태양계 끝자락에 위치한 '저승신' 명왕성(Pluto)의 하루는 어떤 모습일까? 최근 미 항공우주국(NASA)은 지난 7월 명왕성에 성공적으로 근접 통과한 뉴호라이즌스호가 촬영한 '명왕성의 하루'를 한 장의 사진으로 가공해 공개했다. 명왕성의 하루는 지구시간으로 계산하면 지구의 6.4일에 해당될 만큼 매우 길다. 이 사진은 뉴호라이즌스호 지난 7월 7일 약 800만km에서 7월 13일 64만5000km로 다가가며 촬영한 것으로 명왕성의 자전 모습이 고스란히 담겨있다. 마찬가지로 뉴호라이즌스호는 명왕성과 맞돌고 있는 '위성인듯 위성아닌' 카론(Charon)도 촬영해 공개했다. 　 한국시간으로 지난 7월 14일 오후 8시 49분 57초, 명왕성에 성공적으로 근접 통과한 뉴호라이즌스호는 현재 새로운 미션을 부여받고 두번째 목표지를 향해 가고있다. 이달 초 NASA는 네차례에 걸친 뉴호라이즌스호 궤도 변경을 성공적으로 마쳤다고 발표했다. 이번 궤도 변경은 지난달 25일부터 뉴호라이즌스호의 엔진을 점화해 궤도를 일부 수정한 것으로 새로운 목표지는 바로 미지의 영역인 카이퍼 벨트(Kuiper Belt)에 있는 소행성 2014 MU69다. 뉴호라이즌스호가 궤도를 수정하게 된 것은 당초 목표가 명왕성 탐사에 국한됐기 때문이다. 그러나 지난 7월 성공적으로 명왕성을 근접 통과한 뉴호라이즌스호의 상태가 양호해 또다른 임무가 추가된 것이다. 뉴호라이즌스호 프로젝트팀은 새 임무에 대한 미션 연장계획서를 내년 초 NASA에 제출할 예정으로 관례상 예산이 추가되면 소속 과학자들의 업무도 4년 더 연장된다. 뉴호라이즌스호의 새로운 타깃 2014 MU69는 명왕성에서도 무려 16억km 떨어져 있다. 탐사선이 명왕성까지 날아간 56억 7000만㎞에 비하면 약소한(?) 거리지만 지구와 태양 간 거리의 10배가 넘는 공간을 또다시 비행해야 하는 것. 뉴호라이즌스호가 시속 5만km의 속도로 차질없이 날아가면 오는 2019년 1월 이곳 2014 MU69를 근접 통과한다. 사진=NASA/JHUAPL/SwRI 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

경기 가평의 작은 프랑스 마을 ‘쁘띠프랑스’가 21일부터 내년 2월 말까지 ‘제2회 어린왕자 별빛축제’를 개최한다. 프랑스에서 직접 구입한 조명들로 공원 안을 밝혀 겨울 밤의 낭만을 더한다. 축제의 최대 볼거리는 프랑스 남부 몽펠리에(Montpellier)를 모티브로 한 거리와 옹기종기 모여있는 파스텔 톤 건물들, 그리고 건물 사이사이를 밝히는 조명이 한데 어우러진 동화 같은 모습이다. 어린 왕자가 살던 소행성을 본 뜬 둥근 구조물에 30m 빛 터널이 설치되고, 야외원형극장 공중에는 대형 그물조명이 걸린다. 프랑스 알자스 지방 양식으로 신축한 멀티전시관의 이국적인 외관과 정겨운 골목길, 조그마한 분수광장 등이 프랑스 거리 문화의 낭만을 더한다. 별이 쏟아지는 밤하늘과 어우러진 쁘띠프랑스의 야경을 감상하는 전망대는 빼놓을 수 없는 명소다. 　거리 악사가 아코디언과 클래식 기타로 올드 팝과 영화 및 드라마 OST를 들려주고, 마리오네트 인형의 댄스, 오르골 시연, 기뇰 인형극, 마술 쇼가 곳곳에서 펼쳐진다. 축제기간 동안 매일 밤 9시까지 야간 개장한다. 홈페이지(www.pfcamp.com) 참조. (031)584-8200. 손원천 기자 angler@seoul.co.kr

우주에서 천체끼리의 충돌은 흔하게 발생하는 일이다. 행성에 운석이나 소행성이 충돌하는 일은 매우 흔하다. 은하라고 해서 예외는 아니다. 사실 현재의 대형 은하들은 작은 은하들의 충돌과 합체를 통해서 커졌다고 보고 있다. 우리 은하는 수십 억 년 후에는 안드로메다은하와 충돌해 밤하늘에 장관을 연출할 것이다. 하지만 우주의 충돌 가운데 가장 격렬한 충돌은 바로 블랙홀끼리의 충돌이다. 두 블랙홀의 충돌은 엄청난 에너지를 발생시키는 거대한 사건이지만, 특히 충돌 당사자가 거대 질량 블랙홀이라면, 충돌 시 내놓는 에너지는 상상을 초월한다. 그런데 이런 일이 발생할 수 있을까? 대답은 ‘그렇다’이다. 보통 은하 중심에는 태양 질량의 수백만 배 이상의 거대 질량 블랙홀이 존재한다. 은하가 충돌할 때 사실 대부분 별은 멀리 떨어져 있어 서로 충돌하는 경우는 거의 없다. 문제는 중심부에 있는 블랙홀이 근접하는 경우다. 은하에서 가장 큰 질량을 가진 천체끼리는 결국 강한 중력 때문에 서로 가까워져 충돌하는 운명에 놓이게 된다. 천문학자들은 지구에서 35억 광년 떨어진 위치에서 퀘이사 PKS 1302-102를 발견했다. 이 퀘이사를 연구한 캘리포니아 공과대학의 매튜 그라함(Matthew Graham)에 의하면 이 퀘이사의 정체는 사실 두 개의 거대 질량 블랙홀이며 이제 충돌의 마지막 과정에 들어선 상태다. 과학자들은 퀘이사의 정체가 은하 중심의 거대 블랙홀이라는 것을 알고 있다. 그런데 이 퀘이사 가운데서 주기적으로 밝기가 변하는 것이 있다. 이런 현상이 일어나는 이유는 사실은 거대 블랙홀이 하나 대신 두 개이기 때문이다. 이들이 서로의 주위를 공전하면서 블랙홀이 방출하는 강력한 물질의 흐름인 제트(jet)의 방향이 바뀌면 공전 주기에 따라 밝기가 변하는 현상이 발생한다. 연구팀은 이 블랙홀이 1억 년 이내로 하나로 합쳐지면서 아인슈타인이 예언한 중력파를 포함해서 강력한 에너지를 방출할 것으로 예상했다. 왜냐하면, 지난 20년간의 관측 결과를 종합한 결과 5년 주기로 밝기가 변했기 때문이다. 짧은 공전주기는 두 블랙홀이 거대한 질량에 비해 매우 가까운 거리에서 서로 공전하고 있다는 것을 의미한다. 사실 빛이 지구까지 오는 거리를 생각할 때 이 두 블랙홀은 이미 하나로 합쳐졌을 것이다. 두 개의 블랙홀이 합쳐지면 남는 것은 더 거대한 질량을 지닌 블랙홀이다. 블랙홀끼리의 충돌과 합체는 은하 중심부에 왜 그렇게 거대한 블랙홀이 존재하는지 설명해준다. 주변에서 물질을 흡수하는 것은 물론이고 블랙홀 간의 합체를 거듭할수록 더 거대한 블랙홀이 되기 때문이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

게걸스럽게 부스러기를 흘리며 소행성을 ‘점심’으로 먹고 있는 ‘좀비별’을 과학자들의 12년간의 추적 관측 조사로 밝혀냈다. ‘좀비별’은 별의 마지막 단계인 백색왜성이 행성이나 소행성, 혹은 다른 별의 에너지를 흡수해 다시 소생한 상태를 말한다. 우주과학 전문 매체 스페이스닷컴에 따르면, 과학자들이 헤일로처럼 빛나는 가스 고리를 가진 좀비 별을 발견했다. 아름답게 빛나는 이 가스 고리는 ‘좀비별’ 주위에서 한쪽에 치우쳐 있는데 하나의 거대한 소행성이 해당 별에 너무 접근해 강력한 중력에 의해 부서져 형성된 것으로 과학자들은 추정하고 있다. 영국 워릭대 등이 참여한 국제 연구진은 칠레 파라날 천문대에 있는 유럽남방천문대(ESO) 소속 초거대망원경(VLT)을 사용해 태양계에서 약 450광년 거리에 있는 백색왜성 ‘SDSS J122859.93+104032.9’(이하 J1228+1040)를 12년간 관측했다. 이를 통해 얻은 VLT 데이터를 연구진은 다른 여러 천문대의 데이터와 조합해 여러 시점에서 백색왜성 주위를 공전하고 있는 먼지 원반의 이미지를 상세하게 만들었다. 이 연구를 주도한 주저자 크리스토퍼 맨서 워릭대 박사과정 연구원은 “우리가 처리한 데이터로 얻은 이미지는 이런 백색왜성 시스템이 실제로 원반과 비슷하다는 것을 보여줬고 단일 이미지에서 볼 수 없었던 많은 구조를 밝혀냈다”고 말했다. 죽음에 가까워진 작은 별은 에너지를 소진하기 전에 거대하게 부풀어 적색거성이 된다. 이후 적색거성은 남은 가스를 배출하고 작아져 밀도 높은 핵으로 이뤄진 백색왜성으로 남게 된다. 이런 과정에서 원래 별에 묶여 있던 여러 행성과 소행성은 중력으로 끌려가다가 파괴돼 가스 고리를 가진 백색왜성만 남게 된다. 천문학자들은 지금까지 이런 가스 고리를 가진 백색왜성을 7차례 발견했다. ESO 관계자들은 이런 백색왜성 시스템에 관한 자세한 관측은 천체에 너무 가깝게 다가가게 되면 어떤 일이 일어나는지를 자세히 보여준다고 말했다. 연구진은 이런 가스 고리의 형태를 정확하게 알아내기 위해 ‘도플러 단층촬영법’을 사용했다. 이는 병원에서 흔히 쓰이는 컴퓨터 단층촬영과 매우 비슷한데 여러 각도에서 촬영해 하나의 이미지로 통합하는 것이다. 이를 통해 왜곡 없이 측정한 데이터로 고리의 정확한 속도와 가스의 특정 성분을 밝혀낸다고 한다. ‘WD 1226+110’이라는 다른 명칭으로도 불리는 이 백색왜성에서 연구진은 그 주위에 있는 가스 고리가 우리 태양계의 토성 고리가 형성된 방식과 매우 비슷하다는 것을 밝혀냈다. 심지어 백색왜성은 토성보다 7배 작고 질량은 2500배 더 크며 고리는 훨씬 멀리 떨어져 있을 만큼 매우 다름에도 말이다. 이는 우리 태양이 언젠가 적색거성으로 커지고 다시 백색왜성으로 줄어드는 같은 과정을 거칠 때 궁극적으로 어떤 운명의 길을 걷게 될지 그 내용을 자세히 알려주는 것이다. 사실 이 백색왜성의 주위에 형성돼 있는 고리는 이미 2006년에 그 존재가 확인됐었다. 하지만 이 고리가 정확히 어떤 형태를 이루고 있는지는 과학자들도 알 수 없었다. 이 연구에 참여한 공동저자 보리스 건시케 워릭대 교수는 “우리는 12년 만에 이 백색왜성을 공전하고 있는 먼지 원반이 어떻게 생겼는지 정확히 볼 수 있게 됐다”고 말했다. 한편 이번 연구성과는 미국 코넬대 도서관이 운영하는 물리학 분야의 권위 있는 온라인논문저장 사이트인 아카이브(arXiv.org)에 게시됐으며, 조만간 ‘영국 왕립천문학회 월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 게재될 예정이다. 사진=ESO 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

- 현재 거대 안테나로 수신 21세기 후반, 아니 22세기의 미래에는 과연 인류가 달이나 화성에 진출해 있을까요? 이 질문에 대한 대답은 어렵습니다. 기술적인 어려움은 물론이고 막대한 비용이 들어가는 일이기 때문이죠. 하지만 인류가 진보를 거듭한다면 언젠가는 지구 이외에 장소에서도 삶을 꾸려나갈 가능성이 크다고 생각합니다. 그런데 지구와 우주 기지와의 통신 문제는 어떻게 해결할까요? 지금은 소수의 우주선과 로버들만 있으니 느린 통신 속도가 큰 문제가 되지는 않습니다. 솔직히 말하면 문제가 전혀 없는 건 아니지만, 아무튼 임무는 해낼 수 있습니다. 예를 들어 명왕성과 그 위성들의 놀라운 모습을 전송한 뉴호라이즌스 호의 경우 데이터 전송 속도가 초당 1-4 킬로비트(Kb)에 불과합니다. 물론 이런 느린 속도보다는 49억km 떨어진 지점에서 보내는 미약한 전파 신호를 수신할 수 있다는 사실이 더 놀라운 일입니다. 그리고 이런 속도로 꾸준히 데이터를 보내서 우리가 보는 사진들을 얻을 수 있다는 것도 놀랍습니다. 이런 일이 가능한 것은 나사의 딥 스페이스 네트워크(Deep Space Network·DSN) 덕분입니다. 미국뿐 아니라 세계 곳곳의 거대한 안테나들이 힘을 합쳐 뉴호라이즌스가 보낸 미약한 전파 신호를 수신합니다. 물론 지구에서 가까이 있으면 훨씬 빠른 속도로 통신할 수 있습니다. 대표적으로 지구 근처에 있는 통신 위성들이 그렇게 하고 있습니다. 하지만 화성 정도만 멀어져도 상당히 큰 안테나로 천천히 데이터를 수신할 수밖에 없는 형편이죠. 사실 이 문제는 전파를 이용한 통신이 가진 한계입니다. 무선 전파는 공간에서 넓게 퍼지면서 거리에 따라 신호의 강도가 떨어지게 됩니다. 레이저를 이용한 광통신은 이를 극복할 수 있는 매우 손쉬운 대안입니다. 먼 거리에서도 신호의 강도를 유지하기 쉬우며 상대적으로 대용량의 정보를 전송할 수 있습니다. 문제는 지구와 달 사이, 그리고 지구와 화성 사이 광섬유 케이블을 깔 수가 없다는 것이죠. 따라서 현재 연구되는 것은 직접 레이저를 우주 공간에 발사하는 것입니다. - 나사, 레이저 쏘는 FSO 추진 나사는 자유 공간 광학 통신 (Free-space optical communication·FSO)을 연구하고 있습니다. 쉽게 말해서 우주 공간에 레이저를 발사해서 광통신을 하는 것입니다. 지구의 경우 대기 입자는 물론 여러 장애물, 눈과 비 등 기상 조건에 따라 레이저가 제대로 통과하지 못할 가능성도 적지 않습니다. 하지만 우주 공간에는 희박한 입자 이외에는 특별히 레이저를 가로막는 물체가 없습니다. 물론 작은 먼지나 운석이 있지만, 이들의 밀도는 매우 낮아서 아주 드물게 통신 방해를 일으킬 수 있을 뿐입니다. 사실 이보다 더 큰 문제는 마지막 단계에서 지구 대기를 통과하는 것이죠. 2013년, 나사는 달 탐사선인 라디(Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer·LADEE)에 달-지구간 고속 레이저 통신을 테스트할 모듈인 LLCD (Lunar Laser Communication Demonstration)를 탑재해 테스트했습니다. LLCD는 잠시간이었지만 38만 5천km 떨어진 지점에서 다운로드 초당 622Mb, 업로드 초당 20Mb의 아주 빠른 속도를 보여줬습니다. 과거에는 상상할 수 없었던 속도죠. 통신 거리로 봤을 때 이는 광통신 역사상 가장 먼 거리 통신에 성공한 쾌거였습니다. 이후 나사는 2017년에 더 장시간의 레이저 통신을 테스트할 LCRD(Laser Communications Relay Demonstration)를 계획 중입니다. 안정적인 우주 광통신이 실현되기까지는 더 많은 시간이 필요하지만, 이 테스트에 성공한다면 비교적 가까운 미래에 초고속 우주 광통신이 실현될 가능성도 있습니다. - 유럽 우주국의 AIM 유럽 우주국과 나사는 협력을 통해서 소행성 탐사 및 소행성 궤도 변경 테스트를 진행할 예정입니다. 이 중 유럽 우주국이 담당한 AIM(Asteroid Impact Mission) 탐사선에는 지름 13.5cm에 무게 39.9kg의 비교적 대형 레이저 모듈이 탑재될 예정입니다. 이 레이저 모듈은 지금까지 누구도 시도한 적이 없는 거리에서 레이저 빔을 발사합니다. 지구에서 최대 7,500만km 떨어진 지점에서 지구를 향해 레이저를 발사하는 것이죠. 그렇다고 레이저에 맞을까 봐 걱정하실 이유는 없습니다. 이 레이저는 본래 살상력을 가질 만큼 강한 출력이 아닌 데다 지구에 올 때쯤이면 넓게 퍼지기 때문이죠. 레이저가 보통 빛이나 전파보다 직진성이 강해 퍼지는 정도가 약하긴 해도 이 정도 거리를 이동하면 어쩔 수 없이 어느 정도는 퍼지게 됩니다. 따라서 문제는 레이저로 인한 피해보다는 이 약한 신호를 감지하는 것입니다. 2020년쯤 테스트 될 이 실험이 성공할지는 아직 장담하기 어렵습니다. 유럽 우주국은 지구에서 감지될 미약한 신호를 수신할 수 있는 1m 지름의 특수한 리시버를 개발했습니다. 만약 이 테스트가 성공을 거둔다면 지구 – 화성 간 초고속 광통신이 가능할 수도 있으므로 그 결과가 주목됩니다. - 아직은 미래인 초고속 우주 광통신 가까운 미래에 성공 가능성이 큰 것은 지구 - 달 정도 거리에서 초고속 광통신입니다. 지구 - 화성 거리의 레이저 광통신은 사실 쉽지는 않습니다. 넓게 퍼져서 약해진 신호를 수신하는 문제는 물론 통신을 방해하는 장애물과 기상 상태 등 해결해야 할 다양한 문제가 있습니다. 앞으로 이를 극복하기 위해서 몇 개의 레이저를 동시에 이용하거나, 혹은 지구 대기 중으로 들어오기 전 지구 궤도에서 레이저 신호를 수신하는 방법 등이 있을 수 있습니다. 다만 이런저런 어려움이 있더라도 우주 광통신은 속도라는 큰 장점이 있으므로 앞으로 계속 연구될 분야입니다. 언젠가 인류의 후손들은 이 방식으로 대용량의 파일을 우주 저편에서 다운로드 받을지도 모르는 일입니다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

태양계 끝자락에 위치한 명왕성에 '얼음화산' 의 존재 가능성이 제기됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 지난 7월 뉴호라이즌스호가 촬영한 데이터를 바탕으로 명왕성 남극 지역의 거대한 산들이 얼음화산으로 추정된다는 연구결과를 발표했다. NASA가 얼음화산으로 추정하는 산은 2개로 높이 3-5km의 라이트 몬스(Wright Mons)와 6km의 피카드 몬스(Piccard Mons)다. 우리 지구에는 없는 얼음화산(cryovolcanoes)은 물 혹은 메탄, 암모니아 등이 액체상태로 분출되는 화산을 말한다. 3D로 구현된 이미지를 보면 산 가운데가 움푹 파인듯 보이며 최근까지도 활동한 것으로 추정된다. NASA 측은 방사선 붕괴로 인한 명왕성 내부의 뜨거운 열이 이 얼음화산의 원동력이 된 것으로 보고있다. NASA의 행성과학자 제프 무어 박사는 "명왕성에서 화산을 발견했다고 확실히 말할 수는 없으나 이와 매우 유사한 것을 찾은 것은 사실" 이라면서 "실제로 이곳에 얼음화산이 있다면 표면의 얼음은 휘발성이 있을 것" 이라고 설명했다.　 명왕성에서의 화산 발견이 의미있는 것은 천체의 기원과 지질학적 특성을 파악하는데 큰 도움이 되기 때문이다. 또한 이번 조사에서 NASA는 명왕성 표면의 나이가 생성 당시 부터 시작해 다양하다는 사실도 3D 이미지를 통해 파악했다. NASA측은 "명왕성은 40억년 이상의 역사를 가진 천체" 라면서 "1000개 이상의 사이즈와 외형이 다른 크레이터가 존재하며 이들 모두를 지도화하는 작업을 진행 중" 이라고 밝혔다. 　 한편 한국시간으로 지난 7월 14일 오후 8시 49분 57초, 명왕성에 성공적으로 근접 통과한 뉴호라이즌스호는 새로운 미션을 부여받고 두번째 목표지를 향해 떠날 채비를 마쳤다. 최근 NASA는 지난 4일(이하 현지시간)부로 네차례에 걸친 뉴호라이즌스호 궤도 변경을 성공적으로 마쳤다고 발표했다. 이번 궤도 변경은 지난달 25일부터 뉴호라이즌스호의 엔진을 점화해 궤도를 일부 수정한 것으로 새로운 목표지는 미지의 영역인 카이퍼 벨트(Kuiper Belt)에 있는 소행성 2014 MU69다. 얼음으로 이루어진 소행성 2014 MU69는 지름 48km의 작은 크기로 카이퍼 벨트에 위치한 속성상 태양계 탄생 초기 물질로 이루어져 있을 것으로 보인다. 뉴호라이즌스호가 시속 5만 km의 속도로 차질없이 날아가면 오는 2019년 1월, 명왕성에서도 무려 16억 km 떨어진 2014 MU69를 근접 통과한다.　　 사진=NASA/JHUAPL/SwRI 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

한국시간으로 지난 7월 14일 오후 8시 49분 57초. 명왕성에 성공적으로 근접 통과한 뉴호라이즌스호가 이제 새로운 미션을 부여받고 두번째 목표지를 향해 떠날 채비를 마쳤다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 지난 4일(이하 현지시간)부로 네차례에 걸친 뉴호라이즌스호 궤도 변경을 성공적으로 마쳤다고 발표했다. 이번 궤도 변경은 지난달 25일부터 뉴호라이즌스호의 엔진을 점화해 궤도를 일부 수정한 것으로 새로운 목표지는 바로 미지의 영역인 카이퍼 벨트(Kuiper Belt)에 있는 소행성 2014 MU69다. 뉴호라이즌스호가 궤도를 수정하게 된 것은 당초 목표가 명왕성 탐사에 국한됐기 때문이다. 그러나 지난 7월 성공적으로 명왕성을 근접 통과한 뉴호라이즌스호의 상태가 양호해 또다른 임무가 추가된 것이다. 뉴호라이즌스호 프로젝트팀은 새 임무에 대한 미션 연장계획서를 내년 초 NASA에 제출할 예정으로 관례상 예산이 추가되면 소속 과학자들의 업무도 4년 더 연장된다. 뉴호라이즌스호의 새로운 타깃은 2014 MU69는 명왕성에서도 무려 16억 km 떨어져 있다. 탐사선이 명왕성까지 날아간 56억 7000만 ㎞에 비하면 약소한(?) 거리지만 지구와 태양 간 거리의 10배가 넘는 공간을 또다시 비행해야 하는 것. 뉴호라이즌스호가 시속 5만 km의 속도로 차질없이 날아가면 오는 2019년 1월 이곳 2014 MU69를 근접 통과한다. 얼음으로 이루어진 소행성인 2014 MU69는 지름 48km의 작은 크기로 카이퍼 벨트에 위치한 속성상 태양계 탄생 초기 물질로 이루어져 있을 것으로 보인다. 　 뉴호라이즌스호 프로젝트 소속 과학자 커트 니버는 "탐사선은 지금도 명왕성 근접 통과시 촬영한 데이터를 전송 중에 있다" 면서 "현재 기기 상태가 매우 양호해 두번째 신기원을 이룰 수 있을 것으로 예상된다"고 설명했다. 이어 "새 목표지에 접근하는데 성공하면 태양계 탄생 초기 비밀을 일부 풀어줄 수 있을 것" 이라고 기대했다. 　　 한편 해왕성 궤도 바깥에 위치한 카이퍼 벨트는 황도면 부근에 천체가 도넛 모양으로 밀집한 영역으로, 약 30~50AU(1AU는 지구-태양 간 거리)에 걸쳐 분포하고 있으며 단주기 혜성의 고향으로 알려져 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

내부 태양계를 대청소한 목성​ 태양계 형성에 관한 새로운 연구가 발표되어 학계의 관심이 쏠리고 있다고 영국 일간지 데일리메일이 6일(현지시간) 보도했다. 우리 태양계의 가스형 거대 행성들이 지금 위치보다 태양에 훨씬 가까이 있었으며, 행성 이주 현상으로 인해 지금의 궤도에 정착하게 됐을 거라는 가설이 지난 몇십 년간 과학자들 사이에 널리 논의되었다. 이번에 발표된 연구의 컴퓨터 시뮬레이션이 보여주는 바에 의하면, 태양계 진화를 설명하는 정설로 자리 잡고 있는 '니스(Nice) 모델'에 대해 심각한 의문을 던지고 있는 것으로 드러났다. 컴퓨터 시뮬레이션은 어쩌면 우리 태양계의 중요한 몇몇 행성들이 사라져버렸을지도 모른다는 결론을 내놓은 것이다. 그 대신 우리 지구가 태양계 행성 가족에 끼기 전에 다른 행성들은 지금의 궤도에 안착했다는 그림을 보여주고 있다. 또한 태양계가 한때는 수많은 작은 암석형 행성들로 북적거렸는데, 가스형 거대 행성들의 파괴적인 궤도가 이들을 태양계 밖으로 밀어내 버렸을 가능성을 제시하고 있다. 관련 논문은 천문학자 네이선 카이브와 존 챔버스의 이름으로 출판되었다. 두 사람은 초기 태양계에는 5,6개의 거대 행성들과 지구를 포함한 작은 암석형 행성들이 있었으며, 대격변의 시기를 지나면서 거대 가스 행성 중 한두 개는 태양계 바깥으로 내팽개쳐졌다고 생각하고 있다. 이것이 바로 '니스' 모델에 대한 직접적인 도전이다. 니스 모델은 현재 행성들의 궤도 위치와 태양계의 진화를 설명하는 정설로 자리 잡고 있는 이론이다. 이 모델이 처음으로 태동했던 프랑스 도시 이름에서 따와 니스 모델로 불리는 이 이론은 기존의 다른 세 연구가 비슷한 결론을 도촐함으로써 2005년에 정립된 것이다. 이 이론의 핵심은 4개의 거대 가스 행성, 곧 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 초기 태양계에서는 태양에 아주 가까운 곳에 있다가, '행성들의 이주' 기간이 마감된 직후에 현재의 궤도에 안착하게 되었다는 것이다. 특히 목성은 내부 태양계를 순행하면서 그곳에서 북적거리고 있던 무수한 소행성을 모조리 외부 태양계로 쓸어내 버렸다. 이 이론은 41억 년에서 38억 년 전까지 수성과 금성, 지구, 화성에 퍼부어졌던 후기 소행성 포격시대를 설명하는 데 유효한 틀로 받아들여졌다. 니스 모델에 따르면, 원시 태양계의 소행성 포격은 소행성대를 가로지른 목성의 움직임에 따른 것으로 본다. 축출된 거대 가스 행성은 목성이나 토성과의 중력 상호작용 때문에 그 같은 운명을 맞은 것으로 보는데, 목성의 영향이 결정적이었을 것으로 추정되고 있다. 이 니스 모델은 2011년에 얼음 행성 하나를 더 추가하는 등, 미세 수정되어 현재까지 태양계 진화를 설명하는 정설로 자리잡고 있다. 어쨌든 원시 태양계의 소행성 포격이라는 대격변의 시기를 지나면서 거대 가스 행성 중 한두 개는 태양계 바깥으로 내팽개쳐졌다고 주장하는 카이브와 챔버스의 논문은 출판 전 과학 논문을 수집하는 웹사이트 '아카이브(arXiv)'에 발표되었다. 이광식 통신원 joand9999@naver.com

-당신이 알고 있는 그 '달'과는 너무 다른 달 달은 지구에 가장 가까운 천체이다. 하지만 달이 품고 있는 놀라운 진실을 제대로 알고 있는 사람은 드물다. 매일 밤마다 하늘에서 보는 달 -그 놀라운 진실을 언제까지 외면할 것인가? ​10. 잘 가라, 달아~ 당신이 이 글을 읽고 있는 순간에도 달은 지구로부터 멀어지고 있다는 사실을 아는가? 달은 지구의 자전 에너지를 조금씩 훔쳐가 해마다 자신의 공전 궤도를 3.8cm씩 높여가고 있는 중이다. 즉, 매년 3.8cm씩 지구로부터 멀어져가고 있다는 뜻이다. 과학자들은 달이 처음 만들어졌을 때는 지구까지의 거리가 고작 2만2,530km밖에 안됐다고 한다. 하지만 지금은 평균 40만km, 최장 42만km까지 멀어졌다. 1년에 3.8cm이지만, 10억 년 동안 쌓이면 달까지 거리의 10분의 1인 3만8,000km가 된다. 그러면 무슨 일이 일어날는지 아무도 장담하지 못한다. 어쩌면 목성이 달을 끌어가버릴지도 모른다고 예측하는 천문학자들도 있다. 달이 지구를 떠나면 지구 생명체는 거의 멸종될 것으로 보고 있다. 지구축을 23.5도로 잡아주고 있던 존재가 사라지면 지구가 임의의 각도를 햇볕을 받게 됨으로써 남북극이 사라질 확률이 높아지며, 그러면 생물의 대량멸종이 뒤따를 것이기 때문이다. 9. 달도 행성인가? 지구의 달은 명왕성보다 크다. 그리고 얼추 지구 지름의 4분의 1은 된다. 그래서 어떤 과학자들은 달이 행성에 가깝다고 생각하기도 한다. 달이 위성이 아니라 지구-달 시스템을 이루는 쌍행성계라는 것이다. 명왕성과 그 위성 카론을 쌍행성계로 보는 일부의 시각과 같은 것이다. 명왕성과 카론은 서로의 질량 중심을 공전하는데, 둘 사이에 다리를 놓아도 될 만큼 중력으로 단단히 묶여 있는 나머지 서로 한쪽 얼굴만을 보며 윤무를 추듯이 돌고 있다. ​ 8. 지구의 '달'은 하나뿐일까? 달은 지구의 유일한 자연위성이다. 사실일까? 그렇지 않을지도 모른다는 설이 고개를 들고 있다. 1997년, 영국의 아마추어 천문가 던컨 월드런이 발견한 크뤼트네(3753 Cruithne)가 지구의 두번째 달이 될 가능성이 있다는 설이다. 지름 5km의 소행성 크뤼트네의 궤도는 달과는 달리 지구를 중심으로 말굽 모양처럼 구부러져 있다. 지구와 궤도 공명을 하는 때문인데, 이런 이유로 지구의 2번째 위성이라고도 하지만, 지구 주변을 공전하지 않고 주변 천체의 영향을 쉽게 받기 때문에 엄밀히 말하면 위성이라고 볼 수 없다. 그래서 크뤼트네는 준위성이라 불린다. 크뤼트네의 궤도는 심하게 찌그러진 타원을 그리는데, 금성 궤도와 화성 궤도에까지 걸쳐져 있으며, 1994년부터 2015년까지 매년 11월 지구에 접근한다. 공전 주기의 변동에 따라 지구에 가장 가까이 근접할 때의 거리는 1천 2백만km이며, 2058년 화성에 1천 360만km까지 접근한다. 하지만 과학자들이 시뮬레이터를 이용해 검토해본 결과, 다행히도 크뤼트네의 궤도면이 행성의 공전궤도면과 많이 어긋나 있어 충돌 가능성이 극히 낮은 것으로 나왔다. 크뤼트네가 지구와 가장 가까워지는 것은 2,750년 후이다. 어쨌든 제2의 달 크뤼트네가 우리에게 알려주는 것은 이 태양계가 영원하지 않다는 사실이다. 그 속에 사는 우리 역시 마찬가지다. ​ 7. 달에도 지진이 있다 아폴로 우주인들이 달에 내렸을 때 가지고 간 물건 중 하나는 지진계였다. 달 표면에 지진계를 설치했을 때, 그들은 게기판에 진동이 기록되는 걸 지켜볼 수 있었다. 달의 지진, 곧 월진(月震)이었다. 달은 우리가 예상했던 것과는 달리 완전히 죽은 천체가 아니었던 것이다. 미약한 월진은 지표 아래 몇 킬로미터 지점에서 발생하고 있었는데, 그 원인은 지구의 인력 때문으로 생각된다. 지표가 그 영향으로 미세하게나마 갈라지고 가스가 분출되는 경우도 있었다. 과학자들은 달 역시 지구처럼 핵을 가지고 있으며, 그것이 부분적으로 액체 상태일 수도 있다고 추정한다. 1999년 미국 항공우주국(NASA)의 무인 달탐사선이 보내온 자료에 의하면, 달의 핵은 아주 작으며, 달 전체 질량의 2~4% 정도일 것으로 나타났다. 지구 핵이 지구 전체 질량의 30%를 차지하는 것에 비하면 아주 작은 핵인 셈이다. 6. 달은 '짱구'다 달은 완전한 구형은 아니다. 달걀처럼 약간 짱구 모양이다. 당신이 보는 달의 면은 약간 돌출한 뾰족한 부분이다. 달의 무게 중심은 정확히 중심에 있지 않고 2km쯤 지구 쪽으로 앉아 있다. 말하자면, 지구 쪽으로 무게 중심이 있는 셈인데, 달이 한쪽 면만을 지구에 보이며 공전하는 바람에 생긴 기형이라고 할 수 있다. 무거운 달의 성분이 지구 쪽으로 몰린 탓이다. 이것이 달의 앞면과 뒷면의 생김새가 판이한 까닭이기도 하다. 5. 달이 만드는 밀물과 썰물 ​​ 지구 바다의 밀물과 썰물의 거의 달의 영향으로 일어나는 것이다. 해의 영향은 달에 비해 아주 작다. 최대인 때와 최저인 때. 달과 태양이 일직선상에 있을 때(삭이나 망의 위치)는 기조력이 커져서 바닷물이 많이 빠져 나가고 많이 밀려 들어와 그 차이가 매우 크다. 그리고, 달이 29.5일마다 지구를 한 바퀴 도는 궤도는 완전한 원이 아닌 타원이다. 따라서 달이 지구와 가장 가까운 근지점에 왔을 때 태양과 일직선상에 놓이면 인력이 가장 세어져서 사리가 된다. 사리에서 일주일 정도 지나면(상현이나 하현 위치) 달과 태양의 기조력이 서로 분산되어 간만의 차는 별로 나타나지 않게 되는데 이때를 조금이라 한다. 이 같은 조석 간만 현상에는 흥미로운 사실 하나가 숨어 있는데, 바닷물이 움직일 때 물과 해저 바닥의 마찰이 지구의 자전 에너지를 조금씩 약화시킨다는 사실이다. 100년에 1.5밀리초(1밀리초는 1천분의 1초) 정도로 자전속도가 느려진다고 한다. 지구의 자전력이 약해지면 그것이 달의 공전에 영향을 미쳐 달 궤도를 점점 멀어지게 한다. 그러니까 달이 지구로부터 점점 멀어져가는 이유는 바로 밀물-썰물에 그 원인이 있는 셈이다. ​4. 달은 '펀칭 백'이다 달을 펀칭 백 신세로 만든 것은 소행성 같은 우주 암석들이다. 달 표면에 무수히 있는 크레이터들이 바로 얻어터진 증거이다. 달에는 화산작용도 없고, 공기와 물이 없어 침식작용이 일어나지 않기 때문에 그 크레이터들의 수명은 달과 함께 할 것이다. 우주 암석들에게 집중적으로 얻어맞은 기간은 38억년에서 41억년 전이다. 3. 아폴로의 '달 나무' ​1971년 1월 31일 발사된 유인우주선 아폴로 14호에 실려 달에 갔다가 돌아온 나무씨앗을 심어 자란 것들을 `달 나무(moon trees)'라고 명명했다. 당시 아폴로 14호의 사령선 조종사로 탑승했던 스튜어트 루사는 과거 자신이 삼림소방대원으로 근무했던 미 산림국을 기리기 위해 소합향, 삼나무, 소나무, 미송나무 등 500여 종의 나무씨앗을 작은 깡통 속에 싣고 달에 갔다가 돌아왔다. 이후 미 산림국은 달에 갔다 돌아온 씨앗들을 비롯, 이와 똑같은 수종의 다른 씨앗들을 숲속에 심어 생장과정을 비교했고, 현재까지도 450여 그루의 달 나무들이 무럭무럭 자라고 있다. 2. 궤도에 꽉 묶인 달 달이 보여주는 가장 독특한 현상의 하나는 지구 쪽으로 언제나 한 면만을 보여준다는 사실일 것이다. 지구에 사는 우리는 달의 뒷면을 결코 볼 수가 없다. 오래 전에 지구의 인력은 달의 자전 속도를 늦추어 마침내 공전 주기와 똑같이 만들어버렸다. 그래서 지구와 달은 서로 마주 보고 윤무를 추는 꼴이 되고 말았다. 이러한 현상은 다른 행성들에서도 쉽게 볼 수 있다. 인류가 달의 뒷면을 최초로 볼 수 있었던 것은 1959년 소련의 루나 2호가 달의 뒷면을 돌면서 찍은 사진을 전송했을 때였다. 그후 루나 2호는 달에 추락하여 고철 덩어리가 됐지만. 달의 변화무상한 위상변화는 해와 달, 지구의 상대적인 위치 변화에서 비롯되는 것이다. 단, 월출 시간에 달이 하늘에 나타나는 지점과 달의 모양은 항상 일정하다. 보름달은 동쪽, 그믐달은 서쪽, 반달은 남쪽에서 나타난다. 한 가지 더. 달이 반달일 때 어두운 부분이 희미하게나마 보이는데, 이는 지구의 빛을 받아서 그런 것이다. 그래서 지구조(地球照)라 한다. 이를 최초로 알아낸 사람은 레오나르도 다빈치이다. 1. 달은 어떻게 태어났나? 달의 탄생에 관해서는 그 동안 포획설, 분리설, 동시 탄생설 등등, 이설이 많았지만, 최근에는 '거대 충돌설'이 대세가 되었다. 45억년 전 태양계 초기에 화성만한 천체가 지구와 대충돌을 일으켜, 그때 우주로 탈출한 물질들이 뭉쳐져 지금의 달이 되었다는 학설이다. 달의 성분 분석 등 여러 가지 정황들이 이에 부합되어 지금은 거의 정설로 굳어졌다. ​이광식 통신원 joand999@naver.com

달은 지구에 가장 가까운 천체이다. 하지만 달이 품고 있는 놀라운 진실을 제대로 알고 있는 사람은 드물다. 매일 밤마다 하늘에서 보는 달 -그 놀라운 진실을 언제까지 외면할 것인가? ​10. 잘 가라, 달아~ 당신이 이 글을 읽고 있는 순간에도 달은 지구로부터 멀어지고 있다는 사실을 아는가? 달은 지구의 자전 에너지를 조금씩 훔쳐가 해마다 자신의 공전 궤도를 3.8cm씩 높여가고 있는 중이다. 즉, 매년 3.8cm씩 지구로부터 멀어져가고 있다는 뜻이다. 과학자들은 달이 처음 만들어졌을 때는 지구까지의 거리가 고작 2만2,530km밖에 안됐다고 한다. 하지만 지금은 평균 40만km, 최장 42만km까지 멀어졌다. 1년에 3.8cm이지만, 10억 년 동안 쌓이면 달까지 거리의 10분의 1인 3만8,000km가 된다. 그러면 무슨 일이 일어날는지 아무도 장담하지 못한다. 어쩌면 목성이 달을 끌어가버릴지도 모른다고 예측하는 천문학자들도 있다. 달이 지구를 떠나면 지구 생명체는 거의 멸종될 것으로 보고 있다. 지구축을 23.5도로 잡아주고 있던 존재가 사라지면 지구가 임의의 각도를 햇볕을 받게 됨으로써 남북극이 사라질 확률이 높아지며, 그러면 생물의 대량멸종이 뒤따를 것이기 때문이다. 9. 달도 행성인가? 지구의 달은 명왕성보다 크다. 그리고 얼추 지구 지름의 4분의 1은 된다. 그래서 어떤 과학자들은 달이 행성에 가깝다고 생각하기도 한다. 달이 위성이 아니라 지구-달 시스템을 이루는 쌍행성계라는 것이다. 명왕성과 그 위성 카론을 쌍행성계로 보는 일부의 시각과 같은 것이다. 명왕성과 카론은 서로의 질량 중심을 공전하는데, 둘 사이에 다리를 놓아도 될 만큼 중력으로 단단히 묶여 있는 나머지 서로 한쪽 얼굴만을 보며 윤무를 추듯이 돌고 있다. ​ 8. 지구의 '달'은 하나뿐일까? 달은 지구의 유일한 자연위성이다. 사실일까? 그렇지 않을지도 모른다는 설이 고개를 들고 있다. 1997년, 영국의 아마추어 천문가 던컨 월드런이 발견한 크뤼트네(3753 Cruithne)가 지구의 두번째 달이 될 가능성이 있다는 설이다. 지름 5km의 소행성 크뤼트네의 궤도는 달과는 달리 지구를 중심으로 말굽 모양처럼 구부러져 있다. 지구와 궤도 공명을 하는 때문인데, 이런 이유로 지구의 2번째 위성이라고도 하지만, 지구 주변을 공전하지 않고 주변 천체의 영향을 쉽게 받기 때문에 엄밀히 말하면 위성이라고 볼 수 없다. 그래서 크뤼트네는 준위성이라 불린다. 크뤼트네의 궤도는 심하게 찌그러진 타원을 그리는데, 금성 궤도와 화성 궤도에까지 걸쳐져 있으며, 1994년부터 2015년까지 매년 11월 지구에 접근한다. 공전 주기의 변동에 따라 지구에 가장 가까이 근접할 때의 거리는 1천 2백만km이며, 2058년 화성에 1천 360만km까지 접근한다. 하지만 과학자들이 시뮬레이터를 이용해 검토해본 결과, 다행히도 크뤼트네의 궤도면이 행성의 공전궤도면과 많이 어긋나 있어 충돌 가능성이 극히 낮은 것으로 나왔다. 크뤼트네가 지구와 가장 가까워지는 것은 2,750년 후이다. 어쨌든 제2의 달 크뤼트네가 우리에게 알려주는 것은 이 태양계가 영원하지 않다는 사실이다. 그 속에 사는 우리 역시 마찬가지다. ​ 7. 달에도 지진이 있다 아폴로 우주인들이 달에 내렸을 때 가지고 간 물건 중 하나는 지진계였다. 달 표면에 지진계를 설치했을 때, 그들은 게기판에 진동이 기록되는 걸 지켜볼 수 있었다. 달의 지진, 곧 월진(月震)이었다. 달은 우리가 예상했던 것과는 달리 완전히 죽은 천체가 아니었던 것이다. 미약한 월진은 지표 아래 몇 킬로미터 지점에서 발생하고 있었는데, 그 원인은 지구의 인력 때문으로 생각된다. 지표가 그 영향으로 미세하게나마 갈라지고 가스가 분출되는 경우도 있었다. 과학자들은 달 역시 지구처럼 핵을 가지고 있으며, 그것이 부분적으로 액체 상태일 수도 있다고 추정한다. 1999년 미국 항공우주국(NASA)의 무인 달탐사선이 보내온 자료에 의하면, 달의 핵은 아주 작으며, 달 전체 질량의 2~4% 정도일 것으로 나타났다. 지구 핵이 지구 전체 질량의 30%를 차지하는 것에 비하면 아주 작은 핵인 셈이다. 6. 달은 '짱구'다 달은 완전한 구형은 아니다. 달걀처럼 약간 짱구 모양이다. 당신이 보는 달의 면은 약간 돌출한 뾰족한 부분이다. 달의 무게 중심은 정확히 중심에 있지 않고 2km쯤 지구 쪽으로 앉아 있다. 말하자면, 지구 쪽으로 무게 중심이 있는 셈인데, 달이 한쪽 면만을 지구에 보이며 공전하는 바람에 생긴 기형이라고 할 수 있다. 무거운 달의 성분이 지구 쪽으로 몰린 탓이다. 이것이 달의 앞면과 뒷면의 생김새가 판이한 까닭이기도 하다. 5. 달이 만드는 밀물과 썰물 ​​ 지구 바다의 밀물과 썰물의 거의 달의 영향으로 일어나는 것이다. 해의 영향은 달에 비해 아주 작다. 최대인 때와 최저인 때. 달과 태양이 일직선상에 있을 때(삭이나 망의 위치)는 기조력이 커져서 바닷물이 많이 빠져 나가고 많이 밀려 들어와 그 차이가 매우 크다. 그리고, 달이 29.5일마다 지구를 한 바퀴 도는 궤도는 완전한 원이 아닌 타원이다. 따라서 달이 지구와 가장 가까운 근지점에 왔을 때 태양과 일직선상에 놓이면 인력이 가장 세어져서 사리가 된다. 사리에서 일주일 정도 지나면(상현이나 하현 위치) 달과 태양의 기조력이 서로 분산되어 간만의 차는 별로 나타나지 않게 되는데 이때를 조금이라 한다. 이 같은 조석 간만 현상에는 흥미로운 사실 하나가 숨어 있는데, 바닷물이 움직일 때 물과 해저 바닥의 마찰이 지구의 자전 에너지를 조금씩 약화시킨다는 사실이다. 100년에 1.5밀리초(1밀리초는 1천분의 1초) 정도로 자전속도가 느려진다고 한다. 지구의 자전력이 약해지면 그것이 달의 공전에 영향을 미쳐 달 궤도를 점점 멀어지게 한다. 그러니까 달이 지구로부터 점점 멀어져가는 이유는 바로 밀물-썰물에 그 원인이 있는 셈이다. ​4. 달은 '펀칭 백'이다 달을 펀칭 백 신세로 만든 것은 소행성 같은 우주 암석들이다. 달 표면에 무수히 있는 크레이터들이 바로 얻어터진 증거이다. 달에는 화산작용도 없고, 공기와 물이 없어 침식작용이 일어나지 않기 때문에 그 크레이터들의 수명은 달과 함께 할 것이다. 우주 암석들에게 집중적으로 얻어맞은 기간은 38억년에서 41억년 전이다. 3. 아폴로의 '달 나무' ​1971년 1월 31일 발사된 유인우주선 아폴로 14호에 실려 달에 갔다가 돌아온 나무씨앗을 심어 자란 것들을 `달 나무(moon trees)'라고 명명했다. 당시 아폴로 14호의 사령선 조종사로 탑승했던 스튜어트 루사는 과거 자신이 삼림소방대원으로 근무했던 미 산림국을 기리기 위해 소합향, 삼나무, 소나무, 미송나무 등 500여 종의 나무씨앗을 작은 깡통 속에 싣고 달에 갔다가 돌아왔다. 이후 미 산림국은 달에 갔다 돌아온 씨앗들을 비롯, 이와 똑같은 수종의 다른 씨앗들을 숲속에 심어 생장과정을 비교했고, 현재까지도 450여 그루의 달 나무들이 무럭무럭 자라고 있다. 2. 궤도에 꽉 묶인 달 달이 보여주는 가장 독특한 현상의 하나는 지구 쪽으로 언제나 한 면만을 보여준다는 사실일 것이다. 지구에 사는 우리는 달의 뒷면을 결코 볼 수가 없다. 오래 전에 지구의 인력은 달의 자전 속도를 늦추어 마침내 공전 주기와 똑같이 만들어버렸다. 그래서 지구와 달은 서로 마주 보고 윤무를 추는 꼴이 되고 말았다. 이러한 현상은 다른 행성들에서도 쉽게 볼 수 있다. 인류가 달의 뒷면을 최초로 볼 수 있었던 것은 1959년 소련의 루나 2호가 달의 뒷면을 돌면서 찍은 사진을 전송했을 때였다. 그후 루나 2호는 달에 추락하여 고철 덩어리가 됐지만. 달의 변화무상한 위상변화는 해와 달, 지구의 상대적인 위치 변화에서 비롯되는 것이다. 단, 월출 시간에 달이 하늘에 나타나는 지점과 달의 모양은 항상 일정하다. 보름달은 동쪽, 그믐달은 서쪽, 반달은 남쪽에서 나타난다. 한 가지 더. 달이 반달일 때 어두운 부분이 희미하게나마 보이는데, 이는 지구의 빛을 받아서 그런 것이다. 그래서 지구조(地球照)라 한다. 이를 최초로 알아낸 사람은 레오나르도 다빈치이다. 1. 달은 어떻게 태어났나? 달의 탄생에 관해서는 그 동안 포획설, 분리설, 동시 탄생설 등등, 이설이 많았지만, 최근에는 '거대 충돌설'이 대세가 되었다. 45억년 전 태양계 초기에 화성만한 천체가 지구와 대충돌을 일으켜, 그때 우주로 탈출한 물질들이 뭉쳐져 지금의 달이 되었다는 학설이다. 달의 성분 분석 등 여러 가지 정황들이 이에 부합되어 지금은 거의 정설로 굳어졌다. ​이광식 통신원 joand999@naver.com

-암흑물질이 야기하는 '위로부터의 죽음' 가설 지난 수십억 년간 있었던 지구상의 대량멸종은 혜성의 충돌에 의한 것이라는 새로운 연구결과가 발표되었다고 우주 관련 뉴스 매체인 스페이스닷컴이 3일(현지시간) 보도했다. 지난 2억 6000만 년 동안 대량멸종 사건이 주기적으로 일어났는데, 2600만 년을 주기로 하여 극대치를 보여왔다고 연구자들은 밝혔다. 특기할 점은 6차례의 대형충돌--6500만년 전 공룡의 멸종을 가져온 충돌이 남긴 180km의 크레이터를 포함해-- 중 5차례는 여지없이 대량멸종으로 이어졌다는 것이다. 논문 대표저자인 미카엘 람피노 뉴욕대학 지질학 교수는 기자회견에서 "지난 2억 6000만년 동안 있었던 혜성 충돌과 대량멸종은 명백한 인과관계에 있으며, 이 우주적인 멸종 주기가 우리 행성 생물의 역사에 큰 영향을 미쳤다는 것은 의심할 여지가 없다"고 밝혔다. 람피노와 공동 저자인 켄 칼데이라 카네기 연구소 지구 생태학부 연구원은 크레이터의 생성연대를 정확히 추정할 수 있는 새 기법을 동원해 분석한 결과 어떤 패턴을 발견하게 되었다. 지난달 ‘영국왕립천문학회월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 게재된 이번 새 연구는 오래된 주제이긴 하지만 많은 논란을 불러일으킨, 주기적 대량멸종을 설명하는 '위로부터의 죽음(death from above) 가설을 지지하는 내용이다. 2600만년이라는 주기는 우리 태양계가 은하의 밀집된 중간면을 지날 때 나타나는 중력 변화에 의해 오르트 구름의 소행성들이 태양 가까이에 있는 지구와 그밖의 행성들을 향해 돌진한다는 가설에 바탕한 것이다. 이 가설에 따르면, 중력 혼란의 대부분은 정체 불명의 암흑물질에 의해 야기되는 것이라고 한다. 암흑물질은 보통 물질보다 무거운 질량을 가진 물질로, 어떠한 빛도 방출하거나 흡수하지 않는 성질을 가지고 있기 때문에 연구하기조차 힘든 존재다. 람피노와 칼데이라가 지난 2억 6000만년 동안 일어났던 10차례 대량멸종을 밝혀낸 것에 비해, 다른 연구는 지난 4억 5000만 년 동안 단지 5차례의 대량멸종이 있었을 뿐이라고 주장한다. 이것은 어느 정도까지를 대량멸종으로 보느냐 하는 기준에 따른 차이다. 5차례의 대량멸종 중 최악의 것은 페름기 말인 2억 5000만년 전에 일어난 '대몰살(The Great Dying)'로 불리는 것으로, 지구상의 생물 중 90%가 멸종되었다. 이에 비해 6500만년 전 공룡 멸종을 불러왔던 대량멸종은 50~75%의 종을 멸종시킨 것으로 추정되고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

할리우드 영화로도 주목받고 있는 화성은 세간에 널리 알려져있지는 않지만 2개의 초미니 달을 가지고 있다. 울퉁불퉁 감자모양을 닮은 두 달의 이름은 각각 지름 27km의 포보스(Phobos)와 16km의 데이모스(Deimos). 최근 미 항공우주국(NASA) 고나드 우주비행센터 연구팀은 화성이 포보스를 '파괴 중'으로 수백만 년 안에 사라질 것이라는 연구결과를 발표했다. 지난 1877년 미국 천문학자 아사프 홀에 의해 발견된 포보스는 생김새와 크기 모두 볼품없지만 풀리지 않는 미스터리를 갖고있는 위성이다. 포보스는 화성 표면에서 불과 6000km 떨어진 곳을 돌고 있는데 이는 태양계 내 행성과 위성 거리 중 가장 가깝다. 우리 지구와 달의 거리가 보통 38만 ㎞에 달하는 것과 비교해보면 얼마나 가까운 지 알 수 있는 대목. 더욱 특이한 것은 포보스가 원래는 소행성일 가능성이 높다는 점이다. 최초 태양계를 떠돌던 소행성이 화성의 중력에 포획돼 달이 됐다는 가설이다. 이처럼 화성과 딱 붙어있는 특징 때문에 포보스가 100년 마다 1m씩 가까워져 결국 수천만 년이 지나면 충돌해 사라질 것이라는 것이 기존의 추측이었다. 이번 NASA 연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 포보스가 당초 예측보다 짧은 수백만 년 안에 갈가리 찢겨지고 일부 파편은 화성으로 떨어져 사라질 것이라고 전망했다. 이같은 분석은 포보스 표면에 나있는 여러 균열과 홈을 분석해 이루어졌다. 이같은 흔적이 화성의 중력과 원심력의 영향이라는 것. 특히 포보스는 밀도가 낮아 시간이 지나면 결국 화성의 힘을 견디지 못하고 쉽게 부서지게 될 운명이다. 연구를 이끈 테리 허포드 박사는 "포보스의 구성 성분을 정확히 몰라 얼마나 견딜 수 있을지 장담할 수 없으나 결국은 사라지게 될 것" 이라면서 "표면에 나있는 특유의 홈들이 바로 그 증거" 라고 설명했다. 　 한편 포보스와 데이모스 이름은 그리스 신화에서 따왔다. 아레스와 아프로디테 사이에서 태어난 쌍둥이 형제인 포보스는 '공포'를, 데이모스는 '패배'를 뜻한다. 이 때문에 전문가들은 사라질 운명인 포보스가 딱맞는 이름을 갖고 있다고도 평한다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

할로윈 데이를 기념한 우주 암석? 미국항공우주국(이하 NASA)가 독특한 외형을 가진 소행성을 발견했다고 밝혀 눈길을 끌고 있다. ‘2015 TB145’로 명명된 이 소행성은 지구에서 약 50만㎞ 떨어진 곳에서 시속 12만 5000㎞의 빠른 속력으로 이동하고 있으며, 전문가들은 이 우주암석이 태양 주위를 돌던 ‘죽은 혜성’(dead comet)으로 보고 있다. ‘죽은 혜성’은 휘발성 물질들을 모두 소모해 태양 가까이에서도 빛이 나지 않는 암석을 뜻하며 시간이 지나면 소행성으로 변화한다. 이 소행성은 오랜 시간 태양과 가까워졌다가 멀어지기를 반복하면서 더 이상 가스와 먼지를 방출하지 않는다. 직경 600m 정도 크기의 ‘2015 TB145’가 특별한 점은 마치 해골을 닮은 듯한 외형이다. 표면에 여러 개의 움푹 들어간 지형이 보이며, 이것이 사람의 두개골을 연상케 하는 것. 미국 하와이 마우나케아산에 있는 적외선천문대에서 지난 10일 처음 관찰된 이 소행성은 지구와 달 거리의 1.3배의 거리에서 이동하고 있어 지구와 충돌할 가능성은 매우 낮다. 다만 천문학자들은 이 소행성이 지난 10년간 지구 주위에서 관찰된 ‘가장 근거리의 소행성’임에도 불구하고, 약 50만㎞에 달할 때 까지 발견하지 못한 것에 우려를 표하고 있다. 천문학자들은 오는 2018년 9월, 또 다른 소행성이 지구에 근접할 것으로 예측하고 있으며, 0,01%의 충돌 가능성을 염두한 대비가 필요하다고 목소리를 모았다. 지난 1월과 3월, 소행성 ‘2004 BL86’과 ‘2014 YB35’가 각각 지구 가까이 스쳐 지나갔으나 충돌은 없었다. 한편 이번에 발견된 ‘해골 소행성’ 2015 TB145는 한국시간으로 11월 1일 새벽 2시경 지구에 가장 근접할 것으로 예상된다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

금속전쟁/키스 베로니즈 지음/임지원 옮김/반니/308쪽/1만 6000원 2010년 센카쿠 열도(중국명 댜오위다오) 인근에서 발생한 분쟁은 세계를 놀라게 했다. 중국 어선과 일본 순시선이 충돌해 영역 분쟁이 터진 지 17일 만에 돌연 일본이 항복했다. 중국이 일본에 대한 희토류(稀土類) 수출을 중단하겠다고 전격 선언해 일본이 백기 투항한 것이다. 희토류가 무엇이길래 강대국 일본은 그토록 나약하게 꼬리를 내렸을까. ‘금속전쟁’은 당시 센카쿠 분쟁을 비롯해 희토류를 둘러싼 마찰과 확보 전쟁, 대안을 들춰내 흥미롭다. 희귀 금속의 특징을 짚고 이와 관련한 경제, 정치적 세계사와 미래상을 소개한 흐름이 독특하다. 희토류는 란타넘계열 15개 원소(란타넘, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 프로메튬, 사마륨, 유로퓸, 가돌리늄, 터븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 툴륨, 루테튬, 스칸듐)와 이트륨 등을 합친 17개 원소를 가리키는 과학 용어다. 매장량이 적어 희귀하고 일일이 나누기 번거로워 이들 원소를 합쳐 희토류라 부른다. 지난 30년간 현대산업에서 귀중한 자원으로 부상해 ‘21세기의 석유’ ‘첨단산업의 비타민’이라는 별칭으로 통한다. 전 세계에서 해마다 10억개가량 판매되는 스마트폰을 비롯해 광섬유 케이블 코팅제, 헤드폰, 하드드라이브, 전기자동차 배터리 등에 광범위하게 사용된다. 희토류는 일반적으로 알려진 것과는 달리 지구 표면에 적당량이 골고루 분포돼 있지만 채취에 적당할 만큼 집중된 곳을 찾기가 매우 힘들다. 발견하더라도 순수한 형태로 존재하는 경우는 극히 드물다. 높은 수요에 비해 정제, 가공 과정이 매우 어려워 ‘귀한 몸’ 대접을 받는다. 저자는 이 대목에 주목한다. 희소성으로 인한 ‘자원전쟁 씨앗’으로서의 희토류를 부각시켰다. 지난 10년간 콩고는 희토류를 둘러싼 종족 간 전쟁으로 황폐해졌고 500만명 이상이 목숨을 잃었다. 미국은 얼마 전 아프가니스탄에서 군사활동을 벌일 때 지질학자들을 파견했는데 그들의 임무는 희소 금속의 매장량을 추정하는 것이었다고 한다. 중국은 희토류 생산과 수출에서 독보적이다. 전 세계 매장량의 3분의1을 보유하고 있고 광산과 정제 시설 대부분을 갖고 있어 희토류 시장 거래 상품의 97%를 공급한다. 중국 의존성은 미국도 예외는 아니다. 중국은 자국의 심기를 불편하게 하는 정치적, 경제적, 사회적 모든 사안들에 희토류 수출 카드를 꺼내 들기 일쑤다. 그러면 독점으로 인한 마찰을 피하기 위한 대안은 없을까. 저자는 남극과 그린란드, 그리고 광산 폐기물인 이른바 ‘붉은 진흙’이 곳곳에 흩어져 있는 자메이카를 대안으로 우선 지목한다. 실제로 남극 대륙 곳곳에서 천연자원 공급량 조사와 평가를 명목으로 15개 이상의 국제 연구기지가 운영되고 있으며 4000명의 과학자가 상주하고 있다. 물론 그 ‘대안의 땅’에서도 자원 확보를 위한 경쟁이 불가피함을 염려한다. 미국, 영국을 비롯한 12개국이 남극 땅 일부의 소유권을 주장하고 있다. 지금은 1991년 그린피스 주도하에 맺어진 ‘마드리드 의정서’ 때문에 금전적 이득을 위한 탐사와 채굴 활동이 금지돼 있지만 조약 개정이 예정된 2048년쯤 조약이 폐기되거나 크게 변경되면 지금과는 양상이 크게 달라질 것이라고 한다. 그런가 하면 일본의 경금속 회사는 2013년 자메이카 정부와 손잡고 ‘붉은 진흙’ 가공 공장 건설을 시작했다. 지금 지구촌 에너지의 대종을 이루는 화석연료처럼 희토류도 언젠가는 고갈될 게 뻔하다. 그래서 각국은 그 대안으로 소행성 등 우주로 눈길을 돌리고 있다. 저자는 자원을 둘러싼 경쟁이 환경, 인간의 삶, 정치적 동맹 관계에 어떤 영향을 줄지가 다가올 수십년에 걸쳐 서서히 드러날 것이라고 예고한다. “우리가 사용할 수 있는 금속의 샘물이 다 말라 버릴 때 20세기, 21세기의 기술 진보를 흥청망청 낭비해 버려 생태학적으로 매우 부정적인 방향으로 접어들거나 필요한 금속을 얻기 위해 전쟁을 벌이는 끔찍한 미래를 맞게 될지, 아니면 금속 고갈에 대비해 평화로운 해법을 찾아 현재 상태를 유지하기 위해 필요한 지적 자산을 제대로 투자할 능력이 있을지 확인할 수 있을 것이다.” 김성호 선임기자 겸 논설위원 kimus@seoul.co.kr

괴물 분장을 하고 즐기는 ‘핼러윈축제’가 벌어지는 그날, 지구 밖에서는 더 으스스한 이벤트가 일어난다. 지난 28일(현지시간) 유럽우주기구(ESA)는 지구를 향해 날아오고있는 소행성 ‘2015 TB145’ 레이더 사진을 공개했다. 사진 속 중앙의 작은 점으로 보이는 이 소행성은 당초 예상보다 작은 축구장 4배 정도 크기로 추정되며 GMT(그리니치 평균시간) 기준 31일 오후 3시14분(한국시간 오후 11시14분) 지구와 49만 9000㎞ 거리까지 접근한다. 지구와 달 사이 거리보다 조금 더 먼 거리(약 1.3배)를 지나쳐 우리에게 미치는 영향은 없지만 2006년 이래 지구에 가장 가깝게 접근한 소행성이라는 것이 전문가들의 설명. ESA 소속 데트레프 코쉬니 박사는 "이 소행성이 우리 지구와 부딪칠 가능성은 전혀없다" 면서 "소행성의 특징을 연구할 수 있는 기회가 되기 때문에 매일 사이즈, 구조, 회전, 움직임을 조사하고 있다"고 설명했다. 그러나 소행성 접근을 축제처럼 즐기기에는 뒷맛이 개운치 않다. 거의 10년 만에 지구에 최근접하는 이 소행성 존재를 처음으로 파악한 것이 지난 10일이기 때문이다. 2015 TB145는 이날 미국 하와이 대학이 최초로 발견했으며 11시간 후 ESA가 존재를 확인했다. 만약 영화처럼 지구와 충돌할 가능성이 있었다면 우리에게 주어진 시간은 불과 20일 밖에 없는 셈이다. 실제 지난해 NASA의 우주비행사 출신 에드 루 박사 등이 참여해 만든 비영리단체 ‘B612 파운데이션’은 지난 2000년부터 2013년 사이 무려 26번이나 작은 도시 하나를 날려 버릴만한 소행성이 지구에 떨어졌다고 발표해 세상을 깜짝 놀라게 한 바 있다. 이중에는 지난 2013년 세상을 떠들썩하게 만든 러시아 첼랴빈스크에 떨어진 소행성도 포함됐으며 대부분 태평양과 인도양 등 바다에 떨어졌다. 　　 현재까지 미 항공우주국(NASA)가 파악해 공개한 ‘잠재적 위험 소행성’(potentially hazardous asteroids·PHAs)은 1400개지만 이는 전체에 비하면 극히 일부에 지나지 않는다. 또한 파악된 소행성이라도 천체 중력이나 충돌에 의해 얼마든지 방향을 틀어 우리에게 날아올 가능성은 존재한다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

괴물 분장을 하고 즐기는 ‘핼러윈축제’가 벌어지는 그날, 지구 밖에서는 더 으스스한 이벤트가 일어난다. 지난 28일(현지시간) 유럽우주기구(ESA)는 지구를 향해 날아오고있는 소행성 ‘2015 TB145’ 레이더 사진을 공개했다. 사진 속 중앙의 작은 점으로 보이는 이 소행성은 당초 예상보다 작은 축구장 4배 정도 크기로 추정되며 GMT(그리니치 평균시간) 기준 31일 오후 3시14분(한국시간 오후 11시14분) 지구와 49만 9000㎞ 거리까지 접근한다. 지구와 달 사이 거리보다 조금 더 먼 거리(약 1.3배)를 지나쳐 우리에게 미치는 영향은 없지만 2006년 이래 지구에 가장 가깝게 접근한 소행성이라는 것이 전문가들의 설명. ESA 소속 데트레프 코쉬니 박사는 "이 소행성이 우리 지구와 부딪칠 가능성은 전혀없다" 면서 "소행성의 특징을 연구할 수 있는 기회가 되기 때문에 매일 사이즈, 구조, 회전, 움직임을 조사하고 있다"고 설명했다. 그러나 소행성 접근을 축제처럼 즐기기에는 뒷맛이 개운치 않다. 거의 10년 만에 지구에 최근접하는 이 소행성 존재를 처음으로 파악한 것이 지난 10일이기 때문이다. 2015 TB145는 이날 미국 하와이 대학이 최초로 발견했으며 11시간 후 ESA가 존재를 확인했다. 만약 영화처럼 지구와 충돌할 가능성이 있었다면 우리에게 주어진 시간은 불과 20일 밖에 없는 셈이다. 실제 지난해 NASA의 우주비행사 출신 에드 루 박사 등이 참여해 만든 비영리단체 ‘B612 파운데이션’은 지난 2000년부터 2013년 사이 무려 26번이나 작은 도시 하나를 날려 버릴만한 소행성이 지구에 떨어졌다고 발표해 세상을 깜짝 놀라게 한 바 있다. 이중에는 지난 2013년 세상을 떠들썩하게 만든 러시아 첼랴빈스크에 떨어진 소행성도 포함됐으며 대부분 태평양과 인도양 등 바다에 떨어졌다. 　　 현재까지 미 항공우주국(NASA)가 파악해 공개한 ‘잠재적 위험 소행성’(potentially hazardous asteroids·PHAs)은 1400개지만 이는 전체에 비하면 극히 일부에 지나지 않는다. 또한 파악된 소행성이라도 천체 중력이나 충돌에 의해 얼마든지 방향을 틀어 우리에게 날아올 가능성은 존재한다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

한국시간으로 지난 7월 14일 오후 8시 49분 57초. 미 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스호가 명왕성에 근접 통과한 후 ‘저승신’ 명왕성의 모습을 지구로 보내왔다. 그로부터 3개월이 흐른 지난 23일(이하 현지시간) NASA는 '케르베로스'(Kerberos)의 모습을 공개했다. 지난 20일에서야 다운로드 된 이 사진은 명왕성의 달 중 하나인 케르베로스의 희미한 모습을 담고있다. 기존 추측보다 더 작은 크기로 확인된 케르베로스는 두개의 천체가 붙어있는 특이한 형태로 각각의 크기는 지름 8km와 5km다. 뉴호라이즌스 프로젝트 할 위버 연구원은 "케르베로스는 생각보다 작고 더 반사율이 좋은 달" 이라면서 "표면은 명왕성의 다른 작은 달들과 비슷한 형태로 맑은 얼음이 코팅돼 있을 것" 이라고 설명했다. 　 지금은 ‘134340 플루토’(134340 Pluto) 라는 정식 이름을 가진 명왕성은 총 5개의 달을 가지고 있다. 각각의 이름은 카론(Charon), 케르베로스, 스틱스(Styx), 닉스(Nix), 히드라(Hydra)로 모두 그리스 신화에 나오는 저승과 관련있다. 이중 케르베로스는 '지옥의 파수꾼개'로 서로 맞돌고 있는 명왕성과 카론의 주위를 세번째로 공전하고 있다. 특히 이번 사진 공개로 이른바 명왕성의 '가족사진'도 완성됐다. NASA 측이 가공한 이 사진을 보면 각 달의 크기와 모양이 한 눈에 들어온다. NASA 측이 명왕성과 주위 달 사진을 야금야금 공개하는 속사정은 있다. 바로 명왕성과의 먼거리와 데이터 전송 속도 때문이다. 뉴호라이즌스호는 지구까지 작은 용량의 사진 한장 보내는데도 최소 4시간 이상이 걸린다. 이는 탐사선이 56억 7000만㎞나 떨어져 있기 때문으로 LTE 전송속도 보다도 10만 배나 느리다는 것이 NASA의 설명. 결과적으로 NASA는 지난 7월 뉴호라이즌스호가 촬영한 데이터를 1년 이상은 지나야 다 받아볼 수 있다. 뉴호라이즌스 프로젝트 수석 연구원 알란 스턴 박사는 “탐사선이 촬영한 이미지 데이터의 95%는 아직도 우주를 항해 중” 이라고 밝혔다. 한편 3462일간 시속 5만 km 속도로 날아가 명왕성을 탐사한 뉴호라이즌스호는 현재 두번째 행성지를 향해 가고 있다. 목표지는 명왕성으로부터 16억 km 떨어진 카이퍼 벨트에 있는 ‘2014 MU69’라는 이름의 소행성이다. 해왕성 궤도 바깥의 카이퍼 벨트는 황도면 부근에 천체가 도넛 모양으로 밀집한 영역으로, 약 30~50AU(1AU는 지구-태양 간 거리)에 걸쳐 분포하는데, 단주기 혜성의 고향으로 알려져 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-16억km 떨어진 카이퍼 띠의 소행성 MU69로 달린다 미국항공우주국(NASA)의 명왕성 탐사선 뉴호라이즌스가 또 다른 표적인 소행성을 추적하기 시작했다. 지난 7월 지구를 떠난 지 10년 만에 역사적인 명왕성 근접비행을 성공한 뉴호라이즌스는 제2의 목표물인 카이퍼 띠의 얼음 소행성 2014 MU69를 향해 22일(현지시간) 궤도수정을 위해 엔진을 점화했다. 2019년 1월 1일에 있을 이 소행성에 대한 근접비행을 하려면 모두 4차례의 궤도수정 기동이 필요한데, 이번은 그중 첫번째의 궤도수정인 셈이다. 뉴호라이즌스는 16분 동안 엔진을 점화해 36 km/h 궤도수정을 했다고 나사 관계자는 밝혔다. 다음 3차례의 궤도수정 기동은 10월 25일, 28일, 11월 4일에 시행될 예정이다. 새 목적지인 2014 MU69는 명왕성 궤도 너머 약 16억km 떨어진 거리에 있는 카이퍼 띠 속의 소행성으로, 뉴호라이즌스는 앞으로 3년 남짓 동안 지구-태양 간 거리의 10배가 넘는 먼 거리를 날아가야 하는 셈이다. 이 두번째 근접비행은 사실 뉴호라이즌스 미션에는 없었던 것이다. 10년 동안이나 날아가 잠시 명왕성을 관측한 것만으로는 성이 차지 않았던 나사 과학자들이 경제적 효율성을 고려해 새로운 미션 연장을 제안했고, 나사가 이를 잠정적으로 받아들인 것이다. 공식적인 제안서는 내년 초에 제출될 예정이다. 하지만, 나사는 이러한 미션 연장 제안을 관례적으로 승인해왔다. 뉴호라이즌스의 역사적인 명왕성 접근조우는 명왕성이 지상으로 높이 치솟은 얼음 산과 얼어붙은 질소로 이루어진 빙하 등, 놀라울 정도로 다양하고 활발한 지질학적 운동이 일어나고 있는 천체임을 알려주었다. 제2의 접근비행이 이루어질 경우, 카이퍼 띠의 소행성은 명왕성과는 전혀 다른 풍경을 보여줄 것으로 기대되고 있다. 명왕성이 지름 2,370km 인데 비해 2014 MU69 소행성은 지름 48km 정도일 것으로 추정된다. 하지만 이 작은 키이퍼 띠 소행성은 명왕성보다도 더 태고적인 태양계 물질로 이루어 천체일 것으로 과학자들은 생각하고 있다. 따라서 뉴호라이즌스가 이 소행을 근접조우할 때 46억 년 전 태양계가 생성되었을 때의 원초 물질에 대해 더 뚜렷한 단서를 잡을 수 있을 것으로 기대하고 있다. “우리가 명왕성 체계에서 발견한 물질들과 이 소행성 물질들을 연관지어 연구하면 원시 행성들이 어떤 물질들로 형성되었는지 보다 확실히 알 수 있게 될 것”이라고 카네기 과학연구소의 스콧 셰퍼드 박사가 밝혔다. 사진=뉴호라이즌스가 카이퍼 띠의 소행성을 접근비행하는 상상도 이광식 통신원 joand999@naver.com

한국시간으로 지난 7월 14일 오후 8시 49분 57초. 미 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스호가 명왕성에 근접 통과한 후 ‘저승신’ 명왕성의 모습을 지구로 보내왔다. 그로부터 3개월이 흐른 지난 23일(이하 현지시간) NASA는 '케르베로스'(Kerberos)의 모습을 공개했다. 지난 20일에서야 다운로드 된 이 사진은 명왕성의 달 중 하나인 케르베로스의 희미한 모습을 담고있다. 기존 추측보다 더 작은 크기로 확인된 케르베로스는 두개의 천체가 붙어있는 특이한 형태로 각각의 크기는 지름 8km와 5km다. 뉴호라이즌스 프로젝트 할 위버 연구원은 "케르베로스는 생각보다 작고 더 반사율이 좋은 달" 이라면서 "표면은 명왕성의 다른 작은 달들과 비슷한 형태로 맑은 얼음이 코팅돼 있을 것" 이라고 설명했다. 　 지금은 ‘134340 플루토’(134340 Pluto) 라는 정식 이름을 가진 명왕성은 총 5개의 달을 가지고 있다. 각각의 이름은 카론(Charon), 케르베로스, 스틱스(Styx), 닉스(Nix), 히드라(Hydra)로 모두 그리스 신화에 나오는 저승과 관련있다. 이중 케르베로스는 '지옥의 파수꾼개'로 서로 맞돌고 있는 명왕성과 카론의 주위를 세번째로 공전하고 있다. 특히 이번 사진 공개로 이른바 명왕성의 '가족사진'도 완성됐다. NASA 측이 가공한 이 사진을 보면 각 달의 크기와 모양이 한 눈에 들어온다. NASA 측이 명왕성과 주위 달 사진을 야금야금 공개하는 속사정은 있다. 바로 명왕성과의 먼거리와 데이터 전송 속도 때문이다. 뉴호라이즌스호는 지구까지 작은 용량의 사진 한장 보내는데도 최소 4시간 이상이 걸린다. 이는 탐사선이 56억 7000만㎞나 떨어져 있기 때문으로 LTE 전송속도 보다도 10만 배나 느리다는 것이 NASA의 설명. 결과적으로 NASA는 지난 7월 뉴호라이즌스호가 촬영한 데이터를 1년 이상은 지나야 다 받아볼 수 있다. 뉴호라이즌스 프로젝트 수석 연구원 알란 스턴 박사는 “탐사선이 촬영한 이미지 데이터의 95%는 아직도 우주를 항해 중” 이라고 밝혔다. 한편 3462일간 시속 5만 km 속도로 날아가 명왕성을 탐사한 뉴호라이즌스호는 현재 두번째 행성지를 향해 가고 있다. 목표지는 명왕성으로부터 16억 km 떨어진 카이퍼 벨트에 있는 ‘2014 MU69’라는 이름의 소행성이다. 해왕성 궤도 바깥의 카이퍼 벨트는 황도면 부근에 천체가 도넛 모양으로 밀집한 영역으로, 약 30~50AU(1AU는 지구-태양 간 거리)에 걸쳐 분포하는데, 단주기 혜성의 고향으로 알려져 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

라그랑주 점이란 한마디로 서로 중력으로 묶여 운동하는 천체들 간의 중력이 균형을 이루어 중력이 0이 되는 지점을 일컫는다. 예컨대, 태양-지구 체제의 라그랑주 점은 태양과 지구를 잇는 직선상의 3점과, 또 두 천체와 정삼각형을 이루는 2점에서 중력이 0이 된다. 라그랑주 점은 18세기 프랑스 수학자 조제프루이 라그랑주가 삼체문제를 풀다가 발견했다. 라그랑주는 세 물체 가운데 하나가 다른 두 물체보다 매우 가벼울 때, 이 가벼운 물체가 어떤 궤도를 지니는지 계산하였고, 이를 통해 특정한 점에서는 이 가벼운 제3의 물체가 다른 두 물체에 대하여 상대적으로 정지해 있는 궤도를 그린다는 사실을 발견했다. 이처럼 제3 천체는 라그랑주의 특수해 중 삼각형을 이루는 2점에 있을 때 매우 안정적임에 비해 직선상의 3점은 역학적으로 다소 불안정한 점이라는 것이 밝혀졌다. 행성이나 별과 같은 큰 천체들의 주위에는 5개의 라그랑주 점이 형성된다. 태양-지구 시스템에서 보면, 위의 그림에서 보듯이 3개의 라그랑주 점은 두 천체를 잇는 일직선상에 형성되는데, 첫번째인 L1은 지구로부터 약 160만km인 지점에 찍힌다. 이곳이 바로 두 천체의 중력이 균형을 이루어 상쇄되는 지점으로, 1995년 발사된 태양 관측 위성 SOHO(Solar and Heliospheric Observatory)와 심우주 기후관측위성(DSCOVR·Deep Space Climate Observatory)이 현재 머물고 있는 장소이다. 말하자면 우주 주차장인 셈이다. L2는 L1과 마찬가지로 역시 지구로부터 160만km 떨어진 곳에 있지만 태양과는 반대 방향의 지점이다. 이 지점이 지구와 태양, 달의 중력 균형이 이루어져 우주선이 심우주를 관측하는 데 최상의 시야를 확보해 준다. 현재 미국항공우주국(NASA)의 윌킨슨 마이크로파 비등방성 탐색기(WMAP)가 여기에 주차하면서 빅뱅에서 나온 우주배경복사를 탐색하고 있는 중이다. 허블 망원경 후임으로 2018년 임무교대할 제임스 웹 우주 망원경도 장차 이 자리에 머물 예정이다. 제3의 라그랑주 점인 L3은 지구에서 볼 때 태양 뒤쪽에 있다. SF물에서는 이 지점이 더러 등장하지만, 현재로서는 이곳의 과학적 용도를 발견하지 못하고 있다. NASA가 이 L3에 대해 웹페이지에 언급한 부분이 있다. "미지의 행성-X가 L3에 숨어 있다는 아이디어가 일반의 호기심을 자극하는 소재가 되고 있지만, 그 과학적 증거는 없다. 행성-X가 존재한다면 그 궤도 주기는 150년으로 대단히 불안정한 것이지만, 헐리우드는 그래도 '행성-X에서 온 남자' 같은 영화를 계속 만들어낼 것이다." L1, L2, L3 는 사실 중력적으로 완전한 평형을 이루는 곳은 아니다. 만약 우주선이 이곳에서 표류한다면, 지구나 태양 쪽으로 한정없이 끌려갈 것이다. 천문학자 닐 타이슨은 이렇게 표현했다. "마치 가파른 언덕 꼭대기에 유모차를 아슬아슬하게 세워둔 것이나 같다." 따라서 여기에 우주선이 주차하려면 아주 미세한 조정을 계속 해나가야 한다. L4와 L5는 안정적이다. 그래서 '커다란 접시 위에 놓인 공' 같다는 표현을 쓴다. 두 라그랑주 점은 지구 궤도의 앞뒤쪽 60도 지점에 위치하는데, 태양과 지구를 꼭지점으로 하는 정삼각형을 이룬다. 이러한 안정성 때문에 우주 먼지나 소행성들이 이곳에 몰려드는 경향이 있다. 실제로 목성의 궤도 위를 목성과 함께 도는 트로이 소행성군은 그 위치가 태양과 목성이 정삼각형을 이루는 곳임이 확인되었다. 수십 개의 소행성들이 목성의 앞과 뒤에서 각각 무리를 이루고 있다. NASA는 태양계에서 이런 유형의 소행성들이 수천 개나 발견되었다고 밝혔다. 지구의 트로이 소행성은 2010년에 발견된 TK7이 유일하다. 지구를 졸졸 따라다니는 TK7은 너비300m의 암석으로, 제2의 달이라고 불리기도 한다. 라그랑주 점이 갖는 이점은 여러 가지다. 이곳에 머무는 탐사선들은 태양 열기로부터 보호받으며 넓은 시야를 확보하면서 소행성 탐색을 훨씬 효율적으로 할 수 있다. 2009년부터 2011년까지 이곳에 투입된 와이즈(WISE)는 별도 냉각제를 사용하지 않은 자연상태에서 임무를 수행했다. 앞으로 제임스 웹 우주 망원경도 L2에서 이러한 이점을 누리게 될 것이다. *조제프루이 라그랑주(1736~1813)는? 이탈리아 태생의 프랑스 수학자이자 천문학자이다. 해석학, 정수론, 고전역학, 천체역학 전반에 걸쳐 중대한 기여를 했다. 특히 물리학 분야에서 기존의 고전역학을 일반화된 새로운 수학적 방식으로 표현한 해석역학은 이론 물리학의 새로운 지평을 열었다. 프랑스 혁명에서 살아남아 에콜 폴리테크니크에서 개교와 동시에 해석학의 첫 번째 교수가 되었다. 1803년에 나폴레옹으로부터 레지옹 도뇌르 훈장을 받고 1808년 제국의 백작이 되었다. 팡테옹에 묻혔으며, 그의 이름은 에펠탑에 새겨진 72개의 이름 중 하나로 남아 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com