다른 별에도 우리 태양처럼 행성들이 있을까? 확실히 있다. 미 항공우주국이 운영하는 ‘오늘의 천체사진(APOD)’ 7월 8일자에 사진이 아닌 이색적인 천체 그림이 올라와 우주 마니아들의 눈길을 모으고 있다. 별 주위 궤도를 도는 외계행성의 중력으로 인해 모항성이 약간씩 흔들리는 것이 그 증거다. 다른 증거도 있다. 궤도를 도는 행성이 모항성 앞쪽으로 이동하면 별의 밝기가 조금 변하는데, 이것은 행성이 모성을 가리므로 발생하는 현상이다. 이처럼 외계행성이 모항성 앞을 지날 때 그 엄폐로 인해 모항성의 밝기가 변하는 것을 포착하는 방법으로 외계행성의 존재를 탐지하는데, 이를 ‘트랜싯 방법’이라 한다. NASA의 케플러 우주망원경 및 TESS 임무를 통해 수천 개, ESO의 지상 기반 HARPS 장비를 통해 100개 이상을 포함하여 현재까지 총 5500개 이상의 외계행성이 발견되었다. 위의 그림에는 이러한 외계행성 중 일부가 어떻게 생겼는지에 대한 예측이 나와 있다. 해왕성형 행성은 중앙을 차지하며, 파란색 산란 대기 메탄이 포함되어 있기 때문에 파란색으로 표시된다. 그림의 양측면에는 소량의 탄소를 포함할 가능성이 있는 대기 가스의 산란으로 인해 황갈색과 빨간색으로 칠해진 목성형 행성이 표시된다. 다양한 색상의 지구형 암석 행성들은 산재해 있다. 더 많은 외계행성이 발견되고 조사됨에 따라 인류는 지구와 유사한 행성이 얼마나 흔한지, 우주에 생명체가 얼마나 흔한지에 대한 이해를 더욱 폭넓게 발전시키고 있는 중이다.

지구에서 약 63광년 떨어진 우주에 있는 한 행성에서 마치 썩은 달걀과 같은 고약한 냄새가 날 가능성이 제기됐다. 미국 존스홉킨스대학 연구진은 제임스웹 우주 망원경이 수집한 ‘HD 189733 b’ 행성의 데이터를 분석했다. 2005년에 발견된 HD 189733 b 행성은 항성 HD 189733 주위를 공전하고 있으며, 우주 최악의 기상을 가진 곳으로도 알려져 있다. HD 189733 b의 표면온도는 약 3000℃에 달하며, 표면에서는 시속 8690㎞의 엄청난 바람이 불고 있다. 존스홉킨스대학 연구진은 기존에 알려진 사실에 더해 HD 189733 b의 대기에 황화수소가 매우 풍부한 것으로 확인됐다고 밝혔다. 이는 우리 태양계 밖의 행성(외계 행성)에서 황화수소를 감지한 최초의 사례다. 연구를 이끈 광웨이 푸 박사는 “만약 당신의 코가 섭씨 1000℃에서도 냄새를 맡을 수 있다면, HD 189733 b의 대기에서 썩은 달걀 냄새를 맡을 수 있을 것”이라고 말했다. 지구에서도 흔히 찾을 수 있는 황화수소는 황과 수소로 이뤄진 황화물로, 악취를 가진 무색의 유독한 기체다. 일반적으로 우주 행성에 외계 유기체가 살고 있을 가능성을 시사하는 기체 중 하나지만, 전문가들은 HD 189733 b에서 생명체를 찾고 있지는 않다. 뜨거운 기온뿐만 아니라 ‘유리 비’가 내리기 때문이다. 과거 미 항공우주국(NASA)은 “HD 189733 b에는 규산염 입자를 머금은 대기가 있으며, 촉촉한 액체가 아닌 ‘유리 비’가 내린다”면서 “이곳에 첫발을 내딛는 여행자는 수천 조각으로 잘려 죽음을 맞을 것”이라고 설명한 바 있다.그럼에도 불구하고 HD 189733 b의 대기에 썩은 달걀 냄새를 연상케 하는 황화수소가 가득하다는 사실은 행성의 형성 과정을 이해하는 데 도움이 될 것이라고 연구진은 밝혔다. 푸 박사는 “황화수소는 (행성 분야에서) 우리가 알지 못했던 주요 성분 중 하나로 꼽힌다”면서 “목성 대기에 황화수소가 존재한다는 사실은 알고 있었지만, 태양계 밖에서 황화수소를 감지한 것은 이번이 처음”이라고 설명했다. 이어 “우리는 이 행성에서 생명체를 찾고 있지는 않다. 표면이 너무 뜨겁기 때문”이라면서 “그러나 황화수소를 발견한 것은 다양한 유형의 행성이 형성되는 과정에 대해 더 잘 이해하기 위한 발판이 될 것”이라고 덧붙였다. 또 “황화수소는 보다 복잡한 분자를 만드는데 필수적인 원소로 꼽힌다. 탄소, 질소, 산소, 인산염과 마찬가지로 과학자들은 행성이 어떻게 만들어졌고 무엇으로 만들어졌는지 완전히 이해하기 위해 황화수소에 대해 더 많이 연구할 필요가 있다”고 밝혔다. 자세한 연구 결과는 세계적인 과학저널 네이처 최신호에 실렸다.

지구에서 약 63광년 떨어진 우주에 있는 한 행성에서 마치 썩은 달걀과 같은 고약한 냄새가 날 가능성이 제기됐다. 미국 존스홉킨스대학 연구진은 제임스웹 우주 망원경이 수집한 ‘HD 189733 b’ 행성의 데이터를 분석했다. 2005년에 발견된 HD 189733 b 행성은 항성 HD 189733 주위를 공전하고 있으며, 우주 최악의 기상을 가진 곳으로도 알려져 있다. HD 189733 b의 표면온도는 약 3000℃에 달하며, 표면에서는 시속 8690㎞의 엄청난 바람이 불고 있다. 존스홉킨스대학 연구진은 기존에 알려진 사실에 더해 HD 189733 b의 대기에 황화수소가 매우 풍부한 것으로 확인됐다고 밝혔다. 이는 우리 태양계 밖의 행성(외계 행성)에서 황화수소를 감지한 최초의 사례다. 연구를 이끈 광웨이 푸 박사는 “만약 당신의 코가 섭씨 1000℃에서도 냄새를 맡을 수 있다면, HD 189733 b의 대기에서 썩은 달걀 냄새를 맡을 수 있을 것”이라고 말했다. 지구에서도 흔히 찾을 수 있는 황화수소는 황과 수소로 이뤄진 황화물로, 악취를 가진 무색의 유독한 기체다. 일반적으로 우주 행성에 외계 유기체가 살고 있을 가능성을 시사하는 기체 중 하나지만, 전문가들은 HD 189733 b에서 생명체를 찾고 있지는 않다. 뜨거운 기온뿐만 아니라 ‘유리 비’가 내리기 때문이다. 과거 미 항공우주국(NASA)은 “HD 189733 b에는 규산염 입자를 머금은 대기가 있으며, 촉촉한 액체가 아닌 ‘유리 비’가 내린다”면서 “이곳에 첫발을 내딛는 여행자는 수천 조각으로 잘려 죽음을 맞을 것”이라고 설명한 바 있다.그럼에도 불구하고 HD 189733 b의 대기에 썩은 달걀 냄새를 연상케 하는 황화수소가 가득하다는 사실은 행성의 형성 과정을 이해하는 데 도움이 될 것이라고 연구진은 밝혔다. 푸 박사는 “황화수소는 (행성 분야에서) 우리가 알지 못했던 주요 성분 중 하나로 꼽힌다”면서 “목성 대기에 황화수소가 존재한다는 사실은 알고 있었지만, 태양계 밖에서 황화수소를 감지한 것은 이번이 처음”이라고 설명했다. 이어 “우리는 이 행성에서 생명체를 찾고 있지는 않다. 표면이 너무 뜨겁기 때문”이라면서 “그러나 황화수소를 발견한 것은 다양한 유형의 행성이 형성되는 과정에 대해 더 잘 이해하기 위한 발판이 될 것”이라고 덧붙였다. 또 “황화수소는 보다 복잡한 분자를 만드는데 필수적인 원소로 꼽힌다. 탄소, 질소, 산소, 인산염과 마찬가지로 과학자들은 행성이 어떻게 만들어졌고 무엇으로 만들어졌는지 완전히 이해하기 위해 황화수소에 대해 더 많이 연구할 필요가 있다”고 밝혔다. 자세한 연구 결과는 세계적인 과학저널 네이처 최신호에 실렸다.

KBS교향악단이 음악이 품은 신비로운 기운으로 관객들에게 우주를 선물했다. KBS교향악단은 29일 서울 서초구 예술의전당 콘서트홀에서 ‘우주 안에 하나의 인류’를 주제로 제803회 정기연주회를 열었다. 이날 공연에서는 미국 작곡가 슈완트너의 ‘세계를 위한 새 아침: 자유의 여명’을 국내에서 처음으로 선보였고, 우주의 에너지를 담은 홀스트의 ‘행성’을 함께 연주했다. 전임 음악감독인 요엘 레비의 지휘 아래 ‘세계를 위한 새 아침’에는 내레이터로 베이스바리톤 사무엘 윤이 참여했고 서울모테트합창단, 하남시립합창단이 KBS교향악단과 합을 맞췄다. 슈완트너의 곡은 매우 직접적이고 강렬한 메시지를 내포하는 작품으로 1963년 워싱턴 행진 당시 링컨 기념관에서 진행됐던 마틴 루서 킹 목사의 감동적인 명연설 “나에게는 꿈이 있습니다”로 시작하는 연설문 일부가 내레이션으로 삽입돼있다. 초연곡은 크게 뭔지 잘 모르겠다는 얼떨떨한 반응과 처음 듣는데도 훌륭하다는 반응으로 나뉜다. ‘세계를 위한 새 아침’은 후자였다. 처음 듣는 곡이었음에도 객석 여기저기에서 “곡이 좋다”는 감탄이 터져 나왔고 곡이 끝난 후에도 기립박수와 “브라보”를 외치는 관객들을 볼 수 있었다. 타악기의 신비로운 소리가 돋보였던 ‘세계를 위한 새 아침’은 호른을 중심으로 한 금관악기가 주선율을 연주하는 가운데 다양한 악기가 작품에 영롱한 빛깔을 더했다. 현대음악이지만 현대음악 특유의 날카롭고 알 수 없는 선율 대신 서정적인 선율이 더해지면서 작품이 전하는 평화의 메시지가 더 강렬하게 와닿았다. 특히 묵직한 저음으로 사무엘 윤이 읊는 대사는 전쟁이 일상이 된 시대에 평화의 소중함을 진하게 일깨웠다. ‘세계를 위한 새 아침’은 사람과 악기가 빚어내는 신비로운 음색을 뽐내며 왜 클래식 음악을 공연장에 와서 직접 들어야 하는지를 제대로 보여줬다. 음악을 위한 공간에 울려 퍼진 미세한 전율들은 유튜브 영상으로는 결코 전해올 수 없는 현장만의 특별한 감동을 전했다.2부에서는 홀스트의 ‘행성’이 연주됐다. 7악장으로 구성된 관현악 모음곡으로 각 악장은 행성과 관련된 점성학적 특성을 담고 있어 감동적인 스토리텔링으로 유명하다. 특히나 점성술에 관심이 생긴 작곡가 홀스트가 7곡 모음곡의 순서를 천문학 배열의 행성 순서인 수성-금성-지구-화성-목성-토성-천왕성-해왕성의 순이 아닌 점성술 상의 행성 배치를 했다는 점도 흥미롭다. 작곡가는 지구를 빼고 화성-금성-수성-목성-토성-천왕성-해왕성 순으로 작곡했다. 홀스트가 우주를 보며 느꼈을 행성들의 에너지가 음악으로 바뀌면서 관객들은 신비로운 우주여행을 할 수 있었다. 관객들은 이날 공연을 통해 공연 제목 그대로 우주 안에서 하나의 인류임을 느끼면서 음악이 주는 위로를 받고 돌아갔다. 이날 공연을 마친 KBS교향악단은 7월 12일 ‘마스터즈 시리즈’로 돌아온다. 지난 3월 베르디 ‘레퀴엠’에 이어 이번에는 로시니의 ‘스타바트 마테르’를 선보인다. 남다른 인기를 증명하듯 KBS교향악단은 이 공연이 일찌감치 매진됐고 보류석까지 열었으나 그 또한 매진됐다고 전했다.

우주가 만들어 낸 환상적인 오로라와 인류의 피조물이 함께 국제우주정거장(ISS)에서 포착됐다. 최근 ISS에서 임무수행 중인 미 항공우주국(NASA) 우주비행사 매튜 도미니크는 자신의 ‘엑스’에 지난 15일(이하 현지시간) 촬영한 흥미로운 사진과 영상을 올렸다. 해당 사진의 주인공은 지구를 둘러싼 아름다운 오로라와 원뿔형 형태의 미 보잉사의 우주캡슐 ‘CST-100 스타라이너’(Starliner)다. 도미니크는 ISS의 창밖으로 녹색빛으로 펼쳐진 오로라와 함께 스타라이너를 촬영했는데, 마치 우주선이 레이저를 발사하는듯한 모습이다. 이에대해 도미니크는 “큐폴라 창문 밖으로 최근 오로라를 많이 보고있다”면서 “오로라가 스타라이너의 서비스 모듈추진기와 잘 정렬되는 타이밍이 좋았다”고 밝혔다. 큐폴라는 ISS에 설치된 관측용 모듈로 최고의 ‘명당자리’로 꼽힌다. 우주비행사들은 큐폴라에 있는 7개의 커다란 창을 통해 지구와 우주를 관측한다.앞서 보잉이 개발한 스타라이너가 지난 5일 처음으로 NASA 우주비행사 2명을 태우고 발사돼 하루 뒤 ISS에 도킹하는데 성공했다. 당초 스타라이너는 1주일 가량을 ISS에 머문뒤 지구로 귀환할 예정이었으나 추진기 테스트 및 우주 유영 일정 등을 이유로 22일로 연기된 상태다. 스타라이너는 높이 5ｍ, 지름 4.6ｍ의 원뿔형 우주선으로 최대 7명이 탈 수 있으며 10회까지 재사용할 수 있다.한편 우주에서도 관측이 가능한 오로라는 태양표면 폭발로 우주공간으로부터 날아온 전기 입자가 지구자기(地球磁氣) 변화에 의해 고도 100∼500㎞ 상공에서 대기 중 산소분자와 충돌해서 생기는 방전현상이다. 오로라는 ‘새벽’이라는 뜻의 라틴어 ‘아우로라’에서 유래했다. 오로라는 북반구와 남반구 고위도 지방에서 주로 목격돼 극광(極光)이라 불리며 목성, 토성 등에서도 비슷한 현상이 나타난다.

과학자들은 지금까지 5000개 이상의 외계 행성을 찾아냈다. 대부분은 지구보다 큰 가스 행성이지만, 일부는 지구와 비슷하거나 약간 큰 행성으로 액체 상태의 물이 있다면 생명체의 존재 가능성을 기대할 수 있다. 하지만 지구형 외계 행성 중 상당수가 태양 같은 별이 아니라 태양보다 질량이 작고 어두운 별 주위에서 관측되어 지구와 비슷한 환경인지를 두고 과학자들 사이에서도 논쟁이 지속되고 있다. 막스플랑크 천문학연구소의 토마스 헤닝이 이끄는 국제 천문학자 팀인 MINDS(MIRI Mid-INfrared Disk Survey)는 제임스 웹 우주 망원경의 강력한 관측 능력을 이용해 태양 질량의 11%에 불과한 작은 아기별 주변의 환경을 조사했다. 지구나 목성 같은 행성들은 원시 아기별 주변의 가스와 먼지의 모임인 원시행성계 원반에서 생성되므로 원시행성계 원반의 구성 물질을 조사하면 이 행성의 구성 물질 역시 알아낼 수 있다. 다만 대부분의 아기별이 작고 가스 성운 속에 숨어 있어 관측이 어려운 경우가 대부분이다. 하지만 연구팀 제임스 웹 우주 망원경 덕분에 작은 아기별인 ISO-ChaI 147 주변의 원시행성계 원반을 상세히 관측할 수 있었다. 제임스 웹 우주 망원경이 제일 강력한 성능을 갖췄을 뿐 아니라 파장이 긴 적외선 영역에서 우주를 관측하기 때문에 먼지와 가스 구름을 뚫고 관측하는 데 유리하기 때문이다.제임스 웹 우주 망원경 관측 결과 ISO-ChaI 147 주변 원시행성계 원반에는 메탄, 에탄, 프로파인, 시이아노아세틸렌 같은 다양한 탄화수소 화합물들이 발견됐다. (사진 참조) 이 가운데 메탄을 제외한 다른 원소는 처음 발견된 것이다. 하지만 기대했던 물 분자는 발견할 수 없었다. 연구팀은 이 관측 결과를 토대로 태양보다 작은 별 주변 원시행성계 원반에는 산소보다 탄소가 더 풍부할 수 있다는 연구 결과를 발표했다. 만약 이런 물질 구성이 작은 별 주변 행성에서 일반적이라면, 작고 어두운 적색왜성 주변 행성의 환경은 지구와 크게 다를 가능성이 높다. 예를 들어 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 위치라도 실제로는 물은 거의 없고 탄소 기반 화합물이 풍부한 환경일 수 있다. 생명체가 존재할 수 있는 제2의 지구를 찾는 과학자들에게는 실망스러운 소식이지만, 그렇다고 이 연구 결과가 외계 생명체의 존재 가능성을 부인하지는 않는다. 탄소가 풍부한 행성에서는 지구처럼 물을 기반으로 한 생명체가 아니라 탄화수소를 기반으로 한 생명체가 탄생할 수도 있다. 설령 그렇지 않더라도 우주에는 태양 같은 별도 매우 흔하기 때문에 지구와 비슷한 조건을 지닌 행성 역시 무수히 많을 수밖에 없다. 다만 이 연구 결과가 옳다면 작고 어두운 적색왜성을 공전하는 지구형 행성에서 생명체 존재 가능성은 낮을 것으로 보인다.

과학자들은 지구 내부 구조에 대해 많은 사실을 알아냈다. 물론 직접 뚫고 들어가서 확인할 순 없지만, 초음파로 환자의 몸을 밖에서도 훤히 들여다보듯 지진파를 이용해서 내부 구조를 파악할 수 있기 때문이다. 하지만 멀리 떨어진 외계 행성의 내부 구조는 정확히 파악하기 힘들다. 화성처럼 가까운 행성은 탐사선을 보내 지진파를 관측할 수 있지만, 수백 광년 (1광년은 9조 4600억㎞) 떨어진 외계 행성은 내부 구조는 커녕 표면도 제대로 관측하기 어렵기 때문이다. 하지만 제임스 웹 우주 망원경의 활약 덕분에 과학자들은 멀리 떨어진 외계 행성의 내부 구조에 대한 단서를 얻었다. 지구에서 200광년 떨어진 WASP-107 b는 솜사탕 행성이라는 별명을 지니고 있다. 지름은 목성과 비슷한데, 질량은 목성의 1/10도 되지 않기 때문이다. WASP-107 b는 수성보다 모항성에 8배나 가까운 거리에서 5.7일을 주기로 공전하고 있다. 따라서 표면 온도는 섭씨 500도 이상이며 이에 따라 대기가 엄청나게 부풀어 올라 솜사탕처럼 부피만 크고 질량은 적은 행성이 됐다. 최근 과학자들은 제임스 웹 우주 망원경의 강력한 성능을 이용해 WASP-107 b의 대기 구성 성분을 파악했다. 이 행성은 뜨거운 대기가 크게 부풀어 오른 덕분에 크기에 비해 대기가 얕은 다른 행성보다 관측이 쉬운 편이다. 하지만 제임스 웹 우주 망원경이 없었다면 관측이 불가능할 만큼 먼 거리였다. 존스 홉킨스 대학 데이빗 싱 교수가 이끄는 연구팀에 따르면 WASP-107 b의 대기에는 메탄의 양은 적었지만, 이산화황, 물, 이산화탄소, 일산화탄소는 풍부했다. 그리고 모래 성분인 규산염까지 검출되었는데, 대기 중에 모래 비가 내리는 것으로 추정된다. 더 중요한 사실은 대기 구성 성분과 밀도, 온도 등의 정보를 이용해서 내부 구조를 파악할 수 있다는 점이다. 연구팀은 여러 가지 모델을 검토해 이 행성 내부에 지구 질량의 12배에 달하는 큰 암석 핵이 존재한다는 결론을 얻었다. 솜사탕 안에 단단한 나무 막대기가 있듯이 솜사탕 행성 내부에도 단단한 핵이 있는 셈이다. 이 암석 핵은 매우 뜨거운 상태로 행성 내부에서 대류를 일으켜 물질을 순환시키고 메탄같이 흔한 물질을 이산화탄소나 일산화탄소 같은 다른 원소로 만들었다는 것이 연구팀의 생각이다. 지금까지 수천 개의 외계 행성이 확인됐고 확인을 기다리는 후보군까지 합치면 1만 개도 넘는 외계 행성이 보고되어 있지만, 내부 구조를 파악할 수 있을 만큼 정보를 얻은 외계 행성은 거의 존재하지 않는다. 그러나 이번 연구는 제임스 웹 우주 망원경의 강력한 성능을 통해 일부 외계 행성의 내부를 들여다볼 수 있다는 점을 보여줬다. 연구팀은 이번에 이용한 방법론이 앞으로 외계 행성의 내부 구조 연구에 큰 도움이 될 것으로 보고 있다.

6월 초의 새벽 하늘에는 6개의 행성들이 하늘에 줄지어 떠 있는 희귀한 현상, 곧 행성정렬이 일어난다. 하지만 이들이 과연 맨눈으로 제대로 보일까 하는 점에는 약간의 문제가 있다. 예컨대, 수성과 목성은 하늘에서 태양의 위치에 매우 가깝기 때문에 아침 미명의 하늘빛에 가려질 가능성이 높다. 아마 쌍안경을 사용하면 이 두 행성의 모습을 확인할 수는 있을 것이다. 그러나 새벽 하늘빛을 배경으로 떠 있는 두 행성의 고도는 무척 낮아 북동쪽 지평선 바로 위에 보일 것이다. 둘 다 해 뜨기 약 30분 전에 봐야 한다. 따라서 북동쪽 지평선 방향으로 시야를 가리는 장애물이 없는 한 태양계의 가장 큰 행성인 목성 옆에 가장 작은 행성을 볼 수 있는데, 이는 참으로 인상적인 장면으로 한번 본다면 잊을 수 없는 추억이 될 것이다.다음은 육안으로 볼 수 있지만 매우 어둡고 빛공해가 거의 없는 하늘에서만 볼 수 있는 천왕성이다. 실제로 망원경을 사용하지 않고 대부분의 사람들이 볼 수 있는 가시성의 한계점에 가깝다. 물론 그렇게 희미한 물체를 보려면 그것이 하늘 어디에 있는지 정확한 지점을 알아야 한다. 좋은 별지도가 도움이 될 것이다. 그러나 이 모든 것은 실제로 6월 4일에 한정된 얘기일 뿐이다. 왜냐하면 천왕성은 아침 박명이 훨씬 앞당겨지는 해 뜨기 약 한 시간 전에 떠오를 것이기 때문이다. 따라서 수성과 목성처럼 천왕성을 볼 수는 없다. 6월 4일 화요일 아침, 일찍 일어나는 사람들은 동쪽 하늘에 낮게 떠 있는 월령 27.4의 사랑스러운 초승달을 보게 될 것이다. 그리고 오전 4시 반쯤 오른쪽으로 약 6도 정도에 밝은 주황색 화성이 켜진다. 쌍안경이나 망원경 없이도 뚜렷이 보이는 화성을 보는 것만으로도 일찍 일어난 보람이 있을 것이다. 다음은 태양에서 가장 먼 행성인 해왕성이 온다. 태양으로부터 평균 45억km 떨어진 곳에 있는 해왕성은 육안으로 보기에는 너무 희미하며 천왕성보다 6배 이상 어둡다. 따라서 어두운 하늘, 항성 차트 및 좋은 쌍안경이나 망원경을 이용해야 그 행성을 볼 수 있다. 마지막으로, 오전 2시쯤 동남동에서 떠오르는 토성이 있다. 하지만 토성을 가장 잘 볼 수 있는 때는 동쪽 하늘이 밝아지기 시작할 때, 즉 토성이 남동쪽에서 꽤 높이 떠 있을 때다. 다시 말하지만, 망원경을 사용하지 않는 한 고리는 보이지 않는다. 육안으로 보면 토성은 황백색 색조를 띠며 빛나는 상대적으로 밝은 빛으로 보인다. 따라서 화요일 오전 3시 30분이나 4시쯤 밖으로 나간다면 행성 퍼레이드를 보고 큰 경외감을 느낄 것이라고 기대하지 말기 바란다. 당신이 보게 될 것은 초승달과 그 오른쪽(화성)에 빛나는 밝은 주황색 “별”이며, 더 멀리 오른쪽에는 황백색 색조(토성)로 빛나는 또 다른 상대적으로 밝은 “별”이 있을 것이다. 지구 하늘 소식을 알려주는 ‘행성 정렬’ 비록 6개의 행성들이 우리 시선 앞에서 지구 하늘에 정렬하지만, 그저 지구 하늘의 소식을 듣는 정도로 만족해야 하며, 크게 볼거리가 되지는 않을 것이다. 그 중 4개(수성, 목성, 천왕성, 해왕성)를 맨눈으로 볼 수는 없지만, 모두 여전히 우주공간에 직선으로 나란히 배치되어 있다는 것은 사실이다. 이유는 모든 행성이 거의 동일한 궤도면 위에서 태양을 중심으로 회전하기 때문이다. 지구 행성에서 볼 때 그 궤도면을 황도라고 하며, 모든 행성이 이를 따라 이동하는 것처럼 보인다. 그리고 지구상의 우주적 관점에서 볼 때 황도를 따라 늘어선 여러 행성들을 보는 것은 특별히 드문 일이 아니다. 그리고 눈길을 끄는 실제 행성 라인업(4개의 밝은 행성과 보너스인 사랑스러운 초승달)을 한눈에 보고 싶다면 다음 겨울에는 초저녁 하늘에서 꼭 확인하기 바란다. 2025년 2월 1~2일 오후 7시가 조금 넘은 시간이 될 것이다. 첫날 밤에는 달이 토성의 오른쪽 아래에 있는 것을 볼 수 있고, 다음날 밤에는 달이 눈부신 금성의 왼쪽 아래로 이동하는 것을 볼 수 있다. 한편, 남동쪽 높은 곳에 있는 목성은 히아데스와 플레이아데스의 아름다운 산개성단과 함께 황소자리 별들 사이에서 눈부신 은빛으로 빛날 것이다. 마지막으로, 동쪽 하늘에 솟아올라 밝은 별인 폴룩스와 쌍둥이자리의 카스토르와 함께 눈에 띄는 삼각형을 형성하는 것은 호박색의 화성이 될 것이며, 지금 우리에게 보이는 것보다 6배 이상 더 밝게 보일 것이다. 그 모든 것에 비해 6월 4일에 ‘행성 퍼레이드’는 지구 하늘 소식을 알려주는 ‘희귀하지만 평범한’ 행성 정렬이라 하겠다.

태양계에서 가장 화산 활동이 활발한 장소는 바로 목성의 위성 중 하나인 이오(Io)다. 미 항공우주국(NASA) 탐사선들은 이오의 표면에서 수백 개의 활화산과 용암 호수를 포착했다. 달과 비슷한 크기의 위성이지만, 이렇게 화산 활동이 활발한 이유는 다른 위성의 중력과 목성의 강력한 중력의 상호 작용 덕분이다. 이오가 다른 위성의 중력에 끌려 타원 궤도를 돌게 되면 목성과의 거리에 따라 중력이 달라져 위성 내부가 수축과 팽창을 반복하게 된다. 그 마찰열로 인해 지구보다 훨씬 작은 위성 내부가 뜨겁게 녹아 화산으로 분출하는 것이다. 과학자들은 외계 행성에서도 이런 현상이 일어난다는 증거를 발견했다. 몬트리올 대학 과학자들이 작년에 보고한 외계 행성 LP 791-18 d는 궤도를 감안하면 이오와 비슷한 화산 활동이 일어날 수 있어 주목받았다. 캘리포니아 대학 리버사이드 캠퍼스 스티븐 케인이 이끄는 연구팀은 NASA의 행성사냥꾼인 TESS 관측 데이터를 분석하던 중 이오보다 더 심한 화산 행성의 증거를 포착했다. 지구에서 66광년 떨어진 별인 HD 104067는 이미 가스 행성의 존재가 알려져 있었다. 연구팀은 별의 앞을 지나는 행성이 주기적으로 밝기가 어두워지는 것을 포착해 외계 행성의 존재를 찾아내는 TESS 데이터를 분석하던 중 사실 두 개의 암석 행성이 안쪽에 더 있다는 사실을 알아냈다. 세 행성 가운데 가장 안쪽 행성인 TOI-6713.01은 모항성에 너무 가까울 뿐 아니라 다른 행성의 중력에 영향을 받아 내부가 펄펄 끓어오르는 상태로 파악된다. 따라서 이 외계 행성은 화산 활동이 이오처럼 매우 활발할 것으로 보인다. 하지만 TOI-6713.01이 이오보다 더 뜨거운 불지옥 행성인 이유는 별에 너무 가까이 있기 때문이다. TOI-6713.01의 표면 온도는 화산 활동과 상관없이 이미 섭씨 2300도 이상이다. 여기에 화산까지 여기저기서 분출하면 불지옥 행성이라는 표현에 딱 들어맞는다. 태양계에는 이렇게 별에 딱 붙어 공전하는 행성이 없지만, 외계 행성은 이미 여럿 발견됐다. 상당수는 뜨거운 목성형 행성이라는 가스 행성이지만, 최근 잇따라 지구 같은 암석형 행성이 발견되고 있다. 지구 같은 암석 행성 역시 우주에 흔하다는 점을 생각할 때 과학자들이 찾는 제2의 지구못지 않게 제2의 이오도 우주에 흔한 것으로 보인다.

한때 지구에 물을 가져왔다고 믿어지는 원시 소행성족의 작은 우주 암석들이 태양계 생성의 역사를 들여다볼 수 있는 창을 제공하고 있다.​ 태양계에서의 생명은 수많은 위험에 노출될 수 있다. 역사상 수많은 충돌이 일어났기 때문이다. 예컨대, 달을 형성한 거대 충돌이나 수성 표면을 수많은 분화구들로 뒤덮게 한 무수한 충돌 사건을 생각해보라. 화성과 목성 사이에 위치한 소행성대의 큰 소행성들도 때때로 충돌했다. ​ 그런 일이 발생하면 그 소행성은 더 작은 조각으로 부서진다. 이 같은 사건은 수십 개의 작은 우주 암석을 생성할 수 있다. 당연히 동일한 원본 개체에서 나온 많은 암석 조각들은 유사한 궤도를 따라 이동하는 공통점을 갖는다. 천문학자들은 이러한 소행성 그룹을 ‘소행성족’이라 부른다.​ 소행성대에는 120개가 넘는 ‘소행성족’이 존재하는 것으로 알려져 있다. 벨트에서 두 번째로 큰 물체인 4 베스타의 이름을 딴 베스타 계열과 같은 일부는 화학적 변화의 증거를 보여준다. 지나치게 덩치가 큰 베스타는 가열과 분화라는 과정을 거쳤다. 이 과정을 통해 더 무거운 원소들이 핵으로 가라앉아 다양한 층을 형성한 후 다른 소행성과 부딪혀 부분적으로 부서졌다.​ 그러나 소행성족 중 8개는 원시 화학을 유지하고 있다. 이들 샘플의 원시적 구성이 이 소행성족의 조상 소행성이 형성되었을 때 우리 태양계의 상태에 대한 새로운 통찰을 제공할 수 있기 때문에 천문학자들은 이러한 원시 샘플에 매우 관심이 크다. 그들은 우리가 고대 태양계의 비밀을 들여다보는 데 도움을 줄 수 있는 것이다. ​ 이 같은 이유로 미국 센트럴플로리다 대학의 행성 과학자 노에미 피닐라-알론소는 이러한 소행성군의 화학적 구성을 기록하기 위해 원시 소행성 분광 조사(PRIMASS)라는 프로젝트를 공동 주도하고 있다.​ 최근 피닐라-알론소의 박사과정 준비생 브리터니 하비슨 덕분에 그 작업이 완료되었다. 그는 PRIMASS 프로젝트를 위해 연구할 마지막 소행성인 에리고네 족 원시 소행성에 대한 적외선 관측을 연구하는 임무를 맡았다. 에리고네 족은 상당히 젊은 가족인데, 이를 만든 충돌이 불과 1억 3천만 년 전에 발생한 것으로 추산되기 때문이다.​ 하비슨은 성명에서 “지구가 초기 태양계의 원시 소행성으로부터 물의 일부를 받았을 수 있다는 이론이 있다”라고 전제한 후 “이 이론의 큰 부분은 이러한 원시 소행성이 어떻게 지구 경로로 운반되었는지 이해하는 것이다. 따라서 오늘날 태양계의 원시 소행성을 탐험하면 과거에 무슨 일이 일어났는지 그림을 그리는 데 도움이 될 수 있다”라고 설명한다.​ 하비슨은 하와이에 있는 NASA의 구경 3.2m 적외선 망원경 시설과 스페인 카나리아 제도에 있는 로크 데 로스 무차초스 천문대의 3.6m 구경 갈릴레오 국립망원경(TNG·Telescopio Nazionale Galileo)으로 촬영한 근적외선 관측을 사용하여 에리고네 족 25개 우주 암석의 구성을 분석했다. 이 그룹의 이름은 가장 큰 구성원인 72km짜리 소행성 163 에리고네의 이름을 따서 명명되었다.​ 하비슨은 163 에리고네를 포함하여 에리고네 족의 43%가 C형 탄소질 소행성이라는 사실을 발견했다. 이는 탄소가 풍부하다는 것을 의미한다. 에리고네 계열 중 상당수가 C형 소행성이라는 사실은 그리 놀라운 일이 아니다. 왜냐하면 이것이 일반적으로 가장 일반적인 유형의 소행성으로, 종종 수화되거나 수분을 함유한 광물의 증거를 포함하고 있기 때문이다. 따라서 C형 소행성은 실제로 지구에 물을 공급할 수 있는 유력한 후보다.​ 나머지 에리고네 족의 경우 28%는 X형 소행성으로 나머지 무리와 비슷한 스펙트럼을 갖는 다른 종류일 가능성이 높다. 탄소질 소행성의 변형인 B형은 에리고네 족의 11%를 구성하고, 미지의 T형은 7%를 구성한다. 또한 실제 가족 구성원이라기보다는 비원시적인 침입자로 보이는 돌투성이 L형과 S형도 있다.그러나 하비슨의 주요 발견은 에리고네 족 구성원이 모두 다른 원시 소행성 가족에서 반복되지 않는 유사한 기본 구성을 공유한다는 사실이다. 실제로 모든 소행성족은 각기 다른 수분 공급 수준을 가지고 있다. 수분 함량이 가장 높은 소행성을 일치시킬 수 있으면 지구에 물을 가져온 ‘범인’을 찾을 때 천문학자들이 올바른 방향을 찾는 데 도움이 될 것이다.​ 에리고네 족은 수분이 너무 많아서 이제 천문학자들의 주요 목표가 되었다. 공교롭게도 목성의 트로이 소행성으로 향하는 NASA의 루시 우주 임무는 먼저 지름 4km의 소행성 52246 도널드요한슨을 방문할 예정이다. 이 소행성은 트로이 군에 위치하며, 130만 년 전 생성되었을 것이라고 추측된다. 미국 고생물학자의 이름을 딴 이 C형 소행성은 에리고네 족에 속하므로 과학자들은 루시가 2025년 4월 20일에 지나갈 때 자세히 관찰할 수 있을 것으로 생각한다.​ PRIMASS 팀은 또한 올 여름부터 제임스웹 우주망원경으로 에리고네 족(및 기타 원시 소행성)을 관찰하는 데 성공했다. JWST와 루시의 발견은 이러한 고대 물체의 역사를 더욱 밝혀내고 태양계와 지구의 과거에 대한 지식의 빈 공간을 메우는 데 크게 기여할 것으로 보인다.​ 하비슨의 연구는 ‘이카루스’ 저널 2024년 4월호에 게재되었다.

5월은 행성을 관측하기에 그다지 좋은 달은 아니다. 가장 밝은 두 행성인 금성과 목성은 태양에 가깝기 때문에 이번 달 내내 눈에 띄지 않는다. 금성은 아침부터 저녁 하늘로 천천히 전환하는 중이며, 7월이나 8월 말까지는 관측이 불가능할 것이다. 반면 목성은 저녁에서 아침 하늘로 반대 방향으로 이동하고 있다. 그리고 아마도 6월 둘쨋주까지는 새벽 미명으 하늘에 흐릿하게 관측될 것이다. 화성과 토성 두 행성만이 다소 쉬운 목표가 된다. 화성은 새벽이 되어서야 동남동 지평선 위로 천천히 솟아오르는 반면, 토성은 점차 더 일찍 떠오르고 점점 더 어두워지는 하늘을 배경으로 나타난다. 달은 두 행성(5월 4일의 토성, 31일의 토성, 5월 5일의 화성)을 식별하는 데 도움이 될 수 있다. 수성은 5월 초에 태양의 서쪽으로 멀리 이동하며 아침 하늘에서 보기에 매우 좋은 위치에 있지만, 이는 북회귀선 남쪽 어딘가에 거주하는 경우에만 가능합니다. 실제로, 적도 남쪽에 사는 사람들에게 수성은 문자 그대로 동트기 전 동쪽 하늘로 높이 솟아오르는 것처럼 보일 것이다. 그러나 중북부 위도에 사는 대부분의 별지기들이 보기에 수성은 이번 달 항상 동남동 지평선에 매우 가깝게 놓여 있을 것이며, 새벽 하늘에 깊이 잠겨 있어 육안 관찰이 불가능하지는 않더라도 어려울 것이다. 우리 잣대로는 두 천체 사이의 각도 간격을 측정할 때 팔 길이로 쥔 주먹이 대략 10도라는 것을 기억하기 바란다. 여기에서는 최고의 행성 관찰 시간을 제공하고 이를 볼 수 있는 위치를 안내하는 일정을 아래에 제시한다. 수성 ​수성은 5월 9일 서방 최대이각에 도달한다. 그러면 태양으로부터 26도가 되는데, 이는 올해 다른 세 번의 아침 출현 때보다 더 큰 각도다. 5월에는 밝기가 +1.0에서 -0.8로 5배 이상 증가하지만, 저위도 지방에서만 관찰자가 육안으로 관찰할 수 있는 기회가 있다. 이는 아침 지평선에 대한 황도의 기울기가 낮고 수성 자체가 황도에서 남쪽으로 3도 떨어져 있기 때문이다. 따라서 북쪽 하늘을 관찰하는 사람들에게는 지평선 위로 결코 높이 올라가지 않는다. 금성 ​금성은 6월 4일 외합을 향하며, 5월에는 전혀 보이지 않는다. 화성 화성은 일년 내내 그랬던 것처럼 아침 햇살의 첫 신호가 다가오자마자 계속해서 상승한다. 새벽이 밝아오면 동쪽 낮은 곳을 찾아라. 그것은 물고기자리의 둔한 별자리에 있으므로 어떤 별과도 혼동되지 않을 것이다. 주황색도 식별에 도움이 된다. 화성은 여름 내내 그리고 가을 내내 아침 하늘에 머물다가 다음 겨울 초에 우리 시야에서 사라질 것이다. 5월 4일 토성과 달이 2도 간격으로 접근한 다음 날, 5월 5일에 훨씬 더 얇게 지는 초승달을 관찰할 수 있으며, 성공하면 오른쪽 상단에 위치한 화성을 엿볼 수도 있다. 목성 목성은 5월 18일 태양 뒤에서 합을 이루기 때문에 이번 달 내내 목성은 보이지 않는다. 월말에도 해가 뜨기 약 25분 정도 관측할 수 있을 뿐이다. 토성 물병자리의 토성은 새벽이 처음으로 빛날 때 남동쪽에서 낮게 빛난다. 그것은 오른쪽 아래까지 반짝거리는 포말하우트만큼 밝게 빛납니다. 토성은 5월에 약간 밝아지지만(+1.1 등급), 토성의 고리는 앞으로 몇 달 동안 계속해서 좁아질 것이다. 15년 만에 처음으로 토성의 고리를 가장자리로 볼 수 있는 모습이 이제 1년도 채 남지 않았다. 5월 4일 이른 아침, 고리를 가진 행성의 왼쪽 아래 약 6½도 위치에 가늘게 이운 초승달을 볼 수 있다. 그런 다음 5월 31일 아침에 달은 토성을 다시 방문하지만 이는 5월 4일에 비해 훨씬 더 가까워질 것이다. 이번에는 달이 노란색으로 빛나는 토성 아래로 1.2도만 미끄러져 평소와 같이 나타난다.

지구 대기에 걸리는 거대한 빛의 커튼인 오로라는 사실 지구만의 현상이 아니다. 태양계의 다른 행성에서도 오로라를 볼 수 있는데, 특히 지구보다 훨씬 강력한 자기장을 지닌 목성과 토성에서 더 거대한 크기의 오로라가 발생한다. 우주에는 목성보다 더 큰 행성이 흔하기 때문에 지구는 물론 목성보다 더 크고 강력한 오로라가 발생하는 외계 행성이 드물지 않을 것으로 생각된다. 과학자들은 외계 행성의 오로라를 직접 포착하지는 못했지만, 행성보다 더 큰 천체인 갈색왜성에서 오로라의 증거를 발견했다. 갈색왜성은 목성 질량의 80배에서 13배 사이의 천체로 안정적인 수소 핵융합 반응은 유지하기 힘들지만, 수소보다 무거운 중수소 등을 통해 미약한 핵융합 반응을 유지하는 천체다. 스스로 에너지를 낼 수 있지만, 그 정도가 매우 미약해 흔히 실패한 별로 불린다. 2015년 국제 과학자팀은 지구에서 약 18광년 떨어진 거문고자리의 갈색 왜성(LSR J1835)에서 오로라의 증거를 발견해 저널 네이처에 발표했다. 이 거리에서 희미한 오로라의 신호를 포착한 것도 놀라운 일이지만, 더 놀라운 것은 이 갈색왜성이 항성 주위를 공전하지 않는 혼자 있는 갈색왜성이라는 사실이다. 지구나 태양계의 다른 행성의 오로라는 태양에서 날아온 고에너지 입자가 자가장에 끌려와 극지방에서 대기 입자와 부딪히면서 생긴다. 따라서 LSR J1835의 오로라는 뭔가 다른 기전으로 생기는 것이 분명했다. 과학자들은 이 갈색왜성 주변에 아직 관측하지 못한 동반성이나 행성급의 위성이 있어 갈색왜성 대기에 입자를 공급할 가능성 높다고 추측했다. 목성과 그 위성에서도 볼 수 있는 현상이기 때문이다. 미국 자연사 박물관의 재키 파허티와 그 동료들은 제임스 웹 우주 망원경으로 지구에서 가까운 갈색왜성 12곳을 관측하던 중 지구에서 47광년 떨어진 갈색왜성 W1935에서 특이한 사실을 확인했다. W1935에서는 예상외로 강한 메탄 방출선이 검출되었는데, 이는 이 갈색왜성 역시 강력한 오로라를 지녔음을 시사하는 결과다. (사진 참조) 연구팀의 모델에서 W1935는 대기 상층에서 갑자기 온도가 올라가는 기온 역전 현상이 발생했는데, 이는 대기 상부로 유입되는 입자가 있고 오로라 같은 현상이 일어난다는 점을 의미한다. W1935는 목성 질량의 6배에서 35배 사이의 천체로 갈색왜성 혹은 무거운 가스 행성에 속한다. 표면 온도가 섭씨 260도로 목성보다는 훨씬 높은 점을 생각하면 갈색왜성의 일종으로 여겨지지만, 그래도 여전히 어둡고 차가운 천체이다. W1935는 역시 LSR J1835처럼 항성 주위를 공전하지 않고 혼자 있는 떠돌이 갈색왜성이라 주변에 다른 위성이나 행성급 천체가 있어 입자를 공급할 가능성이 크다. 따라서 이 연구들은 갈색왜성이 강한 자기장을 지니고 있을 뿐 아니라 가까운 위치에 큰 위성이나 행성 질량 천체를 거느리고 있다는 것을 의미한다. 태양계의 목성이나 토성이 많은 위성을 거느리고 있는 점을 생각하면 이보다 훨씬 큰 갈색왜성은 더 크고 많은 위성으로 구성된 미니 행성계를 이루고 있을 가능성이 높다. 작고 어두운 갈색왜성 주변에 있는 더 작고 어두운 위성을 직접 발견하기는 어렵지만, 과학자들은 이렇게 간접적인 방식으로 그 존재를 파악했다. 앞으로 관측 기술의 발전을 통해 언젠가는 갈색왜성 주변 위성 혹은 행성의 존재를 확인하고 여기서도 생명체가 존재할 수 있는지 검증하는 날이 올지도 모른다.

나사의 목성 탐사선 주노는 2016년 목성에 도착해 2021년까지 목성 주위를 타원형으로 공전하면서 많은 과학적 정보를 수집했다. 하지만 목표를 완수한 후에도 주노의 상태가 양호했기 때문에 나사는 2025년까지 연장 임무를 부여했다. 연장 임무의 주목적은 목성의 4대 위성 중 3개인 가니메데, 유로파, 이오를 차례로 근접 관측하는 것이었다. 주노는 남은 연료를 이용해 점점 더 목성에 가까운 타원 궤도를 돌면서 그 안쪽에 있는 위성에 차례로 접근했다. 주노 탐사선이 가장 안쪽에 있는 위성인 이오를 탐사한 것은 지난 2023년 12월과 2024년 2월이었다. 주노 탐사선은 이때 이오 표면에서 1,500km까지 접근해 표면을 상세히 관측했다. 그리고 거대한 용암 호수와 독특한 화산의 모습을 지구로 전송했다. 이오는 태양계의 위성 가운데 유일하게 표면에 용암이 흐르는 위성으로 지금도 400개에 달하는 활화산이 분출하고 있다. 지구의 달보다 약간 큰 크기에 불과한 이오가 지구보다 훨씬 활발한 화산 활동을 보이는 이유는 목성의 강한 중력 때문이다. 목성과의 거리가 조금만 달라져도 이오 내부에 작용하는 중력의 힘이 달라지면서 마치 손으로 쥐었다가 펴는 것처럼 압력이 달라진다. 결국 내부 암석층에 강한 마찰열이 발생하면서 암석이 녹을 뿐 아니라 그 에너지가 화산과 용암의 형태로 분출한다. 이웃한 유로파 역시 같은 원리로 얼음 지각 아래 얼음이 녹은 물의 바다가 있지만, 목성에서 두 배 정도 먼 거리에 있기 때문에 이오처럼 유황불 위성이 되는 운명을 피할 수 있었다. 주노 탐사선의 보낸 데이터 가운데서 가장 눈길을 끄는 것은 길이 200km에 달하는 거대한 용암 호수인 로키 파테라(Loki Patera)다. 지구에도 용암 호수가 가끔 생기긴 하지만, 로키 파테라처럼 거대한 용암 호수가 장기간 유지되는 경우는 없다. 태양계 최대 용암 호수인 로키 파테라 중심에는 용암이 식어서 생긴 섬이 있다. 주노 탐사선은 햇빛이 비치지 않는 어두운 음영 지역도 마이크로웨이브 전파측정기(Microwave Radiometer (MWR))를 이용해 표면 지형과 매끄러운 정도를 측정할 수 있다. 주노가 탐사한 로키 파테라와 주변 지형은 거울처럼 매끄러운데, 이는 새로 분출한 용암이 식어 생긴 새로운 지형임을 의미한다. (사진 참조)하지만 이오의 모든 곳이 거울처럼 매끄러운 것은 아니다. 이오의 낮은 중력과 지속적인 화산 분출은 지구에서는 볼 수 없는 독특한 화산을 만들 수 있다. 주노가 관측한 첨탑 산(Steeple Mountain)은 이름 그대로 교회의 첨탑 같은 산이 평평한 용암 대지 위에 우뚝 솟아 있다. 태양계 어디에서도 볼 수 없는 이오만의 독특한 화산이다. 2024년 2월 관측 이후 주노는 점점 더 목성에 가까이 다가가 내년까지 임무를 수행한다. 마지막 단계에서 목성의 구름 위를 스치듯 지나가면서 최대한 정보를 수집할 예정이다. 그리고 2025년 9월 17일 연장 임무도 종료하게 된다. 이후 주노는 2003년 목성 대기에서 산화한 선배인 갈릴레오처럼 목성 대기권에 진입해 사라질 것으로 예상된다. 마지막 순간까지 주노는 우리에게 놀라운 사진과 데이터를 전해줄 것이다.

지난해 초 발견된 새로운 혜성 ‘쯔진산-아틀라스’(Tsuchinshan-ATLAS·C/2023 A3)가 주목을 받고 있다. 28일 호주 퀸즐랜드주 투움바에 있는 서던퀸즐랜드 대학의 천문학자이자 우주생물학자인 존티 호너에 따르면 천문학자들은 지난해 초에 발견된 새로운 혜성 쯔진산-아틀라스가 내년에 큰 화제를 불러모을 가능성이 있는 것으로 밝혀졌다.​ 지구와 태양에 가장 가까이 접근한 지 18개월이 넘었지만 쯔진산-ATLAS 혜성은 여전히 소셜 미디어를 뜨겁게 달구고 있다. 미래의 그 멋진 광경에 대한 낙관적인 기사들이 계속 올라오고 있다.​ 그렇다면 이 새로운 우주의 방랑자는 과연 어떤 내력을 지니고 있는 존재일까. 쯔진산-아틀라스(C/2023 A3) 혜성의 맨얼굴 ​매년 수십 개의 새로운 혜성이 발견된다. 헤성이란 태양 주위를 매우 긴 경로로 움직이는 더러운 우주 눈덩이다. 대다수는 너무 희미해서 육안으로 볼 수 없다. 우리가 맨눈으로 볼 수 있는 혜성은 일년에 하나 꼴로 지구 하늘에 나타난다. ​ 그러나 때로는 아주 밝은 혜성이 나타날 수도 있다. 혜성은 일시적이지만 아름다운 존재이기 때문에 이런 혜성의 발견은 언제나 설렘을 안겨준다. 쯔진산 아틀라스(C/2023 A3)는 이런 조건들을 구비한 천체다. ​ 지난해 1월 9일 중국 난징의 동쪽에 위치한 쯔진산(紫金山) 천문대에서 발견됐다. 같은해 2월 22일 소행성 지상충돌 최후경보시스템(ATLAS)의 천문학자들에 의해 독립적으로 발견된 이 혜성은 현재 지구에서 10억㎞ 떨어진 목성과 토성의 궤도 사이를 날고 있다. 올해 9월 태양으로부터 5900만㎞ 이내로 도달할 궤도를 따라 태양계 안쪽으로 진행하고 있는 중이다. 이는 거의 수성의 공전궤도에 육박하는 거리다.​ 혜성이 너무 멀리 떨어져 있을 때 발견되었다는 사실도 천문학자들을 흥분시키는 이유 중 하나다. 현재 혜성은 육안으로 볼 수 있는 밝기보다 약 6만 배나 희미하지만, 태양에서 멀리 떨어져 있는 혜성 치고는 매우 밝은 편이다. 관측에 따르면 이 행성은 지구 하늘에서 정말 장관을 이룰 수 있는 궤도를 따르고 있는 것으로 나타났다.​장관을 이루는 혜성의 조건 지구에서 볼 때 혜성의 모습이 장관을 이룰까의 여부는 태양계를 통과하는 혜성의 경로와 핵(코마의 고체 부분)의 크기의 조합에 달려 있다.​ 혜성이 태양에 더 가까이 다가갈수록 뜨거워지고 표면의 얼음이 고체에서 기체로 변하는 승화 현상이 일어난다. 혜성 표면에서 분출되는 이 가스는 먼지를 운반하여 핵을 거대한 가스와 먼지 구름으로 뒤덮는다. 그런 다음 코마는 태양풍에 의해 태양의 반대 방향으로 길게 꼬리를 늘어뜨리게 된다.​​혜성이 태양에 가까울수록 표면이 뜨거워지고 활동성이 높아진다. 역사적으로 가장 밝고 화려한 혜성의 대다수는 지구 궤도보다 태양에 더 가까운 궤도를 따라왔다. 가까울수록 더 화려한 장관을 펼친다. 쯔진산 혜성이 확실히 그 경로를 지금 따라오고 있는 중이다.​ 이 새로운 혜성은 ‘장관’을 위한 모든 조건을 충족하는 것으로 보인다. 이 혜성은 상당한 크기의 핵을 갖고 있어 더 밝게 보인다(지금까지 태양에서 멀리 떨어진 곳에서 발견될 수 있을 만큼 밝다). 또한 우리 별 태양과 아주 가까운 만남을 가질 운명이다. ​ 그리고 더 중요한 것은 지구와 태양 사이를 거의 직선 코스로 통과하여 태양에 가장 가까운 근일점 접근 후 불과 2주 만에 우리로부터 7천만km 이내로 접근하게 된다는 사실이다. 이는 지구-태앙 간 거리의 딱 절반이다.혜성은 지구에 가까울수록 우리에게 더 밝게 보인다.​ 이 모든 조건들을 종합하면 쯔진산은 가장 밝은 별보다 훨씬 더 밝게 보일 거라는 예측이다. 가장 낙관적인 예측은 1등성보다 무려 최대 100배 더 밝을 수 있음을 시사한다!​ 쯔진산 혜성의 예상 밝기는 지구 최근접 시기인 올해 10월 12일을 기준으로 하여 -0.1등급에서 -6.6등급이며, 이에 반해 가장 최근의 대혜성이였던 네오와이즈 혜성(C/2020 F3)의 최대 밝기는 0등급에 그쳤고, 그 유명한 헤일 밥 혜성 역시 겉보기등급이 -2등급이었다.쯔진산 혜성의 운명은? ​새로 발견된 혜성이 어떻게 행동할지 예측하는 것은 위험한 게임이다. 어떤 예측은 훌륭할 수도 있지만, 종종 끔찍한 예측도 드물지 않게나온다. ​ 예를 들어 1973년에 코후테크 혜성의 예를 살펴보자. 쓰진산-ATLAS와 마찬가지로 코후테크도 태양에서 멀리 떨어진 곳에서 우리 별에 가깝게 공전하는 궤도를 따라 움직이는 것으로 발견되었다. 천문학자들은 대중에게 “세기의 혜성”을 약속하면서 코후테크가 대낮에도 볼 수 있을 만큼 밝아질 수 있다고 예측했다.​ 그러나 혜성은 고양이와 같다. 코후테크는 태양을 향해 회전하면서 밝아졌지만 예상보다 속도가 느렸다. 대낮에 볼 수 있기는커녕 가장 밝은 별 정도에 지나지 않았고, 그나마 근일점 이후에는 빠르게 희미해져버렸다. 여전히 좋은 우주 쇼이기는 했지만 ‘세기의 혜성’과는 거리가 멀었다. 과대광고 때문에 많은 사람들에게 큰 실망을 안긴 사례였다. 과대광고를 조심하자. ​ 쯔진산 혜성은 코후테크와 마찬가지로 처음으로 태양계 내부에 접근할 가능성이 매우 높다. 하지만 아직은 확실하지 않다. 만약 그렇다면 예상보다 덜 화려할 수도 있다.​ 쯔진산 혜성이 도착할 때 과연 장관이 펼쳐질지 여부는 확실하지 않다. 그것은 부서져서 덜 밝아질 수도 있고, 아니면 예상 외로 우리를 놀라게 할 수도 있다.​ 혜성은 기대치보다 더 밝아질 수도 있다. 이는 올해 9월 말과 10월 초 아침 하늘에서 놀라운 광경을 시전할 것이며, 올해 10월 중순 저녁 하늘에서는 훨씬 더 멋진 광경을 선사할 것이다.​ 지금으로서는 확실히 모르지만 앞으로 몇 달 안에 첫 번째 힌트를 얻게 될 것이다. 혜성이 태양을 향해 미끄러지면서 어떻게 밝아지는지 추적함으로써 우리는 쯔진산의 진정한 운명에 대한 첫 번째 징후를 얻을 수 있을 것이다.​ 쯔진산의 이심률은 1.0002로 거의 1에 근접하여 혜성의 궤적은 포물선을 그린다. 즉, 혜성이 근일점에 도달한 후이면 앞으로는 멀어지게 될 뿐이며 영원히 돌아오지 않는다는 뜻이다.

태양계 천체 중 ‘유황불 지옥’으로 불리는 목성 위성 이오(Io)의 신비로운 용암 호수의 생생한 모습이 공개됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 목성 탐사선 주노(Juno)가 촬영한 데이터를 바탕으로 애니메이션으로 만든 용암 호수의 모습을 공개했다. 짧은 해당 영상에 등장하는 호수의 이름은 로키 파테라(Loki Patera)로 길이가 무려 200㎞에 달한다. 이 호수의 신비로운 점은 용암으로 만들어졌다는 사실이다. 특히 호수 중앙에는 마치 섬처럼 냉각된 용암이 자리잡고 있고 가장자리 주변에는 여전히 뜨거운 용암이 감싸고 있다.주노 수석연구원 스콧 볼튼 박사는 “뜨거운 용암으로 둘러싸여 있는 마그마 호수 한가운데 묻혀있는 미친섬”이라면서 “표면이 매끄러워 지구상에서 화산 활동으로 생성된 흑요석 유리를 연상시킨다”고 설명했다. NASA에 따르면 이를 생생히 구현한 애니메이션은 지난 2023년 12월과 올해 1월 주노 탐사선이 1500㎞ 이내로 이오에 근접비행하며 촬영한 데이터를 바탕으로 만들어졌다. 지름이 약 3642㎞에 달하는 이오는 지구를 포함해 태양계에서 화산 활동이 가장 활발한 천체다. 약 400개에 달하는 활화산이 존재하는 것으로 알려져있어 ‘유황불 지옥’이라고도 불리는데, 이는 목성의 위성들 대부분 영하 150도 이하의 ‘얼음 지옥’인 것과는 정반대다.이오가 화산 천국이 된 것은 목성의 중력 때문이다. 목성의 강력한 중력이 가장 안쪽 궤도를 공전하는 이오 내부에 마찰열을 일으켜 내부를 녹이고 이 열에 의한 마그마가 지표로 분출하면서 유황불 지옥이 된 것. 여기에 갈릴레이 형제(이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토) 중 태양계에서 가장 큰 위성인 가니메데와 유로파까지 중력으로 끌어당기고 있어 이오는 그야말로 태양계에서 가장 ‘고통받는 세계’로도 통한다. 한편 지난 2011년 8월에 장도에 올라 2016년 7월 목성 궤도에 진입한 주노는 거대한 가스 행성인 목성에 관해 수많은 데이터를 지금도 보내오고 있다.

태양계에는 행성 주위를 공전하는 수많은 위성이 있다. 이 가운데서 과학자들의 특별한 관심을 모으는 위성이 바로 목성의 위성인 유로파와 토성의 위성인 엔셀라두스다. 둘 다 두꺼운 얼음 지각 아래 생명체가 존재할지도 모르는 바다가 있기 때문이다. 특히 덩치가 더 큰 유로파에 많은 관심이 쏠리고 있다. 현재 유로파 생명체 탐사의 1차 목표는 유로파의 얼음 지각을 뚫고 분출하는 수증기와 얼음 입자에서 생명체의 흔적을 찾는 것이다. 올해 발사 예정인 미 항공우주국(NASA)의 유로파 탐사선인 유로파 클리퍼는 2030년에 유로파에 도달해 관련 정보를 수집할 계획이다. 하지만 유로파 클리퍼가 생명체 징후를 확인하는 것과 별개로 과학자들은 유로파의 얼음 지각을 뚫고 그 안의 바다를 탐사할 계획을 세우고 있다. 생명체의 증거를 발견하지 못한다면 결국 확인을 위해 그 안에 들어가 봐야 하고 만약에 생명체의 징후가 포착된다면 그 생명체의 정체를 확인하기 위해 들어가야 하기 때문이다. 여기서 곤란한 사실은 유로파의 얼음 지각이 매우 두껍다는 사실이다. 유로파의 표면 온도는 평균 영하 171도에 불과해 지구의 빙하와는 비교도 되지 않을 정도로 두꺼운 얼음 지각이 형성되어 있다. 그 두께는 적어도 수십km 이상으로 생각되나 정확한 두께는 아무도 모른다. 우선 두께라도 정확히 알아야 이를 뚫고 들어갈 탐사선을 개발할 수 있기 때문에 많은 과학자들이 이 질문에 대한 답을 구하기 위해 연구하고 있다. 퍼듀 대학 브랜든 존슨 교수와 연구 과학자인 시게루 와키타는 1998년 유로파를 자세히 탐사했던 갈릴레오 데이터를 다시 분석해 얼음 지각의 두께를 계산했다. 연구팀이 사용한 방법은 유로파 표면에 있는 대형 크레이터의 형태와 크기를 분석해서 시뮬레이션을 시행하는 것이다. 특히 얼음이 충격파에 의해 깨지면서 과녁처럼 여러 개의 동심원을 만든 구조에 주목했다.연구팀의 시뮬레이션에 따르면 얼음 지각의 두께는 적어도 20km 이상으로 현재 기술 수준에서 쉽게 뚫고 들어갈 수 있는 수준이 아니다. 만약 내부에 바다에 탐사선을 보내고 싶다면 최소 20km 정도의 얼음을 녹이거나 뚫고 들어갈 방법을 먼저 생각해야 한다. 다만 유로파의 얼음 지각이 모든 곳에서 같은 두께인지, 그리고 최소 20km라면 최대는 얼마인지라는 질문이 여전히 남아 있다. 하지만 오래전 갈릴레오 탐사선이 지구에 보내온 저해상도 이미지로는 이 질문에 대한 답을 찾기 어렵다. 과학자들은 2030년 유로파를 탐사할 유로파 클리퍼에 큰 기대를 걸고 있다. 유로파 클리퍼는 유로파 표면을 스치듯 지나가면서 매우 자세한 정보를 수집해 지구로 전송할 예정이다. 계획대로 된다면 과학자들은 유로파의 얼음 지각의 두께와 구조에 대해 더 정확히 알 수 있을 것이다. 그리고 유로파의 얼음을 뚫기 위한 탐사선의 최소 요구 조건도 확인할 수 있을 것으로 기대된다. 추가로 연구팀은 유로파의 얼음 지각의 나이도 확인했다. 연구팀의 분석에 따르면 유로파의 크레이터는 아무리 오래된 것이라도 5000만 년에서 1억 년 사이에 형성된 것이다. 얼음 지각의 나이 역시 그 정도라는 이야기다. 1억 년은 인간의 관점에서는 영겁의 세월이지만, 우주의 관점에서 보면 사실 매우 최근의 일이다. 화성이나 달 표면에는 수십 억 년 이전 크레이터도 잘 보존된 것과 비교하면 유로파의 얼음 지각이 그냥 꽁꽁 얼어 있는 것이 아니라 끊임없이 새롭게 바뀌고 있다는 이야기다. 연구팀의 모델에서는 얼음 지각의 대류가 서서히 일어나고 있으며 이로 인해 표면의 얼음 지각이 계속해서 변하는 것으로 나타났다. 유로파 클리퍼의 탐사가 본격적으로 시작되면 생명체의 수수께끼를 간직한 유로파의 비밀이 하나씩 드러날 것으로 기대된다. 그리고 언젠가 이 정보를 바탕으로 얼음 지각 아래의 바다를 탐사하는 일에 도전할 것이다.

코페르니쿠스 이전의 중세 천문학의 일단을 보여주는 텍스트가 오스트리아의 한 수도원 도서관에서 발견되어 관심을 끌고 있다. ​ 우연히 발견된 한장 짜리 텍스트는 르네상스와 니콜라우스 코페르니쿠스, 티코 브라헤, 요하네스 케플러, 갈릴레오의 영향을 받기 이전인 중세 천문학에 대한 통찰력을 볼 수 있다. 이 텍스트는 1490년 이전에 베네딕토회 수도사인 볼프강 데 스티리아가 편집한 천문학 강의 노트에서 발췌한 것이다. ​ 텍스트 상단 부분은 지구 중심의 프톨레마이오스 체계에서 월식(사진 왼쪽)과 일식의 원리를 설명하는 기하학을 명확하게 보여준다. ​ 왼쪽 아래에는 프톨레마이오스의 지구 중심 모델에 따른 행성의 움직임을 설명하는 태양계에 대한 프톨레마이오스 관점을 보여주는 다이어그램이 있다. 동심원의 중심에 지구가 있고, 그 바깥으로 달, 수성, 금성, 태양, 화성, 목성, 토성이 차례로 늘어서 있다. 오른쪽 하단에는 율리우스력으로 부활절 일요일 날짜를 계산하는 도표가 실려 있다. ​ 삽화가 들어 있는 이 텍스트는 오스트리아의 역사적인 멜크 수도원에서 발견되었다. 멜크 수도원은 오스트리아 니더외스터라이히주 멜크 마을 위의 베네딕토회 수도원이다. 1089년 오스트리아 변경백인 레오폴트 2세가 자신의 성 중 하나를 람바흐 수도원의 베네딕토회 수도사들에게 주면서 설립됐다. 다뉴브 강이 내려다보이는 암석 언덕 위에 있으며, 바하우 계곡에 인접해 있다.

변리사 시험에 응시할 때 필요한 어학성적의 유효기간이 2년에서 5년으로 연장된다. 특허청은 26일 청년 등 국가시험 응시자의 시간적·경제적 부담을 줄이기 위해 공인어학시험 성적 인정 기간을 완화하는 내용의 ‘변리사법’ 시행령 등 6개 대통령령 일괄 개정안이 공포됐다고 밝혔다. 개정안은 지난해 10월 국민권익위원회의 ‘국가 자격시험의 공인어학 시험성적 인정 기한 확대’ 관련 제도개선 권고 후속 조치로 오는 27일부터 시행된다. 변리사 시험 응시자의 2022년 토익시험 성적 유효기간이 2024년 5월까지인 경우 종전에는 2024년까지만 해당 성적을 인정받을 수 있었으나 개정에 따라 오는 2027년까지 성적을 인정받을 수 있다. 변리사 1차 시험 과목인 영어를 대체하는 공인어학 성적 인정 기간을 연장받기 위해서는 개정안 시행 예정일 이후 만료되는 성적을 어학 시험 시행기관에서 정한 유효기간 만료 전에 한국산업인력공단 누리집에 사전 등록해 확인받아야한다. 목성호 특허청 산업재산정책국장은 “그간 수험생들이 어학 시험 점수 확보를 위해 2년마다 성적을 갱신해야 했는데 이번 개정으로 수험생들의 어학 시험 준비에 따른 부담을 크게 줄일 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

기업이 보유한 지식재산(IP)을 활용해 자금을 조달할 수 있는 국내 IP 금융 규모가 올해 10조원을 돌파할 전망이다. 25일 특허청에 따르면 IP 금융 규모 조사 결과 지난해 기준 잔액이 9조 6100억원으로 집계됐고, 지난해 신규 공급액은 3조 2406억원에 달했다. 최근 3년간(2021~23년) 연평균 26.5% 증가하는 등 IP 금융의 성장세가 이어지고 있다. 유형별로는 은행이 IP를 담보로 돈을 빌려주는 IP 담보 대출이 2조 3226억원, 우수 기업에 투자하는 IP 투자 3조 1943억원, 보증기관이 IP에 대해 보증서를 발급하고 은행이 대출해주는 IP 보증 4조 931억원 등이다. 지난해 신규 공급된 IP 금융은 IP 담보 대출 9119억원, IP 투자 1조 3365억원, IP 보증 9922억원 등 총 3조 2406억원이다. 담보대출은 고금리 영향으로 전년(9156억원) 대비 소폭(37억원) 감소했지만 신용 등급이 높지 않은 비우량 기업(BB+등급 이하) 비중이 84.2%에 달하는 등 우수한 기술력을 보유한 저 신용기업에게 중요한 자금 공급원이 되고 있다. 이차전지 및 자동화 장비 제조기업 A사는 이차전지 관련 특허 7건에 대한 가치평가를 통해 100억원 상당의 운영 자금을 확보해 전년 대비 2배 이상의 매출 및 영업이익을 달성했다. 수출 실적도 급증해 지난해 무역의 날 1억 달러 수출의 탑을 수상했다. 투자는 2022년 1조원을 돌파한 후 증가 추세를 이어가고 있다. 정부가 모태펀드 출자로 투자 기반을 구축하고, 벤처캐피털 등 민간투자 기관·기업 참여가 확대되는 등 마중물 역할이 기대된다. 보증은 담보대출을 이용하기 어려운 창업 초기 기업 등에게 효과적인 자금조달 수단으로 활용이 늘고 있다. 목성호 특허청 산업재산정책국장은 “기업은 IP에 잠재된 미래 가치를 IP 금융을 통해 현실화할 수 있다”면서 “혁신기업들이 IP 금융을 활용해 자금을 조달하고 지속해 성장할 수 있도록 지원을 확대해 나가겠다”라고 밝혔다.

심우주에서 4개월 넘게 사실상 지구와의 통신이 뚝 끊겼던 미 항공우주국(NASA)의 최고령 탐사선 보이저 1호가 해독이 가능한 신호를 보낸 것으로 알려졌다. 최근 NASA는 보이저 1호로부터 드디어 엔지니어들이 해독할 수 있는 의미있는 신호를 받았다고 밝혔다. 앞서 지난해 11월 보이저 1호는 통신계통의 결함으로 인해 지구와의 교신이 사실상 두절됐다. NASA에 따르면 보이저 1호의 엔지니어링 정보와 데이터를 수집하는 비행데이터시스템(FDS)이 탐사선의 통신장치(TMU)와 소통을 못하면서 지구와의 통신이 문제를 일으켰다. FDS가 탐사선의 정보를 데이터 패키지로 컴파일한 다음 TMU를 사용하여 지구로 전송하기 때문이다. 이후 보이저 1호는 0과 1이 반복되는 패턴의 의미없는 신호를 끊임없이 지구로 보내 사실상 통신이 끊겼다. 이때부터 NASA 과학자들은 다시 보이저 1호와 소통하기 위해 다양한 시도를 해왔으며 이번에 의미있는 결과를 낸 셈이다. 다만 보이저 1호 자체가 1970년 대 기술로 만들어져 이번 통신 문제의 원인을 찾은 것일 뿐 본질적인 해결책이 될 수는 없다. 그러나 결과적으로 47년 전 발사된 보이저 1호의 임무가 아직도 끝나지 않았다는 것을 몸으로 보여준 셈이다. 보이저호의 47년 역사와 성과 보이저호는 지난 1977년 8월 20일, 인류의 원대한 꿈을 안고 머나먼 우주로 발사됐다. 당시 첫번째 발사 주인공은 보이저 2호(Voyager 2)다. 보이저 2호는 ‘2호’라는 타이틀 탓에 보이저 1호에 가려져 있지만 사실 1호가 보름 더 늦게 발사됐다. 쌍둥이 탐사선 보이저 1, 2호는 목성과 토성까지는 비슷한 경로로 날아갔지만 이후 보이저 1호는 곧장 지름길을 이용해 태양계 밖으로, 2호는 천왕성과 해왕성을 차례로 탐사했다. ‘인류의 피조물’ 중 가장 멀리 간 보이저 1호는 현재 지구로부터 약 240억㎞ 떨어진 성간 우주(interstellar space)를 비행 중이다. 이 정도면 지구에서 쏜 전파가 보이저 1호에 닿기까지 거의 하루(22.5시간)가 걸리는 머나먼 거리다.보이저 1호의 그간의 성과는 눈부시다. 당초 보이저호의 목표는 목성과 토성을 탐사하는 4년 프로젝트였지만 이미 그 10배 넘게 탐사 활동을 이어가며 놀라운 노익장을 과시하고 있다. 보이저 1호는 1979년 목성에 다가가 아름다운 목성의 모습을 지구로 보냈으며 이듬해에는 토성의 고리가 복잡한 구조를 가지고 있다는 것도 최초로 확인해주었다. 특히 보이저 1호는 1990년 2월 14일, 인류 역사상 ‘가장 철학적인 천체사진‘인 ‘창백한 푸른 점’(Pale Blue Dot)을 촬영해 지구로 보냈다. 당시 미국의 유명 천문학자인 칼 세이건(1934~1996)의 아이디어로 보이저 1호는 카메라를 지구 쪽으로 돌려 지구-태양 간 거리의 40배인 60억㎞ 거리에서 지구를 잡아냈다. 보이저호의 미래 보이저호는 방사성 동위원소 열전 발전기(RTG)라는 원자력 배터리의 힘으로 구동되는데 안타깝게도 수명이 거의 끝나가고 있다. 남아있는 전력을 다쓴 2030년 이후 보이저호는 지구와의 통신이 완전히 끊긴다. 그렇다고 해도 보이저호의 항해는 쉼없이 이어지며 임무도 완전히 끝나는 것이 아니다. NASA에 따르면 약 300년 후 보이저호는 우리 태양계를 둘러싸고 있는 혜성들의 고향 오르트 구름 언저리에 이르며 지구에서 가장 가까운 항성인 프록시마 센타우리에 도착하는 시점은 무려 1만 6700년 후다. 또한 보이저호는 60개의 언어로 된 인사말과 이미지, 음악 등 지구의 정보가 담긴 황금 레코드판을 싣고있는데 이를 외계인에게 전달하는 것이 마지막 임무다.