지난번 밤하늘의 '유명 스타'들을 소개한 후 밤하늘에 원성이 자자하다는 소식이 들려왔다. 다른 '스타'들이 벌떼처럼 들고일어나, 도대체 '유명 스타' 선정 기준이 무엇이냐는 항의가 별빛처럼 빛발쳤다는 것이다. 그도 그럴 것이, 이들 다른 유명 스타들의 기라성 같은 면면을 보면 충분히 납득이 가는 일이라, 부득이 '유명 스타' 제2탄을 내보낸다. 북두칠성(Big Dipper) 하늘에서 두 번째 가라면 서러워할 유명 스타 군단이 바로 북두칠성이다. 아무리 별자리에 무심한 사람이라도 북두칠성은 다 알 것이다. 북쪽 하늘에 자루 달린 큼직한 국자 모양의 별자리를 어찌 모르랴. 하지만, 사실 북두칠성은 그 자체로 하나의 별자리가 아니다. 큰곰자리의 꼬리 부분에 해당하는 국자 모양의 7개의 별을 가리키는 것이다. '북두(北斗)'는 북쪽 됫박이란 뜻이고, 서양에서는 '큰 국자'라는 뜻으로 빅 디퍼(Big Dipper)라고 한다. 한국과 중국에서는 예로부터 인간의 수명을 관장하는 별자리로 여겼다. 사람이 죽으면 칠성판 위에 누이는 것도 같은 맥락이다. 또, 우리 조상들은 북두칠성을 신성하게 여겨 신앙의 대상으로 삼기도 했다. ‘칠성단을 쌓고 칠성님께 비나이다‘의 그 '칠성'은 북두칠성을 일컫는 것이다. 특히 고구려인들은 자신들이 북두칠성의 자손, 곧 천손(天孫)으로 여기는 칠성신앙을 갖고 있었다. 그래서 왕릉이나 옛무덤 속 천장벽화에 북두칠성을 즐겨 그렸다. 북두칠성을 이루는 ​7개의 별은 모두 2등 내외의 밝은 별로, 예로부터 항해할 때 길잡이 별로 인류에게는 친근한 별들이다. 또한 됫박 끝의 두 별을 잇는 선분을 5배 연장하면 바로 북극성에 닿으므로, 두 별을 지극성(指極星)이라고 한다. 그런데 사실 북두칠성은 7개 별이 아니라 8개 별로, 북두팔성이라 불러야 마땅하다. 위 사진에서 자루 끝에서 두 번째 별을 자세히 보라. 미자르라는 이름의 별인데, 그 옆에 알코르라는 작은 별 하나가 더 붙어 있어 이중성을 이루고 있다. 그러나 두 별은 시선방향에서 붙어 보일 뿐, 사실은 1.1광년 이상 떨어져 있다. 이를 안시쌍성이라 한다. 알코르는 4등성이지만, 2등성 미자르에 딱 붙어 있는 이것을 보려면 시력이 1.5 이상 되어야 한다. 1.0의 경우에는 어렴풋이 보이고, 0.7 이하는 아예 볼 수 없다. 그래서 옛날 로마의 모병관들이 식민지 젊은이들에게 급료와 로마 시민권을 미끼로 군인을 뽑을 때 이 별을 시력 측정용으로 이용했다. 오늘밤에라도 바깥에 나가 북두칠성을 한번 바라보라. 미자르와 알코르가 떨어져 보이지 않고 하나로 보인다면 로마군 모병관은 당신을 바로 귀가조치시킬 것이다. 아르크투르스(Arcturus) 북두칠성의 손잡이 곡선을 한참 따라가다 보면 밝은 오렌지색 별 하나가 마중나온다. 그게 바로 목자자리의 알파 별 아르크투루스로, 하늘에서 세 번째로 밝은 별이다. 아르크투루스란 말은 '곰을 지키는 사람'이라는 뜻의 그리스 어다. 북두칠성을 꼬리로 달고 있는 큰 곰 뒤를 따라다니는 것처럼 보여 붙인 이름일 것이다. 아르크투르스는 정확히 -0.1등성으로 거리도 36광년이어서 태양과 비교적 가깝다. 하지만 크기는 태양 지름의 27배나 되고, 밝기는 태양의 약 100배나 된다. 이렇게 큰 항성을 '거성'이라 한다. 봄철 밤하늘에서 가장 찾기 쉬운 별자리인 목자자리의 아르크투루스, 처녀자리의 스피카, 사자자리의 데네볼라를 이어 만들어지는 삼각형을 ‘봄철의 대삼각형’이라 하고, 북두칠성 손잡이에서 아르크투루스, 스피카로 이어지는 곡선을 '봄의 대곡선'이라 한다. 이 정도만 알고 있어도 봄의 밤하늘을 자녀들에게 설명하는 데 어려움이 없을 것이다. 스피카(Spica) 봄철 대삼각형의 한 꼭지점을 이루는 1등성 스피카는 처녀자리의 알파 별이다. 스피카는 '곡물의 이삭'이라는 라틴 어인데, 여신이 손에 든 빛나는 보리 이삭이 스피카다. 이 별이 나타나면 파종 때가 가까워진 것이므로 농사와 매우 밀접한 관계가 있다. ​밤하늘에서 15번째로 밝은 별인 스피카는 한 별이 아니라 동반성을 가진 쌍성이다. 서로의 둘레를 4일마다 한 바퀴씩 공전하며, 주성과 동반성의 질량은 각각 태양의 9.4배와 6배이고, 거리는 260광년이다. 이 별이 유명한 것은 청초한 처녀처럼 맑고 푸른빛을 내는 이유도 있지만, 지구의 세차운동을 가르쳐준 것이 가장 큰 이유다. 별의 등급을 최초로 정했던 히파르코스가 지구의 세차운동을 이 별로 인해 알게 되었고, 지동설의 코페르니쿠스도 세차운동에 관한 연구를 위해 스피카를 많이 관찰했다. 스피카는 초신성으로 일생을 마칠 것으로 예상하는 후보들 중 지구에서 가장 가까운 별이기도 하다. 또 하나 기억해야 할 것은 스피카가 알파 별인 처녀자리는 머리털자리와 함께 은하나 은하단이 많이 발견되는 곳이라는 점이다. 처녀자리 은하단은 200개 정도 은하가 한 무리가 된 거대한 은하단으로, 거리는 약 6,000만 광년이며, 초속 1,200km의 속도로 멀어져가고 있다. 센타우루스자리 알파별(Alpha Centauri) 센타우루스자리에서 가장 밝은 별인 -0.01등성으로, 밤하늘에서는 네 번째로 밝은 별이다. 맨눈으로는 하나로 보이지만 사실은 쌍성계로, 태양과 매우 비슷한 센타우루스자리 알파 A별, 태양보다 좀 가볍고 차가운 오렌지색 왜성인 센타우루스자리 알파 B별로 이루어져 있다. 2012년에 센타우루스자리 알파 B별 주위에서 지구 크기의 행성을 발견했지만, 너무 뜨거워 생명이 살 수 없다. 밤하늘에서 이들과 조금 떨어진 곳에 적색왜성 센타우루스자리 프록시마란 별이 있는데, 이 별이 태양에서 가장 가까운 별로 유명하다. 거리는 4.22광년이지만, 가장 빠른 우주선으로 달려도 약 8만 년 걸린다. 하지만 상대적으로 가까운 거리 때문에 이 별은 성간여행을 소재로 한 과학소설이나 비디오 게임들의 소재로 잘 쓰인다. 어쨌든 센타우루스자리 알파별은 인류가 성간여행을 현실화할 경우 가장 먼저 방문할 후보들 중 하나이다. 안타레스(Antares) 전갈자리의 알파 별로, 겉보기 등급으로 16번째로 밝은 별이다. 황도 근처에 있는 안타레스는 화성처럼 붉은빛을 띠기 때문에 전쟁의 신 이름이 붙은 '화성(아레스)의 경쟁자'라는 뜻을 갖고 있다. 적색 초거성인 안타레스는 스스로 변광하는 변광성으로, 밝을 때는 0.9등, 가장 어두울 때는 1.8등이며, 지름은 무려 태양의 700배에 이른다. 만약 안타레스를 태양 자리에다 끌어다 놓는다면 화성 궤도까지 집어삼킬 것이다. 다행히 안타레스는 지구에서 약 600광년이나 멀리 떨어져 있다. 안타레스는 한 개의 단독성이 아니라, 청백색의 안타레스 B를 동반성으로 거느리고 있다. 두 별 사이의 거리는 550AU(1AU는 태양-지구 간 거리)에 이른다. 안타레스를 가장 잘 관찰할 수 있는 시기는 안타레스가 태양의 반대편에 오는 5월 31일 전후다. 이 무렵의 안타레스는 저물녘에 떠서 새벽에 지므로 밤새 볼 수 있다. 태양으로 인해 이 별을 못 보는 시기는 북반구가 남반구보다 긴데, 그 이유는 안타레스의 위치가 천구적도의 아래에 있기 때문이다. 리겔(Rigel) 겨을철 마당에 나가 남녘 밤하늘을 보면 장구처럼 생긴 별자리가 금방 눈에 들어온다. 별자리의 왕자인 오리온자리다. 혼자서 그 귀한 1등성 2개를 차지하고 있기 때문이다. 오리온은 그리스 신화에 나오는 미남 사냥꾼 이름이란다. 이 사냥꾼의 허리띠를 이루고 있는 등간격의 삼성도 눈에 잘 띈다. 바로 그 아래에는 유명한 오리온 대성운이 있다. 리겔은 오리온자리의 베타 별로, 오리온자리 사변형의 우하(右下) 꼭짓점에 있다. 안시등급 0.08등, 거리 770광년, 푸른색 초거성이다. 아주 젊은 별로 나이가 1천만 년밖에 안된다. 크기는 태양 지름의 60배, 절대광도는 6만 배에 달하지만, 평균밀도는 물의 수천분의 1에 지나지 않는다. 이중성(二重星)으로, 6.8등성인 동반성이 있다. 리겔이란 아랍 어로 '거인의 왼발'이란 뜻이다. 리겔은 밝고 지구 어느 대양에서나 잘 보였기 때문에, 예로부터 중요한 항해별 중 하나였다. 카노푸스(Canopus) 용골자리의 알파 별인 카노푸스는 -0.7등으로 시리우스 다음으로 밝은 별이다. 거리는 310광년, 크기는 태양의 65배, 밝기는 태양의 13,600배다. 우리나라와 중국에서는 노인성, 수성으로 불리며, 인간을 수명을 관장하는 별로 여겨지고 있다. 옛 기록에 따르면, 남부 지역에서 이 별을 보았을 경우 나라에 고하도록 했으며, 매우 경사스러운 징조로 여겼다. 한국에서는 남쪽의 수평선 근처에서 매우 드물게 볼 수 있다. 서울에서는 지평선에서 약 1도 정도로, 거의 지평선에 걸쳐 있다. 원래는 붉은 별이 아니지만, 지평선 방향의 두꺼운 대기층에 의해 푸른 빛이 흡수되어 붉게 보인다. 이 별은 약 1만 2000년 뒤에는 남극성이 될 것이다. 우주선이 우주공간에서 항로를 잡을 때 기준으로 이용하는 이정표 별이기도 하다. 무엇보다 카노푸스를 보게 되면 오래 산다는 말도 있으므로, 제주도나 호주 같은 남녘으로 여행한다면 꼭 이 별을 놓치지 말고 보기 바란다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

7만 년 전 우리 태양계가 외계 별과 아주 가까이 조우했다는 사실이 새로운 연구결과 밝혀졌다고 영국 데일리메일이 19일(현지시간) 보도했다. 최근 발견된 이 별은 불과 0.8광년 거리에서 태양 옆을 스쳐 지나갔다. 이 별이 지나간 경로는 태양계를 멀리 둘러싸고 있는 오르트 구름 지역에 걸쳐져 있어, 사실상 태양계 가장자리를 가로질러간 셈이다. 이는 인류가 천문현상을 관측하기 시작한 이래 가장 가까운 거리를 통과한 항성으로 기록된다. 현재 태양에서 가장 가까운 별은 프록시마 센타우리로, 거리는 4.2광년이다. 따라서 7만 년 전 태양계를 스쳐지나간 외계 별은 이보다 5배나 가까운 거리에 있었던 셈이다. 숄츠라는 이름의 이 별은 태양계를 스쳐지난 후 빠른 속도로 멀어져가 지금은 20광년 거리에 있다. 천문학자들이 숄츠 별을 발견한 후 그 움직임을 추적해본 결과, 그 별이 7만 년 전 우리 태양계를 둘러싸고 있는 오르트 구름대를 통과했다는 사실을 밝혀냈다. 오르트 구름띠는 태양으로부터 약 70~10만AU(천문단위. 1AU는 태양-지구 간 거리) 떨어진 곳에서 태양계를 둘러싸고 있는 혜성 구름를 말한다. 먼지와 얼음이 띠 모양으로 결집돼 있는 오르트 구름은 장주기 혜성의 발원지다. 오르트 구름에서 먼지나 얼음이 서로 부딪혀 속도가 느려지면 태양계의 안으로 들어와 혜성이 되는 것이다. 연구를 이끈 로체스터 대학 에릭 마마젝 박사는 "숄츠 별이 오르트 구름을 통과하면서 태양계의 최외각 궤도를 도는 혜성 구름을 크게 어지럽히지는 않은 것 같다"고 밝혔다. 어쨌든 이번 연구로 미래에 어떤 별들이 우리 태양계로 접근해와 엄청난 충격을 줄 수 있는 가능성이 드러났다고 강조했다. 숄츠 별은 2014년 랄프-디터 숄츠에 의해 발견되었다. 주위의 별들과는 달리 특이한 움직임을 보인다는 사실이 밝혀지면서 미국과 유럽, 칠레, 남아프리카의 과학자들이 관측을 통해 별의 과거 경로를 면밀히 추적해왔다. 그 결과 숄츠가 지구로부터 빠른 속도로 멀어져가고 있으며, 7만 년 전에는 놀랄 만큼 가까운 거리를 지나갔다는 사실을 밝혀낸 것이다. 천문학자들은 공식 이름이 'WISE J072003.20-084651.2'인 숄츠 별이 태양으로부터 8조 km(0.8광년) 떨어진 거리를 지나갔다는 계산을 뽑아냈다. 이것은 태양에서 가장 가까운 거리에 있는 프록시마 센타우리까지의 거리 4.2광년에 비추어 볼 때 엄청 가까운 거리임을 알 수 있다. 그러나 너무나 어두운 별이라 구석기인들이 맨눈으로 그 별을 보기란 불가능했을 것이다. 쌍성계 숄츠 별의 주성인 적색거성은 태양 질량의 8%에 불과하며, 갈색왜성을 동반성으로 거느리고 있다. 갈색왜성이란 별이 되려다가 질량 부족으로 실패한 천체를 말한다. 숄츠 별은 이처럼 작은 항성계인만큼 사람이 맨눈으로 볼 수 있는 별의 밝기보다 50배나 흐릿했을 것으로 보인다. 하지만 때로는 잠시 밝게 빛날 때도 있어, 그 무렵 별을 좋아한 구석기인이 북두칠성 근처를 보다가 발견했을 가능성도 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

-러시아 연방 우주청 제작 동영상 공개 땅만 내려다보며 사는 사람들에겐 결코 알 수 없는 신비로움이 하늘에 가득하다. 우리 지구의 하늘에 해와 달이 뜨기 시작한 것은 46억 년 전이다. 인류는 오랜 기간 그런 해와 달만을 보아왔기 때문에 다른 상황을 상상한다는 게 쉬운 일이 아니다. 하지만 상상은 우리 삶을 풍요롭게 하는 것. 이번엔 러시아 사람들이 그런 우주적 상상을 맘껏 펼쳐본 동영상이 발표되어 우주 마니아들을 즐겁게 하고 있다. 이번 동영상은 개인이 만든 것이 아니라 무려 러시아 연방 우주청이 제작한 것이다. 이 놀라운 동영상에는 지구 밤하늘을 휘어잡고 있는 유명 스타들과 태양계 행성들이 지구 하늘에 총출동해 환상적인 풍경을 만들어내고 있다. 첫번째 동영상은 우리은하의 다른 별들을 태양 자리에 끌어다놓는다면 어떤 광경이 연출될 것인가를 여실히 보여주는 것이다. 오프닝 스타로는 알파 센타우리가 뽑혔다. 이 별은 남반구 하늘에서 가장 밝은 별의 하나로,지구에서 태양 다음으로 가장 가까운 별이다. 그러나 그 가깝다는 것이 실제로는 4.3광년(1광년은 빛이 1년 동안 가는 거리, 약 10조km)으로, 지구-태양 간 거리의 30만 배에 달한다. 이 거리는 가장 빠른 우주선으로 달리더라도 10만 년은 걸리는 거리다. 쌍성계를 이루고 있는 이 별을 태양 자리에다 놓는다면 지구 하늘에는 두 개의 태양이 빛나는 장관을 연출하게 될 것이다. 11AU(1AU는 지구-태양 간 거리) 떨어진 거리에 있는 동반성 알파 센타우리B는 서로의 질량 중심을 기준으로 80년을 1주기로 공전한다. 시리우스는 남북반구 하늘을 통틀어 가장 밝은 별이다. 지구에서 8.6광년 떨어져 있으며, 태양 질량의 2배나 되는 큰 별이다. 큰개자리의 알파별인 시리우스가 태양 자리에서 지구의 지평선 위로 떠오른다면 크기는 태양의 두 배로 보이며, 온 세상은 희고 푸른빛으로 온통 멱을 감게 될 것이다. 그리고 머지않아 지구 바다는 바짝 말라버리고 지구는 시커멓게 그슬려지고 말 것이다. 동영상은 목자자리의 오렌지색 알파별 아르크투루스가 지구 하늘을 가득 채우고 있는 풍경도 보여준다. 밤하늘에서 4번째로 밝은 이 별은 생애의 마지막 단계에 접어든 적색거성이다. 아르크투루스의 반지름은 태양의 26배 정도이며, 밝기는 태양의 110배 정도다. 마지막 별은 인류에게 너무나 친숙한 별인 북극성 폴라리스다. 거리는 430광년, 지름은 태양의 30배나 된다. 이것만 보아도 밤하늘에서 밝게 빛나는 별들은 거의가 태양보다 훨씬 큰 별이란 것을 알 수 있다. 러시아 연방 우주청은 제2부로 태양계 행성들을 달의 자리에다 끌어다놓을 때 연출되는 광경을 동영상에다 담았다. 여기 출연하는 행성들은 수성, 금성, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 그리고 지구로, 태양계 모든 행성들이 총동원되었다. 만약 목성과 통성 같은 큰 행성들이 지구 근처로 온다면 지구의 대기층은 삽시간에 파괴되고 우리 인류는 성치 못하게 될 것이다. 이 동영상을 본다면 행성들이 제자리를 지켜주게 한 우주의 신에게 감사하는 마음이 절로 들 것이다. (동영상 보기 http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2933687) 이광식 통신원 joand999@naver.com

화성에도 대기가 있지만, 지구 대기 밀도의 1%도 안 되는 데다 춥고 건조한 기후라서 크레이터가 지표면에 오랜 세월 보존된다. 화성 표면 지형에서 지구와 가장 큰 차이점이라고 하면 물이 없다는 것과 크레이터가 많다는 것을 고를 수 있을 것이다. 화성 표면의 무수히 많은 크레이터는 미국항공우주국(NASA)의 화성 탐사선인 MRO의 고해상도 카메라인 HiRISE를 통해서 대부분 상세하게 분석되어 있다. 이 중에는 화성의 역사에 대한 중요한 정보를 가진 것도 있지만, 과학자들을 미소 짓게 하는 것들도 있는데, 지금 소개하는 '삼둥이 크레이터'(Triple Crater) 역시 그런 경우다. 한 번에 태어난 세쌍둥이처럼, 적어도 세 개의 소행성이 한꺼번에 충돌해 형성된 이 크레이터는 화성에서도 드문 존재다. 사실 크레이터와 다른 크레이터가 서로 겹치는 경우는 그렇게 드물지 않다. 그러나 이 경우 먼저 생긴 크레이터 일부가 새롭게 생긴 온전한 크레이터에 의해 잘려나가게 된다. 위의 사진은 두 개의 큰 크레이터와 아래쪽에 작은 크레이터 하나가 동시에 생긴 모습으로 겹치기 크레이터는 하나도 없다. 과학자들은 이런 크레이터가 동시에 다수의 소행성이 충돌할 때 생긴다고 설명한다. 어떻게 그런 일이 가능할까? 크게 두 가지 경우를 생각할 수 있다. 첫 번째 경우는 소행성이 서로 간의 약한 중력으로 묶여서 서로의 주위를 공전하는 경우다. 이 경우 운이 좋으면 화성 대기를 통과하면서도 서로 멀리 떨어지지 않고 비슷한 위치에서 지표에 충돌할 수 있다. 두 번째 경우는 하나의 큰 소행성이 추락하던 도중 강력한 마찰과 중력을 이기지 못하고 몇 개로 쪼개지는 경우다. 이 경우에도 운이 좋으면 비슷한 위치에 충돌해 지표에 독특한 문양을 남길 수 있다. 삼둥이 크레이터를 분석한 과학자들은 첫 번째 경우와 두 번째 경우가 혼합해서 나타날 수 있다고 생각한다. 즉, 수백m 지름의 쌍성계 소행성이 화성에 충돌하던 중 하나가 분열되어 세 번째의 작은 파편을 만들었을 가능성이다. 화성의 경우 지구 중력은 3분의1 정도로 낮은 중력을 지니고 있고, 대기 밀도도 지구보다 희박해서 큰 소행성들이 지표까지 무사히 도달하는 가능성이 높다. 이 삼둥이 크레이터 역시 지구에서라면 더 작은 조각으로 산산조각이 나서 이런 모습을 만들기는 어려웠을 가능성이 높다. 물론 이는 우리에게 다행한 일이다. 우리는 그 고마움을 쉽게 인식하지 못하지만, 지구의 두꺼운 대기는 우리를 보호하는 중요한 역할을 한다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

아마추어 천체사진가가 슈퍼윈드 은하에서 초신성이 폭발하는 광경을 찍은 사진이 공개돼 화제를 모으고 있다고 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 14일(현지시간) 보도했다. 이 놀라운 사진은 지난 1월 2일 싱가포르의 아마추어 천체사진가 저스틴 엔지가 찍은 것이다. 'ASASSN-14lp'로 불리는 이 초신성은 지난 12월 초에 발견된 것으로, 폭발한 장소는 처녀자리에 있는 슈퍼윈드 은하로 불리는 NGC 4666 은하다. la형 초신성은 나선은하에 있는데, 처녀자리의 슈퍼윈드 은하는 지구에서 약 8000만 광년 떨어져 있다.저스틴은 이 초신성 사진을 2시간 노출로 찍었다고 밝혔다. la형 초신성은 보통 쌍성계의 백색왜성에 기원하는 것으로 생각되고 있다. 초신성은 태양보다 8배 이상 많은 질량의 별이 일생을 마칠 때 강력한 폭발로 생을 마감하는데, 이때 하늘에서 안 보이던 별이 보이는 것같이 생각되어져 초신성이라 불리는 것이다. 통계적으로 초신성은 한 은하에서 100년에 하나 정도 터지는 것으로 나와 있다. 우리 은하에서 가장 최근 터진 초신성은 '케플러 초신성'으로 1604년 뱀주인자리에서 폭발한 것이다. 대천문학자 요하네스 케플러(독일 천문학자, 1571 ∼ 1630)가 연구해서 유명해진 이 초신성이 폭발한 장소는 지구에서 약 2만 광년 정도 떨어진 뱀주인자리였다. 당시 케플러 초신성은 -2.5등급으로 밤하늘에서 금성을 제외한 나머지 행성들보다도 밝아 3주 이상 관측이 가능했다. 별의 등급을 나타내는 숫자는 낮을수록 밝은 별임을 뜻하며 사람의 맨눈으로 볼 수 있는 가장 어두운 별의 등급은 6.5등급 정도이다. 저스틴에 따르면, ASASSN-14lp 초신성은 발견 이후 계속 광도가 높아져왔으며 2014년 초신성 중 두번째로 밝은 초신성이 되었다고 한다. 한편 이번에 초신성이 발견된 NGC 4666 은하가 '슈퍼윈드'라는 별명을 얻은 것은 은하의 활동이 맹렬하여 가스 폭풍으로 수많은 별들을 탄생시키고 있기 때문이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

영화 '인터스텔라'의 블랙홀에 1000만 명이 빠져든 올해, 스크린이 아닌 실제 우주에서는 이보다 더 흥미로운 새로운 행성들이 무더기로 발견됐다. 올해 세계 천문학계를 강타한 새롭게 발견된 외계행성들을 정리해 봤다. 외계행성 715개 무더기 발견 지난 2월 미 항공우주국(NASA)은 케플러 우주 망원경을 통해 태양계 밖에서 715개의 행성을 무더기로 발견했다고 발표했다. NASA측은 이들 행성이 305개의 서로 다른 항성의 궤도를 돌고 있으며 한꺼번에 여러 개의 행성을 추적할 수 있는 새로운 기법을 활용했기 때문에 향후 더욱 자주 새 행성을 발견할 수 있을 것으로 기대했다. 지구와 가장 유사한 슈퍼지구 케플러-186f 발견 NASA 측은 지난 4월 케플러 우주망원경을 이용해 지구에서 약 500광년 떨어진 '케플러-186f'를 발견했다고 발표했다. 지름이 약 1만 4000㎞로 지구와 유사한 크기인 이 행성은 덥지도 춥지도 않아 인간이 거주하기에 적당한 것으로 추정된다. 특히 NASA 측은 지구와 유사하게 행성의 표면이 물과 암석으로 구성됐을 것으로 보고있다. 　 　 고질라 지구 '케플러-10c' 발견 지난 6월 미 하버드-스미스소니언 천체물리연구소는 지구에서 560광년 떨어진 곳에서 '고질라 지구’(the Godzilla of Earths)를 발견했다고 밝혔다. ‘케플러-10c’ 로 명명된 이 행성에 고질라라는 특이한 이름이 붙은 것은 지구와 같은 바위형 행성임에도 지구보다 17배나 무겁기 때문이다. 용자리에서 관측된 이 행성은 태양과 유사한 항성 주변을 돌고 있으며 공전 주기는 45일이다. 지구와 비교적 가까운 슈퍼지구 ‘캅테인 B' 미국 카네기 연구소 측은 지난 6월 국제 학술지인 ‘영국왕립천문학회월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 지구에서 13광년 떨어져있는 ‘캅테인 B'Kapteyn B)가 가장 ‘슈퍼지구’에 근접한 행성이라는 연구결과를 발표했다. 캅테인B는 태양계로부터 25번째로 가까운 외계 행성으로 캅테인 항성계의 구성 행성 중 하나다. 캅테인 항성계는 거대 오메가 센타우리 성단에서 파생된 적색왜성에 기원을 두고 있는 것으로 파악된다. '제2의 지구' 행성 '글리제 832c' 발견　 호주 뉴사우스웨일스 대학을 주축으로 구성된 다국적 천문조사팀은 지난 6월 지구에서 16광년 떨어진 곳에서 행성 글리제 832c(Gliese 832c)를 발견했다. 이 글리제 832c는 지구질량의 5배 규모로 대기와 물이 존재할 가능성이 유력한 제2의 지구, 즉 ‘슈퍼지구’로 확인됐다. 쌍성계 지구형 행성 ‘OGLE-2013-BLG-0341LBb’ 발견 지난 7월 충북대 천체물리연구소 한정호 교수 연구팀은 우리 은하 중심부로부터 2만 광년 떨어진 곳에서 쌍성계의 지구형 행성 ‘OGLE-2013-BLG-0341LBb’를 발견했다는 연구결과를 학술지 사이언스에 발표했다. 과거 발견된 대부분의 외계행성이 지구보다 훨씬 무거운 행성인데 반해 이 행성은 지구의 2배 정도에 불과한 작은 질량의 행성인 것으로 밝혀졌다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

올 한해도 여러 인연의 고리들이 새로 엮이기도 하고 소멸되기도 했을 것이다. 아름다운 인연으로 인생의 동반자, 진실한 우정, 사랑스런 혈육을 만나기도 했을 것이고, 마음의 준비도 없이 겪은 여러 형태의 가슴 아픈 이별의 순간도 있었으리라. 여기 별들의 세계에서도 그러한 인연의 고리들이 존재하는 것이 아닐까. 우주에는 태양처럼 단독으로 존재하는 별도 있지만 사실 두 별이 서로의 질량 중심을 공전하는 형태의 쌍성들이 매우 흔하다. 이렇게 두 개, 혹은 그 이상의 별이 서로 같이 공존하는 경우는 대개 같은 장소에서 같이 생성된 경우들이 많다. 마치 운명처럼 말이다. 최근 천문학자들은 세계에서 가장 강력한 전파 망원경인 ALMA(tacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해서 지구에서 460광년 떨어진 아기 별인 L1551 NE를 관측했다. 이 원시별(protostar)은 태양질량의 0.67배 정도인 것과 태양질량의 0.13배 정도 되는 것 두 개가 서로 쌍성계 시스템을 구성하고 있다. 마치 모포로 감싼 아기처럼 이 아기별들은 가스와 먼지에 둘러싸여 있다. 가스가 뭉쳐 새로운 별이 탄생하는 만큼, 새롭게 태어나는 별의 탄생 장소는 안개 같은 짙은 가스가 둘러싸는 것이 보통이다. 따라서 지구에서 관측했을 때, 가시광선 영역에서는 그 정체를 쉽게 파악할 수 없다. 대신 서브 밀리미터 파장에서 관측할 수 있다. 이 파장의 전자기파는 먼지와 가스를 뚫고 나오기 좋기 때문이다. 천문학자 타카쿠와 시게히사(Shigehisa Takakuwa)와 그의 동료들은 ALMA를 이용한 0.9mm 파장 영역의 관측을 통해 두 원시별과 주변의 가스의 모습을 생생하게 포착했다. 그리고 이 결과를 슈퍼컴퓨터인 ATERUI를 통해 분석해서 더 선명하게 주변 모습을 포착했다. 이 이미지는 기존의 서브 밀리미터 관측 이미지보다 1.6배 해상도가 높고 6배 정도 민감도가 높은 것이라고 한다. 그 결과 두 개의 원시별은 145 AU(약 217억km) 떨어진 위치에서 서로를 공전하고 있으며, 그 주변에는 반지름 300 AU(약 450억km)에 달하는 거대한 나선 가스 소용돌이가 형성되어 있었다. 이 가스는 중력에 의해 끌어당겨져 내부에 별로 흡수되는 것으로 보인다고 한다. 아직은 형성 중인 별이지만 시간이 흐르고 나면 완전히 성장해 주변의 가스는 대부분 흡수되거나 흩어져 버릴 것이다. 그 후에는 두 개의 별이 공전하는 모습이 광학 망원경을 통해서도 관측될 수 있다. 앞으로 이 두 별은 100억 년 이상의 시간을 같이 보내게 될 가능성이 높다. 질량이 큰 별도 태양 질량보다 작은 만큼 주변의 가스를 좀 더 흡수한다 해도 100억 년 이상 흘러야 백색 왜성으로 최후를 맞이하게 될 가능성이 높다. 작은 별의 경우 적색 왜성이라는 아주 어둡고 극도로 긴 수명을 가진 별이 될 공산이 크다. 어쨌든 이 두 아기별도 인간처럼 생로병사의 모든 과정을 오랜시간 함께 거친뒤 또다시 우주라는, 자연이라는 거대한 엄마의 품속으로 다시 돌아갈 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com 　

우주에는 태양처럼 단독으로 존재하는 별도 있지만 사실 두 별이 서로의 질량 중심을 공전하는 형태의 쌍성들이 매우 흔하다. 이렇게 두 개, 혹은 그 이상의 별이 서로 같이 공존하는 경우는 대개 같은 장소에서 같이 생성된 경우들이 많다. 최근 천문학자들은 세계에서 가장 강력한 전파 망원경인 ALMA(tacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해서 지구에서 460광년 떨어진 아기 별인 L1551 NE를 관측했다. 이 원시별(protostar)은 태양질량의 0.67배 정도인 것과 태양질량의 0.13배 정도 되는 것 두 개가 서로 쌍성계 시스템을 구성하고 있다. 마치 모포로 감싼 아기처럼 이 아기별들은 가스와 먼지에 둘러싸여 있다. 가스가 뭉쳐 새로운 별이 탄생하는 만큼, 새롭게 태어나는 별의 탄생 장소는 안개 같은 짙은 가스가 둘러싸는 것이 보통이다. 따라서 지구에서 관측했을 때, 가시광선 영역에서는 그 정체를 쉽게 파악할 수 없다. 대신 서브 밀리미터 파장에서 관측할 수 있다. 이 파장의 전자기파는 먼지와 가스를 뚫고 나오기 좋기 때문이다. 천문학자 타카쿠와 시게히사(Shigehisa Takakuwa)와 그의 동료들은 ALMA를 이용한 0.9mm 파장 영역의 관측을 통해 두 원시별과 주변의 가스의 모습을 생생하게 포착했다. 그리고 이 결과를 슈퍼컴퓨터인 ATERUI를 통해 분석해서 더 선명하게 주변 모습을 포착했다. 이 이미지는 기존의 서브 밀리미터 관측 이미지보다 1.6배 해상도가 높고 6배 정도 민감도가 높은 것이라고 한다. 그 결과 두 개의 원시별은 145 AU(약 217억km) 떨어진 위치에서 서로를 공전하고 있으며, 그 주변에는 반지름 300 AU(약 450억km)에 달하는 거대한 나선 가스 소용돌이가 형성되어 있었다. 이 가스는 중력에 의해 끌어당겨져 내부에 별로 흡수되는 것으로 보인다고 한다. 아직은 형성 중인 별이지만 시간이 흐르고 나면 완전히 성장해 주변의 가스는 대부분 흡수되거나 흩어져 버릴 것이다. 그 후에는 두 개의 별이 공전하는 모습이 광학 망원경을 통해서도 관측될 수 있다. 앞으로 이 두 별은 100억 년 이상의 시간을 같이 보내게 될 가능성이 높다. 질량이 큰 별도 태양 질량보다 작은 만큼 주변의 가스를 좀 더 흡수한다 해도 100억 년 이상 흘러야 백색 왜성으로 최후를 맞이하게 될 가능성이 높다. 작은 별의 경우 적색 왜성이라는 아주 어둡고 극도로 긴 수명을 가진 별이 될 공산이 크다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com 　

거대한 두 별이 ‘합체’하는 보기 드문 천문 현상이 포착됐다. 스페인 알리칸테대 등 국제 연구팀이 지구로부터 약 1만 3000광년 떨어진 ‘알리칸테 1’이라는 작은 개방 성단 내 ‘기린자리 MY’(MY Camelopardalis)라는 쌍성계를 관측한 결과, 항성계 내 두 별이 서로 병합 중인 것을 확인했다. 이는 스페인 칼라르 알토 천문대의 2.2m 천체망원경을 사용한 관측으로 확인됐으며 두 별의 온도와 형태도 알 수 있었다. 홀로 존재하는 우리 태양과 달리, 은하에는 두 별이 서로 영향을 주는 쌍성계나 그 이상인 다중성계가 훨씬 더 많다. 현재 기린자리 MY 속에 있는 두 별은 서로 시속 100만 km의 속도로 공전하고 있어 공전 주기는 1.2일 정도 된다. 두 별의 생성 시기는 200만 년 이하로 추정되며 각 별의 반지름은 우리 지구보다 약 700배 이상 크지만 자전 주기는 거의 같다. 질량은 각각 우리 태양의 38배, 32배 정도 된다. 이는 두 별의 외기권이 이미 맞닿아 서로 교류 상태에 있을 정도로 매우 가깝기 때문이라고 연구팀은 말한다. 두 별은 결국 하나의 별로 병합할 것이라고 이들은 믿고 있다. 연구팀에 따르면 두 별의 병합으로 생성된 초거대 별의 질량은 최소 태양보다 60배 정도 클 것으로 추정된다. 이런 별의 병합 과정에서는 막대한 양의 에너지가 빠르고 폭발적으로 방출될 수도 있다고 한다. 따라서 극초거성이 되지 않더라도 천문학자들은 이런 쌍성계의 병합이 극도로 거대한 별들의 형성 과정을 더 잘 설명할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 극초거성의 질량은 태양의 100배 이상으로 무거우며 에너지는 수백에서 수천 배에 달하는 것으로 예상된다. 이처럼 극도로 큰 별은 초기 우주에서는 일반적으로 존재했으나 오늘날 우주에서는 극히 드물다고 천문학자들은 설명했다. 한편 이번 관측결과는 ‘천문학 & 천체 물리학 저널’(the journal Astronomy & Astrophysics) 최신호에 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

알마 전파망원경이 천문학계에서 가장 유명한 적색거성 중 하나인 ‘미라’(Mira)의 은밀한 사생활을 캐냈다고 유럽의 천문학자들이 지난달 28일(현지시간) 밝혔다. 국제 천문학 연구진은 칠레에 있는 알마 망원경을 사용해 고래자리의 변광성인 미라를 둘러싼 성운의 모습을 관측해냈다. 미라별은 미라 A와 미라 B라는 두 별이 서로 역학적 관계를 갖고 공전하는 쌍성계로, 지구로부터 약 400광년 떨어진 곳에 있다 미라 A는 늙은 별이며, 이 별에서 천천히 분출하는 가스 즉 항성풍에 의해 주변의 성운이 천천히 밀려나고 있다. 반면 미라 B는 별의 일생을 마친 뒤에 남겨진 별의 중심 즉 백색왜성으로 여겨지며 격렬하게 빠른 항성풍을 터뜨리고 있다고 한다. 두 별의 거리는 태양에서 해왕성까지의 약 두 배에 달하는 먼 거리에 떨어져 있지만, 이들은 오랫동안 서로 강하게 영향을 미치고 있다. 이번 새로운 관측으로 두 별에서 항성풍이 아름답고 복잡한 성운을 일으키고 있는 것으로 밝혀졌다. 중심부의 하트 모양의 구멍 구조는 미라 A에서 부드럽게 흘러나온 가스 안으로 미라 B의 활발한 항성풍이 불어 형성된 것으로 여겨진다. 이 하트 모양은 지난 400여 년 간에 걸쳐 생긴 것으로 추정되며, 그 외측 가스는 두 별이 긴 시간을 들여 만들어온 성운임을 말해주고 있다. 지금까지 여러 망원경이 밝혀온 바와 같이 늙은 별 혹은 죽어가는 별 중에는 신기한 모양을 한 것이 많이 있다. 하지만 이런 별이 태양처럼 ‘솔로’인지 아니면 미라처럼 ‘커플’인지 명확하지 않은 경우도 있다. 천문학자들은 미라형 별을 관찰함으로써 홀로인 별과 짝을 이루는 별 사이에서 가스분출 방식이 어떻게 다른지, 은하계 전체 환경에 미치는 영향이 어떻게 다른지를 확인할 수 있다고 설명한다. 사진=ESO 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리 은하 중심의 거대 블랙홀로 향하는 것으로 보였던 가스 구름이 그 ‘괴물의 입’에 삼켜지지 않고 살아남은 것으로 관측됐다. 최신 연구에 따르면 가스 구름으로 생각됐던 천체 ‘G2’는 사실 외층 대기가 팽창한 거대 별로, 중력은 거대 블랙홀을 떨쳐낼 만큼 강력하다. 연구 공동저자인 UCLA(캘리포니아대학 로스앤젤레스캠퍼스)의 안드레아 게즈 교수는 “단순한 가스 구름이라면 블랙홀의 중력장에 대항할 수 있을 정도의 질량은 생각할 수 없다”고 말했다. 거의 모든 은하에는 적어도 하나의 초질량 블랙홀이 숨어있으리라 생각된다. 은하계 중심의 ‘궁수자리 A별’(Sagittarius A*)도 마찬가지. 이 천체는 태양보다 430만 배 이상의 질량을 지닌 블랙홀로 여겨진다. 이런 거대 블랙홀이 주변의 가스 구름을 ‘삼키고 찢어버리는’ 메커니즘은 은하 형성에 일정한 역할을 하고 있다고 볼 수 있다. 천문학자들은 지난 3월 G2가 이 블랙홀에 가장 가까이 접근했을 때를 주목했다. ◆ 쌍성계 가능성 하지만 G2의 정체는 아직 분명하지 않다. 게즈 교수팀은 이전부터 단순한 가스 구름이라는 가설에는 회의적이었는데 이 궁수자리 A별의 강력한 중력장은 장기간 존재할 수 없는 것이라고 주장하고 있다. 게즈 교수는 “G2의 발견 직전에 가스 구름이 형성됐다고 생각할 수는 있지만, 우연치고는 너무 작위적”이라고 말했다. G2가 블랙홀에 가장 접근한 시점에서 그 의혹은 강해졌다. 미국 하와이에 있는 W. M. 켁 천문대와 다른 관측 이미지를 통해 G2는 삼켜지지 않고 머물고 있다는 사실이 밝혀졌다. 게즈 교수팀은 “실제로는 (이전과) 별 차이 없다”는 결론에 도달했다. 이에 대해 게즈 교수는 “꺼림칙한 점이 하나 남아 있다. 별로서는 상당히 변화하고 있다”면서 “질량은 태양 2배 정도에 불과하지만 크기는 100배 안팎으로 예상을 초과하고 있다”고 설명했다. 논의 끝에 두 개의 작은 별이 합체해 G2가 형성됐다고 생각하면 앞뒤가 맞는다고 한다. 게즈 교수는 “많은 별이 연속성계를 구성하고 있는 사실은 200여 년 전에 발견됐다. 블랙홀 근처의 쌍성에서는 합병이 자주 일어날 것”이라고 설명했다. ◆ 시가형으로 성장? 독일 막스플랑크 천체물리학연구소의 스테판 길레센 교수팀은 이번 라이벌의 해설에 이의를 제기하고 있다. 2011년 칠레 초거대 망원경(VLT)로 G2를 처음 발견한 것은 길레센 교수팀이었다. 길레센 교수는 “블랙홀 중력의 영향으로 시가형으로 뻗은 가스 구름을 생각해도 의문점은 없다. 관측 각도에서 뻗어있는 모습은 확인할 수 없지만 블랙홀에 접근해 탄생한 것은 고밀도 가스 구름으로 보이며 밀도가 높으면 붕괴되지 않을 수도 있다”고 설명했다. 미 하버드대학의 천문학과장 에이브러햄 로브 교수는 “두 시나리오 중 어느 것이 맞는지 아직 모르겠다. 두 팀은 오랜 경쟁 관계로 의견이 일치하는 것은 드물다”고 밝혔다. 로브 교수 역시 G2를 연구하고 있지만, 두 팀과는 모두 거리를 두고 있다. 그는 “진실은 하나다. 어느 쪽 해석이 옳은 것인지 언젠가 밝혀질 것”이라면서 “어쨌든 G2와 거대 블랙홀의 ‘춤’추는 모습은 좀처럼 보기 드문 것”이라고 말했다. 이어 “물리학자들은 실험을 통해 아이디어를 시도할 수 있지만, 천문학자들은 자연의 섭리를 받아들일 수밖에 없다”고 덧붙였다. 한편 이번 연구성과는 ‘천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 온라인판 11월 3일 자로 게재됐다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

한 쌍의 별이 서로 영향을 주는 항성계인 쌍성계. 우리 은하에 있는 별 중 절반 이상이 이런 쌍성계를 이루고 있으며 일각에서는 우리 태양도 쌍성이라는 가설을 주장하기도 한다.　그런데 이런 쌍성계에서 행성 탄생에 관여하는 고리 형태의 가스 흐름에 관한 존재가 세계 최대 전파망원경인 알마(ALMA)의 관측으로 규명돼 학계가 주목하고 있다. 프랑스 국립과학연구소(CNRS)와 보르도천체물리학연구소(LAB) 연구팀이 알마 망원경으로 황소자리 GG 별 A(GG Tau-A)라는 항성 주위의 가스와 먼지의 분포를 조사했다. 이 천체는 태어난지 수백만 년밖에 되지 않은 젊은 항성으로, 황소자리 방향으로 지구로부터 약 460광년 거리에 있다. 이 천체는 황소자리 GG 별 Aa(GG Tau-Aa)와 GG 별 Ab(GG Tau-Ab)로 이뤄진 쌍성이다. 이 쌍성계를 둘러싼 형태로 큰 고리가 있으며 황소자리 GG 별 Aa 주위에 작은 고리가 존재한다. 이 작은 고리에는 목성과 같은 정도의 질량 밖에 없어 고리의 물질이 황소자리 GG 별 Aa로 계속 빨려 들어가고 있지만 이 고리가 안정하게 유지되는 것은 큰 의문이었다. 알마 망원경으로 황소자리 GG 별 A를 관측한 결과, 이 두 고리 사이에서 가스 덩어리가 발견됐다. 공개된 이미지는 외부 고리로부터 내부 고리를 향해 가스가 흘러들어가고 있는 것을 보여준다. 따라서 이 고리는 이른바 ‘생명의 고리’라고도 할 수 있다. 연구를 이끈 안느 듀트리 박사는 “외부 고리로부터 내부 고리에 가스가 흘러들어가는 모습은 컴퓨터 시뮬레이션으로 예측되고 있었지만 실제로는 관찰되지 않았었다”면서 “이번 관측으로 예측된 가스가 확실하게 존재하는 것을 알 수 있었다”고 말했다. 이를 두고 듀트리 박사는 황소자리 GG 별 Aa 주위의 작은 고리가 마치 외부 고리에 ‘미끼’를 던지는 것 같다고 말하고 있다. 또 그는 “이번 관측으로 외부 고리 덕분에 내부 고리가 장기간 존재할 수 있는 것을 알 수 있었다”면서 “이는 내부 고리에서 행성이 형성됨을 나타내는 중요한 성과이다”고 말했다. 행성은 별이 생성된 뒤에 남겨진 물질이 모여 탄생한다. 행성 탄생은 수천만 년의 시간이 걸리는 것으로 여겨지므로 별 주위의 고리가 그만큼의 기간 동안 안정적으로 존재해야 그 속에서 행성이 태어날 수 있다는 것이다. 이번 발견과 같이 외부 고리에서 내부 고리로 물질이 공급되는 것이 다른 다중성계에서도 보편적으로 일어나고 있는 현상이라면 지금까지 생각했던 것보다 훨씬 많은 장소에서 행성이 탄생할 수 있다고 한다. 현재 외계행성을 찾기 위한 움직임이 활발하게 진행되고 있다. 그 역사를 되돌아보면 외계행성 탐사는 우선 태양처럼 단독 별 주위에서 시작됐다. 지금까지의 연구에서는 다중성계를 도는 목성형의 거대 가스행성이 많이 발견되고 있다. 또 다중성계를 이루는 개별 별 주위에 행성이 존재할 가능성이 논의되고 있다. 이번 알마 망원경의 관측결과는 그런 행성이 존재할 가능성이 높다는 것을 나타내고 있어 외계행성 사냥꾼들에게 새로운 ‘사냥터’를 개방하는 결과라고 할 수 있다. 공동 연구자인 엠마누엘 드폴코는 “별의 절반 이상이 쌍성으로 태어난다. 즉 이번 발견은 우주에 존재하는 많은 별 주위에 행성 형성 과정을 적용할 수 있는 것”이라면서 “행성 형성을 포괄적으로 이해하기 위한 매우 중요한 단계”라고 말했다. 한편 이번 연구성과는 세계적인 학술지 네이처 30일 자로 게재됐다. 사진=ESO/L. Calçada 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

푸르스름한 빛을 내는 신비의 행성 천왕성과 똑닮은 행성이 새롭게 발견됐다. 최근 미국 오하이오 주립대 연구팀은 지구에서 2만 5000광년 떨어진 쌍성계(OGLE-2008-BLG-092L)에서 우리의 천왕성과 닮은 행성을 발견했다고 발표했다. 천왕성의 4배 크기인 이 행성이 특별한 이유는 얼음형으로 추정된다는 점과 태양과 천왕성의 거리와 비슷한 거리의 별을 공전 중이기 때문이다. 우리 태양계에는 지구와 같은 암석형과 목성과 같은 가스형, 그리고 천왕성과 해왕성 같은 얼음형이 존재한다. 지금까지 학자들이 풀지못한 숙제 중 하나는 우리 태양계에서 얼음형으로 분류되는 천왕성과 해왕성의 생성 과정과 왜 멀고 먼 태양계 끝자락에 위치해 있느냐는 점이었다. 그 대답의 힌트가 될 단서들이 이번 연구팀의 발견으로 일부 드러났다. 먼저 쌍성계 속에 위치한 이 행성은 우리 태양 질량의 2/3 만한 별 주위를 돌고있으며 1/6 만한 별의 영향도 동시에 받고있다. 그러나 천왕성이 태양을 돌듯 이 행성 역시 제 1 별을 천왕성의 궤도와 비슷하게 돌고있다. 연구를 이끈 앤드류 굴드 교수는 "태초에 천왕성과 해왕성은 지금보다 훨씬 태양과 가까운 위치에서 생성됐을 것"이라면서 "그러나 목성과 토성의 힘으로 태양계 끝자락으로 멀리 밀려난 것"이라고 설명했다. 이어 "이번에 발견된 행성 역시 목성과 토성 역할을 한 제 2 별의 영향으로 지금과 같은 거리로 밀려났을 것"이라고 덧붙였다. 한편 이번에 발견된 행성을 포함, 천왕성이 푸르게 보이는 이유는 그 대기의 특징 때문이다. 천왕성의 대기는 태양빛의 적색 파장은 흡수하는 반면 청색과 녹색의 파장들은 상당량 반사한다. 이번 연구결과는 국제학술지인 ‘천체물리학회지’(The Astrophysical Journal) 최신호에 발표됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우주공간에 나타난 ‘거대 나비’를 연상시키는 성운의 모습이 공개돼 화제를 모으고 있다. 영국 과학전문매체 피조그닷컴(Phys.org)은 허블우주망원경이 촬영한 신비로운 나비모양 성운 사진을 13일(현지시간) 공개했다. 끝없이 광대한 우주공간 한 복판에 아름다운 나비 한 마리가 날개를 활짝 펴고 있다. 붉은 색 무늬가 인상적인 이 거대 나비모양의 성운은 금방이라도 우주 공간 너머로 날아갈 것 같은 생생함이 인상적이다. 어떻게 보면, 적색·갈색·황색 빛깔이 절묘하게 조합된 아름다운 날개를 갖고 있으며 국내에서도 찾아볼 수 있는 들신선나비(Nymphalis xanthomelas)를 연상시키기도 한다. NGC 6302는 독특한 형태 때문에 ‘나비 성운(Butterfly Nebula)’ 또는 ‘곤충 성운(Bug Nebula)’ 등 다양한 별명을 갖고 있다. NASA(미 항공 우주국)와 함께 허블우주망원경을 공동 관리 중이며 해당 사진을 공개한 ESA(유럽 우주국) 측에 따르면, NGC 6302는 행성상 성운 중에서도 양극성운(bipolar nebula)에 속하는데 이는 쌍성계, 다중성계 항성들이 함께 수명이 다했거나 질량이 큰 거대 항성이 죽음을 맞이할 때만 형성되는 특이 성운이다. 특히 NGC 6302는 우리 태양의 5배에 달하는 거대항성이 백색왜성으로 진화하는 과정에서 질량을 대규모로 방출해 형성된 사례다. 사진=NASA/ESA/Hubble SM4 ERO Team 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

“마치 범죄현장에 숨어있던 도둑을 찾아낸 듯하다” 초신성 잔해 속에서 희미하게 빛나는 별을 찾아낸 미국 UC버클리 연구팀에 속한 알렉스 필리펜코 UC버클리 교수는 위와 같이 말한다. 이는 ‘도둑’으로 지목된 짝별 이른바 동반성이 쌍성계를 이루고 있던 초신성 폭발 전 천체인 주성으로부터 대량의 수소를 훔쳤기 때문. 연구팀은 미국항공우주국(NASA, 이하 나사)의 허블 우주망원경으로 관측한 자외선 데이터와 지상의 망원경으로 관측한 가시광선 데이터를 합성해 지금까지 존재할 것으로만 예측돼왔던 짝별의 연속 스펙트럼과 일치하는 것을 확인했다. 이는 초신성 잔해 뒤편에 짝별이 존재함을 입증한 것이다. 지금으로부터 21년 전인 1993년 발견된 초신성 SN 1993J는 10등성의 밝기를 갖고 있고 비교적 지구와 가까운 약 1100만 광년 거리에 있는 것은 물론 그 특성이 ‘IIb형’이라는 희귀 특성으로 분류돼 천문학자들의 주목을 받아왔다. 일반적으로 초신성은 폭발 후 관찰되는 빛의 분석과 밝기의 변화 등에 따라 수소선이 없는 I형과 수소선이 존재하는 II형으로 크게 분류되며 I형은 다시 Ia나 Ib 및 Ic형으로 분류되고 II형은 II-P/L/N형이나 IIb형으로 분류된다. 이런 차이는 폭발 전에 천체의 성질이나 폭발에 이르는 과정에 따라 생기는 것으로 예측되고 있다. 특히 IIb형 초신성은 원래의 천체가 쌍성을 이루는 동반성이 존재하는 경우와 홀로 존재하는 경우에서 볼 수 있는 모든 특성이 있지만 연료가 되는 수소가 적은 것이 특징 중 하나다. 이런 특성 때문에 IIb형 초신성은 “폭발 전의 천체가 짝별의 영향으로 외층의 수소를 대량으로 빼앗겼다”는 이론이 제기돼 왔다. 이런 모델을 뒷받침하는 증거로 초신성 SN 1993J으로부터 동반성을 찾기 위한 탐색이 이뤄져 왔지만, 초신성 잔해에 남은 잔광보다 동반성의 빛의 세기가 약해 21년이 지난 끝에서야 발견된 것이라고 연구를 이끈 오리 폭스 UC버클리 박사후연구원은 설명했다. 한편 이번 연구성과는 천체물리학저널(ApJ: Astrophysical Journal) 7월 20일 자로 게재됐다. 사진=NASA, ESA, STScI 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

영화 ‘스타워즈’ 속 주인공 루크 스카이워커가 살던 외계 행성이 있다. 바로 태양이 두개 뜨는 행성 ‘타투인’이다. 최근 미국 서던 코네티컷 주립 대학교 연구팀은 기묘한 모습의 타투인 행성이 전체 외계행성의 50%에 달할 수 있다는 연구결과를 발표했다. 그간 학계에서는 태양이 2개 뜨는 행성, 심지어 3개 뜨는 행성도 우주에 많다는 사실을 밝혀낸 바 있다. 그러나 이번 연구팀은 이보다 한술 더 떠 쌍성계 행성이 행성의 50%에 달할만큼 우주에 흔하디 흔하다는 주장을 내놨다. 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 케플러 우주망원경이 촬영한 이미지를 바탕으로 연구를 진행해 이같은 결과를 예측해 냈다. 쌍성 행성를 찾아낼 수 있는 것은 케플러 우주망원경 덕분이다. 케플러 우주망원경은 별 주위를 돌던 행성이 그 앞을 지날 때 잠시 빛에 가려져 어두워지는 순간을 잡아낸다. 이를 토대로 학자들은 외계 행성의 존재와 크기 및 질량을 짐작한다.서던 코네티컷 연구팀은 이 어두워지는 정도를 분석해 쌍성계의 유무를 파악했으며 이 비율로 전 우주에 50%에 달할 것이라는 추측을 내놨다. 연구를 이끈 엘리어트 호르히 박사는 “일반적인 예상보다 쌍성계 행성이 훨씬 많다는 것은 매우 흥미로운 일”이라면서 “아마 하나의 태양이 지면 다른 태양이 떠오르는 현상이 발생할 것”이라고 밝혔다. 이어 “두개의 태양이 그 행성에 어떤 영향을 미칠지는 아직 알 수 없다”고 덧붙였다. 한편 이같은 의문에 대한 연구는 지난해 발표된 바 있다. 뉴 멕시코 주립대 연구팀은 “2개의 태양을 가진 행성이 오히려 1개의 태양을 가진 행성보다 생명체가 있을 가능성이 높다”는 연구결과를 발표했었다. 이 논문의 제 1 저자인 조니 클라크 박사는 “2개의 태양은 훌륭한 결혼 관계와도 같다” 면서 “두개의 태양이 서로 영향을 미쳐 행성을 위협하는 태양풍(solar winds·태양으로부터 흘러나오는 플라즈마의 흐름)을 오히려 줄여주는 역할을 한다”고 주장했다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

일반적으로 행성은 태양 주위를 일정한 모습으로 공전하다. 그러나 넓고 넓은 우주에 모든 행성들이 꼭 이같은 모습은 아닌 것 같다. 최근 미국 스워스모어 칼리지등 국제 천문학 연구팀은 칠레 ALMA 전파망원경으로 관측한 황소자리에 위치한 HK Tauri 속 2개의 어린 별 모습을 공개했다. 지구에서 대략 450광년 떨어진 곳에서 위치한 이 두개의 별은 나이가 500만 년이 채 안됐을 정도로 어리다. 마치 두개의 별이 인접한 듯 보이지만 실제로는 태양에서 해왕성 거리의 13배인 무려 580억 km 정도 서로 떨어져 있다. 이번에 공동 연구팀이 밝혀낸 것은 두 어린 태양 주위를 공전하는 원시 행성 디스크의 특이한 움직임이다. 우주 먼지와 가스로 이루어진 이 디스크는 별의 주위를 돌며 성장해 결국 완전한 행성이 된다. 재미있는 점은 이번에 발견된 이 원시 행성들이 두 별의 주위를 비딱하게 기울어진 형태로 불규칙하게 공전한다는 것. 마치 방황하는 청소년 같은 이 원시 행성의 ‘탈선’(?)은 쌍성의 중력 때문으로 추측된다. 논문의 주요저자 에릭 L. N 젠슨 박사는 “우리의 별(태양)은 하나지만 먼 우주에는 쌍성계 혹은 3개의 태양으로 이루어진 곳도 많다” 면서 “두 개 태양이 행성에 미치는 영향을 연구하는 것은 매우 흥미롭다”고 설명했다. 이어 “쌍성계는 양쪽 빛의 의해 한쪽이 차단돼 관측하는데 매우 어려움이 많다” 면서 “ALMA 전파망원경은 이제까지 알 수 없었던 쌍성계의 신비를 풀어주는 최고의 도구”라고 덧붙였다. 한편 칠레 북부 아타카마 사막에 세워진 ALMA는 지름 12m와 6m의 전파 망원경 66개로 이루어진 거대한 망원경 네트워크로 전세계 천문학자들의 연구에 활용되고 있다.　　 이번 연구결과는 과학저널 네이처(Nature) 최신호에 게재됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

허블 우주망원경이 지구로부터 약 1억8000만광년 떨어진 한 은하 속에서 ‘별난 초신성’을 확인했다고 미국항공우주국(NASA)이 최근 발표했다. NGC 2441로 알려진 이 은하는 기린자리 북쪽에 있는 나선은하다. 1882년 독일 천문학자 빌헬름 템펠이 처음 관측한 이 은하의 거의 중심에 있는 한 초신성이 매우 흥미롭다는 것을 천문학자들이 밝혀냈다. 1995년 처음 발견돼 SN1995E로 이름 붙여진 이 초신성은 la형으로 분류된다. la형 초신성은 백색왜성이 쌍성계를 이루는 동반성의 물질을 자신이 불안정해질 때까지 빨아들여 격렬한 폭발을 일으킨 것이다. 모든 백색왜성은 똑같은 질량이 됐을 때 평형이 깨진다. 이는 이들이 모두 똑같은 고유 밝기를 가진 초신성을 형성하는 것을 의미한다. 이 때문에 초신성은 우주에서 거리를 측정하는 표준 촛불(촉광)으로 이용된다. 하지만 SN1995E는 또 다른 방법으로도 유용할 수 있다고 한다. 최신 관측에서 이 초신성은 ‘빛 메아리’라는 현상을 보여줄 수 있음이 나타났다. 빛 메아리는 우리가 보는 방향으로 빛이 먼지 때문에 산란·반사해 메아리처럼 보이게 만드는 현상이다. 허블은 2006년에 어느정도 선명해져 가는 SN1995E를 관측했다. 선명도가 높아지는 것은 초신성의 빛이 주변을 둘러싸는 구형의 먼지 껍질 때문에 산란됐음을 의미한다. 이런 메아리는 초신성과 같은 천체의 ‘근처 환경’과 초신성 폭발 전 ‘원래의 별’에 관한 특징을 탐사하는데 이용할 수 있다. 만일 SN1995E가 빛 메아리를 나타내고 있다면 이를 보여주는 la형 초신성은 지금까지 SN1991T와 SN1998bu라는 두 초신성 밖에 없었으므로 극소수 분류에 속하게 될 것이다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

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

우주에서 가장 큰 노란 별이 확인됐다. 이 별은 우리 태양보다 1300배 더 크며 독특한 쌍성계를 이루고 있다고 천문학자들은 밝혔다. 영국 일간 데일리메일 등 외신에 따르면 황색 극대거성에 속하는 이 거대한 노란 별은 프랑스 니스 코트다쥐르 천문대의 올리비에 쉐스노 박사가 이끈 국제 연구팀이 발견했다. HR 5171 A로 명명된 이 별은 관측 사상 가장 큰 10개의 별 중 하나이면서 독특한 쌍성계를 이루고 있어 별들의 상호작용을 설명하는 데 도움이 될 수 있다고 천문학자들은 설명한다. 쉐스노 박사는 “이 별은 동반별과 매우 가깝게 붙어있는 쌍성계를 이루고 있으며 그 모습은 마치 거대한 땅콩처럼 보인다”고 설명했다. 연구팀은 이 별을 유럽남방천문대(ESO)의 초대형망원경 간섭계(Very Large Telescope Interferometer, VLTI)를 사용해 확인했다. 이들은 간섭 관측으로 불리는 이 기술을 사용해 여러 각각의 망원경으로부터 수집된 빛을 모아 지름 140m에 달하는 거대 망원경의 효과를 만들어냈다. 이번 확인은 연구팀이 지난 60여년에 걸쳐있는 이 별에 관한 관측자료를 철저히 분석해 과거의 흔적을 볼 수 있게 된 것이다. 이 별이 속한 황색 극대거성은 매우 희귀하며 우리 은하에서도 고작 12개 정도만이 알려졌다. 그 예로 카시오페이아 로(ρ) 별을 들 수 있다. 가장 거대하고 밝은 별에 속하는 황색 극대거성은 별의 생애 주기에서 불안정하고 매우 빠른 변화를 보이는 단계라고 한다. 이런 불안정성 때문에 이 별들은 또한 물질들을 외부로 쏟아내고 이 때문에 별 주위로 거대하게 팽창하는 대기를 만들어낸다. 따라서 이 별은 지구에서 약 1만 2000광년에 달하는 먼 거리에 떨어져 있지만 좋은 시력을 지닌 사람이라면 맨눈으로도 볼 수 있다고 한다. 이 별은 지난 40년 동안 계속 팽창하고 있으며 크기가 커질수록 온도는 낮아지고 있어 그 진화 과정을 보여주는 데 극소수의 별들만이 매우 짧은 기간 동안 빠르게 진화하므로 극적인 온도 변화의 진행 모습은 관측하기 어렵다고 한다. 천문학자들은 서로 다른 천문대에서 관측한 이 별의 다양한 밝기에 관한 정보를 분석함으로써 이 천체가 규모가 작은 동반성과 함께 공전하며 식 현상을 보이는 쌍성계 별임을 확정했다. 이 쌍성의 주성인 HR 5171 A는 1300일 주기로 동반성과 공전하고 있다. 이 별의 표면온도는 섭씨 5000도이며 동반성은 이보다 약간 더 뜨겁다. 쉐스노 박사는 “우리가 발견한 이 동반성은 HR 5171 A의 운명에 영향을 준다는 점에서 매우 중요하다”면서 “그 예로 이 동반성의 외곽 표피 부가 모두 HR 5171 A로 흡수되면 그 진화 과정은 바뀌게 될 것”이라고 결론지었다. 사진=ESO 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr