목성의 위성 유로파에는 생명체가 존재하는 게 거의 확실하며 그 생명체의 지능은 지구의 문어와 비슷할 것이라고 영국의 한 저명한 우주학자가 밝혔다. 6일(현지시간) 영국 과학기술 전문매체 ‘피조그’(Phys.org)에 따르면, 영국 리버풀 호프대의 신임총장으로 발탁된 모니카 그레이디 교수(행성·우주과학)는 성명에서 위와 같이 말했다. 이날 그레이디 신임총장은 "유로파의 얼음으로 된 표면 밑에 생명체가 존재하는 것은 거의 확실히 일어날 법한 일"이라고 밝혔다.이와 함께 그레이디 총장은 "다른 곳으로는 화성에 생명체가 있으면 지면 밑이 될 것이다. 그곳은 태양의 광선을 막아 줘 바위 구멍 속에 얼음이 남아있을 가능성이 있는데 이는 물의 원천으로 작용할 수 있다면서 화성에 어떤 생명체가 있다면 아주 작은 박테리아일 것"이라고 말했다. 그레이디 총장은 또 "그렇지만 유로파에서는 지구의 문어와 지능이 비슷한 더 높은 형태의 생명체를 찾게 될 가능성이 높다고 생각한다"면서 인류나 지구에 위협이 되지는 않을 것이라고 주장했다. 목성의 위성에 문어와 같은 지능을 지닌 생명체가 산다는 이론은 지나친 소리처럼 들릴지도 모르지만, 이는 2013년 영화 ‘유로파 리포트’에서 나온 줄거리이기도 하다. 이 영화에서는 유로파에 생명체가 살고 있다는 이론을 증명하기 위해 결성된 유로파 탐사대가 인류 최초로 유로파 위성을 탐사하는 과정에서 우연히 문어 같은 생명체를 발견하는 데 사실 이 내용은 그레이디 박사가 제안했던 것으로 전해졌다.지난해 6월, 미국항공우주국(NASA)의 허블 우주망원경은 얼음으로 뒤덮인 유로파 표면에 염화나트륨이 존재한다는 사실을 알아냈다. 유로파에는 20~30㎞ 두께의 얼음층 아래에 100㎞가 넘는 깊이의 바다가 형성돼 있는 것으로 생각된다. 이 추측이 맞다면 유로파는 지구보다 2배나 큰 부피의 바다를 가지게 돼 태양계에서 액체 상태의 물을 가장 많이 가진 천체가 된다. 유로파는 지구의 달보다 약간 작으며 목성을 약 3.5일마다 도는 공전 주기를 갖는다. 그레이디 총장에 따르면, 우리 은하 너머 즉 외계 환경에서도 지구와 비슷한 환경이 존재할 가능성이 매우 크다. 이에 대해 그는 “태양계는 우리가 아는 한 특별한 행성계가 아니며 우리는 여전히 우리은하의 모든 별을 탐사하지도 못했지만 난 다른 곳에 생명체가 존재할 가능성이 높다고 생각한다”면서 “그리고 그 생명체는 우리와 같은 성분으로 만들어질 가능성이 크다”고 설명했다. 또 “인류는 공룡이 소행성 충돌 등으로 멸종했기에 진화 기회를 얻은 털 많은 작은 포유류에서 진화했다. 이는 아마 모든 행성에서 일어나지 않을 것이지만, 적어도 통계적으로 가능하다”고 말했다. 이어 “우리가 외계생명체와 접촉할 수 있을지 없을지는 아무도 예측할 수 없다. 순전히 거리가 너무 멀기 때문”이라면서 “그렇지만 우주에서 수신된 소위 외계인의 신호는 아직 사실적이거나 믿을 만한 것이 없다”고 덧붙였다. 한편 과학자들은 올해부터 본격적으로 지구외 생명체의 흔적을 찾기 위해 화성부터 탐사에 나선다. 그중 첫 번째가 오늘 7월 발사되는 ‘엑소마스’로, 이 우주선은 유럽우주국(ESA)과 러시아 로스코스모스의 합작품이다. 그다음으로 NASA의 새 탐사선 ‘마스 2020’도 같은 날 발사돼 2021년 2월 18일 화성에 착륙할 예정이다. 아랍에미리트(UAE) 역시 그달 일본 로켓을 이용해 화성 궤도선 ‘호프’를 발사할 계획이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

​-'골디락스 존'을 가진 우리은하의 별들 우리은하에 있는 어떤 별들이 생명이 서식할 수 있는 골디락스 존을 가지고 있을까? 1월 31일자 '오늘의 천문사진'(APOD)에 제2지구 찾기 관점에서 우리은하의 별들을 공부할 수 있는 멋진 인포그래픽이 올라와 우주 마니아들의 관심을 끌고 있다. 먼저, 제2지구 관련 기사에서 약방의 감초처럼 끼어 있는 골디락스 존(goldilocks zone)이란 말은 천문학에서 '생명체 거주 가능 영역'(habitable zone, HZ)을 가리키는 용어로, 지구상의 생명체들이 살아가기 적합한 환경을 가진 우주공간의 범위를 뜻한다. 원래 골디락스란 영국의 전래동화 '골디락스와 세 마리 곰'에 나오는 금발머리의 소녀 이름으로, 골디락스가 어느 날 숲속에서 길을 잃고 헤매다 곰들이 외출한 오두막을 발견하고, 마침 '뜨겁지도 차갑지도' 않은 수프를 먹을 수 있어 살아날 수 있었다는 이야기에서 유래한 용어이다. 여기에서 알 수 있듯이 골디락스 존의 조건은 별 주변에서 너무 뜨겁거나 춥지 않아서 그 궤도를 도는 행성 표면에 물이 액체 상태로 존재할 수 있다는 점이다. 우리 태양계의 경우 골디락스 존은 0.95에서 1.15천문단위(1AU :지구-태양 간 거리) 범위다. 위의 멋진 인포그래픽은 태양과 비슷한 노란 G형 별 주변의 영역과 함께 태양보다 더 미지근하고 어두운 주황색 K형 왜성 그리고 M형 왜성 주변의 골디락스 존이 함께 그려져 있다. 맨 아래 G형 별인 우리 태양은 노란색 별로 가장 넓은 골디락스 존을 거느리고 있다. 또한 별의 상태가 안정적이라서 생명체에 해로운 방사능이 비교적 적게 방출된다. 하지만 이들은 우리은하의 별 중 겨우 6%에 지나지 않으며, 수명도 짧은 편으로 약 100억 년 정도다. 이에 비해 M형 별(위쪽)은 작고 더 좁은 골디락스 존을 갖는다. 이들은 1000억 년 넘게 아주 오래 살며 가장 숫자가 많아 우리은하 별의 약 73%를 차지할 만큼 흔한 별이다. 그러나 이들은 굉장히 활발한 자기장을 갖고 있어서 생명에 치명적인 방사선을 태양에 비해 400배나 방출한다. 따라서 생명이 살 수 있는 행성을 찾기에는 K형 왜성(가운데)이 가장 적합할 것으로 생각된다. 태양의 4배나 되는 400억 년이란 긴 수명을 갖고 있을 뿐더러 그렇게 드물지도 않다. 또한 상대적으로 넓은 생명 거주 가능 구역을 갖고 있으며 유해 방사선도 그리 많이 내뿜지 않는다. 이 유형의 골디락스 존 별들은 우리은하의 별의 약 13%를 차지한다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

우리 은하계의 총질량은 얼마나 될까? 우리은하 질량이 태양 질량의 약 8900억 배에 이른다는 초정밀 측정값이 밝혀졌다. 이를 미터법으로 나타내면 1.8 × 10^42제곱㎏이 된다. 곧, 1 뒤에 0이 42개나 붙는'1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000'이다. 코끼리로 치면 60억 마리의 10억 배의 10억 배가 되고, 지구로 치면 296×10^15제곱 개가 된다. 우리은하의 질량을 측정하는 것은 그 안에 우리가 살고 있다는 이유로 인해 몇 가지 특이한 어려움이 따른다. 은하를 저울 위에다 올려놓을 수가 없기 때문에, 과학자들은 은하의 중력과 별들의 상호작용을 추적함으로써 은하 천체의 질량을 측정하는 방법을 취한다. 예컨대, 은하 중심을 공전하는 별들의 움직임을 측정하면 우리 은하 전체의 질량을 알아낼 수 있다는 말이다.　​ 충분히 강력한 망원경을 가지고 있다면 안드로메다 은하 전체를 관측하기란 어렵지 않은 일이지만, 우리은하는 대부분이 우리 시야에 잡히지 않는다는 데 문제점이 있다. 우리와 가까운 별들과 우주 먼지 등이 멀리 떨어진 별들을 우리 시야로부터 차단하기 때문에 연구자들은 보다 정교한 기법과 통계적 방법을 사용하여 우리은하의 움직임과 외부에서 보이는 모습을 추론해야 한다. 또한, 우리의 태양계는 우리은하 안에서 특이한 방식으로 움직이고 있기 때문에 연구자들은 측정에서 이를 반영하고 보정해야 한다. 새로운 연구는 두 가지 주요 데이터 편집에 의존했다. 이 정보는 성간 가스, 별, 기타 물질이 우리은하의 다른 부분에서 어떻게 움직이는지를 보여준다. 과학자들은 이것을 사용하여 은하가 실제로 얼마나 무거운지를 나타내는 ‘회전 속도 곡선’을 만들 수 있다.“우리은하의 원반은 회전하지만 균일하지는 않다”고 전제한 임페리얼 칼리지 런던의 천체물리학자인 파비오 이오코 공동저자는 “은하 중심으로부터 다른 거리에 있는 물체들은 그 중심을 다른 속도로 돌고 있다”며 “이 회전하는 힘은 은하 원반의 각 지점에서 은하의 중력과 균형을 이루어야 하며, 그렇지 않으면 은하계 자체가 조각나서 은하 간 우주공간으로 갈가리 찢겨져나갈 것”이라고 설명했다. 이오코는 “중심에서 서로 다른 거리에 있는 두 물체에 대해 측정할 경우 거리가 멀어질수록 정확한 질량의 추정치를 얻을 수 있다”면서 “따라서 총질량 뿐만 아니라 질량 분포도 알아낼 수 있다”고 밝혔다. 물론 은하수는 별과 가스뿐 아니라 우리 눈에는 보이는 않는 것으로 구성된다. 거의 모든 은하들과 마찬가지로 우리은하의 대부분은 보이지 않는 암흑물질의 헤일로에 갇혀 있는데, 이 암흑물질은 우리가 직접 관찰할 수 있는 천체물리학적 물체를 형성하지 않지만, 중력에는 영향을 미치는 존재이다. 이번 연구에서 연구자들은 암흑물질의 질량이 태양 질량의 약 8300억 배, 은하계 전체 질량의 약 93%에 해당한다는 사실을 발견했다. 연구원들은 이 결과를 은하의 질량을 측정하기 위한 과거의 측정치와 비교한 결과, 대체로 일치한다는 결론을 얻었다. 새 연구는 출판 전 논문을 게재하는 웹사이트 아카이브(arXiv)에 월요일 (12월 9일) 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

우주의 크기나 거리를 실감하려면 어떻게 해야 할까? ‘우주 체험 교실’의 출발점은 딱 하나다. 바로 나의 크기에서부터 짚어나가야 한다는 것이다. 이때 편의상 대략 사람의 키를 1m로 친다. 키 작은 아이들도 생각해주자. 지구의 지름은 약 1만3000㎞이니까, 사람 띠로 이 지름을 만들려면 약 1300만 명이 필요하다. 남한 인구의 약 4분의 1이 손을 맞잡는다면 지구 지름만큼 된다는 얘기다. 지구 둘레는 4만㎞이니까, 70억 세계인구가 손을 맞잡는다면 지구를 20바퀴쯤 둘러쌀 수가 있다. 얼마나 많은 인구가 이 조그만 행성 위에서 복작거리면 사는가를 일단 실감할 수 있다. 다음, 지구와 달 사이의 거리는 약 38만㎞다. 지구를 징검다리처럼 우주공간에 약 30개쯤 늘어놓으면 얼추 달까지 닿는다. 생각해보면 달이 그리 멀지 않은 곳에 있다고 하겠다. 빛이 이 거리를 달린다면 1초 남짓 걸린다. 하지만 시속 100㎞로 달리는 차를 타고 밤낮없이 달리더라도 달까지 도착하는 데는 다섯 달, 약 158일이 걸린다. 우리의 척도로는 달도 정말 멀리 있는 셈이다. 참고로, 달의 지름은 지구의 4분의 1 남짓하다. 다음은 훌쩍 건너뛰어 태양까지의 거리를 짚어보자. 지구에서 태양까지의 거리는 약 1억 5000만㎞다. 이게 대체 얼마만한 거리일까? 천문학은 감수성과 상상력을 필요로 한다. 가장 간단한 답으로는, 1초에 지구 7바퀴 반 도는 초속 30만㎞인 빛이 8분 20초 걸려 주파하는 거리다. 초로는 약 500초인데, 달까지 거리의 약 400배에 달하며, 시속 100㎞의 차로 달리면 약 6만2500일이 걸리고. 햇수로는 약 170년이 걸린다. 하늘에서 늘 빤히 보이는 태양, 우리가 해바라기를 즐기는 태양이 실제로는 얼마나 멀리 떨어져 있는 별인가를 실감할 수 있다. 그런데도 그 먼 거리에서 내뿜는 별빛이 이리도 뜨겁다니 참 믿기지 않는 일이지만, 이것이 태양 표면 온도 6000도의 위력이다. 태양이 만약 10%만 지구 가까이에 위치했다면 지구상에는 어떤 생명체도 살지 못했을 것이다. 우리는 부디 태양이 그 자리를 지켜주기만을 기도해야 한다. 달보다 약 400배 멀리 떨어져 있는 태양은 지름의 크기도 달의 약 400배쯤 되는 바람에, 지구에서 볼 때 이 둘이 일직선상에 놓이면 딱 포개져서 개기일식이 된다. 이건 정말 우주적인 우연이라 하겠다. 덕분에 우리는 지구 행성에서 개기일식의 장관을 즐길 수 있게 된 것이다. 참고로, 태양은 지구 지름의 약 109배나 되는 크기다. 60억㎞만 나가도 지구는 한 점 티끌이번에 태양의 반대쪽으로 달려가 보자. 그쪽으로는 우리보다 먼저 달려간 보이저 1호가 있으니, 그 뒤를 졸졸 따라가보면 된다. 인류가 우주로 띄워보낸 ‘병 속 편지’ 보이저 1호는 지구인의 메시지를 싣고 2019년 12월 현재 지구로부터 약 220억㎞ 떨어진 우주 공간을 날고 있는 중이다. 지구-태양 간 거리의 148배이고, 빛으로도 20시간이 더 거리는 아득한 성간공간이다. 미국의 무인 우주 탐사선 보이저 1호가 지구를 떠난 것이 지난 1977년 9월 5일이니까 현재 꼬박 만 42년을 날아가고 있는 셈이다. 목성과 토성 탐사, 그리고 성간 임무를 띤 보이저 1호는 출발한 지 12년 7개월 만인 1990년 2월에 명왕성 궤도에 다다랐다. 지구로부터 약 60억㎞, 40AU(1AU는 지구-태양 간 거리) 되는 거리다. 이쯤 되는 곳에서 보이저 1호에게 예정에 없던 미션 하나가 지구로부터 날아들었다. 카메라를 지구 쪽으로 돌려 태양계 가족 사진을 찍으라는 거였다. 이때 찍은 태양계 가족 사진 중 지구 부분이 모든 천체사진 중 가장 철학적인 사진으로 불리는 유명한 ‘창백한 푸른 점'(The Pale Blue Dot)이다.지구로부터 61억㎞ 떨어진 곳에서 찍은 이 사진을 보면 지구는 망망대해 같은 우주공간에 떠 있는 희미한 점 하나에 지나지 않는다. 미 항공우주국(NASA)에서 동그라미를 쳐주지 않았다면 알아보기도 힘든 점이다. 황도대의 희미한 빛줄기 위에 떠 있는 한 점 티끌이 바로 지구다. 아침 햇살 속에 떠도는 창 앞의 먼지 한 점과 다를 게 없어 보인다. 이 티끌의 표면적 위에 아웅다웅하는 70억 인류와 수백만 종의 생물들이 살아가고 있는 것이다. 이 정도의 거리만 나가도 지구는 거의 존재를 찾아보기 힘들게 된다. 태양계도 이토록 드넓은 동네임을 알 수 있다. 보이저 1호가 태양계를 벗어나 성간 간으로 진입한 것은 2012년 8월로, 탐사선을 스치는 태양풍 입자들의 움직임으로 확인되었다. 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 전해줄 것이다. 태양계를 벗어난 보이저 1호가 먼저 만나게 될 천체는 혜성들의 고향 오르트 구름이다. 하지만 300년 후의 일이다. 이 오르트 구름 지역을 빠져나가는 데만도 약 3만 년이 걸린다. 그 다음부터 4만 동안에는 그 진로상에 어떤 별도 없어 홀로 외로이 날아가야 한다. 약 7만년을 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. 가장 가까운 별까지 가려면 6만 년 걸린다은하까지 가기 이전에 태양에서 가장 가까운 별인 4.2광년 걸리는 프록시마 센타우리란 별부터 방문해보도록 하자. 가장 가까운 이웃별인 이 별까지 빛이 마실갔다 온다면 8년이 넘게 걸린다. 그 빠른 빛도 우주 크기에 비한다면 달팽이 걸음에 지나지 않는 셈이다. 그렇다면 인간이 가장 빠른 로켓을 타고 간다면 얼마나 걸릴까? 인류가 끌어낼 수 있는 최대 속도는 초속 23km다. 이는 2015년 명왕성을 근접비행한 NASA 탐사선 뉴호라이즌스가 목성의 중력보조를 받아 만들어낸 속도로, 지구 탈출속도의 2배가 넘는다. 대략 총알보다 23배가 빠르다고 생각하면 된다. 뉴호라이즌스에 올라타 프록시마 별까지 신나게 달려보기로 하자. 얼마나 달려야 할까? 1광년이 약 10조㎞니까, 4.2광년은 약 42조㎞다. 이 거리를 뉴호라이즌스가 밤낮없이 달린다면 무려 6만 년을 달려야 한다. 왕복이면 12만 년이다. 가장 가까운 별까지 가는 데도 이렇게 걸린다는 얘기다. 이것이 바로 인류가 외계행성으로 진출할 수 없는 가장 큰 이유다. 우리 인류는 이처럼 우주 속에서 엄청난 공간이란 장벽으로 차단되어 있는 것이다. 그럼 내친 김에 뉴호라이즌스를 타고 우리은하 끝에서 끝까지 한번 가보자. 얼마나 걸릴까? 우리은하는 지름이 약 10만 광년이다. 프록시마까지 간 자료가 있으니까 비례계산을 하면 금방 답이 나온다. 14억 년! 우주 역사의 약 10분의 1에 해당하는 시간이다. 이는 인류에게 거의 영겁이라 할 만하다. 지구상에 나타난 게 몇십만 년밖에 안되는 인류에게 14억 년이란 참으로 긴 세월이다. 장엄하게 빛나던 태양은 점점 체온을 높아가 뜨거워질 것이며, 그때쯤이면 이미 지구는 석탄불 위의 감자처럼 바짝 구워져 염열지옥이 되어버렸을지도 모른다. 그런데 이런 방대한 은하가 우주공간에 약 2000억 개가 있고, 은하간 공간의 평균거리는 수백만 광년이나 된다. 그리고 우주의 크기는 약 940억 광년이라는 NASA 계산서가 현재 나와 있다. 940억 광년이란 인간의 모든 상상력을 동원해도 실감하기 어려운 크기다. 빛의 속도로 지금도 팽창하고 있는 우주는 앞으로도 얼마나 더 커질지는 아무도 모른다. 이처럼 우주는 광대하다. 터무니없이 광대하다. 그래서 어떤 천문학자는 이런 푸념을 하기도 했다. “신이 만약 인간만을 위해 우주를 창조했다면 엄청난 공간을 낭비한 것이다.” 우주의 크기를 체험해보려 한 애초의 우리 계획은 이쯤에서 접는 게 현명하지 않을까? 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

우주 저 멀리서 우리가 사는 우리은하를 지켜본다면 이같은 모습일까? 지난 15일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경에 탑재된 ‘광시야 카메라 3’(Wide Field Camera 3)로 포착한 나선은하 NGC 772의 새로운 사진을 공개했다. 지구에서 약 1억 1600만 광년 떨어진 양자리에 놓여있는 NGC 772는 지름이 20만 광년에 달해 우리은하의 2배다. NGC 772는 우리은하처럼 아름다운 나선팔을 갖고 있으며 주변에는 여러 개의 위성은하를 거느리고 있어 얼핏보면 우리은하와 비슷하다. 그러나 우리은하가 그 중심에 막대모양이 있는 막대나선은하인 반면 NGC 772는 정상나선은하라는 차이가 있다. 일반적으로 은하는 지구에서 바라본 형태에 따라 둥그런 타원은하와 나선은하, 불규칙 은하 등으로 구분된다. 이중 나선은하는 제대로 그 모습을 갖춘 정상나선은하와 막대나선은하로 나뉜다. 정상나선은하의 경우 은하의 중심에 막대 모양이 없으며 중력적으로 막대나선은하보다 안정적이다. NASA 측은 "NGC 772는 가스와 먼지와 별로 이루어진 길고 휘어진 팔을 자랑한다"면서 "그 팔은 지나가는 위성 은하의 중력에 의해 늘어지고 왜곡된다"고 설명했다. 　 　 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

1년 전인 2018년 11월 5일, 미 항공우주국(NASA)의 보이저 2호는 태양이 생성한 입자와 자기장의 보호 버블인 헬리오스피어(태양권)를 벗어난 역사상 두 번째 우주선이 되었다. 보이저 2호는 명왕성 궤도 저 너머 지구에서 약 180억㎞ 떨어진 성간 공간 곧, 별들 사이의 영역으로 진입했다. 지난 4일(현지시간) ‘네이처 천문학’에 실린 5개의 새로운 연구논문은 보이저 2호의 역사적인 태양권 탈출에 관해 과학자들이 관찰한 내용을 설명해주고 있다. 각 논문은 보이저 2호의 탐사장비 5기 중 하나인 자기장 센서, 다른 에너지 영역에서 고에너지 입자를 감지하는 기기 2개, 플라스마(이온화된 기체) 연구를 위한 기기 2개가 관측한 결과를 자세히 다루고 있다. 이 발견들은 태양이 만든 환경이 끝나고 광대한 성간 공간이 시작되는 우주 해안선의 그림을 그리는 데 도움이 된다. 태양의 헬리오스피어는 성간 공간을 항해하는 배와 같다. 헬리오스피어와 성간 공간은 플라스마로 채워져 있다. 태양권 내부의 플라스마는 뜨겁고 희박한 반면, 성간 공간의 플라즈스는 차갑고 밀도가 높다. 성간 공간은 우주선(宇宙線) 곧, 별의 폭발로 가속된 입자들이 횡행한다. 보이저 1호는 헬리오스피어가 방사선의 70% 이상을 차단함으로써 지구를 비롯한 행성들을 보호한다는 사실을 발견했다. 지난해 보이저 2호가 헬리오스피어를 벗어났을 때 고에너지 입자 검출기 2기가 극적인 변화를 발견했다. 태양권의 고에너지 입자의 비율이 급락한 반면, 우주선의 밀도는 극적으로 높아졌다. 이 같은 환경 변화로 인해 보이저 2호가 태양권을 벗어나 성간 공간으로 진출했다는 사실을 확인할 수 있었다.2012년 보이저 1호가 헬리오스피어의 가장자리에 도달하기 전 과학자들은 이 경계가 태양으로부터 얼마나 멀리 떨어져 있는지 정확히 알지 못했다. 두 탐사선은 태양계의 공전면에서 볼 때 서로 다른 위치에서, 태양 활동의 11년 주기에서 다른 시기에 헬리오스피어를 탈출했다. 과학자들은 헬리오포즈(태양권 계면)라고 불리는 헬리오스피어의 가장자리가 태양 활동의 변화에 따라 팽창과 수축을 거듭할 것으로 예측하고 있었다. 두 탐사선이 태양으로부터 각각 다른 거리에서 헬리오포즈에 다다랐다는 사실이 이 같은 예측을 확인시켜주었다. 보이저 2호는 태양으로부터 181억㎞, 지구-태양 간 거리의 122배(122AU) 떨어진 곳을 날아가는 중이며, 빛으로는 약 16.5시간이 걸린다. 태양에서 빛이 지구에 도달하는 데는 약 8분 걸린다. 새 논문은 이제 보이저 2호가 쌍둥이 보이저 1호와 마찬가지로 헬리오스피어를 넘어 중간 천이 지역을 날고 있는 것으로 보인다고 결론지었다. 보이저의 프로젝트 과학자이자 칼텍의 물리학 교수인 에드 스톤은 “보이저는 우리 태양이 은하계 별들 사이의 공간 대부분을 채우고 있는 물질과 어떻게 상호작용하는지를 보여준다"고 설명하면서 "보이저 2의 새로운 데이터가 없었다면 보이저 1이 보내준 데이터가 전체 헬리오스피어의 특징인지 아니면 특정한 위치와 시간대의 것인지 알 수 없었을 것"이라고 밝혔다. 보이저 1호와 같이 1977년에 발사된 보이저 2호는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 등 네 개의 거대 가스 행성을 모두 방문한 유일한 우주선으로, 해왕성의 신비한 대암점과 목성의 위성 유로파의 얼음 표층 균열 같은 현상을 비롯해 16개에 이르는 위성들을 새로 발견했을 뿐만 아니라, 각 행성들에서 새로운 고리들을 발견해내는 성과들을 올렸다. 인간이 만든 피조물로 두번째로 태양의 영향으로부터 영원히 벗어난 보이저 2호는 우리가 느끼는 흥분과는 무관하게 앞으로도 캄캄한 성간공간을 항해하며 에너지를 공급해주는 플루토늄 방사성 동위원소 발전기가 멈추어지는 2025년까지 지구로 계속 데이터를 보내줄 것이다. 진정한 이별은 그때 이루어질 것이다. 보이저 1호는 29만 6000년 후 지구로부터 8.6광년 떨어진, 밤하늘에서 가장 밝은 별인 큰개자리의 시리우스에 도착할 예정이지만, 그 후로도 ‘항해자’라는 그 이름에 걸맞게 영원히 우리은하를 떠돌며 항해를 계속할 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

허블우주망원경이 심우주에서 포착한 ‘유령은하’가 우주 마니아들의 관심을 끌고 있다. 얼핏 소름이 돋는 이 화제의 이미지는 이글거리는 두 눈을 가진 얼굴 형상으로 마치 유령을 보는 듯한 느낌을 주기도 한다. 이 유령 은하의 정체는 정면 충돌의 중간 단계에 있는 두 심우주 은하들로, 소름 끼치는 우주 얼굴의 섬뜩한 ‘두 눈’은 은하들의 밝은 핵이다. 그리고 각각의 은하 디스크에는 두 은하의 별들이 뒤죽박죽으로 뒤엉켜 있다. 얼굴 형상을 이루고 있는 것은 두 은하의 젊고 푸른 별 고리이며, 조밀하게 모인 별 무리들이 우주 얼굴의 코와 입을 만들고 있다. 그러나 이 무시무시한 우주 얼굴은 그런 형상으로 영원히 우주를 영원히 응시하지는 않을 것이다. 미 항공우주국(NASA)은 성명에서 얼굴의 윤곽을 나타내는 고리 구조는 약 1억 년 동안 지속될 것이며, 두 은하의 완전한 합병에는 10억 년에서 20억 년 정도 걸릴 것으로 예측했기 때문이다. 따라서 두 은하가 완전히 합병되면 저 섬뜩한 얼굴 형상도 크게 변형될 것으로 보인다. 우주에서 은하 충돌은 매우 흔한 일이지만, 이 같은 정면 충돌은 비교적 드물다. 이러한 충돌 유형은 특히 폭력적인 특성을 보이는데, 그로 인해 독특한 고리 모양을 만들어내기도 한다. NASA 관계자는 “은하가 이런 고리를 만들기 위해서는 서로 정면으로 충돌해야 한다”고 설명하면서 “이 충돌로 은하의 가스와 먼지, 별 등로 형성된 디스크가 바깥쪽으로 당겨져 늘어남으로써 코와 얼굴을 형성하는 뚜렷한 별 고리를 만들어냈다”고 밝혔다. 대부분의 은하 충돌은 상대적으로 더 큰 은하가 작은 은하를 잡아먹는 형태를 보이는데, 우리은하 역시 과거에 여러 개의 작은 은하들을 잡아먹은 카니발니즘의 전과를 가지고 있다. 은하 충돌은 드물게도 크기가 비슷한 두 은하가 충돌한다는 점에서 특이하다. 우주를 응시하는 ‘두 개의 눈’은 이러한 동급 체급의 은하 충돌에서 나타나는 드문 현상이라 할 수 있다. 현미경자리에 있는 이 은하계는 ‘Arp-Madore 2026-424’라고 불리며, 지구로부터 7억 400만 광년 떨어져 있다. 유럽우주국(ESA)은 허블 사이트를 통해 “고리 모양의 은하는 드물며, 그 중 수백 개만이 심우주에 존재한다”고 밝혔다. 허블 과학자들은 지난 6월 19일 비정상적인 상호작용 은하들을 조사하는 ‘스냅 샷’ 프로그램의 일환으로 이 이미지를 포착했다. 이러한 관찰은 NASA가 허블의 후임으로 2021년 우주로 올려질 제임스웹 우주 망원경의 관측 대상을 선택하는 데 도움이 될 것으로 보인다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

-조만간 '발견'이 이루질것으로 예측 지구 바깥의 외계 생명체를 찾아내는 데 앞으로 얼마나 걸릴까? 우리의 예상보다 빠른 시일 안에 외계 생명체의 증거를 찾아낼 수 있을 거라는 전문가들의 주장이 나왔다고 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 24일(현지시간) 보도했다. 이번 주 미국 워싱턴에서 열린 국제우주회의의 발표자들에 따르면, 10월 22일 화요일, 외계 생명체 발견에 관련된 토론에 참여한 6명의 패널들은 각각 인류가 외계 생명체에 대한 결정적인 증거를 수집할 수 있는 방법과 다양한 소망들을 발표했다. 매사추세츠 공대(MIT) 과학사 박사과정인 클레어 웹은 외계 생명체 발견 추정치에 외계 지성체를 찾는 데 커다란 이정표를 세운 인물 중 한 사람인 프랭크 드레이크의 대답을 선택했다. 미국 천문학자 드레이크는 우리은하에 존재하는 별 중 행성을 가지고 있는 별의 수를 어림잡고, 거기서 생명체를 가지고 있는 행성의 비율을 추산한 다음, 다시 생명이 고등생명으로 진화할 수 있는 환경을 가진 행성의 수로 환산하는 ‘드레이크 방정식’을 만들었다. 이 방정식에 따라 드레이크가 예측하는 우리은하 내 문명의 수는 약 1만 개에서 수백만 개에 이른다. 그는 "외계 생명체 발견에 관한 한 드레이크는 아주 훌륭한 권위자라고 생각한다"고 전제한 웹은 "그가 외계 생명체를 찾게 될 것이라고 예측한 연도는 2024년인데, 나는 그의 의견에 동의한다"고 밝혔다. 이 추정치는 패널들이 발표한 예측 중 가장 빠른 것에 속한다. 영국 조드럴뱅크 전파천문대 대장 마이크 가렛은 "미래를 예측할 수 있으면 좋겠지만 그것은 너무 낙관적인 예측"이라고 평가하면서 "하지만 앞으로 5년에서 10년 또는 15년 안에 화성에서 생명체를 발견할 수 있는 좋은 기회가 있을 것이라 생각한다. 정말 그 같은 목표를 세우고 화성에서 흥미로운 일을 할 수 있는 준비를 해야 할 것"이라고 제안했다. 한편, 버클리 SETI 연구소의 앤드루 시미언 소장은 이 토론회에서 17년 후인 2036년 10월 22일을 제안했고, 시카고 애들러 플라네타리움 소속 천문학자인 루시앤 월코비츠는 향후 15년 내에 외계 생명체를 발견할 것으로 예측했다. 이러한 토론에서 알 수 있듯이, 외계 생명체 발견에 관한 모든 예측은 확실한 과학적 근거가 없이 어디까지나 예측의 수준에서 벗어나지 못하고 있다. SETI 연구소 소장 겸 CEO인 빌 다이어먼드는 “나는 평생 외계 생명에 대해 생각해왔지만 그것을 찾는 데 생각보다 더 오랜 시간이 걸릴 것으로 본다"면서 "하지만 내 살아 생전에는 반드시 외계 생명체 발견이 이루어질 것이다. 어쩌면 어느 3월에 사자처럼 또는 어린 양처럼 발견될지도 모른다."고 밝혔다. 어쨌든 지구 바깥의 외계에서 생명이 발견된다면 다윈의 '진화론' 이상의 엄청난 충격을 인류 문명에 던질 것이다. 현재 태양계 탐사의 최대 목표는 외계 생명체의 발견에 있으며, 전문가들의 대략 일치된 견해는 조만간 그 발견이 이루어질 거라는 점이다. SF 작가 아서 클라크는 외계 생명체 발견에 대해 "가끔 나는 우주에 우리만 있는 게 아닐까 생각하다가도, 그 반대가 아닐까 싶은 때도 있다. 어떤 경우든 그것은 내게 충격을 준다."고 밝힌 바 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

천문학자들이 우리 은하계에서 이상한 잉여 가스를 발견했다고 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 10일(현지시간) 보도했다. 연구팀은 미국 항공우주국(NASA)의 허블 우주 망원경으로 수집된 10년간의 데이터를 사용한 연구에서 우리은하를 떠나는 것보다 더 많은 양의 가스가 유입되고 있다고 결론지었다. 연구 팀은 가스의 유입과 유출에 의한 불균형의 원인을 아직 찾아내지 못했지만, 두 양 사이에 상당한 불균형이 존재한다는 사실을 확인했다. 연구원들은 허블 망원경에 부착된 COS(Cosmic Origins Spectrograph)의 데이터를 사용하여 이 같은 사실을 알아냈는데, 이 분광기는 빛을 흡수하거나 방출하는 물체를 분석하여 온도와 화학조성, 속도, 밀도 등을 결정할 수 있다. 또한 연구팀은 COS를 사용하여 은하에서 가스의 움직임을 관찰- 추적할 수 있었는데, 가스가 우리은하에서 멀어질수록 붉게 보이는 반면, 가까워질수록 푸른빛을 띠게 된다. 이는 도플러 현상에 의한 것으로, 각각 적색이동, 청색이동으로 불린다. 연구팀은 이 가스의 추적을 통해 '적색'(유출) 가스보다 '청색'(유입) 가스가 더 많음을 파악했다. 이러한 불균형의 원인이 정확히 밝혀지지는 않았지만 다음 세 가지 원인 중 하나에 의해 발생할 수 있을 것으로 생각하고 있다. 첫째, 천문학자들은 이 과도한 가스가 성간 물질에서 나올 수 있으며, 둘째 은하수가 강력한 중력을 행사하여 이웃 작은 은하계에서 가스를 끌어올 수도 있을 것으로 생각한다. 또한, 이 연구가 차가운 가스만을 대상으로 한 것이지만, 만약 더 뜨거운 가스를 대상으로 하더라도 역시 가스의 불균형을 발견할 수 있을 것으로 보고 있다. 초신성 폭발이나 항성풍이 가스를 은하 원반에서 밀어낼 때 가스가 우리은하를 떠나게 되는 반면, 외부에서 가스가 우리은하로 유입되면 새로운 별과 행성들을 형성하는 데 기여하게 된다. 따라서 가스의 유입과 유출 사이의 균형은 우리은하와 같은 은하에서 천체의 형성을 조절하는 데 중요한 기능을 한다. 독일 포츠담 대학 필립 리히터 공동저자는 성명에서 “우리은하에 대한 자세한 연구는 전 우주의 은하계를 이해하기 위한 기초를 제공하며, 우리은하가 우리가 상상했던 것보다 더 복잡하다는 것을 깨달았다”고 말했다. 이 연구는 '천체물리학 저널'에 발표될 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

맑고 투명한 10월의 밤하늘에는 볼거리가 푸짐하다. 중천을 날아가는 천마 형상의 페가수스자리를 길라잡이로 삼으면, 먼저 천마의 콧잔등에 있는 화려한 구상성단 M15을 구경할 수 있다. 이 구상성단은 우리은하에서 가장 밀집된 구상성단의 하나로, 10만 개 이상의 별로 뭉쳐져 있다. 쌍안경이나 소형 망원경으로 쉽게 관측할 수 있다. 또한 천마의 앞다리 부근에 있는 NGC 7331 나선은하, 특이하게도 페가수스자리의 알파별 알페라츠를 공유하는 안드로메다자리의 안드로메다 은하 등등을 여행할 수 있다. 우리은하의 2배 크기인 안드로메다 은하는 40억 년 후 우리은하와 충돌할 예정인데, 지구에서의 거리는 약 250만 광년. 그러니까 오늘밤 우리가 보는 안드로메다의 빛은 지구상에 인류의 그림자도 없고 매머드가 뛰어다닐 무렵인 250만 년 전에 그 은하를 출발한 빛인 셈이다. 좋은 하늘에서는 맨눈으로도 보인다. 사람이 맨눈으로 볼 수 있는 가장 먼 천체가 바로 안드로메다 은하이다. 이번 달에는 용자리 유성우, 오리온자리 유성우도 예약되어 있는 등, 다채로운 10월 밤하늘 이벤트를 정리하면 다음과 같다. 1. 10월 9일 밤 용자리 유성우가 쏟아진다 매년 10월 7일에서 11일 사이에 나타나는 용자리 유성우가 9일 밤 극대, 곧 최고조에 달한다. 유성우는 지구가 혜성 등이 흘리고 간 잔재들과 만날 때 많은 유성이 비처럼 쏟아지는 것처럼 보이는 현상을 뜻한다. 매년 비슷한 시기에 관찰되며, 맨눈으로도 볼 수 있다. 유성우는 마치 하늘의 한 지점으로부터 떨어지는 것처럼 보이는데, 그 지점을 복사점이라 하고, 복사점이 있는 별자리 이름을 따서 유성우 이름을 짓는다. 용자리 유성우는 용자리 γ별 부근에 나타나는 유성군으로서, 자코니비 혜성을 모혜성으로 한다. 1933년 10월 9일 밤 유럽에서 1분에 1000개 이상의 유성우가 보였다는 기록이 있다. 올해의 용자리 유성우는 비교적 '얌전한' 편으로, 극대에도 시간당 10개 정도로 예상되지만, 때로는 놀라운 별똥별 쇼를 펼치기도 하니까 충분히 관측한 가치가 있다고 하겠다. ​ 유성우 관측은 맨눈으로 하는 게 기본이지만, 쌍안경 한 개쯤 준비하면 다른 밤하늘 풍경을 함께 즐길 수 있다. 밤날씨가 쌀쌀하니 특히 보온에 신경을 쓰고, 고개를 오래 들고 있기 어려우니 돗자리나 젖혀지는 의자를 활용하는 게 좋다. 2. 10월 15일 밤 보름달과 천왕성이 만난다 10월 15일 저녁 8부터 화요일 새벽까지 밝은 보름달이 천왕성 아래 5도(또는 천구의 남쪽)를 지나간다. 천왕성은 어두운 하늘에서 쌍안경으로 볼 수 있을 만큼 밝지만, 가까이에서 밝게 빛나는 달이 그것을 압도할 것이다. 물고기 자리 별의 동쪽 하늘에 있는 천왕성의 위치를 기록하고 다음날 밤 달이 이동한 후 천왕성을 관찰하기 바란다. 3. 10월 20일 일요일 밤 수성의 동방최대이각 10월 20일 일요일 밤에는 수성이 태양으로부터 가장 멀리 떨어지는 동방최대이각이 된다. 태양으로터터 동쪽으로 약 25도 거리에서 빛나는 것이다. 하지만 고도가 너무 낮아 북반구의 관측자들은 가까스로 볼 수 있을 뿐이지만, 낮은 위도의 관측자들은 보다 잘 볼 수 있다. 태양에 가장 가까운 궤도를 도는 수성을 볼 수 있는 기회가 그리 많지 않으니 놓치지 말기 바란다. 4. 10월 22일 오리온자리 유성우가 쏟아진다 가장 밝고 아름다운 유성우로 꼽히는 오리온자리 유성우가 10월 22일 밤 절정에 이를 것으로 보인다. 매년 이맘때 나타나는 오리온자리 유성우는 10월 2일부터 11월 7일까지 주로 활동하는 유성우다. 날씨가 맑다면 밝은 유성들을 볼 수 있을 것으로 예상된다. 시간당 유성수(ZHR)는 약 20개며, 유성 속도는 초속 66km다. 집중해서 보지 않으면 어느새 휙 사라져버린다. 오리온자리 유성우의 복사점은 오리온자리 알파별 베텔게우스의 북쪽이다. 베텔게우스는 1등성으로, 오리온자리의 왼쪽 위 모서리에서 빛나는 붉은색 초거성이다. 오리온자리 유성우의 모혜성은 핼리 혜성으로, 이 유성우를 만드는 우주 먼지들은 모두 핼리 혜성이 남기고 간 부스러기인 셈이다. 핼리 혜성이 최근 지구를 찾아온 것은 1986년으로, 다음 접근 시기는 2061년 여름이 될 것으로 예측된다. 5. 10월 28일 천왕성이 충의 위치에 온다 ​10월 28일 오후 5시 천왕성이 충의 위치에 온다. 충이란 지구를 중심으로 하여 외행성이 태양과 정반대의 위치에 오는 시각. 또는 그 상태를 말하며, 이때 외행성과 태양의 적경(赤經) 차이는 180도가 된다. 충의 위치에 오는 천왕성은 올해 지구로부터 가장 가까운 거리에 위치하게 되는데, 약 28억km 거리다. 그러니까 지구-태양간 거리 1.5억km(1AU)의 약 19배 거리가 되는 셈이다. 올 가을 내내 천왕성은 물고기자리를 향해 서진할 것이다. 망원경으로 발견된 최초의 행성인 천왕성은 1781년 4월 영국의 천문학자이자 음악가인 윌리엄 허셜에 의해 발견되었다. 천왕성의 적도면은 궤도면과 98° 경사를 이루고 있다. 자전축이 황도면과 거의 일치하여 공전에 수직인 방향으로 자전한다. 즉, 공전궤도면에 거의 드러누운 모습으로 자전과 공전을 하고 있다. 천왕성의 공전 주기는 84년으로, 발견자 허셜도 84살로 생을 마감했다. 6. 10월 31일 수성-금성이 만난다 10월 31일 목요일 저녁에 남서쪽 하늘에서 낮은 고도의 수성은 태양을 향해 빠르게 날아가 자신보다 훨씬 밝게 금성을 추월할 것이다. 10 월 31일 금성에 최근접하는 거리는 금성의 왼쪽 아래(또는 천구의 남쪽)에서 2.5도이며, 쌍안경으로 보면 한 시야 안에 두 행성을 함께 볼 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

우리은하의 중심에서 거품처럼 생긴 거대 구조를 발견했다고 12일 영국의 일간지 데일리메일이 보도했다. 보도에 따르면, SARAO (Serican Radio Astronomy Observatory) 의 미어캣(MeerKAT) 망원경을 사용하는 국제 팀은 은하수 중심에서 모래 시계처럼 보이는 한 쌍의 거대한 거품 구조를 탐지했다고 밝혔다. 우리은하에서 관측된 대상 중 가장 큰 구조의 하나로 알려진 이 거품 구조는 수백만 년 전 은하수의 초대형 블랙홀 근처에서 일어난 고에너지 분출의 결과일 것으로 과학자들은 생각하고 있다. 우리은하에 오래 전부터 존재했음에도 불구하고 이 거품 구조가 이제야 발견된 것은 두터운 우주 먼지구름을 관통하여 저파 신호를 잡아낼 수 있는 MeerKAT의 첨단 기기 덕분이다. 연구자들은 이번 주 '네이처' 지에 발표된 새 논문에서 모래 시계 모양의 구조를 자세히 설명했다. 이들의 설명에 따르면, 거대 거품 구조의 폭은 수백 광년에 이르는 규모라고 한다. 연구의 제1 저자인 옥스퍼드 대학의 이언 헤이우드는 "우리은하의 중심은 매우 활동적인 블랙홀을 가진 다른 은하들에 비해 비교적 정숙하다"고 전제한 후, "그렇지만 은하수의 중심 블랙홀은 때때로 예기치 못할 정도로 활성화되어 주기적으로 엄청난 양의 먼지와 가스 덩어리를 먹어치우기도 한다"라고 밝히면서 "이런 게걸스러울 정도의 물질 흡수가 전례 없던 강력한 폭발을 야기했을 가능성이 있다"고 덧붙였다. ​미어캣 전파 망원경은 지름 13.5m의 거대한 전파 안테나들이 무려 64개가 모여 함께 움직이며 하늘을 관측하는 대규모 어래이(array)로, 무려 백만 개에 가까운 우리은하 속 별들의 전파 신호를 관측한다. 미어캣 전파망원경 배열은 지난 여름에 완성된 것이며, 또한 이 연구는 미어캣을 사용하여 수집된 데이터를 기반으로 하는 최초의 연구이다. 연구 팀에 따르면, 이 새로운 발견은 1980년대에 발견된 자성 필라멘트의 특성에 대한 해답을 제공함으로써 이 미스터리를 해결하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 예측하고 있다. 이러한 전파 구조는 길이는 수십 광년에 이르지만, 너비는 1광년밖에 안되는 것이다. 노스웨스턴 대학의 파하드 유세프-자데흐는 “미어캣에서 발견된 전파 거품은 필라멘트의 기원을 푸는 데 서광을 비추고 있다"고 밝히면서 "거의 100개가 넘는 자성 필라멘트는 모두 전파 거품으로 예측되고 있다"고 덧붙였다. 이 팀은 미어캣 배열을 사용하여 우리은하 중심을 매우 정밀하게 관찰한 결과, 이러한 '쌍 거품'이 규모와 형태가 거의 동일 함을 밝혀냈다. 이는 쌍 거품 구조가 격렬한 폭발을 통해 반대 방향으로 향한 강력한 분출로 인해 형성되었음을 시사하는 것이다. ​케이프타운에 있는 SARAO의 페르난도 카밀로는“이 거대 거품은 은하 중심에서 나오는 매우 밝은 전파 방출로 인해 지금까지 발견되지 않고 있었다"고 설명하면서 "미어캣의 첨단 기능과 이상적인 배열 위치에 힘입어 이 배경 소음을 없앰으로써 이 같은 발견이 가능하게 된 것"이라고 밝혔다. 그는 이어서 "이 예상치 못한 발견으로 인해 우리는 은하계에서 물질과 에너지가 은하 규모로 방출되는 놀라운 현상을 목격하게 된 것"이라고 덧붙였다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

별들도 가족끼리는 오래 헤어지지 않고 가까이 지낸다. 은하보다는 규모가 작지만 수백 개에서 수십만 개의 별들로 이루어진 집단을 성단(星團)이라고 하는데, 쉽게 말해 소은하의 세계라고 할 수 있다. 이 성단에서도 가족들이 서로 가까이 붙어 있는 경향이 있으며, 이들 ‘형제’는 수십억 년 동안 서로 헤어지지 않은 채 구성원을 이룬다는 새 연구결과가 발표되었다. 과학자들은 유럽우주국(ESA)의 가이아 관측위성의 데이터를 사용하여 우리은하를 둘러싸고 있는 넓은 공간에서 별들이 형성되는 것을 관찰했으며, 한 성운에서 같은 시간대에 형성된 별들의 가족은 마치 끈으로 연결되어 있는 듯이 가까운 공간 내에 오래 같이 머물고 있음을 발견했다. 미국 웨스턴 워싱턴 대학의 연구원이자 대표저자인 마리나 쿤켈은 “우리는 일반적으로 어린 별들이 태어난 지 불과 몇 백만 년 만에 출생지를 떠나 가족과의 유대를 완전히 잃을 것이라고 생각했다"고 전제한 후, "그러나 별은 수십억 년 동안 형제들과 가까이 있을 수 있다는 사실을 발견했다"고 밝혔다.연구팀은 기계학습 알고리즘(machine learning algorithm)을 사용하여 데이터를 분석한 결과, 지구에서 3000광년 떨어진 곳에서 약 2000개의 성단을 새로 발견했다. (1광년은 빛이 1년 동안 달리는 거리로 약 10조㎞쯤 된다) 그들은 또한 수십만 개에 이르는 별의 나이를 결정하여 어떤 별이 ‘가족 관계’인지를 확인할 수 있었다. 쿤켈 박사는 “이 별들의 절반 정도는 끈처럼 길다란 형태를 이루고 있는 것을 발견했는데, 이는 그들이 태어난 거대한 별구름의 형태를 반영하는 것”이라고 설명한다. 별의 나이를 결정하는 것은 쉬운 일이 아니다. 다른 시간에 형성되었지만 비슷한 질량을 가진 별은 거의 비슷하게 보이기 때문이다. 그러나 연구팀의 설명에 따르면, 이러한 가족 별의 무리를 찾기 위해 별들의 움직임을 관찰했다. 같은 출생 구름 내에 형성된 별들은 비슷한 방식으로 움직이는 경향이 있기 때문에 팀은 이같이 비슷한 방식으로 움직이는 별을 찾아냄으로써 별들의 가족 관계를 밝혀낸 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

아름답게 펼쳐진 나선팔이 인상적인 은하의 모습이 '오늘의 사진'으로 공개됐다. 지난 4일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 크고 밝은 핵과 미려한 나선 팔로 유명한 M81 은하의 모습을 홈페이지에 공개했다. 이 사진은 스피처 우주망원경으로 촬영한 적외선 이미지를 재가공한 것으로 스피처 발사 16주년을 맞아 NASA가 공개한 것이다. NASA는 스피처 우주망원경에 탑재돼 있는 ‘적외선어레이카메라’(IRAC·Infrared Array Camera)와 ‘다밴드영상광도계’(MIPS·Multiband Imaging Photometer)에 감지된 두 데이터를 합성해 이 이미지를 만들었다. 　 독일 천문학자 보데가 발견해서 '보데 은하'로도 불리는 M81 은하는 큰곰자리 방향으로 1200만 광년 거리에 있는 유명한 나선은하다. 지름은 대략 9만 광년으로 우리은하보다는 작지만 중심부에 잡은 블랙홀은 우리은하 중심 블랙홀의 10배가 넘는 것으로 알려져있다. 특히 M81 은하가 이처럼 아름다운 나선팔을 갖게 된 것은 이웃에 위치한 M82 은하와의 힘겨루기 때문이다.한편 지난 2003년 발사된 스피처 우주망원경은 세상에 널리 알려진 허블 우주 망원경보다 유명하지는 않지만 이에 못지않은 수많은 과학적 성과를 남겼다. 10m 길이의 길쭉한 스피처 우주망원경은 적외선 영역을 관측하는 용도로 제작됐다. 그 이유는 우주의 셀 수 없이 많는 천체들이 구름과 먼지로 둘러쌓여 그 속을 가시광선으로는 들여다 볼 수 없기 때문이다. 스피처 우주망원경을 통해 인류는 우리은하가 막대 나선 은하라는 사실을 알게됐으며 이웃한 안드로메다 은하의 구조를 보다 정확히 이해할 수 있었다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

국내 연구진이 우리은하 끝자락 어두운 곳에서 처음으로 왜소신성을 발견했다. 한국천문연구원 은하진화그룹, 캐나다 토론토대 공동연구팀은 외계행성탐색시스템(KMTNet)을 이용해 지금까지 발견된 것들보다 훨씬 멀리 떨어져 있는 우리은하 헤일로에 존재하는 왜소신성을 발견했다고 20일 밝혔다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널’에 실렸다. 헤일로는 은하의 원반 주위를 감싸듯 둘러싼 구름 형태 부분으로 천체가 많지 않고 대부분 어둡고 멀리 떨어져 있다. 특히 우주 대부분을 차지하고 있는 암흑물질을 포함하고 있을 것으로 여겨져 천문학자들의 주요 연구대상이다. 주로 구상성단, 행성상 성운 등으로 연구했지만 이번처럼 헤일로에서 발견되는 왜소신성의 수가 늘어나면 헤일로를 연구할 수 있는 새로운 도구가 될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 왜소신성은 신성이나 초신성에 비해 덜 밝아 가까운 거리에 있어야 발견되기 쉽다. 이 때문에 지금까지 발견된 왜소신성들은 대부분 지구로부터 3000 광년 이내의 거리에서 발견됐다.연구팀이 이번에 발견한 왜소신성 ‘KSP-OT-201611a’는 지구로부터는 2만 4000광년, 우리은하 중심에서는 4만 5000광년, 우리은하 평년에서는 5500광년 떨어져 있는 우리은하 외곽 헤일로에 있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 헤일로 근처에 있는 왜소신성은 별 내부의 금속 함량이 적고 만들어진 나이도 많을 것으로 보고 있다. 김상철 천문연구원 박사는 “우리은하 헤일로 천체의 관측은 쉽지 않은데 이번 연구는 24시간 연속관측이 가능한 KMTNet 덕분”이라며 “이번 연구로 금속 함량이 적은 왜소신성을 설명하는데 필요한 이론과 모형을 개선하는데 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

허블우주망원경이 은하들이 충돌하는 현장을 잡았다. 이 '우주의 블랙박스'에 잡힌 충돌하는 은하들은 격렬하게 파편들이 튀는 장면이 아니라, 마치 우아한 춤을 추는 듯한 광경을 보여주고 있다. 두 은하가 마치 발레리나처럼 서로를 끌어 당기면서 우주 춤을 추고 있는 풍경이다. 지난 13일(현지시간) 발표된 허블우주망원경의 은하 충돌 이미지는 두 은하가 점점 더 가까이 접근하는 모습을 보여주는데, 물론 이들을 서로 끌어당기는 힘은 상호 중력이다. 과학자들이 'UGC 2369'라고 부르는 이 ‘슬로우 모션 은하 충돌’은 지구로부터 약 4억 2400만 광년 떨어져 있는 우주공간에서 벌어지고 있는 사건이다. 광년은 초속 30만㎞인 빛이 1년 동안 달리는 거리로, 약 10조㎞에 해당한다. 참고로, 지구-태양 간 거리는 약 1.5억㎞다. 별과 가스, 우주 먼지로 이루어진 두 은하계는 이미 상당히 접근한 상태로, 강한 중력 작용으로 인해 두 은하의 길게 늘어난 물질들이 다리처럼 두 은하를 연결하고 있다. 유럽 우주국(ESA)은 성명에서 이 물질은 두 은하 사이의 ‘축소 분할'(diminishing divide)에서 나온 것이라고 밝혔다. ESA는 “다른 은하와의 상호작용은 은하의 역사에서 흔한 사건”이라고 말하면서 “우리은하와 같은 큰 은하의 경우, 대부분 이러한 상호작용으로 왜소은하들을 합병하기도 하지만, 수십억 년 단위로 볼 때 더 큰 사건이 발생할 수도 있다"고 설명한다. 예컨대, 우리은하 미리내는 주변의 거대 은하인 안드로메다와 약 50억 년 후 충돌할 것으로 예측되고 있다. 안드로메다 은하는 우리은하의 가장 가까운 이웃 은하로서 약 250만 광년 거리 밖에 있다. 두 은하는 현재 시간당 40만㎞로 접근하는데, 이는 지구와 달 사이 거리에 해당하는 수치이다. 충돌 양상은 정면 충돌이 아니라 스치는 듯한 측면 충돌을 할 것으로 보이지만, 두 은하의 별들끼리 충돌할 가능성은 아주 낮다. 별들 사이의 거리가 너무나 멀기 때문에 두 은하는 별들의 충돌 없이 서로 관통할 것으로 예상된다. 따라서 은하 합병으로 인해 우리 태양계가 혼란에 빠질 확률은 아주 낮다. 그러나 그때쯤이면 지구는 달아오르는 태양에 의해 숯덩이가 되어, 두 은하가 지구 하늘에서 몸을 섞는 장관을 볼 수 있는 생명체는 존재하지 않을 것이다. 부지런한 천문학자들은 두 은하가 충돌하여 만들어진 새 은하를 위해 '밀코메다'(Malkomeda) 라는 이름을 벌써 지어놓았다. 허블은 거의 30년 동안 우주에서 은하들을 살펴보고 있다. 가장 유명한 은하 이미지 중 일부는 약 138억 년 전 우주를 형성한 빅뱅 직후까지 거슬러 올라간다. 이 유형의 최근 이미지인 '울트라 딥 필드'(Ultra Deep Field)는 2016년에 제작되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

마치 광선검이 빛을 발해 무엇인가 베어버릴듯 날카롭게 빛나는 은하의 모습이 포착됐다. 지난 7일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 스피처 우주망원경이 촬영한 NGC 5866 은하의 모습을 홈페이지에 공개했다. NASA가 거의 완벽한 '갤럭시 엣지'(Galaxy Edge)라고 표현한 NGC 5866은 지구에서 약 4400만 광년 떨어진 곳에 위치한 은하로 지름은 6만 년이다. 우리은하가 10만 광년에 걸쳐있는 것과 비교하면 절반을 조금 넘지만 질량은 거의 비슷한 것으로 추정된다. 공개된 사진으로 보면 NGC 5866은 납작해보이는데 이는 우리의 시점 때문이다. 우리의 위치에서는 NGC 5866의 가장자리만 보여 전체적인 구조적 특징이 잘 보이지 않는 것. 전문가들은 NGC 5866을 렌즈형 은하(lenticular galaxy)로 분류한다. 일반적으로 은하는 그 모습에 따라 분류되는데 타원형의 모습을 갖춘 타원은하(elliptical galaxy)와 나선팔을 가진 나선은하(spiral galaxy), 그 중간의 모습을 띤 렌즈형 은하(lenticular galaxy)가 있다. 지구가 속한 우리은하와 안드로메다가 바로 나선은하다.　 특히 NGC 5866은 거대한 먼지원반에 둘러쌓여 있어 '속'을 알기힘든 은하인데 그 호기심 해결사는 스피처 우주망원경이다. 10m 길이의 길쭉한 스피처 우주망원경은 적외선 영역을 관측하는 용도로 제작됐다. 그 이유는 우주의 셀 수 없이 많는 천체들이 구름과 먼지로 둘러쌓여 그 속을 가시광선으로는 들여다 볼 수 없기 때문이다. 스피처 우주망원경을 통해 인류는 우리 은하가 막대 나선 은하라는 사실을 알게됐으며 이웃한 안드로메다 은하의 구조를 보다 정확히 이해할 수 있었다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

칠흙같은 어둠 속에서 마치 환하게 꽃처럼 펴있는 은하의 모습이 포착됐다. 최근 유럽우주국(ESA)은 미 항공우주국(NASA)과 공동으로 운영 중인 허블우주망원경이 촬영한 NGC 972의 모습을 사진으로 공개했다. 지구에서 무려 7000만 광년 떨어진 머나먼 양자리에 위치한 NGC 972는 우리은하와 유사한 나선은하로 지름은 대략 7만 광년에 달한다. 사진 속에서 가장 흥미로운 부분은 점점히 오렌지색으로 빛나는 은하의 모습이다. 이에 ESA는 장미꽃처럼 만개한 은하라고 시적인 표현을 썼지만 물론 이는 과학적으로 해석 가능하다. 오렌지색으로 빛나는 부분은 수소가스가 새로 태어난 별들이 내뿜는 빛에 반응해 생긴 것이다. 또 밝은 지역에 어두운 얼룩같은 부분은 우주 먼지다. 지난 1784년 독일 출신의 영국 천문학자인 윌리엄 허셜이 발견한 NGC 972는 영겁의 거리만큼 떨어져 있지만 천문학자들에게는 좋은 연구자료다. 이렇게 거대한 우주먼지와 가스가 진화의 진화를 거듭해 수많은 별을 만들고 항성계를 형성하기 때문이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우리은하 같은 나선 은하는 중심의 벌지(bulge)라고 부르는 팽대부와 그 주변에 나선 형태로 감긴 평평한 디스크로 구성되어 있다. 하지만 별이 밀집된 벌지와 디스크 주변을 둘러싼 가스인 은하 헤일로(halo) 역시 은하의 은하계의 일부다. 은하 헤일로의 대부분은 밀도가 낮은 성간 가스이며 여기에 빵 속에 박힌 건포도처럼 구상 성단이나 은하에서 빠져나온 별 등이 존재한다. 일반적으로 은하 헤일로는 은하를 둘러싼 가스 정도로 생각되지만, 최근에는 은하 진화에 큰 영향을 미친다는 연구 결과들이 나오고 있다. 미국 캘리포니아 대학의 과학자들은 하와이에 설치된 10m 구경의 켁(Keck) 망원경을 이용해서 은하 헤일로가 은하 디스크 성장에 연료 역할을 한다는 증거를 발견했다. 연구팀은 별이 활발하게 생성되는 은하 50개를 관측해 은하 헤일로의 역할을 규명했다. 하지만 희미한 가스인 은하 헤일로를 직접 관측하기는 어렵다. 연구팀은 우선 은하계 뒤에 있는 밝은 퀘이사에서 나오는 빛을 이용해 흡수 스펙트럼을 확보했다. 이후 켁 망원경 및 허블 우주 망원경 관측 결과를 비교해 헤일로 가스의 이동 속도와 방향을 계산했다. 연구를 이끈 캘리포니아 대학의 크리스탈 마틴 교수는 헤일로가 은하와 같은 방향으로 회전하고 있으며 이런 일이 매우 흔하게 발생한다고 설명했다. 하지만 일부 헤일로 가스는 속도를 잃고 중력에 의해 디스크 방향으로 흡수된다. 이는 지구 주변을 공전하는 인공 위성이 미세한 마찰로 점차 속도를 잃고 궤도가 낮아져 지구 대기권으로 진입하게 되는 것과 비슷하다. 헤일로 가스의 밀도는 매우 낮지만, 부피는 디스크나 벌지보다 훨씬 크기 때문에 여기서 유입되는 가스는 은하 디스크의 질량을 늘리고 새로운 별을 만들 수 있다. 다시 말해 은하 헤일로가 단순히 은하 주변의 희박한 가스가 아니라 은하를 성장시키는 연료인 셈이다. 연구팀은 앞으로 후속 연구를 통해서 유입되는 가스의 양을 정확하게 측정해 얼마나 빠른 속도로 은하를 성장시키는지 밝혀낼 계획이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

수백억, 수천억 개의 별(항성)로 이뤄져 빛나는 은하를 찍은 사진을 볼 때마다 신비함을 감출 수 없다. 태양계가 속해 있는 우리은하처럼 나선팔을 가진 나선은하, 럭비공 같은 타원모양 은하 등 다양한 형태는 신비감을 더해주고 있다. 그런데 이런 은하의 모양들은 어떻게 만들어지는걸까. 서울대 물리천문학부 임명신 교수팀이 다양한 은하의 모양을 결정짓는 원리를 규명했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘네이처 애스트로너미’ 최신호(24일자)에 실렸다. 우주에서 가장 흔한 은하는 우리은하처럼 나선팔 모양 구조를 가진 나선은하이다. 나선은하 중 3분의 1은 중심 부분이 막대 모양을 하고 있는데 이런 은하를 ‘막대나선은하’라고 부른다. 막대구조는 막대나선은하의 핵심 부분으로 은하의 별 탄생과 은하 중심에 있는 거대블랙홀 성장에 큰 영향을 미친다. 막대구조 형성에 대한 가설은 여러 가지가 있지만 은하 내부적 요인 때문이라는 형성모델과 주변 은하의 중력 작용 때문이라는 환경효과모델 2가지가 가장 유력하지만 둘 중 어느 것도 정확하게 은하 모양 형성에 대해 설명해주지 못하고 있어 은하모양 형성원리 규명은 우주과학자들에게 난제로 남아있었다. 연구팀은 ‘슬론 디지털 스카이 서베이’라는 외부은하 탐사 관측자료를 정밀 분석해 105개의 은하단과 1377개의 나선은하를 선별했고 이 가운데 16개가 충돌 중인 은하단이라는 것을 밝혀냈다. 특히 충돌 중인 은하단에서 막대나선은하의 발생 빈도가 눈에 띄게 많다는 사실을 확인함으로써 은하단 충돌과정에서 막대구조가 형성될 수 있다는 것을 알아낸 것이다.은하단의 충돌이 막대구조를 만들어 낼 수 있다는 주장은 약 20년 전 한 이론연구에서 제안됐지만 관측이 뒷받침되지 않아 은하구조 연구에서 잊혀져 왔다. 그런데 이번 한국 과학자들의 관측자료 분석에 의해 밝혀지게 된 것이다. 임명신 서울대 교수는 “이번 연구는 은하의 특성이 은하단 충돌이라는 우주의 급격한 환경변화에 의해서도 좌지우지될 수 있다는 것을 밝혀냄으로써 은하구조 연구에 새로운 패러다임을 제시했다는 점에서 뜻깊다”라며 “은하단 충돌이 막대나선은하 다른 특성에 어떤 영향을 미치는지 추가연구를 진행할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리은하는 국부 은하군에서 안드로메다 은하 다음으로 큰 대형 은하로 여러 개의 위성 은하를 거느리고 있다. 대마젤란 은하처럼 비교적 큰 은하를 제외하면 대부분 매우 작고 어두운 은하로 우리은하의 중력에 이끌려 그 주변을 공전하고 있다. 이 가운데 최근 발견되어 가장 큰 주목을 받은 은하가 작년에 발견된 안틀리아 2(Antlia 2)이다. 안틀리아 2는 대마젤란 은하와 견줄 만한 대형 위성 은하지만, 매우 어두워 작년까지 존재를 몰랐다. 안틀리아 2는 우리은하와는 달리 별과 가스가 거의 없고 정체를 모르는 암흑 물질이 대부분인 은하로 우리은하에서의 거리는 13만 광년 정도이다. 과학자들은 유럽우주국의 가이아 위성 데이터를 분석해 유령처럼 숨어 있던 안틀리아 2의 존재를 확인했다. 로체스터 대학 연구팀은 여기서 한발 더 나아가 안틀리아 2와 우리은하의 상호 작용을 연구했다. 연구팀은 안틀리아 2가 별이 거의 없어 어둡긴 하지만, 상당한 질량을 지닌 은하로 중력을 통해 우리 은하의 형태에 영향을 줄 수 있다는 점을 확인했다. 정교한 시뮬레이션 결과는 더 흥미로운 가능성을 제기했다. 수억 년 전 안틀리아 2가 우리은하 디스크와 충돌한 후 물결 형태의 파장이 남았다는 것이다.우리은하 디스크 일부가 마치 파도 같은 형태로 왜곡되어 있다는 사실은 이전부터 알려져 있었지만, 그 정확한 이유는 몰랐다. 이번 연구를 통해 안틀리아 2가 유력한 용의자로 떠오른 셈이다. 연구팀은 앞으로 진행될 가이아의 추가 관측 데이터 및 다른 망원경의 관측 데이터를 통해 이 가설을 검증할 계획이다. 참고로 가이아는 수많은 천체의 위치와 거리, 이동 속도 및 방향, 스펙트럼 등의 데이터를 수집하는 관측 위성으로 작년에 17억 개의 별을 관측한 데이터를 공개했다. 물론 현재도 데이터 수집은 현재 진행형이며 앞으로 더 많은 데이터를 공개할 예정이다. 이 데이터에는 안틀리아 2와 우리 은하의 충돌은 물론 예상하지 못했던 더 흥미로운 이야기도 담겨 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com