성산일출봉이 해저 분화구 발견으로 단성화산체가 아니라 복합화산체인 것으로 드러났다. 또한 기존에는 5000년전 형성된 것으로 알려졌지만 5000년전보다 훨씬 이전인 5000년~6700년 사이에 형성된 것으로 추정됐다. 제주특별자치도 세계유산본부는 제주대학교 등 관련 연구기관과 함께 유네스코 세계자연유산인 성산일출봉의 형성과정을 새롭게 규명했다고 15일 밝혔다. 이 연구결과는 국제적으로 인정받는 지질분야 학술지인 ‘지질학회지’ 9월호에 게재됐다. 네덜란드의 엘스비어사가 만든 글로벌 학술논문 데이터베이스 플랫폼인 ‘스코퍼스’에 등재된 학술지인 것으로 알려졌다. 성산일출봉은 지하에서 상승한 마그마가 바닷물과 만나 폭발적으로 분출해 만들어진 수성화산체(응회구)다. 오랜 세월 파도의 침식 작용을 거쳐 현재의 모습을 갖추게 됐다. 그동안 성산일출봉은 일회성 분출로 형성된 단성화산체로 알려져왔다. 그러나 기진석, 윤우석, 고선영, 손영관, 윤석훈 연구팀은 성산일출봉 인근에서 과거 화산활동의 흔적을 찾고자 정밀 해저 지형탐사를 실시한 결과 일출봉 중심에서 동남쪽으로 약 600m 떨어진 해저에서 주목할 만한 지형을 발견했다. 이 지형은 지름이 600m에 달하는 원형의 평탄한 구조로 주변 해저보다 약 30~35m 높이 돌출돼 있어 분화구의 흔적으로 추정된다. 이어 해상 시추를 통해 분화구 흔적을 구성하는 암석들을 직접 확인했다. 응회암(화산재 등이 쌓여 생겨난 암석), 스코리아, 현무암 등 화산 기원의 암석으로 이뤄진 것으로 밝혀졌다. 해저 분화구의 형성 시기를 추정하기 위해 시추공에서 얻은 패각을 연대 분석한 결과 약 6700년 전으로 나타났다. 이는 성산일출봉이 침식돼 형성된 신양리층의 연대 약 5000년 전과 비교했을 때 현재의 성산일출봉과 해저 분화구가 약 5000년에서 6700년 사이에 형성됐음을 시사한다. 성산일출봉은 2007년 한라산, 거문오름용암동굴계와 함께 ‘제주 화산섬과 용암동굴’이라는 명칭으로 유네스코 세계자연유산에 등재됐다. 이는 성산일출봉의 뛰어난 경관미와 독보적인 지질학적 가치를 국제적으로 인정받은 결과다. 국가유산청의 지원으로 수행한 ‘세계자연유산 해저 지질조사 및 가치발굴 조사’와 연계해 진행한 연구에서 성산일출봉 주변 해저에서 새로운 분화구의 존재가능성이 제기됐다. 성산일출봉은 기존 한번의 화산폭발로 형성된 것으로 알려졌지만, 이번 연구 결과 총 3번의 화산폭발로 형성된 복합화산체인 것으로 파악됐다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 성산일출봉의 형성 과정은 처음엔 약 6700년 이후 현재 일출봉 중심에서 동남쪽으로 약 600m 떨어진 얕은바다에서 두차례의 수성화산활동으로 초기 화산체가 형성됐으며 이후 분출 양상이 수성화산활동에서 마그마성 분출로 전이되면서 분화구 내부에 분석구와 용암연이 형성됐다. 또한 약 5000년전 현재 성산일출봉 위치에서 마그마 상승으로 새로운 응회구가 형성돼 3개의 화산이 중첩된 복합화산체가 형성되고 오랜 기간 파도의 침식작용으로 화산체 상당부분이 깍여 현재의 형태로 변모한 것으로 확인됐다. 강석찬 세계유산본부장은 “이번 연구는 성산일출봉의 화산활동과 형성 과정을 복원했다는 점에서 큰 의미가 있다”면서 “연구 결과를 대중에게 널리 알리고, 앞으로도 다양한 학술조사를 추진하여 세계자연유산의 숨겨진 가치를 적극 발굴하겠다”고 말했다.

오래 전 지구상 공룡의 출현과 진화를 설명해줄 수 있는 역사상 가장 오래된 화석 중 하나가 확인됐다. 지난 14일(현지시간) 로이터 통신 등 외신은 브라질 산타마리아연방대학 연구팀이 약 2억 3700만 년 전 고대 파충류 화석을 발견했다고 보도했다. 지난 2014년 브라질 남부에서 처음 발견된 이 화석은 네발 달린 파충류 종으로, 목과 꼬리가 길며, 길이는 약 1m, 몸무게는 3~6㎏으로 개와 덩치가 비슷하다. 연구팀은 이 화석이 멸종된 파충류 그룹인 신종 ‘실레사우리드’(silesaurid)라고 밝혔는데, 문제는 고생물학자들은 지금도 이 파충류가 진짜 공룡인지 아니면 공룡처럼 생긴 동물인지를 놓고 논쟁 중에 있다. 연구팀이 ‘곤드와낙스 파라이센시스’(Gondwanax paraisensis)로 명명한 이 화석은 2억 5200만 년 전~2억 년 전 트라이아스기 암석층에서 발견됐으며 이 시기는 공룡은 물론 포유류, 악어, 거북, 개구리 등이 처음 지구상에 출현했다. 보도에 따르면 이 화석은 소유자가 3년 전 이 화석을 대학에 기증하면서 본격적인 연구가 이루어졌다. 연구를 이끈 로드리고 템 뮐러 박사는 “이 화석이 중요한 이유는 바로 나이”라면서 “너무 오래됐기 때문에 공룡이 어떻게 생겨났는지에 대한 단서를 제공해줄 수 있다”고 밝혔다. 이어 “이같은 ‘선구자’의 특성을 이해하면 공룡의 진화적 성공에 결정적인 요인이 무엇인지도 알아낼 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

아메리카 대륙을 발견한 탐험가 크리스토퍼 콜럼버스가 이탈리아 출신으로 알려졌지만 실제로는 스페인계 유대인이었다는 연구 결과가 나왔다. 13일(현지시간) 로이터통신에 따르면 스페인 법의학자 미구엘 로렌테 박사는 22년에 걸친 연구를 통해 이 같은 결론을 내렸다. 로렌테 박사는 세비야 대성당에 안치된 콜럼버스의 유해와 아들의 체세포 분석 결과 Y염색체와 미토콘드리아 DNA로부터 유대계와 합치하는 특성이 발견됐다고 밝혔다. 1492년 10월 12일 대서양을 건너 아메리카 대륙에 도착한 콜럼버스는 1450년 이탈리아 제노바에서 태어났다는 것이 통설이었다. 이에 따라 이탈리아계 미국인들은 연방 의회가 콜럼버스를 기념하기 위한 ‘콜럼버스 데이’를 법정공휴일로 제정하는 과정에서 적극적으로 로비활동을 펼치기도 했다. 그러나 학계에선 스페인 왕가 후원으로 신대륙 탐험에 나선 콜럼버스의 고향이 이탈리아가 아닐 것이라는 주장이 꾸준하게 제기됐다. 스페인계 유대인이라는 주장에서부터 그리스나 포르투갈 출신이라는 설도 존재했다. 스페인계 유대인의 역사는 1세기 로마제국 시절까지 거슬러 올라간다. 이슬람 왕조의 이베리아반도 지배 기간에는 스페인계 유대인 사회도 번성했지만, 1492년 기독교 세력이 스페인에서 이슬람을 몰아낸 이후 운명이 바뀌었다. 30만명에 달했던 것으로 추산되는 스페인계 유대인은 가톨릭으로 개종하거나, 외국으로 떠나라는 통보를 받았다. 연구팀은 콜럼버스가 스페인계 유대인이라는 사실은 확인했지만, 출생 국가까지 밝혀내는 데는 실패했다. 출생지로 25개의 후보지를 분석했지만, ‘서유럽 출생’이라는 것이 가장 안전한 결론이라는 것이다. 콜럼버스는 유럽 최초로 아메리카 대륙을 발견했다는 이유로 영웅시되기도 했지만, 한편에선 콜럼버스를 기리는 것은 서구의 미 대륙 식민지화와 원주민 학살·착취 등을 정당화한다는 비판이 일었다. 미국에서도 오리건주와 보스턴, 필라델피아 등 일부 지역에서는 콜럼버스 데이를 ‘원주민의 날’이라는 명칭으로 변경해 기념하고 있다. 콜럼버스의 날은 콜럼버스가 대서양을 건너 1492년 10월 12일 아메리카 대륙에 도착한 것을 기리는 날이다.

골다공증은 뼈의 양과 밀도가 감소하는 질적 변화로 뼈의 강도가 약해져 쉽게 골절이 일어날 수 있는 상태다. 남성보다는 50대 이후 여성에게서 주로 나타나는 이 증상은 조기 진단을 통해 예방이 가능한 것으로 알려졌다. 이런 상황에서 영국 버밍엄대 의·보건대, 셰필드대 의학·공중보건대, 옥스퍼드대 류머티즘 연구소, 캐나다 토론토대 의·생명 물리학과, 써니브룩 연구소 공동 연구팀은 뼈의 혈관 세포인 내피세포에서 발견된 ‘CLEC14A’라는 단백질이 뼈 형성 세포인 조골세포 기능을 차단한다는 사실을 확인했다고 14일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘커뮤니케이션즈 생물학’ 10월 11일 자에 실렸다. 내피세포는 혈관을 형성해 뼈에 공급되는 산소와 영양소의 흐름을 조절할 뿐만 아니라 미성숙 조골세포를 새로운 뼈가 필요한 부위로 운반하는 역할을 한다. 그런데, 내피세포 외부에 CLEC14A 단백질이 존재하면, 조골세포는 뼈조직을 형성할 수 있을 정도로 성숙하지 못한다. 골다공증과 자가 면역 염증성 관절염에서 제대로 뼈 형성이 되지 않아 손상이 나타난다. 이는 장애, 통증, 극도의 피로감으로 이어져 환자들 삶의 질을 전반적으로 저하하는 것으로 알려졌다. 이에 혈관 세포가 정상적이고 건강한 조건에서 조골세포를 어떻게 조절하는지 이해하는 것은 뼈 형성이 부족한 환자들에게 새로운 치료제와 치료 방법을 개발하는 데 핵심이기 때문에 많은 의과학자가 연구 중이다. 연구팀은 CLEC14A 생성하도록 유전자 조작한 생쥐와 그렇지 않은 생쥐에게서 조골세포를 추출해 시험관 내에서 성숙 기간을 측정했다. CLEC14A 단백질이 없는 생쥐에서 채취한 조골세포는 4일 후에 성숙 단계에 도달하고, 18일 정도가 지나면 뼈조직을 형성하는 것으로 나타났다. 그렇지만, CLEC14A가 존재하는 세포는 8일이 지나서야 성숙 단계에 접어드는 것이 관찰됐다. 연구팀에 따르면 최근 10년 동안 뼈 내에서 ‘H형 혈관’이라는 새로운 형태의 혈관 세포가 발견됐는데, 이번 연구를 통해 CLEC14A 단백질이 H형 혈관 세포 표면에 존재할 수 있음을 밝혀냈다. 연구를 이끈 에이미 네일러 버밍엄대 의대 교수(면역학)는 “이번 연구를 통해 CLEC14A 단백질이 내피세포와 함께 이동하는 조골세포의 형성에 영향을 미친다는 사실을 확인했다”라며 “CLEC14A 단백질이 존재할 때 조골세포는 뼈를 덜 만들고, 제거되면 더 많은 뼈를 형성한다는 것을 알 수 있다”고 말했다. 네일러 교수는 “이번 연구는 골다공증, 만성 염증 질환자들처럼 뼈 형성이 부족한 환자들에게 새로운 치료의 길을 열어줄 것으로 기대한다”고 덧붙였다.

경북 경주시가 자체 개발한 하수처리 기술로 정부의 ‘녹색기술 인증’을 획득했다. 13일 경주시에 따르면 자체 개발한 ‘GK-SBR 하수처리 기술’이 한국환경산업기술원이 주관하는 녹색기술 인증을 취득했다. 녹색기술 인증은 에너지와 자원을 효율적으로 사용해 온실가스, 오염물질 배출을 최소화한 기술과 제품에 부여하는 친환경 인증이다. GK-SBR는 기존 하수 고도처리 공법에 비해 질소와 인의 처리 효율을 높이고, 에너지 비용을 절감하는 안정적인 처리수 배출이 장점이다. 지난 2022년 전국 지자체 최초로 환경부의 환경신기술 인증을 받기도 했다. 금호건설과 협력을 통해 베트남, 페루, 인도네시아 등 해외에서 기술 적용 사업을 진행 중이다. 지난달엔 베트남 하노이 동아인구 번하 띠엣홍 마을에 태양광을 이용해 하루 50t을 처리할 수 있는 친환경 하수처리 시스템을 준공하기도 했다. 경주시는 2012년 전국 지자체 최초로 수질연구팀을 신설해 국내외에서 다수 특허를 취득하는 등 물정화 기술 분야에서 선도적인 역할을 하고 있다. GK-SBR보다 앞서 개발한 급속 물 정화기술 ‘GJ-R’ 공법은 이미 국내 여러 지역에 도입돼 특허료 수익을 내고 있다. 2017년 처음 인도네시아에 GJ-R 기술을 수출한 것을 시작으로 베트남, 콜롬비아 등으로 수출시장도 넓혀가고 있다. 주낙영 경주시장은 “이번 기술 성과는 경주시가 물 산업 선도 도시로 자리매김하는 중요한 발판이 될 것으로 기대한다. 내년 APEC 정상회의에서도 경주시의 우수한 물정화 기술을 세계에 알릴 계획”이라고 했다.

현대 천체물리학에 따르면 태초의 우주는 엄청나게 작지만, 밀도가 크고 뜨거운 상태였는데 어느 순간 ‘쾅’(bang)하고 폭발하면서 현재와 같은 엄청나게 큰 우주가 됐다는 것이 ‘빅뱅 우주론’이 정설이다. 영국, 미국, 독일, 스페인, 호주, 이탈리아, 프랑스 7개국 21개 대학과 연구기관 과학자로 구성된 국제 공동 연구팀은 빅뱅 이후 7억 년 만에 원시 우주에서 은하계 안쪽에서 바깥으로(인사이드 아웃) 성장하는 은하를 제임스 웹 우주망원경(JWST)으로 관찰했다고 13일 밝혔다. 영국 케임브리지대 우주학 연구소, 캐번디시 연구소, 런던대(UCL), 옥스퍼드대, 하트퍼드셔대, 미국 하버드-스미스소니언 천체물리학 연구센터, 콜로라도 볼더대, 캘리포니아 산타크루즈대(UCSC), 스탠퍼드대 입자 천체물리학 및 우주학 연구소, 애리조나대, 텍사스 오스틴대, 존스홉킨스대, 우주 망원경 과학 연구소, 위스콘신 메디슨대, 국립 광적외선 천문학 연구소, 독일 유럽 남방 천문대(ESO), 막스 플랑크 천문학 연구소, 스페인 천체생물학 연구센터(CAB), 호주 멜버른대, 전(全)우주 3차원 천체물리 연구센터(ASTRO 3D), 이탈리아 피사 고등사범학교, 프랑스 소르본대 천문학자와 물리학자 등이 참여했다. 이 연구 결과는 천문학 분야 국제 학술지 ‘네이처 천문학’ 10월 11일 자에 실렸다. 현재 관측되는 은하는 가스를 비롯한 우주 물질을 끌어들이거나, 더 작은 은하와 통합하면서 성장하는 2가지 메커니즘으로 성장하는 것으로 알려졌다. 그런데 초기 우주에서도 이런 방법으로 은하가 확장됐는지에 대해서는 명확한 설명을 내놓지 못하고 있다. JWST는 이런 초기 우주의 성장 과정을 밝혀내기 위한 임무도 수행하고 있다. 이번에 관측한 은하는 우리은하보다 100배나 작은 크기지만 초기 우주에서는 놀랍도록 성숙한 상태였다. 마치 큰 도시처럼 은하 중심에는 별(항성)이 밀집해 있지만 외부로 갈수록 밀도가 낮아지는 것이 확인됐다. 도시가 안에서 바깥으로 확장해 나가는 것처럼 이 은하 역시 안쪽에서 바깥쪽으로 뻗어나고 있음이 관찰됐다. 연구팀은 가스 방출, 우주먼지 흡수를 포함한 성장 모델링을 사용한 결과, 은하 중심에서 가장 오래된 별을 발견할 수 있었으며 주변 원반 구성 요소에서 매우 활발하게 별이 형성되고 있음을 확인했다. 이번 은하 주변에는 대략 1000만 년마다 별의 질량이 두 배씩 늘어나는 것으로 나타났다. 우리은하의 경우는 1000억 년마다 질량이 두 배로 증가하는 것과 비교한다면 매우 빠른 속도다. 연구팀에 따르면 이번에 관측된 은하는 안쪽에서 바깥쪽으로 확장, 성장하는 은하의 보기 드문 사례다. 이와 유사한 은하를 연구함으로써 가스 구름에서 오늘날 우리가 흔히 볼 수 있는 복잡한 구조의 은하로 어떻게 변화됐는지를 이해할 수 있을 것으로 기대한다. 연구를 이끈 샌드로 타첼라 영국 케임브리지대 교수(천체물리학)는 “은하가 우주적 시간 동안 어떻게 진화해왔는지는 천체물리학에서 매우 중요한 질문”이라며 “JWST 덕분에 우주 역사 초기 첫 10억 년을 탐구할 수 있게 됐다”고 말했다. 타첼라 교수는 “은하가 성장하고 별의 형성이 증가함에 따라 피겨 스케이팅 선수가 팔을 모으면서 회전속도를 높이는 것처럼 은하도 비슷한 방식으로 더 멀리서 가스를 끌어들이며 회전 속도가 증가해 나선형 또는 디스크 모양을 형성하는 것”이라고 덧붙였다.

제임스웹 우주망원경(JWST)이 많은 수증기를 지닌 외계 행성을 처음으로 관측했다. 13일 미국천문학회(AAS)가 지난 4일 발간하는 ‘천체물리학 저널 레터’에 따르면 ​지구에서 약 100광년 떨어진 이 외계 행성은 두꺼운 증기로 둘러싸여 있다. ‘GJ 9827 d’로 명명된 이 행성은 크기는 지구의 약 2배이며, 질량은 3배 더 무겁다. 대부분이 수증기로 구성된 대기를 가지고 있다. ​몬트리올 대학 트로티에 외계행성연구소의 캐롤라인 피올레-고라예브가 이끄는 연구팀은 ‘투과 분광법’이라는 기술을 사용하여 ‘GJ 9827 d’의 증기적 특성을 발견했다. ​투과 분광법은 원소와 이를 구성하는 화학물질이 특징적인 전자기파에서 빛을 흡수하고 방출한다는 사실에 기초하고 있다. 별에서 나오는 빛이 행성의 대기를 통과할 때, 그 대기의 원소는 특정 파장을 흡수해 빛 스펙트럼에 ‘갭’을 남긴다. 이러한 갭은 그 대기의 특정 원소와 분자의 ‘지문’이다. 피올레-고라예브 연구팀은 ​“GJ 9827 d는 태양계의 지구형 행성과 같이 무거운 분자가 풍부한 대기를 감지한 최초의 행성”이라면서 “이것은 엄청난 진전”이라고 강조했다. 또 위스콘신-매디슨 대학에 재학 중인 연구원인 에샨 라울은 성명을 통해 ​“이런 외계행성을 보는 것은 처음”이라면서 “이 행성은 대부분 뜨거운 수증기로 구성되어 있는 것으로 보이므로 ‘증기 세계’라고 부른다”고 말했다. 천문학자들은 ‘GJ 9827 d’와 같은 ‘증기 세계’가 존재할 수 있다고 오랫동안 추측해왔지만, 이같은 외계행성이 관찰된 것은 이번이 처음이다. 이 행성에는 생명체가 살 수 있을 가능성이 아주 낮지만 지구와 해왕성 크기 사이의 다른 거주 가능한 작은 외계행성을 연구하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 천문학자들은 보고 있다. ‘​GJ 9827 d’는 2017년 케플러 우주망원경에 의해 처음 발견되었다. 이 외계행성은 모항성 ‘GJ 9827’에서 840만㎞ 떨어져 있다. 이는 지구와 달 거리의 약 22배, 지구와 태양 사이 거리의 6% 수준이다. 이러한 근접성으로 인해 ‘GJ 9827 d’는 지구 기준으로 6일 만에 궤도를 완료한다. 이 별 주변에서 발견된 3개의 알려진 외계행성 중 세 번째다.​ 지난해 허블 우주망원경은 ‘GJ 9827 d’의 대기에서 수증기의 첫 단서를 발견했다. JWST와 근적외선 이미저 및 슬릿리스 분광기(NIRISS) 기기의 민감성 덕분에 연구팀은 이 외계행성이 수증기의 흔적만 있는 것이 아니라, 은유적으로 수증기에 잠겨 있다는 사실을 알아낼 수 있었다.​ 연구팀은 ‘GJ 9827 d’와 같은 세계가 더 많이 발견될 것으로 보고 있으며, 이는 증기 행성과 물의 세계가 매우 흔해질 수 있음을 시사하는 것으로 보고 있다.​

국내 유일 쇄빙연구선 아라온호가 ‘기후재앙’ 직전의 북극해를 목격했다. 해빙(바다 얼음) 감소부터 오징어 출현까지 지구온난화의 영향을 직접 확인했다. 극지연구소는 아라온호가 78일간의 북극 연구 항해를 마치고 지난달 30일 광양항에 도착했다고 11일 밝혔다. 북극 연구 항해에서 아라온호는 처음으로 오징어 유생(완전한 성체로 자라기 전의 상태)을 채집해 북극해 고위도 지역에서의 오징어 서식 가능성을 확인했다. 극지연구소 양은진 박사 연구팀은 지난해 대게를 다수 채집했는데, 이번에는 북위 77도에서 오징어까지 잡았다. 이는 북극해 밖에 살던 해양생물이 해수온 변화에 따라 점차 북극으로 유입되고 있음을 의미한다. 북위 74도에서는 가로 350m, 세로 110m 크기의 대형 빙산과도 만났다. 이는 캐나다나 그린란드 빙하에서 떨어져 나와 북극해를 떠돌던 빙산으로 추정되는데, 태평양 쪽 북극해에서는 보기 드문 규모다. 연구팀은 빙산이 녹으면서 주변 해수의 염분 농도가 낮아져 북극해 생태계에 영향을 미칠 수 있다고 우려했다. 올해는 북극해의 해빙 분포도 평년 대비 크게 줄었다. 아라온호는 북극 항해 때마다 관측장비를 설치했다가 이듬해에 회수하는데 이전에는 해빙 때문에 접근이 어렵거나 장비가 손상돼 종종 회수에 실패했지만, 올해는 장비를 온전히 회수했다. 극지연구소는 “대형 빙산의 등장과 해빙의 감소, 비 북극권 해양생물의 출현 배경에는 지구온난화가 있을 것으로 추정한다”고 밝혔다. 아라온호는 한 달 정도 정비한 뒤 이달 말 남극으로 떠날 예정이다. 신형철 극지연구소장은 “아라온호는 2009년 첫 북극행 이후 지난 14번의 항해에서 보지 못한 북극 바다의 새로운 모습을 보고 돌아왔다”면서 “관측하고 채집한 자료를 분석해 기후변화의 영향을 구체적으로 살피고 우리나라의 기후변화 대응 역량 향상에 기여할 계획이다”라고 말했다.

1890년대 아프리카 케냐에서 사람을 공격해 수십 명 해친 것으로 알려진 ‘차보 식인 사자’(Tsavo Man-Eaters)의 충치 속에 있던 털에서 사람의 DNA가 확인됐다. 12일 과학 저널 커런트 바이올로지(Current Biology)에 따르면 미국 일리노이대 어바나-샴페인 캠퍼스 리판 말리 교수팀은 차보 사자 이빨에 있던 털을 분석한 결과 사람과 기린, 얼룩말, 영양, 오릭스, 워터벅 등의 DNA를 확인했다고 밝혔다. 연구팀은 1926년 시카고 필드 자연사 박물관에 기증돼 보관되어온 케냐 차보 사자 2마리의 유골 중 손상된 충치에 압축돼 있던 털에서 DNA를 분리하고 염기서열을 분석했다. 갈기 없는 성체 사자였던 차보 식인 사자들은 식민지화 시대인 1898년 사살되기 전까지 케냐 차보강 인근 교량 건설 현장을 습격해 노동자들을 잡아먹는 등 최소 28명을 죽인 것으로 알려져 있다. 사자의 유골에서 먹은 음식의 흔적을 조사하던 중 충치 부분에 수천 개의 털 조각이 압축돼 쌓여 있다는 사실이 1990년 초 발견됐다. 이후 여러 연구자가 현미경 분석 등 방법으로 다양하게 조사했으나 사자가 잡아먹은 동물이 정확히 무엇인지는 밝혀지지 않았다. 연구팀은 이 연구에서 최근 빠르게 발달하고 있는 고대 표본 DNA 추출·분석 기술을 사자 이빨에서 나온 털을 분석하는 데 적용했다. 털에 남아 있는 핵 DNA를 통해 사자에게 잡아먹힌 동물들의 연령 등 정보를 탐색하고, 핵 DNA보다 작지만 보존이 잘되는 미토콘드리아 DNA(mtDNA)를 집중적으로 분석해 모계 혈통을 추적했다. 그 결과 차보 식인 사자의 이빨에 남아 있는 털은 사람과 기린, 얼룩말, 영양, 오릭스, 워터벅 등인 것으로 밝혀졌다. 말리 교수는 “생명공학 발전으로 유전체학처럼 과거 정보를 얻는 데 사용할 수 있는 방법이 생겨나고 있다”며 “이 연구는 과거 사자의 생태와 식습관뿐만 아니라 식민지화가 아프리카 지역의 생명과 토지에 미친 영향도 알려준다”고 말했다. 이어 “이 방법론은 수백 년에서 수천 년 전의 고대 육식동물의 부러진 이빨에서 나온 털에도 잠재적으로 적용할 수 있다”며 “이 방법은 과거를 탐구할 수 있는 새로운 길을 열어준다”고 전했다.

지금으로부터 약 3억 년 전 지구상에는 상상을 초월하는 거대한 덩치를 가진 지네와 비슷한 외형을 가진 절지동물이 살았다. 고생대 후기인 3억 4600만 년에서 2억 9000만 년 전 지금의 유럽과 북미대륙에 살았던 이 절지동물의 이름은 ‘아르트로플레우라’(Arthropleura)라는 이름의 고대 노래기로 지금은 일부 화석으로 그 존재를 전하고 있다. 최근 프랑스 클로드베르나르 리옹1대학 연구팀은 아르트로플레우라의 머리를 재현했다는 내용의 연구결과를 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’(Science Advances) 최신호에 발표했다. 아르트로플레우라는 지구상에 존재한 가장 큰 덩치가 큰 벌레로 꼽힌다. 몸길이가 무려 2.6m로 승용차만한 길이에 무게도 45㎏ 넘게 자랄수 있기 때문. 이는 지구 역사상 가장 큰 무척추동물로 기록돼 있는 바다전갈(약 2ｍ)을 압도한다. 여기에 지네와 같은 많은 쌍의 다리까지 가져 공포영화에나 나올 법한 외모다. 아르트로플레우라의 존재는 170년 넘게 알려져 왔으나 이에대한 연구는 지지부진했다. 그 이유는 몸과 다리와 달리 그 머리는 한번도 발견되지 않았기 때문이다. 이는 아르트로플레우라 화석이 성장 과정에서 벗은 껍질로, 몸집이 커지면서 머리 구멍을 통해 외골격이 빠져나온 탓이다. 이에 고생물학자들은 머리 없는 아르트로플레우라로 현재의 노래기류와 지네류와 어떤 관계가 있는지 알아낼 수 없었다. 노래기와 지네는 비슷한 외양을 가지고 있지만 실제로는 수억 년 전 갈라지며 진화했다. 이번에 리옹1대학 연구팀은 지난 1980년 대 프랑스 탄광의 바위에 박힌 온전한 상태의 새끼 아르트로플레우라 화석을 연구대상으로 삼았다. 약 6㎝에 불과한 이 화석을 CT스캔해 성체가 됐을 때의 그 머리를 재현한 것. 그 결과 아르트로플레우라는 2개의 부드럽게 휘어진 더듬이, 게처럼 뛰어나온 2개의 눈 그리고 잎과 나무껍질을 갈아먹는데 적합해 보이는 지네와 비슷한 작은 턱이 나타났다. 연구를 이끈 미카엘 레리티에 교수는 “아르트로플레우라의 몸은 노래기, 머리는 지네와 비슷했다”면서 “이같은 특징이 혼란스럽게 뒤섞여있다”고 설명했다. 이어 “이제는 완성된 머리로 아래턱과 눈을 볼 수 있으며 이러한 특징은 이 생물의 진화 과정을 이해하는데 도움이 될 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

급성 골수성 백혈병은 성인에게서 나타나는 급성 백혈병 중 가장 흔한 형태로 약 65%를 차지한다. 조혈모세포가 악성 세포로 변해 골수에서 증식해 말초 혈액으로 퍼져 나와 전신에 퍼지면서 간, 비장, 림프샘 등을 침범하는 치명적 질병이다. 국내 연구진이 급성 골수성 백혈병을 효과적으로 치료할 수 있는 나노입자를 개발해 눈길을 끈다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 연구팀은 백혈병 암세포만 골라서 사멸을 유도하는 단백질 나노입자를 개발했다고 10일 밝혔다. 이 연구 결과는 나노 과학 분야 국제 학술지 ‘나노 투데이’에 실렸다. 급성 골수성 백혈병은 골수 기능 마비로 심각한 면역기능 저하와 출혈 경향이 나타나고 치료 받지 않는 경우 90%의 환자가 수개월 이내에 사망하는 치명적 혈액암이다. 문제는 기존 화학요법은 부작용이 크고, 고령자에게는 치료 과정에 무리가 있다. 연구팀은 백혈병 세포 표면에 있는 CD13이라는 단백질을 표적으로 삼았다. CD13에 강하게 결합하는 나노 바디와 암세포 사멸을 유도하는 단백질을 단백질 나노입자 표면에 부착해 백혈병 세포만 인지해 선택적으로 빠르게 사멸하도록 유도했다고 연구팀은 설명했다. 이렇게 만들어진 나노입자를 백혈병을 앓게 만든 생쥐에게 투입한 결과, 백혈병 암세포의 성장이 억제되고 선택적으로 제거함으로써 생존율도 두 배 이상 증가했다. 또 암 치료를 통해 나타날 수 있는 부작용도 줄어든 것을 관찰했다. 연구팀은 이번 나노 치료제가 급성 골수성 백혈병에 대한 안전한 표적 치료법 개발의 기초를 제공했으며, 사람에게 적용하기 위해서는 시간이 걸릴 것으로 예상했다. 연구를 이끈 강세병 UNIST 교수는 “이번 연구는 암세포만 선택적으로 제거할 수 있게 해 암 치료의 부작용을 줄일 수 있는 물질을 개발함으로써 백혈병 치료에 큰 진전을 가져올 것”이라고 말했다.

20세기 들어 공중보건이 개선되고 의학 기술이 발달하면서 기대 수명이 10년 단위로 약 3년씩 늘어나는 추세를 보였다. 이 때문에 과학기술과 의학의 발달을 고려한다면 백세시대가 되는 것은 시간문제라는 기대감이 커지기도 했다. 그런데 미국 시카고 일리노이대, 하와이대 부속 쿠아키니 메디컬 센터, 하버드대, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 공동 연구팀은 인간의 기대 수명 증가 속도가 둔화하고 있다는 연구 결과를 노화 의학 분야 국제 학술지 ‘네이처 노화’ 10월 8일 자에 발표했다. 연구팀은 1990년부터 2019년까지 기대 수명이 가장 높은 홍콩, 일본, 한국, 호주, 프랑스, 이탈리아, 스위스, 스웨덴, 스페인 등 9개 지역과 미국을 비교했다. 그 결과 전 세계적으로 2010년 이후 기대 수명의 증가 속도는 둔화했고 최근 몇 년 동안 태어난 아이들은 100세에 도달할 확률이 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 그나마 2019년에 태어난 아이들이 100세까지 살 수 있는 확률이 가장 높은 곳은 홍콩으로 조사됐다. 홍콩에서는 여아의 12.8%, 남아의 4.4%가 100세까지 살 수 있을 것으로 분석됐다. 반면 미국의 경우는 2019년생 중 100세까지 살 수 있는 예상 비율은 여아 3.1%, 남아 1.3%에 불과했다. 백 세 시대가 열릴 것이라는 기대를 좌절시키는 연구들이 속속 나오고 있지만 현재 전 세계적으로 기대 수명은 20세기 초반과 비교하면 20년 이상 증가했다. 문제는 기대 수명은 늘었지만 그에 따른 건강 수명은 따라가지 못하고 있다는 점이다. 이에 과학자들은 건강한 노년을 보내기 위한 방법을 찾고 있다. 미 생명공학 기업 캘리코 생명과학, 유전체 연구기관인 잭슨연구소(TJL), 펜실베이니아대 의대, 하버드대 의대, 베스 이스라엘 디코니스 메디컬센터 공동 연구팀은 열량 제한과 간헐적 단식을 포함한 식이 제한이 건강과 장수에 영향을 미친다는 것을 밝혀냈다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 10월 10일 자에 실렸다. 연구팀은 유전적으로 다양한 암컷 생쥐 960마리를 다섯 그룹으로 나눈 뒤 식이 제한이 건강과 수명에 미치는 영향을 조사했다. 연구팀은 다섯 개 그룹의 생쥐들에게 음식에 대한 무제한 접근, 주 1일 단식, 주 2일 연속 단식, 기본 섭취량의 20%, 40% 열량 제한이라는 다섯 종의 식단을 각각 제공했다. 그 결과 무제한으로 음식을 섭취한 생쥐 집단을 제외하고는 모든 생쥐의 수명이 연장됐으며 노화 속도 감소는 칼로리 제한 식단을 제공받은 2개 집단에서만 나타났다. 연구팀에 따르면 식습관에 개입하는 것이 건강과 수명 연장에 도움이 되지만 유전자도 핵심적 역할을 하는 것으로 조사됐다. 연구를 이끈 캘리코 생명과학의 안드레아 디 프란체스코 박사(분자생물학)는 “이번 연구에 따르면 수명과 건강에 유전자의 역할이 큰 것으로 나타났지만 식이 제한이라는 후천적 노력도 도움이 될 수 있음을 보여 준다”고 말했다.

누구나 매일 매 순간 끊임없이 ‘의사결정’을 내립니다. 의사결정(decision making)이란 개인이 자기의 생각을 명확하게 하거나 조직이 활동 방침을 결정하는 것으로, 여러 대안 중 하나를 고르는 행위입니다. 심리학자나 뇌과학자들은 사람들이 어떤 생각으로 의사결정을 하는지 궁금해했습니다. 미국 존스홉킨스대, 스탠퍼드대, 오하이오주립대 공동 연구팀은 사람들이 의사결정을 내릴 때 충분한 정보를 가지고 있다고 가정하는 경향이 강하며 핵심 정보를 놓치고 있을 가능성은 고려하지 않는 일종의 ‘자기 편향성’을 보인다고 밝혔습니다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 10월 10일 자에 실렸습니다. 운전할 때 앞에서 갑자기 멈춘 차 때문에 깜짝 놀라 화를 내며 경적을 울렸는데 알고 보니 아이나 노인이 도로를 건너고 있다는 것을 뒤늦게 알아차릴 때가 있습니다. 이렇게 사람은 자기가 핵심 정보를 놓치고 있을 가능성을 고려하지 않는 ‘정보 적절성에 대한 환상’이 있다고 연구팀은 가정했습니다. 정보 적절성에 대한 환상을 입증하기 위해 연구팀은 신체적, 정신적으로 건강한 성인 남녀 1261명을 세 그룹으로 나누고 한 지역에 있는 두 개 대학을 통합해야 할지를 결정하는 실험을 했습니다. 한 그룹에는 통합의 장점에 대한 정보만, 다른 집단에는 분리된 상태의 장점에 대한 정보만 제시하고 나머지 집단에는 통합과 분리의 장점을 모두 제시했습니다. 그 결과 참가자들 대부분은 자신이 가진 정보에 따라 의사결정을 내렸으며 사전에 받은 정보가 의사결정을 내리는데 충분하다고 생각하는 경향이 컸습니다. 연구팀이 첫 번째 결정에서 통합을 찬성한 사람들에게는 분리의 장점을, 분리파에게는 통합의 장점에 관한 정보를 추가로 제공한 다음 다시 결정하도록 해도 의견은 크게 바뀌지 않았다고 합니다. 연구를 이끈 헌터 겔바흐 존스홉킨스대 교수(인지심리학)는 “의사결정을 할 때 사람들은 다른 사람을 자기 기준으로 생각하는 심리적 편향성을 보이는 경향이 크다”며 “자신의 주관적 관점이 객관적 진리라고 생각한다는 말”이라고 밝혔습니다. 일상에서 벌어지는 사소한 오해와 갈등이 어쩌면 이번 연구에서 말하는 ‘정보 적절성에 대한 환상’ 때문일지 모릅니다. 오해와 갈등을 피하기 위해서는 쉽지 않겠지만 타인의 생각과 관점을 수용하고 받아들이는 태도가 필요할 것입니다. 너무 뻔한 얘기인가요.

현대 의학은 몸속을 들여다볼 수 있는 첨단 진단 장치 덕분에 크게 발전했습니다. X선 촬영, 컴퓨터단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI), 초음파 기술은 끊임없이 발전하면서 질병을 진단하고 치료하는 데 큰 역할을 하고 있습니다. 하지만 지금까지 거둔 발전에도 불구하고 더 간편하고 정확한 질병 진단를 위해 과학자들은 끊임없이 새로운 새로운 진단 기술을 개발하고 있습니다. 2000년 대 초반부터 많은 발전이 이뤄지고 있는 광음향 단층촬영(PAT·PhotoAcoustic Tomography) 기술입니다. 광음향 기술은 이름 그대로 빛이 음파로 바뀌는 현상을 이용한 것입니다. 약한 레이저를 조직에 발사하면 그 에너지가 흡수되는 과정에서 조직이 팽창합니다. 그러면 약한 진동이 발생하는데, 이때 나오는 음파를 분석해 초음파처럼 내부를 들여다보는 것이 광음향 기술입니다. 광음향 기술은 기본적으로 초음파처럼 방사선 노출 위험 없이 조직을 들여다볼 수 있고 반사되는 초음파 대신 조직에서 나오는 음파를 확인하기 때문에 훨씬 해상도가 높아 밀리미터 크기의 혈관도 확인할 수 있습니다. 특히 최근 등장한 PAT은 3차원으로 혈관 및 조직을 확인할 수 있어 차세대 진단 기술로 주목받고 있습니다. 하지만 PAT에도 몇 가지 단점에 있습니다. 레이저가 조직에 깊이 흡수되기는 어렵기 때문에 투과가 가능한 깊이가 대개 15㎜ 정도라는 점이 대표적 단점입니다. 그러나 임상에서 PAT의 활용도를 크게 떨어뜨리는 문제점은 초음파처럼 바로 이미지를 얻지 못하고 5분 이상의 시간이 필요하다는 것입니다. 그 사이 움직이면 이미지가 흔들리는 문제가 생겨 검사자와 환자 모두 불편할 수밖에 없습니다. 영국 유니버시티칼리지런던(UCL) 연구팀은 오랜 연구 끝에 5분이 아니라 수초만에 이미지를 얻을 수 있는 PAT 기술을 개발했습니다. 연구팀은 한 개가 아닌 여러 곳에서 초음파 데이터를 확인하고 이미지 압축 기술과 수학적 모델로 이미지 처리 속도를 끌어올려 수초에서 1초 이내에 이미지를 확보할 수 있습니다. PAT 검사 시간이 크게 단축되면 이미지 품질이 올라가는 것은 물론이고 초음파처럼 움직임도 실시간 영상처럼 확인할 수 있어 활용도가 크게 높아집니다. 물론 환자도 많이 편해지고 오래 기다릴 필요가 없습니다. 연구팀은 7명의 건강한 자원자와 2형 당뇨 환자, 유방암 환자, 류머티즘 관절염 환자에서 이 기술을 테스트했습니다. 그 결과 새로운 PAT 장치가 암 조직 근처의 염증, 관절염이 있는 손가락, 혈관이 좁아진 다리와 발 혈관 등 과거에는 쉽게 구할 수 없었던 이미지를 빠르고 정확하게 얻을 수 있다는 점을 알아냈습니다. 물론 실제 의료 현장에서 사용되기 위해서는 더 많은 환자를 대상으로 한 임상 시험과 관계 기관의 승인이 필요합니다. 앞으로 후속 연구와 검증을 거쳐 PAT가 초음파나 CT, MRI처럼 의료 현장에서 혁신을 일으킬 수 있을지 주목됩니다.

인간의 기대수명이 늘어나는 것이 한계에 부딪혔기 때문에 지금 태어난 아이들도 100세까지 살기는 어려울 것이라는 미국 연구팀의 주장이 나왔다. 8일(현지시간) 시카고 일리노이대 공중보건대학의 제이 올샨스키 전염병학·생물통계학 교수가 이끄는 연구팀은 이러한 내용의 논문을 과학저널 ‘네이처 에이징’(Nature Aging)에 올렸다. 올샨스키 교수는 한국, 일본, 프랑스, 이탈리아, 스페인, 스위스, 호주, 홍콩 등 평균수명이 높은 8개국에 미국을 추가한 9개국을 중심으로 1990년부터 2019년까지 기대수명 추정치를 추적했다. 데이터는 막스 플랑크 인구소에서 관리하는 데이터베이스에서 발췌해 사용했으며, 미국은 상위 40위권에 들지 못한 것으로 알려졌다. 분석 결과 2019년 당시 태어난 여성 어린이가 100세까지 살 확률은 5.1%에 불과했다. 남성 어린이가 100세까지 살 확률은 겨우 1.8%에 그쳤다. 기대수명이 늘어나는 속도 또한 현저히 줄어들었다. 1990년에는 기대수명이 10년마다 2년 반씩 늘어났지만, 2010년대에는 1년 반으로 줄어들었다. 올샨스키 교수는 34년 전인 1990년에도 기대수명 아이들이 평균 85세까지만 살 수 있으며, 100세까지 생존할 수 있는 아이의 비율은 1~5%에 불과할 것이라고 예상했다. 그러나 사람들은 의학 기술의 발달로 아이들의 50%가량이 100세까지 살 것이라는 예측에 익숙해져 자신이 예측한 차가운 현실을 외면했다고 주장했다. 울샨스키 교수는 “1990년에 기대수명 증가가 둔화하고, 우리가 반창고 수준에 불과하다고 말하는 의료 개입의 영향이 기대수명에 미치는 영향이 점점 더 줄어들 것이라고 예측했다”고 말했다. 그러면서 “그러나 많은 사람이 내 의견을 부인하고 ‘아니요, 싫어요!’라고 말했다”며 “그들은 의료와 생명 연장 기술의 발전이 가속화돼 기대수명을 연장할 것이라고 주장했다”고 설명했다. 이어 “우리는 가설을 테스트하기 위해 30년을 기다렸다. (연구 결과는) 인간의 평균 수명이 빠르게 증가하던 시대가 끝났다는 것을 보여준다”며 “여전히 기대 수명이 늘어나고 있지만, 지난 수십년 동안보다 속도가 점점 더 느려졌다”고 덧붙였다. 기대수명이 영원히 늘어날 수 없는 이유는 현재 의료기술로 노화 자체를 늦추거나 막을 수 없기 때문이라고 올샨스키 교수는 설명했다. 전문가들은 향후 수십 년 동안 100세 이상 인구가 증가할 가능성이 크지만, 이는 단순히 인구 증가 때문이라고 예상했다. 올샨스키 교수는 대부분의 나라에서 여성의 15% 미만, 남성의 5% 미만이 100세 넘어서도 살 것이며, 이러한 비율은 제한적으로 유지될 것이라고 전망했다.

지구에서 처녀자리 방향으로 5,300만 광년 떨어진 M87 (메시에 87) 혹은 처녀자리 A 은하는 거리에도 불구하고 아주 오래전부터 알려진 은하다. 1781년에 프랑스의 천문학자 샤를 메시에가 처음 관측해서 메시에 천체 목록에 올렸는데, 뒤집어 말하면 이 거리에서도 초기 망원경으로 관측될 만큼 밝은 은하라는 이야기다. M87은 우리 은하보다 적어도 2배에서 5배 정도 무거운 은하다. 하지만 M87 은하에서 정말 유명한 존재는 바로 중심에 있는 거대 질량 블랙홀이다. M87 은하 중심에 있는 초거대 질량 블랙홀은 태양 질량의 65억 배에 달해 가장 큰 은하 중심 블랙홀 중 하나로 알려져 있다. 우리 은하 중심 블랙홀이 태양 질량의 400만 배 수준인 점을 생각하면 얼마나 큰 블랙홀인지 짐작할 수 있다. 인류가 지구의 전파 망원경을 엮어 만든 지구 크기 망원경인 EHT가 처음으로 직접 관측한 블랙홀도 M87 은하 중심 블랙홀이었다. M87 중심 블랙홀은 주변에서 엄청난 물질을 흡수하는데, 아무리 큰 블랙홀이라도 모든 물질을 다 흡수하지는 못한다. 사실 블랙홀의 중력에 잡힌 물질 중 상당수는 블랙홀에 흡수되는 것이 아니라 제트의 형태로 분출된다. 광속에 가까운 속도로 분출되는 제트는 검은 구멍인 블랙홀에서 나왔지만, 아이러니하게도 엄청난 에너지를 지녀 우주에서 가장 밝은 천체 현상이다. 특히 M87 거대 질량 블랙홀의 제트는 길이만 3000광년에 달한다. 그런데 과학자들은 M87 은하 중심 블랙홀의 제트를 관측하던 중 주변에 신성(Nova)이 이상하게 많다는 사실을 발견했다. 신성은 백색왜성이 갑자기 밝아지는 현상으로 지구에서 보면 없던 별이 새로 나타난 것처럼 보여 이런 명칭이 붙었다. 하지만 사실은 새로운 별이 아니라 죽은 별이 다시 빛나는 현상이다. 태양 같은 별이 죽은 후 생기는 백색왜성이 죽을 때가 가까워진 동반성과 함께 공전하고 있으면 동반성에서 물질을 흡수할 수 있다. 이렇게 흡수한 물질이 백색왜성 표면에 축적되어 핵융합 반응에 필요한 온도와 압력에 도달하면 폭발하는 것이 신성의 원리이다. 스탠퍼드 대학의 알렉 레싱과 동료들은 허블 우주 망원경 데이터를 분석해서 M87 은하 중심 블랙홀 제트 주변에 진짜로 신성이 많은 지 검증했다. 그 결과 제트 주변을 집중 관측하면서 우연히 더 많은 신성을 찾은 게 아니라 실제로 신성의 발생 빈도가 주변부보다 두 배 높다는 사실을 확인했다. 연구팀은 제트 주변에 신성이 많은 이유에 대해 제트의 강력한 에너지가 수소 가스를 밀어 백색왜성에 추가로 공급했다는 가설과 동반성을 뜨겁게 만들어 가스 배출을 도왔다는 가설 등을 제시했다. 다만 정확한 기전은 아직 모른다. M87 은하 중심의 거대 질량 블랙홀은 오래전부터 과학자들을 매료시킨 존재로 현재도 활발한 연구가 진행되고 있다. 이 블랙홀의 엄청난 크기와 강력한 에너지 덕분에 블랙홀에 대한 연구가 수월하기 때문이다. 앞으로도 과학자들은 M87 은하 중심 블랙홀에서 더 많은 블랙홀의 비밀을 밝혀낼 것이다.

지구에서 처녀자리 방향으로 5,300만 광년 떨어진 M87 (메시에 87) 혹은 처녀자리 A 은하는 거리에도 불구하고 아주 오래전부터 알려진 은하다. 1781년에 프랑스의 천문학자 샤를 메시에가 처음 관측해서 메시에 천체 목록에 올렸는데, 뒤집어 말하면 이 거리에서도 초기 망원경으로 관측될 만큼 밝은 은하라는 이야기다. M87은 우리 은하보다 적어도 2배에서 5배 정도 무거운 은하다. 하지만 M87 은하에서 정말 유명한 존재는 바로 중심에 있는 거대 질량 블랙홀이다. M87 은하 중심에 있는 초거대 질량 블랙홀은 태양 질량의 65억 배에 달해 가장 큰 은하 중심 블랙홀 중 하나로 알려져 있다. 우리 은하 중심 블랙홀이 태양 질량의 400만 배 수준인 점을 생각하면 얼마나 큰 블랙홀인지 짐작할 수 있다. 인류가 지구의 전파 망원경을 엮어 만든 지구 크기 망원경인 EHT가 처음으로 직접 관측한 블랙홀도 M87 은하 중심 블랙홀이었다. M87 중심 블랙홀은 주변에서 엄청난 물질을 흡수하는데, 아무리 큰 블랙홀이라도 모든 물질을 다 흡수하지는 못한다. 사실 블랙홀의 중력에 잡힌 물질 중 상당수는 블랙홀에 흡수되는 것이 아니라 제트의 형태로 분출된다. 광속에 가까운 속도로 분출되는 제트는 검은 구멍인 블랙홀에서 나왔지만, 아이러니하게도 엄청난 에너지를 지녀 우주에서 가장 밝은 천체 현상이다. 특히 M87 거대 질량 블랙홀의 제트는 길이만 3000광년에 달한다. 그런데 과학자들은 M87 은하 중심 블랙홀의 제트를 관측하던 중 주변에 신성(Nova)이 이상하게 많다는 사실을 발견했다. 신성은 백색왜성이 갑자기 밝아지는 현상으로 지구에서 보면 없던 별이 새로 나타난 것처럼 보여 이런 명칭이 붙었다. 하지만 사실은 새로운 별이 아니라 죽은 별이 다시 빛나는 현상이다. 태양 같은 별이 죽은 후 생기는 백색왜성이 죽을 때가 가까워진 동반성과 함께 공전하고 있으면 동반성에서 물질을 흡수할 수 있다. 이렇게 흡수한 물질이 백색왜성 표면에 축적되어 핵융합 반응에 필요한 온도와 압력에 도달하면 폭발하는 것이 신성의 원리이다. 스탠퍼드 대학의 알렉 레싱과 동료들은 허블 우주 망원경 데이터를 분석해서 M87 은하 중심 블랙홀 제트 주변에 진짜로 신성이 많은 지 검증했다. 그 결과 제트 주변을 집중 관측하면서 우연히 더 많은 신성을 찾은 게 아니라 실제로 신성의 발생 빈도가 주변부보다 두 배 높다는 사실을 확인했다. 연구팀은 제트 주변에 신성이 많은 이유에 대해 제트의 강력한 에너지가 수소 가스를 밀어 백색왜성에 추가로 공급했다는 가설과 동반성을 뜨겁게 만들어 가스 배출을 도왔다는 가설 등을 제시했다. 다만 정확한 기전은 아직 모른다. M87 은하 중심의 거대 질량 블랙홀은 오래전부터 과학자들을 매료시킨 존재로 현재도 활발한 연구가 진행되고 있다. 이 블랙홀의 엄청난 크기와 강력한 에너지 덕분에 블랙홀에 대한 연구가 수월하기 때문이다. 앞으로도 과학자들은 M87 은하 중심 블랙홀에서 더 많은 블랙홀의 비밀을 밝혀낼 것이다.

기온이 높고 습도까지 높은 날이면 ‘더워서 미쳐버리겠다’는 말이 저절로 튀어나온다. 지구 온난화로 인한 기후변화는 사람뿐만 아니라 동식물들에게도 심각한 영향을 끼친다. 이 때문에 동식물들도 말을 할 수 있다면 ‘미치겠다’라고 내뱉을지 모른다. 실제로 기후 변화로 인해 바닷속 거대 어류인 고래상어와 인간이 맞닥뜨리는 상황이 자주 벌어질 수 있다는 분석 결과가 나왔다. 고래상어는 상어의 일종으로 최대 20m, 무게 23.5t에 이르는 것이 있을 정도로, 현재 살아있는 어류 중 가장 큰 것으로 알려져 있다. 영국, 호주, 카타르, 사우디아라비아, 콜롬비아, 미국, 멕시코, 뉴질랜드, 에콰도르, 파나마, 브라질, 필리핀, 포르투갈, 세이셸, 인도네시아 15개국 50개 대학과 연구 기관의 연구자들이 참여한 국제 공동 연구팀은 현재보다 탄소배출이 증가할 경우 2100년쯤이 되면 고래상어가 선박들과 충돌할 가능성이 지금보다 1만 5000배 늘어날 수 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 기후학 분야 국제 학술지 ‘네이처 기후 변화’ 10월 8일 자에 실렸다. 해양 동물들은 기후 변화로 인한 온난화에 특히 민감해 더 시원한 고위도 지역으로 이주하는 경향이 크다. 이런 서식지 재분포 현상은 다양한 문제를 일으킬 수 있다. 고래상어는 해수면에 가깝게 움직이며, 해양 교통지와 서식지가 겹치는 경우가 많아 선박 충돌에 특히 취약한 것으로 알려져 있다. 실제로 최근 들어 고래상어와 대형 선박과 충돌해 다치거나 죽는 경우가 발생하고 있다. 이에 연구팀은 2005년부터 2019년까지 고래상어 348마리에게 태그를 부착한 뒤, 위성 추적을 해 전 세계 해양에서 고래상어의 현재 서식지를 파악하고, 글로벌 기후 모델을 결합한 시뮬레이션을 통해 미래 서식지 적합성을 평가했다. 연구팀은 이 데이터에 선박 교통 자료를 결합해 인간-상어의 충돌 위험도 분석했다. 그 결과, 2100년까지 현재보다 탄소 배출이 증가하는 고배출 시나리오에서는 현재 고래상어의 서식지 50% 이상이 손실될 것으로 예상됐다. 이 때문에 고래상어들은 현재보다 고위도 지역으로 1000㎞ 이상 이동을 할 것이라고 연구팀은 예측했다. 이 때문에 고배출 시나리오상에서 고래상어와 먼바다를 오가는 대형 선박의 충돌 가능성은 현재보다 1만 5000배 증가할 것으로 분석됐다. 북태평양의 미국 지역, 동중국해의 일본 지역, 북대서양의 시에라리온 지역, 멕시코만의 멕시코 일대 등에서 자주 발생할 것으로 예측됐다. 지금보다 탄소 배출이 줄어 지구 온도 상승을 2도 이하로 유지하는 저배출 지속 가능한 개발 시나리오에서도 현재보다 20배 정도 충돌 위험은 있는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 프레야 워머슬리 영국 해양생물학 협회 박사는 “고래상어는 온도 변화에 민감하기 때문에 해양 온도가 상승하면 더 시원한 환경으로 이동하게 될 텐데, 이런 장소는 인간의 해상 물류 이동지역과 거의 일치한다는 것이 이번 연구 결과”라고 말했다. 워머슬리 박사는 “기후변화로 인한 고래상어의 이동과 선박 경로와의 일치는 개체군 전체에 영향을 미칠 수 있는 만큼, 멸종 위기 동물 보호에 있어서 기후 변화 위험을 잘 고려할 필요가 있다”고 덧붙였다.

단국대학교는 화학과 강선우 교수 연구팀이 더 밝고 오래 지속되는 청색 인광 OLED(유기발광다이오드) 소자 개발에 성공했다고 7일 밝혔다. 이번 연구는 홍익대(김태경 교수), 가천대(홍완표 교수), ㈜로오딘과 공동으로 진행됐다. OLED는 스마트폰·태블릿 등 모바일 기기에서 가장 많이 쓰이고 있는 디스플레이다. 적·녹·청색의 유기물질이 색을 구현한다. 현재 적색과 녹색 소자는 인광 OLED가 상용화됐지만, 청색 인광 OLED는 수명이 짧고 안정성이 낮아 형광 OLED에 의존하고 있다. 청색 인광 OLED는 짧은 수명으로 장시간 사용 시 디스플레이 잔상(열화)현상이 쉽게 발현돼 제품화가 어렵다. 긴 수명과 높은 효율을 보이는 청색 인광 OLED 개발은 ‘OLED의 마지막 퍼즐’이라고 불리고 있다. 연구팀은 기존 개발된 소자(BD-02)의 효율, 수명, 색 순도를 저해하는 분자의 떨림 현상을 효과적으로 억제하는 설계 방법을 개발했다. 연구팀이 개발한 소자는 기존 소자(BD-02)보다 113%의 발광 효율을 보였으며, 수명은 138% 늘어났다. 강 교수가 공동 교신 저자로 참여한 이번 연구는 최근 재료공학 분야의 국제 저명 학술지인 Advanced Materials (IF = 27.4)’ 에 게재됐다. 논문명은 진동 억제 효과를 가진 테트라덴테이트 Pt(II) 복합체를 이용한 고효율, 안정적인 울트라 퓨어 블루 인광 유기 발광 다이오드(Superbly Efficient and Stable Ultrapure Blue Phosphorescent Organic Light‐Emitting Diodes with Tetradentate Pt (II) Complex with Vibration Suppression Effect)다.

석유화학 공장, 발전소 등 바다에 인접한 해양산업 시설에서 검출된 유해액체물질 44개 중 28개(63.6%)에 대해 정부의 현장 관리기준이 없는 것으로 나타났다. 6일 국회 농림축산식품해양수산위원회 소속 문대림 더불어민주당 의원실에 따르면 한국해양과학기술원 연구팀(선박해양플랜트 연구소)이 해양수산부의 연구용역에 따라 전국 해양산업 시설과 발전소 배출구 인근의 128개 정점(조사 구역)에서 해양 오염물질 배출 현황을 조사한 결과, 57개 정점에서 페놀을 포함해 44개의 유해액체물질이 검출됐다. 44개 유해물질 중 페놀을 비롯한 10개는 물환경보전법에 따른 배출 허용 기준이 있지만, 28개(63.6%)는 기준이 없었다. 나머지 6개는 관리 기준이 있었지만 연구팀이 상세 배출 농도를 측정하지 못했다. 배출 허용 기준이 없는 ‘자동차 연료용 노킹 억제 화합물’은 여수 남해화학 공장과 여천 NCC 공장의 인근에서 발견됐다. 해수부의 ‘선박에서의 오염방지에 관한 규칙’에서 ‘X류’(해양에 배출되는 경우 해양 자원 또는 인간의 건강에 심각한 위해를 끼쳐 배출을 금지하는 유해액체물질)로 규정한 물질이다. 문 의원은 “인체에 명백히 유해한 것으로 판명된 오염 물질들이 명확한 허용 기준이나 관리 규제 없이 석유화학공장이나 발전시설 배출구를 통해 배출되고 있다”며 “관리 당국이 조속히 규제 기준을 만들어 관리해야 한다”고 강조했다.