​135억년 전 초기 우주의 비밀 엿보는 '타임머신' 빅뱅 직후인 130억 년 전 태초의 우주는 어떤 모습이었을까? 인류의 끊임없는 호기심을 풀어줄 최강의 우주망원경 제임스웹이 크리스마스날 마침내 우주를 향해 날아올랐다. 최초의 발사예정이었던 2007년에서 무려 14년이나 늦은 지각 발사였다. 미 항공우주국(NASA)은 25일 오후 9시20분(한국시간) 프랑스령 기아나 쿠로우 우주센터에서 제임스웹 우주망원경(JWST)을 실은 아리안5 로켓이 성공적으로 발사됐다고 밝혔다. JWST는 NASA와 유럽우주국(ESA), 캐나다우주국(CSA)이 1996년부터 기획, 2006년부터 제작에 들어갔다. 초기 예산의 5배를 훌적 뛰어넘는 100억 달러(한화 12조원)를 투입한 끝에 마침내 완성됐다.이 거대한 망원경은 초기 우주에 나타난 최초의 별과 은하로부터 방출되는 빛을 측정해 우주 생성의 비밀을 엿볼 예정이다. 먼 우주의 먼지구름에 가려진 외계행성의 대기를 조사해 우주 생명체의 존재를 탐사하는 임무도 띠고 있다. 모든 것이 계획대로 진행된다면 앞으로 5년에서 10년에 걸쳐 다양하고 중요한 과학 작업을 수행할 것이다. NASA 국장 빌 넬슨은 성명에서 "이것은 매우 독특한 임무"라고 강조하면서 "이 미션이 성공한다면, 비록 압도적이지는 않다 하더라도 엄청난 우주의 비밀을 열어젖혀, 우리가 누구인지, 어떻게 진화해 왔는지, 그리고 어떻게 여기까지 왔는지에 대해 엄청난 대답을 해줄 것"이라고 기대를 나타냈다. 메릴랜드주 그린벨트에 있는 NASA 고다드 우주비행센터의 웹 프로젝트 차석 과학자 조나단 가드너는 "웹은 NASA가 지금까지 수행한 것 중 가장 복잡한 것"이라고 밝히면서 "이것은 의심할 바 없이 미국이 지금까지 수행한 것 중 최대의 순수 과학 프로젝트"라고 덧붙였다.이날 성공적으로 발사대를 떠난 JWST는 발사 27분이 지난 뒤 고도 1380㎞에서 아리안5 로켓으로부터 성공적으로 분리됐다. 마침내 통제센터 관계자들은 긴장감을 풀고 박수를 치며 발사 성공을 서로 축하했다. 웹은 30분 후 태양전지판을 펼치고 전기를 공급하는 데 성공했다. 앞으로 JWST는 약 29일간 날아가 지구로부터 지구-달 거리의 4배인 150만㎞ 떨어진 라그랑주2(L2) 지점에 안착할 예정이다. 이곳은 태양과 지구의 중력이 균형을 이뤄 별도의 동력 없이도 태양을 공전하면서 임무를 수행할 수 있는 지점이다. 또한 태양과 지구로부터 나오는 빛의 방해를 최소화할 수 있으며, 지구와 망원경의 거리를 항상 일정하게 유지할 수 있는 이점을 갖고 있는 지점이다. 제 위치에 도착한 뒤 약 5개월의 안정화 작업을 거친 이후 제임스웹은 사상 최대의 6.5m 주경을 통해 빅뱅 이후 우주의 생성과 비밀을 찾아 나선다. NASA는 “앞으로 10년 동안 전 세계 천문학자는 물론 우주과학자 등 우주의 비밀을 연구하고 생성과 진화를 탐구하는 이들에게 제임스웹은 ‘우주의 눈’이 돼줄 것”이라며 “적외선 우주망원경인 제임스웹으로 우리는 새로운 우주 탐험의 역사를 쓰게 됐다”고 밝혔다.항해 과정이 쉬운 것은 아니다. 갖가지 어려운 작업과정을 거쳐야 하는데, 우선 포개져 있는 지름 6.5m, 넓이 25㎡의 거대 반사경을 제대로 펴야 한다. JWST의 반사경이 너무 커서 발사 때 로켓 적재함에 넣을 수 있도록 반으로 접혀진 상태이다. 또 태양의 열과 빛을 막기 위해 설치한 테니스 코트 크기의 태양 가림막 펼치기, 반사경 미세 조절 등 각종 최첨단 장비의 정상 가동 시험 등이 기다리고 있다. 발사 후 13일째가 되면 차양막, 지지대, 그리고 망원경이 모두 펼쳐진다. 허블 우주망원경보다 최대 100배의 해상도를 자랑하는 JWST는 라그랑주2 지점에 도착한 후 태양을 바라볼 때 지구와 동일 선상에서 태양을 공전한다. 태양 가림막이 한 면이 항상 태양, 지구 및 달을 향해 펼쳐져 열ㆍ빛이 망원경의 관측을 방해하는 것을 막는다. 통신은 NASA의 제트추진연구소(JPL)에서 관리하는 거대 안테나인 심우주네트워크(DSN)를 통해 이뤄진다. 5차례나 고장나 막대한 예산이 낭비된 허블 망원경의 전철을 밟지 않기 위해 NASA 개발자들은 제작 과정에서 수십 회 반복 테스트를 실시했으며, 또한 지구에서 통신을 통해 자체적으로 오류를 수정하는 프로그램도 탑재했다. 문제는 고도 600㎞ 궤도에서 활동한 허블 망원경과 달리 150만㎞나 떨어져 있는 웹은 너무 멀어 고장날 경우 사람을 보내 수리할 길이 없다는 점이다. NASA는 스페이스X가 개발 중인 스페이스십이나 자체 개발 중인 SLS 등 초대형 우주발사체가 완성될 경우 웹 망원경의 수리 임무에 동원할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 한 세대가 걸린 망원경 만들기웹이 처음으로 논의되기 시작한 것은 30년 전의 일이다. 1989년 9월에 볼티모어의 우주망원경 과학연구소에서 한 무리의 천문학자들이 만나서 허블 우주망원경의 후계를 논의하기 시작했을 때 처음으로 운곽을 드러냈다. 이때는 허블을 발사하기도 전이었지만, 그 후계 문제가 수면 위로 떠오른 것이다. 대형 우주망원경은 계획하고 구축하는 데 오랜 시간이 걸리기 때문에 천문학 커뮤니티에서는 10~20년 앞을 미리 구상하는 경향이 있다. 그래야만 '차세대 우주망원경'(NGST)과의 관측 간격을 최대한 단축할 수 있기 때문이다. 1990년대 중반까지 NGST가 초기 우주를 연구해야 한다는 합의가 이루어졌다. 허블이 빅뱅(138억 년 전) 이후 불과 10억 년이 지난 시점의 우주 모습을 제공했지만, 천문학계는 훨씬 더 초기의 우주를 조사하기를 원했다. 이상적으로는 우주가 태어난 직후 몇억 년 이내에 형성된 최초의 별과 은하의 시대까지 거슬러올라가는 것이다. 거대한 우주망원경은 우주의 초창기까지 거슬러올라갈 수 있는 타임머신이라고 할 수 있다. 허블, 스피처 우주망원경의 뒤를 이어 인류의 우주 관측의 새로운 역사를 쓸 것으로 기대되는 웹 망원경은 허블 망원경이 사용했던 가시광선이 아닌 적외선을 통해 태양과 같은 별을 관측하므로 우주공간에서 기존 망원경보다 더 먼 공간을 관측할 수 있다. 최대 1000광년 떨어진 행성의 산소분자를 확인할 수 있는 것으로 알려졌다. 1광년은 빛이 1년 동안 달리는 거리로 약 10조억㎞다.NASA는 우주의 암흑기(Dark Age)가 끝난 시점, 즉 138억년 전 우주 대폭발(빅뱅) 직후 2억년 쯤 지난 135억년대 초기 우주의 별들이 보내온 적외선 파장을 관측할 수 있다고 밝혔다. 이는 사실 웹 망원경이 인류가 우주의 끝을 관측하는 첫 번째 망원경이 될 것이라는 의미이다. 뿐만 아니라 웹은 생명체가 존재할 가능성이 높은 외계행성의 우주 생명체의 탐색과 외계 태양계의 초기 행성계 관측에 집중하여 할 수 있어 태양계 생성의 비밀도 밝히는 데도 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. JWST는 허블과는 전혀 다른 형태를 취한 우주망원경이다. 얇은 금을 코팅한 베릴륨으로 만든 육각형 거울 18개를 벌집 꼴로 이어붙여 만든 주경은 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크다. 따라서 집광력은 7배가 넘고 시야는 15배 이상 넓다. 제임스웹이라는 이름은 1960년대 캐네디 대통령 시절 NASA 제2대 국장을 역임하며 최초 달 착륙선 아폴로 프로젝트를 이끌었던 제임스 웹 NASA 국장의 이름을 땄다. 웹 망원경 설계 수명은 5년이지만, '위대한 업적'을 남긴 허블 망원경을 계승하여 앞으로 수십 년간 작동하면서 인류를 보다 먼 태초의 우주로 데려다줄 것으로 기대를 모으고 있다.

허블 우주망원경의 명성을 이을 역대 가장 크고 강력한 ‘제임스 웹 우주망원경’(James Webb Space Telescope)이 25일(현지시간) 발사됐다. 성공적으로 정착할 경우, 우주의 기원과 외계행성의 생명체 존재 등 우주의 수수께끼를 풀 단서를 찾을 수 있을 것으로 기대된다. 웹 망원경은 25일 밤 9시 20분쯤 프랑스령 기아나 쿠루 인근의 유럽우주국(ESA) 발사장인 기아나 우주 센터의 아리안 제3발사장(ELA-3)에서 아리안5호 로켓에 실려 성공적으로 발사됐다. 웹 망원경을 탑재한 아리안 로켓은 발사 전 절차가 순조롭게 진행돼 발사 창이 열리자마자 곧바로 화염을 내뿜으며 날아올랐다. 한 치 오차 없이 우주로 날아간 웹 망원경은 발사 27분 뒤 상단 로켓과 성공적으로 분리한 뒤 목표 탄도에 올랐다.웹 망원경은 로켓 분리 직후 배터리를 충전할 태양광 패널과 지구와 교신할 고성능 안테나를 펼치는 것으로 보름간의 우주 전개를 시작했다. 웹 망원경은 앞으로 한 달간 지구와 태양의 중력 균형이 이뤄지는 약 150만㎞ 밖 ‘제2라그랑주점’(L2)으로 비행하며 테니스코트 크기의 태양 빛 차광막과 지름 6.5ｍ의 주경을 펼치는 등 단일 임무로는 가장 복잡한 우주 전개와 배치를 진행한다. 웹 망원경은 아리안 로켓에 탑재하느라 종이접기처럼 접은 망원경 부품을 펼쳐 고정하는 과정에서 50여차례의 주요 전개와 178차례 방출이 이뤄진다. 이 과정에서 하나라도 잘못되면 약 100억달러(한화로 약 11조 8500억원)가 투입된 웹 망원경의 성능을 떨어뜨릴 수 있는 위험 요소가 300개에 달하는 것으로 알려져 있다. 웹 망원경은 L2 궤도에 진입하면 육각형 18개의 금 코팅이 된 베릴륨 거울이 하나처럼 움직이도록 미세조정한다. 이어 주요 관측 목표에 대한 시험 관측을 통해 근적외선카메라(NIRCam)를 비롯한 과학 장비를 조정하는 등 준비 과정을 거쳐 약 6개월 뒤부터 본격적인 관측에 나서게 된다. 웹 망원경은 허블망원경보다 성능이 100배 이상 뛰어난 것으로 알려졌다. 특히 가시광선보다 파장이 길어 우주의 먼지와 가스 구름을 뚫고 더 멀리 가는 근·중적외선을 포착해 빅뱅 뒤 초기 우주인 약 135억 년 전의 1세대 은하를 관측할 수 있도록 설계됐다. 또 외계행성의 대기 구성 성분을 파악해 생명체가 존재할 수 있는 행성인지도 알 수 있는 능력을 갖췄다. 웹망원경에는 10년간 사용할 수 있는 연료가 장착돼 있다. 지구에서 바라보는 태양 뒤편에 자리하는 만큼 우주인 파견이 어려워 수리는 불가능하다. 본격적인 관측이 성공할 경우, 지금까지 관측 능력 한계로 숙제로 남겨뒀던 우주의 수수께끼를 풀어내 우주에 대한 혁신적인 이해를 제공할 수 있을 것으로 전망된다. 한편 제임스 웹 망원경은 나사의 숙원 사업으로, 1950년대 국무부 출신 나사 국장 이름을 땄다. 이 프로젝트는 애초 10억 달러를 투입해 2010년쯤 발사하는 계획을 갖고 시작됐으나 잇단 기술개발 차질과 예산 부족으로 비용은 10배로 불어났고 발사 일정도 10여년이 늦어졌다.

성탄절 밤에 역대 가장 크고 강력한 우주망원경인 ‘제임스 웹 우주망원경’(JWST)이 로켓에 실려 우주로 떠났다. 웹 망원경을 탑재한 아리안 5호 로켓은 이날 밤 9시 20분(한국시간) 예정된 시간에 정확히 발사됐다. 미국 동부 시간으로도 성탄절 아침 7시 20분이어서 훌륭한 성탄 선물이 됐다. 프랑스령 기아나 쿠루 인근의 기아나 우주센터 내 아리안 제3발사장(ELA-3)에 세워진 웹 망원경은 전원을 켜고 모든 시스템에 동력이 제대로 전달되고 작동하는지 최종 점검받았다. 현존하는 가장 안정적인 중형 로켓으로 꼽히는 아리안 5호 로켓은 발사 몇 시간 전에 액화 수소연료와 산소 산화제가 주입되며, 웹 망원경은 발사 30분 전 외부공급 전력을 끊고 자체 배터리로 동력을 전환해 발사 단계에 들어갔다. 웹 망원경은 로켓 발사 206초 뒤 120㎞ 상공에 도달해 덮고 있던 페어링이 떨어져 나가고 약 3분 30초 뒤부터 원격 신호를 전송했다. 발사 27분 20초 뒤 로켓에서 분리돼 태양광 패널을 펼치자 통제 센터에서 환호와 박수가 터져나왔다. “고 웹(Go Web)”이란 명령이 들렸다. 발사 2시간 뒤에는 안테나를 전개하고 자체 로켓을 이용해 지구에서 150만㎞ 떨어진 목표 궤도인 지구와 태양의 ‘제2라그랑주점’(L2)으로 가기 위한 첫 궤도 조정을 한다.웹 망원경은 L2 궤도로 가는 동안 테니스 코트 크기의 태양 빛 차광막을 펼치고, 6.5ｍ 주경을 전개하는 등 역대 가장 복잡한 우주 배치를 거치게 된다. 근적외선과 중적외선으로 우주 곳곳을 들여다볼 웹 망원경은 약 6개월 뒤 첫 이미지를 내고 본격적인 탐사에 나서게 된다. 우주를 가장 멀리, 가장 깊게 들여다볼 수 있는 웹 망원경은 5∼10년간 1세대 은하를 관측하고 외계행성의 대기를 분석하며 망원경 관측의 한계 때문에 수수께끼로 남겨뒀던 숙제를 해결해 줄 것으로 기대되고 있다. 태양 궤도에 진입해 지구와 나란히 공전하며 빅뱅 직후 우주 탄생 초기에 발생한 빛과 먼지를 확인하고, 외계행성 대기의 성분 등을 분석하는 일을 돕는다. 망원경 명칭은 1950~1960년대 초기 아폴로 계획을 이끈 NASA 제2대 국장 제임스 에드윈 웹의 이름을 땄다. 웹 망원경은 지구 상공 559㎞ 궤도를 돌고 있는 허블 우주망원경을 대체하게 된다. 허블은 우주를 향한 인류의 시각이 허블 이전과 이후로 나뉠 정도란 말을 들을 정도로 엄청난 활약을 펼쳤다. 블랙홀을 발견하고 우주의 나이가 137억년임을 밝혀냈다. 당초 예상됐던 수명 15년의 곱절 이상을 버틴 허블 망원경은 2025년쯤 수명을 다한다.https://www.bbc.com/news/av/science-environment-59760229 미국 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA), 아리안스페이스는 25년 동안 12조원을 들여 웹 망원경을 개발했다. 인류의 최첨단 과학기술을 집약한 ‘인류 최고의 우주망원경’인데 사실 첫 구상에 들어간 것은 허블 망원경이 발사됐던 1990년이었으니 인류의 집요한 도전이 마침내 위대한 도박으로 연결되는 셈이다. 전반적 관측 능력이 허블의 100배다. 사람의 눈처럼 가시광선을 관측한 광학 우주망원경인 허블과 달리 제임스 웹은 적외선 우주망원경이다. 직경 6.5m로, 얇은 금을 도금한 은백색 금속인 베릴륨 거울 18개로 구성됐다. 마침 SBS는 웹 망원경 발사 모습을 지켜보기 위해 많은 시간을 기다려야 하는 이들의 갈증을 풀 기회를 제공했다. 아침 8시에 특별기획 ‘K로켓 우주로 가다’를 방영했는데 지난 10월 21일 국산 로켓 누리호가 성공적으로 발사되기까지 우리 모두가 기울인 정성과 노력 등을 소개하며 우주 개척이 갖는 의미를 돌아봤다.

허블 우주망원경보다 100배나 강력한 제임스웹 우주망원경(JWST)이 당초 예정된 2007년 보다 무려 14년이나 지각한 끝에 마침내 발사된다. 미 항공우주국(NASA)의 발표에 따르면, JWST는 현지시간 25일 오전 9시 20분(한국시간 오후 9시 20분) 프랑스령 기아나 유럽우주센터에서 아리안5호 로켓에 실려 발사된다. NASA가 애초 공지한 발사 시점은 24일이었지만, 발사장 주변 고공에서 강한 바람이 불 것이라는 기상 예보가 나오면서 발사 시점이 다시 하루 늦춰진 것이다. 1996년부터 제작에만 100억 달러(약 11조 8000억원)가 투입된 JWST의 최대 목표는 약 138억 년 전 빅뱅 직후 초기 우주의 모습을 관측하고 우주의 기원을 더욱 깊게 들여다보는 것이다. 이는 우주의 나이와 크기를 결정하는 허블상수를 구하는 등 30년 간 우주탐사에서 위대한 족적을 남긴 허블 망원경이 이루지 못한 꿈이다. JWST의 다음 목표는 생명체가 존재하는 외계행성을 찾아내는 작업이다. 이에 대해 NASA는 “외계행성의 대기에 관해 더 많은 정보를 얻게 해줄 것”이라며 “우주에서 생명체 구성 요소를 발견하게 될 가능성도 있다”고 밝혔다. 이 같은 두 분야의 미션이 제대로 수행된다면 JWST는 인류의 우주탐사 역사에 혁명을 가져다줄 것으로 과학자들은 기대하고 있다. 그러나 발사와 정착에 이르기까지 JWST의 앞길에는 만만찮은 난제들이 첩첩이 가로놓여 있다. 이 모든 난관들을 극복하고 JWST가 지구에서 150만㎞ 떨어진 '우주 주차장'에 정착해 임무 수행에 들어간다면 과학계에는 엄청난 변화가 몰아칠 것으로 보인다.JWST는 허블과는 전혀 다른 형태를 취한 우주망원경이다. 육각형 거울 18개를 벌집의 형태로 이어붙여 만든 주경은 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크다. 따라서 집광력은 7배가 넘는다. 18개의 육각 거울은 얇은 금을 코팅한 베릴륨으로 만들었다. 금의 빛 반사율이 98%로 가장 높기 때문이다. 게다가 태양열과 빛을 막아주는 가로 21m, 세로 14m의 방패막으로부터 보호를 받는다. JWST가 머무는 곳도 허블과는 판이하다. 고도 500㎞ 안팎의 지구 저궤도를 돌며 우주를 관측한 허블과는 달리 지구-달 거리의 약 4배쯤 되는 150만㎞ 떨어진 ‘라그랑주 L2’ 지점이 주차지역이다. 이 L2 지점은 태양이 지구를 끌어당기는 힘과 지구의 원심력이 같은 곳으로, 별도 추진 장치 없이 JWST가 지속적으로 지구 궤도를 돌 수 있다.JWST는 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 또한 빛은 먼 거리에서 오는 것일수록 적외선에 가까워지기 때문에 장거리 관측 능력도 좋아진다. 이런 특징을 종합하면 JWST의 관측 능력이 허블 망원경보다 100배 클 것으로 평가된다. 따라서 과학자들은 JWST가 ‘빅뱅’ 직후, 즉 135억 년 전쯤 출발한 빛을 잡아낼 수 있을 것으로 기대한다. 우주가 탄생 직후 어떤 모습이었는지 볼 수 있다면 지금까지 해결되지 않은 세밀한 우주 진화 과정을 파악할 수 있을 것으로 기대한다. 그러나 이 모든 기대는 JWST가 발사에서 정착에 이르는 수많은 난관들을 모두 통과해야 이루어질 수 있는 것이다. JWST가 라그랑주 L2에서 고장난다면 허블 망원경과는 달리 수리가 불가능하다. 150만㎞는 고장난 망원경을 수리하려 가기에 너무 먼 거리다. 그러면 우리 돈으로 12조원이 허공으로 날아가버린다. 이것이 바로 JWST가 라그랑주 L2 지점에 안착해 정상 작동을 확인하기까지 약 30일 동안 긴장을 놓기 어려운 이유다. 인류는 JWST의 성공을 위해 손에 땀을 쥐며 지켜보고 있는 중이다.  

스마트폰에는 과거 전·후면에 카메라가 하나씩 존재했다. 그러나 스마트폰 카메라의 성능이 비약적으로 발전하고 소비자의 요구도 커지면서 이제 카메라 숫자는 두세 개는 물론 네 개까지 증가했다. 스마트폰 카메라는 DSLR 카메라처럼 렌즈를 교환할 수 없고 얇게 만들어야 해서 초광각, 일반각(광각), 고배율 광학 줌까지 별도의 기능을 하는 카메라를 여러 개 탑재한다. 그런데 스마트폰 카메라나 DSLR 카메라와 비교도 되지 않을 만큼 고가인 고성능 천체망원경도 목적에 따라 여러 개를 동시에 사용할 수 있다. 유럽남방천문대(ESO)의 거대 망원경인 VLT나 미 애리조나주에 있는 거대 쌍안 망원경인 LBT가 바로 그런 사례다. 물론 초광각이나 고배율 줌이 아니라 간섭계 같은 특수 관측이 목적이다. 이런 다중 카메라는 우주망원경도 예외가 아니다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 세 개의 망원경을 묶어 놓은 X선 관측위성인 IXPE(Imaging X-ray Polarimetry Explorer)를 발사했다. 허블 우주망원경 같은 일반적인 우주망원경이 한 개의 큰 거울로 빛을 모으는 반면 IXPE는 세 개의 작은 거울로 X선을 모은다. 더 독특한 부분은 카메라의 이미지 센서에 해당되는 검출기(detector)가 멀리 떨어져 있다는 사실이다. 발사할 때는 접혀 있다가 우주 공간에서 길게 늘어나는 페이로드 붐을 이용해 거울과 검출기 유닛 사이를 길게 늘린다 이런 이상한 구조를 지닌 이유는 지금까지 한 번도 관측한 적이 없는 우주 X선의 편광 현상을 관측하기 위해서다. 편광은 전자기파가 진행할 때 파를 구성하는 자기장이나 전기장이 특정한 방향으로만 진행하는 것으로 편광 필터를 이용해 쉽게 관측할 수 있다. 하지만 X선은 대기 중에서 흡수되기 때문에 지상 망원경으로는 관측이 불가능하다. NASA가 X선 편광 망원경인 IXPE를 발사한 이유다. 작동 원리는 간단하다. IXPE의 트리플 미러(세 개의 거울)가 수집한 X선은 이탈리아 우주국이 개발한 세 개의 검출기에 들어가 내부에 충전된 가스 입자와 반응을 일으킨다. 이때 나오는 에너지를 검출하면 다른 방식으로는 관측이 어려운 우주 X선 편광 이미지를 세 방향에서 얻을 수 있다. IXPE의 관측 목표는 매우 강력한 X선 에너지를 방출하는 천체로 블랙홀, 중성자별, 펄서, 초신성 잔해, 마그네타, 퀘이사, 활동성 은하핵 등이다.  과학자들은 이들 천체의 자기장을 포함해 과거에는 알 수 없었던 정보를 대거 획득할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 찬드라 X선 위성 같은 우주 X선 망원경은 블랙홀 같은 극단적인 천체에 대한 이해도를 크게 높였다. IXPE는 사상 최초로 우주 X선 편광을 관측해 우주에 대한 이해도를 한 단계 더 높여줄 것으로 기대된다.

우리 은하의 거대질량 블랙홀에 ‘누출’이 있다는 증거를 과학자들이 발견했다. 10일(현지시간) 미 항공우주국(NASA) 발표에 따르면, ‘궁수자리 A별’(Sagittarius A*)로 불리는 우리 은하 중심 블랙홀은 이 같은 누출을 통해 몇천 년에 한 번꼴로 ‘탐조등 빛’ 같이 좁은 기둥 모양의 제트를 우주 공간으로 방출한다. 우리 블랙홀은 가스 구름과 같이 무거운 물질을 집어삼킬 때마다 트림하듯 제트를 분출하는 데 이는 거대한 수소 구름에 부딪히는 것으로 여겨진다.제럴드 세실 미 노스캐롤라이나대 채플힐캠퍼스 교수가 주도한 연구진은 허블 우주망원경 등 다양한 망원경의 다파장 관측을 퍼즐처럼 조합해 궁수자리 A별 근처 수소구름이 빛나는 모습을 포착했다. 이는 구름이 불과 2000년 전 블랙홀에서 뿜어져 나온 제트와 부딪히는 것으로 해석된다. 이번 관측은 또 태양 410만 배의 질량을 지닌 우리은하 중심의 블랙홀이 잠들어 있는 것이 아니라 주기적으로 별이나 가스구름을 집어삼키며 제트를 분출하고 있다는 점을 보여주는 또 다른 증거가 된다. 블랙홀은 강력한 중력 때문에 가스와 플라스마, 먼지 등의 물질을 강착원반으로 끌어당긴다. 그런데 이런 강착원반으로 유입되는 물질 중 일부가 블랙홀의 강력한 자기장에 의해 유출되는 제트로 휩쓸려 들어간다고 NASA는 설명했다. NASA는 또 제트를 좁은 ‘탐조등 빛줄기’라고 표현하며 치명적인 전리 방사선의 범람을 동반하다고 덧붙였다.이번 연구에 따르면, 제트는 처음에 연필 모양처럼 가늘고 길었지만, 근처에 있는 수소구름과 부딪히면서 문어의 다리 모양처럼 빛의 산란을 일으켰다.이 연구에서는 또 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제트 유출에 관한 관측 결과를 재현하기도 했다. 그 결과 제트는 수소구름을 통과할 때 물질과 부딪히면서 최소 500광년까지 팽창하는 일련의 기포를 만들어냈다. 이 흐름은 우리은하와 같은 나선은하를 둘러싼 크고 먼지가 상대적으로 없는 구형 영역인 은하 헤일로로 계속해서 스며든다. 이에 대해 연구진은 “우리은하 중심 블랙홀은 지난 100만 년 동안 분명히 적어도 100만 배 더 밝아졌다”면서 “이는 제트가 은하 헤일로에 부딪히기에 충분했다는 점을 보여준다”고 설명했다. 궁수자리 A별에서 제트가 뿜어져 나왔다는 증거는 이미 존재한다. 2013년 찬드라 망원경으로 검출한 X선과 VLA 망원경으로 검출한 전파는 블랙홀 근처에서 남쪽으로 짤막한 제트가 분출했다는 증거를 보여주기 때문이다. 허블 우주망원경 등의 고성능 망원경을 사용한 이전 관측에서는 우리은하의 블랙홀이 약 200만 년에서 400만 년 전 사이 분출을 일으켰다는 증거가 발견되기도 했다. 이 사건은 2010년 NASA의 페르미 우주망원경에 의해 처음으로 발견된 감마선으로, 우리은하 위에 높이 솟은 한 쌍의 거대 거품을 만들기에 충분한 에너지를 갖고 있었다. 자세한 연구 성과는 세계적인 학술지 ‘천체물리학저널’(ApJ·Astrophysical Journal) 최신호에 실렸다.

몇 년 전부터 천문학자들의 시선을 집중시키고 있는 혜성이 있다. 바로 초대형 혜성인 ‘C/2014 UN271 베르나디넬리-번스타인’(Bernardinelli-Bernstein)이다. 일반적인 혜성의 핵은 지름 1㎞ 내외지만, 베르나디넬리-번스타인 혜성의 핵은 지름이 최소 100㎞가 넘는다. 과학자들은 아마도 지금까지 관측된 혜성의 핵 가운데 가장 큰 것으로 추정하고 있다. 이렇게 거대한 크기만큼 베르나디넬리-번스타인 혜성은 아주 먼 거리에서도 이미 표면 물질이 증발하면서 활동을 시작했다. 올해 여름에 남아프리카 공화국에 있는 라스 컴브레스 관측소는 이 혜성 표면에서 물질이 증발하는 것을 확인했는데, 이때 거리는 태양에서 19AU(약 28.5억㎞, 1AU는 지구-태양 간 거리로 약 1.5억㎞) 정도였다. 태양계에서 해왕성 다음으로 태양에서 멀리 떨어진 천왕성 궤도에서 이미 활동을 시작한 것이다. 과학자들은 일산화탄소나 이산화탄소 일부가 승화하면서 가스와 먼지가 분출되는 것으로 추정했다.그런데 미국 메릴랜드 대학 과학자들은 베르나디넬리-번스타인 혜성의 활동이 그보다 훨씬 전부터 시작했다는 증거를 발견했다. 이들이 연구한 자료가 된 것은 미 항공우주국(NASA)의 '외계 행성 사냥꾼'인 우주망원경 TESS의 데이터였다. TESS는 별의 밝기 변화를 측정해 그 앞을 지나는 외계 행성의 존재를 알아낸다. 이를 위해 우주의 넓은 지역을 주기적으로 관측하기 때문에 태양계의 데이터도 확보할 수 있다. 연구팀은 2018년에서 2020년 사이 TESS 데이터를 분석해 베르나디넬리-번스타인 혜성의 이미지를 확보했다. 그 결과 놀랍게도 천왕성과 해왕성 궤도 중간인 21.2-23.8AU (32~35억㎞)에서 이미 활동을 시작했다는 사실을 확인했다. 연구팀에 따르면 역대 가장 먼 거리에서 활동을 시작한 혜성이다.다만 너무 먼 거리이기 때문에 연구팀도 이 내용에 대해 검증이 필요하다고 보고 연구에 사용된 이미지 처리 기술을 표면 물질의 증발이 일어날 수 없는 카이퍼 벨트 천체에 적용했다. 카이퍼 벨트 천체는 해왕성보다 더 먼 궤도에 있어 훨씬 온도가 낮기 때문이다. 그 결과 연구팀의 분석 결과는 실수가 아니라 실제 활동을 포착한 것일 가능성이 높았다. 사실 이 정도 거리면 베르나디넬리-번스타인 혜성의 표면 온도는 천왕성처럼 영하 200도 이하다. 그럼에도 이미 몸풀기 수준의 활동을 시작했다는 것은 몸집이 클 뿐 아니라 방출할 물질이 매우 많은 원시적인 혜성이라는 이야기다. 그러나 아쉽게도 베르나디넬리-번스타인 혜성은 2031년에야 토성 궤도까지 접근한 후 태양에서 다시 멀어지기 때문에 우리에게 화려한 혜성쇼를 보여주기는 어렵다. 대신 과학자들이 이를 관측할 시간은 충분하기 때문에 태양계에서 가장 먼 장소인 오르트 구름 천체에 대한 비밀을 풀 많은 단서를 제공할 것으로 기대된다.　

2021년은 어떤 해로 기억될까? 백신이 나오면 종식될 것으로 기대됐던 코로나19 팬데믹은 끝나지 않았고, 경제적·지정학적·산업적 변화의 폭풍이 전 세계를 휘감았다. 그동안 기술 중심 변화의 진앙지 역할을 하던 실리콘밸리는 지난 1년간 대부분 회사에서 재택근무를 이어 간 가운데 코로나19 팬데믹 이후 산업 주도권을 잡기 위해 재빠르게 움직였다. 페이스북은 회사명을 ‘메타’(Meta)로 바꾸고 소셜미디어 회사에서 메타버스 기업으로의 본격적인 변신을 시도했으며, 디지털 결제 기업 스퀘어도 ‘블록’(Block)으로 바꾸면서 최근 부상하는 웹3.0 시대 장악을 선언했다. 미국 소비자들은 그 어느 때보다 ‘연결’됐다. 바이든 행정부의 초당적 인프라 투자가 미 의회를 통과, 디지털 인프라 확대의 기폭제가 됐다. 5세대(5G) 무선 인터넷 인프라의 확대는 틱톡이 메이저 플랫폼으로 자리잡게 했으며, 인플루언서들이 비즈니스 모델을 갖추는 소위 창작자 경제(크리에이터 이코노미)를 가능하게 했다. 또 넷플릭스, 디즈니플러스, 애플플러스, HBO맥스 등이 스트리밍 서비스 경쟁을 벌여 미국인들이 미디어를 즐기는 방식이 완전히 바뀌었다. 공급망 붕괴로 인한 수요 공급의 불일치, 그리고 반도체 부족(쇼티지) 현상으로 인해 인플레이션이 유발되고 자동차(중고차 포함) 가격이 폭등했으며, 쇼핑 시즌의 모습이 바뀐 것도 2021년을 상징할 수 있는 사건이었다. 전후방 파급효과가 큰 자동차산업은 ‘테슬라’로 인해 완전히 바뀌었음이 증명됐다. GM, 포드, 스텔란티스 등이 전기차 올인을 선언했으며, 테슬라 대항마로 꼽히던 루시드, 리비안이 뉴욕증시 상장에 성공했다. 이런 2021년에 벌어진 이벤트는 ‘회고’ 차원에서 언급한 것이 아니다. 2022년 이후 바뀔 세상에 대한 ‘신호’(시그널)였던 것이다. 신호를 파악하는 것은 변화의 변곡점을 일찍 알 수 있게 한다. 2회에 걸쳐 2021년에 벌어졌던 ‘신호’는 무엇이었는지, 2022년엔 어떤 신호를 주목해야 하는지 살펴본다. 생활환경 지능으로 진화 중인 AI 인공지능(AI) 기술은 지난 5년간 강력한 힘이 있으며 산업을 바꾸는 잠재력이 있음을 입증했다. 지난 5년간 AI 기술의 자율주행차, 헬스케어 및 로봇 등 각 영역에서 접목이 빨라졌다. 앞으로 AI는 앰비언트 인텔리전스(Ambient intelligence·생활환경지능)로 진화, 발전할 가능성이 제기된다. 실제 2021년 오픈AI는 자연어처리(NLP)와 컴퓨터 비전 모델링을 결합한 클립(CLIP)과 달리(Dall-E)를 선보여 세상을 놀라게 했다. 이는 글자를 입력하면 그대로 이미지로 형성해 주는 인공지능이다. 구글 딥마인드는 인체에서 생성되는 2만여개의 단백질 전체를 포함해 대장균, 초파리, 생쥐까지 20개의 다른 생명체에 의해 생성되는 35만개의 단백질 구조를 3차원(3D)으로 예측한 ‘알파폴드2’를 선보였다. 딥마인드는 AI를 활용, 신약을 개발한다는 계획이어서 향후 AI와 헬스케어, 생물학이 큰 진전을 보일 수 있음을 시사했다. AI의 영향력이 커짐에 따라 사회적 책임을 묻는 흐름도 생겼다. 유럽연합은 중국 및 실리콘밸리 AI 기업에 대한 직접적 규제를 추진했으며, 샌프란시스코와 같은 미국 도시는 안면인식 기술을 사용하지 못하도록 했다. 딥페이크 기술이 발전함에 따라 이의 저작권을 묻는 움직임도 있었다. 뉴골드러시가 된 ‘메타버스’ 가상현실과 실제 현실을 융합하고 확장시키는 개념의 ‘메타버스’(Metaverse)는 실리콘밸리의 새로운 골드러시가 됐다. 페이스북이 ‘메타’로 사명을 변경한 것은 하나의 사례에 불과하다. 마이크로소프트도 비즈니스 응용 프로그램에 메타버스를 적용한 새로운 제품을 선보였으며, 엔비디아는 디지털 트윈과 산업용 메타버스를 구현하기 위해 ‘옴니버스’라는 프로그램을 베타 버전으로 출시했다. 메타버스 플랫폼을 운영하는 한국의 제페토(네이버제트)는 2200억원 규모의 투자를 유치하며 글로벌 메타버스 골드러시에 뛰어들었다. 2021년은 디지털 부동산과 가상 상품이 실제 자산처럼 인식된 해이기도 하다. 게임 프로그램 같은 마스하우스(Mars House)는 50만 달러에 낙찰됐으며 디지털 요트(메테플라워 슈퍼 메가 요트)는 65만 달러(149이더)에 거래됐다. 랄프로렌은 제페토에서 구입할 수 있는 아바타 의류 컬렉션을 출시하기도 했다. 막 오른 ‘스페이스 테크’ 시대 2021년은 민간 우주관광 시대가 열린 해다. 리처드 브랜슨의 버진 갤럭틱이 민간 우주여행을 시작했으며 제프 베이조스의 블루 오리진도 성공리에 우주여행을 마쳤다. 비록 고도 약 100㎞ 인근까지만 날아올라 몇 분간 무중력을 체험하는 수준이었지만 민간 우주여행을 시도했다고 하기엔 충분했다. 12월에도 미식 축구선수 등이 포함된 관광객들이 우주로 향한다. 일론 머스크가 세운 우주개발 기업 스페이스X는 우주비행사 없이 민간인들만 탑승한 우주선 발사에 최초로 성공했다. 특히 스페이스X는 우주선에서 우주정거장과 도킹하는 부분을 빼고 돔 유리창을 설치, 탑승객들이 유리창을 통해 360도 우주를 바라볼 수 있었다. 우주 개발은 ‘관광’에만 그치지 않았다. 중국과 미국, 아랍에미리트(UAE)는 화성 탐사를 진행했으며, 러시아는 달 탐사를 선언했다. 제임스웹 우주망원경은 12월에 발사될 예정인데, 이 우주망원경이 보내는 데이터는 우리가 아는 지구와 달의 모습을 완전히 바꿔 놓을 것으로 예상된다. 스페이스X(스타링크), 아마존 등이 근궤도 인터넷 수만 개를 쏘면서 본격적인 우주인터넷도 2021년부터 열렸다. 사막, 산간, 격오지 등의 인터넷 음영 문제를 해결할 것으로 기대된다. 하지만 우주인터넷이 모두에게 환영받는 것은 아니었다. 인도는 스타링크에서 제공하는 인터넷 서비스를 자국 허가 없이 사용할 수 없다고 했으며 우주인터넷의 우주 쓰레기 문제도 앞으로 계속 제기될 것으로 예상된다. 블록체인·디파이·NFT 르네상스 블록체인 기술과 암호화폐는 ‘실험’ 또는 ‘거품’ 단계를 넘어 본격적인 산업 적용 단계에 진입했다. 2021년엔 미국 최대 암호화폐 거래소인 ‘코인베이스’가 성공리에 상장했으며, 페이팔·벤모·마스터카드 등은 고객이 비트코인 등 암호화폐를 거래할 수 있도록 허용했다. 암호화폐는 미국 기관의 60%가 보유하고 있을 정도로 사실상 또 다른 자산군으로 분류되고 있다. 중남미 국가 엘살바도르는 비트코인을 법정화폐로 인정하기도 했다. 2021년엔 이더리움과 솔라나 거래가 폭발적으로 증가했는데, 이는 많은 사람들이 대체불가능토큰(NFT)을 경쟁적으로 샀기 때문이다. 올해 미 주식시장에는 암호화폐 및 웹3.0 관련 상장지수펀드(ETF)도 대거 등장했다. 지난 2일에는 NFT와 암호화폐에 노출된 기업들에 투자하는 ‘NFTZ ETF’가 거래를 시작했다. 암호화폐 시장은 현재 3조 달러 이상의 가치가 있다. 지난 11월에는 암호화폐가 이미 시중에 유통되는 달러 가치를 넘어서는 규모로 유통되기도 했다. 이미 달러의 안전성을 확보해 주는 수단이 된 것이다. 싱가포르에 본사를 둔 크립토닷컴(Crypto.com)은 미 로스앤젤레스 스테이플센터의 네이밍권을 확보했다. LA레이커스의 홈구장인 이 센터는 이제 크립토닷컴 센터가 된 것이다. ‘컨스티튜션 다오(DOA)’의 등장도 화제가 됐다. 경매에 나온 헌법 초판본을 낙찰받기 위한 모임으로 암호화폐 이더리움으로 자금을 조달하겠다면서 일주일간 온라인 크라우드펀딩 캠페인을 벌인 끝에 4700만 달러(약 560억원)를 모았다. 결국 실패했지만 블록체인 기반 암호화폐가 새로운 컨스티튜선임을 인정받으려는 시도는 참신하다는 평가를 받았다. 미중, 자국 테크기업 때리기 미국과 중국은 2021년 기술 전쟁에 이어 패권 경쟁을 본격화했지만 공통된 일을 한 것이 있다. 바로 자국 테크 기업 때리기를 한 것이다. 미국은 2021년이 처음은 아니었지만 중국은 심각했다. 알리바바 자회사 알리페이의 상장 계획을 철회시킨 데 이어 틱톡 모회사인 바이트댄스의 미국 상장을 막았다. 올해 뉴욕 증시에 상장한 디디추싱은 상장을 폐지하고 홍콩으로 옮겨 가도록 했다. 이는 지난 8월 중앙재경위에서 시진핑 국가주석이 강조한 ‘공동부유’(함께 잘살자는 뜻으로 부의 분배 및 공평을 강조하는 정책) 정책의 영향을 받은 것이다. 후진타오나 장쩌민의 경우 겉으로는 사회주의를 믿는 척하고 속으로는 자본주의를 동경했지만 시진핑은 달랐다. 중국도 성장에서 분배로 넘어가는 시기이기 때문에 사회 안정과 공산당 집정을 고려해 공평, 민생, 복지를 강조하는 정책을 계속 추진할 것으로 예상된다. 이에 따라 바이두, 알리바바, 텐센트 등 중국 빅테크 기업들은 시 주석의 영향력에 완벽히 사로잡혀 기업 가치와 성장, 그리고 회사의 운명을 ‘시장과 소비자’에게 맡기는 것이 아니라 ‘당’의 지침에 따라야 했다. 더밀크 대표

지구에서 31광년 떨어진 별을 8시간 안에 도는 신비한 외계행성이 발견됐다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 등 국제연구진은 미국항공우주국(NASA)의 테스(TESS) 우주망원경을 사용해 이 같은 행성을 발견했다고 밝혔다. 연구진에 따르면, ‘글리제367b’(GJ 367 b)로 이름 붙인 행성은 질량이 지구의 55% 정도로 현재까지 발견된 가장 가벼운 행성에 속한다. 행성은 또 지름이 약 9000㎞여서 지구(약 1만 2700㎞)보다 작고 화성(약 6700㎞)보다 크지만, 내부 구조는 수성과 비슷해 ‘슈퍼 수성’으로도 불린다. GJ 367 b는 암석형 행성일 가능성이 크지만, 모성 ‘글리제367’(GJ 367)과의 거리가 약 100만㎞로 짧아 막대한 방사선에 노출된다. 따라서 생명이 존재할 수는 없다. 수성은 우리 태양에서 약 5800만㎞ 떨어져 있다. 또 GJ 367 b은 공전주기가 7.7시간으로 짧아 공전주기가 하루 미만인 외계행성 그룹인 초단주기(USP) 행성으로 분류된다. 그런데 행성은 기존 USP 행성과 달리 지구에 충분히 가깝다는 장점이 있어 지금껏 알 수 없던 이들 행성의 특징을 알아낼 수 있다. 연구진은 이번 행성이 암석형일 가능성이 크고, 수성의 내부와 비슷한 철과 니켈로 이뤄진 고체 상태의 핵을 포함할 가능성이 크다고 봤다. 연구진은 GJ 376 b가 태양 복사 에너지의 500배에 달하는 에너지를 방출하고 있다고 추정한다. 그 결과, 행성의 낮시간 온도는 섭씨 1500도까지 올라간다. 이 온도에서는 철과 바위가 녹아 우리가 아는 어떤 생명의 징후도 없을 것이고, 대기도 증발해 버렸을 것이다. 현재 GJ 367 b는 태양의 절반 크기인 모성 주위를 공전하는 유일한 행성이지만, 앞으로 이 항성계에서 더 많은 행성이 발견될 것으로 여겨진다. 모성은 일반적으로 여러 행성을 거느리는 적색왜성으로 분류되기 때문이다. 연구진도 모성 주위에 더 많은 행성이 존재하고, 거리상 액체 상태의 물이 존재해 생명이 존재할 수도 있는 ‘거주 가능 영역’ 안에 최소 한 개 이상의 행성이 있을 수도 있다고 보고 있다. 자세한 연구 성과는 세계적인 학술지 ‘사이언스’ 최신호(12월 2일자)에 실렸다.

이제껏 발견된 블랙홀 중 지구에서 가장 가까운 한 쌍의 블랙홀이 발견되었다. 더욱이 충돌 직전으로 곧 하나가 될 이 블랙홀 한 쌍은 근처 은하계에 숨어 있는 초거대질량 블랙홀로 밝혀졌다. 두 블랙홀은 지구에서 물병자리 방향으로 약 8900만 광년 떨어져 있는 은하 NGC 7727의 중심에서 서로 중력의 춤을 추고 있다. 과학자들은 그러한 쌍의 블랙홀을 우리 행성에서 이렇게 가까이 본 적이 없었지만, 두 블랙홀이 서로 그렇게 가까운 것도 역시 처음 보는 광경이라고 밝혔다. 앞으로 약 2억 5000만 년 후에 하나의 거대한 블랙홀로 합쳐질 이 블랙홀 커플은 블랙홀의 존재를 나타내는 일반적인 증거인 X선 복사를 많이 방출하지 않기 때문에 오랫동안 탐지되지 못했다. 이번 블랙홀이 발견된 것은 강력한 한 쌍의 망원경, 칠레 유럽남방천문대(ESO)의 초대형 망원경과 허블 우주망원경의 합작에 힘입은 것이다. 이번 연구의 주저자이자 프랑스 스트라스부르 천문대의 천문학자 카리나 보겔은 “이전 기록보다 절반도 안 되는 거리로 서로 가까이 있는 두 초대질량 블랙홀을 발견한 것은 이번이 처음”이라고 성명에서 밝혔다. 이제껏 가장 가까운 것으로 알려진 블랙홀 커플의 이전 기록은 지구에서 4억 7000만 광년에 있는 것으로, 이번 새로 발견된 블랙홀 커플보다 5배 이상 더 멀리 떨어져 있는 블랙홀 쌍이다.천문학자들은 NGC 7727 블랙홀 쌍의 가까운 거리 덕분에 처음으로 서로의 중력이 주변 별에 미치는 영향을 측정하여 두 블랙홀의 질량을 결정할 수 있었다. 이중 큰 블랙홀은 태양의 약 1억 5400만 배에 가까운 질량을 갖고 있으며, 짝을 이루는 동반 블랙홀의 질량은 태양의 약 630만 배인 것으로 나타났다. 초대질량 블랙홀은 일반적으로 큰 은하의 중심에 위치하며, 두 은하가 충돌하고 병합할 때 블랙홀도 마찬가지로 충돌하고 합병한다. 과학자들은 이번 발견이 초대형 초대질량 블랙홀의 형성을 엿볼 수 있게 해줄 뿐만 아니라, 더 많은 블랙홀과 병합 쌍이 근처의 다른 은하에 숨어 있을 수 있음을 시사하는 것으로 보고 있다. 보겔은 “우리의 발견은 은하 합병의 이러한 유물이 더 많이 있을 수 있으며, 여전히 숨겨진 거대한 블랙홀들이 많이 존재할 수 있음을 의미한다”면서 “그것은 가까운 국부은하군에 알려진 초거대질량 블랙홀의 총수를 30%까지 증가시킬 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 과학자들은 현재 2024년으로 예상되는 칠레 북부에 ESO의 ELT(초거대 망원경)가 완공되면 앞으로 몇 년 안에 초거대 블랙홀과 블랙홀 쌍에 대한 탐색에 더욱 박차를 가할 것으로 기대하고 있다. 이 발견의 공동 저자인 ESO 천문학자 스테펜 미에스케는 “ELT의 하모니(HARMONI/고각 해상도 모놀리식 광학 및 근적외선 현장분광기)를 사용하면 현재보다 훨씬 더 멀리 탐지할 수 있을 것”이라고 전망했다. 이 발견은 11월 30일(현지시간) ‘천문학 및 천체물리학’ 저널에 발표됐다.　　

한국과학기술한림원은 2일 오전 10시 30분에 2006년 노벨과학상 수상자인 존 매더 미국항공우주국(NASA) 박사를 초청해 ‘제4회 노벨상 수상자와의 대담’을 온라인 개최한다. 천체물리학자인 매더 박사는 우주배경복사 연구를 통해 우주생성 원리를 밝혀 2006년에 조지 스무트 박사와 함께 노벨물리학상을 공동수상했다. 현재는 허블우주망원경보다 2배나 크고 100배 이상의 관측 성능을 가진 ‘제임스 웹 우주망원경’ 프로젝트에 수석과학자로 참여하고 있다. 매더 박사의 특별강연과 우종학 서울대 물리천문학부 교수와의 대담, 양유진 한국천문연구원 박사의 사전해설강연이 있을 예정이다. 한림원 유튜브 채널(www.youtube.com/c/한국과학기술한림원1994)에서 실시간 중계되고 동시통역도 제공된다.

지구로부터 가장 가까운 거리에서 두 개의 블랙홀이 짝을 이뤄 공전하는 ‘블랙홀 쌍성’이 발견됐다. 프랑스 스트라스부르대 등 국제연구진은 지구로부터 약 8900만 광년 떨어진 물병자리 속 은하(NGC 7727)의 중심에서 블랙홀 쌍성을 발견했다고 밝혔다.유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)으로 관측한 블랙홀 쌍성은 이전에 발견된 어떤 블랙홀 쌍성보다 지구에 가깝고 서로 거리마저 가깝다. 연구진은 두 블랙홀 사이 거리가 1600광년밖에 되지 않는다고 밝히면서 언젠가는 결국 하나의 초거대 블랙홀로 합쳐질 것이라고 설명했다.연구진은 블랙홀 쌍성의 각 중력이 주변 별의 움직임에 어떤 영향을 주는지를 관찰해 각각의 질량을 분석했다. 그 결과, 큰 블랙홀은 태양의 약 1억 5400만 배에 가까운 질량을 갖고 있으며, 짝을 이루는 동반 블랙홀의 질량은 태양의 약 630만 배인 것으로 나타났다. 연구진은 “거대한 블랙홀 한쌍의 질량을 계산한 사례는 이번이 처음”이라고 밝히면서 “블랙홀이 비교적 지구와 가까웠고 초거대망원경과 허블 우주망원경를 통해 얻은 관측 데이터도 비교적 자세해 이같은 성과를 낼 수 있었다”고 설명했다.천문학계에서 해당 은하 속에 블랙홀 쌍성이 존재할 것이라고 예측은 했지만 실체를 확인 한 것은 처음이다.  연구 주저자이자 스트라스부르대 수석연구원인 카리나 보겔 박사는 “이번 연구는 비슷한 형태의 블랙홀이 더 많이 존재할 수 있다는 점을 시사한다”면서 “이른바 작은 우주라고 할 수 있는 거대질량 블랙홀 쌍성의 모든 개수를 최대 30%까지 늘릴 수 있을 것”이라고 설명했다. 10년 뒤 칠레 아타카마 사막에 건설 중인 새로운 극대망원경(ELT)이 완공되면 더 많은 블랙홀 쌍성이 발견될 것으로 보인다. ESO의 천문학자 슈테펜 미스케 박사는 “거대질량 블랙홀 쌍성의 발견은 이제 시작에 불과하다. ELT에 하모니(HARMONI) 관측기기를 장착하면 지금보다 훨씬 먼 거리에 있는 블랙홀도 찾아 낼 수 있다”면서 “ESO의 ELT는 이런 천체를 이해하는 데 꼭 필요하다”고 설명했다. ESO는 1962년 국가간 천문학 연구기관으로, 현재 유럽 16개 회원국이 재정 지원 및 관리를 한다. 연구 성과는 국제 학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics) 최신호에 실렸다.

허블우주망원경이 깊은 우주를 떠다니는 ‘새우성운'(Prawn Nebula)의 놀라운 모습을 포착했다. 공식적으로 IC 4628로 알려진 새우성운은 지구에서 6000광년 떨어진 전갈자리에 위치한 발광성운이다. 성간 가스와 먼지 구름의 집합체인 성운은 거대한 항성이 진화의 마지막 순간에 다달아 대폭발로 생을 끝낸 후에 형성되는 것이다. 하지만 이것으로 정말 끝나는 것은 아니다. 그 성운은 다시 새로운 별을 탄생시키는 밑거름이 된다. 별들은 이렇게 죽었다가 다시 불사조처럼 부활한다. 말하자면 별의 윤회인 셈이다. 폭이 250광년 이상인 IC 4628은 새로운 별이 형성되는 거대한 별의 산란장이라 할 수 있다. 과학자들은 이 성운이 근처 별들의 복사에 의해 에너지를 얻거나 이온화되어 빛을 내기 때문에 발광성운으로 분류된다. 미 항공우주국(NASA)에 따르면, 이 과정에서 흡수된 에너지를 적외선 형태로 다시 방출하는 전자를 생성한다. 그러나 인간의 눈은 이러한 유형의 빛을 감지할 수 없기 때문에 IC 4628은 지구의 관찰자에게는 매우 희미하게 보인다. 하지만 허블망원경은 우주에서의 유리한 지점과 첨단 카메라를 이용해 이 성운의 눈부신 별 형성 영역을 비롯해 성운의 구조를 세밀하게 살펴볼 수 있다. 최근 허블망원경은 성운의 광대한 별 형성 영역의 한 부분을 포착했는데, 이 이미지에서 보이는 먼지와 가스의 붉은 소용돌이는 이온화된 철(Fe II)이 방출되는 것이라 한다. 이 사진은 허블망원경의 광시야 카메라 3를 사용하여 촬영된 것으로, 원시성으로 알려진 생성 초기 단계에 있는 중간 크기의 별을 조사하기 위한 계획의 일환이다.

우주를 달리는 '런닝맨 성운' 속에서 좀처럼 관측하기 힘든 '허빅-하로' 천체의 모습이 허블우주망원경에 포착됐다. 지난 24일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경의 가시광 및 적외선(열) 파장의 빛을 모두 관찰하는 WFC3(광시야 카메라 3)을 이용해 포착한 허빅-하로 천체인 'HH 45'의 사진을 공개했다. 허빅-하로(Herbig-Haros) 천체는 1950년대 천문학자 조지 허빅과 걸리러모 하로가 발견한 것으로, 가스 성운 내에서 중력에 의해 가스가 뭉치면 중심부의 온도와 압력이 올라가고 이 과정에서 강력한 제트가 방출된다. 이러한 장면은 생성된 지 10만 년 이하의 어린별에게서만 볼 수 있다. 모든 원시별이 탄생할 때에는 양극에서 제트 분출로 인한 충격파가 발생한다는 점에서 ‘별 탄생의 세리모니’라 부르기도 한다.곧 HH 45는 갓 태어난 별에서 분출된 뜨거운 가스와 먼지가 충돌할 때 발생하는 거의 보기힘든 유형의 성운인 것. 이 이미지에서 파란색은 이온화된 산소를, 보라색은 이온화된 마그네슘을 나타낸다. HH 45는 NGC 1977 성운에 위치해있으며, 특히 NGC 1977 성운은 어두운 부분이 뛰는 사람처럼 보인다고 해서 런닝맨 성운이라는 별칭으로도 불린다.

미국항공우주국(이하 NASA)가 딥러닝 알고리즘을 이용해 새로운 외계행성 301개를 추가로 찾아냈다. NASA의 슈퍼컴퓨터는 에임스(Ames) 리서치 센터에 있는 플레이아데스(Pleiades)다. 세계에서 가장 강력한 슈퍼컴퓨터 중 하나인 플레이아데스는 세계에서 32번째로 빠르고 정확한 계산능력을 자랑한다. 플레이아데스는 행성 주변 흐름을 시뮬레이션하고, 블랙홀의 활동을 연구하기 위해 방대한 데이터를 처리해 왔다. 플레이아데스가 처리하는 데이터의 상당 부분은 NASA의 케플러 우주망원경으로 포착한 여러 행성과 별의 움직임을 담고 있다. NASA는 플레이아데스의 딥러닝 기술인 ‘엑소마이너’(ExoMiner)를 통해 실제 외계행성과 외계행성처럼 보이지만 실제로는 행성에 속하지 않는 것들을 구별했다. 이는 NASA 전문가들이 새로운 외계행성을 더 정확하고 빠르게 찾아내는 데 가장 큰 역할을 했다.NASA 측은 “플레이아데스의 딥러닝 기술이 없었다면 케플러 우주망원경을 통해 얻은 데이터 중 실제 유의미한 것들을 골라내고 분석하는데 훨씬 더 많은 시간을 소비해야 했을 것이다. 딥러닝 기술은 방대한 데이터를 살펴보는데 필요한 소모적인 시간과 노력을 줄여준다”고 설명했다. NASA 에임스 리서치센터의 외계행성 전문가인 존 젠킨스 박사는 “‘엑소마이너’는 다른 외계행성 감지 시스템처럼 단순히 관찰하고 촬영하는데서 그치지 않는다. 어떤 것이 외계행성이고 아닌지를 결정하는 것”이라면서 “이 딥러닝 기술은 기존에 쌓여있는 데이터를 기반으로 행성일 가능성이 얼마나 되는지를 판단할 수 있으며, 그것이 실제 행성일 가능성이 매우 높다”고 밝혔다. NASA가 해당 기술을 이용해 외계행성 301개를 추가로 발견하면서 현재까지 발견된 외계행성은 기존4569개에서 총 4870개로 늘어났다. 한편 외계행성은 태양계 밖에 있는 별(항성) 주위를 도는 행성을 의미한다. 최초로 확인된 외계행성은 처녀자리 주위를 공전하는 행성으로, 1992년 보고됐다. 4000여 개의 외계행성 중 2000여 개는 2009년 NASA가 발사한 케플러 우주망원경으로 발견했다.

지구는 암석형 행성으로 태양과 적당한 거리 덕에 그 온기 속에서 생명체가 번성했지만 지구 공전 궤도 바깥 쪽에 있는 외행성들은 다르다. 이중 목성, 토성, 천왕성, 해왕성은 기체 행성으로 태양과 먼 거리 때문에 이 세계는 대부분 수소, 헬륨, 암모니아, 메탄의 차가운 기체 성분으로 구성되어 있다. 최근 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)이 공동으로 운영하는 허블우주망원경이 외행성에 대한 연례 그랜드투어를 완료했다. 이름도 거창한 그랜드투어는 매년 허블우주망원경이 외행성을 촬영하는 것으로 이를통해 전문가들은 각 행성 대기에서 벌어지는 미묘한 변화를 관측해 분석한다. 곧 최근 ESA가 공개한 이 사진들은 각 행성들의 최신판인 셈이다.먼저 '태양계 큰형님' 목성 사진은 지난 9월 4일 허블우주망원경이 촬영한 것으로 격동적인 대기 특성을 그대로 보여준다. 특히 목성의 적도 부근은 과거보다 더욱 짙은 주황색으로 보이는데 이는 목성 특유의 소용돌이 폭풍으로 인한 물리적 특성으로 해석된다.목성에 이어 사흘 후 촬영된 토성은 현재 초가을 상태인 행성 북반구에 있는 밴드의 색상 변화를 보여준다. 또한 남극은 잔잔한 푸른빛의 색을 띠는데 이는 겨울로 가고 있음을 의미한다.이에반해 지난 10월 25일 촬영한 천왕성은 북반구 쪽이 환하게 밝게 보인다. 이는 북반구가 봄철로 태양의 자외선이 증가하면서 극지방이 밝아진 것으로 풀이되지만 전문가들도 정확한 이유는 모른다. 　지난 9월 7일 촬영된 태양계 끝행성 해왕성도 천왕성과 마찬가지로 특유의 푸른색을 발한다. 해왕성과 천왕성이 푸르게 보이는 이유는 메탄이 풍부한 대기가 붉은빛을 흡수하기 때문이다. 　

미 항공우주국(NASA)은 16일(현지시간) 우리 태양과 가장 가까운 이웃 별인 알파 센타우리 항성계에서 거주 가능한 행성을 찾기 위한 새로운 우주망원경 임무를 발표했다. 알파 센타우리의 고대 아랍어 이름을 따온 톨리만(TOLIMAN)이라고 하는 새로운 임무는 별빛을 꽃과 같은 패턴으로 확산시키는 소위 회절 렌즈가 장착된 새로운 망원경을 2020년대 중반 우주로 올린다. 임무를 지원하는 ‘브레이크스루 이니셔티브'(Breakthrough Initiatives) 성명에 따르면, 이 특수 렌즈는 빛을 모으는 일반 광학 망원경과는 달리 항성의 빛이 주변을 도는 행성의 중력으로 미세하게 떨리는 것을 잡아내 행성의 존재를 확인할 수 있다. NASA 제트추진연구소(JPL) 광학 엔지니어인 에두아르도 벤데크는 “밤하늘에서 가장 가까운 밝은 별의 경우에도 행성을 찾는다는 것은 기술적으로 엄청난 도전”이라고 전제하면서 “톨리만 임무는 하늘에서 별의 위치를 극도로 정밀하게 측정하는 맞춤형 우주망원경을 발사하여 별 주위를 도는 행성으로 인해 흔들리는 별빛을 잡아낼 것”이라고 밝혔다.알파 센타우리는 지구에서 가장 가까운 항성계로, 그중 2개의 별은 우리 태양과 비슷하다. 세 번째 별은 프록시마 센타우리라고 불리는 적색왜성으로, 우주에서 가장 흔하면서도 온도가 낮은 별로 오래 사는 유형이다. 이 적색왜성은 적어도 두 개의 외계행성을 가지고 있는 것으로 알려져 있으며, 그 중 하나는 지구와 상당히 유사할 것으로 과학자들은 보고 있다. 그러나 우리로부터 불과 4광년 거리에 있는 이 흥미로운 항성계는 인류가 가장 가기 쉬운 목적지가 될 수 있는 외계행성이 있음에도 불구하고 지금까지 상세한 과학적 조사는 이루어지지 않았다. 현재까지는 알파 센타우리에 대한 인류의 의식이 공상 과학소설의 영역에 머물러 있는 수준이었지만, 톨리만 망원경은 최소한 이들 행성에 대한 가장 기본적이고 긴요한 질문에 답을 찾기 위해 분투할 것이다. 가장 중요한 대목은 이 머나먼 세계가 실제로 생명체를 품고 있는지, 아니면 생명체의 생존을 위한 적절한 조건을 제공할 수 있는지 조사하는 것으로, 이를 위해 과학자들이 새로운 망원경 사용을 희망하고 있다.브레이크스루 이니셔티브의 전무이사인 피트 워든은 성명에서 “우리의 가장 가까운 이웃 항성인 알파 센타우리와 프록시마 센타우리 시스템은 매우 흥미로운 곳으로 밝혀졌다”며 “톨리만 임무는 생명체를 부양할 수 있는 행성이 그곳에 존재하는지 알아내기 위한 위대한 첫 걸음이 될 것”이라고 언명했다. 임무는 3중성 체계 주변의 거주 가능 영역, 즉 액체 물이 존재할 수 있는 골디락스 영역에 초점을 맞출 것이다. 브레이크스루 이니셔티브의 산하인 브레이크스루 워치의 수석 엔지니어 피트 클루파는 “이 근처 행성은 인류가 미래형 고속 로봇 탐사선을 사용하여 탐사의 첫 걸음을 내딛을 곳”이라면서 “가장 가까운 수십 개의 별을 고려한다면, 액체 표면의 물이 존재할 수 있는 적당한 거리에서 지구와 같은 암석 행성들이 몇 개 궤도를 돌고 있을 것으로 예상한다”고 덧붙였다. 이번 톨리만 미션에는 호주 시드니대학 시드니 천문학연구소의 피터 투트힐 교수 주도로 브레이크스루 이니셔티브와 호주 우주기업 세이버 우주항공, NASA 제트추진연구소 등의 과학자들이 참여하고 있다. 미션 개발을 이끌고 있는 시드니 천문학 연구소의 투트힐 교수는 “지구의 이웃 외계행성을 아는 것은 매우 중요하다”고 강조하면서 “이 이웃 외계행성은 우리가 대기, 표면 화학, 심지어 생명의 잠정적인 신호인 생물권의 지문을 찾고 분석할 수 있는 최고의 전망을 가지고 있는 행성으로, 저비용 미션으로 2020년대 중반께 신속한 결과를 내놓을 계획을 세워놓고 있다”고 말했다.　　

허블우주망원경은 30년 넘게 천문학의 최전선에 서서 우주를 관측했다. 하지만 이제는 그 수명이 다해가고 있을 뿐 아니라 과학자들 역시 더 강력한 망원경을 원하기 때문에 차세대 우주 망원경에 임무를 넘겨줄 예정이다. 올해 발사될 제임스 웹 우주 망원경 (JWST)은 허블우주망원경보다 훨씬 큰 거울을 지니고 있어 지금까지 볼 수 없었던 먼 우주를 관측하거나 외계 행성처럼 허블우주망원경으로도 보기 힘들었던 천체를 볼 수 있다. 하지만 과학자들은 제임스 웹 우주 망원경이 임무에 들어가기도 전에 다음 우주 망원경을 계획하고 있다. 루브아(LUVOIR·Large Ultraviolet Optical Infrared Surveyo)가 그것으로 주경(천체 망원경에서 처음 빛을 모으는 가장 큰 거울)의 지름이 15m에 달하는 엄청난 크기의 우주 망원경이다. 허블우주망원경의 주경이 2.4m, 제임스 웹 우주 망원경의 주경이 6.5m인 점을 생각하면 강력한 성능을 대략 짐작해 볼 수 있다. 이렇게 거대한 우주 망원경이 있다면 과학자들은 여러 가지 질문에 대한 구체적인 답을 얻을 수 있다. 최근 루브아 계획에 대한 보고서를 제출한 레스터 대학 마틴 바스토우 교수에 따르면 이 차차세대 우주 망원경은 지구와 유사한 암석 행성을 적어도 100개 이상 직접 관측할 수 있다.연구팀은 루브아가 40광년 떨어진 장소에서 태양계를 관측한다면 어떤 모습으로 보일지 예측했다.(사진) 흐릿한 점처럼 보이지만, 루브아는 40광년 밖에서도 금성, 지구, 목성의 모습이 포착할 수 있다. 이 정도 빛만 있어도 과학자들은 스펙트럼 분석을 통해 대기의 구성 성분, 물의 존재, 표면 온도 같은 결정적인 증거를 확보할 수 있다. 이 행성이 진짜 생명체가 살 수 있는 행성인지 자신 있게 이야기할 수 있는 것이다. 100여 개의 지구형 암석 행성을 분석한다면 지구와 유사한 환경을 지닌 행성이 우주에 얼마나 많은 지 역시 자신 있게 이야기할 수 있다. 물론 루브아는 아직 초기 계획 및 개념 연구 단계로 아직 구체적인 개발 및 발사 일정이 잡힌 상태는 아니다. 현재 과학계의 초미의 관심사는 오랜 세월 막대한 비용을 투자한 역사상 가장 비싼 망원경인 제임스 웹 우주 망원경 발사다. 우선 여기에 성공해야 더 비싼 망원경인 루브아 계획이 탄력을 받을 수 있다. 하지만 제임스 웹 우주 망원경이 임무를 마칠 때쯤 그 다음 망원경을 발사하기 위해서는 사전에 준비해야 할 필요가 있다. 제임스 웹 우주 망원경이 본격적으로 관측을 시작하면 르부아에 대한 논의도 더 활발해질 것으로 예상된다.

우리 은하인 은하수 중심에서 나오는 우주 방사선인 우주선(cosmic rays·宇宙線)을 차단하는 일종의 신비한 장벽이 발견돼 천문학자들이 의아해하고 있다.  영국 과학전문 뉴사이언티스트 등에 따르면, 중국과학원 연구진은 은하수 중심에 가장 가까운 중심 분자 영역(CMZ)이 다른 은하들의 사례보다 낮은 밀도의 우주선을 갖고 있다는 점을 알아냈다. 이는 CMZ라는 영역 속 분자 구름이 우주선을 차단하고 있을 가능성을 시사하는 셈이다. 연구진은 이번 연구를 위해 미국항공우주국(NASA)의 페르미 광역 감마선 우주망원경의 관측 자료를 자세히 분석했다고 밝혔다.분석 결과, 우주선의 밀도는 은하수 중심 바로 밖의 영역에서는 매우 일정한 에너지를 지니고 있지만 은하수 중심에 가장 가까운 중심 분자 영역(CMZ)에서는 에너지가 급격히 감소하는 것으로 나타났다. 이는 무언가가 CMZ에서 우주선을 막고 있다는 점을 시사한다고 연구진은 덧붙였다. 이에 대해 연구 주저자인 황샤오위안 연구원은 “만일 장벽이 없다면 우주선의 바다는 CMZ에도 존재해야 한다”면서 “관측 자료로 볼 때 무언가 장벽이 있다는 방증”이라고 설명했다.대부분 우주선은 하전입자(전하를 띠고 있는 입자)다. 이때문에 강한 자기장이 존재하면 경로가 바뀔 수 있다. 황 연구원은 “외부보다 더 강한 자기장이 CMZ에 존재할 가능성이 크며 이는 우주선이 CMZ로 침투하는 것을 막을 수 있다”면서 “게다가 중심의 초거대 블랙홀인 궁수자리 A별의 활동으로 움직이는 자기장을 띈 바람도 있을 수 있는데, 이런 현상 역시 우주선이 CMZ로 들어가는 것을 막는 것을 돕는다”고 말했다. 자세한 연구 성과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션’(Nature Communications) 최신호에 실렸다.

영겁의 시간을 사는 별도 모든 생명체처럼 태어나 결국은 늙어 죽는다. 우리의 태양 역시 50억 년 후에는 다른 별들처럼 최후를 맞을 것으로 보인다. 그렇다면 태양은 생이 끝난 후에는 과연 어떻게 될까? 최근 이같은 궁금증에 대한 답을 주는 흥미로운 천체 사진이 허블우주망원경에 포착됐다. 아름다운 거품처럼 부풀어 오른 이 천체의 이름은 NGC 2438. 행성상 성운(행성 모양의 성운)인 NGC 2438은 지구에서 약 1370광년 떨어진 고물자리에 위치해 있다.전문가들이 NGC 2438에 관심을 갖는 이유는 태양의 미래를 가늠해볼 수 있기 때문이다. 일반적으로 별은 종말 단계가 되면 중심부 수소가 소진되고 헬륨만 남아 수축된다. 이어 수축으로 생긴 열에너지로 바깥의 수소가 불붙기 시작하면서 적색거성으로 부풀어오른다. 이후 남은 가스는 행성상 성운이 되고 중심에 남은 잔해는 모여 지구만한 백색왜성을 이룬다. 현재 NGC 2438은 바로 행성상 성운의 단계로 대략 1만년 정도 지속될 것으로 예측된다. 사진에서 색으로 드러난 각각의 성분은 파란색은 산소, 녹색은 수소, 오렌지색은 질소, 빨간색은 황을 의미한다.