스티븐 호킹(75) 박사가 20일(현지시간) “소행성 충돌과 인구 증가, 기후변화 등으로 인간이 더 이상 지구에 살 수 없다. 30년 안에 지구를 떠나야 한다”라고 주장했다. 그는 루게릭병 환자로 블랙홀 연구 등에 업적을 남긴 영국 출신 이론물리학자다.호킹 박사는 이날 노르웨이에서 열린 천체우주과학축제인 스타무스 페스티벌에서 “지구가 사람이 살기 어려울 정도로 파괴되는 건 시간문제다. 화성과 달에 식민지를 세우고 그곳에 노아의 방주처럼 보관 시설을 세워 지구 동식물의 종을 보존해야 한다”면서 이같이 말했다. 이어 구체적으로 우주 선진국들이 주축이 돼 2020년까지 우주인을 달에 보내고, 30년 안에 달에 식민지를 세워 인류가 살 기반을 조성해야 한다고 방법을 제시했다. 호킹 박사는 “달에 있는 얼음에서 필요한 산소를 뽑아내고, 2025년까지는 사람을 화성에 보내 50년 내 전초기지를 세워야 한다”고 설명했다. 호킹 박사는 지구와 비슷한 행성이 있을 것으로 추정되는 태양계 밖 다른 행성계를 찾아 떠날 수 있다고 했다. 그는 지난해 마크 저커버그 페이스북 창업자 등과 함께 지구에서 4.3광년(1광년은 빛이 1년 가는 거리로 약 9조4600억㎞) 떨어진 별인 알파 켄타우리로 우표만 한 우주선을 보내겠다고 발표했다. 그러면서 그는 “우주로 뻗어나가는 것이 인류의 미래를 완전히 바꾸어 놓을 것”이라며 우주에 식민지를 만드는 것이 더 이상 공상과학물의 소재가 아니며 “인류가 앞으로 수백만년 이상 지속되려면, 우리의 미래는 우리가 한번도 가보지 못한 곳에서 펼쳐질 것이다. 우리에게 다른 선택지는 없다”며 발언을 마무리했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

인류를 없앨 소행성이 지구에 충돌할 시기는 단지 시간문제일 뿐이라고 한 저명한 천체물리학자가 경고하고 나섰다. 지구 주위에는 수천 개에 달하는 잠재적 위협이 되는 천체(PHO)가 존재한다는 게 그 이유다. 북아일랜드 벨파스트 퀸스대(QUB) 천체물리학연구소 소속 앨런 피츠시먼스 박사는 20일(이하 현지시간) 영국 일간 데일리메일과의 인터뷰에서 “오늘날 세계에서 예기치 못한 소행성 충돌로 대도시는 쉽게 파괴될 수 있고 더 큰 소행성은 잠재적으로 인류를 멸망시킬 수 있다”고 경고했다. 이 전문가는 “과학자들과 기술자들이 지구 근접 소행성(NEA·Near-Earth Asteroid)들을 탐지하고 그 위협을 이해하기 위해 노력해 왔다는 것을 아는 것이 중요하다”면서 “지금까지 1800개가 넘는 잠재적 위협이 되는 천체가 발견됐지만, 앞으로 더 많이 발견될 것”이라고 지적했다. 또한 “천문학자들은 매일 지구 근접 소행성들을 발견하고 있으며 그 대부분은 위험한 것은 아니다”면서 “하지만 앞으로 퉁구스카 대폭발 사건을 일으킨 것과 같은 소행성이 우리를 놀라게 할 수 있는데 우리는 큰 소행성을 발견하기가 쉬워졌지만, 그런 소행성을 대비할 준비는 아직 돼 있지 않다”고 말했다. 피츠시먼스 박사는 오는 6월 30일 ‘국제 소행성의 날’을 맞아 네덜란드 룩셈부르크에서 영국의 물리학자 겸 BBC 방송 진행가 브라이언 콕스 박사와 아폴로 9호에 탑승했던 우주비행사 러스티 슈바이카르트, 그리고 국제우주정거장(ISS)에 머물렀던 우주비행사 니콜 스토트 등 천문학자들과 함께 온라인 생방송(asteroidday.org)으로 소행성 충돌에 관한 이야기를 나눌 예정이다. 국제 소행성의 날은 1908년 같은 날 오전 7시쯤 중앙 시베리아 퉁구스카 지역에 지름 60~190m 정도 되는 소행성이 5~10㎞ 상공에서 폭발해 2000㎢의 숲이 황폐해진 이른바 퉁구스카 대폭발 사건을 기억하고 소행성 충돌에 관한 인식을 높이고자 지정된 날이다. 당시 소행성 폭발은 히로시마 원자폭탄 185개가 동시에 터진 것과 같은 위력이었던 것으로 알려졌다. 사진=ⓒ elzloy / Fotolia(위), 앨런 피츠시먼스 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국항공우주국(NASA)은 19일(현지시간) 케플러 우주망원경을 사용한 관측 연구에서 새로운 태양계 밖 외계 행성 후보군 219개를 찾았으며, 그중 10개는 생명체가 살 수 있는 행성으로 보인다고 밝혔다. 연구를 주도한 NASA 산하 아메스연구센터에 따르면, 이번 발견으로 케플러 망원경이 지난 4년간 찾은 행성과 행성 후보군은 총 4034개로 늘었다. 지금까지 케플러 망원경이 발견한 행성 후보군 중 행성으로 확정된 2335개 가운데 약 30개는 지구와 크기가 비슷하고 생명체 거주 가능 영역인 이른바 ‘골디락스 존’에 속해있다. 또한 이번에 발견된 219개 행성 후보군 중 10개 역시 지구와 크기가 비슷하고 항성으로부터 떨어진 거리도 적절해 생명체가 거주할 수 있는 환경을 지닌 것으로 보인다. 이에 대해 연구진은 이번 발견이 외계생명체를 탐색하는 데 큰 도움이 될 거라고 기대감을 드러냈다. NASA 천체물리학부 소속 과학자 마리오 페레즈 박사는 “이번 발견은 행성과 은하의 여러 형태를 이해하는 데 도움을 주고 행성 생성에 대한 지식을 진보시킬 것”이라고 밝혔다. 한편 케플러 우주망원경은 독일 천문학자 요하네스 케플러의 이름을 딴 것으로, 지금까지 수많은 행성을 발견해 ‘행성 사냥꾼’이라는 별명까지 얻었다. 2009년 발사돼 2010년 1월 처음 지구로 조사 결과를 보내기 시작한 이 망원경은 2012년 공식적으로 임무를 마쳤지만, 아직 ‘현역’으로 뛸 수 있다고 판단돼 행성뿐만 아니라 소행성이나 초신성까지 관측하는 새로운 임무 ‘K2’를 부여받기도 했다. 또 케플러 망원경은 2013년 관측 방향을 조정하는 장치가 파손되고 2016년에는 연료 문제가 발생해 그대로 임무가 종료되는 게 아니냐는 전망이 나오기도 했지만, 탐사 임무는 계속됐다. 이 망원경은 지난해에도 104개의 외계 행성을 발견한 바 있다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr오경진 수습기자 oh3@seoul.co.kr

목성은 태양계에서 가장 큰 행성으로 태양계 전체에 큰 영향력을 행사한다. 지금도 그 영향력이 적지 않지만, 과학자들은 목성이 태양계 초기에 다른 행성의 궤도와 형성에 특히 큰 영향을 미쳤다고 보고 있다. 목성은 태양계 행성 가운데 가장 먼저 형성되었을 가능성이 크며 이로 인해 형성되는 다른 행성에 여러 가지 영향력을 행사할 기회가 많았기 때문이다. 하지만 이와 같은 태양계 행성 모델의 증거를 확보하기는 어려웠다. 오래전에 발생한 사건일 뿐 아니라 목성 등 먼 곳에 있는 행성의 물질을 입수하기 어렵기 때문이다. 미국과 독일의 과학자들은 목성권에 가서 직접 암석 샘플을 채취하는 대신 지구에 떨어진 운석을 연구해서 이 중에서 소행성대와 목성권에서 넘어온 운석들을 분석했다. 운석은 생성되는 위치에 따라서 그 구성이 조금씩 다르기 때문에 본래 있었던 위치를 추정할 수 있다. 연구팀에 따르면 목성권 안쪽과 밖에서 유래한 운석은 그 동위원소 구성이 다르다. 그 이유는 태양계를 형성한 원시 행성계 원반의 중간 위치에서 목성이 형성되면서 원반을 둘로 갈랐기 때문이다. 따라서 역으로 동위원소 구성이 달라지는 시점을 분석하면 목성이 형성된 시점을 추정할 수 있다. 원시 태양계를 비롯한 새롭게 형성되는 별 주면에는 가스와 먼지의 모임인 원시 행성계 원반이 있다. 글자 그대로 원반처럼 생겼는데, 여기에 행성이 형성되면 행성 궤도에 있는 가스와 먼지를 흡수해 토성의 고리처럼 원형의 틈이 형성된다. 연구팀은 동위원소 분석을 통해 원시 행성계 원반이 형성된 지 불과 100만 년 만에 지구 질량 20배 정도 되는 원시 목성이 형성되어 고리에 틈을 만들었다고 분석했다. 그리고 목성에 의해 고리가 둘로 나뉘면서 외행성과 내행성이 나뉘게 되었다. 연구팀에 의하면 목성이 형성된 이후 목성보다 안쪽에 있는 고리에서는 큰 가스 행성이 형성되기 힘들었다. 고리 외곽에서 들어오는 가스와 먼지를 목성이 대부분 흡수하기 때문이다. 대신 목성은 매우 거대해져 태양계에서 가장 큰 행성이 된다. 목성이 가장 먼저 생겼기 때문에 가장 오래 가스를 흡수해 가장 커졌다는 가설은 이전부터 있었으나 구체적인 증거를 제시한 점에서 의미 있는 연구 결과다. 이 연구는 미국 국립과학원 회보(PNAS)에 발표됐다. 물론 더 정확한 결론을 내리기 위해서는 실제로 목성권에서 암석 샘플을 확보해 조사할 필요가 있다. 가스 행성인 목성 자체에서는 어렵지만, 목성 주변 소행성과 위성에서 단서를 찾을 수 있을 것이다. 당장에는 어렵겠지만, 태양계 생성의 비밀을 풀기 위해 언젠가는 탐사가 이뤄져야 한다. 태양계의 가장 큰 형님인 목성에 대한 연구는 사실 이제 시작이라고 할 수 있다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

지금으로부터 수십 억년 전 지구에는 SF영화에서처럼 2개의 태양이 떠올랐을지도 모르겠다. 최근 미국 하바드대학과 버클리대학 등 공동연구팀은 한때 태양계에는 2개의 태양이 존재할 가능성이 높다는 연구결과를 발표했다. 다소 파격적인 이번 연구는 그간 가설로만 이어져왔던 '네메시스'(Nemesis)의 존재 가능성과 맥을 같이한다. 네메시스 가설의 시작은 지난 1984년 시카고 대학의 두 고생물학자의 주장에서 비롯됐다. 당시 데이비드 라우프 교수 등 연구진은 지구는 2억 5000만 년 동안 여러 번의 대량멸종 사건이 일어났는데, 2600만 년을 주기로 한다는 논문을 발표했다. 이중에는 물론 소행성의 충돌로 인한 공룡의 멸종도 포함돼 있다. 이후 과학자들은 2600만년이라는 주기성을 만든 원인을 찾기 시작했고, 일각에서 태양계 저너머에 '범인'이 있다는 주장을 펴기 시작했다. 그 범인이 바로 네메시스다. 전문가들의 가설은 이렇다. 45억 년 전 태양은 형제로 태어났으나 이중 하나는 어떤 이유에서인지 점점 멀어져 태양계 저 밖으로 밀려났다. 태양보다 크기가 작고 빛도 약한 네메시스는 현재 극단적인 형태의 타원궤도로 움직이는데 이 경로에 오르트 구름(Oort cloud)이 있다. 오르트 구름은 장주기 혜성의 고향으로 태양계를 껍질처럼 둘러싸고 있는 가상의 천체집단이다. 거대한 둥근 공처럼 태양계를 둘러싸고 있는 오르트 구름은 수천억 개를 헤아리는 혜성의 핵들로 이루어져 있다. 곧 네메시스가 2600만 년을 주기로 오르트 구름을 지나가면서 교란시켜 대량의 혜성이 만들어지고, 이 혜성이 지구에 떨어져 대량멸종 사건을 일으킨다는 것이 가설의 골자다. 이 때문에 서구에서 부르는 네메시스의 또다른 별칭은 '이블 트윈'(The Sun's Evil Twin)이다. 그러나 이 가설은 증명되지 못했다. 그 이유는 네메시스를 아직 발견하지 못했기 때문이지만 그렇다해도 네메시스가 허구라는 증거도 되지는 않는다. 이번에 하버드 대학 등 이론물리학자들은 지구에서 600광년 떨어진 가스 구름인 페르세우스 분자 구름(Perseus molecular cloud)을 통해 별이 태어나는 것을 관측했으며 이 데이터를 바탕으로 오래 전 태양도 쌍성일 가능성이 높다는 시뮬레이션 결과를 내놨다. 논문의 공동저자 스티븐 스털러 연구원은 "네메시스가 존재하느냐고 묻는다면 대답은 '그렇다'"면서 "우주의 별들은 우리의 태양과 매우 비슷하며 대부분 쌍성으로 태어난다"고 주장했다. 이어 "동시에 태어난 별은 쌍성계가 되거나 아니면 서로 분리돼 멀어져 간다"면서 "네메시스는 분리된 경우에 해당되며 아마도 태양과 해왕성 거리보다 17배 더 먼 지역에 있을 것"이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

34년 전 오늘 1983년 6월 13일에 ‘파이어니어 10호’는 해왕성 궤도를 통과해 태양계를 벗어난 첫 번째 우주선이 됐다. 당시 아직 태양계 행성으로 남아 있던 명왕성은 좁고 긴 타원 궤도에서 해왕성보다 태양에 가까운 위치에 있었다. 1972년 3월 3일에 발사돼 소행성대와 태양계를 탐사한 지 11년 만의 일이었다. 파이어니어호같이 인간이 만든 물체의 우주 탐사를 가능하게 만드는 로켓의 초기 역사는 SF 소설의 상상력과 관심 분야를 파고드는 과학자의 열정이 어우러져 빚어낸 드라마였다. 우주로 나가는 로켓의 가능성을 이론적으로 확립한 러시아의 콘스탄틴 치올코프스키와 액체 로켓 구현에서 선도적 역할을 한 미국의 로버트 고다드, 독일에서 로켓에 대한 관심을 촉발시킨 헤르만 오베르트는 모두 SF 소설에서 우주 여행과 로켓에 대한 영감을 얻었다고 알려져 있다. 치올코프스키는 ‘80일간의 세계일주’로 유명한 프랑스 작가 쥘 베른의 1865년 작품 ‘지구에서 달까지’에서 우주여행의 영감을 얻었다. ‘지구에서 달까지’는 달에 가기 위해 노력하는 과학 애호가들이 대포를 이용해 포탄을 타고 지구를 벗어나 달을 향해 출발했으나 착륙에 성공하지 못하고 달 주위를 도는 인공위성이 됐다는 내용이다. 치올코프스키는 1897년 이후 우주여행을 돕는 장치로서 로켓을 제안하고 액체연료 다단 로켓, 인공위성, 우주정거장, 우주복 등에 대한 아이디어를 담은 논문을 발표했다.고다드는 영국 작가 허버트 조지 웰스의 ‘우주전쟁’(1898)을 읽고 화성 여행에 관심을 가지게 됐다. ‘우주전쟁’은 우주선을 타고 온 화성인의 지구 침공을 다룬 SF 소설이다. 고다드는 1926년 세계 최초로 액체 로켓을 실험했고 후속 연구를 이어 갔는데 연구 결과는 그의 기대에 못 미쳤고 사회에서도 인정받지 못했다. 그러나 나중에 미국항공우주국(NASA)은 그를 로켓의 선구자로 인정했다. 오베르트 역시 ‘지구에서 달까지’를 읽고 우주 탐사에 매력을 느꼈다. 그는 고다드의 논문을 통해 로켓에 대해 알게 됐고, 물리학을 공부하면서 로켓을 연구한 결과 1923년 ‘로켓에 의한 우주 여행’이라는 제목의 책을 출판했다. 이 책은 또 많은 독일인들을 매료시켜 이후 여러 개의 로켓 연구 클럽을 만드는 계기가 됐다. 오베르트의 책은 또 한 명의 로켓 열광자 베르너 폰 브라운의 운명을 바꾸었다. 부유한 집안 출신에 로켓에 푹 빠진 청소년 폰 브라운은 이 책을 읽으려고 수학과 물리학을 공부했을 뿐 아니라 로켓을 위해 공과대학에 진학해 ‘우주여행협회’를 만들었다. 그는 오베르트를 우주여행협회에 초빙해 함께 로켓 연구를 했고 나치 치하에서 V2 개발에도 참여했다. 제2차 세계대전이 끝난 후 폰 브라운은 미국으로 건너가 나사의 로켓 개발 책임자를 맡았다. 1969년 새턴V에 실린 아폴로 11호가 달 탐사에 성공했을 때 폰 브라운을 포함한 선구자들의 꿈이 비로소 실현된 것이다. 이런 로켓의 역사는 과학적 상상력을 촉발하는 SF 작품의 역할을 생각하게 한다. 실용적인 가치관을 가진 사람들에게 SF는 실현 불가능한 내용을 담은 ‘공상’으로 보일 수 있다. ‘지구에서 달까지’나 ‘우주전쟁’에 로켓은 물론 과학 내용조차 많지 않다. 오히려 이 소설들을 읽는 재미는 등장인물의 성격과 관계, 그들의 사회에 대한 묘사, 즉 문학성에서 온다. 청소년들이 매료된 것은 ‘달에 간다’와 ‘생명체가 사는 다른 행성이 있다’는 아이디어였다. 그다음의 로켓 발전은 이들이 각자 처한 상황에서 열정을 쏟아 만들어 나갔다. 4차 산업혁명과 관련해 기술과 사회의 미래상을 다루는 콘텐츠가 많아졌지만 이들이 미래 세대에게 호소력을 주는지는 의문이다. 과학기술 아이디어를 독자에게 날라 줄 수단, 즉 SF 작품을 보고 읽는 재미 같은 요소가 없기 때문이다. 그들에게 기술 미래의 담론을 전하고 과학적 영감을 자극하기 위해서는 문화적 상상력이 필요해 보인다.

지구가 황소자리 유성군(Taurids)에서 나온 미지의 소행성과 충돌할 위험이 커지고 있다고 체코의 천문학자들이 6일(현지시간) 경고하고 나섰다. 여기서 황소자리 유성군은 10월 말부터 11월 하순까지 활동하는 유성우로, 엥케 혜성과 관련이 깊다. 체코 과학원(CAS) 소속 천문학 연구진이 황소자리 유성군 중에서 지구 대기 중에 폭발한 대형 유성 144개의 흐름을 분석한 결과, 지름 200~300m의 소행성을 적어도 2개 포함하는 새로운 분지(branch)를 발견했다. 연구진은 “또한 이 분지에는 지금까지 알려지지 않은 지름 수십 m의 소행성이 다수 존재할 가능성이 높다”면서 “따라서 지구는 이 행성간 물질의 흐름과 만나 몇 년에 한 번은 소행성과 충돌할 위험이 크게 커진다”고 설명했다. 이 새로운 분지는 태양 주위를 집단으로 공전하는 천체들로 이뤄져 있으며 이런 천체는 몇 년에 한 번 3주 동안에 걸쳐 지구와 만난다. 따라서 “이 동안, 지구는 지름이 수십 m가 넘는 거대한 천체와 충돌할 확률이 크게 높아진다”고 연구진은 말했다. 물론 이런 소행성은 매우 부서지기 쉽지만, 거대한 것은 지구 대기의 깊숙한 곳까지 도달해 실제로 지구와 충돌할 가능성도 생각할 수 있다고 한다. 그렇지만 연구진은 지역적으로나 심지어 대륙 전체에 걸쳐 대재앙을 일으킬 만큼 충분히 큰 잠재적 위험 천체(PHO·potentially hazardous object)에 관한 더 자세한 정보를 얻기 위해서는 추가 연구가 필요하다고 말했다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 천문학과 천문물리학(Astronomy and Astrophysics) 최신호에 실릴 예정이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

공학을 생각한다/헨리 페트로스키 지음/박중서 옮김/반니/400쪽/1만 8000원사람들은 대부분 과학과 공학을 제대로 구분하지 못한다. 그러면서도 공학을 과학에 비해 낮춰 보는 경우가 많다. 공학자의 작업은 보이지 않는 곳에서나, 다른 전문가와 공조해 이뤄지기 때문에 수많은 공학적 업적이 독자적으로 인정받는 경우가 드물다. 또 과학적 추구는 고상하고, 공학적 업적은 실용적이라는 선입견 때문에 과학이 상대적으로 높게 평가되는 것이다. 과연 그럴까? 세계적인 공학자인 헨리 페트로스키 미국 듀크대 교수의 저서 ‘공학을 생각한다’는 과학의 뒤에 가려져 제대로 평가받지 못하고 주목받지 못하는 공학의 역할과 의미를 조명한다. 미항공우주국 산하 제트추진연구소 탄생의 주역인 로켓과학자 시어도어 폰 카르만은 “과학자는 이미 있는 것을 연구하는 사람이고, 공학자는 결코 없었던 것을 창조하는 사람”이라고 규정했다. 지금은 과학이 공학보다 우월하다는 고정관념이 있지만 과학과 공학의 경계는 늘 모호했다. 현대물리학의 선구자 아인슈타인은 과학자인 동시에 열성적인 발명가였다. 아인슈타인은 후배 과학자 레오 실라르트와 함께 열역학 원리를 이용해 1926년 부탄을 냉매로 사용하는 비기계식 냉장고를 개발해 독일 특허를 받았고, 1930년엔 영어권 국가에서도 특허를 받았다. 그는 기술과 과학을 가르는 뚜렷한 선은 결코 존재하지 않는다고 믿었다. 과학자의 임무가 문제를 확인하는 것이라면 공학자는 그 문제를 해결하는 임무를 부여받는다. 연구와 개발은 과학과 공학의 또 다른 이름이다. 과학은 연구하고, 공학은 개발한다. R&D는 토머스 에디슨이 최초의 산업적 연구 실험실을 세운 데서 비롯됐다. 초기의 실험실은 기초 과학 혹은 기초 연구에는 별 관심이 없었고 제품 개발과 재료 실험을 선호했다. 책은 우리의 삶과 세상을 변화시키고 문제를 해결하는 것은 공학이라고 강조한다. 또한 공학적 문제 해결에 과학이 응용되는 경우가 많지만 반드시 공학이 과학에서 도출되는 것은 아니며 오히려 많은 기술의 진보가 순수하게 공학적 업적에서 비롯된 것이라고 밝힌다.컴퓨터와 같은 공학적 도구의 발명은 과학의 발전을 이끌었으며 증기기관은 열역학이 정립되기 전에 사용됐다. 마르코니는 물리학자들이 불가능하다고 했던 무선통신을 거듭된 실험을 통해 발명했고, 라이트 형제는 항공역학이 나오기 전에 비행기를 발명했다. 로켓 과학은 로켓의 설계와 성공적인 비행이 이뤄진 이후에 나왔다. 2차대전 당시 원자폭탄을 개발한 맨해튼 프로젝트와 소련의 인공위성 기술을 따라잡기 위한 미국의 아폴로 계획도 엄밀하게 말하면 공학적 노력의 결과라고 책은 주장한다. 실험물리학의 성과인 유럽입자물리학연구소의 입자가속기를 이용한 힉스입자의 발견이나 인체게놈프로젝트도 수천명의 공학자가 참여한 덕분에 이뤄진 결과로 볼 수 있다. 과학과 공학의 우열을 가리는 것이 이 책의 목적은 결코 아니다. 환경파괴나 기후변화, 소행성 충돌과 같은 전 지구적 문제가 대두된 오늘날 이를 해결하는 과정에서 과학과 공학은 서로의 중요성을 이해하고 존중하고 협력해야 한다는 게 책의 핵심이다. 저자는 “과학과 공학, 과학자와 공학자 간의 차이를 명확히 하기 위한 것”이라고 밝히면서 “그 차이를 충분히 이해하고 나면 전 지구적으로 처한 위험의 관리라든지 연구와 개발을 위한 자원의 배분 같은 공공 정책의 문제를 더 현명하게 판단하고 결정할 수 있을 것”이라고 강조한다. 함혜리 선임기자 lotus@seoul.co.kr

태양계 끝자락에 놓인 왜소행성 '2007 OR10' 주위를 도는 위성의 존재가 처음으로 확인됐다. 최근 미 항공우주국(NASA) 등 국제공동연구팀은 카이퍼 벨트(Kuiper Belt)에 위치한 2007 OR10의 달 모습을 허블우주망원경으로 포착했다고 밝혔다. 태양계 내에서 3번째로 큰 왜소행성인 2007 OR10는 지름 1290~1520km 크기로 태양을 기준으로 명왕성보다도 3배 더 먼 곳에 위치해 있다. 지난 2007년 처음 발견됐으며 당시만 해도 상당히 밝고 추운 천체로 인식돼 백설공주(snow white)라는 재미있는 별명을 얻었지만 실제로는 붉은 색에 가깝다. 이번에 새롭게 확인된 달은 지름 240~400km로 추정되며 2007 OR10의 덩치를 고려하면 상대적으로 큰 편이다. 그렇다면 2007 OR10는 어떻게 자신의 달을 가지게 됐을까? 논문의 선임저자인 헝가리 부다페스트 콘콜리 관측소 차바 키스 박사는 "커다란 왜소행성 대부분 주위에 위성을 가지고 있는 것이 확인되고 있다"면서 "이는 수십 억 년 전 태양계가 형성될 당시 천체 간에 잦은 충돌이 있었고 이 과정에서 생성된 것으로 보인다"고 설명했다. 이어 "천체 간의 충돌 속도가 너무 빠르면 수많은 파편이 생겨 태양계 밖으로 나가고, 반대로 너무 느리면 크레이터가 생성되는 수준이 된다"고 덧붙였다. 인류에게는 아직 미지의 영역인 카이퍼 벨트는 해왕성 궤도 바깥에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역으로, 약 30~50AU(1AU는 지구-태양 간 거리)에 걸쳐 분포하고 있다. 이 지역에는 2007 OR10를 포함한 아직 발견되지 않거나 공인되지 않은 여러 왜소행성들이 존재할 것으로 보인다. 한편 왜소행성(dwarf planet)은 2006년 국제천문연맹(IAU) 총회를 통해 새롭게 분류된 카테고리로 대표적으로 행성에서 강등당한 명왕성과 제나, 에리스 등등이 있다. 왜소행성이 행성이 되지 못하는 이유는 자신의 궤도 내에서 지배적인 천체가 아니라는 점 때문이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

이달 초 미항공우주국(NASA)은 2020년 중반 이후 태양계 탐사를 위한 12개의 탐사 제안서를 검토 중이라고 발표했다. 6개의 탐사 분야에 대한 전문가 의견을 종합해서 프로젝트를 선정할 예정인데, 대략 10억 달러 수준의 예산을 실현 가능성이 높은 것이어야 한다. 물론 과학적으로 중요도가 높은 임무인 것은 말할 필요도 없다. 6개 선정 분야는 각각 혜성 표면 물질 채취 및 지구 귀환, 달 남극 에이트킨 분지 물질 채취 및 지구 귀환, 타이탄 혹은 엔셀라두스의 바다 탐사, 토성 탐사, 트로이 소행성 탐사 및 랑데부, 금성 현지 탐사다. 이 모든 임무가 흥미롭지만, 혜성 표면 물질 채취는 유럽우주국의 로제타/필래 임무의 연장선이라는 점에서 주목된다. 필래는 사상 최초로 혜성 표면에 착륙했지만, 아쉽게도 드릴로 표면 물질을 채취한 후 분석해서 지구로 전송하지 못했다. 과학자들은 혜성 물질에 태양계 탄생과 생명 진화의 결정적 정보가 숨어있다고 보고 있다. 비록 필래는 실패했지만, 다시 탐사선을 보내 혜성 물질을 확보하는 것은 중요한 과제다. 나사가 이 미완의 과제를 완수할 것인지 주목된다. 달 샘플 채취 및 지구 귀환 역시 과학자들의 숙원 사업이다. 현재 달에서 채취한 암석 샘플은 아폴로 임무 때 가져온 것이 유일하다. 그런데 당시에는 기술적 문제로 극지방에는 착륙할 수 없었다. 달의 극지방 크레이터 안에는 햇빛이 영원히 들지 않는 영구 음영 지역에 있으며 과학자들은 여기에 얼음이 있다고 믿고 있다. 이를 채취해서 분석하면 달의 역사를 재구성하는 것은 물론 미래 달 기지의 자원 공급용으로 사용할 만큼 있는지도 판단할 수 있다. 다만 이번에는 사람이 아니라 로봇을 보내 샘플을 채취하고 다시 로켓으로 지구로 귀환하는 방식이다. 토성의 위성 타이탄의 바다 탐사 역시 흥미로운 주제다. 왜냐하면, 사상 최초로 지구 이외의 장소에서 배나 잠수함을 띄울 계획이 있기 때문이다. 타이탄 표면에는 액체 상태의 물은 없지만, 대신 액화 천연가스와 비슷한 탄화수소의 바다가 존재한다. 이 사실은 카시니 우주선 관측을 통해 확인했지만, 실제로 탐사선을 바다에 보내지는 못했다. 카시니에서 발사된 호이겐스 탐사선은 지상에 착륙했다. 탄화수소의 바다가 실제로 어떤 모습인지는 확인하기 위해서는 결국 탐사선을 직접 보낼 수밖에 없다. 금성 역시 오랜 세월 지표면 탐사가 없었던 장소로 손꼽힌다. 지구에서 가장 가까운 행성이지만, 표면 온도가 섭씨 500도에 압력이 100기압에 달해 웬만한 탐사선도 몇 시간을 넘기기 어렵기 때문이다. NASA는 이 환경에서 견딜 수 있는 탐사선을 만들기 위해 많은 기술적 연구를 진행했다. 이제 고온 고압 환경에서 견딜 수 있는 풍선이나 로버 형태의 탐사선이 기술적으로 가능해진 상태다. 이외에도 카시니의 대를 이을 토성 탐사선, 목성의 라그랑주 점에 있는 트로이 소행성 탐사, 토성의 위성 엔셀라두스 탐사 모두 흥미로운 주제다. 하지만 인력과 예산을 생각하면 모두를 다 진행할 순 없고 가장 중요한 과학적 가치가 있고 성공 가능성이 높은 임무를 몇 개 선정하게 될 것이다. 어떤 임무가 선정될지 결과가 주목된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

지금으로부터 6600만년 전 소행성이 30초 정도 늦게 혹은 빠르게 지구에 떨어졌다면 현재 지구의 지배자는 공룡이 됐을지도 모르겠다. 최근 영국방송 BBC는 과학자들과 함께 제작한 흥미로운 주제의 다큐멘터리를 내놨다. 15일(현지시간) 현지에서 방영된 다큐멘터리의 제목은 '공룡이 죽던 날'(The Day The Dinosaurs Died). 　　 그간 학계에서는 오랜 시간 지구를 지배해 온 공룡의 멸종 이유를 놓고 무려 100여 가지의 이론을 내놓을 만큼 다양한 논쟁을 이어왔다. 그중 공룡을 멸종시킨 유력한 ‘용의자’로 꼽는 것이 바로 소행성이다. 지름이 약 14km에 달하는 이 소행성은 6600만 년 전 지금의 멕시코 유카탄 반도에 떨어졌다. 이 여파로 유카탄 반도에는 지름이 무려 180km, 깊이 30km에 달하는 거대한 ‘칙술루브 크레이터’(Chicxulub crater)가 생성됐다. 공룡이 소행성 충돌로 야기된 돌에 맞아 멸종된 것은 아니다. 거대한 소행성 충돌로 먼지와 이산화황 등 유독물질이 하늘을 덮으며 태양을 가렸고, 이로 인해 먹이사슬이 무너졌다. 이 여파로 백악기 말 공룡을 비롯한 당시 지구 생명체의 약 70%가 사라졌다. 이른바 ‘K-T 대량멸종 사건’이다. 과학자들은 당시의 비밀을 밝히기 위해 칙술루브 크레이터에 구멍을 뚫어 샘플을 채취해왔으며 그 과정과 연구성과가 이번 BBC 다큐멘터리에 담겼다. 　　 지금까지의 연구성과로 재구성한 공룡의 멸종과정은 이렇다. 먼저 14km에 달하는 소행성이 시속 6만 5000km의 속도로 지구로 날아와 충돌했다. 이 여파로 유독물질이 태양을 가려 지구는 급속히 온도가 떨어져 10년 이상이나 영하의 온도가 지속됐다. 영국 임페리얼 칼리지 런던 조안나 모르간 교수는 "소행성 충돌 여파로 약 1000억 톤에 달하는 황산염이 대기를 채웠을 것"이라면서 "이 정도면 10년 정도 지구를 냉각시켜 지상의 생명체를 쓸어버릴 정도는 됐을 것"이라고 설명했다. 흥미로운 점은 만약 이 소행성이 30초 일찍 혹은 빨리 지구에 떨어졌다면 하는 가정이다. BBC는 과학자들의 말을 인용해 "소행성이 매우 운이 나쁜 지역에 떨어졌다"면서 "만약 30초 일찍 혹은 늦게 떨어졌다면 바다와 부딪혀 공룡이 멸종하지는 않았을 것"이라고 추측했다. 이어 "소행성 충돌로 역설적으로 인류를 포함한 작은 동물이 번성할 수 있는 기회를 맞았다"고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

별똥별 떨어질 때 금속성 소리 단순 환청 아닌 극저주파 진동 “전자기파·대기 마찰 현상 때문” ‘음파 전환’ 가설이 가장 설득력 日은 인공 별똥별 프로젝트 진행“별똥별이 떨어지는 순간에/ 내가 너를 생각하는 줄/ 넌 모르지/ 떨어지는 별똥별을 바라보는 순간에/ 내가 너의 눈물을 생각하는 줄/ 넌 모르지 /내가 너의 눈물이 되어 떨어지는 줄/ 넌 모르지” (정호승 시인의 ‘별똥별’) 별똥별(유성)은 각종 문학작품이나 예술작품에서 다양하게 쓰인다. 시인 정호승은 별똥별이 떨어질 때 ‘너’를 그리고, 알퐁스 도데는 소설 ‘별’에서 유성으로 순수한 사랑을 지킨다. 별똥별은 혜성이나 소행성에서 떨어져 나온 잔해인 유성체가 지구 중력에 이끌려 들어오면서 대기와 마찰로 불타는 현상이다. 별똥별을 보면서 소원을 빌면 이루어진다는 속설이 있다. 하지만 유성체가 빛을 내는 시간은 0.01초~수 초에 불과하다. 소원을 빌기엔 턱없이 부족하다. 때문에 유성들이 비처럼 쏟아지는 유성우를 기다리는 이들도 있다. 지난 1월 3일 밤에는 ‘사분의자리 유성우’가 쏟아지는 장관이 벌어지기도 했다.유성은 지구가 탄생하면서부터 시작된 우주현상이지만 여전히 풀리지 않은 비밀을 품고 있다. ‘유성 음악’(music of the meteors)이 대표적이다. 유성 음악은 유성이 하늘을 지나갈 때 ‘쉬익’ 하고 나는 금속성 소리를 말한다. 수십㎞ 상공에서 나온 빛은 수천분의1초 만에 관측자가 볼 수 있지만 소리의 속도는 빛보다 느리기 때문에 유성이 지나간 한참 후에야 소리를 듣는 것이 물리학적으로 맞다. 이 때문에 유성이 지나가는 동시에 들리는 소리는 단순한 ‘환청’으로 치부됐다. 그러나 2000년대 초반 호주 과학자들은 유성 소리가 ‘전자음향 효과’ 때문에 생기는 것이라고 주장했다. 유성이 떨어지면서 지나가는 궤적에는 눈에 보이는 가시광선뿐만 아니라 극저주파가 함께 발생한다. 극저주파가 지표 근처에 있는 가느다란 철사, 솔잎, 머리카락 등을 진동시키는데, 극저주파 속도는 빛의 속도와 비슷해 극저주파가 일으킨 소리가 유성의 움직임과 거의 동시에 나타난다는 설명이다. 지난 2월에는 미국 샌디아 국립연구소와 체코 국립과학원 천문학연구소 공동연구팀이 유성 소리에 대한 연구결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’에 발표했다. 이들은 유성에서 나오는 가시광선이 머리카락이나 안경, 침엽수 잎 등을 가열시켜 열(熱) 진동을 일으키고 음파를 만든다는 가설을 제시했다. 하지만 이들의 가설은 유성의 빛이 ‘슈퍼 보름달’보다 밝아야 가능하다는 반론에 부딪혔다. 최근 또 다른 연구가 나왔다. 미국 코넬대 전자컴퓨터공학부 마이클 켈리 교수와 이스라엘 텔아비브대 지구과학과 콜린 프라이스 교수 공동연구팀은 유성의 음악은 극지방에서 볼 수 있는 오로라처럼 전자기파와 대기의 마찰 현상 때문이라는 연구 결과를 냈다. 이는 물리학 분야 국제학술지 ‘지오피지컬 리서치 레터’ 9일자에 실렸다. 유성은 지구 대기와 부딪치면서 주변 공기를 이온화시켜 무겁고 양전하를 띤 이온과 음전하를 띤 전자로 분리시킨다. 이온은 유성을 따라 움직이고 전자는 지구 자기장에 끌려간다. 이 과정에서 전자가 음파로 전환된다는 설명이다. 음파의 주파수는 유성의 크기와 낙하 속도에 따라 달라질 수 있다고도 연구진은 가정했다. 미국 보스턴대 천문학자 미어스 오펜하이머 박사를 비롯한 연구자들은 “프라이스와 켈리 박사의 가설은 유성의 소리에 대한 가장 합리적 가설”이라면서도 “유성이 내는 소리의 원인을 정확하게 파악하는 것은 쉽지 않은 일”이라고 분석했다. 유성 음악의 원인을 파악하기도 전에 인공 유성이 세상에 나올 수도 있다. 일본의 우주벤처기업 ‘ALE’과 도호쿠대, 도쿄메트로폴리탄대 등 5개 대학 공동연구팀은 6년 전부터 인공위성을 활용해 지구 상공에 인공 별똥별을 만드는 프로젝트를 진행하고 있다. 지상 80㎞ 상공에 있는 인공위성에서 작은 알갱이를 분사하면 이것들이 대기권으로 들어와 고속 낙하하면서 불타 ‘별똥별 쇼’를 만든다는 구상이다. 내년에 인공 별똥별 발사용 소형 인공위성을 쏘아 올리고 2019년에 인공 별똥별 쇼를 처음 선보일 예정이다. 계획이 성공하면 2020년 도쿄 올림픽 개막식 때도 별똥별 쇼를 볼 수 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과학자들은 태양계의 끝인 해왕성과 명왕성 궤도 밖에도 많은 얼음 천체가 존재한다고 믿어왔다. 카이퍼 벨트나 오르트 구름 같은 얼음 천체의 모임이 있다는 사실은 혜성의 주기로부터 예측되었던 일이지만, 최근에는 실제로도 많은 천체가 발견되어 이론을 뒷받침하고 있다. 하지만 태양에서 멀리 떨어진 천체일수록 어두워서 관측이 매우 어려워 현재까지 발견한 천체들은 지구 - 태양 거리의 100배 이내 (150억km)에 위치한 것이 대부분이다. 궤도가 분명하게 확인된 천체 가운데 지금까지 가장 먼 거리에서 발견된 것은 에리스로 현재 태양 - 지구 거리의 96배 정도 거리에 있다. 이보다 조금 더 먼 장소에서 발견된 천체로 V774104라는 후보 천체가 있으나 아직 궤도가 확실히 확인되지 않아 확실치 않은 부분이 있다. 따라서 현재까지 확인된 태양에서 두 번째로 먼 천체는 2014 UZ224로 태양 - 지구 거리의 91.6배 (약 137억km)에 있다. 먼 왜소행성(distant dwarf)이라는 뜻의 디디(DeeDee)라는 별명으로 불리는 이 천체는 아무리 강력한 망원경으로 봐도 작은 점으로밖에 보이지 않는다. 최근 국제 천문학자 팀이 세계에서 가장 강력한 전파 망원경인 알마(ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해서 디디의 모습을 포착했다. 워낙 춥고 어두운 천체라서 다른 파장보다 밀리미터파에서 관측이 더 쉽기 때문이다. 비록 해상도가 낮아서 작은 얼룩처럼 보이지만 (사진) 과학자들은 이 관측 데이터를 이용해서 여러 가지 사실을 알아냈다. 디디의 표면 온도는 30K (영하 -243.15도)에 불과하다. 비록 에리스보다 태양에 약간 가깝지만, 표면 온도는 에리스보다 더 낮다. 동시에 매우 어두워 받은 태양 빛의 13% 정도만 반사하는 것으로 보인다. 아마도 표면이 얼음 대신 어두운 물질로 덮여있을 가능성이 있지만, 그럼에도 온도가 이렇게 낮은 이유는 아직 확실치 않다. 확실한 것은 디디의 지름이 630km 정도로 에리스의 2300km보다 훨씬 작다는 점이다. 크기가 작고 표면까지 어두워 현재까지 태양계 외곽에서 발견된 천체 가운데 관측이 가장 힘든 천체인 셈이다. 과학자들은 디디처럼 어두워서 잘 보이지 않지만, 더 먼 장소에도 비슷한 왜소 행성들이 있을 것으로 추정하고 있다. 그리고 어쩌면 9번째 행성이 숨어 있을 가능성도 있다. 현재 망원경보다 더 강력한 차세대 망원경이 건설되면 지구 - 태양 거리의 100배 이상 먼 거리에 위치한 어두운 천체들이 하나씩 모습을 드러낼 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

지름이 1.4㎞에 달하는 거대한 소행성이 이달 중순 지구에 가장 가깝게 접근해 천문학계의 관심이 쏠리고 있다.●지름 1.4㎞ 잠재적 위험 천체 분류 지난 4일(현지시간) 미국항공우주국(NASA)에 따르면 ‘2014 JO25’로 명명된 소행성 하나가 오는 19일쯤 달과의 거리의 4.6배에 해당하는 곳까지 접근할 예정이다. 지구와 달의 거리가 약 38만㎞이므로, 이번 소행성까지 거리는 약 174만㎞에 해당하는 셈이다. 지름이 140m가 넘으며 지구에서 750만㎞ 이내를 지나가면 ‘잠재적 위험 소행성’(PHA·Potentially Hazardous Asteroid)으로 분류한다. ‘2014 JO25’ 역시 여기에 속한다. ●19일쯤 달과의 거리 4.6배까지 다가와 소행성이 지구와 충돌할 경우 거대한 해일, 대지진 등 대재앙적 재해가 일어날 것으로 우려한다. NASA는 이러한 잠재적 위험 소행성이 지구 주변에만 무려 1400개에 달한다는 ‘소행성 지도’를 발표하기도 했다. 소행성이 나타나 지구를 향해 접근할 때마다 호사가들이 제기하곤 했던 ‘지구 충돌설’이 나오는 배경이기도 하다. 최근 지구를 스쳐 지나간 수많은 소행성 가운데 잠재적 위험 소행성이 지구에 가장 가까이 접근한 기록은 2004년 9월에 남겨졌다. 당시 지름 4.6㎞에 달하는 소행성 ‘4179 토타티스’는 달과의 거리의 4배에 해당하는 가까운 곳까지 접근했다. 물론 충돌은 없었다. ●“400년 지나야 재방문… 충돌 없어” 하지만 천문학자들은 이번 소행성의 접근을 꽤 환영하는 듯한 눈치다. NASA 천문학자들은 “이번 소행성이 지구를 재방문하게 될 시기는 앞으로 400년뒤”라면서 “2500년까지 이번 소행성과 비슷한 만남은 없다”고 말했다. 이는 이 소행성을 자세히 볼 기회가 이번이 마지막이라는 것이다. 지구와의 충돌 같은 일은 결코 벌어지지 않을 테니 인생의 처음이자 마지막 기회를 만끽하라는 얘기다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주에서 가장 큰 별은 과연 얼마나 클까? 지금까지 관측된 바로는 가장 큰 별은 방패자리 UY스쿠티(UY Scuti)라는 별로, 태양 크기의 1700배 정도 되는 것으로 밝혀졌다. 영국 일간지 데일리메일이 지난 3일(현지시간) 소개한 천문학자(박사후과정연구원) 질리언 스커더의 UY스쿠티에 관한 흥미로운 칼럼 '우리 우주의 진짜 거대별'(The REAL megastar in our universe)을 손질해 소개한다. 토성 궤도를 덮는 별의 크기​ 우주의 척도는 우리의 상상력을 비웃는다. 방패자리 UY는 지금까지 관측 가능한 한도의 우주에서 가장 큰 별로 밝혀졌다. 이런 별을 극대거성(hypergiant star)이라 하는데, 반지름이 태양의 반지름의 10~100배 정도인 거성(giant star), 그리고 100배 이상인 초거성(supergiant star)의 상위 클래스다. 대표적인 초거성으로는 오리온자리의 베텔게우스가 있다. UY스쿠티의 크기가 우주 최대이긴 하지만, 질량이 최대인 별은 아니다. 질량은 태양보다 약 30배 무거울 뿐이다. 이 정도로는 명함도 못 내민다. 우주에서 가장 무거운 별은 태양의 265배에 달하는 황새치자리의 'R136a1'이란 별이다. 하지만 이 별의 크기는 태양의 약 30배밖에 되지 않는다. 이처럼 별의 크기와 질량이 반드시 비례하는 것은 아니다. 특히 거성일 경우에는 더욱 그렇다. UY S스쿠티는 질량은 태양의 30배이지만, 반지름 크기는 무려 1700배에 달한다. 천문단위(AU)로 보면 8천문단위(1AU는 지구-태양 간 거리)이고, 미터법으로 환산하면 12억km나 된다. 지구로부터 9500광년 거리에 있는 UY 스쿠티를 태양 자리에다 끌어다 놓는다면 그 크기가 목성 궤도를 넘어 거의 토성 궤도에 육박하는 엄청난 것이다. 하나의 물체가 이렇게 클 수 있다니, 놀라울 뿐이다. 그런데 놀라운 것은 크기뿐이 아니다. 그 거대한 중력으로 당장 태양을 한입에 집어삼키고, 태양에서 가까운 차례로 지구를 포함해서 5개의 행성들을 차례대로 끌어당겨 삽시에 먹어치울 것이다. 그리고 소행성대의 천체들과 멀리 있는 미행성들도 남아나지 않을 것이다. 어쨌든 태양계의 천체들은 거의 UY스쿠티의 게걸스러운 식욕의 희생자가 될 것이고, 약간 남겨진 것들은 수천 년에 걸쳐 서서히 이 괴물 둘레를 도는 하나의 궤도를 따라 움직일 것으로 예상된다. UY 스쿠티는 시간에 따라 밝기가 변하는 변광성이다. 별의 크기가 역시 시간에 따라 신축을 거듭하기 때문이다. 이처럼 대부분의 별들은 크기가 고정되어 있지 않다. 별 자체가 가스체이기 때문에 표면이 단단하지 않고 끊임없이 요동치기 때문이다. 어떤 별은 주기적으로 신축을 거듭하기도 하는데, 이런 별을 맥동 변광성이라한다. 별의 가장자리를 어디까지로 결정하는가 하는 문제에 있어 천문학자들은 별이 둥글게 빛나 보이는 표면인 광구의 위치를 기준으로 삼는다. 태양의 빛나는 표면이 바로 태양 광구다. 여기에서 별의 중심에서 만들어진 광자, 곧 별빛이 우주공간으로 탈출하는 것이다. UY 스쿠티는 누가 발견했나? UY 스쿠티를 가장 먼저 발견한 것은 1860년 독일 본 천문대의 천문학자이지만, 이 별이 우주 최대의 항성인 것을 알아낸 것은 2012년 유럽남방천문대의 천문학자들이다. 그들은 천문대에 설치된 초대형망원경(Very Large Telescope)을 이용하여, 방패자리 UY가 가장 거대하여 그 크기는 정확히 태양 반지름의 1708±192 배라는 사실을 밝혀냈던 것이다. 이는 지금까지 발견된 항성들 중 물리적 부피가 가장 큰 값으로, 오리온자리 초거성인 베텔게우스 반지름의 1.7배에 이른다. 이로써 방패자리 UY는 그때까지 최대 별로 군림했던 큰개자리 VY, 백조자리 NML들을 누르고 우리은하 최대의 별로 등극하게 된 것이다. 인간의 척도로 보면 지구는 엄청나게 거대하다. 하지만 별들과 비교하면 참으로 티끌 하나에 지나지 않는다. 만약 지구를 지름 20cm인 축구공이라면 방패자리 UY의 높이는 약 1만 3000m로 에베레스트 산 높이의 1.5배가 된다. 날마다 우리가 햇볕을 즐기는 태양은 지름이 지구의 109배, 약 130만km이고, 둘레는 약 500만km나 된다. 이게 얼마만한 크기일까? 차를 타고 시속 100km로 달린다면 태양을 한 바퀴 도는 데 5년 동안 밤낮 없이 가속 페달을 밟고 있어야 한다는 뜻이다. 이 태양을 지름 2m짜리 대형 트랙터 바퀴라고 하면, 지구는 바둑돌만 하고, UY 스쿠티는 백두산 높이의 약 1.5배인 3400m나 된다. 비행기를 타고 지구를 한 바퀴 도는 데는 2일이면 족하다. 그러나 비행기를 타고 이 별 둘레를 한 바퀴 돌려면 무려 1000년이 걸린다. 그러나 이런 별도 우주에 비하면 역시 모래알 하나에 지나지 않는다. 우주는 이처럼 광막하다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

지름이 1.4㎞에 달하는 거대한 소행성이 이달 중순 지구에 가장 가깝게 접근해 천문학계의 관심이 쏠리고 있다. 미국항공우주국(NASA)에 따르면, ‘2014 JO25’로 명명된 소행성 하나가 오는 19일쯤 달까지 거리의 4.6배에 해당하는 곳까지 접근할 예정이다. 달까지 거리가 약 38만 ㎞이므로, 이때 이번 소행성까지 거리는 약 174만 ㎞에 해당하는 것이다. 따라서 이번 소행성의 접근은 기존 이벤트보다 편한 마음가짐으로 바라봐도 괜찮을 듯싶다. 그렇지만 천문학자들은 이번 소행성의 접근을 꽤 환영하는 듯한 눈치다. 왜냐하면 지구를 스쳐(?) 지나간 수많은 소행성 가운데 최근 10년 안에 지름이 140m가 넘으며 지구에서 750만 ㎞ 이내를 지나가 ‘잠재적 위험 소행성’(PHA·Potentially Hazardous Asteroid)으로 분류되는 것 중에서는 가장 가까운 거리로 접근하기 때문이다. 또한 이번 소행성이 지구를 재방문하게 될 시기는 앞으로 400년이 지나야 한다. 따라서 이번 소행성을 자세히 볼 기회는 이번이 마지막인 것이다. 한편 ‘잠재적 위험 소행성’(PHA)이 지구에 가장 가까이 근접한 기록은 지난 2004년 9월이다. 당시 지름 4.6㎞에 달하는 소행성 ‘4179 토타티스’는 달까지 거리의 4배에 해당하는 곳까지 접근한 바 있다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구에서 57억 km 떨어진 곳, 지구에서 보내는 지시가 광속으로 날아가도 5시간 20분이 걸리는 그곳에 '인류의 피조물'이 연장 근무 중이다. 지난 3일(이하 현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 탐사선 뉴호라이즌스호가 새 목표지점까지 정확히 절반을 날아가는데 성공했다고 밝혔다. 현재 명왕성에서 7억 8000만 km 떨어진 곳을 시속 5만 1500km로 날고있는 뉴호라이즌스호의 새 목표지는 미지의 영역인 카이퍼 벨트(Kuiper Belt·태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)에 위치한 소행성 '2014 MU69'다. 명왕성에서 약 16억 km 떨어진 곳에 위치한 2014 MU69는 지름 48km의 작은 크기로 카이퍼 벨트에 위치한 속성상 태양계 탄생 초기 물질로 이루어져 있을 것으로 보인다. 뉴호라이즌스호가 예정대로 차질없이 날아가면 오는 2019년 1월 2014 MU69를 근접 통과한다. 명왕성이 행성에서 퇴출되기 직전인 지난 2006년 1월 명왕성을 향해 발사된 뉴호라이즌스호는 이듬해 목성을 근접비행했다. 명왕성 가기도 바쁜 뉴호라이즌스호가 목성에 들린 이유는 ‘공짜’로 가속을 얻기 위해서다. 실제 초속 16km 속도로 날아가던 뉴호라이즌스호는 목성을 근접비행(Fly by)하면서 속도를 초속 16km에서 초속 23km로 끌어올렸다. 근접비행은 천체의 중력을 이용해 공짜로 가속을 얻는 비행방식으로, 이렇게 온 우주가 나서서 도와준 덕에 뉴호라이즌스호는 3년을 단축해 지난 2015년 7월 14일 명왕성을 근접 통과했다. 성공적으로 명왕성 탐사를 완수한 이후에도 쌩쌩했던 뉴호라이즌스호는 2014 MU69를 탐사하라는 새로운 미션을 부여받았다. 곧 연장 근무에 들어간 것으로 뉴호라이즌스호 덕에 NASA의 관련 프로젝트 과학자들의 업무도 4년 더 연장돼 소중한 일자리를 지켰다. 뉴호라이즌스호 프로젝트 수석 연구원 알란 스턴 박사는 "2014 MU69 탐사를 위한 환상적인 절반의 여정이 성공적으로 끝났다"면서 "인류 문명 역사상 가장 먼 세상을 근접비행하는 기록을 세우게 될 것"이라고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

태양계의 행성과 소행성은 매우 빠른 속도로 태양 주위를 공전하고 있다. 예를 들어 지구의 공전 속도는 태양을 기준으로 29.8km/s에 달한다. 이 속도는 태양에서 멀수록 더 느려져 목성에서는 13km/s까지 느려지지만, 그래도 여전히 엄청나게 빠른 속도라는 점은 의심의 여지가 없다. 그런데 이런 목성과 비슷한 궤도에서 역방향으로 공전하는 소행성이 있다면 어떻게 될까? 보통 태양계의 천체들은 태양을 중심으로 위에서 바라볼 때 반시계방향으로 공전하며 이를 순행 궤도(prograde orbit)라고 부른다. 하지만 극히 일부 소행성과 혜성들은 이와 반대 방향으로 공전하는 역행 궤도(retrograde orbit)을 지닌다. 물론 이런 경우 아무래도 충돌 가능성이 커지기 때문에 오래 생존하기 어렵다. 최근 과학자들은 목성 궤도 근처에서 목성과 다른 6,000여 개의 순행성 궤도를 돌고 있는 소행성과 반대 방향으로 공전하는 역행성 소행성을 발견했다. 2015 BZ509로 명명된 이 소행성은 대략 3km 지름을 지닌 소행성으로 비-제드(Bee-Zed)라는 별명이 붙어있다. 이는 초고속으로 달리는 고속도로에서 역주행하는 것과 마찬가지지만, 다행히 우주에는 공간이 많으므로 이 소행성은 아슬아슬하긴 하지만 충돌하지 않는 안정한 궤도를 돌고 있다. 과학자들은 이 소행성이 100만 년간 안정한 궤도를 돌고 있으며 앞으로 100만 년 정도는 괜찮을 것으로 예상하고 있다. 하지만 우주에서 100만 년은 그렇게 긴 시간이 아니다. 결국, 이 역주행 소행성은 마주 오던 소행성과 충돌사고를 일으켜 파괴되거나 목성에 흡수될 가능성이 크다. 따라서 이런 역주행 소행성은 46억 년의 역사를 지닌 태양계에서 매우 드문 존재다. 그런데 어떻게 이런 궤도를 지니게 된 것일까? 가장 가능성 있는 가설은 이 소행성이 핼리 혜성 같은 역행성 혜성에서 나온 파편이나 혹은 혜성 자체가 목성의 중력에 의해 궤도가 변경되었다는 것이다. 그리고 이런 역행성 혜성은 과거 큰 충돌을 겪은 천체의 파편이거나 혹은 외계에서 태양계로 유입된 떠돌이 천체일 가능성이 있다. 어느 쪽이든 흥미로운 연구 대상이지만, 인류가 보낸 탐사선 역시 순행성 궤도를 지니기 때문에 이 역행성 소행성에 탐사선을 보내서 확인하기는 어려울 것으로 보인다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com 　

지난달 말 미국 항공우주국(NASA)은 지구로부터 약 40광년 정도 떨어진 왜성 ‘트라피스트1’ 주위에 7개 행성이 공전하고 있음을 확인했다. 최근 천문학계에서 외계 행성계를 심심치 않게 발견해 왔지만 이처럼 가벼운 지구형 행성을 한꺼번에 찾기는 쉽지 않다. 일곱 행성 모두 지구형 행성들이며 대기가 적당하다면 모두 바다가 존재할 수 있을 것이라고도 한다. 그중 세 행성은 물이 액체 상태로 존재해 생명체가 존재할 수 있는 조건을 만족시키는 것으로 밝혀져 특히 주목받았다. 사실 태양계 행성들을 보면 생명 존재 조건에 대한 힌트를 얻을 수 있다. 수성은 중력도 약하고 태양에 너무 가깝게 있어서 대기가 없다. 금성은 지구와 가장 비슷한 행성이지만 태양에 가까운 데다 매우 두꺼운 이산화탄소 대기를 갖고 있어서 표면 온도가 섭씨 500도에 육박한다. 화성은 행성 전체의 평균 온도가 영하 20도 정도이고 적도 부근에서는 평균 영상 10도 정도이니까 사람 살기에 괜찮은 편이다. 그러나 화성은 대기압이 지구의 200분의1에 불과하고 대기의 주성분은 이산화탄소인 데다 물과 산소는 거의 없다. 하와이의 해발 4300m에 위치한 천문대에서 관측을 하다 보면 조금만 움직여도 숨이 차고 고산병에 걸리기도 한다. 대기압이 해안의 70%나 되는데도 그렇다. 그러니 화성에서 살기 위해서는 특수 우주복 착용이 필수다. 지금까지 인간은 태양계 행성 탐사는 물론 혜성이나 소행성에 접근하거나 착륙을 시도하는 등 엽기적(?) 연구를 해 왔다. 그런 엽기적 연구 가운데 하나가 ‘스타샷 프로젝트’다. 태양계를 벗어나 지구에서 가장 가까운 프록시마 센타우리 별을 한 번 탐사해 보자는 것이다. 탐사선 ‘뉴호라이즌’은 지구에서 발사된 뒤 10년을 날아가 2015년에 명왕성을 통과했다. 명왕성의 공전 궤도는 지구~태양 거리의 약 40배 정도다. 이에 비해 지구에서 가장 가까운 별인 프록시마 센타우리까지는 빛의 속도로 4.3년을 가야 되는 거리다. 이 별까지는 지구~태양 거리의 약 27만배다. 뉴호라이즌호의 속력으로 프록시마 센타우리까지 가려면 약 6만 8000년이 걸린다. 스타샷 프로젝트는 빛을 반사하는 돛을 단 휴대폰 크기의 탐사선을 만들어 지상에서 쏘는 강력한 레이저 빛의 힘으로 돛을 밀어 광속의 20%까지 가속시키겠다는 아이디어다. 광속의 20%에 가까운 속도라지만 프록시마 센타우리까지 20년 정도가 걸린다. 게다가 이 탐사선이 프록시마 센타우리에 도착할 무렵에 브레이크를 잡아 속력을 낮춰 줘야만 그 별을 천천히 구경할 수 있다. 감속 방법이 없다면 광속의 20%로 휙 지나가 버려 ‘주마간산’이 아닌 주광간성(走光看星)이 되고 말 것이다.

2023년 10월 미 항공우주국(NASA)의 탐사선 한 대가 소행성을 향해 날아오른다. 화성과 목성 사이 소행성 벨트에 위치한 ‘16프시케’를 향해 장도에 오르는 탐사선이다. 그 이름 또한 ‘프시케’.●철·니켈·금 등 광물의 寶庫… 1000경 달러 가치 16프시케는 지름 210㎞ 정도 되는 비교적 큰 소행성으로 지구와의 거리는 약 3억 7000만㎞다. 지난 1월 발표된 이 탐사 프로젝트가 언론의 주목을 받는 이유는 16프시케의 독특한 특징 때문이다. 일반적인 소행성이 암석과 얼음으로 이루어진 것에 반해 16프시케는 철과 니켈, 금 등 희귀 광물 덩어리로 가득 찬 ‘보물별’이다. 프시케 프로젝트 연구팀은 “16프시케에 있는 철의 가치를 돈으로 환산하면 1000경 달러는 될 것”이라면서 세간의 관심을 한껏 끌어올렸다. 물론 이 소행성의 자원을 그대로 가져온다면 지구 전체 경제 규모를 능가하는 새 자원의 등장으로 글로벌 시장의 대혼란은 필연적이지만 말이다. 그러나 다행인지 불행인지 이번 탐사의 목적은 ‘우주판 골드러시’는 아니다. 지난 5일(현지시간) 책임연구원 린다 엘킨스탠턴 박사는 “탐사선 프시케는 착륙하지 않고 소행성 주위를 돌며 내·외부의 특징을 조사하고 분석할 것”이라고 밝혔다. NASA가 16프시케를 탐사하는 이유는 태양계 태초의 비밀을 밝히기 위해서다. ●2023년 탐사계획은 골드러시 아닌 ‘탄생의 열쇠’ 전문가들에 따르면 16프시케는 태양계 생성 초기 생성돼 당시의 비밀을 고스란히 간직한 일종의 타임머신이다. 당초 거대한 원시 행성이었다가 오랜 시간 충돌을 거쳐 현재의 모습이 됐는지, 태양 가까이 형성돼 철이 녹아 지금의 모습이 됐는지는 향후 탐사선 프시케가 풀어야 할 과제다. 엘킨스탠턴 박사는 “이번 미션을 통해 태양계 초기 모습과 행성의 형성 과정을 알 수 있는 자료를 얻게 될 것”이라고 전망했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr