광대한 우주 한복판에서 반짝반짝 빛나는 진주목걸이 형태의 거대 성단(星團)이 포착돼 관심이 집중되고 있다. 미국 우주과학전문매체 스페이스닷컴은 유럽남방천문대(European Southern Observatory) 연구진이 발견한 보석형태의 성단(星團) 모습을 10일(현지시각) 공개했다. 미국항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)이 공동 개발한 허블우주망원경(Hubble space telescope)으로 촬영된 이 성단의 명칭은 ‘J1531+3414’로 정해졌다. 푸른 색 원형 끈 형태에 밝게 빛나는 항성들이 촘촘히 엮여있는 모습은 마치 광활한 우주 한복판에 걸려있는 진주 목걸이를 연상시킨다. 이 성단의 크기는 생각보다 거대한데 천문대 연구진에 따르면 폭만 약 33만 광년에 이르는 것으로 확인됐다. 참고로 태양계가 속해있는 우리 은하의 폭이 약 10만 광년이라고 보면 거의 3배에 달하는 것이다. 천문대에 따르면, 이 성단은 오래 전 두 개의 은하가 충돌한 뒤 합쳐지면서 형성된 것으로 보인다. 흥미로운 것은 목걸이 끈을 연상시키는 푸른 빛 가스의 정체인데 성단 내부 중력의 영향으로 기묘한 형태로 휘어져있는 것이 특징이다. 이 차가운 가스는 성단 내 별 형성과정에 필요한 연료를 공급하는 역할을 담당하는 것으로 추정되지만 어디서 처음 발생됐는지는 분명하지 않다. 다만 천문대 연구진은 이 가스가 초기 성단 형성 시 은하 간 충돌과정에서 생성된 충격파가 고온의 플라즈마를 냉각시키면서 만들어졌을 가능성이 있다고 설명했다. 성단(星團)은 적게는 수백 개에서 많게는 수십만 개의 별들이 중력으로 뭉쳐있는 집단으로 우주 규모 거리의 측정도구나 항성 진화 이론을 연구하는 주요 자료로 폭 넓게 활용되고 있다. 동영상·사진=NASA, ESA/Hubble and Grant Tremblay (European Southern Observatory) 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

지구처럼 생명체가 살 수 있을 것으로 유력시되던 그 슈퍼지구는 애초부터 존재하지 않았던 것 같다. 최근 미국 펜실베니아 대학 연구팀은 과거 ‘슈퍼지구’로 알려진 ‘글리제 581g’ 와 ‘글리제 581d’는 존재하지 않는 행성이라는 연구결과를 과학저널 사이언스 최신호에 발표했다. 지구로부터 약 20광년 떨어진 거리인 천칭자리에 위치한 글리제 581(Gliese 581) 항성계는 그간 천문학자들의 주요 연구대상이었다. 　 특히 그 주위를 도는 ‘글리제 581g’ 와 ‘글리제 581d’는 중심별에 너무 멀지도 가깝지도 않은 소위 ‘골디락스(Goldilocks) 영역’에 속해 전문가들은 생명체가 살기에 가장 좋은 환경으로 평가해 왔다.　 그러나 이번 펜실베니아 대학 연구팀의 분석결과 이 두 행성은 존재하지 않는 행성으로 드러났다. 일반적으로 행성은 스스로 빛을 내지 못하기 때문에 별 빛을 통해 이를 파악한다. 행성 중력의 영향으로 야기된 빛의 미세한 색깔 변화를 분광기로 감지해 행성의 존재를 확인하는 것. 논문의 선임저자 폴 로버트슨 박사는 “만약 두 행성이 존재하고 있다면 매우 적은 질량을 가지고 있을 것”이라면서 “이번 조사결과 두 행성이 존재한다는 어떤 증거도 발견할 수 없었다” 고 단언했다. 그간 학계에서 ‘글리제 581g’ 와 ‘글리제 581d’ 존재에 대한 논란은 끊임없이 이어져 왔다. 특히 지난 2010년 처음 발견된 글리제 581g는 발견 10일 만에 다른 연구팀이 존재가능성을 부인하는 연구를 내놔 논란을 증폭시킨 바 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

갓 태어난 신생아별이 자궁과 같은 거대 가스분자구름 덩어리를 파괴하는 신비로운 우주 생태계의 모습이 포착돼 관심이 집중되고 있다. 미국 우주과학전문매체 스페이스닷컴은 유럽남방천문대(European Southern Observatory) 연구진이 포착한 신생아별의 가스분자구름 파괴현장을 2일(현지시각) 공개했다. 칠레 라 실라 천문대(La Silla Observatory)의 2.2m 광시야(Wide Field Imager) 망원경으로 포착된 해당 이미지는 지구로부터 약 3,000 광년 떨어져 있는 돛 자리 너머 거대 가스분자구름 집단인 ‘GUM 15’의 모습을 담고 있다. 수백 개 은하가 모여 있는 은하단 중심에 위치한 가스구름은 중성 수소로 이뤄진 거대 집단으로 항성이 처음 태어나는 자궁과 같은 역할을 한다. 보통 별이 탄생되기 직전 해당 부분은 중력이 불안정해지면서 밝게 빛나는데 막대한 자외선이 방출되는 전리수소영역(電離水素領域)으로 변하면서 주변을 이온화시키기 때문이다. 이미지 속 ‘GUM 15’는 이런 전리수소영역이 어떤 건지 여실히 보여준다. 붉은 가스분자가 방출되면서 곳곳에 밝게 빛나는 항성들이 눈에 띄는데 바로 갓 태어난 신생아 별들이다. 흥미로운 것은 가스분자구름 중심부에서 유독 밝게 빛나며 큰 크기를 자랑하는 별 하나가 눈에 띈다는 점이다. 유럽남방천문대 측에 따르면, 이 큰 별은 GUM 15 내에 신생아 별 중 가장 밀도 높은 에너지를 보유하고 있고 성장이 한계에 도달해 곧 죽음을 맞이할 예정이다. 이때, 항성이 폭발하면서 발생하는 슈퍼노바 현상의 엄청난 에너지가 GUM 15 자체를 파괴시킬 것이라는 것이 천문학자들의 예상이다. 우리는 스스로 태어난 자궁을 파괴하고 있는 항성의 모습을 지켜보고 있는 것이다. 해당 이미지는 항성의 탄생과 죽음 그리고 이 모든 것의 중심에 서있는 거대한 우주 자궁의 모습을 한 순간에 담고 있다는 측면에서 큰 의미를 갖는다. 전리수소영역(電離水素領域)을 여실히 보여주는 예는 지구로부터 1,500광년 떨어진 오리온성운, 7,000광년 떨어진 독수리성운이 있지만 가장 정확한 모습을 담고 있는 것은 이 ‘GUM 15’라는 것이 유럽남방천문대의 의견이다. 동영상·사진=ESO, IAU and Sky & Telescope 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

도시의 화려한 불빛 위를 뒤덮는 찬란한 은하수가 떠있는 밤하늘은 어느 때보다 우주의 신비를 깊고 강렬하게 보여준다. 미국 우주과학전문매체 스페이스닷컴은 천체전문사진작가 마크 지가 촬영한 신비로운 은하수 사진을 최근 소개했다 이달 초, 뉴질랜드 웰링턴 인근 에반스 만(Evans Bay)에서 촬영된 이 사진은 금방이라도 도시로 쏟아져 내릴 것 같은 은하수 수천억의 별들이 하나하나 세밀하게 담겨있어 보는 이들의 탄성을 자아낸다. 특히 웰링턴 도심 불빛과 은하수 별빛이 어우러진 밤 풍경은 초현실적인 우주의 신비를 극대화한다. ‘은하수(銀河水)’는 태양계가 속해있는 ‘우리 은하’로 막대 나선 형태를 취하고 있다. 크기는 대략적으로 직경 약 100,000 광년, 두께 약 1,000광년이며 4,000억 개의 항성이 존재하는 것으로 추정된다. 마크 지에 따르면, 이 생생한 은하수 사진은 놀랍게도 먼 거리가 아닌 본인 집 발코니에서 촬영된 것이라고 한다. 사진=Mark Gee 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

우주 형성의 비밀을 풀어줄 마지막 퍼즐 조각이 드디어 맞춰졌다. 미국 IT전문매체 기즈모도(Gizmodo)는 칠레 아타카마사막 차이난토르 평원에 위치한 세계 최대 전파망원경인 ‘알마(Atacama Large Millimeter-submillimeter Array)’에 투입될 마지막 안테나가 도착했다고 17일(현지시간) 보도했다. ‘알마’는 미국 국립 전파 천문대(NRAO), 유럽 남방 천문대(ESO)가 약 1조 6,000억을 투자해 제작한 전파망원경으로 NASA 허블우주망원경보다 10배 이상 해상도가 높다. 특히 허블우주망원경은 별과 은하가 내뿜는 빛을 관측하는데 그치지만 알마는 전파 관측을 통해 1밀리미터 이하 서브밀리미터(submillimeter)에 이르는 짧은 파장까지 잡아낼 수 있는 정밀성을 보유하고 있다. ‘알마’의 중심에는 총 66개에 달하는 정밀 안테나들이 있다. 지난 2011년 16개의 안테나로 시작된 이후 3년이 지난 오늘, 안테나 수는 어느 덧 4배가량 늘었고 그 최종을 장식할 마지막 안테나까지 최근 설치되면서 우주 관측을 위한 완벽한 준비가 끝났다. 이 안테나는 우주공간에 있는 무수한 천체로부터 복사되는 전파(radio wave)를 관측하기 위한 장치로 기존 광학망원경이 잡을 수 없는 우주 전파를 포착해 컴퓨터로 영상을 세밀히 재구성해주는 역할을 담당한다. 안테나의 지름과 수가 늘어나면 기능도 자연히 높아지는데 총 66개에 육박하는 알마의 안테나는 세계 그 어느 망원경보다 많은 전파를 모을 수 있다. 알마의 전파 포착능력은 수십억 광년 떨어져있는 저 먼 우주공간의 파장까지 잡을 수 있을 만큼 독보적이다. 이는 이론적으로 초기우주 형성기의 항성과 은하가 만들어지는 모습, 우리 은하의 형성 모습, 태양계의 형성 모습, 지구 초기 형성 모습을 담은 빛의 파장까지도 포착할 수 있음을 의미한다. 즉, 실제로 존재하는 ‘타임머신’과도 같은 것이다. 2013년부터 본격 가동되기 시작한 알마는 지난 3월, 우리 은하 블랙홀 형성 지역 인근에서 대규모 가스를 방출하는 특이 은하를 포착해내는 등 발군의 성능을 자랑하고 있다. 또한 마지막 안테나까지 더해져 최종 완성된 알마는 우리가 이제껏 상상조차 하지못한 우주 형성의 비밀을 담아낼 만반의 준비를 끝낸 상황이다. 알마 프로젝트 디렉터인 피에르 콕스는 “앞으로 몇 개월 또는 몇 년 안에 우주 과학적으로 주목할 만한 성과가 있을 것”이라며 기대를 표했다. 사진=ESO 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

우주 형성의 비밀을 풀어줄 마지막 퍼즐 조각이 드디어 맞춰졌다. 미국 IT전문매체 기즈모도(Gizmodo)는 칠레 아타카마사막 차이난토르 평원에 위치한 세계 최대 전파망원경인 ‘알마(Atacama Large Millimeter-submillimeter Array)’에 투입될 마지막 안테나가 도착했다고 17일(현지시간) 보도했다. ‘알마’는 미국 국립 전파 천문대(NRAO), 유럽 남방 천문대(ESO)가 약 1조 6,000억을 투자해 제작한 전파망원경으로 NASA 허블우주망원경보다 10배 이상 해상도가 높다. 특히 허블우주망원경은 별과 은하가 내뿜는 빛을 관측하는데 그치지만 알마는 전파 관측을 통해 1밀리미터 이하 서브밀리미터(submillimeter)에 이르는 짧은 파장까지 잡아낼 수 있는 정밀성을 보유하고 있다. ‘알마’의 중심에는 총 66개에 달하는 정밀 안테나들이 있다. 지난 2011년 16개의 안테나로 시작된 이후 3년이 지난 오늘, 안테나 수는 어느 덧 4배가량 늘었고 그 최종을 장식할 마지막 안테나까지 최근 설치되면서 우주 관측을 위한 완벽한 준비가 끝났다. 이 안테나는 우주공간에 있는 무수한 천체로부터 복사되는 전파(radio wave)를 관측하기 위한 장치로 기존 광학망원경이 잡을 수 없는 우주 전파를 포착해 컴퓨터로 영상을 세밀히 재구성해주는 역할을 담당한다. 안테나의 지름과 수가 늘어나면 기능도 자연히 높아지는데 총 66개에 육박하는 알마의 안테나는 세계 그 어느 망원경보다 많은 전파를 모을 수 있다. 알마의 전파 포착능력은 수십억 광년 떨어져있는 저 먼 우주공간의 파장까지 잡을 수 있을 만큼 독보적이다. 이는 이론적으로 초기우주 형성기의 항성과 은하가 만들어지는 모습, 우리 은하의 형성 모습, 태양계의 형성 모습, 지구 초기 형성 모습을 담은 빛의 파장까지도 포착할 수 있음을 의미한다. 즉, 실제로 존재하는 ‘타임머신’과도 같은 것이다. 2013년부터 본격 가동되기 시작한 알마는 지난 3월, 우리 은하 블랙홀 형성 지역 인근에서 대규모 가스를 방출하는 특이 은하를 포착해내는 등 발군의 성능을 자랑하고 있다. 또한 마지막 안테나까지 더해져 최종 완성된 알마는 우리가 이제껏 상상조차 하지못한 우주 형성의 비밀을 담아낼 만반의 준비를 끝낸 상황이다. 알마 프로젝트 디렉터인 피에르 콕스는 “앞으로 몇 개월 또는 몇 년 안에 우주 과학적으로 주목할 만한 성과가 있을 것”이라며 기대를 표했다. 사진=ESO 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

‘빛 메아리’로 불리는 우주의 희귀 현상이 1년여 만에 다시 주목받고 있다. 미국 항공우주국(NASA)은 17일(현지시간) ‘오늘의 천문 사진’(APOD)으로 ‘V838 Mon’이란 항성의 영상을 소개했다. 이는 2002년 허블 우주망원경이 지구로부터 약 2만광년 떨어진 외뿔소자리에 있는 항성을 1년간 관측한 데이터와 2006년 관측한 것을 합성한 것이다. 이유는 알 수 없지만, 이 항성은 외부층이 팽창하다 갑자기 폭발했다. 이 때문에 잠시 우리 은하 전체에서 가장 밝은 별이 됐다가 차츰 사라졌다. 빛의 세기는 우리 태양보다 60만배나 밝은 것으로 알려졌다. 전례 없이 밝은 이 섬광은 초신성 폭발의 한 유형으로 우주로 엄청난 양의 물질을 방출했다. 이때 에너지가 성간 먼지에 의해 복잡한 고리 형태로 반사돼 아름다운 이미지로 나타난 것이다. 한편 영상 속 빛 메아리의 지름은 약 6광년에 달한다. 사진=APOD/NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

외형은 적색 초거성이지만, 그 중심에는 삼켜진 중성자별이 존재하는 ‘손-지트코프 천체’(Thorne-Zytkow object, TZO). 이 이상한 별은 40년 전쯤 나온 이론상의 존재였지만, 그에 해당하는 후보가 처음으로 발견돼 학계가 주목하고 있다. TZO는 1975년에 물리학자 킵 쏜과 천문학자 안나 지트코프가 발표한 적색 초거성과 중성자별이 합쳐진 일종의 하이브리드 별이다. 겉으로는 오리온자리의 베텔게우스와 같은 적색 초거성과 비슷하지만 이 천체 내부에서 일어나고 있는 독특한 활동을 짐작하게 하는 스펙트럼은 일반적인 적색 초거성과는 확실히 다르다. TZO의 생성 메커니즘은 명확하게 밝혀지지 않지만, 일반적으로 받아들여지고 있는 이론은 발달 단계에서 2종의 천체가 서로 영향을 주고 훨씬 더 큰 적색 초거성이 중성자별을 삼켰다는 것이다. 즉 중성자별이 적색 초거성의 중심으로 나선형을 그리며 떨어졌다는 것. 보통 적색 초거성이 핵융합 반응으로 에너지를 생산하지만, TZO는 삼켜진 중성자별의 특이한 활동을 에너지원으로 삼고 있다. 따라서 이 TZO의 발견은 이전까지는 천문학자들에게 발견되지 않았던 항성 내부 모형의 증거를 제공한다. 미국 콜로라도대학 볼더캠퍼스의 에밀리 레베스크 박사가 이끈 연구팀은 칠레 라스 칸파나스 천문대에 설치된 구경 6.5m 마젤란 클레이 망원경을 사용해 TZO 후보를 발견했다. 여러 적색 초거성의 스펙트럼을 관측해 어떤 원소가 존재하는가를 조사한 결과, 소 마젤란구름에 존재하는 ‘HV 2112’의 스펙트럼 특성이 매우 특이한 것으로 밝혀졌다. 희미한 스펙트럼 선상에 루비듐과 리튬, 몰리브데넘이 과도하게 포함돼 있었다. 보통 항성에서도 이들 원소는 생성되지만, 일반적인 적색 초거성의 온도에서 이들 원소가 많다는 것은 모두 TZO의 증거가 된다. 하지만 HV 2112 스펙트럼의 특징은 이론 모델과 완전히 일치하지 않는다. 연구에 참여한 로웰 천문대의 필립 매시 박사는 “당연히 이번 관측이 오류일 수도 있다. 이번 데이터와 이론에서의 예측 사이에는 작은 차이가 있지만, 이론은 꽤 오래됐고 많은 개선이 필요했으므로 이번 발견이 이론적 연구를 더욱 진전시킬 수도 있다”고 말했다. 한편 이번 관측 결과는 국제 학술지인 ‘영국 왕립천문학회 월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 최신호에 게재됐다. 사진=손-지트코프 천체 상상도(NASA) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

과연 은하계에 생명체가 존재할 가능성이 있는 행성이 몇 개나 있을까? 최근 국제 천문학 공동연구팀이 은하계에 생명체가 살 수 있는 조건을 갖춘 행성이 무려 1억개나 된다는 연구결과를 발표했다. 끝을 알 수 없는 넓은 우주에 생명체가 인간 만이 아니라고 주장한 이 연구결과는 새로만든 ‘BCI’를 통해 추정됐다. BCI(Biological Complexity Index)는 일종의 공식으로 그간 연구진들이 관찰해 온 1000개 행성의 밀도, 온도, 화학 성질, 항성과의 거리와 나이 등의 조건을 고려해 만든 것이다. 연구팀은 이 공식을 약 3000억개로 추산되는 은하계 별들과 그에 딸린 행성에 대입해 ‘1억개’ 라는 결과를 낸 것이다. 특히 연구팀은 1억개의 행성 중 1~2%는 태양계에서 생명체가 있을 가능성이 가장 높은 목성의 위성 유로파보다 더 생명체 존재 확률이 높다고 추산했다. 논문의 주요저자 미국 코넬대학 알베르토 페어렌 교수는 “밤 하늘에 보이는 5000개의 별 중 50개 정도는 그들 주위에 생명체가 살 만한 세계가 있다는 것을 의미하는 것”이라면서 “인간이 우주에 유일한 생명체일 가능성은 없다”고 설명했다. 그러나 교수는 “1억개나 되는 행성 모두에 고등 생명체나 지적인 생명체가 살고 있다는 것을 의미하는 것은 아니다” 라고 선을 그었다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

‘소용돌이 은하’로 유명한 나선은하 M51의 아름다운 모습을 미국항공우주국(NASA)이 3일(현지시간) 공개했다. 공개된 이미지에서 보라색 처리된 부분은 NASA의 찬드라 위성으로 관측한 X선 데이터와 허블 우주망원경으로 본 가시광 데이터를 합성한 것이다. 여기서 광범위하게 펼쳐진 X선 방사 대부분은 거대한 별이 일으키는 초신성 폭발로 나타난 고온 상태의 가스이며 눈부시게 빛나는 원형의 여러 점은 X선을 방출하는 천체로 대부분 ‘쌍성’을 이루고 있다. 이런 항성계는 두 항성 중 밝은 주성과 좀 더 어두운 반성이 짝을 이루지만, 한 별이 진화해 나타나는 중성자별이나 블랙홀과 짝을 이룬 반성으로부터 다량의 물질을 흡수하면서 고온이 돼 X선을 방출한다. 사냥개자리에 있는 M51은 지구로부터 약 3000만 광년 떨어져 있다. 천문학자들은 이 멀리 떨어진 은하에서 X선을 방출하는 천체들을 관측한 것이다. 찬드라가 M51에서 관측한 약 400개의 X선 원 중 적어도 10개의 쌍성에는 블랙홀이 존재하고 있으며, 그중 8개는 블랙홀이 태양보다 훨씬 큰 주변 반성으로부터 물질을 흡수하는 것으로 나타났다. 또한 M51은 이미지 윗부분의 작은 위성은하와 합체하고 있는 데 그 영향으로 별 형성이 발생하는 것으로 여겨지고 있다. 이중 질량이 큰 별은 수백만 년간 진화하고 붕괴하는 과정에서 중성자별이나 블랙홀이 된다. 이런 블랙홀이 존재하는 M51의 X선 쌍성 대부분은 별 형성 영역과 가까운 곳에 있으므로 은하 간 합체와도 관련성을 나타내고 있다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

별은 수명이 다할 때 평소보다 수억 배 밝은 빛을 뿜어내다 서서히 낮아지는데 우리는 이를 ‘슈퍼노바’(supernova) 즉, 초신성(超新星) 현상이라 부른다. 별이 진화되는 가장 마지막 단계임에도 ‘초신성’이라는 명칭이 붙은 이유는 순간적으로 폭발하는 모습이 마치 새로 태어나는 것처럼 보이기 때문이다. 슈퍼노바 현상은 항성의 탄생과 죽음에 이르기까지 모든 과정을 함축하고 있고 이는 작게는 태양계 형성, 조금 더 나아가면 은하의 형성 그리고 궁극적으로는 우주형성의 비밀을 담고 있기에 천문학계는 이를 항상 주시해왔다. 그런데 이런 슈퍼노바 현상을 머나먼 우주공간이 아닌 지구상에서 구현한다면 우주형성의 신비를 조금 더 쉽게 밝혀낼 수 있지 않을까? 미국 과학전문 사이트 레드오빗(redorbit.com)은 영국 옥스퍼드 대학 물리학 연구진이 실험실 테이블 위에서 ‘슈퍼노바’ 현상 재현에 성공했다고 2일(현지시간) 소개했다. 연구진은 슈퍼노바 현상 이후 수백 년이 지나도 끊이지 않고 관측되는 중성미자(neutrino) 형태의 ‘초신성 잔해’를 직접 지구에서 구현할 계획을 세웠다. 이들은 영국 과학기술위원회 산하 옥스퍼드셔 러더퍼드애플톤연구소(Rutherford Appleton Laboratory)의 강력한 발칸 레이저를 이용해 슈퍼노바를 재현해보기로 결심했다. 과정은 다음과 같다. 연구진은 실험실에 마련된 저밀도 가스 충전 공간(외부와 철저히 차단)에 사람 머리카락 굵기 정도의 탄소막대를 넣고 3개의 레이저 빔을 동시에 가동해 초점을 집중시켰다. 레이저는 곧 탄소막대를 가열시켰고 실험공간은 순식간 섭씨 100만도를 웃도는 고열로 가득 찼다. 이때 탄소 막대에서 저밀도 가스가 분출되며 돌풍이 발생했고 이는 천천히 초신성 가스 잔해 형태로 퍼져나갔다. 연구진은 플라스틱 그리드를 이용해 이 순간을 놓치지 않고 시뮬레이션 했다. 연구진은 애초에 실험목표를 카시오페이아자리 초신성 잔해 재현에 중심을 뒀고 이후 나타난 결과는 엇비슷했다. 저밀도 공간 속 잔해는 카시오페이아자리 초신성 잔해처럼 불규칙한 난류를 그렸다. 해당 실험을 통해 얻어낸 소중한 비밀은 슈퍼노바의 먼지, 가스 잔해 성간 물질사이로 일관되게 확장되지는 않는다는 점이다. 또한 해당 실험이 가지는 큰 의미는 바로 초신성과 우주 자기장 사이에 상당한 상호작용이 있다는 점이 파악됐다는 점이다. 실험 데이터를 보면 초신성이 폭발할 때 특정 방사선 생성에 영향을 주는 것으로 나왔는데 이것이 우주 자기장과 큰 연관이 있을 것으로 연구진은 추측 중이다. 참고로 자기장은 대표적 우주생성학설인 ‘빅뱅이론’의 큰 축을 담당하고 있다. 연구를 주도한 옥스퍼드 대학 물리학과 지안루카 그레고리 교수는 “해당 실험은 우주 자기장 의 생성과 발전에 대한 새로운 시야를 제시해줄 것”이라고 밝혔다. 한편 이 연구결과는 물리분야 국제학술지 ‘네이처 물리학(Nature physics)’에 발표됐다. 사진=Oxford University/NASA 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

인간이 10개월간의 산고(産苦)를 거쳐 소중한 새 생명을 탄생시키는 것처럼 무한한 우주 속 밝게 빛나는 별 무리도 분명 신생아(新生兒) 시절이 있었을 것이다. 최근 미국 항공 우주국(NASA)은 허블 우주 망원경이 포착한 신생 항성 ‘IRAS 14568-6304’의 탄생 순간을 공개했다. 지구로부터 약 2,500광년 떨어져 있는 이 항성은 황금빛 가스, 먼지구름에 둘러싸인 채 무한한 우주 공간에서 이제 막 새로운 자신만의 자리를 찾아가기 시작했다. ‘IRAS 14568-6304’ 주위를 감싸고 있는 신비한 먼지구름은 산모로부터 공급된 소중한 영양분을 태아에게 전해주는 ‘탯줄’처럼 느껴진다. 통상적으로 우리가 ‘별’ 또는 ‘항성’이라는 불리는 존재는 중력으로 플라스마(이온핵과 자유전자로 이루어진 입자들의 집합체)가 굳게 뭉쳐있는 밝고 동그란 형태의 천체다. 보통 항성은 분자 구름 속에서 태어나며 내부는 대부분 수소로 이루어져 있다. 보통 분자구름의 밀도가 높아지면 스스로 여러 덩어리로 분열되는데 이 덩어리들은 별도로 각각 수축된다. 이 과정이 반복되면서 덩어리는 더 작은 덩어리로 계속 분열되고 중심온도는 계속 상승되는데 온도가 보통 400만도를 넘게 되면 핵융합 작용이 일어나 스스로 빛나는 ‘별’로 재탄생하게 된다. 이번에 관측된 ‘IRAS 14568-6304’도 같은 맥락이다. 사진=ESA/Hubble & NASA 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

우리 태양보다 최소 5배 이상 뜨겁고 20배나 질량이 무거운 ‘울프-레이에별’이 사라지는 순간이 사상 처음으로 카메라에 포착됐다. 최근 이스라엘 와이즈먼 연구소 등 국제 공동 연구팀은 목동자리(Bootes constellation)에 위치한 울프-레이에별이 초신성으로 폭발해 최후를 맞는 순간을 생생히 촬영하는데 성공했다. 울프-레이에별(Wolf-Rayet Star)은 항성진화의 마지막에 이른 별로 자체 ‘연료’를 빠르게 소모하는 탓에 결국 초신성 폭발을 일으키면서 찬란한 최후를 맞는다고 알려져 있었다. 그러나 이번 연구팀의 발표 전까지 이같은 추측은 이론으로만 존재했을 뿐 실제로 관측된 바는 없었다. 이번에 관측된 울프-레이에별은 지구에서 약 3억 6000만 광년 떨어진 ‘SN 2013cu’로 연구팀은 폭발 전과 후를 사상 처음으로 모두 담아내는데 성공했다. 연구를 이끈 와이즈먼 연구소 갈-얌 박사는 “미 항공우주국 나사(NASA)의 위성과 지상의 대형망원경 등 모든 장비들이 동원된 새로운 기술 덕분에 이번 관측이 가능했다” 면서 “역사상 처음으로 폭발해 사라지는 별의 전과 후를 모두 보는데 성공했다”고 밝혔다. 이어 “이같이 환상적이고 강력한 에너지를 가진 별의 죽음은 폭발하면서 생기는 빛과 물질이 우주로 퍼지기 때문에 관측하기가 대단히 어려웠다” 면서 “과거에는 항상 폭발 후 흔적들만 찾아 연구했다”고 덧붙였다. 이번 연구결과는 세계적 학술지 네이처(Nature) 최신호에 게재됐다. 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

태양과 같은 항성 중 일부는 지구와 같은 행성을 흡수하는 종류도 있다. 이런 별은 발달 과정에서 지구나 화성, 금성과 같은 암석형 행성의 물질을 다량으로 삼킬 수 있다. 미국 밴더빌트대학 천문 연구팀이 암석형 물질을 흡수하는 별의 화학 구성을 예측하는 모델을 개발했으며, 이를 통해 이런 별이 ‘지구형 행성을 거느리고 있는지’ 분석할 수 있게 됐다고 미국 과학전문 사이언스데일리 등 외신이 보도했다. 이 연구를 지도한 케이반 스타선 밴더빌트대학 천문학 교수는 “고해상도 스펙트럼으로 이런 별의 특징을 확인할 수 있었다”고 말했다. 연구팀에 따르면 이런 특징은 행성 형성 과정에 대한 이해를 도울 뿐만 아니라 외계에 있는 지구형 행성을 찾는 데도 도움이 될 수 있다. 천문학자들에 따르면 98%에 달하는 대부분 별이 수소와 헬륨으로 구성돼 있고 나머지 원소로 이뤄진 별은 불과 2%뿐이다. 수소와 헬륨보다 무거운 모든 원소는 금속으로 규정하고 있어 별의 화학 성분 중 철이 수소보다 상대적으로 많으면 ‘금속성 별’이라고 칭한다. 1990년대 중반 이후 많은 외계행성을 탐지하는 기술이 발전되면서 행성의 형성 과정과 금속성 별에 관한 연관성을 규명하는 여러 연구가 진행됐다. 또한 다양한 연구를 통해 금속성이 높은 별일수록 행성계를 이룰 가능성이 높으며, 목성과 같은 커다란 가스형 행성은 주로 금속성이 높은 별 주변을 공전하고 이보다 작은 행성은 성분 함량이 다양한 별을 공전한다고 알려져 있다. 이번 연구를 시도한 밴더빌트대학 천문 연구팀은 태양과 비슷한 항성에 관한 스펙트럼 분석을 통해 15개의 특정 원소가 풍부한 것에 관심을 가졌다. 이 중에서도 섭씨 600도 이상의 녹는 점을 지닌 알루미늄, 실리콘, 칼슘, 철과 같은 원소에 주목했다. 이는 지구형 행성과 같은 다양한 원소를 지닌 행성이 형성되기 위한 조건은 까다롭다는 것에서 착안한 것. 연구팀은 우리 태양과 비슷한 분광형 G등급 왜소항성 중에서도 행성을 거느린 최초의 쌍성계 항성인 HD 20781과 HD 20782를 모델로 삼았다. 이 두 별은 같은 먼지와 가스 구름을 통해 응축됐으므로 같은 화학 성분을 갖고 있어야 한다고 한다. 하지만 한 별에는 해왕성 크기의 두 행성이 밀접한 거리에서 공전하며 다른 한 별에는 목성 크기의 단일 행성이 한쪽으로 매우 치우친 편심 궤도를 그리며 공전한다. 이런 행성계의 차이는 이런 행성과 별이 갖는 화학적 성분에 연관성이 있는 것을 나타낸다. 연구팀은 이 두 별의 스펙트럼 분석을 통해 특정 원소가 우리 태양보다 훨씬 많이 있으며 온도도 높은 것을 확인했다. 이를 통해 목성 크기의 단일 행성을 가진 별은 지구 질량의 10배에 달하는 암석형 물질을, 해왕성 크기의 두 행성을 가진 별은 20배를 흡수한 것으로 분석됐다. 즉 항성의 화학적 성분 분석을 통해 현재 거느리고 있는 행성의 구성을 분석할 수 있고 더 나아가 지구형 행성에 관한 단서를 찾는데도 도움이 될 수 있다는 것이다. 한편 이번 연구결과는 ‘우주물리학저널’(Astrophysical Journal) 온라인판 7일 자로 발표했다. 사진=밴더빌트대학 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

태양같은 호스트 항성(Host star)을 한바퀴 도는데 지구 기준으로 무려 8만 년이 걸리는 행성이 있다면 믿을 수 있을까? 최근 캐나다 몬트리올 대학교 등 국제 천문학 공동연구팀은 각국의 우주망원경을 사용해 발견한 새 행성의 연구결과를 ‘우주물리학저널’(Astrophysical Journal)에 발표했다. 물고기 자리에서 발견된 이 행성의 이름은 ‘GU Psc b’로 태양계의 ‘큰 형님’ 목성의 질량보다 무려 9~13배는 크다. 이 행성의 ‘1년’이 이같이 긴 이유는 있다. 호스트 항성과의 거리가 지구와 태양과의 거리와 비교하면 무려 2000배나 더 멀기 때문이다. 이를 태양계 다른 행성과 비교하면 긴 공전 시간을 확연히 알 수 있다. 태양과 가장 가까운 수성이 87.9일, 목성은 11.9년, 토성 29.4년, 태양계에서 가장 먼 지금은 퇴출된 명왕성도 247.7년에 불과(?)하기 때문이다. 연구를 이끈 몬트리올 대학교 마리-이브 노 박사는 “90개의 별을 관측하다가 ‘GU Psc b’를 우연히 발견했다” 면서 “이 행성의 표면 온도가 낮아 가시광선 보다는 적외선으로 더욱 선명히 보인다” 고 설명했다. 이어 “어마어마하게 떨어진 항성을 공전하는 거대한 행성들의 비밀을 ‘GU Psc b’가 알려줄 수 있을 것”이라고 덧붙였다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구로 부터 약 1400광년 떨어진 오리온 자리에 위치한 NGC 2024 성운의 모습이 공개됐다. 최근 미 항공우주국 나사(NASA)는 찬드라 X-선 망원경과 스피처 우주망원경이 관측한 이미지를 합성해 만든 NGC 2024의 중심부를 공개했다. NGC 2024는 발광성운(發光星雲)으로 중심에 위치한 고온의 별에서 빛을 발하는 기체운이다. 이 성운에 관심이 쏠리는 것은 나이가 20만년으로 매우 젊은 별이기 때문으로 우리의 태양과 같은 별이 어떻게 형성되는지 힌트를 제공해 주기 때문이다. 특히 나사 측은 중심부에 위치한 NGC 2024 외곽의 별들이 오히려 150만년 나이로 측정돼 기존 별 형성이론과는 다르다는 점에 주목했다. 기존 이론에서는 가스와 먼지로 이루어진 고밀도 영역의 중심부에서 별 형성이 시작되는 것으로 추측해 왔기 때문이다. 연구를 이끈 미국 펜실베이니아 주립대 천체물리학자 콘스탄틴 게트박 교수는 “찬드라 X-선 망원경의 X선 데이터와 스피처 우주망원경의 적외선 데이터를 합성해 이 이미지를 만들었다” 면서 “발광성운 중심부의 비밀이 이번에 드러난 것”이라고 설명했다. 이어 “중심부 성운이 오히려 주변 보다 나이가 적다는 것은 기존 학계의 추측과 상반된다” 면서 “태양과 같은 항성이 어떻게 형성되는지 새로운 관점에서 다시 생각할 필요가 있다”고 설명했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

혹시 우주공간에 나타난 거대 보석이 아닐까? 마치 다이아몬드 결혼반지를 연상시키는 희귀 성운의 모습이 포착돼 화제를 모으고 있다. 미국 CNN은 유럽우주국(ESA) 촬영한 아름다운 거대 성운 ‘아벨 33’의 생생한 모습을 9일(현지시간) 공개했다. 남아메리카 칠레 라 실라 천문관측소에 설치되어있는 유럽 남천 천문대(European Southern Observatory, ESO) 다중반사 망원경으로 포착된 이 성운은 지구로부터 2,500광년 떨어져있으며 항성 ‘HD 83535’와 매우 가까운 위치에 자리 잡고 있다. 아벨 33 성운의 이미지가 주목받는 것은 다이아몬드 등의 보석 반지를 연상시키는 정밀한 외형 때문이다. 보통 성운의 외형은 불규칙하게 흩어져 있는 경우가 많기에 이런 뚜렷한 구 형태의 겉모습은 보기 드물다. 유럽 우주국은 보석 같은 가스구름이 성운을 둘러싸게 된 원인을 ‘백색왜성’ 때문으로 추정한다. 백색왜성은 항성의 마지막 단계로 표면층 물질을 성운으로 방출한 뒤, 총질량이 태양의 1.4배 이하가 된 별을 말한다. 즉, 아벨 33 성운 가장자리에 위치한 특정 항성이 백색왜성으로 진화하며 방출한 물질들이 보석 모양으로 성운 전반부를 감싸 안았다는 것. 즉, 항성이 스스로 삶을 마감하는 순간 온 몸을 던져 방출한 물질이 역으로 아름다운 보석 형태가 되어 우주공간에 펼쳐졌고 지구에 위치한 우리에게까지 그 신비함이 전해진 것이다. 사진=ESO 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

‘초신성 폭발 장면 공개’ 최근 미국항공우주국(NASA)는 초신성 폭발 장면을 공개했다. NASA는 약 1100광년 떨어진 곳에 위치한 M82 은하 내에 위치한 초신성 SN 2014J가 폭발하는 사진이다. ’초신성 폭발 장면 공개’에 따르면 이 초신성 폭발은 우주에 떠있는 허블망원경은 물론 아마추어 천문가들도 지상에서 관측할 정도로 밝은 빛을 냈다. ’초신성 폭발 장면 공개’에 대해 NASA는 다른 항성에서 날아온 물질이 백색왜성에 쌓였다가 일정한 질량 이상이 돼 폭발한 경우라고 밝혔다. ’초신성 폭발 장면 공개’를 접한 네티즌은 “초신성 폭발 장면 공개..이미 1100년 전에 일어난 일이다”, “초신성 폭발 장면 공개, 사진 예쁘다”, “초신성 폭발 장면 공개..볼 수 있는 천문대가 어디 있지?”, “초신성 폭발 장면 공개라니 우주에서의 불꽃놀이인가?”, “초신성 폭발 장면 공개..도민준 별 아니야?” 등 다양한 반응을 보이고 있다. 사진 = NASA 홈페이지 (초신성 폭발 장면 공개) 온라인뉴스부 seoulen@seoul.co.kr

좀처럼 보기힘든 장대한 ‘우주쇼’가 펼쳐져 관심을 끌고있다. 최근 미 항공우주국 나사(NASA)는 지구로 부터 약 1140만광년 떨어진 곳에 위치한 M82 은하 속 초신성 SN 2014J의 폭발 모습을 공개했다. 지난달 31일(현지시간) 지구 밖에 떠있는 허블우주망원경이 포착한 이 이미지는 아마추어 천문가들도 지상에서 관측이 가능할 만큼 밝은 빛을 내뿜었다. 초신성(Supernova)이란 항성진화의 마지막 단계에 이른 별이 폭발하면서 생긴 엄청난 에너지를 순간적으로 방출하는 것으로, 그 밝기가 평소의 수억 배에 이르렀다가 서서히 낮아지는 현상이다. 이 때 발생하는 에너지의 형태는 대부분 중성미자(neutrino)로 ‘초신성 잔해 물’을 형성해 수백 년 동안 빛을 낸다. 나사 측은 “이번에 관측된 SN 2014J는 ‘la형 초신성’”이라면서 “다른 별에서 날아온 물질이 백색왜성에 쌓이다가 이 백색왜성이 일정한 질량 이상이 돼 폭발하는 형태”라고 설명했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국 항공우주국(NASA)은 26일(현지시간) 태양계 밖에서 715개의 행성을 무더기로 발견했다고 발표했다. 이 가운데 4개의 행성은 나사가 명명한 ‘생명체 거주 가능 구역’(habitable zone)에 속해 있어 ‘제2의 지구’가 될 수 있을지 관심이 모아지고 있다. 생명체 거주 가능 구역은 태양과 같은 중심 별에서 너무 가깝지도, 멀지도 않아 적절한 온도를 가지고 있거나 궤도상 표면에 물이 존재할 것으로 추정되는 행성을 말한다. 이렇게 많은 수의 행성이 발견된 것은 처음이라고 CNN은 보도했다. 현재까지 우리 은하계에서 존재가 확인된 행성은 1000여개에 불과하다. 이번에 발견된 행성들의 95%는 지구보다 4배 정도 크다. 또 생명체 거주 가능 구역에 있는 4개 행성은 지구 크기의 약 2배로, 생명체가 살기에 적절한 기후일 가능성이 높다고 전문가들은 보고 있다. 4개 행성 중 하나인 ‘케플러-296’은, 태양의 절반 크기에 5% 수준의 밝기를 내는 항성 주위를 돌고 있다. 하지만 이 행성이 지구처럼 두터운 대기층에 둘러싸여 있는지, 표면에 심해가 분포돼 있는지 등은 알려지지 않았다. 백민경 기자 white@seoul.co.kr