블랙홀들은 배가 고프다. 그래서 닥치는 대로 먹어치운다. 여기에 예외란 없다. 천문학자들로 이루어진 다국적 팀이 블랙홀이 별을 통째로 꿀꺽하고는 트림처럼 고속 플라스마를 우주공간으로 방출하는 현장을 목격했다. 이 거대한 에너지의 흐름은 우리 태양이 1000만년 동안 생산하는 에너지와 맞먹는 것으로 보인다. 문제의 블랙홀은 지구로부터 3억 광년 떨어진 PGC 43234 -300이라는 은하 중심에 똬리를 틀고 있는 것으로, 우리 태양 질량의 100만 배 정도지만, 초질량의 블랙홀에 비한다면 비교적 경량급에 속하는 것이다. 하지만 엄청난 중력을 갖고 있어 우리 태양 정도 크기의 별 하나 정도는 떡 먹듯이 먹어치울 수 있다. 과학자들은 블랙홀이 별이나 거대 성간 가스 뭉치들을 집어삼킬 때 자신의 열린 부분, 곧 사건 지평선 밖으로 고속의 플라스마 제트를 방출한다는 가설을 오래 전부터 세워놓고 있었다. 그러나 지금까지 그 현장이 목격된 적이 없어 어디까지나 가설 수준에서 벗어나지 못하고 있었다. 왜냐하면, 블랙홀에 붙잡혀 먹이감이 되는 운 나쁜 별들이 좀처럼 드물기 때문이다. 이번에 별이 잡아먹히는 현장은 그래도 지구에서 비교적 가까운 PGC 43234 은하에서 일어났기 때문에 관측될 수 있었다. 연구에 참여한 조에르트 판 벨젠 존홉킨스 대학 교수는 "매우 보기 드문 광경" 이라면서 "별이 파괴되고 원뿔형 제트가 분출되는 전 과정을 몇 달에 걸쳐 빠짐없이 지켜봤다. 이런 관측은 최초" 라고 의미를 부여했다. 블랙홀이 별을 집어삼키는 광경은 2014년 12월 처음으로 미국 오하이오 주립대 연구자들에 의해 발견되었다. 그들은 하와이에 있는 광학망원경으로 그 현장을 포착했던 것이다. 이에 영국 옥스퍼드 대학의 천문학자들이 포함된 판 벨젠 박사 팀은 전파망원경으로 사건의 사건의 전과정을 추적해보기로 결정했다. 광학망원경과 전파망원경, 그리고 X선 신호 등으로 모니터링한 데이터들을 총합한 결과, 그들은 다양한 영역의 파장에 걸친 이미지들을 확보할 수 있었다. 논문을 게재한 ‘사이언스’ 지의 보도에 따르면, 블랙홀이 물질을 빨아들일 때 주변에 형성되는 회오리 같은 ‘강착원반’으로부터 분출되는 것은 물질이 아니라, 별이 블랙홀에 삼켜진 결과 나타나는 강력한 전파방출임이 확인되었다. 벨젠 교수는 "블랙홀에 의해 별이 파괴되는 과정은 참으로 복잡하고 아릅답지만, 아직까지 우리는 이를 완전히 이해하지 못하고 있다" 면서 "앞으로 이번 관측자료를 토대로 별의 잔해들이 어떻게 빠른 제트를 만들 수 있는가를 연구해 블랙홀의 먹이 활동에 관한 완벽한 이론을 세울 것" 이라고 설명했다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

태양보다 무려 42배나 더 뜨거운, 그야말로 ‘핫’(hot)한 별이 발견돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 국 일간지 데일리메일의 26일자 보도에 따르면 최근 독일 튀빙겐 대학 연구진이 허블우주망원경을 이용해 관찰한 결과, 백색왜성인 ‘RX J0439.8-6809’는 표면 온도가 무려 25만℃에 달한다. 이는 태양보다 약 42배 더 뜨거운 온도이며, 지금까지 알려진 가장 뜨거운 별(5만℃)의 5배에 달하는 열기를 의미한다. 일반적으로 우리 태양의 온도는 6000℃ 이하로 알려져 있으며, 약 46억년 동안 비교적 안정적인 온도를 유지하고 있다. 만약 태양이 불타오르기 시작한다면 최대 18만℃까지 온도가 오를 수 있으며, 지구를 포함한 태양계 모든 행성이 한꺼번에 잿더미로 변할 수 있다. 연구결과에 따르면 이 백색왜성이 가장 뜨거웠던 시점은 지금으로부터 1000년 전으로 거슬러 올라간다. 1000년 전 이 별의 온도는 무려 40만℃에 달했으며, 현재는 냉각기에 해당돼 온도가 낮아지는 과정이다. 이 백색왜성이 처음 발견된 것은 20여 년 전인데, 당시 밝기가 매우 높아 우리 은하계와 거리가 매우 근접한 것으로 추정된 바 있다. 그러나 최근 허블우주망원경으로 조사한 결과 이 백색왜성은 우리 은하계 변두리 궤도를 초당 220㎞의 속도로 움직인다는 사실이 밝혀졌다. 지구와 초고온 백색왜성 사이에는 다양한 화합물질이 혼합된 가스형태의 기체와 우주먼지 등이 존재한다. 연구진은 “별은 생애의 마지막에 다다랐을 때 자신이 가진 모든 중심 에너지를 사용하기 때문에 표면 온도가 치솟는다”면서 “고온의 해당 백색왜성 역시 점차 죽어가는 과정에 있는 것”이라고 설명했다. 한편 이번 연구결과는 국제 천문학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

태양보다 무려 42배나 더 뜨거운, 그야말로 ‘핫’(hot)한 별이 발견돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 국 일간지 데일리메일의 26일자 보도에 따르면 최근 독일 튀빙겐 대학 연구진이 허블우주망원경을 이용해 관찰한 결과, 백색왜성인 ‘RX J0439.8-6809’는 표면 온도가 무려 25만℃에 달한다. 이는 태양보다 약 42배 더 뜨거운 온도이며, 지금까지 알려진 가장 뜨거운 별(5만℃)의 5배에 달하는 열기를 의미한다. 일반적으로 우리 태양의 온도는 6000℃ 이하로 알려져 있으며, 약 46억년 동안 비교적 안정적인 온도를 유지하고 있다. 만약 태양이 불타오르기 시작한다면 최대 18만℃까지 온도가 오를 수 있으며, 지구를 포함한 태양계 모든 행성이 한꺼번에 잿더미로 변할 수 있다. 연구결과에 따르면 이 백색왜성이 가장 뜨거웠던 시점은 지금으로부터 1000년 전으로 거슬러 올라간다. 1000년 전 이 별의 온도는 무려 40만℃에 달했으며, 현재는 냉각기에 해당돼 온도가 낮아지는 과정이다. 이 백색왜성이 처음 발견된 것은 20여 년 전인데, 당시 밝기가 매우 높아 우리 은하계와 거리가 매우 근접한 것으로 추정된 바 있다. 그러나 최근 허블우주망원경으로 조사한 결과 이 백색왜성은 우리 은하계 변두리 궤도를 초당 220㎞의 속도로 움직인다는 사실이 밝혀졌다. 지구와 초고온 백색왜성 사이에는 다양한 화합물질이 혼합된 가스형태의 기체와 우주먼지 등이 존재한다. 연구진은 “별은 생애의 마지막에 다다랐을 때 자신이 가진 모든 중심 에너지를 사용하기 때문에 표면 온도가 치솟는다”면서 “고온의 해당 백색왜성 역시 점차 죽어가는 과정에 있는 것”이라고 설명했다. 한편 이번 연구결과는 국제 천문학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

태양보다 무려 42배나 더 뜨거운, 그야말로 ‘핫’(hot)한 별이 발견돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 국 일간지 데일리메일의 26일자 보도에 따르면 최근 독일 튀빙겐 대학 연구진이 허블우주망원경을 이용해 관찰한 결과, 백색왜성인 ‘RX J0439.8-6809’는 표면 온도가 무려 25만℃에 달한다. 이는 태양보다 약 42배 더 뜨거운 온도이며, 지금까지 알려진 가장 뜨거운 별(5만℃)의 5배에 달하는 열기를 의미한다. 일반적으로 우리 태양의 온도는 6000℃ 이하로 알려져 있으며, 약 46억년 동안 비교적 안정적인 온도를 유지하고 있다. 만약 태양이 불타오르기 시작한다면 최대 18만℃까지 온도가 오를 수 있으며, 지구를 포함한 태양계 모든 행성이 한꺼번에 잿더미로 변할 수 있다. 연구결과에 따르면 이 백색왜성이 가장 뜨거웠던 시점은 지금으로부터 1000년 전으로 거슬러 올라간다. 1000년 전 이 별의 온도는 무려 40만℃에 달했으며, 현재는 냉각기에 해당돼 온도가 낮아지는 과정이다. 이 백색왜성이 처음 발견된 것은 20여 년 전인데, 당시 밝기가 매우 높아 우리 은하계와 거리가 매우 근접한 것으로 추정된 바 있다. 그러나 최근 허블우주망원경으로 조사한 결과 이 백색왜성은 우리 은하계 변두리 궤도를 초당 220㎞의 속도로 움직인다는 사실이 밝혀졌다. 지구와 초고온 백색왜성 사이에는 다양한 화합물질이 혼합된 가스형태의 기체와 우주먼지 등이 존재한다. 연구진은 “별은 생애의 마지막에 다다랐을 때 자신이 가진 모든 중심 에너지를 사용하기 때문에 표면 온도가 치솟는다”면서 “고온의 해당 백색왜성 역시 점차 죽어가는 과정에 있는 것”이라고 설명했다. 한편 이번 연구결과는 국제 천문학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

별은 인간과 비교할 수 없을 만큼 긴 시간 빛나지만, 그 역시 생자필멸(生者必滅)의 숙명을 벗어날 수 없다. 태양과 비슷한 질량을 가진 별은 태어난 지 100억 년 정도 후 별 중심부의 핵연료가 고갈되면 결국 백색왜성으로 최후를 맞이한다. 우리 은하계에는 이런 백색왜성이 매우 흔하다. 특히 은하 중심부의 벌지(bulge)에는 매우 많은 수의 백색왜성이 있는 것으로 추정된다. 이곳에 있는 별들은 생성된 지 오래되어 이미 백색왜성이 된 별이 많기 때문이다. 거대한 별들의 무덤이 있다고 해도 과언이 아닐 정도. 보통 백색왜성은 일반적인 별보다 어두워 관측이 어렵지만, 미 항공우주국(NASA)의 허블 우주 망원경은 수만 광년 떨어진 은하 중심부에서 백색왜성의 모습을 포착하는 데 성공했다. (사진) 우주 망원경 연구소의 아날리사 칼라미다의 설명에 의하면 이번에 포착한 70개의 백색왜성은 조사 지역에 존재하는 백색왜성 가운데 극히 일부에 지나지 않는다. 연구팀의 추정으로는 무려 10만 개의 백색왜성이 이곳에 존재하며 이번에 관측에 성공한 것은 백색왜성 중 매우 밝은 것이다. 그런데 이미 연료가 떨어져 핵융합 반응이 일어나지 않는 백색왜성이 어떻게 밝게 빛날 수가 있을까? 그 비밀은 온도에 있다. 백색왜성은 남은 핵연료 부산물들이 강한 중력으로 뭉쳐 행성만 한 크기에도 불구하고 큰 질량을 가지고 있다. 지구와 비슷한 지름의 백색왜성이라도 밀도는 지구의 20만 배 수준이다. 따라서 막대한 열에너지가 백색왜성에 보존될 수 있다. 별이 타고 남은 재라도 그 안에는 상당한 열에너지가 있다. 별의 남은 부분이 백색왜성이 되어 작은 크기로 압축되면, 표면적이 작아지면서 도리어 표면 온도는 섭씨 수만 도까지 올라갈 뿐 아니라 열을 쉽게 빼앗기지 않는다. 이 열이 식기 전까지 백색왜성은 일반적인 별보다는 당연히 어둡지만, 스스로 빛을 방출한다. 이 백색왜성들은 50~60억 년 이후 태양의 미래를 먼저 보여주고 있다. 영원할 것만 같던 태양도 먼 훗날 이렇게 작고 밀도가 큰 백색왜성이 될 것이다. 생자필멸은 인간은 물론 태양 역시 피할 수 없는 운명이기 때문이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com　

별은 인간과 비교할 수 없을 만큼 긴 시간 빛나지만, 그 역시 생자필멸(生者必滅)의 숙명을 벗어날 수 없다. 태양과 비슷한 질량을 가진 별은 태어난 지 100억 년 정도 후 별 중심부의 핵연료가 고갈되면 결국 백색왜성으로 최후를 맞이한다. 우리 은하계에는 이런 백색왜성이 매우 흔하다. 특히 은하 중심부의 벌지(bulge)에는 매우 많은 수의 백색왜성이 있는 것으로 추정된다. 이곳에 있는 별들은 생성된 지 오래되어 이미 백색왜성이 된 별이 많기 때문이다. 거대한 별들의 무덤이 있다고 해도 과언이 아닐 정도. 보통 백색왜성은 일반적인 별보다 어두워 관측이 어렵지만, 미 항공우주국(NASA)의 허블 우주 망원경은 수만 광년 떨어진 은하 중심부에서 백색왜성의 모습을 포착하는 데 성공했다. (사진) 우주 망원경 연구소의 아날리사 칼라미다의 설명에 의하면 이번에 포착한 70개의 백색왜성은 조사 지역에 존재하는 백색왜성 가운데 극히 일부에 지나지 않는다. 연구팀의 추정으로는 무려 10만 개의 백색왜성이 이곳에 존재하며 이번에 관측에 성공한 것은 백색왜성 중 매우 밝은 것이다. 그런데 이미 연료가 떨어져 핵융합 반응이 일어나지 않는 백색왜성이 어떻게 밝게 빛날 수가 있을까? 그 비밀은 온도에 있다. 백색왜성은 남은 핵연료 부산물들이 강한 중력으로 뭉쳐 행성만 한 크기에도 불구하고 큰 질량을 가지고 있다. 지구와 비슷한 지름의 백색왜성이라도 밀도는 지구의 20만 배 수준이다. 따라서 막대한 열에너지가 백색왜성에 보존될 수 있다. 별이 타고 남은 재라도 그 안에는 상당한 열에너지가 있다. 별의 남은 부분이 백색왜성이 되어 작은 크기로 압축되면, 표면적이 작아지면서 도리어 표면 온도는 섭씨 수만 도까지 올라갈 뿐 아니라 열을 쉽게 빼앗기지 않는다. 이 열이 식기 전까지 백색왜성은 일반적인 별보다는 당연히 어둡지만, 스스로 빛을 방출한다. 이 백색왜성들은 50~60억 년 이후 태양의 미래를 먼저 보여주고 있다. 영원할 것만 같던 태양도 먼 훗날 이렇게 작고 밀도가 큰 백색왜성이 될 것이다. 생자필멸은 인간은 물론 태양 역시 피할 수 없는 운명이기 때문이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com　

우리 태양보다 작고 어두운 한 ‘난쟁이 별’에 예상보다 훨씬 강력한 자기장이 생성된 것을 천문학자들이 세계 최대 알마(ALMA) 전파망원경을 사용한 관측으로 밝혀냈다. 질량이 작고 어두운 적색의 빛을 내 ‘적색왜성’으로 분류되는 이 별은 천문학계에서는 잘 알려진 ‘TVLM 513-46546’으로 불리며, 지구로부터 목동자리 방향으로 약 35광년 거리에 있다. 이 항성은 거의 2시간마다 한 바퀴를 회전(자전)할 정도로 빠르게 돌고 있다. 참고로 우리 태양의 자전 주기는 약 25일이다. 특히 이 별의 질량은 우리 태양의 10분 1 정도밖에 안 될 정도로 작고 덜 뜨거운데 내부의 수소를 핵융합 반응으로 헬륨으로 바꿈으로써 빛을 발하지만 중수소가 아닌 경수소를 태워 질량이 더 작은 갈색왜성과 구분된다. 그런데 천문학자들이 알마 망원경으로 관측한 적색왜성 ‘TVLM 513-46546’에는 우리 태양의 가장 강력한 자기장 영역에서 나오는 자기장만큼 강력한 자기장을 생성하는 것으로 나타났다. 이런 기이한 자기장은 우리 태양의 플레어와 같은 폭발이 지속해서 일어난다고 천문학자들은 예상한다. 특히 이 난쟁이 별의 플레어에는 우리 태양처럼 활동하는 자기력선이 조밀하게 있어, 그로부터 나온 전자의 경로를 바꿔 그 전파신호를 알마 망원경으로 감지할 수 있었다고 한다. 또한 이런 강력한 플레어의 활동은 별에서 가까운 행성에 하전 입자를 퍼부었을 것이라고 천문학자들은 말한다. 이번 연구를 이끈 피터 윌리엄스 하버드-스미스소니언 천문학센터(CfA) 박사는 “만일 이런 별이 우리 주위에 있었다면, 우리는 어떠한 위성 통신도 할 수 없었을 것”이라면서 “사실, 이런 폭풍치는 듯한 환경에서 생명체가 진화하기에는 극단적으로 어려울 것”이라고 말했다. 천문학자들은 미국 뉴멕시코주(州) 소코로에 있는 국립전파천문대(NRAO) 소속 ‘젠스키 전파 망원경망’(VLA)에서 나온 이전 자료에서 이 난쟁이 별이 태양의 가장 극단적인 자기 영역에서 나오는 자기장과 비슷하며 태양의 평균 자기장보다 수백 배 더 강력한 장기장을 방출한다는 것을 알아냈다. 그런데 태양이 자기장을 생성하는 물리적 과정을 봤을 때 그처럼 작은 별에서는 강력한 자기장이 일어나는 것이 불가능하다고 여겼었다. 이 연구에 참여한 CfA 천문학자인 에도 베르게르 하버드대 교수는 “이 별을 자기적으로만 봤을 때 우리 태양과 매우 다른 것”이라고 말했다. 연구진은 알마 망원경으로 이 별을 관측했을 때 특히 높은 주파수(95GHz)가 방출되는 것을 발견했다. 이런 무선 신호는 전자들이 더 강력한 자기력선 근처를 돌아다니는 과정인 ‘싱크로트론 방출’(synchrotron emission)에 의해 만들어진다고 한다. 그런데 이런 고주파를 가진 플레어 같은 것이 방출되는 것이 적색왜성에서 감지된 사례는 이번이 처음이다. 또 이 별이 밀리미터(mm) 파장에서 감지된 사례도 처음이어서 알마 망원경을 사용한 연구에 새로운 길을 개척했다고 연구진은 생각하고 있다. 우리 태양에서도 태양 플레어가 발생할 때 비슷한 방출을 생성하지만 이는 간헐적이다. 무엇보다, 이 별의 강력한 자기장 방출은 태양이 생산하는 것보다 1만 배나 더 밝다. 질량은 태양의 10%밖에 안 되는 것이 말이다. 천문학자들은 알마 망원경을 사용해 4시간 연속 관측에서 이 별이 지속해서 활성화돼 있는 것을 목격했다. 이는 외계행성 중 거주 가능한 곳을 찾는데 중요한 의미가 있다. 적색왜성은 우리 은하에서 가장 흔한 별로, 행성 탐색에서 주 표적이 된다. 하지만 이런 적색왜성은 태양만큼 뜨겁지 않아서 그 별에 가까운 행성에만 생명이 사는 데 필수적인 액체 상태의 물이 존재할 수 있다는 것이다. 그런데 이런 근거리라는 이점이 이 적색왜성에서만큼은 행성의 대기를 날려버리거나 표면의 복잡한 분자를 파괴할 수 있는 방사선 중심에 놓일 수 있다고 천문학자들은 추측하고 있다. 이들은 이제 이 별만이 이상한 것인지 아니면 같은 유형의 다른 별에도 이런 현상이 일어나고 있는지 연구할 계획이다. 한편 이번 연구결과는 국제학술지인 ‘천체물리학회지’(The Astrophysical Journal) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리 태양보다 작고 어두운 한 ‘난쟁이 별’에 예상보다 훨씬 강력한 자기장이 생성된 것을 천문학자들이 세계 최대 알마(ALMA) 전파망원경을 사용한 관측으로 밝혀냈다. 질량이 작고 어두운 적색의 빛을 내 ‘적색왜성’으로 분류되는 이 별은 천문학계에서는 잘 알려진 ‘TVLM 513-46546’으로 불리며, 지구로부터 목동자리 방향으로 약 35광년 거리에 있다. 이 항성은 거의 2시간마다 한 바퀴를 회전(자전)할 정도로 빠르게 돌고 있다. 참고로 우리 태양의 자전 주기는 약 25일이다. 특히 이 별의 질량은 우리 태양의 10분 1 정도밖에 안 될 정도로 작고 덜 뜨거운데 내부의 수소를 핵융합 반응으로 헬륨으로 바꿈으로써 빛을 발하지만 중수소가 아닌 경수소를 태워 질량이 더 작은 갈색왜성과 구분된다. 그런데 천문학자들이 알마 망원경으로 관측한 적색왜성 ‘TVLM 513-46546’에는 우리 태양의 가장 강력한 자기장 영역에서 나오는 자기장만큼 강력한 자기장을 생성하는 것으로 나타났다. 이런 기이한 자기장은 우리 태양의 플레어와 같은 폭발이 지속해서 일어난다고 천문학자들은 예상한다. 특히 이 난쟁이 별의 플레어에는 우리 태양처럼 활동하는 자기력선이 조밀하게 있어, 그로부터 나온 전자의 경로를 바꿔 그 전파신호를 알마 망원경으로 감지할 수 있었다고 한다. 또한 이런 강력한 플레어의 활동은 별에서 가까운 행성에 하전 입자를 퍼부었을 것이라고 천문학자들은 말한다. 이번 연구를 이끈 피터 윌리엄스 하버드-스미스소니언 천문학센터(CfA) 박사는 “만일 이런 별이 우리 주위에 있었다면, 우리는 어떠한 위성 통신도 할 수 없었을 것”이라면서 “사실, 이런 폭풍치는 듯한 환경에서 생명체가 진화하기에는 극단적으로 어려울 것”이라고 말했다. 천문학자들은 미국 뉴멕시코주(州) 소코로에 있는 국립전파천문대(NRAO) 소속 ‘젠스키 전파 망원경망’(VLA)에서 나온 이전 자료에서 이 난쟁이 별이 태양의 가장 극단적인 자기 영역에서 나오는 자기장과 비슷하며 태양의 평균 자기장보다 수백 배 더 강력한 장기장을 방출한다는 것을 알아냈다. 그런데 태양이 자기장을 생성하는 물리적 과정을 봤을 때 그처럼 작은 별에서는 강력한 자기장이 일어나는 것이 불가능하다고 여겼었다. 이 연구에 참여한 CfA 천문학자인 에도 베르게르 하버드대 교수는 “이 별을 자기적으로만 봤을 때 우리 태양과 매우 다른 것”이라고 말했다. 연구진은 알마 망원경으로 이 별을 관측했을 때 특히 높은 주파수(95GHz)가 방출되는 것을 발견했다. 이런 무선 신호는 전자들이 더 강력한 자기력선 근처를 돌아다니는 과정인 ‘싱크로트론 방출’(synchrotron emission)에 의해 만들어진다고 한다. 그런데 이런 고주파를 가진 플레어 같은 것이 방출되는 것이 적색왜성에서 감지된 사례는 이번이 처음이다. 또 이 별이 밀리미터(mm) 파장에서 감지된 사례도 처음이어서 알마 망원경을 사용한 연구에 새로운 길을 개척했다고 연구진은 생각하고 있다. 우리 태양에서도 태양 플레어가 발생할 때 비슷한 방출을 생성하지만 이는 간헐적이다. 무엇보다, 이 별의 강력한 자기장 방출은 태양이 생산하는 것보다 1만 배나 더 밝다. 질량은 태양의 10%밖에 안 되는 것이 말이다. 천문학자들은 알마 망원경을 사용해 4시간 연속 관측에서 이 별이 지속해서 활성화돼 있는 것을 목격했다. 이는 외계행성 중 거주 가능한 곳을 찾는데 중요한 의미가 있다. 적색왜성은 우리 은하에서 가장 흔한 별로, 행성 탐색에서 주 표적이 된다. 하지만 이런 적색왜성은 태양만큼 뜨겁지 않아서 그 별에 가까운 행성에만 생명이 사는 데 필수적인 액체 상태의 물이 존재할 수 있다는 것이다. 그런데 이런 근거리라는 이점이 이 적색왜성에서만큼은 행성의 대기를 날려버리거나 표면의 복잡한 분자를 파괴할 수 있는 방사선 중심에 놓일 수 있다고 천문학자들은 추측하고 있다. 이들은 이제 이 별만이 이상한 것인지 아니면 같은 유형의 다른 별에도 이런 현상이 일어나고 있는지 연구할 계획이다. 한편 이번 연구결과는 국제학술지인 ‘천체물리학회지’(The Astrophysical Journal) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주에서 천체끼리의 충돌은 흔하게 발생하는 일이다. 행성에 운석이나 소행성이 충돌하는 일은 매우 흔하다. 은하라고 해서 예외는 아니다. 사실 현재의 대형 은하들은 작은 은하들의 충돌과 합체를 통해서 커졌다고 보고 있다. 우리 은하는 수십 억 년 후에는 안드로메다은하와 충돌해 밤하늘에 장관을 연출할 것이다. 하지만 우주의 충돌 가운데 가장 격렬한 충돌은 바로 블랙홀끼리의 충돌이다. 두 블랙홀의 충돌은 엄청난 에너지를 발생시키는 거대한 사건이지만, 특히 충돌 당사자가 거대 질량 블랙홀이라면, 충돌 시 내놓는 에너지는 상상을 초월한다. 그런데 이런 일이 발생할 수 있을까? 대답은 ‘그렇다’이다. 보통 은하 중심에는 태양 질량의 수백만 배 이상의 거대 질량 블랙홀이 존재한다. 은하가 충돌할 때 사실 대부분 별은 멀리 떨어져 있어 서로 충돌하는 경우는 거의 없다. 문제는 중심부에 있는 블랙홀이 근접하는 경우다. 은하에서 가장 큰 질량을 가진 천체끼리는 결국 강한 중력 때문에 서로 가까워져 충돌하는 운명에 놓이게 된다. 천문학자들은 지구에서 35억 광년 떨어진 위치에서 퀘이사 PKS 1302-102를 발견했다. 이 퀘이사를 연구한 캘리포니아 공과대학의 매튜 그라함(Matthew Graham)에 의하면 이 퀘이사의 정체는 사실 두 개의 거대 질량 블랙홀이며 이제 충돌의 마지막 과정에 들어선 상태다. 과학자들은 퀘이사의 정체가 은하 중심의 거대 블랙홀이라는 것을 알고 있다. 그런데 이 퀘이사 가운데서 주기적으로 밝기가 변하는 것이 있다. 이런 현상이 일어나는 이유는 사실은 거대 블랙홀이 하나 대신 두 개이기 때문이다. 이들이 서로의 주위를 공전하면서 블랙홀이 방출하는 강력한 물질의 흐름인 제트(jet)의 방향이 바뀌면 공전 주기에 따라 밝기가 변하는 현상이 발생한다. 연구팀은 이 블랙홀이 1억 년 이내로 하나로 합쳐지면서 아인슈타인이 예언한 중력파를 포함해서 강력한 에너지를 방출할 것으로 예상했다. 왜냐하면, 지난 20년간의 관측 결과를 종합한 결과 5년 주기로 밝기가 변했기 때문이다. 짧은 공전주기는 두 블랙홀이 거대한 질량에 비해 매우 가까운 거리에서 서로 공전하고 있다는 것을 의미한다. 사실 빛이 지구까지 오는 거리를 생각할 때 이 두 블랙홀은 이미 하나로 합쳐졌을 것이다. 두 개의 블랙홀이 합쳐지면 남는 것은 더 거대한 질량을 지닌 블랙홀이다. 블랙홀끼리의 충돌과 합체는 은하 중심부에 왜 그렇게 거대한 블랙홀이 존재하는지 설명해준다. 주변에서 물질을 흡수하는 것은 물론이고 블랙홀 간의 합체를 거듭할수록 더 거대한 블랙홀이 되기 때문이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

　을씨년스런 날씨에 몸이 움츠러들 때에는 매운 양념의 닭볶음탕이나 감자탕을 먹는 게 제격일 것이다. 닭고기 찜 또는 돼지 등뼈 고기에다 고추, 파, 마늘, 생강 등 알싸한 맛의 향신료가 양껏 들어가기 때문에 속이 든든하고 후끈해진다. 또 매콤하면서도 달달한 감자와 고소한 들깨 가루가 듬뿍 들어가는 것도 두 음식이 쌍둥이처럼 닮았다. 그런데 닭볶음탕과 감자탕은 둘 다 ‘억울한 운명’을 뒤집어쓰고 있다. 제 이름에 대해 사람들이 이러쿵저러쿵 말하기 때문이다. 진짜 이름은 아직도 모른다. 　닭볶음탕은 생닭을 한입에 먹기 좋게 토막을 내 매운 양념장으로 고루 버무린 뒤 큼직하게 썬 감자와 양파, 당근 등을 넣어 바특하게 끓인다. 뻘겋게 졸여진 찜 요리와 비슷하게 만드는 것이다. 본래 국물이 흥건해야 하는 탕이라는 이름이 무색하다. 오죽했으면 닭볶음탕과 사촌 관계인 안동찜닭은 탕이 아닌 찜이라고 했을까. 　감자탕에는 돼지 등뼈와 감자, 우거지 또는 시래기, 깻잎 등이 들어간다. 물론 매운 양념은 닭볶음탕과 비슷하다. 굵게 썬 감자에 돼지 등뼈의 맛이 흠뻑 배어 구수한 맛을 낸다. 돼지 등뼈에는 단백질과 칼슘, 비타민B1 등이 풍부하기 때문에 감자탕은 남성의 스태미나에, 여성에겐 낮은 칼로리가 필요한 다이어트에, 또 노인에겐 노화 방지와 골다공증 예방 등에 두루두루 좋다. 술안주로는 물론, 우거지나 시래기 덕분에 숙취 제거에도 좋다. ● 닭도리탕 ‘도리’는 일본어 ‘새’가 아닌 ‘도려내다’란 우리말 주장도　닭볶음탕이나 감자탕 모두가 화끈한 별미 음식인데, 어째 그 이름이 석연치 않다. 닭볶음탕은 과거 닭도리탕이라 부르던 것을 표준어로 바꾼 이름이다. 학계는 닭도리탕에 대해 ‘우리말인 닭+일본어 토리(とり·鳥)+한자어 탕(湯)’이 합쳐져 이상한 이름이라고 해석했다. 그래서 닭볶음탕이라 바꾸면서 사전에서 ‘닭고기를 토막 쳐서 양념과 물을 넣고 끓인 음식. 경우에 따라 먼저 볶다가 물에 끓이기도 한다’고 정의했다. 　그러나 닭볶음탕에는 이름과 달리 불판에 볶는 조리 과정이 없다. 자작하게 물을 부어 끓일 뿐이다. 우습게도 이름이 바뀐 뒤 닭고기를 먼저 볶는 현상마저 등장하기도 했다고 한다. 그러자 요리업계는 우리 음식에 볶음과 탕 등 두 가지 조리 형태를 동시에 표현한 이름은 없다고 지적했다. 　또 학계 일부에서도 닭도리탕의 토리(とり)가 일본어의 새가 아닌 ‘도려내다’에서 나온 순수 우리말이고, 닭고기를 잘게 써는 조리법을 표현한 것이라고 주장한다. 조선 후기의 평양 등 서북 지방에서 닭도리탕과 비슷한 도리탕을 즐겼다는 여러 고서의 기록을 근거로 삼았다. 오이를 잘게 썰어 소금에 절인 뒤 불판에 데친 ‘외보도리’라는 전통 음식의 이름도 있다. 　새로운 이름이 납득하기 어려운 지경에 이르니까, 닭볶음탕이 지금도 시중에서는 닭도리탕, 닭감자탕, 닭매운탕, 닭감자조림 등 중구난방으로 불리는 게 아닐까. 우리의 닭도리탕이 괜한 오해를 받고 있는 듯하다. ● 감자탕 ‘감자’는 돼지 등뼈를 ‘감자뼈’라 부른데서 유래했다는 설도　감자탕의 운명도 별반 다르지 않다. 감자탕에는 본래 감자가 들어가지 않았다. 삼국시대 호남을 중심으로 돼지 등뼈로 만든 탕을 먹었을 때나 1899년 경인선 철도 공사에 동원된 인부들이 감자탕으로 허기를 달랠 때에도 감자는 없었다. 감자탕 맛은 근세기 이후 인천에서 완성된다. 　사연 많은 감자탕은 1970~80년대 대학가를 중심으로 퍼지면서 아마 누군가 “감자탕에 왜 감자가 없어요”라고 하면서 결국 감자가 들어갈 것은 아닐까. “붕어빵에 왜 붕어가 없어요”라는 농담과 비슷한 가정이다. 우연한 조리법이었지만 돼지 등뼈 국물과 감자의 맛 궁합은 썩 잘 맞는다. 　그런데 감자탕의 어원에 대해서도 감자가 예부터 돼지 등뼈를 지나는 척수를 감자라고 불렀다는 설, 돼지 등뼈를 원래 ‘감자뼈’라고 했다는 설, 그게 아니고 감자를 넣은 무명의 탕 음식에 돼지 등뼈를 넣으면서 감자탕이라고 했다는 설, 마지막으로 달착지근한 돼지고기 음식을 뜻하는 한자어 감저(甘猪)에서 유래했다는 설 등 논란이 분분하다. 　이런 주장들 속에서 혹시 우리는 수천 년이 된 우리말과 우리 문화를 얕보면서 그 이후 등장한 중국이나 일본, 서양 등의 것만 무작정 추종하고 있지는 않나라는 생각이 든다. 학계는 우리말에 대한 면밀한 연구를 통해 혹시 잘못된 것을 발견하면 빨리 바로잡아야 할 것이다. 왜곡이 방치되고 반복되면 진실은 더 멀어지기 마련이다.　 　<조행> 조선의 문신 권벽　 　시골 주막 닭 울음에 일어나　촌길을 말 따라 타고 가는데　북두칠성도 그믐달 따라 지고　은하수는 새벽 구름과 함께 걸렸네...　 　김경운 전문기자 kkwoon@seoul.co.kr

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

블랙홀은 이름처럼 빛까지 모두 흡수해서 검은 구멍처럼 보이는 천체이다. 하지만 사실 과학자들은 블랙홀의 존재를 강력한 에너지와 물질 방출을 통해서 찾아낸다. 역설적이지만, 블랙홀은 우주에서 가장 밝은 천체 가운데 하나이다. 블랙홀 자체는 빛을 내지 않지만, 블랙홀로 빨려 들어가는 물질이 빛과 에너지를 내놓기 때문이다. 블랙홀의 강력한 중력에 이끌린 가스와 먼지는 바로 블랙홀로 빨려 들어가는 것이 아니라 소용돌이치면서 블랙홀 주변에 강착원반(Accretion disc)이라는 물질의 흐름을 만든다. 이 강착원반은 블랙홀의 강한 중력으로 인해 빠른 속도로 회전하면서 마찰로 매우 뜨겁게 빛난다. 하지만 이 강착원반의 물질도 모두 블랙홀로 흡수되는 것은 아니다. 상당수 물질은 작은 입자로 갈린 후 제트라는 수직축의 물질 분사를 통해 다시 나오게 된다. 이런 방식으로 블랙홀은 역설적으로 밝게 빛나게 된다. 그것도 섭씨 수백 만도의 고온에서 나오는 X선 같은 고에너지 파장에서 아주 밝게 빛난다. 물론 이런 현상은 흡수할 물질이 주변에 있을 때만 나타날 수 있다. 대표적으로 은하 중심의 거대 질량 블랙홀은 많은 물질을 흡수해서 강력한 에너지를 방출한다. 초신성 폭발 후 만들어진 항성 질량 블랙홀의 경우 단독으로 있을 때는 존재를 찾기 어렵지만, 만약 동반성이 있는 경우 동반성에서 질량을 흡수하면서 에너지를 방출하기 때문에 그 존재를 찾을 수 있다. 1989년 발견된 V404 Cygni가 그 대표적인 사례다. 이 블랙홀은 태양 질량의 12배 정도 크기이며 태양보다 작은 동반성에서 물질을 흡수하고 있다. 그런데 흥미로운 사실은 항상 같은 양의 에너지를 방출하지 않는다는 것이다. 첫 발견 이후 이 블랙홀은 갑자기 밝기가 감소해 최근까지 별로 밝지 않은 블랙홀로 남아있었다. 그런데 2015년 6월, 이 블랙홀이 26년 만에 갑자기 100배 이상 밝아졌다. 나사의 페르미, 스위프트 위성은 물론 유럽 우주국의 인테그럴 위성까지 이 블랙홀을 X선, 감마선 영역에서 관측했고, 지상의 수많은 전파 망원경과 광학 망원경 역시 다른 파장대에서 이 블랙홀을 관측했다. 왜냐하면, 동반성을 거느린 항성 질량 블랙홀 (전문적인 용어로는 저질량 X선 쌍성계, low mass X-ray binaries (LMXBs))이 수십 년에 한 번 밝아지는 현상을 관측할 절호의 기회였기 때문이다. 천문학자들은 과거 기록을 조사해서 사실은 1938년과 1956년에도 사실은 이 블랙홀이 밝아져서 관측이 가능했던 적이 있다는 것을 알아냈다. 당시엔 그냥 신성(Nova) 정도로 생각했고 블랙홀이라는 사실은 몰랐다. 왜 이 블랙홀이 수십 년 주기로 밝게 빛나는지는 아무도 모른다. 하지만 이 블랙홀은 2015년 밤하늘에서 가장 밝게 빛나는 X선 천체 중 하나였기 때문에 천문학자들은 가능한 모든 관측기기를 통해서 이 블랙홀을 관측했다. 수십 년에 한 번뿐인 기회이기 때문이다. 참고로 존재가 알려진 블랙홀 가운데 V404 Cygni가 지구에서 세 번째로 가까운 위치에 있다. 따라서 관측 가능한 거리에 있는 블랙홀의 활동을 포착한 드문 기회였던 셈이다. 과학자들은 이 블랙홀 주변에서 광속에 가까운 속도로 나오는 제트의 존재를 확인했다. 물질을 공급하는 동반성은 6.5일을 주기로 매우 가까운 거리에서 블랙홀 주변을 공전하고 있는데, 이미 많은 질량을 블랙홀로부터 빼앗긴 상태로 보인다. 참고로 동반성 주변에 과거 지구 같은 행성이 있더라도 영화 '인터스텔라'처럼 사람이 생존할 수 있는 행성은 더는 존재하지 않을 가능성이 크다. 초신성 폭발에서 요행 살아남았다 해도 이후에는 블랙홀의 중력에 의해 빨려 들어가는 운명을 피할 길이 없기 때문이다. 다만 이 행성의 잔해들이 블랙홀로 빨려 들어간다면 마지막 순간에는 영화처럼 시간이 느려지는 순간을 경험했을 것이다. 비록 영화처럼 초자연적인 존재는 아니지만, 블랙홀은 분명히 실제로 존재하는 천체이고 우리 은하에도 여럿 존재한다. 과학자들은 이번 관측에서 얻은 자료를 분석해서 새로운 사실을 대거 발견될 것으로 기대하고 있다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

지구로부터 1만 7000광년 떨어진 한 은하를 주시하고 있는 미국항공우주국(NASA)의 특별한 우주망원경이 관측한 충격적인 사진이 인터넷상에서 ‘우주의 창조주’가 촬영됐다는 추측을 일으켰다고 영국 일간 익스프레스가 27일(현지시간) 보도했다. 논란의 중심에 선 NASA의 누스타(NuSTAR; Nuclear Spectroscopic Telescope Array) 우주망원경은 지구로부터 멀리 떨어져 있는 ‘PSR B1509-58’로 불리는 펄서(중성자별)를 관측하고 있었다. NASA 과학자들이 누스타 망원경으로부터 받은 이미지는 분광 측정에서 펼쳐진 손으로 보였는데 사람들은 이를 두고 ‘신의 손’이라고 부르고 있다. 신의 손은 별의 마지막 단계인 초신성이 폭발한 뒤 사방으로 확산하고 있는 잔해로 추정된다. 누스타의 고에너지 X선 관측을 통해 본 분자 형태의 구름은 폭이 175광년에 걸쳐 있을 만큼 거대하게 펼쳐져 있는 다채로운 색상의 손처럼 보인다. 미국 캘리포니아공대(칼텍)의 피오나 해리슨 누스타 망원경 수석연구원은 “가장 높은 에너지의 X선을 보는 누스타 망원경의 특별한 시야는 기존에 잘 알려진 천체와 천문 영역을 전혀 다른 새로운 빛으로 보여준다”면서 “이 새로운 사진은 초신성이 폭발해 밀도 높은 잔해에 의해 생성된 펄서풍 성운을 보여준다”고 설명했다. 또한 “성운 뒤에 남겨진 것은 ‘PSR B1509-58’로 불리는 펄서로, 초당 7회 회전할 정도로 빠르게 자전해 이때 발생한 바람으로 물질이 확산하고 있다”면서 “이런 입자는 인근 자기장과 상호작용을 일으켜 X선상에서 손 형태를 만들었다”고 말했다. 이 사진에서 펄서는 밝은 흰색 점 근처에 위치하고 있지만 펄서 자체를 볼 수는 없다고 NASA 관계자들은 말했다. 과학자들은 방출된 물질들이 실제로 손 모양을 이루고 있는지 단지 펄서 입자와의 상호작용으로 그런 모양처럼 보이는 것인지 아직 확신하지 못하고 있다. 누스타 프로젝트에 참여 중인 캐나다 맥길대의 안홍준 박사후연구원은 “우리는 손 모양이 단지 착시인지 알지 못한다”면서 “누스타가 전해온 몇 단서로 그 손은 주먹과 더 비슷한 것으로 나타났다”고 말했다. 사진에서 손가락으로 보이는 붉은 구름은 ‘RCW 89’로 불리는 별도의 구조라고 연구진은 설명했다. 하지만 종교 사이트의 일부 신자는 ‘신의 손’으로 불리는 천체를 두고 자신들의 관점을 나타내고 있다. 자신을 목사라고 밝힌 한 네티즌(아이디 Smote73)은 “이 사진은 신이 우주 어디에나 존재한다는 것을 보여준다”면서 “신의 손이 멀리 떨어져 있는 것을 보여주는 것은 자신이 항상 그곳에 있음을 우리에게 상기시켜주는 것”이라고 말했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구로부터 1만 7000광년 떨어진 한 은하를 주시하고 있는 미국항공우주국(NASA)의 특별한 우주망원경이 관측한 충격적인 사진이 인터넷상에서 ‘우주의 창조주’가 촬영됐다는 추측을 일으켰다고 영국 일간 익스프레스가 27일(현지시간) 보도했다. 논란의 중심에 선 NASA의 누스타(NuSTAR; Nuclear Spectroscopic Telescope Array) 우주망원경은 지구로부터 멀리 떨어져 있는 ‘PSR B1509-58’로 불리는 펄서(중성자별)를 관측하고 있었다. NASA 과학자들이 누스타 망원경으로부터 받은 이미지는 분광 측정에서 펼쳐진 손으로 보였는데 사람들은 이를 두고 ‘신의 손’이라고 부르고 있다. 신의 손은 별의 마지막 단계인 초신성이 폭발한 뒤 사방으로 확산하고 있는 잔해로 추정된다. 누스타의 고에너지 X선 관측을 통해 본 분자 형태의 구름은 폭이 175광년에 걸쳐 있을 만큼 거대하게 펼쳐져 있는 다채로운 색상의 손처럼 보인다. 미국 캘리포니아공대(칼텍)의 피오나 해리슨 누스타 망원경 수석연구원은 “가장 높은 에너지의 X선을 보는 누스타 망원경의 특별한 시야는 기존에 잘 알려진 천체와 천문 영역을 전혀 다른 새로운 빛으로 보여준다”면서 “이 새로운 사진은 초신성이 폭발해 밀도 높은 잔해에 의해 생성된 펄서풍 성운을 보여준다”고 설명했다. 또한 “성운 뒤에 남겨진 것은 ‘PSR B1509-58’로 불리는 펄서로, 초당 7회 회전할 정도로 빠르게 자전해 이때 발생한 바람으로 물질이 확산하고 있다”면서 “이런 입자는 인근 자기장과 상호작용을 일으켜 X선상에서 손 형태를 만들었다”고 말했다. 이 사진에서 펄서는 밝은 흰색 점 근처에 위치하고 있지만 펄서 자체를 볼 수는 없다고 NASA 관계자들은 말했다. 과학자들은 방출된 물질들이 실제로 손 모양을 이루고 있는지 단지 펄서 입자와의 상호작용으로 그런 모양처럼 보이는 것인지 아직 확신하지 못하고 있다. 누스타 프로젝트에 참여 중인 캐나다 맥길대의 안홍준 박사후연구원은 “우리는 손 모양이 단지 착시인지 알지 못한다”면서 “누스타가 전해온 몇 단서로 그 손은 주먹과 더 비슷한 것으로 나타났다”고 말했다. 사진에서 손가락으로 보이는 붉은 구름은 ‘RCW 89’로 불리는 별도의 구조라고 연구진은 설명했다. 하지만 종교 사이트의 일부 신자는 ‘신의 손’으로 불리는 천체를 두고 자신들의 관점을 나타내고 있다. 자신을 목사라고 밝힌 한 네티즌(아이디 Smote73)은 “이 사진은 신이 우주 어디에나 존재한다는 것을 보여준다”면서 “신의 손이 멀리 떨어져 있는 것을 보여주는 것은 자신이 항상 그곳에 있음을 우리에게 상기시켜주는 것”이라고 말했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구로부터 1만 7000광년 떨어진 한 은하를 주시하고 있는 미국항공우주국(NASA)의 특별한 우주망원경이 관측한 충격적인 사진이 인터넷상에서 ‘우주의 창조주’가 촬영됐다는 추측을 일으켰다고 영국 일간 익스프레스가 27일(현지시간) 보도했다. 논란의 중심에 선 NASA의 누스타(NuSTAR; Nuclear Spectroscopic Telescope Array) 우주망원경은 지구로부터 멀리 떨어져 있는 ‘PSR B1509-58’로 불리는 펄서(중성자별)를 관측하고 있었다. NASA 과학자들이 누스타 망원경으로부터 받은 이미지는 분광 측정에서 펼쳐진 손으로 보였는데 사람들은 이를 두고 ‘신의 손’이라고 부르고 있다. 신의 손은 별의 마지막 단계인 초신성이 폭발한 뒤 사방으로 확산하고 있는 잔해로 추정된다. 누스타의 고에너지 X선 관측을 통해 본 분자 형태의 구름은 폭이 175광년에 걸쳐 있을 만큼 거대하게 펼쳐져 있는 다채로운 색상의 손처럼 보인다. 미국 캘리포니아공대(칼텍)의 피오나 해리슨 누스타 망원경 수석연구원은 “가장 높은 에너지의 X선을 보는 누스타 망원경의 특별한 시야는 기존에 잘 알려진 천체와 천문 영역을 전혀 다른 새로운 빛으로 보여준다”면서 “이 새로운 사진은 초신성이 폭발해 밀도 높은 잔해에 의해 생성된 펄서풍 성운을 보여준다”고 설명했다. 또한 “성운 뒤에 남겨진 것은 ‘PSR B1509-58’로 불리는 펄서로, 초당 7회 회전할 정도로 빠르게 자전해 이때 발생한 바람으로 물질이 확산하고 있다”면서 “이런 입자는 인근 자기장과 상호작용을 일으켜 X선상에서 손 형태를 만들었다”고 말했다. 이 사진에서 펄서는 밝은 흰색 점 근처에 위치하고 있지만 펄서 자체를 볼 수는 없다고 NASA 관계자들은 말했다. 과학자들은 방출된 물질들이 실제로 손 모양을 이루고 있는지 단지 펄서 입자와의 상호작용으로 그런 모양처럼 보이는 것인지 아직 확신하지 못하고 있다. 누스타 프로젝트에 참여 중인 캐나다 맥길대의 안홍준 박사후연구원은 “우리는 손 모양이 단지 착시인지 알지 못한다”면서 “누스타가 전해온 몇 단서로 그 손은 주먹과 더 비슷한 것으로 나타났다”고 말했다. 사진에서 손가락으로 보이는 붉은 구름은 ‘RCW 89’로 불리는 별도의 구조라고 연구진은 설명했다. 하지만 종교 사이트의 일부 신자는 ‘신의 손’으로 불리는 천체를 두고 자신들의 관점을 나타내고 있다. 자신을 목사라고 밝힌 한 네티즌(아이디 Smote73)은 “이 사진은 신이 우주 어디에나 존재한다는 것을 보여준다”면서 “신의 손이 멀리 떨어져 있는 것을 보여주는 것은 자신이 항상 그곳에 있음을 우리에게 상기시켜주는 것”이라고 말했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

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

몇 년 전부터 심심찮게 ‘생명체가 살 수 있을 것으로 예상되는 외계 행성을 찾았다’는 뉴스가 전해지고 있다. 소설이나 영화 등에서는 지구와 똑같은 환경의 외계 행성을 찾는 이유가 지구에서 얻을 수 없는 희귀원소 확보하거나 먼 미래에 사람이 살 수 있는 거주지 개척으로 그려진다. 그렇지만 과학자들이 외계 생명체와 지구형 행성을 찾는 이유는 ‘이 광활한 우주에 과연 우리밖에 없을까’라는 근본적인 질문에 답하기 위한 것이다. 명저 ‘코스모스’를 쓴 칼 세이건 박사는 행성 탐사에 대한 이유를 “이 우주에 인간만 있다면 엄청난 공간 낭비다”는 한 문장으로 압축했다. 실제로 세계 각국은 최첨단 관측 장비를 이용해 외계 행성 찾기에 열을 올리고 있다. 우주 선진국들은 지구 대기의 영향을 피해 천체를 관측하기 위해 우주에 망원경을 쏘아 올리고 있다. 대기는 빛을 완전히 통과시키지 않아 천체의 모습을 왜곡시킬 가능성이 크고 가시광선을 제외한 파장은 대부분 지구 대기를 통과하지 못하기 때문이다. 우주에서는 지상에서는 관측할 수 없는 여러 파장을 볼 수 있을 뿐 아니라 날씨나 시간에도 구애받지 않는다. 최초의 우주망원경은 1990년 4월 24일 발사된 ‘허블’이다. 허블 망원경은 25년 동안 100만 건이 넘는 관측활동을 했고 지금도 끊임없이 우주의 비밀을 알려주고 있지만, 외계 행성 발견이 목표는 아니다. 외계 행성 탐색을 목표로 하는 우주망원경은 ‘케플러’다. 케플러 우주망원경은 지구에서 보는 달의 면적보다 600배 넓은 영역을 관측해 한번에 15만개가량의 별을 관측한다. 이를 통해 케플러는 지금까지 2000개 이상의 행성 후보를 찾아냈다. 한국은 아직 우주망원경을 발사하는 수준에는 못 미치고 있다. 대신 지상에서 최고 수준의 장비를 이용해 외계 행성을 찾아나서고 있다. 외계 행성 탐사연구를 주도하고 있는 한국천문연구원은 남반구 밤하늘을 24시간 관측할 수 있는 ‘외계 행성 탐색시스템’(KMTNet)을 개발해 시험 관측을 마치고 이달 1일부터 본격적인 ‘제2의 지구 탐색’에 돌입했다. KMTNet은 직경 1.6m 광시야 망원경과 3.4억 화소 모자이크 카메라로 구성된 관측시스템이다. 비가 거의 내리지 않고 날씨가 맑아 1년 중 300일 가까이 천체 관측이 가능한 칠레 세로톨로로 범미주 천문대, 남아프리카공화국 케이프타운 천문대, 호주 사이딩스피링 천문대 등 남반구 주요 지역 3곳에 설치돼 각각 8시간씩 24시간 내내 같은 하늘을 쉬지 않고 관찰할 수 있다. 우리나라에서는 천체 관측이 가능한 날씨가 160일 정도에 불과하다. 현재 24시간 외계 행성 탐사를 하고 있는 장비는 케플러 우주망원경이 유일하다. 지상에서 24시간 탐색체제를 갖춘 것은 KMTNet이 처음이다. 망원경에는 4장의 전하결합소자(CCD)를 붙여 만든 CCD 검출기를 장착해 보름달 16개만큼의 밤하늘 시야 면적에서 수천만 개의 별 신호를 한 번에 기록할 수 있다. 이 시스템을 이용해 10분마다 우리 은하에서 별이 가장 많이 관측되는 궁수자리 근처에 있는 수억 개 별을 찍는다. 천문연 관계자는 “지금까지 중력렌즈 효과를 이용한 탐사방법으로 발견된 외계 행성 39개 중 32개를 한국 과학자들이 포함된 연구그룹이 찾아냈다”며 “KMTNet의 본격 가동으로 매년 100개 이상의 행성을 새로 발견할 것으로 기대되는 만큼 지구 크기의 행성도 연간 2개 이상 발견이 가능할 것으로 예상된다”고 설명했다. 그렇다면 외계 행성은 어떻게 찾는 것일까. 외계 행성 탐사방법은 ▲시선속도법 ▲횡단법 ▲중력렌즈측정법등 세 가지다. ‘시선속도법’은 멀어지는 물체에서는 빛의 진동수가 감소하고 가까워지는 물체에서는 증가한다는 ‘도플러 효과’를 응용한 것이다. 항성(별) 주변에 행성이 있다면 항성과 행성은 중력법칙에 따라 서로를 끌어당기기 때문에 별은 미세하게 움직이면서 빛의 파장에 변화를 가져온다. 변화주기를 측정해 행성의 공전주기와 질량을 파악하는 것이다. 현재 가장 많이 활용되는 것은 ‘횡단법’과 ‘중력렌즈 측정법’이다. 횡단법은 케플러 우주망원경이 외계 행성을 찾을 때 쓰는 방법이다. 외계 행성은 스스로 빛을 내지 않기 때문에 중심별인 항성을 찾는다. 외계 행성이 관측자와 항성 앞을 지나는 순간 항성이 가려져 어두워지는데 어두워지는 정도를 바탕으로 행성의 존재 여부와 크기를 파악한다. 중력렌즈 측정법은 KMTNet에서 사용하고 있는 탐색법으로 공전주기가 지구와 비슷한 1년 정도의 지구형 행성을 찾는 데 특화돼 있다. 중력렌즈 효과는 ‘질량은 시공간을 휘게 만들어 빛도 직진하는 것이 아니라 공간을 따라 자연스럽게 휘어서 움직인다’는 알베르트 아인슈타인의 ‘일반 상대성이론’에 근거한 것이다. 관측자가 보는 시점에서 두 항성이 일직선상에 있을 때 앞쪽 별의 중력장 때문에 뒤쪽 별의 빛은 휘어져서 도달하게 된다. 앞쪽이나 뒤쪽 항성 궤도에 외계 행성이 있다면 빛은 더욱 휘어져 들어오기 때문에 빛의 도달시간을 계산해 항성의 이론적 질량과 비교하면 행성의 존재와 크기를 알 수 있게 되는 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

남쪽 하늘 방향으로 약 1200만 광년 떨어진 '바다뱀자리'(constellation Hydra)에는 매우 거대하고 아름답게 빛나는 은하가 있다. 바로 나선형 ‘몸매’를 자랑하는 은하 M83이다. 대중적으로는 ‘남쪽 바람개비'(Southern Pinwheel)로 알려진 이 은하는 나선팔을 휘감은 검은 먼지와 파란색 성단(星團)으로 더욱 환상적인 자태를 뽐낸다. 사진 속 붉게 빛나는 점들은 별들이 생성되는 지역으로 이 모습 때문에 M83은 '1000개의 루비 은하'(Thousand-Ruby Galaxy)라는 별칭도 갖고 있다. 우리 눈에는 단 한장의 사진으로 보이지만 M83은 무려 4만 광년의 길이를 가지고 있으며 그 중심에는 일반적인 은하처럼 블랙홀을 가지고 있다. 지난해 미국과 호주의 천문학 공동연구팀에 따르면 M83 속에는 블랙홀 MQ1이 위치해 있으며 넓이가 약 100km에 불과한 매우 작은 크기라는 연구결과를 발표한 바 있다. 그러나 작다고 해도 블랙홀은 블랙홀이다. 연구팀에 따르면 MQ1은 우리 태양 질량의 10배에 달하며 두개의 강력한 제트(일종의 우주 에너지 분출)가 양쪽 방향으로 무려 20광년 거리의 에너지를 뿜어낸다. 연구에 참여한 호주 커틴대학교 로베르토 소리아 박사는 “블랙홀 MQ1은 별이 붕괴되면서 형성된 것”이라면서 “과거 연구에서는 매우 큰 블랙홀로 추측됐지만 이번 연구결과 매우 작은 것으로 확인됐다”고 설명했다. 공개된 이 이미지는 허블우주망원경, 스바루 망원경, 유럽남방천문대의 광대역 화상카메라의 합작품이다.　 사진=Subaru Telescope (NAOJ), Hubble Space Telescope, European Southern Observatory 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-11년간 추적에도 아직 못찾아 딱 100년 전인 1915년 아인슈타인이 일반상대성 원리에서 중력파의 존재를 예언한 후, 세계의 내로라하는 과학자들이 눈에 불을 켜고 중력파를 추적했지만, 아직까지 아무도 그것을 찾아내지 못하고 있다. 고해상도의 망원경으로 중무장한 일단의 천문학자들이 지난 11년간 시공간의 주름인 중력파의 증거를 찾아 우주를 온통 뒤지다시피 했지만, 은하들이 충돌할 때 내는 시공간의 뒤틀림만 포착했을 뿐, 중력파의 그림자도 보지 못한 채 빈손으로 돌아왔다고 영국 일간지 데일리메일이 20일(현지시간) 보도했다. 과학자들은 우리가 사는 이 우주가 아인슈타인이 일반상대성 원리에서 이야기했듯이 시공간의 구조로 이루어져 있는 것으로 보고 있다. 우주에 존재하는 물질들이 이 시공간 구조를 휘게 하는데, 질량이 클수록 중력파로 인해 그 휘는 정도, 곧 시공간 구조의 주름도 역시 커진다고 한다. 중력파는 블랙홀들이나 은하들이 충돌할 때 발생하는 것으로 보고 있다. 은하들은 충돌로 인해 합병하여 덩치를 키워가는데, 그 중심에는 초질량의 블랙홀을 품고 있는 것으로 알려져 있다. 두 개의 은하가 합병하면 그 블랙홀들은 중력으로 묶여져 서로의 둘레를 도는 궤도로 공전하게 된다. 이때 중력파가 시공간의 구조를 왜곡시키는 주름을 만든다고 아인슈타인이 예측한 것이다. 아인슈타인의 일반상대성 원리는 지금까지 여러 방면으로 검증을 받았지만, 어떠한 오류도 발견되지 않았다. 그러나 그가 예언한 중력파는 아직까지 유일한 미해결 과제로 물리학의 최대 화두가 되고 있는 것이다. 과학자들에게 이 중력파 발견이 중요한 이유는 중력파가 우주의 탄생에 관한 정보를 담고 있다고 믿기 때문이다. 중력파는 백뱅 때 생성되었을 것으로 추정되고 있다. 지금까지 중력파 존재를 예시하는 강력한 징후들은 여러 차례 포착되었지만, 직접적인 증거는 전혀 찾아내지 못하고 있다. 이 중력파를 추적하는 과학자 그룹은 CSIRO와 국제전파천문학연구센터의 라이언 섀넌과 이 이끄는 연구팀으로, 이들의 연구논문이 '사이언스'지에 발표되었다. 중력파를 발견하기 위해 섀넌 박사의 연구팀은 밀리초 맥동성(millisecond pulsars)을 모니터링하는 데 고해상도를 가진 파커스 망원경을 동원했다. 이 작은 별들은 아주 정기적으로 전자 펄서를 방출하며 우주의 시계 같은 운동을 한다. 과학자들은 이 펄서 신호의 도착시간을 100억분의 1초의 정밀도로 기록했다. 아인슈타인의 이론은 지구와 밀리초 맥동성 사이를 흐르는 중력파가 그 공간을 약 10m- 지구-펄서 간 거리의 아주 미세한 양- 길이만큼 늘여놓을 것이라고 예측한다. 이는 곧 펄서의 지구 도착 시간을 비록 미세한 양이기는 하나 약간 지연시킨다는 뜻이다. 과학자들은 이같은 펄서에 대해 지난 11년간 연구를 진행했지만, 결국 중력파의 존재를 밝혀내는 데는 실패했다. "우리는 아무것도 듣지 못했다. 최소한의 징후도 발견하지 못했다"고 섀넌 박사는 밝혔다. "우주는 아주 고요했다. 적어도 우리가 찾는 중력파 같은 것은 볼 수 없었다." 그렇다고 이것이 아인슈타인의 중력파 예언이 틀렸음을 뜻한다는 것은 아니며, 블랙홀의 합병이 너무나 빨리 진행된 탓이 아닐까 과학자들은 생각하고 있다. 블랙홀들이 나선으로 돌다가 순식간에 합쳐짐으로써 중력파를 발생시킬 시간이 거의 없었을지도 모른다는 것이 그 이유이다. "블랙홀 주위에 둘러싸고 있는 엄청난 가스층이 강한 마찰을 일으켜 블랙홀 에너지를 휩쓸어가버린 결과, 두 블랙홀의 합병이 급속히 진행됐을 수도 있다"고 모내시 대학의 박사후 과정의 폴 러스키 박사가 덧붙였다. 어쨌든 펄서의 측정으로 중력파를 발견하려면 천문학자들은 여러 해에 걸쳐 펄서의 방출 시간을 기록해야 한다. 시간 기록을 함에 있어서는 고주파 펄서를 대상으로 하는 게 유리하다"고 케임브리지 대학의 린들리 렌타티 박사가 설명한다. 고주파 중력파는 중성자별의 합병 때 발생하는데, 천문학자들은 2018년부터 건설될 거대한 전파망원경 SKA(Square Kilometre Array)으로 이를 포착할 예정이다. 비록 펄서 신호의 도착 시간 지연을 포착하여 중력파 존재를 발견하는 데는 실패했지만, 이것이 지상의 망원경을 이용한 중력파 탐색이 무용하다는 뜻은 아니다. 미국 워싱턴주와 루이지애나주에 있는 레이저 간섭계 중력파관측소(LIGO:Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory)는 지난주부터 중력파를 발견하기 위해 우주를 관측하기 시작했다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

딱 100년 전인 1915년 아인슈타인이 일반상대성 원리에서 중력파의 존재를 예언한 후, 세계의 내로라하는 과학자들이 눈에 불을 켜고 중력파를 추적했지만, 아직까지 아무도 그것을 찾아내지 못하고 있다. 고해상도의 망원경으로 중무장한 일단의 천문학자들이 지난 11년간 시공간의 주름인 중력파의 증거를 찾아 우주를 온통 뒤지다시피 했지만, 은하들이 충돌할 때 내는 시공간의 뒤틀림만 포착했을 뿐, 중력파의 그림자도 보지 못한 채 빈손으로 돌아왔다고 영국 일간지 데일리메일이 20일(현지시간) 보도했다. 과학자들은 우리가 사는 이 우주가 아인슈타인이 일반상대성 원리에서 이야기했듯이 시공간의 구조로 이루어져 있는 것으로 보고 있다. 우주에 존재하는 물질들이 이 시공간 구조를 휘게 하는데, 질량이 클수록 중력파로 인해 그 휘는 정도, 곧 시공간 구조의 주름도 역시 커진다고 한다. 중력파는 블랙홀들이나 은하들이 충돌할 때 발생하는 것으로 보고 있다. 은하들은 충돌로 인해 합병하여 덩치를 키워가는데, 그 중심에는 초질량의 블랙홀을 품고 있는 것으로 알려져 있다. 두 개의 은하가 합병하면 그 블랙홀들은 중력으로 묶여져 서로의 둘레를 도는 궤도로 공전하게 된다. 이때 중력파가 시공간의 구조를 왜곡시키는 주름을 만든다고 아인슈타인이 예측한 것이다. 아인슈타인의 일반상대성 원리는 지금까지 여러 방면으로 검증을 받았지만, 어떠한 오류도 발견되지 않았다. 그러나 그가 예언한 중력파는 아직까지 유일한 미해결 과제로 물리학의 최대 화두가 되고 있는 것이다. 과학자들에게 이 중력파 발견이 중요한 이유는 중력파가 우주의 탄생에 관한 정보를 담고 있다고 믿기 때문이다. 중력파는 빅뱅 때 생성되었을 것으로 추정되고 있다. 지금까지 중력파 존재를 예시하는 강력한 징후들은 여러 차례 포착되었지만, 직접적인 증거는 전혀 찾아내지 못하고 있다. 이 중력파를 추적하는 과학자 그룹은 CSIRO와 국제전파천문학연구센터의 라이언 섀넌과 이 이끄는 연구팀으로, 이들의 연구논문이 '사이언스'지에 발표되었다. 중력파를 발견하기 위해 섀넌 박사의 연구팀은 밀리초 맥동성(millisecond pulsars)을 모니터링하는 데 고해상도를 가진 파커스 망원경을 동원했다. 이 작은 별들은 아주 정기적으로 전자 펄서를 방출하며 우주의 시계 같은 운동을 한다. 과학자들은 이 펄서 신호의 도착시간을 100억분의 1초의 정밀도로 기록했다. 아인슈타인의 이론은 지구와 밀리초 맥동성 사이를 흐르는 중력파가 그 공간을 약 10m- 지구-펄서 간 거리의 아주 미세한 양- 길이만큼 늘여놓을 것이라고 예측한다. 이는 곧 펄서의 지구 도착 시간을 비록 미세한 양이기는 하나 약간 지연시킨다는 뜻이다. 과학자들은 이같은 펄서에 대해 지난 11년간 연구를 진행했지만, 결국 중력파의 존재를 밝혀내는 데는 실패했다. "우리는 아무것도 듣지 못했다. 최소한의 징후도 발견하지 못했다"고 섀넌 박사는 밝혔다. "우주는 아주 고요했다. 적어도 우리가 찾는 중력파 같은 것은 볼 수 없었다." 그렇다고 이것이 아인슈타인의 중력파 예언이 틀렸음을 뜻한다는 것은 아니며, 블랙홀의 합병이 너무나 빨리 진행된 탓이 아닐까 과학자들은 생각하고 있다. 블랙홀들이 나선으로 돌다가 순식간에 합쳐짐으로써 중력파를 발생시킬 시간이 거의 없었을지도 모른다는 것이 그 이유이다. "블랙홀 주위에 둘러싸고 있는 엄청난 가스층이 강한 마찰을 일으켜 블랙홀 에너지를 휩쓸어가버린 결과, 두 블랙홀의 합병이 급속히 진행됐을 수도 있다"고 모내시 대학의 박사후 과정의 폴 러스키 박사가 덧붙였다. 어쨌든 펄서의 측정으로 중력파를 발견하려면 천문학자들은 여러 해에 걸쳐 펄서의 방출 시간을 기록해야 한다. 시간 기록을 함에 있어서는 고주파 펄서를 대상으로 하는 게 유리하다"고 케임브리지 대학의 린들리 렌타티 박사가 설명한다. 고주파 중력파는 중성자별의 합병 때 발생하는데, 천문학자들은 2018년부터 건설될 거대한 전파망원경 SKA(Square Kilometre Array)으로 이를 포착할 예정이다. 비록 펄서 신호의 도착 시간 지연을 포착하여 중력파 존재를 발견하는 데는 실패했지만, 이것이 지상의 망원경을 이용한 중력파 탐색이 무용하다는 뜻은 아니다. 미국 워싱턴주와 루이지애나주에 있는 레이저 간섭계 중력파관측소(LIGO:Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory)는 지난주부터 중력파를 발견하기 위해 우주를 관측하기 시작했다. 이광식 통신원 joand999@naver.com