인류가 품은 오랜 수수께끼 가운데 하나는 ‘우주의 나이가 과연 얼마일까’이다. 칠레 아타카마 우주망원경(ACT)으로 빅뱅을 추적해 온 전 세계 과학자들이 해답을 제시했다. 이들이 밝힌 정확한 우주의 나이는 137억 7000만년, 오차 범위는 ±4000만년이다. 미국 프린스턴대학과 네이처닷컴 등에 따르면 프린스턴대 출신을 중심으로 7개국 41개 기관에서 140명의 과학자가 참여한 국제 연구팀은 지난 2013~2016년 ACT로 관측한 연구 결과를 두 편의 논문으로 정리해 온라인 저널 ‘아카이브’(arXiv.org)를 통해 발표했다. 빅뱅의 잔상이라고 할 수 있는 우주마이크로파배경(CMB)은 빅뱅 뒤 38만년이 흘러 우주의 온도가 충분히 내려가면서 광자(빛)의 운동을 방해하던 자유전자가 수소나 헬륨 원자핵에 붙잡혀 퍼지게 된 가장 오래된 빛이다. 우주의 관점으로 볼 때 38만년은 그야말로 찰나에 불과한 시간이다. CMB는 빅뱅 직후에 생겨난 것이나 다름없다. 앞서 유럽우주국(ESA) 공동연구단은 지난 2009~2013년에 플랑크 위성(2009년 우주배경복사 연구를 위해 ESA가 발사한 위성)이 관측한 자료를 토대로 CMB 복사 지도를 만들었다. 이 지도는 유례없는 정밀도로 CMB 우주론의 표준이 됐다. 칠레 연구팀은 플랑크 위성보다 해상도가 더 높은 ACT를 활용해 CMB 지도 작성에 나섰다. 결과에 따라 기존 CMB 연구에 도전하는 모양새가 될 수 있었지만 둘 간 오차가 0.3%밖에 나지 않아 신뢰도가 더 높아졌다. 이번 연구를 이끈 영국 카디프대학의 우주학자 에르미니아 칼라브리시 박사는 “처음으로 독립적으로 측정된 두 개의 자료를 갖게 됐다. 두 자료의 허블 상수 차이가 0.3%밖에 되지 않아 다행”이라고 했다. 연구팀은 우주팽창률을 보여주는 허블 상수를 67.6㎞/s/Mpc로 제시했다. 지구에서 1메가파섹(Mpc·326만광년) 멀어질 때마다 초당 67.6㎞씩 더 빠르게 팽창한다는 의미다. 이는 ESA의 플랑크 위성 자료로 산출한 값과 거의 일치한다. 류지영 기자 superryu@seoul.co.kr

지금으로부터 5년 전인 지난 2015년 7월 14일 오후 8시 49분 57초(한국시간) 미 항공우주국(NASA)의 뉴허라이즌스호가 성공적으로 명왕성에 근접 통과한 후 ‘저승신’의 모습을 지구로 보내왔다. 그간 제대로 된 ‘증명사진’ 한 장 없던 실제 명왕성이 모습을 드러난 순간으로 복숭아빛을 발하는 사진에 지구촌은 열광했다. 　당시 뉴허라이즌스호는 9년이 넘는 대장정 끝에 명왕성에서 1만2500㎞ 떨어진 지점을 통과하며 명왕성과 그 위성인 카론의 생생한 모습을 카메라에 담아 지구로 전송했다. 덕분에 인류는 태양계 외곽의 얼음 세상인 명왕성에 대해서 많은 새로운 사실을 알게됐다. 전문가들은 뉴허라이즌스호 탐사 이전에도 허블우주망원경 같은 강력한 망원경을 통해 명왕성 표면이 균일하지 않다는 사실은 알고 있었지만, 이렇게 복잡한 지형을 지녔는지는 상상조차 하지 못했다.그로부터 5년이 흐른 최근 뉴허라이즌스호 프로젝트의 책임을 맡은 알란 스턴 박사는 "명왕성은 정말 놀라운 세계였다"는 소감을 남겼다. 그는 "(명왕성은) 심장까지 달고있었다. 할리우드도 이보다 더 잘 구현하지 못했을 것"이라고 회상했다. 총 7억 달러가 투입된 뉴허라이즌스호는 지난 2006년 1월 장도에 올랐으며, 9년 후인 2015년 7월 14일 역사적인 명왕성 근접비행에 성공했다.또한 뉴허라이즌스호는 이후로도 계속 미지의 세계인 ‘카이퍼 벨트’(Kuiper Belt·태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)로 날아가 지난해 1월 1일에는 소행성 아로코스(Arrokoth·과거 명칭은 울티마 툴레)의 근접비행에도 성공했다. 아로코스는 명왕성에서도 16억㎞ 떨어져있으며 태양을 공전하는데 걸리는 시간은 거의 300년이다. 명왕성 탐사 5주년을 맞아 알란 스턴 박사가 꼽은 최고의 명왕성 이미지를 포함, 몇 장의 사진으로 추려봤다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

모처럼 ‘큰놈’이 나타났다. 요즘 새벽 하늘에서 볼 수 있는 네오와이즈 혜성이다. 1997년 헤일밥 혜성 이후 거의 사반세기 만에 가장 웅장한 모습을 보여주는 네오와이즈(C/2020 F3)는 우리나라에서 맨눈으로 관찰할 수 있는 밝은 혜성이다. 지난 3월 27일 미 항공우주국(NASA)에서 발사한 적외선 우주망원경을 이용해 지구에 근접하는 천체를 찾는 네오와이즈 프로젝트에 의해 발견된 이 혜성은 프로젝트의 이름을 따서 네오와이즈라는 이름을 얻었다. 6월 9일 7등급 밝기로 눈으로 관측이 불가능할 정도였지만, 6월 27일 NASA의 소호(SOHO) 태양관측위성의 LASCO-3 카메라의 시야에 나타났을 때 100배로 밝아져 2등급을 기록했다. 맨눈으로 볼 때 가장 밝은 별이 1등급, 가장 어두운 별이 6등급이다.네오와이즈 혜성은 이달 23일 지구에 가장 근접하는데 이때 거리는 약 1억㎞로 지구와 태양 거리의 약 3분의 2 지점까지 다가온다. 혜성의 주기는 약 4500년에서 6800년 정도로 알려진 장주기 혜성에 속한다. 이번에 놓치면 두번 다시 이 혜성을 보기는 불가능하다. 참고로, 1975년에 발견된 웨스트 혜성은 현재까지 가장 긴 주기를 가진 혜성의 하나로 기록되고 있는데, 그 주기가 무려 55만 8300년이다. 혜성은 크게 머리와 꼬리로 구분된다. 머리는 다시 안쪽의 핵과, 핵을 둘러싸고 있는 코마로 나누어진다. 핵이 탄소와 암모니아, 메탄 등이 뭉쳐진 얼음덩어리라는 사실이 최초로 밝혀진 것은 1950년 하버드 대학의 천문학자 위플에 의해서였다. 그러니 혜성의 정체가 제대로 알려진 것은 반세기 남짓밖에 되지 않은 셈이다. 핵을 둘러싼 코마는 태양열로 인해 핵에서 분출되는 가스와 먼지로 이루어진 것으로, 혜성이 대개 목성궤도에 접근하는 7AU 정도 거리가 되면 코마가 만들어지기 시작한다. 우리가 혜성을 볼 수 있는 것은 이 부분이 햇빛을 반사하기 때문이다. 코마의 범위는 보통 지름 2만~20만km 정도로 목성 크기만 하기도 하고, 때로는 지구와 달까지 거리의 약 3배나 되는 100만km를 넘는 것도 있다.혜성은 꼬리는 코마의 물질들이 태양풍의 압력에 의해 뒤로 밀려나서 생기는 것이다. 이 황백색을 띤 꼬리는 태양과 반대방향으로 넓고 휘어진 모습으로 생기며, 태양에 다가갈수록 길이가 길어진다. 꼬리가 긴 경우에는 태양에서 지구까지의 거리 2배만큼 긴 것도 있다니, 참으로 장관일 것이다. 태양에 가까이 다가가면 두 개의 꼬리가 생기기도 하는데, 앞에서 말한 먼지꼬리 외에 가스 꼬리 또는 이온 꼬리라고 불리는 것이 생긴다. 태양 반대쪽으로 길고 좁게 뻗는 가스 꼬리는 이온들이 희박하여 눈으로는 잘 보이지 않지만, 사진을 찍어 보면 푸른색을 띤 꼬리가 길게 뻗어 있는 것을 볼 수 있다. 지금까지 네오와이즈 혜성은 새벽 북동쪽 수평선 근처에서 관측할 수 있었다. 혜성은 꼬리가 먼저 솟아 오르고, 머리나 코마가 뒤 따르며 1등성 별처럼 밝게 빛난다. 혜성의 위치는 다음 주부터 저녁 하늘로 옮겨 가는데, 해가 지고 어둠이 내리기 전 북서쪽 하늘에서 볼 수 있다. 다음 주의 예상 밝기는 약 2등급 정도로 도시에서도 맨눈으로 혜성의 긴 꼬리를 충분히 관측할 수 있을 정도이다. 14일 이후 혜성의 고도는 급격히 낮아진다. 혜성 관측의 최적기는 아직 지나지 않은 만큼 이 기회를 놓치면 후회할 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

양털 구름처럼 생긴 은하가 허블 우주망원경에 포착됐다. 미국항공우주국(NASA)은 2일(현지시간) 지구에서 게자리 방향으로 약 6700만 광년 거리에 있는 나선은하를 허블 망원경으로 선명하게 포착한 최신 이미지를 공개했다. ‘NGC 2275’라는 공식 명칭을 지닌 이 나선은하는 양털이나 솜털과 같은 밝은 알갱이들이 뿌려진 것처럼 나선팔이 뚜렷하지 않아 양털 나선은하(flocculent spiral galaxy)로 분류된다. 나선은하 중 약 30%가 여기에 속한다. 양털 나선은하의 뚜렷하지 못한 나선팔에서는 몇백만 개의 밝고 푸른 젊은 별이 성간 물질들을 사이에 두고 빛을 내면서 이런 형태를 띤다. 그리고 이런 나선팔에서는 밀도가 커 물질과 기체가 압축돼 새로운 별이 태어나기도 한다. 반면 나선팔이 뚜렷한 나선은하는 거대구조 나선은하(grand design spiral galaxy)로 불리는 데 사실 이런 은하는 모든 나선은하 가운데 약 10%밖에 되지 않는다. 나머지 나선은하는 모두 중간 형태의 나선은하에 속한다. 나선은하는 일반적으로 은하 팽대부를 중심으로 별과 성간 물질이 회전하면서 원반 모양을 이룬다. 이 팽대부에서 바깥쪽으로 뻗어나오는 부분을 나선팔이라고 하며, 이런 나선팔이 꼬인 정도와 팽대부의 크기에 따라 세 형태(SAa, SAb, SAc)로 분류된다. 반면 우리 은하가 속한 막대 나선은하는 팽대부에서 시작해 바깥쪽의 나선팔과 연결되는 구조를 갖는다. 이 은하 역시 일반 나선은하처런 나선팔의 감긴 정도에 따라 세 형태(SBa, SBb, SBc)로 분류된다. 한편 이번에 양털 나선은하의 선명한 이미지를 포착한 허블 망원경은 NASA와 유럽우주국(ESA)이 공동으로 개발해 운영하고 있는 현재 가장 강력한 우주망원경으로, 1990년부터 활동을 시작했다. 허블 망원경은 주경 지름 2.4m, 무게 12.2t, 전체 길이 13m로, 지금도 고도 559㎞ 저궤도에서 시속 약 2만7300㎞의 속도로 97분마다 지구를 돌며 먼 우주를 관측하고 있지만, 오는 2021년 6월 은퇴를 앞두고 있다. 후임은 내년 중 우주로 올라갈 제임스 웹 우주망원경으로, 성능은 허블 망원경보다 100배 더 뛰어난 것으로 알려졌다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

시간당 수백 만㎞의 속도로 빠르게 움직이는 은하의 모습이 허블우주망원경에 포착됐다. 미국항공우주국(NASA)이 현지시간으로 6일 공개한 이미지는 막대형 나선은하인 ‘NGC 7513’을 담은 것으로 지구에서 약 6000만 광년 떨어진 남쪽 하늘에 있는 조각가자리(Sculptor constellation) 인근에서 이동 중이다. 허블우주망원경의 소식을 제공하고 있는 NASA 허블 사이트에 따르면 이 은하는 현재 시속 563만 2700㎞로 이동하고 있으며, 초당 이동 거리는 1564㎞에 달한다. 참고로 지구는 초당 30㎞의 속도로 태양 주위를 공전하고 있다. 이번에 공개된 이미지는 허블우주망원경에 장착된 3번 광시야 카메라(WFC3)를 이용해 포착한 것으로, 3번 광시야 카메라는 허블우주망원경이 취역한 지 19년째 되던 해인 2009년 5월, 우주비행사가 올라가 설치한 고성능 장비다. 허블우주망원경 연구진은 다양한 파장을 관측하기 위해 각기 다른 3개의 필터를 사용했으며, 이번에 공개된 이미지는 각각의 필터를 이용해 수집한 데이터를 합성해 만든 것이다. NGC 7513처럼 지구에서 빠른 속도로 멀어지는 은하를 찾는 것은 그리 어려운 일이 아니다. 우주가 끊임없이 팽창하는 과정에서 외부 은하는 꾸준히 우리 은하로부터 ‘멀어지고’ 있기 때문이다. 허블우주망원경 이름의 시초가 된 미국 천문학자 에드윈 허블(1889~1953)은 우주 팽창과 관련해 은하가 스스로 멀어지는 것이 아니라, 우주가 팽창하고 있어서 은하가 달아나는 것처럼 관측되고, 멀리 있는 은하일수록 적색이동이 심하다는 ‘우주팽창론’을 주장한 바 있다. NASA 역시 NGC 7513 은하가 우주 팽창의 결과로 우리 은하로부터 시간당 약 564만㎞씩 멀어지고 있다고 설명했다. 한편 빠른 속도로 이동하는 은하의 모습을 포착하는데 성공한 허블우주망원경은 NASA가 개발한 천문관측용 우주망원경으로, 1990년부터 활동을 시작했다. 지구대기권 600㎞ 상공의 궤도에서 다양한 우주 활동을 관측한다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

태양보다 180배 정도 어린 별을 공전하는 해왕성 크기의 외계행성을 천문학자들이 발견했다. 이는 지구의 행성 진화 과정을 엿볼 수 있어 학계의 주목을 받고 있다. 미국과 캐나다 등 국제연구진은 차세대 ‘행성 사냥꾼’으로 불리는 테스 우주망원경(TESS)과 지금은 은퇴한 스피처 우주망원경의 관측자료를 분석해 지구에서 약 32광년 떨어진 적색왜성 ‘현미경자리 AU’(AU Mic)의 주위를 공전하는 가스형 행성 ‘현미경자리 AU b’(AU Mic b)를 발견했다.이들 연구자가 이 행성을 거느린 별에 주목한 이유는 이 항성이 비교적 가까운 곳에 있고 어리기 때문이다. 이 별은 지구에서 태양 다음으로 가까운 별인 센타우루스자리 프록시마보다 약 8배 더 먼 곳에 있으며 태양이 존재해온 기간인 약 45억 년과 비교했을 때 겨우 2000만 년에서 3000만 년 정도밖에 되지 않았다. 따라서 이 젊은 별은 자체 중력으로 물질을 중심핵으로 끌어당겨 압축할 때 생기는 고열 탓에 종종 강력한 빛을 내뿜는 데 이를 플레어링 현상이라고 한다. 태양의 절반 정도 크기인 이 별은 아직 그 주변에 먼지와 가스로 된 원시행성 원반을 거느리고 있다. 연구에 참여한 미국 메릴랜드대 볼티모어캠퍼스 우주과학기술센터의 토머스 바클리 박사는 이번 연구 전까지 이 젊은 별이 태양처럼 행성계를 형성했는지에 의문을 품고 있었다고 밝혔다. 그는 “우리가 이해하고 싶은 것 중 하나는 이 행성이 행성계에서 언제 형성됐고 초기에 어떤 일이 벌어졌는가다”면서 “상대적으로 어린 이 행성계는 행성 형성을 연구하는 특별한 실험실로 태양계가 어떻게 형성됐는지를 밝히는 데 도움이 될 수 있다”고 설명했다. 이어 “이 별은 아직 작은 암석형 행성을 만들어낼 시간이 없었을 것”이라면서 “이 행성계는 우리에게 지구나 금성 같은 암석형 행성이 형성되기 전 어떤 일이 일어났는지 알 기회를 준다”고 덧붙였다. 연구를 이끈 미국 조지메이슨대 조교수인 피터 플라브찬 박사는 동료 연구자들과 함께 2018년 이 별을 공전하는 행성의 첫 번째 신호를 탐지했었다. 이 관측은 2019년 스피처 우주망원경의 관측자료에서 다시 한번 확인됐다. 또 다른 연구 참여자인 캐나다 몬트리올대 외계행성연구소의 천체물리학자 조나탕 가네 박사는 현미경자리 AU와 같은 작은 별은 대개 매우 강력한 자기장을 지녀 매우 활동적이라면서 이는 1970년대 확인된 플레어링 활동이 잘 설명해준다고 말했다.이들 연구자는 현미경자리 AU b 행성이 모항성의 앞을 통과할 때 이 행성에 의해 차단된 빛의 양을 분석함으로써 행성의 크기와 공전 주기를 계산할 수 있었다. 테스 프로젝트의 부책임자이기도 한 토머스 바클리 박사는 항성의 이런 밝기 감소는 행성 크기에 관한 많은 정보를 제공한다고 덧붙였다.이를 통해 연구진은 현미경자리 AU b 행성이 크기는 해왕성 정도 되고 지구의 약 58배에 조금 못 미치는 질량을 지니고 있으며 공전 주기는 8.5일 정도 된다는 것을 알아냈다. 참고로 태양에서 가장 가까운 행성인 수성의 공전 주기는 88일이다. 그만큼 이 행성은 모항성에 가까운 곳에 있을 가능성이 크다. 연구진은 또 다음 연구의 일부 단계로 이 행성의 대기 상태에 대해 더 많은 정보를 얻고 싶어한다. 바클리 박사는 “이 행성은 우리가 볼 수 있는 속도로 대기를 빠르게 잃고 있을지도 모른다”고 말했다. 대기를 구성하는 물질을 결정하면 형성된 행성은 모항성에서 일정 거리에만 존재하므로 어떻게 형성됐는지도 확인할 수 있다. 이 점은 행성이 새로운 행성계에서 어떻게 형성되고 움직이는지에 관한 정보를 제공하면서, 처음 발견된 이후로 어떻게 이동하고 있는지에 관한 단서를 제공할 것이다. 바클리 박사는 또 현미경자리 AU b 행성은 목성이나 토성, 해왕성 또는 천왕성 같이 태양계의 가스형 행성과 매우 비슷하지만, 더 뜨겁다고 말했다. 이어 행성들의 움직임을 이해하는 것은 정말 어려운 문제라고 덧붙였다. 이들 연구자는 현미경자리 AU는 행성계와 거기서 만들어지는 파편이나 가스와 어떻게 상호작용하는지를 이해하는 데 특히 유용하다고 말했다. 이런 행성계는 거의 알려져 있지 않으며 심지어 이만큼 지구와 가까운 것으로 알려진 행성계는 거의 없다. 게다가 현미경자리 AU 행성계는 지구와 가까워 더 밝게 빛이 나므로 다양한 장비로 관측할 수 있다. 현미경자리 AU는 우주의 같은 영역에서 거의 동시에 형성된 젊은 별들의 모임 일부분이다. 그중 화가자리 베타(Beta Pictoris)라는 이름이 붙여진 항성 역시 원시행성 원반을 갖고 있다. 하지만 이 행성계에서는 모항성이 태양 질량의 1.75배로 더 크고, 행성들도 목성의 11배와 9배로 상당히 크다. 따라서 이 행성계는 현미경자리 AU 행성계와 같은 방식으로 진화하지 않은 것으로 추정된다. 연구진은 공통점이 많지만 서로 다른 이 두 행성계를 연구하면서 행성 형성의 매우 다른 두 시나리오를 비교할 수 있다. 시간이 지남에 따라 그리고 더 많은 관측을 통해 이들 연구자는 초기 행성 형성의 본질과 행성이 모항성 중심에서 외부로 이동하는지 아니면 제자리에 형성되는지 이해할 수 있기를 바란다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 세계적 학술지 네이처(Nature) 최신호(6월24일자)에 실렸다. 사진=NASAS 고다드 우주비행센터 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

액체상태의 물과 대기층도 두꺼워 생명체 존재 가능성 높아 7개국 19개 연구기관의 과학자들이 지금까지 알려진 천체 중에서 지구에서 가장 가까우면서 지구와 비슷한 형태를 가진 슈퍼지구를 발견했다. 생명체 존재 가능성도 어느 때보다 큰 것으로 예측돼 주목받고 있다. 독일 괴팅겐대, 영국 런던 퀸스메리대, 스페인 안달루시아 천체물리학연구소, 미국 캘리포니아 산타크루즈대(UCSC), 카네기 과학연구소, 칠레 산티아고 국립대, 스위스 베른대, 호주 뉴사우스웨일즈대 등으로 구성된 국제공동연구팀은 지구에서 약 11광년 떨어져 있는 적색왜성 ‘글리제 887’주변을 돌고 있는 슈퍼지구(Super-Earth) 2개를 발견했다고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 26일자에 발표했다. 연구팀은 유럽남방천문대(ESO)에서 운용하고 있는 칠레 라실라 관측소 천체망원경에 장착된 ‘초정밀 시선속도 행성추적기’(HARPS)를 이용해 글리제 887을 관측했다. 별(항성)이 지구에 가까워지거나 멀어지면 도플러 효과에 의해 파장이 짧아지거나 길어지는데 이를 이용해 별의 이동속도를 측정한다. 그런데 항성 주변에 행성이 돌고 있는 경우 별은 행성의 공전주기에 따라 조금씩 흔들리는데 이 미세한 변동을 측정하는 장치가 HARPS이다.태양계와 가장 가까운 곳에 위치한 글리제 887는 태양보다 크기와 밝기는 절반에 불과한 적색왜성이다. 연구팀의 관측결과 글리제 887을 공전하는 2개의 슈퍼지구를 발견된 것이다. 글리제 887b와 글리제 887c로 이름붙여진 이들 슈퍼지구는 지구보다 약간 큰 편이지만 공전속도가 각각 9.3일과 21.8일로 수성보다 빠르게 별 주위를 도는 것으로 확인됐다. 지구보다 약간 큰 편이지만 지구와 똑같은 바위형 행성으로 중력이 강해 대기가 안정적이고 지각운동도 활발해서 생명체가 탄생하기 유리한 조건을 갖추고 있는 것으로 확인됐다. 이들 슈퍼지구는 적색왜성과 적당한 거리를 유지하면서 돌고 있어 너무 뜨겁지도 차갑지도 않은 ‘골디락스 존’에 위치해 있는 것으로도 확인됐다. 특히 글리제 887c의 행성표면 온도는 섭씨 70도 정도로 액체상태의 물이 존재하는 것으로도 확인돼면서 생명체가 존재할 가능성이 지금까지 관측된 지구형태의 외계행성들보다 높은 것으로 연구팀은 보고 있다. 더군다나 적색왜성인 글리제 887은 안정적이기 때문에 강한 플레어가 발생하지 않아 행성의 대기를 쓸어버릴 가능성이 적다는 점도 생명체 존재 가능성을 높여주고 있다. 산드라 예퍼스 괴팅겐대 천체물리학 교수는 “이번에 발견된 슈퍼지구들은 태양계 바깥 외계에서 생명체를 발견할 가능성이 가장 큰 행성으로 추정되며 추가적으로 안정적인 슈퍼지구 한 개 정도를 더 발견할 수도 있을 것”이라며 “이들 슈퍼지구는 허블우주망원경을 대체하게 될 제임스 웹 우주망원경이 집중적으로 관찰하게 될 대상”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

심연의 우주 속에서 마치 나비 한마리가 날갯짓하는 듯한 모습의 성운이 공개됐다. 　 지난 19일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 유럽우주국(ESA)과 공동으로 운영 중인 허블우주망원경으로 포착한 성운 'NGC 6302'와 'NGC 7027'의 사진을 공개했다. 역대 공개된 해당 성운의 사진 중 가장 디테일한 것으로 손꼽히는 이 '작품'은 급속하게 진화 중인 두 행성상 성운(planetary nebula)의 모습을 담은 것이다. 행성상 성운은 그 단어 때문에 행성과 혼동되지만 사실 아무 관계가 없다. 과거 18세기, 망원경으로 관측했을 때 가스 행성처럼 보이는 특징 때문에 행성상 성운이란 명칭이 붙었다. 일반적으로 별은 종말 단계가 되면 중심부 수소가 소진되고 헬륨만 남아 수축된다. 이어 수축으로 생긴 열에너지로 바깥의 수소가 불붙기 시작하면서 적색거성으로 부풀어오른다. 이후 남은 가스는 행성 모양의 성운(행성상 성운)이 되고 중심에 남은 잔해는 모여 지구만한 백색왜성을 이룬다.이번에 공개된 NGC 6302는 양극 행성상 성운(bipolar planetary nebula)으로 분류되는데 마치 나비가 날갯짓하는 독특한 형태 때문에 ‘나비 성운'(Butterfly Nebula) 또는 ‘곤충 성운'(Bug Nebula)으로 더 유명하다. NGC 6302는 전갈자리에 위치해 있으며 지구와의 거리는 대략 3000광년 이상, 특히 펼쳐진 날개의 길이는 무려 2광년이 넘는다. 함께 공개된 NGC 7027은 대략 3000광년 떨어진 백조자리에 위치해 있다. NGC 7027은 전형적인 행성상 성운의 모습을 보여주는데 지름이 0.1~0.2광년에 불과할 만큼 매우 작은 것이 특징이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난 3월 12일 지구에서 궁수자리 방향으로 1만6000광년 떨어진 곳에서 중성자별이 새롭게 발견됐다. 이 중성자별은 미국항공우주국(NASA)의 우주망원경 ‘닐 게렐스 스위프트’에 의해 발견돼 ‘스위프트 J1818.0-1607’(Swift J18.0-1607)로 명명됐다. 그 후 유럽우주국(ESA)의 ‘XMM-뉴턴’과 NASA의 ‘누스타’라는 두 우주망원경으로 추가 관측한 결과, 해당 중성자별은 형성된 지 불과 240년밖에 지나지 않은 것으로 밝혀졌다. 이는 우리 인간의 나이로 치면 꽤 오래된 것이지만, 형성된 시기가 보통 몇천만 년에서 몇억 년이 넘는 별의 세상에서 보면, 여전히 갓 태어난 신생아 수준이라고 할 수 있다. 즉 이 별이야말로 진정한 ‘아기별’이라고도 할 수 있는 것이다.중성자별은 질량이 큰 별이 초신성 폭발을 일으킨 뒤 남는 천체이다. 지름이 15~30㎞ 정도로 작지만 대형 천체가 내뿜는 빛과 동등한 밝기를 갖는다. 그리고 무엇보다 가장 큰 특징은 우주에서 블랙홀에 버금가는 초고밀도를 자랑한다는 것이다. 이번에 발견된 중성자별은 질량이 태양의 2배나 되는데, 크기는 태양의 1조 분의 1밖에 되지 않는다. 거기에 모든 질량이 담겨 있어 상당한 고밀도라고 할 수 있다. 놀라운 점은 이 중성자별이 무려 극히 보기 드문 ‘마그네타’라는 것이다. 이는 매우 강력한 자기장을 갖는 중성자별의 한 종류로, 초신성 폭발을 일으키는 별 10개 중 1개가 이런 마그네타가 되는 것으로 알려졌다. 그 자기장은 일반적인 중성자별의 1000배, 지구의 몇백만 배에 이른다. 하지만 실제로 발견된 마그네타의 수는 매우 적은 데 지금까지 발견된 중성자별 3000여개 중 31개밖에 없는 것으로 전해졌다. 게다가 이번 중성자별은 기존에 알려진 마그네타 중에서도 가장 젊어서 탄생한 지 얼마 안 된 상태를 관찰할 수 있을 것으로 기대된다. 지금까지 연구에 따르면, 마그네타는 X선에 가세해 미약한 빛인 ‘전파선’이나 우주에서 가장 에너지가 강한 빛인 ‘감마선’도 내는 것을 알려졌다. 마그네타는 젊었을 때 가장 활동적이며 해마다 물리적 성질이나 행동을 바꾼다. 따라서 이번과 같이 젊은 마그네타는 그 형성이나 성장 과정을 밝히는 데 큰 도움이 될 것이라고 연구자들은 기대하고 있다. 자세한 연구 결과는 ‘천체물리학저널 레터’(ApJL·Astrophysical Journal Letters) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

-새로 태어난 별의 X-선이 비춰준 태양계 초기 태양과 같은 별이 항성 진화의 초기 단계에서 방출한 X-선을 최초로 발견한 새 연구가 발표되었다. 이 발견은 우리 태양계 생성 초기를 연구하는 데 도움을 줄지도 모르며, 나아가 태양계의 역사를 다시 써야 할지도 모른다고 연구자들은 밝혔다. 2017년, 미 항공우주국(NASA)의 찬드라 X-선 우주망원경은 우리 태양과 같은 유형의 아주 젊은 별 HOPS 383에서 방출된 X-선을 탐지했다. 이 별은 지구로부터 1,400광년 거리에 있는 항성진화의 초기 단계에 있는 원시 별로서, 항성으로서 완전히 성장한다면 태양 질량의 반 정도의 별이 될 것으로 예측되고 있다. 3시간 20분 동안 지속되는 X-선 대량 방출을 연구하고 있는 과학자들은 새 연구에서 고에너지의 복사를 우주공간으로 방출하는 우리 태양과 같은 별에 대해 더욱 잘 알 수 있는 통찰을 얻었다. "우리는 태양이 탄생했을 순간을 직접 관측할 수 있는 타임머신이 없지만, 태양과 비슷한 별, 곧 HOPS 383 같은 별을 관측하면 태양의 기원을 연구할 수 있다"고 프랑스 엑스마르세이유 대학 천체물리학 연구소 소속 니콜라스 그로소 대표저자가 밝혔다. 그는 또 "이 연구로 우리는 태양계 생성의 역사 중 중요한 부분을 메꿀 수 있다"고 덧붙였다. 젊은 별이 늙은 별보다 X-선 방출을 더욱 활발히 한다는 사실을 알고 있지만, 별이 X-선 방출을 언제부터 시작하는지 그 정확한 시점은 알져지지 않고 있다. 따라서 새 연구는 "태양과 같은 별이 X-선 방출을 시작하는 시점을 재설정하고 있는 중"이라고 연구자들은 밝혔다. 연구자들은 HOPS 383 별이 X-선 대량 방출 주기가 아닐 때 방출되는 X-선을 관측한 적은 없으며, 그럴 경우 이 별은 X-선 방출이 극대일 때에 비해 밝기가 10배나 떨어진다는 사실을 발견했다. 그들은 또 이 별이 방출하는 X-선이 별의 생애 중 절반을 지나고 있는 우리 태양에 비해 무려 2000 배나 강력하다는 사실도 밝혀냈다. 이에 덧붙여, HOPS 383 같은 젊은 별은 종종 가스와 먼지로 이루어진 껍데기 같은 것을 두르고 있는데, 이 물질이 중심의 별을 둘러싸고 있는 디스크에 강착하는 한편, 별에서 유출된 물질이 쌓이기도 한다. 연구들은 HOPS 383에서 다량의 물질이 유출되는 것을 관측했으며, 이 별에서 방출되는 X-선이 유출된 물질의 원자에서 전자를 떼어낼 정도로 강력한 것으로 생각하고 있다. 그들은 또 이 같은 유출 과정이 별의 자기력을 통해 이루어지는 것으로 보고 있다. "만약 X-선 방출과 별의 물질 유출 사이에 이 같은 관계가 성립되는 것이 맞다면 우리 태양에서도 이와 비슷하게 X-선 방출이 중요한 역할을 하는 것으로 보여진다"고 NASA 고다드 우주비행센터의 겐지 하마구치 공동저자가 같은 성명에서 밝혔다.별의 물질유출과 X-선 방출과의 관계에 대해 연구자들은 HOPS 383 별이 X-선 방출을 시작할 때 이것이 입자의 강력한 흐름을 촉발하고, 이 입자들의 흐름이 별의 디스크 안쪽 가장자리의 먼지 알갱이들과 충돌하는 것으로 생각한다. 만약 태양계 생성 초기에 태양에서 이와 비슷한 일이 일어났다면, 이 같은 입자들 간의 상호작용이 운석이나 지구에서 발견되는 풍부한 특정 물질의 존재를 설명해줄 수 있을 것으로 연구자들은 생각하고 있다. 45억 년 전 태양에서 이 같은 과정이 진행됨으로써 태양계 초기 물질들이 지구를 비롯해 태양계의 모든 것들을 생성하기에 이르렀다"고 밝힌 MIT의 데이비드 프린시페 공동저자는 "갓 태어난 태양의 X-선이 이러한 구성물질을 생성하는 데 지대한 역할을 한 것"이라고 덧붙였다. 새 연구는 '천문학과 천체물리학' 저널에 게재됐으며, 6월 4일자 출판전 논문·자료 저장소인 ‘아카이브(arXiv, arxiv.org)’에서 찾아볼 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

미국항공우주국(NASA)이 2019년 한 해 동안 NASA의 곳곳과 사람을 담은 사진 중 최고의 사진을 선정해 공개했다. NASA는 공간, 사람, 초상, 기록 등 4개 분야로 나누고 각 분야의 최고의 사진을 선정했다. 해당 사진들은 NASA에 소속된 사진작가들이 직접 촬영한 것으로, 이 사진작가들의 주 업무는 우주 개발 역사에 길이 남을 순간들을 선명하게 포착하는 동시에, 쉽사리 볼 수 없는 NASA의 모습을 기록으로 남기는 일이다. ‘제2회 올해의 NASA 사진가’ 대회의 ‘공간’ 부문에서는 크리스 건이 촬영한 작품이 선정됐다. 메릴랜드주 고다드우주비행센터 소속 사진작가인 크리스 건은 거대한 헤파필터로 이어진, 끝이 보이지 않는 거대한 벽 앞에 외롭게 서 있는 NASA 직원의 모습을 카메라에 담았다. 작은 격자가 모여 큰 격자를 이루고 있는 벽이자 과학의 산물 앞에 선 인간의 모습은 작다 못해 초라하게 느껴질 정도지만, 한편으로는 벽을 마주 선 채 고개를 올려 위를 바라보는 뒷모습에서 인간만이 가진 의지를 느낄 수 있다. 사진 속 NASA 직원이 서 있는 벽은 미세한 입자를 대부분 걸러낼 수 있는 고성능 필터인 헤파필터가 이어진 것으로, 차세대 우주망원경인 제임스웹에 설치할 광학기기를 테스트하는 우주시스템 개발 및 통합시설 입구에 설치돼 있다.‘사람’ 부문의 수상자는 버지니아주 랭글리리서치센터의 할렌 카펜이 차지했다. 그의 작품은 NASA 소속 엔지니어들이 초음속 풍동터널(인공적으로 바람이 불게 만드는 터널형 설비)을 위한 새로운 장비를 설치하는 모습을 담고 있다.‘초상’ 부문은 비행기의 결빙 현상을 연구하는 X선 단층 촬영 시스템을 개발한 팀 벤치치의 초상을 담은 작품으로, 글렌리서치센터의 사진작가인 조던 솔킨이 촬영했다. 마지막으로 ‘기록’ 부문 수상작은 제임스웹 우주망원경의 우주선 부분과 결합할 준비를 마친 광학장비의 모습을 담은 작품이 선정됐으며, 작가는 ‘공간’ 부문에서도 선정된 크리스 건이다. 휴스턴존슨우주센터의 사진 담당 책임자인 마우라 화이트는 이 사진들을 공개하며 “이번 수상은 선의의 경쟁을 통해 NASA 소속 사진작가들의 업무를 자랑하고, 동시에 이들의 일이 NASA의 미션에 매우 중요하다는 것을 인증하는 행사”라고 소개했다. 한편 이번 대회는 우주비행사와 항공우주전문잡지인 ‘에어 앤 스페이스’ 사진 편집자 등으로 구성된 심사위원이 평가했으며, NASA 소속 사진가 70여 명이 참여했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

코로나19 팬데믹으로 전 세계가 멈춰버린 가운데, 천문학자들이 우려를 감추지 못하고 있다. 세계 최대 망원경이 코로나19로 ‘눈’을 닫아버렸기 때문이다. 세계 최고의 성능을 자랑하는 망원경은 대부분 칠레에 자리잡고 있다. 전파망원경 배열인 아타카마 대형 밀리미터 집합체(ALMA)를 포함해 다양한 전파망원경이 가동돼왔다. 하지만 지난 3월, 칠레 당국은 방문객과 연구자들의 코로나19 감염 위험을 막기 위해 전파망원경 가동을 중단했다. 예상보다 가동 중단 기간이 길어지자, 전문가들이 우려하고 나섰다. 이미 상당수의 연구 프로젝트가 영향을 받은데다, 지구로 향하는 소행성이나 우주과학 분야에서 꼭 필요한 초신성 또는 신물질 발견이 가능한 감마선 폭발 천체(GRB)등의 관찰이 중단되면서 학문 발전에도 차질이 생기고 있기 때문이다. ALMA 소속 천문학자인 존 카펜터는 AFP와 한 인터뷰에서 “초신성이나 감마선 폭발 천체의 발견은 우리가 우주망원경을 폐쇄한 순간에도 언제든 일어날 수 있다”면서 “우리는 다양한 우주 관찰의 기회를 놓치게 될 것이다. 우주의 특별한 현상은 매우 빠르게 지나가며 두 번 다시 나타나지 않기 때문”이라고 밝혔다. 실제로 2011년 가동을 시작할 당시 세계 최대 규모였던 ALMA는 지난해 4월 최초의 블랙홀 관측에 동원되는 등 굵직한 천문 연구에 공을 세웠다. 또 ALMA와 400㎞ 떨어진 지역에 있는 유럽남방천문대(ESO)가 운영하는 가장 강력한 지상망원경으로 꼽히는 초거대 망원경(VLT)이 자리잡고 있지만 역시 가동이 중단된 상황이다. ESO의 한 관계자는 “천문대에는 최소한의 직원들이 남아 일을 하고 있지만, 망원경이 가동되는 것은 아니다”라며 “코로나19 팬데믹이 끝나고 다시 망원경을 가동하기 위해서는 몇 개월이 더 필요할 것으로 보인다”고 밝혔다. 이어 “이는 매우 심각한 (우주연구의) 지연 상황”이라면서 “ALMA는 매년 4000시간 가까이 우주를 관찰해 왔지만, 우리는 지난 6개월간 코로나19 봉쇄로 인해 2000시간의 손실이 발생했다”고 덧붙였다. 한편 칠레는 세계 각국의 천문 연구진이 모이는 ‘천문 강국’으로, 전 세계 천문학 투자의 70%가 칠레로 몰린다. 칠레 북부 사막 지역은 대기가 맑고 안정적이어서 천문 관측의 최적지로 꼽힌다. 하지만 첫 코로나19 확진자가 발생한 지난 3월 이래 칠레에서는 3000~5000명의 누적 사망자와 약 17만 5000명의 확진자가 발생했고, 당국은 감염 확산을 막기 위해 대부분의 천문대를 봉쇄했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

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

태양과 같은 별 '케플러-88'을 공전하는 헤비급 챔피언인 행성 '케플러-88c'는 더 이상 '케플러-88 시스템'에서 중력의 신인 외계행성이 아닌 것으로 밝혀졌다. 최근 이 항성 시스템에서 새로 확인된 외계행성이 태양계 최대 행성인 목성보다 무려 3배에 이르는 질량을 가진 것으로 알려졌다. 하와이 마우나 케아의 케크 천문대에서 수집한 6년 간의 데이터를 기반으로 하와이 대학 천문연구소(UH IfA)는 세 번째 외계행성 궤도의 케플러-88d를 새롭게 발견했다. 이 외계행성은 4년 주기로 모항성 케플러-88 둘레를 천천히 공전한다. UH IfA의 베아트리체 왓슨 패런트 박사후 연구원인 로렌 바이스 대표저자가 이끄는 연구팀은 구경 10m 케크 망원경에 부착된 고해상도 HIRES(High-Resolution Echelle Spectrometer) 장비를 이용해 이번의 획기적인 발견을 일구어냈다. 바이스 대표저자는 “목성 질량의 3배에 달하는 케플러-88d은 ‘왕’이라 불리는 목성 질량의 케플러-88c보다 케플러-88 항성계의 역사에 더 큰 영향을 미쳤을 것"이라면서 "아마도 케플러-88d는 이 행성 제국의 새로운 황후일 것"이라고 밝혔다. 지구에서 1200광년 떨어져 있는 거문고자리의 케플러-88 시스템은 2013년에 2개의 외계행성이 발견된 이래 천문학자들로부터 주목을 받아왔다. 2개의 외계행성 중 더 큰 케플러-88c는 형제인 기체행성 케플러-88b와 함께 모항성 주위를 공전하면서 긴밀한 상호작용을 하는 것으로 보인다. 외계행성 케플러-88b는 11일마다 궤도를 일주하는데, 이는 케플러-88c의 궤도 일주에 비해 딱 절반에 해당한다. 케플러-88c는 케플러-88b보다 20배 더 무겁기 때문에 두 행성이 서로 궤도를 쓰쳐지날 때 더 큰 행성의 중력이 안쪽을 도는 케플러-88c에 강한 중력을 행사해 궤도에 영향을 미친다. 다시 말해, 케플러-88b가 궤도를 두 차례 돌 때마다 덩치 큰 형제에 의해 펌핑된다고 케크 천문대는 밝혔다.천문학자들이 관찰한 이같은 현상은 이른바 ‘평균 운동 공명’으로 알려진 기이한 역학으로, 바이스 연구팀에 따르면, 시계 방식으로 행동하는 것처럼 보이는 두 궤도의 상호작용은 그네 탄 아이를 밀어주는 부모와 비슷하다. 현재는 퇴역한 미 항공우주국(NASA)의 케플러우주망원경(연료 부족으로 2018년 10월 30일 공식적으로 작동중단)의 도움으로 케플러-88 시스템에서 행성의 정밀한 궤도 타이밍이 얻어졌다. 케플러 망원경은 외계행성이 모항성 앞을 지날 때 나타나는 광도 변화를 포착하는 트랜싯 기법으로 외계행성을 발견하며, 이 방법으로 이동 시간 변동 값을 얻을 수 있었다. 태양계의 경우 목성이 중력의 왕으로, 고리를 두른 토성의 2배, 지구의 300배나 되는 질량을 자랑한다. 따라서 목성의 움직임은 다른 태양계 천체들은 물론, 심지어 수십억 년 전 지구에 물을 가져다준 혜성 무리에까지 중력적 영향을 미친다. 바이스 박사는 케플러-88d가 새로 형성된 암석 행성에 물을 함유한 혜성들을 향하게 하는 데 영향을 미치는지 여부는 연구팀에게 중요한 사항이라고 밝혔다. 자세한 연구 성과는 저명한 천문학 분야 학술지 ‘천문학 저널’(AJ·The Astronomical Journal) 최신호(4월 29일자)에 실렸다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

'태양계의 큰 형님' 목성은 가스 행성으로, 신기한 대기현상을 보여주는 구름띠는 여전하고 지옥같은 폭풍이 부는 소용돌이 구름도 널리 퍼져있다. 이를 관측해 연구하고 싶은 인류의 꿈은 다양한 방식으로 이루어지는데 지구 대기권 위에 떠있는 허블우주망원경 그리고 목성 궤도에 진입해 탐사를 진행 중인 주노(Juno)가 대표적이다. 최근 미국 캘리포니아 대학 버클리캠퍼스 연구팀은 하와이 마우나 케아 산 정상에 있는 제미니 노스 망원경(Gemini North Telescope)으로 관측한 흥미로운 목성 사진을 공개했다. 지상에 있는 망원경으로 잡아낸 목성 중 가장 선명한 것으로 꼽히는 이 사진은 적외선으로 포착한 것으로 기존에 널리 알려진 가시광으로 보는 목성과는 다르다. 마치 이글이글 타오르는듯한 모습 때문에 잭-오-랜턴(jack-o‘-lantern·호박에 도깨비 얼굴을 새기고 그 안에 초를 넣어 만드는 핼러윈의 대표적인 상징) 처럼 보인다는 평가.연구에 참여한 행성과학자 마이클 웡은 "목성의 대기가 어떻게 작동하는지 아는 것이 연구 과제"라면서 "구름이 없는 지역에서는 밝은 적외선 빛이 나오는 것을 볼 수 있으나 반대의 곳에서는 어둡다"고 설명했다. 이어 "이 사진은 지상에서 얻어진 최고 해상도의 목성 이미지로 '럭키 이미징' 기술을 사용했다"고 덧붙였다. 　 일반적으로 지상에서는 지구 대기의 흔들림 때문에 천체가 흐릿하게 보이거나 깜빡이는 것처럼 보인다. 럭키 이미징(lucky imaging)은 매우 짧은 노출로 최대한 많은 이미지를 얻은 뒤 그중 가장 잘 나온 것만 골라 만든 것으로 말 그대로 '행운의 샷'인 셈이다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

이미 은퇴한 미국항공우주국(NASA)의 케플러 우주망원경은 수천 개 이상의 외계행성을 찾아냈다. 과학자들은 케플러의 후계자인 테스(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite))를 통해 훨씬 많은 숫자의 외계행성을 찾을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 하지만 수많은 외계행성을 발견한 것은 외계 성 연구의 시작일 뿐이다. 과연 이 가운데 생명체가 살 수 있는 행성이 어디인지 알아내고 실제 생명체가 있는지 검증하는 일이 앞으로 외계행성 연구의 가장 큰 과제로 떠오르고 있다. 만약 지구처럼 질소와 산소로 구성된 대기와 지구와 비슷한 크기, 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 환경을 지닌 행성이 있다면 과학자들은 생명체 존재 가능성을 높게 볼 것이다. 하지만 만약 대기 구성 성분이 지구와 크게 다르다면 어떨까? 사실 지구도 초기에는 대기 중에 산소와 질소가 거의 없고 암모니아, 메탄, 이산화탄소, 수소 등 지금과는 다른 성분이 풍부했다. 초기 지구 생명체는 이런 환경에서 탄생했다. 따라서 지구형 외계행성이 현재 지구와 다른 대기를 지녔다고 해도 생명체는 존재할 수 있다. 과학자들은 지구와 다르지만 생명체가 존재할 수 있는 대기 조건에 대해서 연구를 진행하고 있다. 미국 매사추세츠공과대(MIT)의 사라 시거 교수가 이끄는 연구팀은 독특한 조건에서 지구 생물을 연구했다. 바로 수소가 100%인 대기 환경에서도 생존이 가능한 생명체를 찾는 것이다. 언뜻 생각하기에는 수소 100%인 대기 조건에서 생존할 수 있는 지구 생명체가 없을 것 같지만, 사실 수소 자체는 독성을 지닌 물질이 아니다. 단지 산소와 격렬하게 반응하기 때문에 일반적으로 위험 물질로 여겨지는 것뿐이다. 100% 수소 환경에서는 매우 안정한 기체다. 연구팀은 두 종류의 생물이 100% 수소로 채워진 실험실 환경에서도 잘 자라는 것을 확인했다. 바로 메탄생성균과 효모가 그 주인공이다. 전자는 원시적인 고세균의 일종으로 산소를 싫어하는 혐기성 생물이고, 후자는 진핵생물이지만 산소 없이도 살아갈 수 있는 생물이다. 따라서 이들은 100% 수소를 채운 실험실 환경에서도 영양배지 속에서 문제없이 증식하고 살아간다. 메탄 생성균의 경우에는 수소와 이산화탄소를 이용해 에너지를 얻을 수도 있다. 연구팀은 이를 근거로 수소가 풍부한 지구형 외계 행성을 그냥 지나쳐서는 안된다고 주장했다. 수소는 가벼운 기체이기 때문에 수소가 풍부한 원시적 대기를 지닌 행성이 있다면 대기 상층부로 상승해 지구에서 가장 쉽게 관측된다. 물론 현재 지닌 망원경으로 수백 광년 떨어진 작은 외계 행성의 대기를 직접 관측하기는 쉽지 않지만, 과학계의 기대를 한 몸에 받고 있는 차세대 우주 망원경인 제임스 웹 우주 망원경의 경우 가능할 수 있다. 수소가 풍부한 대기를 지닌 지구형 외계 행성은 어쩌면 원시적인 메탄 생성균이 살고 있을지도 모른다. 하지만 가능성이 있다는 이야기가 실제로 존재한다는 이야기가 될 순 없다. 많은 연구자들이 지구와 다른 환경에서도 생명체가 존재할 가능성을 다각도로 검토하고 있지만, 사실 가장 중요한 일은 하나라도 진짜 존재한다는 것을 증명하는 것이다. 과학자들은 우선 태양계에서 생명체 존재 가능성이 있는 목성의 위성 유로파나 토성의 위성 엔켈라두스에 대한 탐사를 준비하는 한편 망원경을 통해 생명활동의 징후를 찾아내는 방법을 연구하고 있다. 수소가 풍부한 대기를 지닌 행성에서도 예상보다 높은 메탄의 존재 등 여러 가지 방법이 있을 것이다. 당장에 답을 얻긴 어렵지만, 결국 과학이 이 문제에 대한 해답을 내놓을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

약 6000년 만에 지구를 찾아온 혜성이 최소 30조각 이상으로 부서졌다는 사실이 관측결과 드러났다. 지난 28일(현지시간) 미국 로스앤젤레스 캘리포니아대학(UCLA) 등 공동연구팀은 허블우주망원경으로 관측한 결과 혜성 ‘C/2019 Y4’가 적어도 30개 이상의 파편으로 분해되고 있다고 밝혔다. 지난해 12월 28일 처음 존재가 확인된 C/2019 Y4는 미 항공우주국(NASA)이 지원하는 하와이대학 천문연구소의 ATLAS(Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System·소행성 충돌 경보시스템)에 처음 포착돼 ‘아틀라스’로 불린다. 당초 아틀라스는 5월이면 밤하늘의 초승달 만큼이나 밝게 빛나 맨눈으로도 관측이 가능할 것으로 큰 기대를 모아왔다. 그러나 3월 중순 경까지 빠르게 밝아지던 아틀라스 혜성은 이후 갑자기 희미해지기 시작했다.이에대해 한국천문연구원은 "혜성의 중심 밝기가 타원형으로 일그러지고 있으며 당초 예상 궤도를 약간 벗어나 있다"면서 "현재 아틀라스 혜성은 태양으로 다가가면서 쪼개지고 있는 것으로 추측된다"고 해석했다. 지난 20일과 23일 허블우주망원경이 촬영한 아틀라스 사진에는 그 해석에 대한 증거가 담겼다. 사진 상으로도 쉽게 혜성이 쪼개진 모습이 확인된 것. 　 UCLA 데이비드 제윗 교수는 "부서진 혜성 조각들이 태양빛을 받아 크리스마스트리에 달린 전등처럼 꺼졌다 켜졌다하는 것인지 아예 다른 조각이 생성된 것인지는 알 수 없다"고 설명했다. 다만 제윗 교수는 "이같은 혜성이 부서지는 사건을 관측하는 것은 10년에 한 두번 정도 발생한 만큼 매우 희귀한 사례"라면서 "대부분의 혜성은 너무 희미해서 제대로 볼 수 없다"고 밝혔다. 연구팀에 따르면 현재 아틀라스는 허블우주망원경이 관측했을 때를 기준으로 지구로부터 약 1억4600만㎞ 떨어져 있다. 다행히 완전히 부서지지 않고 혜성 일부가 살아남으면 다음달 23일 경 1억 1600만㎞ 거리까지 지구에 접근할 것으로 보인다. 한편 한때는 두려움과 경이의 대상이었던 혜성은 타원 혹은 포물선 궤도로 정기적으로 태양 주위를 도는 작은 천체를 말한다. 소행성과의 가장 큰 차이점은 소행성이 바위(돌) 등으로 구성된 것과는 달리 혜성은 먼지와 암석, 물 성분의 얼음 및 얼어붙은 가스로 이루어져 있다. 이 때문에 혜성이 태양에 가깝게 접근하면 내부 성분이 녹으면서 녹색빛 등의 꼬리를 남긴다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난 1990년 4월 24일(현지시간) 우주의 심연을 들여다 보고 싶은 인류의 꿈을 담은 우주망원경 한 대가 미 항공우주국(NASA)의 디스커버리호에 실려 힘차게 날아올랐다. 지난 24일 부로 발사 30주년을 맞은 ‘허블우주망원경’(Hubble Space Telescope)이다. 최근 NASA는 발사 30주년을 자축하며 수많은 별들이 태어나는 아름다운 성운인 NGC 2014(사진 오른쪽)와 이웃한 NGC 2020(사진 왼쪽)의 사진을 공개했다. 별들의 요람인 두 성운은 이웃 은하 가운데 가장 가까운 대마젤란은하(Large Magellanic Cloud)의 일부로 지구와의 거리는 무려 16만 3000광년이다.허블우주망원경이 가시광으로 촬영한 NGC 2014와 NGC 2020은 적색과 청색으로 확연히 구분되는데 이는 주변 가스의 화학적 조성이 다르기 때문이다. 이중 수많은 별들이 탄생하는 NGC 2014는 그 모양 때문에 '우주의 산호초'(Cosmic Reef)라는 별칭이 있다. 이에반해 NGC 2020의 중심에는 우리 태양보다 20만 배나 밝은 ‘울프-레이에별’(Wolf-Rayet Star)이 존재해 청색을 발산한다. 울프-레이에별은 우리 태양 질량의 20배 이상 되는 극대거성으로 자체 ‘연료’를 빠르게 소모하는 탓에 결국 초신성 폭발을 일으키면서 찬란한 최후를 맞는다.30년 째 지상 569㎞ 높이에서 97분 마다 지구를 돌며 먼 우주를 관측하고 있는 허블우주망원경은 대기의 간섭없이 멀고 먼 우주를 관측하기 위해 제작됐다. 허블우주망원경은 30년의 세월동안 140만 건이 넘는 관측 활동을 벌였으며 이를 통해 천문학자들은 1만 7000건 이상의 논문을 발표했다. 그간 몇 번의 수리 과정을 거치는 우여곡절을 겪었지만 허블우주망원경은 지상 천체망원경보다 10~30배의 해상도를 가진 사진을 지금도 충실히 전송해오고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국항공우주국(NASA)의 케플러 우주망원경이 은퇴 전, 지구와 매우 유사한 행성을 발견한 사실이 뒤늦게 확인됐다고 스페이스닷컴 등 과학전문매체가 15일 보도했다. 케플러 우주망원경이 2018년 공식 은퇴하기 전 발견한 새 행성 ‘케플러-1649c’는 지구보다 1.06배 정도 크고, 지구가 태양으로부터 받는 빛의 양의 약 75%를 받는 것으로 추측된다. 표면 온도 역시 지구와 유사해 생명체가 존재할 가능성이 있는 것으로 알려졌다. NASA는 지구로부터 300광년 떨어진 곳에 위치한 케플러-1649c가 태양으로부터 너무 멀지도 가깝지도 않은, 적당한 거리인 골디락스 존(Goldilocks zone)에 존재하는 만큼, 표면에 물이 존재할 가능성도 있을 것으로 보고 있다. 이 행성은 태양보다 질량이 작고 차가운 적색왜성의 궤도를 따라 회전하고 있으며 공전주기는 지구 시간으로 19.5일 정도다. 전문가들은 공전주기로 보아 케플러-1649c가 주변 우주 환경에서부터 뿜어져 나오는 방사선 폭발에 휩쓸릴 가능성이 있으며, 이러한 조건은 케플러-1649c에 존재하는 잠재적인 생명체를 위협할 수 있다고 설명했다. 흥미로운 것은 애초 케플러-1649c의 데이터가 슈퍼지구와는 무관한 데이터들과 섞여 있던 탓에 전문가들도 이 행성의 존재 자체를 인지하지 못했다는 사실이다. 토마스 저버천 NASA 과학임무본부(SMD) 부본부장은 “우리 연구진은 케플러 우주망원경의 자료를 분석하던 초기, 케플러-1649c에 대한 자료를 간과했다. 컴퓨터 알고리즘이 잘못된 정보로 인식했기 때문”이라면서 “알고리즘이 먼저 분류한 자료를 연구진이 일일이 재분석하며 살폈고, 이 과정에서 케플러-1649c의 존재를 확인했다”고 설명했다. 이어 “이 흥미로운 발견은 우리에게 ‘두 번째 지구’를 발견할 희망을 준다. 케플러-1649c는 지구와 크기 및 온도가 비슷하며 골디락스 존에 존재하는 가장 흥미로운 외계행성”이라고 덧붙였다. 전문가들은 케플러-1649c를 '제2의 지구'(earth 2.0)로 판단하기는 아직 이르지만, 지금까지 발견된 외계행성 중 지구와 환경이 가장 유사한 것만은 확실하다고 보고 있다. 케플러 우주망원경은 NASA가 2009년 발사한 뒤 9년간 2681개 이상의 외계행성을 찾아내 우주 탐사의 새 시대를 열었다는 평가를 받았다. 일명 ‘행성 사냥꾼’이란 별칭으로 활약했으나 연료가 바닥나면서 2018년 공식 은퇴했다. 케플러 우주망원경이 발견한 케플러-1649c의 연구결과는 미국 학술지 ‘천체물리학 저널 회보’( Astrophysical Journal Letters) 15일자 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

목성이나 토성 같은 가스형 거대 행성의 중심부가 어떻게 생겼는지 밝히는 데 도움을 줄 한 외계행성의 존재가 처음으로 확인됐다. 영국 워릭대 데이비드 암스트롱 박사가 이끄는 국제연구진은 2018년 미국항공우주국(NASA)의 테스(TESS) 우주망원경이 처음 발견하고 칠레 라실라 천문대가 나중에 존재를 확인한 외계행성 TOI-849b를 조사했다. 지구에서 약 730광년 떨어진 항성 TOI-849의 주위를 공전하는 이 외계행성은 그 질량이 지구의 약 40배, 토성의 절반 수준이고 그 지름은 지구의 약 3.45배, 해왕성에 맞먹는 수준이라는 것을 칠레 파라날 천문대와 라스 컴브레스 천문대에 있는 두 지상망원경의 관측자료 덕분에 확인했다.또 모든 정보를 종합했을 때 이 행성은 지금까지 발견된 가장 밀도가 높은 해왕성 크기의 행성인 것으로 밝혀졌다.특히 이 행성은 18.4시간마다 모항성 주위를 빠르게 공전한다. 이는 이 행성과 모항성 사이의 평균 거리가 1천문단위(AU)의 1.5%에 불과하다는 것을 보여줬다. 여기서 1AU는 지구와 태양 사이의 평균 거리로 약 1억5000만㎞이다. 따라서 이번에 발견된 이 행성은 모항성과의 거리가 매우 가까워 가스를 모두 잃었다고 해서 ‘해왕성 사막’(Neptunian desert)이라고도 불린다. 이에 대해 연구진은 이 행성은 모항성에서 나오는 우주 방사선에 의해 기체로 된 바깥 층이 파괴됐을 가능성이 있다는 이론을 세웠다. 하지만 이들 학자는 항성의 강력한 열기가 이 행성의 핵까지 벗겨내기에는 충분하지 않았을 것이라고 말했다. 이 신비한 외계행성은 형성된지 약 67억 년밖에 되지 않았으며 모항성과의 거리를 고려할 때 질량의 단 몇 %밖에 잃지 않았을 것이라고 연구진은 설명했다. 또 이 행성은 궤도를 따라 빠르게 공전하는 동안 다른 거대 행성과 충돌했을 가능성도 있다. 또 다른 이론은 이 행성이 모항성 주위를 도는 궤도에서 형성되긴 했지만, 완전히 형성하는 데는 재료가 되는 물질이 충분하지 않았다는 것을 시사했다. 하지만 이 행성은 기화한 암석과 먼지의 대기가 너무 얕아서 차세대 망원경만이 그 화학적 구성을 확인할 수 있을 것이라고 연구진은 덧붙였다. 따라서 이 행성의 역사는 아직 수수께끼로 남았지만 그 모습은 과학자들에게 가스형 거성의 내면을 처음으로 엿보게 해 앞으로 목성이나 토성 등의 중심부가 어떻게 생겼는지 밝히는 데 도움을 줄 전망이다. 자세한 연구 결과는 미 코넬대 온라인 논문저장 사이트 ‘아카이브’(ArXiv.org)에 3월23일자로 공개됐으며, 세계적 학술지 ‘네이처’에도 투고돼 최종 승인(Accept)을 받은 것으로 전해졌다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr