-죽은 별들의 비명과 수천 개의 백색왜성 무덤 포착 우리은하의 중심부를 들여다보던 천문학자들이 죽은 별들이 그들의 동반성에게 잡아먹히면서 내지르는 '비명 소리'를 처음으로 포착했다고 영국 일간지 데일리메일이 30일(현지시간) 보도했다. 이 좀비 별들은 우리은하 중심부 가까이에 백색왜성들의 거대한 무덤을 만들고 있는 것으로 추정되고 있다. 백색왜성은 거대 질량의 별이 연료를 소진한 후 남은 별의 속고갱이 같은 것이다. 그러나 이들 백색왜성들이 왜 은하 중심부에 그처럼 많이 모여 있는지는 아직까지 밝혀지지 않은 미스터리로 남아 있다. '네이처' 지에 발표된 이번 발견은 누스타(NuSTAR, Nuclear Spectroscopic Telescope Array) 망원경으로 관측한 미국 하버포드 대학의 과학자들이 거둔 쾌거이다. "우리는 누스타의 이미지에서 우리은하 중심부를 이루는 완전히 새로운 구성요소를 볼 수 있습니다" 하고 커스틴 페레스 콜럼비아 대학 교수가 설명했다. "아직까지 그 X선 신호를 완전히 해독하지는 못하고 있지만, 좀더 연구하면 설명할 수 있을 겁니다." 은하 중심부에 있는 수천 개 백색왜성들이 방출하는 것과 같은 X선은 1000분의 1초 펄서(빠르게 회전하는 중성자별)나 강한 자기장에서도 방출될 수 있다. "어쨌든 이 모든 가능성이 별의 진화와 쌍성 체계, 은하 중심에서 나오는 우주선에 관한 우리의 기존 지식을 크게 뒤바꿀 수 있는 중요한 도전이다" 하고 연구자들은 논문에서 말하고 있다. 이번에 발견된 X선은 궁수자리 A*라고 불리는 26광년 크기의 은하 중심부 13에서 나오는 것으로 알려졌다. 이 근처에 우리은하 중심에 똬리 틀고 있는 거대 질량의 블랙홀이 있다. 항성 진화 이론에 따르면, 별이 죽을 때 조용히 어둠 속으로 사라지는 것은 아니다. 우리 태양과는 달리 동반성이 있는 별은 붕괴되어 백색왜성이 되면서 동반성의 물질을 빨아들이게 된다. 이때 물질이 엄청난 속도로 빨려들어가면서 X선을 방출한다. 이 과정에는 아주 흥미로운 사실이 하나 있는데, 백색왜성이 짝별의 물질을 빨아들여 태양 질량의 1.4배에 달하면 예외없이 대폭발을 일으킨다는 사실이다. 이른바 1a형 초신성 폭발이다. 이 한계 질량을 발견한 사람이 인도 출신 물리학자인 찬드라세카르인데, 그의 이름을 따 '찬드라세카르 한계'라 한다. 그는 이 발견으로 노벨 물리학상을 받았다. 많은 수의 젊고 무거운 별들이 우리은하 중심의 블랙홀 둘레를 돌고 있는데, 그처럼 많은 백색왜성들이 왜 청소되지 않은 채 남아 있는지는 아직까지 밝혀지지 않고 있다. 백색왜성은 우리 태양 같은 중간 크기의 별이 생애의 마지막에 바깥층을 날려버리고 남은 알맹이 같은 것이다. 밀도가 아주 높고 희게 빛난다. 태양이 백색왜성이 된다면 지구 크기만한 것이 될 것이다. 우리은하 중심에서 발견된 수천 개의 백색왜성들은 우리은하 중심이 참으로 기괴한 장소라는 사실을 말해준다고 연구자들은 믿고 있다. "거대 질량의 블랙홀 부근에서 천체들이 잔뜩 밀집되어 있는데도 이들 백색왜성들이 건재한 것은 마치 복잡한 지하도에서 사람들이 엉켜 있는데도 유유히 걷는 것과 똑같은 현상이다. 이것을 규명하는 것이 앞으로의 과제이다" 하고 논문 공동저자 처크 헤일리 콜럼비아 대학 교수가 말했다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

항성은 그 중심핵에서 발생하는 수소 핵융합 반응으로부터 에너지를 공급받으며 빛을 내는 별을 일컫는다. 이 핵융합 반응이 일어나려면 별의 내부 온도가 1천만 도를 넘어야 하는데, 그러기 위해서는 별의 질량이 일정한 수준을 넘어야 한다. 항성이 되기 위한 최소질량은 태양 질량의 8.3% 또는 목성의 87배 정도가 되어야 한다. 그 이하의 질량에서는 내부의 압력이 지속적인 수소 핵융합 반응을 유지하기에는 부족하기 때문에 항성으로서 빛나는 것이 불가능하다. 이처럼 질량부족으로 항성이 못된 천체를 갈색왜성이라 한다. ​ 지금까지 우리은하에서 지름이 측정된 항성들 중에서 가장 작은 항성은 용골자리에 있는 쌍성계인 OGLE-TR-122에서 발견되었다. 이 쌍성계는 태양과 비슷한 주성과, 항성 질량의 하한선 근처에 있는 작은 반성 OGLE-TR-122b로 이루어져 있는데, 이 반성이 지금까지 발견된 항성 중에서 가장 작은 것으로 밝혀졌다. 이 별은 갈색왜성이 되지 않고 항성으로서 빛날 수 있는 최소질량 한계에 가까운 항성이다. 이 항성계는 작은 쪽이 큰 별을 가리는 현상을 통해 발견되었다. 두 구성원의 공전 주기는 7.3일이다. 반성 OGLE-TR-122b의 반지름은 태양의 12%로17만km에 불과하다. 이는 지구의 13배 남짓이고, 목성보다 겨우 20% 정도 더 큰 수치이다. 반성의 질량은 태양의 9%(또는 목성의 약 95배 정도)로, 이 별의 밀도가 태양의 50배에 달하는 것을 알 수 있다. 이 별은 용골자리 방향으로 3200광년 거리에 있다. OGLE-TR-122b에서 OGLE는 Optical Gravitational Lensing Experiment의 약자로, 항성의 광도변화를 측정해서 그 항성 주위를 도는 행성을 발견하고 암흑물질을 관측하는 프로젝트 이름이다. OGLE-TR-122b가 주성 앞을 지나가면서 가리는 현상이 관측되었기 때문에, b는 목성 크기 정도의 별이 실제로 존재함을 입증하는 첫 번째 사례가 되었다. 만약 목성이 지금보다 조금만 더 질량이 컸다면 우리 태양계도 태양이 둘인 세계가 되었을 것이다. OGLE-TR-122b의 모항성 밝기는 태양과 비슷하지만, 두 별이 매우 근접해 있기 때문에 현재 기술로 이 둘을 구분할 수 있는 해상도를 가진 영상을 얻기는 어렵다. ​ 이런 조그만 항성은 표면온도도 낮아서 상당히 어두운데다 맨눈으로 보면 붉은색을 띠기 때문에 적색왜성이라 부른다. 이들은 중력이 약해 연료인 수소를 소모하는 속도가 상당히 느리다. 태양과 같이 질량이 큰 항성들이 중심핵의 연료만을 사용하고 수명을 다하는 것과는 달리 적색왜성은 별 전체의 연료를 사용할수 있기 때문에 그 수명이 상당히 길다. 태양 질량의 10%인 적색왜성의 경우 그 수명이 무려 10조 년이나 된다. 현재 우주의 나이가 138억 년임에 비추어볼 때 거의 '영원'에 가까운 엄청난 수명인 셈이다. 이처럼 적색왜성은 우주에서 '장수의 종결자'이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

-'갤럭시 송' 뮤비 출연...은하수 여행 '시간의 역사'를 써서 베스트 셀러 작가 반열에 오른 저명한 물리학자 스티븐 호킹 교수가 이번엔 다시 음악적인 재능을 선보여 화제가 되고 있다. 아인슈타인 이후 가장 유명한 과학자로 꼽히는 스티븐 호킹 박사는 영국의 코미디 그룹 몬티 파이튼의 80년대 노래 '갤럭시 송'의 새 뮤직 비디오에 출연해 청취자들을 우주로 안내하는 역할을 맡았다. '갤럭시 송'은 80년대 영국을 휩쓴 코미디 그룹 몬티 파이튼이 만든 영화 '삶의 의미'에 처음 소개된 노래로, 호킹 박사는 이 뮤비에서 휠체어를 탄 모습으로 은하수 여행을 하는 광경을 보여준다. 비디오에서 호킹 박사는 같이 출연한 천문학자 브라이언 콕스를 달리는 휠체어로 쓰러뜨린 뒤 곧장 하늘로 날아올라 우주 여행에 오른다. 찬란한 성운을 헤치면 건들건들 달려가는 휠체어를 탄 호킹의 뒷모습은 우주망원경을 방불케 한다. 하긴 호킹 박사는 누구보다 블랙홀에 대한 많은 것들을 인류에게 알려준 과학자이기도 하다. 젊었을 때부터 루게릭 병에 걸려 몇 년 못 살 거라는 의사의 진단을 받은 호킹 박사는 현재 73세까지 생존하고 있다. 손가락만 뺀 모든 근육이 마비되었지만, 손가락으로 키보드를 눌러 소통하는 호킹 박사는 몇 해 전 한국을 방문한 적도 있다. 그 방문 강의 중에 자신의 최고 업적은 아직까지 생존해 있는 거라는 유머를 남기기도 했다. 갤럭시 송은 1983년 몬티 파이튼의 영화 '삶의 의미' 에서 에릭 아이들이 간 기증을 머뭇거리는 로빈슨 부인을 설득하기 위해 우주를 보여주면서 부른 노래이다. ​ 흥미로운 점은 우주에 대한 이 노래의 '과학'이 대부분 정확하다는 사실이다. 일례로, 노랫말에 '지구가 한 시간에 900마일을 맴돈다'는 구절이 나온다. 이 마일은 '해리'(nautical miles)를 가리키는데, km로 환산하면 시속 1,670km가 된다. 실제로 적도에 있는 사람은 지구 자전으로 인해 시속 1,670km, 초속 약 500m를 이동당하고 있다. 또 노랫말에 '태양은 우리의 모든 에너지원'이라는 내용도 나오는데, 이 역시 대체로 맞는 말이다. 지하의 방사성 원소가 내는 에너지와 달의 영향이 있지만, 태양 에너지에 비하면 지극히 미미한 정도이다. 우리은하가 1000억 개의 별을 가지고 있다는 거나, 은하의 크기가 10만 광년이란 말도 상당히 정확한 내용이다. 노래의 끝부분에 빛의 속도가 1분에 1,200만 마일이라는 내용에는 약간 오차가 있다. 정확하게는 1,116만 마일이지만, 노랫말의 제약상 그렇게 쓴 것이니 역시 트집잡을 일은 아니다. 이 음반은 2015년 레코드 스토어 데이(4월 18일)에 발매될 예정이다. 다음은 갤럭시 송 노랫말 삶이 따분할 때 브라운 부인만사가 힘들고 고달플 때사람들이 멍청하고 바보 같고 역겨울 때그래도 오래 꾹 참아왔다는 생각이 들 때시속 900마일로 뺑뺑이 도는 행성 위에지금 내가 서 있는 거라고 생각해봐요 지구는 태양 둘레를 초속 19마일로 달리고저 태양은 우리 모든 에너지의 근원이라 생각해봐요태양과 나와 당신 그리고 우리가 보는 모든 별들이하루에도 백만 마일을 달리고​우리가 은하수라고 부르는 저 은하의 나선팔에서시속 4만 마일로 달리고 있다고 생각해봐요 우리은하는 1천억 개의 별을 품고 있고그 크기는 무려 10만 광년이라오가운데 있는 팽대부는 1만 6000광년 두께이지만우리 부근의 은하 두께는 3천 광년이랍니다우리는 은하 중심에서 3만 광년 거리에 있고우리는 은하 둘레를 2억 년에 한 바퀴씩 돌고 있지요 우리은하는 대우주 속 수천억 은하 중 하나일 뿐이고요우주는 지금도 자꾸자꾸 팽창하고 있답니다우리가 보고 있는 모든 방향으로 부풀어가고 있지요1분에 1,200만 마일을 달리는 빛의 속도로우주는 지금도 부풀어가고 있답니다 그러니까 자신이 보잘것없고 불안하게 느껴질 때 생각해요얼마나 놀라운 우주에서 내가 살고 있는가를그리고 저 우주 어디엔가에 외계인들이 살고 있기를 기도해요왜냐면 이 지구에 꼴불견 인간들이 너무 많으니까 동영상 보기 https://www.youtube.com/embed/XfcC6FYyL4U" 이광식 통신원 joand999@naver.com　

-'갤럭시 송' 뮤비 출연...은하수 여행 '시간의 역사'를 써서 베스트 셀러 작가 반열에 오른 저명한 물리학자 스티븐 호킹 교수가 이번엔 다시 음악적인 재능을 선보여 화제가 되고 있다. 아인슈타인 이후 가장 유명한 과학자로 꼽히는 스티븐 호킹 박사는 영국의 코미디 그룹 몬티 파이튼의 80년대 노래 '갤럭시 송'의 새 뮤직 비디오에 출연해 청취자들을 우주로 안내하는 역할을 맡았다. '갤럭시 송'은 80년대 영국을 휩쓴 코미디 그룹 몬티 파이튼이 만든 영화 '삶의 의미'에 처음 소개된 노래로, 호킹 박사는 이 뮤비에서 휠체어를 탄 모습으로 은하수 여행을 하는 광경을 보여준다. 비디오에서 호킹 박사는 같이 출연한 천문학자 브라이언 콕스를 달리는 휠체어로 쓰러뜨린 뒤 곧장 하늘로 날아올라 우주 여행에 오른다. 찬란한 성운을 헤치면 건들건들 달려가는 휠체어를 탄 호킹의 뒷모습은 우주망원경을 방불케 한다. 하긴 호킹 박사는 누구보다 블랙홀에 대한 많은 것들을 인류에게 알려준 과학자이기도 하다. 젊었을 때부터 루게릭 병에 걸려 몇 년 못 살 거라는 의사의 진단을 받은 호킹 박사는 현재 73세까지 생존하고 있다. 손가락만 뺀 모든 근육이 마비되었지만, 손가락으로 키보드를 눌러 소통하는 호킹 박사는 몇 해 전 한국을 방문한 적도 있다. 그 방문 강의 중에 자신의 최고 업적은 아직까지 생존해 있는 거라는 유머를 남기기도 했다. 갤럭시 송은 1983년 몬티 파이튼의 영화 '삶의 의미' 에서 에릭 아이들이 간 기증을 머뭇거리는 로빈슨 부인을 설득하기 위해 우주를 보여주면서 부른 노래이다. ​ 흥미로운 점은 우주에 대한 이 노래의 '과학'이 대부분 정확하다는 사실이다. 일례로, 노랫말에 '지구가 한 시간에 900마일을 맴돈다'는 구절이 나온다. 이 마일은 '해리'(nautical miles)를 가리키는데, km로 환산하면 시속 1,670km가 된다. 실제로 적도에 있는 사람은 지구 자전으로 인해 시속 1,670km, 초속 약 500m를 이동당하고 있다. 또 노랫말에 '태양은 우리의 모든 에너지원'이라는 내용도 나오는데, 이 역시 대체로 맞는 말이다. 지하의 방사성 원소가 내는 에너지와 달의 영향이 있지만, 태양 에너지에 비하면 지극히 미미한 정도이다. 우리은하가 1000억 개의 별을 가지고 있다는 거나, 은하의 크기가 10만 광년이란 말도 상당히 정확한 내용이다. 노래의 끝부분에 빛의 속도가 1분에 1,200만 마일이라는 내용에는 약간 오차가 있다. 정확하게는 1,116만 마일이지만, 노랫말의 제약상 그렇게 쓴 것이니 역시 트집잡을 일은 아니다. 이 음반은 2015년 레코드 스토어 데이(4월 18일)에 발매될 예정이다. 다음은 갤럭시 송 노랫말 삶이 따분할 때 브라운 부인만사가 힘들고 고달플 때사람들이 멍청하고 바보 같고 역겨울 때그래도 오래 꾹 참아왔다는 생각이 들 때시속 900마일로 뺑뺑이 도는 행성 위에지금 내가 서 있는 거라고 생각해봐요 지구는 태양 둘레를 초속 19마일로 달리고저 태양은 우리 모든 에너지의 근원이라 생각해봐요태양과 나와 당신 그리고 우리가 보는 모든 별들이하루에도 백만 마일을 달리고​우리가 은하수라고 부르는 저 은하의 나선팔에서시속 4만 마일로 달리고 있다고 생각해봐요 우리은하는 1천억 개의 별을 품고 있고그 크기는 무려 10만 광년이라오가운데 있는 팽대부는 1만 6000광년 두께이지만우리 부근의 은하 두께는 3천 광년이랍니다우리는 은하 중심에서 3만 광년 거리에 있고우리는 은하 둘레를 2억 년에 한 바퀴씩 돌고 있지요 우리은하는 대우주 속 수천억 은하 중 하나일 뿐이고요우주는 지금도 자꾸자꾸 팽창하고 있답니다우리가 보고 있는 모든 방향으로 부풀어가고 있지요1분에 1,200만 마일을 달리는 빛의 속도로우주는 지금도 부풀어가고 있답니다 그러니까 자신이 보잘것없고 불안하게 느껴질 때 생각해요얼마나 놀라운 우주에서 내가 살고 있는가를그리고 저 우주 어디엔가에 외계인들이 살고 있기를 기도해요왜냐면 이 지구에 꼴불견 인간들이 너무 많으니까 동영상 보기 https://www.youtube.com/embed/XfcC6FYyL4U" 이광식 통신원 joand999@naver.com　

-지금 당신이 있는 그 자리가 태초 ‘빅뱅 현장’ "왜 세상에는 아무것도 없지 않고 무엇인가가 있는가?"라는 원초적 질문을 던진 사람은 17세기 독일의 철학자이자 수학자인 고트프리트 라이프니츠였다. 미적분의 발견 업적을 놓고 뉴턴과 맞선 것으로도 유명한 라이프니츠는 또 이렇게 말했다. "이 세상이 환상일 수도 있고, 모든 존재는 꿈에 불과할지도 모르지만, 내가 보기에 이들은 너무도 현실적이어서 우리가 환상에 현혹되지 않고 있다는 것을 입증하기에 충분하다." 그렇다면, 우리를 둘러싸고 있는 삼라만상의 모든 물질은 다 어디에서 왔단 말인가? ​물론 이러한 의문을 품었던 사람은 라이프니츠뿐만이 아니었을 것이다. 지구 상에 인류가 나타난 이래 수많은 사람이 이 같은 질문을 던졌지만, 이에 대해 정확한 답을 한 사람은 20세기 초반이 되기까지는 하나도 없었다. 인류의 이 유서 깊은 질문- '만물은 어디에서 비롯되었는가?'에 대한 최초의 과학적인 답변은 1927년, 로만 칼러를 한 옷을 입은 벨기에 가톨릭 신부이자 천문학자인 조르주 르메트르(1894~1966)가 내놓았다. -시간과 공간도 빅뱅으로 생겨난 것 대학생 때 토목공학을 공부하다가 1차대전에 참전한 후 천문학으로 방향을 튼 르메트르는 1927년, 팽창하는 우주를 나타내는 논문 ‘일정한 질량을 갖지만 팽창하는 균등한 우주를 통한 우리 은하 밖 성운들의 시선속도에 대한 설명’을 발표, 매우 높은 에너지를 가진 작은 ‘원시 원자’가 거대한 폭발을 일으켜 우주가 되었다는 대폭발 이론을 최초로 내놓았다. 르메트르는 우주의 기원에 대한 그의 이론을 '원시 원자에 대한 가설'이라 불렀다. 르메트르는 후일 빅뱅 이론으로 발전된 이 가설에서, 우주는 팽창하고 있으며, 이러한 팽창을 거슬러 올라가면 우주의 기원, 즉 ‘어제 없는 오늘’(The Day Without Yesterday)이라고 불렀던 태초의 시공간에 도달한다는 선구적 이론을 펼쳐냈다. 그러나 그의 이론은 당시에 그다지 주목받지 못했다. 아인슈타인을 만난 르메트르가 자신의 우주론을 설명했지만, 아인슈타인으로부터 "당신의 계산은 옳지만, 당신의 물리는 말도 안 됩니다"라는 혹평을 받기까지 했다. 르메트르의 '가설'은 나중에 '빅뱅' 이론이라고 불리게 되었는데, 여기에는 재미있는 일화가 있다. 우주가 영원 이전부터 지금까지 정적인 상태로 존재한다는 이른바 정상우주론자인 영국 천문학자 프레드 호일이 라디오 대담에서 대폭발 이론을 비꼬는 뜻으로 "그럼 빅뱅이라도 있었다는 거야? 하고 말한 데서 빅뱅이란 이름이 탄생했던 것이다. -20세기 천문학의 최고 영웅 공간과 시간이 응축된 한 점이 폭발하여 우주가 출발했다는 르메트르의 빅뱅 이론은 이처럼 처음에는 푸대접을 면치 못했지만, 그러나 시간은 르메트르의 편이었다. 빅뱅 이론이 세상에 나온 지 2년 만에 한없이 정적으로만 보이던 이 대우주가 기실은 무서운 속도로 팽창하고 있다는 관측 결과가 나왔던 것이다. 그것은 20세기 천문학의 최고 영웅이 탄생하는 순간이기도 했다. 영웅은 미국의 괴짜 천문학자 에드윈 허블이었다. 처음에는 법학을 전공했다가 천문학으로 전향한 허블은 1929년 당시 세계 최대였던 윌슨산 천문대 망원경을 이용해 우주가 팽창하고 있음을 최초로 발견했다. 그가 본 우리 주위의 모든 은하들은 지구로부터 후퇴하고 있었다. 우리가 무슨 끔찍한 병균에 오염되기라도 한 듯이 도망가고 있는 것이다. 어떤 천문학자는 지구가 인간으로 오염되어서 모든 은하들이 도망가는 거라는 우스갯소리를 하기도 했다. 어쨌든 허블의 관측 결론은, 우주의 모든 은하들은 방향에 관계 없이 우리은하로부터 멀어져가고 있으며, 그 후퇴속도는 먼 은하일수록 더 빠르다는 것이다. 거리와 후퇴속도와의 관계는 이른바 허블의 법칙으로 알려졌다. 과학사에서 최대의 발견으로 꼽히는 허블의 이 '우주 팽창'은 르메트르가 우주 원리를 통해 예견한 바 있었다. -우주는 우리 은하로부터 매순간 멀어지고 있다 이처럼 우주의 모든 은하들이 우리로부터 멀어져가고 있지만, 그렇다고 우리은하가 그 중심이라는 뜻은 아니다. 서로가 서로에게 같은 비율로 멀어져가고 있는 것이다. 서울광장에 줄지어 놓인 걸상을 생각해보자. 각 걸상들이 같은 비율로 간격이 벌여가고 있다면 거기에는 달리 중심이란 게 있을 수가 없다. 한 차원을 늘려 3차원으로 생각해보자. 만약 밀가루 반죽에 건포도를 박아넣고 굽는다면 빵이 부풀 때 건포도의 간격들 역시 벌어질 것이다. 이와 같이 온 우주에 있는 은하들은 그 사이의 공간이 팽창함에 따라 기약없이 서로에게 멀어져가고 있는 중이다. 따라서 이 우주에는 중심도 가장자리도 달리 없다. -빅뱅의 결정적 증거 '마이크로파' 팽창 우주의 결정적인 증거는 그로부터 30여 년 후에 발견되었다. 1964년, 우주의 극초단파를 연구하는 천문학자들이 우주에서 소음이 난다는 사실을 발견했다. 이 소음은 어떤 한 영역에서 오는 것이 아니라, 우주의 모든 곳에서 균일하게 오는 것이었다. 미국 벨 연구소의 아노 페지어스와 로버트 윌슨이 최초로 발견한 이 마이크로파 잡음은 바로 빅뱅의 잔향으로, 우주배경복사로 불리는 것이었다. 이들은 안테나의 잡음을 잡기 위해 비둘기똥을 치우다가 우연히 이 빅뱅의 화석을 발견했는데, 이 발견으로 노벨 물리학상을 받았다. 그래서 사람들은 비둘기똥을 치우다가 금덩어리를 주운 셈이라고 부러워했다. 우리는 이 빅뱅의 화석인 마이크로파를 직접 눈으로 볼 수도 있다. TV에서 방송이 없는 채널을 틀 때 지직거리는 줄무늬 중 100분의 1은 바로 우주배경복사다. 우주가 탄생할 때 발생한 그 열기가 식어서 3K도의 마이크로파가 되어 138억 년의 시공간을 넘어 지금 우리 눈의 시신경을 건드리고 있다고 생각해도 무방하다. 어쨌든 펜지어스와 윌슨이 발견한 우주배경복사는 정상상태 우주론의 도전을 물리치고 빅뱅 모델에게 승리를 가져다주는 데 결정적인 역할을 했고, 이로써 인류는 비로소 만물은 태초의 한 원시 원자에서 출발했다는 답을 갖게 되었다. 만물의 기원을 과학적으로 설명한 빅뱅 이론은 20세기에 이룩된 가장 위대한 과학적 성취로 꼽힌다. 이 소식을 라이프니츠가 들었다면 아주 기뻐했을 게 틀림없을 것이다. -TV '지직거리는 줄무늬' 100분의1이 '빅뱅' 흔적 그런데 130억 년 전 빅뱅이 있었다면 그 장소는 어디일까? 앞에서 말했듯이 우주는 중심도 가장자리도 없는 구조이므로, 당연히 빅뱅이 일어난 곳은 이 우주 전체일 수밖에 없다. 그 한 점 공간이 팽창되어서 오늘에 이르고 있으므로, 바로 당신이 있는 그곳이 빅뱅이 일어난 현장이라고 해도 틀린 말은 아니다. 우주론이 이쯤에 이르면, 다음과 같은 질문이 나오게 마련이다. -그렇다면 빅뱅 이전에는 무엇이 있었나? 이에 대한 천문학자들의 답은 이렇다. -빅뱅과 함께 시간과 공간이 탄생했으므로, 그런 질문은 성립되지 않는다. 지구 북극점에서 북쪽이 어디냐고 묻는 것과 같다. 그런데 이런 답을 벌써 1,500년 전에 내놓은 사람이 있었다. 초기 기독교 철학자인 성 아우구스티누스가 한 신자로부터 "하나님은 천지창조 이전에는 무엇을 하셨습니가?"하는 질문을 받고는 이렇게 대답했다. "천지가 창조됨으로써 비로소 시간이 시작되었기 때문에 그전이란 말은 의미가 없는 것이다." 이광식 통신원 joand999@naver.com

-지금 당신이 있는 그 자리가 ‘빅뱅 현장’이다! >어제 없는 오늘 "왜 세상에는 아무것도 없지 않고 무엇인가가 있는가?"라는 원초적 질문을 던진 사람은 17세기 독일의 철학자이자 수학자인 고트프리트 라이프니츠였다. 미적분의 발견 업적을 놓고 뉴턴과 맞선 것으로도 유명한 라이프니츠는 또 이렇게 말했다. "이 세상이 환상일 수도 있고, 모든 존재는 꿈에 불과할지도 모르지만, 내가 보기에 이들은 너무도 현실적이어서 우리가 환상에 현혹되지 않고 있다는 것을 입증하기에 충분하다." 그렇다면, 우리를 둘러싸고 있는 삼라만상의 모든 물질은 다 어디에서 왔단 말인가? ​물론 이러한 의문을 품었던 사람은 라이프니츠뿐만이 아니었을 것이다. 지구 상에 인류가 나타난 이래 수많은 사람이 이 같은 질문을 던졌지만, 이에 대해 정확한 답을 한 사람은 20세기 초반이 되기까지는 하나도 없었다. 인류의 이 유서 깊은 질문- '만물은 어디에서 비롯되었는가?'에 대한 최초의 과학적인 답변은 1927년, 로만 칼러를 한 옷을 입은 벨기에 가톨릭 신부이자 천문학자인 조르주 르메트르(1894~1966)가 내놓았다. 대학생 때 토목공학을 공부하다가 1차대전에 참전한 후 천문학으로 방향을 튼 르메트르는 1927년, 팽창하는 우주를 나타내는 논문 ‘일정한 질량을 갖지만 팽창하는 균등한 우주를 통한 우리 은하 밖 성운들의 시선속도에 대한 설명’을 발표, 매우 높은 에너지를 가진 작은 ‘원시 원자’가 거대한 폭발을 일으켜 우주가 되었다는 대폭발 이론을 최초로 내놓았다. 르메트르는 우주의 기원에 대한 그의 이론을 '원시 원자에 대한 가설'이라 불렀다. 르메트르는 후일 빅뱅 이론으로 발전된 이 가설에서, 우주는 팽창하고 있으며, 이러한 팽창을 거슬러 올라가면 우주의 기원, 즉 ‘어제 없는 오늘’(The Day Without Yesterday)이라고 불렀던 태초의 시공간에 도달한다는 선구적 이론을 펼쳐냈다. 그러나 그의 이론은 당시에 그다지 주목받지 못했다. 아인슈타인을 만난 르메트르가 자신의 우주론을 설명했지만, 아인슈타인으로부터 "당신의 계산은 옳지만, 당신의 물리는 말도 안 됩니다"라는 혹평을 받기까지 했다. 르메트르의 '가설'은 나중에 '빅뱅' 이론이라고 불리게 되었는데, 여기에는 재미있는 일화가 있다. 우주가 영원 이전부터 지금까지 정적인 상태로 존재한다는 이른바 정상우주론자인 영국 천문학자 프레드 호일이 라디오 대담에서 대폭발 이론을 비꼬는 뜻으로 "그럼 빅뱅이라도 있었다는 거야? 하고 말한 데서 빅뱅이란 이름이 탄생했던 것이다. >20세기 천문학의 최고 영웅 공간과 시간이 응축된 한 점이 폭발하여 우주가 출발했다는 르메트르의 빅뱅 이론은 이처럼 처음에는 푸대접을 면치 못했지만, 그러나 시간은 르메트르의 편이었다. 빅뱅 이론이 세상에 나온 지 2년 만에 한없이 정적으로만 보이던 이 대우주가 기실은 무서운 속도로 팽창하고 있다는 관측 결과가 나왔던 것이다. 그것은 20세기 천문학의 최고 영웅이 탄생하는 순간이기도 했다. 영웅은 미국의 괴짜 천문학자 에드윈 허블이었다. 처음에는 법학을 전공했다가 천문학으로 전향한 허블은 1929년 당시 세계 최대였던 윌슨산 천문대 망원경을 이용해 우주가 팽창하고 있음을 최초로 발견했다. 그가 본 우리 주위의 모든 은하들은 지구로부터 후퇴하고 있었다. 우리가 무슨 끔찍한 병균에 오염되기라도 한 듯이 도망가고 있는 것이다. 어떤 천문학자는 지구가 인간으로 오염되어서 모든 은하들이 도망가는 거라는 우스갯소리를 하기도 했다. 어쨌든 허블의 관측 결론은, 우주의 모든 은하들은 방향에 관계 없이 우리은하로부터 멀어져가고 있으며, 그 후퇴속도는 먼 은하일수록 더 빠르다는 것이다. 거리와 후퇴속도와의 관계는 이른바 허블의 법칙으로 알려졌다. 과학사에서 최대의 발견으로 꼽히는 허블의 이 '우주 팽창'은 르메트르가 우주 원리를 통해 예견한 바 있었다. 이처럼 우주의 모든 은하들이 우리로부터 멀어져가고 있지만, 그렇다고 우리은하가 그 중심이라는 뜻은 아니다. 서로가 서로에게 같은 비율로 멀어져가고 있는 것이다. 서울광장에 줄지어 놓인 걸상을 생각해보자. 각 걸상들이 같은 비율로 간격이 벌여가고 있다면 거기에는 달리 중심이란 게 있을 수가 없다. 한 차원을 늘려 3차원으로 생각해보자. 만약 밀가루 반죽에 건포도를 박아넣고 굽는다면 빵이 부풀 때 건포도의 간격들 역시 벌어질 것이다. 이와 같이 온 우주에 있는 은하들은 그 사이의 공간이 팽창함에 따라 기약없이 서로에게 멀어져가고 있는 중이다. 따라서 이 우주에는 중심도 가장자리도 달리 없다. >빅뱅의 결정적 증거 발견 팽창 우주의 결정적인 증거는 그로부터 30여 년 후에 발견되었다. 1964년, 우주의 극초단파를 연구하는 천문학자들이 우주에서 소음이 난다는 사실을 발견했다. 이 소음은 어떤 한 영역에서 오는 것이 아니라, 우주의 모든 곳에서 균일하게 오는 것이었다. 미국 벨 연구소의 아노 페지어스와 로버트 윌슨이 최초로 발견한 이 마이크로파 잡음은 바로 빅뱅의 잔향으로, 우주배경복사로 불리는 것이었다. 이들은 안테나의 잡음을 잡기 위해 비둘기똥을 치우다가 우연히 이 빅뱅의 화석을 발견했는데, 이 발견으로 노벨 물리학상을 받았다. 그래서 사람들은 비둘기똥을 치우다가 금덩어리를 주운 셈이라고 부러워했다. 우리는 이 빅뱅의 화석인 마이크로파를 직접 눈으로 볼 수도 있다. TV에서 방송이 없는 채널을 틀 때 지직거리는 줄무늬 중 100분의 1은 바로 우주배경복사다. 우주가 탄생할 때 발생한 그 열기가 식어서 3K도의 마이크로파가 되어 138억 년의 시공간을 넘어 지금 우리 눈의 시신경을 건드리고 있다고 생각해도 무방하다. 어쨌든 펜지어스와 윌슨이 발견한 우주배경복사는 정상상태 우주론의 도전을 물리치고 빅뱅 모델에게 승리를 가져다주는 데 결정적인 역할을 했고, 이로써 인류는 비로소 만물은 태초의 한 원시 원자에서 출발했다는 답을 갖게 되었다. 만물의 기원을 과학적으로 설명한 빅뱅 이론은 20세기에 이룩된 가장 위대한 과학적 성취로 꼽힌다. 이 소식을 라이프니츠가 들었다면 아주 기뻐했을 게 틀림없을 것이다. 그런데 130억 년 전 빅뱅이 있었다면 그 장소는 어디일까? 앞에서 말했듯이 우주는 중심도 가장자리도 없는 구조이므로, 당연히 빅뱅이 일어난 곳은 이 우주 전체일 수밖에 없다. 그 한 점 공간이 팽창되어서 오늘에 이르고 있으므로, 바로 당신이 있는 그곳이 빅뱅이 일어난 현장이라고 해도 틀린 말은 아니다. 우주론이 이쯤에 이르면, 다음과 같은 질문이 나오게 마련이다. -그렇다면 빅뱅 이전에는 무엇이 있었나? 이에 대한 천문학자들의 답은 이렇다. -빅뱅과 함께 시간과 공간이 탄생했으므로, 그런 질문은 성립되지 않는다. 지구 북극점에서 북쪽이 어디냐고 묻는 것과 같다. 그런데 이런 답을 벌써 1,500년 전에 내놓은 사람이 있었다. 초기 기독교 철학자인 성 아우구스티누스가 한 신자로부터 "하나님은 천지창조 이전에는 무엇을 하셨습니가?"하는 질문을 받고는 이렇게 대답했다. "천지가 창조됨으로써 비로소 시간이 시작되었기 때문에 그전이란 말은 의미가 없는 것이다." 이광식 통신원 joand999@naver.com

100억 년에 걸친 우리은하의 진화과정을 자세히 추적한 연구결과가 발표됐다. 　 최근 미 텍사스 A&M 대학 등의 연구결과에 따르면, 약 100억 년 전 우리은하와 같은 은하들은 '별들의 베이비붐 시대'를 맞았다고 한다. 당시 은하들은 지금의 은하들에 비해 거의 30배나 빠른 놀라운 별 생성 속도를 기록했다고 천문학자들은 믿고 있다. 우리 태양은 그 '파티'에 늦게 도착한 손님으로 거의 50억 년이나 지난 뒤에야 태어나 우리은하의 늦둥이인 셈이다. 하지만 그 덕분에 생명체가 서식할 수 있는 지구와 같은 행성들을 잉태할 수 있었다고 과학자들은 생각하고 있다. 수소와 헬륨보다 무거운 원소들은 별들이 폭발적으로 생성될 초기 은하 시대보다는 1세대 별들이 생애를 마친 이후에 보다 풍부하게 존재했고, 이 물질들을 재료삼아 지구와 같은 생명체 서식이 가능한 행성들이 만들어질 수 있었기 때문이다. 우리은하의 태동기와 각 단계별 성장 모습을 지금 우리가 직접 볼 수는 없지만, 천문학자들은 그것들을 추적해 볼 수 있는 방법을 고안해냈다. 그것은 우리은하와 덩치가 비슷한 은하들을 우주 속에서 찾아내는 것인데, 100억 광년 밖에서 찾아낸 그런 은하의 모습은 빛이 100억 년 전에 그 은하에서 출발해 우리에게 도착한 것이므로, 바로 우리은하의 100억 년 전 모습과 다를 게 없기 때문이다. 우주에서는 공간이 바로 시간인 만큼 각 거리에 있는 은하들은 바로 그만큼 오랜 우리은하의 옛 모습인 것이다. 천문학자들은 100억 년에 걸친 우리은하의 진화과정을 추적하기 위해 우리은하와 비슷한 덩치의 은하들을 찾아내 거의 2,000컷의 은하사진들을 수집해 앨범을 만들었다. 이 새로운 은하 호구조사는 은하들이 100억 년 에 걸쳐 어떻게 오늘날 우리은하와 같은 장대한 나선은하로 진화하는가를 한 눈에 보여준다. 이 은하들의 호구조사에는 미항공우주국(NASA)의 허블 망원경과 스피츠 우주망원경, 허셜 우주망원경 그리고 지상 망원경들이 동원된 가운데, 자외선에서부터 원적외선에 이르는 다양한 파장의 전자기파 영역에서 조사가 이루어졌다. 논문 주저자 텍사스 A&M 대학 케이시 파포비치 교수는 “이 조사에서 우리은하의 과거 모습을 뚜렷이 볼 수 있었다”면서 “이 은하들은 지난 100억 년간 별들의 수가 10배 이상 불어나는 엄청난 변화를 겪었는데, 이는 우리의 예상치와 맞아 떨어졌다”고 밝혔다. 이어 “은하들의 별 인구 증가는 은하 초반 50억년 동안에 거의 다 이루어진다는 사실이 확인됐다"고 덧붙였다. 이 새로운 연구결과는 우리은하와 같은 은하는 초기에 작은 별들의 집단에서 시작되었다고 하는 이전의 연구를 확인해주는 것이다. 은하들은 엄청난 양의 가스를 모아들여 별들을 생성하는데, 이번 연구는 별의 생성과 성간물질 간의 연관관계를 뚜렷이 보여주고 있다. 성간물질이 소진되고 나면 별들의 생성 속도도 낮아지며, 따라서 은하의 성장세도 감소하게 된다. 파포비치 교수는 “우리은하 같은 은하의 과거 별 생성 속도를 계산해서 모두 합하고, 현재의 별 총수를 조사해 비교해보면 그 수치가 거의 맞아 떨어지고 있다” 면서 "이번 연구성과는 우리은하와 비슷한 평균은하의 진화과정을 비교적 자세히 밝혀낸 것"이라고 말했다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

- 진화과정의 '증거'들이 가득한 '금광' 찾았다 두 개의 유럽 우주망원경이 수집한 데이터에서 태고의 희귀한 은하단을 심우주에서 발견해냈다고 영국의 데일리메일이 2일(현지 시간) 보도했다. 플랑크와 허셜 우주망원경은100억 년에서 110억 년 전에 형성된 은하를 찾아내는 데 운용되고 있다. 적어도 200개 이상 발견된 이 태고의 은하들 중 많은 은하들이 중력 렌즈의 효과에 의해 확대된 이미지로 발견되었다. 이 엄청난 발견은 '아스트로노미 앤드 아스트로피직' 저널에 발표되었는데, 미항공우주주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)에 의해 '금광'의 발견으로 평가받고 있다. 이들 태고의 은하들을 발견하기 위해 과학자들은 먼저 플랑크 데이터에서 밝은 부분들을 찾아 조사했다. 이 데이터를 생산한 플랑크 우주선은 빅뱅의 유물, 곧 우주배경복사로 알려진 마이크로파를 기록해 우리은하 지도를 만드는 데 운용되었던 우주망원경이다. 플랑크 데이터를 조사한 과학자들은 다음 단계로 허셜 망원경을 이용해 전 우주에 걸쳐 원시은하 후보들을 정밀 관측했다. 그 결과, 초기 우주에서 많은 은하들이 몰려 있는 은하단을 발견했는데, 대단히 활발한 별들의 형성이 이루어지고 있는 곳이었다. 논문 주저자 에르베 돌레는 "이처럼 활발한 별 형성 은하들이 모여 있는 곳을 발견한 것은 놀랄 만한 일"이며 "이것을 우주 구조의 형성에서 잃어버린 고리라고 추정하고 있다"고 말했다. 태초의 은하들은 은하단 안에서 무더기로 발견되었다. 비교적 젊은 은하들은 빅뱅 이후 불과 30억 년 남짓 만에 나타난 것들로, 가스와 먼지가 매년 태양 질량의 수백 배에서 1,500배까지 되는 별들을 형성했다. 현대 우주론의 핵심적인 과제는 이처럼 무거운 천체들이 어떻게 초기 우주에서 형성, 조합되어왔는가를 밝혀내는 것이다. 천문학자들은 이들 모든 은하의 나이를 아직 확정하지는 못하고 있지만, 이 은하들이 지금 우리가 우주에서 보는 크고 성숙한 은하들의 선배인 원시 은하일 가능성이 가장 높은 것으로 보고 있다. "플랑크 망원경이 찾아낸 '원시' 은하의 목록을 더욱 확장할 준비를 하고 있다. 더 많은 은하들을 목록에 올릴 수 있을 것으로 본다"고 프랑스 툴루즈의 천문물리학 연구재단의 루도빅 몬티에르 연구원이 밝혔다. 만약 후속 연구에서 원시 은하들의 형성 과정을 명확히 밝혀낸다면 우주가 현재의 거대 구조에 이르기까지 어떤 진화 경로를 밟아왔는가 하는 문제와, 이의 형성에 암흑물질이 수행한 역할이 무엇인지에 대해 본질적인 통찰을 제공해줄 것으로 기대되고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

- 진화과정의 '증거'들이 가득한 '금광' 찾았다 두 개의 유럽 우주망원경이 수집한 데이터에서 태고의 희귀한 은하단을 심우주에서 발견해냈다고 영국의 데일리메일이 2일(현지 시간) 보도했다. 플랑크와 허셜 우주망원경은100억 년에서 110억 년 전에 형성된 은하를 찾아내는 데 운용되고 있다. 적어도 200개 이상 발견된 이 태고의 은하들 중 많은 은하들이 중력 렌즈의 효과에 의해 확대된 이미지로 발견되었다. 이 엄청난 발견은 '아스트로노미 앤드 아스트로피직' 저널에 발표되었는데, 미항공우주주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)에 의해 '금광'의 발견으로 평가받고 있다. 이들 태고의 은하들을 발견하기 위해 과학자들은 먼저 플랑크 데이터에서 밝은 부분들을 찾아 조사했다. 이 데이터를 생산한 플랑크 우주선은 빅뱅의 유물, 곧 우주배경복사로 알려진 마이크로파를 기록해 우리은하 지도를 만드는 데 운용되었던 우주망원경이다. 플랑크 데이터를 조사한 과학자들은 다음 단계로 허셜 망원경을 이용해 전 우주에 걸쳐 원시은하 후보들을 정밀 관측했다. 그 결과, 초기 우주에서 많은 은하들이 몰려 있는 은하단을 발견했는데, 대단히 활발한 별들의 형성이 이루어지고 있는 곳이었다. 논문 주저자 에르베 돌레는 "이처럼 활발한 별 형성 은하들이 모여 있는 곳을 발견한 것은 놀랄 만한 일"이며 "이것을 우주 구조의 형성에서 잃어버린 고리라고 추정하고 있다"고 말했다. 태초의 은하들은 은하단 안에서 무더기로 발견되었다. 비교적 젊은 은하들은 빅뱅 이후 불과 30억 년 남짓 만에 나타난 것들로, 가스와 먼지가 매년 태양 질량의 수백 배에서 1,500배까지 되는 별들을 형성했다. 현대 우주론의 핵심적인 과제는 이처럼 무거운 천체들이 어떻게 초기 우주에서 형성, 조합되어왔는가를 밝혀내는 것이다. 천문학자들은 이들 모든 은하의 나이를 아직 확정하지는 못하고 있지만, 이 은하들이 지금 우리가 우주에서 보는 크고 성숙한 은하들의 선배인 원시 은하일 가능성이 가장 높은 것으로 보고 있다. "플랑크 망원경이 찾아낸 '원시' 은하의 목록을 더욱 확장할 준비를 하고 있다. 더 많은 은하들을 목록에 올릴 수 있을 것으로 본다"고 프랑스 툴루즈의 천문물리학 연구재단의 루도빅 몬티에르 연구원이 밝혔다. 만약 후속 연구에서 원시 은하들의 형성 과정을 명확히 밝혀낸다면 우주가 현재의 거대 구조에 이르기까지 어떤 진화 경로를 밟아왔는가 하는 문제와, 이의 형성에 암흑물질이 수행한 역할이 무엇인지에 대해 본질적인 통찰을 제공해줄 것으로 기대되고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

-연간 태양질량 800배 물질을 쏟아내는 블랙홀 발견 블랙홀에서 은하로 뿜어내는 엄청난 속도의 물질풍이 은하의 별 형성을 막고 있다는 연구결과가 발표되었다고 우주 전문매체 스페이스닷컴이 26일(현지시간) 보도했다. 이 새로운 발견은 블랙홀이 은하의 운명을 어떻게 몰아가는가를 보여주는 것이라고 과학자들은 밝혔다. 대부분의 은하들은 그 중심에 태양 질량의 수백만 내지 수십억 배가 되는 초거대 질량의 블랙홀을 품고 있다. 보통 블랙홀들은 우리은하의 중심에 있는 그것처럼 대체로 조용하지만, 어떤 블랙홀은 대단히 활동적이라 주변의 물질들을 게걸스럽게 잡아먹어 블랙홀 바람을 만들어내기도 한다. ​"블랙홀이 물질을 빨아들일 때는 물질을 으깨어 거대한 원반처럼 만들어 나선형으로 흡입하는데, 이러한 원반을 천문학에서는 강착원반이라고 합니다." 라고 논문 주저자인 미항공우주국(NASA) 고다드 우주항공센터 천체물리학자 프란체스코 톰베시 메릴랜드 대학 교수가 설명한다. ​"원반에서 일어나는 마찰로 인해 물질은 엄청난 고열이 되고 아주 밝은 빛을 냅니다. 태양 밝기의 1조나 되는 광도이지요. 이 복사가 워낙 강해 물질을 바깥으로 뿜어내버리는 거지요." 이전의 연구는 활동적인 은하 핵과 그 은하의 크기 사이에는 어떤 밀접한 연관이 있음을 시사했다. 과학자들은 활동적인 은하 핵이 가스와 먼지의 강력한 폭풍을 은하 공간으로 뿜어내어 별의 형성 물질을 날려버림으로써 별 형성을 막고, 그 결과 은하의 진화에 영향을 미치는 것이 아닐까 하는 생각들을 가지고 있었다. 이번 새 논문의 연구자들은 이 같은 블랙홀의 강력한 물질풍에 대한 최초의 관측 증거를 확보하게 된 것이다. "가장 흥미로운 결과 중 하나는 은하 중심에 있는 초거대질량의 블랙홀이 너무나 강력해 은하 전체에 그 영향력을 행사할 수 있다는 명백한 증거를 잡았다는 점입니다." 하고 톰베시 교수는 스페이스닷컴에 말했다. "초거대질량의 블랙홀과 은하의 형성과 진화를 규명한 우리 논문이 거둔 가장 중요한 성과는 블랙홀과 은하를 동시에 다루었다는 점이라 할 수 있습니다." 과학자들은 이번 연구논문에서 IRAS F11119+3257이라는 이름으로 알려진 은하의 중심에 있는 거대 블랙홀을 집중적으로 조사했다. 지구로부터 26억 광년 떨어진 곳에 있는 이 은하의 블랙홀은 태양 질량의 1600만 배에 이르는 것으로 추정되고 있다. 유럽우주국(ESA)의 허셜 우주망원경으로 수집한 자외선 데이터를 이용해 조사한 결과, 연구자들은 이 블랙홀이 내뿜는 바람이 무려 1천 광년에 뻗치며, 그 속도는 초속 10만km로, 광속의 3분의 1에 달한다는 사실을 알아냈다. 또한 뿜어내는 물질의 양이 매년 태양 질량의 800배에 해당하는 엄청난 양이라는 것도 밝혀졌다. 연구자들은 계산에 따르면, 이렇게 뿜어내는 물질의 양은 블랙홀 근처의 물질풍의 20%에 달하는 것으로 나타났다. 천문학자들은 이미 블랙홀 가까이 부는 바람을 X선 망원경과 자외선 망원경으로 관측한 바 있다. 그러나 이번의 연구는 같은 은하에서 블랙홀 바람과 가스의 분출을 동시에 발견한 최초의 사례로 꼽힌다. "블랙홀은 성간 가스를 게걸스럽게 먹어대는 존재이지만, 동시에 강력한 물질풍으로 별 형성을 막아 은하의 역사에 영향을 미치는 존재이기도 합니다." 하고 톰베시는 설명한다. "천체물리학자들은 블랙홀과 은하 간의 상호작용을 알아냄으로써 그 둘의 진화 과정을 규명하고 있는 중입니다." 한편, 이번 연구결과는 3월 26일 발행된 '네이처' 지에 발표되었다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

-연간 태양질량 800배 물질을 쏟아내는 블랙홀 발견 블랙홀에서 은하로 뿜어내는 엄청난 속도의 물질풍이 은하의 별 형성을 막고 있다는 연구결과가 발표되었다고 우주 전문매체 스페이스닷컴이 26일(현지시간) 보도했다. 이 새로운 발견은 블랙홀이 은하의 운명을 어떻게 몰아가는가를 보여주는 것이라고 과학자들은 밝혔다. 대부분의 은하들은 그 중심에 태양 질량의 수백만 내지 수십억 배가 되는 초거대 질량의 블랙홀을 품고 있다. 보통 블랙홀들은 우리은하의 중심에 있는 그것처럼 대체로 조용하지만, 어떤 블랙홀은 대단히 활동적이라 주변의 물질들을 게걸스럽게 잡아먹어 블랙홀 바람을 만들어내기도 한다. ​"블랙홀이 물질을 빨아들일 때는 물질을 으깨어 거대한 원반처럼 만들어 나선형으로 흡입하는데, 이러한 원반을 천문학에서는 강착원반이라고 합니다." 하고 논문 주저자인 미항공우주국(NASA) 고다드 우주항공센터 천체물리학자 프란체스코 톰베시 메릴랜드 대학 교수가 설명한다. ​"원반에서 일어나는 마찰로 인해 물질은 엄청난 고열이 되고 아주 밝은 빛을 냅니다. 태양 밝기의 1조나 되는 광도이지요. 이 복사가 워낙 강해 물질을 바깥으로 뿜어내버리는 거지요." 이전의 연구는 활동적인 은하 핵과 그 은하의 크기 사이에는 어떤 밀접한 연관이 있음을 시사했다. 과학자들은 활동적인 은하 핵이 가스와 먼지의 강력한 폭풍을 은하 공간으로 뿜어내어 별의 형성 물질을 날려버림으로써 별 형성을 막고, 그 결과 은하의 진화에 영향을 미치는 것이 아닐까 하는 생각들을 가지고 있었다. 이번 새 논문의 연구자들은 이 같은 블랙홀의 강력한 물질풍에 대한 최초의 관측 증거를 확보하게 된 것이다. "가장 흥미로운 결과 중 하나는 은하 중심에 있는 초거대질량의 블랙홀이 너무나 강력해 은하 전체에 그 영향력을 행사할 수 있다는 명백한 증거를 잡았다는 점입니다." 하고 톰베시 교수는 스페이스닷컴에 말했다. "초거대질량의 블랙홀과 은하의 형성과 진화를 규명한 우리 논문이 거둔 가장 중요한 성과는 블랙홀과 은하를 동시에 다루었다는 점이라 할 수 있습니다." 과학자들은 이번 연구논문에서 IRAS F11119+3257이라는 이름으로 알려진 은하의 중심에 있는 거대 블랙홀을 집중적으로 조사했다. 지구로부터 26억 광년 떨어진 곳에 있는 이 은하의 블랙홀은 태양 질량의 1600만 배에 이르는 것으로 추정되고 있다. 유럽우주국(ESA)의 허셜 우주망원경으로 수집한 자외선 데이터를 이용해 조사한 결과, 연구자들은 이 블랙홀이 내뿜는 바람이 무려 1천 광년에 뻗치며, 그 속도는 초속 10만km로, 광속의 3분의 1에 달한다는 사실을 알아냈다. 또한 뿜어내는 물질의 양이 매년 태양 질량의 800배에 해당하는 엄청난 양이라는 것도 밝혀졌다. 연구자들은 계산에 따르면, 이렇게 뿜어내는 물질의 양은 블랙홀 근처의 물질풍의 20%에 달하는 것으로 나타났다. 천문학자들은 이미 블랙홀 가까이 부는 바람을 X선 망원경과 자외선 망원경으로 관측한 바 있다. 그러나 이번의 연구는 같은 은하에서 블랙홀 바람과 가스의 분출을 동시에 발견한 최초의 사례로 꼽힌다. "블랙홀은 성간 가스를 게걸스럽게 먹어대는 존재이지만, 동시에 강력한 물질풍으로 별 형성을 막아 은하의 역사에 영향을 미치는 존재이기도 합니다." 하고 톰베시는 설명한다. "천체물리학자들은 블랙홀과 은하 간의 상호작용을 알아냄으로써 그 둘의 진화 과정을 규명하고 있는 중입니다." 한편, 이번 연구결과는 3월 26일 발행된 '네이처' 지에 발표되었다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

- 최초로 만든 거대 초은하집단 지도 '라니아케아' 우리은하와 10만 개의 다른 은하를 이어주는 도로를 나타내는 은하 도로지도가 선보여 비상한 관심을 끌고 있다고 영국 일간 데일리메일이 16일(현지시간) 보도했다. 라니아케아(Laniakea)라고 불리는 이 놀라운 은하 도로지도는 천문학자들이 10년간의 연구와 작업 끝에 완성한 것이다. 라니아케아란 말은 하와이 말로 '무한한 하늘'이란 뜻으로, 우리은하를 포함한 거대 초은하단에 과학자들이 붙인 이름이다. 라니아케아는 지름이 무려 5억 광년에 이르고, 우리은하를 포함해 10만 개의 은하를 거느리고 있다. 이는 태양 질량의 10경 배에 이르는 어마어마한 것이다. 과학자들은 은하가 우주공간에 멋대로 흩어져 있는 것이 아니라, 무리를 지어 모여 있을 거라는 생각을 오래 전부터 해왔다. 그 최대의 규모는 은하들이 구슬처럼 메달려 '필라멘트'를 이룬 구조물이다. 이러한 구조물들이 우주 속에서 서로 뒤얽혀 라니아케아 같은 거대 초은하단을 이루며, 이들은 모두 중력으로 서로 묶여 있다. 이 광대한 은하지도는 무수한 은하들이 촘촘히 모여 있는 것처럼 보이지만, 그 속에는 수백만 광년에 이르는 암흑 공간들이 곳곳에 자리잡고 있다. - 천문학자들 10년 작업끝 완성 우주 속에 우리 인류가 있는 위치를 가름하자면, 우리는 라니아케아의 한 가장자리에 수천억 개의 별들로 이루어진 '미리내 은하'라는 곳에 있는 '태양계'의 '세번째 행성'인 지구에 살고 있는 셈이다. 하지만 우리은하는 인류의 고향 지구가 있다는 사실 외에는 라니아케아의 다른 10만 개 은하들과 전혀 다를 게 없는 평범한 은하이다. 그리고 아무리 크고 밝은 은하들의 집단이라 하더라도 그것은 우리가 볼 수 있는 극히 좁은 우주의 한 가장자리에 있는 존재일 뿐이다. 라니아케아 안에는 '그레이트 어트랙터'(Great Attractor)라고 불리는 거대한 중력 골짜기 지대를 향해 은하들이 흐르고 있으며, 라니아케아 주위에는 섀플리 초은하단을 비롯해, 헤르쿨레스, 머리털, 페르세우스-물고기자리 등 4개의 초은하단들이 있다. 국부 은하들의 속도를 측정해서 이 지도 작업을 마무리한 호놀룰루의 하와이 대 브런트 툴리 박사가 이끄는 라니아케아 지도 프로젝트 연구진은 은하의 흐름을 언덕과 계곡에서 흐르는 물에 비유하며, 중력으로 깊이 팬 공간 안으로 은하들이 물처럼 흘러들고 있다고 설명한다. '우리는 한 초은하단이 그런 표면에서 큰 덩어리로 존재한다는 것을 알았다. 그래서 우리는 우리의 고향 초은하단을 찾아내서 라니아케아(무한한 하늘)라고 이름 붙인 것이다'라고 그들은 '네이처'에 쓰고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

-남 것인 줄 알았던 '모노케로스 링' ​앞으로 혹시 아이들이 당신에게 우리은하 크기가 얼마냐고 물어올 때 대답에 신중을 기해야 할 것 같다. 이제껏 지름 10만 광년인 줄 알았던 우리은하에 졸지에 15만 광년으로 늘어났다는 주장이 나왔기 때문이다. 영국 일간 데일리메일 11일(현지시간) 보도에 따르면 천문학자들이 예전에 우리은하에서 떨어진 곳에 있는 이상한 별들의 고리 하나를 발견했는데, 이제껏 다른 은하에 속한 것인 줄 알고 있다가 우리은하 소속이라는 사실이 최근 밝혀졌다는 것이다. 뉴욕 렌셀러 폴리테크닉 대학의 연구진들은 모노케로스 링이라는 별들의 고리에 대해 연구한 결과, 이 같은 결론에 도달했다고 하는데, 이 고리는 긴 필라멘트처럼 생긴 것으로 우리은하 둘레를 세 바퀴나 '감싸돌고' 있다고 한다. -지름 10만 광년→ 15만 광년으로 모노케로스 고리는 우리은하 중심으로부터 6만 5000 광년 떨어져 있으며, 총길이는 무려 20만 광년에 달하는 것으로 알려졌다. 지금까지 이 고리는 가까운 큰개자리 왜소은하로부터 우리은하의 중력에 이끌려 떨어져나온 것으로 생각되어왔다. 그런데 그 별 고리가 실제적으로 우리은하의 일부분으로 보인다는 것이 이번 연구 결과 밝혀졌다는 것이다. "고리의 형태로 볼 때 우리은하의 나선 구조에 연결된 것으로 우리은하 원반의 일부인 것으로 보인다"고 렌셀러 폴리테크 대학의 하이디 뉴버그 박사가 디스커버리 뉴스( Discovery News)와의 인터뷰에서 설명했다. -2000억 개 은하 중 하나 '우리은하'...별이 3000억 개 이 최근의 발견은 우주를 삼차원 지도로 제작하는 프로젝트인 슬로안 전천탐사자료(Sloan Digital Sky Survey)를 이용한 것이다. 연구 결과는 '아스트로노미컬 저널'에 발표될 예정이다. 트라이앤드(TriAnd) 링으로 알려진 또다른 고리도 역시 우리은하에 속한 것으로 보이는데, 이 고리는 현재 몸집을 불려가고 있는 중이라고 한다. 어쨌든 이 같은 이론을 검증하기 위해 연구자들은 우리은하의 전천지도 데이터를 수집하고 있는 유럽의 가이아 망원경 자료를 검토할 예정이라고 한다. 우리은하는 약 3000억 개로 별을 거느린 중간 크기의 은하에 속한다. 우리가 지구 행성에서 한 자리에서 볼 수 있는 별의 개수는 최대한 2,500개 정도이다. 우주에서 현재까지 발견된 은하의 개수는 대략 2000억 개이며, 그중 3분의 2는 우리은하처럼 나선은하이다. 가장 큰 은하는 IC 1101이라는 은하로, 무려 100조 개의 별을 포함하고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

-지름 10만 광년에서 '15만 광년'으로 늘어나 ​앞으로 혹시 아이들이 당신에게 우리은하 크기가 얼마냐고 물어올 때 대답에 신중을 기해야 할 것 같다. 이제껏 지름 10만 광년인 줄 알았던 우리은하에 졸지에 15만 광년으로 늘어났다는 주장이 나왔기 때문이다. 영국 일간 데일리메일 11일(현지시간) 보도에 따르면 천문학자들이 예전에 우리은하에서 떨어진 곳에 있는 이상한 별들의 고리 하나를 발견했는데, 이제껏 다른 은하에 속한 것인 줄 알고 있다가 우리은하 소속이라는 사실이 최근 밝혀졌다는 것이다. 뉴욕 렌셀러 폴리테크닉 대학의 연구진들은 모노케로스 링이라는 별들의 고리에 대해 연구한 결과, 이 같은 결론에 도달했다고 하는데, 이 고리는 긴 필라멘트처럼 생긴 것으로 우리은하 둘레를 세 바퀴나 '감싸돌고' 있다고 한다. 모노케로스 고리는 우리은하 중심으로부터 6만 5000 광년 떨어져 있으며, 총길이는 무려 20만 광년에 달하는 것으로 알려졌다. 지금까지 이 고리는 가까운 큰개자리 왜소은하로부터 우리은하의 중력에 이끌려 떨어져나온 것으로 생각되어왔다. 그런데 그 별 고리가 실제적으로 우리은하의 일부분으로 보인다는 것이 이번 연구 결과 밝혀졌다는 것이다. "고리의 형태로 볼 때 우리은하의 나선 구조에 연결된 것으로 우리은하 원반의 일부인 것으로 보인다"고 렌셀러 폴리테크 대학의 하이디 뉴버그 박사가 디스커버리 뉴스( Discovery News)와의 인터뷰에서 설명했다. -2000억 개 은하 중 하나인 '우리은하'의 별은 3000억 개 이 최근의 발견은 우주를 삼차원 지도로 제작하는 프로젝트인 슬로안 전천탐사자료(Sloan Digital Sky Survey)를 이용한 것이다. 연구 결과는 '아스트로노미컬 저널'에 발표될 예정이다. 트라이앤드(TriAnd) 링으로 알려진 또다른 고리도 역시 우리은하에 속한 것으로 보이는데, 이 고리는 현재 몸집을 불려가고 있는 중이라고 한다. 어쨌든 이 같은 이론을 검증하기 위해 연구자들은 우리은하의 전천지도 데이터를 수집하고 있는 유럽의 가이아 망원경 자료를 검토할 예정이라고 한다. 우리은하는 약 3000억 개로 별을 거느린 중간 크기의 은하에 속한다. 우리가 지구 행성에서 한 자리에서 볼 수 있는 별의 개수는 최대한 2,500개 정도이다. 우주에서 현재까지 발견된 은하의 개수는 대략 2000억 개이며, 그중 3분의 2는 우리은하처럼 나선은하이다. 가장 큰 은하는 IC 1101이라는 은하로, 무려 100조 개의 별을 포함하고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

-우주에는 '제자리'가 없다 책상 앞에 앉아 있을 때, 우리는 조금의 움직임도 없이 정지해 있다고 '믿는다'. 하지만 이것은 착각이다. 그 자리에 앉은 채 당신은 자신의 의지와는 상관 없이 적어도 1초에 400m는 공간이동을 당하고 있는 중이다. 그것은 지구의 자전 운동 때문이다. 지구가 24시간에 한 바퀴 도니까, 지구 둘레 4만km를 달리는 셈이다. 적도지방에 사는 사람이라면 1초에 500m씩 이동당하고, 북위 38도쯤에 사는 사람은 초속 400m로 이동당하는 것이다. 이는 음속을 넘는 수치로, 시속 1,500km에 달하는 맹렬한 속도이다. 항공기 속도의 두 배니까, 자동차로 이렇게 달린다면 날개 없이 공중 부양을 할 것이다. 그런데 이것은 시작에 불과하다. 2단계로, 지구는 지금 이 순간에도 당신을 싣고 태양 둘레를 쉼없이 달리고 있는 중이다. 태양까지의 거리가 1억 5천만km니까, 반지름이 1억 5천만km인 원둘레를 1년에 한 바퀴 도는 셈인데, 이것이 무려 초속 30km의 속도다. 그런데도 우리는 왜 못 느낄까? 우리가 지구라는 우주선을 타고 같이 움직이고 있기 때문이다. 바다 위를 고요히 달리는 배 안에서는 배의 움직임을 알 수 없는 거나 마찬가지다. 이것을 갈릴레오의 상대성 원리라고 한다. 3단계가 또 있다. 우리 태양계 자체가 은하 중심을 초점으로 하여 돌고 있다. 시속 70만km라니까, 초속으로 따지면 약 200km다(아래 영상에서는 시속 70,000km로 나와 있는데, 틀린 것임). 이처럼 맹렬한 속도로 달리더라도 은하를 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간은 무려 2억 3천만 년이나 된다. 이는 곧, 광대한 태양계란 것도 은하에 비한다면 망망대해 속의 물방울 하나라는 얘기다. 하긴 은하라는 것도 이 대우주의 크기에 비한다면 역시 조약돌 하나에 지나지 않는다. 그래서 어떤 천문학자는 신이 인간만을 위해 이 우주를 창조했다면 공간을 너무 낭비한 것이라고 푸념하기도 했다. 태양이 은하를 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간을 1은하년이라 한다. 태양의 은하년 나이는 20살쯤 된다. 앞으로 그만큼 더 나이를 먹으면 태양도 생을 마감하게 된다. 적색거성으로 태양계 모든 행성들과 함께 종말을 맞게 될 것이다. 어쨌든 이 정도만 해도 멀미가 날 것 같은데, 이게 아직 끝이 아니다. 우리은하 역시 맹렬한 속도로 우주공간을 주파하고 있는 중이다. 우리은하는 안드로메다 은하, 마젤란 은하 등, 약 20여 개의 은하들로 이루어져 있는 국부 은하군에 속해 있다. 지금 이 국부 은하군 전체가 처녀자리 은하단의 중력에 이끌려 바다뱀자리 쪽으로 달려가고 있는데, 그 속도가 무려 초속 600km나 된다. 마지막 결정적으로, 우주 공간 자체가 지금 이 순간에도 빛의 속도로 무한팽창을 계속해가고 있으며, 수많은 별들이 탄생과 죽음의 윤회를 거듭하고 있다. 광막한 우주공간을 수천억 은하들이 비산하고, 그 무수한 은하들 중에 한 모래알인 우리은하 속 태양계의 지구 행성 위에서 우리가 살고 있는 것이다. 이는 실제 상황이다. 따지고 보면, 이 우주 속에서 원자 알갱이 하나도 잠시 제자리에 머무는 놈이 없는 셈이다. 이처럼 삼라만상의 모든 것들이 무서운 속도로 쉼없이 움직이는 것이 이 대우주의 속성이다. 이를 일컬어 '일체무상(一切無常)'이라 한다. 당신은 지금 이 순간에도 우주의 '일체무상' 속에 몸을 담그고 있는 것이다. 이것은 소설이나 공상이 아니라, 현실이다. 이 정도면 어질어질하신가? 하지만 우주는 너무나 조화로워, 우리는 이 모든 격렬한 움직임에서 보호받으며 이렇게 평온 속에 살아가고 있는 것이다. 우주는 이토록 위대하며, 신비를 넘어 감동이다. 만약 당신이 시인의 마음으로 이 우주의 감동을 느낄 수 있다면, 그것만으로도 우주 속에 태어나서 본전은 뽑은 셈이 아닐까? (동영상 보기 http://youtu.be/0jHsq36_NTU) 이광식 통신원 joand999@naver.com

-우주에는 '제자리'가 없다 책상 앞에 앉아 있을 때, 우리는 조금의 움직임도 없이 정지해 있다고 '믿는다'. 하지만 이것은 착각이다. 그 자리에 앉은 채 당신은 자신의 의지와는 상관 없이 적어도 1초에 400m는 공간이동을 당하고 있는 중이다. 그것은 지구의 자전 운동 때문이다. 지구가 24시간에 한 바퀴 도니까, 지구 둘레 4만km를 달리는 셈이다. 적도지방에 사는 사람이라면 1초에 500m씩 이동당하고, 북위 38도쯤에 사는 사람은 초속 400m로 이동당하는 것이다. 이는 음속을 넘는 수치로, 시속 1,500km에 달하는 맹렬한 속도이다. 항공기 속도의 두 배니까, 자동차로 이렇게 달린다면 날개 없이 공중 부양을 할 것이다. 그런데 이것은 시작에 불과하다. 2단계로, 지구는 지금 이 순간에도 당신을 싣고 태양 둘레를 쉼없이 달리고 있는 중이다. 태양까지의 거리가 1억 5천만km니까, 반지름이 1억 5천만km인 원둘레를 1년에 한 바퀴 도는 셈인데, 이것이 무려 초속 30km의 속도다. 그런데도 우리는 왜 못 느낄까? 우리가 지구라는 우주선을 타고 같이 움직이고 있기 때문이다. 바다 위를 고요히 달리는 배 안에서는 배의 움직임을 알 수 없는 거나 마찬가지다. 이것을 갈릴레오의 상대성 원리라고 한다. 3단계가 또 있다. 우리 태양계 자체가 은하 중심을 초점으로 하여 돌고 있다. 시속 70만km라니까, 초속으로 따지면 약 200km다(아래 영상에서는 시속 70,000km로 나와 있는데, 틀린 것임). 이처럼 맹렬한 속도로 달리더라도 은하를 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간은 무려 2억 3천만 년이나 된다. 이는 곧, 광대한 태양계란 것도 은하에 비한다면 망망대해 속의 물방울 하나라는 얘기다. 하긴 은하라는 것도 이 대우주의 크기에 비한다면 역시 조약돌 하나에 지나지 않는다. 그래서 어떤 천문학자는 신이 인간만을 위해 이 우주를 창조했다면 공간을 너무 낭비한 것이라고 푸념하기도 했다. 태양이 은하를 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간을 1은하년이라 한다. 태양의 은하년 나이는 20살쯤 된다. 앞으로 그만큼 더 나이를 먹으면 태양도 생을 마감하게 된다. 적색거성으로 태양계 모든 행성들과 함께 종말을 맞게 될 것이다. 어쨌든 이 정도만 해도 멀미가 날 것 같은데, 이게 아직 끝이 아니다. 우리은하 역시 맹렬한 속도로 우주공간을 주파하고 있는 중이다. 우리은하는 안드로메다 은하, 마젤란 은하 등, 약 20여 개의 은하들로 이루어져 있는 국부 은하군에 속해 있다. 지금 이 국부 은하군 전체가 처녀자리 은하단의 중력에 이끌려 바다뱀자리 쪽으로 달려가고 있는데, 그 속도가 무려 초속 600km나 된다. 마지막 결정적으로, 우주 공간 자체가 지금 이 순간에도 빛의 속도로 무한팽창을 계속해가고 있으며, 수많은 별들이 탄생과 죽음의 윤회를 거듭하고 있다. 광막한 우주공간을 수천억 은하들이 비산하고, 그 무수한 은하들 중에 한 모래알인 우리은하 속 태양계의 지구 행성 위에서 우리가 살고 있는 것이다. 이는 실제 상황이다. 따지고 보면, 이 우주 속에서 원자 알갱이 하나도 잠시 제자리에 머무는 놈이 없는 셈이다. 이처럼 삼라만상의 모든 것들이 무서운 속도로 쉼없이 움직이는 것이 이 대우주의 속성이다. 이를 일컬어 '일체무상(一切無常)'이라 한다. 당신은 지금 이 순간에도 우주의 '일체무상' 속에 몸을 담그고 있는 것이다. 이것은 소설이나 공상이 아니라, 현실이다. 이 정도면 어질어질하신가? 하지만 우주는 너무나 조화로워, 우리는 이 모든 격렬한 움직임에서 보호받으며 이렇게 평온 속에 살아가고 있는 것이다. 우주는 이토록 위대하며, 신비를 넘어 감동이다. 만약 당신이 시인의 마음으로 이 우주의 감동을 느낄 수 있다면, 그것만으로도 우주 속에 태어나서 본전은 뽑은 셈이 아닐까? (동영상 보기 http://youtu.be/0jHsq36_NTU) 이광식 통신원 joand999@naver.com

-125억 광년 전 '우주 초기' 시대서 발견 -격렬하게 ‘별’ 구워내는 ‘질풍노도 은하’ 아즈텍-3 별들이 만들어지는 우주 발전소는 초기 우주에서 은하들이 어떻게 형성되고 진화하는가를 가장 잘 보여주는 쇼케이스이다. 지구로부터 125억 광년 떨어진 곳에 있는 역동적인 한 은하가 엄청난 속도로 별들을 생성해내고 있는 것이 발견되었다고 우주전문 사이트인 스페이스닷컴이 3일(현지시간) 보도했다. 이 은하는 마치 숙련된 붕어빵 장수가 빵틀에서 붕어빵을 구워내듯이 무서운 속도로 별들을 구워내고 있는데, 우리은하의 별 생성 속도보다 무려 1,000배나 빠른 것으로 밝혀졌다. 이 힘이 넘치는 문제의 은하는 아즈텍-3(AzTEC-3)이라고 불리는 은하로, 가까운 주위에 보다 얌전한 은하 3개를 거느리고 있다. 현재 '계층적 병합'의 진행과정에 있는 이들은 초기 우주의 작은 은하들이 충돌을 통해 좀더 큰 규모의 은하로 성장한다는 모델의 사례 중 최상의 증거가 될 것으로 보인다. 원시 은하단 형성의 첫 단계에 있음을 보여주는 이번 관측 데이터는 칠레 아타카마 사막에 있는 ALMA 전파망원경으로 관측된 내용이다. "ALMA의 관측 데이터는 아즈텍-3이 상당히 고밀도의 은하로, 매우 불안정한 상태에 있음을 보여주고 있다. 이 은하의 폭발적인 별 생성은 이론상 예측된 최대 한계에 거의 근접한 상태이며, 이보다는 덜하지만 역시 활동적으로 별을 생성하고 있는 어린 은하들에 의해 둘러싸여 있다"고 논문의 주저자인 도미니크 리처스 코넬 대학 부교수가 밝힌다. "이 특별한 은하군은 우주의 진화 중 은하단 형성에 관한 중요한 이정표를 보여주고 있다. 원시 우주에서 성숙하고 거대한 은하들이 어떻게 나타나게 되었나 하는 것을 실감나게 보여주는 사례라 할 수 있다." 별과 은하들은 보통 수십억 년에서 수백억 년까지 살면서 진화한다. 고작 백년을 못 사는 인간이 이들의 전 생애를 추적할 수 있는 것은 각 진화 단계를 보여주는 샘플들이 우주에 널려 있기 때문이다. 따라서 천문학자들은 정립된 이론 모델에 따라 각 단계에 있는 대상 천체들을 우주에서 찾아내어 조각그림 맞추듯이 끼워맞춤으로서 별과 은하의 전 생애 그림을 그려볼 수 있는 것이다. 이번에 관측된 아즈텍-3이 그 동안 못 찾았던 은하 조각그림의 한 조각인 셈이다. 육분의자리 방향에 있는 아즈텍-3은 스펙트럼 상의 특정 부분에서는 밝은 빛을 내지만, 가시광선과 적외선 파장에서는 매우 희미하여, 천문학자들이 서브밀리미터 은하로 분류하고 있는 은하에 속한다. 이러한 현상은 별들이 계속 생성되고 있는 환경에서 먼지에 흡수된 별빛이 원적외선 파장에서 재복사됨으로써 발생하는 것이다. 우주 초기에 출발한 이 빛이 우주를 가로질러오는 동안 우주 팽창에 영향을 받아 지구에 도착할 무렵이면 원적외선의 빛은 스펙트럼상의 서브밀리미터/밀리미터 파장으로까지 옮겨가게 된다. ALMA 전파망원경을 사용해 전에 없이 정밀한 관측을 수행한 연구자들은 아즈텍-3이 하루에 만들어내는 별의 수가 우리은하가 일년에 걸쳐 만드는 별들보다 더 많다는 사실을 알아냈다. 이는 주위에 있는 보다 얌전한 활동 은하에 비해서도 100배가 넘는 속도다. 아즈텍-3 은하의 먼지와 가스들은 거의 회전하지 않는 것으로 밝혀졌는데, 이는 과거의 어떤 사건이 이들의 회전운동을 방해했음을 시사한다. 가장 유력한 혐의점은 최근 다른 은하와의 합병으로 보인다. "아즈텍-3은 지금 격렬하고도 짧은 격변을 겪고 있는 중이다. 이는 은하의 진화단계 중 폭발적으로 새로운 별들이 생성되는 시기로 우주 연대기에서 매우 드문, 가장 격렬한 단계를 거치는 것으로 보인다"고 리처스 박사는 설명한다. 이 은하는 우리가 사는 지구에서 약 125억 광년 떨어진 거리에 있다. 우주에서는 거리가 곧 시간이다. 말하자면 이 은하의 모습은 약 125억 년 전의 모습이란 얘기다. 천문학자들은 이 은하가 우주 탄생 직후 약 3억 년 만에 태어난 모습을 지금 관측하고 있는 셈이다. 과학자들은 오래 전부터 원시 우주의 거대 규모 구조는 이러한 은하 충돌을 통해 이루어졌을 거라고 예측해왔다. 수십억 년에 걸쳐 은하 충돌이 계속 진행되었고, 결국 오늘날 우주에서 관측되는 거대한 은하와 은하단들을 만들어냈다고 보는 것이다. 이번의 ALMA 데이터는 우주의 나이가 현재 나이의 8% 정도밖에 되지 않았을 당시 전체 진행과정 중 중요한 첫번째 단계를 명확한 사진으로 보여주는 것으로, 동시에 아직 중력으로 확실히 묶이지 않은 상태에서 병합이 진행중인 3개 은하에 대한 연구를 할 수 있는 기회를 사상 처음으로 제공해주었다. 이들 병합중인 은하들에 대해 천문학자들은 원시 은하단의 전형으로 보고 있다. "ALMA의 주요 과학적 목표 중 하나는 우주의 전 시기에 걸친 은하를 탐사하고 세부적으로 연구하는 데 있다. 이번 관측은 초기 우주에서 은하들이 합병되는 첫번째 단계를 찾아냄으로써 은하 형성의 전체 조각을 맞춰나갈 수 있는 기틀을 마련했다는 데 큰 의미가 있는 것"이라고 국립 전파전문대 천문학자 크리스 카릴리가 강조한다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

“인간은 별의 자녀들이다” 인류가 처음 지구 상에 출현하여 밤하늘에서 가장 먼저 본 것은 별이었을 것이다. 때로는 달도 같이 떠 있었겠지만, 달이 없는 밤도 많으니까 주로 별과 함께 상상의 나래를 펼쳐갔을 것이다. 이처럼 인류가 지구 상에 나타난 이래 밤하늘에서 반짝이는 별들을 수십만 년 보아왔지만, 그 별이 반짝이는 이유를 알아낸 것은 아직 한 세기도 채 안된다. 별이 빛나는 이유를 처음으로 알아낸 사람은 독일 출신의 미국 물리학자 한스 베테였다. 2차대전 발발 직전인 1938년, 베테는 과학계가 풀지 못한 대표적 숙제였던 항성의 에너지 방출 메커니즘을 규명해 천체물리학의 토대를 놓았다. 여기에는 재미있는 일화가 있다. 젊은 베테가 이 사실을 논문으로 발표하기 전, 애인과 바닷가에서 데이트했는데, 그녀가 서녘 하늘을 가리키며 말했다. “어머, 저 별 좀 봐. 정말 예쁘지?” 그러자 베테는 으스대면서 이렇게 말했다. “흠, 그런데 저 별이 왜 빛나는지 아는 사람은 이 세상에서 나뿐이지.” 베테가 32살 때 일이다. 물론 나중에 이걸로 논문을 써서 노벨 물리학상을 받았다. 20세기 물리학계에서 '최후의 거인'으로 불리던 베테는 몇 년 전 향년 99세로 타계했다. 만년의 그는 성자(세인트)의 풍모를 보였다고 전한다. 별들의 생로병사 새로 태어난 별들은 크기와 색이 제각각이다. 고온의 푸른색에서부터 저온의 붉은색까지 걸쳐 있다. 항성의 밝기와 색은 표면 온도에 달려 있으며, 근본적인 요인은 질량이다. 질량은 보통 최소 태양의 0.085배에서 최대 20배 이상까지 다양하다. 큰 것은 태양의 수백 배에 이르는 초거성도 있다. 지름 수백만 광년에 이르는 수소 구름이 곳곳에서 이런 별들을 만들고 하나의 중력권 내에 묶어둔 것이 바로 은하이다. 지금도 우리 은하의 나선팔을 이루고 있는 수소 구름 속에서는 아기 별들이 태어나고 있다. 말하자면 수소 구름은 별들의 자궁인 셈이다. 이렇게 태어난 별들은 맨 처음 수소를, 그다음으로는 헬륨, 네온, 마그네슘 등등, 원소번호 순서대로 원소들을 태우는 핵융합으로 에너지를 만들면서 짧게는 몇백만 년에서, 길게는 몇백억 년까지 산다. 그리고 별의 내부에는 무거운 원소 층들이 양파껍질처럼 켜켜이 쌓인다. 핵융합 반응은 마지막으로 별의 중심에 철을 남기고 끝난다. 철보다 더 무거운 원소를 만들어낼 수는 없기 때문이다. 별의 종말을 결정하는 것은 단 하나인데, 바로 그 별의 질량이다. 작은 별들은 조용한 임종을 맞지만, 태양보다 2,3배 이상 무거운 별들에게는 매우 다른 운명이 기다리고 있다. 이러한 별들은 속에서 핵 융합이 단계별로 진행되다가 이윽고 규소가 연소해서 철이 될 때 중력붕괴가 일어난다. 이 최후의 붕괴는 참상을 빚어낸다. 초고밀도의 핵이 중력붕괴로 급격히 수축했다가 다시 강력히 반발하면서 장렬한 폭발로 그 일생을 마감하는 것이다. 이것이 이른바 바로 수퍼노바(Supernova), 곧 초신성 폭발이다. 거대한 별이 한순간에 폭발로 자신을 이루고 있던 온 물질을 우주공간으로 폭풍처럼 내뿜어버린다. 수축의 시작에서 대폭발까지의 시간은 겨우 몇 분에 지나지 않는다. 수천만 년 동안 빛나던 대천체의 임종으로서는 지극히 짧은 셈이다. 이때 태양 밝기의 수십억 배나 되는 광휘로 우주공간을 밝힌다. 빛의 강도는 수천억 개의 별을 가진 온 은하가 내놓는 빛보다 더 밝다. 우리은하 부근이라면 대낮에도 맨눈으로 볼 수 있을 정도로, 초신성 폭발은 우주의 최대 드라마다. 그러나 사실은 신성이 아니라 늙은 별의 임종인 셈이다. 어쨌든 장대하고 찬란한 별의 여정은 대개 이쯤에서 끝나지만, 그 뒷담화가 어쩌면 우리에게 더욱 중요할지도 모른다. 삼라만상을 이루고 있는 92개의 자연 원소 중 수소와 헬륨 외에는 모두 별 속에서 만들어진 것이다. 이처럼 별은 우주의 주방이라 할 수 있다. 금이 철보다 비싼 이유 그럼 철 이외의 중원소들은 어떻게 만들어졌나? 바로 초신성 폭발 때 엄청난 고온과 고압으로 순식간에 만들어진 것이다. 이것이 바로 초신성의 연금술이다. 연금술사들이 그토록 염원하던 연금술은 초신성 같은 대폭발이 없이는 불가능한 것이다. 지구상에서는 이루어질 수 없는 일을 가지고 그들은 숱한 고생을 한 셈이다. 그중에는 인류 최고의 천재 뉴턴도 끼어 있다. 사실 뉴턴은 수학이나 물리보다 연금술에 더 많은 시간과 정력을 쏟아부었다고 한다. 초신성 폭발 때 순간적으로 만들어지는 만큼 중원소들은 많이 만들어지지는 않는다. 바로 이것이 금이 철보다 비싼 이유다. 당신의 손가락에 끼어져 있는 금은 두말할 것도 없이 초신성 폭발에서 나온 것으로, 지구가 만들어질 때 섞여들어 금맥을 이루고, 그것을 광부가 캐어내 가공된 후 금은방을 거쳐 당신 손가락에 끼어진 것이다. 이처럼 적색거성이나 초신성이 최후를 장식하면서 우주공간으로 뿜어낸 별의 잔해들은 성간물질이 되어 떠돌다가 다시 같은 경로를 밟아 별로 환생하기를 거듭한다. 말하자면 별의 윤회다. 별과 당신의 관계 그런데 이보다 더 중요한 것은, 인간의 몸을 구성하는 모든 원소들, 곧 피 속의 철, 이빨 속의 칼슘, DNA의 질소, 갑상선의 요드 등 원자 알갱이 하나하나는 모두 별 속에서 만들어졌다는 사실이다. 수십억 년 전 초신성 폭발로 우주를 떠돌던 별의 물질들이 뭉쳐져 지구를 만들고, 이것을 재료삼아 모든 생명체들과 인간을 만든 것이다. 우리 몸의 피 속에 있는 요드, 철, 칼슘 등은 모두 별에서 온 것들이다. 이건 무슨 비유가 아니라, 과학이고 사실 그 자체다. 그러므로 우리는 알고 보면 어버이 별에게서 몸을 받아 태어난 별의 자녀들인 것이다. 말하자면 우리는 별먼지로 만들어진 ‘메이드 인 스타(made in stars)'인 셈이다. 이게 바로 별과 인간의 관계, 우주와 나의 관계인 것이다. 이처럼 우리는 우주의 일부분이다. 그래서 우리은하의 크기를 최초로 잰 미국의 천문학자 할로 섀플리(1885~1972)는 이렇게 말했다. ‘우리는 뒹구는 돌들의 형제요 떠도는 구름의 사촌이다’. 우리 선조들이 말한 물아일체(物我一體)이다. 인간의 몸을 구성하는 원자의 2/3가 수소이며, 나머지는 별 속에서 만들어져 초신성이 폭발하면서 우주에 뿌려진 것이다. 이것이 수십억 년 우주를 떠돌다 지구에 흘러들었고, 마침내 나와 새의 몸속으로 흡수되었다. 그리고 그 새의 지저귀는 소리를 별이 빛나는 밤하늘 아래서 내가 듣는 것이다. 별의 죽음이 없었다면 당신과 나 그리고 새는 존재하지 못했을 것이다. ​우주공간을 떠도는 수소 원자 하나, 우리 몸속의 산소 원자 하나에도 백억 년 우주의 역사가 숨 쉬고 있는 것이다. 따지고 보면, 우리 인간은 138억 년에 이르는 우주적 경로를 거쳐 지금 이 자리에 존재하게 된 셈이다. 이처럼 우주가 태어난 이래 오랜 여정을 거쳐 당신과 우리 인류는 지금 여기 서 있는 것이다. 생각해보면, 우주의 오랜 시간과 사랑이 우리를 키워온 것이라 할 수 있다. 이런 마음으로 오늘 밤 바깥에 나가 하늘의 별을 보라. 저 아득한 높이에서 반짝이는 별들에 그리움과 사랑스러움을 느낄 수 있다면, 당신은 진정 우주적인 사랑을 가슴에 품은 사람이라 할 수 있다. 평생 같이 별을 관측하다가 나란히 묻힌 어느 두 아마추어 천문가의 묘비에 이런 글이 적혀 있다 한다. “우리는 별들을 무척이나 사랑한 나머지 이제는 밤을 두려워하지 않게 되었다” 이광식 통신원 joand999@naver.com

수천 년 전 고대인들은 밤하늘에서 반짝이는 별들을 지켜보며, 이들 천체 중 밝은 다섯 개의 별들(수성, 금성, 화성, 목성, 토성)이 매일 위치를 바꾸며 움직이고 있음을 알아냈다. 그래서 이들을 떠돌이별, 즉 행성이라 불렀다. 고대인들이 이처럼 밤하늘을 보며 별자리를 만들고, 1년의 길이를 재며 천문학의 여명기를 열었다. 천문학은 이렇게 ‘인류가 이 우주 속에서 어디에 살고 있는가’를 알고자 하는 오랜 욕구에서 출발했다. 따라서 우주 속에서 인류가 있는 위치를 알아내는 것이 천문학의 소명이라고 할 수 있다. 태양계는 우주 속의 거품 하나 오늘날 우리는 지구가 태양계에 속해 있으며, 이 태양계는 또 미리내 은하라 불리는 우리은하의 작은 한 부분이라는 사실을 알고 있다. 그리고 이런 은하가 수천억 개 모여 이 광대한 우주를 만들고 있다. 우주 속에서 태양계가 차지하는 부분은 그야말로 망망대해 속의 거품 하나에 지나지 않지만, 그럼에도 인간의 척도로 볼 때 태양계는 우리가 생각하는 것보다 훨씬 광대하다. 1977년 발사된 보이저 1호가 초당 17km의 속도로 40년 가까이 날아간 끝에 겨우 태양계를 빠져나가 성간 공간에 진입했다. 이 거리는 태양-지구 거리의 130배인 190억km로, 초속 30만km의 빛이 20시간은 달려야 하는 먼 거리다. 보이저 1호는 인간이 만든 물건으로는 가장 우주 멀리 날아간 셈이다. 앞으로 보이저 1호가 태양계 외곽을 감싸고 있는 오르트 구름(Oort cloud)를 벗어나는 데는 상당한 세월이 걸릴 것으로 보이는데, 이 우주 암석 구역을 벗어나는데 만도 1만 4000 년에서 2만 8000년이 걸릴 것으로 추산되고 있다. 지구는 태양계의 곰보방 부스러기 태양계를 일별해보면, 먼저 태양계의 가족은 어머니 태양과 그 중력장 안에 있는 모든 천체, 성간물질 등이 그 구성원들이다. 태양 이외의 천체는 크게 두 가지로 분류되는데, 8개의 행성이 큰 줄거리로 본책이라 한다면, 나머지 곧, 약 160개의 위성, 수천억 개의 소행성, 혜성, 유성과 운석, 그리고 행성간 물질 등은 부록이라 할 수 있다. 이 태양계라는 동네에서 가장 중요한 존재는 지구도 아니고 인간도 아니다. 그것은 오늘도 하늘에서 빛나는 저 태양이다. 그런데 태양은 별나도 보통 별난 게 아니다. 무엇보다 태양계 모든 천체들이 가진 전체 질량 중에서 태양이 차지하는 비율이 무려 99.86%나 된다는 사실이다. 나머지는 빼보면 바로 나온다. 0.14%. 8개 행성과 수많은 위성 및 수천억 개에 이르는 소행성, 성간물질 등, 태양 외 천체의 모든 질량을 합해봤자 0.14%에 지나지 않는다니, 이건 거의 큰 곰보빵에 붙어 있는 부스러기 수준이다. 더욱이 그 부스러기 중에서 목성과 토성이 또 90%를 차지한다는 점을 생각하면, 우리 70억 인류가 아웅다웅 붙어사는 지구는 부스러기 중에서도 상부스러기인 셈이다. 우리 지구는 태양 질량의 33만 3000분의 1밖에 되지 않는다. 지름은 109 대 1로, 무려 139만 km다. 이게 과연 얼마만한 크기인가? 천문학적 숫자는 상상력을 발휘하지 않으면 실감을 못한다. 지구에서 달까지 거리가 38만 km이니, 그것의 4.5배란 말이다. 과연 입이 딱 벌어지는 크기다. 이것이 태양의 실체고, 태양계라는 우리 동네의 대체적인 사정이다. 그런데 태양에는 이보다 더 중요한 점이 있다. 바로 태양계에서 유일하게 스스로 빛을 내는 존재, 즉 항성이라는 특권이다. 빛을 낸다는 것은 유일한 에너지원이란 뜻이다. 말하자면 태양계의 유일한 물주다. 만일 태양이 빛을 내지 않는다면 이 넓은 태양계 안에 인간은커녕 바이러스 한 마리 살 수 없을 것이다. 지구에 존재하는 거의 모든 에너지, 곧 수력, 풍력까지 태양으로부터 나오지 않는 것이 없다. 고로 태양은 모든 살아 있는 것들의 어머니다. 그러나 이런 태양도 우리은하에 있는 3000억 개의 별들 중 지극히 평범한 하나의 별에 지나지 않는다. 그럼 태양은 과연 언제 어떻게 생겨나서 우리은하 중심으로부터 3만 광년 떨어진 변두리에서 뜨거운 햇빛을 태양계 공간에다 흩뿌리고 있는 걸까? 이것은 말하자면 태양과 태양계의 역사가 되겠다. 까마득한 옛날, 한 46억 년 전쯤 어느 시점에, 정체를 알 수 없는 일단의 거대한 원시구름이 우주 공간에서 중력으로 서로 이끌리면서 서서히 뺑뺑이 운동을 시작했다고 한다. 바야흐로 태양이 잉태되는 순간이다. 수소로 이루어진 이 원시구름은 지름이 무려 32조km, 거의 3광년의 크기였다. 이 거대 원시구름은 중력으로 뭉쳐지면서 제자리 맴돌기를 시작했고, 각운동량 보존의 법칙에 따라 뭉쳐질수록 회전속도는 점점 더 빨라지게 되었다. 이 먼지 원반의 중심에 수소 공이 만들어진다. 이른바 원시 별이다. 이 빠르게 회전하는 원시 별이 주변의 가스와 먼지구름의 납작한 원반에서 물질을 흡수하면서 2000만 년쯤 뺑뺑이를 돌다 보니 지금의 태양 크기로 뭉쳐지기에 이르렀다. 원시행성계 원반으로도 불리는 이 원반 고리에는 수많은 물질이 서로 충돌하는 등 중력 작용으로 뭉치면서 자잘한 미행성들을 형성한다. 이들 행성이 원반으로부터 점점 더 많은 물질을 흡수하면서 원반에는 공간이 생성된다. 이 행성들이 더 자라면 우리 지구나 목성, 토성과 같은 행성을 형성하는 것이다. 미처 태양에 합류하지 못한 성긴 부스러기들은 이 같은 경로를 거쳐서 각각 뭉쳐져 행성과 위성 기타가 되었다. 그것이 모두 합해야 0.14%라는 것이다. 먼지에서 태어나 먼지로... 사람의 일생과 같이, 태양계의 구성원들도 결국은 모두 죽는다. 약 64억 년 후 태양의 표면온도는 내려가며 부피는 크게 확장된다. 적색거성으로의 길을 걷게 되는 것이다. 물론 그전에 지구는 바다가 말라붙고 생명들은 멸종을 피할 수가 없다. 78억 년 후 태양은 대폭발과 함께 자신의 외곽층을 행성상 성운의 형태로 날려보낸 후 백색왜성으로 알려진 별의 시체를 남긴다. 그리고 성운의 고리는 저 멀리 해왕성 궤도까지 미치게 된다. 외층이 탈출한 뒤 남은 태양의 뜨거운 중심핵은 수십억 년에 걸쳐 천천히 식는 동시에 어두워지면서 백색왜성이 되어 무려 120억 년에 걸친 장대한 일생을 마감하는 것이다. 행성들 역시 태양과 같은 소멸의 길을 걷게 되는데, 머나먼 미래에 태양 주변을 지나가는 항성의 중력으로 서서히 행성 궤도가 망가지고, 행성 중 일부는 파멸을 맞게 될 것이며, 나머지는 우주공간으로 내팽개쳐질 것이다. 방대한 ‘태양왕조 실록’ 속에 잠시 지구상에 생존했던 인류의 역사는 한 줄 정도로 기록되지 않을까 싶다. ‘인류라는 지성을 가진 생명체가 한 행성에 나타나 잠시 문명을 일구고 우주를 사색하다가, 탐욕으로 자신들의 행성을 망가뜨리고는 멸망에 이르렀다’는 식으로... 이광식 통신원 joand999@naver.com　　

은막이나 브라운관을 누비는 유명 스타라면 두루루 꿰는 사람이라도 정작 밤하늘의 ‘유명 스타’ 이름을 대보라면 답하기가 그리 녹록치 않을 것 같다. 대체로 견우, 직녀성, 북극성 정도가 아닐까 싶다. 금성이나 화성 같은 것은 엄밀히 말하면 별, 곧 항성이 아니라 행성이니까 제쳐둬야 한다. 또 태양의 아예 급이 다르니까 역시 한쪽으로 따로 모시자. 우리은하에 있는 별들의 수만도 3000억 개에 이르지만, 지구 밤하늘에서 맨눈으로 볼 수 있는 별의 개수는 그리 많지 않다. 보통 우리가 맨눈으로 볼 수 있는 별의 밝기는 6.5등성 정도로(물론 빛 공해가 심한 도시 등은 제외하고), 약 6000개 정도 된다. 남-북반구 다 해서 별자리 수는 88개이고, 1등성의 개수는 21개 밖에 안된다. 우리나라에서는 1등성이 15개만 보이는데, 그중 절반이 넘는 8개가 겨울철에 뜬다. 그러니까 우리 머리 위 밤하늘의 ‘유명 스타’는 정말 한 줌밖에 안되는 셈이다. 하지만 그 면면을 살펴보면 우리가 관심 기울일 만한 사연과 내용, 자격을 갖춘, 그야말로 ‘유명 스타’들이다. 모르고 살면 억울할 그 별들의 세계로 들어가 보자. 북극성(Polaris) 태양 다음으로 인류에게 가장 친숙한 별이 바로 북극성(Pole Star)이다. 지구 자전축을 연장했을 때 천구의 북극에서 만나는 별이다. 작은곰자리의 알파별인 북극성은 비록 2등성이지만, 지난 2000년 동안 북극에 가장 가까운 휘성으로, 오랜 옛날부터 항해자와 육로 여행자에게는 방향과 위도를 알려주는 길잡이 별이었다. 폴라리스(Polaris)라는 영어 이름을 가진 북극성은 길잡이 별이 되기에 여러 가지 좋은 조건을 갖추고 있다. 첫째, 천구북극에서 불과 1도 떨어져 작은 반지름을 그리며 일주운동을 하고 있다는 점, 2.5등성으로 비교적 밝은 별이라는 점을 들 수 있고, 또 무엇보다 엄청난 하늘의 화살표, 북두칠성이 북극성을 가리키고 있어 찾기 쉽다는 점이다. 북두칠성에서 북극성을 찾는 방법은, 국자 모양의 끝부분 두 별의 선분을 5배 연장하면 바로 북극성에 닿게 된다. 북극성을 찾을 수만 있다면 지구상 어디에 있든 자신의 위치를 가늠할 수 있다. 북극성을 올려본 각이 바로 그 자리의 위도인 것이다. 예컨대 강화도에서 북쪽 하늘의 북극성을 바라본다면 약 38도쯤 된다. 따라서 강화도의 위도는 북위 38도이고, 동서남북을 알 수 있게 되는 것이다. 인류 역사상 수많은 항해자와 조난자들이 이 북극성을 보고서 자신의 활로를 찾아갔다. 북극성이 인류에게 베푼 은덕은 이 뿐이 아니다. 고대인들은 이 북극성으로 인해 자신들이 살고 있는 지구가 공처럼 둥글다는 것을 알았다. 북쪽으로 올라갈수록 북극성의 올려본각이 커지는 것을 보고는, 이 평평하게 보이는 지구가 기실은 공처럼 둥글다는 사실을 깨쳤던 것이다. 북극성이란 사실 일반명사이고, 영어로는 폴라리스(Polaris), 우리 옛이름은 구진대성(句陳大星)이라 한다. 지금부터 5천 년 전에는 용자리 알파별인 투반이 북극성이었다. 지구의 세차운동 탓에 지구 자전축이 조금씩 이동한 때문이다. 북극성의 진면목을 좀 살펴본다면, 놀라지 마시라, 크기는 태양의 30배, 밝기는 태양의 2000배인 초거성이자 동반별 두 개를 거느리고 있는 세페이드 변광성이다. 그러니 세 별이 하나처럼 보이는 것이다. 북극성까지의 거리는 약 430광년이다. 오늘밤 당신이 보는 북극성의 별빛은 조선의 임진왜란 때쯤 출발한 빛인 셈이다. 시리우스(Sirius) 전천에서 태양 다음으로 가장 밝은 별로 -1.5등성이다. 큰개자리의 알파별인 시리우스는 서양에서는 개별(Dog Star)이라 하고, 동양에서는 늑대별(天狼星)이라 불렀다. 큰개나 늑대나 그게 그거다. 동서양을 막론하고 사람 느낌은 크게 다르지 않은 모양이다. 또, 복더위를 뜻하는 ‘개의 날'(dog days)이라는 표현에 그 이름이 남아 있는 것으로 보아, 고대 로마 인들은 태양과 함께 출몰하는 시리우스 별을 1년 중 가장 더운 시기와 연관시켰던 모양이다. 우리가 복날 개고기를 먹는 것도 혹시 이런 관점에 연유하는 것이 아닐까? 늑대 눈처럼 시퍼렇게 보이는 시리우스는 사실 쌍성으로, 그 중 밝은 별은 태양보다 23배 더 밝다. 별은 생각보다 사교적이다. 하늘에 떠 있는 별의 1/2 가량이 다중성이다. 고대 이집트에서는 이 별이 일출 직전에 동쪽에서 떠오르는 무렵 어머니 나일 강의 범람이 시작되었기 때문에, 이로써 일년의 시작으로 삼았으며, 이시스 신전은 시리우스의 출몰 방향에 맞추어서 지어졌다. 겨울철에 이 별을 찾기는 아주 쉽다. 오리온별자리의 동쪽에 떠오르는 가장 눈부신 별이 바로 시리우스다. 크기는 태양의 약 2배이고, 거리도 가까워 8.6광년밖에 안된다. 태양에서 5번째로 가까운 별이다. 1862년에는 동반성 시리우스 B가 발견되었는데, 처음으로 발견된 백색왜성이다. 백색왜성은 반지름이 작은 고밀도의 별로, 표면중력은 놀랄 만큼 큰데, 그 표면중력은 지구의 5만 배나 된다. 직녀성(Vega) 흔히 베가라고 부르는 직녀성은 거문고자리의 알파별로, 광도는 0.0등, 겉보기 등급 순에서 5번째로 밝은 별이다. 북반구 하늘만을 한정할 경우 큰개자리의 시리우스, 목자자리의 아르크투루스에 이어 세 번째로 밝은 별이다. 지름은 태양의 약 3배, 질량은 태양의 약 2배, 밝기는 태양의 약 37배이다. 청백색으로 매우 밝게 빛나 ‘하늘의 아크등’이라는 별명을 가지고 있다. 독수리자리의 알타이르(견우성), 백조자리의 데네브와 함께 여름의 대삼각형을 이룬다. 지구의 세차운동으로 베가는 기원전 1만 2000년까지 북극성이었으며, 다시 서기 1만 4000년경에 북극성으로 등극한다. 거리도 24.7광년으로 가까워진다. 참고로, 베가라는 이름은 아랍 어로 ‘하강하는 독수리’라는 뜻이다. 좀생이별(Pleiades) 흔히 플레이아데스라고 불리는 좀생이별은 하나의 별이 아니라 성단이다. 비교적 젊은 수백 개의 청백색 별들로 구성된 대표적인 산개성단이다. 황소자리에 있는 플레이아데스는 성단 전체를 둘러싼 엷은 성간 가스가 별빛을 반사해 신비스럽게 보이는 탓으로 천체 사진가들의 인기 '품목'이다. 맨눈으로도 3∼5등의 별을 7개쯤 볼 수 있는데, 이 7개의 별을 7자매별이라고 부르기도 한다. 지구로부터 410광년 떨어져 있다. 한국과 중국에서는 예로부터 이십팔수(二十八宿)의 여덟 번째인 묘성(昴星)으로 알려져 있다. 좀생이별을 찾기는 아주 쉽다. 구글 스카이 앱을 스마트폰에 깔았다면 그걸 밤하늘에 겨눠 황소자리를 찾은 다음, 그 근처를 둘러보면 별들이 오종종 모여 있는 빛뭉치가 금방 눈에 띈다. 그게 바로 좀생이별이다. 쌍안경으로 보면 그 환상적인 아름다움에 빠져들어 결코 잊혀지지 않을 것이다. 베텔게우스(Betelgeuse) 지구촌 밤하늘에서 현재 가장 문제적 별이다. 무슨 사연인고 하면, 이 별이 임종이 가까운데, ‘조만간’ 초신성으로 폭발할 거라는 천문학자들이 예고가 나왔기 때문이다. 물론 조만간이란 오늘 내일일 수도 있지만, 우주 스케일에서는 수천, 수만 년이 될 수도 있다. 베텔게우스는 오리온자리의 알파 별로, 좌상 꼭짓점에 있다. 엄청난 적색 초거성으로 지름이 태양 크기의 900배나 된다. 만약 베텔게우스를 태양 자리에 끌어다놓는다면 목성 궤도까지 잡아먹을 것이다. 밝기는 태양의 50만 배, 거리는 640광년이다. 초거성인 베텔게우스가 수명을 다해 초신성으로 폭발한다면 지구에서 최소한 1~2주간 관측될 가능성이 있는 것으로 예상되고 있다. 정확한 폭발시점은 알 수 없으나, 2016년이 오기 전에 일어날 가능성도 있다고 한다. 물론 그런 일이 실제로 일어난다면 그것은 현장에선 이미 640년 전에 일어났던 일일 것이다. 그러면 여러분은 400년 만에 지구 행성인으로서 초신성 폭발을 보는 행운을 누리게 되는 셈이다. 베텔게우스가 폭발한다면 지구에는 어떤 영향을 미칠까? 나이가 850만 년인 이 늙은 거성은 중심에서 연료가 소진되면 내부로부터 붕괴돼 엄청난 폭발과 함께 마지막 빛을 발하게 된다. 이때 우리는 약 1~2주간 밤하늘에서 믿기 어려울 정도의 밝은 빛을 목격하게 될 것이다. 곧, 초신성 폭발하면서 발하는 빛은 몇 주일에 걸쳐 밤을 낮처럼 만들고 마치 하늘에 2개의 태양이 떠 있는 것과 같은 장면을 연출한다. 이후 몇 달간 서서히 빛이 사그라져 결국에는 성운이 될 것이다. 지구에서 워낙 멀리 떨어져 있어 지구가 직접 그 영향을 받을 가능성은 거의 없다고 한다. 이광식 통신원 joand999@naver.com