SF영화 ‘인터스텔라’는 지구 온난화로 인해 각종 재난 재해가 일상화된 지구를 떠나 인류가 정착해 생존할 수 있는 새로운 행성을 찾는 내용으로 꾸며져 있다. 실제로 우주탐사는 인간의 지적 호기심 충족이 목적이기도 하지만 인류가 거주할 수 있는 제2의 지구를 찾기 위한 것도 있다. 이런 상황에서 미국 시카고대 천문학·천체물리학과, 스위스 베른대 우주·행성·물리학 연구소를 중심으로 한 국제 공동 연구팀은 100광년 떨어진 코마 베레니스 자리에서 밝게 빛나는 별(항성) HD110067 주위를 정확한 공전 주기로 돌고 있는 6개의 외계 행성을 발견했다. 이번 연구에는 미국, 스위스, 스페인, 오스트리아, 영국, 이탈리아, 폴란드, 포르투갈, 네덜란드, 헝가리, 스웨덴, 독일, 멕시코, 프랑스, 벨기에, 일본, 칠레, 에스토니아 18개국 87개 연구기관이 참여했다. 이 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’ 11월 30일자에 실렸다. 연구팀은 미국항공우주국(NASA) 외계행성 관측 위성인 ‘테스’(TESS)와 유럽우주국(ESA) 외계행성 탐사 위성 ‘키옵스’(CHEOPS)의 관측 결과를 활용했다. 테스는 2020, 2022년 관측에서 HD110067의 밝기가 감소하는 것을 포착해 외계 행성의 존재를 발견했다. 넓게 우주를 관측하는 테스의 관측을 보완하기 위해 한 번에 하나의 별에 초점을 맞춰 관측하는 키옵스로 외계 행성이 몇 개 행성으로 이뤄져 있고 공전 주기가 얼마인지 파악할 수 있었다.연구팀에 따르면 지구보다 크고 해왕성보다 작은 6개의 행성은 태양의 0.8배 크기인 중심별을 3:2-3:2-3:3-4:3-4:3의 비율의 공전 주기를 갖고 돌고 있다. 이를 근거로 공전주기를 계산한 결과 안쪽부터 9.114일, 13.673일, 20.519일, 30.793일, 41.058일, 54.743일로 나타났다. 또 이들 행성의 밀도는 상대적으로 낮아 수소가 많은 대기를 가진 것으로 분석됐다. 연구를 이끈 라파엘 루케 미국 시카고대 천문학·천체물리학과 박사는 “이번에 발견된 6개의 행성은 모두 공전 궤도를 돌면서 규칙적 힘을 가하는 공명 궤도에 있는 것으로 확인됐다”라면서 “외계 행성계의 1%만 공명 궤도를 가졌을 것으로 추정되는 만큼 HD110067은 약 40억년 전 탄생한 뒤 전혀 훼손되지 않은 채 존재하는 원시적 구성을 보여준다”라고 설명했다.

우리은하에서 발견된 행성 중 역대 가장 반짝반짝 빛나는 외계행성이 발견됐다. 최근 칠레 디에고포르탈레스대학 등 공동연구팀은 금속성 구름을 가지고 있어 별빛의 80%를 반사하는 기괴한 외계행성 'LTT9779 b'를 발견했다는 연구결과를 국제 천문학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics)에 발표했다. 지구에서 약 264광년 떨어진 곳에 위치한 외계행성 LTT9779 b는 그야말로 놀라움의 연속이다. 먼저 지구의 5배 만한 LTT9779 b는 알베도(별빛에 대한 천체 표면의 반사율)가 무려 80%에 달하는데 이는 별빛의 80%를 그대로 반사한다는 의미다. 이에비해 지구의 알베도는 약 30%, 태양계에서 가장 반짝반짝 빛나는 금성은 75%다. 크기로 보면 해왕성만한 행성이 마치 거대한 거울처럼 빛을 반사하는 역할을 하는 셈으로, 이는 행성의 구름이 티타늄과 유리(규산염) 등 금속성 성분으로 이루어져있기 때문이다. 더욱 놀라운 사실은 LTT9779 b가 항성을 불과 19시간 만에 공전한다는 점으로 그야말로 별에 바짝 붙어있다. 이때문에 LTT9779 b의 대기온도는 무려 2000°c를 넘어설 것으로 추정된다. 이처럼 비정상적으로 행성이 항성에 가까우면 너무 뜨거워 구름이 생성되기 힘들지만 LTT9779 b는 이같은 상식도 뛰어넘어 금속 구름을 형성하고 있다.연구의 공동저자인 프랑스 코트다쥐르 천문대 천체 물리학자 비비앙 파르망티에는 "행성에 구름이 있는 이유는 대기에 규산염 가스가 매우 풍부해 샤워기를 계속 틀면 수증기가 욕실에 미니 구름을 형성하는 것과 유사하다"면서 "이 구름이 빛을 반사해 행성이 너무 뜨거워져 증발하는 것을 막아 생존을 가능케 한 것으로 보인다"고 설명했다. 한편 LTT9779 b는 지난 2020년 미 항공우주국(NASA)의 ‘외계 행성 사냥꾼’인 우주망원경 TESS에 의해 처음 발견됐다. 이번 연구는 유럽우주국(ESA)의 외계 행성 탐사를 위한 우주망원경인 키옵스(CHEOPS)의 관측 데이터로 이루어졌다. 키옵스는 무게 273㎏, 길이 1.5m 정도 되는 소형 우주 망원경이지만, TESS보다 별을 더 오래 고정해서 관측할 수 있다는 장점이 있다.  

초저녁에 뜨는 '황소의 눈' 알데바란  요즘 해 지고 어두워지면 북서쪽 하늘에 주목해야 할 별 하나가 뜬다. 바로 황소자리 알파별 알데바란이다. 한 해를 시작하는 첫 초저녁이 황소자리를 보면서 시작된다고 한다.  적색거성 알데바란은 그 오른쪽의 오리온자리를 향해 치받을 듯이 돌진하는 황소의 머리 부분에 자리잡고 있어 예전부터 서구권에서 '황소의 눈'으로 불렸다.  이 알데바란이 인류의 눈길을 끄는 것은 머지않은 장래에 행성상 성운으로 폭발할 적색거성이란 점도 있지만, 그보다는 앞으로 약 200만 년 후 우리가 날려보낸 파이어니어 10호가 이 별을 방문한다는 사실이다.외계 지성체에게 보내는 메시지가 담긴 금속판을 달고 1972년에 지구를 떠난 파이어니어 10호는 52년이 지난 현재 지구로부터 132AU(1AU는 지구-태양 간 거리 1.5억km) 떨어진 심우주를 초속 12km의 속도로 주파 중이다. 인류의 우주 척후병 파이어니어 10호는 2003년 1월 마지막 교신을 끝으로 통신이 두절되었으며, 2006년 3월 최종 교신을 시도했으나 파이어니어 10호로부터 아무런 응답이 오지 않음으로써 이날로 정식 '영면'에 들어간 것으로 기록되었다. 하지만 파이어니어 우주선은 태양계에서 인류의 존재를 나타내는 증표이며, 우리가 더 이상 명령을 보내지 않더라도 우주선은 여전히 심우주 여행을 계속한다. 일단 우주선이 태양계 밖으로 진출한 이후에는 물리 법칙에 따라 어떤 외부의 힘이 진로를 바꾸지 않는 한 그 여정은 영원히 멈추지 않는다.  알데바란은 어떤 별인가? 알데바란은 황소자리에서 가장 밝은 알파별인 동시에 밤하늘 전체에서 14번째로 밝게 보이는 항성이다. 히파르코스 위성이 측정한 바에 따르면, 우리로부터 약 65광년 떨어져 있다. 그 밝기는 0.75~0.95 등급 사이에서 천천히 변하는 변광성이다. 전통적 명칭 알데바란(Aldebaran)은 '뒤따르는 자'라는 뜻의 아랍어​ 알 다바란(al Dabarān)에서 온 단어로, 이런 이름이 붙은 이유는 알데바란이 플레이아데스 성단을 뒤따르는 것처럼 보이기 때문이다. 알데바란은 밝은데다 눈에 잘 띄는 별자리들 근처에 있기 때문에 밤하늘에서 찾기가 아주 쉬운 항성들 중 하나이다. 오리온의 허리띠에 해당되는 세 별로부터 시리우스의 반대 방향으로 선을 연장하면 가장 먼저 만나는 밝은 별이 알데바란이다.알데바란은 우연히도 지구와 히아데스 성단 사이의 시선방향에 놓여 있어 이 산개성단에서 가장 밝은 구성원처럼 보인다. 그러나 황소의 머리 부분을 차지하는 히아데스 성단은 알데바란보다 두 배 이상 먼 곳인 150 광년 거리에 있어 중력적으로 알데바란과 아무 관련 없는 천체이다. 알데바란의 표면온도는 3900K로 태양보다 2000도나 차갑지만, 반지름이 무려 태양의 44배나 되기 때문에 전체 광도는 태양의 400배 이상 된다. 그러나 질량은 태양의 1.16배에 지나지 않는다. 나이는 태양보다 약간 많은 64억 년이다. 200만 년 후의 알데바란은? 파이어니어 10호가 200만 년 후 알데바란에 도착할 무렵이면 이 적색거성은 과연 어떤 모습일까? 그때가 되면 알데바란이 별로서의 생애를 마감했을지도 모르며, 초신성 폭발로 인해 그 근처에서 외계 생명체를 만나는 것은 거의 불가능할 것이다. 적색거성인 알데바란도 예전에는 평범한 별로 보통 별처럼 행동했다. 곧, 내부에서 수소원자를 헬륨원자로 융합하면서 만들어낸 핵에너지로 자신을 밝혔으며, 주변의 외계행성에게 에너지를 나누어주었다. 그러나 내부의 수소는 어느덧 바닥이 나고 헬륨만 연료로 남은 상태다. 이런 별은 생애의 마지막 순간에 내부에서 더 많은 에너지를 만들어내고 몸피가 부풀어오르게 된다. 알데바란도 이런 과정을 거쳐 커지고 붉어져 지금처럼 우리 눈에 잘 띄는 적색거성이 된 것이다. 그리고 팽창이 극한에 이르면 겉층을 우주공간으로 방출해버리고 별의 속고갱이만 남아 백색왜성으로 변신한다. 방출된 겉층은는 성운이 되어 둥글게 우주공간으로 퍼져나가는데, 망원경이 없던 시절에 그것을 보면 마치 행성처럼 보여 행성상 성운이란 이름을 얻었지만 사실 행성하고는 아무런 관계도 없는 죽은 천체이다. 우리 태양도 앞으로 약 60억 년 후면 알데바란이 간 길을 따라갈 예정이다. 태양이 팽창하여 행성상 성운이 된다면 가까운 수성과 금성은 태양에 먹혀버릴 것이고, 지구의 운명은 어떻게 될지 알 수 없다. 금성처럼 태양에 먹힐지, 아니면 궤도가 더 멀리 밀려나 파국을 모면할지 알 수 없다. 하지만 걱정할 필요는 없다. 정말 까마득한 미래의 일이니 말이다. 그때쯤이면 지구는 너무 뜨거워져 어차피 생명이 살 수 없는 행성이 되어 있을 것이다. 파이어니어 10호도 이미 오래 전에 알데바란을 스쳐지났을 것이고 말이다. 알데바란은 천천히 자전하고 있으며, 한 번 도는 데에 520일이 걸린다. 그리고 목성 질량 6배에 이르는 행성 알데바란b를 거느리고 있다. 1998년에 발견된이 외계 가스행성은 자신이 공전하는 별의 임종을 지키며 살아남았다. 이 행성을 공전하는 달이 있을는지는 알 수 없다. 파이어니어 10호가 영면에 들지 않았다면 발견할 수도 있을 텐데 아쉽게 되었다. 혹 누가 알겠는가? 그 위성에 지성체가 살고 있어 별이 죽을 때 어떤 모습이었는지 우리에게 알려줄는지.  태양계를 탈출한 인류의 메신저  파이어니어 10호가 날아간다. 지구에서 200억km 떨어진 캄캄한 우주공간을 헤치며 홀로 나아간다. 태양을 등지고, 그가 떠났던 고향 지구를 등지고, 태양계 바깥의 저 무한 공간을 향하여. 25년 전 지구를 떠난 그는 먼저 목성을 지나고, 그로부터 10년 뒤에는 다시 해왕성, 명왕성을 지나, 태양계 바깥 은하 저쪽으로 날아갔다. 지구와의 교신마저 끊어진 채 10만 광년 은하수 저편으로 아득히 사라져갔다. 얼레줄 끈어진 유년의 연처럼 또는 영겁 속의 한 개 나사못처럼.인류가 만든 물건으로서 최초로 태양계를 탈출해 용약 은하 저쪽의 성간공간으로 진출한 파이어니어 10호는 3만 년쯤 후에는 황소자리의 붉은 별 로스 248 별을 스쳐 지나고, 27만 1000년 후에는 프록시마 센타우리 별에 도착하며, 또 1백만 년 동안 열 개의 별을 더 지날 것이다. 그리고 200만 년 후에는 그때까지 행성상 성운 폭발을 겪지 않았다면 알데바란에 최근접하는 곳에 도달할 것이다. 그러고도 아직 더 날아야 할 우주가 남아 있을까? 까마득한 우주 어느 언저리에서 어떤 모습으로 잠들까? 사람의 손에서 떠나간 이 최초의 신(神)에의 메신저는. 　

천문학자들이 목성과 비슷한 질량을 가진 새로 태어난 행성의 존재를 확인했다. 새로 공개된 외계행성의 이미지와 영상은 아기 행성의 궤도 운동이 젊은 부모별 HD 169142를 둘러싼 가스와 먼지 원반에 어떻게 구멍을 뚫는지를 보여준다. 천문학자들은 그 ‘자국’ 덕분에 행성의 존재를 확인할 수 있었다. 배가 수면 위를 이동할 때 배로부터 멀어지는 물결처럼 궤도를 도는 아기 행성이 디스크의 물질을 재배열하면서 생성되는 나선형 후류를 탐지함으로써 행성의 존재를 확인했다. 이 원형의 얇은 물질 구름은 행성 원반으로 알려져 있으며, 차갑고 밀도가 높은 덩어리가 자체 중력으로 인해 붕괴되어 아기 행성을 탄생시킨다. 과학자들은 HD 169142 별 주변의 원시행성 원반이 3개의 분리된 고리로 나뉘며, 이러한 고리 사이의 간격은 새로 형성된 아기 행성, 곧 ‘원시행성’의 존재 때문인 것을 알아냈다. 약 46억 년 전, 우리 별 태양은 HD 169142 주변에서 볼 수 있는 것과 유사한 원시행성 원반으로 둘러싸여 있었는데, 이 원반이 결국 붕괴되어 지구를 포함한 태양계의 행성을 형성했다. 이러한 메커니즘은 원시행성 원반과 젊은 별에 대한 연구가 우리 자신의 행성 시스템과 지구를 탄생시킨 과정을 이해하는 데 중요한 시사점을 던진다.천문학자들은 칠레 북부 아타카마 사막의 세로 파라날에 위치한 초대형 망원경(VLT·Very Large Telescope)으로 수년 동안 HD 169142 주변 환경을 면밀히 관찰해왔다. 이 망원경은 지구상에 설치된 최첨단 광학 망원경 중 하나다. 특히 천문학자들은 VLT의 스피어(SPHERE:Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) 장비를 사용하여 HD 169142 시스템을 자세히 관찰했다. 호주 모내시 대학 연구원인 이언 해몬드가 이끄는 연구팀이 마침내 이 원시행성의 존재를 확인할 수 있었던 것은 오래된 SPHERE 데이터를 재분석하는 작업에서였다. 이 목성 크기의 외계행성은 우리 태양과 해왕성 사이의 거리보다 약간 더 먼 거리에서 HD 169142를 공전하고 있다. SPHERE 장비는 아기 행성의 궤도에 의해 야기된 후류와 같은 자국의 특징을 관찰하기 위해 특별히 제작되었으며, 부모별 주변에서 성장하는 가스와 먼지, 암석 덩어리로 인해 발생하는 다른 특징들도 관찰한다. 이를 위해 SPHERE는 원형 행성 디스크의 중심에 있는 별에서 나오는 빛을 차단하고 대기의 난기류로 인한 흐림을 보정하여 해상도를 향상시킨다. 연구팀은 이 시스템에 대한 더 깊은 조사 연구가 목성과 같은 거대 가스 행성의 형성 과정을 보다 잘 이해하는 데 도움이 되기를 기대하고 있다. 

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.