블랙홀 주변에서 블랙홀의 흡입력보다 더 강력한 자기장이 발견되었다. 사건지평선 망원경(EHT) 국제공동연구팀은 M87 은하 중심에 있는 초대질량 블랙홀의 편광 관측 영상을 24일 최초로 공개했다. 인류 역사상 최초로 관측한 블랙홀 이미지가 공개된 후, 천문학자들은 다시 한번 블랙홀에 관한 놀라운 이미지를 잡아냈다. 블랙홀 주변을 감싸고 있는 강력한 자기장을 발견한 것이다. 이 작업은 거대한 천체에 대한 새로운 시각을 제공하는 것으로, 자기장이 블랙홀 근처에서 어떻게 거동하는지 알아낼 수 있는 실마리를 찾아줄 것으로 기대된다. 블랙홀은 빛까지도 탈출할 수 없는 강력한 중력을 가진 불가사이한 천체로, 주위의 모든 물질을 빨아들이며 시공간마저 일그러뜨린다. M87 내 초대질량 블랙홀은 태양보다 65억 배 더 무거운 것으로 알려져 있다. 블랙홀의 중력에 사로잡혀 빨려들어가는 물질 일부는 제트(가스 폭풍) 형태로 우주공간으로 방출된다. 흡입 방향과 반대로 작용하는 힘이 있다는 뜻인데, 그동안 이 과정이 베일에 싸여 있었다. 2019년, EHT 국제공동연구팀은 지구에서 5500만 광년 떨어진 M87 은하 중심에 있는 블랙홀의 이미지를 최초로 잡아내는 데 성공했다. M87은 처녀자리 은하단 중심부의 거대 은하다. 이미지는 블랙홀의 그림자인 어두운 중심이 있는 밝은 링을 보여준다. 이 이미지를 캡처하는 과정에서 천문학자들은 블랙홀 주변에서 상당한 양의 편광을 발견했다. 편광된 빛의 파장은 편광되지 않은 빛에 비해 방향과 밝기가 다르다. 또한 빛이 자화된 뜨거운 공간에서 방출될 때 빛이 편광판을 통과할 때처럼 편광된다. 이처럼 편광된 빛은 자기장이 존재한다는 신호이기 때문에 이 이미지는 블랙홀 고리가 자화되어 있음을 분명히 보여준다. “이는 사건지평선에 아주 근접한 자기장에 의해 블랙홀 고리로부터 방출이 이루어진다는 것을 분명히 보여주는 사례”라고 EHT 편광측정 그룹의 코디네이터 모니카 모스키보로츠카 박사가 밝혔다. 천문학자들이 블랙홀 가장자리 근접한 곳에서 편광을 측정할 수 있었던 것은 이번이 처음으로, 이 블랙홀에 대한 새로운 이미지는 블랙홀의 또다른 놀라운 모습을 드러낸 것일 뿐만 아니라, M87에서 방출되는 강력한 제트에 대한 새로운 정보를 담고 있다. 모스키브로츠카 박사는 “첫 번째 이미지에서는 제트의 강도만 보여주었다”면서 “이제 원본 이미지 위에 편광 정보를 추가로 공개한다”고 설명했다.EHT 이론작업 그룹 코디네이터 제이슨 덱스터 콜로라도대 교수는 “새로운 편광 이미지는 블랙홀 근처의 가스에 관한 많은 정보를 비롯해, 블랙홀이 어떻게 성장하고 제트를 발사하는지에 대한 중요한 과정을 보여준다”며 “M87 블랙홀 주변의 뜨거운 가스 일부는 가장자리 자기장의 압력으로 블랙홀의 중력 에너지를 이기고 밖으로 밀려 제트 형태로 멀리 날아가고, 나머지는 자기장에 끌려 사건지평선으로 나선운동하며 떨어진다”고 밝혔다. 사건지평선은 블랙홀의 안과 밖 경계면을 말한다. 사건지평선을 넘는 순간 어떤 물체도 바깥으로 탈출할 수 없어 이런 이름을 얻었다. 블랙홀 이미지를 잡아낸 사건지평선 망원경(EHT)은 미국 애리조나, 하와이, 칠레, 스페인, 멕시코, 남극 대륙 등 세계 곳곳의 8개 전파망원경으로 지구 규모로 구성한 가상 전파망원경을 말한다. 이 전파망원경으로 2017년 4월 M87 중심부의 블랙홀 이미지를 생성해내는 쾌거를 이룩한 것이다. EHT 국제연구팀은 한국천문연구원을 비롯해 세계 65개 기관 소속 300여 명의 연구진으로 구성되었으며, 이 연구팀에 참여하는 한국 연구자들 10명은 미국 하와이 소재 제임스클럭맥스웰망원경과 칠레 아타카마 망원경을 이용해 M87 블랙홀 편광 관측 영상을 만드는 데 기여했다. EHT 한국연구팀을 이끌고 있는 손봉원 천문연 책임연구원은 “연세대, 울산대, 제주 중문에 설치된 전파망원경을 연결한 한국우주전파관측망(KVN)을 토대로 M87 주변 강착원반과 제트 등에 대한 추가 관측을 수행하고 있다”고 밝혔다. 이 연구는 3월 24일(현지시간) ‘천체물리학 저널 회보’에 2개의 논문으로 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

단단한 두개골 속에 자리 잡은 말랑말랑한 순두부 같은 형태의 신체조직 ‘뇌’.뇌 덕분에 행복했던 순간을 기억해 낼 수 있고 예술작품이나 자연을 보고 들으면서 아름다움을 느낄 수 있다. 치매, 알츠하이머, 파킨슨병, 우울증같이 현대인을 괴롭히는 많은 질환도 모두 뇌에서 문제가 발생하면서 나타나는 것들이다. 과학기술의 발달로 먼 은하계를 관찰해 무슨 일이 일어나는지 알 수 있고 미립자의 세계까지도 탐구하고 있지만, 우리 두 귀 사이에 존재하는 이 작은 기관은 여전히 베일 속에 감춰져 있다. 무게 1.4㎏으로 몸무게의 약 2%에 불과한 여러 신체기관 중 하나이지만 몸속으로 들어오는 산소 15%, 포도당 50%를 사용하고 있다. 1000억개의 신경세포로 연결돼 있으며 이들이 여러 형태로 얽혀 1000조개에 이르는 시냅스를 구성하고 있는 뇌는 인간을 인간답게 만드는 기관이자, 작은 우주이다. 사람과 유인원, 특히 침팬지는 유전자의 99%가 일치하지만, 외모는 물론 여러 기관의 형성에서 차이를 보인다. 대표적인 기관이 뇌이다. 과학자들은 오랫동안 침팬지와 고릴라의 뇌에 비해 3배 이상 많은 뉴런을 가진 인간의 뇌가 어디에서 차이를 보이며 성장하는지를 탐구해 왔다.영국 MRC 분자생물학연구소, 케임브리지대 응용수학·이론물리학과, 독일 하노버의대 중개·재생의학연구센터, 말기·폐쇄성폐질환 생의학연구소, 미국 듀크대 생물학과 공동연구팀은 유인원의 뇌 오가노이드와 인간의 뇌 오가노이드를 만들어 비교한 결과 인간의 뇌로 성장하는 데 핵심적인 분자 스위치를 찾아내고 그 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 25일자에 발표했다. 오가노이드(장기유사체)는 줄기세포를 배양하거나 재조합해 신체 장기와 유사하게 만든 것이다. 이번 연구를 이끈 매들린 랭커스터 영국 MRC 분자생물학연구소 박사는 2013년 신경줄기세포를 이용해 사람의 뇌 오가노이드를 처음으로 만든 연구자로 널리 알려졌다. 뉴런은 줄기세포에서 유래한 신경전구세포가 분화돼 만들어진다. 원통 형태의 신경전구세포는 동일한 모양의 딸세포로 쉽게 분화되는데 신경전구세포가 더 많이 증식될수록 많은 뉴런이 만들어진다. 신경전구세포가 충분히 증식되고 성숙하면 원뿔 형태로 변하게 되고 증식 속도가 낮춰지면서 뇌세포가 완성된다. 연구팀의 실험에 따르면 고릴라와 침팬지 같은 유인원 뇌 오가노이드는 이 같은 전환이 5일 만에 이뤄지는데 사람의 뇌 오가노이드는 7일이 걸린다는 것이 확인됐다. 사람의 신경전구세포가 유인원보다 더 오랫동안 원통 모양을 유지하면서 더 많은 분열을 일으켜 뇌신경세포를 만들어 낸다는 것이다. 이 과정을 통해 사람의 뉴런 숫자는 유인원보다 3배 이상 많아지게 된다.연구팀은 이 같은 차이를 보이는 이유를 밝혀내기 위해 인간과 유인원의 뇌 오가노이드에서 발현되는 유전자들을 비교했다. 그 결과 ‘ZEB2’라는 유전자가 뇌 발달의 핵심이라는 점을 확인했다. 실제로 고릴라의 신경전구세포에서 ZEB2 발현을 제어해 신경전구세포의 분화기간을 길게 만든 결과 고릴라의 뇌 오가노이드는 사람의 뇌 오가노이드와 비슷한 크기로 발달하는 것이 관찰됐다. 반면 사람의 뇌 오가노이드에서 ZEB2 유전자 발현을 촉진시켜 분화기간을 줄이면 유인원의 뇌 오가노이드와 비슷하게 되는 것이 관찰됐다. 랭커스터 박사는 “이번 연구는 인간과 유인원의 뇌 발달 차이를 구체적으로 보여 주는 첫 연구로 세포 모양의 단순한 진화적 변화가 뇌의 최종 형태를 다르게 만든다는 것은 매우 놀라운 발견”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국을 포함해 전 세계 65개 연구기관 과학자들이 참여한 ‘사건지평선망원경’(EHT) 프로젝트 국제공동연구팀이 초대형 블랙홀의 편광 현상을 최초로 관측하고 고해상도로 촬영하는 데 성공했다. 이론적으로만 알려져 있던 블랙홀이 빛을 포함한 물질을 빨아들이고 또 내뱉는 과정을 밝혀낸 이번 연구 결과는 ‘천체물리학 저널 레터스’ 24일자에 2편의 논문으로 실렸다. EHT 연구팀은 약 2년 전인 2019년 4월 10일 지구로부터 5500만 광년 떨어진 처녀자리은하단에 속한 M87 블랙홀 사진을 처음 공개했다. 이후 연구팀은 M87에 대한 지속적 관측과 분석을 통해 블랙홀 주변의 빛이 편광된다는 것을 발견했다. 편광은 빛이 특정 방향으로 진동해 꺾여 나가는 것을 말한다. 블랙홀은 빛조차 빠져나갈 수 없게 강력한 중력을 가진 것으로 알려져 있지만 실제로는 주변 물질을 빨아들이기도 하고 방출하기도 한다. 운 좋게 블랙홀 중력에서 벗어난 물질은 블랙홀 위아래 방향으로 강력하게 분출되는 제트라는 형태로 멀리까지 날아가게 된다. 문제는 이 같은 블랙홀에서 만들어지는 제트가 어떻게 은하 크기보다 더 크게 형성되는지 아직까지 명확히 밝혀지지 않았다는 것이다. 편광 현상을 관측하면 블랙홀 외곽에서 물질의 유입 여부를 확인할 수 있다. 이번 관측으로 M87 블랙홀 가장자리에는 예상보다 강력한 자기장이 존재한다는 것을 알게 됐다. 또 블랙홀 주변 자기장이 물질의 유입과 방출을 일으킨다는 것을 상세하게 관측하게 됐다. 연구 책임자인 제이슨 덱스터 미국 콜로라도 볼더대 교수는 “M87 블랙홀 주변의 뜨거운 가스 일부는 블랙홀의 강한 중력을 이기고 제트 형태로 날아가지만 나머지는 자기장에 끌려 나선운동을 하며 빨려 들어간다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

대학에서 연구원으로 자리를 옮긴 지 1년 만에 좋은 기회가 생겨 이번 학기에 이화여자대학교에서 대학원 수업을 맡게 되었다. 오랜만에 강의를 다시 하게 되니 설레는 마음과 함께 학생들을 가르치는 것이 얼마나 큰 축복인지 새삼 깨닫게 된다. 누구나 학창 시절에 감명 깊게 들었던 수업이 한두 개쯤 있듯이 필자에게도 기억에 남는 수업이 있다. 그중 하나가 벌써 40년 전 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA)에서 들었던 언어학개론 수업이다. 대형 강의실에서 수백 명이 함께 수강하는 교양과목이라 별 기대 없이 신청한 수업이었다. 그런데 이 수업에서 교수는 한글에 관한 내용을 자주 예로 들었다. 미국인 교수가 한글을 언급하는 것 자체도 반갑고 인상적이었지만, 어떤 질문을 해도 막힘없이 설명하는 것이 감탄스러울 정도였다. 어느 날 한 학생이 모음 ‘ㅡ’ 발음을 어떻게 하는지 질문했다. 교수는 학생들을 향해 혹시 이 모음을 발음해 줄 수 있는 한국인이 있는지 물어보았다. UCLA에는 한국 학생들이 많았기 때문에 누군가는 일어나서 답을 할 줄 알았는데 아무도 일어서지 않았다. 결국 교수가 직접 설명을 하게 되었다. 영어에는 ‘으’ 발음이 없는 것으로 알고 있었던지라 필자는 과연 어떻게 답할지 궁금했었다. “‘굿모닝’이라고 인사할 때 친한 친구들끼리는 더 친밀하게 ‘그~으~읏 모닝’이라고 하지? 그때 나오는 ‘으’ 발음이 바로 한글 모음의 ‘ㅡ‘와 같다”고 아주 정확하게 설명하는 것이었다. 그 수업을 통해 언어학적으로 한글 연구가 매우 중요하다는 것을 알게 되었고, 한국계 이민자로서 자긍심도 갖게 되었다. 나중에 강단에 섰을 때 롤모델로 떠올리며 내가 하는 학문에 대한 깊이와 자신감을 갖고 학생들을 가르치고 싶다는 열망을 갖게 한 소중한 수업이었다. 또 하나의 신선한 충격으로 기억되는 것은 대학원에서의 원자물리 수업이었다. 수업의 질은 말할 것도 없이 훌륭했지만 더 기억에 남는 것은 기말고사 방식이었다. 최근 발표된 전공 관련 논문을 임의로 선택해 교수 앞에서 설명하는 것으로 시험을 대신했던 것이다. 시험지에 답안을 적는 것에 익숙했던 학생들은 적잖이 당황할 수밖에 없었으며, 특히 영어가 완벽하지 않은 외국인 학생들은 더욱 부담스럽고 불공평하다고 생각되었다. 필자는 최선을 다해 발표를 준비했고 교수의 질문에 답변도 잘했다고 생각했지만 최고 학점을 받지는 못했다.세월이 흐른 뒤, 이런 방식의 발표시험이 첨단 연구를 깊이 있게 파악하는 데 큰 도움이 된다는 것을 깨닫게 되었다. 해외 학회에서 발표할 때도 당시 기말고사를 준비하던 심정으로 예상 질문과 답변을 정리하는 습관이 발표의 질을 높이는 데도 도움이 되었다. 학생들 발표를 듣고 문답을 진행하려면 지필시험보다 더 많은 수고가 필요했을 텐데, 이런 귀중한 경험을 하게 해 주신 분은 바로 2012년 노벨물리학상을 수상한 세르주 아로슈 교수이다. 지난 20여년간 강의실에 들어가기 전에 항상 최선을 다해 가르치겠다는 마음으로 임했다. 100명의 학생이 듣는 수업에서 나의 1시간은 동시에 수업을 듣는 이들의 귀중한 100시간이기 때문이다. 그럼에도 돌이켜 보면 아쉬움과 부족함이 많았기에 마지막이 될 수 있는 이번 학기 강의는 더욱더 최선을 다하겠다고 다짐해 본다. 오랜만에 다시 찾게 된 캠퍼스에는 봄꽃들이 기지개를 켜기 시작했고, 일부 대면 강의 덕분에 학교를 찾은 학생들로 조금씩 활기를 되찾아 가고 있는 희망찬 봄날이다.

은하 중심에는 거대 질량 블랙홀이 존재한다. 우리은하 중심에는 태양 질량의 400만 배에 달하는 거대한 블랙홀이 있으며 심지어 태양 질량의 수십억 배에 달하는 초거대 질량 블랙홀도 존재한다. 이런 거대 질량 블랙홀은 단순히 은하에서 가장 큰 블랙홀이 아니라 은하의 진화에 결정적인 영향을 미치는 중요한 존재다. 특히 과학자들에게는 은하는 물론 우주의 진화를 이해하는 데 매우 중요한 천체라고 할 수 있다. 그런데 거대 질량 블랙홀이 생성 과정은 여전히 베일에 가려 있다. 은하 중심이 은하에서 가장 물질 밀도가 높은 곳이기 때문에 여기에 있는 블랙홀은 쉽게 질량을 모아 금세 초거대 질량 블랙홀로 성장할 수 있을 것 같지만, 태양 질량의 수백 배에 달하는 별이 죽어서 남기는 항성 질량 블랙홀은 의외로 물질을 흡수할 수 있는 범위가 넓지 않다. 많아 봐야 태양 질량의 수십 배 수준인 항성 질량 블랙홀이 서서히 커져 지금 우리가 보는 거대 질량 블랙홀이 되려면 상당한 시간이 필요하다. 그러나 과학자들은 허블 우주망원경을 통해 우주 초기부터 엄청난 속도로 성장하는 거대 질량 블랙홀을 관측했다. 이 모순된 결과를 설명하기 위해 대만 중앙 연구원 산하의 천체 물리학 연구소인 ASIAA(Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics)와 일본 국립 천문대의 과학자들은 새로운 가설을 제시했다. 연구팀이 제시한 대안은 간단하다. 기존 이론으로는 설명할 수 없는 초거대 질량 별이 있었다고 가정하는 것이다. 현재 우주에서 가장 무거운 별이라도 태양 질량의 수백 배는 넘지 않는다. 별의 질량이 커질수록 별이 생성하는 에너지가 기하급수적으로 커지면서 주변으로 물질을 방출하기 때문이다. 그러나 연구팀은 우주 초기에 물질 밀도가 지금보다 훨씬 높았던 시기에 태양 질량의 1만~10만 배에 달하는 초거대 질량 별이 존재할 수 있다고 주장했다. 물론 이런 별은 순식간에 초신성 폭발과 함께 최후를 맞이하게 된다. 그리고 그 후에는 항성 질량 블랙홀보다 훨씬 무겁고 강한 중력을 지닌 블랙홀을 남긴다. 이 가설이 옳다면 우주 초기 은하 중심에 생각보다 더 크고 강력한 블랙홀이 존재하는 이유를 쉽게 설명할 수 있다. 연구팀의 가설이 옳다면 우주 극초반에 지금까지 관측하지 못했던 매우 강력한 초신성 폭발이 존재했을 것이다. 연구팀은 시뮬레이션을 통해 이런 초신성이 지니는 특징을 연구했다. 하지만 이론적으로 예측된 거대 초신성 폭발은 현재 존재하는 망원경으로는 관측할 수 없다. 우주의 먼 과거를 관측하기 위해서는 더 먼 거리를 볼 수 있는 강력한 망원경이 필요하다. 연구팀은 올해 발사 예정인 제임스 웹 우주 망원경(JWST)이 이 가설을 검증할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

아인슈타인보다 높은 지능지수(IQ)를 가진 멕시코의 8살 천재 대학생이 현지 언론에 소개돼 화제다. 보통은 초등학교에 들어갈 나이지만 이미 어엿한 대학생이 된 알다라 페레스가 화제의 주인공. 우주인이 되어서 우주를 여행하고 화성을 정복하고 싶다는 게 천재성을 가진 어린 대학생의 꿈이다. 5살에 초등과정 이수, 6살에 중고과정 완료, 7살에 대학 입학 등 페레스가 지금까지 밟아온 학업 과정을 보면 입이 딱 벌어질 정도로 초특급이지만 우여곡절도 많았다. 페레스는 3살 때 어린이집에 들어갔지만 적응하지 못했다. 블록을 쌓지 않고 길게 연결하면서 무언가를 골똘히 생각하는 그를 두고 주변에선 "친구들과 어울리지 못하는 아이"라고 수군대곤 했다.주변의 놀림과 따돌림이 심해지면서 결국 어린이집 다니기를 포기한 페레스는 아스퍼거증후증(대인관계에서 상호작용에 어려움이 있고 관심 분야가 한정되는 정신과 질환) 판정을 받기도 했다. 그런 페레스를 살려(?)낸 건 엄마였다. 딸에게 무언가 남다른 점이 있다는 사실을 알아챈 엄마는 페레스를 영재학교에 입학시켰다. 페레스는 여기에서 비로소 두각을 나타내기 시작했다. 입학 직후 실시한 검사결과 페레스는 IQ 162인 지구촌 최상위권 천재였다. IQ만 본다면 아인슈타인보다 한 수 위인 셈이다. 어린이집에서 친구들과 어울리지 못한 것도 한참 뒤떨어진 수업에 흥미를 느끼지 못했기 때문이었다. 문제는 돈이었다. 영재학교를 계속 다니기 위해선 적지 않게 드는 학비가 드는데 평범한 서민인 부모로선 감당하기 힘들었다. 결국 영재학교를 그만둔 페레스는 엄마와 함께 공부하면서 초등학교와 중고 과정을 2년 만에 마쳤다. 이제 대학에 들어갈 차례. 하지만 여기에서 페레스는 또 다시 벽에 부닥쳤다. 멕시코 최고 명문인 멕시코국립자치대학교(UNAM)의 문을 두드렸지만 "나이가 너무 어려 공립학교에선 받아줄 수 없다"며 입학을 거절당한 것. 대학 측은 "청강생으로 온다면 수업에 참석할 수 있도록 하겠지만 나이 때문에 정식 학생으론 받아줄 수 없다"고 했다. 엄마는 "전형적인 관료주의 문턱을 넘지 못한 것"이라고 당시를 회고했다. 페레스의 천재성을 알아본 미국 애리조나대학이 장학금까지 제공하며 입학을 허가했지만 미국으로 훌쩍 떠날 수도 없었다. 돈 때문이었다. 엄마는 "유학수속을 하는 데 들어가는 돈을 마련하기도 힘들었다"며 "당장은 유학의 꿈을 보류할 수밖에 없었다"고 말했다. 다행히 멕시코에서도 장학금을 주겠다는 대학이 나왔다. 멕시코의 방송통신대학 격인 CNCI와 멕시코기술대학(UNITEC)이다. 페레스는 2개 대학에 동시 입학, CNCI에서 컴퓨터공학을, UNITEC에서 수학을 각각 전공하고 있다. 8살에 벌써 2학년 대학생이 된 페레스는 인터뷰에서 "언젠가 미국으로 유학을 가고 싶다"며 "우주물리학을 전공하고 우주인이 되고 싶다"고 말했다. 화성을 개척하는 게 꿈이라고 덧붙였다. 손영식 해외통신원 voniss@naver.com

태양계 최대 행성인 목성의 극지방에서 볼 수 있는 화려한 자외선 오로라가 생성되는 원인이 밝혀졌다. 미국항공우주국(NASA)과 벨기에 리에주대 공동연구진은 목성 탐사선 주노의 자료를 분석해 목성에서 오로라가 발생하는 원인은 태양풍이 아니라 목성의 위성인 이오의 대기에서 방출되는 하전입자의 영향이라는 점을 알아냈다. 이오는 태양계에서 화산 활동이 가장 활발한 천체로 알려져 있다. ‘새벽 폭풍’으로도 불리는 목성의 오로라는 이름 그대로 이른 새벽 이 거대한 가스 행성의 북극과 남극을 밝게 비춘다. 목성의 오로라는 지구의 극지방 상공을 가로지르는 오로라 부폭풍과 비슷한 방식으로 생성된다. 목성 역시 지구와 마찬가지로 자기장과 반응하는 하전입자를 포획해 빛을 생성하지만, 하전입자는 태양풍 패턴과 일치하지 않아 대부분 이오에서 날아온다는 것을 연구진은 알 수 있었다.1994년 허블 우주망원경에 의해 처음 발견된 목성의 오로라는 일시적이지만 강렬한 빛을 내뿜는다. 주노 탐사선 이전에는 목성의 극지방 위를 똑바로 관측하지 않았기에 목성의 오로라는 측면에서만 볼 수 있었다. 게다가 이전에는 목성의 어두운 쪽인 암흑면에서 무슨 일이 일어나는지 전혀 알 수 없었지만, 주노 탐사선 덕분에 이곳에서 목성의 오로라가 생성되는 것을 알아낼 수 있었다. 이에 대해 연구 주저자인 리에주대의 베르트랑 본폰드 박사는 “이점이 바로 주노 자료가 진정한 판도를 바꾸는 이유다. 따라서 우리는 목성 오로라가 발생하는 암흑면에서 무슨 일이 일어나고 있는지를 잘 이해할 수 있다”고 설명했다.주노 탐사선에 탑재된 자외선 분광기에서 나온 이번 결과는 목성의 극지방 위에 펼쳐진 이 이질적이고 일시적인 오로라의 탄생 과정을 보여준다. 연구진은 또 목성의 오로라가 목성의 암흑면에서 생성되고 나서 목성의 자전에 따라 낮 쪽으로 회전하면서 모습을 드러내는 것을 발견했다. 이때 목성의 오로라에서는 한층 더 빛을 발하며 몇백에서 몇천 기가와트의 자외선을 우주로 방출한다. 이처럼 빛의 광도가 급증하는 것은 목성의 오로라가 목성 대기권 밖으로 적어도 10배의 에너지를 방출하고 있다는 것을 뜻한다.자세한 연구 결과는 미국지구물리학회(AGU)가 발행하는 공개학술지 ‘에이지유 어드밴시스’(AGU Advances) 최신호(3월 16일자)에 실렸다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

조인호(62) 이화여대 의대 교수가 범부처재생의료기술개발사업 사업단장으로 선임됐다고 과학기술정보통신부와 보건복지부가 17일 밝혔다. 사업단은 재생의료분야 핵심·원천기술 확보를 통해 줄기세포·유전자 등을 활용한 치료제와 치료기술 개발을 지원하는 역할을 하며 오는 7월부터 2030년까지 10년간 정부 예산 5423억원이 투입된다. 조 단장은 뉴욕주립대 생물물리학 박사학위를 받은 뒤 국립보건원 생명의과학센터장, 이화의료원 첨단의생명연구원장 등을 역임한 재생의료 전문가다.

“사람은 자신이 원하는 것을 할 수 있지만, 자신이 원하는 것을 원할 수는 없다.” 독일 철학자 쇼펜하우어의 말이다. 무슨 뜻인지 알쏭달쏭 난해하다. 하지만 ‘성격은 운명’이라는 말과 같은 맥락이라고 이해하면 되지 않을까. 형상기억합금에 비유할 수도 있다. 삼각형 기질을 갖고 태어난 사람이 부모나 선배 권유로 사각형의 길을 ‘원해서’ 선택하지만, 결국 방황 끝에 자신의 길이 아님을 깨닫고 삼각형으로 되돌아오는 경우다. 본인이 원한다고 해도 자신의 성향을 바꾸기 어려운 성소수자의 입장도 여기에 해당할 것이다. 쇼펜하우어의 이 말을 누구보다 좋아했던 인물은 물리학자 아인슈타인이다. 그는 쇼펜하우어의 말을 발판삼아 철학적 의미에서 인간에게는 자유가 없다고 말하기도 했다. 모든 인간은 외적인 강제뿐만 아니라 내적인 필요에 따라 행동한다는 것이다. 아인슈타인이 ‘관용’의 필요성을 강력하게 옹호한 것도 이 때문이다. 미국 철학자 윌리엄 제임스는 철학자들을 ‘부드러운 정신’의 소유자와 ‘딱딱한 정신’의 소유자로 나누는 유명한 구분법을 세운 바 있다. 이 구분법은 ‘타세계적 인간’과 ‘현세계적 인간’으로 바꾸어 표현할 수도 있는데, 철학자뿐만 아니라 모든 사람에게 확대 적용할 수 있다. 모든 인간에게는 타고난 재능과 품성과 성향, 다시 말해 ‘달란트’가 있다. 그러나 한국 사회는 모든 사람을 권력과 금력 순서로 ‘앞으로 나란히’ 세우는 풍토로 말미암아 많은 타세계적 인간이 현세계적 영역에 매달리고 있음을 본다. 그 결과 미래의 셰익스피어가 대기업 총수를 꿈꾸는가 하면, 미래의 칸트가 국회의원 금배지에 넋을 빼앗기는 안타까운 현실이 빚어진다. 국가적으로나 사회적으로 이런 낭비가 없다. “너 왜 의사 하냐?” “엄마가 하라고 해서요.” 대학병원 교수와 신참 수련의가 나눈 대화다. TV 드라마 ‘SKY캐슬’의 한 장면이다. 젊은이들이 진로와 적성을 스스로 찾지 못하는 세태를 풍자한 대사에 많은 이들이 공감했다. 물질 만능 세상에서 돈이면 그만이지 자아 발견이 대수냐고 할지 모르겠다. 하지만 돈 때문에 한 번뿐인 인생을 낭비하도록 몰아대는 시스템은 사회 전체를 위해서도 바람직하지 않다. 우리의 제도 교육은 재능과 개성을 메피스토펠레스에게 팔아넘기는 출세주의자들을 양산하고 있는 것 아닐까. 3월 신학기에 떠오른 생각이다. 우석대 역사교육과 명예교수

태양 질량의 무려 300만 배에 달하는 초거대 블랙홀이 상상 이상의 속도로 우주를 이동하고 있다는 사실이 밝혀졌다. 미국 하버드대학과 스미스소니언 천체물리학 관측소 공동 연구진은 지구에서 2억 3000만 광년 떨어진 은하 ‘J0437 + 2456’에서 시간당 11만 마일(17만 7000㎞)의 속도로 이동하는 블랙홀을 확인했다고 밝혔다. 일반적으로 초거대 질량 블랙홀은 그 무게와 질량 등의 이유로 같은 자리에 머문 채 관측됐다. 이론적으로 제자리에 있지 않고 활발하게 움직이는 초거대 질량 블랙홀도 존재할 수 있지만, 이 이론에 대한 증거를 찾는 일은 쉽지 않았다. 현재는 붕괴된 푸에르토리코의 아레시보 망원경과 하와이의 쌍둥이자리 천문대에서 발견한 이 블랙홀은 초거대 질량 블랙홀도 빠르게 우주에서 이동할 수 있다는 것을 보여주는 대표적인 사례가 될 것으로 연구진은 기대했다. 연구진은 이 블랙홀이 거대한 몸집으로 이동하는 정확한 원인은 아직 밝혀내지 못했지만, 두 개의 블랙홀이 합쳐지면서 발생한 현상일 수 있다는 가설을 내놓았다.연구진은 “두 개의 초대형 블랙홀이 합쳐진 뒤 발생하는 여파를 관찰했다”면서 “두 블랙홀 합체의 결과는 새로 태어나는 블랙홀에게 일종의 ‘반동’을 줄 수 있고, 반동 또는 다시 안정되는 과정에서 블랙홀의 이동 에너지를 관측할 수 있다”고 설명했다. 이어 “볼링공을 차는 것이 축구공을 차는 것보다 더 어렵다. 이 블랙홀은 볼링공과 같다. 태양 질량의 수백만 배에 달하기 때문”이라면서 “이를 움직이게 하려면 매우 강력한 발차기가 필요하다는 것”이라고 비유했다. 전문가들은 이 블랙홀이 2개의 천체가 공통의 질량 중심을 기준으로 상호작용을 일으키는 계인 쌍성계(연성계, binary system)일 가능성도 있을 것으로 내다봤다. 자세한 연구결과는 미국 천체물리학 학술지(The Astrophysical Journal) 최신호 12일자에 실렸다.  송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

1888년 헤르츠가 전파의 존재를 입증했고, 1895년에는 ‘무선통신의 아버지’ 이탈리아의 물리학자 마르코니가 무선통신 장치를 발명했다. 마르코니가 무선 전신통신을 발명했다면 음성 통신, 즉 라디오 방송이 가능해진 것은 미국의 리 디포리스트가 3극 진공관을 발명한 덕이다. 디포리스트는 ‘라디오의 아버지’ 또는 ‘텔레비전의 할아버지’로 불린다. 1908년 디포리스트는 프랑스 파리 에펠탑에서 음악을 방송하고, 1910년에 뉴욕 오페라극장에서 오페라를 중계방송하기도 했다. 1920년 11월 2일에는 미국 피츠버그에 설립된 세계 최초의 라디오 방송국인 KDKA 방송국에서 정식 라디오 방송을 시작했다. 우리나라에서 라디오 방송이 시험적으로 시작된 것은 1925년 무렵이다. 이듬해 이런 기사가 있다. “체신국에서는 라디오 시험방송을 매주 네 차례 하여 오던바 현재 방송 청취 허가를 얻은 1000명 중에 조선인이 겨우 100명밖에 되지 아니하여…매주 목요일은 순전히 조선말을 방송하기로 하여….”(시대일보, 1926년 7월 28일자) 처음에는 라디오 방송을 듣는 것도 총독부의 허가를 받아야 가능했고, 라디오를 가진 한국인이 겨우 100명 정도였다는 사실을 알 수 있다. 1927년 2월 16일 출력 1㎾, 주파수 870㎑로 경성방송국에서 첫 라디오 방송을 시작했다. 이때 라디오 보급 대수는 1440대로 조금 늘었고, 이 중 한국인이 275대를 소유한 것으로 돼 있다. 방송 프로그램은 일본어와 한국어가 3대1의 비율로 짜여 있었다. 개국 초기의 방송 내용은 주식, 날씨, 어린이 방송, 남도 단가, 뉴스 등이었다(매일신보, 1927년 2월 18일자). 당시의 라디오는 성능이 지금과 비교할 수도 없이 나빴지만 매우 비쌌다. 당시 쌀 한 가마 가격이 4원이었는데 라디오 수신기는 수십 원에서 수백 원까지 했다고 한다. 값비싼 라디오를 고쳐 주겠다며 슬쩍 가져간 도둑이 붙잡히기도 했다. 라디오는 가정과 학교 등에 점차적으로 보급됐다. 대구에 풀장을 개장했는데 라디오를 틀어 놓아 수영을 하면서 라디오를 들을 수 있게 됐다는 기사가 있다(부산일보, 1927년 6월 30일자). 당시에는 라디오에도 요즘의 TV 시청료 같은 청취료를 부과한 모양이다. 청취료를 내지 않고 몰래 듣는 사람들이 많았던 것 같은데, ‘라디오 도청자는 엄벌에 처한다’는 제목의 기사가 보도됐다(매일신보, 1927년 11월 6일자). 방송 광고가 없었으니 청취료는 경성방송국의 유일한 수입원이었다. 광고 속의 라디오는 진공관을 갖춘 초기 형태의 라디오로 미국에서 수입된 것으로 보인다. ‘구미 고급 무선전화기(라디오)와 부분품을 직수입 판매’한다고 쓰여 있다. 경성방송국 청취 계약도 받는다고 돼 있다. 손성진 논설고문 sonsj@seoul.co.kr

하늘에서 가장 밝고 가장 유명한 별 중 하나인 베가(직녀성)를 공전하는 타는 듯이 뜨거운 행성 후보가 하나 발견되었다.  해당 천체가 과연 외계행성인지는 후속 관찰이나 분석으로 확인해야 하지만, 이 외계행성 후보는 대략 해왕성의 크기이며 베가와의 거리가 매우 가깝다. 행성이 모항성인 베가 주위 궤도를 한 바퀴 도는 데 불과 2.5일(지구 기준)밖에 걸리지 않는다. 이 행성의 표면 온도는 대략 섭씨 2976도 정도라는 계산서가 나왔는데, 이는 모항성과 너무나 가까운 거리에 있기 때문으로 보인다. 해당 천체가 실제로 외계행성으로 판명된다면 그것은 지금껏 발견된 외계행성 중 두 번째로 뜨거운 행성이 될 것이다. 현재 가장 뜨거운 행성인 KELT-9b는 약 4300도로 알려져 있다. 직녀성으로도 불리는 베가는 지구에서 불과 25광년 거리에 있으며, 북반구 하늘에서 상대적으로 높은 고도에 있으므로 이 후보 행성계에 대한 후속 연구가 계속될 것으로 보인다. 과학자들은 이 해왕성 크기의 행성 후보를 확인함과 아울러 거문고자리에 있는 유명한 베가별 주변에 또 다른 행성들이 있는지 탐색할 예정이다. 베가의 외계행성 후보 발견에 대한 새로운 연구의 대표저자 스펜서 허트는 콜로라도 대학의 천문학 학부생으로, 성명에서 “이것은 우리 태양계보다 훨씬 더 큰 거대한 시스템"이라고 전제하면서, "이 시스템 안에 다른 행성이 있을 수 있으며, 그것을 찾아내는 것은 시간 문제일 것으로 보인다"고 덧붙였다. 팀원들은 애리조나에 있는 프레드 로렌스 위플 천문대에서 수집한 약 10년간의 데이터를 검토한 후 이 후보 행성을 발견했다. 그들은 별의 움직임에서 약간의 흔들림을 탐지했는데, 이는 궤도를 도는 행성과의 중력 상호작용 때문인 것으로 판단했다. 천문학자들은 수년 동안 베가 주변에서 행성 탐색 작업을 게속했다. 2013년 연구자들은 베가를 도는 거대한 소행성대가 있다는 증거를 발표하고, 머지않아 행성을 발견할 수 있을 것이라는 희망을 표명했다. 그러나 연구팀은 발견한 행성 후보가 정말 외계행성이지 여부는 올해 10월에 발사될 예정인 미 항공우주국(NASA)의 강력한 차세대 우주망원경 제임스웹이 발사될 때까지 기다려야 할지도 모른다고 덧붙였다. 베가는 너무 밝은 나머지 첨단 천체망원경으로 낮에도 볼 수 있는 만큼 자유로운 관측이 가능하다. 허트와 그의 동료들은 후속 연구에서 후보 행성에서 직접 방출하는 빛을 찾아냄으로써 해당 천체의 존재를 확인하기를 기대하고 있다고 밝혔다. 베가의 행성들과 외계인은 1951년에 발표된 아이작 아시모프의 '파운데이션' 시리즈를 시작으로 '스타트랙: 오리지널 시리즈' 에피소드 '더 케이지'(The Cage: 1965년에 발표되어 1988년 첫 방영)에 이르기까지 여러 시대에 걸쳐 SF 영화나 텔레비전 쇼의 필수 요소가 되어왔으며, 그밖에도 '콘택트'(1997), '바빌론 5'(1993-98) 등 많은 프로그램에 등장한다. 과학과 공상과학에 있어서 베가의 매력은 대부분 지구와의 근접성 때문이다. 25광년이란 우리은하 크기 10만 광년에 비교한다면 정말 지척이다. 북반구의 여름 밤하늘을 올려다보면 은하수를 사이에 두고 견우성 알타이르와 마주보고 있는 베가는 누구라도 쉽게 맨눈으로 발견할 수 있으며, 은하수 위를 나는 백조자리의 데네브와 함께 여름철 대삼각형의 한 꼭짓점을 이루고 있다. 새로운 연구는 3월 2일 '천체물리학' 저널에 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　    

국내 연구진이 구리가 녹스는 것을 미세하게 조절해 수 백 가지의 천연색을 구현하는데 성공했다. 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단, 성균관대 물리학과, 부산대 광메카트로닉스공학과 공동연구팀은 구리 표면 산화층을 1~2㎚(나노미터) 수준으로 조절해 360가지 이상의 천연색을 만드는데 성공했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 소재과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 9일자에 실렸다. 구리는 붉은 빛을 띄는 갈색이었다가 산화, 흔히 말하는 녹이 슬면서 청록색으로 바뀐다. 미국 뉴욕의 자유의 여신상처럼 구리 합금으로 만든 동상들이 청록색으로 띄는 이유기도 하다. 과학기술이 발달한 요즘도 금속 산화는 정복하지 못한 과제 중 하나이며 특히 구리의 산화는 규칙성이 없기 때문에 제어는 사실상 불가능한 것으로 알려져 있었다. 이에 연구팀은 자체 개발한 ‘원자 스퍼터링 에피택시’라는 장치를 이용해 원자 단위로 구리를 쌓아올리는 방식으로 0.2㎚ 두께의 평평한 단결정 구리박막을 만들었다. 이렇게 만든 구리 박막으로 구리 산화 방향을 제어하고 산화층 두께를 원자층 수준으로 조절하는데도 성공했다. 구리와 산화층 사이 경계에서 반사되는 빛이 산화층 두께에 따라 다른 파장을 갖기 때문에 산화층 두께를 달리해 360가지가 넘는 천연색을 구현할 수 있었다. 이 과정에서 연구팀은 레이저를 이용해 표면을 부분적으로 산화시킬수 있는 ‘산화 식각 리소그래피’ 기술도 개발했다. 산화를 식각기술에 처음으로 적용한 것이다. 연구진의 이번 기술을 활용하면 여러 이미지를 금속 표면에 새길 수 있기 때문에 복제 불가능한 암호식각, 반도체 소자 제작 등에도 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이영희 IBS 단장(성균관대 에너지과학과 교수)은 “이번 연구결과는 그동안 불가능했던 것으로 알려진 구리의 산화를 완벽하게 제어할 수 있게 돼 학문적으로나 산업적으로 중요한 의미를 갖는다”라며 “구리를 산화시켜 투명한 p형 산화물 반도체로 활용하는 것과 산화 식각으로 새로운 반도체 공정을 개발하는 연구를 수행할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

오스트리아 국립과학아카데미 양자광학·양자정보학연구소, 빈대학 물리학부, 양자중력간섭(TURIS) 연구 플랫폼 공동연구팀은 금으로 만든 직경 2㎜의 작은 구 2개(사진)로 역대 가장 작은 중력장을 측정하는 데 성공했다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 3월 11일자에 실렸다. 연구팀은 질량 90㎎, 직경 2㎜의 금구와 진공상자 등을 이용해 정전기력, 공기 진동으로 인한 외부 간섭 등을 최소화한 뒤 순수한 중력 분리 실험을 했다. 그 결과 뉴턴의 고전물리학에서처럼 미세중력도 두 물체의 질량에 비례하고 물체 간 거리의 제곱에 반비례한다는 것이 확인됐다. 연구팀은 실험 감도를 높이면 암흑물질의 중력 효과와 양자 세계에서의 중력결합 등의 문제를 해결할 수 있는 돌파구가 될 것이라고 기대했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

상금 500만 달러(약 57억원), 수상 5년 뒤부터 죽을 때까지 매년 20만 달러(약 2억원). 이처럼 막대한 보상도 ‘법대로 퇴임’을 이끌기엔 부족한 것일까. 자신의 임기 연장을 위해 헌법·법률 개정을 강행하지 않고 민주적으로 정권을 위임하는 아프리카 지도자에게 수상하는 이브라힘상이 3년 만에 겨우 시상식을 여는 데 성공했다. 2007년 첫 시상 이후 14년 동안 수상자는 2020년 수상자를 포함해 6명에 불과하다. 8일(현지시간) 열린 시상식의 주인공은 최빈국인 서아프리카 니제르에서 재임 끝에 퇴임을 앞둔 마하마두 이수푸(68) 대통령. 상을 주관한 모 이브라힘 재단은 “그의 집권 10년 동안 니제르의 빈곤선 이하 인구 비중이 약 48%에서 40%로 떨어졌다”고 선정 사유를 밝혔다. 그러나 영국 이코노미스트는 그의 수상이 극빈곤층을 10년 동안 고작 8% 포인트 줄인 점 때문이 아니라, 1960년 독립 이후 4차례나 쿠데타가 있었던 이 나라에서 민주적 정권 이양을 해낸 공로 때문이라고 숨은 배경을 짚었다. 그러면서 야권 경쟁후보에게 아동매매 혐의를 씌우는 공작 끝에 이수푸의 측근이 선거에서 이겼다는 의혹을 전하며 “이브라힘상 선정위원회의 기대치가 얼마나 낮아졌는지 또한 알 수 있다”는 혹평도 곁들였다. 이브라힘상은 2007년 수단 출신 영국계 통신재벌인 모 이브라힘이 사재를 출연해 만들었다. ▲합법적·민주적으로 선출되어 ▲국가 발전을 이끌고 ▲헌법이 정한 임기를 마친 지 3년 이내의 ▲아프리카 지도자에게 주는 상이다. 세계에서 가장 상금이 많은 상을 그저 ‘헌법만 지키면’ 받을 수 있지만, 장기집권을 위해 법을 뜯어고치는 위인입법(爲人立法)이 만연하고 정변이 흔하게 벌어지는 아프리카에선 넘보기 힘든 상이 됐다. 최근에도 기니, 코트디부아르, 우간다 등에서 집권 연장을 위해 헌법을 고치거나 새롭게 유권해석 하는 일이 벌어졌다고 영국 파이낸셜타임스(FT)는 전했다. FT는 “3선 금지 헌법을 준수해 대선을 치른 이수푸의 결정은 주변국의 행보와 대비를 이뤘다”고 평가했다. 니제르에 앞서 이브라힘상 수상 명단에 든 국가는 2007년 모잠비크, 2008년 보츠와나, 2011년 카보베르데, 2014년 나미비아, 2017년 라이베리아 등 5개국이 전부였다. 3년 만에 수상자가 나오면서 아프리카 국가 구조에 대한 관심은 다시 높아졌다. 이코노미스트는 “정치 지도자라면 (상금 약 10억원의) 노벨물리학상보다 이브라힘상 받기가 더 수월할 것”이라며 아프리카의 민주주의 확산에 대한 희망을 드러냈다. 홍희경 기자 saloo@seoul.co.kr

상금 500만 달러(약 57억원), 수상 5년 뒤부터 죽을 때까지 매년 20만 달러(약 2억원). 이처럼 막대한 보상도 ‘법대로 퇴임’을 이끌기엔 부족한 것일까. 자신의 임기연장을 위해 헌법·법률 개정을 강행하지 않고 민주적으로 정권을 위임하는 아프리카 지도자에게 수상하는 이브라힘상이 3년 만에 겨우 시상식을 여는 데 성공했다. 2007년 첫 시상 이후 14년 동안 수상자는 2020년 수상자를 포함해 6명에 불과하다.8일(현지시간) 열린 시상식의 주인공은 최빈국인 서아프리카 니제르에서 재임 끝에 퇴임을 앞둔 마하마두 이수푸(68) 대통령. 상을 주관한 모 이브라힘 재단은 “그의 집권 10년 동안 니제르의 빈곤선 이하 인구 비중이 약 48%에서 40%로 떨어졌다”고 선정사유를 밝혔다. 그러나 영국 이코노미스트는 그의 수상이 극빈곤층을 10년 동안 고작 8%포인트 줄인 점 때문이 아니라, 1960년 독립 이후 4차례나 쿠데타가 있었던 이 나라에서 민주적 정권이양을 해낸 공로 때문이라고 숨은 배경을 짚었다. 그러면서 야권 경쟁후보에게 아동매매 혐의를 씌우는 공작 끝에 이수푸의 측근이 선거에서 이겼다는 의혹을 전하며 “이브라힘상 선정위원회의 기대치가 얼마나 낮아졌는지 또한 알 수 있다”는 혹평을 곁들였다. 이브라힘상은 2007년 수단 출신 영국계 통신재벌인 모 이브라힘이 사재를 출연해 만들었다. ▲합법적·민주적으로 선출되어 ▲국가 발전을 이끌고 ▲헌법이 정한 임기를 마친지 3년 이내의 ▲아프리카 지도자에게 주는 상이다. 세계에서 가장 상금이 큰 상을 그저 ‘헌법만 지키면’ 받을 수 있지만, 장기집권을 위해 법을 뜯어고치는 위인입법(爲人立法)이 만연하고 정변이 흔하게 벌어지는 아프리카에선 넘보기 힘든 상이 됐다. 최근에도 기니, 코트디부아르, 우간다 등에서 집권연장을 위해 헌법을 고치거나 새롭게 유권해석 하는 일이 벌어졌다고 영국 파이낸셜타임스(FT)는 전했다. FT는 “3선 금지 헌법을 준수해 대선을 치른 이수푸의 결정은 주변국의 행보와 대비를 이뤘다”고 평가했다. 니제르에 앞서 이브라힘상 수상명단에 든 국가는 2007년 모잠비크, 2008년 보츠와나, 2011년 카보베르데, 2014년 나미비아, 2017년 라이베리아 등 5개국이 전부였다. 3년 만에 수상자가 나오면서 아프리카 국가 구조에 대한 관심은 다시 높아졌다. 이코노미스트는 “정치 지도자라면 (상금 약 10억원의) 노벨물리학상보다 이브라힘상 받기가 더 수월할 것”이라며 아프리카의 민주주의 확산에 대한 희망을 드러냈다. 홍희경 기자 saloo@seoul.co.kr

지구에서 무려 130억 광년 떨어진 곳에 존재하는 은하의 초대형 블랙홀에서 에너지와 물질이 분출되는 현상이 포착됐다. 일명 ‘제트 현상’으로 불리는 이 현상은 블랙홀이 빛에 가까운 빠른 속도로 물질을 분출하는 것으로, 이번 관측은 지금까지 확인된 제트현상 중 가장 멀리서 관측됐다는 점에서 더욱 학계의 관심을 모으고 있다. 미국 국립전파천문대(NRAO)와 유럽남방천문대(ESO) 공동 연구진은 130억 광년 떨어진 퀘이사를 통해 블랙홀의 제트현상을 발견했다. 퀘이사는 블랙홀이 주변 물질을 집어삼키는 에너지에 의해 형성되는 거대 발광체로, 별처럼 밝은 빛을 내는 은하를 의미한다. 연구진은 ‘P172+18’이라고 명명된 퀘이사를 발견했고, 이를 통해 블랙홀이 빠르게 우주 물질을 내뿜는 제트 현상까지 포착하는데 성공했다. 해당 블랙홀은 태양 질량의 3억 배에 달하는 거대한 규모로, 주변 물질을 빠르게 흡수하고 있으며, 지금까지 관측된 것 중 가장 빠른 속도로 질량을 키우고 있다고 연구진은 밝혔다. 초대질량의 블랙홀이 급속히 팽창하는 과정에서 제트현상이 포착됐으며, 특히 이번에 포착된 제트현상은 지금까지 확인된 것 중 가장 멀리서 관측된 것이어서 더욱 관심이 쏠렸다. 현재까지 ‘P172+18’보다 더 먼 우주에서 관측된 퀘이사도 있었지만, 제트현상을 보이는 퀘이사 중에서는 ‘P172+18’이 가장 멀리 떨어져 있다. 다만 연구진은 향후 극대망원경(ELT)와 같은 첨단 망원경을 이용한다면, ‘P172+18’처럼 지구에서 더 멀리 떨어진 밝은 퀘이사를 추가로 발견할 수 있을 것으로 보고 있다. 전문가들은 지구에서 약 130억 광년 떨어진 퀘이사의 블랙홀에서 관측된 제트현상이 초기 우주를 이해하는데 꼭 필요한 단서를 제공해 줄 것으로 기대했다. 자세한 연구결과는 미국 천체물리학학술지 최신호(8일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

우주는 얼마나 어두울까? 새 연구에서 우주의 밝기가 측정되었다. 연구자들이 우주의 밝기를 측정하는 데는 명왕성과 카이퍼 벨트를 탐사하고 현재 태양계 외곽으로 날아가고 있는 미 항공우주국(NASA) 뉴호라이즌스 호의 관측을 이용했다. 이 연구 결과는 제237차 미국 천문학회의 온라인 회의에 발표되었으며, ‘천체물리학 저널‘에 게재되었다. 미국 국립과학재단(NSF)의 광-적외선천문연구실(NOIRLab) 소속 과학자 토드 라우어 박사와 우주망원경 과학연구소의 마크 포스트맨이 이 연구를 이끈 대표 저자로, “우주는 어둡지만 생각한 만큼 그렇게 어둡지는 않다”고 말했다. 우주는 본질적으로 흑암의 공간이다. 별이 빛나는 공간은 우주에서도 극히 일부로, 지구처럼 밝은 곳은 아주 예외적인 경우이다. 상상력을 발휘하여 우리은하를 떠나 심우주로 나아간다면, 우리 눈에 우주는 어떻게 보일까? 시골의 어둠 속에서 반딧불을 본 적이 있을 것이다. 아무리 큰 은하라 할지라도 광대한 우주 속에서는 작은 반딧불로 보일 뿐이다. 그런 희미한 반딧불이 몇 킬로미터 거리에 하나씩 띄엄띄엄 보이는 캄캄한 망망대해, 그것이 우주의 전형적인 풍경이다. 그럼에도 불구하고 우주가 완전히 검은 건 아니다. 우주는 셀 수 없이 많은 은하와 별들로부터 나온 희미한 빛들로 가득 차 있기 때문이다. 연구에서 사용한 NOIRLab의 과학장비들은 지상 기반의 시설들이지만, 과학자들은 천문학에서 가장 원초적인 질문 '우주는 얼마나 어두운가'의 답을 찾아내기 위해 우주망원경의 데이터를 함께 활용했다. NOIRLab 과학자인 토드 라우어가 이끄는 천문학자 연구팀은 뉴호라이즌스 과학연구팀과 우주망원경과학연구소의 마크 포스트맨과 공동으로 우주의 밝기를 측정하는 과제에 착수했다. 이것은 결국 우주배경복사로 알려진 우주 전체의 빛(COB·Cosmic Optical Background)이 얼마나 되는가를 측정하는 일이다. “우주배경복사는 빅뱅 이후 45만 년 지난 우주에 대해 말해주지만, 우주 전체의 빛(COB)은 그후 생성된 모든 별들이 뿜어낸 빛의 총량을 말한다“고 전제한 포스트맨은 ”그 빛의 총량은 우주에 생성된 은하의 총 갯수와 은하들이 존재한 위치에 의해 결정된다”고 덧붙였다.이 팀 접근 방식의 핵심은 허블 우주망원경이나 지구 또는 내부 태양계 주변에서 작동하는 탐사선에 의존하지 않고, 태양계의 변방을 항행하는 뉴호라이즌스의 망원 카메라를 사용하는 것이었다. 2015년에 명왕성을 근접비행한 후 2019년에 카이퍼 벨트 천체인 아로코스를 스쳐간 뉴호라이즌스는 이제 지구에서 70억㎞ 이상 떨어져 있다. 이 거리의 우주공간은 태양계의 빛공해가 비교적 적어 우주 전체의 빛을 측정하기 좋은 영역이다. 우리가 별을 보기 위해 빛공해가 심한 도심에서 멀리 떨어진 근교로 나가는 것과 같은 이치다. 내부 태양계는 분해된 소행성과 혜성에서 나온 작은 먼지 입자들로 가득 차 있다. 이런 작은 먼지 입자들에 의해 산란된 햇빛은 먼 우주에서 오는 희미한 배경 빛을 완전히 압도한다. 햇빛은 이 입자들을 반사시켜 지상의 관찰자들도 관찰할 수 있는 황도광(zodiacal light)이라 불리는 빛을 만들어낸다. 허블 망원경이 강력하지만, 여전히 빛공해를 겪고 있기 때문에 이러한 관측을 하는 데 적합하지 않다.태양계의 변두리 지역에서 뉴호라이즌스는 우주공간의 본원적인 밝기를 측정하고 우주를 채우고 있는 은하의 수를 추정할 수 있었다. 덕분에 허블 망원경이 볼 수 있는 가장 어두운 하늘보다 약 10배 더 어두운 심우주를 경험할 수 있었다. 연구팀은 은하수의 별빛과 성간 먼지의 반사와 같은 여러 잡광 요소들을 샅샅이 제거하고 측정 값을 수정했다. 그 같은 작업을 한 후에도 계산서에 약간의 빛이 남아 있는 것을 발견했다. 이 여분의 빛의 근원은 불분명하다. 가능성 중 하나는 근처에 탐지되지 않은 왜소은하들이 내는 빛일 수 있다는 것이다. 또 다른 가능성으로는 우리은하를 둘러싸고 있는 별들의 헤일로가 예상보다 밝을 수 있다는 것, 우주 전체에 퍼져 있는 떠돌이 별들 때문일 수도 있다는 점, 또는 이론이 제시하는 것보다 더 희미하고 먼 은하계가 더 많을 수도 있다는 점 등을 꼽을 수 있다. 연구 결과 희미해서 셀 수 없던 은하들이 얼마나 많은가에 대한 상한선이 설정됐는데, 그 이전까지는 약 2조 개의 은하가 있을 것으로 추정했지만 이번 연구에서는 그 수가 수천억 개에 불과한 것으로 조사됐다. 마크 포스트맨은 “이것은 우리가 알아야 할 중요한 숫자”라며 “우리는 확실히 2조 개의 은하에서 나오는 빛을 볼 수 없었다”고 밝혔다. 허블 우주망원경의 딥 필드 관측으로부터 도출된 은하 개수에 대한 초기 추정치는 1000억 개였다. 망원경이 더 발전한다면 이 숫자는 2000억 개 정도로 증가할 것으로 예측된다. 이 연구를 진행한 연구팀은 우주의 은하 90%는 가시광선을 관측하는 허블의 능력을 벗어난다는 결론을 내렸다. 반면 뉴호라이즌스 미션의 측정치에 의존했던 이번 연구에서는 훨씬 적은 수의 추정치를 제시했다. 토드 라우어는 “허블 망원경이 볼 수 있는 모든 은하를 두 배로 늘려보라. 그것을 우리가 보는 것이다. 하지만 그 이상은 없다“고 말한다. 우주의 밝기를 만들고 있는 빛의 근원이 무엇인지, 그에 대한 정확한 답은 NASA의 제임스웹 우주망원경을 통해 얻을 수 있을 것으로 과학자들은 기대하고 있다. 제임스웹의 울트라 딥 필드 관측이 이를 탐지해낼 수 있을지도 모른다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

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‘강연료 논란’ 김제동 교양서로 복귀25일 ‘질문이 답이 되는 순간’ 출간 방송인 김제동이 2년여 만에 인문교양서를 들고 복귀한다. 김제동은 고액 강연료 논란 이후 활동은 잠정 중단한 바 있다. 3일 출판사 마음의 나무는 오는 25일 김제동의 신간 ‘질문이 답이되는 순간’ 공식 출간을 앞두고 예약판매를 받는다. 이 책은 김제동이 각 분야 전문가 7인을 만나 보이지는 않지만 우리 삶에 영향을 끼치는 다양한 주제들에 대해 질문하고 들은 답변을 정리했다. 전문가로는 물리학자 김상욱 교수, 건축가 유현준 교수, 천문학자 심채경 박사, 경제전문가 이원재 대표, 뇌과학자 정재승 교수, 국립과천과학관 이정모 관장, 대중문화전문가 김창남 교수가 참여했다. 이들은 ‘사랑의 물리학, 세상은 왜 이런 모습으로 존재할까?’, ‘우리가 살아갈 공간, 과거의 공간과 권력을 어떻게 재배치할 것인가?’, ‘달 탐사 프로젝트가 다시 시작된 시대, 우주를 대하는 지구인의 바람직한 자세는?’ 등의 질문을 통해 부동산 정책이나 달 탐사, 기본소득 같은 다양한 이슈들을 다루고 있다.김제동의 책 출간은 지난 2018년 에세이 ‘당신이 허락한다면 나는 이 말 하고 싶어요’ 이후 2년 6개월 만으로 가수 이효리와 방송인 유재석이 추천사를 썼다. 김제동은 머리말에 “당장 답을 구할 수는 없더라도 이번 기회에 같이 확인해보면서 서로 위로하고, 격려도 하고. 그러면서 작은 약속과 길을 만들어내고 싶었다. 전에는 몰랐던 새로운 시각으로 세상을 볼 수 있다는 것 자체가 소중한 기회잖나. 책을 읽는 시간이 여러분에게도 분명히 그럴 거라고 생각한다”고 밝혔다. 한편 김제동은 전국 지방자치단체 강연에서 회당 1000만 원대의 고액 강연료를 받았다는 논란에 지난 2019년 휩싸였고, 이후 방송 활동 등을 중단했다. 김채현 기자 chkim@seoul.co.kr