행성은 별과 함께 가스 성운에서 탄생한다. 태양과 지구 역시 46억 년 전 가스 성운에서 뭉쳐진 가스와 먼지에서 태어났다. 물론 대부분의 가스는 중력에 의해 중앙으로 몰려 태양을 형성했고 중력에 이끌려 왔지만, 태양에 포함되지 않은 남은 가스와 먼지는 태양 주변을 돌면서 행성, 소행성, 혜성이 됐다. 대략적인 내용은 이렇지만, 과학자들은 아직 잘 알려지지 않은 세부적인 내용을 알아내기 위해 계속해서 아기별과 그 주변을 관측하고 있다. 독일 막스 플랑크 외계 물리학 연구소(MPE)의 도미니크 세구라-콕스와 그 동료들은 칠레에 있는 강력한 전파 망원경인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해 지구에서 470광년 떨어진 가스 성운인 L1709을 관측했다. 여기에 생성된 지 50만 년에 불과한 아기별인 IRS 63이 있기 때문이다. 50만 년은 인간의 기준으로는 아득한 세월이지만, 천문학적 관점에서 보면 신생아나 다를 바 없다. 그러나 이 시간 동안 아무 변화도 일어나지 않는 것은 아니다. 과학자들은 이 단계에서 아기별이 먼저 생성된 후 주변의 가스와 먼지를 모아 원시행성계 원반(protoplanetary disk)을 만든다고 생각했다. 그 후 원시 행성이 원시행성계 원반에서 생성된다.그러나 IRS 63 관측 결과는 이런 예상과 달랐다. IRS 63은 아직도 주변에서 가스를 흡수하면서 성장하는 아기별이지만, 그 주변에 있는 원시행성계 원반은 새로운 행성의 생성 증거인 고리(ring)와 간극(gap)을 가지고 있었다. 원시행성계 원반에서 간극이 생성되는 주된 이유는 물질을 흡수하는 원시 행성 때문이다. 원시 행성은 지구에서 관측하기에 너무 어둡지만, 고리와 간극의 존재는 다른 이유로 설명하기 힘들다. 사람으로 치면 아기가 아기를 낳는 일이 우주에서 벌어진 셈이다. 참고로 IRS 63의 고리는 두 개 존재한다. 태양계와 크기를 비교하면 안쪽 고리는 해왕성 궤도에 해당되며 두 번째 고리는 명왕성궤도보다 더 먼 거리에 있다.(사진 참조) 행성은 이 고리 안쪽에 있는 간극에 있는데, 정확한 질량과 크기는 아직 모르는 상태다. 다만 연구팀은 여기에 목성 질량의 0.03배 정도 되는 암석 행성이 있다면 고리에 있는 가스를 끌어 모아 목성급의 거대 가스 행성으로 자랄 것으로 예상했다. 이번 관측 결과가 의외인 이유는 주변에서 가스를 모으면서 커지는 아기별 주변에서는 행성이 생성되더라도 결국 별로 흡수되어 사라질 것으로 예상했기 때문이다. 하지만 IRS 63 관측 결과는 별과 충분한 거리를 두고 떨어져 있으면 원시 행성이 삼켜지지 않고 살아남아 커질 수 있음을 시사한다. 이런 경우가 일반적인지 아니면 드물게 일어나는 일인지는 더 연구가 필요하지만, 이번 연구는 행성의 탄생 역시 매우 복잡하고 다양한 방식으로 일어날 수 있음을 보여줬다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

스페이스X사는 거대한 스타십 로켓으로 화성에 영구적인 인류 정착지 건설을 시작할 준비가 거의 다 되어가고 있는 듯하다. 스페이스X의 창립자이자 CEO인 일론 머스크는 10월 16일(현지시간) 국제화성협회 컨벤션에서 이 민간 우주비행 회사가 빠르면 4년 안에 첫 번째 무인 화성 미션을 시작할 계획이라고 밝혔다. 머스크는 화성협회 설립자인 로버트 주브린과의 토론에서 "우리는 화성 진출을 위한 두 번째 창을 만들 기회가 있다고 생각한다"고 말했다. 머스크가 언급한 '창'은 화성 탐사를 위해 26개월마다 돌아오는 발사 기회를 말한다. 미 항공우주국(NASA)을 비롯, 중국, 아랍 에미리트는 모두 올해 7월 화성행 로켓을 발사했다. 다음 창은 2022년에 열리며, 머스크가 말한 두 번째 창은 2024년이다.​ 스페이스X는 현재 사우스 텍사스 시설에서 화성 탐사에 오를 재사용 가능 로켓-우주선 콤보인 스페이스X 스타십을 개발하고 있으며, 2022년부터 시작할 예정인 달 탐사 및 지구 궤도 우주여행에 스타십을 사용할 계획이다. 머스크는 오래전부터 인류는 다행성 종족(multi-planetary species)이 되어야 한다고 전제하면서, 핵전쟁이나 소행성 충돌로 지구에 더는 사람이 살 수 없게 될 경우를 대비해 화성에 영구적인 정착촌을 세워야 한다고 주장해왔다. 그는 오는 2024년엔 승객을 태워 화성으로 여행을 떠나고, 50년 내에는 100만 명을 이주시키겠다는 포부를 밝히기도 했다. 그러나 현시점에서 스페이스X는 실제로 화성 기지를 건설할 계획을 하고 있지 않다. 어디까지나 운송회사로서 화성 개발을 촉진하기 위해 인간과 화물을 화성으로 실어나르는 것이 유일한 목표다.화성협회 창립자인 로버트 주브린은 대회에서 "스페이스X는 가장 큰 단일과제인 운송 시스템 확립을 위해 매진하고 있으며, 거기에는 필요한 모든 종류의 시스템들이 포함되어 있다"고 밝혔다. 그러면서 "내 개인적인 희망은 올해가 끝나기 전에 성층권에서 스타십을 볼 수 있고, 일론이 옳다면 내년 또는 다음 해에 궤도에 도달하는 것"이라고 덧붙였다. 지나치게 야심 찬 일정을 곧잘 내세우기는 하지만, 그래도 만약 머스크의 예상이 맞는다면 스페이스X의 첫 화성 임무는 NASA 우주 비행사가 아르테미스 프로그램에 따라 달로 가는 해에 시작될 것이다. 또한 스페이스X는 스타십으로 2023년 달 궤도를 도는 우주 관광 비행을 할 계획이다. NASA는 아르테미스 프로그램에 따른 달 착륙선을 개발하기 위해 3개의 민간기업 중 하나로 스페이스X를 선택했다. 머스크는 2016년 스페이스X의 우주선 계획에 대한 계획을 발표한 바 있다. 이 프로젝트는 달, 화성 및 기타 지역으로의 심 우주 임무를 위해 거대한 부스터로 50m 길이의 우주선을 발사하는 것을 목표로 한다. 스타십과 슈퍼 헤비 부스터는 모두 재사용할 수 있는 것들이다. 올해 스페이스X는 텍사스에 있는 부카치카 시험비행 구역에서 SN5 및 SN6이라는 스타십 시제기의 시험 비행을 두 차례 실시했다. 비행 고도는 150m에 도달했다. 스페이스X는 가까운 장래에 고도 20km에 달하는 시험비행을 위해 SN8이라는 또 다른 스타십 시제기를 준비하고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

2021년 2월 18일에 화성의 예제로 크레이터에는 역사상 가장 크고 정교한 탐사 로버인 퍼서비어런스(Perseverance)가 착륙할 예정이다. 퍼서비어런스의 무게는 1025kg으로 1997년 화성 땅을 밟은 최초의 화성 로버인 소저너의 100배에 달한다. 바퀴 위의 실험실이라고 불릴 만큼 많은 탐사 장비를 탑재한 덕에 이렇게 몸집이 커진 것이다. 이런 탐사 장비 중 하나가 화성 최초의 지면 침투 레이더(ground-penetrating radar, GPR)인 RIMFAX(Radar Imager for Mars' Subsurface Experiment)다. 지면 침투 레이더는 지면 아래 구조물이나 지질 구조를 연구할 목적으로 개발된 특수 레이더로 지질 및 자원 탐사는 물론 고고학 유적 탐사, 싱크홀, 지하 구조물 조사에도 활용된다. 레이더이기 때문에 지표면이 아니라 항공기나 위성에서도 땅속을 탐사할 수 있다는 점이 큰 장점이다. 따라서 나사는 지구와 다른 행성을 연구하기 위해서 땅과 얼음을 투과할 수 있는 지면 침투 레이더를 사용해왔다. 하지만 지금까지 화성 표면에 직접 밀착해서 지면 침투 레이더를 사용한 적은 없었다. 화성의 속살을 더 가까이에서 들여다보기 위해 나사는 노르웨이 국방 연구소(FFI)와 협력해 RIMFAX를 개발했다. 무게 3kg에 불과한 소형 지면 침투 레이더인 RIMFAX는 19.6 × 12.0 × 0.66 cm 크기의 레이더 모듈을 통해 최대 10m 아래 지하를 들여다볼 수 있다. 투과 깊이보다 더 중요한 부분은 해상도로 위성 궤도에서는 불가능한 15-30cm 해상도로 지면 아래 있는 광물과 지층의 존재를 파악할 수 있다. 퍼서비어런스 로버는 화성 로버 역사상 최초로 지표는 물론 땅속까지 동시에 들여다볼 수 있는 셈이다. 물론 이런 장비를 탑재한 데는 그럴 만한 이유가 있다. 퍼서비어런스 로버가 착륙할 예제로 크레이터는 35억 년 전쯤 소행성이 충돌해 형성된 지름 45km 크기의 대형 크레이터다. 35억 년 전에는 이 크레이터 내부로 물이 흘러들어와 호수를 형성했다. 퍼서비어런의 목표 착륙 지점은 예제로 크레이터 안에서도 강물이 유입되던 삼각주 지형으로 과학자들은 여기서 당시 생성된 퇴적 지형을 조사할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 하지만 이 시기 형성된 지층을 조사하기 위해서는 겉으로 드러난 부분만으로 충분치 않다. 퍼서비어런스 로버에 탑재된 RIMFAX는 땅속 광물의 분포 및 지층 구조를 확인해 고대 화성에 존재했을지도 모르는 생명체에 대한 단서를 제공할 것이다. 그리고 가능성은 높지 않지만, 혹시 물을 포함한 지하수층이나 얼음이 있다면 이를 밝혀낼 수 있을 것으로 기대된다. 어쩌면 여기에 화성 생명체에 대한 결정적인 단서가 숨어 있을지도 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

태양보다 훨씬 무거운 별은 짧고 굵은 인생을 살다 간다. 이들은 상대적으로 짧은 시간 동안 엄청난 에너지를 방출하면서 뜨겁고 밝은 별로 살다가 마지막 순간에 초신성 폭발로 생을 마감한다. 그때의 밝기는 은하계 전체와 맞먹을 정도다. 만약 지구에서 매우 가까운 거리에서 초신성 폭발이 발생하면 초신성에서 나오는 엄청난 방사선에 지구 생명체가 대량 사멸할 수도 있다. 일부 과학자들은 원인이 확실치 않은 대량 멸종 사건 중 일부가 초신성 폭발과 연관이 있을지 모른다고 생각한다. 예를 들어 260만 년 전 플라이오세(선신세) 말에 생성된 지층에는 철-60(60Fe) 동위원소가 풍부한데, 초신성 폭발이 원인일 가능성이 커 과학자들의 주목을 받았다.독일 뮌헨공대(TUM)의 과학자들은 추가적인 증거를 확인하기 위해 깊은 바다 밑에 있는 망간각(manganese crust)을 조사했다. 망간각은 심해저에 있는 광물 덩어리인 망간단괴와 비슷한 해저 광물 덩어리이지만, 생성 과정은 전혀 다르다. 망간각은 암석 위에 직접 광물이 붙어 자라난 덩어리로 단면을 보면 마치 나이테처럼 시간에 따른 성장 흔적이 남아 있다. 당연히 더 안쪽에 있는 부분이 더 오래된 것으로 과학자들은 위치를 통해 나이를 알아낼 수 있다. 뮌헨공대의 귄터 코쉬네크 박사는 250만 년 전 생성된 망간각에서 극소량이지만, 망간-53(53Mn) 동위원소의 존재를 확인했다. 망간-53은 지구에는 거의 존재하지 않는 희귀한 동위원소이므로 지구 밖에서 망간-53이 유입된 것으로 의심할 수 있다. 연구팀은 초신성 폭발로 인해 생성된 철-60이나 망간-53이 소행성과 운석을 통해 지구로 유입된 것으로 보고 있다. 연구팀에 의하면 이 초신성 폭발을 일으킨 별의 질량은 태양의 11배에서 25배 사이로 추정된다. 이전 연구에 의하면 폭발 거리는 대략 130광년 정도다. 상당히 가까운 거리이긴 하지만 지구 생명체가 완전히 파괴될 정도로 가까운 거리는 아니다. 그래도 당시 지구 기후와 생태계에 상당한 영향을 미쳤을 가능성이 있다. 일부 과학자들은 초신성 폭발이 오존층 파괴를 일으켜 생태계에 큰 피해를 주었거나 구름 생성을 촉진해 지구 기온을 낮췄을 가능성을 생각하고 있다. 하지만 초신성 폭발 때문에 생물이 대량으로 멸종하고 새로운 지질 시대가 시작됐다는 가설은 아직은 좀 더 검증이 필요하다. 가까운 거리에서 초신성이 폭발했다고 해도 그냥 하늘에 밝게 빛나는 별 이상의 의미가 없었을 수도 있기 때문이다. 아직은 지구 생태계에 미친 영향에 대해서 자신 있게 말하기 힘들다. 과학자들의 다음 과제는 이 시기 초신성 폭발이 지구에 미친 영향을 알아내는 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

태양계에 있는 수많은 소행성 중에는 자신보다 더 작은 위성을 거느린 경우가 흔하다. 소행성의 위성은 대부분 매우 작은 천체로 자신보다 큰 소행성의 중력에 이끌려 우연히 위성이 됐거나 소행성 본체에서 갈라진 파편이다. 그런데 드물게 소행성의 위성이 상당히 커서 사실상 서로 대등한 관계라고 봐도 무방한 경우도 있다. 이를 쌍성계 소행성(binary asteroid)이라고 한다. 지름 0.9㎞급 소행성 2개가 거의 붙어서 공전하는 ‘2017 YE5’나 0.8㎞급 소행성 2개가 서로를 공전하는 ‘69230 헤르메스’가 그런 경우다. 이 두 소행성 쌍성계는 태양에 가까운 근일점에서는 지구 궤도 안쪽으로 들어왔다가 태양에 먼 원일점에서는 지구 궤도 밖으로 나가는 아폴로 그룹 소행성이다. 쉽게 말해 지구 궤도와 교차하는 소행성이기에 잠재적인 충돌 가능성이 있는 소행성이다. 따라서 미국항공우주국(NASA)은 이를 잠재적 위험 천체(PHO·potentially hazardous object)로 분류해 추적하고 있다. 다행히 가까운 미래에 충돌할 가능성은 매우 낮지만, 이런 쌍성계 소행성이 지구 충돌 궤도에 들어선 경우 현재 논의되는 소행성 궤도 수정 방법으로 궤도를 바꾸기 쉽지 않다는 점이 문제다. NASA는 지구에서 탐사하기 쉬운 쌍성계 소행성부터 연구하기 위해 소형 탐사선 프로젝트인 야누스(Janus)를 추진하고 있다. 미국 콜로라도대학과 록히드 마틴의 합작으로 개발되는 야누스 우주선은 사실 얼굴이 아니라 본체가 둘인 우주선이다. 무게 36㎏에 여행용 캐리어와 비슷한 크기의 소형 우주선 2대를 지구 근처에 있는 쌍성계 소행성에 보내 생성 원인 및 특성을 연구하는 것이 목표다. 야누스 프로젝트는 지난 9월 30일 NASA의 심플레스 프로그램(SIMPLEx program)의 리뷰 과정을 통과해 2022년 발사 가능성에 청신호가 켜졌다. 우선 탐사 목표로 거론된 소행성 중 하나는 (175706) 1996 FG3로 1.7㎞, 490m 지름의 천체 2개로 이뤄진 쌍성계 소행성이다. 비교적 크기 차이가 있어 쌍성계와 위성 사이를 오가는 수준으로 앞서 소개한 2017 YE5나 69230 헤르메스와 같은 아폴로 그룹에 속한다. 물론 지구 충돌 가능성이 있는 PHO 중 하나다. 연구팀은 이 소행성이 단단한 암석 덩어리가 아니라 잡석 더미 같은 구조의 소행성 쌍성계라고 보고 있다. 하지만 근접 관측 결과가 없어 막연히 추정할 뿐이다. 과학자들은 지구 충돌 코스에 들어선 소행성이 있으면 작은 우주선의 중력으로 견인해서 궤도를 살짝 벗어나게 하거나 혹은 우주선을 빠른 속도로 충돌시켜 궤도를 약간 수정하는 방법 등을 연구하고 있다. 하지만 하나가 아니라 두 개의 소행성으로 구성된 쌍성계 소행성에서는 결과를 예측하기 어려운 방법이다. 직접 탐사선을 보내 상세한 데이터를 수집하고 연구하는 과정이 선행되어야 하는 이유다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

얼마 전 금성 대기에서 발견된 ‘생명체 흔적’은 지구에서 유래한 것일 수도 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 하버드대 연구진은 최근 금성 대기에서 발견된 미량의 수소화인(PH₃) 기체가 지구를 스쳐간 소행성에 유입된 미생물이 생성한 것일 수 있다는 이론을 제시했다. 이 개념은 2017년 호주 상공에서 지구 대기를 스친 뒤 다시 우주로 날아간 소행성 사례에서 시작됐다.연구진은 당시 소행성이 지구 대기권에서 약 1만 마리에 달하는 미생물 군집을 획득해 다른 행성으로 옮겼을 가능성이 있다고 본다. 소행성은 우주로 돌아가기 전 1분 30초 동안 시속 27만2700㎞ 이상의 속도로 지구 대기를 횡단했다. 궤적을 토대로 소행성의 무게는 최대 60㎏으로 추정됐다. 미국 코넬대가 운영하는 출판전 논문·자료 저장소 ‘아카이브’(ArXiv.org)에 9월 22일자로 공개된 이번 연구는 지난 37억 년간 지구 대기를 스쳐간 수많은 소행성 가운데 적어도 60만 개가 금성과 충돌했다고 지적했다. 연구진은 논문에서 “상층 대기권에서 지구 생명체가 존재하는지는 알려지지 않았지만, 이처럼 지구를 스쳐간 소행성들은 잠재적으로 지구와 금성의 대기 사이에서 미생물을 옮겼을 수도 있을 것”이라면서 “결과적으로 금성 생명체의 가능성 있는 기원은 근본적으로 지구 생명체의 기원과 구별할 수 없을지도 모른다”고 명시했다. 기존 연구에서는 지구 생명체가 지표에서 상공 77㎞ 정도까지만 발견되는 것으로 나타났었다. 지구를 스치가는 소행성은 상공 85㎞에 도달할 때까지 막대한 열에 노출되지 않는다. 이는 이보다 낮은 고도로 내려오면 지구 대기에서 미생물을 획득하더라도 살아남을 가능성이 없다는 것이다. 이에 대해 연구진은 “상층 대기권 안에 있는 미생물의 존재 여부와 밀도를 조사하려면 추가적인 연구가 필요하다”고 지적했다. 연구진은 또 지구를 스쳐간 소행성은 다른 행성 대기에 진입하고 나서 분해되기 전 ‘히치하이킹’한 미생물들이 구름 속에 방출될 수도 있다는 점에 주목했다. 이 점에 대해서는 “금성의 거주 가능한 구름마루(cloud deck, 구름의 꼭대기부분) 표본을 조사할 수 있는 미래의 탐사선은 잠재적으로 지구 밖 미생물을 직접 발견할 것”이라고 예상하며 “특히 현장에서 미생물을 직접 분석하거나 대기의 표본을 지구로 회수하는 능력은 임무를 성공하기 위한 설계 과정에서도 매우 중요할 것”이라고 앞으로 탐사 계획에 대해서도 지적했다. 이어 “금성과 지구에서 정확히 같은 게놈 물질과 헬리시티(소립자가 운동하는 방향의 스핀 성분 값)를 발견하는 것은 판스페르미아에 관한 결정적 증거로 여겨질 것”이라고 덧붙였다. 여기서 판스페르미아는 생명은 지구상의 무기물에서부터 진화하지 않았고 멀리 있는 행성에서 날아온 박테리아 포자 형태에서 발생되었다는 이론을 말한다. 이번 연구에 앞서 지난 14일 영국 카디프대의 제인 그리브스 교수가 이끄는 국제 연구진은 금성 대기에서 생명체 존재를 증명할 생명지표(biosignature) 흔적을 찾았다고 국제 학술지 ‘네이처 천문학’에 발표했다.국제 연구진은 하와이 마우나케아천문대의 제임스 클러크 맥스웰 전파망원경과 칠레의 아타카다 대형 밀리미터 집합체(ALMA) 전파망원경을 사용해 금성 표면의 50~60㎞ 상공 대기에서 미량의 수소화인(PH₃) 기체를 발견했다. 10억개 대기 분자 중 10~20개가 수소화인 분자였다. 수소화인은 인(P) 원자 하나와 수소(H) 원자 3개가 결합한 물질로 지구 실험실에서 합성하거나 늪처럼 산소가 희박한 곳에 사는 미생물이 만든다. 국제 연구진은 금성에서도 구름에 있는 미생물이 수소화인을 생성했을 가능성이 있다고 밝혔다. 국제 연구진은 금성 대기에서 발견된 수소화인이 생명체 존재를 아직 입증한 것은 아니지만, 인류가 알지 못하는 생명 현상이 존재할 수도 있다는 여지를 열어야 한다면서 수소화인의 기원에 대해 더 자세히 탐구하려면 추가적인 연구가 필요할 것이라고 말했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

호주 오지에 있는 한 금광 지대에서 1억 년 전쯤 형성된 지름 약 5㎞의 운석 충돌구(또는 운석공)가 발견됐다.ABC뉴스 등 현지매체 보도에 따르면, 서호주 골드필즈 광업도시 오라반다 외곽 개인 금광에서 최근 금을 캐기 위한 시추 작업 중에 운석공의 존재한다는 증거가 나왔다. 시추 작업에 참여한 지질학자들은 운석공을 발견한 것이 맞는지 확인하기 위해 전문가 제이슨 마이어스 박사에게 조사를 의뢰했다.마이어스 박사 연구진은 전자기 조사 방법을 사용해 이른바 ‘오라 반다 크레이터’(Ora Banda Crater)로 부르는 이 운석공의 지름이 5㎞에 걸쳐 뻗어 있다는 사실을 알아냈다.그리고 운석공의 명확한 증거로 섀터콘(Shatter Cones·이하 충격 원뿔암)도 발견했다. 이는 운석 충돌로 생긴 운석공 주변의 암석에 보이는 원뿔꼴의 구조물로, 그 표면에는 말총 같은 무늬가 나타난다. 크기는 1㎝에서 15m나 되는 것도 있다.뿐만 아니라 고대 식물의 흔적이 남아있는 퇴적물도 발견됐다. 여기에는 미세 꽃가루가 남아 있을 가능성이 큰데 고생물학자들은 이를 통해 운석공의 더욱더 정확한 형성 시기를 알아낼 수 있다.게다가 마이어스 박사를 지원하고 있는 호주 커틴대 연구진은 물방울형 유리 조각과 지르콘 그리고 충격 원뿔암에 붙어있는 다른 광물들을 조사해 운석 충돌이 발생한 정확한 시점을 알아낼 계획이다. 현재 연구진은 오라 반다 크레이터가 최대 2억5000년 전부터 최소 4000만 년 전 사이에 형성됐으며 그중에서도 약 1억 년 전 형성됐다고 추정한다. 마이어스 박사는 “이 소행성이 충돌했을 때 방출된 에너지는 지금까지 시행된 어떤 원자 실험에서 발생한 에너지보다 클 것이지만, 만일 이 운석공이 백악기에 형성됐다고 해도 공룡 멸종에는 영향을 주지 못했을 것”이라면서 “공룡은 약 6600만 년 전 지금의 멕시코 유카탄반도에 있는 지름 180㎞의 운석공을 형성한 지름 15㎞의 소행성에 의해 사라졌다”고 설명했다.한편 오라 반다 크레이터는 호주에서 가장 유명한 지름 875m의 울프 크리크 크레이터보다 5배 더 크다. 울프 크리크 크레이터는 30만 년 전 지구에 충돌한 것으로 추정되는 지름 15m의 소행성에 의해 형성됐다. 반면 오라 반다 크레이터는 지름 200m의 소행성에 의해 형성된 것으로 추정되고 있는 것으로 전해졌다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

23일 새벽 충청지역 일부에서 별똥별로 보이는 크고 밝은 물체가 떨어지는 것이 관찰됐다는 목격담이 속출했다. 이날 사회관계망서비스(SNS)에는 별똥별로 추정되는 물체를 봤다는 내용이 쇄도하면서 ‘별똥별’이 포털사이트 검색어 상위권에 오르기도 했다. 목격자들 대부분은 ‘빨강과 파랑빛이 함께 있는 선명한 불꽃을 봤다’거나 ‘순간적으로 밖이 환해 봤더니 별똥별이었다, 거의 달만한 크기의 불덩어리가 떨어지는데 너무 놀라 사진을 찍지도 못했다’는 식이었다. 이에 대해 우주물체관측 임무를 수행하는 한국천문연구원에서는 “실제 사진이나 영상이 전무해 실체를 확인할 수 없지만 우주위험측면에서 위험한 것은 전혀 아니다”라고 밝혔다. 별똥별이라고 부르는 유성체는 혜성이나 소행성에서 떨어져 나온 티끌, 태양계를 떠돌던 먼지 등이 지구 중력에 끌려 대기권에 들어오면서 대기와 마찰로 불타는 현상이다. 하루에 지구 전체에 떨어지는 별똥별 중에는 맨눈에 볼 수 없는 것이 수없이 많고 별똥별이 빛을 내는 시간은 수 십 분의 1초~수 초 사이로 알려져 있다. 우주암석 조각이 지표면에 떨어지는 경우는 일반 별똥별보다 크기가 크고 밝아 ‘화구’(fireball)이라고 부르기도 한다. 또 유성체의 성분에 따라 대기권과 마찰과정에서 불이 붙으면서 여러 색깔을 내기도 한다. 한국천문연구원 관계자는 “운석이었다면 발견되기도 했을텐데 그렇지 않은 것을 보면 이번에 관측된 현상은 거대 별똥별일 것”이라며 “거대 별똥별은 자주 있는 현상은 아니지만 지평선과 가까운 곳으로 떨어질 경우 관측자의 시선과 가깝기 때문에 쉽게 관찰되고 착시현상 때문에 달만하다거나 달보다 크게 느껴지거나 섬광처럼 환하게 느껴졌을 수 있다”라고 말했다. 미국유성학회에 따르면 별똥별이 아닌 화구가 매년 전 세계에서 3000~5000건 씩 관찰되고 있으며 올해만 해도 5281건이 관찰됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

소행성 ‘베누’에서 또 다른 소행성의 암석 파편이 발견돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 미국항공오주국(NASA) 오시리스-렉스 탐사선은 현재 소행성 베누 주위를 돌며, 곧 진행될 베누 표면에서의 샘플 채취 작업을 준비 중이다. 공개된 사진은 오시리스-렉스 탐사선이 2019년 베누의 표면을 촬영한 것으로, 주위 표면의 흙과는 다른 밝은 빛을 띠는 바위다. 바위의 크기는 1.5~4.3m로 추정되며, 마치 빛을 받아 반짝이는 듯한 모습이 특징이다.오시리스-렉스 탐사선은 해당 암석의 사진 및 분석에 필요한 다양한 자료를 지구로 전송했고, 이를 분석한 NASA 연구진은 암석의 정체가 또 다른 소행성과의 충돌에서 발생한 것이라는 결론을 내렸다. 연구진에 따르면 베누는 또 다른 소행성인 ‘베스타’와 충돌한 전력이 있는 것으로 추정된다. ‘소행성 벨트’에서 두 번째로 큰 천체인 지름 525㎞의 베스타는 우리 태양계 주위를 도는 거대한 소행성으로, 궤도와 시기에 따라 맨눈으로도 관찰이 가능하다. NASA 측은 베누의 표면에서 발견된 바위가 주위 바위에 비해 훨씬 밝고, 바위에서 휘석 성분이 발견된 점을 미뤄 베스타와의 연관성이 존재할 것으로 보고 있다. 철과 마그네슘, 칼슘 등으로 이뤄진 규산염 광물인 휘석은 소행성 베스타에서도 주로 발견되는 광석 중 하나다.NASA는 21일 공식 성명에서 “베누가 소행성 베스타와 충돌하면서 이 물질(암석)을 물려 받았다는 것이 우리의 가설이다. 베스타 소행성이 파괴될 때 생긴 파편이 중력에 의해 베누에 축적됐을 가능성도 있다”고 설명했다. 이어 “하나의 소행성 물질이 다른 소행성 표면으로 옮겨지는 것은 드문 일이 아니다”라고 덧붙였다. 한편 소행성 베누는 지름 500m 정도의 작은 소행성으로 지구에서 1억 3000만㎞ 떨어진 곳에서 태양 궤도를 돌고 있다. 전문가들은 이 소행성이 태양계의 형성과 진화, 더 나아가 생명의 기원인 유기물의 출처에 대한 정보까지 가지고 있을 것으로 보고 있다. 특히 오시리스-렉스는 기존의 탐사선과는 달리 표면까지 하강해 로봇팔을 쭉 뻗어 샘플을 채취해 지구로 가져올 예정이다. 올해에는 표면의 샘플을 60g이상 채취하며 이듬해에는 다시 지구로 귀환한다. 지구 도착은 2023년 9월로 샘플을 담은 캡슐은 낙하산을 이용해 미국 유타 주에 떨어진다.　　　 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)은 현재 우주 탐사에서 자타가 공인하는 세계 1위 기관이다. 하지만 우주가 미국의 전유물은 아니다. 현재 유럽, 일본, 러시아, 중국 등 여러 나라가 단독 혹은 국제 컨소시엄 형태로 활발한 태양계 탐사 계획을 추진하고 있다. 예를 들어 일본우주항공연구개발기구(JAXA)는 소행성을 근접 거리에서 자세히 탐사하는 것은 물론 그 샘플까지 채취하기 위해 하야부사2 탐사선을 소행성 류구에 보냈다. 하야부사2는 작년 7월 소행성 류구 표면에서 샘플을 채취했으며 올해 말에 이 샘플을 지구로 가져올 예정이다. JAXA는 여기서 그치지 않고 하야부사2의 화성 탐사선 버전이라고 할 수 있는 화성 위성 탐사선(Martian Moon Exploration, 이하 MMX)을 2024년에 발사할 계획이다. MMX는 2025년 화성 궤도에 진입한 후 화성의 두 위성인 포보스와 데이모스를 가까운 거리에서 상세히 관측한다. 특히 포보스에는 직접 착륙해 10g 정도의 샘플을 확보할 계획이다. 이후 2028년에는 화성에서 지구로 향해 출발해 2029년에는 인류 역사상 최초로 다른 행성의 위성에서 샘플을 채취해 지구로 귀환할 예정이다. 만약 성공한다면 포보스와 데이모스의 기원에 대한 결정적인 정보를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.최근 JAXA는 일본 공영 방송사인 NHK가 개발한 4K 및 8K 슈퍼 하이비전 카메라(Super Hi-Vision Camera)를 MMX에 탑재한다고 발표했다. 두 개의 슈퍼 하이비전 카메라가 찍은 화성과 두 위성의 고해상도 이미지는 다른 과학 데이터와 함께 지구로 전송된다. 하지만 이미지 데이터의 양이 매우 크기 때문에 모두 전송하기 어렵다. 지구로 미처 전송하지 못한 원본 데이터 파일은 지구 귀환 캡슐에 별도로 저장되어 화성 위성 샘플과 함께 2029년 지구로 귀환할 예정이다. 사실 화성은 물론 태양계 여러 천체의 고해상도 이미지는 이미 적지 않다. 하지만 이 이미지들은 사실 여러 장의 사진을 합성해 하나의 사진처럼 만든 것이다. 본래 컬러 이미지가 아닌데 컬러처럼 보이기 위해 가상 컬러 처리를 한 사진도 적지 않다. 사진 자체가 아니라 과학 연구가 주목적이고 이미지 데이터의 양이 너무 크면 지구에서 멀리 떨어진 우주에서 전송하기 힘들기 때문이다. MMX에 탑재된 4K 및 8K 슈퍼 하이비전 카메라는 별도의 복잡한 처리 과정 없이 화성과 그 위성의 모습을 원본 그대로 생생하게 보여줄 것으로 기대된다. 일반적으로 과학적 데이터 수집에 초점을 맞춘 우주 탐사선에서는 보기 힘든 참신한 시도인데, 얼마나 좋은 결과물을 가져올지 9년 후 결과가 주목된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

지난 8월, 카리브해 섬나라 푸에르토리코에 세워진 거대한 전파망원경이 대파됐다. 사고가 발생한 지 무려 한 달이 지났지만 원인은 여전히 오리무중인 것으로 알려졌다. 당시 대파된 것은 아레시보 전파망원경으로, 지름 305m의 거대한 접시 안테나가 핵심장비다. 1963년에 세워져 세계 최대 전파망원경으로 불리다, 2016년 중국이 지름 500m 전파망원경을 완공하면서 ‘최대’ 자리를 내려놓았다. 한달 전 사고는 굵기 7.6㎝의 철제 케이블이 끊어지면서 발생했다. 끊어진 케이블은 아래에 있던 접시 안테나를 강타했고, 둥근 형태의 지붕은 너덜거릴 정도로 부서졌다. 아레시보 전파망원경의 주된 임무는 소행성을 추적하고 외계생명체의 신호를 찾는 것이었다. 구체적으로 살펴보면, 발달한 기계문명을 가진 외계인이 있다면 사람처럼 인공적으로 전파를 생성해 사용할 것이고, 아레시보 전파망원경의 임무 중 하나는 이 전파를 탐지하는 것이었다.문제는 사고가 발생한 뒤 한 달이 지난 현재까지도 케이블이 왜 끊어졌는지 등 사고의 정확한 원인을 파악하지 못했다는 사실이다. 복구작업이 진행 중이긴 하지만, 파손 상태가 워낙 심한데다 정확한 사고 원인이 파악되지 않은 상태여서 더디게 진행되고 있다. 아레시보 천문대 측은 최근 성명에서 사고 발생 원인을 찾지 못했다는 소식과 함께 “현재는 부서진 조각을 제거하고 본래의 임무를 시작하기 전, 거대한 안테나를 본래 자리로 올려놓아도 될 정도로 안전한지를 확인하는 것이 급선무”라고 밝혔다. 아레시보 전파망원경이 다시 제 모습과 기능을 되찾을 때까지는 수 개월이 더 걸릴 것으로 보인다. 실제로 2017년 9월 허리케인 마리아 탓에 파손됐을 때에도 복구까지 3개월이 걸렸다. 전문가들은 아레시보 전파망원경이 외계생명체의 신호뿐만 아니라 지구 주변으로 접근하는 소행성을 찾는 핵심장비로 쓰이는 만큼, 최대한 빠른 복구가 필요하다고 입을 모았다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

만약 지구에 떨어졌다면 인류에게 커다란 재앙이 됐을 소행성을 한 아마추어 천문학자가 발견했다. 지난 13일(이하 현지시간) 영국 인디펜던트 등 외신은 소행성 '2020 QU6'이 지난 10일 지구를 최근접해 지나갔다고 보도했다. 지름이 약 1000m로 덩치가 큰 2020 QU6은 이날 지구와 약 4000만㎞ 거리를 두고 조용히 제 갈길을 갔다. 이 정도 거리면 지구와 달 사이의 100배 정도 거리로 상당한 멀지만 사실 우주의 기준에서는 매우 가깝다고 할 수 있다. 지구에 아무런 영향없이 지나간 소행성에 전문가들이 관심을 갖는 이유는 있다. 이 소행성이 최초 발견된 것은 지난달 27일로, 당시 브라질 출신의 아마추어 천문학자 레오나르도 아마랄이 2020 QU6의 존재를 처음으로 확인했다. 그로부터 불과 2주 만에 소행성이 우리에게 가까이 접근한 셈으로 만약 지구에 떨어졌다면 1000m라는 크기 때문에 인류의 존재를 위협하는 역사적 참사로도 기록될 수 있다.결과적으로 지구로 날아오는 커다란 소행성의 존재를 미 항공우주국(NASA)을 비롯한 전문가들도 까맣게 몰랐다는 사실을 다시한번 입증한 셈이다. 미국의 비영리 과학 단체인 행성협회(The Planetary Society) 케이시 드라이어 수석고문은 "이번 사례는 우리가 '지구로 다가오는 천체'(NEOs·Near-Earth Objects)의 대부분을 찾아내고는 있지만 여전히 다 발견하지 못했다는 것을 상기시킨다"면서 "NEOs를 감시하는 임무에 계속적인 투자를 해야 미래의 지구를 보호할 수 있다"고 밝혔다.현재까지 NASA가 파악한 NEOs는 약 1만 5000개다. 이중 NASA는 90% 정도 파악하고 있다고 밝히지만 여전히 지구는 수많은 이름모를 천체에 노출돼 있는 형편이다. 대표적으로 지난 2013년 2월 러시아 우랄산맥 인근 첼랴빈스크 지역 상공에서 폭발한 소행성이 그 예다. 지름이 불과 20m 정도에 불과했던 이 소행성은 초당 최대 20㎞의 속도로 떨어져 지상 30㎞ 상공에서 폭발해 총 1000여명의 부상자를 냈다. 전문가들은 그 폭발력이 히로시마 원폭 위력의 10배가 넘는 TNT 300킬로톤 정도로 추정했으며 다행히 지표면에서 폭발하지 않아 피해는 적은 편이었다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국 에너지부 산하의 스탠퍼드 선형가속기센터(SLAC National Accelerator Laboratory)에서 개발 중인 32억 화소 카메라 센서가 완성됐다. 이 초고해상도 카메라는 암흑물질의 비밀을 풀고 태양계의 미스터리를 규명하기 위해 2015년부터 추진 중인 LSST(Legacy Survey of Space and Time) 프로젝트의 핵심 시스템이다. LSST 카메라는 칠레의 고산지대에 있는 베라 C 루빈 천문대(Vera C. Rubin Observatory)의 구경 8.4m 망원경에 설치되어 2022년부터 관측을 시작한다. 역사상 가장 높은 해상도인 32억 화소 이미지 센서는 사실 하나의 센서가 아니라 189개의 센서를 결합해 만든 것이다. 각 센서의 해상도는 1600만 화소다. 일반적인 DSLR 카메라나 스마트폰 메인 카메라와 비슷한 해상도이지만, 사람이나 풍경을 찍는 용도가 아니라 매우 희미하고 멀리 떨어진 천체를 찍는 카메라이기 때문에 희미하고 작은 물체를 잡아내는 능력은 비교할 수 없을 만큼 뛰어나다. LSST 카메라는 별도의 망원 렌즈 없이도 24㎞ 떨어진 골프공을 식별할 수 있을 정도다.이런 고해상도 카메라를 이용해 한 번에 달 면적의 40배에 달하는 하늘을 자동으로 관측한다. 다만 이런 정밀도를 위해 영하 101도의 극저온 환경에서 가동해야 한다. 스탠퍼드 선형가속기센터 연구팀은 189개의 이미지 센서를 모아 너비 61㎝의 LSST 카메라 센서를 만든 후 이를 극저온 용기에 넣어 실제 사물을 촬영했다. 첫 대상은 브로콜리로 마치 종양 조직이나 외계 생명체 같은 느낌을 준다.연구팀은 2021년 중반까지 테스트를 진행한 후 특별한 문제가 없으면 2021년에는 베라 C 루빈 천문대로 보내 망원경에 장착할 계획이다. LSST는 10년에 걸쳐 남반구 하늘 전체를 관측해 적어도 370억 개의 별과 은하, 그리고 태양계 소행성 데이터를 수집할 예정이다. 과학자들은 LSST를 통해 아직 그 정체를 모르는 암흑물질에 대한 결정적인 단서를 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 과학자들이 기대하는 또 다른 성과는 태양계의 9번째 행성이다. 만약 실제로 존재한다면 LSST 데이터를 통해 밝혀질 가능성이 높다. 일부 과학자들은 9번째 행성의 정체가 미니 블랙홀일 가능성을 제시했다. 이 역시 LSST 데이터를 통해 검증할 수 있다. LSST의 첫 데이터는 2024년 공개 예정이다. 32억 화소 디지털카메라가 보여줄 우주의 모습이 어떨지 궁금하다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

브라질 시골 마을에 ‘운석 로또’가 쏟아졌다. 30일(현지시간) 브라질 뉴스포털 G1은 얼마 전 페르남부쿠주 일대에 운석이 떨어져 브라질 전역은 물론 미국 수집가들까지 몰려들고 있다고 전했다. 19일 오전 페르남부쿠주 하늘에서 46억 년 된 운석 덩어리 수백 개가 쏟아졌다. 현지언론은 “하늘에서 돈이 떨어진 날”이라며 운석 관련 소식을 앞다퉈 보도했다. 그러자 상파울루 등 브라질 전역과 미국에서 ‘운석 로또’를 찾으려는 사람들의 발길이 이어졌다. 페르남부쿠주와 인접한 피아우이주의 시골 마을 산타 필로메나도 운석을 주우려는 사람들로 북적이고 있다. 평소 외지인 발길이 뜸했던 이곳은 지역 주민은 물론 국립박물관 관계자와 천문학자 등 전문가와 운석을 매입해 되팔려는 수집가들로 발 디딜 틈이 없다.현재까지 수거된 운석 파편은 200여 점. 이 중 하나는 무게가 40㎏으로 지금까지 브라질에서 발견된 운석 중 최대 크기를 자랑한다. 그 가치는 최소 12만 헤알(약 2600만 원)에서 최대 15만 헤알(약 3200만 원) 선으로 알려졌다. 산타 필로메나 사람들 10년 치 연봉과 맞먹는 수준이다. 브라질 국립박물관 측은 해당 운석을 매입하기 위해 익명의 수집가와 협상 중이다. 두 번째로 큰 2.8㎏짜리 운석도 미국에서 온 수집가가 브라질 당국과 1만8000 헤알(약 390만 원)에 가격 협상을 벌이고 있다. 인구 1만4172명의 작은 마을인 이곳은 시내에 사는 3000명을 뺀 나머지 주민 대부분이 콩을 재배하는 영세 농민이다. 무역도 거의 없고 일자리도 부족하며 임금도 낮은 수준에서 정체 상태다. 그러니 이번 운석은 로또나 마찬가지다.20세 청년 에디마르 로드리게스도 연기로 뿌연 하늘에서 운석이 떨어졌다는 소식에 거리로 달려 나갔다. 무게 164g, 폭 7㎝짜리 운석을 주운 그는 미국에서 온 수집가에게 7000헤알(약 150만 원)을 받고 운석을 넘겼다. 로드리게스는 “운석 가격이 1g당 40헤알(약 8700원)까지 올랐다. 불과 며칠 전만 해도 그 절반 수준이었다”면서 “보잘것없는 시골 마을이다. 많은 주민이 돈에 허덕이던 때 딱 맞춰 운석이 떨어졌다”고 좋아했다. 하지만 전문가들은 운석이 헐값에 해외로 빠져나가는 것을 안타까워했다. 페르남부쿠주립대학교 안토니오 미란다 교수는 “운석은 과학계에 다이아몬드만큼의 가치가 있다. 비슷한 대우를 받아야 하며 운석이 발견된 땅 소유주에게 귀속시켜야 한다”고 강조했다.상파울루대학교 가브리엘 실바 연구원 역시 “이번 운석은 과학자와 수집가 사이에 많은 흥분을 일으켰다. 수요가 많다 보니 가격이 갑자기 뛰었다”면서 “40㎏짜리 운석을 살 수 있는 사람이 브라질에 많지 않다 보니, 운석을 헐값에 가져가 훨씬 비싼 값에 내다 팔려는 해외 백만장자들이 몰려들었다”고 밝혔다. 그러면서 “운석 유출을 막고 마을에 박물관을 세워 전시해야 한다. 이것이 관광 산업을 촉진하고 과학적 연구를 가능하게 하여 마을과 과학계 모두에게 좋은 방법”이라고 말했다. 이번에 떨어진 운석은 지구상에 떨어지는 운석의 86%를 차지하는 콘드라이트로 추정된다. 콘드라이트 대부분은 태양계 소행성 벨트에서 날아오는데, 운석의 나이는 지구와 같은 46억 년 정도로 태양계가 형성될 당시의 비밀을 간직하고 있다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

중앙아메리카 남부 코스타리카에서 신비로운 무지갯빛을 내는 운석이 공개됐다. 전문가들은 이 운석이 생명체 기원의 비밀을 품고 있을 것으로 기대하고 있다. 스페이스닷컴 등 과학전문매체의 24일 보도에 따르면 지난해 4월 코스타리카에서 발견된 이 운석은 세탁기 정도 크기의 거대한 유성이 지구 대기권에서 부서지면서 생긴 파편으로, 당시 코스타리카의 두 마을에서 공통으로 발견됐다. 코스타리카국립대학 지질학과 연구진이 1년가량의 연구 끝에 공개한 운석의 분석 결과에 따르면, 해당 운석은 탄소질 콘드라이트로 확인됐다. 80~85%가 점토로 이뤄진 탄소질 콘드라이트는 유기화합물이 포함돼 있긴 하나 생물에 의해 만들어진 것은 아니며, 태양계 초기에 만들어진 이후 열변성을 받지 않은 채 유지된 것이기 때문에 태양계에서 가장 초기의 성질을 보유한 물질로 여겨진다. 이 때문에 전문가들은 이 운석의 모체인 소행성이 초기 태양계부터 존재했으며, 궁극적으로 우리 태양계의 매우 오래된 별에서 관찰할 수 있는 특징들을 담고 있을 것으로 기대했다. 구체적으로 연구진은 이 암석에서 100여 개의 각기 다른 아미노산을 발견했다. 이중 일부는 지구상의 생명체에게서도 매우 드물게 발견되거나 알려지지 않은 것들이다. 무게는 약 1.1㎏ 정도이며 오묘한 무지갯빛을 내는 것이 특징이다. 연구진은 “이 운석은 45억 6000만 년 전부터 존재해 온 소행성의 일부분으로 보여진다”면서 “특히 이번에 공개한 운석은 수십억 년 동안 오염되지 않은 채 보존돼 있었으므로, 연구가치 뿐만 아니라 희소가치도 매우 높다”고 설명했다.이번에 공개된 운석은 지난해 당시, 한 가정집 지붕을 뚫고 떨어져 발견된 것으로 알려졌다. 당시 코스타리카 아과스자르카스에 거주하던 한 여성은 저녁 무렵 거실에서 텔레비전을 보다가 지붕을 뚫고 떨어진 운석과 처음 마주했다. 이 여성은 당시 인터뷰에서 “떨어진 돌을 만졌을 때 여전히 온기가 있었다”고 밝혔다. 한편 운석은 희소성과 종류 등에 따라 천차만별의 경제적 가치를 지닌다. 희귀한 운석의 경우 ‘우주의 로또’로 불릴 만큼 높은 가격을 자랑하는데, 1㎏에 최소 1억 원 이상을 호가하기도 한다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지구 표면의 70%를 덮고 있는 물은 우리가 아는 모든 생명체가 살아가는 데 꼭 필요한 요소지만, 어떻게 지구에 왔는지는 오랫동안 과학계에서 논쟁의 쟁점이 돼 왔다. 이와 관련해 프랑스 로렌대 암석·지구화학연구센터(CRPG) 연구진은 어떤 우주 암석이 지구에 물을 공급한 역할을 했는지를 시사하는 연구 논문을 발표해 그 비밀을 푸는 데 한 걸음 더 다가갈 수 있게 됐다.연구를 주도한 CRPG 우주화학자 로레트 피아니 박사는 AFP에 “이 연구 결과는 멀리 떨어진 혜성이나 소행성에 의해 물이 건조한 초기 지구에 유입됐다는 일반적인 이론과 모순이 된다”고 밝혔다. 태양계 형성에 관한 초기 모델에 따르면, 태양 주위를 빙빙 돌다가 결국 수성과 금성, 지구 그리고 화성이라는 내행성들을 형성한 가스와 먼지로 이뤄진 거대한 원반들은 너무 뜨거웠기에 얼음이 존재할 수 없었다. 이는 수성과 금성 그리고 화성이라는 나머지 세 행성의 척박한 환경으로 설명할 수 있지만, 광활한 바다와 습한 대기 그리고 수분이 풍부한 지질 환경을 갖춘 우리의 푸른 행성인 지구를 설명할 수는 없다. 따라서 과학자들은 물은 지구가 형성되고 나서 어디선가 유래했다는 가설을 세웠고 유력한 후보는 수소를 함유한 미네랄이 풍부한 ‘카보네이셔스 콘드라이트’(C-콘드라이트)라는 운석이었다. 하지만 C-콘드라이트의 화학적 조성은 지구의 암석과 일치하지 않는다는 문제가 있다. 게다가 이들 운석은 혜왕성 너머 외태양계에서 형성됐기에 초기 지구에 도달했을 가능성은 적다. 반면 엔스터타이트 콘드라이트(E-콘드라이트)라는 또 다른 운석군은 산소와 티타늄 그리고 칼슘의 유사한 동위원소(유형)을 함유해 지구의 암석들과 화학적으로 훨씬 더 가깝다. 이는 E-콘드라이트가 내행성들이 처음 만들어질 때 사용된 물질 중 일부였음을 시사한다. 하지만 이들 운석은 태양에서 가까운 곳에서 형성됐기에 지구의 풍부한 물을 설명하기에는 너무 건조한 것으로 여겨졌다.이 가설이 정말 사실인지 시험하기 위해 로레트 피아니 박사와 동료 연구자들은 질량분석법(mass spectrometry)이라는 기술을 이용, E-콘드라이트 13점의 수소 함량을 측정했다. 그 결과 이들 운석은 오늘날 해양의 3배 이상의 물을 지구에 공급하기에 충분한 수소 구성을 갖고 있는 것으로 나타났다. 연구진은 또 E-콘드라이트에서 두 수소동위원소를 측정했다. 이는 이들 동위원소의 상대적 비율이 천체마다 상이하기 때문이다. 그 결과 해양의 동위원소 조성은 E-콘드라이트의 물을 함유한 혼합물과 95% 일치하는 것으로 밝혀졌다. 이는 이들 운석이 지구의 물 대부분에 기여했다는 또 하나의 증거가 된다. 연구진은 E-콘드라이트의 질소동위원소들은 지구의 것과 유사하다는 것을 발견하고 이들 운석에 있는 것이 지구의 대기에서 가장 풍부한 성분이기도 한 질소의 기원일 수도 있다고 제안했다. 이와 함께 피아니 박사는 “혜성과 같이 태양계 밖에서 물이 추가로 공급됐다는 점을 배제하지 않지만 E-콘드라이트는 지구가 형성될 당시 공급된 물에 크게 기여했다는 것을 보여준다”고 덧붙였다.이번 연구를 살펴본 미국항공우주국(NASA) 소속 앤 페슬리어 박사는 사설에서 “이는 물의 기원이라는 퍼즐에 중요하고 우아한 조각을 끼워맞춘 것”이라고 명시했다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 ‘사이언스’ 최신호(8월 27일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

중앙아메리카 남부 코스타리카에서 신비로운 무지갯빛을 내는 운석이 공개됐다. 전문가들은 이 운석이 생명체 기원의 비밀을 품고 있을 것으로 기대하고 있다. 스페이스닷컴 등 과학전문매체의 24일 보도에 따르면 지난해 4월 코스타리카에서 발견된 이 운석은 세탁기 정도 크기의 거대한 유성이 지구 대기권에서 부서지면서 생긴 파편으로, 당시 코스타리카의 두 마을에서 공통으로 발견됐다. 코스타리카국립대학 지질학과 연구진이 1년가량의 연구 끝에 공개한 운석의 분석 결과에 따르면, 해당 운석은 탄소질 콘드라이트로 확인됐다. 80~85%가 점토로 이뤄진 탄소질 콘드라이트는 유기화합물이 포함돼 있긴 하나 생물에 의해 만들어진 것은 아니며, 태양계 초기에 만들어진 이후 열변성을 받지 않은 채 유지된 것이기 때문에 태양계에서 가장 초기의 성질을 보유한 물질로 여겨진다. 이 때문에 전문가들은 이 운석의 모체인 소행성이 초기 태양계부터 존재했으며, 궁극적으로 우리 태양계의 매우 오래된 별에서 관찰할 수 있는 특징들을 담고 있을 것으로 기대했다. 구체적으로 연구진은 이 암석에서 100여 개의 각기 다른 아미노산을 발견했다. 이중 일부는 지구상의 생명체에게서도 매우 드물게 발견되거나 알려지지 않은 것들이다. 무게는 약 1.1㎏ 정도이며 오묘한 무지갯빛을 내는 것이 특징이다. 연구진은 “이 운석은 45억 6000만 년 전부터 존재해 온 소행성의 일부분으로 보여진다”면서 “특히 이번에 공개한 운석은 수십억 년 동안 오염되지 않은 채 보존돼 있었으므로, 연구가치 뿐만 아니라 희소가치도 매우 높다”고 설명했다.이번에 공개된 운석은 지난해 당시, 한 가정집 지붕을 뚫고 떨어져 발견된 것으로 알려졌다. 당시 코스타리카 아과스자르카스에 거주하던 한 여성은 저녁 무렵 거실에서 텔레비전을 보다가 지붕을 뚫고 떨어진 운석과 처음 마주했다. 이 여성은 당시 인터뷰에서 “떨어진 돌을 만졌을 때 여전히 온기가 있었다”고 밝혔다. 한편 운석은 희소성과 종류 등에 따라 천차만별의 경제적 가치를 지닌다. 희귀한 운석의 경우 ‘우주의 로또’로 불릴 만큼 높은 가격을 자랑하는데, 1㎏에 최소 1억 원 이상을 호가하기도 한다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지구촌의 많은 별지기들이 새벽마다 하늘을 올려다보며 관측했던 혜성의 모습이 허블우주망원경에 포착됐다. 22일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경을 촬영한니오와이즈 혜성(C/2020 F3)의 생생한 모습을 사진으로 공개했다. 이 사진은 지난 8일 촬영한 것으로 당시 C/2020 F3 혜성은 '태양계 구경'을 마치고 다시 초당 64.4㎞의 엄청난 속도로 태양계 바깥으로 향하던 중이었다. 앞으로 이 혜성이 다시 우리에게 찾아오는 시기는 무려 7000년 후다.NASA에 따르면 C/2020 F3의 '심장'인 핵은 지름 약 4.8㎞ 정도로 매우 작아 허블우주망원경으로도 자세히 보기 힘들다. 다만 그 핵을 감싸고 있는 가스와 먼지구름이 이 사진에 잡혔는데 그 크기는 1만8000㎞에 이른다. 일반적으로 혜성은 태양에 접근하면 그 열과 중력으로 인해 내부 성분이 녹으면서 녹색빛 등의 꼬리를 남기며 아예 사라지기도 하지만 C/2020 F3은 살아남아 다시 7000년 후를 기약하게 됐다. 캘리포니아 공과대학 치청 장 연구원은 "허블우주망원경은 다른 망원경보다 훨씬 더 뛰어난 해상도를 가지고 있다"면서 "태양열로 인해 혜성의 핵 일부가 벗겨지면서 생기는 변화를 알 수 있기 때문에 초기 태양계에 형성된 혜성의 본래 성질을 연구할 수 있다"고 설명했다.한편 지난 3월 27일 지구에 근접하는 천체를 감시하는 NASA의 니오와이즈(Neowise) 프로젝트를 통해 처음 포착된 C/2020 F3은 거의 포물선 궤도를 가진 역행 혜성이다. 이 혜성은 지난 7월 3일 근일점을 통과했으며 우리나라는 물론 지구촌 곳곳에서 관측돼 최고의 인기 혜성으로 떠올랐다. 한때는 두려움과 경이의 대상이었던 혜성은 타원 혹은 포물선 궤도로 정기적으로 태양 주위를 도는 작은 천체를 말한다. 소행성과의 가장 큰 차이점은 소행성이 바위(돌) 등으로 구성된 것과는 달리 혜성은 얼음과 먼지로 이루어져 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

관측역사상 지구와 가장 가깝게 스쳐 지나간 소행성의 존재가 뒤늦게 확인됐다. 미국 비즈니스인사이더 등 해외 매체의 18일 보도에 따르면 지난 16일(현지시간), 지구에서 약 3000㎞ 거리를 두고 소행성 ‘2020 QG’가 스쳐 지나갔다. 지름이 1.8~5.5m로 확인된 이 소행성은 우주 관측 역사상 지구와 가장 근접하게 스쳐 지나간 소행성으로 기록됐다. 당시 이 소행성과 지구의 거리는 덴마크 코펜하겐과 스페인 말라가를 잇는 거리 정도로 추정된다. 2020 QG는 지구의 남반구 위를 유유히 지나갔다. 놀라운 것은 비록 작은 크기이긴 하나 지구를 스쳐 지나갈 정도로 가깝게 날아간 우주 암석의 존재를 그 어느 누구도 알아채지 못했다는 사실이다. 2020 QG은 지구와 가장 근접하게 지나간 후 6시간 뒤에서야 미국 캘리포니아에 있는 천체 관측소인 팔로마산천문대에서 포착됐다. 당시는 이미 지구에서 한참을 멀어진 후였다. NASA 지구근접천체연구센터(CNEOS) 측은 비즈니스인사이더와 한 인터뷰에서 “2020 QG는 태양 방향에서 접근했고, 우리는 이를 미리 확인하지 못했다”면서 “이 소행성은 초당 12.7㎞의 빠른 속도로 이동했다”고 설명했다. 이어 “만약 2020 QG가 지구의 궤도에 들어왔다 해도 크기가 작기 때문에 지구 상공에서 완전히 전소했을 것”이라고 덧붙였다.크고 작은 소행성이 쥐도새도 모르게 지구를 스쳐 지나간 사례는 많다. 2018년에는 지름이 2.6~3.6m의 소행성 ‘2018 LA’가 지구 인근을 지나던 중 중력에 이끌려 지구 상공으로 들어왔고, 이후 아프리카 상공에서 전소됐다. 2019년에는 지름 57~130m의 소행성이 시속 8만 8500㎞의 속도로 태양 쪽 방향에서 날아와 지구와 불과 7만 2500㎞ 거리를 두고 스쳐 지나갔다. 당시 과학자들은 이 거대한 소행성이 지구를 스쳐지나가기 불과 며칠 전에서야 발견했다. 2013년 2월 러시아 첼야빈스크 지역에 떨어진 무게 약 1만t의 운석은 역사상 최초로 운석 낙하에 의한 대규모 재해를 낳았다. 이 운석의 낙하로 1200여 명이 부상을 입었으며, 한화로 약 350억 원 규모의 피해가 발생했다. 한편 NASA가 파악한 지구로 다가오는 천체(NEOs·Near-Earth Objects)는 약 1만 5000개다. 이중 NASA는 90% 정도 파악하고 있다고 밝혔지만, 여전히 지구는 수많은 이름 모를 천체에 노출돼 있다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 포함된 과학자들이 태양계로 날아온 외계 천체의 구조에 대한 분석결과를 내놔 주목받고 있다. 한국천문연구원 이론천문연구센터, 미국 하버드-스미소니언 천체물리연구센터 공동연구팀은 2017년 태양계에서 관측된 최초의 성간천체인 ‘오우무아무아’가 기존에 알려진 것처럼 수소얼음으로 만들어진 것이 아니라고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널’ 17일자에 실렸다. 오우무아무아는 2017년 미국 하와이대 팬스타즈 연구팀이 발견한 태양계에서 관측된 최초의 성간(인터스텔라)천체이다. 오우무아무아가 태양계로 날아오는 속도가 비정상적으로 빨라 최근 과학자들은 오우무아무아가 수소 얼음으로 이뤄졌고 표면에서 분출되는 기체 때문에 가속도가 붙는다는 연구결과를 내놨다. 특히 수소얼음은 아직 우주에서 발견된 적이 없었기 때문에 많은 연구자들이 이 결과에 대해 주목했다. 이에 연구팀은 수소얼음은 우주에서 온도가 가장 낮은 것으로 알려진 거대분자운(GMC) 중심부에서 만들어졌을 것으로 보고 GMC에서 수소 얼음덩이가 만들어지는 과정을 컴퓨터 가상실험했다. 또 수소얼음덩이가 이동하면서 살아남을 수 있는 수명을 계산했다. 그 결과 거대분자운에서는 수소 얼음덩이로 이뤄진 성간천체가 만들어질 수가 없기 때문에 오우무아무아는 수소 얼음덩이가 아니라는 것을 증명했다. 또 태양계와 가장 가까운 GMC인 ‘W51’에서 수소 얼음덩이가 만들어졌다고 하더라도 이동 과정에서 기체입자들과 충돌해 기화돼 1000만년 이내에 사라지게 된다는 것을 밝혀냈다. W51은 지구로부터 1만 7000년 광년이 떨어져 있기 때문에 태양계로 진입하기 전에 이미 사라져버리게 된다는 설명이다. 연구를 이끈 티엠 황 한국천문연구원 박사는 “이번 연구는 수소얼음이 우주의 거대분자운에서 형성되는 과정을 규명하고 오우무아무아가 수소얼음덩어리가 아니라는 것을 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “이런 성간천체 연구는 우주기원을 밝힐 결정적 단서를 제공해 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 한편 2022년 칠레에 지구 위협 소행성 관측, 암흑물질 탐사, 우주진화 증거 관측 등을 위한 베라 루빈 천문대(VRO)가 완성돼 세계 최대 8.4m 탐사망원경이 본격적으로 가동되면 오우무아무아와 같은 성간천체를 1년에 1~2개 정도씩 찾아낼 수 있을 것으로 천문학자들은 예측하고 있다. 문홍규 천문연구원 우주과학본부 박사는 “2017년 오우무아무아에 이어, 2019년에는 보리소프가 발견돼 태양계 밖 외계천체 발견에 대한 기대가 커지고 있다”며 “한국도 이런 거대 연구시설을 이용해 태양계뿐만 아니라 외계행성계 기원 천체에 관한 연구까지 확장할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr