우리 미리내 은하의 중심부에는 고도로 농축된 공간이 존재하는데, 이로부터는 어떤 것도 탈출할 수가 없다. 심지어는 빛조차 탈출할 수 없기 때문에 우리는 그것을 볼 수가 없다. 과학자들은 그것이 초질량의 블랙홀이라고 믿고 있다. 그러한 블랙홀은 어떤 은하든 모두 하나씩 갖고 있다. 그런데 그 블랙홀이 과연 얼마만큼 커질 수 있는가 하는 의문이 있는데, 거기에는 물리적 한계가 있는 것으로 보인다는 연구결과가 나왔다. 영국 레스터 대학의 연구자들에 따르면, 이 거대 블랙홀이 활동을 멈추기 전까지 커질 수 있는 한계 질량은 우리 태양 질량의 약 500억 배라고 한다. 블랙홀은 초거성이 항성진화의 마지막 단계에 붕괴함으로써 만들어지는 고밀도의 천체다. 그 중력이 너무나 크기 때문에 빛조차도 탈출할 수 없으며, 주변의 모든 물질들을 닥치는 대로 집어삼키는 탐욕스러운 존재다. 영국 왕립천문학회 월보에 발표된 논문에서 레스터 대학 앤드류 킹 천문학 교수는 블랙홀이 이 한계 질량의 문턱을 넘어서면 주위에 있는 가스 고리를 흐트러버린다고 설명한다. 블랙홀을 살찌우던 이 디스크들은 불안정한 상태로 별들 속으로 흡수된다. 천문학자들의 계산서를 보면, 태양 질량의 500억 배까지 질량이 불어난 블랙홀은 더이상 외부 물질들을 끌어들이지 않고 성장을 멈추는 것으로 나와 있다. 우리은하의 총질량은 태양 질량의 ​약 1000억 배로 추산되고 있다. 따라서 블랙홀의 한계 질량은 우리은하 총질량의 반쯤 된는 셈이다. 킹 교수는 “블랙홀 한계질량의 발견은 천문학자들이 블랙홀로 떨어지는 가스 원반이 방출하는 엄청난 복사의 총량을 알아냄으로써 가능했다”면서 “한계질량의 의미는 이보다 더 큰 질량의 블랙홀은 존재할 수 없다는 뜻으로, 이는 더 이상 물질을 공급하는 강착원반이 없기 때문”이라고 설명했다. 이 한계질량의 문턱을 넘어선 블랙홀은 어두워지며 더이상 블랙홀을 살찌우는 가스 원반이 방출하는 빛을 볼 수 없게 된다. 어쨌든 블랙홀은 그렇게 검지도 희지도 않다는 말이다. 킹 교수는 이 한계질량이 절대적인 것은 아니며, 블랙홀이 비록 주변의 가스를 더이상 흡입하지는 못하지만, 다른 방법으로 덩치를 키울 수도 있다고 덧붙였다. 킹 교수는 “원칙적으로 더 큰 블랙홀도 있을 수 있다. 예컨대, 한계질량의 블랙홀이 다른 블랙홀과 합병하면 더 큰 블랙홀이 될 수 있다"면서 “하지만 이 합병된 블랙홀에서는 어떤 빛도 탈출할 수 없기 때문에 우리는 그것을 관측할 수가 없다. 그리고 그 블랙홀에는 복사를 방출하는 어떤 가스 원반도 없을 것”이라고 주장했다. 이어 “그러나 간접적인 방법으로 그런 블랙홀의 존재를 확인할 수 있는데, 빛이 블랙홀 주위를 지날 때 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따라 중력렌즈 현상을 일으켜 약간 굴절하기 때문”이라고 덧붙였다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　　

어쩌면 우리 태양의 미래가 될 수도 있는 항성의 '슈퍼플레어' 현상이 먼 우주에서 포착됐다. 최근 영국 워릭대학교 연구팀은 지구에서 약 1,480광년 떨어진 우리은하 내에 위치한 쌍성 'KIC9655129'에서 슈퍼플레어가 관측됐다고 발표했다. 우리의 에너지 원천이 되는 태양은 표면이 폭발하는 이른바 '태양플레어'(Solar flare) 현상을 일으킨다. 이 때 방사되는 에너지는 지구에 다양한 악영향을 미칠 수 있는데 GPS 시스템을 먹통으로 만들거나 심한 경우 전력 공급망을 파괴하기도 한다. 그러나 우주의 수많은 별들은 일반적인 태양플레어를 훌쩍 넘어서 강력한 에너지를 방출하는 슈퍼플레어(superflare) 현상도 일으킨다. 만약 태양에서 슈퍼플레어가 발생한다면 지구에 어떤 악영향을 미칠 지 상상하기 힘든 수준이지만 다행히 우리의 태양은 비교적 안정적인 별이다. 이때문에 천문학자들은 태양이 아닌 먼 별의 플레어 현상을 관측해 연구자료로 삼는데 이번에 포착된 별이 바로 KIC9655129다. 미 항공우주국(NASA)의 케플러우주망원경으로 관측된 이 별은 태양플레어보다 약 1000배 이상의 에너지를 방출하며 태양과 매우 유사하게 활동하는 것으로 드러났다. 선임연구원 클로에 퓨 박사는 "태양계는 플라즈마, 이온화된 가스 등으로 가득차 있는데 이는 태양플레어와 같은 활동의 결과" 라면서 "태양 역시 강력한 플레어를 일으킬 수 있는데 이를 미리 이해하는데 이번 발견이 큰 도움을 준다"고 설명했다. 　 이어 "이번에 확인된 슈퍼플레어를 폭탄과 비교하면 파괴력이 무려 10억 메가톤에 달한다"고 덧붙였다. 이번 연구결과는 '천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 최신호에 게재됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

안드로메다의 진실…안드로메다에 도전하자 드디어 별지기들이 목 빼고 기다리던 관측의 계절, 겨울에 접어들었다. 그동안 한쪽에 처박아두었던 망원경들을 손질하면서 가슴 설레는 기분은 별지기가 아니라면 이해하기 힘들 것이다. 마치 오래 떠나 있었던 고향 땅이 눈앞에 보이는 듯한 기분이라고나 할까? 혹 당신이 이번 겨울 처음으로 우주에 나서는 초심자가 될 요량이라면 먼저 '안드로메다'에 도전해보라고 권하고 싶다. 왜냐면 안드로메다 은하는 우리와 참으로 인연 깊은 은하이기 때문이다. 그래서 별지기들 사이에는 이런 우스갯소리가 있다. "세상은 두 집합의 사람들로 이루어져 있다. 하나는 안드로메다를 본 사람들, 다른 하나는 아직까지 안드로메다를 못 본 사람들의 집합이다." '안드로메다의 진실' 유명한 성운-성단목록인 메시에 목록에 M 31로 올라 있는 안드로메다 은하는 별지기들에게 토성과 목성 다음으로 각광받는 인기품목이다. 그 이유는 우리은하와 마젤란은하 등을 비롯, 약 20여 개의 은하들로 이루어져 있는 국부은하군에서 최대를 자랑하는 은하이기 때문이다. 우리 은하처럼 나선은하인 안드로메다는 지구로부터 250만 광년 떨어져 있는데, 하늘 좋고 눈 좋으면 맨눈으로 볼 수 있는 가장 먼 천체다. 우리가 지상에서 보는 거리는 멀어봤자 고작 몇십km인데, 그에 비해 250만 광년이라면 참으로 아득한 거리다. 그러니까 만약 당신이 안드로메다를 맨눈으로든 망원경으로든 본다면, 그 빛은 250만 년 전에 안드로메다를 출발한 빛인 셈이다. 그때는 지구에 매머드들이 뛰어다니고 있을 홍적세쯤 된다. 천문학 테마 크루즈 여행에 참여해 위용을 자랑하는 안드로메다를 처음으로 본 미국의 SF 작가 아이작 아시모프는 그 감동을 다음과 같이 표현했다. "클라이맥스는 나와 아내 재넛이 쌍안경으로 난생 처음 안드로메다 은하를 보았을 때였다. 우리는 그것만으로도 크루즈에 참가한 본전은 뽑은 느낌이었다." 또 이 안드로메다는 우리 은하 바깥으로 무수한 은하들이 늘어서 있다는 사실을 처음으로 인류에게 알려준 은하이기도 하다. 그전에 인류는 우리 은하가 우주의 전부인 것으로 알고 안드로메다는 우리 은하의 단순한 성운으로 여겼었는데, 신출내기 천문학자 에드윈 허블이 1923년 여기서 변광성들을 발견해 거리를 측정하고 안드로메다가 우리 은하 외부의 천체임을 증명했던 것이다. 그 덕분에 허블은 일약 천문학계의 영웅으로 떠올랐다. 물론 이 안드로메다를 맨눈으로 보면 조그맣고 희미한 빛 뭉치로 보일 뿐이다. 그러나 놀라지 마시라. 지름이 우리은하의 거의 2배가 넘는 26만 광년이고, 그 속에 있는 별의 개수는 무려 1조 개에 달한다. 우리은하의 3배가 넘는 셈이다.마지막으로 가장 중요한 '안드로메다의 진실'을 말하자면, 약 24억 년 후 우리 은하와 충돌할 예정이라는 사실이다. 이는 천문학자들이 오랜동안 면밀히 관측해온 끝에 내린 결론으로, 현재 시간당 40만km의 속도와 우리 은하와의 거리를 좁히고 있는 중이다. 이 거리는 지구와 달 사이의 거리에 해당한다. 충돌하면 어떻게 될까? 천문학자들이 내린 결론은 이렇다. -"두 은하는 서서히 충돌할 것이며, 그후 붉은 별들을 거느린 거대한 타원은하로 진화할 것이다." 최악의 경우 태양계가 은하계를 이탈할 가능성까지 있다. 하지만 우리 태양계는 이 거대한 충돌 뒤에도 여전히 존재할 가능성이 높다고 한다. 이유는 은하란 게 대부분 텅 비어 있는 공간이라 우리 태양계가 그 충돌에 그다지 큰 영향을 받지 않을 것이기 때문이다. 따라서 별들끼리 충돌할 확률도 거의 없다고 본다. 안드로메다를 찾는 방법 가장 좋고 손쉬운 방법은 자동추적(go-to) 망원경을 이용하는 방법이다. 요즘에는 20만원대의 90mm 구경 go-to 망원경도 성능이 훌륭한만큼 이걸로 밤하늘을 겨누면 찾는 데 5분도 안 걸린다. 시야가 넓은 쌍안경을 이용하는 것도 나름 괜찮은 방법이다. 안드로메다 자리에 있는 은하니까, 그 부근을 훑어보면 금방 찾을 수 있다.자동추적 기능이 없는 망원경이라면 별자리의 별들을 더듬어가면서 찾을 수밖에 없다. 이걸 '스타 호핑'이라고 하는데, 먼저 천정 부근에 있는 페가수스자리의 가을의 대사각형을 찾은 다음, 그 한 모서리 별인 안드로메다자리 알파별 알페라츠(페가수스자리의 델타별이기도 하다)를 기준으로 미라크, 알마크를 따라 시선을 옮기면 안드로메다 공주 무릎 부근에 흰 빛뭉치가 있는 것을 보게 된다. 이게 바로 한국인들이 내다버린 '개념'을 몽땅 수집한다는 그 유명한 안드로메다 은하다. 물론 사진에서처럼 선명한 모습은 아니다. 그런 사진은 망원경을 몇 시간이고 피사체에 고정시켜놓고 노출한 끝에 얻어지는 이미지다. 하지만 망원경으로도 안드로메다의 아름다운 모습을 감상하는 데는 별 지장이 없다. 당신이 '안드로메다의 진실'을 알고, 게다가 감수성이 풍부한 사람이라면 안드로메다를 만난 그 순간의 감동을 충분히 느낄 수 있을 테니까. ------------------------------- 국부은하군 : 우리은하와 마젤란은하 등을 비롯하여 반지름 300~400만 광년 범위의 약 20여 개 외부은하들로 이루어진 은하 집단. 이 은하군의 맹주는 안드로메다 은하이며, 대마젤란은하와 소마젤란은하는 우리은하의 위성은하이자 동반은하로 생각된다. 사진=염범석 제공(맨위부터 순서대로), NASA, 염범석 제공 이광식 통신원 joand999@naver.com

안드로메다의 진실…안드로메다에 도전하자 드디어 별지기들이 목 빼고 기다리던 관측의 계절, 겨울에 접어들었다. 그동안 한쪽에 처박아두었던 망원경들을 손질하면서 가슴 설레는 기분은 별지기가 아니라면 이해하기 힘들 것이다. 마치 오래 떠나 있었던 고향 땅이 눈앞에 보이는 듯한 기분이라고나 할까? 혹 당신이 이번 겨울 처음으로 우주에 나서는 초심자가 될 요량이라면 먼저 '안드로메다'에 도전해보라고 권하고 싶다. 왜냐면 안드로메다 은하는 우리와 참으로 인연 깊은 은하이기 때문이다. 그래서 별지기들 사이에는 이런 우스갯소리가 있다. "세상은 두 집합의 사람들로 이루어져 있다. 하나는 안드로메다를 본 사람들, 다른 하나는 아직까지 안드로메다를 못 본 사람들의 집합이다." '안드로메다의 진실' 유명한 성운-성단목록인 메시에 목록에 M 31로 올라 있는 안드로메다 은하는 별지기들에게 토성과 목성 다음으로 각광받는 인기품목이다. 그 이유는 우리은하와 마젤란은하 등을 비롯, 약 20여 개의 은하들로 이루어져 있는 국부은하군에서 최대를 자랑하는 은하이기 때문이다. 우리 은하처럼 나선은하인 안드로메다는 지구로부터 250만 광년 떨어져 있는데, 하늘 좋고 눈 좋으면 맨눈으로 볼 수 있는 가장 먼 천체다. 우리가 지상에서 보는 거리는 멀어봤자 고작 몇십km인데, 그에 비해 250만 광년이라면 참으로 아득한 거리다. 그러니까 만약 당신이 안드로메다를 맨눈으로든 망원경으로든 본다면, 그 빛은 250만 년 전에 안드로메다를 출발한 빛인 셈이다. 그때는 지구에 매머드들이 뛰어다니고 있을 홍적세쯤 된다. 천문학 테마 크루즈 여행에 참여해 위용을 자랑하는 안드로메다를 처음으로 본 미국의 SF 작가 아이작 아시모프는 그 감동을 다음과 같이 표현했다. "클라이맥스는 나와 아내 재넛이 쌍안경으로 난생 처음 안드로메다 은하를 보았을 때였다. 우리는 그것만으로도 크루즈에 참가한 본전은 뽑은 느낌이었다." 또 이 안드로메다는 우리 은하 바깥으로 무수한 은하들이 늘어서 있다는 사실을 처음으로 인류에게 알려준 은하이기도 하다. 그전에 인류는 우리 은하가 우주의 전부인 것으로 알고 안드로메다는 우리 은하의 단순한 성운으로 여겼었는데, 신출내기 천문학자 에드윈 허블이 1923년 여기서 변광성들을 발견해 거리를 측정하고 안드로메다가 우리 은하 외부의 천체임을 증명했던 것이다. 그 덕분에 허블은 일약 천문학계의 영웅으로 떠올랐다. 물론 이 안드로메다를 맨눈으로 보면 조그맣고 희미한 빛 뭉치로 보일 뿐이다. 그러나 놀라지 마시라. 지름이 우리은하의 거의 2배가 넘는 26만 광년이고, 그 속에 있는 별의 개수는 무려 1조 개에 달한다. 우리은하의 3배가 넘는 셈이다. 마지막으로 가장 중요한 '안드로메다의 진실'을 말하자면, 약 24억 년 후 우리 은하와 충돌할 예정이라는 사실이다. 이는 천문학자들이 오랜동안 면밀히 관측해온 끝에 내린 결론으로, 현재 시간당 40만km의 속도와 우리 은하와의 거리를 좁히고 있는 중이다. 이 거리는 지구와 달 사이의 거리에 해당한다. 충돌하면 어떻게 될까? 천문학자들이 내린 결론은 이렇다. -"두 은하는 서서히 충돌할 것이며, 그후 붉은 별들을 거느린 거대한 타원은하로 진화할 것이다." 최악의 경우 태양계가 은하계를 이탈할 가능성까지 있다. 하지만 우리 태양계는 이 거대한 충돌 뒤에도 여전히 존재할 가능성이 높다고 한다. 이유는 은하란 게 대부분 텅 비어 있는 공간이라 우리 태양계가 그 충돌에 그다지 큰 영향을 받지 않을 것이기 때문이다. 따라서 별들끼리 충돌할 확률도 거의 없다고 본다. 안드로메다를 찾는 방법 가장 좋고 손쉬운 방법은 자동추적(go-to) 망원경을 이용하는 방법이다. 요즘에는 20만원대의 90mm 구경 go-to 망원경도 성능이 훌륭한만큼 이걸로 밤하늘을 겨누면 찾는 데 5분도 안 걸린다. 시야가 넓은 쌍안경을 이용하는 것도 나름 괜찮은 방법이다. 안드로메다 자리에 있는 은하니까, 그 부근을 훑어보면 금방 찾을 수 있다. 자동추적 기능이 없는 망원경이라면 별자리의 별들을 더듬어가면서 찾을 수밖에 없다. 이걸 '스타 호핑'이라고 하는데, 먼저 천정 부근에 있는 페가수스자리의 가을의 대사각형을 찾은 다음, 그 한 모서리 별인 안드로메다자리 알파별 알페라츠(페가수스자리의 델타별이기도 하다)를 기준으로 미라크, 알마크를 따라 시선을 옮기면 안드로메다 공주 무릎 부근에 흰 빛뭉치가 있는 것을 보게 된다. 이게 바로 한국인들이 내다버린 '개념'을 몽땅 수집한다는 그 유명한 안드로메다 은하다. 물론 사진에서처럼 선명한 모습은 아니다. 그런 사진은 망원경을 몇 시간이고 피사체에 고정시켜놓고 노출한 끝에 얻어지는 이미지다. 하지만 망원경으로도 안드로메다의 아름다운 모습을 감상하는 데는 별 지장이 없다. 당신이 '안드로메다의 진실'을 알고, 게다가 감수성이 풍부한 사람이라면 안드로메다를 만난 그 순간의 감동을 충분히 느낄 수 있을 테니까. ------------------------------- 국부은하군 : 우리은하와 마젤란은하 등을 비롯하여 반지름 300~400만 광년 범위의 약 20여 개 외부은하들로 이루어진 은하 집단. 이 은하군의 맹주는 안드로메다 은하이며, 대마젤란은하와 소마젤란은하는 우리은하의 위성은하이자 동반은하로 생각된다. 사진=염범석 제공(맨위부터 순서대로), NASA, 염범석 제공 이광식 통신원 joand999@naver.com　

짝별을 잡아먹고 크는 청색낙오성​ 허블 우주망원경이 주변 별의 물질을 빨아들이는 뱀파이어 별인 청색낙오성을 처음으로 관측했다고 우주관련 웹사이트 스페이스닷컴이 8일(현지시간) 보도했다. 뱀파이어 별인 청색낙오성은 적색거성으로 진화하는 대신 젊은 별처럼 보이는 수수께끼의 천체다. 늙은 별이 연료를 다 소진하면 몸피가 엄청나게 부풀어올라 거대한 적색거성으로 진화한다. 그러나 같은 시기에 형성된 별들의 무리인 성단 안에는 이상하게도 젊게 보이는 별들이 더러 있는데, 같은 또래의 별들이 큰 덩치와 낮은 온도인 것에 비해 이들은 마치 새로운 연료를 주입받은 듯이 뜨겁고 푸른빛을 낸다. 청색낙오성이란 이름도 이들이 별의 생애 사이클에서 낙오되었다는 뜻에서 붙여진 것이다. 천문학자들로 꾸려진 연구팀은 청색낙오성의 젊은 비결을 알아내기 위해 5,000광년 거리의 한 성단 안에서 21개의 청색낙오성에 대해 조사했다. 허블 망원경은 많은 청색낙오성에 물질을 제공해주는 백색왜성 증거를 발견해냈다. 과학자들이 청색낙오성의 존재를 안 것은 1953년부터이지만, 그들의 여분 연료가 어디서 온 것인지는 미스터리로 남아 있었다. 과학자들은 그들이 쌍성계-두 개의 별이 서로의 둘레를 공전하는 항성계-일 거라고 추정하고, 한 별이 다른 별의 물질을 빨아들이는 것으로 생각했다. 그러나 그 메커니즘은 여전히 수수께끼였다. 별들이 합병하거나 다른 별과 충돌한 것일 수도 있기 때문이다. 2011년에 발표된 한 연구는 NGC 188이라는 이름의 한 성단 안에 있는 청색낙오성의 개수를 조사한 데 이어, 이번 허블 망원경의 관측으로 7개의 청색낙오성과 함께 궤도를 도는 백색왜성이 내는 자외선 신호를 포착하기에 이른 것이다. "이제까지는 추론만 있었을 뿐, 구체적인 관측결과는 얻지 못하고 있었다"고 밝히는 논문 대표저자 나탈리에 고스넬 텍사스 대학 천문학자는 "청색낙오성이 물질 이동으로 만들어진다는 것을 최초로 확인한 사례"라고 이번 관측의 의미를 부여했다. 이번 연구는 청색낙오성 중 3분의 2를 조사한 결과, 별들 간의 물질 이동과정을 최초로 규명할 수 있었다. 쌍성계에서는 보다 덩치 큰 별이 짝별을 압도하여 적색거성으로 진화한다. 하지만 그때 짝별은 적색거성의 물질을 빨아들인다. 새 연료를 공급받은 짝별이 더 뜨겁고 밝게 빛나게 되면 두 별 사이의 균형은 무너지고, 처음 형성되었던 별의 과밀한 핵이 자체 중력붕괴를 일으켜 백색왜성으로 가게 된다. 지구에서 보는 관측자는 단지 비정상적으로 뜨겁고 푸르게 빛나는 청색낙오성만 볼 수 있을 뿐이다. 연구자들은 직접 백색왜성을 관측할 수는 없으며, 다만 중력의 상호작용에 의한 청색낙오성의 움직임으로 그 존재를 파악할 수 있을 뿐이다. "비록 우리가 홑별의 진화에 대해서는 많은 것들을 알고 있기는 하지만, 쌍성계의 전모에 대해서는 아직 제대로 파악하고 있지 못한 상태"라고 밝히는 공동저자 로버트 매튜 위스콘신 대학 교수는 "우리 태양과 같은 홑별의 진화과정에 대해서는 탄생에서 종말에 이르기까지 대체로 소상히 알고 있지만, 4분의 1의 별들이 이루고 있는 쌍성계에 대해서는 이제부터 알아가기 시작하는 단계로, 이 연구는 청색낙오성뿐만 아니라 우리은하를 포함한 은하들의 진화과정에 대해서도 많은 것들을 밝혀주리라고 믿는다."고 말했다. 이 연구 결과는 12월 1일자 천체물리학 저널에 게재되었다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

어쩌면 우리 태양의 미래가 될 수도 있는 항성의 '슈퍼플레어' 현상이 먼 우주에서 포착됐다. 최근 영국 워릭대학교 연구팀은 지구에서 약 1,480광년 떨어진 우리은하 내에 위치한 쌍성 'KIC9655129'에서 슈퍼플레어가 관측됐다고 발표했다. 우리의 에너지 원천이 되는 태양은 표면이 폭발하는 이른바 '태양플레어'(Solar flare) 현상을 일으킨다. 이 때 방사되는 에너지는 지구에 다양한 악영향을 미칠 수 있는데 GPS 시스템을 먹통으로 만들거나 심한 경우 전력 공급망을 파괴하기도 한다. 그러나 우주의 수많은 별들은 일반적인 태양플레어를 훌쩍 넘어서 강력한 에너지를 방출하는 슈퍼플레어(superflare) 현상도 일으킨다. 만약 태양에서 슈퍼플레어가 발생한다면 지구에 어떤 악영향을 미칠 지 상상하기 힘든 수준이지만 다행히 우리의 태양은 비교적 안정적인 별이다. 이때문에 천문학자들은 태양이 아닌 먼 별의 플레어 현상을 관측해 연구자료로 삼는데 이번에 포착된 별이 바로 KIC9655129다. 미 항공우주국(NASA)의 케플러우주망원경으로 관측된 이 별은 태양플레어보다 약 1000배 이상의 에너지를 방출하며 태양과 매우 유사하게 활동하는 것으로 드러났다. 선임연구원 클로에 퓨 박사는 "태양계는 플라즈마, 이온화된 가스 등으로 가득차 있는데 이는 태양플레어와 같은 활동의 결과" 라면서 "태양 역시 강력한 플레어를 일으킬 수 있는데 이를 미리 이해하는데 이번 발견이 큰 도움을 준다"고 설명했다. 　 이어 "이번에 확인된 슈퍼플레어를 폭탄과 비교하면 파괴력이 무려 10억 메가톤에 달한다"고 덧붙였다. 이번 연구결과는 '천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 최신호에 게재됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

어쩌면 우리 태양의 미래가 될 수도 있는 항성의 '슈퍼플레어' 현상이 먼 우주에서 포착됐다. 최근 영국 워릭대학교 연구팀은 지구에서 약 1,480광년 떨어진 우리은하 내에 위치한 쌍성 'KIC9655129'에서 슈퍼플레어가 관측됐다고 발표했다. 우리의 에너지 원천이 되는 태양은 표면이 폭발하는 이른바 '태양플레어'(Solar flare) 현상을 일으킨다. 이 때 방사되는 에너지는 지구에 다양한 악영향을 미칠 수 있는데 GPS 시스템을 먹통으로 만들거나 심한 경우 전력 공급망을 파괴하기도 한다. 그러나 우주의 수많은 별들은 일반적인 태양플레어를 훌쩍 넘어서 강력한 에너지를 방출하는 슈퍼플레어(superflare) 현상도 일으킨다. 만약 태양에서 슈퍼플레어가 발생한다면 지구에 어떤 악영향을 미칠 지 상상하기 힘든 수준이지만 다행히 우리의 태양은 비교적 안정적인 별이다. 이때문에 천문학자들은 태양이 아닌 먼 별의 플레어 현상을 관측해 연구자료로 삼는데 이번에 포착된 별이 바로 KIC9655129다. 미 항공우주국(NASA)의 케플러우주망원경으로 관측된 이 별은 태양플레어보다 약 1000배 이상의 에너지를 방출하며 태양과 매우 유사하게 활동하는 것으로 드러났다. 선임연구원 클로에 퓨 박사는 "태양계는 플라즈마, 이온화된 가스 등으로 가득차 있는데 이는 태양플레어와 같은 활동의 결과" 라면서 "태양 역시 강력한 플레어를 일으킬 수 있는데 이를 미리 이해하는데 이번 발견이 큰 도움을 준다"고 설명했다. 　 이어 "이번에 확인된 슈퍼플레어를 폭탄과 비교하면 파괴력이 무려 10억 메가톤에 달한다"고 덧붙였다. 이번 연구결과는 '천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 최신호에 게재됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-'천문학자' 칸트의 태양계 형성설 '순수이성비판'을 쓴 철학자 임마누엘 칸트의 박사학위 논문이 철학이 아니라 천문학 이론임을 아는 사람은 그리 많지 않은 것 같다. 1755년에 발표된 칸트의 학위논문은 그 제목부터가 '일반 자연사와 천체 이론'이었다. 하긴 그 시대는 철학과 천문학 사이에 명확한 선이 없던 때이기는 했다. 하지만 칸트의 논문은 명확히 천문학에 관한 내용이었다. 그것도 우리 태양계의 생성에 관한 학설로, 흔히 성운설'이라고 불리는 것이다. 현대 천문학 교과서에도 ‘칸트의 성운설'(Kant’s Nebula Hypothesis)로 당당하게 자리잡고 있다. 일찍이 뉴턴 역학에 매료되어 대학에서 철학과 함께 물리학과 수학을 공부했던 칸트는 ​틈틈이 망원경으로 우주를 관측하며 천문학을 연구한 천문학자이기도 했다. 그는 대선배인 아리스토텔레스 세계관이 뉴턴에 의해 붕괴되는 것을 보고 새로운 시대의 우주론에 깊이 빠져들었다. 아리스토텔레스 체계는 세계를 달을 기준삼아 천상계와 지상계 둘로 쪼개고, 그 소통을 금지시켰다. 따라서 기왕의 천문학에서는 천상은 불변 완전한 세계이고 천체들은 올림포스 신들처럼 신성한 존재였다. 그러나 천상이든 지상이든 중력의 법칙이 온 우주를 관통한다는 것을 증명한 뉴턴의 역학 앞에 아리스토텔레스가 더 이상 버틸 수 없었던 것은 당연한 일이었다. 뉴턴 물리학의 등장으로 천문학은 새로운 전기를 맞이하게 된다. 천상의 천체들 역시 지구처럼 질량을 가지고 중력으로 빈틈없이 묶여 있는 물체임이 밝혀지게 되었다. 즉, 지상의 물리학은 천상에서도 적용되며, 지상의 물리학을 통해 우주의 상황을 알 수 있다는 믿음을 갖게 된 것이다. 인간의 몸은 비록 지상에 매여 있지만, 우리의 지성은 온 우주로 확장될 수 있다는 믿음이었다. 이제까지 항성천구에 붙어 있는 점으로 간주되었던 하늘의 천체들이 질량을 가진 물체라는 사실이 알려지면서 하나의 흥미로운 문제가 제기되었다. 천체들의 내력, 곧 우주의 역사라는 문제에 인류가 눈을 뜨게 된 것이다. 이전에는 사실 태양계라는 개념조차 없었다. 태양계라는 개념이 생긴 것은 17세기 말에 이르러서였다. 그럼 이 태양계는 언제 어떻게 형성되었나? 세계의 탄생과 멸망에 관한 이론들은 고래로부터 각 문명권마다 있었지만, 오랜 시간 동안 인류는 이러한 생멸 이론을 태양계에 접목할 생각을 하지 못하다가, 뉴턴 이후에야 비로소 천체 형성에 관한 이론들이 나타나기 시작했다. 뉴턴 사후 22년이 지난 1749년, 프랑스의 철학자이자 박물학자인 조르주 드 뷔퐁이 태양계 형성에 대한 주목할 만한 이론을 발표했다. 뉴턴에 깊이 영향 받은 뷔퐁은 태양계는 공통의 기원을 가지고 있으며, 그 기원은 혜성이 태양에 충돌해 거기서 물질들이 빠져나옴으로써 비롯되었다는 주장을 펼쳤다. 물질들은 중력으로 인해 뭉쳐져 둥근 형태를 이루었으며, 서서히 식어 행성이 되었고, 더 작은 덩어리들은 위성이 되었다는 것이다. 실제로 두 개의 천체가 충돌하는 것은 우주에서 다반사로 일어나는 일이다. 심지어 은하들도 충돌하고 있다. 우리은하도 37억 년 후에 안드로메다 은하와 충돌할 것으로 예상되고 있다. 뷔퐁의 혜성 충돌설은 최초의 본격적인 태양계 형성설로, 이로써 그는 ‘우주 파국 이론’의 창시자가 되었다. -​칸트의 성운설과 섬 우주론 이 뷔퐁의 뒤를 이어 태양계 형성설을 들고나온 사람이 바로 철학자 임마누엘 칸트였다. 31살인 1755년에 발표한 '일반자연사와 천체 이론'에서 칸트는 뉴턴 역학의 모든 원리를 확대 적용하여 우주의 발생을 역학적으로 해명하려 했다. 이것이 바로 뒷날 유명한 ‘칸트-라플라스 성운설’로 알려진 우주 발생 이론이다. ​ 뉴턴이 생성 운동의 기원을 신의 '최초의 일격'으로 돌린 데 반해, 칸트는 우주의 생성과 진화에 사용되는 힘들을 물질에 내재하는 중력과 척력(반발 작용), 그리고 그 안에서 대립되는 힘이라고 생각했다. 이 설에 따르면, 원시 태양계는 지름이 몇 광년이나 되는 거대한 원시 구름인 가스 성운이 그 기원이다. 천천히 자전하던 이 원시 구름은 점점 식어가면서 중력에 의해 중심 쪽으로 낙하하는 현상이 일어남으로써 수축이 이루어져 회전이 빨라지고, 마침내 그 중심부에 태양이 탄생되고 주변부에는 여러 행성들이 만들어졌다는 것이다. 행성들이 자전하면서 거기에서 떨어져나온 것들이 바로 위성이다. 칸트는 이러한 방식으로 진화론적 생각을 역학 법칙에 따르는 천제 운동의 과학적인 설명과 결합시켰다. 엥겔스는 바로 이 점에서 칸트가 형이상학적 세계상을 극복하는 데 큰 기여를 한 것이라고 보고, "현재의 모든 천체가 회전운동을 하는 성운 덩어리로부터 발생했다는 칸트의 이론은 코페르니쿠스 이래 천문학이 이룩한 가장 커다란 진보였다"고 평했다. ​ 칸트의 성운설은 행성들의 동일 평면상에서의 운동, 공전방향과 태양의 자전방향과의 일치 등을 잘 설명할 수 있다는 점에서 최초의 과학적인 태양계 기원설로 널리 받아들여졌다. 칸트의 성운설은 한마디로, 태양을 비롯하여 행성, 위성, 혜성 들이 원초적인 근본물질들에서 분리되어 우주 공간을 채웠으며, 그 안에서 형성된 천체들이 태양계 공간을 운행하게 되었다는 것이다. 칸트의 아래와 같은 추론은 현대 생물학자들의 견해에 접근하는 놀라운 예지의 소산이라 하지 않을 수 없다. “이런 식으로 채워진 공간에서 고요함이 지속되는 것은 일순간일 뿐이다. 원소들은 서로를 움직이게 하는 힘을 가지고 있으며, 그것들 자체가 생명의 근원이다. 물질은 형태를 이루려고 분투한다. 흩어진 원소들 중 밀도가 높은 것은 가벼운 원소들을 주위로 끌어들인다.” '정신과 자연'의 저자인 영국의 생물학자 그레고리 베이트슨이 그의 책 안에서 “원자는 스스로 생명을 지향하는 것처럼 보인다”라고 한 말과 너무나 흡사한 주장이 아닌가! ​ -'외계 생명체'를 예언한 칸트 원시 태양계 형성의 얼개를 만든 칸트는 별들에 대해서도 기왕의 이론들과는 사뭇 다른 주장을 펼쳤다. 직접 망원경으로 우주를 관측하기도 했던 칸트는 별들 역시 태양과 다를 바 없는 존재로, ‘비슷한 체계 안에 들어 있는 중심‘이라고 보았다. 이로써 태양계와 별들 사이의 관계를 정립한 칸트는 한 걸음 더 나아가, 이러한 원리를 은하계로까지 확대했다. 그는 은하계가 거대한 렌즈 모양을 하고 있으며, 별들이 은하 적도 부근에 밀집해 있다고 주장했다. 그리고 우리의 항성계가 다른 우주의 체계들, 성운들과 비슷하다고 보았다. 칸트는 자신의 우주론에 대해 갖고 있는 깊은 믿음을 다음과 같이 표현했다. “나는 어떤 꾸밈도 없이, 운동 법칙대로 잘 정돈된 세계가 생겨나는 것을 보면서 만족한다. 그것은 우리 눈앞에 펼쳐져 있는 우주와 아주 비슷해 보이므로, 나는 그것을 진실로 간주하지 않을 수 없다." 망원경으로 밤하늘에서 빛나는 나선 형태의 성운을 관측하기도 했던 칸트는 당시 성운으로 알려졌던 드로메다자리의 M31이 수많은 별들로 구성된 또 하나의 은하일 것이라는 구체적인 제안을 했을 뿐만 아니라, 이러한 나선형 성운에 ’섬 우주'(island universe)라는 멋진 이름을 붙여주기까지 했다. 지금이야 이런 성운들이 외부 은하임이 밝혀졌지만, 당시만 해도 우리 은하 내부의 성간운이라는 주장이 널리 퍼져 있었다. 외계 생명체에 대한 칸트의 추론 역시 주목할 만한 것이었다. 생명은 천체들이 진화한 결과 생겨난 것이지, 신의 창조 행위로 생겨난 것은 아니라고 생각한 칸트는 19세기의 진화론자처럼 ‘생명체는 특정한 외적인 조건들과 연계되어 있다’라고 인식했다. “나는 모든 행성들에 다 생명체가 살고 있다고 주장할 필요는 없다고 본다. 또한 이것을 굳이 부정하는 것도 불합리하다. 태양의 티끌에 불과할 정도로 황량하여 생명체가 없는 지역들도 있을 것이다. 어쩌면 모든 천체들이 미처 완전한 형태를 다 갖추지 못했을지도 모른다. 어떤 거대한 천체가 확실한 물질상태에 도달하기까지는 수천 년에 또 수천 년이 더 걸릴지도 모른다.” 요컨대 외계 생명체가 있을 수도 있다는 말이다. 망원경을 통해서 우주가 점점 넓어져가고 새로운 별들이 계속 발견됨에 따라 다른 천체에도 생명체가 존재할 것이라는 믿음이 18세기 중반 이후로 점차 넓게 퍼져갔다. -"별이 빛나는 하늘과 내 속에 있는 도덕률" 칸트의 이러한 우주 진화론은 창조자로서 신을 중심으로 한 목적론적 질서와 조화라는 견해와 모순되는 것이라고는 할 수 없었다. 오히려 칸트는 이러한 자신의 시도가 우주의 기계적 완벽성을 순수하게 역학적으로 설명한 것인만큼 신의 완전성과 합목적성의 증거가 된다고 믿었다. 그러나 칸트의 우주 진화론이 당시에 널리 받아들여지지 않았던 것은 어쩌면 당연한 일이기도 했다. 학자들은 수학적으로 계산할 수 있는 것 외에는 잘 인정하려 하지 않았기 때문이다. ‘더 나은 시대를 위해 유보되었던’ 칸트의 진화론은 그들이 보기엔 너무 직관적이고 모호하게 비쳤던 것이다. 그러나 뒤이어 나타난 아마추어 천문학자 허셜이 놀라운 발견들을 거듭하면서 칸트의 진화론을 뒷받침했다. 150센티밖에 안되는 조그만 키에, 80평생 고향 쾨니히스베르크(오늘날 러시아 칼리닌그라드)에서 백 마일 이상을 나가본 적이 없으면서도 우주를 누구보다 멀리 내다보았던 사람, 하루도 빠짐없이 매일 오후 우주의 시계추처럼 일정한 시간에 산책을 다녔던 사람, 노년에 이르도록 깊이 우주를 사색했던 철학자- 이런 것들이 '천문학자 칸트'를 규정할 수 있는 몇 가지 요소들이다. 여담이지만, 평생을 독신으로 살았던 칸트에게도 한번은 결혼할 뻔한 적이 있었다. 마을 처녀에게 청혼을 하여 승락까지 받았는데, 머리속엔 늘 생각으로 가득하고, 망설여지기도 하고, 또 깜박하기도 하여 세월을 죽이다가, 어느 날 갑자기 그 처녀와 결혼해야겠다는 생각이 들어 한껏 차려입고 처녀의 집엘 갔으나, 아뿔싸! 벌써 20년 전에 이사를 갔다는 것이다. 이것이 칸트 생애에 있었던 로멘스의 총량이다. ​1804년 2월 12일 새벽, 칸트는 늙은 하인이 건넨 포도주 한 잔을 마시고는 "그것으로 좋다”(Es ist gut.)는 말을 마지막으로 남기고 삶을 마감했다. 향년 80세. 끝으로, 놀라운 직관과 예지로 그 시대의 어느 누구보다 우주의 진면목에 다가갔던 칸트의 묘비명은 우주와 인간을 아우르는 아름다운 내용으로 다음과 같다. “생각하면 할수록 내 마음을 늘 새로운 놀라움과 경외심으로 가득 채우는 것이 두 가지 있다. 하나는 내 위에 있는 별이 빛나는 하늘이요, 다른 하나는 내 속에 있는 도덕률이다.” 이광식 통신원 joand999@naver.com

거대한 두개의 별이 서로 붙어있는 극히 희귀한 쌍성이 발견됐다. 최근 유럽남방천문대(ESO)는 칠레에 위치한 초거대망원경(VLT)으로 포착한 쌍성 'VFTS 352'를 포착했다고 발표했다. 우리은하와 가장 가까운 은하인 대마젤란운(Large Magellanic Cloud)의 타란툴라 성운(Tarantula nebula)에 위치한 이 별들은 지구로부터 약 16만 광년 떨어진 곳에 있다.　 VFTS 352에 학계의 관심이 쏠리는 것은 태양질량의 약 57배인 이 별들이 특이하게도 사실상 서로 붙어있기 때문이다. 두 별 간의 거리는 약 1200만 km로, 서로를 공전하는데 걸리는 시간은 하루 정도. 그러나 별의 특성상 표면에서 내뿜는 '물질'을 서로가 공유하고 있으며 두 별의 에너지가 오고가는 '다리' 까지 존재한다. 서구언론에서는 '키스하는 별'이라는 별칭을 붙였지만 사실 이들 커플 별의 '미래'는 비극이다. 결국 이 두 별은 서로 합쳐져 하나의 거대 별이 되던가 아니면 블랙홀이 될 것이기 때문. 흥미로운 것은 두 별의 크기가 거의 비슷해 큰 쪽이 작은 쪽의 에너지를 모두 흡수해 젊어지는 일명 '뱀파이어 별' 같은 현상도 발생하지 않을 것이라는 것이 ESO의 설명. 연구에 참여한 브라질 쌍파울루 대학 레오나르도 알메이다 교수는 "매우 특이하고 희귀한 별로 연구가치가 높다" 면서 "두 별은 서로의 성분 약 30%를 공유하며 키스하며 회전한다"고 설명했다. 벨기에 루벤 대학 루고 사나 교수도 "대마젤란운에서 파악된 900개 이상의 별 들 중에서도 매우 특별한 별" 이라면서 "종국에 두 별은 긴 시간동안 이어지는 감마선 폭발을 일으킬 것" 이라고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

나선팔의 몸매를 자랑하며 그 중심부가 유독 밝은 은하가 있다. 최근 유럽우주국(ESA)은 허블우주망원경으로 포착한 나선은하 M94(혹은 NGC4736)의 사진을 홈페이지에 공개했다. 지구로부터 약 1600만 광년 떨어진 사냥개 자리에 위치한 M94는 그 중심부에 선명하게 보이는 고리모양으로 유명한 은하다. 우리 눈에는 단 한장의 사진으로 보이지만 M84는 무려 5만 광년의 길이를 가지고 있다. 조금 더 풀어 설명하면 1광년은 대략 10조 km로 이는 시속 100km로 달린다면 1000만 년 걸리는 거리다. 이렇듯 인간의 머리로는 상상도 안되는 규모지만 사실 M94는 지구가 속한 우리은하에 비하면 절반 정도로 작은 편에 속한다. M94의 가장 흥미로운 점은 중심부의 밝게 빛나는 고리다. 이 고리 안쪽으로 새로운 별들이 매우 빠른 비율로 태어나고 있어 일각에서는 '스타버스트 링'(starburst ring)이라 부르기도 한다. ESA 측은 "은하의 중심부에서 바깥쪽으로 나오는 강력한 압력이 외곽의 가스와 먼지를 압축시킨다" 면서 "이 과정을 통해 수많은 별들이 탄생한다" 고 설명했다.　　　 사진=ESA/Hubble & NASA 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-천구 남극의 물뱀자리에서 발견된 'SM3' 우주에서 가장 오래된 별의 나이는 과연 얼마나 되었을까? 최근의 정밀한 측정으로 우주의 나이가 138억 살이라는 계산서가 나왔으므로, 이보다 나이 많은 별은 일단 없을 것이다. 현재까지 관측사상 가장 오래된 별은 2014년 호주국립대학(ANU) 스테판 켈러 박사 연구팀이 발견하여 ‘SMSS J031300.36-670839.3’(이하 SM3으로 약칭함)이라는 긴 숫자로 명명된 별이다. 발견 확률이 6000만분의 1로 알려진 이 별은 ANU 연구팀이 사이드 스프링 천문대의 스카이매퍼 망원경으로 11년간 탐색한 끝에, 천구 남극에 가까운 물뱀자리에서 발견했다고 2014년 2월 네이처 지에 발표되었다. -태양 나이의 3배인 136억 살 먹은 별 별에 관한 화학적 연구 결과, 약 136억 년 전에 탄생한 것으로 추정되는데, 이는 우주의 시작인 ‘빅뱅’으로부터 겨우 2억 년이 지난 시점으로, 우주 탄생의 신비를 푸는 과학자들의 연구에 큰 도움이 될 것으로 보인다. 이 별이 발견되기 전까지 가장 오래된 별은 약 132억년 전 탄생한 두 별로, 각각 유럽과 미국 연구팀이 2007년과 2013년 학계에 보고했다. SM3가 있는 곳은 우리은하 안으로, 거리는 약 6000 광년이다. 우주의 척도로 보았을 때 비교적 지구에 가까운 곳에 있는 셈이다. 이 별의 스펙트럼을 검토한 연구자들은 검출 가능한 수준의 철 성분을 전혀 찾지 못했다. 이는 곧 SM3이 태고에 태어난 제1 세대의 별이라는 명백한 증거로 볼 수 있다. 빅뱅으로 탄생한 초기 우주에는 수소와 헬륨 그리고 약간의 리튬만이 존재했으며, 나머지 88가지의 자연 원소는 모든 항성 속에서 만들어지거나, 아니면 수명을 다한 거대 항성이 초신성 폭발을 일으켰을 때 만들어진 것들이다. 따라서 제1 세대의 별은 수소와 헬륨, 리튬으로만 생성되었으며, 중심부에서 수소 핵융합 반응을 일으켜 에너지를 생산함으로써 별의 일생을 시작했다. 이 핵융합은 수소 다음에는 헬륨, 탄소, 네온, 산소 순으로 진행되어 마지막 원자번호 26인 철에서 멈춘다. 철은 가장 안정된 원소로 더 이상 핵융합을 하지 않으며, 철 이상의 중원소들은 모두 초신성 폭발 때 순간적으로 만들어진 것들이다. -푸른빛은 젊은 별, 붉은 빛은 늙은 별 이러한 항성의 진화 과정은 별의 나이를 판정하는 방법을 시사해주는데, 그것은 곧 별에 포함된 철의 양을 측정하면 그 별의 나이를 알 수 있게 된다는 뜻이다. 따라서 연구자들은 별의 색깔만 봐도 그 별이 얼마나 오래된 것인지 알 수 있다. 스펙트럼상에서 철의 양이 적을수록 그 별은 오래된 것임을 알려주는 것이다. SM3 별이 지닌 철의 함량은 태양의 100만분의 1에도 못 미친 것으로 밝혀졌다. 이는 현재까지 알려진 어떤 별과 비교해도 60분의 1 미만 수준으로, 이 별이 지금까지 발견된 가장 오래된 별임을 보여준다는 것이다. 별의 나이는 대부분 1억 살에서 100억 살 사이이다. 항성의 운명은 처음 태어날 때의 덩치, 곧 질량에 따라 대부분 결정된다. 초기 질량은 그 별의 밝기, 크기, 진화 과정, 수명 및 최후를 맞는 양상 등을 결정하는 유일한 조건이다. 별은 질량이 클수록 수명이 짧다. 이는 무거운 별은 중심핵의 압력이 매우 커서 작은 별에 비해 수소를 작은 별보다 훨씬 빨리 태우기 때문이다. 가장 질량이 큰 별은 백만 년 정도 사는 반면, 질량이 작은 적색왜성 같은 별은 중력이 약해 연료인 수소를 소모하는 속도가 상당히 느려 그 수명이 엄청 길다. 조만간 초신성 폭발을 일으킬 것으로 예측되는 오리온자리의 초거성 베텔게우스는 태양 크기의 900배나 되기 때문에 나이가 고작 850만 년임에도 임종이 가까운 것이다. 태양 질량의 10%인 적색왜성의 경우 그 수명이 무려 10조 년이나 된다. 100년을 못 사는 인간에 비하면 거의 '영겁'을 사는 셈이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

천문학자들에게 우리은하의 중심부는 신성불가침의 영역이다. 수만 광년이나 떨어져 있을 뿐만 아니라, 엄청난 우주먼지로 뒤덮여 있어 그 속을 들여다볼 방법이 없기 때문이다. 그래서 그곳은 아직까지 미스터리의 영역으로 남아 있다. 하지만 이 우리은하 중심부도 머지않아 우리에게 그 속살을 드러낼 것으로 보인다. 한 과학자 집단이 마침내 그 속을 들여다볼 기술을 개발했기 때문이다. 기술의 핵심은 라디오파를 이용한 것이다. 라디오파는 은하 중심부에서 초음속으로 운동하는 별들이 내는 긴 파장의 파로, 이것을 강력한 안테나로 잡아 은하 속살을 들여다보겠다는 것이다. "우리은하 중심부에 대해서 우리는 거의 아는 게 없습니다. 하지만 우리는 그것을 알아내야 합니다." 하고 하버드-스미소니언 천체물리센터(CfA)의 이단 긴즈버그 대표저자가 말한다. "이 기술을 사용하면 이제까지 아무도 보지 못했던 은하 중심부의 별들을 볼 수 있을 것입니다." 은하 중심부는 회전하고 있으며, 초질량의 블랙홀을 품고 있는 것으로 알려져 있다. 지구에서 은하 중심부까지 이르는 수만 광년의 먼 경로는 엄청난 우주 먼지가 가로막고 있어, 1조 개의 광자당 단 한 개의 광자가 겨우 우리 망원경에 도달할 수 있을 뿐이다. 하지만 전자기파의 일종인 라디오파는 이 먼지들을 헤집고 우리에게까지 오는 데 큰 어려움이 없다. 파장이 길어 먼지로 인한 산란이 비교적 적게 일어나기 때문이다. ​ 라디오파는 별들이 가스 속을 초음속으로 움직일 때 형성되는 것으로, 성풍이 성간공간의 가스체와 충돌할 때 그 충격파에서 나오는 것이다. 싱크로트론 복사로 불리는 이 과정을 통해 ​충격파에 의해 가속된 전자가 라디오파를 방사하고, 그 라디오파를 지상의 안테나가 포착한다는 개념이다. "이것은 비행기의 초음속 돌파음의 우주 버전이라 할 수 있습니다" 하고 긴즈버그 박사는 밝혔다. 충격파가 생성되려면 별들이 초속 수천 km로 날아야 하는데, 우리은하 중심부에 있는 엄청난 중력을 가진 초질량의 블랙홀이 그 같은 운동을 가능하게 만들어주고 있다. 궤도를 도는 별이 블랙홀에 근접하면 그만한 속도는 쉽게 얻을 수 있다. 연구자들은 S2라고 불리는 별에서 이 같은 효과를 확인할 계획이다. 이 별은 아주 뜨겁고 밝아서 짙은 우주먼지에도 불구하고 자외선으로 관측할 수 있는데, 2017년 말에서 2018년 초 사이에 블랙홀에 최근접할 것이라고 한다. 그때가 되면 전파 천문학자들은 충격파에서 라디오파가 방사되는지를 확인할 수 있게 될 것이다. 논문 공동저자인 CfA의 아비 로에브 박사는 "S2가 우리의 리트머스 시험지"라고 말하면서, "만약 그 별을 라디오파로 볼 수 있다면 이제까지 보지 못했던 작고 희미한 별들도 이 방법으로 관측할 수 있다는 얘기가 됩니다" 하고 기대감을 나타냈다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

거대질량 블랙홀 ‘궁수자리 A별’…X선 플레어 방출 급증 스쳐 지나간 미스터리 천체 G2 때문 VS 일반적인 현상 우리 은하 중심에 있는 괴물 블랙홀의 ‘식탐’이 급격히 늘어났다고 과학자들이 23일(현지시간) 밝혔다. 미국항공우주국(NASA)에 따르면, 찬드라 등 X선 우주망원경이 잠잠했던 거대질량 블랙홀의 ‘X선 플레어’(입자 대방출)가 급격히 증가한 것을 탐지해냈다. 천문학자들은 이런 현상이 그동안 제한된 관측으로 인해 알아차리지 못했던 일반적인 현상인지, 아니면 스쳐지나간 미스터리한 천체의 영향 때문 인지를 알아내기 위해 노력하고 있다. 이들은 지난 15년간 NASA의 ‘찬드라’와 ‘스위프트’, 그리고 유럽우주국(ESA)의 ‘XMM-뉴턴’ 망원경의 관측 데이터를 조합해 이 블랙홀의 행동을 관찰해왔다. ‘궁수자리 A별’(Sagittarius A* 혹은 Sgr A*)로 알려진 이 거대질량 블랙홀은 우리 태양보다 400만 배 이상 많은 질량을 지닌 것으로 추정되고 있다. 이런 블랙홀은 엄청난 중력으로 주변 물질을 빨아들이는데 이때 뜨겁게 달구어진 가스에서 X선 플레어가 발생한다. 이번 연구로 궁수자리 A별에서 이런 플레어가 열흘쯤마다 나타나는 것이 밝혀졌다.그런데 지난해 미스터리 천체 G2가 이 블랙홀에 가까이 스쳐간 후부터 거의 매일 X선 플레어를 방출하고 밝기가 무려 10배 증가한 것으로 확인됐다. 이에 대해 가브리엘레 폰티 독일 막스플랑크 외계물리연구소 박사는 “수 년간 우리는 궁수자리 A별에서 방출되는 X선을 추적해왔다. 물론 이 먼지로 둘러싸인 천체(G2)의 접근 또한 포함했다”면서 “예전에는 이 천체가 궁수자리 A별에 전혀 영향을 주지 않을 것으로 생각했지만, 우리의 새로운 데이터는 그렇지 않을 수 있음을 제시했다”고 설명했다. 천문학자들은 G2를 처음 발견했을 당시 가스와 먼지로 이뤄진 가스 구름으로 생각했다. 하지만 2013년 하반기 이후 궁수자리 A별에 근접해 지나칠 때 그 모습이 블랙홀의 중력으로 다소 늘어진 것 외에는 그다지 변하지 않는 것을 확인했다. 이는 G2가 단순한 가스 구름이 아니라 사실 외층 대기가 팽창한 거대 별일 수 있다는 새로운 이론을 이끌어냈다. 마크 모리스 미국 캘리포니아대 로스앤젤레스캠퍼스(UCLA) 교수는 “G2가 무엇인지에 대해서 아직 결론은 나자 않았지만, 이 천체가 스쳐가고 오래지 않아 궁수자리 A별이 더 활동적으로 변했다는 사실은 G2에서 나온 물질이 블랙홀의 ‘식탐’을 증가시킨 원인일 수 있다”고 말했다. 하지만 G2가 원인인지에 대해 의문을 품은 학자들은 궁수자리 A별처럼 행동하는 또 다른 블랙홀들을 찾아냈고, 궁수자리 A별에서 증가된 X선 플레어가 일반적인 블랙홀의 특성으로 G2와는 관련성이 없을 수도 있다고 주장한다. 예를 들어, X선 플레어가 급증한 것은 블랙홀에 ‘먹이’(물질)를 제공하는 근처 큰 별들로부터 발생한 항성풍의 강도가 변화해 발생한 것일 수도 있다는 것이다. 바바라 디 마르코 막스플랑크 외계물리연구소 박사는 “앞으로 몇 달간 궁수자리 A별의 X선을 계속 관측할 것”이라면서 “이 관측으로 G2가 원인인지, 일반적인 블랙홀의 행동 양상 인지를 알 수 있게 되기를 바란다”고 말했다.이번 분석은 1999년부터 2014년까지 15년간 우리 은하 중심을 관측한 찬드라와 XMM-뉴턴의 150차례 관측 데이터를 포함한다. 2014년 중반 G2가 궁수자리 A별을 스쳐지나간 후 수개월간 X선 플레어의 방출비율과 밝기가 급증한 것으로 나타났다. 만일 G2의 접근으로 블랙홀의 식탐이 늘어났다는 앞서 설명한 이론이 맞다면 X선 플레어의 급증은 블랙홀로 빨려들어간 물질이 ‘초과 공급’됐다는 첫 번째 징후가 될 것이다. 일부 가스는 G2에서 빼았겨 궁수자리 A별의 중력에 붙들렸을 수도 있다. 이로 인해 궁수자리 A별이 더 많은 가스를 소비하기 위해 빨아들이면서 증가된 온도로 X선 플레어가 늘어났을 것이다. 한편 이번 연구결과는 ‘영국왕립천문학회월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 최신호에 실릴 예정이다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국 LA의 한 영화 제작팀이 네바다 북서부의 블랙록 사막에서 세계 최초로 태양계 축척 모형을 만들어 화제가 되고 있다고 영국 데일리메일이 20일(현지시간) 보도했다. 지름 1cm의 구슬을 지구로 삼았을 때, 태양과 다른 행성들이 얼마만한 거리의 궤도를 돌고 있는지를 사막 위에다 구현해본 것이다. 굳이 이러한 작업을 넓은 사막에서 하게 된 것은 지구를 아무리 축소한다 하더라도 일상의 공간에서는 태양계 스케일을 표현할 수가 없기 때문이다. 그들이 1cm의 지구 구슬로 사막 위에다 표현해본 태양계의 크기는 무려 11km에 달했다. 그들의 작업은 와일리 오버스트리트와 알렉스 고로시가 만든 '태양계 크기 알아보기('To Scale: The Solar System)' 란 제목의 동영상으로 공개됐다. 5명으로 이루어진 태양계 스케일 제작팀은 교육적인 목적을 달성하기 위해 태양과 행성들의 상대적인 크기 및 거리가 정확한 비례의 축적으로 나타냈다. 오버스트리트는 "만약 당신이 태양계 모델을 한 장의 종이 위에다 표현하려 한다면 행성들의 크기는 현미경으로 겨우 보일 정도가 된다"고 설명한다. 지구를 지름 약 1​cm의 구슬로 삼은 비례를 기준으로 태양은 짐볼로, 그리고 행성들은 같은 비율로 축소한 전구로 나타냈고, 궤도 간 거리 역시 같은 비율의 거리로 나타냈다. 그런 다음 제작팀은 행성들의 궤도를 36시간 넘게 달리는 모습을 빠른 필름 돌리기로 보여준다. 그들이 만든 태양계 스케일을 보면, 수성, 금성, 지구는 태양으로부터 각각 68m, 136m, 176m 떨어진 것으로 나타난다. 화성은 267m, 목성은 910m, 토성은 1.8km, 천왕성은 3.4km, 해왕성은 5.6km, 명왕성은 6.9km까지 멀어진다.(미국인들은 아직까지 명왕성을 행성으로 주장하고 있다) 행성들의 실제 태양까지의 거리는 지구가 1억 5천만km, 해왕성이 45억km이다. 45억km라면 시속 100km로 달리는 자동차를 타고 밤낮 없이 5천 년 이상을 달려야 갈 수 있는 엄청난 거리다. ​ 지름 10만 광년인 우리은하에 비한다면 바닷가의 조약돌 하나에 지나지 않은 태양계이지만, 인간의 척도로 볼 때는 이처럼 어마어마한 크기인 것이다. "이것이 우리가 표현해보고자 한 것입니다. 우리는 허공을 떠도는 조그만 구슬 위에 사는 그런 존재들입니다' 하고 오버스티리트는 동영상 속에서 말한다. "이 같은 사실에 맞닥뜨리면 정말 멍해지는 기분입니다." 사진=1. 미국 LA의 한 영화 제작팀이 네바다 북서부의 블랙록 사막에서 세계 최초로 태양계 축척 모형을 만들었다. 그들이 1cm의 지구 구슬로 사막 위에다 표현해본 태양계의 크기는 무려 11km에 달했다. 2. 영상 제작팀은 지구를 지름 약 1​cm의 구슬로 삼은 비례를 기준으로 모든 행성을 같은 비율로 축소한 전구와 볼로 나타냈고, 궤도 간 거리 역시 같은 비율의 거리로 나타냈다. 3. '행성'을 설치하는 알렉스 고로시. 네바다 사막에서 태양계 스케일을 구현해보고 있다 이광식 통신원 joand999@naver.com

-지구가 1cm 구슬이라면 태양계는 11km 미국 LA의 한 영화 제작팀이 네바다 북서부의 블랙록 사막에서 세계 최초로 태양계 축척 모형을 만들어 화제가 되고 있다고 영국 데일리메일이 20일(현지시간) 보도했다. 지름 1cm의 구슬을 지구로 삼았을 때, 태양과 다른 행성들이 얼마만한 거리의 궤도를 돌고 있는지를 사막 위에다 구현해본 것이다. 굳이 이러한 작업을 넓은 사막에서 하게 된 것은 지구를 아무리 축소한다 하더라도 일상의 공간에서는 태양계 스케일을 표현할 수가 없기 때문이다. 그들이 1cm의 지구 구슬로 사막 위에다 표현해본 태양계의 크기는 무려 11km에 달했다. 그들의 작업은 와일리 오버스트리트와 알렉스 고로시가 만든 '태양계 크기 알아보기('To Scale: The Solar System)' 란 제목의 동영상으로 공개됐다. 5명으로 이루어진 태양계 스케일 제작팀은 교육적인 목적을 달성하기 위해 태양과 행성들의 상대적인 크기 및 거리가 정확한 비례의 축적으로 나타냈다. 오버스트리트는 "만약 당신이 태양계 모델을 한 장의 종이 위에다 표현하려 한다면 행성들의 크기는 현미경으로 겨우 보일 정도가 된다"고 설명한다. 지구를 지름 약 1​cm의 구슬로 삼은 비례를 기준으로 태양은 짐볼로, 그리고 행성들은 같은 비율로 축소한 전구로 나타냈고, 궤도 간 거리 역시 같은 비율의 거리로 나타냈다. 그런 다음 제작팀은 행성들의 궤도를 36시간 넘게 달리는 모습을 빠른 필름 돌리기로 보여준다. 그들이 만든 태양계 스케일을 보면, 수성, 금성, 지구는 태양으로부터 각각 68m, 136m, 176m 떨어진 것으로 나타난다. 화성은 267m, 목성은 910m, 토성은 1.8km, 천왕성은 3.4km, 해왕성은 5.6km, 명왕성은 6.9km까지 멀어진다.(미국인들은 아직까지 명왕성을 행성으로 주장하고 있다) 행성들의 실제 태양까지의 거리는 지구가 1억 5천만km, 해왕성이 45억km이다. 45억km라면 시속 100km로 달리는 자동차를 타고 밤낮 없이 5천 년 이상을 달려야 갈 수 있는 엄청난 거리다. ​ 지름 10만 광년인 우리은하에 비한다면 바닷가의 조약돌 하나에 지나지 않은 태양계이지만, 인간의 척도로 볼 때는 이처럼 어마어마한 크기인 것이다. "이것이 우리가 표현해보고자 한 것입니다. 우리는 허공을 떠도는 조그만 구슬 위에 사는 그런 존재들입니다' 하고 오버스티리트는 동영상 속에서 말한다. "이 같은 사실에 맞닥뜨리면 정말 멍해지는 기분입니다." 사진=1. 미국 LA의 한 영화 제작팀이 네바다 북서부의 블랙록 사막에서 세계 최초로 태양계 축척 모형을 만들었다. 그들이 1cm의 지구 구슬로 사막 위에다 표현해본 태양계의 크기는 무려 11km에 달했다. 2. 영상 제작팀은 지구를 지름 약 1​cm의 구슬로 삼은 비례를 기준으로 모든 행성을 같은 비율로 축소한 전구와 볼로 나타냈고, 궤도 간 거리 역시 같은 비율의 거리로 나타냈다. 3. '행성'을 설치하는 알렉스 고로시. 네바다 사막에서 태양계 스케일을 구현해보고 있다 이광식 통신원 joand999@naver.com

-허블 마원경이 포착한 산개성단 NGC 290 ​ 어떤 보석이 이처럼 아름다울까? 별보다 아름답게 반짝이는 것은 없을 것이다. 산개성단 NGC 290의 별들은 지상의 어떤 보석보다도 아름다운 빛깔과 밝기로 우주에서 반짝인다. 눈부신 아름다움을 자랑하는 위의 NGC 290 사진은 최근 허블 우주망원경이 잡은 것이다. 이 아름다운 산개성단은 약 20만 과연 떨어진 이웃인 소마젤란 은하(SMC)에 있다. 지름 65광년인 NGC 290에는 수백 개의 젊은 별들이 찬연한 빛을 뿌리고 있다. 성단들은 우주에 떠도는 성운에서 태어난다. 같은 장소에서 비슷한 시기에 태어나는 만큼 비슷한 별들의 모임이 되는 것이다. 따라서 각각 다른 질량의 별들이 어떤 진화 경로를 밟는가를 연구하는 데 좋은 대상이 되고 있다. 성단의 형태에 따라 산개성단과 구상성단으로 나뉘어지는데, 산개성단은 대개 수백 개에서 수천 개의 젊고 푸른 별들이 느슨한 구조를 이루고 있는 별들의 부락이라 할 수 있다. 겨울철 황소자리의 좀생이별(플레이아데스)이 대표적이다. 크기가 대략 30광년 이하인 산개성단은 우리은하에 약 1200개가 있는데, 이들의 대부분은 은하면 가까이에 분포해 있다. 이에 비해 구상성단은 수 만개에서 수백 만개의 늙은 별들이 공 모양으로 빽빽하게 모여 있는 별들의 대도시라 할 수 있다. 대부분 제1세대의 늙은 별로 이루어져 있는 구상성단은 적색거성과 같은 별들의 집단이기 때문에 전체적으로 붉은빛을 띠며, 주로 우리은하 중심부와 외곽을 둘러싸고 있는 헤일로에 분포한다. 구상성단은 우리은하의 나이만큼이나 오래된 것도 발견되고 있는데, 이는 은하의 탄생과 함께 생성된 것으로 여겨지고 있다. 대표적인 구상성단 중 큰부리새자리 47(NGC 104)은 남쪽 밤하늘의 보석상자로 알려져 있을 만큼 아름다운 자태를 자랑한다. 오메가 센타우리 다음으로 밝은 이 구상성단은 150여 개의 다른 구상성단과 함께 우리은하의 헤일로를 거닐고 있다. 지구에서의 거리는 약 1만7,000 광년으로, 소마젤란 은하 부근에서 맨눈으로도 볼 수 있다. 어마어마하게 밀집된 별들로 이루어진 이 구상성단은 겨우 지름 120광년 너비 안에 수십만의 별을 헤아리는 별들의 대도시다. 성단 가장자리를 둘러싸고 있는 다채로운 색깔의 별들이 이 성단의 미모를 한층 돋보이게 하고 있다. 작은 망원경으로 볼 수 있는 아름다운 성단으로는 황소자리의 좀생이별을 들 수 있다. 흔히 플레이아데스로 불리는 이 성단은 메시에 목록 45번(M45)의 산개성단으로, 맨눈으로도 3∼5등의 별을 7개쯤 볼 수 있다. 비교적 젊은 청백색의 별들이 많은데, 성단 전체를 둘러싼 엷은 성간가스가 별빛을 반사하기 때문에 신비스럽게 보인다. 거리는 400광년, 수명은 약 10억 년으로 추정되며, 13광년 지름 안에 약 3천 개의 별을 포함하고 있다. 눈으로 볼 수 있는 7개의 별은 7자매별이라고 부르기도 한다. 한국과 중국에서는 예로부터 이십팔수(二十八宿)의 여덟 번째인 묘성(昴星)으로 알려져 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

-낭만적인 ‘가을철 별자리’ 여행 가을에도 세 가지가 있다. 절기로 따질 때는 입추(8월 7일경)부터 입동(11월 7일경) 전까지를 가을로 치고, 기상학에서는 이보다 조금 늦추어서 보통 9∼11월을 가을이라고 한다. 일반적으로도 9월부터 가을로 생각하는 경향이 강하다. 하지만 천문학적으로는 추분(9월 23일경)부터 동지(12월 21일경)까지를 말하며, 이 기간의 별자리를 가을철의 별자리라 한다. 그런데 아쉽게도 가을의 별자리는 계절을 닮아서인지 좀 쓸쓸하다. 다른 계절에 비해 상대적으로 밝은 별이 적어 스산한 밤하늘을 만들고 있기 때문이다. 하지만 그 덕분에 일부 별자리는 금방 눈에 띄는데다 나름대로 분위기 있는 별자리들도 꽤 있다. 아이들과 함께 낭만적인 가을 별자리 여행을 떠나보도록 하자. 가장 먼저 우리 눈길을 끄는 것은 단연 밤하늘 한가운데 버티고 있는 거대한 사각형이다. 바로 하늘의 말(天馬), 페가수스의 몸통 부분으로, '가을의 대사각형'이라고 불린다. 이 대사각형은 가을의 대표적인 별들이며, 다른 가을철 별자리들을 찾는 데 길라잡이로 쓰인다. 가을철 별자리의 대표선수는 이 페가수스자리를 비롯해, 안드로메다, 페르세우스, 도마뱀, 삼각형리, 양, 물고기, 조랑말, 남쪽물고기, 물병, 염소리, 고래 등이 줄을 잇는다. 먼저 공주의 누운 모습을 한 안드로메다자리를 찾으려면 가을의 대삼각형에 주목하면 된다. 이 대사각형에 속하는 네 개의 별 중에서 왼쪽 위의 별은 페가수스자리가 아니라 안드로메다자리의 알파별, 알페라츠이다. '말의 배꼽'이라는 뜻을 이 별을 정점으로, 천정 방향을 향해 h를 뒤집어놓은 듯한 형태로 별이 이어져 있다. 이 h형의 두 다리가 안드로메다의 양다리이다. 지구인들이 버린 '개념'을 몽땅 수집한다는 그 유명한 안드로메다 은하는 공주님의 구부린 오른쪽 무릎 부근에 있다. 거리는 250만 광년이고, 약 40억 년 후에는 우리은하로 충돌할 예정이다. 지금도 시간당 40만km 속도로 접근하고 있다. 눈이 좋은 사람은 맨눈으로도 이 은하를 볼 수 있는데, 만약 당신이 그것을 볼 수 있다면 인간의 맨눈으로 가장 먼 거리의 물체를 보는 셈이다. 안드로메다자리 동쪽에는 페르세우스자리가 붙어 있다. 그다지 밝은 별들은 아니지만, 이 별자리가 유명한 것은 β별 알골 때문이다. 알골은 하나의 별로 보이지만 실제로는 식쌍성으로, 서로의 주위를 돌면서 하나가 주기적으로 상대별이 내는 빛을 가리는 변광성이다. 최대 2.1등에서 최소 3.4등까지 변화한다. 지구에서 약 100광년 정도 떨어진 곳에 있다. 고대 중국에서는 알골이 관측되면 나라에 재난이 다가와 많은 시체가 쌓이게 된다 하여 ‘적시성(積屍星)’이라 불렀다. 알골의 뜻이 '악마'인 것과 일맥 상통하는 이미지다. 하지만 가을 밤하늘의 놓칠 수 없는 불거리이다. 토성을 보려면 저녁에 좀 서둘러야 한다. 8시 이후 남서쪽 지평선 바로 위 천칭자리에 있기 때문이다. 금성과 화성, 목성은 해뜨기 직전 동쪽 하늘에 떠오른다. 가을철 별자리는 이 정도만이라도 아이들과 함께 관측하고 설명하기에 그다지 부족함이 없을 것이다. 하늘 맑은 날 밤 아이들을 데리고 나가 가을 밤하늘의 아름다움을 보여주도록 하자. 분명 좋은 추억거리가 될 것이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

-태양에서 약 200억km 인류가 우주로 띄워보낸 '병 속 편지' 보이저 1호가 2015년 9월 현재 지구로부터 약 200억km 떨어진 우주 공간을 날고 있는 중이다. 미국의 무인 우주탐사선 보이저 1호가 지구를 떠난 것이 지난 1977년 9월 5일이니까 오늘로 꼬박 만 38년을 날아가고 있는 셈이다. 총알 속도의 17배인 초속 17km의 속도로 날아가고 있는 보이저 1호는 인간이 만든 물건으로는 가장 우주 멀리 날아간 기록을 세우고 있는 중이다. 이 거리는 초속 30만km인 빛이 달리더라도 18시간이 넘게 걸리며, 지구-태양 간 거리의 130배(130AU)가 넘는 거리다. 보이저 1호가 태양계를 벗어나 성간 공간으로 진입한 것은 2012년 8월로, 탐사선을 스치는 태양풍 입자들의 움직임으로 확인되었다. 태양계 최외각의 행성들을 지나온 보이저는 최초로 성간 공간으로 진입한 우주선으로서 각종 데이터를 지구로 보내오고 있는 중이다. 데이터로부터 최근 확인된 상황은 ​태양으로부터 온 '거품(Bubbles)' 효과의 관측으로, 이것이 바로 보이저 1호가 성간 공간으로 들어섰다는 사실을 확인해준 것이다. 그리고 미 항공우주국(NASA)은 지난 2014년 7월 보이저 1호가 성간 공간을 날고 있다는 사실을 재확인했다. 인간의 모든 신화와 문명에서 절대적 중심이었던 태양, 그 영향권으로부터 최초로 벗어난 722㎏짜리 인간의 피조물이 지금 호수와도 같이 고요한 성간 공간을 주행하고 있다. 인류의 우주탐사 꿈을 싣고 한 세대를 지나는 세월 동안 고장 한번 나지 않은 기적의 항해를 이어가고 있는 보이저 1호는 목성, 토성을 지나며 보석 같은 과학 정보들을 지구로 보낸 후, 인류 역사상 처음으로 태양계를 벗어나 미지의 영역인 '검은 우주' 속으로 돌진하고 있는 것이다. 보이저 1호는 그간 수많은 탐사 신기록을 세웠다. 1979년 목성에 약 35만km까지 다가가 아름다운 목성의 모습을 촬영했다. 당시만 해도 미지의 행성이었던 목성의 대적반(거대 폭풍)과 대기가 보이저 1호에 처음 포착되면서 목성의 비밀이 하나씩 벗겨지기 시작했다. 이듬해에는 토성에서 12만km 지점에 접근해 토성의 고리가 1000개 이상의 선으로 이뤄졌고 고리 사이에는 틈새기가 있다는 사실을 밝혀냈다. -파이어니어 10호, 200만 년 후 알데바란에 도착 보이저 1호 다음으로 먼 곳을 달리는 것은 태양으로부터 157억km 떨어져 있는 파이어니어 10호다. 방향은 보이저 1호의 정반대편이다. 하지만 파이어니어 10호는 2003년 1월 23일 마지막으로 희미한 신호를 보내온 후 교신이 끊어졌다. 지구에서 100AU나 떨어진 깜깜한 우주공간에서 영원히 우주의 미아가 되어버린 것이다. 1972년 3월 지구를 떠난 지 꼭 31년 만이다. 미국 아이오와 대 반알렌 교수는 “탐사선은 아직도 태양의 온기를 쬐고 있을 것”이라며 파이어니어 10호가 태양계 언저리 어디쯤에 있을 것이라고 추측했다. 시속 4만 5000km의 맹렬한 속도로 우주공간을 주파하고 있는 파이어니어 10호는 3만 년쯤 후에는 황소자리 붉은 별 로스(Ross) 248별을 스쳐 지나고, 그후 100만 년 동안 10개의 별들 옆을 더 지나갈 것이다. 그리고 또 200만 년 후에는 지구로부터 65광년 떨어진 황소자리 1등성 알데바란 옆퉁이에 다다를 것이다. 겨울철 남쪽 하늘 오리온자리 옆구리에서 밝게 반짝이는 별이다. (겨울 밤하늘에서 알데바란을 볼 때 주의하기 바란다. 지구-알데바란 간 우주공간을 날고 있는 보이저 1호가 운좋으면 혹 눈에 띌지도 모르니까.^^ ) 한편, 보이저 2호와 파이어니어 11호는 둘 다 명왕성 궤도 바깥을 날고 있고, 또 다른 탐사선 뉴호라이즌 호는 지난 7월 14일 명왕성을 최근접 비행을 성공한 후 외부 태양계를 향해 날아가고 있다. 다음 목표물은 카이퍼 벨트에 있는 소행성 2014 MU69로, 2019년에 도착할 예정이다. 이상에서 보는 바와 같이 우주의 한 변방, 모래알만한 지구에 거주하는 인류라는 지성체가 바야흐로 그의 광막한 고향, 대우주를 탐색하기 위해 용약 분투하고 있는 중이다. -우주의 당구공 치기, 스윙바이 본래 태양계 바깥쪽의 거대 행성들인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 탐사하기 위해 발사된 보이저 1호는 당시 최신 기술이던 중력 보조를 사용하도록 설계된 탐사선이다. 중력 보조란 탐사선의 속도를 높이기 위해 중력을 이용한 슬링 숏 기법(새총쏘기)을 말하는 것으로, 행성의 중력을 이용해 우주선의 가속을 얻는 기법이다. 스윙바이(swingby) 또는 플라이바이라고도 하는 이것은 말하자면 우주의 당구공 치기쯤 되는 기술이다. 탐사선이 행성의 중력을 받아 미끄러지듯 가속을 얻으며 낙하하다가 어느 지점에서 진행각도를 바꾸면 그 가속을 보유한 채 튕기듯이 탈출하게 된다. 보이저는 이 기법을 이용해 목성 중력에서 시속 6만km의 속도 증가를 공짜로 얻었다. 보이저가 목성의 중력을 이용해 추진력을 얻을 때, 목성은 그만큼 에너지를 빼앗기는 셈이지만, 그것은 50억 년에 공전 속도가 1mm 정도 뒤처지는 것에 지나지 않는다. 현재까지 인류가 개발한 추진 로켓의 힘은 겨우 목성까지 날아가는 게 한계이지만, 이 스윙바이 항법으로 우리는 전 태양계를 탐험할 수 있게 된 것이다. 일명 ‘행성간 대여행’이라 불리는 행성의 배치가 행성간 탐사선의 개발에 영향을 주었는데, 이 행성간 대여행은 연속적인 중력 보조를 활용함으로써, 한 탐사선이 궤도 수정을 위한 최소한의 연료만으로 화성 바깥쪽의 모든 행성(목성, 토성, 천왕성, 해왕성)을 탐사할 수 있는 여행이다. 이 항법을 활용하기 위해 보이저는 행성들이 직선상 배열을 이루는 드문 기회(몇백 년에 한 번꼴)를 이용했는데, 목성의 중력이 보이저를 토성으로 내던지고, 토성은 천왕성으로, 천왕성은 해왕성으로, 그 다음은 태양계 밖으로 차례로 내던지게 되는 것이다. 하늘의 당구치기를 하면서 날아갈 보이저 1호와 2호는 이 여행을 염두에 두고 설계됐으며, 발사 시점도 대여행이 가능하도록 맞춰졌다. -보이저 2호, 30만 년 후 시리우스에 도착 쌍둥이 탐사선 보이저 2호는 1호보다 16일 먼저 지구를 떠났지만 1호와는 다른 경로를 택했다. 목성과 토성까지는 비슷한 경로로 날아갔지만, 그 뒤 보이저 1호는 태양계 밖으로 향했고, 2호는 천왕성과 해왕성을 차례로 관측하는 경로를 택했다. ​2015년 9월 현재 보이저 2호는 지구로부터 110AU(천문단위), 164억km 떨어진 태양권덮개(헬리오시스)에 있으며, 성간 가스의 압력에 의해 태양풍이 있는 태양권의 가장 바깥자리에서 항해 중이다. 빛의 속도로 15시간 걸리는 거리다. 이는 인류가 만든 확인된 물체 중 지구로부터 두 번째 멀리 떨어져 있는 것이다. 보이저 2호도 이미 태양권 덮개 영역으로 들어선 것으로 알려졌다. 29만 6천 년 후 보이저 2호는 지구로부터 8.6광년 떨어진, 밤하늘에서 가장 밝은 별인 큰개자리의 시리우스에 도착할 예정이다. 태양계를 완전히 벗어난 뒤 외계의 지적 생명체와 조우할 경우를 대비해 보이저 1호에는 외계인들에게 보내는 지구인의 메시지를 담은 금제 음반도 싣고 있다. 이 음반의 내용은 칼 세이건이 의장으로 있던 위원회에서 결정되었는데, 115개의 그림과 파도, 바람, 천둥, 새와 고래의 노래와 같은 자연적인 소리와 함께 수록된 55개 언어로 된 지구인의 인삿말에는 한국어도 포함되어 있다. 하지만, 보이저가 가장 가까운 별인 켄타우루스 프록시마 별까지 가는 데만도 4만 년 정도가 걸리고, 탐사선의 크기도 너무 작기 때문에 발견될 가능성은 극히 낮다. 따라서 이 음반을 정말 누군가가 받는다고 해도 영원처럼 먼 미래의 일일 것이다. 따라서 정말로 외계인과 교신하기 위한 시도라기보다는 상징적인 뜻이 더 많다. -인류가 보낸 ‘우주 척후병' 보이저 1호의 최후는? 태양계를 벗어난 보이저 1호는 어느 천체의 중력권에 붙잡힐 때까지 관성에 의해 계속 어둡고 차가운 우주로 나아갈 운명이다. 연료인 플로토늄 238이 바닥나는 2020년께까지 보이저 1호는 아무도 가보지 못한 태양계 바깥의 모습을 지구로 타전할 것이다. 지난 30여 년간 보이저 1호가 보내온 각종 영상과 데이터는 태양계에 대한 인간의 인식을 넓혀주었다. 1980년엔 최초로 완벽한 태양계의 모습을 촬영했다. 지구에서 60억km쯤 떨어진 명왕성 궤도 부근에서 찍어보낸 그 유명한 지구 사진, 흑암의 무한 공간 속에 한낱 먼지처럼 부유하는 '창백한 푸른 점'도 보이저 1호의 작품이다. 또한 목성에도 토성과 비슷한 고리가 있다는 사실, 토성의 고리가 1,000개 이상의 가는 선으로 이뤄졌다는 사실, 목성의 위성 유로파가 얼어붙은 바다로 덮여 있다는 사실 등이 모두 보이저 1호가 밝혀낸 것들이다. 보이저 프로젝트의 책임자인 에드 스톤 박사는 “지금까지 보이저 1, 2호가 우주에서 발견한 것들은 우리가 세상을 바라보는 생각을 변하게 했다”면서 보이저 1호 대장정의 의미를 규정했다. 3개의 원자력 전지가 전력을 공급받고 있는 보이저 1호는 2020년경까지는 지구와의 통신을 유지하는 데 충분한 전력을 공급받을 수 있을 것으로 보이나, 2025년 이후에는 전력 부족으로 더 이상 어떤 장비도 구동할 수 없게 되고, 지구와의 연결선이 완전 끊어지게 된다. 그러나 보이저의 항해는 그후로도 여전히 계속될 것이다. 태양계를 벗어난 보이저 1호가 먼저 만나게 될 천체는 혜성들의 고향 오르트 구름이다. 하지만 300년 후의 일이다. 이 오르트 구름 지역을 빠져나가는 데만도 약 30,000년이 걸린다. 그 다음부터 40,000년 동안에는 그 진로상에 어떤 별도 없다. 약 70,000년을 날아간 후 보이저 1호는 18광년 떨어진 기린자리의 글리제 445 별을 1.6광년 거리에서 지날 것이며, 그 다음부터는 적어도 10억 년 이상 아무런 방해도 받지 않고 우리은하의 중심을 돌 것이다. 인류가 우주로 띄워보낸 '병 속의 편지' 보이저 1호는 어쩌면 50억 년쯤의 시간이 흐르는 동안에도 누구의 손에 의해서도 회수되는 일 없이 항진을 계속할는지도 모른다. 그러면 인류의 메시지를 담은 음반이 재생되는 일도 영원히 없을 것이다. 50억 년이란 인류에겐 긴 세월이다. 장엄하게 빛나던 태양도 종말을 맞을 것이며, 이미 지구는 바짝 구워져 염열지옥이 되어버렸을 시간이다. 인류는 어떻게 되었을까? 다른 행성으로 떠나갔거나 지구에서 멸종되었거나 둘 중 하나일 것이다. 그때면 보이저 1호만이 사라져버린 지구 문명의 희미한 잔영을 지닌 채 우리은하를 벗어나 심우주로 몇조 년을 그대로 항행할지도 모른다. 지금 이 순간에도 태양계 바깥의 성간 공간에서 '검은 우주'를 향해 맹렬히 내달리고 있을 인류의 '병 속 편지' 보이저 1호는 과연 우주의 어느 언저리에서, 언제쯤 그 오랜 항해를 멈추고 영원한 잠에 빠져들 것인가 궁금하다. 동영상 넣기 https://www.youtube.com/embed/BXUAiKkfJtA 이광식 통신원 joand999@naver.com

우리의 개념이 모이는 '그 곳' 안드로메다 은하 속 푸른 성단의 모습이 사진으로 공개됐다. 지난 3일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경으로 촬영한 안드로메다 은하의 모자이크 사진을 공개했다. 우리에게 가장 친숙한 은하인 '안드로메다 은하’(The Andromeda Galaxy)는 나선팔 구조를 가진 모습이 우리 은하와 거의 비슷하지만 질량은 2배 이상이다. 우리은하와 이웃한 은하에 속하지만 그 거리만 무려 200만 광년. 그러나 맑은 날 밤하늘을 올려다보면 맨 눈으로도 뿌옇게 보인다. 이번에 홈페이지를 통해 공개된 사진은 허블우주망원경이 촬영한 총 414장의 안드로메다 사진을 모자이크 한 것이다. 상단 사진은 안드로메다의 무수히 많은 별들과 산개성단(散開星團) 모습을 담고있다. 그리고 하단 왼쪽 사진은 상단 박스의 확대 사진이며 그 옆 6개의 푸른 성단 사진은 이를 다시 확대한 것이다. 성단(星團)은 중력으로 뭉쳐 있는 별들의 무리를 일컫는데 그 모양에 따라 구상성단(球狀星團)과 산개성단으로 나뉜다. 공처럼 둥글게 모여있는 것이 구상성단이며 모양이 일정치 않으면 산개성단으로 불린다. 특히 주로 늙은 별들이 모여 있는 구상성단에 비해 산개성단은 높은 온도의 푸른빛을 내는 '젊은이'들이 모여있다. 　 최소 1억 개 이상의 별들로 모여있을 것으로 추정되는 안드로메다 은하는 영겁의 시간이 지나면 흥미롭게도 우리 곁으로 다가온다. 전문가들에 따르면 현재 두 은하는 시간당 40만 km 속도로 접근하고 있는 중이다. 결과적으로 37억 년 정도 후면 두 은하가 충돌하고 65억 년 뒤면 완전히 합체해 거대한 타원은하가 된다. 천문학자들이 태어나지도 않은 이 은하에 붙여놓은 이름은 두 은하의 이름을 합친 ‘밀코메다‘(Milkomeda)다. 사진= NASA/ESA, J. Dalcanton, B.F. Williams, L.C. Johnson (Univ. of Washington), PHAT team, and R. Gendler 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-낭만적인 ‘가을철 별자리’ 여행 가을에도 세 가지가 있다. 절기로 따질 때는 입추(8월 7일경)부터 입동(11월 7일경) 전까지를 가을로 치고, 기상학에서는 이보다 조금 늦추어서 보통 9∼11월을 가을이라고 한다. 일반적으로도 9월부터 가을로 생각하는 경향이 강하다. 하지만 천문학적으로는 추분(9월 23일경)부터 동지(12월 21일경)까지를 말하며, 이 기간의 별자리를 가을철의 별자리라 한다. 그런데 아쉽게도 가을의 별자리는 계절을 닮아서인지 좀 쓸쓸하다. 다른 계절에 비해 상대적으로 밝은 별이 적어 스산한 밤하늘을 만들고 있기 때문이다. 하지만 그 덕분에 일부 별자리는 금방 눈에 띄는데다 나름대로 분위기 있는 별자리들도 꽤 있다. 아이들과 함께 낭만적인 가을 별자리 여행을 떠나보도록 하자. 가장 먼저 우리 눈길을 끄는 것은 단연 밤하늘 한가운데 버티고 있는 거대한 사각형이다. 바로 하늘의 말(天馬), 페가수스의 몸통 부분으로, '가을의 대사각형'이라고 불린다. 이 대사각형은 가을의 대표적인 별들이며, 다른 가을철 별자리들을 찾는 데 길라잡이로 쓰인다. 가을철 별자리의 대표선수는 이 페가수스자리를 비롯해, 안드로메다, 페르세우스, 도마뱀, 삼각형리, 양, 물고기, 조랑말, 남쪽물고기, 물병, 염소리, 고래 등이 줄을 잇는다. 먼저 공주의 누운 모습을 한 안드로메다자리를 찾으려면 가을의 대삼각형에 주목하면 된다. 이 대사각형에 속하는 네 개의 별 중에서 왼쪽 위의 별은 페가수스자리가 아니라 안드로메다자리의 알파별, 알페라츠이다. '말의 배꼽'이라는 뜻을 이 별을 정점으로, 천정 방향을 향해 h를 뒤집어놓은 듯한 형태로 별이 이어져 있다. 이 h형의 두 다리가 안드로메다의 양다리이다. 지구인들이 버린 '개념'을 몽땅 수집한다는 그 유명한 안드로메다 은하는 공주님의 구부린 오른쪽 무릎 부근에 있다. 거리는 250만 광년이고, 약 40억 년 후에는 우리은하로 충돌할 예정이다. 지금도 시간당 40만km 속도로 접근하고 있다. 눈이 좋은 사람은 맨눈으로도 이 은하를 볼 수 있는데, 만약 당신이 그것을 볼 수 있다면 인간의 맨눈으로 가장 먼 거리의 물체를 보는 셈이다. 안드로메다자리 동쪽에는 페르세우스자리가 붙어 있다. 그다지 밝은 별들은 아니지만, 이 별자리가 유명한 것은 β별 알골 때문이다. 알골은 하나의 별로 보이지만 실제로는 식쌍성으로, 서로의 주위를 돌면서 하나가 주기적으로 상대별이 내는 빛을 가리는 변광성이다. 최대 2.1등에서 최소 3.4등까지 변화한다. 지구에서 약 100광년 정도 떨어진 곳에 있다. 고대 중국에서는 알골이 관측되면 나라에 재난이 다가와 많은 시체가 쌓이게 된다 하여 ‘적시성(積屍星)’이라 불렀다. 알골의 뜻이 '악마'인 것과 일맥 상통하는 이미지다. 하지만 가을 밤하늘의 놓칠 수 없는 불거리이다. 토성을 보려면 저녁에 좀 서둘러야 한다. 8시 이후 남서쪽 지평선 바로 위 천칭자리에 있기 때문이다. 금성과 화성, 목성은 해뜨기 직전 동쪽 하늘에 떠오른다. 가을철 별자리는 이 정도만이라도 아이들과 함께 관측하고 설명하기에 그다지 부족함이 없을 것이다. 하늘 맑은 날 밤 아이들을 데리고 나가 가을 밤하늘의 아름다움을 보여주도록 하자. 분명 좋은 추억거리가 될 것이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com