우리 돈으로 약 13조원이 투입된 미 항공우주국(NASA) 제임스웹 우주망원경의 첫 결과물이 드디어 공개되었다. NASA는 12일 오전 10시 30분(한국시각 12일 23시 30분)부터 미국 메릴랜드주 고다드 우주비행센터에서 실시간 인터넷 방송을 통해 제임스웹 우주망원경이 처음 관측한 5가지 천체의 과학품질 컬러 이미지들을 발표했다. 우주의 신비를 담은 이들 영상은 웹 망원경이 최초로 선보이는 과학품질 이미지로, 적외선 우주의 풍경을 숨막힐 정도로 자세하게 포착하고 있다. 앞서 지난 11일 밤 조 바이든 미국 대통령이 생방송 중 미리 심우주를 보여주는 SMACS 0723 은하단 이미지를 공개한 바 있다. 이날 행사에서 공개된 3장의 이미지는 남쪽 고리성운과 용골자리 대성운, 스테판 오중주 은하군을 보여준다. 또한 분광기를 통해 측정한 스펙트럼 이미지도 공개됐는데 대상은 WASP-96 b라고 불리는 거대 외계 가스행성이다.먼저 하늘에서 가장 밝은 성운 중 하나인 용골자리 대성운은 가스와 먼지 구름으로 이루어진 대성운으로, 지구에서 남반구 별자리인 용골자리 방향으로 약 7600광년 떨어져 있다. 300광년이 넘는 범위에 걸쳐 있는 이 대성운은 거대한 폭발 직전에 죽어가는 초거성인 용골자리 에타(Eta Carinae)와 가장 어린 별 형성 성단 중 하나인 트럼퍼 14(Trumper 14)를 품고 있는 별의 산란장으로, 태양보다 몇 배나 더 큰 대형 별의 산실로 알려져 있다. 거대하고 활동적이며 때로는 폭력적인 용골성운은 우주 가스와 먼지로 된 긴 손가락 모양 구조로 유명한 ‘파괴의 기둥'(Pillars of Destruction)의 고향이기도 하다.대조적으로, 남쪽 고리성운(NGC 3132)은 지구에 더 가깝다. 불과 2000광년 떨어진 돛자리에 있는 이 성운은 죽어가는 별을 둘러싸고 있는 팽창하는 가스 구름으로 행성상 성운이라 불린다. 성운의 중심부에 있는 죽어가는 백색왜성은 성운의 모든 외부층을 날려버린 후, 상상할 수 없을 정도로 뜨겁고 강렬한 자외선을 방출하여 주변의 가스를 가열시켜 밝게 만든다. 죽어가는 별 주변으로 가스구름이 초당 15㎞ 속도로 팽창하고 있다. ‘8렬 행성’(Eight Burst Nebular)으로도 불리며, 성운의 지름이 약 0.5광년에 달한다.스테판 오중주는 지구에서 약 2억 9000만 광년 밖 페가수스 자리에 있는 소은하군이다. 1877년 최초로 발견된 5개의 은하로 이루어진 소은하군으로, 서로 중력으로 묶여 근접했다 멀어지기를 반복하고 있다. 그중 네 개의 은하계는 언젠가는 사중 충돌로 이어질 중력의 춤을 추고 있는 중이며, 세 개의 은하계는 상호작용으로 인해 길고 나선형 모양을 하고 있다. 오중주에 있는 별들은 수억 년에서 신생아에 이르기까지 다양한 연령층을 보여주고 있다. 유럽우주국(ESA)의 천문학자인 조바나 쟈르디노는 “이것은 은하의 진화를 주도하는 상호작용의 유형을 실제로 보여주기 때문에 연구해야 할 매우 중요한 이미지이자 영역”이라고 밝혔다.앞서 공개된 심우주를 보여주는 SMACS 0723은 뒤에서 오는 빛을 확대하고 휘게 하는 은하단이다. 이 은하단은 지구에서 46억 광년(1광년은 빛이 1년 가는 거리로 약 10조㎞) 떨어져 있다. 아인슈타인은 상대성이론에서 블랙홀이나 은하단처럼 중력이 강한 천체는 뒤에서 오는 빛을 확대하고 휘게 하는 이른바 ‘중력렌즈’ 현상을 일으킨다고 예측했다. 실제로 NASA는 “사진 가장자리에 보이는 붉은색 빛이 바로 중력렌즈에 의해 증폭되고 휜 것”이라며 “은하보다 훨씬 먼 131억 년 전 초기 우주에서 온 빛”이라고 밝혔다. 우주는 138억 년 전 빅뱅으로 시작됐다. NASA는 웹 망원경이 이런 중력렌즈를 이용하면 빅뱅에서 얼마 지나지 않은 135억 년 전 초기 우주에서 나온 빛도 관측할 수 있을 것으로 기대하고 있다.웹 망원경의 첫 번째 공식 과학 관측 결과의 마지막은 이미지가 아니라, WASP-96 b라고 불리는 외계행성에서 방출되는 다양한 파장의 빛을 나타내는 스펙트럼이다. 목성의 절반 크기인 이 거대 가스행성은 이날 발표된 관측 타깃 중 가장 가까운 거리로 약 1150광년 떨어져 있다. 3.4일마다 모항성을 1회 공전하며 주로 나트륨으로 이루어진 독특한 대기를 가지고 있다. 구름이 없는 유일한 행성으로 알려진 WASP-96 b는 2013년 발견 이후 수수께끼이자 추가 연구의 주요 목표였다. 웹 망원경의 새로운 데이터는 과학자들에게 그 기이한 대기에 대해 보다 자세한 데이터를 제공해줄 것이다. NASA 고다드 우주비행센터 천체물리학자 크니콜 콜론은 “다른 망원경을 사용하여 적외선으로 외계행성 대기를 탐사할 수 있었지만 이 정도 수준까지는 아니었다”면서 “이것은 웹 망원경이 특별히 NRISS 기기를 사용하여 우리에게 제공하는 데이터의 일부일 뿐”이라고 밝혔다. 이어 “일부 사람들에게는 요동치고 흔들리는 그림처럼 보이겠지만 실제로는 정보로 가득 차 있다”며 “당신은 실제로 이 외계행성의 대기에 수증기가 있음을 나타내는 요동을 지금 보고 있는 것”이라고 설명했다.한편 지난해 12월 25일 프랑스령 기아나에서 아리안 5호 로켓에 실려 발사된 웹 망원경은 지구-달 거리의 약 4배인 160만㎞를 날아간 끝에 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 제2라그랑주점(L2)에 무사히 도착해 과학관측을 시작했다. 허블우주망원경과는 전혀 다른 형태를 취한 웹 망원경은 육각형 거울 18개를 벌집의 형태로 이어붙여 만든 주경이 장착됐다. 주경의 지름은 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 아래쪽에는 태양광을 차단하는 테니스장 크기의 차양막을 갖고 있다. 18개의 육각 거울은 얇은 금을 코팅한 베릴륨으로 만들었다. 금의 빛 반사율이 98%로 가장 높기 때문이다. 또한 웹 망원경은 가시광선, 근적외선 스펙트럼을 관찰하던 허블망원경과는 달리 적외선 관측으로 특화된 망원경으로, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 이런 특징을 종합하면 웹 망원경의 관측 능력은 허블보다 100배 클 것으로 평가된다.  

사하라 사막에서 보는 안드로메다 은하의 모습이 ‘오늘의 천체사진’(APOD) 11일 자에 게재되어 우주 마니아의 눈길을 끌고 있다. 이 은하는 우리에게 중요한 사실 하나를 알려주고 있기 때문이다.  우리가 맨눈으로 볼 수 있는 가장 먼 거리는 얼마나 될까? 놀라지 마시라. 무려 250만 광년을 볼 수 있다. 그 증거는 바로 밤하늘의 안드로메다 은하다. 오늘밤 당신의 망막에 도달한 안드로메다 은하의 빛은 지금으로부터 250만 년 전에 그 은하를 출발한 빛인 것이다. 이는 또 당신이 가장 먼 과거의 대상을 보고 있다는 뜻이기도 하다. 우주에서는 이처럼 공간이 곧 시간이기 때문이다. 우리가 밤하늘에서 볼 수 있는 대부분의 별이나 성단, 성운 등은 우리은하 내에 있는 것들로서, 거리는 대략 몇백 광년, 몇천 광년 정도 되는 것이다. 그러니까 오늘밤 당신이 보는 그들의 모습은 사실 몇백 년 전 또는 몇천 년 전의 모습이라 할 수 있다. 빛의 초속 30만㎞로 유한하기 때문에 일어나는 현상이다. 만약 빛의 속도가 무한하다면 온 우주의 것들이 동시에 우리 눈으로 쏟아져 들어와 정신을 차릴 수 없게 될 것이다. 빛의 속도가 유한한 것이 퍽 다행스런 일이라 하겠다. 어쨌든 우리가 맨 눈으로 볼 수 있는 가장 멀리 있는 것은 안드로메다 은하인데, 위의 사진은 M31로도 알려진 이 은하의 모습을 지난달 모로코의 사하라 사막에서 확대 촬영한 것이다. 위의 이미지는 3개의 배경과 1개의 전경 노출을 조합한 것이다. 모두 같은 카메라로 같은 장소, 같은 날짜에 촬영되었으며, 전경 이미지는 저녁 어스름녘에 찍은 것이다. 이미지의 중앙을 지배하는 안드로메다 은하의 중심핵 바로 위에 보이는 밝은 빛 뭉치는 M31의 위성 은하인 M110이다. 우리 은하수의 이웃 은하를 직접 눈으로 보는 것은 멋진 일이지만, 장시간 카메라에 노출시키면 숨이 멎을 듯한 디테일한 모습을 많이 포착할 수 있다. 안드로메다 은하는 우리은하의 약 2배나 되는 지름 20만 광년에 이르는 거대한 나선은하로, 약 1조 개의 별을 포함하고 있다. 최근 데이터에 따르면, 우리은하가 약 40억 년 후 안드로메다 은하와 충돌하여 합병될할 것이라 한다. 성미 급한 천문학자들은 벌써 그 합병된 은하의 이름까지 지어놓았다. ‘밀코메다’라고.

미 항공우주국(NASA)이 6일(이하 현지시간) 제임스 웹 우주망원경(JWST·이하 웹 망원경)이 촬영할 최초의 과학 품질 이미지 관측 리스트를 공개했다. 리스트에는 성운에서 외계행성까지 포함되어 있다. 웹 망원경의 눈을 통해 볼 우주의 첫 이미지는 용골자리 대성운으로, 우리은하에서 가장 밝은 곳 중 하나일 뿐더러 가장 이상한 일이 벌어지고 있는 성운이다. 위 사진에 담긴 대성운은 용골자리 방향으로 7600광년 거리에 있으며, 그 너비는 300광년 넘게 펼쳐져 있다. NGC 3372로 알려진 이 대성운은 무거운 별들과 격렬하게 변화하는 성운들이 살고 있는 영역이다. 위 사진 가운데 아래 밝은 구조인 열쇠구멍 성운(NGC 3324)는 무거운 별들 몇 개를 품고 있다. 성운 속 가장 강력한 별 용골자리 에타는 1830년 하늘에서 볼 수 있었던 가장 밝은 별 중 하나였지만, 최근 극적으로 어두워지면서 천문학자들을 놀라게 만들었다. 이 별은 머지않아 초신성 폭발을 일으키게 될 것으로 보이는데, 에타별뿐 아니라 성운 속의 수많은 별들이 초신성으로 진화할 것으로 보여, 용공자리 대성운은 그야말로 초신성 공장임을 보여주고 있다. 한편, 웹망원경은 첫 이미지 촬영에 앞서 최근 네 가지 과학장비 중 세 번째인 근적외선 분광기(NIRSpec)에 대한 보정 및 테스트를 완료했다. 다른 장비인 근적외선 카메라(NIRCAM)는 초기 별과 은하의 빛을 감지하기 위한 망원경의 기본 도구다. 카메라에는 별 주변의 천체를 잘 보기 위해 별에서 나오는 강한 빛을 차단할 수 있는 도구인 코로노그래프(coronograph)를 장착하고 있다. MIRI(Mid-Infrared Instrument)는 전자기 스펙트럼의 중적외선 부분을 조사하는 카메라와 분광기의 조합이다. 미세 유도 센서/근적외선 이미저 및 슬릿리스 분광기(FGS/NIRISS)는 먼 초기 광원을 감지하고 외계행성을 식별-분석하는 데 도움이 되는 장치다. 이 4가지 장비를 조합하여 웹 망원경은 모두 17가지 다른 모드에서 관찰을 수행할 수 있다. NASA는 첫 과학 품질 이미지를 발표하기에 앞서 몇 장의 테스트 이미지를 공개했는데, 6일 예고편 격의 ‘맛보기’ 이미지를 내놓았다. NASA에 따르면, 별과 은하를 담은 이 이미지는 웹 망원경의 ‘정밀유도센서’(FGS)가 포착한 것으로 전혀 기대하지 않았던 결과물이라고 한다.FGS는 망원경의 정밀 과학장비나 이미지 장치가 특정 목표물을 정확히 잡을 수 있게 해주는 것이 본래 역할이지만 이 과정에서 이미지도 생성한다. 다만 웹 망원경이 배치된 150만㎞ 밖 ‘라그랑주 2포인트'(L2)와의 통신 대역폭이 제한된 이유로 과학관측 자료를 전송하는 데도 벅차 그동안 대개 FGS 이미지는 지구로 전송하지 않고 사장돼왔다. 하지만 지난 5월 중순 이뤄진 열 안정성 시험 기간에 생성된 이 이미지는 통신 대역폭에 여유가 생기면서 전송할 수 있었으며, 웹 망원경의 성능을 미리 보여주는 이미지로 공개됐다. 망원경이 은하계나 별 같은 먼 거리의 물체를 얼마나 고정 촬영할 수 있는지 사전 점검하는 차원에서 촬영한 것들이다. 그럼에도 불구하고 이미지들은 너무도 선명하고 아름다워 일부 과학자들은 눈물을 글썽이기도 했다고 했다.미리 공개된 사진들은 웹 망원경을 관측 목표물에 얼마나 잘 조준할 수 있게 해주는지 파악하는 과정에서 얻은 기술시험 이미지라 정밀 과학장비로 잡은 것에는 못 미치지만, 그 자체만으로도 '가장 깊은 우주 이미지' 중 하나로 평가됐다. 밝은 별에서 뻗어 나오는 여섯 가닥의 길고 뚜렷한 ‘회절 스파이크’(diffraction spike)는 웹 망원경이 과학탐사를 준비하면서 공개한 이미지의 특징이 돼왔는데, FGS 이미지에도 그대로 들어 있다. 이런 특징은 웹 망원경의 주경을 구성하는 6각형 거울에서 비롯된 것이다. 별 뒤로 배경을 채우고 있는 빛은 은하가 포착된 것이다. 희미한 천체를 잡아내도록 최적화하지 않았음에도 극도로 희미한 천체까지 포함돼 가장 깊은 적외선 이미지 중 하나가 됐다. 이 이미지는 지난 5월 초 8일 간 32시간에 걸친 노출로 흑백 이미지를 생성했으며, 밝기에 따라 흰색과 황색, 오렌지색, 적색 등의 색깔을 입혔다. 이 이미지들은 빅뱅 직후 우주와 별과 은하의 생성·소멸 과정 등 우주를 가장 멀리, 가장 깊이 들여다볼 수 있게 설계된 웹 망원경의 장점을 보여주는 것들이 될 것으로 기대되고 있다. NASA가 8일 발표한 목표물은 NASA, 유럽 우주국(ESA), 캐나다 우주국(CSA) 등으로 구성된 국제위원회에 의해 선정되었다. 웹 우주망원경의 첫 번째 과학관측 목표는 다음과 같다. 용골자리 대성운: 하늘에서 가장 밝은 성운 중 하나인 용골자리 성운은 가스와 먼지 구름으로 이루어진 대성운으로, 지구에서 남반구 별자리인 용골자리 방향으로 약 7600광년 떨어져 있다. 용골성운은 우주 가스와 먼지로 된 긴 손가락 모양 구조로 유명한 ‘파괴의 기둥'(Pillars of Destruction)의 고향이다. WASP-96 b: 거대하고 극도로 뜨거운 외계행성으로, 완전히 구름이 없는 대기를 가진 최초의 행성으로 알려졌다. WASP-96 b는 과학자들이 발견한 강력한 나트륨 신호를 가진 최초의 행성이기도 하다. 행성의 질량은 토성과 아주 비슷하여 연구자들이 세계를 ‘뜨거운 토성’으로 분류한다.팔렬성운(Eight-Burst Nebula): 남쪽 고리성운(Southern Ring Nebula)이라고도 한다. 망원경으로 볼 때 8자 모양으로 보이기 때문에 ‘여덟 개의 폭발’ 성운으로도 알려진 팔렬성운은 남반구에서 볼 수 있는 돛자리의 행성상 성운(NGC 3132)이다. 성운은 지름이 거의 반 광년이고 지구에서 약 2000광년 떨어져 있다. 가스는 중심에 있는 죽어가는 별에서 초당 15㎞의 속도로 밀려나고 있다. 스테판 5중주(Stephan‘s Quintet): 이 조밀한 은하군은 페가수스 별자리에 위치하며, 5개의 은하로 구성되어 있는데, 그 중 4개는 밀접하게 그룹화되어 있으며 서로 병합될 것으로 예상된다. SMACS J0723.3-7327: 웹 망원경은 중력렌즈 현상으로 알려진 현상을 사용해 관측하기도 하는데, 이 중력렌즈를 이용하면 관측 목표 앞에 위치한 은하의 중력이 빛을 휘게 하여 그 뒤의 대상을 확대시킨다. 돋보기는 빛을 한 점에 모을 수 있지만, 중력장에 의한 빛의 굴절은 초점이 없으므로 한 곳에 모이지 않고 여러 개의 상을 만든다. 빛을 내는 천체와 빛을 굴절시키는 천체 및 관측자가 일직선을 이룰 때 생기는 고리 모양의 상을 특별히 '아인슈타인 링'이라고 부른다. 아인슈타인이 상대성이론에서 예측한 현상이기 때문이다. 제임스 웹 우주망원경은 지난해 성탄절 발사된 NASA의 차세대 우주망원경으로 135억 광년 너머 빅뱅 직후에 나타난 초기 은하들과 외계행성의 생명체 증후들을 탐색하는 것을 미션으로 하고 있다.  

별을 항성이라고 하는 이유는 행성과는 달리 밤하늘에 붙박힌 듯 움직이지 않기 때문이다. 그러나 별도 움직인다. 다만 너무나 멀리 있어 그 움직임이 우리 눈에 띄지 않을 따름이다.  오랜 시간을 두고 정밀 관측을 한 결과 항성들은 느리기는 하지만 각자 독립적으로 움직이고 있으며, 조금씩 자신의 천구 위에서의 위치를 바꾸고 있음을 알게 되었다. 이러한 별의 움직임을 고유운동이라 하는데, 각속도로 표시되며, 지구상 관측자의 시선과 직각 방향의 값이 된다. 보통 수십, 수백 광년 떨어져 있는 항성들은 수세기의 시간이 흘러도 인간의 눈에는 마치 하늘의 한 곳에 박혀서 움직이지 않는 것처럼 보이며, 따라서 고대에 만들어졌던 별자리들은 현재도 거의 비슷한 모양을 그대로 유지하고 있다. 예를 들면 큰곰자리의 북두칠성의 모양은 수백년 전이나 지금이나 거의 같다. 그러나 우리은하의 별들은 실제로 태양계 및 태양에 대하여 우주공간에서 일정 속도로 이동하고 있으며, 이해 고유운동이 일어난다.  별의 고유운동은 관측자에 대해 무작위한 방향으로 일어나는데, 이렇게 별이 실제로 우주상에서 움직이는 속도를 공간속도라 한다. 그리고 관측자의 시선 방향으로의 속도를 시선속도라고 한다. 별의 고유운동과 시선속도 값을 모두 알고 있다면 한 항성이 태양 또는 은하에 대하여 움직이는 우주속도를 계산할 수 있다. 최근 유럽우주국(ESA) 가이아 위성의 전천 탐사로 수집한 데이터가 이 같은 별의 움직임을 3D 영상으로 보여주고 있다. 가이아 위성이 촬영한 최근 데이터로 구성된 지도에는 2,600만 은하수 별의 움직임이 나타나 있다. 파란색으로 표시된 별은 우리를 향해 움직이고 있고 빨간색은 멀리 있음을 나타낸다. 선은 하늘을 가로지르는 별의 움직임을 묘사한다. 지도의 왼쪽에 있는 큰 파란색 영역과 오른쪽에 있는 빨간색 영역은 별들이 우리은하 중심을 축으로 삼아 회전하는 인상을 주는데, 전체적인 그림이 기묘하게도 우리의 태극문양을 닮은 것이 눈길을 끈다. 별의 움직임에 대한 세부 사항을 이해하는 것은 인류가 우리은하의 복잡한 역사와 태양의 기원을 더 잘 이해하는 데 도움이 된다.

우리은하 중심에 위치한 블랙홀 주위를 역대 가장 가깝게 도는 별이 발견됐다. 최근 독일 쾰른대학 등 공동연구팀은 블랙홀 주위를 초당 8000㎞의 속도로 공전하는 별 'S4716'를 발견했다는 연구결과를 천체물리학 저널(Astrophysical Journal) 최신호에 발표했다. 지구가 속한 우리은하 중심에는 태양 질량의 430만 배에 달하는 초대질량 블랙홀 궁수자리(Sagittarius)A*가 얌전하게 똬리를 틀고있다. 지구와의 거리는 약 2만7000광년(1광년=9조5000억㎞)에 달하며 지난 5월 사상 처음으로 세계 주요 전파망원경을 통해 실제 모습이 포착되기도 했다. 놀라운 점은 이 블랙홀 근처에 'S 성단'이라 불리는 밝기와 질량이 다른 100개 이상이 별들이 빽빽하게 모여있다는 사실이다. 모든 것을 빨아들이는 강력한 중력을 가진 블랙홀 주위에도 이를 공전하는 별들이 많다는 것이 확인된 것. 과거 쾰른대학 연구팀은 이 지역에서 S2를 비롯한 여러 별들을 차례차례 발견했다.이중 가장 유명한 S2의 경우 블랙홀을 공전하는데 16년이 걸렸다. 2020년에는 공전주기 9.9년인 S62, 또한 공전주기 7.2년의 S4711도 확인되면서 연구팀은 점점 더 블랙홀과 가까운 별을 찾아냈다. 그리고 이번에는 이보다 더 가까운 공전주기 4년의 S4716을 찾아냈다. 연구팀에 따르면 블랙홀과 S4716의 거리는 약 100AU(1AU=지구와 태양 사이의 평균 거리로 약 1억5000만㎞)로 천문학적인 관점에서는 가깝다. 　 논문의 주요저자인 플로리안 파이스커 박사는 "S2는 마치 영화관에서 당신 앞에 앉은 덩치 큰 사람처럼 행동한다"면서 "이 때문에 우리은하 중심을 관측하는 시야가 S2에 의해 자주 가려지지만 잠깐의 순간 우리는 블랙홀의 주변을 관측할 수 있었다"고 설명했다. 이어 "초거대질량 블랙홀 근처에서 별이 그렇게 가깝고 빠르며 안정적 궤도에 있다는 것을 전혀 예상치 못했다"면서 "이번 발견은 우리은하 중심부에서 빠르게 움직이는 별의 기원과 진화에 대한 새로운 시각을 제공한다"고 덧붙였다.　  

초당 지구 하나 쯤 되는 질량을 꿀꺽 삼키며 빠른 속도로 성장 중인 블랙홀이 관측됐다. 최근 호주국립대학(ANU) 연구팀은 역대 관측된 블랙홀 중 가장 빠른 속도로 성장 중인 초질량 블랙홀(supermassive black hole)이 켄타우로스자리에서 포착됐다고 밝혔다. 무려 90억 년의 나이로 추정되는 이 블랙홀은 인간의 머리로는 상상하기 힘든 숫자로 설명된다. 먼저 이 블랙홀은 우리 태양의 약 30억 배에 달하는 질량을 갖고 있어 우리은하 중심에 위치한 궁수자리 A* 블랙홀보다도 무려 500배는 더 크다. 특히 주위 물질을 닥치는대로 삼키는 과정에서 밝은 빛을 내는데, 이 수준이 우리은하의 모든 별에서 나오는 빛보다 7000배는 더 밝게 만들 만큼의 에너지를 방출한다. 이에 ANU 연구팀은 이 블랙홀을 밝게 빛나는 초대형 블랙홀인 퀘이사 ‘SMSS J114447.77-430859.3’(이하 J1144)로 명명했다.흥미로운 점은 더 있다. J1144와 비슷한 크기의 다른 블랙홀들의 경우 수십억 년 전 성장을 멈췄지만 이 블랙홀은 여전히 주위 물질을 흡수하면서 지금도 커지고 있다는 사실이다. 이에대해 연구팀은 J1144의 빠른 성장 원인이 명확하지 않다고 선을 그으면서도 우주 역사에서 그 해답을 추측했다. 논문의 수석저자인 크리스토퍼 온켄 연구원은 “아마도 2개의 큰 은하가 서로 충돌하면서 이 블랙홀에 엄청난 양의 물질을 공급하고 있는 것 같다”면서 "우주의 역사를 보면 은하 사이에 수많은 충돌과 합병이 일어났고 그 과정에서 블랙홀도 많이 성장했다"고 설명했다. 이어 "다만 현재 우주 나이의 절반 정도인 70억 년을 돌아본다면 J1144만큼 빠르게 성장하는 블랙홀은 이제까지 볼 수 없었다"고 덧붙였다.한편 SF영화의 소재로도 등장하는 블랙홀은 질량이 매우 큰 별의 진화 마지막 단계에서 만들어지며 강력한 중력으로 모든 것을 빨아들이는 시공간 영역을 말한다. 특히 블랙홀은 빛 조차도 흡수하기 때문에 직접 관측할 수 없다. 다만 전문가들은 블랙홀이 강력한 중력으로 주변에서 많은 물질을 흡수하면서 제트(jet)라는 강력한 물질의 흐름을 방출한다는 사실을 통해 그 존재를 확인한다. 이번 연구결과는 학술지 ‘호주천문학회 출판물’(Publications of the Astronomical Society of Australia) 최신호에 실렸다.  

윤석열 대통령이 엊그제 조 바이든 미국 대통령과 함께 삼성전자 평택공장을 찾았다. 윤 대통령은 이보다 앞서 하늘에서 그 공장을 본 적 있다. 당선인 신분이던 지난 4월 평택 미군기지를 헬기로 찾으면서였다. 하늘에서도 쉽게 보인다는 빨간선 외벽의 거대 공장을 내려다보며 “대한민국의 자랑”이라고 가슴 벅차 했다. 그런데 재계 인사들이 이 일을 기억하는 ‘포인트’는 다소 다르다. 새 대통령이 첨단 반도체산업에 대한 기대감과 책임감을 가슴에 새길 당시 정작 이재용 삼성전자 부회장은 기업 현장에 있지 않았다. 재판정에 가 있었다. 지난해 8월 가석방으로 풀려났지만 이후로도 그는 계열사 부당합병 의혹 등 관련 재판에 계속 불려다니고 있다. 이번에야 법원의 배려로 한미 정상을 공장 현장에서 안내했지만 그때는 그러지 못했다. 새 대통령이 대한민국 일등 기업을 하늘에서 내려다볼 때 그 일등 기업의 총수는 판사 앞에서 고개 숙이던 상황을 재계는 ‘아이러니’라고 표현했다. 행간에서 안타까움과 억울함이 묻어난다. ‘정권이 바뀔 때마다 기업을 비트는 게 어제오늘 일이냐’, ‘삼성이라고 별 수 있었겠느냐’. 정치권은 안 바뀌면서 왜 매번 기업만 때려잡느냐는 일종의 피해자 연대의식이다. 그런데 일반 국민이 이 일을 느끼는 ‘포인트’는 또 다르다. 언론조차 ‘최순실’이라는 이름을 거의 모르던 시절부터 이미 말(馬)을 상납한 삼성의 정보력과 처세술에 혀를 내두른다. 삼성공화국에 반감을 가진 이들은 ‘삼성은 수동적 국정농단 가담자가 아니라 적극적 공모자’라고 날을 세운다. 똑같은 공장을 두고도 정치인, 기업인, 일반 시민의 감정선은 이렇듯 저마다 다르다. 우리나라의 내로라하는 기업인 76명이 어제 한데 모여 ‘신(新)기업가정신’을 선포했다. 이름하여 ERT(Entrepreneurship Round Table·신기업가정신협의회)다. 미국 기업인들의 경제협의체인 BRT(Business Round Table)를 본떴다고 한다. 뭘 본떴든 추구한다는 정신에 시선이 꽂힌다. 정주영 현대, 이병철 삼성, 최종건 SK, 김종희 한화 등 맨주먹으로 사업을 일군 창업주들에게 기업가정신은 ‘사업보국’이었다. 기업을 키우는 것이 곧 국가에 보은하는 길이었다. 국가도 그걸 원했다. 지금도 그런가. 아니다. 먹고사는 게 절체절명의 화두이던 과거와 달리 누구는 너무 잘 먹고 누구는 너무 못 먹는 양극화가 더 뜨거운 화두가 됐다. 계층, 세대, 성별 간의 갈등이 커졌고 기후위기는 우리의 생존을 위협한다. 이런 변화에 맞춰 새로운 기업가정신으로 무장하자는 게 ERT 출범 취지다. 미국 BRT가 그랬듯 ‘기업은 주주 이익을 위해 존재한다’는 오랜 명제를 버렸다. 대신 주주, 고객, 협력사 등 사실상 모든 사회구성원을 뜻하는 ‘이해관계자’를 기업의 중심에 놨다. 이 정신을 좇다 보면 고용 확대, 탄소 절감, 동반성장 생태계 조성 등에 관심을 갖지 않으려야 않을 수 없다. 혹자는 이를 재계의 새 정부 코드 맞추기로 의심한다. 코드 맞추기면 또 어떠랴. 우리나라의 성장잠재력이 0%대로 떨어질 것이라는 경고가 나온 지 벌써 오래다. 기업도, 정부도, 국민도 바뀌지 않으면 안 될 중대기로에 서 있다. 그 변화를 기업인들이 먼저 주도한다면, 말의 성찬에서 끝내지 않고 행동으로 옮긴다면 백 번 천 번 코드를 맞추라고 말하고 싶다. 이런 우스갯소리가 있다. 갑자기 목돈이 생기면 산업화 세대는 다 같이 술 먹으러 가고, 386세대는 N분의1로 쪼개고, MZ세대는 기여도에 따라 나눠 갖는다고. 그래서 이 시대는 분배와 공정이 중요한 가치라고, 이 가치를 어떻게 다루느냐에 따라 정권과 기업의 성패도 달라진다고 ‘불평등의 확대’를 쓴 사회학자 이철승은 줄곧 강조한다. 기업에 신기업가정신이 장착되는 날, 삼성공장을 보는 이해관계자들의 감정 괴리도 좁혀질 것이다.

2022년 5월 12일 과학자들은 우리 은하 중심에 있는 초대질량 블랙홀인 궁수자리 A*(A별)의 이미지를 최초로 공개했다.  블랙홀은 질량이 극도로 압축돼 아주 작은 공간에 밀집한 천체로, 빛조차 빠져나가지 못할 정도로 중력이 강하다. 대부분의 은하 중심부에는 태양 질량의 수백만 배에서 수십억 배에 이르는 초대질량 블랙홀이 있는 것으로 알려져 있다.  한국 과학자들이 참여한 국제 공동 연구진이 인류 사상 최초로 우리은하 중심에 있는 '초대질량 블랙홀'을 포착하는 데 성공했다. 이로써 현대 천체물리학의 가장 큰 난제인 우주 형성의 비밀을 밝히는 데 한 발짝 내디뎠다는 평가를 받는다. 전 세계 80개 기관과 300여 명의 천문학자로 이뤄진 사건지평선 망원경(EHT) 공동연구진은 지난 2019년에도 지구에서 약 5500만 광년 떨어진 M87 블랙홀 그림자를 관측해 공개하며 빛의 고리 안쪽에 존재하는 블랙홀의 모습이 처음으로 드러났다. 이는 주변 빛이 중력에 휘어 둥글게 만들어진 속에 내부 빛이 빠져나오지 못해 형성된 공간인 블랙홀의 ‘그림자’를 본 것이다.  이번 우리은하 중심의 블랙홀을 포착한 사건지평선 망원경(EHT)은 스페인과 미국, 남극, 칠레, 그린란드 등 전 세계 11개 전파망원경을 연결해 지구 크기의 망원경 같은 효과를 내는 '가상 망원경'이다. 한국천문연구원 관계자는 이 망원경 성능에 관해 "파리의 한 카페에서 뉴욕에 있는 신문 글자를 읽을 수 있는 정도"라고 설명했다.  이번 두 번째로 블랙홀의 모습이 공개된 것을 보면, 빛의 고리 속에 블랙홀이 자리잡은 검은 속이 나타나는 등 비슷한 모양으로 나타났다. 크기와 우주에서의 위치가 다른 블랙홀의 모양이 비슷하다는 것이 확인되면서 블랙홀의 형태를 예측한 아인슈타인의 일반상대성이론이 더욱 정확하다는 결론에 이르렀다.  궁수자리 A*의 역사적인 이미지는 2019년 M87에 있는 블랙홀의 사건 지평선을 포착한 EHT에서 제공한 것으로, 위의 이미지에서 볼 수 있다. 밀리미터 이하 파장의 전파로 촬영된 이 이미지는 실제로 우리은하의 심장부에 자리잡은 블랙홀을 보여주고 있으며, 이용 가능한 모든 수소 가스를 먹고 있는 장면이다. 연구팀은 M87보다 훨씬 작은 궁수자리 A*를 포착하기 위해 수년간 시도한 끝에 얻어낸 엄청난 기술적 혁신으로 이 같은 이미지를 잡아낼 수 있었다. 우리은하 중심에 위치한 궁수자리 A* 블랙홀은 지구로부터 약 2만7000광년 떨어진 궁수자리에 있다. 한국천문연구원 손봉원 박사에 따르면, 이 블랙홀은 M87 블랙홀에서 태양계까지 거리의 2000분의 1 수준으로, 인류가 직접 관측한 블랙홀 중 지구와 가장 가깝다. ​그러나 궁수자리 A* 블랙홀은 M87에 비해 질량이 1500배 이상 작아 블랙홀 주변의 가스 흐름이 급격히 변하기 때문에 영상이 심한 산란 효과를 겪어 M87보다 관측이 어려웠다. 질량이 작을수록 블랙홀의 바깥 경계인 사건지평선 크기도 작아져 관측이 훨씬 어렵다. M87의 질량이 태양의 65억 배로 사건지평선 크기가 약 400억 km인 데 비해 궁수자리 A*의 사건지평선 크기는 2500만km에 지나지 않는다. 게다가 우리은하 중심의 별들이 궁수자리 A*을 가리고, 궁수자리 A* 자체도 산란을 일으키는 가스 구름에 둘러싸여 있어 관측이 더욱 어렵다.  EHT 연구팀은 “초대질량 블랙홀 주변 물질의 흐름을 분석해 은하의 형성과 진화 과정을 밝힐 수 있을 것”이라며 “추가적인 연구를 통해 일반상대성이론의 정밀한 검증 등 새로운 결과들이 쏟아져 나올 것으로 전망한다”고 밝혔다.   세라 마르코프 EHT 과학이사회 공동 위원장은 "이번에 공개된 블랙홀 모습은 M87 블랙홀과 매우 유사한 모양을 보이는데, 이는 중력에 의해 시공간이 휜다는 아인슈타인의 일반 상대성이론이 옳았음을 재입증한 것"이라고 강조했다.

태양계가 속한 우리 은하의 중심부에 자리 잡은 초대질량 블랙홀의 실제 이미지가 마침내 포착돼 공개됐다. 이는 빛도 빠져나오지 못해 직접 볼 수 없는 블랙홀의 실제 이미지를 확인하는 것을 넘어 규명된 것이 많지 않은 블랙홀 연구의 진전으로 이어질 것으로 기대된다. 세계 주요 전파망원경을 연결해 블랙홀을 관측해온 ‘사건지평선망원경’(EHT) 프로젝트 과학자들은 12일 밤 10시(이하 한국시간) 워싱턴을 비롯한 6곳에서 동시에 기자회견을 열어 우리 은하 중앙에서 포착한 블랙홀 이미지를 공개했다. 2019년 4월 과학사상 처음으로 지구에서 약 5천500만 광년 떨어진 M87 은하의 초대질량 블랙홀 실제 이미지를 포착해 공개한 이후 3년 만에 내놓는 성과다. EHT협력단은 이번 성과로 우리은하 중심에 자리잡은 천체가 초대질량 블랙홀이라는 직접적인 시각적 증거가 확보됐으며, 이런 거대한 천체의 활동에 대한 가치 있는 단서를 얻게됐다고 밝혔다. 이번에 포착된 우리은하 중심부의 초대질량 블랙홀은 ‘궁수자리(Sagittarius) A*’로도 불리는데, 지구에서 약 2만7000 광년 떨어진 궁수자리에 자리 잡고 있다. EHT 과학자들은 후속 연구로 초대질량 블랙홀 주변의 전파 방출 기원으로 보이는 부착흐름을 분석하는 이론을 세우기 시작했으며, 이를 통해 은하의 형성과 진화 과정을 밝히고 일반 상대성이론에 대해 정밀한 검증도 해나갈 계획이라고 밝혔다. AFP·로이터 연합뉴스

세계 주요 전파망원경을 연결해 블랙홀을 관측해온 ‘사건지평선망원경’(EHT) 프로젝트 과학자들이 한국시간으로 12일 오후 10시 기자회견을 열어 우리 은하 중심부에 있는 초대질량 블랙홀 ‘궁수자리A*’의 실제 이미지를 공개했다. 지구에서 약 2만 7000광년 떨어진 블랙홀을 포착한 것으로, 인류가 직접 관측한 블랙홀 중에 가장 가깝다. 가운데 검은 부분은 블랙홀과 블랙홀을 포함하는 그림자이고, 고리의 빛나는 부분은 블랙홀의 중력에 의해 휘어진 빛이다. 2019년 4월 사상 처음으로 공개된 M87 은하(지구에서 약 5500만 광년)의 초대질량 블랙홀 실제 이미지와 유사하다는 점에서 아인슈타인의 일반상대성 이론이 실증됐다는 평가다. 한국천문연구원·EHT 제공

우주 어딘가에 존재할지도 모를 외계인(ET)에게 메시지를 보내려는 시도가 꾸준하다. 17일(이하 현지시간) 라이브 사이언스는 세계 각국 우주기관 과학자들이 최근 외계인에게 보낼 새로운 메시지를 완성했다고 보도했다. 미국 외계지적생명체탐사연구소(SETI) 등 여러 우주기관 과학자들은 최근 학술지 ‘갤럭시’에 우주 메시지에 관한 논문을 발표했다. 논문에는 생명체가 존재할 가능성이 있는 지구보다 큰 지구형 행성인 ‘슈퍼지구’ 등에 인류를 소개하는 계획을 담았다. 과학자들은 일단 1974년 11월 17일 푸에르토리코 아레시보 전파망원경으로 송출한 메시지를 참고해 새로운 우주 메시지를 만들었다. 쓰는 언어나 감각기관이 달라도 해독할 수 있도록 메시지는 이진법 형태로 작성했다. 메시지는 전파 신호로 변경해 송출된다.메시지에는 외계인이 지구를 찾아오거나 지구에 답신을 보낼 수 있도록 지구 위치를 담은 우주 지도를 포함했다. 손을 흔드는 남성과 여성의 그림, 수학과 과학 개념, DNA, 아미노산, 포도당 등 생물학 정보도 담았다. 특히 이번에는 우리 은하 구상성단을 이정표로 활용, 더 정확한 우주 지도를 만들었다. 48년 전에는 회전하는 별 ‘펄서’(pulsar)의 위치를 사용해 지구 위치를 알렸다. 하지만 펄서 위치가 계속 변한다는 점 때문에 정확한 지점을 표현하는 데 한계가 있었다. 과학자 집단은 새로운 ‘구상성단지도’(globular cluster map)에서 이런 점을 보완했다. 우리 은하 중심에 있으며 지구와 가장 가까운 초거대 블랙홀 ‘궁수자리A’(Sgr A), 태양, 호주국립망원경기구(ATNF)가 관측한 펄사와 구상성단 자리를 지도에 표시해 지구 위치를 자세히 표현했다.과학자들이 만는 새로운 메시지를 실제 슈퍼지구에 전달하는 데는 상당한 시간이 필요할 것으로 보인다. 당장 세계 최대 전파망원경을 활용하더라도 새 메시지를 우주로 송출하는 기술을 완성하기까지 10년이 걸린다. 또 송출한 메시지가 실제 목적지에 도달하는 시간 역시 수천 년이 걸린다.  논문 주 저자인 미국 항공우주국(NASA) 제트추진연구소 소속 천체물리학자 조너선 지앙 박사는 “우리는 비록 얼마 후면 사라질 존재지만, 그래도 타임캡슐 메시지를 우주 바다에 던져 ‘우리가 여기 있다’고 말하고 싶은 것”이라고 밝혔다. 논문 공저자인 천체물리학자 스튜어트 테일러는 “ET는 인류가 거의 파괴해버린 이 세계를 되살리는 데 도움을 줄 수 있다. 과학 수준이 인간보다 뛰어난 ‘평화적인 외계인’과의 접촉은 인류에게 득이 될 것”이라고 주장했다.그러나 외계인에게 메시지를 보내려는 시도에 비판적 시각도 있다. 외계인이 오히려 인류에게 해가 될 수도 있다는 우려 때문이다. 버클리 캘리포니아대(UC 버클리) SETI 수석과학자 댄 베르트하이머 박사는 “천문학자 99%는 외계인에 메시지를 보내려는 시도가 좋은 생각이 아니라고 할 것”이라고 말했다. 2015년 미국 우주탐사 기업 스페이스X 일론 머스크 최고경영자(CEO)와 베르트하이머 박사 등 다른 과학자 20여 명은 우주 메시지 전송 계획을 비난하는 성명서에 서명한 바 있다. 이들은 지적 능력을 갖춘 외계 생명체가 존재한다고 해도, 인류에게 우호적일지 적대적일지 알 수 없다고 비판했다. 고(故) 스티븐 호킹 박사도 우려를 표한 적이 있다. 호킹 박사는 2010년 인터뷰에서 “발달한 외계인들은 그들이 갈 수 있는 모든 행성을 정복하고 식민지화하려고 할 것”이라고 경고했다.

미 항공우주국(NASA)의 우주배경복사 탐사선 코비(COBE) 위성이 촬영한 전천 이미지가 4월 3일자 '오늘의 천문사진(APOD)에 발표되었는데, 코비의 이미지가 기묘하게도 태극 문양과 같은 형태를 보여주고 있어 한국의 우주 마니아들의 관심을 끌고 있습니다.​  코비 위성의 이미지는 지구가 운동하는 방향과 그 반대 방향의 마이크로파 복사의 스펙트럼에서 보이는 적색이동과 청색이동을 나타내는 것으로, 우리은하가 속한 국부 은하단이 우주배경복사에 대해 얼마나 빠른 속도로 이동하는가 를 보여주는 것입니다.  우리 지구는 쉬고 있지 않습니다. 하루에 한 바퀴 자전할 뿐만 아니라, 초속 30km 속도로 태양 둘레를 달립니다. 그 공전 주기가 바로 1년입니다. 태양도 쉬지 않는 것은 지구와 마찬가지입니다. 태양은 초속 200km로 우리은하의 중심을 돌고 있습니다. 그처럼 빠르게 달려도 한 바퀴 도는 데 무려 2억 5천만 년이 걸립니다. 이것을 1은하년이라 하지요. 지금까지 태양은 은하 중심을 약 20바퀴 돌았습니다.  우리은하라고 그 자리에 가만 있는 것은 아닙니다. 우리 은하계는 국부 은하군에서 공전합니다. ​그리고 국부 은하군은 주위의 은하군들과 함께 초속 600 km의 속도로 처녀자리 은하단의 중력에 이끌려 가고 있으며, 그 방향은 바다뱀자리 별자리를 향하고 있습니다. 그러나 이러한 속도는 모든 천체들이 우주 마이크로파 배경복사(CMBR)에 대해 움직이는 속도보다는 느립니다.  1993년 코비 위성에서 촬영한 전천 지도를 보면, 지구 운동 방향에 있는 마이크로파 빛은 청색이동이 되어 더 뜨거워 보이는 반면, 그 반대편의 마이크로파 빛은 적색이동이 되어 더 차갑게 보입니다. ​그리고 이 두 구역은 전천을 태극 문양으로 양분하고 있음을 보여줍니다. 위 지도는 국부 은하군이 빅뱅에서 나온 태초의 복사에 대해 초당 약 600km의 속도로 움직인다는 것을 보여줍니다. 이 같은 빠른 속도는 처음에는 예상치 못한 것이며, 그 원인은 여전히 밝혀지지 않은 상태입니다. 우리는 왜 그렇게 빨리 움직일까요? 그리고 우리가 향하는 그곳에는 무엇이 있을까요?

우주에서 관측되는 수수께끼의 천체 ‘오드 라디오 서클’(Odd Radio Circle·이상한 전파 고리) 중 가장 선명한 이미지가 공개됐다. 2020년 처음 발견된 이 천체에 대한 지식이 더 깊어질 전망이다. 24일(현지시간) CNN 등에 따르면, 국제연구진이 2년 전 ‘호주 스퀘어 킬로미터 어레이 패스파인더‘(ASKAP) 전파망원경 전파망원경에 포착된 오드 라디오 서클을 최근 성능이 더 뛰어난 남아프리카 전파망원경으로 다시 관측하는데 성공했다.남아프리카전파천문대(SARAO)의 전파망원경 미어캣(MeerKAT)으로 관측된 오드 라디오 서클은 이전보다 선명한 고리 모양을 띄었다. 연구진은 이 천체의 지름은 약 100만 광년으로, 태양계가 속한 우리 은하의 16배에 해당한다고 밝혔다. 이 고리는 매우 커 다른 은하들까지 확장됐으며, 앞으로 10억 년 후 최대 크기에 도달할 것으로 예측된다. 이 천체의 정체는 처음에 은하 규모의 충격파나 우주의 샛길인 웜홀일 가능성 등이 거론됐었다. 하지만 이번 관측으로 데이터가 추가돼 새로운 세 가지 가설이 주목된다. 첫째는 이 천체가 은하 중심에서 일어난 거대 폭발의 잔해일 가능성이 있다는 것이다. 그다음으로는 은하 중심에서 에너지 입자를 분출하는 강력한 제트일 가능성이다. 마지막은 은하 안에서 별이 태어날 때 발생하는 충격파의 결과일 수 있다. 오드 라디오 서클은 지금까지 단 다섯 차례밖에 관측되지 않았다. 전파망원경 외에 가시광선이나 적외선, X선을 관측하는 망원경으로는 그 모습이 잡히지 않았다. 한편 이번 연구 결과는 ‘영국 왕립천문학회 월간보고 회보’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters) 3월 20일자에 실렸다.

태양계 바깥에서 확인된 외계행성이 5000개를 넘어섰다고 미 항공우주국(NASA)이 발표했다. 22일(현지시간) CNN·CBS 등에 따르면 NASA는 최근 과학 논문 등을 통해 인정받은 외계행성 65개를 추가함에 따라 공식적으로 발견된 외계행성이 5005개를 기록했다고 밝혔다. NASA는 이에 대해 우주과학 이정표를 달성한 것이라고 자평했다. 캘리포니아공과대학의 NASA 외계행성 과학연구소 연구책임자 제시 크리스천슨은 “이것은 단순한 숫자가 아니다. 5000여개 행성은 각각의 새로운 세계”라고 말했다. CNN은 “외계행성의 존재는 오래전 제시됐고 공상과학 소설에서 묘사됐지만, 처음 발견된 것은 1990년대에 들어서였다”며 “우리는 외계행성 발견의 황금시대에 살고 있다”고 평가했다. NASA에 따르면 지금까지 발견된 외계행성의 31%는 크기와 질량 기준으로 보면 슈퍼지구급 행성으로 분류된다. 슈퍼지구는 지구보다는 크고 해왕성보다는 작은 질량을 가진 행성이다. 이 밖에 외계행성의 30%는 거대한 가스 행성이고 35%는 해왕성과 유사한 것으로 전해졌다. 단 4%만이 지구나 화성 같은 암석형 행성에 해당한다. 과학자들은 우리 은하 전체에 수천억 개에 이르는 외계행성이 있을 것으로 보고 있다. 확인된 5000여개의 행성 중 4900개는 지구에서 불과 수천 광년 이내에 있는데, 우리 은하 중심에서 지구까지의 거리는 약 3만 광년이나 떨어져 있기 때문이다. 다만 인류가 외계행성에 가는 것은 너무 먼 거리 때문에 가까운 미래에는 힘들 것이라고 NASA는 설명했다.

태양계 너머에는 5000개 이상의 또 다른 세계가 있다고 미 항공우주국 나사(NASA)가 발표했다. 나사는 21일(현지시간) 외계행성 아카이브(NASA Exoplanet Archive)에 새로운 외계행성 65개를 추가했다. 나사는 새로 발견된 외계행성 가운데 동료 심사를 거친 과학 논문에 실린 것들을 기록보관소에 등록하고 있다. 이로써 인류가 확인한 외계행성 수는 5005개로 늘었다. 1992년 첫 외계행성 발견 이후 30년 만이다. 외계행성 후보는 8709개에 달한다. 캘리포니아공대가 운영하는 기록보관소의 과학 책임자 제시 크리스천슨은 “이것은 단순한 숫자가 아니다. 각각은 새로운 행성, 새로운 세계다. 우리는 외계행성에 대해 아무것도 모른다는 점에서 더욱 흥미롭다”라고 말했다.나사 아카이브에 새로 추가된 외계행성 65개는 슈퍼지구와 ‘뜨거운 목성형’ 행성, 준해왕성급 행성이 대부분이다. 슈퍼지구는 지구보다 크고 생명체가 존재할 가능성이 있는 암석 행성이며, 뜨거운 목성형 행성은 목성 같은 가스 행성이다. 준해왕성급 행성은 해왕성보다는 작은 얼음 행성이다. 지구와 비슷한 크기의 암석 행성 2개도 있지만, 표면온도가 327도에 달한다. 크리스천슨은 “인간이 거주할 수 있는 행성은 아니다. 뜨거운 바위에 가깝다”고 설명했다. 인류는 1992년 처녀자리에서 처음으로 외계행성을 발견했다. 펄서(pulsar, 초고속으로 자전하는 중성자별)가 내뿜는 전자기파의 변화를 측정해, 주변 궤도에 있는 행성 2개를 확인했다. 2000년까지만 해도 인류가 찾은 외계행성은 100여 개에 불과했다. 하지만, 허블과 스피처, 케플러, 테스 등 ‘행성 사냥꾼’이라 불리는 위성망원경 발달로 그 수는 수천 개까지 늘었다. 특히 2018년 퇴역한 케플러 우주망원경은 발사 후 9년간 외계행성 2662개를 발견했다.크리스천슨은 “내가 대학원생이었던 2000년대 초, 인류가 찾은 외계행성은 100여 개에 불과했다. 그러나 지금은 외계행성이 아주 흔하다”라고 말했다. 이어 “우리 은하에만도 수천억 개의 행성이 있을 것이다. 알려진 5000개의 외계행성 중 4900개가 지구에서 수천 광년 이내에 있다”고 밝혔다. 그러면서 “태양계가 우리 은하 중심에서 3만 광년 떨어져 있다는 사실을 생각하면, 우리 은하에는 아직 발견하지 못한 행성이 1000억~2000억개 더 있을 것이다”라고 강조했다. 현재까지 나사 외계행성 아카이브에 등록된 외계행성 중 30%는 가스 행성, 31%는 슈퍼지구, 35%는 얼음 행성이다. 나머지 4%만이 지구와 비슷하거나 조금 작은 암석 행성이다. 나사가 2018년 케플러 후임으로 외계행성탐사위성 테스를 발사한 만큼, 앞으로 더 많은 외계행성이 발견될 것으로 보인다. 특히 인류 역사상 가장 크고 강력한 제임스웹 우주망원경의 활약이 기대된다. 2027년에는 나사가 낸시그레이스로먼 우주망원경을, 2029년에는 유럽우주국이 아리엘 우주망원경을 잇따라 발사할 예정이기도 하다.

당신은 얼마나 멀리 볼 수 있습니까? 만약 당신의 눈이 모든 종류의 복사선을 감지할 수 있다고 가정할 때,당신이 지금 볼 수 있는 모든 것, 그리고 볼 수 있을지도 모르는 모든 것이 이른바 천문학자들이 말하는 '관측 가능한 우주'입니다.  빛으로 우리가 볼 수 있는 가장 멀리 있는 것은 138억 년 전 우주가 짙은 안개처럼 불투명했던 시간인 우주 마이크로파 배경에서 나온 것입니다. 우리를 둘러싸고 있는 일부 중성미자와 중력파는 훨씬 더 먼 곳에서 왔지만, 인류는 아직 이를 감지할 수 있는 기술이 없습니다.  지금까지 가장 먼 우주를 본 것은 허블 망원경의 '울트라 딥 필드'로, 무려 130억 광년의 우주를 담아냈습니다. 지난 크리스마스에 발사되어 현재 지구에서 160만km 떨어진 라그랑주2 포인트에서 기기를 점검중에 있는 제임스웹 우주망원경은 빅뱅 직후, 그러니까 무려 135억 광년의 거리 밖에서 우주에 최초로 나타난 첫 별빛을 포착할 예정입니다. 현재 실제 우주의 크기는 약 940억 광년이라는 계산서가 나와 있는데, 이는 우주 초창기에 광속보다 빠른 팽창을 가져온 인플레이션 때문이라고 합니다.  기사 맨 위의 이미지는 중심의 지구-태양과 함께 우리 태양계, 가까운 별, 가까운 은하, 먼 은하, 초기 물질의 필라멘트 구조 및 우주 마이크로파 배경으로 둘러싸인 시야가 가장자리로 갈수록 점점 더 컴팩트해지는 관측 가능한 우주를 보여줍니다.  우주론자들은 일반적으로 우리의 관측 가능한 우주가 동일한 물리 법칙이 적용되는 '우주'로 알려진 더 큰 실체의 가까운 부분일 뿐이라고 가정합니다. 그러나 이 우주조차도 다른 물리적 상수가 발생하고, 다른 물리 법칙이 적용되고, 더 높은 차원이 작동하거나, 표준 우주의 약간 다른 버전이 우발적으로 달라지는 더 큰 다중우주의 일부라고 주장하는 대중적인 추론이 몇 가지 있습니다. 그러나 그것은 어디까지나 가설의 단계일 뿐으로, 검증할 방법은 아직 없습니다.

은하수는 지구에서 시선방향으로 보이는 우리은하의 가장자리 모습이다. 요즘은 빛 공해가 심해져 은하수를 보기 어렵지만, 캄캄한 밤하늘 지역에서 보면 하늘을 가로질러 뻗어있는 뿌연 띠를 볼 수 있는데, 서양에서는 그리스 신화의 여신 헤라가 흘린 젖이라고 여겨서 ‘밀키 웨이'(Milky Way)라 부른다. 이것이 무수히 많은 별들의 집적이라는 것을 최초로 알아낸 사람은 1610년 자작 망원경으로 은하수를 관측한 갈릴레오 갈릴레이였다. 우리가 맨눈으로 볼 수 있는 전천의 별 수는 대략 5~6000개 정도다. 이들은 육안으로 볼 수 있는 한계인 6등성 이상 밝기의 별들인데, 물론 망원경을 사용하면 더 많은 별들을 볼 수 있다. 그렇다면 우리 은하수 은하에는 대체 몇 개의 별들이 있을까? 뉴욕 이타카 칼리지의 조교수 데이비드 콘라이히는 “끔찍할 정도로 대답하기 어려운 질문”이라고 전제하면서 “일반적으로 은하의 별들은 정확히 셀 수가 없을 만큼 엄청 많기 때문”이라고 덧붙였다. 우리은하와 비교적 가까운 230만 광년 거리의 대형 은하 안드로메다 은하의 경우, 우리는 가장 크고 밝은 별만 구별할 수 있다. 태양 크기의 별은 우리가 보기 어려울 것이다. 따라서 천문학자들은 아래 기술 중 일부를 사용하여 은하의 별 개수를 추정한다. 우리은하의 구조 우리은하는 지름이 약 10만 광년인 막대 나선은하이다. 은하 바깥쪽을 보면 4개의 나선팔(2개는 메이저, 2개는 마이너)로 둘러싸인 중앙 팽대부가 드러날 것이다. 은하수의 주요 팔은 페르세우스자리 나선팔과 궁수자리 나선팔로 알려져 있다. 지구의 태양은 오리온 팔이라고 불리는 두 개의 작은 나선팔 중 하나에 있는 별이다.우리은하는 수십만 광년 지름의 거대한 가스 헤일로(halo)로 둘러싸여 있다. 천문학자들은 헤일로의 질량이 우리은하에 있는 모든 별들의 질량과 거의 같을 것으로 추정한다. 그러나 우리은하의 별들 중 많은 부분은 보기 힘들다. 은하 중심에 별, 가스, 먼지로 가득 찬 은하 팽대부와 초거대질량 블랙홀이 우리의 시야를 가리고 있기 때문이다. 이 지역의 물질 밀도는 너무 높아서 가장 강력한 망원경을 들이대도 관측 불가다. 20세기 초까지만 해도 천문학자들은 우리은하가 곧 전체 우주라고 생각하고, 우주의 모든 별들이 우리은하의 일부라고 생각했지만, 이런 상식은 미국의 신출내기 천문학자 에드윈 허블에 의해 여지없이 깨어졌다. 그는 당시 최대였던 윌슨산 천문대의 강력한 망원경으로 관측한 결과, 그때까지 우리은하 내의 ‘성운’으로 알고 있었던 안드로메다 은하가 실은 우리은하 밖에 존재하는 수많은 섬우주인 외부은하임을 증명해냈던 것이다. 별의 개수를 알려면 은하의 무게를 재라 천문학자들이 은하에 있는 별의 수를 추정하는 주된 방법은 은하의 질량을 결정하는 것이다. 이것은 은하의 회전과 방출하는 빛의 스펙트럼을 분석하여 알아낼 수 있다. 같은 질량의 은하라 하더라도 별의 유형과 전체 질량에 차이가 있을 수 있다. 콘라이히는 이에 대해 일반론을 말하기는 매우 어렵다고 경고하는 한편, 한 가지 차이점은 우리은하와 같은 나선은하와 타원은하 사이에서 볼 수 있다고 말한다. 타원은하는 나선은하에 비해 K형과 M형 적색왜성을 더 많이 가지는 경향이 있다. 타원은하는 나선은하보다 오래되었기 때문에 진화하는 동안 많은 가스를 방출하는 바람에 성간 가스가 더 적다. 일단 은하의 질량이 결정되면, 또 다른 까다로운 일은 그 질량의 얼마가 별들로 이루어져 있는지 알아내는 것이다. 은하를 이루는 질량의 대부분은 빛을 방출하지 않는 암흑물질로 구성되어 있기 때문이다. “은하를 모델링하고 별의 질량이 몇 퍼센트를 차지하는지 확인해야 한다”고 말하는 콘라이히는 “일반적인 은하에서 회전 곡률로 질량을 측정하면 그 중 약 90%가 암흑물질”이라고 설명한다. 은하계에 남아 있는 대부분의 물질이 확산 가스와 먼지로 구성되어 있기 때문에 콘라이히는 별의 비중은 전체 은하계 질량의 약 3%를 차지할 것으로 추정하지만 이는 다를 수도 있다. 또한 별 자체의 크기는 우리 태양보다 수십 배 작거나 클 수도 있다. 우리은하에는 대략 몇 개의 별이 있을까?그렇다면 은하수에 몇 개의 별이 있는지 확실히 알 수 있는 방법은 없을까? 우리은하를 맵핑하는 가이아 임무를 수행하는 유럽우주국(ESA)의 과학자 조스 더 브라우너에 따르면, 현재 우리은하 별의 추정치는 1000억에서 4000억 개 사이다. 더 브라우니는 명확한 수치를 알기는 어려울 것이라고 한다. 2013년부터 궤도를 돌고 있는 가이아 탐사선은 326광년 거리까지 태양 주변에 있는 17억 개의 별 위치를 매핑하는 데 성공했다. 천문학자들은 이 수치를 근거로 전체 은하계를 모델링할 수 있지만, 가이아조차도 가장 희미하고 작은 별을 보는 데 어려움을 겪고 있는 만큼 완벽한 수치를 결정하기는 어렵다. 브라우너는 “근본적인 문제는 매우 희미한 적색왜성의 광도(분포)를 측정한 다음, 갈색왜성까지 얼마나 되는지 그 숫자를 추정하는 것”이라고 설명한다. 적색왜성은 우주에서 가장 흔한 별이며 가장 오래 사는 별이기도 하다. 그러나 너무나 어둡기 때문에 식별하기가 어렵다. 갈색왜성은 더 어둡다. 이들은 기본적으로 핵융합을 시작하기에 충분한 물질을 축적하지 못한 실패한 별이다. 따라서 그것들은 별과 행성 사이의 위치하는 중간적인 천체로, 희미한 적색왜성보다 발견하기가 훨씬 더 어렵다. 브라우너는 “전체 이야기에서 두 번째 난관은 이중성인데, 그 빈도가 아직 완벽하게 밝혀지지 않았다”면서 “2025년 가이아의 임무가 끝날 때까지 과학자들이 우리은하의 별 수를 보다 근접하게 알게 되겠지만 상당한 불확실성이 남아 있을 것”이라고 예상했다. 참고로 '코스모스'를 쓴 유명 천문학자 칼 세이건은 4000억 개라는 데 손을 들었다.　　

암흑 에너지를 찾는 카메라가 초대질량 블랙홀을 둘러싸고 있는 젊은 별들의 모습을 잡은 놀라운 이미지가 공개되었다. 이 장면이 포착된 곳은 스페인 댄서라는 별명을 가진 NGC 1566 은하로, 아름다운 소용돌이 모양을 가져 이같은 별명을 붙었다. 우리 시선방향에서 정면으로 보이는 이 아름다운 거대 나선은하의 두 나선팔은 10만 광년 넘게 펼쳐져 있다. 사진은 칠레의 세로 톨롤로 범미주 천문대에 있는 암흑 에너지 카메라가 찍은 것이다. 무엇보다 NGC 1566의 아름다움은 균형 잡힌 성운의 팔은 물론 소용돌이치는 모습에 있다. 천문대를 관장하는 미국 국립과학재단 NOIRLab 프로그램의 성명에 따르면, 지구에서 약 7000만 광년 떨어진 황새치자리의 스페인 댄서 은하는 우리가 연구할 수 있는 우주적 사건의 범위 내의 영역에 있어 천문학자들에게 특히 인기가 높은 대상이다. 공개된 새로운 이미지는 그러한 유형의 천체 현상 중 몇 가지를 보여준다. 위의 사진은 특히 별의 나이를 극적으로 보여주고 있다. 스페인 댄서의 나선팔 부근에 어두운 우주 먼지 띠로 인해 분리되어 보이는 푸른색은 젊은 별들의 사슬이 만들어낸 것이다. 은하 중심부에 가까운 적색 영역에는 늙은 별들이 밀집해 있다. 2010년 천문학자들은 SN2010el 초신성에서 폭발하는 늙은 별 하나를 포착했다. 은하 중심부에는 보이지 않는 활동성 초대질량 블랙홀이 있는데, 이 블랙홀은 수시로 다양한 양의 빛을 방출하지만 과학자들은 그 속에서 정확히 무슨 일이 일어나고 있는지 규명해내지 못하고 있다. 천문대의 적외선 관측장비 덕분에 NGC 1566 및 유사한 은하에서 짙은 먼지 띠에 둘러싸인 별을 찾을 수 있게 되었다. 과학자들은 이 새로운 관측이 은하에서 별이 형성되는 타임라인을 이해하는 데 도움이 되기를 기대하고 있다.  

2019년 초 전 세계 과학자들이 ‘사건의지평선망원경’(EHT)를 이용해 인류 최초로 블랙홀의 모습을 촬영했다. 블랙홀은 크기 뿐만 아니라 형태도 다양한 것으로 알려져 있는데 현재 지구와 가장 가까운 곳에 위치한 블랙홀의 모습은 여전히 미스터리로 남아있었다. 이 같은 상황에서 한국천문연구원 전파천문본부와 스페인 안달루시아 천체물리학연구소(CSIS-IAA)를 비롯한 전 세계 30개 연구기관 67명의 과학자는 우리은하 중심에 위치한 궁수자리A 블랙홀(Sgr A)의 구조가 원형이라는 점을 밝혀냈다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널’ 2월 22일자에 실렸다. 연구팀은 한국의 우주전파관측망(KVN)을 중심으로 한 동아시아 초장기선전파간섭계(VLBI)의 7㎜, 13㎜ 파장대 관측을 실시했다. VLBI는 수백~수천㎞ 떨어져 있는 여러 대의 전파망원경으로 동시에 같은 천체를 관측해 가상의 거대한 망원경을 구현해 분해능을 높이는 기술이다. 동아시아 VLBI는 서울, 울산, 제주에 있는 KVN 3기를 포함해 총 21개의 전파망원경으로 구성돼 있으며 이번 연구에는 13㎜ 파장대 관측에 10기, 7㎜ 파장대 관측에는 8기, KVN 3기는 두 파장 모두에서 관측했다. 궁수자리A 블랙홀은 태양계가 위치한 우리은하의 중심에 있는 지구에서 가장 가까운 초대질량 블랙홀이다. 이 때문에 블랙홀 주변에서 일어나는 현상을 연구하는데 최적의 대상이지만 은해 중심 주변의 가스구름 때문에 빛이 산란돼 관측이 쉽지 않았다.관측 결과, 궁수자리A 블랙홀이 거의 원형이라는 사실을 확인했고 이는 블랙홀이 주변 기체들을 끌어들이면서 형성되는 부착흐름의 회전축이 태양계쪽을 가리키고 있기 때문이라고 연구팀은 설명했다. 부착흐름은 블랙홀 근처 기체들이 중력으로 흡수되면서 빛을 내는 현상으로 블랙홀의 형태로 부착원반이 형성된다. 이번에 관측된 블랙홀의 크기는 부착흐름이 광속에 가까운 속도로 가속된 전자와 자기장으로 갖고 있다. 조일제 스페인 IAA 박사는 “궁수자리A 블랙홀은 인류가 처음 관측한 M87 블랙홀보다 지구와 훨씬 가깝지만 산란을 일으키는 가스구름에 둘러싸여 있어서 관측이 더 어렵다”며 “이번 연구는 동아시아 지역 전파망원경들로 구성된 관측망으로 우리에게 가까운 블랙홀의 본 모습을 보게된 것”이라고 설명했다.

블랙홀은 크게 두 가지 종류로 나눌 수 있다. 첫 번째는 은하 중심에 있는 거대 질량 블랙홀이다. 은하에서 가장 많은 물질이 모여 있는 곳에서 성장한 초대형 블랙홀로 태양 질량의 수백만 배에서 수십억 배에 달해 은하의 성장과 진화에 큰 영향을 미친다. 두 번째는 무거운 별이 초신성 폭발로 최후를 맞이한 후 남은 물질이 모여서 생긴 항성 질량 블랙홀이다. 대부분 태양 질량의 수십 배 이하로 별과 비슷한 질량을 지니고 있어 항성 질량 블랙홀이라고 부른다. 하지만 사실 이 중간에 위치한 블랙홀도 존재한다. 중간 질량 블랙홀은 그렇게 흔한 존재는 아니지만, 각자의 사연을 갖고 은하 속에 숨어 있다. 최근 미국 유타대 연구팀은 안드로메다 은하에 숨어 있는 특이한 중간 질량 블랙홀을 발견했다. 대다수 중간 질량 블랙홀이 태양 질량의 수천 배 정도인데 이 블랙홀은 적어도 10만 배 이상으로 작은 은하 중심 블랙홀과 맞먹는 수준이다. 연구팀은 여러 개의 망원경을 이용해 안드로메다 은하에 있는 구상 성단인 B023-G078의 별이 중심부로 갈수록 공전 속도가 매우 빨라진다는 점을 확인하고 그 이유를 연구했다. 구상 성단은 별들이 큰 공처럼 모인 것으로 B023-G078의 경우 무려 태양 질량의 620만 배에 달하는 거대한 구상 성단이다. 이렇게 큰 구상 성단에서 별의 이동 속도를 빠르게 하기 위해서는 중심부에 태양 질량의 10만 배 이상의 중력을 행사하는 천체가 존재해야 한다. 이 정도 질량을 지녔는데도 망원경으로 직접 관측이 어렵다면 현재 과학 이론으로 설명할 수 있는 천체는 블랙홀 이외에는 존재하지 않는다. 연구팀은 구상 성단의 형태와 블랙홀의 질량을 생각할 때 이 블랙홀이 이론적으로 과거 이론적으로 예측된 ‘벗겨진 핵’(stripped nucleus) 블랙홀이라고 보고 있다. 본래 작은 왜소 은하가 대형 은하인 안드로메다 은하에 흡수되는 과정에서 중심부는 구상 성단 형태로 남고 나머지는 다른 별과 섞여 사라진 것이다. 태양 질량의 10만 배가 넘는 블랙홀은 항성 질량 블랙홀이 물질을 흡수해서 커지기에는 너무 큰 질량이다. 태양 같은 별을 10만 개는 흡수해야 하기 때문이다. 별과 별 사이의 거리를 생각하면 거의 불가능하다. 따라서 이 정도 질량 블랙홀은 과거 작은 은하의 중심 블랙홀이라는 설명이 더 타당하다. 우리 은하나 안드로메다 은하는 여러 개의 작은 은하를 흡수하면서 지금처럼 커졌다. 따라서 과학자들은 작은 왜소 은하의 중심 블랙홀이 어딘가 숨어 있을 것으로 예상했으나 실제로 찾기는 매우 어려웠다. 이번 연구는 이런 블랙홀이 실제로 존재하고 찾을 수 있다는 점을 보여줬다는 데 의의가 있다. 앞으로 우리 은하 어딘가 숨어 있을 벗겨진 핵 블랙홀을 찾아내기 위한 연구도 한층 탄력을 받을 것으로 생각된다.