태양계 가장 안쪽에 위치한 수성이 태양 앞을 가로질러 가는 ‘우주쇼’가 영상으로 포착됐다. 지난 20일(현지시간) 유럽우주국(ESA)은 태양탐사선 솔라 오비터(Solar Orbiter)가 포착한 수성이 태양 표면을 가로지르며 지나가는 영상을 공개했다. 지난 1월 3일 촬영된 이 영상을 보면 동그란 검은 공 같은 형태의 수성이 태양면을 가로질러 가는 모습이 선명하게 담겨있다. 마치 컴퓨터그래픽으로 합성한 듯한 실감나는 장면으로, 태양 상단 여러 곳에 위치한 흑점(아래 사진)과도 확연하게 구분된다.이처럼 태양을 공전하는 행성이 태양 앞을 지나가는 것을 태양 천체면 통과(transit)라 부른다. 마찬가지로 달도 태양 앞을 지나가는데 지구와 바짝 붙어있어 우리에게는 개기일식으로 나타난다. 이번에 수성의 모습을 확실하게 잡아낸 것은 솔라 오비터에 가시광선, 전파, 극자외선, X선에 이르는 광범위한 파장 영역에서 태양을 관측할 수 있는 측정 장비가 10기나 탑재돼 있기 때문이다. 이중 극자외선 이미저(Extreme Ultraviolet Imager)와 편광 및 태양 지진계(PHI)가 각각 같은 장면이지만 다른 모습의 태양과 수성의 모습을 잡아냈다.전문가들에 따르면 행성이 태양(항성) 앞을 지나는 이른바 천체면 통과(transit)는 오랜시간 천문학자들 사이에서 다양한 목적으로 활용됐다. 수세기 전에는 태양계 크기를 계산하는데 사용됐으며 지금은 외계행성을 발견하는 가장 성공적인 방법이다. 일반적으로 행성은 스스로 빛을 내지 않기 때문에 행성이 항성 앞을 지나가는 경우 잠시 빛이 잠식되는 현상이 발견되는데 이를 통해 그 존재를 확인하는 것. 향후 ESA 측은 수성의 태양 천체면 통과를 통해 얻은 데이터를 보강하고 수정하면 더 많은 외계행성을 발견하는데 도움이 될 것으로 보고있다. 　한편 2020년 2월 발사된 솔라 오비터는 ESA와 미 항공우주국(NASA)의 합작 사업으로, 수성 궤도 안쪽인 태양에서 약 4200만㎞ 거리까지 접근하는 경사 궤도를 돌며 인류 최초로 태양 극지를 탐사한다. 　  

제임스웹 우주망원경(JWST)이 첫 외계행성을 발견했다. 11일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)에 따르면 제임스웹은 남반구 하늘 팔분의자리 방향으로 지구에서 41광년 떨어진 곳에서 외계행성 LHS 475 b를 발견했다. 외계행성은 LHS 475라는 별을 공전하는 지구 지름의 99% 크기 암석행성으로 확인됐다. 제임스웹은 지구 크기 외계행성 대기 특성을 파악할 수 있는 유일한 망원경이다. 지난해 6월 말 본격 관측 활동을 시작한 이래 실제 외계행성이 발견된 사례는 이번이 처음이다.연구진은 외계행성탐색위성(TESS) 관측 자료로 이 행성의 존재를 예측해 왔다. 제임스웹의 근적외선분광기(NIRSpec)를 사용한 단 2회 관측으로 이 행성을 확인한 것이다. 외계행성 탐색은 주로 ‘표면 통과’(transit) 법을 사용한다. 행성이 별 앞을 지날 때 그림자 때문에 별빛이 희미해지는 현상을 통해 행성을 확인하고, 빛의 스펙트럼을 분석해 행성 크기와 밀도 등을 추정한다. 연구진은 제임스웹으로 여러 파장의 빛에 걸쳐 이 행성이 대기를 갖는지를 분석했다. 현재까지는 결론을 내리지 못했으나, 올해 여름 대기 존재 여부와 성분을 확인할 계획이다. 지금까지 연구에서 이 행성은 별과 매우 가까워 단 2일 만에 별을 한 바퀴 도는 것으로 나타났다. 때문에 태양계 수성처럼 대기가 없다고 생각할 수 있지만, 이 행성이 도는 별은 온도가 절반 수준이라 대기를 가질 가능성이 있다. 다만 표면 온도는 지구보다 수백도 더 높은 것으로 분석된다. 추가 분석에서 구름이 감지되면 이 행성은 이산화탄소 대기가 있는 금성과 비슷한 행성일 수 있다. 천문학자들은 제임스웹을 이용하면 앞으로 더 많은 외계행성을 발견할 수 있다고 기대하고 있다. NASA 본부 천체물리학부 책임자인 마크 클램핀 박사는 “이번 결과는 제임스웹으로 암석행성 대기를 연구하는 미래의 가능성을 열어준다. 지구와 같은 외계행성 연구에 도움을 줄 이 망원경의 임무는 이제 막 시작됐다”고 말했다. 이번 연구 성과는 이날 미 시애틀에서 제241차 미 천문학회 회의에서 발표됐다.

풍성했던 머리카락도 세월이 흐르면서 조금씩 줄어드는 것처럼 사실 행성도 별의 강력한 에너지와 항성풍에 의해 조금씩 대기를 잃는다. 특히 이 문제는 질량이 작고 별에 가까운 행성일수록 더 크게 겪는다. 지구의 경우 강한 중력으로 충분한 공기를 잡아 둘 수 있지만, 화성의 경우 지구의 1/3에 불과한 중력 때문에 상당량의 대기와 물을 잃어버린 것으로 추정된다. 그런데 태양계 밖 다른 행성은 어떨까? 미국 캘리포니아 대학 천체물리학자인 미셸 힐과 동료들은 GJ 1252b라는 외계행성이 모항성의 강력한 에너지로 인해 모든 대기를 잃어버렸다는 사실을 확인했다. GJ 1252b는 지구보다 약간 큰 외계행성이지만, 태양보다 매우 어두운 적색왜성 주변을 가까이 공전한다는 점에서 차이가 있다. 모항성이 매우 어둡긴 하지만, GJ 1252b는 하루 두 번 별 주변을 공전할 정도로 가까이 있기 때문에 그 표면 온도는 섭씨 1200도가 넘는다. 과학자들은 이렇게 별에 가까운 위치에서 엄청난 에너지를 받으면 대기가 모두 사라질 것이라고 추정했으나 구체적인 증거를 확보하기는 어려웠다. 연구팀은 이 행성이 별 뒤로 숨는 순간을 포착해 결정적인 증거를 확보했다. 행성에서 나오는 약한 적외선을 제거하고 별에서 나오는 적외선만 분석한 결과 GJ 1252b가 대기를 지녔을 경우 확인될 신호가 전혀 포착되지 않았다. 크기를 생각할 때 본래 이 행성에는 대기가 존재했지만, 뜨거운 표면 온도와 별에서 뿜어져 나오는 강력한 에너지에 의해 대부분 날아가 사라진 것으로 추정된다.　 이 행성의 뜨거운 표면 온도를 생각하면 대기가 없다는 사실은 당연해 보인다. 하지만 이론적으로 예측하는 것과 실제 관측을 통해 확인한 것은 과학적으로 상당히 다른 이야기다. 과학자들은 이번 관측을 통해 이 정도 온도와 거리에서는 행성 표면에 대기가 존재할 수 없다는 사실을 확인했다. 하지만 질문은 여기서 끝나지 않는다. 그렇다면 지구형 행성은 별과 얼마나 떨어져야 안정적으로 대기를 유지할 수 있을까? 태양보다 어둡지만 우주에 가장 흔한 작은 별인 적색왜성은 매우 가까운 거리에 많은 외계행성을 거느리고 있다. 과학자들은 표면 온도가 지구와 비슷한 외계행성에는 대기가 존재할 것으로 보고 있다. 하지만 적색왜성과 가까운 거리에서는 강력한 폭풍인 플레어와 항성풍, 그리고 방사선이 존재하기 때문에 온도를 빼고 생각해도 대기를 붙잡아 두기 쉽지 않을 수 있다. 이 질문에 대한 답을 얻기 위해서는 더 많은 외계행성을 관측해 어느 선까지 대기가 견딜 수 있는지 검증해야 한다. 쉬운 일이 아니지만, 과학자들은 계속해서 답을 찾아낼 것이다. 

태양에게 ‘잃어버린 형제별’이 있다? 대부분의 별은 단독으로 존재하지 않고, 두 개 이상 여러 개가 무리지어 존재하는 경우가 많다. 태양처럼 홀로 있는 별이 오히려 드문 편이다. 별들의 산란실이라 할 수 있는 성운이 대개 수백, 수천 개의 별들을 산란시킬 수 있는 엄청난 양의 물질을 가지고 있기 때문이다. 그런 분자구름이 맨 처음 중력으로 말미암아 수축을 시작할 때, 여러 곳에서 동시에 수축이 진행되어 결국 별 가족이 생겨난다. 따라서 그런 별들은 같은 지역에서 탄생해 함께 움직이지만, 결국 혼란스러운 상황에서 서로 다른 속도를 가지고 은하 전체로 흩어진다. 태양이 생성될 당시 함께 생겨난 수많은 별들이 성단(무리별)의 형태로 수백만 년 동안 존재해왔지만, 시간이 지남에 따라 별들이 폭발하거나 자리를 이동함으로써 태양의 짝별들은 종적을 감추었다. 우리 태양의 나이는 약 46억 살이다. 그 오랜 세월이 흐른 후에 형제를 찾는다는 것은 사막에서 바늘 찾기일 것이다. 그러나 집념을 가지고 태양의 형제별 찾기에 나선 천문학자들이 있다. 그들은 태양도 생성 당시에는 여러 개의 별들과 함께 태어났다고 보고, 은하수 곳곳에 흩어져 있는 태양 형제별들의 행방을 오랫동안 추적해왔다. 헤르쿨레스자리의 ‘HD 162826’ 항성 그 결과 현재 태양과 매우 유사한 ‘형제별’로 추정되는 별 하나가 발견되었는데, 헤르쿨레스자리의 ‘HD 162826’이라는 이름의 이 별이 그 주인공이다. 이 별은 태양에서 110광년 떨어진 곳에 있으며, 태양보다 15% 더 크지만 어두워서 맨눈으로는 보이지 않는다. 미국의 천문학자 바단 애디베키언은 2014년에 이 별이 지구와 같은 성분의 가스 구름에서부터 형성된 것으로 보여, 약 46억 년 전에 같은 항성 보육원에서 출현한 수천 명의 태양의 형제 중 하나일 가능성이 “거의 확실하다”고 발표했다. 이 결론은 그것이 바륨과 이트륨과 같은 희귀 원소를 포함하여 태양과 동일한 화학적 조성을 가지고 있으며, 그 궤도를 결정하고 은하 중심에 대한 공전을 반전시켜본 결과 확인되었다. 이 별이 아마도 가장 가까운 태양 형제일 것으로 연구자들이 추정하는 이유는 만약 태양의 형제별이 더 가까이 있었다면 먼저 확인되었을 것이기 때문이다. 연구자들은 이렇게 가까운 거리에 태양 형제별이 하나 있을 거라고는 예상하지 못했다. 천문학 용어로 ‘솔라 시블링'(solar sibling)이라고 불리는 태양 형제별 찾기에는 두 가지에 초점이 맞추어진다. 첫째는 태양과 나이가 같아야 한다는 점이고, 둘째는 태양과 화학적 성분이 같아야한다는 점이다. 별은 그것이 태어난 성운과 마찬가지로 거의 수소와 헬륨으로 이루어져 있지만, 약간의 다른 원소들도 포함하고 있는데, 그 비율이 성운마다 다르다. 따라서 같은 성운에서 태어난 별들은 서로 성분이 비슷하다.그런데 이런 두 가지 요건을 갖춘 HD 162826은 당시 태양과 함께 형성된 것으로 보이며, 천문학자들은 이것이 ‘오래 전 잃어버린 태양의 형제별’로 보고 흥분을 감추지 못하고 있다. 나이도 태양과 같을 뿐 아니라, 질량, 온도, 밝기, 크기가 거의 같아 숫제 태양의 쌍둥이별처럼 보이기까지 한다. HD 162826과 태양이 형성된 성단은 시간이 지남에 따라 별들이 넓게 흩어지게 하는 산개성단이었던 것으로 믿어진다. 이 성단의 별들은 형성되는 동안 행성 원반의 발달을 방해할 정도로 너무 빽빽하게 밀집되어 있지는 않았지만, 가까운 초신성에서 생성된 방사성 원소가 행성에 뿌려지는 것을 방지할 만큼 멀리 떨어져 있지는 않았다. ‘우리가 어디서 태어났는지 알고 싶다’ 한편, 천문학자들은 이 별에 외계 생명체가 거주할 만한 가능성을 찾기 위해 노력하고 있다. 태양의 형제들이 있는 영역은 생명체가 서식할 수 있는 외계행성을 수색하는 데 좋은 후보지가 될 수 있다. HD 162826에는 알려진 행성이 없다. 현재의 지식 상태는 뜨거운 목성 외에도 지구형 행성은 가능하다고 제안한다. 또한 생명체가 서식할 확률이 아주 낮더라도 0은 아닐 것으로 추정한다. 그러나 이러한 거주 가능성 요소를 확인하기 위해서는 이 별에 대한 더 많은 연구가 필요하다. 연구팀은 ‘태양의 형제별’의 세세한 화학물질을 분석하는 것이 다음 목표이며, 이를 통해 태양과 지구의 기원 및 외계 생명체를 찾을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 연구를 이끈 텍사스 대학교의 이반 라미레스 수석 연구원은 태양 형제별을 찾는 것의 중요성을 다음과 같이 설명했다. “우리는 여전히 우리(지구 및 지구 생명체)가 어디서 왔는지 알지 못한다. 태양이 은하의 어느 부분에서 형성되었는지, 기원이 되는 환경을 찾아낼 수 있다면 초기 태양계의 조건을 제한할 수 있다. 그렇게 하면 우리가 왜 지금 여기에 있는지 이해하는 데 도움이 될 수 있을 것이다.” 

전라남도가 반도체 등 첨단산업에서 비교우위를 확보하고, 기초과학 연구에서 학문적 성과를 거두기 위해서는 국내 유일의 초강력 레이저 연구시설 구축이 시급하다는 의견이 제시됐다. 전남도는 15일 도청에서 ‘초강력 레이저 연구시설 구축을 위한 전문가 전략회의’를 열어 초강력 레이저를 활용한 선순환 산업 생태계 조성 및 기초연구 연계방안을 모색했다. 특히 이날 회의에서는 초강력 레이저를 실제 활용하는 각계 전문가가 참석해 일선 현장에서 급증하는 레이저 수요와 초강력 레이저 연구시설의 조속한 구축을 요청하는 현장 분위기를 전달했다. 정성호 한국레이저가공학회장은 “가공용 레이저는 반도체 및 디스플레이, 자동차, 조선 같은 제조업 분야에서 용접, 절단, 초미세 가공 등 제품 생산에 핵심적 역할을 담당하고 있다”고 평가했다. 이어 “전남에 초강력레이저 연구시설이 유치되면 레이저 자체뿐 아니라 레이저 개발에 필수적인 초정밀 광학 부품 가공기술, 광학소재 기술 등이 동반 성장하는 기회를 확보, 가공산업의 경쟁력이 한층 높아질 것”이라고 강조했다. 초강력 레이저를 활용해 지구 내부의 광물학적 특성 변화를 연구하는 성동훈 전남대 지구환경과학부 교수는 주제 발표를 통해 “초강력 레이저는 지구뿐만 아니라 외계행성, 항성 등의 내부구조를 연구할 수 있고, 이런 극한 환경조건을 통해 새로운 물질을 만들고 연구할 수 있다는 점에서 기초, 응용과학 분야에서 세계와 경쟁하기 위해서 반드시 필요하다”고 조언했다. 전남도는 초강력 레이저 연구시설을 반드시 유치해 우수한 성능의 레이저 및 레이저 가공기술을 보급, 확대하고, 새로운 레이저 기술은 신속하게 산업체 적용이 가능하도록 산학연 협력체제를 구축할 방침이다. 박창환 전남도 정무부지사는 “90% 이상 해외수입에 의존하는 레이저 핵심부품의 국산화를 통해 글로벌 레이저 기업을 전남에 유치하고 양질의 일자리도 창출토록 하겠다”며 “앞으로 과기부 전국 공모에 총력 대응해 초강력 레이저 연구시설을 반드시 전남에 유치하고, 국내 유일의 초강력 레이저 전주기 클러스터로 키우겠다”고 말했다. 전남도는 이날 논의된 전문가 의견을 현재 진행 중인 ‘대형레이저 연구시설 유치전략 수립 기획연구’에 적극 반영해 정부와 긴밀히 협력하고, 2022년 하반기 또는 2023년 1사분기에 예정된 정부의 공모심사에 차질없이 대응할 계획이다.

인류는 지금껏 화성에 여러 대의 탐사 로버를 착륙시켜 생명체의 흔적을 끈기있게 탐색하고 있지만 아직까지 그에 대한 어떤 증거도 발견하지 못하고 있다. 그러나 한 연구원은 앞으로 25년 안에 태양계 밖의 외계행성에서 생명체의 증거를 발견할 수 있을 것이라고 확신하고 있다.  스위스 취리히 연방공과대학의 천체물리학자인 사샤 칸츠는 최근 대학의 새로운 '생명의 기원과 유포 센터' 개소식에서 이 같은 선언을 했다.  9월 2일 언론 브리핑에서 칸츠는 현재 진행 중인 기술 프로젝트에 대해 자세히 설명하면서, 연구자들이 머지않아 인류가 우주에 홀로 존재하는지에 대한 질문에 답할 수 있게 될 것이라고 말했다.  이어서 칸츠는 "1995년에 내 동료와 노벨상 수상자인 디디에 쿠엘로가 우리 태양계 밖의 행성을 처음으로 발견한 이래 오늘날까지 5천 개 이상의 외계행성이 발견되었으며, 그 발견은 현재도 매일같이 이어지고 있다"고 덧붙였다.  천문학자들은 우리은하에 있는 1천억 개 이상의 별 각각에 적어도 하나의 동반 행성이 있다고 믿고 있다.이 같은 점을 감안할 때, 더 많은 외계행성들이 발견을 기다리고 있을 것으로 보이는데, 머지않은 미래에 우리는 엄청난 수의 외계행성 목록을 갖게 될 것이다.  그 중 많은 수의 외계행성이 지구와 비슷한 환경에서 액체 물을 가지고 있을 것으로 보이며, 이러한 생명체 서식 조건을 충족할 수 있을 만큼 모항성에서 적당한 거리에 있을 것이라고 칸츠는 주장한다.  "다만 중요한 점은 이 지구형 행성에 대기가 있다면 그 대기가 무엇으로 구성되어 있는지 우리가 현재 알 수 없다는 것"이라고 밝히는 칸츠는 "이 외계행성의 대기를 조사하고, 행성의 사진을 찍을 수 있는 관측 방식이 필요하다"고 덧붙였다.  브리핑은 제임스웹 우주망원경 팀이 최초로 먼 별의 주위를 도는 외계행성의 첫 이미지를 공개한 지 하루 만에 이루어졌다. 거대한 가스 행성인 HIP 65426 b는 목성의 12배 크기로, 모항성으로부터 태양-지구 간의 100배나 되는 거리를 도는 행성이다.  우주에서 가장 오래된 별과 은하를 찾기 위해 제작된 제임스웹 우주망원경은 이미 여러 개의 외계행성 대기에서 이산화탄소와 물을 감지하는 등 일련의 획기적인 업적을 이루고 있다. 그러나 칸츠는 비록 웹이 가장 강력한 우주망원경이기는 하나, 액체 물이 존재할 수 있는 거리에서 별을 공전하는 지구 같은 행성을 볼 수 있을 만큼 충분히 강력하지 않다고 주장한다.  "HIP 65426 시스템은 매우 특별한 시스템"이라고 밝히는 칸츠는 "그것은 별에서 아주 먼 궤도를 도는 거대한 가스 행성으로, 웹은 행성 사진을 찍을 수 있을 뿐, 그 이상의 관측은 불가능하다"고 못을 박으면서 "작은 행성을 관측할 수 있을 만큼 웹은 강력하지 않다"고 덧붙였다.  그렇다고 현재 천문학자들이 손을 놓고 있는 것은 아니다. 이 같은 웹의 단점을 극복하기 위해 새로운 장비가 이미 제작되고 있다.  칸츠와 그의 팀은 초거대 망원경(ELT)의 일부가 될 최초의 장비인 중적외선 ELT 이미저 및 분광기(METIS)의 개발을 주도하고 있다. 현재 칠레의 유럽 남방 천문대에서 건설 중인 ELT이 2020년대 말에 완공되면 40m 구경의 세계 최대 광학 망원경으로 등극한다.  우주망원경은 먼 행성의 대기에서 산 유기체에 의해 생성되는 분자의 흔적을 찾기 위해 방대한 양의 외계행성들을 들여다 볼 것이다.  취리히 공과대학의 새로운 센터는 이 미래 임무를 위한 토대를 마련하고, 나아가 생명의 화학적 성질과 그것이 행성의 대기와 환경에 미치는 영향에 대한 우리의 이해를 향상시키기를 희망한다고 칸츠는 강조한다.  "우리는 생명체의 구성 요소와 화학반응의 경로 및 시간 척도, 외부 조건에 대해 보다 깊은 이해를 얻어야 하며, 그로써 목표 별과 목표 행성의 우선 순위를 정할 필요가 있다"라고 말하는 칸츠는 "생명의 흔적이 어느 정도까지 진정한 생물학적 지표인지 확인해야 하는데, 이는 행성 대기에서 가스를 생성할 수 있는 다른 과정이 있을 수 있기 때문"이라고 설명한다.  "성공에 대한 보장은 없다. 그러나 우리는 그 과정에서 다른 것을 배울 것"이라고 다짐하는 칸츠는 비록 의욕적이긴 하지만, 태양계 밖의 생명체를 찾기 위해 자신이 정한 25년의 기간이 "비현실적인 것만은 아니다"라고 강조한다. 

인간의 창조물로는 처음으로 태양계에서 벗어나 성간공간을 여행 중인 보이저 탐사선은 어떤 모습을 하고 있을까? 현재 보이저의 모습을 상상한 이미지가 미 항공우주국(NASA) ‘오늘의 천체사진’(APOD) 9월 9일자로 공개돼 눈길을 끌고 있다. 보이저 1, 2호는 45년 전인 1977년 각각 외계행성들을 탐사하고자 우주로 떠났다. 176년마다 한 번씩 돌아오는 목성과 토성, 천왕성, 해왕성의 정렬에 맞춰 8월 20일 먼저 발사된 보이저 2호는 4개 행성을 모두 근접 통과하는 궤도로 발사됐다. 그보다 보름 늦은 9월 5일 출발한 보이저 1호는 목성과 토성을 통과하는 궤도로 발사됐다. 보이저 1호는 중간에 임무가 수정돼 토성의 위성 타이탄을 거쳐야 했고 그 바람에 비행 궤도가 황도면을 벗어나면서 명왕성 탐사는 포기해야 했다.그러나 보이저 1호는 그 덕에 지구로부터 60억㎞ 떨어진 해왕성 궤도 부근에서 황도면에 늘어선 태양계 행성들을 내려다보며 ‘태양계 가족사진’을 찍을 수 있었다. 그중 유명한 것이 바로 지구의 모습을 담은 ‘창백한 푸른 점’(Pale Blue Dot)이다.  현재 두 탐사선은 가장 오래 작동하고 가장 멀리 간 우주선이 됐다. 둘 다 태양권과 태양 자기장의 영향으로 정의되는 영역인 태양권 너머를 여행했다. 별을 향한 여정 45년차인 보이저 1호는 태양으로부터 약 240억㎞ 거리에 있으며, 이는 지구-태양 간 거리의 157배, 빛으로 22시간 걸리는 심우주다. 보이저 2호는 조금 가까이 있는데, 그래도 지구-태양 간 거리의 121배나 되는 194억㎞ 떨어져 있다. 이는 18광시(18 light hour·빛으로 18시간 떨어진 거리)에 해당하는 거리다. 두 탐사선은 현재 성간 공간을 탐험하는 유일한 우주선으로 남아 있다. 각 우주선의 몸통에는 소리와 그림, 메시지가 기록된 약 30㎝짜리 골든 레코드가 부착돼 있다. 구리에 금을 입힌 이 디스크는 오랜 기간 성간 여행에도 손상되지 않는 재질로 만든 것으로, 지구의 삶과 문화에 대한 이야기를 외계 지성체에 전달하기 위한 것이다.

지구에서 약 100광년 떨어진 별 주변에서 슈퍼지구 한 쌍이 발견됐다. 지난 7일 영국 과학전문 뉴사이언티스트 등에 따르면, 새로운 슈퍼지구 한 쌍은 모두 생명체 거주 가능 영역 안에 존재한다. 이 영역은 수십억 년간 너무 뜨겁지도 춥지도 않아 액체 상태 물이 존재할 수 있는 곳이다. 두 행성은 남반구 하늘, 에리다누스자리 방향에 있는 적색왜성 LP 890-9를 공전 중인데, 모성과 가까운 순으로 LP 890-9b와 LP 890-9c라는 이름이 붙었다. 적색왜성은 태양보다 작은데다 덜 뜨거워 어둡게 보이는 특징이 있다.천문학자들은 올해 미 항공우주국(NASA)의 외계행성탐색위성(TESS·이하 테스)을 사용해 LP 890-9b를 먼저 발견했다. 이후 생명체가 존재할 조건을 가진 외계행성을 찾는 게 목표인 스페큘러스(SPECULUOS) 프로젝트 지상망원경들을 사용해 LP 890-9c도 발견했다. 스페큘러스 망원경은 칠레 파라날 천문대와 스페인령 카나리아제도 테네리페섬에 각각 설치돼 있다. 분석 결과, LP 890-9b와 LP 890-9c는 각각 지구보다 30%, 40% 더 큰 암석형 행성인 슈퍼지구로 확인됐다. 공전 주기는 각각 2.7일, 8.5일이었다. 연구팀은 특히 두 행성 중 LP 890-9c가 지금까지 발견된 모든 외계행성 가운데 가장 지구와 비슷한 행성으로 여겨지는 트라피스트-1e 다음 순으로 지구와 비슷하다고 보고 있다. 지구와 가장 비슷한 타라피스트-1e 행성은 지구에서 약 40광년 떨어져 있다. 연구를 이끈 아마우리 트리오드 영국 버밍엄대 교수는 “궁극적으로 생명체가 존재하려면 최대한 많은 온대 기후 환경이 존재하는지를 확인하는 게 중요하다”고 지적했다. 그러면서 “앞으로는 제임스 웹 우주망원경을 통해 생명체가 살 수 있는 대기와 물이 존재하는지 알 수 있길 바란다”고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 국제 천문학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics)에 실릴 예정이다.

제임스웹 우주망원경(JWST)이 모래와 같은 규산염 입자로 이뤄진 구름으로 덮인 외계행성을 발견했다. 8일 스페이스닷컴에 따르면, 웹 망원경은 탑재된 근적외선 분광기(NIRSpec)와 중적외선 장비(MIRI)로 새로운 외계행성을 찾아냈다. 천문학 연구팀은 웹 망원경의 데이터로 크기가 목성 20배에 달하는 해당 갈색왜성 주변에 규산염이 풍부한 구름이 있다는 증거를 발견했다. 이번 발견은 갈색왜성에 대한 몇 가지 초기 이론을 확인시켜준다. 갈색왜성은 보통의 별로 진화할 만큼 질량이 충분하지 않지만, 여느 행성보다 상당히 큰 신비한 천체다. 일반 수소를 연소할 수 없지만, 중수소(중성자가 추가된 수소 동위원소)를 연소해 자체적인 빛과 에너지를 생산할 수 있다. 연구팀이 주목한 갈색왜성은 VHS 1256 b라는 이름을 갖고 있으며, 지구에서 남반구 하늘 까마귀자리 방향으로 약 72광년 떨어진 2개의 작은 적색왜성 주위를 공전한다.  연구팀은 2016년 이 갈색왜성을 발견했는 데 그후로 이 천체가 어떤 이유로 붉은빛을 방출하는지 원인을 알지 못했다. 다만 붉은빛이 어떤 종류의 대기로 인해 발생할 수 있다고 추측했다. 이번에 웹 망원경으로 관측한 데이터를 분석한 결과, VHS 1256 b는 모래와 같은 규산염 입자로 가득 찬 두꺼운 구름으로 둘러싸여 있다는 점이 밝혀지면서 기존 이론이 입증됐다. 웹 망원경은 또 이 행성의 대기 속에 물을 비롯해 메탄과 일산화탄소, 이산화탄소, 나트륨, 칼륨을 감지했다. 해당 프로젝트 책임자인 미국 캘리포니아대 어바인 캠퍼스의 브리터니 마일스 수석 연구원은 “우리는 데이터 축소를 반복해 앞으로 더 많은 사실을 알게 될 것이다. 지금까지는 이론적 기대와 매우 비슷해 보인다”고 말했다. 웹 망원경의 데이터는 매우 상세하다. 때문에 VHS 1256 b 대기 전체에 걸쳐 다양한 기체의 비율이 변하는 것이 확인됐다. 해당 정보는 행성의 대기가 고요하지 않고 거친 난기류임을 암시한다. 연구 공동저자인 영국 엑서터대의 사샤 힌클리 연구원은 “고요한 대기에서는 메탄과 일산화탄소의 비율이 일정할 것으로 예상된다”고 밝혔다. 그러면서 “그러나 많은 외계행성 대기에서 이 비율은 매우 왜곡돼 나타나는데, 이는 대기에서 격렬한 수직 혼합으로 깊은 곳의 이산화탄소가 퍼올려져 대기 상층부에서 메탄과 혼합하는 것으로 보인다”고 설명했다. VHS 1256 b는 같은 갈색왜성으로서는 작아서 젊은 별일 가능성이 높다. 외계행성은 2개의 모항성으로부터 태양-지구 거리의 360배 떨어진 궤도를 공전하며, 공전 주기가 1만 7000년인 타원형 궤도를 돌고 있다. 자세한 연구 성과는 미국 코넬대에서 운영하는 출판 전 논문공개 사이트인 ‘아카이브’(arXiv.org)에 게재됐다.

제임스 웹 우주망원경(JWST)으로 찍은 태양계 너머 외계행성 ‘HIP 65426 b’ 사진이 처음 공개됐다. 1일(현지시간) 미국 항공우주국(NASA)은 웹 망원경이 적외선으로 외계행성 촬영에 성공했다고 밝혔다. HIP 65426 b는 2017년 처음 발견된 먼지 투성이의 가스행성이다. 목성보다 질량이 5~10배 크지만 45억년에 달하는 지구와 비교할 때 행성 나이는 1500만~2000만년 정도로 파악됐다. 지구에서 약 385광년 떨어져 있다. 이번이 외계행성을 처음 촬영한 건 아니다. HIP 65426 b 이미지는 과거 지구의 지상 망원경을 통해 촬영된 적이 있지만 선명한 이미지를 확보하는 데 한계가 뚜렷했다. 천문학자들은 제임스 웹 망원경의 경우 행성의 질량과 온도를 더 정확하게 표시해 줄 뿐 아니라 대기의 움직임도 감지할 수 있는 적외선 촬영이 가능한다고 설명한다. 즉, 이전 망원경으로는 감지할 수 없었던 외계행성들의 날씨 등 기상 조건을 파악할 수 있게 됐다는 의미다. 앞으로 지구와 유사하거나 인류가 거주할 수 있는 외계행성을 찾는 데 기여할 것으로 기대된다. 웹 망원경의 관측 결과, HIP 65426 b의 대기 온도는 섭씨 약 1300도로 붉은 색의 규산염 먼지 구름에 덮힌 것으로 조사됐다. 이번 관측에 참여한 사샤 힝클리 엑시터대 교수는 “인류가 살기에는 끔찍한 곳으로, 우리가 그 행성에 있었다면 산 채로 구워졌을 것”이라고 말했다. 지금까지 태양계 너머의 외계행성을 촬영하는 데 기술적 난제가 컸다. 보통 행성을 거느리는 모항성이 더 밝게 빛나기 때문에 행성 촬영이 어렵다. HIP 65426 b의 경우 지구-태양에 비해 모항성으로부터 100배 넘게 떨어져 분간이 가능했지만 밝기로 따지면 1만배 더 희미한 상태였다. 영국 가디언은 이를 80㎞가 넘는 거리의 등대 옆에 있는 반딧불이를 포착하는 것에 비유할 수 있다고 전했다. 사샤 힝클리 교수는 “이번 관측은 천문학의 역사적인 순간”이라며 “제임스 웹이 그동안 닿을 수 없었던 새로운 행성의 문을 열어줄 것이고, 폭넓은 파장으로 그 행성들을 훨씬 더 깊이 있게 관찰할 수 있다”고 평가했다.

인류 역사상 가장 크고 강력한 제임스웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)이 처음으로 외계행성의 모습을 직접 촬영하는데 성공했다. 지난 1일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 그간 제대로 볼 수 없었던 외계행성 'HIP 65426 b'의 모습을 웹 망원경을 통해 포착했다고 밝혔다. 지구에서 약 385광년 떨어져 우주적인 관점에서는 가까운 곳에 위치한 HIP 65426 b는 목성과 같은 가스행성이다. 나이는 약 1500~2000만 년으로 지구와 비교하면 아기 수준으로 목성 질량의 6~12배에 달한다. HIP 65426 b는 지난 2017년 칠레에 위치한 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)에 의해 처음 존재가 확인됐다. 당시 천문학자들은 이 외계행성을 짧은 적외선 파장으로 관측했으나 지구 대기에 가로막혀 자세히 볼 수는 없었다. 그러나 이같은 문제는 웹 망원경의 강력한 성능이 해결했다. 지구에서 약 150만㎞ 떨어진 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 라그랑주2에 위치한 웹 망원경은 주변의 별빛을 차단할 수 있는 근적외선 카메라(NIRCam)등으로 HIP 65426 b를 직접 들여다봤다. 이번에 공개된 것은 4개의 필터로 촬영됐으며 NASA 측은 외계행성 중 가장 선명한 이미지라고 자평했다.특히 HIP 65426 b의 촬영이 가능했던 것은 항성 HIP 65426와 멀리 떨어져있기 때문이다. 일반적으로 외계행성의 직접적인 촬영이 어려운 것은 주위 항성의 빛 때문이다. 그러나 HIP 65426와 HIP 65426 b의 거리는 지구와 태양과 비교해 약 100배나 멀리 떨어져있고 여기에 주위 별빛을 분리하는 웹 망원경의 첨단 기술이 한 몫 했다. 이미지 분석을 주도한 산타크루즈 캘리포니아대학 아린 카터 연구원은 "이처럼 외계행성의 이미지를 얻는 것은 우주의 보물찾기와 같다"면서 "가장 흥미로운 점은 우리가 막 이 작업을 시작했다는 것으로 향후 그간 알려지지 않은 많은 행성을 발견할 수 있을 것"이라고 밝혔다. 　한편 웹 망원경은 기존 허블우주망원경과는 전혀 다른 형태를 취한 우주망원경이다. 육각형 거울 18개를 벌집의 형태로 이어붙여 만든 주경은 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 또한 웹 망원경은 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다.  

지구와 약 100광년 거리에서 거주가능영역(habitable-zone)으로 추정되는 ‘바다 행성’(ocean planet)이 발견됐다. 25일(현지시간) 스페이스닷컴 등 외신은 제임스 웹 우주망원경(JWST)으로도 관측 가능할 만큼 가까운 거리에 망망대해가 있을 것으로 예상되는 외계행성이 발견됐다고 보도했다. 캐나다 몬트리올대학 외계행성연구소(iREx)의 르네 도욘 교수가 이끄는 국제연구진은 미국 항공우주국(NASA) 외계행성 탐색 전문 우주망원경 ‘테스’(TESS)가 2019년 7월 찾아낸 적색왜성 TOI-1452를 추적 관찰하다 새로운 바다행성 ‘TOI-1452 b’의 존재를 알아냈다.행성 지름은 지구의 1.67배, 질량은 지구의 4.8배에 달했다. 행성 질량의 최대 30%는 물로 이뤄진 것으로 추정됐다. 지구는 표면의 70%가 바다로 덮여있지만 물이 전체 질량에서 차지하는 비중은 1%가 채 안 된다. 행성 질량의 30%면 목성의 위성 가니메데나 칼리스토처럼 행성 전체가 물로 덮여있는 ‘바다 행성’이란 소리다. 연구에 참여한 샤를 카듀 박사는 “TOI-1452 b는 지금까지 발견한 행성 중 바다 행성에 가장 적합한 후보 중 하나”라고 설명했다.연구진은 우주망원경 테스가 2019년 7월 찾아낸 항성 TOI-1452를 추적 관찰하다 이 행성을 발견했다. 캐나다 퀘벡주 ‘몽 메간틱 천문대’(OMM) 망원경에 설치된 외계행성 천체면 통과 전문 카메라 ‘페스토’(PESTO)로 적색왜성을 더 자세히 관찰한 연구진은 TOI-1452가 두 개의 별로 이뤄진 쌍성계이며, TOI-1452 주변에 '바다 행성' TOI-1452 b가 돌고 있음을 확인했다. TOI-1452 b는 910만㎞ 거리에서 TOI-1452 주위를 돌고 있다. 만약 지구가 같은 거리에서 태양 주변을 공전했다면 거주가 불가능했을 것이다. 하지만 TOI-1452 b는 태양의 절반 크기에 온도 역시 태양보다 낮은 적색왜성 TOI-1452 주위를 공전하고 있어서 액체로 된 물이 존재할 수 있었던 것으로 나타났다. 한마디로 너무 뜨겁지도 춥지도 않은 거주가능영역, 이른바 ‘골디락스 영역’인 것이다.연구진은 TOI-1452 b가 차세대 망원경으로 본격적인 과학관측을 시작한 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 들여다봐야 할 완벽한 후보라고 했다. 바다 행성의 특징을 보이는 적당한 온도를 가진 몇 안 되는 행성 중 하나인데다 행성의 대기를 관측할 수 있을 만큼 지구와 가까이 있고, 연중 내내 관측할 수 있는 곳에 위치해 있다는 점을 이유로 꼽았다. 연구를 이끈 도욘 교수는 “웹 망원경을 이용한 관측은 TOI-1452 b에 관한 이해를 넓히는데 필수적”이라면서 “최대한 빨리 웹망원경 관측을 신청할 것”이라고 했다.

중국 과학자들이 달을 사용하여 초기 우주의 암흑시대(Dark Age)를 최초로 들여다볼 수 있는 야심찬 프로젝트를 기안하고 있다. ​ 중국에서는 천지개벽 이전인 태초에 '하늘과 땅이 아직 갈리지 아니한 혼돈 상태'를 '홍몽(蒙鴻)'이라고 하는데, 이 시기에 우주로 방출된 최장의 전자기파로 알려진 DSL(Sky at the Longest Wavelengths) 탐색 임무를 띤 중국과학원(CAS) 팀은 10개의 인공위성을 달 주위의 궤도로 보내, 이 희미한 우주 신호를 포착하려는 계획을 세우고 있다. ​ 우주선을 달로 보내는 것은 지구에서 인류가 생산하는 전자기 간섭을 달을 방패막이로 이용해 차단하기 위함이다. ​ 이 초장파장의 빛은 빅뱅에 의해 형성된 수소 원자에서 방출되는 희미하고 전자기파로, 이를 수집하여 최초의 별이 빛나기 시작하기 전 장막에 가리워진 이른바 우주 암흑기를 엿볼 수 있도록 하는 것이다. ​ 9개의 딸 위성들은 달 궤도를 돌면서 지구발 전자기 간섭이 차단되는 달의 뒤쪽을 돌 때 심우주에서 오는 희미한 신호를 수집한다. 그런 다음 모위성은 딸 위성들에서 보내온 데이터를 수집하고, 지구 쪽을 향한 달의 앞면으로 돌아나올 때 데이터를 지구로 다시 전송한다. ​ 초기 우주의 이러한 저주파 신호는 행성의 전리층 때문에 지구에서 수신하기가 매우 어렵거나 거의 불가능하다. 따라서 달 표면에 영구 망원경을 설치하는 방안이 제안되었지만, 이는 많은 비용이 들 뿐 아니라 기술적으로도 어려운 문제들이 가로막고 있다. ​ 이에 비해 중국의 이 같은 달 궤도선을 이용한 데이터 수집 방안이 혁신적인 대안이라고 '사우스 차이나 모닝 포스트'가 중국의 선임 우주 과학자인 우 지의 말을 인용해 보도했다. ​ 중국과학원의 첸 수에레이(陳學雷)가 이끄는 이 임무는 중국과학원이 추진하는 '뉴 호라이즌스 프로그램'에 따라 승인을 얻기 위해 경쟁하는 수많은 제안된 천문학, 탐사, 지구과학, 태양물리학 및 외계행성 임무 중 하나이다. ​ '사우스 차이나 모닝 포스트'에 따르면 최장파장 전자기파인 DSL 미션은 앞으로 몇 주 안에 공식 승인을 받을 수 있을 예정이다. ​ DSL에 대한 초기 기안인 'IEEE 스펙트럼'은 이 임무가 이전에 중국-유럽우주국 공동 프로젝트로 제안되었지만 선택되지 않았다고 한다. 새로운 DSL 제안은 이제 CAS의 '뉴 호라이즌스 프로그램'을 통해 승인될 가능성이 있다.

미국우정청(USPS)은 미 항공우주국(NASA)의 혁신적인 차세대 우주망원경 제임스웹(JWST)을 기념하기 위해 새로운 '포에버(Forever)' 우표를 제작, 발매한다.  '포에버' 우표란 "우표를 구입, 사용하는 시기나 가격 인상과 관계없이 1온스 편지를 우편으로 보낼 수 있는" 우표를 일컫는다.  새로 발매될 제임스웹 우주망원경 포에버 우표는 8월 8일(이하 현지시간) USPS의 온라인 우표 상점을 통해 사전 주문할 수 있으며, 9월 8일부터 일반 판매를 시작한다.  이 우표는 웹 망원경의 과학임무의 시작을 기념하고 망원경의 상징적인 황금 벌집형 거울과 그 뒤의 멀리 지구와 달을 배경으로 한 대형 해가림막을 비롯해 망원경의 거울에 반사된 심우주의 풍경을 담고 있다.  개념우표 발매를 발표한 USPS 성명에 따르면, 웹 망원경을 운영하는 볼티모어의 NASA 우주망원경과학연구소(STScI)는 우표 디자이너인 데리 노이스에게 해당 이미지를 제공했다. 100억 달러(한국 돈 약 13조원)가 투입된 제임스웹 망원경은 거의 20년에 걸친 연구 개발의 결과물이다.이 적외선 우주 관측소는 2021년 12월 25일 프랑스령 기아나의 쿠루에 있는 유럽 우주공항에서 아리안 5 로켓에 실려 발사되었다.발사 30일 후인 2022년 1월 24일, 웹망원경은 태양과 지구의 두 번째 라그랑주 점인 L2에 영구적으로 안착했다.  7월 11일, NASA는 망원경의 17가지 과학장비가 모두 정상작동 중이며, 가장 먼 우주까지 관측할 준비가 되었다고 선언한 데 이어, 다음날 망원경의 놀라운 최초의 과학품질 이미지를 공개했다.  10년 이상의 예상 수명 기간 동안 망원경은 빅뱅 직후에 나타난 가장 오래된 별과 은하를 관측할 예정이며, 가장 먼 심우주를 들여다볼 계획이다. 웹은 또한 생명체 존재의 신호를 찾기 위해 외계행성의 대기를 샅샅이 뒤질 것이다. 이번 미국우정청에서 제작한 새로운 웹 기념 우표 출시를 축하하기 위해 9월 8일 오전 11시 워싱턴 DC의 스미스소니언 국립 우편박물관에서 무료 공개행사가 개최될 예정이다.

‘인류의 눈’ 제임스웹 우주망원경(이하 웹 망원경)이 지구에서 약 3200만 광년 떨어진 나선은하 메시에 74(이하 M74)를 포착했다. NGC628로도 알려진 M74는 대부분 은하보다 표면 밝기가 낮아 아마추어 망원경으로 관측하기가 쉽지 않아 ‘유령 은하’라는 별명도 갖고 있다. 덴마크 코펜하겐대 닐스보어연구소 산하 우주여명센터 천문학자 가브리엘 브래머 박사는 18일(현지시간) 트위터에 웹 망원경의 관측 데이터로 만든 유령 은하 사진 한 장을 공개했다. 천문학자들, 웹 망원경 데이터 사용 시작 데이터는 지난 17일 웹 망원경이 수집해 미국 메릴랜드주 볼티모어 소재 우주망원경 기록 보관소인 미컬스키 우주망원경 아카이브(MAST)에 보낸 것이다. 아카이브는 웹 망원경뿐 아니라 허블 우주망원경 등 NASA 망원경 16개가 수집한 공개 데이터를 보관한다. 웹 망원경 홍보담당 천문학자 크리스틴 풀리엄은 해당 사진이 실제 웹 망원경의 관측 데이터에서 나온 것이라고 밝혔다. 그러면서 웹 망원경의 데이터 중 일부는 NASA 소속 연구진이 분석하도록 1년간 비공개로 두지만, 나머지 데이터는 다른 전문가도 볼 수 있도록 아카이브에 저장한다고 덧붙였다. 이번 은하 사진에서 보라색을 띠는 나선팔은 실제로 보라색은 아니다. 은하를 구성하는 다환 방향족 탄화수소(PAH)라는 분자가 복사선을 방출해 보라색으로 보이는 것이다.해당 데이터를 사용한 사진은 다른 전문가도 공개하고 있다. 여러 망원경 데이터로 인근 은하를 고해상도로 관찰하는 프로젝트인 팡스 서베이(PHANGS Survey)의 연구원 주디 슈미트 박사는 허블 망원경보다 세부적인 요소를 자세히 보여주는 은하 사진을 플리커에 공유했다. 이는 웹 망원경이 가시광선, 근적외선 스펙트럼을 관찰하던 허블 망원경과 달리 적외선 관측으로 특화된 망원경인 덕분이다. 긴 파장의 적외선으로 관측하면 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지도 뚜렷하게 볼 수 있다. NASA, 웹 망원경 첫 선물 공개미 항공우주국(NASA)은 지난 12일 웹 망원경이 처음 수집한 선물 같은 이미지를 대거 공개했다. 가장 먼저 행성상 성운인 ‘남쪽 고리 성운’ 사진이 공개됐다. 지구에서 약 2000광년 떨어진 돛자리에서 죽어가는 별 주변으로, 가스구름이 팽창하는 모습이 담겼다. ‘8열 행성’으로도 불리는 데 성운의 지름이 약 0.5광년에 달한다.그다음 공개된 사진은 1877년 처음 발견된 소은하군 ‘스테판 5중주’다. 약 2억 9000만 광년 밖 페가수스자리에 있는데 은하 5개 중 네 개가 서로 중력으로 묶여 근접했다 멀어지기를 반복해 춤추는 은하로도 불린다. NASA는 “은하들이 충돌하는 장면이다. 은하들이 중력 작용의 춤을 추면서 서로 끌어당기고 있다”고 소개했다.‘별들의 요람’으로 잘 알려진 용골자리 성운이 품은 ‘우주 절벽’과 아기별들의 화려한 이미지도 공개됐다. 용골자리 성운은 지구에서 약 7600광년 떨어져 있으며, 밤하늘에서 가장 크고 밝은 성운 중 하나로 꼽힌다. 이 성운은 태양보다 몇 배나 더 큰 대형 별의 산실로 알려져 있다.특히 NASA는 머나먼 우주에서 수증기 형태의 물을 확인했다고 밝혀 과학계를 흥분시켰다. 지구에서 1150광년 떨어진 외계행성 WASP-96b의 분광 자료를 분석한 결과 수증기 형태의 물을 확인했다는 것이다. NASA는 “웹 망원경이 외계행성을 둘러싼 대기에서 구름, 연무와 함께 물의 뚜렷한 특징을 포착했다. 이는 웹 망원경이 전례 없는 대기 분석 능력을 갖추고 있음을 확인시켜준다”고 설명했다. WASP-96b는 봉황자리에 있는 거대 가스 행성으로, 질량은 목성의 절반 정도다. 2014년 발견된 이 행성은 3~4일 공전 주기로 항성을 돈다.NASA는 전날 백악관 행사를 통해 은하단 SMACS 0723 이미지도 공개했다. 사진에는 130억 년 전에 만들어진 초기 우주 천체의 빛이 관측됐다. 웹 망원경은 어디 있나웹 망원경은 지난해 12월 25일 프랑스령 기아나에서 아리안 5호 로켓에 실려 우주로 발사됐다. 이후 웹 망원경은 지구-달 거리의 약 4배인 160만㎞를 날아간 끝에 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 ‘제2 라그랑주점’(L2) 궤도에 안착해 관측 임무를 시작했다.

제52회 국제물리올림피아드에서 한국 대표단 학생들이 전원 메달을 따면서 국가 순위 2위를 차지했다. 과학기술정보통신부는 지난 10일부터 17일까지 8일 동안 비대면 방식으로 개최된 ‘제52회 국제물리올림피아드’에서 한국 대표단 학생 5명이 전원 메달을 획득했다고 18일 밝혔다. 한국은 1992년 핀란드 헬싱키에서 열린 ‘제23회 국제물리올림피아드’에 처음 참가해 12위를 기록한 뒤 계속 상위권을 차지했다. 2003년 처음 1위를 기록하고, 2011년 1위를 한 이후 2012년 4위, 2015년 2위, 2018년 3위를 제외하고는 지난해까지 계속 국가 종합 1위를 놓치지 않았다. 스위스가 개최국인 이번 대회는 전 세계 76개국 366명의 학생이 참가해 물리 실력을 겨뤘다. 이번 대회는 이론 3문제, 실험 2문제가 출제됐다. 총 50점 만점으로 이론, 실험 시험은 각각 5시간씩 진행됐으며 실험 시험은 비대면으로 시뮬레이션 수행 및 분석 방식으로 시행됐다. 올해 이론 시험은 영구자석과 강자성체 관련 자기력, 제임스웹 우주망원경, 스케일링 법칙 분야에서 출제됐고, 실험 시험은 외계행성에서 낙하실험, 원통형 다이오드의 물리량 변화과정 중 전류 관측 분야에서 출제됐다. 한국은 서울과학고 2학년 이승현·이지후·조영인군, 3학년 정정훈군이 금메달을, 서울과학고 3학년 송경민군이 은메달을 받으면서 루마니아와 함께 국가 종합 공동 2위를 차지했다. 국가 종합 1위는 금 5개를 획득한 중국에 돌아갔다. 중국은 지난 16일 끝난 제63회 국제수학올림피아드 대회에서도 금메달 6개, 252점 만점을 기록해 국가 종합 1위가 되면서 올해 과학올림피아드대회를 싹쓸이하는 것 아니냐는 전망까지 나오고 있다.

미 항공우주국(NASA)의 제임스웹 우주망원경(JWST)이 첫 성과를 내놓자마자 놀라운 발견이 이뤄져 관련 학자들을 놀라게 했다. 완전히 맑은 하늘을 가진 것으로 여겨졌던 외계행성에서 구름에 관한 증거가 나왔기 때문이다. ​NASA는 웹 망원경의 첫 번째 과학 관측 자료의 일부분으로 지구에서 1150광년 떨어진 외계행성인 WASP-96b의 투과 스펙트럼을 공개했다. '뜨거운 목성'으로 분류되는 이 행성은 모성에 매우 가깝게 공전하는 거대 가스행성이다. 여기서 WASP는 영국의 광역행성추적(Wide Angle Search for Planets) 프로젝트에서 발견된 천체들을 가리킨다. 카나리아 제도와 남아프리카공화국 등에서 망원경을 사용해 지금까지 외계행성 거의 200개를 발견한 바 있다.투과 스펙트럼은 지구 관점에서 행성이 별 앞으로 지날 때 기록한 것인데 이는 대기를 이루는 분자를 보여준다. 별빛이 행성의 대기를 통해 필터링됨에 따라 대기 속 분자는 별빛의 특정 파장을 흡수해 해당 파장이 우리에게 도달하는 것을 효과적으로 차단한다. 이는 대기의 화학적 구성을 설명하는 일종의 분자 지문인 스펙트럼에 어두운 흡수선을 만든다. 웹의 첫 번째 이미지에서 스펙트럼이 반전돼 가장 많은 양의 빛이 차단된 위치를 더 쉽게 보여준다. NASA 관계자는 성명에서 웹이 가시적인 적색-적외선으로 관찰하는 동안 WASP-96b의 대기에서 물의 흡수 신호를 비롯해 구름과 흐린 하늘에 대한 증거를 감지했다고 밝혔다. 구름은 구름 뒤쪽에서 방출되는 분자의 스펙트럼 신호 중 일부를 가릴 수 있다. 그러나 2018년 순수한 가시광선으로 작동하는 칠레의 초대형 망원경이 해당 행성의 대기에서 나트륨의 강한 신호를 감지함에 따라 천문학자들은 WASP-96b에 구름이 전혀 없다고 결론지었다. 이 발견은 이후 칠레의 라스 캄파나스 천문대에 있는 마젤란 바아데 망원경의 최근 관측에 의해 뒷받침됐다. WASP-96b 대기의 거동과 분자 구성 그리고 구름 수준 사이의 관계를 더 잘 이해하기 위해 웹 관측과 이전의 광학 관측을 모두 재분석한 천문학자들에게 이 모순된 결과는 놀라운 수수께끼가 아닐 수 없었다. WASP-96b에 구름이 있는지 확실하게 알 수는 없지만, 그 행성에는 우리가 예상하던 생명체가 없다는 것은 알고 있다. WASP-96b는 별에 너무 가깝게 공전하기 때문에 3.4지구일 만에 궤도를 1회 공전하며, 행성의 온도가 무려 섭씨 1000도 이상으로 가열된 거대 가스행성이다. 이 고열로 인해 행성의 대기가 팽창하는 바람에 WASP-96b는 질량이 목성의 절반에 불과하지만 크기는 목성 지름의 1.2배나된다. 이 발견은 웹의 엄청난 성능을 보여준 하나의 사례다. 외계행성의 대기에서 물을 감지한 최초의 사례는 아니지만(허블 망원경은 2013년에 외계행성에서 물을 감지했다), 이전 감지에서는 오랜 시간의 관찰이 필요했다. 이에 비해 웹의 근적외선 이미저와 슬릿리스 분광기(NIRISS)는 6월 21일 한 번의 6.4시간 관찰로 물에 속하는 흡수선을 찾아냈다. 웹의 투과 스펙트럼은 외계행성에서 얻어낸 가장 상세한 스펙트럼이다.

제임스 웹 우주망원경(JWST)이 1150광년 떨어진 외계행성 대기에서 선명한 물의 존재를 확인했다. 미국 항공우주국(NASA)은 12일(현지시간) 외계행성 ‘WASP-96b’ 대기에 대한 분광 분석을 통해 수증기 형태의 물을 확인했다고 뉴욕타임스 등이 보도했다. 역사상 가장 강력한 우주 관측 성능을 갖춘 웹 망원경이 새로운 미지의 비밀 발견으로 인류를 이끌고 있는 것이다. 분광 분석은 행성의 빛 파장을 탐구해 대기 구성 물질 등을 밝혀 내는 연구다. 웹 망원경은 이 행성의 대기 현상을 관측해 물의 특징을 포착했다. 2014년 처음 발견된 WASP-96b는 봉황자리에 위치한 거대 가스 행성이다. 질량은 목성의 절반 정도로, 3~4일의 공전 주기를 갖고 있다. NASA는 “웹 망원경이 외계행성을 둘러싼 대기에서 구름, 연무와 함께 물의 뚜렷한 특징을 포착했다”며 “이는 웹 망원경이 전례 없는 대기 분석 능력을 갖추고 있다는 걸 확인시켰다”고 밝혔다. 기존의 허블 망원경이 2013년 외계행성에서 물의 존재를 처음 확인하기까지 20년이 걸린 것에 견주면 관측 속도나 해상도에서 비교할 수 없는 성능 차이를 보여 준 셈이다. 빌 넬슨 NASA 국장은 “모든 이미지가 새로운 발견으로, 각각의 사진은 인류가 전에 본 적이 없는 우주의 모습”이라고 했고, 노벨상 수상자인 존 매더 NASA 선임과학자는 “은하 어딘가에 생명체가 존재하고 있음을 확신하게 된다”고 말했다. NASA는 이날 7600광년 떨어진 용골자리 성운의 ‘우주 절벽’ 사진도 공개했다. 지구의 바위산을 옮겨놓은 듯한 이 우주 절벽은 기존에는 관측되지 않았던 미지의 공간이다. 이 밖에 2500광년 떨어진 돛자리에서 찬란한 빛을 뿜어 내지만 생명을 다한 별들이 모인 남쪽고리 성운, 2억 9000만 광년 밖 페가수스자리의 5개 은하인 ‘스테판의 오중주’ 등 새로 관측된 우주 공간의 이미지들을 추가로 공개했다. 지난해 12월 25일 우주로 발사된 웹 망원경은 지난 2월 지구에서 약 160만㎞ 떨어진 ‘제2 라그랑주 점’ 궤도에 안착해 관측 임무를 시작했다.

제임스 웹 우주망원경(JWST, 웹 망원경)이 포착해 12일(현지시간) 일반에 공개한 다섯 사진 가운데 가장 아름답고 눈길을 사로잡은 사진은 춤추는 은하다. 2억 9000만 광년 떨어진 페가수스 자리에 있는 다섯 은하가 펼치는 ‘스테판의 오중주’(Stephan‘s Quintet) 사진이다. 미국 항공우주국(NASA)은 이날 메릴랜드주 고다드 우주센터에서 웹 망원경이 포착한 보석 빛깔의 풀컬러 고해상도 우주 사진과 분광 분석 자료를 공식 발표했다. 인류 역사상 가장 강력한 성능을 갖춘 우주망원경인 웹 망원경을 통해 우주 가장 깊은 곳의 디테일까지 선명하게 담아내 우주 관측의 새 시대를 활짝 열었다. ‘인류의 눈’ 웹 망원경은 근적외선카메라(NIRCam)와 중적외선 장비(MIRI)를 활용해 별의 요람과 무덤 등 베일에 가린 우주의 속살을 드러냈고 외계행성 대기까지 분석해내는 역량을 과시했다. 빌 넬슨 NASA 국장은 “모든 이미지는 새로운 발견이다 .각각의 사진은 인류가 전에 본 적이 없는 우주의 모습을 보여준다”고 강조했다. 노벨상을 수상한 존 매더 NASA 선임 과학자는 “사진을 보면 볼수록 은하 어딘가에 생명체가 존재하고 있음을 확신하게 된다”고 말했다. 다가갔다가 멀어지며 춤추는 소은하, 블랙홀은 어떤 관계? 스테판의 5중주 사진은 웹 망원경이 포착한 이미지 중 가장 크다. 1억 5000만 화소를 자랑하는 1000개 의 그림 파일이 합쳐져 하나로 만들어졌고, 촬영한 전체 이미지는 달 지름의 5분의 1을 덮을 정도다. 이 소은하군은 1877년 최초로 발견됐고, 다섯 은하 가운데 넷이 서로 중력으로 묶여 근접했다가 멀어지기를 반복하고 있다. NASA는 ’스테판의 오중주‘ 사진에 대해 은하들이 충돌하는 장면이라며 “중력 작용으로 은하들이 춤을 추며 서로 끌어당기고 있다”고 설명했다. 이어 이 사진은 상호 작용을 통해 초기 은하가 진화한 사실에 대한 새로운 통찰력을 제공한다고 강조했다. 아울러 다섯 은하 중 하나인 NGC 7319에는 태양 질량의 2400만 배에 이르는 거대 블랙홀이 자리잡고 있어 은하의 충돌과 블랙홀의 상관관계를 규명하는 데 도움이 될 것으로 NASA는 보고 있다.아기별 품은 별의 요람…7광년 봉우리 솟은 오렌지색 우주절벽 별들의 요람으로 알려진 용골자리 성운에 자리한 ‘우주 절벽’(Cosmic Cliff)과 아기별들 사진이다. 용골자리 성운(Carina Nebula)은 밤하늘에서 가장 크고 밝은 성운 중 하나다. 이 성운은 태양보다 몇 배나 더 큰 별이 태어나는 곳으로 알려져 있다. 적외선 망원경인 웹 망원경은 관측을 방해하는 우주먼지와 가스를 뚫고 용골자리 성운 가장자리에 위치한 오렌지색 우주 절벽을 잡아냈다. 종전 허브 우주망원경도 이곳을 관측했지만 이만큼 선명한 이미지를 얻지 못했다. 특히 사진 가운데 지구의 바위투성이 산을 떼어내 옮겨놓은 듯한 이 우주 절벽은 전에는 관측되지 않았다. 절반 위의 가스와 절반 아래의 먼지로 이뤄진 이 절벽의 가장 높은 봉우리는 무려 7광년에 이른다. 여기에 아기별의 강력한 자외선이 이 가스 절벽을 뚫고 나와 보석처럼 촘촘히 박혀 빛나는 장관을 연출한다. NASA는 웹 망원경이 별의 형성과 진화를 밝혀줄 것으로 기대하고 있다.130억년 전 태초의 빛, 붉은 색 아치처럼 보이는 빛 다른 네 장의 사진보다 하루 앞서 조 바이든 미국 대통령에게 보고한 자리를 통해 첫 선을 보인 130억년 전 초기 우주의 빛, 이른바 첫 빛(First light)을 포착한 사진이다. SMACS 0723 은하단 이미지인데 이 은하단은 멀리 떨어진 천체의 빛을 확대해 휘게 하는 ’중력 렌즈‘ 역할을 한다. 우주가 탄생하는 빅뱅(대폭발) 8억년 뒤인 130억년 전에 만들어진 초기 우주 천체의 빛이 관측됐다. 영국 BBC 방송은 12일 이를 편집해 세부적인 내용을 설명해 눈길을 끈다. 붉은 색 아치처럼 보이는 것들이 은하인데 실제보다 훨씬 먼 거리, 다시 말해 훨씬 먼 과거에 생겨난 것들이다. 그리고 이 점은 약간 괴이하게 들릴 수 있는데 여러 이미지의 한 쪽에 나타나는 아치들은 모두 같은 물체에서 나온 것들이다. 그것들의 빛은 한 가지 경로 이상으로 SMACS 0723를 통해 굴절돼 보이기 때문이다.죽어가는 별의 ‘찬란한 유언’ 남쪽고리 성운 웹 망원경은 죽어가는 별들이 있는 남쪽고리 성운도 응시해 별이 남긴 찬란한 유언에 귀를 기울였다. 생의 말기에 도달한 별의 마지막 모습과 우주 환경에 미치는 영향을 파악하기 위해서다. 이곳은 약 2500 광년 떨어진 돛자리에서 죽어가는 별 주변으로 가스구름이 팽창하는 곳이다. ‘8렬 행성’(Eight Burst Nebular)으로도 불리며, 성운의 지름이 약 0.5 광년에 달한다. 생의 막바지에 다다른 이 별은 인간이 마지막 힘을 다해 유언을 전달하듯 반지 모양의 화려하고 찬란한 빛을 내뿜는 모습으로 찍혔다. NASA는 어두워지며 죽어가는 이 별이 내뿜는 가스와 우주먼지를 웹 망원경이 전례 없이 상세하게 포착했다고 설명했다.1150광년 떨어진 외계행성에 수증기, 생명체 가능성  지구로부터 1150광년 떨어진 WASP-96 b의 분광 자료를 분석한 결과, 수증기 형태의 물을 확인했다. 분광은 행성의 빛 파장을 분석해 대기 구성 물질 등을 밝혀내는 일이다. 웹 망원경은 WASP-96 b와 이 행성의 대기가 별 앞을 지나갈 때 발생하는 현상을 관측했고, 이 행성 대기에 수증기가 존재함을 확인했다. NASA는 “웹 망원경이 외계행성을 둘러싼 대기에서 구름, 연무와 함께 물의 뚜렷한 특징을 포착했다”며 “이는 웹 망원경이 전례 없는 대기 분석 능력을 갖추고 있음을 확인시켜 준다”고 밝혔다. WASP-96 b는 봉황자리에 위치한 거대 가스 행성으로, 질량은 목성의 절반 정도다. 2014년 발견된 이 행성은 3∼4일 공전 주기로 항성을 돈다.

우리 돈으로 약 13조원이 투입된 미 항공우주국(NASA) 제임스웹 우주망원경의 첫 결과물이 드디어 공개되었다. NASA는 12일 오전 10시 30분(한국시각 12일 23시 30분)부터 미국 메릴랜드주 고다드 우주비행센터에서 실시간 인터넷 방송을 통해 제임스웹 우주망원경이 처음 관측한 5가지 천체의 과학품질 컬러 이미지들을 발표했다. 우주의 신비를 담은 이들 영상은 웹 망원경이 최초로 선보이는 과학품질 이미지로, 적외선 우주의 풍경을 숨막힐 정도로 자세하게 포착하고 있다. 앞서 지난 11일 밤 조 바이든 미국 대통령이 생방송 중 미리 심우주를 보여주는 SMACS 0723 은하단 이미지를 공개한 바 있다. 이날 행사에서 공개된 3장의 이미지는 남쪽 고리성운과 용골자리 대성운, 스테판 오중주 은하군을 보여준다. 또한 분광기를 통해 측정한 스펙트럼 이미지도 공개됐는데 대상은 WASP-96 b라고 불리는 거대 외계 가스행성이다.먼저 하늘에서 가장 밝은 성운 중 하나인 용골자리 대성운은 가스와 먼지 구름으로 이루어진 대성운으로, 지구에서 남반구 별자리인 용골자리 방향으로 약 7600광년 떨어져 있다. 300광년이 넘는 범위에 걸쳐 있는 이 대성운은 거대한 폭발 직전에 죽어가는 초거성인 용골자리 에타(Eta Carinae)와 가장 어린 별 형성 성단 중 하나인 트럼퍼 14(Trumper 14)를 품고 있는 별의 산란장으로, 태양보다 몇 배나 더 큰 대형 별의 산실로 알려져 있다. 거대하고 활동적이며 때로는 폭력적인 용골성운은 우주 가스와 먼지로 된 긴 손가락 모양 구조로 유명한 ‘파괴의 기둥'(Pillars of Destruction)의 고향이기도 하다.대조적으로, 남쪽 고리성운(NGC 3132)은 지구에 더 가깝다. 불과 2000광년 떨어진 돛자리에 있는 이 성운은 죽어가는 별을 둘러싸고 있는 팽창하는 가스 구름으로 행성상 성운이라 불린다. 성운의 중심부에 있는 죽어가는 백색왜성은 성운의 모든 외부층을 날려버린 후, 상상할 수 없을 정도로 뜨겁고 강렬한 자외선을 방출하여 주변의 가스를 가열시켜 밝게 만든다. 죽어가는 별 주변으로 가스구름이 초당 15㎞ 속도로 팽창하고 있다. ‘8렬 행성’(Eight Burst Nebular)으로도 불리며, 성운의 지름이 약 0.5광년에 달한다.스테판 오중주는 지구에서 약 2억 9000만 광년 밖 페가수스 자리에 있는 소은하군이다. 1877년 최초로 발견된 5개의 은하로 이루어진 소은하군으로, 서로 중력으로 묶여 근접했다 멀어지기를 반복하고 있다. 그중 네 개의 은하계는 언젠가는 사중 충돌로 이어질 중력의 춤을 추고 있는 중이며, 세 개의 은하계는 상호작용으로 인해 길고 나선형 모양을 하고 있다. 오중주에 있는 별들은 수억 년에서 신생아에 이르기까지 다양한 연령층을 보여주고 있다. 유럽우주국(ESA)의 천문학자인 조바나 쟈르디노는 “이것은 은하의 진화를 주도하는 상호작용의 유형을 실제로 보여주기 때문에 연구해야 할 매우 중요한 이미지이자 영역”이라고 밝혔다.앞서 공개된 심우주를 보여주는 SMACS 0723은 뒤에서 오는 빛을 확대하고 휘게 하는 은하단이다. 이 은하단은 지구에서 46억 광년(1광년은 빛이 1년 가는 거리로 약 10조㎞) 떨어져 있다. 아인슈타인은 상대성이론에서 블랙홀이나 은하단처럼 중력이 강한 천체는 뒤에서 오는 빛을 확대하고 휘게 하는 이른바 ‘중력렌즈’ 현상을 일으킨다고 예측했다. 실제로 NASA는 “사진 가장자리에 보이는 붉은색 빛이 바로 중력렌즈에 의해 증폭되고 휜 것”이라며 “은하보다 훨씬 먼 131억 년 전 초기 우주에서 온 빛”이라고 밝혔다. 우주는 138억 년 전 빅뱅으로 시작됐다. NASA는 웹 망원경이 이런 중력렌즈를 이용하면 빅뱅에서 얼마 지나지 않은 135억 년 전 초기 우주에서 나온 빛도 관측할 수 있을 것으로 기대하고 있다.웹 망원경의 첫 번째 공식 과학 관측 결과의 마지막은 이미지가 아니라, WASP-96 b라고 불리는 외계행성에서 방출되는 다양한 파장의 빛을 나타내는 스펙트럼이다. 목성의 절반 크기인 이 거대 가스행성은 이날 발표된 관측 타깃 중 가장 가까운 거리로 약 1150광년 떨어져 있다. 3.4일마다 모항성을 1회 공전하며 주로 나트륨으로 이루어진 독특한 대기를 가지고 있다. 구름이 없는 유일한 행성으로 알려진 WASP-96 b는 2013년 발견 이후 수수께끼이자 추가 연구의 주요 목표였다. 웹 망원경의 새로운 데이터는 과학자들에게 그 기이한 대기에 대해 보다 자세한 데이터를 제공해줄 것이다. NASA 고다드 우주비행센터 천체물리학자 크니콜 콜론은 “다른 망원경을 사용하여 적외선으로 외계행성 대기를 탐사할 수 있었지만 이 정도 수준까지는 아니었다”면서 “이것은 웹 망원경이 특별히 NRISS 기기를 사용하여 우리에게 제공하는 데이터의 일부일 뿐”이라고 밝혔다. 이어 “일부 사람들에게는 요동치고 흔들리는 그림처럼 보이겠지만 실제로는 정보로 가득 차 있다”며 “당신은 실제로 이 외계행성의 대기에 수증기가 있음을 나타내는 요동을 지금 보고 있는 것”이라고 설명했다.한편 지난해 12월 25일 프랑스령 기아나에서 아리안 5호 로켓에 실려 발사된 웹 망원경은 지구-달 거리의 약 4배인 160만㎞를 날아간 끝에 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 제2라그랑주점(L2)에 무사히 도착해 과학관측을 시작했다. 허블우주망원경과는 전혀 다른 형태를 취한 웹 망원경은 육각형 거울 18개를 벌집의 형태로 이어붙여 만든 주경이 장착됐다. 주경의 지름은 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 아래쪽에는 태양광을 차단하는 테니스장 크기의 차양막을 갖고 있다. 18개의 육각 거울은 얇은 금을 코팅한 베릴륨으로 만들었다. 금의 빛 반사율이 98%로 가장 높기 때문이다. 또한 웹 망원경은 가시광선, 근적외선 스펙트럼을 관찰하던 허블망원경과는 달리 적외선 관측으로 특화된 망원경으로, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 이런 특징을 종합하면 웹 망원경의 관측 능력은 허블보다 100배 클 것으로 평가된다.