 발사할 계획이다. 이 망원경이 성공적으로 발사되면 지금까지 알 수 없었던 여러 가지 수수께끼들이 풀리게 될 것으로 기대된다. 물론 회춘 행성들이 다수 존재한다면 제임스웹 우주망원경을 통해서 그 존재가 분명히 증명될 것이다. 비록 잠시 더워졌다가 다시 차가워질 행성들이지만, 이를 발견할 수 있다면 백색왜성 주변에 얼마나 많은 별이 남는지에 대한 중요한 증거가 밝혀질 것으로 기대된다. 이는 지구와 태양계 행성들의 먼 미래를 예측할 수 있는 중요한 단서를 제공할 것이다. 사진=백색왜성 PG 0010+280 주변에 다시 뜨거워진 목성형 행성의 개념도. (NASA/JPL-Caltech) 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

생자필멸(生者必滅)은 인간과는 비교도 안 되게 오랜 세월을 사는 별에도 예외가 아니다. 태양도 100억 년이라는 수명이 정해져 있다. 별이 수명이 다하는 것은 핵융합 반응에 사용되는 연료가 고갈되는 것과 연관이 있다. 별의 중심부에서 수소가 고갈되면 헬륨같이 더 무거운 원소를 연소시켜 임시방편으로 수명을 더 연장하긴 하지만, 더 무거운 원소를 연소시키기 위해선 더 고온고압의 환경이 필요하므로 결국 오래가지 못한다. 결국, 어느 시점에 가면 태양과 비슷한 질량을 가진 별은 크게 팽창해 적색거성이 된 이후 주변부에 있는 가스는 흩어지고 나머지는 중심부로 다시 뭉쳐서 백색왜성을 만들게 된다. 이때 이 별 주변을 도는 지구 같은 행성의 운명은 대개 별에서 얼마나 멀리 떨어진 위치에서 공전하는지에 따라서 결정된다. 수성이나 금성처럼 매우 가까운 위치에서 공전하던 행성들은 적색 거성 단계에서 별로 흡수되어 사라진다. 좀 더 먼 거리에서 공전하던 행성들은 다행히 이런 운명은 피할 수 있지만, 빛나던 별이 백색 왜성이라는 잔해만 남기고 사라지는 만큼 절대 영도에 가까운 차디찬 암흑세계가 되어 나머지 인생을 살아가야 한다. 하지만 모든 일에는 예외가 있게 마련이다. 미국 로스앤젤레스 캘리포니아대(UCLA)의 천문학자들은 미국항공우주국(NASA)의 스피처 우주망원경을 이용해서 PG 0010+280이라고 명명된 백색왜성을 관측했다. 이들은 NASA의 다른 우주망원경인 WISE를 통해서 이 백색왜성이 예상보다 많은 적외선을 내놓고 있다는 사실을 알고 있었다. 연구팀이 처음 이 백색왜성을 관측한 이유는 아마도 이 백색왜성이 소행성대를 가지고 있는 것으로 보였기 때문이다. 하지만 연구를 진행한 결과 실제로 소행성대가 있을 가능성보다는 다른 가능성이 더 크다는 사실이 밝혀졌다. 그 가능성이란 목성 같은 거대 가스 행성이나 혹은 행성과 별의 중간 질량을 가진 천체인 갈색왜성이 다시 뜨거워졌을 가능성이다. 어떻게 그럴 수 있을까? 백색왜성이 되기 전 마지막 순간에 별은 주변으로 가스를 방출한다. 그러면 이 가스는 주변을 공전하는 목성 같은 행성에 새로운 질량을 공급할 수 있다. 뜨거운 가스를 주입받은 행성은 다시 온도가 상승해 '회춘'을 하게 된다. 따라서 이를 적외선 영역에서 관측하면 더 많은 에너지를 내놓는 것을 확인할 수 있다. 만약 이 이론이 옳다면 최근에 형성된 백색왜성 주변에는 이런 '회춘'한 행성(Rejuvenated planet)들이나 혹은 갈색왜성이 많을 것이다. 이번 관측결과는 이와 같은 가설을 지지하는 결과다. 다만 이런 이론적인 행성들을 찾기는 매우 어렵다. 대부분 너무 어둡기 때문이다. 이 문제를 해결할 방법은 물론 더 강력한 망원경이다. NASA는 머지않아 역사상 가장 강력한 망원경인 제임스웹 우주망원경을 발사할 계획이다. 이 망원경이 성공적으로 발사되면 지금까지 알 수 없었던 여러 가지 수수께끼들이 풀리게 될 것으로 기대된다. 물론 회춘 행성들이 다수 존재한다면 제임스웹 우주망원경을 통해서 그 존재가 분명히 증명될 것이다. 비록 잠시 더워졌다가 다시 차가워질 행성들이지만, 이를 발견할 수 있다면 백색왜성 주변에 얼마나 많은 별이 남는지에 대한 중요한 증거가 밝혀질 것으로 기대된다. 이는 지구와 태양계 행성들의 먼 미래를 예측할 수 있는 중요한 단서를 제공할 것이다. 사진=백색왜성 PG 0010+280 주변에 다시 뜨거워진 목성형 행성의 개념도. (NASA/JPL-Caltech) 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

혜성은 어디에서 오는가? 혜성의 고향을 알기 위해서는 먼저 그 기원을 알지 않으면 안된다. 널리 받아들여지는 혜성 기원론에 따르면, 혜성은 행성과 위성들이 만들어지고 남은 잔해이기 때문에 태양계만큼이나 오래된 천체라는 것이다. 이 잔해들이 해왕성 너머 30~50AU 공간에 납작한 원반 모양으로 분포하고 있는데, 이곳이 바로 단주기 혜성들의 고향으로 카이퍼 대라 한다. 장주기 혜성의 고향은 그보다 훨씬 멀리, 5만~15만AU 가량 떨어진 오르트 구름이다. 지름 약 2광년으로, 거대한 둥근 공처럼 태양계를 둘러싸고 있는 오르트 구름은 수천억 개를 헤아리는 혜성의 핵들로 이루어져 있다. 탄소가 섞인 얼음덩어리인 이 핵들이 가까운 항성이나 은하들의 중력으로 이탈하여 태양계 안쪽으로 튕겨들어 혜성이 되는 것이다. 이 혜성은 온도가 매우 낮은 태양계 바깥쪽에 있었기 때문에 태양계가 탄생할 때의 물질과 상태를 수십억 년 동안 그대로 지니고 있는 만큼 태양계 탄생의 비밀을 간직한 ‘태양계 화석’이라 할 수 있다. 단주기 혜성의 경우, 태양에서 목성과 해왕성 사이를 타원궤도를 그리며 운동한다. 태양계 내의 천체가 태양에서 가장 멀리 떨어져 있을 때의 거리를 원일점, 가장 가까이 있을 때의 거리를 근일점이라 하는데, 단주기 혜성은 원일점의 위치에 따라 목성족, 토성족, 천왕성족, 해왕성족으로 나누어진다. 예컨대, 가장 짧은 3.3년 주기의 엥케 혜성은 목성족, 76년 주기의 핼리 혜성은 해왕성족에 속한다. 장주기 혜성은 해왕성 바깥까지 갔다가 되돌아오는 길쭉한 타원궤도로, 대부분의 혜성이 이에 속한다. 원일점은 대략 1만~10만AU 정도 거리에 있다. 우주 속에 영원한 것이 어디 있으리오마는, 혜성의 경우는 더욱 극적이다. 태양의 인력에 이끌려 태양계 안으로 들어온 혜성들은 각기 다른 운명을 겪는데, 태양과 행성들의 인력에 따라 궤도가 달라져, 어떤 것은 태양계 밖으로 밀려나 다시는 돌아오지 못하고 우주의 미아가 되거나, 행성의 강한 인력으로 쪼개지기도 한다. 또 어떤 것은 태양이나 행성에 충돌하여 최후를 맞는 경우도 있다. 보통 혜성은 서울시만한 크기로, 혜성이 태양을 방문할 때마다 핵에서 약 1억 톤 가량의 물질을 방출하기 때문에 핵 표면이 약 3m씩 줄어든다고 한다. 엥케 혜성은 천 번 곧, 3,300년 후, 수백억 년을 사는 별에 비해서는 참으로 찰나의 삶을 사는 존재라 하겠다. 혜성은 궤도를 운행하면서 티끌이나 돌조각들을 궤도상에 흩뿌리는데, 이러한 혜성의 입자들이 혜성 궤도 주위에 모여 있는 것을 유성류(流星流)라 한다. 공전하는 지구가 이 유성류 속을 지날 때 지구 대기와의 마찰로 불타며 떨어지는데, 이것을 유성 또는 별똥별이라 하며, 많은 유성이 무더기로 떨어지는 것을 유성우(流星雨)라 한다. 유성우는 지구 대기권으로 평행하게 떨어지지만, 우리가 보기에는 하늘의 한 곳에서 떨어지는 것처럼 보인다. 이 중심점을 복사점이라 하고, 복사점이 자리한 별자리의 이름을 따라 유성우의 이름이 정해진다. 유성우 중에서는 특히 사자자리 유성우가 유명한데, 주기 33년의 템펠-터틀 혜성이 연출하는 것으로서, 매년 11월 17일과 18일을 전후하여 시간당 십수개에서 많은 경우 수십만 개의 유성이 떨어진다. 혜성이 지구가 형성되기 전부터 존재했다는 것은 알려져 있지만, 아직도 혜성의 많은 부분은 신비에 싸여 있다. 어떤 학자들은 혜성이 가져다준 물이 지구의 바다를 만들었다고 주장하기도 하고, 어떤 학자들은 지구에 생명의 씨앗과 생명의 물질을 공급해왔다는 주장도 한다. 한편, 중생대 말 공룡을 비롯한 지구상의 생물 대부분을 멸종시킨 거대한 재앙의 근원이 혜성 충돌 때문이라는 주장은 거의 정설로 굳어가고 있다. 만약 이러한 주장들이 사실이라면 혜성은 지구 생명의 창조자이자 파괴자이며, 인류의 미래와 운명에 직결되어 있는 존재인 셈이다. 마지막으로 장주기 혜성 하나. 1975년에 발견된 웨스트 혜성은 원일점이 13,560AU(1AU는 지구-태양 간 거리 1.5억km)로, 현재까지 가장 긴 주기를 가진 혜성의 하나로 기록되고 있는데, 그 주기가 무려 55만 8300년이다. 지난 75년에는 태양을 지나친 뒤 네 조각으로 쪼개지면서 장관을 연출했던 웨스트 혜성의 다음 도래년은 서기 569,282년이다. 우리 인류가 문명사를 엮어온 것이 고작 5000년인데, 과연 그때까지 이 지구 행성에서 살아남아, 웨스트 혜성이 태양을 향해 시속 34만km로 돌진해가는 장관을 다시 볼 수 있을까? 이광식 통신원 joand999@naver.com　

핼리 혜성에는 한 소설가의 슬픈 사연이 얽혀 있다. '톰 소여의 모험', '허클베리 핀의 모험' 등으로 우리에게도 친숙한 마크 트웨인이 그 주인공으로, 그는 핼리 혜성이 온 1835년에 태어나서, 혜성이 다시 찾아온 1901년에 세상을 떠났다. 76년 주기인 혜성과 주기를 같이한 트웨인은 만년에 불우한 삶을 살았다. 70세 때 아내와 장녀인 수지가 같은 시기에 세상을 떠나고, 몇 년 후에는 셋째 딸마저 간질로 그 뒤를 따랐다. 남은 자식이라고는 둘째 딸 클라라뿐이었다. 그는 실의에 빠진 채 만년을 보냈는데, 유일한 즐거움은 과학책을 읽는 것이었다. "나는 1835년 핼리 혜성과 함께 왔다. 내년에 다시 온다고 하니 나는 그와 함께 떠나려 한다. 내가 만일 핼리 혜성과 함께 가지 못한다면 그것은 내 인생에서 가장 실망스러운 일이 될 것이다"라고 말했던 트웨인은 1910년 어느 날 밤 별이 뜰 무렵 둘째 달 클라라의 손을 잡고 “안녕, 클라라. 우린 꼭 다시 만날 수 있을 거야”라고 말을 남겼는데, 그때 핼리 혜성이 다시 지구를 찾아왔고, 트웨인은 그 이튿날 세상을 떠났다. 1910년 4월 21일이었다. 핼리 혜성이 가장 최근에 나타난 해는 1986년이었고, 다음 방문은 2061년으로 예약되어 있다. 필자뿐 아니라 현재 지구 행성에서 살고 있는 70억 인구 중 3분의 1은 그때 핼리 혜성이 태양을 향해 달려가는 장관을 볼 수 없을 것이다. 핼리 혜성은 7만 6000년 후에 수명을 다하게 된다. 핼리 혜성처럼 태양계 내에 붙잡혀 길다란 타원궤도를 가지고 주기적으로 태양을 도는 혜성을 주기 혜성이라 하고, 포물선이나 쌍곡선 궤도를 갖고 있어 태양에 딱 한 번만 접근하고는 태양계를 벗어나 다시는 돌아오지 않는 혜성을 비주기 혜성이라 한다. 주기 혜성은 200년 이하의 주기를 가지는 단주기 혜성과, 200년 이상 수십만 년에 이르는 주기를 가진 장주기 혜성으로 나누어진다. 혜성은 크게 머리와 꼬리로 구분된다. 머리는 다시 안쪽의 핵과, 핵을 둘러싸고 있는 코마로 나누어진다. 핵이 탄소와 암모니아, 메탄 등이 뭉쳐진 얼음덩어리라는 사실이 최초로 밝혀진 것은 1950년 미국의 천문학자 위플에 의해서였다. 그러니 혜성의 정체가 제대로 알려진 것은 반세기 남짓밖에 되지 않은 셈이다. 핵을 둘러싼 코마는 태양열로 인해 핵에서 분출되는 가스와 먼지로 이루어진 것으로, 혜성이 대개 목성궤도에 접근하는 7AU 정도 거리가 되면 코마가 만들어지기 시작한다. 우리가 혜성을 볼 수 있는 것은 이 부분이 햇빛을 반사하기 때문이다. 코마의 범위는 보통 지름 2만~20만km 정도로 목성 크기만 하기도 하고, 때로는 지구와 달까지 거리의 약 3배나 되는 100만km를 넘는 것도 있다. 혜성의 꼬리는 코마의 물질들이 태양풍의 압력에 의해 뒤로 밀려나서 생기는 것이다. 이 황백색을 띤 꼬리는 태양과 반대방향으로 넓고 휘어진 모습으로 생기며, 태양에 다가갈수록 길이가 길어진다. 꼬리가 긴 경우에는 태양에서 지구까지의 거리 2배만큼 긴 것도 있다니, 참으로 장관이 아닐 수 없겠다. 태양에 가까이 다가가면 두 개의 꼬리가 생기기도 하는데, 앞에서 말한 먼지꼬리 외에 가스 꼬리 또는 이온 꼬리라고 불리는 것이 생긴다. 태양 반대쪽으로 길고 좁게 뻗는 가스 꼬리는 이온들이 희박하여 눈으로는 잘 보이지 않지만, 사진을 찍어 보면 푸른색을 띤 꼬리가 길게 뻗어 있는 것을 볼 수 있다. 근래에 온 혜성으로 단연 화제를 모았던 것은 1994년 7월 16일 목성과 충돌한 슈메이커-레비9 혜성이었다. 21개로 쪼개어진 조각들이 목성의 남반구에 차례로 충돌했는데, 충돌 당시 전 세계의 관심을 모았으며, 방송에서는 큰 화제가 되기도 했다. 외계 물체 중 최초로 태양계의 물체에 충돌하는 장관을 실감나게 보여주었던 것이다. 혜성 탐사선으로는 미국의 스타더스트 호가 99년 2월에 발사되었다. 이 탐사선은 2004년 1월에 혜성 와일드 2로부터 표본을 채취해 지구로 돌아왔다. 또한 67P/추류모프-게라시멘코’ 혜성에 착륙을 시도하기 위한 유럽우주국의 로제타 호는 2004년 3월에 발사되었는데, 지난 2014년 11월 12일 로제타 호의 탐사 로봇 ‘필레’가 역사상 최초로 67P 혜성에 성공적으로 착륙했다. 현재 로제타 호는 태양에 접근해가는 혜성 궤도를 돌면서 같이 따라가고 있는 중이다. (3편에 계속) 이광식 통신원 joand999@naver.com　

▲ 태양계 탄생의 비밀을 간직한 ‘우주의 방랑자’ '공포의 대마왕' 우주에는 그 규모나 내용에서 우리의 상상을 초월하는 엄청난 사건들이 일어나고 있지만, 사람의 눈으로 볼 수 있는 천체현상 중 최고의 장관은 단연 혜성 출현일 것이다. 어떤 장대한 혜성의 꼬리는 태양에서 지구까지 거리의 2배에 달하며, 그 주기가 수십만 년을 헤아리는 것도 있다 하니 참으로 상상하기조차 힘든 일이다. 혜성이 남기고 간 부스러기라 할 수 있는 별똥별을 보며 소원을 빌어온 우리에겐 입이 딱 벌어질 스케일이라 하겠다. 태양계의 방랑자, 혜성은 태양이나 큰 질량의 행성에 대해 타원이나 포물선 궤도를 도는 태양계에 속한 작은 천체를 뜻하며, 우리말로는 살별이라고 한다. 혜성(彗星)의 ‘혜(彗)’가 ‘빗자루’라는 뜻에서도 알 수 있듯이, 빛나는 머리와 긴 꼬리를 가지고 밤하늘을 운행하는 혜성은 예로부터 고대인들에 의해 많이 관측되었다. 연대가 확실한 가장 오랜 혜성관측 기록으로는 기원전 1059년, 중국의 ‘주 나라 때 빗자루별이 동쪽에서 나타났다’는 기록이다. 유럽에서는 기원전 467년 그리스 사람들이 혜성 기록을 남겼다. 그리스 어로 혜성을 코멧(Komet)이라 하는데, 머리털을 뜻한다. 묘하게도 동서양이 혜성에 대해서는 하나의 일치된 관념을 갖고 있었는데, 그것은 혜성 출현이 불길한 징조라는 것이다. 왕의 죽음이나 망국, 큰 화재, 전쟁, 전염병 등 재앙을 불러오는 별이라고 믿었다. 고대인에게 혜성은 ‘공포의 대마왕’으로 두려움의 대상이었던 것이다. 혜성의 시차를 측정하여 혜성이 지구 대기상에서 나타나는 현상이 아닌 천체의 일종임을 최초로 밝혀낸 사람은 16세기 덴마크의 천문학자 튀코 브라헤였다. 이는 아리스토텔레스의 우주관을 뒤엎은 대단한 발견이었다. 아리스토텔레스는 달을 경계로 삼아 지상과 천상의 세계를 엄격하게 나누었는데, 무상한 지상의 세계와는 달리 천상은 세계는 변화가 없는 완전한 세계라고 주장했던 것이다. 그러나 튀코의 이 발견으로 천상의 세계 역시 무상하다는 것이 밝혀진 셈이다. 혜성이 태양계의 구성원임을 입증한 사람은 17세기 영국 천문학자 에드먼드 핼리였다. 1682년, 핼리는 어느 날 혜성을 본 후, 옥스퍼드 대학 도서관에 있던 옛날 혜성기록을 뒤져본 결과, 1456년, 1531년, 1607년에 목격된 혜성이 자기가 본 것과 비슷하다는 점을 깨닫고, “이 혜성은 불길한 일을 예시하는 별이 아니라, 76년을 주기로 지구 주위를 타원궤도로 도는 천체로, 1758년 다시 올 것이다“라고 예언했다. 그는 자신의 예언을 확인하지 못하고 죽었지만, 과연 1758년 크리스마스 밤에 이 혜성이 나타난 것을 독일의 한 농사꾼 아마추어 천문가가 발견했다. 이로써 이 혜성이 태양을 끼고 도는 하나의 천체임이 증명되었고, 핼리의 업적을 기리는 뜻에서 ‘핼리 혜성’이라 이름지어졌다. ▲ 핼리 혜성에 얽힌 한 소설가의 슬픈 사연 이 핼리 혜성에는 한 소설가의 슬픈 사연이 얽혀 있다. '톰 소여의 모험', '허클베리 핀의 모험' 등으로 우리에게도 친숙한 마크 트웨인이 그 주인공으로, 그는 핼리 혜성이 온 1835년에 태어나서, 혜성이 다시 찾아온 1901년에 세상을 떠났다. 76년 주기인 혜성과 주기를 같이한 트웨인은 만년에 불우한 삶을 살았다. 70세 때 아내와 장녀인 수지가 같은 시기에 세상을 떠나고, 몇 년 후에는 셋째 딸마저 간질로 그 뒤를 따랐다. 남은 자식이라고는 둘째 딸 클라라뿐이었다. 그는 실의에 빠진 채 만년을 보냈는데, 유일한 즐거움은 과학책을 읽는 것이었다. "나는 1835년 핼리 혜성과 함께 왔다. 내년에 다시 온다고 하니 나는 그와 함께 떠나려 한다. 내가 만일 핼리 혜성과 함께 가지 못한다면 그것은 내 인생에서 가장 실망스러운 일이 될 것이다"라고 말했던 트웨인은 1910년 어느 날 밤 별이 뜰 무렵 둘째 달 클라라의 손을 잡고 “안녕, 클라라. 우린 꼭 다시 만날 수 있을 거야”라고 말을 남겼는데, 그때 핼리 혜성이 다시 지구를 찾아왔고, 트웨인은 그 이튿날 세상을 떠났다. 1910년 4월 21일이었다. 핼리 혜성이 가장 최근에 나타난 해는 1986년이었고, 다음 방문은 2061년으로 예약되어 있다. 필자뿐 아니라 현재 지구 행성에서 살고 있는 70억 인구 중 3분의 1은 그때 핼리 혜성이 태양을 향해 달려가는 장관을 볼 수 없을 것이다. 핼리 혜성은 7만 6000년 후에 수명을 다하게 된다. 핼리 혜성처럼 태양계 내에 붙잡혀 길다란 타원궤도를 가지고 주기적으로 태양을 도는 혜성을 주기 혜성이라 하고, 포물선이나 쌍곡선 궤도를 갖고 있어 태양에 딱 한 번만 접근하고는 태양계를 벗어나 다시는 돌아오지 않는 혜성을 비주기 혜성이라 한다. 주기 혜성은 200년 이하의 주기를 가지는 단주기 혜성과, 200년 이상 수십만 년에 이르는 주기를 가진 장주기 혜성으로 나누어진다. 혜성은 크게 머리와 꼬리로 구분된다. 머리는 다시 안쪽의 핵과, 핵을 둘러싸고 있는 코마로 나누어진다. 핵이 탄소와 암모니아, 메탄 등이 뭉쳐진 얼음덩어리라는 사실이 최초로 밝혀진 것은 1950년 미국의 천문학자 위플에 의해서였다. 그러니 혜성의 정체가 제대로 알려진 것은 반세기 남짓밖에 되지 않은 셈이다. 핵을 둘러싼 코마는 태양열로 인해 핵에서 분출되는 가스와 먼지로 이루어진 것으로, 혜성이 대개 목성궤도에 접근하는 7AU 정도 거리가 되면 코마가 만들어지기 시작한다. 우리가 혜성을 볼 수 있는 것은 이 부분이 햇빛을 반사하기 때문이다. 코마의 범위는 보통 지름 2만~20만km 정도로 목성 크기만 하기도 하고, 때로는 지구와 달까지 거리의 약 3배나 되는 100만km를 넘는 것도 있다. 혜성의 꼬리는 코마의 물질들이 태양풍의 압력에 의해 뒤로 밀려나서 생기는 것이다. 이 황백색을 띤 꼬리는 태양과 반대방향으로 넓고 휘어진 모습으로 생기며, 태양에 다가갈수록 길이가 길어진다. 꼬리가 긴 경우에는 태양에서 지구까지의 거리 2배만큼 긴 것도 있다니, 참으로 장관이 아닐 수 없겠다. 태양에 가까이 다가가면 두 개의 꼬리가 생기기도 하는데, 앞에서 말한 먼지꼬리 외에 가스 꼬리 또는 이온 꼬리라고 불리는 것이 생긴다. 태양 반대쪽으로 길고 좁게 뻗는 가스 꼬리는 이온들이 희박하여 눈으로는 잘 보이지 않지만, 사진을 찍어 보면 푸른색을 띤 꼬리가 길게 뻗어 있는 것을 볼 수 있다. 근래에 온 혜성으로 단연 화제를 모았던 것은 1994년 7월 16일 목성과 충돌한 슈메이커-레비9 혜성이었다. 21개로 쪼개어진 조각들이 목성의 남반구에 차례로 충돌했는데, 충돌 당시 전 세계의 관심을 모았으며, 방송에서는 큰 화제가 되기도 했다. 외계 물체 중 최초로 태양계의 물체에 충돌하는 장관을 실감나게 보여주었던 것이다. 혜성 탐사선으로는 미국의 스타더스트 호가 99년 2월에 발사되었다. 이 탐사선은 2004년 1월에 혜성 와일드 2로부터 표본을 채취해 지구로 돌아왔다. 또한 67P/추류모프-게라시멘코’ 혜성에 착륙을 시도하기 위한 유럽우주국의 로제타 호는 2004년 3월에 발사되었는데, 지난 2014년 11월 12일 로제타 호의 탐사 로봇 ‘필레’가 역사상 최초로 67P 혜성에 성공적으로 착륙했다. 현재 로제타 호는 태양에 접근해가는 혜성 궤도를 돌면서 같이 따라가고 있는 중이다. ▲ '혜성들의 고향' 혜성은 어디에서 오는가? 혜성의 고향을 알기 위해서는 먼저 그 기원을 알지 않으면 안된다. 널리 받아들여지는 혜성 기원론에 따르면, 혜성은 행성과 위성들이 만들어지고 남은 잔해이기 때문에 태양계만큼이나 오래된 천체라는 것이다. 이 잔해들이 해왕성 너머 30~50AU 공간에 납작한 원반 모양으로 분포하고 있는데, 이곳이 바로 단주기 혜성들의 고향으로 카이퍼 대라 한다. 장주기 혜성의 고향은 그보다 훨씬 멀리, 5만~15만AU 가량 떨어진 오르트 구름이다. 지름 약 2광년으로, 거대한 둥근 공처럼 태양계를 둘러싸고 있는 오르트 구름은 수천억 개를 헤아리는 혜성의 핵들로 이루어져 있다. 탄소가 섞인 얼음덩어리인 이 핵들이 가까운 항성이나 은하들의 중력으로 이탈하여 태양계 안쪽으로 튕겨들어 혜성이 되는 것이다. 이 혜성은 온도가 매우 낮은 태양계 바깥쪽에 있었기 때문에 태양계가 탄생할 때의 물질과 상태를 수십억 년 동안 그대로 지니고 있는 만큼 태양계 탄생의 비밀을 간직한 ‘태양계 화석’이라 할 수 있다. 단주기 혜성의 경우, 태양에서 목성과 해왕성 사이를 타원궤도를 그리며 운동한다. 태양계 내의 천체가 태양에서 가장 멀리 떨어져 있을 때의 거리를 원일점, 가장 가까이 있을 때의 거리를 근일점이라 하는데, 단주기 혜성은 원일점의 위치에 따라 목성족, 토성족, 천왕성족, 해왕성족으로 나누어진다. 예컨대, 가장 짧은 3.3년 주기의 엥케 혜성은 목성족, 76년 주기의 핼리 혜성은 해왕성족에 속한다. 장주기 혜성은 해왕성 바깥까지 갔다가 되돌아오는 길쭉한 타원궤도로, 대부분의 혜성이 이에 속한다. 원일점은 대략 1만~10만AU 정도 거리에 있다. 우주 속에 영원한 것이 어디 있으리오마는, 혜성의 경우는 더욱 극적이다. 태양의 인력에 이끌려 태양계 안으로 들어온 혜성들은 각기 다른 운명을 겪는데, 태양과 행성들의 인력에 따라 궤도가 달라져, 어떤 것은 태양계 밖으로 밀려나 다시는 돌아오지 못하고 우주의 미아가 되거나, 행성의 강한 인력으로 쪼개지기도 한다. 또 어떤 것은 태양이나 행성에 충돌하여 최후를 맞는 경우도 있다. 보통 혜성은 서울시만한 크기로, 혜성이 태양을 방문할 때마다 핵에서 약 1억 톤 가량의 물질을 방출하기 때문에 핵 표면이 약 3m씩 줄어든다고 한다. 엥케 혜성은 천 번 곧, 3,300년 후, 수백억 년을 사는 별에 비해서는 참으로 찰나의 삶을 사는 존재라 하겠다. 혜성은 궤도를 운행하면서 티끌이나 돌조각들을 궤도상에 흩뿌리는데, 이러한 혜성의 입자들이 혜성 궤도 주위에 모여 있는 것을 유성류(流星流)라 한다. 공전하는 지구가 이 유성류 속을 지날 때 지구 대기와의 마찰로 불타며 떨어지는데, 이것을 유성 또는 별똥별이라 하며, 많은 유성이 무더기로 떨어지는 것을 유성우(流星雨)라 한다. 유성우는 지구 대기권으로 평행하게 떨어지지만, 우리가 보기에는 하늘의 한 곳에서 떨어지는 것처럼 보인다. 이 중심점을 복사점이라 하고, 복사점이 자리한 별자리의 이름을 따라 유성우의 이름이 정해진다. 유성우 중에서는 특히 사자자리 유성우가 유명한데, 주기 33년의 템펠-터틀 혜성이 연출하는 것으로서, 매년 11월 17일과 18일을 전후하여 시간당 십수개에서 많은 경우 수십만 개의 유성이 떨어진다. 혜성이 지구가 형성되기 전부터 존재했다는 것은 알려져 있지만, 아직도 혜성의 많은 부분은 신비에 싸여 있다. 어떤 학자들은 혜성이 가져다준 물이 지구의 바다를 만들었다고 주장하기도 하고, 어떤 학자들은 지구에 생명의 씨앗과 생명의 물질을 공급해왔다는 주장도 한다. 한편, 중생대 말 공룡을 비롯한 지구상의 생물 대부분을 멸종시킨 거대한 재앙의 근원이 혜성 충돌 때문이라는 주장은 거의 정설로 굳어가고 있다. 만약 이러한 주장들이 사실이라면 혜성은 지구 생명의 창조자이자 파괴자이며, 인류의 미래와 운명에 직결되어 있는 존재인 셈이다. 마지막으로 장주기 혜성 하나. 1975년에 발견된 웨스트 혜성은 원일점이 13,560AU(1AU는 지구-태양 간 거리 1.5억km)로, 현재까지 가장 긴 주기를 가진 혜성의 하나로 기록되고 있는데, 그 주기가 무려 55만 8300년이다. 지난 75년에는 태양을 지나친 뒤 네 조각으로 쪼개지면서 장관을 연출했던 웨스트 혜성의 다음 도래년은 서기 569,282년이다. 우리 인류가 문명사를 엮어온 것이 고작 5000년인데, 과연 그때까지 이 지구 행성에서 살아남아, 웨스트 혜성이 태양을 향해 시속 34만km로 돌진해가는 장관을 다시 볼 수 있을까? 이광식 통신원 joand999@naver.com　

우주는 그 자체로 '존재'할 뿐인데 인간의 호기심과 상상력이 또 새로운 이야기를 만들어 내는 것일까? 화성과 목성 사이에 위치한 왜행성 세레스(Ceres) 표면에서 이번엔 정체불명의 피라미드 모양 봉우리가 발견돼 그 '정체'를 둘러싸고 이목이 집중되고 있다. 이 사진은 미 항공우주국(NASA)이 세레스 탐사를 위해 파견한 무인 탐사선 던(Dawn)이 보내온 것이다. 던은 6개월 전 처음 세레스를 촬영한 이래 꾸준히 세레스와의 거리를 좁혀가며 관측 자료를 보내오고 있다. 이번 사진은 상공 4400㎞에서 촬영됐다. 해당 봉우리를 제외한 다른 부분에는 이처럼 우뚝 솟은 지형이 전혀 존재하지 않는다는 점이 특기할 만하다. 높이는 5㎞정도 되는 것으로 추정, 프랑스 알프스 산맥에서 가장 높은 몽블랑 봉우리와 비슷한 높이다. 현재로서는 피라미드의 구성 성분이나 생성 원인을 알 수 없다는 것이 전문가들의 설명이다. 세레스의 표면에선 지난달에도 ‘정체불명의 밝은 점’이 발견돼 과학자와 네티즌들의 관심이 집중된 바 있다. 당시 이 점의 정체를 두고 소금 퇴적물, 얼음, 간헐천 등 여러 가능성이 제기됐지만 아직까지 밝혀진 사실은 없다. 연말에는 어쩌면 세레스의 이 모든 '비밀'들이 해결될지도 모르겠다. 올해 12월에는 무인 탐사선 던이 세레스 표면으로부터 360㎞ 고도까지 접근할 예정이기 때문이다. 이는 국제 우주정거장과 지구표면 사이의 거리보다도 가까운 것이다. 사진=ⓒ나사/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

아마 이 광경을 목격하는 것은 전세계 인류 중 단 몇 사람만 누릴 수 있는 특권일 것이다. 지난 22일(현지시간) 국제우주정거장(ISS)에 장기 체류 중인 미 항공우주국(NASA)의 스콧 켈리가 환상적인 오로라 사진을 공개해 화제에 올랐다. 자신의 트위터를 통해 공개한 이 사진은 러시아 상공 위를 지나던 중 촬영한 것으로 켈리는 "내 평생 이렇게 장관인 레드 오로라는 본 적이 없다"(I‘ve never seen this before- red #aurora. Spectacular!)는 소감을 남겼다.　 오로라는 태양표면 폭발로 우주공간으로부터 날아온 전기 입자가 지구자기(地球磁氣) 변화에 의해 고도 100∼500 km 상공에서 대기 중 산소분자와 충돌해서 생기는 방전현상이다. 특히 이번 오로라는 녹색 빛을 발하는 보통의 오로라와 달리 희귀한 붉은 빛이 담겨 더욱 가치가 높다는 것이 전문가들의 평가다. 너풀너풀 하늘에 날리는 모습 때문에 ‘천상의 커튼’이라고도 불리는 오로라는 사실 ‘새벽’이라는 뜻의 라틴어 ‘아우로라’에서 유래했다. 오로라는 북반구와 남반구 고위도 지방에서 주로 목격돼 극광(極光)이라 불리기도 하며 목성, 토성 등에서도 비슷한 현상이 나타난다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

'신비의 행성' 토성은 특유의 고리만 신비한 것은 아니다. 북극에 부는 거대한 육각형 모습의 소용돌이 또한 토성의 새 ‘명소’가 된지 오래이기 때문이다. 최근 미국 MIT 연구팀이 토성 '소용돌이'의 비밀을 밝혀낸 연구결과를 발표해 관심을 끌고있다. 그간 국내에도 여러차례 보도돼 우주에 대한 경외감까지 자아낸 토성의 소용돌이는 탐사선 카시니호 덕에 그 '속살'을 볼 수 있었다. 전체적으로 육각형 모습을 가진 토성의 극소용돌이(polar vortex)는 지구의 허리케인과 유사하지만 비교가 불가할 정도로 스케일이 다르다. 토성 북극에 형성된 소용돌이의 길이는 약 3만 2,000㎞로 지구 적도 반지름이 약 6,378km인 것과 비교하면 그 크기가 상상을 초월한다. 더욱 놀라운 사실은 지구의 허리케인이 1주일 남짓이면 끝나는 것과 달리 토성의 소용돌이는 30여 년 전 보이저호가 처음 관측한 이래 지금도 지속된다는 점이다. 이 때문에 전문가들은 거대한 토성 소용돌이가 어떻게 생기고 그 소모되지 않는 '연료'가 무엇인지 의문을 가져왔다. 이번 MIT 연구팀은 시뮬레이션 실험을 통해 그 '연료'을 밝혀냈다. 먼저 지구 허리케인의 '연료'는 태양과 바다지만 토성은 바다의 존재가 확인되지 않았다. 연구팀이 주목한 것은 토성의 격렬한 대기다. 토성의 대기는 지구와 마찬가지로 성질이 다른 층으로 구성돼 있는데 이 속에서 수많은 뇌우(雷雨)가 생성된다. 논문의 주요 저자인 모간 오닐 박사 후보생은 "뇌우가 토성 대기의 공기 흐름을 타고 북극에 고립되고 그 속에서 에너지로 축적돼 거대한 소용돌이의 연료가 되는 것"이라고 설명했다. 이어 "우리의 연구결과가 맞다면 향후 목성과 해왕성 및 외계 행성의 대기 현상을 예측하는데 도움을 줄 것" 이라고 덧붙였다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 지오사이언스’(Nature Geoscience) 최신호에 발표됐다.　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

'신비의 행성'으로 불리는 토성은 신비하고 아름다운 고리만 가진 것은 아니다. 확인된 것만 무려 62개의 위성을 가진 '달부자' 이기도 하다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 카시니호가 촬영한 토성의 달 ‘디오네’(Dione)의 표면 사진을 공개해 관심을 끌고있다. 지난 16일(미 현지시간) 디오네에서 불과 516km 떨어진 곳에서 촬영된 이 사진은 울퉁불퉁한 표면 모습이 손에 잡힐듯 생생히 드러나 있다. 크고 작은 수많은 크레이터가 표면 곳곳에 생성돼 있어 얼핏보면 우리의 달처럼 보일 정도. 디오네는 1684년 천문학자 지오바니 카시니가 발견한 것으로, 지름 1120㎞, 공전주기는 2.7일이며 토성의 강력한 자기권 안에 있다. 특히나 디오네에 학자의 관심이 쏠리는 것은 2년 전 NASA 제트추진 연구소가 표면 아래에 거대한 바다가 숨겨져 있을 가능성을 언급했기 때문이다. 현재 태양계 내에는 토성 위성 ‘엔셀라두스’와 ‘타이탄’, 목성 위성 ‘유로파’에 물이 있는 것이 확실시 되며 ‘디오네’도 유력 후보로 올라있는 상태다. 한편 NASA에 따르면 현재 디오네에 근접한 카시니호는 오는 10월 경 엘셀라두스(Enceladus)에 접근한다. 엔셀라두스는 지름이 500km에 불과한 작은 위성이지만 수증기와 얼음의 간헐천이 뿜어져 나온다는 사실이 확인되면서 큰 관심을 모으고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구는 끊임없는 물에 의한 침식 작용과 식물의 작용으로 인해서 크레이터가 발생했다고 해도 오래 보존되지 못하는 경우들이 많다. 사실 상당수의 운석은 대기에서 타버리고 떨어지는 운석 역시 지구 표면의 2/3 이상을 덮은 바닷속으로 들어가는 경우가 많다. 하지만 달을 비롯해 대기와 액체 상태의 표면을 가지지 않은 천체에서는 크레이터가 매우 잘 보존된다. 과학자들은 수많은 크레이터를 관측했는데, 그중에는 매우 독특한 것들이 다수 존재한다. 예를 들면 지금 소개하는 연속 크레이터들이 바로 그것이다. 크레이터 체인(Crater chain) 혹은 카테나(Catena)라고 부르는 이 독특한 크레이터는 태양계 여러 위성과 소행성들에서 생각보다 흔히 관찰된다. 소행성이 달이나 다른 위성에 접근하면 가까운 곳과 먼 곳 사이의 중력의 차이가 발생한다. 이런 중력의 차이를 무시할 만큼 튼튼한 소행성도 있지만, 사실 잡석 더미에 불과한 소행성도 다수 존재한다. 이런 소행성들은 표면에 도달하기 전 중력에 의해 잘게 쪼개져서 마치 나란히 줄을 선 사람들처럼 사이좋게 표면에 충돌한다. 그 결과 마치 염주 알이나 지네 같은 크레이터를 만들게 되는 것이다. 이런 크레이터 체인은 생각보다 흔하다. 목성의 위성 가니메데에는 적어도 11개의 크레이터 체인이 존재한다. 이 중 유명한 것은 사진에 보이는 엔키 카테나이다. 엔키 카테나는 13개의 크레이터가 161.3km의 길이로 늘어선 것이다. 달에는 23개의 작은 크레이터들이 50km에 걸쳐 일렬로 늘어선 다비 카테나(Davy Catena)가 있다. 그 모습은 아폴로 12호에 의해 선명하게 포착되었다. 엔키 카테나가 비교적 비슷한 크기의 조각으로 쪼개졌다면 다비 카테나는 크기가 균일하지 않은 파편들이 일렬로 충돌했다는 것을 알 수 있다. 사실 이런 식의 일렬 충돌은 최근에도 있었다. 바로 목성에 충돌한 슈메이커 레비 혜성이다. 1994년 당시 이 혜성은 목성의 강력한 중력에 의해 잘게 부서져 일렬로 목성 표면에 충돌해 거대한 폭발을 만들었다. 물론 가스 행성인 목성 표면에 충돌했기 때문에 크레이터는 남기지 않았지만, 이 거대한 충돌은 망원경에 선명하게 포착되었다. 당시 슈메이커 레비 혜성은 적어도 21개의 조각으로 부서져 목성 표면에 충돌했다. 만약 이 혜성이 목성이 아니라 그 위성에 충돌했다면 아마 엔키 카테나 같은 일렬 크레이터를 남겼을지 모른다. 그러나 중력이나 크기 차이를 고려했을 때 사실 목성 같은 거대 행성에 충돌할 가능성이 위성에 충돌할 가능성보다 훨씬 크다. 우리가 지금 보는 일렬 크레이터들은 아주 운 좋게 작은 위성에 충돌해서 우리에게 신기한 구경거리를 남긴 셈이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

미국항공우주국(이하 NASA)이 달에서 먼지로 이뤄진 ‘링’(Ring)을 발견했다. NASA 소속 천문학자들은 달 주변에서 밀도가 비교적 높은 거대한 먼지 구름을 발견했으며, 이는 마치 목성의 띠처럼 기울어진 채 달 주변을 에워싸고 있다고 밝혔다. 이 먼지 띠는 달 주변에 항상 존재하며, 전문가들은 아폴로 우주선의 우주비행사들이 태양이 떠오를 때 달 지평선에서 목격한 기이한 잔광(빛)의 정체가 이것이었을 것으로 추측하고 있다. 띠를 이루고 있는 이 달 먼지는 매우 작은 티끌 알갱이로 이뤄져 있고, 전기성질을 가져 공중으로 날아오르는 특성이 있다. 달 주변에 치우쳐진 채 존재하는 먼지 구름의 특성을 찾아낸 것은 NASA의 달 대기 및 먼지 관측용 궤도선 라디(Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer, LADEE)다. 미국 콜로라도대학 볼더캠퍼스의 물리학자 미할리 호라니 박사는 “우주 먼지들이 태양계에서 어디에 위치해 있는지를 아는 것은 매우 중요한 일”이라면서 “이를 알면 미래에 인류가 우주를 탐사할 때 우주선이나 우주비행사들을 위협할 수 있는 먼지 입자를 피하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다. 특히 이번 발견은 래디 탐사선에 장착된 LDEX(Lunar Dust Experiment) 분석장비가 큰 역할을 했다. 우주 대기중의 입자를 살피는 LDEX는 콜로라도대학 볼더캠퍼스 연구진이 개발한 것으로, 2013년 9월 미션을 시작한 뒤 다양한 데이터를 전송해 왔다. 라디는 2013년 발사된 뒤 주어진 임무를 모두 마치고 지난해 4월 달 표면과 충돌했다. NASA 연구진은 약 6개월 간의 미션 기간동안 라디와 LDEX가 보내온 데이터를 분석해 달 표면에 영구적인 먼지 띠가 존재한다는 사실을 밝혀냈다. 한편 이번 발견은 네이쳐지 최신호에 실릴 예정이다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

'신비의 행성' 토성은 특유의 고리만 신비한 것은 아니다. 북극에 부는 거대한 육각형 모습의 소용돌이 또한 토성의 새 ‘명소’가 된지 오래이기 때문이다. 최근 미국 MIT 연구팀이 토성 '소용돌이'의 비밀을 밝혀낸 연구결과를 발표해 관심을 끌고있다. 그간 국내에도 여러차례 보도돼 우주에 대한 경외감까지 자아낸 토성의 소용돌이는 탐사선 카시니호 덕에 그 '속살'을 볼 수 있었다. 전체적으로 육각형 모습을 가진 토성의 극소용돌이(polar vortex)는 지구의 허리케인과 유사하지만 비교가 불가할 정도로 스케일이 다르다. 토성 북극에 형성된 소용돌이의 길이는 약 3만 2,000㎞로 지구 적도 반지름이 약 6,378km인 것과 비교하면 그 크기가 상상을 초월한다. 더욱 놀라운 사실은 지구의 허리케인이 1주일 남짓이면 끝나는 것과 달리 토성의 소용돌이는 30여 년 전 보이저호가 처음 관측한 이래 지금도 지속된다는 점이다. 이 때문에 전문가들은 거대한 토성 소용돌이가 어떻게 생기고 그 소모되지 않는 '연료'가 무엇인지 의문을 가져왔다. 이번 MIT 연구팀은 시뮬레이션 실험을 통해 그 '연료'을 밝혀냈다. 먼저 지구 허리케인의 '연료'는 태양과 바다지만 토성은 바다의 존재가 확인되지 않았다. 연구팀이 주목한 것은 토성의 격렬한 대기다. 토성의 대기는 지구와 마찬가지로 성질이 다른 층으로 구성돼 있는데 이 속에서 수많은 뇌우(雷雨)가 생성된다. 논문의 주요 저자인 모간 오닐 박사 후보생은 "뇌우가 토성 대기의 공기 흐름을 타고 북극에 고립되고 그 속에서 에너지로 축적돼 거대한 소용돌이의 연료가 되는 것"이라고 설명했다. 이어 "우리의 연구결과가 맞다면 향후 목성과 해왕성 및 외계 행성의 대기 현상을 예측하는데 도움을 줄 것" 이라고 덧붙였다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 지오사이언스’(Nature Geoscience) 최신호에 발표됐다.　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

칠레에 있는 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)으로 약 200광년 저편의 별 ‘고물자리 L2’(L2 Puppis)의 모습이 상세하게 포착됐다. 고물자리 L2는 지구에서 가까운 적색거성으로 일생의 마지막을 맞이하고 있는 늙은 별이다. 천문학자들은 VLT에 장착된 ‘분광편광계에 의한 고대비 외계행성 연구’(SPHERE)라는 장비의 ‘취리히이미징편광계’(ZIMPOL) 모드로 ‘대기의 요동’이라는 영향을 크게 줄이는 ‘극도의 적응 광학’을 사용한 가시광선 관측을 시행했다. 이는 허블 우주망원경보다 3배 이상 선명한 이미지로 최고의 해상도를 얻을 수 있다. 덕분에 밝은 광원 근처에 있는 희미한 천체와 그 구조를 자세히 볼 수 있게 됐고 고물자리 L2 별을 둘러싼 원반 모양의 먼지가 놀라울 정도로 자세히 찍혔다. 이 먼지 원반은 중심 별에서 약 9억 km 거리에서 시작되는 데 이는 태양에서 목성까지의 거리보다 약간 먼 정도다. 원반은 바깥쪽으로 불타오르면서 중심 별을 둘러싼 깔대기 모양의 대칭적인 구조가 만들어지고 있는 것도 확인됐다. 연구팀은 또 고물자리 L2 별에서 약 3억 km(태양과 지구 사이 거리의 약 2배)의 거리에 또 다른 천체를 관측했다. 이는 고물자리 L2 별보다 조금 가벼운 적색거성으로 짝별로 여겨지고 있다. 천천히 별의 일생을 마치면서 어마어마한 양의 먼지에 둘러싸여 있고 여기에 동반된 짝별 있다는 것은 양극성 성운의 조건을 갖추고 있는 것을 의미한다. 우주에 떠 있는 고치 같은 먼지에서, 원반 위아래 방향으로 원뿔 구조가 관측된 것으로 보아 날개짓을 하는 나비 성운이 탄생할 가능성이 높다. 한편 이번 관측결과는 ‘천문학 & 천체 물리학 저널’(the journal Astronomy & Astrophysics) 최신호에 게재됐다. 사진=ESO/P. Kervella(위), ESO/IAU/Sky & Telescope 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

이번 주 팔라스가 ‘충’에 도달 태양계에서 두 번째로 큰 소행성 팔라스(Pallas)를 이번 주에 볼 수 있다. 팔라스가 작은 쌍안경만 있으면 볼 수 있는 위치와 밝기인 태양의 정반대 쪽인 ‘충’(衝)의 자리에 왔기 때문이다. 팔라스는 ‘올베르스의 역설’로 유명한 천문학자 하인리히 올베르스가 1802년 발견한 소행성 2번이다. 지름 608㎞로 소행성 중 두 번째 크기이며, 공전주기 4.6년, 궤도의 긴 반지름 2.8AU(천문단위)이다. 이 팔라스의 발견으로 소행성이 1개가 아님을 알게 되었으며, 그 후 수천 개의 소행성이 발견되었다. 11일 팔라스가 충의 자리에 온 위치는 헤르쿨레스자리에서 네 번째로 밝은 4등성 람다 별 근처이다. 팔라스는 일주일에 1도(보름달 크기의 2배)씩 서진하고 있는데, 앞으로 3주 후면 헤르쿨레스자리의 델타 별인 3등성 사린에 근접한다. 충에 달한 이후 팔레스의 밝기는 9.4등급이다. 이때는 쌍안경으로 봐도 팔라스의 뚜렷한 자태를 감상할 수 있다. 지구로부터의 거리는 약 2.4AU, 3억 6천만km 정도 되는데, 1AU는 태양-지구 간 거리인 1.5억km이다. 소행성들이 최초로 발견되기 시작한 것은 19세기 초로, 1801년에서 1806년까지 6년 동안 팔라스를 포함하여 4개의 소행성이 처음으로 발견되었다. 그 후 38년간 잠잠하다가 1845년에 이르자 20년간 수십 개의 소행성이 무더기로 발견되었다. 나중에 사진술이 발명되자 소행성 발견의 숫자는 기하급수적으로 늘어나 1923년에는 1000번째 소행성이 발견되었으며, 2013년 1월 30일 기준 35만 3926개의 소행성에 공식적으로 숫자가 부여되었다. 소행성 발견 초창기에 천문학자들은 소행성을 작은 행성이라고 생각했지만, 무더기로 발견되기 시작하자 이들을 위한 특별 범주를 만들어 ‘소행성’(asteroids)이라는 이름을 붙여주었다. 이 말은 ‘항성과 닮은’이라는 뜻이다. 대부분의 소행성은 암석으로 이루어져 있으며, 화성과 목성 사이에 있는 소행성대에서 태양 궤도를 돌고 있다. 이 소행성대에 수많은 소행성이 모여 있지만, 영화나 게임 화면에서 보듯이 그렇게 복작대고 있는 것은 아니다. 대부분 공간은 텅 비어 있으며, 한 소행성 위에서 가장 가까운 소행성을 보려 해도 쌍안경이 필요할 정도로 뚝 떨어져 있다. 따라서 두 소행성이 충돌할 확률은 거의 영(0)에 가깝다. 최초로 발견된 소행성 세레스는 지름 952km로 명왕성, 에리스와 함께 왜소행성으로 재분류되었다. 팔라스와 베스타는 크기가 거의 비슷해, 각각 524km, 512km이다. 지름이 10m 이하인 것은 '유성체'라고 한다. 소행성에 대한 인류의 탐사 노력도 꾸준히 계속되어, 미국의 니어 슈메이커호(號)는 253 마틸다 소행성에 접근한 데 이어, 2001년에는 433 에로스 소행성에 착륙하는 데 성공했으며, 2005년에는 일본의 하야부사 탐사선이 이토카와 소행성에 착륙하여 표본을 수집하기도 했다. 소행성을 관측하려면 쌍안경이 필요하다. 쌍안경으로 보면 희미한 별처럼 보이지만, 밝은 별들을 배경으로 빠르게 움직이는 것을 확인할 수 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

미항공우주국(NASA)의 야심찬 차세대 유로파 미션은 바다를 품고 있는 목성의 위성에 대한 활발한 연구 캠페인으로 시작될 것 같다. ​2020년대 중반까지 NASA는 유로파 탐사선을 띄울 계획인데, 이 탐사선은 유로파를 수십 차례 근접비행할 것으로 보인다. 우주생물학자들은 태양계에서 외계 생명을 품고 있을 가능성이 가장 높은 곳으로 유로파를 꼽고 있다. NASA의 과학자들은 이 유로파 탐사선이 미래에 유로파에 착륙하여 생명 탐색을 하는 데 있어 전 단계의 작업을 수행할 것이라고 밝혔다. 지름이 3,100km에 달하는 '유로파'는 지구의 달보다 약간 작은 편이다. 그러나 유로파는 지구의 밤을 밝히는 달과는 영 딴판인 위성이다. 표면은 얼음으로 뒤덮여 있으며, 그 아래 바다가 출렁거리고 있는 것이다. 과학자들은 이 바다의 밑바닥은 유로파의 암석 맨틀일 것으로 보고 있다. 다양한 성분의 암석과 물이 화학적인 반응을 일으켜 거기서 '생명이 태어나지 않았을까' 하고 예측되고 있는데, 이러한 이유로 유로파는 우주생물학자들이 가장 가고 싶어하는 곳이 되었다. 그들의 꿈은 멀지않아 이루어질 것으로 보인다. NASA는 지난 5월 26일, 앞으로 20년 내에 유로파 탐사선에 실려 날아간 9개의 과학장비들이 유로파의 바다에 투척될 것이라고 밝혔다. 장비 중에는 고해상도 카메라를 포함해 얼음 투과 레이더, 열감지기 등이 포함되어 있다. 유로파 탐사선은 목성 궤도에 진입한 후 2년 반 동안 유로파를 근접비행하면서 이 장비들을 이용해 유로파의 얼어붙은 표면과 지하 바다를 연구할 예정이다. 아직은 이름이 지어지지 않은 유로파 근접비행 미션의 최종 목표는 외계 생명체의 증거를 찾는 것이 아니라, 유로파가 과연 생명을 서식할 만한 능력이 있는가를 규명하는 것이다. 유로파에서 생명체를 찾는 것은 참으로 흥미로운 주제이지만, NASA는 아직 이 단계에까지는 아무런 논평을 내놓지 않고 있다. 유로파 미션 기자회견에서 NASA의 유로파 미션 팀장 커트 니버는 "생명탐지기를 제작하는 일은 정말 어려운 작업이다. 과연 그것을 만들 수 있을지는 장담할 수 없다"고 밝혔다. 또한 "아직까지 유로파의 표면이 어떤지도 파악하지 못하고 있다. 평평한지 요철이 심한지, 또는 바위 투성이인지도... 표면 상태를 확실히 알아야 착륙 로봇을 설계할 수 있다"고 말했다. 게다가 로봇은 지표를 뚫고 바다로 진입해야 한다. 찰스 볼든 NASA 국장은 "하지만 2020년대 중 유로파로 갈 것이며 첫번째 미션에서 가능한 한 모든 시도를 하려고 한다"고 설명했다. NASA의 유로파 미션은 먼저 45차례의 근접비행부터 시작해서 궤도비행, 그리고 탐사 로봇의 착륙으로 진행될 예정이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

미항공우주국(NASA)의 야심찬 차세대 유로파 미션은 바다를 품고 있는 목성의 위성에 대한 활발한 연구 캠페인으로 시작될 것 같다. ​2020년대 중반까지 NASA는 유로파 탐사선을 띄울 계획인데, 이 탐사선은 유로파를 수십 차례 근접비행할 것으로 보인다. 우주생물학자들은 태양계에서 외계 생명을 품고 있을 가능성이 가장 높은 곳으로 유로파를 꼽고 있다. NASA의 과학자들은 이 유로파 탐사선이 미래에 유로파에 착륙하여 생명 탐색을 하는 데 있어 전 단계의 작업을 수행할 것이라고 밝혔다. 지름이 3,100km에 달하는 '유로파'는 지구의 달보다 약간 작은 편이다. 그러나 유로파는 지구의 밤을 밝히는 달과는 영 딴판인 위성이다. 표면은 얼음으로 뒤덮여 있으며, 그 아래 바다가 출렁거리고 있는 것이다. 과학자들은 이 바다의 밑바닥은 유로파의 암석 맨틀일 것으로 보고 있다. 다양한 성분의 암석과 물이 화학적인 반응을 일으켜 거기서 '생명이 태어나지 않았을까' 하고 예측되고 있는데, 이러한 이유로 유로파는 우주생물학자들이 가장 가고 싶어하는 곳이 되었다. 그들의 꿈은 멀지않아 이루어질 것으로 보인다. NASA는 지난 5월 26일, 앞으로 20년 내에 유로파 탐사선에 실려 날아간 9개의 과학장비들이 유로파의 바다에 투척될 것이라고 밝혔다. 장비 중에는 고해상도 카메라를 포함해 얼음 투과 레이더, 열감지기 등이 포함되어 있다. 유로파 탐사선은 목성 궤도에 진입한 후 2년 반 동안 유로파를 근접비행하면서 이 장비들을 이용해 유로파의 얼어붙은 표면과 지하 바다를 연구할 예정이다. 아직은 이름이 지어지지 않은 유로파 근접비행 미션의 최종 목표는 외계 생명체의 증거를 찾는 것이 아니라, 유로파가 과연 생명을 서식할 만한 능력이 있는가를 규명하는 것이다. 유로파에서 생명체를 찾는 것은 참으로 흥미로운 주제이지만, NASA는 아직 이 단계에까지는 아무런 논평을 내놓지 않고 있다. 유로파 미션 기자회견에서 NASA의 유로파 미션 팀장 커트 니버는 "생명탐지기를 제작하는 일은 정말 어려운 작업이다. 과연 그것을 만들 수 있을지는 장담할 수 없다"고 밝혔다. 또한 "아직까지 유로파의 표면이 어떤지도 파악하지 못하고 있다. 평평한지 요철이 심한지, 또는 바위 투성이인지도... 표면 상태를 확실히 알아야 착륙 로봇을 설계할 수 있다"고 말했다. 게다가 로봇은 지표를 뚫고 바다로 진입해야 한다. 찰스 볼든 NASA 국장은 "하지만 2020년대 중 유로파로 갈 것이며 첫번째 미션에서 가능한 한 모든 시도를 하려고 한다"고 설명했다. NASA의 유로파 미션은 먼저 45차례의 근접비행부터 시작해서 궤도비행, 그리고 탐사 로봇의 착륙으로 진행될 예정이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

불과 15세의 한 소년이 목성만한 크기의 외계행성을 발견했다면 믿을 수 있을까? 최근 영국언론은 현재 스태퍼드셔주의 한 사립학교에 다니는 톰 왁이 1000광년 떨어진 곳에 위치한 외계행성을 발견했다고 보도했다. 아직 정식 명칭은 부여되지 않은 이 행성(WASP-142b)은 바다뱀자리(Hydra)에 위치해 있으며 태양계의 '큰 형님' 목성만한 크기를 자랑한다. 그러나 이 행성은 특이하게도 항성과 매우 가까운 곳에 놓여있어 한마디로 '핫'(hot) 한 행성이다. 목성이 태양을 공전하는데 12년이 걸리는 것과 비교하면 얼마나 가까이 있는지 추측 가능한 셈. 사실 특이한 이 행성만큼이나 관심이 쏠리는 것은 톰이 이 행성을 어떻게 발견했느냐는 점이다. 그 사연은 황당하면서도 재미있다. 지금은 17세가 된 톰은 2년 전 지역 내 위치한 킬 대학교에 현장 실습을 나갔다. 이는 학생들의 교육을 목적으로 현장에서 일하며 경험을 쌓는 프로그램으로 톰이 선택한 것은 바로 천문학 실습. 이 짧은 기간동안 톰은 WASP(Wide Angle Search for Planets)라는 광역행성추적 프로그램을 실습하면서 우연히 작은 트랜싯(transit) 현상을 목격했다. 일반적으로 행성은 스스로 빛을 내지 않기 때문에 주위 별 빛으로 그 존재가 확인된다. 행성이 항성 앞을 지나가는 경우 잠시 빛이 잠식되는 현상이 발견되는데 이같은 현상을 트랜싯이라 부른다. 톰은 이 사실을 지도 교수에게 알렸고 2년 간의 연구를 거쳐 얼마 전 실제 행성으로 확인됐다. 어찌보면 소 뒷걸음질 치다가 쥐 잡은 겪이지만 과학에 대한 관심과 집중력이 이같은 발견을 이끌었다는 것이 지도 교수의 설명. 톰은 "내 힘으로 우주의 행성 하나를 발견했다는 사실에 흥분된다" 면서 "곧 대학에 진학해 물리학을 전공할 계획" 이라며 기뻐했다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

만약 우리가 우주선을 타고 '왜소행성' 세레스를 '관광' 한다면 이같은 장면을 목격할 수 있을 것 같다. 지난 8일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)이 3D로 구현된 세레스의 모습을 영상으로 공개해 관심을 끌고있다. 무인 우주탐사선 던(Dawn)이 촬영한 총 80장의 이미지를 묶어 만든 이 영상에는 '곰보자국'(크레이터)이 가득찬 세레스의 생생한 모습이 담겨있다. 화성과 목성 사이 소행성 벨트에 위치한 세레스(Ceres)는 지름이 950km에 달해 한때 태양계 10번째 행성 타이틀에 도전했으나 오히려 명왕성을 친구삼아 ‘왜소행성’(dwarf planet·행성과 소행성의 중간 단계)이 됐다. 물론 왜소행성이 됐다고 해서 연구가치가 떨어지는 것은 아니다. 전문가들은 세레스를 '태양계의 화석'이라 부른다. 그 이유는 세레스가 태양계 형성 초기에 태어나 당시의 모습을 고스란히 간직한 원시행성이기 때문이다. 곧 태양계와 지구형 행성 형성의 비밀을 푸는 열쇠가 될 수 있기 때문으로 이같은 이유로 NASA는 지난 2007년 소행성 베스타(Vesta)와 세레스 탐사를 위해 던을 발사했다. 또한 세레스가 울퉁불퉁한 표면 아래에 물을 가지고 있을 것이라는 추측도 큰 연구과제로 이에대한 증거인 양 표면에서 미스터리 하얀 점이 포착된 바 있다. 　 던 미션 수석 연구원이자 UCLA 천문학 박사 크리스토퍼 러셀은 "세레스의 지형이 물의 존재를 암시하는 것 같다" 면서 "현재로서는 확신할 수 없지만 미스터리 하얀 점 역시 얼음일 가능성이 높다"고 분석했다. 　 현재로서는 각종 추측만 난무하고 있지만 그 비밀이 풀릴 날도 멀지 않아 보인다. 탐사선 던이 점점 세레스에 접근해 초고화질 사진을 전송하고 있기 때문으로 오는 12월이면 저궤도인 375km 상공까지 접근할 예정이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr