여행가이자 그림 그리는 세무사로 잘 알려진 박승규 작가가 2021년 봄의 초입, 의미 있는 전시회를 개최한다. 2월 16일부터 3월 14일까지 강원 춘천시 서면 소재 토이로봇관 갤러리툰에서 펼쳐지는 ‘기어코 봄’전이 바로 그것. 이번 전시회는 지난 1년 동안 우리를 힘들게 했던 ‘코로나19’ 극복에 대한 염원을 듬뿍 담고 있다. 박 작가는 “겨울이 가고 봄이 오는 것처럼, 코로나 위기도 다 지나가고 평안한 날들이 오기를 기원하며 이른 봄 희망을 담은 전시회를 개최하게 되었다”면서 전시전 명칭을 ‘기어코 봄’으로 삼은 이유를 설명했다. 박 작가는 ▲갈라파고스 붉은 게 ▲울룰루와 은하 ▲삼각형자리은하의 성운 ▲블랙홀 등 10여 작품을 선보이며, 동반 작가들의 수작들도 함께 전시된다. 그림의 주제가 되고 있는 일련의 은하 성운과 우주의 별들은 우리 지구로부터 2만 6000 광년 떨어져 있는 은하수의 중심부를 스피처(Spitzer) 우주망원경이 찍은 사진을 그린 것이다. 마치 실제 허블망원경 촬영 사진을 보는 듯 한 착각을 불러일으킬 만큼 정교하게 묘사돼 있다.특히 박 작가가 화폭에 담은 삼각형자리은하(Triangulum Galaxy)는 지구로부터 약 270만 광년 떨어진 외부 은하이다. 지름 5만 광년의 나선은하로서 바람개비 은하(Pinwheel Galaxy)라는 별칭을 지니고 있다. 태양계가 속한 우리은하, 안드로메다은하와 함께 국부은하군에서 세 번째로 큰 은하이다. 박 작가는 “평소 우주만물의 생성과 존재, 소멸에 대해 천착하다보니 그 생각이 화폭에 까지 옮겨지게 되었다”며 “인간과 별들의 생성과 소멸의 이치는 다 똑같다. 그 존재론적 가치를 화두로 삼고 강조하고자 붓을 들었다”고 의미를 설명했다. 이번 전시회 출품작 중 ‘갈라파고스 붉은 게’ ‘갈라파고스 골든 비치’ ‘우유니 소금사막 일몰’ 등도 눈에 띄는 작품이다. 과거 찾았던 곳의 독특한 생태와 생명의 존귀함, 그리고 추억을 캔버스에 담아 낸 것이다.한편 이번 전시회는 각계 전문가 4인의 그룹전으로 치러진다. 소설가로도 활동 중인 장안대 법학과 정승재 교수, 의사 이혜영씨, 미술학도 출신의 디자이너 유영신 씨 등이 함께 작품을 선보인다. 굳이 네 사람이 의기투합 한 것은 코로나 거리두기 실천(5명 이상 집합 금지) 차원이기도 하지만 이들이 작가 이은규 선생에게 동문수학을 한 연유다. 스포츠법학 박사인 정 교수는 동계스포츠종목인 ‘스켈레톤’을 주제로 출품했고, 이혜영-유영신 작가는 꽃, 풍경, 인물 등 다양한 테마를 화폭에 담았다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

우리은하의 가장 오래된 별들이 존재하는 곳에서 슈퍼지구가 발견됐다. 미국 캘리포니아대 리버사이드캠퍼스 연구진은 하와이 켁 망원경을 사용해 은하의 두꺼운 원반(thick disk) 안에 있는 태양형 항성 ‘TOI-561’ 주위에서 슈퍼지구를 발견했다고 저명한 천문학 분야 학술지 ‘천문학 저널’(AJ·The Astronomical Journal) 최신호(11일자)에 발표했다. TOI-561라는 항성 이름은 2018년 4월 발사된 뒤 관측 임무를 수행하고 있는 미 항공우주국(NASA) 우주망원경 ‘테스’(TESS)가 발견한 천체들 가운데 행성을 거느릴 가능성이 높은 관심 천체(OI·Object of Interest) 중 561번째(561)라는 뜻에서 이런 약칭이 붙었다.지구에서 약 280광년 떨어진 이 항성에서는 지금까지 총 5개의 행성이 발견됐으며 이중 항성에서 가장 가까운 약 158만㎞(약 0.01055AU) 떨어진 곳에서 발견된 TOI-561 b가 바로 지구보다 약 1.5배 큰 암석형 행성이어서 슈퍼지구로 분류된 것이다. 슈퍼지구의 기준은 지구보다 크지만 그 지름이 지구의 1.75배 이하이고 질량은 2~10배 정도인 암석형 행성을 말한다. 공전 주기가 반나절(0.4일)도 채 안 되는 이 행성은 항성과의 거리가 가까운 영향 등으로 평균 표면 온도가 약 1700°C에 달해 생명체는 살 수 없으리라 추정된다.하지만 이번 발견은 이와 같은 지구형 행성들이 약 100억 년 전 두꺼운 원반 안에서 형성된 항성들 중에서 나타났다는 것을 시사한다. 이는 약 50억 년 전 지구가 생겨나고 약 20억 년이 지나 최초의 생명체가 태어났다는 점을 고려하면 이보다 훨씬 오래전 이런 고대 행성에서 생명체가 출현했을 가능성도 충분하다는 점을 보여주는 것이다. 이에 대해 연구에 참여한 스티븐 케인 지구·행성과학과 교수는 “행성 내부에 관한 정보는 우리가 아는 것처럼 이런 행성의 표면에 생명체가 살 수 있는지를 우리에게 알려준다”고 말했다. 케인 교수는 또 “이 특별한 행성에는 현재 생명체가 살 것 같지 않지만 이번 발견은 우리은하의 가장 오래된 별들 주변에 아직 발견되지 않은 많은 암석형 행성이 있다는 점을 시사한다”고 설명했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

-우리은하에만도 슈퍼 지구가 3억 개 아리조나 대학의 유명한 천문학자 크리스 임페이 교수가 29일자 스페이스닷컴(Space.com)에 외계인 관련 칼럼을 발표했다. 약간의 가공을 거쳐 여기 소개한다. 만약 지적 외계인이 지구를 방문한다면 인류 역사상 가장 심대한 사건의 하나로 기록될 것이다. 여론조사에 의하면, 미국인의 거의 절반이 외계인이 과거나 근래에 지구를 방문한 것으로 믿고 있다고 한다. 그리고 그 비율은 갈수록 높아지고 있는 추세다. 외계인의 지구 방문을 믿는 쪽이 빅 푸트가 있다고 믿는 것보다 더 강한 것으로 나타낫다. 빅 푸트는 북미 로키 산맥에 산다고 전해지는 키가 2.5m나 설남(雪男)으로 원숭이처럼 온몸에 털이 있고 인간처럼 직립보행한다고 하지만 확인된 바는 없다. 일반적으로 과학자들은 이러한 믿음이 실제 과학적인 근거를 갖지 못한 것으로 보고 일축한다. 하지만 그들은 지적 외계인의 존재를 부정하지 않는다. 그러나 그들은 다른 항성계의 지성체들이 우리를 방문했다는 증거에 높은 기준을 설정했다. 칼 세이건이 일찌기 언명했듯이 "특별한 주장에는 특별한 증거가 필요"하기 때문이다. 필자는 우주의 외계 생명체 탐색에 관해 많은 책을 썼을 뿐만 아니라, 온라인으로 우주 생물학을 강의하는 천문학자이지만, 내가 직접 UFO(unidentified flying object)를 본 적은 없다. UFO, 과연 그 정체는 무엇인가? UFO는 글자 그대로 '미확인 비행체'라는 뜻으로, 그 이상도 이하도 아니다. UFO 목격은 오랜 역사를 가지고 있다. UFO에 대한 미 공군의 연구는 1940년대부터 계속되고 있다. 1947년 미국 뉴멕시코 주 로스웰에서 UFO에 관련된 '그라운드 제로'가 발생했다. 로스웰 사건은 군용 고고도 감시용 풍선의 추락을 많은 사람들이 목격함으로써 빚어진 것인데, 미군은 지금까지 일관되게 로스웰 사건이 외계인 관련 사건이 아니며, 군에서 운용하던 감시용 기구가 추락한 사건이라고 확인해주고 있다. 그러나 로스웰 사건은 아직도 현재 진행형이다. 모든 정황으로 미루어볼 때 로스웰 사건 역시 흔한 음모론 중 하나일 뿐이며, 이 가짜 뉴스가 끈질기게 확대재생산되는 이면에는 책 판매와 관광수입을 노리는 일부의 비즈니스가 작동하고 있다는 게 전문가들이 대체적인 시각이다. 대부분의 UFO는 미국 사람들 앞에 나타나는 현상이다. 아시아와 아프리카는 인구가 많음에도 불구하고 UFO 목격자가 거의 없다는 것이 흥미로운 점이며, 또 희한하게도 캐나다와 멕시코 국경에서 딱 멈춘다는 게 놀라운 일이다. 대부분의 UFO 목격은 대체로 평범한 천문적인 현상으로 설명된다. 절반 이상이 유성이나 화구(火球:큰 불덩어리 운석)이거나, 워낙 밝은 금성 때문에 일어나는 소동이다. 이러한 밝은 ''천체'는 천문학자에게 친숙하지만 일반인의 의식에는 익숙하지 않기 때문이다. UFO의 목격 보고는 약 6 년 전에 정점에 도달했다. UFO를 본 적이 있다고 말하는 많은 사람들은 개를 데리고 산책하거나 담배 피우는 사람들이다. 왜 그럴까? 그들이 가장 많이 바깥에 있기 때문이다. 술에 거나해서 휴식을 취하는 저녁 시간, 특히 금요일에 UFO 목격이 급증한다. 전 NASA 직원 제임스 오버그 같은 사람들은 수십 년에 걸친 UFO 목격담을 끈질기게 추적해 진상을 파헤쳤다. 그러나 어떤 과학적 증거도 발견할 수 없었다. 그래서 대부분의 천문학자들은 외계인 방문에 대한 가설을 믿을 수 없는 것으로 치부하고 지구 너머 외계 생명체에 대한 과학적 탐구에 에너지를 집중하고 있다. '우리는 혼자인가?' UFO가 인기있는 대중문화로 자리잡는 동안 과학자들은 UFO가 제기한 큰 질문, 곧 우주에서 '우리는 혼자인가?'에 답하려 노력하고 있다. 지금까지 천문학자들은 다른 별을 공전하는 4000개 이상의 외계행성을 찾아냈다. 이 수는 2년마다 두 배씩 증가하고 있다. 이들 외계행성 중 일부는 지구와 질량이 비슷하고 모성에서 적당한 거리에 있어 표면에 물이 있기 때문에 거주 가능한 것으로 간주된다. 이 거주 가능한 행성들 중 가장 가까운 행성은 우리 우주의 '뒤뜰'에서 20 광년도 안되는 거리에 있다. 이 같은 결과를 확대하면 우리은하에 거주 가능한 세계가 약 3억 개나 된다는 계산서가 나온다. 이 슈퍼 지구들은 생명체가 발현하고 지성체와 문명이 출현하는 데 충분한 시간인 수십억 년 전에 형성된 것들이다. 천문학자들은 지구 너머의 생명체가 있다고 확신한다. “우주는 분명 생물학적 성분이 넘치고 있다”고 천문학자이자 외계행성 일급 사냥꾼인 제프 마시는 단언한다. 생명체에 적합한 조건을 가진 지구에서 별에서 별로 호핑하는 지적 외계인에 이르기까지 많은 단계가 있지만, 천문학자들은 드레이크 방정식을 사용하여 우리은하의 외계 문명 수를 추정한다. 비록 드레이크 방정식에는 많은 불확실성이 있지만 최근 외계행성 발견에 비추어 해석하면 우리가 유일한 또는 최초의 진보된 문명 일 가능성이 거의 없는 것으로 과학자들은 보고 있다. 이 같은 자신감은 지금까지 성공하지 못한 지적 생명체에 대한 탐색을 더욱 촉진했으며, 연구자들은 다시 질문을 던졌다. “우리는 혼자인가?” "그들은 어디에 있는가?" 지적 외계인에 대한 증거의 부재를 페르미 패러독스라고 한다. 지적인 외계인이 존재하더라도 우리가 그들을 찾지 못하거나 그들이 우리를 찾지 못할 여러 가지 이유가 있다. 우주의 시간이 너무나 장구하며 그 공간이 너무나 광대하기 때문이다. 그러나 과학자들은 외계인의 존재를 부정하지는 않는다. 다만 그들은 보다 확실한 과학적인 증거를 요구하고 있는 것이다. UFO는 현대인의 신화이자 종교 외계인에 의한 납치와 외계인이 만든 미스터리 서클에 대한 설명을 포함하여 지금까지의 UFO는 음모론의 일종에 지나지 않는다. 우수한 기술을 가진 지적인 존재가 지구 밭의 밀을 누르기 위해 수조 마일을 여행할 것이라고 당신은 믿을 수 있는가? UFO는 하나의 문화적 현상으로 간주하는 것이 적절하리라 본다. 노스캐롤라이나 대학의 다이아나 파술카 교수는 신화와 종교는 인간이 상상할 수 없는 경험을 다루는 수단이라고 지적한다. 이런 시각에서 볼 때 UFO는 일종의 새로운 미국 종교라고 본다. 젊은 성인을 대상으로 한 연구에 따르면, UFO의 신념은 조현형 성격, 사회적 불안, 편집증적인 생각 및 일시적인 정신병에 대한 경향과 관련이 있음이 밝혀졌다. 만약 당신이 UFO를 믿는다면, 자신이 어떤 편집적 신념을 갖고 있지 않는지 살펴볼 필요가 있다. 마지막으로 칼 세이건의 유명한 격언을 내려놓는다. “열린 마음을 유지하는 것은 가치 있는 일이지만 너무 많이 마음을 열면 머리가 빠진다." 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

태양은 지구와 비교할 수 없을 만큼 큰 존재지만, 그래도 우리은하에 있는 수천억 개의 별 가운데 하나일 뿐이다. 하지만 우리은하도 수천 개의 은하가 모여 형성한 은하단에서는 평범한 대형 나선 은하 중 하나일 뿐이다. 과학자들은 은하단이 우주에 골고루 분포하는 것이 아니라 특정 지역에 몰려 있다는 사실을 발견했다. 우주는 크게 보면 내부에 구멍이 뚫린 스펀지처럼 은하단과 가스가 모여 있는 지역과 그 사이 거의 아무것도 없는 공간으로 이뤄져 있다. 최신 우주론에 따르면 빅뱅 직후 물질의 분포가 미세하게 균일하지 않고 일부 밀도가 높은 지역이 있었다. 밀도가 높은 부분은 중력이 더 강하기 때문에 주변에서 계속 물질을 끌어들여 결국 별, 은하, 은하단을 만들 만큼 많은 질량을 얻었다. 반면 밀도가 낮은 지역은 중력도 약해 계속해서 물질을 빼앗기면서 거의 아무것도 없는 공간이 됐다. 과학자들은 은하단이 무질서하게 분포하는 것이 아니라 은하단과 은하 사이 희박한 가스의 모임인 가스 필라멘트(gas filament)로 연결되어 있다는 사실을 발견했다. 이 가스의 밀도는 매우 낮지만, 온도는 상당히 높아서 X선 영역에서 밝게 빛난다. 독일 본 대학 토마스 레이프리치 교수가 이끄는 연구팀은 막스 플랑크 연구소의 X선 관측 위성인 eROSITA를 통해 역대 가장 큰 크기의 은하 사이 가스 필라멘트를 관측했다. 지구에서 7억 광년 떨어진 아벨(Abell) 3391/95는 몇 개의 은하단이 가스 필라멘트로 연결된 거대 은하단 집단으로 작년에 발사한 eROSITA 위성 관측을 통해 가스 필라멘트와 은하단 집단의 전체 규모가 좀 더 확실하게 밝혀졌다. 연구팀에 의하면 가스 필라멘트의 길이는 5000만 광년으로 가스 필라멘트 가운데 역대 최대 크기다. 참고로 우리은하의 지름이 10만 광년인 점을 생각하면 얼마나 거대한 크기인지 짐작할 수 있다. 연구팀에 따르면 이번 관측의 가장 큰 의의는 가스 필라멘트 구조가 현재 표준 우주 이론에서 예측한 것과 별로 차이가 없다는 사실을 확인한 데 있다.(사진) 인간 자체는 우주에서 아주 작은 티끌 같은 존재지만, 그 지성은 우주의 거대 구조를 이해하고 예측할 수 있는 수준까지 발전했다. 물론 아직도 모르는 것이 더 많지만, 앞으로 과학자들은 점점 더 많은 비밀을 풀어낼 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

우리은하는 수많은 외계 문명의 발상지일 수 있지만, 그중 대다수는 과학과 기술의 지나친 발전 탓에 이미 오래 전 멸망했을 가능성이 매우 크다는 이론이 나왔다. 미국항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)와 캘리포니아공과대 등 연구진은 우리은하에서 외계 문명의 출현과 멸망을 지도화하기 위해 현대 천문학 이론과 통계적 모형을 사용했다. 연구진은 1961년 미국의 천체물리학자 프랭크 드레이크 박사가 인간과 교신할 수 있는 외계 지적생명체의 수를 계산하기 위해 만든 유명 방정식인 ‘드레이크 방정식’을 개선해 위와 같은 결론에 이르렀다. 연구진이 논문을 통해 밝힌 방정식은 기존 것보다 훨씬 더 실용적이다. 이는 우리은하에서 생명체가 언제 어디서 출현할 가능성이 가장 높은지를 말해주고 문명 발전에 영향을 미치는 가장 중요한 요소인 지적생명체의 ‘자기 멸각’(self-annihilation·스스로를 멸망에 이르게 하는 것) 경향을 알아낼 수 있기 때문이다. 연구진은 지구와 같은 행성을 지닌 태양과 같은 별의 확산과 치명적인 방사선을 내뿜는 초신성의 빈도, 조건이 맞으면 지적생명체가 진화하는 데 필요한 확률과 시간 그리고 자기 멸각과 같이 지적생명체의 발전에 영향을 미치는 다양한 요소를 살폈다.이런 요소를 고려해 시간이 지남에 따라 우리은하의 진화를 모형화한 결과, 은하 중심에서 약 1만3000광년, 은하가 형성한지 약 80억 년 뒤 생명체가 출현할 확률이 정점에 달한 것으로 나타났다. 반면 지구는 은하 중심에서 약 2만5000광년 떨어져 있고 인류 문명은 우리은하가 형성한지 약 135억 년 뒤에 출현했다. 이는 인류가 우리은하의 지리학적인 면에서 개척 문명이며, 상대적으로 후발주자일 가능성이 높다는 것이다.하지만 생명체가 합리적으로 자주 발생한다고 가정하면 다른 문명들도 있을 것이다. 대부분 은하 중심에서 1만3000광년 거리의 띠 주위에 모여 있을 가능성이 있는 데 그 영역에는 태양과 같은 별이 널리 퍼져 있기 때문이다. 오늘날에도 우리은하에 여전히 존재하는 다른 문명들은 대부분 젊을 가능성이 높다. 지적생명체는 오랜 시간이 지나면 스스로를 멸망에 이르게 할 가능성이 상당히 높기 때문이다. 비록 우리은하가 50억여 년 전에 문명의 정점에 도달했더라도 그 무렵에 있던 대부분의 문명은 자멸했을 가능성이 있다는 것을 발견했다고 연구진은 밝혔다. 자세한 연구 논문은 미국 코넬대에서 운영하는 출판 전 논문공개 사이트인 아카이브(arXiv.org) 제출돼 14일자로 공개됐으며 동료 검토 저널에도 실릴 예정이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

포유류와 조류, 파충류 그리고 양서류를 포함한 육지 동물의 대량 멸종이 약 2700만 년을 주기로 발생한다는 연구 결과나 나왔다. 이는 이전에 보고된 해양 생물의 대량 멸종과 일치하는 것이다. 미국 뉴욕주립대 등 연구진은 또한 이번 연구에서 대량 멸종이 주로 소행성 충돌과 파괴적인 화산 폭발인 대규모 범람현무암의 분출과 일치한다는 점을 발견했다. 이런 요인은 왜 대량 멸종이 일어났는지에 관한 잠재적인 원인을 제시해준다. 이에 대해 연구 주저자 마이클 램피노 뉴욕대 생물학부 교수는 “소행성 충돌과 범람현무암의 화산작용을 만들어내는 지구 내부 활동의 주기는 지구가 2700만 년마다 우리은하의 혼잡한 영역을 지나는 궤도에 따라 정해질 수 있다”고 지적했다. 가장 잘 알려진 대량 멸종은 약 6600만 년 전으로, 공룡을 포함한 땅과 바다에 사는 모든 종의 70%는 지구에 거대한 소행성이나 혜성의 충돌로 갑자기 사라졌다. 그 뒤 고생물학자들은 생물 종의 90%가 사라진 해양 대량 멸종이 무작위적인 사건이 아니라 약 2600만 년의 주기로 발생하는 것으로 보인다는 점을 발견했다. 램피노 교수와 공동저자인 카네기과학연구소의 켄 칼데이라 박사 그리고 뉴욕대 데이터과학센터의 주유홍 박사과정 연구원은 이번 연구에서 육지 동물의 대량 멸종 기록을 조사했다. 그러고나서 육지 동물의 대량 멸종이 해양 생물의 대량 멸종과 일치한다고 결론을 내렸다. 연구진은 또 육지 동물 종의 멸종에 관한 새로운 통계 분석을 진행했고, 이런 멸종 사건이 약 2750만 년이라는 유사 주기를 따른다는 점을 입증했다. 그렇다면 무엇이 땅과 바에서 주기적인 대량 멸종을 일으키는 것일까. 연구진은 지구 표면에 충돌하는 소행성이나 혜성에 의해 생성되는 크레이터의 연대 역시 멸종 주기에 일치한다는 점을 발견했다. 이에 따라 연구진은 주기적인 소행성 또는 혜성 소나기가 2600만 년에서 3000만 년마다 태양계에서 일어나 주기적인 충돌을 낳아 주기적으로 대량 멸종을 초래한다는 가설을 세웠다. 태양과 행성들은 약 3000만 년마다 은하수로 불리는 우리은하의 붐비는 중간 평면 영역을 지난다. 그 기간 소행성 또는 혜성 소나기가 지구에 큰 영향을 미치기에 가능하다는 것이다. 그 영향은 광범위한 암흑과 추위, 산불, 산성비 그리고 오존 파괴 등으로 나타나 육지와 해양 동물들에게 스트레스를 주고 잠재적인 멸종 환경을 조성할 수 있다. 이에 대해 램피노 교수는 “땅과 바다에서, 그리고 2600만 년에서 2700만 년의 주기 동안 지구의 대재앙 같은 이런 영향은 대량 멸종을 일으키는 요인으로 간주한다는 생각에 신빙성을 더한다”면서 “실제로 땅과 바다에서 일어난 대량 멸종 중 3건은 이미 지난 2억5000만 년 동안의 가장 크게 영향을 준 사건 3가지와 동시에 일어났다고 알려졌으며 각각은 세계적인 재앙을 일으켜 대량 멸종을 일으켰을 가능성이 있다”고 설명했다.연구진은 대량 멸종에 관한 또 다른 가능성 있는 설명을 발견하고 놀랐다. 이는 범람현무암 분출로 불리는 것으로, 용암이 광대한 지역을 뒤덮는 거대한 화산 폭발을 말한다. 땅과 바다에서 일어난 8건의 우연적인 대량 멸종은 모두 범람현무암 분출 시기와 일치했다. 이런 분출은 짧은 기간에 혹한과 산성비, 오존 파괴 그리고 증가한 방사선 등으로 이어질 수 있고 장기적으로는 치명적인 온실 효과를 초래해 해양의 산성화로 산소 부족을 일으킬 수 있다. 끝으로 램피노 교수는 “세계적인 대량 멸종은 아마 때때로 상호적으로 작용하는 가장 큰 소행성 충돌과 거대한 화산 폭발에 의한 것으로 보인다”고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘역사 생물학’(Historical Biology) 최신호(12월 10일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

과학기술정보통신부(장관 최기영)는 9일 대전 국립중앙과학관 사이언스홀에서 ‘전국과학전람회’ 시상식을 열었다. 전국과학전람회는 과학인구 저변 확대와 전 국민 과학화를 위해 1949년 제1회 대회를 개최한 뒤 올해로 66회를 맞았다. 올해 학생부 대통령상은 ‘위도에 따른 달 모양 변화-관찰자의 시선을 적용한 원리 이해 프로그램 개발’을 출품한 대전 갑천중학교 ‘우리은하대표’팀, 교원·일반부 대통령상은 ‘소프트웨어 융합 산소 및 이산화탄소 기체 생성 및 반응 실험장치 개발’을 출품한 복내초 박은영 교사, 나주중앙초 양우철 교사에게 돌아갔다. 학생부 국무총리상은 ‘물땡땡이의 맞춤형 생존전략과 로봇 적용에 대한 탐구’를 출품한 여수종고중학교 강우근 학생에게 돌아갔다. 교원·일반부 국무총리상은 대전동신과학고 윤석민 교사, 대전과학고 곽혜정 교사가 수상했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

​무거운 별일수록 수명은 짧아진다 별이 영원의 상징처럼 보이는 것은 그 장대한 수명 때문이다. 인간은 기껏 살아야 100년을 못 넘지만, 태양 같은 별은 100억 년을 거뜬히 산다. 별은 질량이 작을수록 오래 살 수 있다. 무거운 별은 중심핵의 압력이 매우 커서 수소를 작은 별보다 훨씬 빨리 태우기 때문에 질량이 큰 별일수록 수명은 기하급수적으로 짧다. 대략 질량이 태양의 5배, 10배 정도인 별은 수명이 길어야 1억 년, 짧으면 3000만 년이다. 하지만 질량이 태양의 반이면 500억 년 이상, 10분의 1 정도이면 5000억 년이나 빛날 수 있다. 적색왜성처럼 질량이 작은 별은 연료를 매우 느리게 태우므로 수백억 년에서 수천억 년까지 산다. 인간의 척도로 보면 거의 영원이라 할 만하다. 우리은하 내 별들의 나이는 대부분 1억 살에서 100억 살 사이이다. 일부 별은 우주의 나이와 비슷한 137억 살에 근접하기도 한다. 현재까지 우주에서 가장 나이 많은 별로 밝혀진 것은 136억 살이 넘는 7.2등급 므두셀라(Methuselah)라는 별이다. 공식 명칭이 HD 140283으로 불리는 이 별은 처녀자리와 전갈자리 사이에 자리잡은 황도 제7자리인 천칭자리 방향으로 약 190광년 거리에 있다. 표면온도가 약 5500℃로 태양과 거의 비슷한 이 별은 현재 초속 169㎞의 속도로 지구 쪽으로 가까워지고 있으며, 동시에 우리은하 속을 초속 361㎞의 속도로 이동하고 있다. 이 별을 항성에 포함된 금속의 양과 표면온도 수치로 계산한 결과, 미국항공우주국(NASA)은 우주 초창기에 형성된 최고령의 이 별에 성경에서 가장 장수한 인물로 나오는 므두셀라를 가져와 ‘므두셀라 별'(Methuselah star)이라는 별명을 붙였다. 별의 색깔과 구성 원소비 분석으로 나이 측정그렇다면 천문학자들은 이 같은 별의 나이를 대체 어떻게 알아내는 걸까? 과학적으로 별의 나이를 측정하는 방법은 크게 두 가지가 있다. 별의 색을 분석하는 방법과 별빛의 스펙트럼을 분석하는 방법이 그것이다. 별의 색은 붉은색을 띠는 것일수록 온도가 낮으며, 무거운 원소를 많이 포함하고, 나이가 많은 것으로 해석된다. 푸른색은 그 반대다. 별은 태어난 처음에는 청색 계열의 색상을 지니고 있지만, 늙어감에 따라 점차 흰색, 황색, 주황색, 붉은색 순으로 바뀐다. 항성이 태어날 때의 구성비는 대체로 70%의 수소, 28%의 헬륨, 그리고 나머지 2%는 헬륨 이후의 중원소로 되어 있다. 무거운 원소의 비율은 통상적으로 항성 상층부 대기 내에 포함된 철의 함유율로 표시하는데, 이는 철이 상대적으로 흔한 원소이자 스펙트럼상의 흡수선이 강하게 나타나서 측정하기 쉽기 때문이다. ​별의 분류에는 매우 뜨거운 O형부터 상층 대기에 분자가 생성될 수 있을 정도로 차가운 M형까지 스펙트럼에 따라 항성을 나누는 여러 기준이 있다. 가장 많이 쓰이는 분류 기호는 O, B, A, F, G, K, M으로, 표면 온도가 뜨거운 것에서 차가운 순서에 따라 7개로 구별한 것이다. 우리 태양은 G2형의 노란색 별이다. 스펙트럼 분석법은 별의 구성성분을 통해 나이를 분별하는 방법이다. 생성된 후 얼마 지나지 않은 별에는 수소(H) 성분이 많고, 시간이 흐르면 헬륨 성분이 많아진다는 점을 고려한 것이다. 특히 산소나 철, 칼슘, 규소 등 산소보다 무거운 원소들의 존재가 다량 확인된다면 이는 사실상 생명이 거의 다해가는 별이라고 할 수 있다. 별의 최후는 그 질량에 따라 나누어지는데, 태양처럼 작은 별은 백색왜성으로 짜부라드는 반면, 태양보다 10배 이상 무거운 별은 장대한 초신성 폭발로 생을 마감한다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

우리은하의 깊숙한 곳에서 숨겨져 있던 ‘화석 은하’가 발견됐다. 20일(현지시간) 영국 왕립천문학회월간보고(MNRAS)에 게재된 새로운 연구 결과는 우리은하가 오늘날 우리가 보는 모습으로 어떻게 성장했는지에 관한 기존 이론을 뒤흔들 수 있다. 미국 아파치포인트천문대의 은하진화실험(APOGEE) 관측자료를 사용한 국제연구진이 발견한 이 화석 은하는 우리은하가 아직 걸음마 단계였던 약 100억 년 전 우리은하와 충돌했을 가능성이 있다. 이들 연구자는 이 은하에 은하계가 탄생했을 때 불멸을 선물 받았다고 알려진 고대 그리스 신화 영웅의 이름을 따서 헤라클레스로 명명했다.헤라클레스 은하의 잔해는 우리 은하 주위를 둘러싸는 후광(헤일로)의 많은 부분을 차지하지만 우리은하의 안쪽 깊숙한 곳에 있어 지금까지 발견되지 못했다. 이에 대해 연구 공동저자인 영국 리버풀존무어스대(LJMU)의 리카도 시어본 박사는 “이와 같은 화석 은하를 찾으려면 별 몇만 개의 자세한 화학적 구성과 움직임을 살펴봐야 한다. 하지만 우리은하 중심부에 있는 별들은 성간 먼지라는 구름에 가려 보이지 않아 관측하기가 어렵다”면서 “APOGEE는 그런 먼지를 뚫고 우리은하의 중심부를 그 어느 때보다 깊이 들여다볼 수 있게 해준다”고 설명했다. APOGEE는 성간 먼지에 가려지는 가시광선 대신 근적외선에 있는 별의 스펙트럼을 측정한다. 이런 방법으로 지난 10년 동안에 걸쳐 우리은하 전체에서 50만 개가 넘는 별을 관측해온 것이다. 연구 주저자인 LJMU의 대학원생인 대니 호르타 연구원은 “건초더미에서 바늘을 찾는 것과 같은 우리은하의 밀집된 심장부에서 특이한 별을 찾기 위해서는 이렇게 많은 별을 조사할 필요가 있다”고 설명했다. 헤라클레스에 속한 별과 원래 우리은하를 분리하기 위해 연구진은 APOGEE로 측정한 별들의 화학적 구성과 속도를 모두 이용했다. 호르타 연구원은 “우리가 관찰한 몇만 개 별 중에서 몇백 개의 별은 놀랄 만큼 다른 화학적 구성과 속도를 지니고 있다. 이 별들은 너무 달라서 다른 은하에서 왔을 수밖에 없다”면서 “이 별들을 자세히 연구함으로써 우리는 이 화석 은하의 정확한 위치와 역사를 추적할 수 있었다”고 말했다. 은하는 시간이 지남에 따라 작은 은하들의 합병을 통해 만들어지므로, 우리은하를 감싸고 있는 거대하면서도 희미한 성운인 후광(헤일로)에서 오래된 은하의 잔해가 종종 발견됐다. 하지만 우리은하는 내부에서 서서히 쌓여 형성됐기에 가장 오래전에 합쳐진 은하를 알아내려면 중심 부분을 봐야 한다. 원래 헤라클레스 은하에 속했던 별들은 오늘날 우리은하 후광 전체 질량의 약 3분의 1을 차지한다. 이는 새롭게 발견된 고대 충돌이 우리 은하 역사상 중대한 사건임에 틀림없다는 것을 의미한다. 이는 대부분의 비슷한 거대 나선은하가 초기에 훨씬 더 안정됐었기에 우리은하가 특이할 수 있다는 점을 시사한다. 이에 대해 시어본 박사는 “우리의 우주적 본거지로써 우리은하는 이미 우리에게 특별하지만 그 안에 뭍여 있는 이 고대 은하는 우리은하를 더욱더 특별하게 만든다”고 말했다. 사진=대니 호르타(LJMU), NASA/JPL-캘텍, SDSS 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

할로윈데이를 맞아 미 항공우주국(NASA)의 허블 망원경이 우주에서 '할로윈 호박'을 빼닮은 '거대 호박'을 발견해 화제가 되고 있다. 할로윈의 유령 호박등(jack-o'-lantern)을 방불한 이 거대한 '우주 호박'은 사실 두 은하의 충돌 초기 모습이다. 이 '우주 호박' 가면은 눈처럼 보이는 두 개의 붉은 별이 얼굴을 오렌지색으로 물들이고 있으며, 푸른색을 띤 갓 태어난 성단은 희미한 미소를 짓는 것처럼 보이고, 전면에는 푸른 별들이 흩어져 마치 할로윈 호박이 반짝이는 것처럼 보인다. 이 거대한 '우주 호박'은 무려 지름이 10만 9천 광년으로 우리은하보다도 더 크다. 우리 눈에는 지금 할로윈 호박등처럼 보이는 이 충돌 은하는 머지않아 상호 중력 작용으로 모양이 바뀔 것이다. NASA의 설명에 따르면, 충돌하는 두 은하는 큰개자리에 있으며, 거리는 1억 2천만 광년이라고 한다. 또한 미소처럼 보이는 부분은 은하의 나선팔이 충돌로 인해 형태가 바뀌기 시작하는 초기 모습이다. 은하들이 충돌할 때 성간 가스가 압축되면서 만든 이 미소 모양의 팔이 두 은하를 같이 감싸고 있다. 나선은하들이 충돌하면 대개 원래의 원반 형태를 흩뜨리게 되는데, 두 은하는 서로 합쳐지면서 축구공 같은 형태로 바뀌어지며, 이윽고 타원은하로 정착된다. 그러나 은하 충돌에서 별들이 충돌하는 일은 거의 벌어지지 않는다. 별들 사이의 거리가 워낙 멀어 서로 비켜가기 때문이다. 별이 충돌할 확률은 동해 바다에서 두 개의 미더덕이 우연히 박치기하는 확률과 비슷하다. 만약 이 '우주 호박'이 거대한 나선은하로 변형된다면 대단히 희귀한 우주적 사례에 속할 것이다. 그러한 예는 지금까지 루빈 은하를 포함해 극소수에 지나지 않는다고 NASA 천문학자는 기자회견에서 밝혔다. 이번 할로윈 데이에는 '우주 호박'을 본딴 호박등이 등장해 사람들의 눈을 즐겁게 해줄지도 모른다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

심연의 우주 속에서 마치 흐뭇하게 미소짓는 듯한 모습을 연상시키는 신기한 은하의 모습이 공개됐다.　 지난 29일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경으로 촬영한 은하의 모습을 핼러윈데이를 기념해 공개했다. NASA가 '그레이트 펌프킨'(Greater Pumpkin)이라고 별칭을 붙인 이 은하는 실제로도 핼러윈데이의 상징인 호박등을 떠올리게 한다. 전체적으로 동그란 외형에 두 눈, 살짝 미소를 짓는듯한 모습이 연상되기 때문. 물론 여기까지는 인간의 상상이다. 과학적으로 풀어보면 이 은하는 사실 두 개로 이루어져있으며 각각의 이름은 NGC 2292와 NCG 2293이다. 지구에서 약 1억2000만 광년 떨어진 곳에 위치한 두 은하는 현재 서서히 충돌하고 있는 중으로 영겁의 시간이 지나면 거대한 나선은하가 될 수 있다. 사진 속에서 눈처럼 보이는 곳의 중심에는 초질량블랙홀이 자리잡고 있으며 주변에는 수많은 별들이 모여있어 반짝거리며 빛난다. 또한 두 은하는 무려 10만9000년 광년에 걸쳐 퍼져있어 대략 우리은하의 지름과 비슷하다. NASA 측은 "우주 전역에서 벌어지는 은하충돌은 마치 달걀프라이 두 개를 섞어놓은 스크램블드에그와 비슷하다"면서 "우리은하도 60억 년 후에는 안드로메다와 충돌할 것인데 아마 이처럼 으스스한 모습을 보일 것"이라고 전망했다. 천문학자들은 태어나지도 않은 이 은하에 이미 ‘밀코메다‘(Milkomeda)라는 이름을 만들어 놓았다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

올해의 노벨 물리학상은 블랙홀을 수학적으로 증명하고 관측으로 발견한 두 팀, 영국과 독일, 미국 과학자 3명에게 돌아갔다. 스웨덴 왕립과학아카데미 노벨위원회는 6일(현지시간) 올해 노벨 물리학상 수상자로 로저 펜로즈(84) 영국 옥스퍼드대 교수와 라인하르트 겐젤(68) 독일 막스플랑크 외계물리학연구소 소장이자 미국 캘리포니아 버클리대 교수, 안드레아 게츠(55) 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 교수가 선정됐다고 밝혔다. 이들의 블랙홀 연구 성과에 대해 데이비드 하빌랜드 노벨물리위원회 위원장은 “올해 수상자들의 발견은 초거대 압축 물체(블랙홀) 연구에 새로운 지평을 열었다”고 평가했다. 노벨위원회는 또한 “펜로즈 교수는 일반상대성이론을 바탕으로 명확히 블랙홀의 존재를 예측했으며 겐젤 교수와 게츠 교수는 우리은하 중심에 초거대 고밀도 천체가 있음을 입증함으로써 우주의 가장 독특한 현상인 블랙홀에 대한 이해를 높이고 우주에 대한 시각을 확장시켰다”고 평가했다. 펜로즈 교수는 2018년 타계한 스티븐 호킹 박사와 함께 1965년에 ‘펜로즈-호킹 블랙홀 특이점 정리’를 발표해 우주 곳곳에 블랙홀이 존재한다는 것을 보여주었다. 아인슈타인의 일반상대성이론이 맞는다면 우주에는 반드시 ‘특이점’이 존재한다는 것을 수학적으로 증명했한 것이다. 이들이 증명해 낸 특이점이 바로 빅뱅과 블랙홀이다. 노벨위원회는 펜로즈 교수의 수상을 발표하며 “펜로즈 교수가 상대성 이론을 바탕으로 실제 블랙홀이 어떤 모습을 가져야 하는가, 우주에서 어떤 모습으로 존재하는가를 상세히 기술한 업적을 세웠다”고 소개했다. 이 ‘특이점’ 연구는 호킹 박사와 함께 연구한 것으로, 만약 호킹이 살아 있었다면 공동수상했을 거라는 관측이 유력하다.이런 점에 비추어 볼 때 노벨상 수상은 장수가 필수조건임을 다시한번 증명한 셈이라 하겠다. 겐젤 교수와 게츠 교수는 펜로즈 교수의 수학적 증명에 따르면 우주 곳곳에는 태양 질량의 수 백만 배에 해당하는 ‘초거대 고밀도 천체(블랙홀)’가 있을 것이라 보고 은하계 중심에 위치한 별들의 운동을 오랜 시간 관측함으로써 블랙홀 존재를 실질적으로 입증해냈다. 이들은 1990년대부터 세계 최대 망원경 사용하여 우리은하의 중심부를 관측한 결과, 궁수자리 A*(A별)에 보이지 않는 거대한 블랙홀이 있으며 이것이 별들의 궤도를 통제한다는 것을 발견했다. 이 블랙홀의 질량은 태양의 400만 배이지만, 태양계보다 크지 않은 공간에 압축돼 있다.블랙홀의 존재를 이론적으로 증명하고 가장 확실한 관측 조건을 밝혀낸 이들 3명의 과학자 덕분에 덕분에 오늘날 수천억 개로 추정되는 거대은하의 중심에는 블랙홀이 있다는 사실이 밝혀졌다. 지난해 전세계 과학자 200여명이 참여한 ‘사건의 지평선 망원경’(EHT)로 인류 최초로 블랙홀이 관측할 수 있었던 것도 이번 수상자들의 연구 때문이라고 할 수 있다. 올해 노벨물리학상은 지난해 우주배경복사에 이어 연이어 우주론 분야에서 수상자를 배출하면서 이례적이라는 평가를 받고 있다. 또 게츠 교수는 1901년 이후 215명의 노벨물리학상 수상자 중 4번째 여성 수상자로 기록됐다. 2018년 도나 스트릭랜드 캐나다 워털루대 교수가 3번째 여성 노벨물리학상 수상자로 이름을 올린 지 2년 만이다. 이번 물리학상 수상자들에게는 지난해보다 100만 스웨덴크로나가 늘어난 상금 1000만 스웨덴크로나(13억 510만원)가 주어지는데, 펜로즈 교수가 절반인 500만 스웨덴크로나를 받고, 겐젤 교수와 게츠 교수가 각각 250만 스웨덴크로나를 받게 된다. 하지만 매년 12월 10일 노벨의 기일에 스웨덴 스톡홀름과 노르웨이 오슬로에서 성대하게 열리던 시상식은 올해는 코로나19의 여파로 인해 각국 대사관과 대학에서 상패와 상금을 전달하는 모습을 TV로 중계할 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

게즈 교수, 120년 노벨상 역사상 215명 물리학상 수상자 중 4번째 여성 수상자 2020년 노벨 물리학상은 블랙홀을 발견한 영국과 독일, 미국 과학자들에게 돌아갔다. 스웨덴 왕립과학아카데미 노벨위원회는 6일(현지시간) 올해 노벨 물리학상 수상자로 로저 펜로즈(84) 영국 옥스포드대 교수와 라인하르트 겐첼(68) 독일 막스플랑크 외계물리학연구소 소장이자 미국 캘리포니아 버클리대 교수, 안드레아 게즈(55) 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 교수가 선정됐다고 밝혔다. 노벨위원회는 “펜로즈 교수는 일반상대성이론을 바탕으로 명확히 블랙홀의 존재를 예측했으며 겐첼 교수와 게즈 교수는 우리은하 중심에 초거대 고밀도 천체가 있음을 입증함으로써 우주의 가장 독특한 현상인 블랙홀에 대한 이해를 높이고 우주에 대한 시각을 확장시켰다”고 평가했다. 펜로즈 교수는 2018년 타계한 스티븐 호킹 박사와 함께 1965년에 ‘특이점 정리’를 발표함으로써 우주 곳곳에 블랙홀이 존재한다는 것을 보였다. 펜로즈 교수는 호킹 박사와 함께 아인슈타인의 일반상대성이론이 맞는다면 우주에는 반드시 ‘특이점’이 존재한다는 것을 수학적으로 증명했다. 이들이 증명해 낸 특이점이 바로 빅뱅과 블랙홀이다. 남순건 경희대 물리학과 교수는 “펜로즈 교수가 이번에 물리학상을 받게된 중요한 공로는 호킹 박사와 함께 연구한 특이점, 즉 블랙홀 연구”라면서 “호킹 박사가 아직 살아있었다면 이번에 공동수상을 하게 됐을 것”이라고 말했다.겐첼 교수와 게즈 교수는 펜로즈 교수의 수학적 증명에 따르면 우주 곳곳에는 태양 질량의 수 백만 배에 해당하는 ‘초거대 고밀도 천체’가 있을 것이라 보고 은하계 중심에 위치한 별들의 운동을 오랜 시간 관측함으로써 블랙홀 존재를 실질적으로 입증해 냈다. 블랙홀의 존재를 이론적으로 증명하고 가장 확실한 관측 조건을 밝혀낸 이들 3명의 과학자 덕분에 덕분에 오늘날 수천억 개로 추정되는 거대은하의 중심에는 블랙홀이 있다는 사실이 밝혀졌다. 지난해 전세계 과학자 200여명이 참여한 ‘사건의 지평선 망원경’(EHT)로 인류 최초로 블랙홀이 관측할 수 있었던 것도 이번 수상자들의 연구 때문이라고 할 수 있다. 올해 노벨물리학상은 지난해 우주배경복사에 이어 연이어 우주론 분야에서 수상자를 배출하면서 이례적이라는 평가를 받고 있다. 또 게즈 교수는 1901년 이후 215명의 노벨물리학상 수상자 중 4번째 여성 수상자로 기록됐다. 2018년 도나 스트릭랜드 캐나다 워털루대 교수가 3번째 여성 노벨물리학상 수상자로 이름을 올린지 2년 만이다.이번 물리학상 수상자들에게는 지난해보다 100만 스웨덴크로나가 늘어난 상금 1000만 스웨덴크로나(13억 510만원)가 주어지는데 펜로즈 교수가 절반인 500만 스웨덴크로나를 받고 겐첼 교수와 게즈 교수가 각각 250만 스웨덴크로나를 받게 된다. 한편 노벨위원회는 7일 화학상, 8일 문학상, 9일 평화상, 12일 경제학상 수상자를 발표한다. 시상식은 매년 12월 10일 노벨의 기일에 스웨덴 스톡홀름과 노르웨이 오슬로에서 성대하게 열렸지만 올해는 코로나19의 여파로 인해 각국 대사관과 대학에서 상패와 상금을 전달하는 모습을 TV로 중계할 예정이다. 노르웨이 오슬로에서 열리는 노벨 평화상 시상식도 참석 인원을 최소화해 개최할 것으로 알려졌다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우주는 광활하다. 그런 만큼 작은 행성 표면에서 살아가는 인간의 척도로는 상상도 할 수 없는 엄청난 규모의 자연 현상이 일어나곤 한다. 우주에서 강력한 자기장을 지닌 중성자별인 마그네타(Magnetar) 역시 그중 하나다. 중성자별 자체가 태양보다 큰 질량을 지닌 거대 별의 잔해가 도시 크기로 압축된 상태라 매우 극단적인 상황이지만, 마그네타는 일반적인 중성자별보다 더 극단적인 천체다. 평균적인 마그네타의 표면 자기장은 지구 자기장보다 1조 배 강력하며 인간이 만든 인공 자기장보다도 수억 배 이상 강력하다. 만약 인간이 마그네타 표면 1,000㎞ 이내로 접근한다면 모든 세포가 파괴돼 사망에 이를 정도다. 이렇게 극단적인 천체인 만큼 마그네타는 우주에 흔한 존재가 아니다. 대부분 멀리 떨어진 천체라 관측도 쉽지 않다. 그러나 최근 과학자들은 지구에서 비교적 가까운 위치에 있는 마그네타까지의 거리를 직접 측정하는 데 성공했다. 국제 천문학자 연구팀은 미국국립전파천문대(NRAO)의 초장기선 전파망원경 배열(VLBA)을 이용해 우리 은하에 있는 마그네타 중 하나인 XTE J1810-197을 관측했다.XTE J1810-197은 2003년 처음 발견됐으며 그해부터 2008년까지 강력한 전파 펄스를 방출하다가 갑자기 멈춘 뒤 2018년부터 다시 활동을 시작했다. 연구팀은 지난해 11월과 올해 3월, 4월에 XTE J1810-197을 관측해 이 마그네타가 정확히 8,100광년 떨어져 있다는 사실을 발견했다. 연구팀이 자신 있게 말할 수 있는 이유는 사상 최초로 연주시차(annual parallax)를 이용해 마그네타까지의 거리를 측정했기 때문이다. 연주시차는 지구의 공전을 이용해서 별까지 거리를 측정하는 방법이다. 지구가 태양 주위를 공전하기 때문에 6개월이 차이를 두고 별을 관측하면 사실 같은 별을 3억㎞ 떨어진 거리에서 관측한 것이 된다. 이때 매우 멀리 떨어진 천체를 기준으로 별의 이동을 확인해 각도를 측정하면 거리를 알아낼 수 있는 것이다. 마그네타 역시 예외가 아니다. (사진 참조) 연구팀은 이번 연구를 통해 마그네타에 대한 측정이 정확해질 것으로 기대하고 있다. 추정값이 아니라 정확한 거리를 알아내면 과학자들은 마그네타에서 방출되는 전파와 에너지양에 대해서 더 자신 있게 말할 수 있다. 마그네타는 강력한 자기장의 생성 원인을 비롯해 여러 가지 미스터리를 지닌 천체로 수수께끼의 고에너지 방출 현상인 빠른 전파 폭발(FRB)과의 연관성이 의심된다. 연구팀은 이번 연구가 마그네타의 미스터리를 밝히는 데 큰 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

안드로메다 은하는 우리은하에서 가장 가까운 대형 은하로 망원경 없이 눈으로 볼 수 있는 몇 안 되는 은하 중 하나다. 과학자들은 안드로메다 은하가 우리은하와 점점 가까워지고 있으며 결국 수십 억 년 후에는 서로 충돌해 새로운 거대 은하를 만들 것으로 예상한다. 그런데 사실 우리은하와 안드로메다 은하의 합체는 이미 시작된 상태다. 은하 본체의 충돌은 아직 먼 미래의 일이지만, 은하를 둘러싼 가스와 암흑물질의 모임인 은하 헤일로(halo)의 충돌은 그 전에 일어날 수 있기 때문이다. 미국 노터데임 대학의 니콜라스 레너와 그 동료들은 허블우주망원경과 퀘이사를 통해 안드로메다 은하 헤일로가 은하에서 130만 광년 떨어진 곳까지 넓게 분포한다는 사실을 확인했다. 퀘이사는 먼 우주에 존재하는 강력한 은하 중심 블랙홀로 100억 광년 밖에서도 관측이 가능한 에너지를 뿜어낸다. 연구팀은 허블망원경에 설치된 우주 기원 분광기 (Cosmic Origins Spectrograph·COS)를 이용해 안드로메다 은하 주변 퀘이사 43개를 조사했다. 은하 헤일로는 워낙 희박한 가스의 모임이기 때문에 허블망원경으로도 직접 관측이 어렵다. 대신 퀘이사에서 나온 강한 빛이 퀘이사를 통과하면서 흡수되는 정도를 분석하면 퀘이사의 분포는 물론 구성 물질까지 파악할 수 있다. 연구 결과 안드로메다 은하 헤일로는 과거 생각보다 더 먼 130만 광년까지 뻗어 있는 것으로 밝혀졌다. 만약 사람 눈에 헤일로가 보인다면 안드로메다 은하 헤일로의 크기는 보름달보다 훨씬 클 것이다.(사진) 연구팀은 2015년에도 같은 방법으로 안드로메다 은하 헤일로의 반지름을 100만 광년으로 추정했으나 당시에는 퀘이사를 6개 밖에 관측하지 못해 신뢰도가 떨어졌다. 이번 연구에서는 훨씬 많은 수의 퀘이사를 포함해 헤일로의 범위를 정확히 측정했을 뿐 아니라 내부 구조까지 밝힐 수 있었다. 이번 연구에서 밝혀진 의외의 사실은 헤일로가 순수한 수소나 헬륨이 아니라 산소, 탄소, 실리콘처럼 무거운 원소도 포함하고 있다는 것이다. 이는 초신성 폭발이나 은하 합체 등을 통해 별 내부에서 생성된 무거운 원소가 헤일로에 흘러 들어갔다는 것을 의미한다. 헤일로가 단순히 은하 주변의 희박한 가스가 아니라 은하와 여러 가지 영향을 주고받는 역동적인 구조라는 것을 보여주는 결과다. 우리은하 헤일로는 같은 방법으로 관측이 어렵지만, 우리은하가 안드로메다 은하와 비슷하거나 좀 더 작은 크기라는 점을 생각하면 거의 비슷한 크기의 은하 헤일로를 지니고 있을 것으로 추정된다. 따라서 이미 두 은하의 헤일로는 접촉을 시작했을 가능성이 크다. 은하 헤일로는 크기도 크지만, 질량 역시 무시할 수 없기 때문에 은하의 합체와 진화에 결정적인 영향을 미친다. 따라서 은하 헤일로에 대한 이해는 우리은하와 안드로메다 은하의 미래를 예측하는 데 중요하다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　　

우리은하 중심에는 태양 질량의 약 400만 배에 달하는 초질량 블랙홀 ‘궁수자리A별’이 있으며 그 주위를 여러 항성이 공전하고 있는 것은 지금까지 여러 관측 연구에서 확인된 사실이다. 그런데 최근 독일 쾰른대 천문학자 플로리안 파이스커 연구원은 그중에서 현재 가장 빠르게 궁수자리A별을 공전하고 있는 별 S4714를 발견했다고 지난 11일 오후 4시(협정세계시 기준) 천문사이트 ‘천문학자의 전보’(ATel·The Astronomer‘s Telegram)에 긴급 게시글로 발표했다. 이에 따르면, 항성 S4714의 이동 속도는 초속 2만4000㎞에 달한다. 빛의 속도(이하 광속)가 초속 약 30만㎞이므로, 이 항성은 광속의 약 8% 속도로 이동하고 있는 셈이다. 지금까지 우리 은하에서 가장 빠르게 블랙홀을 공전하는 별은 ‘S62’로 그 속도는 광속의 약 10%로 알려졌지만, 이번 관측에서는 그 속도가 광속의 약 6.7%인 초속 2만㎞인 것으로 확인돼 현재 우리 은하의 블랙홀을 공전하는 가장 빠른 별은 S4714라는 것이다. 연구자에 따르면, 이런 항성이 고속으로 공전하고 있는 이유는 블랙홀의 강한 중력 때문이다. 블랙홀 주위의 항성은 끊임없이 안쪽으로 잡아당겨지는 데 이에 대응하는 힘이 공전을 통해 형성된다. 공전 속도가 클수록 바깥으로 나아가려는 원심력이 커져 이들 항성은 항상 균형을 유지할 수 있다는 것이다. 이런 구조 덕분에 궁수자리 A별 주위 항성들은 광속과 비교할 수 있을 정도로 빠른 속도를 지닌다. 게다가 공전 궤도는 타원형이고 중심도 치우쳐 있어 궁수자리 A별과의 거리는 일정하지 않다. 이는 항성의 이동 속도에도 영향을 줘 항성의 위치와 궤도 그리고 속도에 관한 정보는 천문학자들에게 관심의 대상이 된다. 사실 이번 관측에서는 이 항성을 포함해 총 5개의 항성(S4711~S4715)이 발견됐는데 그중 S4711은 지금까지 블랙홀에서 가장 가까운 별로 알려진 ‘S2’보다 블랙홀에서 가까운 궤도를 돌고 있는 항성인 것으로도 확인됐다.이에 대해 연구진은 “S4711은 궁수자리 A별의 주위를 7.6년에 1번 돌고 있는데 이는 가장 짧은 공전 궤도 주기에 해당한다”고 설명했다. 이들 연구자는 또 앞으로 데이터 분석의 개선을 통해 궁수자리 A별의 주위를 지금보다 더욱더 자세히 관측할 수 있다고 밝혔다. 따라서 가까운 미래에는 더 짧은 궤도 주기를 지닌 별이나 더 빠른 별을 발견할 수 있으리라 예상된다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

태양을 연구하는 과학자들을 반세기 넘게 괴롭히는 문제가 있다. 바로 태양 주변에 있는 태양 코로나가 태양 표면보다 훨씬 뜨겁다는 사실이다. 태양 표면 온도는 6000℃ 정도이지만, 코로나의 온도는 100만℃에 달한다. 지금까지 여러 가지 가설이 제시되었지만, 이 현상을 만족스럽게 설명할 수 있는 이론은 없는 상태다. 그런데 과학자들을 이보다 더 곤란하게 할 수 있는 새로운 연구 결과가 발표됐다. 미국 오하이오 주립대의 스미트 매터 교수가 이끄는 연구팀은 코로나19로 인해 온라인으로 개최된 미 천문학 연례 학회에서 우리은하를 둘러싼 가스인 은하 헤일로(Halo)의 온도가 기존에 알려진 것보다 10배 이상 높은 1000만K(kelvin)에 달한다는 연구 결과를 발표했다. 은하 헤일로는 매우 희박한 가스 구름이지만, 은하계 자체보다 훨씬 넓게 펼쳐져 있어 그 질량은 막대하다. 이런 가스가 초고온 상태로 존재한다는 것은 놀라운 일이다. 연구팀은 유럽우주국이 발사한 XMM-뉴턴(XMM-Newton) 관측 위성을 이용해서 한쪽 방향에서 은하 헤일로를 관측했다. XMM-뉴턴은 섭씨 수백만도의 초고온 물질에서 나오는 X선을 관측할 수 있는데, 이 데이터를 분석한 결과 우리 은하 주변의 헤일로가 1000만도에 달하는 고온임이 밝혀진 것이다. 천문학자 안잘리 굽타는 이 관측 결과를 검증하기 위해 일본의 스자쿠 X선 위성을 통해 은하 헤일로를 네 방향에서 다시 관측했다. 이번에도 관측 결과는 같았다. 우리 은하의 헤일로는 은하 자체보다 훨씬 뜨거웠다. 과학자들은 우리 은하 주변 헤일로가 왜 이렇게 뜨거운지, 그리고 이런 초고온 상태가 다른 은하에서도 일반적인지 알기 위해 연구를 진행 중이다. 최근 관측 기술의 발달로 과학자들은 헤일로가 생각보다 복잡하고 지금까지 알지 못했던 미스터리가 많은 장소라는 사실을 확인했다. 은하 코로나(Galactic corona)라고 불리는 매우 뜨거운 입자가 존재하는 지역과 은하에 가까운 위치에 별이 존재하는 별 헤일로(Stellar halo), 그리고 아직 그 정체를 모르는 암흑 물질이 은하 헤일로에 존재하면서 은하의 형태를 유지한다. 이제 은하 헤일로는 단순히 은하 주변 가스가 아닌 은하 진화를 이끄는 더 큰 존재로 주목받고 있다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

수많은 별들이 빽빽히 모여있는 아름다운 성단의 모습이 사진으로 공개됐다. 지난 1일(현지시간) 유럽우주국(ESA)은 허블우주망원경으로 촬영한 구상성단(球狀星團·별이 공처럼 둥글게 모여있다는 의미) NGC 6441의 사진을 공개했다. ESA 측이 눈송이처럼 보인다고 표현한 수많은 점들은 숫자로 세기도 힘든 수많은 별이다. 지구에서 약 4만4000광년, 우리은하 중심을 기준으로 1만3000광년 떨어진 곳에 위치한 NGC 6441은 우리은하에서 가장 거대하고 밝은 구상성단 중 하나다. 성단은 형태에 따라 산개성단(散開星團)과 구상성단으로 나뉘어지는데 산개성단은 대개 수백 개에서 수천 개의 젊고 푸른 별들이 느슨한 구조를 이루고 있다. ESA 측은 "천문학자들도 NGC 6441의 정확한 별 수는 알기 어렵다고 할만큼 수많은 별들이 모여있다"면서 "다만 이 별들의 무게를 합치면 태양 질량의 160만 배에 달할 것으로 보고있다"고 전했다. 전문가들에 따르면 우리은하에는 대략 150개의 구상성단이 알려져지만 이들 성단의 기원과 진화 과정은 여전히 연구과제다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구에서 가장 가까운 거리의 블랙홀이 발견되었다. 이 블랙홀은 현재까지 최단 거리에 있는 블랙홀로 기록되었으며, 망원경 없이도 밤하늘에서 해당 영역을 찾을 수 있는 것으로 알려졌다. 남반구 별지리인 망원경자리에 숨어 있는 이 블랙홀은 거리가 약 1000광년으로, 맨눈으로도 보이는 두 밝은 별로 이루어진 쌍성계에 속한다. 블랙홀까지 친다면 삼중성계가 되는 셈이다. 물론 블랙홀은 관측할 수가 없다. 극도로 강한 중력으로 인해 주변의 모든 것을 집어삼키며, 빛까지도 거기에서 탈출할 수 없기 때문이다. 이 블랙홀의 발견은 천문학자들이 쌍성계 또는 질량 중심을 도는 이중성계를 연구하다 건진 뜻밖의 성과라 할 수 있다. 칠레의 라실라 천문대에서 MPG / ESO 2.2 미터 망원경을 사용하여 이중성계에 대한 광범위한 연구의 일환으로 HR 6819로 알려진 쌍성계를 관찰하고 자료를 분석한 결과, 연구원들은 쌍성계에서 제3의 천체, 곧 블랙홀이 숨어 있음을 발견하고 충격을 받았다. 천문학자들은 블랙홀을 직접 관찰할 수 없었지만, 삼중성계를 이루는 다른 두 천체와의 중력 상호작용을 계산하여 블랙홀 존재를 유추할 수 있었다. 몇 달 동안 시스템을 관찰함으로써 별의 궤도를 알아낸 결과, 보이지 않는 또 다른 거대한 질량이 이 시스템을 유지하고 있다는 결론을 내렸다. 관측에 따르면 두 별 중 하나가 40일마다 보이지 않는 천체 둘레를 일주하는 반면, 다른 별은 블랙홀에서 훨씬 더 먼 거리의 궤도를 돌고 있었다. 그들은 그 물체가 별 질량인 블랙홀, 즉 죽어가는 별의 붕괴로 형성되는 블랙홀로, 태양 질량의 약 4배인 것으로 계산해냈다. 새로운 연구를 주도한 유럽남부천문대의 토마스 리비니우스 대표저자는 성명에서 “적어도 태양 질량 4배의 질량을 가진 보이지 않는 물체는 블랙홀밖에 없다”면서 “이 시스템은 우리가 알고 있는 지구에 가장 가까운 블랙홀을 갖고 있다”고 밝혔다.HR 6819 블랙홀을 제외하고 지구에서 가장 가까운 블랙홀은 외뿔소자리의 블랙홀로, 지구에서 약 3000 광년 거리에 있다. 하지만 이보다 더 가까운 거리에서 블랙홀이 발견될 가능성도 배제할 수는 없다. 천문학자들은 우리은하에만도 수백만 개의 블랙홀이 있을 것으로 추정한다. HR 6819 블랙홀은 우리은하에서 발견된 최초의 별 질량 블랙홀 중 하나로, 강한 X-선을 방출하지 않는 대신 동반 별과 격렬하게 상호작용한다. 이 같은 블랙홀 발견은 이와 비슷한 ‘조용한’ 블랙홀을 발견하는 데 도움이 될 것으로 과학자들은 기대하고 있다. HR 6819 쌍성계를 찾는 방법은 일단 남반구에서만 가능하다. 남반구의 별지기들은 쌍안경이나 망원경의 도움 없이 밤하늘에 HR 6819 시스템의 별을 관측할 수 있다. 쌍성은 공작새자리와 망원경자리의경계 근처에 있으며, 5등성의 한 개 별처럼 보인다. 맨눈으로 볼 수 있는 별 등급의 한계는 6.5등성이다. 현재 이 별은 5.4등으로 우리 눈에 겨우 보일 정도다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

우리 은하계 밖에서 처음으로 산소분자의 흔적이 포착돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 중국과학원상하이천문대의 왕쥔즈 교수 연구진은 우리 은하계에서 5억 8100만 광년 떨어진 곳에 있는 은하인 ‘마카리안 231’(Markarian 231)에서 산소분자를 포착하는데 성공했다고 밝혔다. 1969년 처음 확인된 마카리안 231 은하의 중심에는 강력한 퀘이사(블랙홀이 주변 물질을 집어삼키는 에너지에 의해 형성되는 거대 발광체)가 존재하며, 일그러진 원의 형태를 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 연구진은 유럽 국제전파천문학연구소의 전파망원경을 이용해 마카리안 231로부터 뿜어져 나오는 광파를 관측하고 이를 분석했다. 일반적으로 산소가 포함된 지구의 대기는 우주에서 전달되는 광파의 상당 부분을 흡수하기 때문에, 먼 은하의 광파를 포착하거나 분석하는 것이 어렵다. 우주로부터 뿜어져 나오는 광파는 지구 대기에 포함된 다양한 가스 성분에 의해 흡수되거나 방향이 바뀌어 정확한 판독 값을 얻는 것이 거의 불가능했던 것. 그러나 퀘이사에서 비롯된 마카리안 231 은하의 광파는 물체가 내는 빛의 파장이 늘어나 보이는 현상인 적색이동의 성질을 보였고, 일반적인 우주 광파에 비해 주파수가 낮아 왜곡 없이 지구 대기를 통과할 수 있었다. 연구진은 이 광파를 분석해 해당 은하에 산소분자가 존재한다는 사실을 확인했으며, 지금까지 예상했던 것보다 100배에 달하는 양이라고 설명했다. 지난 20년 동안 산소분자가 포착된 은하는 우리은하에 속하며 지구에서 약 1350광년 거리에 있는 오리온 성운 등 단 두 곳 뿐이며, 우리 은하 밖에서 산소분자가 포착된 것은 이번이 처음이다. 연구진은 이번 연구가 은하의 발달에 산소 분포가 어떤 영향을 미치는지, 이것이 생명체를 형성하는데 필요한 전제조건을 충족시킬 수 있는지 등을 이해하는데 도움이 될 것으로 기대했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 천체물리학저널(The Astrophysical Journal) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr