수성은 태양계에서 가장 작은 행성임과 동시에 지구에서 비교적 가까이 있어도 잘 연구되지 않은 행성이었다. 사실 수성 전체에 대한 상세한 지도가 얻어진 것은 최근 그 임무를 종료한 미국항공우주국(NASA)의 탐사선 메신저(MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging (MESSENGER))의 활약 덕분이었다. 메신저는 2004년 델타 II 로켓으로 발사되어 6년 반 동안 우주를 날아 2011년에 수성에 도달했다. 3년에 걸친 탐사 끝에 연료가 고갈되자 NASA는 이 탐사선을 수성 표면에 충돌시키기로 결정했다. 아쉬운 일이지만 3년간 메신저는 목표로 했던 모든 임무를 완수했다. 지구로 전송한 수성의 생생한 모습은 현재도 계속 분석 작업이 진행 중일 만큼 방대하다. 당연한 이야기지만 메신저는 수성에 있는 다양한 크레이터와 독특한 지형들의 사진을 다수 전송했다. 그중에서 아주 특이한 것들을 뽑아 본다면 다음과 같다. 1. 크레이터 X 크레이터 X 사진은 2011년 4월 24일 메신저가 찍은 것으로 이미지의 폭은 116.5km에 달한다. 수도권보다 더 큰 지역에 거대한 X자 표시는 우주인의 메시지일까? NASA는 그렇지 않다고 설명한다. 이와 같은 독특한 크레이터는 수성에 충돌한 소행성의 결과물이다. 소행성이 수성에 접근하면서 중력에 의해 파괴되면 그 조각들이 일렬로 지표에 충돌해 이와 같은 일렬 크레이터를 만든다. 이 경우는 두 개의 일렬로 놓인 크레이터들이 서로 X자 모양으로 교차한 것이다. NASA는 이를 크레이터 X라고 명명했다. 2. '존 레논' 크레이터 NASA는 비틀스 멤버인 존 레논을 기념해서 그의 이름을 크레이터에 붙였다. 그런데 존 레논보다는 오히려 곰돌이 인형처럼 보이는 외형을 지니고 있다. 이 역시 3개의 크레이터가 만든 독특한 모양이다. 3. 웃는 얼굴 크레이터와 쿠키 몬스터 이 크레이터들은 이름 그대로의 모양을 가지고 있다. 설명이 더 필요하지 않을 것 같은 귀여운 모습이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

지구 같은 행성은 원시 태양 주변에 있었던 원시 행성계 원반(protoplanetary disk)에서 생성되었다는 것이 과학계의 정설이다. 이 가설은 현재 태어나는 여러 젊은 별을 연구하면서 다시 한 번 검증됐다. 젊은 별을 둘러싼 먼지와 가스의 원반은 뭉쳐서 행성을 형성한다. 하지만 어떻게 작은 티끌만 한 먼지들이 뭉쳐 행성과 소행성이 될 수 있는지는 아직 검증되지 않은 부분이 존재한다. 과학자들은 지구 대기로 진입하는 미세한 운석 입자인 콘드률(chondrule)이 아마도 태양계 초기에 풍부했을 것으로 추정하고 있다. 이 미세한 입자는 대개 1mm 이내 크기로 감람석, 휘석 및 유리질로 구성되어 있으며, 우주 공간에서 한번 녹았다가 다시 굳은 작은 미세 입자로 생각되고 있다. 이런 미세 입자들이 모여 현재의 행성과 소행성을 형성했을 가능성이 크다는 것이 현재 이론이다. 스웨덴 룬드대학(Lund University)의 앤더스 요한센 박사(Dr Anders Johansen)와 미국, 독일, 덴마크의 과학자 동료들은 이 밀리미터 크기의 티끌 같은 콘드률이 어떻게 지구 같은 행성을 형성할 수 있는지를 시뮬레이션을 통해서 검증했다. 이들에 의하면 이 작은 입자들은 매우 빠르게 뭉쳐서 초기 소행성을 형성할 수 있다. 일단 소행성이 중력으로 주변의 콘드률을 끌어당길 수 있을 만큼 커지면, 마치 눈덩이를 눈 위에서 굴리는 것처럼 크기는 순식간에 커질 수 있다. 초기 태양계에는 매우 높은 농도의 콘드률이 존재하기 때문이다. 따라서 1,000km 지름까지 커지는 데 걸리는 시간은 별로 길지 않다는 것이 연구팀의 설명이다. 이전 연구에서는 화성만 한 크기의 행성이 생기는 데는 100만 년에서 300만 년 정도면 충분하다는 주장이 나왔다. 이번 연구에서도 같은 결과가 확인되었다. 일단 지구 질량의 10% 정도 되는 화성만 한 행성들이 태양계 초기에 수십 개가 생성된 것으로 생각되는데, 이들은 원시 행성(protoplanet)이라고 불린다. 태양계 초기 1억 년 동안 이런 원시 행성들은 서로 중력에 이끌려 충돌해 지금의 행성을 만든 것으로 보인다. 지구의 경우 테이아(Theia)라는 화성 크기의 행성과 마지막으로 충돌해 현재의 지구와 달이 형성된 것으로 보고 있다. 과학자들은 행성의 형성이 별의 형성과 별로 차이 나지 않을 만큼 매우 빠른 시기에 이뤄질 수 있다고 보고 있다. 물론 수백 만년에서 1억 년은 천문학의 관점에서는 길지 않지만, 인간의 척도로는 매우 긴 시간이다. 이 긴 세월 동안 밀리미터 크기의 입자들이 모여 지구 같은 행성도 만들 수 있다. 우주의 척도에서 생각하면 티끌 모아 태산이 아니라 지구도 가능한 셈이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

유럽우주국(ESA)은 소행성 탐사를 위해 비행 중인 일본의 하야부사 2호를 지원할 태세에 들어갔다고 발표했다. 지난해 12월 완벽한 발사에 성공한 후 6년에 걸친 대장정에 나선 하야부사 2호는 소행성 물질을 채취한 후 귀환한다는 대담한 과학적 목표에 도전하고 있는 중이다. 하야부사 2호는 4년간 52억㎞를 비행해, 2018년 6~7월쯤 직경 약 900m 정도인 이 소행성에 도착, 약 1년 반 동안 체류하면서 3개의 소형 착륙 드론과 함께 독일과 프랑스의 우주기구가 합작 개발한 마스콧 착륙선을 내려보낼 예정이다. 마스콧 착륙선은 뜀뛰기 기능이 있어 소행성의 여러 곳을 탐사할 수 있다. 하야부사 2호는 지름 10여㎝의 작은 충돌장치를 초속 2㎞의 속도로 소행성에 쏘는 방법으로 분화구를 만들어 그 안에서 물질을 채취한 후, 캡슐에 담아 지구로 보내고, 본체는 에너지가 소진될 때까지 우주 탐사를 계속한다.​ 소행성 ‘이토카와’의 미립자를 세계 처음으로 지구에 가져온 초대 탐사기 하야부사의 문제점을 보완, 동력원인 ‘이온 엔진’ 추진력을 25% 높이고 통신 안테나 등도 개량한 하야부사 2호는 개발에 2년 반이 걸렸으며, 발사비를 포함한 총개발비로 약 290억 엔(한화 약 2700억 원)이 투입되었다. 일본의 소행성 미션에 대한 ESA의 첫번째 지원으로, 아르헨티나의 말라르구에에 있는 ESA의 지름 35m 전파 망원경이 400시간에 걸쳐 태양으로부터 1억 3500만km에서 2억 천만km 사이의 소행성 궤도를 라디오파로 추적할 예정이다. 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 관제실의 원격조정 데이터는 독일에 있는 ESO 센터를 경유해 말라르구에 전파망원경으로 보내진다. 이처럼 복잡한 기술과 ESA 전파망원경의 위치는 일본 관제실이 커버할 수 없는 시기에 하야부사 2호로 하여금 중요한 과학적 데이터를 송출할 수 있게 해주는 것이다. 과거에도 ESO 센터는 오이세쓰 호와 아스트로-F 호를 포함해 일본의 지구-우주 미션에 협력한 적이 있다. 마르테 아르사 ESO 센터의 하야부사 서비스 매니저에 따르면 일본의 심우주 미션에 협력하는 것은 이번이 처음으로, 지난달 지상의 전파망원경과 하야부사 2호를 연결하는 실시간 운항 호환성 작업을 끝마쳐 소행성 추적 데이터를 제공할 수 있는 만반의 준비를 갖추었다. 이로써 일본은 하야부사-2 미션을 성공적으로 완수할 수 있는 든든한 우군을 확보한 셈이다. JAXA는 “시료를 바탕으로 지구가 태어난 과정은 물론, 지구가 생명이 살아갈 수 있는 행성이 된 과정 등을 규명하는 연구를 진행할 예정”이라고 밝혔다. ​이광식 통신원 joand999@naver.com

유럽우주국(ESA)은 소행성 탐사를 위해 비행 중인 일본의 하야부사 2호를 지원할 태세에 들어갔다고 발표했다. 지난해 12월 완벽한 발사에 성공한 후 6년에 걸친 대장정에 나선 하야부사 2호는 소행성 물질을 채취한 후 귀환한다는 대담한 과학적 목표에 도전하고 있는 중이다. 하야부사 2호는 4년간 52억㎞를 비행해, 2018년 6~7월쯤 직경 약 900m 정도인 이 소행성에 도착, 약 1년 반 동안 체류하면서 3개의 소형 착륙 드론과 함께 독일과 프랑스의 우주기구가 합작 개발한 마스콧 착륙선을 내려보낼 예정이다. 마스콧 착륙선은 뜀뛰기 기능이 있어 소행성의 여러 곳을 탐사할 수 있다. 하야부사 2호는 지름 10여㎝의 작은 충돌장치를 초속 2㎞의 속도로 소행성에 쏘는 방법으로 분화구를 만들어 그 안에서 물질을 채취한 후, 캡슐에 담아 지구로 보내고, 본체는 에너지가 소진될 때까지 우주 탐사를 계속한다.​ 소행성 ‘이토카와’의 미립자를 세계 처음으로 지구에 가져온 초대 탐사기 하야부사의 문제점을 보완, 동력원인 ‘이온 엔진’ 추진력을 25% 높이고 통신 안테나 등도 개량한 하야부사 2호는 개발에 2년 반이 걸렸으며, 발사비를 포함한 총개발비로 약 290억 엔(한화 약 2700억 원)이 투입되었다. 일본의 소행성 미션에 대한 ESA의 첫번째 지원으로, 아르헨티나의 말라르구에에 있는 ESA의 지름 35m 전파 망원경이 400시간에 걸쳐 태양으로부터 1억 3500만km에서 2억 천만km 사이의 소행성 궤도를 라디오파로 추적할 예정이다. 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 관제실의 원격조정 데이터는 독일에 있는 ESO 센터를 경유해 말라르구에 전파망원경으로 보내진다. 이처럼 복잡한 기술과 ESA 전파망원경의 위치는 일본 관제실이 커버할 수 없는 시기에 하야부사 2호로 하여금 중요한 과학적 데이터를 송출할 수 있게 해주는 것이다. 과거에도 ESO 센터는 오이세쓰 호와 아스트로-F 호를 포함해 일본의 지구-우주 미션에 협력한 적이 있다. 마르테 아르사 ESO 센터의 하야부사 서비스 매니저에 따르면 일본의 심우주 미션에 협력하는 것은 이번이 처음으로, 지난달 지상의 전파망원경과 하야부사 2호를 연결하는 실시간 운항 호환성 작업을 끝마쳐 소행성 추적 데이터를 제공할 수 있는 만반의 준비를 갖추었다. 이로써 일본은 하야부사-2 미션을 성공적으로 완수할 수 있는 든든한 우군을 확보한 셈이다. JAXA는 “시료를 바탕으로 지구가 태어난 과정은 물론, 지구가 생명이 살아갈 수 있는 행성이 된 과정 등을 규명하는 연구를 진행할 예정”이라고 밝혔다. ​이광식 통신원 joand999@naver.com

수성은 태양계에서 가장 작은 행성임과 동시에 지구에서 비교적 가까이 있어도 잘 연구되지 않은 행성이었다. 사실 수성 전체에 대한 상세한 지도가 얻어진 것은 최근 그 임무를 종료한 미국항공우주국(NASA)의 탐사선 메신저(MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging (MESSENGER))의 활약 덕분이었다. 메신저는 2004년 델타 II 로켓으로 발사되어 6년 반 동안 우주를 날아 2011년에 수성에 도달했다. 3년에 걸친 탐사 끝에 연료가 고갈되자 NASA는 이 탐사선을 수성 표면에 충돌시키기로 결정했다. 아쉬운 일이지만 3년간 메신저는 목표로 했던 모든 임무를 완수했다. 지구로 전송한 수성의 생생한 모습은 현재도 계속 분석 작업이 진행 중일 만큼 방대하다. 당연한 이야기지만 메신저는 수성에 있는 다양한 크레이터와 독특한 지형들의 사진을 다수 전송했다. 그중에서 아주 특이한 것들을 뽑아 본다면 다음과 같다. 1. 크레이터 X 크레이터 X 사진은 2011년 4월 24일 메신저가 찍은 것으로 이미지의 폭은 116.5km에 달한다. 수도권보다 더 큰 지역에 거대한 X자 표시는 우주인의 메시지일까? NASA는 그렇지 않다고 설명한다. 이와 같은 독특한 크레이터는 수성에 충돌한 소행성의 결과물이다. 소행성이 수성에 접근하면서 중력에 의해 파괴되면 그 조각들이 일렬로 지표에 충돌해 이와 같은 일렬 크레이터를 만든다. 이 경우는 두 개의 일렬로 놓인 크레이터들이 서로 X자 모양으로 교차한 것이다. NASA는 이를 크레이터 X라고 명명했다. 2. '존 레논' 크레이터 NASA는 비틀스 멤버인 존 레논을 기념해서 그의 이름을 크레이터에 붙였다. 그런데 존 레논보다는 오히려 곰돌이 인형처럼 보이는 외형을 지니고 있다. 이 역시 3개의 크레이터가 만든 독특한 모양이다. 3. 웃는 얼굴 크레이터와 쿠키 몬스터 이 크레이터들은 이름 그대로의 모양을 가지고 있다. 설명이 더 필요하지 않을 것 같은 귀여운 모습이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

-천문학자들의 줄자 '우주 거리 사다리' (3) '천문학 역사상 가장 중요한 한 문장' 연주시차가 0.01초이면 326광년이고, 0.1초면 32.6광년, 1초면 3.26광년이 된다. 이처럼 광년의 단위도 별까지 거리가 멀어지면 숫자가 매우 커지므로 연주시차가 1초일 때 1파섹(pc)으로 정했다. 시차(parallax)와 초(second)의 두 낱말의 머릿글자를 따서 만든 말이다. 별의 절대등급은 10pc, 곧 32.6광년의 거리에 위치한다고 가정하여 정한 별의 밝기이다. 그러나 이 연주시차로 천체의 거리를 구하는 것은 한계가 있다. 대부분 별은 매우 멀리 있어 연주시차가 아주 작기 때문이다. 지구 대기의 산란 효과 등으로 인한 오차 때문에 미세한 연주시차는 계산할 수 없으므로, 100pc 이상 멀리 떨어진 별에 적용하기는 어렵다. 따라서 더 먼 별에는 다른 방법을 쓰지 않으면 안 된다. 그렇다면 대체 어떤 방법을 쓸 수 있을까? 사실 시차만 하더라도 일종의 '상식'을 관측으로 찾아낸 것이라 할 수 있다. 그러나 더 먼 우주의 거리를 재는 잣대는 이런 상식에서 나온 것이 아니라 우주 속에서 발견한 것이었다. 그리고 그 발견에는 당시 천문학계의 기층민이었던 '여성 컴퓨터'의 땀과 희생이 서려 있었다. 이 놀라운 우주의 잣대를 발견한 주역은 한 청각장애인 여성 천문학자였다. 그러나 청력과 그녀의 지능은 아무런 관련도 없었다. 1868년 미국 매사추세츠 주 랭커스터에서 태어난 헨리에타 스완 리빗은 1892년 대학을 졸업한 후 하버드 대학 천문대에서 일하게 되었다. 업무는 주로 천체를 찍은 사진 건판을 비교·분석하고 검토하는 일이었다. 시간당 0.3불이라는 저임으로, 이런 직종을 당시 '컴퓨터'라고 불렀다. 그러나 단조롭기 한량없는 그 작업이 그녀의 영혼을 구원해주었을지도 모른다. 페루의 하버드 천문대 부속 관측소에서 찍은 사진 자료를 분석하여 변광성을 찾는 작업을 하던 리빗은 소마젤란은하에서 100개가 넘는 세페이드 형 변광성을 발견했다. 이 별들은 적색거성으로 발전하고 있는 늙은 별로서, 주기적으로 광도의 변화를 보이는 특성이 있다. 이 별들이 지구에서 볼 때 거의 같은 거리에 있다는 점에 주목한 그녀는 변광성들을 정리하던 중 놀라운 사실 하나를 발견했다. 한 쌍의 변광성에서 변광성의 주기와 겉보기 등급 사이에 상관관계가 있다는 점을 감지한 것이다. 곧, 별이 밝을수록 주기가 길어진다는 점이다. 리빗은 이 사실을 공책에다 "변광성 중 밝은 별이 더 긴 주기를 가진다는 사실에 주목할 필요가 있다"고 짤막하게 기록해 두었다. 이 한 문장은 후에 천문학 역사상 가장 중요한 문장으로 꼽히게 되었다. ​리빗은 수백 개에 이르는 세페이드 변광성의 광도를 측정했고 여기서 독특한 주기-광도 관계를 발견했다. 3일 주기를 갖는 세페이드의 광도는 태양의 800배이다. 30일 주기를 갖는 세페이드의 광도는 태양의 1만 배이다. 1908년, 리빗은 세페이드 변광성의 ‘주기-광도 관계’ 연구 결과를 <하버드 대학교 천문대 천문학연감>에 발표했다. 리빗은 지구에서부터 마젤란 성운 속의 세페이드 변광성들 각각까지의 거리가 모두 대략적으로 같다고 보고, 변광성의 고유 밝기는 그 겉보기 밝기와 마젤란 성운까지의 거리에서 유도될 수 있으며, 변광성들의 주기는 실제 빛의 방출과 명백한 관계가 있다는 결론을 이끌어냈다. 리빗이 발견한 이러한 관계가 보편적으로 성립한다면, 같은 주기를 가진 다른 영역의 세페이드 변광성에 대해서도 적용이 가능하며, 이로써 그 변광성의 절대등급을 알 수 있게 된다. 이는 곧 그 별까지의 거리를 알 수 있게 된다는 뜻이다. 이것은 우주의 크기를 잴 수 있는 잣대를 확보한 것으로, 한 과학 저술가가 말했듯이 '천문학을 송두리째 바꿔버릴 대발견'이었다. 리빗이 발견한 세페이드형 변광성의 주기-광도 관계는 천문학사상 최초의 '표준 촛불'이 되었으며, 이로써 인류는 연주시차가 닿지 못하는 심우주 은하들까지의 거리를 알 수 있게 되었다. 또한 천문학자들은 표준 촛불이라는 우주의 자를 갖게 됨으로써, 시차를 재던 각도기는 더 이상 필요치 않게 되었다. 리빗이 밝힌 표준 촛불은 그녀가 암으로 세상을 떠난 2년 뒤에 위력을 발휘했다. 1923년 윌슨산 천문대의 에드윈 허블(1889~1953)이 표준 촛불을 이용해, 그때까지 우리은하 내부에 있는 것으로 알려졌던 안드로메다 성운이 외부 은하임을 밝혀냈던 것이다. 이로써 우리은하는 우주의 중심에서 끌어내려지고, 우리은하가 우주의 전부인 줄 알고 있었던 인류는 은하 뒤에 또 무수한 은하들이 줄지어 있는 대우주에 직면하게 되었다. ​밤하늘에서 빛나는 모든 것들이 우리 은하 안에 속해 있다고 믿고 있던 인류에게 이 발견은 청천벽력과도 같은 것이었다. 갑자기 우리 태양계는 작은 웅덩이로 축소되어버리고, 지구상에 살아 있는 모든 것들에게 빛을 주는 태양은 우주라는 드넓은 바닷가의 모래 한 알갱이에 지나지 않은 것이 되었다. 허블은 표준 촛불을 발견한 리빗에 대해 그의 저서에서 “헨리에타 리빗이 우주의 크기를 결정할 수 있는 열쇠를 만들어냈다면, 나는 그 열쇠를 자물쇠에 쑤셔넣고 뒤이어 그 열쇠가 돌아가게끔 하는 관측사실을 제공했다”라며 그녀의 업적을 기렸다. 이처럼 허블 본인은 리비트의 업적을 인정하며 리빗은 노벨상을 받을 자격이 있다고 자주 말하곤 했다. 그러나 스웨덴 한림원이 노벨상을 주려고 그녀를 찾았을 때는 이미 세상을 떠난지 3년이 지난 후였다. 하지만 불우한 여성 천문학자 헨리에타 레빗의 이름은 천문학사에서 찬연히 빛나고 있을 뿐만 아니라, 소행성 5383 리빗과 월면 크레이터 리빗으로 저 우주 속에서도 빛나고 있다. 우주 팽창을 가르쳐준 '적색편이' 우주 거리 사다리에서 변광성 다음의 단은 적색편이다. 이것은 별빛 스펙트럼을 분석해서 그 별 까지의 거리를 알아내는 방법으로, 이른바 도플러 효과라는 원리를 바탕으로 하고 있다. 도플러 효과를 설명할 때 주로 소방차 사일렌 소리가 예로 제시된다. 소방차가 관측자에게 다가올 때 소리가 높아지다가, 멀어져가면 급속이 소리가 낮아진다는 것을 알 수 있다. 이것은 파원이 관측자에게 다가올 때 파장의 진폭이 압축되어 짧아지다가, 반대로 멀어질 때는 파장이 늘어남으로써 나타나는 현상이다. 이것을 바로 도플러 효과로, 1842년에 이 원리를 처음으로 발견한 오스트리아의 과학자 크리스티안 도플러의 이름을 딴 것이다. 도플러 효과는 모든 파동에 적용되는 원리이다. 빛도 파동의 일종인만큼 도플러 효과를 탐지할 수 있다. 도플러가 제시한 이 원리를 이용한 장비가 실생활에서도 여러 방면에 쓰이고 있는데, 만약 당신에게 어느 날 느닷없이 속력 위반 딱지가 날아왔다면, 그것은 바로 도플러 원리를 장착한 스피드건이 찍어서 보낸 것이다. 현재 천문학에서 천체들의 속도를 측정하는 데 이 도플러 효과가 널리 사용되고 있다. 우주 팽창으로 인해 후퇴하는 천체가 내는 빛의 파장이 늘어나게 되는데, 일반적으로 가시광선 영역에서 파장이 길수록 (진동수가 작을수록) 붉게 보인다. 따라서 후퇴하는 천체가 내는 빛의 스펙트럼이 붉은색 쪽으로 치우치게 되는데, 이를 적색편이라고 한다. 이 적색편이의 값을 알면 천체의 후퇴 속도를 측정할 수 있다. 적색편이가 천문학에 거대한 변혁을 몰고온 것은 미국의 천문학자 베스토 슬라이퍼에서 시작되었다. 그는 1912년 당시 '나선성운'이라고 불리던 은하들이 상당히 큰 적색편이 값을 보인다는 것을 발견했다. 슬라이퍼는 이 논문에서 온 하늘에 고루 분포하는 나선은하들의 속도를 측정했는데, 그중 3개를 제외하고는 모든 은하가 우리은하로부터 초속 수백, 수천km의 속도로 멀어지고 있는 것을 발견했다. 그 뒤를 이어 1924년 초 에드윈 허블은 은하들의 적색편이(속도)와 은하들까지의 거리가 비례한다는 허블의 법칙을 발견했다. 1929년에는 더욱 놀라운 사실이 밝혀졌다. 에드윈 허블이 우주가 팽창하고 있다는 관측결과를 발표했던 것이다. 이는 인류의 우주관에 혁명을 일어킨 대사건이었다. 따지고 보면, 이 같은 우주 팽창이라든가 빅뱅 이론 같은 것도 리빗의 표준 촛불이 있음으로써 가능했던 것이었다. 리빗이 변광성의 밝기와 주기 사이의 관계를 알아냄으로써 빅뱅의 첫단추를 꿰었다고 할 수 있다. 이러한 발견들은 우주가 정적이지 않고 팽창하고 있다는 가설을 관측으로 뒷받침하는 것으로, 우주의 팽창과 빅뱅 이론의 문을 활짝 열어젖힌 가장 중요한 근거로 받아들여지고 있다. 우주 거리 사다리의 마지막 단은 '초신성' 우주에서 가장 먼 거리를 재는 우주 줄자는 초신성이다. 초신성이란 진화의 마지막 단계에 이른 별이 폭발하면서 그 밝기가 평소의 수억 배에 이르렀다가 서서히 낮아지는 별을 가리키는데, 마치 새로운 별이 생겼다가 사라지는 것처럼 보이기 때문에 이런 이름이 붙었다. 하지만 사실은 늙은 별의 임종인 셈이다. 우리나라에서는 잠시 머물렀다 사라진다는 의미로 객성(客星, 손님별)이라고 불렀다. 그러면 어떤 별이 초신성이 되는가? 몇 가지 유형이 있는데, 먼저 태양 질량의 9배 이상인 무거운 별이 마지막 순간에 중력 붕괴를 일으켜 폭발하는 것이 있다. 다음으로는, 쌍을 이루는 백색왜성에서 물질을 끌어와 그 한계질량이 태양 질량의 1.4배를 넘는 순간 폭발하는 유형이 있는데, 이것이 바로 거리 측정에 사용되는 1a형 초신성이다. 이는 같은 한계질량에서 폭발하여 같은 밝기를 보이므로, 그 광도를 측정하면 그 별까지의 거리를 알아낼 수가 있기 때문이다. 따라서 1a형 초신성은 자신이 속해 있는 은하까지의 거리를 측정할 수 있게 해주는 중요한 지표가 된다. 또한 초신성이 폭발할 때의 광도는 1000억 개의 별이 내는 광도와 맞먹을 정도이므로 우주 어느 곳에서 터지더라도 관측할 수 있다. 1929년 허블이 적색편이를 이용해 우주의 팽창을 처음으로 알아낸 이후, 우주의 팽창속도가 어떻게 변화하고 있는지가 중요한 관심사가 된 가운데, 1a형 초신성은 먼 은하까지의 거리를 측정하고 우주의 팽창속도를 알아낼 수 있는 최적의 도구가 되었다. 1990년대에 들어 과학자들은 멀리 있는 1a형 초신성 수십 개의 거리와 후퇴속도를 분석한 결과, 초신성들이 우주가 일정한 속도로 팽창하는 경우에 비해 밝기가 더 어둡다는 사실이 밝혀졌다. 이것은 이 초신성들이 예상보다 멀리 있다는 것을 말하며, 그것은 곧 우주의 팽창속도가 점점 빨라지고 있음을 뜻한다. 말하자면 우주는 가속팽창되고 있다는 것이다. 이 획기적인 사실을 발견한 두 팀의 천문학자들은 뒤에 노벨 물리학상을 받았다. 이전까지는 우주에 있는 물질들의 인력 때문에 우주의 팽창속도가 일정하게 유지되거나 줄어들 것으로 생각되었다. 그런데 실제 관측 결과는 이와 정반대로 나타난 셈인데, 우주의 이같은 가속팽창에는 분명 어떤 힘이 계속 작용하고 있음을 뜻한다. 지금으로써는 이 힘의 정체가 무엇인지 알 길이 없지만, 과학자들은 이 정체불명의 힘에 ‘암흑 에너지’라는 이름을 붙였다. 이 암흑 에너지는 우주가 팽창하면 팽창할수록 점점 더 커진다. 그러므로 우리 우주는 앞으로 영원히 가속 팽창할 운명이다. 이런 놀라운 우주의 비밀을 밝혀준 것이 바로 우주의 가장 긴 줄자인 초신성이다. 우주의 가속팽창 그 끝에는 무엇이 기다리고 있을지는 신만이 알 것이다. 표준 촛불 1a형 초신성 폭발 동영상( https://youtu.be/C24PicfBXIo ) 이광식 통신원 joand999@naver.com

"밤하늘은 왜 어두운가?” 이런 싱거운(?) 질문 하나가 몇 세기 동안 천문학자들의 골머리를 싸매게 했다니, 얼른 믿어지지가 않지만 사실이다. 이 질문의 의미는 보기보다 심오하다. 어두운 밤하늘이 ‘무한하고 정적인 우주’라는 기존의 우주관에 모순된다는 것을 보여주기 때문이다. 우주가 무한하고 별들이 고르게 분포되어 있다면, 우리 눈앞에 펼쳐진 2차원의 밤하늘은 별들로 가득 메워져 밤에도 환해야 한다. 왜냐면, 우리 시선이 결국은 어떤 별엔가 가서 닿을 것이기 때문이다. 거리가 멀어질수록 별빛의 광도가 떨어지기 때문일 거라는 말도 정답이 될 수 없다. 광도는 거리 제곱에 반비례하지만, 그 거리를 반지름으로 하는 구면의 면적 역시 거리 제곱에 비례하여 늘어나고, 따라서 별의 갯수도 그만큼 늘어나기 때문이다. 그런데도 밤하늘은 여전히 어둡다. 이건 역설이다. 왜 그럴까? 17세기 천문학계에서 불세출의 거장이었던 케플러도 이 문제 때문에 골머리를 앓다가 "우주가 유한해서 그렇다"고 결론내리고 말았다. 이 역시 정답은 아니다. 이 천문학의 난제는 오래 전부터 존재했지만, 이것을 하나의 화두로 만든 사람은 19세기 독일의 천문학자이자 의사인 하인리히 올베르스다. 그래서 이 역설을 ‘올베르스의 역설’이라 한다. 소행성 발견자인 올베르스는 '어두운 밤하늘의 역설'이라고도 하는 이 역설로 더욱 유명해졌다. 이 질문에 대한 올베르스 자신의 답은, 별빛을 차단하는 무엇, 예컨대 성간 가스나 먼지 같은 것들 때문이라고 보았다. 하지만 이것도 '땡~'. 먼지와 가스층이 우주공간을 메우고 있다면 오랜 세월 빛에 노출되어 발광성운이 되어 빛나게 되므로 우주는 마찬가지로 밝아질 것이기 때문이다. 올베르스의 역설을 처음으로 해결한 사람은 뜻밖의 인물이었다. 유명한 소설 '검정 고양이'를 쓴 미국의 작가이자 아마추어 천문가인 에드거 앨런 포(1809 ~ 1849)였다. 자신이 천체관측을 한 것에 대해 쓴 산문시 <유레카>(1848)에서 포는 "광활한 우주공간에 별이 존재할 수 없는 공간이 따로 있을 수는 없으므로, 우주공간의 대부분이 비어 있는 것처럼 보이는 것은 천체로부터 방출된 빛이 우리에게 도달하지 않았기 때문이다"고 주장했다. 그는 또 "이 아이디어는 너무나 아름다워서 진실이 아닐 수 없다"고 자신했다. 예술가다운 직관이라 하지 않을 수 없다. 포의 말마따나 밤하늘이 어두운 이유는 빛의 속도가 유한하고, 대부분의 별이나 은하의 빛이 아직 지구에 도달하지 않았기 때문이다. 그것은 또 별빛이 우리에게 도달하기에는 우주가 태어난 지 충분히 오래지 않기 때문이기도 하다. 그러나 포가 미처 몰랐던 중요한 사실이 하나 더 있다. 그것은 우주가 지금 이 시간에도 계속 엄청난 속도로 팽창하고 있다는 사실이다. 그러므로 지금 도달하지 못한 빛들은 당분간 아니, 영원히 도달하지 못할 것이고, 밤하늘이 점차 밝아지는 일도 일어나지 않을 것이라는 게 정답이다. 우리가 지구 행성에서 올려다보는 밤하늘이 어두운 이유는 우주가 정적이지 않다는 빅뱅 이론을 지지하는 거창한 증거 중 하나인 셈이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

태양에 가장 가까운 행성 궤도를 4년간 돈 메신저 호가 이달 말 수성 표면에 충돌함으로써 퇴역할 예정이다. 그러나 탐사선의 임무는 아직 끝나지 않았다. 수성 표면을 근접 선회하면서 최상의 해상력을 보여주는 사진을 찍는 일이 그것이었다. 미 항공우주국(NASA)은 메신저가 특수장비를 이용해 가시광선과 자외선으로 찍은 수성의 선명한 이미지를 공개했다. 화산분화구와 새로 생긴 크레이터들의 모습이 뚜렷이 보이는 수성의 표면이 손에 잡힐 듯이 보이는 역대급 사진들이다. 특수장비는 광각-협각 카메라를 장착한 수성 이중 화상화 시스템(Mercury Dual Imaging System:MDIS)이라 불리는 것으로, 이것으로 수성의 요철 표면 지도를 작성했다. 위의 사진들은 수성 이중 화상화 시스템으로 찍은 것이다. 메신저가 최후의 미션으로 보낸 이미지 중에는 카네기 크레이터에 솟아 있는 높이 2km의 가파른 언덕들이 보이는 사진들도 포함되어 있다. 이 언덕들은 수성이 냉각될 때 형성된 것으로 추정된다. 2011년부터 수성 탐사에 투입된 미션에 들어간 메신저 호는 연료가 소진됨에 따라 오는 30일 수성 충돌 코스에 돌입, 수성 표면에 충돌함으로써 4년에 걸친 수성 탐사 미션의 대미를 장식할 예정이라고 나사가 발표했다. "메신저는 4월 30일 19시 30분(협정세계시. 한국시간 오전 10시 30분경) 수성 표면에 충돌할 예정"이라고 메신저 엔지니어 돈 오쇼네시가 지난 16일(현지시간) 기자회견에서 발표했다. "그 충돌을 직접 볼 수는 없는데, 수성 엄폐 때문으로, 지구에서 볼 때 수성 반대편으로 돌아가서는 다시는 나타나지 않을 것이다." 가로폭 3m의 메신저 호는 시속 1만4,080km로 수성 지표에 충돌해 지름 16m의 구덩이를 만들 것이라고 오쇼네시는 말했다. 그 위치는 수성 북위 54도 지점이다. 메신저는 크레이터 안에 파묻히게 될 것이지만, 메신저 크레이터는 과학적으로 아주 흥미로운 연구대상이 될 전망이라고 메신저 미션의 책임 연구자인 션 솔로몬 컬럼비아 대학 레이몬트 도허티 지구 관측소 소장이 설명했다. 메신저의 무덤은 충돌로 드러난 수성 내부 물질의 우주 풍화 속도를 알려줄 중요한 자료가 될 것으로 연구자들은 생각하고 있다. "충돌 크레이터가 비록 작더라도 근원물질에 대한 정보를 갖고 있는 것이라면 중요한 기준점이 될 수 있다"고 솔로몬은 말했다. 지상의 장비로는 수성의 메신저 크레이터를 관측할 수가 없다. 그러나 2017년 유럽과 일본 합작으로 띄울 베피콜롬보 수성 탐사선이 2024년 수성 궤도에 진입하면 메신저 크레이터를 근접 관측할 수 있게 된다. 4억 5000만 달러가 투입된 메신저 미션은 2004년 8월에 시작되었으며, 수성 궤도를 도는 최초의 탐사선으로 기록되었다. 나사의 첫번째 수성 탐사선이었던 매리너 10호는 1974년에서 75년 사이에 수성을 세번 근접 선회하면서 관측했을 뿐이다. 4년 동안 수성 궤도를 돈 메신저의 성과는 엄청난 것이었다. 그 대표적인 것은 수성 표면 지도의 완성과 탄소를 포함한 유기물 발견, 수성 극지방에 크레이터 속에서 얼음 형태로 있는 물의 발견 등을 꼽을 수 있다. 혜성과 소행성 충돌이 지구와 같은 행성에 물과 생명물질을 가져다주었을지도 모른다고 과학자들은 생각하고 있다. "메신저 탐사로 인해 인류는 역사상 처음으로 수성에 대한 풍부한 지식을 갖게 되었고 우리들의 다양한 태양계 속에서 수성이 얼마나 매력적인 행성인가를 우리에게 알려준 것"이라고 존 그룬스펠트 NASA 부국장이 말했다. "메신저 호의 비행은 끝났지만, 성공적인 미션 완수를 자축하고 있다. 메신저는 수성에 대한 오랜 미스터리들을 풀어줄 최초의 단서를 우리에게 제공하고 미션을 훌륭하게 완수한 것이다." 지난 4월 6일 NASA의 엔지니어들은 메신저를 수성 표면에서 18km 높은 궤도로 올리기 위해 마지막 남은 하이드라진 연료를 다 써버렸다. 메신저는 4월 30일 지구 관제실의 명령에 따라 수성을 향한 충돌 코스에 돌입, 수성 지표에 충돌하면서 데이터를 지구로 전송하는 마지막 임무를 수행한 후 수성 흙속에서 영면에 들게 된다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

태양계의 운수납자(雲水衲子)…지구는 '별'이 아니다? ​ 지구와 금성을 흔히 초록별이니 샛별이니 하는데, 과연 행성도 별일까? ​ 관례적으로 ​그렇게 말하지만, 엄격히 말하자면 행성은 별이 아니다. 보통 태양처럼 천체 내부의 에너지 복사로 스스로 빛을 내는 천체, 곧 항성을 별이라고 한다. 따라서 항성의 빛을 반사시켜 빛을 내는 행성이나 위성, 혜성 등은 별이라고 할 수 없다. 태양계에서 빛을 내는 천체는 태양이 유일하다.​ 예로부터 인류와 가장 가까운 천체는 해와 달을 비롯, 수성, 금성, 화성, 목성, 토성이었다. 옛사람들은 밤하늘이 통째로 바뀌더라도 별들 사이의 상대적인 거리는 변하지 않는다는 사실을 알았다. 그래서 별은 영원을 상징하는 존재로 인류에게 각인되었다. 하지만 위의 다섯 개 행성은 일정한 자리를 지키지 못하고 별들 사이를 유랑하는 것을 보고, 떠돌이란 뜻의 그리스 어인 플라나타이(planetai), 곧 떠돌이별이라고 불렀다. ​ 플라톤 시대 이후부터 서구인들은 이들 행성은 지구에서 가까운 쪽부터 달, 수성, 금성, 태양, 화성, 목성, 토성이 차례로 늘어서 있다고 생각했다. 물론 동양에서도 이 다섯 행성은 쉽게 관측되었으므로 오래 전부터 잘 알려져 있었다. 드넓은 밤하늘에서 수많은 별들 사이를 움직여 다니는 다섯 별을 본 고대 동양인은 이 별들에게 음양오행설에 따라 '화(불), 수(물), 목(나무), 금(쇠), 토(흙)'이라는 특성을 각각 부여했고, 결국 이들은 별을 뜻하는 한자 별 성(星)자가 뒤에 붙여져 화성, 수성, 목성, 금성, 토성이라는 이름을 얻게 된 것이다. 단, 지구만은 예외인데, 그 이유는 고대 사람들이 지구가 행성이라는 사실을 몰랐기 때문이다. 망원경이 발명된 이후에 발견된 천왕성, 해왕성, 명왕성은 일본을 거쳐 우리나라로 들어왔다. 서양에 대해 가장 먼저 문호를 개방한 일본은 서양 천문학을 받아들이면서 이 세 행성의 이름을 자국어로 옮길 때, 우라누스가 하늘의 신이므로 천왕(天王), 포세이돈이 바다의 신이므로 해왕(海王), 플루토가 명계(冥界)의 신이므로 명왕(冥王)이라는 한자 이름을 만들어 붙였고, 한국에서는 이를 그대로 받아들여 오늘날까지 사용하게 된 것이다. -요일 이름에는 '천동설'이 숨어 있다 우리가 쓰는 요일 이름이 해와 달을 포함하여 다섯 행성들의 이름으로 지어진 것은 천동설의 후유증이라 할 수 있다. 요일 이름이 지어질 당시에는 천동설이 대세를 이루어 태양과 달도 지구 둘레를 도는 행성이라고 믿었기 때문이다. 오늘날 우리가 애용하는 일, 월, 화, 수,목, 금, 토는 그렇게 해서 만들어진 것이다. 지구가 행성으로 낙착된 것은 17세기 초 망원경이 발명되면서, 수천 년 동안 인류의 머리를 옥죄어온 천동설의 굴레가 벗겨지고 지동설이 확립된 이후의 일이다. 태양계의 개념이 인류에게 자리잡은 것도 이때부터였다. 그러니까 태양계라는 말의 역사가 겨우 400년밖에 되지 않았다는 얘기다. 토성까지 울타리 쳐진 이 아담한 태양계가 우주의 전부인 줄 알고 인류가 나름 평온하게 살았던 시간은 200년이 채 안된다. 인류의 이 평온한 꿈을 일거에 깨뜨린 사람은 탈영병 출신의 한 음악가였다. 유럽에서 터진 7년전쟁에 종군하다가 영국으로 도망친 독일 출신의 윌리엄 허셜이 오르간 연주로 밥벌이하는 틈틈이 자작 망원경으로 밤하늘을 열심히 쳐다보다가 그만 횡재를 하게 됐는데, 그게 바로 1781년의 천왕성 발견이다. 그 행성은 토성 궤도의 거의 2배나 되는 아득한 변두리를 천천히 돌고 있었다. 그전까지 사람들은 토성 바깥으로 행성이 더 있으리라고는 상상조차 하지 못했다. 어쨌든 한 천체의 발견으로 신분이 혁명적으로 바뀐 예는 허셜 외에는 없을 것이다. 한 무명 아마추어 천문가에 지나지 않던 허셜은 천왕성 발견 하나로 문자 그대로 팔자를 고쳤다. 하루아침에 유명인사가 되었을 뿐 아니라, 왕립협회 회원으로 가입하고, 영국왕 조지 3세의 부름으로 궁정에서 왕을 알현하고는 연봉 200파운드의 왕실 천문관에 임명되었던 것이다. 이로써 허셜은 음악가라는 직업을 벗어던지고 명실공히 프로 천문학자로서의 길에 들어서게 되었다. 천문학상의 발견으로 이처럼 신분의 수직상승을 이룬 예는 전무후무한 일이었다. 어쨌든, 천왕성의 발견이 당시 사회에 던진 충격파는 신대륙 발견 이상으로 엄청나게 컸다. 인류가 수천 년 동안 믿어온 아담하던 태양계의 크기가 갑자기 2배로 확장되는 바람에 세상 사람들은 잠시 어리둥절할 수밖에 없었다. 하지만 이것은 시작에 불과했다. 그로부터 반세가 남짓 만인 1846년에 영국의 애덤스와 프랑스의 르베리에에 의해 해왕성이 발견되었고, 다시 1930년에 미국의 C. 톰보에 의해 명왕성이 발견되어 태양계의 9번째 행성이 되었다. ​ 가난한 고학생 출신의 톰보를 일약 천문학 교수로 만들어준 이 명왕성의 영광은 그러나 한 세기를 넘기지 못했다. 2006년 국제천문연맹이 행성의 정의를 새로이 함으로써 명왕성이 행성 반열에서 퇴출되어 '왜소행성 134340'으로 강등되었던 것이다. 태양계 행성은 모두 여덟 개로, 물리적 특성에 따라 지구형 행성과 목성형 행성으로 분류되는데, 전자는 암석형 행성으로, 수성, 금성, 지구, 화성이고, 후자는 가스형 행성으로, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이다. 또한 지구를 기준으로 궤도가 안쪽이면 내행성, 바깥쪽이면 외행성이라 부르기도 한다. -행성은 절대로 '혹성'이 아니다 마지막으로서 하나 짚어둘 것은, 이 '행성'을 아직까지 '혹성(惑星)'이라고 하는 책(특히 일본 책 번역한 전문사전류들)이나 사람들이 꽤 있는데, 이건 절대 써서는 안 되는 용어로, 순 일본말이다. 영화 ‘혹성탈출’도 당연히 잘못된 제목이다. 일본 것 보고 그대로 베껴서 그렇다. 혹성의 ‘혹(惑)자는 ‘혹시’라는 뜻인데, ‘혹시 별?’ 이런 엉거주춤한 용어다. 행성을 영어로는 플래닛(planet)이라 하는데, ‘떠돌이’라는 뜻을 가진 그리스어 ‘플라네타이(planetai)에서 온 것이다. 그러니 우리말인 떠돌이별, ‘행성(行星)’이란 말이 더 아름답고 맞는 말이다. ​ 태양에서 가장 가까운 행성인 수성은 초속 60km로 88일 만에 태양을 한 바퀴 돌지만, 가장 멀리 있는 해왕성은 초속 5km로 165년을 달려야 태양을 한 바퀴 돌 수 있다. 2011년으로 해왕성이 발견된 지 딱 1주기을 맞았다. 지금 해왕성이 심우주의 머나먼 궤도를 한 바퀴 돌아와 70억 인구가 사는 지구를 내려다보고 있겠지만, 그 전에 보았던 얼굴은 하나도 찾을 수 없으리라. 캄캄한 우주공간을 쉼없이 달리며 태양을 도는 이들 지구의 형제, 행성들을 생각하면 마치 운수납자(雲水衲子)와 같다는 느낌이 들기도 한다. 구름 가듯 물 흐르듯 떠돌아다니면서 수행하는 스님을 일컫는 아름다운 말이다. 지구와 같은 궤도평면을 떠나지 않고 46억 년 동안이나 변함없이 지구와 길동무 해서 같이 가고 있는 저 화성이나 천왕성 같은 행성이 바로 태양계의 운수납자가 아닐까? 이광식 통신원 joand999@naver.com　

화성과 목성 사이 소행성 벨트에 위치한 세레스(Ceres)에서 발견된 '하얀 점'(white spot)의 모습이 점점 뚜렷이 드러나고 있다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 무인 우주탐사선 던(Dawn)이 촬영한 생생한 세레스의 하얀 점 모습을 사진으로 공개했다. 지난 14일(이하 현지시간)과 15일 2만 2000km 거리에서 촬영된 이 사진은 학자들 사이에 논란이 분분한 하얀 점의 모습을 고스란히 담고있다. 현재로서 가장 유력하게 주장되는 하얀 점의 정체는 '얼음 화산' 이다. 얼음 화산은 액체성분의 물질이 화산처럼 분출하는 것을 말하는 것으로 이는 천체의 표면온도가 극히 낮은 경우에 가능하기 때문에 지구에는 얼음 화산이 없다. 그러나 NASA의 던 미션 수석 엔지니어 마크 레이먼 박사는 이같은 추측에 선을 긋고 나섰다. 레이먼 박사는 "미스터리 하얀 점의 정체가 무엇인지 말하기에는 아직 이르다" 면서도 "개인적으로는 소금물이 모인 곳이거나 단순히 햇빛을 반사하는 것일 수도 있다" 고 예상했다. 현재로서는 각종 추측만 난무하고 있지만 시간이 가면 그 비밀도 자연스럽게 풀릴 것으로 보인다. 탐사선 던이 점점 세레스에 접근하고 있기 때문으로 NASA 측은 향후 보다 정밀하고 자세한 세레스의 모습을 전송받을 것으로 기대하고 있다. 한편 지름이 950km에 달해 한때 태양계 10번째 행성 타이틀에 도전했던 세레스는 행성에 오르기는 커녕 오히려 명왕성을 친구삼아 ‘왜소행성’(dwarf planet·행성과 소행성의 중간 단계)이 됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

인류 최초의 왜소행성 탐사가 착착 진행되고 있다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 무인 우주탐사선 던(Dawn)이 촬영한 세레스 북극의 클로즈업 사진을 처음으로 공개했다. 햇빛을 받아 울퉁불퉁한 표면의 모습이 그대로 드러나 있는 이 사진은 탐사선 던이 지난 10일(이하 현지시간) 3만 3000km 거리에서 촬영한 것이다. NASA 측은 던이 점점 더 세레스에 접근하고 있기 때문에 향후 보다 정밀하고 세세한 세레스의 모습을 전송해줄 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이에앞서 던은 지난달 6일 세레스 궤도에 성공적으로 진입한 바 있다. 앞으로 11개월 간 세레스 주변을 돌며 탐사를 진행할 예정인 던은 조사한 데이터를 바탕으로 지도를 작성할 예정이다. NASA 제트추진연구소 수석 엔지니어 마크 레이먼 박사는 "미지의 세계 탐사를 앞두고 있어 매우 흥분된다" 면서 "표면 아래에 호수와 바다같은 액체가 존재할 가능성도 있다" 고 밝혔다. 특히 이번 탐사에 관심이 쏠리는 것은 지난 1월 세레스에서 정체불명의 하얀 점(white spot)이 2개나 발견됐기 때문이다. 전문가들은 이 하얀 점이 '얼음 화산'일 가능성에 무게감을 두고있다. 다소 낯선 단어인 얼음 화산은 액체성분의 물질이 화산처럼 분출하는 것을 말한다. 이는 천체의 표면온도가 극히 낮은 경우에 가능하기 때문에 지구에는 얼음 화산이 없다. 이같은 얼음 화산의 존재는 결과적으로 세레스 표면 아래에 거대한 바다가 숨겨져 있다는 학계의 추측에 힘을 실어준다. 특히 이는 외계 생명체 존재 가능성으로도 연결돼 인류 역사의 페이지를 다시 쓰는 계기가 될 수도 있다. 한편 지름이 950km에 달해 한때 태양계 10번째 행성 타이틀에 도전했던 세레스는 행성에 오르기는 커녕 오히려 명왕성을 친구삼아 ‘왜소행성’(dwarf planet·행성과 소행성의 중간 단계)이 됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

2015년은 태양계 탐사에서 기념비적인 해가 될 예정이다. 올해 안에 인류가 왜행성(dwarf planet)으로 분류한 천체에 최초로 탐사선이 도달하기 때문이다. 그것도 하나가 아니라 동시에 두 개가 도달한다. 이미 지난 3월 세레스에 도달한 던(Dawn)과 올해 7월 명왕성에 도달 예정인 뉴 호라이즌스호(New Horizons)가 그 주인공이다. 나사의 두 탐사선 가운데 먼저 세레스에 도달한 던은 세레스 주변을 도는 인공위성이 되어 적어도 11개월 이상 장기간 탐사를 진행할 예정이다. 던은 세레스 주변을 공전하면서 단계적으로 고도를 낮춰 표면을 정밀하게 관측하고 지도를 작성할 예정이다. 이에 앞서 3월에 수집한 자료를 모아 지도가 공개되었는데, 생각보다 여러 가지 알록달록한 색을 지닌 표면이 드러나 과학자들의 관심을 끌고 있다. 사실 과학자들은 이미 허블 우주 망원경 관측을 통해 세레스의 표면이 단순하지 않다는 사실을 알고 있었다. 그러나 이렇게 다양한 형태와 색상을 지니고 있을 것이라고는 생각하지 못했다. 가장 의아한 부분은 밝은 흰색 점으로, 세레스 전체에서 밝은 점을 무려 10개나 발견할 수 있었다. 나사의 과학자들은 여기에 Spot 1에서 Spot 10까지 임시 명칭을 부여했다. 던 탐사선의 가시 및 적외선 지형 분광기(Visible and Infrared Mapping Spectrometer)로 이를 관측하자 의문은 더 커졌다. 열 영상에 의하면 Spot 1은 주변부보다 온도가 낮지만, Spot 5는 주변부와 온도가 비슷한 것으로 드러났기 때문이다. 가시광으로 보면 둘 다 흰색 점이지만, 열 영상에서 Spot 1은 검게 보이고 Spot 5는 사라진다. 세레스 표면의 흰 점에 대해서, 과학자들은 화산 활동에 의한 것일 가능성을 조심스럽게 제시했지만, 현재는 확실치 않은 상태이다. 이 밝은 점을 포함한 세레스의 여러 의문점은 결국 던이 보내올 상세한 관측 결과를 분석해야만 풀리게 될 것으로 생각된다. 과학자들은 지름 950km의 세레스가 초기 태양계의 비밀을 간직하고 있다고 생각한다. 1801년, 첫 발견 이후 미지의 소행성이었던 세레스의 비밀은 이제 하나씩 우리 앞에 그 정체를 드러낼 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

지구는 생성 이후 지금까지 수많은 소행성과 혜성의 공격을 받았다. 지금도 먼지처럼 작은 운석 조각들은 지구 대기를 끊임없이 방문하고 있다. 가끔 지표로 떨어지는 운석은 귀한 몸으로 대접받기도 한다. 매년 혜성이 남긴 먼지층을 통과할 때면, 지구의 밤하늘은 비처럼 쏟아지는 유성우의 낭만에 젖는다. 하지만 2013년, 러시아 첼랴빈스크 시 인근 지역을 강타한 거대 운석 폭발은 소행성 충돌이 지구에 가져올 수 있는 잠재적인 위험에 대해서 다시 각인시켰다. 13~17m 사이 크기로 추정되는 소행성이 공중에서 폭발해 핵폭탄급 파괴력을 보여줬는데, 다행히 지표면 근처에서 폭발하지 않아 피해는 크지 않았지만 적지 않은 유리창이 깨지면서 많은 사람이 다쳤다. 미국 항공우주국(NASA) 및 유럽 우주국(ESA)의 과학자들과 세계 각국의 천문학자들은 이와 같은 소행성이 언제 다시 지구를 방문하게 될지 촉각을 곤두세우고 있다. 이것을 미리 발견하고 대책을 세우는 일은 천문학으로 인명을 구할 수 있는 흔치 않은 기회다. NASA는 지구 근접 천체(NEOs, Near-Earth Objects)와 잠재적 위험 소행성(PHA, potentially hazardous asteroid)의 리스트를 만들어 놓고 지구에 가까이 올 수 있는 소행성과 혜성들을 감시 중이다. 그런데 최근 소행성 하나가 천문학자들 사이에서 논쟁이 되고 있다. 이 지구 근접 소행성의 이름은 2012 TC4라는 생소한 명칭이지만, 한 가지 사실 때문에 논쟁거리가 되고 있다. 그 사실이란 이 소행성이 2017년 10월 12일, 지구에서 대략 9만4,800km 떨어진 지점까지 접근한다는 것이다. 이 정도 거리라면 지구에서 매우 가깝기는 하지만 충돌할 가능성은 없어 보인다. 문제는 이 예상 값에는 어느 정도 오차가 생길 수 있다는 점이다. 소행성 2012 TC4의 정확한 크기는 분명치 않지만 작게는 10m에서 크면 40m까지 가능하다는 분석이 나오고 있다. 만약 40m 크기이고 철이 주성분이라면 지구표면까지 내려와 큰 분화구를 만들 능력이 있다. 물론 핵무기급 폭발도 동시에 일어날 것이다. 따라서 천문학자들은 이 소행성의 지구 충돌 가능성을 두고 논쟁을 벌이고 있다. ESA의 추정으로는 실제 충돌 가능성은 100만분의 1 수준에 지나지 않을 것이라고 한다. 텍사스 대학의 다른 과학자는 0.00055%라는 예측값을 내놓았다. 그러나 이 소행성이 크기가 작아서 그 궤도는 약간 불안정하다. 운이 좋으면 지구에서 더 멀어질 수도 있지만, 경우에 따라서는 반대로 가까워질 수도 있다. 정확한 충돌 확률은 2017년이 가까워지면 확실해질 것이다. 그런데 만약에라도 이 소행성이 정말 지구에 충돌할 가능성이 있다면 대책은 있을까? NASA와 ESA는 미래 소행성 충돌을 막기 위한 몇 가지 연구 프로젝트를 동시에 진행 중이다. 문제는 이 해결책을 테스트하는 것이 2020년 이후라는 것이다. 만약 그 전에 소행성이 진짜 지구로 다가올 경우 마땅한 해결책이 없다. 현 단계에서 할 수 있는 가장 좋은 대책은 미리 경보를 울려 대피를 시키는 것이다. 쓰나미 경보가 쓰나미 자체를 막을 순 없어도 쓰나미로 인한 인명 피해를 줄일 수 있는 것과 마찬가지이다. 다만 소행성이 충돌할 수 있는 범위가 넓다는 점이 문제다. 천문학자들은 소행성 2012 TC4의 더 정확한 예상 경로를 알아내기 위해서 노력하고 있다. 다행히 이 소행성이 지구에 충돌할 가능성은 0%는 아니지만, 매우 낮다. 그런 만큼 좀 더 연구는 필요하겠지만, 지금부터 걱정할 필요는 없을 것 같다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

지금으로 부터 6500만 년 전. 지금의 멕시코 유카탄 반도에 거대한 소행성(혹은 운석)이 떨어졌다. 이 충돌 이후 일어난 '핵겨울' 현상으로 생물 60~80%가 사라졌으며 특히 당시 지구를 주름잡던 공룡이 멸종했다는 것이 지금까지 학계의 정설로 받아들여지고 있다. 미국 등 국제공동연구팀이 소행성 충돌 이후 생겨난 지름 180km에 달하는 '칙술루브 크레이터'에 구멍을 뚫는 프로젝트를 시작할 것으로 알려져 관심을 끌고있다. 최근 미국 텍사스 대학 신 굴릭 교수는 "오는 2016년 봄부터 칙술루브 크레이터의 1500m 속까지 구멍을 뚫어 샘플을 채취하는 작업을 시작할 것" 이라고 발표했다. 이 프로젝트는 소위 땅 속에 묻혀있는 '과거의 비밀'을 밝혀내는 목적으로 시작됐다. 곧 소행성 충돌 이후 당시의 자연 환경이 어떻게 변했는지를 들여다보는 것으로 연구팀은 적어도 1000만년~1500만년 전의 상황을 밝혀낼 수 있을 것으로 전망하고 있다. 그간 학계에서는 소행성 충돌에 대해서는 이론의 여지가 없으나 대멸종 원인에 대해 서로 다른 연구결과를 발표했다. 소행성 충돌로 발생한 열로 인해 공룡과 식물들이 소위 '싹쓸이' 됐다는 이론, 충돌로 인해 떠오른 먼지가 하늘을 덮으면서 태양광이 표면에 닿지않아 동식물이 멸종했다는 이론, 또한 충돌로 생성된 삼산화황이 수증기와 결합하면서 황산비가 내렸다는 이론 등이 그것이다. 함께 연구에 참여하는 영국 에딘버러 대학 로리 하덴 박사는 "당시 어떤 이유로 대멸종 사건이 일어났는지 아직은 불분명하다" 면서 "이번에 고생물학자, 지질학자 등의 공동 연구를 통해 오랜시간 소설같이 결론지어온 이론에 대한 정답을 찾아나갈 수 있을 것" 이라고 밝혔다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구를 향해 날아오는 소행성을 파괴해 지구를 구하는 SF 영화 속 '주인공'이 현실로 등장할 모양이다. 최근 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주기구(ESA)가 공동으로 힘을 합쳐 지구를 위협하는 소행성을 파괴해 인류를 구하는 AIDA(Asteroid Impact & Deflection Assessment) 계획을 밝혀 관심을 끌고있다. 마치 '지구 방위대'의 실제 주인공이 연상되는 이 프로젝트는 영화처럼 지구와 충돌 위험이 있는 소행성을 산산조각내는 것이 아닌 충격을 가해 그 궤도를 일부 바꿔 위험을 사전에 제거하는 방식이다. 실제 지구로 날아오는 소행성의 위협은 비현실적인 소설이 아니다. NASA가 파악해 공개한 ‘잠재적 위험 소행성’(potentially hazardous asteroids·PHAs)은 1400개. 특히 지난해 NASA의 우주비행사 출신 에드 루 박사 등이 참여해 만든 비영리단체 ‘B612 파운데이션’은 지난 2000년 부터 2013년 사이 무려 26번이나 작은 도시 하나를 날려 버릴만한 소행성이 지구에 떨어졌다고 발표해 세상을 깜짝 놀라게 한 바 있다. 이중에는 지난 2013년 세상을 떠들썩 하게 만든 러시아 첼랴빈스크에 떨어진 소행성도 포함됐으며 대부분 태평양과 인도양 등 바다에 떨어졌다. 　　 이번에 두 우주기구가 발표한 계획은 구체적이다. 테스트 대상에 오른 소행성은 지름 170m의 디디문(Didymoon). 오는 2022년 지구에서 1100만 km 까지 접근할 예정인 디디문은 그 거리 때문에 인류에 피해를 줄 가능성은 없지만 테스트에 최적이라는 것이 두 우주기구의 설명. 먼저 시작은 ESA가 먼저한다. ESA 측은 오는 2020년 탐사선 AIM(Asteroid Impact Mission)을 디디문으로 발사해 1년 동안 이 소행성의 지도 작성, 표면 조사 등 충돌에 필요한 모든 데이터를 수집한다. 이후 임무는 NASA가 맡는다. 이듬해 NASA는 우주선 DART(Double Asteroid Redirection Test)를 발사해 시속 2만 km 속도로 날아가 디디문의 궤도를 수정할 만한 최적의 지점과 충돌한다. 만약 테스트가 성공적으로 끝나면 향후 이 방식으로 지구를 위협할 소행성을 사전에 막아낼 수 있을 것이라는 것이 양대 우주기구의 설명이다. ESA 측은 "이번 공동 프로젝트는 소행성으로부터 지구를 지킬 가장 효과적인 행성 방위 계획의 일부가 될 것" 이라면서 "향후 심우주 탐사를 위한 기술 개발에도 큰 도움을 줄 수 있을 것" 이라고 밝혔다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

바람을 받아 항해하는 범선처럼 우주선도 태양광을 받아 추진력을 얻을 수 있다. 태양 에너지를 반사해 추진력을 얻는 '솔라 세일'(Solar Sail)을 사용하면 된다. 태양 에너지는 끊임없이 공급되기 때문에 솔라 세일을 이용하면 연료 없이 장거리 우주여행에 필요한 속도를 얻을 수 있다는 장점이 있다. 단점은 약간의 추진력을 얻기 위해서 거대한 솔라 세일이 필요하다는 것이다. 지구 궤도 근방에서 가로세로 1km에 달하는 대형 솔라 세일을 이용해도 추진력은 9N(뉴턴)에 불과하다. 따라서 아주 크고 가벼운 솔라 세일을 장기간 펼쳐야 충분한 속도를 얻을 수 있다는 것이 큰 단점이다. 이런 이유로 아직 솔라 세일은 널리 사용되지 못하고 있다. 하지만 미국, 유럽, 일본 등 주요 우주 선진국들은 차세대 경량 신소재를 이용하여 솔라 세일의 구상을 현실로 옮기고 있다. 이미 일본은 금성 탐사선인 '이카로스'(IKAROS: Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun)에서 솔라 세일을 사용했다. 이는 솔라 세일을 행성 간 여행에 사용한 첫 번째 사례로 기록되었다. 미국 항공우주국(NASA)은 솔라 세일의 상용화란 측면에서 일본보다 뒤졌지만, 새롭게 만회할 기회를 엿보고 있다. 2008년 NASA는 '나노세일-D'(NanoSail-D)라는 실험용 솔라 세일을 저지구궤도(LEO)에 올려보내기 위해 발사했으나 실패했다. 2010년에 이르러 나노세일-D2가 발사되어 마침내 궤도에 진입했는데, 이는 NASA가 성공한 첫 솔라 세일이었다. 나노세일은 10X10X30cm에 불과한 작은 위성에 탑재되었는데, 펼쳐지면 크기는 10 제곱미터에 달한다. 이 나노세일은 240일간 궤도에서 성공적으로 테스트 되었다. NASA는 2018년 회심의 대작인 오리온 우주선을 차세대 거대 로켓인 SLS(Space Launch System)에 탑재해 발사할 예정이다. 오리온 우주선은 달을 한 바퀴 선회한 후 지구로 귀환하게 되는데, SLS가 아주 강력한 로켓이기 때문에 사실은 더 많은 화물을 실을 수 있다. NASA는 SLS의 자투리 공간에 11개의 작은 미니 우주선을 탑재한다는 계획을 세우고 있다. 그리고 그중 2개에 솔라 세일을 적용할 예정이다. 첫 번째는 지구 근접 소행성 정찰(Near-Earth Asteroid Scout) 임무로 작은 우주선에 솔라 세일을 달아 지구 근방의 소행성까지 탐사하는 계획이다. 두 번째는 더 특이한 임무인데, 솔라 세일을 이용해서 추진력을 얻는 게 목적이 아니라 태양 빛을 반사해 달의 크레이터 내부에 존재하는 영구 그림자 지역을 비추는 게 목적이다. 그러면 여기에 있는 물질이 증발해서 물이나 다른 물질들의 증거를 확인할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이 임무는 루나 플래쉬라이트(Lunar Flashlight)라고 명명되었다. 남은 시간이 많지 않지만 이미 나노세일을 개발하면서 얻은 기술이 있으므로 아마 개발 자체는 어렵지 않을 것으로 예상하고 있다. 이 미니 우주선들은 각각의 무게가 11kg에 불과할 정도로 작아서 솔라 세일을 이용해 우주를 항해할 만큼 속도를 얻을 수 있다. 과연 21세기 우주가 새로운 형태의 우주 범선의 시대가 될지 주목된다. [동영상 보기; https://www.youtube.com/watch?v=oGKry-AmV-c ] 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

바람을 받아 항해하는 범선처럼 우주선도 태양광을 받아 추진력을 얻을 수 있다. 태양 에너지를 반사해 추진력을 얻는 '솔라 세일'(Solar Sail)을 사용하면 된다. 태양 에너지는 끊임없이 공급되기 때문에 솔라 세일을 이용하면 연료 없이 장거리 우주여행에 필요한 속도를 얻을 수 있다는 장점이 있다. 단점은 약간의 추진력을 얻기 위해서 거대한 솔라 세일이 필요하다는 것이다. 지구 궤도 근방에서 가로세로 1km에 달하는 대형 솔라 세일을 이용해도 추진력은 9N(뉴턴)에 불과하다. 따라서 아주 크고 가벼운 솔라 세일을 장기간 펼쳐야 충분한 속도를 얻을 수 있다는 것이 큰 단점이다. 이런 이유로 아직 솔라 세일은 널리 사용되지 못하고 있다. 하지만 미국, 유럽, 일본 등 주요 우주 선진국들은 차세대 경량 신소재를 이용하여 솔라 세일의 구상을 현실로 옮기고 있다. 이미 일본은 금성 탐사선인 '이카로스'(IKAROS: Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun)에서 솔라 세일을 사용했다. 이는 솔라 세일을 행성 간 여행에 사용한 첫 번째 사례로 기록되었다. 미국 항공우주국(NASA)은 솔라 세일의 상용화란 측면에서 일본보다 뒤졌지만, 새롭게 만회할 기회를 엿보고 있다. 2008년 NASA는 '나노세일-D'(NanoSail-D)라는 실험용 솔라 세일을 저지구궤도(LEO)에 올려보내기 위해 발사했으나 실패했다. 2010년에 이르러 나노세일-D2가 발사되어 마침내 궤도에 진입했는데, 이는 NASA가 성공한 첫 솔라 세일이었다. 나노세일은 10X10X30cm에 불과한 작은 위성에 탑재되었는데, 펼쳐지면 크기는 10 제곱미터에 달한다. 이 나노세일은 240일간 궤도에서 성공적으로 테스트 되었다. NASA는 2018년 회심의 대작인 오리온 우주선을 차세대 거대 로켓인 SLS(Space Launch System)에 탑재해 발사할 예정이다. 오리온 우주선은 달을 한 바퀴 선회한 후 지구로 귀환하게 되는데, SLS가 아주 강력한 로켓이기 때문에 사실은 더 많은 화물을 실을 수 있다. NASA는 SLS의 자투리 공간에 11개의 작은 미니 우주선을 탑재한다는 계획을 세우고 있다. 그리고 그중 2개에 솔라 세일을 적용할 예정이다. 첫 번째는 지구 근접 소행성 정찰(Near-Earth Asteroid Scout) 임무로 작은 우주선에 솔라 세일을 달아 지구 근방의 소행성까지 탐사하는 계획이다. 두 번째는 더 특이한 임무인데, 솔라 세일을 이용해서 추진력을 얻는 게 목적이 아니라 태양 빛을 반사해 달의 크레이터 내부에 존재하는 영구 그림자 지역을 비추는 게 목적이다. 그러면 여기에 있는 물질이 증발해서 물이나 다른 물질들의 증거를 확인할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이 임무는 루나 플래쉬라이트(Lunar Flashlight)라고 명명되었다. 남은 시간이 많지 않지만 이미 나노세일을 개발하면서 얻은 기술이 있으므로 아마 개발 자체는 어렵지 않을 것으로 예상하고 있다. 이 미니 우주선들은 각각의 무게가 11kg에 불과할 정도로 작아서 솔라 세일을 이용해 우주를 항해할 만큼 속도를 얻을 수 있다. 과연 21세기 우주가 새로운 형태의 우주 범선의 시대가 될지 주목된다. [동영상 보기; https://www.youtube.com/watch?v=oGKry-AmV-c ] 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

지구를 향해 날아오는 소행성을 파괴해 지구를 구하는 SF 영화 속 '주인공'이 현실로 등장할 모양이다. 최근 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주기구(ESA)가 공동으로 힘을 합쳐 지구를 위협하는 소행성을 파괴해 인류를 구하는 AIDA(Asteroid Impact & Deflection Assessment) 계획을 밝혀 관심을 끌고있다. 마치 '지구 방위대'의 실제 주인공이 연상되는 이 프로젝트는 영화처럼 지구와 충돌 위험이 있는 소행성을 산산조각내는 것이 아닌 충격을 가해 그 궤도를 일부 바꿔 위험을 사전에 제거하는 방식이다. 실제 지구로 날아오는 소행성의 위협은 비현실적인 소설이 아니다. NASA가 파악해 공개한 ‘잠재적 위험 소행성’(potentially hazardous asteroids·PHAs)은 1400개. 특히 지난해 NASA의 우주비행사 출신 에드 루 박사 등이 참여해 만든 비영리단체 ‘B612 파운데이션’은 지난 2000년 부터 2013년 사이 무려 26번이나 작은 도시 하나를 날려 버릴만한 소행성이 지구에 떨어졌다고 발표해 세상을 깜짝 놀라게 한 바 있다. 이중에는 지난 2013년 세상을 떠들썩 하게 만든 러시아 첼랴빈스크에 떨어진 소행성도 포함됐으며 대부분 태평양과 인도양 등 바다에 떨어졌다. 　　 이번에 두 우주기구가 발표한 계획은 구체적이다. 테스트 대상에 오른 소행성은 지름 170m의 디디문(Didymoon). 오는 2022년 지구에서 1100만 km 까지 접근할 예정인 디디문은 그 거리 때문에 인류에 피해를 줄 가능성은 없지만 테스트에 최적이라는 것이 두 우주기구의 설명. 먼저 시작은 ESA가 먼저한다. ESA 측은 오는 2020년 탐사선 AIM(Asteroid Impact Mission)을 디디문으로 발사해 1년 동안 이 소행성의 지도 작성, 표면 조사 등 충돌에 필요한 모든 데이터를 수집한다. 이후 임무는 NASA가 맡는다. 이듬해 NASA는 우주선 DART(Double Asteroid Redirection Test)를 발사해 시속 2만 km 속도로 날아가 디디문의 궤도를 수정할 만한 최적의 지점과 충돌한다. 만약 테스트가 성공적으로 끝나면 향후 이 방식으로 지구를 위협할 소행성을 사전에 막아낼 수 있을 것이라는 것이 양대 우주기구의 설명이다. ESA 측은 "이번 공동 프로젝트는 소행성으로부터 지구를 지킬 가장 효과적인 행성 방위 계획의 일부가 될 것" 이라면서 "향후 심우주 탐사를 위한 기술 개발에도 큰 도움을 줄 수 있을 것" 이라고 밝혔다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-가장 유명한 왜소행성 명왕성의 A~Z 최초의 무인 소행성 탐사선인 뉴허라이즌스가 명왕성 도착이 딱 100일 앞으로 다가옴에 따라 명왕성에 대한 지구인의 관심이 점차 높아져 가고 있다. 뉴허라이즌스 호가 명왕성에 도착하는 2015년 7월 14일을 전후로 이 왜소행성에 관한 정보들이 날마다 쏟아져 들어오면 이제껏 신비에 싸여 있던 명왕성의 비밀이 웬만큼은 드러나게 될 것이다. 명왕성은 1930년 고학생 출신으로 윌슨 천문대의 임시직이었던 미국의 클라이드 톰보에 의해 발견되어 태양계 마지막 행성으로 등극했다. 그러나 한 세기도 채 채우기도 전인 2006년 행성 지위에서 퇴출당하여 왜소행성으로 강등되었지만, 역설적이게도 대중에게는 그전보다 더욱 유명하게 되었다. ■ 왜 행성에서 퇴출당하였나? 명왕성 너머에서 명왕성보다 더 큰 소행성이 발견된 것이 결정적인 이유였다. 클라이드 톰보가 70여 년 전 명왕성을 찾을 때와 같은 방법으로 큰 사냥감을 찾아 헤매던 미국의 천문학자 마이클 브라운은 2003년, 지름 2,300km인 명왕성보다 더 큰 지름 2,600km인 소행성 에리스를 발견했던 것이다. 그 후로도 비슷한 크기의 소행성들이 잇달아 발견됨으로써 국제천문연맹( IAU)은 2006년 행성의 정의를 아래와 같이 정하기에 이르렀다. 1. 태양을 도는 궤도를 가져야 하며, 자신의 중력으로 둥근 구체를 형성할 정도가 돼야 한다. 2. 천체 자신의 공전궤도 상에 있는, 자신보다 작은 이웃 천체를 '청소해야' 한다. 이 정의에 따라 IAU 총회에서 표결에 부친 결과, 명왕성은 행성 반열에서 퇴출당하고 왜소행성으로 지위가 바뀌었다. 카이퍼 띠처럼 궤도를 어지럽히는 얼음 부스러기들을 청소하기에 명왕성은 덩치가 너무 작았던 것이다. 이로써 명왕성이 발견된 지 76년 만에 태양계는 행성 하나를 잃었다. 하지만 아직도 미국에서는 명왕성의 행성 지위 회복을 줄기차게 주장하고 있다. 이번 뉴허라이즌스의 명왕성 탐사가 이러한 상황에 어떤 영향을 미칠는지 관심이 쏠리고 있다. ■ 희한한 위성을 거느린 명왕성 태양으로부터의 평균 거리가 약 60억km(40AU/천문단위)인 명왕성은 근일점일 때는 해왕성 궤도 안쪽까지 들어온다. 태양에 가장 가까울 때는 29.7AU이고, 가장 멀 때는 49.7AU까지 벌어진다. 1979~1999년까지는 해왕성 궤도 안쪽으로 들어와 있기도 했다. 하지만 공전 면이 달라 충돌할 가능성은 거의 없다. 명왕성의 공전주기는 248.5년이며, 자전주기는 6일 9시간이다. 표면엔 얼음과 흙이 아주 많고 매우 춥다. 표면 온도가 무려 섭씨 영하 230도다. ​명왕성이 얼마나 작은지 알게 된 건 1977년에 위성이 발견된 후이다. ‘카론’은 명왕성의 위성 3개 중에선 가장 크지만 지름이 1,180km에 불과하다. 그래도 명왕성과 비교하면 큰 편이다. 명왕성과 카론은 각각 서로 중심에 두고 그 둘레를 돈다. 그런데 중력으로 너무나 단단히 묶여 있는 나머지 서로 한쪽 얼굴만을 보며 윤무를 추듯이 돌고 있다. 이런 우아한 균형이 가능한 것은 카론이 비교적 크기 때문이다. 태양계에서 유일한 진풍경이다. 둘은 단단히 결속돼 있어서 다리를 놓아도 될 정도다. ■ 카론에 바다가 있을지도… 태양에서 그렇게나 멀리 떨어져 있는 카론에 바다가 있을 거라고는 생각하기 어렵다. 하지만 한 연구가 바다가 있을 가능성을 제기하고 있다. 그 같은 근거는 명왕성의 조석력에 있다. 명왕성의 중력이 만드는 조석력이 일찍부터 카론의 내부를 잡아 늘여 얼음이 액체가 될 만큼 온도를 높일 수 있다는 주장이다. 또한 과거처럼 궤도가 심하게 일그러지지 않아서 바다가 얼어붙었을 가능성도 있다고 한다. 카론의 생성 역시 지구의 달처럼 수십억 년 전 명왕성에 충돌한 천체의 잔해들이 뭉쳐져 만들어졌을 거라고 추정되고 있다. 명왕성의 다른 위성들이 카론과 정확히 공명하는 궤도를 도는 것으로 보아 역시 같은 충돌 잔해로 만들어진 것으로 보고 있다. ​ ■ 명왕성에도 대기와 고리가 있다? 명왕성은 아주 작은 천체다. 따라서 기체를 붙들어둘 힘이 없다고 생각되어 대기가 없을 거라고 믿고 있었지만, 아주 희박하나마 대기가 있는 것으로 밝혀졌다. 이런 대기를 '외기권'이라 한다. 그것이 발견된 것은 1985년, 명왕성이 뒤의 별을 가리는 엄폐가 일어났을 때인데, 별빛이 명왕성에 가려지는 순간 약간 굴절되는 현상을 보였던 것이다. 명왕성의 대기는 주로 질소와 메탄으로 이루어져 있으며, 태양으로부터 멀어질 때는 얼어붙는 것으로 생각된다. 그리고 명왕성이 둘레에 아주 희미한 고리를 가지고 있을 가능성을 말하는 과학자들도 있지만, 확인된 것은 아니다. 이번에 뉴호라이즌스가 해결해야 할 밝혀낼 또 하나의 숙제다. 사진=NASA/ESA 이광식 통신원 joand999@naver.com

-가장 유명한 왜소행성 명왕성의 A~Z 최초의 무인 소행성 탐사선인 뉴허라이즌스가 명왕성 도착이 딱 100일 앞으로 다가옴에 따라 명왕성에 대한 지구인의 관심이 점차 높아져 가고 있다. 뉴허라이즌스 호가 명왕성에 도착하는 2015년 7월 14일을 전후로 이 왜소행성에 관한 정보들이 날마다 쏟아져 들어오면 이제껏 신비에 싸여 있던 명왕성의 비밀이 웬만큼은 드러나게 될 것이다. 명왕성은 1930년 고학생 출신으로 윌슨 천문대의 임시직이었던 미국의 클라이드 톰보에 의해 발견되어 태양계 마지막 행성으로 등극했다. 그러나 한 세기도 채 채우기도 전인 2006년 행성 지위에서 퇴출당하여 왜소행성으로 강등되었지만, 역설적이게도 대중에게는 그전보다 더욱 유명하게 되었다. ■ 왜 행성에서 퇴출당하였나? 명왕성 너머에서 명왕성보다 더 큰 소행성이 발견된 것이 결정적인 이유였다. 클라이드 톰보가 70여 년 전 명왕성을 찾을 때와 같은 방법으로 큰 사냥감을 찾아 헤매던 미국의 천문학자 마이클 브라운은 2003년, 지름 2,300km인 명왕성보다 더 큰 지름 2,600km인 소행성 에리스를 발견했던 것이다. 그 후로도 비슷한 크기의 소행성들이 잇달아 발견됨으로써 국제천문연맹( IAU)은 2006년 행성의 정의를 아래와 같이 정하기에 이르렀다. 1. 태양을 도는 궤도를 가져야 하며, 자신의 중력으로 둥근 구체를 형성할 정도가 돼야 한다. 2. 천체 자신의 공전궤도 상에 있는, 자신보다 작은 이웃 천체를 '청소해야' 한다. 이 정의에 따라 IAU 총회에서 표결에 부친 결과, 명왕성은 행성 반열에서 퇴출당하고 왜소행성으로 지위가 바뀌었다. 카이퍼 띠처럼 궤도를 어지럽히는 얼음 부스러기들을 청소하기에 명왕성은 덩치가 너무 작았던 것이다. 이로써 명왕성이 발견된 지 76년 만에 태양계는 행성 하나를 잃었다. 하지만 아직도 미국에서는 명왕성의 행성 지위 회복을 줄기차게 주장하고 있다. 이번 뉴허라이즌스의 명왕성 탐사가 이러한 상황에 어떤 영향을 미칠는지 관심이 쏠리고 있다. ■ 희한한 위성을 거느린 명왕성 태양으로부터의 평균 거리가 약 60억km(40AU/천문단위)인 명왕성은 근일점일 때는 해왕성 궤도 안쪽까지 들어온다. 태양에 가장 가까울 때는 29.7AU이고, 가장 멀 때는 49.7AU까지 벌어진다. 1979~1999년까지는 해왕성 궤도 안쪽으로 들어와 있기도 했다. 하지만 공전 면이 달라 충돌할 가능성은 거의 없다. 명왕성의 공전주기는 248.5년이며, 자전주기는 6일 9시간이다. 표면엔 얼음과 흙이 아주 많고 매우 춥다. 표면 온도가 무려 섭씨 영하 230도다. ​명왕성이 얼마나 작은지 알게 된 건 1977년에 위성이 발견된 후이다. ‘카론’은 명왕성의 위성 3개 중에선 가장 크지만 지름이 1,180km에 불과하다. 그래도 명왕성과 비교하면 큰 편이다. 명왕성과 카론은 각각 서로 중심에 두고 그 둘레를 돈다. 그런데 중력으로 너무나 단단히 묶여 있는 나머지 서로 한쪽 얼굴만을 보며 윤무를 추듯이 돌고 있다. 이런 우아한 균형이 가능한 것은 카론이 비교적 크기 때문이다. 태양계에서 유일한 진풍경이다. 둘은 단단히 결속돼 있어서 다리를 놓아도 될 정도다. ■ 카론에 바다가 있을지도… 태양에서 그렇게나 멀리 떨어져 있는 카론에 바다가 있을 거라고는 생각하기 어렵다. 하지만 한 연구가 바다가 있을 가능성을 제기하고 있다. 그 같은 근거는 명왕성의 조석력에 있다. 명왕성의 중력이 만드는 조석력이 일찍부터 카론의 내부를 잡아 늘여 얼음이 액체가 될 만큼 온도를 높일 수 있다는 주장이다. 또한 과거처럼 궤도가 심하게 일그러지지 않아서 바다가 얼어붙었을 가능성도 있다고 한다. 카론의 생성 역시 지구의 달처럼 수십억 년 전 명왕성에 충돌한 천체의 잔해들이 뭉쳐져 만들어졌을 거라고 추정되고 있다. 명왕성의 다른 위성들이 카론과 정확히 공명하는 궤도를 도는 것으로 보아 역시 같은 충돌 잔해로 만들어진 것으로 보고 있다. ​ ■ 명왕성에도 대기와 고리가 있다? 명왕성은 아주 작은 천체다. 따라서 기체를 붙들어둘 힘이 없다고 생각되어 대기가 없을 거라고 믿고 있었지만, 아주 희박하나마 대기가 있는 것으로 밝혀졌다. 이런 대기를 '외기권'이라 한다. 그것이 발견된 것은 1985년, 명왕성이 뒤의 별을 가리는 엄폐가 일어났을 때인데, 별빛이 명왕성에 가려지는 순간 약간 굴절되는 현상을 보였던 것이다. 명왕성의 대기는 주로 질소와 메탄으로 이루어져 있으며, 태양으로부터 멀어질 때는 얼어붙는 것으로 생각된다. 그리고 명왕성이 둘레에 아주 희미한 고리를 가지고 있을 가능성을 말하는 과학자들도 있지만, 확인된 것은 아니다. 이번에 뉴호라이즌스가 해결해야 할 밝혀낼 또 하나의 숙제다. 사진=NASA/ESA 이광식 통신원 joand999@naver.com