역사상 가장 위대한 우주사진 중 하나로 손꼽히는 ‘명작’ 사진의 적외선 이미지가 새롭게 공개됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경으로 촬영한 일명 ‘창조의 기둥들’(Pillars of Creation)의 사진을 SNS를 통해 공개했다.유령처럼 우뚝 서 보이는 이 사진의 대상은 ‘독수리성운’(Eagle Nebula·M16)이다. 마치 동굴의 석순처럼도 보이는 이 성운은 지구에서 약 7000광년 떨어진 곳에 위치해 있으며 고밀도의 수소와 먼지들로 꽉 차있다. 이 성운에 창조의 기둥들이라는 별칭이 붙은 것은 이 곳에서 수많은 별들이 탄생하는 아기별의 부화장이기 때문이다.앞서 지난 1995년 허블우주망원경은 기둥처럼 서 있는 독수리성운을 촬영해 세계적인 화제를 모았으며, 20년 후인 2015년 과거보다 훨씬 더 선명하고 넓은 관측시야를 자랑하는 같은 성운 사진을 촬영해 공개한 바 있다. 이번에 공개된 사진이 과거와 다른 점은 적외선으로 촬영된 점이다. 기존 사진은 가시광으로 촬영한 여러 이미지를 합쳐만든 반면 이번에는 적외선으로 촬영해 가시광이 볼 수 없는 성간 먼지의 안을 들여다볼 수 있다. 다만 수소가스와 먼지가 아름답게 보이는 가시광 사진과는 달리 적외선은 유령이 떠 있는 것처럼 보인다. 전문가들에 따르면 독수리 성운의 기둥 중 왼쪽에 보이는 가장 큰 기둥의 길이는 무려 4~5광년에 달한다. 　 　　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우리 태양이 그 어느 때보다 적나라한 민낯을 드러냈다. 미국항공우주국(NASA) 마셜우주비행센터(MSFC)와 영국 센트럴랭커셔대(UCLan) 공동연구진은 NASA의 ‘고해상도 코로나 이미저’(Hi-C·High-Resolution Coronal Imager) 우주망원경이 촬영한 태양의 부분 이미지를 연구·분석했다. 그 결과 기존에 어둡거나 대부분 비어있다고 생각된 태양의 대기가 폭 약 500㎞의 전기를 띠는 기체 가닥들로 채워져 있다는 것을 밝혀냈다. 연구진에 따르면 이 가닥들의 온도는 100만℃에 달한다.Hi-C 우주망원경은 태양의 대기에 있는 구조를 항성 전체 크기의 약 0.01%인 약 70㎞의 크기 만큼 작은 부분도 자세히 볼 수 있다. 덕분에 연구진은 대양의 대기에서 믿을 수 없을 정도로 미세한 자기성 가닥들을 포착할 수 있었고, 이들 가닥이 플라스마로 이뤄져 있다는 것을 알아냈다. UCLan 연구진은 이들 가닥을 정확히 무엇이 만들어냈는지는 분명하지 않지만 이제 천문학자들의 지대한 관심을 받을 것이라고 밝혔다. 또 이들 가닥이 왜 형성됐는지와 이들의 존재가 어떻게 태양 플레어와 태양 폭풍이 나오는 것을 이해하는 데 도움을 주는지에 대해 토론하게 할 것이라고 설명했다. 태양의 민낯을 촬영한 Hi-C 우주망원경은 준궤도 로켓 비행을 통해 우주로 간 특별한 천체망원경이다. 이 망원경은 우주의 한켠으로 발사돼 태양의 이미지를 1초마다 포착해 지구로 전송한다. 이 망원경으로 이번 발견을 이뤄낸 연구진은 이제 Hi-C의 새로운 임무를 시작할 계획을 세우고 있다. 이후에는 현재 NASA의 파커 태양 탐사선과 유럽우주국(ESA)의 태양 궤도선이 수집 중인 추가 자료와 종합할 예정이다.NASA MSFC의 Hi-C 연구책임자인 에이미 와인바거 박사는 “Hi-C의 이번 이미지는 우리에게 태양의 대기에 관한 놀라운 정보를 제공한다”면서 “다른 두 태양 관측우주선 같이 현재 진행 중인 임무와 함께 가까운 미래에 이런 우주 관측장비는 태양의 역동적인 외층을 완전히 새로운 시각으로 드러낼 것”이라고 말했다. 이번 자료의 분석을 주도한 제1저자인 UCLan의 톰 윌리엄스 박사후연구원 역시 이번 이미지는 지구와 태양이 서로 어떻게 연관돼 있는지를 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것이라고 밝혔다. 자세한 연구 결과는 세계적인 학술지 ‘천체물리학저널’(ApJ·Astrophysical Journal) 최신호에 게재됐다. 사진=영국 센트럴랭커셔대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

'외계에서 온 두번째 손님'이 태양계를 찾아와 '수난'을 당한 모습이 관측됐다. 미국 로스앤젤레스 캘리포니아대학(UCLA) 연구팀은 허블우주망원경으로 관측한 결과 ‘2I/보리소프'(2I/Borisov·이하 보리소프) 혜성의 핵 일부가 떨어져 나간 것으로 보인다고 밝혔다. 지난 2017년 10월 태양계에 날아든 ‘오무아무아‘(Oumuamua)에 이어 외계에서 온 두번째 손님으로 기록된 보리소프는 지난해 8월 30일 우크라이나에 있는 크림 천체물리관측소에서 처음 관측됐다. 당시 아마추어 천문학자 겐나디 보리소프는 직경 0.65ｍ의 망원경으로 태양에서 약 4억8280만㎞ 떨어진 게자리에서 흐릿한 빛을 띠며 빠른 속도로 움직이는 이 천체를 처음 발견했다. 그로부터 1주일 후 태양계 내 소형 천체를 추적하고 인증하는 국제천문학연합(IAU) 소행성센터(MPC)는 지름이 2~16㎞인 이 천체가 인터스텔라에서 온 것으로 추정된다는 관측결과를 발표하면서 외계에서 온 두번째 손님으로 기록됐다.이후 보리소프 혜성은 지난해 12월 8일 태양에서 가장 가까운 근일점을, 그로부터 20일 후인 12월 28일에는 지구에서 가장 가까운 근지점을 통과했다. 이렇게 보리소프가 태양계를 찾아온 후 전세계 천문학자들은 이 혜성의 움직임을 관측해왔다. UCLA 천문학자 데이비드 주이트 박사는 "보리소프가 처음 발견된 이후 몇 달 동안 꾸준히 우주망원경으로 이 천체를 관측해왔다"면서 "2월 24일부터 3월 28일까지 일련의 허블우주망원경의 사진을 비교해보면 혜성의 핵에서 분리된 약 100m 이하 크기의 작은 파편이 확인됐다"고 밝혔다.사실 혜성은 태양에 접근하면서 본래 모습을 잃고 소멸하기도 한다. 혜성이 태양 부근을 통과하면서 이전에 경험해보지 못한 강한 고온과 중력을 이기지 못하고 혜성 내부의 핵이 분열을 일으키기 때문. 이 덕에 아름답게 빛나는 혜성의 모습을 관측할 수 있지만 사실 찬란한 죽음의 모습이기도 하다. 주이트 박사는 "보리소프의 모습은 마치 끓는 냄비에서 증기가 나오는 것과 같다"면서 "이 과정에서 혜성의 내부 성분이 태양계 출신 혜성과 어떻게 다른지 비교 분석할 수 있는 좋은 기회가 된다"고 설명했다.　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

허블 우주망원경이 황소자리 방향으로 약 1억6700만 광년 거리에 있는 나선 은하 NGC 1589의 새로운 이미지를 공개했다. 9일(현지시간) 유럽우주국(ESA)에 따르면, 지름 약 16만 광년 크기의 이 은하 중심에는 거대질량 블랙홀이 숨어 있는 것으로 여겨진다. 따라서 이 은하의 중심 근처를 지나던 운 나쁜 별은 거대질량 블랙홀의 강력한 중력에 잡혀 갈가리 찢겨 흡수됐을 가능성이 크다. 이런 현상을 확인하기 위해 천문학자들은 허블 우주망원경을 이용해 관측을 이어가고 있다. 허블 우주망원경은 이전에도 비슷한 현상을 관측했다. 따라서 관련 연구자들은 운 나쁜 별들의 잔해 등 결정적인 증거를 발견할 수 있을 것이라고 말한다. 한편 이 은하는 1783년 독일 태생의 영국 천문학자 윌리엄 허셜에 의해 처음 발견됐으며 이번에 공개된 이미지는 ESA와 미국항공우주국(NASA)이 공동으로 운영하는 허블 우주망원경에 장착된 3번 광시야 카메라(WFC-3)로 관측한 두 개의 가시광선과 한 개의 적외선 영역의 데이터 세 가지를 합성해 만든 것이다. 사진=ESA/허블 & NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

마치 심장이나 맥박이 뛰듯 희한한 움직임을 보이는 별이 처음으로 발견됐다. 지난 9일(현지시간) 미국 CNN 등 해외 주요언론은 지구에서 약 1500광년 떨어진 곳에서 물방울 같은 모양의 별이 발견됐다고 보도했다. 시민 과학자들에 의해 처음 존재가 발견된 이 별의 이름은 HD74423. 'A-타입' 별로 매우 뜨거운 HD74423은 우리 태양 질량의 1.7배 정도의 매우 젊은 별이다. 별은 그 온도에 따라 O, B, A, F, G, K, M 타입으로 나뉘는데 가장 뜨거운 것이 바로 ‘O-타입’이다. 우리의 태양이 중간 단계인 G-타입에 해당된다. HD74423의 가장 큰 특징은 한쪽 면이 진동(사진 참조)한다는 점. 별 내부에서 마치 맥박이 뛰듯 리듬감 있는 패턴으로 진동하는 것이 확인됐는데 이는 대류와 내부의 자기장에 의해 생성되는 것으로 추측된다. 또 하나의 흥미로운 점은 바로 옆에 '친구 별'이 존재한다는 사실이다. 이 별은 우리의 태양보다 작고 침침한 별인 적색왜성으로, 서로를 불과 1.6일 만에 공전할 만큼 바짝 붙어있다. 결과적으로 적색왜성의 중력이 물방울같은 별의 모습을 만들고 진동을 왜곡하는 것으로 해석되는 셈. 특히 HD74423을 발견한 가장 큰 공헌자는 시민 과학자들이다. 차세대 ‘행성 사냥꾼‘인 우주망원경 테스(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)의 방대한 데이터를 분석하던 중 HD74423의 특이한 점을 발견해 전문가들에게 알린 것. 연구에 참여한 호주 시드니 대학 사이먼 머피 박사는 "TESS는 수십만 개 별들에 대한 데이터를 수집한다"면서 "특이한 천체를 찾아내는 것은 결국 인간의 눈인데 현재 1만 6000명이 넘는 자원봉사자들이 TESS의 데이터를 샅샅이 뒤지고 있다"고 평가했다. 논문의 공동저자인 영국 센트럴 랭커셔 대학교 돈 커츠 교수는 "1980년대 이래로 천문학자들이 이같은 별이 이론적으로 존재한다는 사실은 알고있었다"면서 "다만 지금까지 거의 40년 간 이같은 별을 찾아왔고 마침내 첫번째를 발견했다"고 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적 학술지 네이처 자매지인 네이처 천문학(Nature Astronomy) 최신호(9자)에 실렸다. 한편 2018년 4월 발사된 TESS는 지구 고궤도에 올라 13.7일에 한 바퀴 씩 지구를 돌면서 300~500광년 떨어진 별들을 집중 조사하고 있다. 특히 TESS에 ‘차세대’라는 명칭이 붙은 이유는 지금까지 임무를 수행해 온 케플러 우주망원경의 후임이기 때문으로 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우주를 뒤흔드는 역대급 대폭발이 포착되어 천문학자들을 긴장시키고 있다. 먼 은하단의 중심부를 가로지르는 이 거대한 폭발은 이전 우주에서 일어났던 어떤 폭발보다도 강력한 것으로, 무려 5배에 이르는 에너지를 방출하고 있다고 새로운 연구 보고서가 발표했다. 연구논문의 대표저자인 워싱턴 DC의 해군연구소의 시몬나 기아친투치는 “어떤 의미에서 이 폭발은 1980년 세인트 헬렌 스 산의 분화가 산 정상에서 찢어버린 것과 비슷한데, 핵심적인 차이는 이 분화구 속에 늘어선 15개의 은하들이 은하단의 뜨거운 가스 세례를 받았다는 점"이라고 설명했다. 폭발은 지구에서 약 3억 6000만 광년 떨어진 뱀주인자리 은하단에서 발생했다. 기아친투치와 그의 동료들은 이 폭발의 원인을 은하단을 구성하고 있는 한 은하의 초질량 블랙홀로 보고 있다. 미 항공우주국(NASA)의 찬드라 X-선 우주망원경이 촬영한 이미지를 조사한 노버트 워너가 이끄는 연구에서 2016년 엄청나게 강력한 뱀주인자리의 폭발 가능성이 제기된 바 있다. 워너와 그의 동료들은 은하단에서 기묘한 곡선 가장자리를 발견하고, 이는 폭발로 형성된 공동(空洞) 벽의 일부일 수 있다고 보고했다. 과학자들은 그런 구멍을 만드는 데 약 5 × 10 ^ 54 줄(J)의 에너지가 필요할 것이라는 계산서를 뽑아냈다. 참고로, 전세계 인류의 연간 총 에너지 소비량은 약 6 × 10 ^ 20 줄이다. 그러나 2016년 연구에 따르면, 실제로 폭발이 해당 곡선 가장자리를 만든 것이라는 사실은 밝혀지지 않았다. 기아친투치와와 그의 동료들은 찬드라와 유럽의 XMM-뉴턴 우주망원경으로 확보한 X- 선 데이터 추가분과 호주의 머치슨 광시야 전파망원경(MWA), 인도의 거대 메트레웨이브 전파 망원경(GMRT)에서 수집한 전파 정보를 분석한 후 그 같은 결정을 내렸다. 결합된 데이터는 곡선 모서리가 실제로 전파 방출이 풍부한 영역과 경계를 이룸으로써 공동 벽의 일부임을 보여준다. 연구자들은 블랙홀 폭발이 전자를 거의 빛의 속도로 가속했을 때 그 같은 방출이 발생했을 것으로 보고 있다. NASA 고다드 우주비행센터 소속의 논문 공동저자 막심 마르케비치는 "전파 데이터는 장갑 안의 손처럼 X- 선 데이터에 잘 들어맞는다"고 같은 성명에서 밝혔다. "이것은 전례없는 규모의 폭발이 그곳에서 일어났다는 것을 우리에게 알려주는 결정적 증거"라고 못박았다. 뱀주인자리 폭발에 의해 방출된 에너지는 은하단에서 전형적으로 보이는 폭발보다 수십만 배 더 크며, 이전 폭발의 기록보다 약 5배 이상 강력하다고 연구자들은 밝혔다. 그런데 뱀주인자리 불꽃놀이는 끝나가는 듯이 보인다. 제트 활동이 진행되고 있다는 전파 데이터 증거는 더이상 없다고 과학자들은 말한다. 찬드라 데이터는 단지 한 영역의 전파 방출만을 보여준다. 블랙홀 제트는 일반적으로 두 방향으로 분출되기 때문에 이는 약간 이상한 상황이다. 연구진은 공동의 반대편은 제트 공급 가스가 덜 풍부한 나머지 전파 방출이 더 빨리 소멸될 수 있다고 설명한다. 이번 새로운 연구는 천문학 저널 2월 27일자에 발표되었다. 온라인 논문저장 사이트 ‘아카이브’(arXiv.org)를 통해 무료 구독할 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

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

나사의 행성 사냥꾼인 케플러 우주망원경은 본래 예상을 뛰어넘는 과학적 성과를 거두고 2018년 10월 30일 퇴역했다. 본래 자세를 제어하던 부품의 고장으로 더 빨리 퇴역할 뻔했지만, 과학자들이 본래 관측 방법을 바꿔 새로운 임무를 수행하는 대안을 제시해 좀 더 오래 임무를 수행하다 퇴역했다. (이 임무는 K2로 불린다) 본래 2009년 발사된 케플러 우주망원경의 목표 임무 기간은 3년 반이었으며 3년 반의 추가 연장 임무 중 고장으로 임무를 변경해 총 9년간 임무를 수행했다. 그러나 결국 연료가 고갈되어 더 이상 임무 수행이 불가능해지자 퇴역한 것이다. 2014년부터 시작된 K2 임무를 통해 케플러 우주망원경은 총 50만 개의 별의 밝기 변화를 측정해 지구로 전송했다. 과학자들은 이 데이터를 분석해 새로운 외계 행성은 물론 과거에 알지 못했던 여러 가지 사실을 발견했다. 우주 망원경 과학 연구소(STScI)의 라이언 리든-하퍼(Ryan Ridden-Harper)가 이끄는 연구팀은 K2 데이터를 분석해 우주에서 매우 드문 형태의 쌍성계를 발견했다. 연구팀은 케플러 K2 데이터를 분석하던 중 갑자기 밝기가 1000배 이상 변하는 천체를 발견했다. 이 천체는 매우 드문 형태의 변광성인 WZ Sagittae형 격변 변광성 (cataclysmic variable)으로 확인됐다. 이 변광성의 독특한 점은 백색왜성 – 갈색왜성의 쌍성계라는 점이다. 두 개의 별이 서로의 공전하는 쌍성계는 우주에 매우 흔하지만, 별이 죽은 잔해인 백색왜성과 별이 되기에는 질량이 모자란 천체인 갈색왜성의 쌍성계는 드물게 보고됐다. 이 백색왜성과 갈색왜성은 지구 달 거리인 40만km 떨어져 있으며 83분을 주기로 공전한다. 지구와 달과 비교도 안되게 무거운 질량을 생각하면 너무 가까운 거리다. 백색왜성의 표면 중력은 매우 강력하기 때문에 이 정도 거리에서는 갈색왜성의 물질을 끌어당긴다. 그 결과 갈색왜성 표면의 가스는 백색왜성으로 흡수된다. (모식도 참조) 연구팀은 죽은 별이 피를 빨아먹듯 다른 천체의 물질을 빨아들인다는 점에서 뱀파이어 쌍성계 (vampire star system)라고 표현했다. 갑작스러운 밝기 변화의 이유는 백색왜성 주변의 가스 디스크 때문이다. 갈색왜성에서 빨아들인 가스는 일단 백색왜성 주변에 모여 고리 같은 디스크를 형성하는데, 가스 디스크의 질량이 커지면 이번에는 갈색왜성의 중력이 간섭해 가스를 고온으로 가열하고 디스크 구조를 붕괴시킨다. 이후에는 밝기가 크게 감소한다. 이 과정은 대략 25일 주기로 일어난다. 케플러 우주망원경 데이터가 없었다면 밝혀내지 못했을 사실이다. 케플러가 퇴역한지 이미 1년이 지났지만, 케플러가 남긴 데이터를 이용한 과학적 성과는 아직도 끊임없이 나오고 있다. 과학자들이 그 후계자인 TESS에 큰 기대를 거는 것도 선배인 케플러의 뛰어난 성과에 있다. 케플러 데이터를 분석하면서 얻어진 여러 가지 노하우는 TESS 데이터를 분석하는데도 유용하게 사용될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

거대한 비행기에 실려 하늘을 날아다니는 망원경이 우주 속에서 ‘별 제조 공장’을 찾아냈다. ‘하늘나는 망원경’은 바로 성층권 적외선 천문대(The Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy·SOFIA)로, 이름 그대로 성층권 가까이 비행하면서 적외선 영역 관측을 실시한다. 미 항공우주국(NASA)과 독일항공우주센터(DLR)이 합작한 ‘비행 천문대’로, 기반 플랫폼은 민항기로 쓰이던 보잉 747SP이다. 항공기에 탑재된 것 가운데 가장 거대한 주경 2.5m급 반사 망원경이 설치된 소피아는 이번에 지구에서 약 5000광년 떨어진 곳에 위치한 백조성운(Swan Nebula) 속에서 원시 별들이 막 만들어지고 있는 ‘별 제조 공장’을 잡아냈다. 오메가 성운(M17 혹은 NGC 6618)으로 불리기도 하는 백조성운은 궁수자리에 있는 거대한 성운으로, 지름이 15광년에 이르며, 성간물질로 이루어진 구름까지 포함하면 무려 40광년에 이르는 어마무시한 크기다. 따라서 백조성운의 총질량은 태양질량의 800배를 훌쩍 넘는다. 캘리포니아에 있는 NASA 에임스연구센터의 SOFIA 과학센터 선임 과학자 짐 드 부이저는 “이것은 이 영역의 파장에서 볼 수 있었던 것 중 가장 명료한 이미지이자 최초로 접한 가장 젊고 거대한 별들로, 오늘날 우리가 볼 수 있는 전형적인 성운으로 어떻게 진화했는지 이해할 수 있는 단서를 제공했다”고 밝혔다.팀이 만든 새로운 이미지는 SOFIA의 작업이 다른 망원경의 관측을 보완하는 방법을 보여준다. 파란색으로 표시된 SOFIA의 데이터는 백조성운의 중심에 있는 거대한 별들로 인해 가스가 어떻게 따뜻해지는지를 보여준다. 녹색은 더 오래된 새 별에 의해 예열된 먼지를 나타내며, 붉은색은 유럽우주국(ESA)의 허셜 망원경으로 관측된 더 차가운 먼지이고, 하얀 별은 곧 퇴역할 NASA의 스피처 우주망원경으로 포착된 것이다. 관측 전에 천문학자들은 백조성운이 동시에 형성된 것으로 생각했다. 그러나 SOFIA는 성운의 중앙 부분이 가장 오래된 것임을 발견했으며, 성운의 북부 지역은 다음에 형성되었고, 남부 지역은 가장 젊은 축에 속한다는 사실을 밝혀냈다. SOFIA의 예리한 적외선 눈은 가려진 가스를 뚫고 막 태어난 어린 별들과 같은 열원을 볼 수 있다. 지구의 뒤를 따라 태양 궤도를 돌며 적외선 관측을 수행하던 스피처 우주망원경은 원래의 설계 수명을 크게 초과한 16년의 임무를 수행한 후 오는 1월 30일 퇴역할 것이라고 한다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

스피처 우주망원경이 오는 30일 최종 관측을 마치고 자외선으로 미지의 우주를 스캔한 16년의 장대한 미션에 종지부를 찍게 된다. 미 항공우주국(NASA)의 적외선 우주망원경 스피처는 원래 2년 반 동안 작동하도록 설계되었으나, 계획된 임무를 완수한 뒤에도 지금까지 11년 넘게 관측 활동을 이어왔다. 그러나 지구를 뒤따라가듯 태양 궤도를 도는 스피처가 지구에서 점점 더 멀어지면서 통제가 어려워져 탐사 임무가 비정상적으로 종료되는 것을 피하기 위해 오는 30일 가동 스위치를 영구적으로 끔으로써 영면에 들게 된다. 스피처는 현재 지구-달 거리의 600배에 달하는 약 2억 5400만㎞ 거리에 있다.우주망원경의 필요성을 처음으로 주창한 미국 천체물리학자 라이먼 스피처(1914~1997)의 이름을 딴 이 망원경은 이런 역경에도 지난 16년간 혁혁한 성과를 냈다. 스피처는 허블 우주 망원경과 찬드라 X선 우주망원경의 뒤를 이어 NASA의 4대 관측소 중 하나로 2003년 8월에 발사되었다. NASA는 오는 22일 오후 1시(미국동부시간)에 스피처의 위대한 업적을 축하하는 기자회견을 열 예정이다. 시청자들은 스페이스닷컴(Space.com)이나 NASA의 유튜브 페이지를 통해 직접 이벤트를 볼 수 있다. 스피처는 적외선으로 관측을 수행하는 망원경으로, 기기가 극저온을 유지해야 기능을 발휘할 수 있다. 극저온을 유지하기 위해서는 액체 헬륨을 이용해 기기를 냉각한다. 적외선 관측의 기능은 가시광선을 사용하는 망원경과는 달리 산란이 적은 적외선으로 우주 먼지를 뚫고 대상을 관측할 수 있다.따라서 스피처 망원경을 통해 과학자들은 별과 행성의 형성이 진행되고 있는 우주의 먼지가 많은 지역을 연구할 수 있었을 뿐 아니라, 별이 죽어가는 과정과 거대한 블랙홀이 어떻게 다른 천체들을 먹어치우는지 대한 통찰을 제공했다. 16년 미션에서 스피처는 우주 곳곳에 숨어 있는 천체들의 장막을 거둬 토성 주변에서 새로운 고리를 발견했으며, 가장 멀리 있는 은하 중 하나를 찾아냈다. 지난 2017년에는 지구에서 가장 가까운 별인 ‘트라피스트(TRAPPIST)-1’이 7개의 행성을 가진 것을 확인하기도 했다. NASA가 2021년에 발사할 예정인 ‘제임스 웹 우주망원경'(JWST)은 스피처와 같은 파장의 빛을 관측하게 된다. 망원경 거울이 스피처의 7.5배에 달해 고해상도로 더 멀리 있는 천체를 관측할 수 있게 됨으로써 스피처가 놓쳤던 부분에 대한 후속 관측이 이뤄질 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

태양계 너머 ‘외계에서 온 두번째 손님’의 선명한 모습이 관측됐다. 한국천문연구원은 20일 지난해 12월 20일 16시 4분부터 17시 19분까지(한국시간 기준) 약 1시간 15분 동안 외계행성탐색시스템(KMTNet) 칠레관측소 망원경으로 보리소프 혜성을 촬영했다고 밝혔다. 촬영 당시 보리소프 혜성은 지구로부터 약 2억 9000만㎞, 즉 지구-태양거리의 1.95배 떨어져 있었다. 이 때 혜성의 밝기는 16.5 등급으로, 0등급별인 직녀성보다 약 400만 배 만큼 어두웠다.한국천문연구원에 따르면 보리소프 혜성은 지난해 12월 8일 태양에서 가장 가까운 근일점을, 그로부터 20일 후인 12월 28일에는 지구에서 가장 가까운 근지점을 통과했다.　 외계에서 온 두번째 손님으로 기록된 보르소프 혜성은 지난해 8월 30일 우크라이나에 있는 크림 천체물리관측소에서 처음 관측됐다. 당시 아마추어 천문학자 겐나디 보리소프는 직경 0.65ｍ의 망원경으로 태양에서 약 4억8280만㎞ 떨어진 게자리에서 흐릿한 빛을 띠며 빠른 속도로 움직이는 이 천체를 처음 발견했다. 그로부터 1주일 후 태양계 내 소형 천체를 추적하고 인증하는 국제천문학연합(IAU) 소행성센터(MPC)는 지름이 2~16㎞인 이 천체가 인터스텔라에서 온 것으로 추정된다는 초기 관측결과를 발표하면서 외계에서 온 두번째 손님으로 기록됐다.이후 IAU는 공식적으로 이 천체를 ‘2I/보리소프‘(2I/Borisov)로 명명했다. 이름에 붙은 ‘2I’의 의미는 두번째 인터스텔라라는 뜻이며 첫 발견자의 성(姓)을 조합해 만들어졌다. 이에앞서 지난 2017년 10월 외계에서 온 첫번째 손님이 태양계로 날아들었다. 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형을 가진 이 천체의 이름은 ‘오무아무아‘(Oumuamua)로 공식 명칭은 ‘1I/2017 U1’이다.　　　 한편 한국천문연구원은 국제소행성경보네트워크(IAWN)가 주관하는 보리소프 혜성 국제 공동관측 캠페인에 참여하고 있다. 이를 통해 연구원 측은 미국 로웰천문대와 같은 해외 연구기관들과 자료를 공유한다. 이 관측 캠페인에는 허블우주망원경(HST)과 NASA 화성탐사선 메이븐(MAVEN) 외에 외국의 아마추어천문가들도 기여하고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

필름 역할의 이미지센서 기술 탑재 광학줌으로 5배 확대해도 화질 보존 후면 네 개 카메라 일렬 아닌 두 줄로 디카 위기라지만, DSLR 인기는 여전 이제는 스마트폰도 ‘1억 화소 카메라’ 시대다. 지난해 11월 출시된 중국 샤오미의 스마트폰 ‘CC9 프로’에 1억 800만 화소의 이미지센서가 탑재된 데에 이어 다음달 11일 공개될 삼성전자의 신작 스마트폰인 ‘갤럭시S20’의 후면 카메라도 같은 이미지센서를 달고 나올 것으로 알려졌다. 업계에서는 벌써 올해가 ‘1억 화소 카메라’ 대중화의 원년이고 머지않은 시점에 ‘2억 화소 카메라’까지 등장할 수 있다는 예측이 나오고 있다.공개를 앞둔 ‘갤럭시S20’의 코드명은 ‘허블’로 알려졌다. 삼성전자는 스마트폰을 본격적으로 개발·양산하기에 앞서 제품의 특성이나 지향점을 함축한 코드명을 붙여 왔다. 미국항공우주국(NASA)의 우주망원경인 허블이란 이름을 통해 카메라 성능이 대대적으로 개선될 것임을 암시한 것이다. 이를 증명하듯 갤럭시S20 후면 4개의 렌즈 중 기본렌즈는 최고 1억 800만 화소를 지원하는 것으로 알려졌다. 또한 갤럭시S20플러스부터는 4800만 화소의 망원렌즈가 함께 탑재되고 가장 고가 모델인 갤럭시S20 울트라에는 5배 광학줌도 장착될 가능성이 커 보인다. 이전까지는 카메라 최고 사양이 6400만 화소(갤럭시A71)였던 갤럭시 스마트폰에 갑자기 1억대 화소가 등장한 것은 이미지센서의 발전 덕분이다. 카메라의 필름 역할을 하는 반도체인 이미지센서는 렌즈를 통해 들어온 빛을 전기적 디지털 신호로 바꿔 준다. 이미지센서가 있어서 스마트폰으로 찍은 후 바로 화면에서 사진을 확인·삭제할 수 있는 것이다. 디지털카메라 강자인 소니·캐논·니콘과 같은 일본 기업들이 고품질 이미지센서 시장을 주도하던 와중에 세계 최고의 반도체 기술을 보유한 삼성전자가 이미지센서 기술에 공을 들이면서 이 분야의 경쟁이 더욱 가속화됐다. 삼성전자는 지난해 8월 업계 최초로 1억 화소의 벽을 깬 제품 ‘아이소셀 브라이트 HMX’(1억 800만 화소)를 양산하기 시작했다. 지난해 12월에는 미국 몽고메리에서 열린 국제반도체소자학회를 통해 1억 4400만 화소 이미지센서 기술을 공개하기도 했다. 삼성전자는 현재 이미지센서 분야에서 시장점유율 2위에 자리했지만 기술력 면에서는 업계 1위인 소니에 한 발짝 앞서가며 ‘초 격차’를 유지하고 있는 모양새다. 이러한 기세를 보이고 있기 때문에 삼성전자에서 2억 화소 벽을 깨는 이미지센서를 내놓는 것도 시간문제 아니냐는 이야기가 업계에서 나오고 있다. 스마트폰 카메라가 대폭 강화되면서 디자인에도 변화가 생겼다. 스마트폰의 광학줌 기능은 2개 이상의 렌즈를 물리적으로 움 직여서 피사체를 확대하는 기술인데 이를 구현하면서 카메라 모듈이 커졌다. 렌즈와 이미지센서 사이의 거리를 벌리는 방식으로 배율을 높여야 하기 때문이다. 더군다나 1억 800만 화소를 구현해 내는 ‘아이소셀 브라이트 HMX’ 이미지센서는 여성용 손목시계 정도의 크기를 지닌 것으로 알려졌다. 이런 이유로 카메라 모듈은 두꺼워지는데 스마트폰 전체를 뚱뚱하게 만들 수는 없으니 카메라 모듈 부분만 툭 튀어나오는 ‘카툭튀’ 형태를 택한 것이다. 광학줌 기능을 이용해 촬영하면 사진을 확대해도 화질의 손상이 없다는 장점이 있다. 갤럭시S20 울트라에 적용되는 5배 광학줌을 사용하면 5배까지 확대하더라도 픽셀이 깨지지 않는다. 트리플(3개) 카메라 시대가 열린 이후 렌즈의 일렬 배치가 일반적이었으나 갤럭시S20에는 네 개의 카메라가 두 줄로 나눠 배치될 듯하다. 네 개의 카메라를 일렬로 길게 배열하고 나서 줌으로 사진을 당겨 찍으면 중앙에 있던 피사체가 좌측이나 우측으로 쏠리는 문제가 발생할 수 있기 때문이다. 지난해 아이폰11이 출시되면서 카메라 모듈이 툭 튀어나온 데다 3개의 렌즈가 마치 주방기구의 화구처럼 배치돼 초반에 ‘인덕션’ 같다는 비판을 받았지만 이러한 디자인이 눈에 익자 논란은 수그러들었다. 이미 디자인이 안착됐기 때문에 삼성전자도 부담 없이 ‘인덕션’ 형태를 차용한 것일 수 있다. 갤럭시S20플러스의 유출 이미지에서도 카메라 모듈이 미세하지만 살짝 튀어나온 모습을 확인할 수 있다.스마트폰 카메라가 비약적으로 발전하면서 이제 디지털카메라는 과거 ‘MP3’처럼 사라지는 것 아니냐는 지적도 있다. 현재 시장에 나온 중형급의 카메라는 보통 2000만~3000만 화소 수준이다. 그렇기에 전문가급으로 촬영하지 않는 사람은 굳이 디지털카메라를 살 필요 없이 스마트폰을 택하는 추세다. 일본 카메라영상기기공업회(CIPA)에 따르면 2010년 1억 2146만대로 정점을 찍었던 전 세계 디지털카메라 출하량은 2018년에는 1942만대로 대폭 줄었다. 다만 전문가 수준의 사진을 찍고 싶은 이들은 아직 디지털일안반사식(DSLR) 카메라를 포기하지 않고 있다. 업계 관계자는 “DSLR은 일단 렌즈부터 물리적으로 크다. 망원 렌즈를 이용해 스마트폰과 비교할 수 없을 정도로 많이 확대해 피사체를 찍을 수 있다”면서 “편의성에 비중을 둔 일반인들은 스마트폰 카메라 쪽으로 쏠리고 전문가들은 DSLR을 여전히 놓지 않고 있는 형태”라고 말했다. 한재희 기자 jh@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)에서 여름 인턴을 했던 고등학생이 새로운 행성을 발견하는데 큰 공을 세워 현지언론의 주목을 받았다. 지난 10일(현지시간) 미국 ABC, CBS뉴스 등 현지언론은 'TOI 1338 b'라 명명된 새 행성을 발견한 고등학생 울프 쿠키어(17)의 사연을 전했다. 뉴욕에 위치한 스카스 데일 고등학교 학생인 울프는 지난해 여름방학 중 메릴랜드 주에 위치한 NASA의 고다드 우주비행센터에서 인턴십을 가졌다. NASA의 실력있는 연구원들과 우주를 탐사하는 흔치않은 기회를 얻은 것. 울프에게 떨어진 업무는 TESS를 통해 얻어진 별 밝기에 대한 데이터를 분석하는 것. TESS는(Transiting Exoplanet Survey Satellite)는 NASA가 운영 중인 우주망원경으로 지금까지 큰 업적을 남긴 케플러 우주망원경의 후임이다. 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓는 TESS는 행성이 별(항성) 앞으로 지날 때 별의 밝기가 약간 감소하는 식현상(transit)을 이용해 행성의 존재 유무를 확인한다.인턴 당시 울프는 TOI 1338이라 불리는 쌍성계에서 미묘한 빛의 변화를 찾아냈고 이를 NASA 연구원들에게 보고한 후 함께 연구에 들어갔다. 그리고 울프가 발견한 것이 실제로 새로운 행성으로 확인돼 최근 하와이에서 열린 미 천문학 학회에서 논문으로 발표됐다. 지구에서 약 1300광년 떨어진 곳에 위치한 TOI 1338는 두개의 항성으로 이루어진 쌍성계다. 이 두개의 항성을 돌고있는 행성이 바로 TOI 1338 b로, 영화 '스타워즈'에 등장하는 '타투인'의 현실판인 셈이다. 지구보다 6.9배 정도 큰 TOI 1338 b는 각각 지구 시간으로 93, 95일 동안 두 항성을 돈다. NASA에 따르면 TOI 1338과 같은 쌍성계는 우주에 많지만 실제로 찾는 것은 어렵고 특히 이곳에서 식현상을 통해 행성을 찾는 것은 더욱 어렵다. 　 　 울프는 "발견한 것을 과학적으로 증명하는 것은 매우 어려웠지만 데이터가 진실임을 말하고 있었다"면서 "내부적으로 여러차례 논쟁이 벌어졌지만 결국 인턴십이 끝날 무렵 행성이라는 것을 확신했다"고 밝혔다. 이어 "NASA의 인턴십은 나에게 큰 기회였으며 앞으로도 그곳의 멘토들에게 큰 도움을 받고싶다"고 덧붙였다. 보도에 따르면 울프는 대학에서 천체물리학을 전공할 계획으로 이미 프린스턴 대학의 입학허가를 받았으나 아직 진학 결정은 하지 않았다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

올 한해도 우주를 향한 인류의 도전은 계속됐다. 인류는 역사상 처음으로 이론으로만 존재했던 실제 블랙홀의 모습을 포착했고 태양계 끝자락의 천체와 조우했다. 또한 태양계 너머 ‘외계에서 온 두번째 손님’인 ‘2I/보리소프'의 모습도 카메라에 담았다. 올 한해 포착된 흥미롭고 신비로운 우주의 모습을 사진으로 정리해봤다.　 태양계 끝자락의 눈사람　지난 1월 1일 전세계가 새해맞이에 들썩이던 사이 태양계 끝자락에서는 인류의 피조물이 미지의 세계를 떠도는 천체를 가장 가까이에서 만났다. 지구에서 약 66억㎞ 떨어진 미지의 세계인 ‘카이퍼 벨트’(Kuiper Belt·태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)에 위치한 이 소행성의 이름은 ‘2014 MU69’로 세상에 널리 알려진 별칭은 ‘울티마 툴레’(Ultima Thule)다. 그러나 지난 11월 미 항공우주국(NASA)은 울티마 툴레의 공식적인 이름을 ‘아로코스’(Arrokoth)로 명명했다. 북미 인디언의 언어에서 따온 아로코스는 ‘하늘’이라는 뜻으로 국제천문연맹(IAU)의 승인도 받아 천체의 공식명칭이 됐다. 마치 눈사람을 연상시키는 모습으로 눈길을 끈 아로코스는 원래는 각기 다른 2개의 암석 덩어리였다. 그러나 부드럽게 충돌하는 과정을 거치면서 길이 30여㎞의 지금의 모습이 됐다. 인류에게 처음 모습을 드러낸 블랙홀　지난 4월 세계 과학 역사상 최초로 초대질량의 실제 블랙홀 모습이 포착됐다. 국내 천문학자들을 포함한 347명의 국제 과학자가 포진된 사건지평선망원경(EHT·Event Horizon Telescope) 연구진은 거대은하 ‘M87’ 중심부에 있는 블랙홀 관측에 성공했다. 관측에 성공한 블랙홀은 지구로부터 5500만 광년 떨어져 있으며, 질량은 태양의 65억 배에 달한다. 태양 1개의 질량이 지구 33만 2000여개 질량과 맞먹는 걸 고려하면 가늠하기조차 어려울 정도다. EHT 연구진은 세계 각지에 놓여 있는 전파망원경 8대를 서로 연결해 하나의 망원경처럼 가동하는 초장기선 간섭(VLBI) 관측법을 통해 개별 망원경이 얻을 수 없는 블랙홀의 고해상도 이미지를 촬영할 수 있었다. 아름다운 토성의 맨 얼굴　NASA와 유럽우주국(ESA)은 지난 6월 허블우주망원경의 최첨단 광시야카메라3(WFC3)로 입을 다물지 못하게 할 정도로 놀라운 ‘토성의 맨 얼굴’을 포착했다. NASA 관계자는 "토성은 많은 특징들을 지니고 있지만, 특히 그중에도 고리 시스템은 트레이드 마크라 할 수 있다"면서 "얼음 알갱이로 이루어져 있는 토성의 밝은 고리는 장엄한 아름다움을 자랑한다”고 밝혔다. 촬영당시 토성의 거리는 지구-태양 간 거리의 약 9배인 13억 6000만㎞였다.　 ‘별중의 별’ 에타 카리나이지구로부터 약 7500광년 떨어진 곳에는 ‘별중의 별’로 불리는 특이한 쌍성이 존재한다. 마치 날갯짓하는 것 같은 환상적인 모습 덕에 아름답지만 치명적인 쌍성계 ‘에타 카리나이’(Eta Carinae)다. 지난 7월 ’우주망원경과학연구소'(STScI)는 허블우주망원경의 광시야카메라3(WFC3)를 이용해 열기가 남은 에타 카리나이의 가스 속에서 마그네슘이 뿜어내는 빛을 자외선으로 포착했다. 이 빛은 둥근 돌출부 사이의 공간과 외곽에서 충돌로 가열된 질소가 많은 영역에서 형성됐으며 이전에는 전혀 드러나지 않았던 것들이다. 용골자리(Constellation Carina)에 위치한 에타 카리나이는 지금도 매우 격렬하면서도 불안정하게 활동하는 별로, 크고 작은 두개의 ‘태양’으로 이루어져 있다. 큰 별은 태양보다 질량이 90배 정도 크지만 무려 500만 배나 밝은 것이 특징이다. 작은 별 역시 태양보다 30배 정도 큰 질량을 가졌으며 100만 배는 더 밝다. 외계에서 두번째로 온 그대　지난 10월 태양계 너머 ‘외계에서 온 두번째 손님’의 가장 선명한 모습이 4억 1800만㎞ 거리에서 허블우주망원경에 포착됐다. 푸른빛을 발하는 인터스텔라(interstellar·항성 간) 방문객인 ‘2I/보리소프‘(2I/Borisov·이하 보리소프)는 우리 태양계의 혜성과 매우 비슷한 모습이다. 전문가들은 보리소프가 반지름이 약 1㎞인 고체 핵을 갖고 있으며, 코마(coma)처럼 핵에서 방출되는 가스와 먼지로 된 구름 같은 구조가 둘러싸고 있는 것으로 파악하고 있다. 또한 외계 항성계에서 만들어진 혜성으로 그 화학적 구성과 구조, 특성 등에 대한 귀중한 정보를 제공해줄 것으로 기대하고 있다. 두 눈을 가진 오싹한 '유령 은하'　지난 10월 허블우주망원경이 심우주에서 포착한 ‘유령은하’다. 얼핏 소름이 돋는 이 화제의 이미지는 이글거리는 두 눈을 가진 얼굴 형상으로 마치 유령을 보는 듯한 느낌을 주기도 한다. 이 유령 은하의 정체는 정면 충돌의 중간 단계에 있는 두 심우주 은하들로, 소름 끼치는 우주 얼굴의 섬뜩한 ‘두 눈’은 은하들의 밝은 핵이다. 그리고 각각의 은하 디스크에는 두 은하의 별들이 뒤죽박죽으로 뒤엉켜 있다. 현미경자리에 있는 이 은하계는 ‘Arp-Madore 2026-424’라고 불리며, 지구로부터 7억 400만 광년 떨어져 있다. 유럽우주국(ESA)은 “고리 모양의 은하는 드물며, 그 중 수백 개만이 심우주에 존재한다”고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

SF영화 ‘그래비티’(2013)는 허블우주망원경을 수리하러 우주선 밖으로 나간 과학자가 우주쓰레기와 부딪쳐 광활한 우주로 내던져지면서 벌어지는 일을 다루고 있다. 지구에서는 폐플라스틱 때문에 몸살을 앓고 있다면 지구 밖 우주에서는 우주쓰레기가 문제다. 인간의 행동반경이 우주까지 넓어지면서 우주쓰레기가 생겨나는 건 필연적이었다. 수명이 다한 인공위성과 그 잔해들, 위성에서 빠져나간 나사, 벗겨진 페인트 조각까지 약 350만개의 우주쓰레기가 초속 8㎞라는 무서운 속도로 지구 궤도를 돌고 있다. 물체의 운동에너지는 속도의 제곱에 비례하는 만큼 우주쓰레기가 아무리 작아도 충돌하면 엄청난 피해를 일으킨다. 이 때문에 위성을 운용하는 나라들은 우주쓰레기 처리 문제에 골머리를 앓고 있다. 이런 가운데 중국 랴오닝공과대 지형정보학부, 중국 측량지리과학연구원 산하 측지학·지구동역학연구소 공동연구팀이 레이저추적망원경에 인공지능(AI) 알고리즘을 적용해 10㎝ 이하 우주쓰레기의 위치까지도 정확히 파악하는 방법을 개발했다. 이번 연구 결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘레이저 응용 저널’ 25일자에 실렸다. 레이저추적은 레이저를 물체에 쏴 반사되는 신호로 거리와 위치를 측정하는 기술이다. 현재 이용 중인 대중화된 기술 수준으로는 우주쓰레기 크기가 10㎝ 이하이면 반사신호가 약해 정확한 위치 확인이 어렵다. 연구팀은 AI 신경망기술과 오차보정 알고리즘을 레이저추적 망원경에 결합시켰다. 그 결과 레이저추적 망원경의 관측정확도를 높여 1~10㎝ 크기의 우주물체 위치까지도 실시간으로 정확하게 파악할 수 있게 됐다. 연구팀은 기존 95개의 별 관측데이터를 활용해 새로운 22개의 별을 관측하는 데 성공함으로써 알고리즘의 정확도를 검증했다. 마 톈밍 교수는 “우주쓰레기의 위치를 정확히 파악하는 것은 우주선과 인공위성을 안전하게 운용하는 데 필수적”이라며 “이번 기술은 지금까지 나온 방법 중 우주쓰레기의 위치를 가장 정확히 파악할 수 있으며 활용하기도 쉽다는 장점이 있다”고 설명했다. edmondy@seoul.co.kr

우주의 안테나는 초기 우주로부터 오는 신호를 포착하기 위해 펼쳐졌으며, 천문학자들은 블랙홀이 100만 광년 이상 멀리 떨어진 거리에서도 은하계의 별 형성을 촉진시키고 있다는 사실을 알아냈다. ​미국항공우주국(NASA)에 의해 ‘금주의 가장 놀라운 우주 사진’으로 선정된 위 이미지는 현란한 우주의 색채를 보여주고 있다. 사진의 붉은색 영역은 지구에서 99억 광년 떨어진 한 은하의 중심에 블랙홀을 둘러싸고 있는 뜨거운 가스를 나타낸다. ​이 합성 이미지를 만들어낸 NASA의 찬드라 X선 우주망원경과 미국국립과학재단(NSF)의 칼 G. 잔스키 전파망원경(Karl G. Jansky Very Large Array)은 연구자들로 하여금 이 블랙홀이 100만 광년 이상 떨어져 있는 여러 은하에서 별 형성을 촉진시켰다는 결론을 내릴 수 있도록 도와줬다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

인간의 머릿속으로는 상상도 할 수 없을 만큼 큰 은하도 인근에 '친구'가 있는 경우가 있다. 지는 29일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경에 장착된 광시야 카메라(WFC-3)로 관측한 두 은하의 사진을 공개했다. 심연의 어둠 속에서 밝게 빛나는 두 은하의 이름은 각각 NGC 6285(왼쪽)과 NGC 6286으로 이중 NGC 6286는 우리에게 '엣지' 있는 모습으로 보인다. NASA가 '다이내믹한 은하 듀오'라고 이름붙인 두 은하는 모두 나선은하로 상호작용하는 은하다. 서로의 중력적 영향으로 가스와 먼지를 끌어내고 모양도 왜곡되기 때문으로 지구에서 봤을 때 다소 뿌옇게 보인다. 이같은 이유로 '상호작용은하'로 분류되는 두 은하는 'Arp 293'로 함께 통칭된다. 용자리에 위치한 Arp 293은 지구와 무려 2억 5000만 광년 떨어진 곳에 위치해 있으며 두 은하의 거리도 사진 상으로 가까워 보이지만 13만 광년이나 떨어져 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

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

2015년 7월 14일. 인류는 최초로 명왕성 근접 탐사에 성공했다. 미 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스 탐사선은 9년에 걸친 대장정 끝에 명왕성에서 1만 2500㎞ 떨어진 지점을 통과하며 명왕성과 그 위성인 카론의 생생한 모습을 카메라에 담아 지구로 전송했다. 덕분에 인류는 태양계 외곽의 얼음 세상인 명왕성에 대해서 많은 사실을 알게 됐다. 뉴호라이즌스호가 보내온 명왕성과 카론의 모습은 생각보다 훨씬 복잡하고 독특했다. 과학자들은 뉴호라이즌스호 탐사 이전에도 허블우주망원경 같은 강력한 망원경을 통해 명왕성 표면이 균일하지 않다는 사실은 알고 있었지만, 이렇게 복잡한 지형을 지녔는지는 상상하지 못했다. 뉴호라이즌스호 탐사 덕분에 과학자들은 명왕성은 물론 태양계 외곽의 천체들인 카이퍼 벨트에 대한 많은 정보를 알아낼 수 있었다. 하지만 인간의 욕심은 끝이 없게 마련이다. 이제 과학자들은 뉴호라이즌스호가 보내온 것 이상의 관측 데이터를 원하고 있다. 뉴호라이즌스호는 시속 8만 4000㎞의 속도로 명왕성과 그 위성들을 관측했다. 탐사선 자체도 무게 478㎏ 정도로 행성 탐사선 중에서는 소형 탐사선에 속한다. 당연히 보내온 정보는 상당히 제한적일 수밖에 없었다. 이를 극복하기 위해 NASA는 뉴호라이즌스호의 개발을 담당했던 사우스웨스트 연구소(Southwest Research Institute, SwRI)에 차세대 명왕성 궤도 탐사선 프로젝트를 주문했다. 차세대 명왕성 탐사선은 뉴호라이즌스호처럼 명왕성을 스쳐 지나가는 대신 명왕서의 인공위성이 되어 2년간 명왕성을 상세히 관측하는 것이 1차 목표다. 그리고 가능하다면 명왕성의 위성과 다른 카이퍼 벨트 천체를 관측하는 것이 다음 목표다. 목표를 달성한다면 명왕성과 그 위성에 대해서 뉴호라이즌스호와 비교할 수 없을 만큼 많은 데이터를 확보할 수 있다. 하지만 여기서 한 가지 의문점이 생길 수밖에 없다. 어차피 궤도 탐사선을 보낼 생각이었다면 왜 처음부터 그렇게 하지 않았을까?머나먼 명왕성까지 탐사선을 보내려면 많은 연료가 필요하다. 다시 말해 우주선이 커지고 발사 비용이 올라간다는 이야기다. 과학자들은 이 문제를 극복하기 위해 목성의 자전 에너지를 우주선의 속도로 바꾸는 방법을 사용했다. 문제는 이렇게 해서 빨라진 우주선을 감속하기 어렵다는 것이다. 명왕성 궤도로 진입하기 위해서는 속도를 줄여야 하는데, 그렇게 하려면 뉴호라이즌스호에 본래 탑재했던 것보다 훨씬 많은 연료를 탑재해야 한다. 결국 2006년 발사 당시 기술로는 명왕성을 스쳐 지나가는 것이 최선이었다. 명왕성 궤도선 프로젝트에서는 최신 이온 추진 로켓을 사용한다. 원자력 전지인 RTG로 작동하는 이온 추진 로켓을 사용해 화학 로켓보다 훨씬 적은 연료로도 속도를 가속하거나 감속할 수 있기 때문이다. 사우스웨스트 연구소의 과학자들은 2020년까지 구체적인 우주선 디자인과 예상 비용을 포함한 보고서를 제출할 계획이다. 만약 이 계획이 채택되면 2020년대 후반에 뉴호라이즌스호의 후계자가 다시 명왕성으로 향하게 될 것이다. 뉴호라이즌스호의 명왕성 탐사는 끝이 아니라 시작이 될 것이다. 구체적인 시점을 말하기는 이르지만, 결국 언젠가 인류는 명왕성 궤도 탐사선은 물론 명왕성 표면에도 탐사선을 보내 아직도 많은 비밀을 간직한 명왕성의 미스터리를 풀어낼 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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