태양계 너머 ‘외계에서 온 두번째 손님’의 가장 선명한 모습이 허블우주망원경에 포착됐다. 지난 16일(이하 현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 푸른빛을 발하는 인터스텔라(interstellar·항성 간) 방문객인 ‘2I/보리소프'(2I/Borisov·이하 보리소프)의 모습을 이미지로 공개했다.　 지난 12일 허블우주망원경이 4억 1800만㎞ 거리에서 포착한 보리소프는 우리 태양계의 혜성과 매우 비슷한 모습이다. UCLA 대학 데이비드 제윗 박사는 "태양계를 찾아온 첫번째 외계 천체인 오무아무아가 바위처럼 보인 반면 보리소프는 매우 활동적인 일반적인 혜성처럼 보인다"면서 "두 천체가 왜 이렇게 다른 지는 아직 알 수 없다"며 놀라워했다. 연구팀은 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. 또한외계 항성계에서 만들어진 혜성으로 그 화학적 구성과 구조, 특성 등에 대한 귀중한 정보를 제공해줄 것으로 기대하고 있다.외계에서 온 두번째 손님으로 기록된 보르소프는 지난 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 IAU 소행성센터(MPC)는 지름이 2~16㎞인 이 천체가 인터스텔라에서 온 것으로 추정된다는 초기 관측결과를 발표하면서 외계에서 온 두번째 손님으로 기록됐다. MPC 측이 2I/보리소프를 성간 천체로 보는 이유는 태양의 중력을 탈출하는데 필요한 것보다 더 빠른 속도로 중심체를 탈출하는 이른바 ‘쌍곡선 궤도‘(hyperbolic orbit)를 갖고있기 때문이다. 태양계 내 타원 궤도의 천체나 혜성은 원(圓) 운동에서 벗어나는 정도를 나타내는 이심률(eccentricity)이 0~1 사이에 있으나 보리소프는 3.2에 달한다.이후 국제천문학연합(IAU)은 공식적으로 이 천체를 ‘2I/보리소프‘(2I/Borisov)로 명명했다. 이름에 붙은 ‘2I’의 의미는 두번째 인터스텔라라는 뜻이며 첫 발견자의 성(姓)을 조합해 만들어졌다. 특히 보리소프의 발견이 중요한 이유는 태양계로 다가오는 과정에서 발견돼 관측할 시간이 충분한다는 점이다. 전문가들에 따르면 보리소프는 오는 12월 9일 태양에 가장 가까이 다가서는 근일점에 도달한다. 태양~지구 거리의 두 배인 거의 3억㎞까지 태양에 접근한 뒤 태양계 밖으로 나가며 지구에는 12월 30일쯤 약 2억 7360만㎞까지 접근한다. 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. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국 하와이에서 원주민의 성지로 여겨지는 마우나케아산 정상에 대형 천체망원경 ‘30m 망원경’(TMT·Thirty Meter Telescope)을 세우는 공사를 반대하는 목소리가 커지고 있다. 29일(현지시간) AFP통신 등에 따르면, 천문학자들은 TMT 망원경의 해상력이 허블 우주망원경의 10배 이상이라고 말하고 있지만, 망원경 건립을 반대하는 시위가 늘어난 영향으로 공사가 몇 달째 지연되고 있다. TMT를 반대하는 하와이의 주민들은 총 14억달러(약 1조6800억원)가 드는 이번 공사가 시작되면 마우나케아산의 자연환경을 훼손할 우려가 있다며 건립 예정지에서 농성을 벌이고 있다. 뿐만 아니라 할리우드 배우 드웨인 존슨과 제이슨 모모아 그리고 가수 브루노 마스 등 유명 인사들 역시 하와이 원주민들의 시위에 지지를 표명한 것으로 전해졌다. 이런 이유로 TMT의 완공 예정일은 오는 2027년까지 늦어졌다는 것이다. 하지만 하와이 원주민들의 지도자들은 TMT는 망원경 건립 반대 의견이 적은 스페인 카나리아 제도 등에도 건설할 수 있다면서 그렇게 되면 누구나 만족할 것이라고 주장한다. 이에 대해 TMT 프로젝트의 책임을 맡은 프랑스 천문학자 크리스토프 뒤마 박사는 “해발 4205m의 마우나케아산은 마을에서 멀리 떨어져 있고 하늘도 맑아 세계에서 천체를 관측하기에 가장 좋은 장소로, TMT의 이상적인 건설지임에는 변함없다"고 지적했다. 하와이 원주민 언어로 ‘하얀 산’을 의미하는 마우나케아에는 이미 우주 기관 12곳이 천체망원경 13기를 산 정상이나 그 주변에 설치해 새로운 천체 발견이나 과학 연구의 단서로 삼고 있다. 과학자들은 TMT가 완공되면 관측 가능한 우주 끝에서 초기 우주에 형성된 은하를 찾을 수 있으리라 기대한다. 구경 30m에 달하는 망원경이라고 해도 단 한 기를 더 세우는 것으로 커다란 변화가 생기는지 의문을 제기하는 사람들도 있지만, TMT 건립에 반대하는 이들은 큰 문제라고 지적한다. 하와이대학의 그렉 청 마우나케아 관리사무국장은 TMT 반대 운동 지도자들과 대화하면 (TMT가) 너무 클 뿐 아니라 마우나케아에는 현재 천체망원경이 너무 많다고 말한다면서 현지인들은 마우나케아 개발에 대한 우려를 거듭 표명해 왔지만 이를 번복하는 일은 거의 없었다고 설명했다. 이에 대해 많은 전문가는 마우나케아산을 둘러싼 논란에 대해 천체망원경 건립 문제를 넘어 과거에 무시를 당했거나 하와이 식민지 시대에 생긴 잔재가 일부 주민의 마음속 깊은 곳에 있는 분노가 드러난 것이라고 지적했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

-허블 망원경으로 잡은 놀라운 '토성 맨 얼굴' 누구라도 망원경을 통해 하늘의 토성 고리를 본다면 결코 잊지 못할 것이다. 솥단지 같기도 하고 팽이 같은 것이 밤하늘에 둥실 떠 있는 그 광경은 '경이' 그 자체라 할 수 있다. 그래서 별지기 동네에서는 '첫사랑은 잊어도 첫 토성은 못 잊는다'는 우스갯소리까지 있다. 고리를 두른 토성의 멋진 모습은 웬만한 천체망원경으로 보아도 뚜렷이 보인다. 하물며 최고의 망원경인 허블 우주망원경으로 토성을 본다면 어떨까? 미 항공우주국(NASA)과 유럽 우주국 (ESA)은 12일(현지시간) '토성 이미지'를 발표했는데, 보는 이로 하여금 입을 다물지 못하게 할 정도로 놀라운 '토성 맨 얼굴'을 보여주고 있다. 이는 지난 6월 20일 허블의 광시야 카메라-3에 의해 촬영된 것으로, 당시 토성의 거리는 지구-태양 간 거리의 약 9배인 13억 6000만km였다. 과학자들이 우리 태양계의 거대 가스 행성을 연구하기 위한 '외행성 유산'(Outer Planets Legacy) 프로젝트를 수행하면서 연례적인 행성 촬영을 하고 있는데, 이번에 공개된 토성 사진은 그 두 번째이다. NASA와 ESA 관계자는 "토성의 경우 과학자들은 날씨 패턴과 특성을 파악하기 위해 꾸준히 변화를 추적하고 있다"고 밝혔다. 토성 과학은 모두 좋고 훌륭하지만 일반 시청자들에게 가장 관심을 그는 것은 아름다운 고리를 두르고 있는 토성의 자태라 할 수 있다. NASA-ESA 관계자는 "토성은 많은 특징들을 지니고 있지만, 특히 그중에도 고리 시스템은 토성의 트레이드 마크라 할 수 있는데, 현재 그 고리가 지구 쪽을 향해 기울어져 있다"고 밝히면서 "얼음 알갱이로 이루어져 있는 토성의 밝은 고리는 장엄한 아름다움을 자랑한다"라고 덧붙였다. 토성에는 그밖에도 기괴한 특징이 하나 있는데, 바로 토성 북극을 둘러싸고 있는 육각형 구름이다. 이 복잡한 기하학적 형상의 구름은 2007년 NASA의 카시니 우주선에 의해 처음 발견되었다. 카시니는 2004년부터 2017년까지 토성계 탐사했다. NASA-ESA 관계자는 이 육각 구름이 "고속 제트 기류로 인해 발생하는 신비한 6각형 패턴"이라고 설명한 후 "육각형은 너무 커서 지구 4개가 그 안에 퐁당 들어갈 수 있는 규모인데 토성 남극에는 이 같은 구조가 없다.”고 덧붙였다. 허블이 찍은 토성 초상화에서 토성의 위성 62개 중 4개가 잡혀 있다. 그중에는 '데스 스타(Death Star)'로 불리는 달인 미마스 가 있는데, 미마스의 거대한 허셜 크레이터가 '스타 워즈'에 나오는 달 모양의 우주 정거장과 비슷하기 때문이다. 토성의 다른 위성으로 얼음으로 뒤덮인 엔셀라두스가 있는데, 간헐천이 치솟고 있는 얼음층 아래에 광대한 바다가 있는 것으로 알려져 있다. 마지막으로, 토성 자체가 흑암의 우주공간에서 불그레한 보석처럼 아름답게 빛나고 있다. NASA-ESA 관계자는 "토성의 호박색은 태양 자외선에 의한 광화학 반응으로 생성되는 여름 스모그 같은 안개에서 형성된 것"이라고 밝히면서 "안개 아래에는 암모니아 얼음 결정의 구름이 깔려 있으며, 더 깊은 곳에는 보이지 않는 암모늄 하이드로 설파이드와 물로 된 구름층이 있다”고 덧붙였다. 토성의 대기는 다른 고도에서 움직이는 바람과 구름에 의해 띠 모양을 이루고 있음을 볼 수 있다. 허블 망원경은 1990년에 발사되었으며 역사상 가장 가성비 높은 우주 망원경으로 꼽히고 있다. 지구 궤도를 도는 망원경은 일반적으로 우주의 가장 깊은 공간을 응시하여 과학적인 발견을 할 수 있지만, 망원경의 카메라는 행성의 놀라운 세부 사항을 잡아내기도 한다. NASA-ESA 관계자는 "우리 행성 이웃들에 대한 허블의 고해상도 이미지는 실제로 이 천체들을 방문하는 우주선이 찍은 사진에 버금가는 퀄리티를 자랑한다"고 밝히면서, "우주 탐사선은 일시적인 관측만 할 뿐이지만, 허블은 장기간 정기적인 관측을 할 수 있다는 장점이 있다"고 덧붙엿다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

생명체가 존재할 수 있는 영역에 속하는 외계행성의 대기에서 처음으로 수증기가 포착됐다. 약 4000개의 외계행성이 확인된 가운데 생명체가 살 수 있는 온도와 물을 가진 외계행성을 마침내 찾아낸 것이다. 그렇다고 전혀 흥분한 일이 아니다. 이 외계행성이 정말로 사람이 살 수 있다는 확실한 증거를 확인하려면 10년 이상, 어쩌면 훨씬 더 오랜 기간이 걸릴 것이기 때문이라고 영국 BBC는 지적했다. 그보다 더한 문제는 너무 멀다는 점이다. 영국 유니버시티 칼리지 런던(UCL)에 따르면 이 대학 ‘우주 외계화학 자료센터(CSED)’의 안젤로스 치아라스 박사가 이끄는 연구팀은 ‘K2-18b’ 행성의 대기에서 수증기를 찾아냈다고 과학저널 네이처 천문학(Nature Astronomy) 최신호에 보고했다. 이 행성은 지구에서 약 111광년 떨어진 사자자리의 적색왜성 ‘K2-18’을 돌고 있으며, 별과 적당한 거리를 두고 있어 표면의 물이 액체 상태로 존재할 수 있는 생명체 ‘서식가능 지역(habitable zone)’에 있다. K2-18b의 표면 온도는 섭씨 0~40도인 것으로 추정된다. 111광년이라면 도대체 어느 정도 떨어진 거리일까? ‘650 million million 마일’이라고 방송은 전했다. 수학을 못하는 기자는 계산 자체를 포기했다. 지구에서 명왕성까지 82억㎞ 떨어져 있는데 가는 데만 10년이 걸렸다. 크기는 지구의 두 배지만 질량은 8배에 달한다. 목성과 해왕성 만하다. 지구보다는 크고 해왕성보다는 작은 질량을 가진 행성을 지칭하는 이른바 ‘슈퍼지구’에 속한다. 지난 2015년 미국 항공우주국(NASA)의 케플러 우주망원경을 통해 처음 확인됐다. 연구팀은 2016~17년에 허블 우주망원경으로 관측한 자료를 토대로 K2-18b 대기를 통과한 별빛을 분석할 수 있는 알고리즘을 개발해 활용했다. 이를 통해 행성의 대기에서 수증기 분자를 찾았을 뿐만 아니라 수소와 헬륨의 존재도 확인했다. 연구팀은 질소와 메탄 등 다른 분자들도 대기 중에 있을 것으로 추정하지만 현재 관측기술의 한계로 이를 직접 확인하지는 못했다고 밝혔다. 적색왜성은 태양보다는 작지만 폭발 활동이 잦은 점을 고려할 때 이를 돌고있는 K2-18b는 지구보다 더 적대적 환경에 놓여있을 수 있으며 더 많은 방사선에 노출됐을 가능성도 있는 것으로 지적됐다. 치아라스 박사는 “K2-18b는 지구보다 훨씬 무겁고 대기 구성성분도 달라 ‘지구 2.0’은 아니다”면서도 “‘지구가 (우주에서) 유일한 존재인가?’라는 근본적인 물음에 대한 답에 더 가까이 다가가게 해주는 것”이라고 의미를 부여했다. 논문 공동저자인 잉고 월드먼 박사는 “앞으로 수십년간 새로운 슈퍼지구가 많이 발견될텐데 K2-18b는 잠재적으로 서식 가능한 많은 행성 중 처음으로 발견된 행성일 가능성이 높다”고 했다. K2-18b와 같은 슈퍼지구는 우리 은하에 가장 일반적인 행성이고, 적색왜성 역시 우리 은하에서 가장 흔한 형태의 별이라는 것이 이런 예측의 근거로 제시됐다.연구팀은 NASA의 차세대 ‘제임스 웹 우주망원경(JWST)’과 유럽우주국(ESA)의 우주탐사선 ‘아리엘(ARIEL)’이 배치되면 첨단 장비로 외계행성의 대기 상황에 관해 더 자세한 내용을 파악할 수 있을 것이라면서, K2-18b는 앞으로 연구에서 가장 흥미로운 관측 목표 중 하나가 될 것이라고 했다. 그런데 말이다. JWST가 배치되는 것은 2021년이고, 아리엘은 그 7년 뒤에야 작동하기 시작한다. 둘의 연구 결과가 축적되려면 10년 이상 걸린다고 보는 이유다. 더욱이 너무 멀어 현재의 과학기술로는 도저히 닿을 수 없는 곳이다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr

아름답게 펼쳐진 나선팔이 인상적인 은하의 모습이 '오늘의 사진'으로 공개됐다. 지난 4일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 크고 밝은 핵과 미려한 나선 팔로 유명한 M81 은하의 모습을 홈페이지에 공개했다. 이 사진은 스피처 우주망원경으로 촬영한 적외선 이미지를 재가공한 것으로 스피처 발사 16주년을 맞아 NASA가 공개한 것이다. NASA는 스피처 우주망원경에 탑재돼 있는 ‘적외선어레이카메라’(IRAC·Infrared Array Camera)와 ‘다밴드영상광도계’(MIPS·Multiband Imaging Photometer)에 감지된 두 데이터를 합성해 이 이미지를 만들었다. 　 독일 천문학자 보데가 발견해서 '보데 은하'로도 불리는 M81 은하는 큰곰자리 방향으로 1200만 광년 거리에 있는 유명한 나선은하다. 지름은 대략 9만 광년으로 우리은하보다는 작지만 중심부에 잡은 블랙홀은 우리은하 중심 블랙홀의 10배가 넘는 것으로 알려져있다. 특히 M81 은하가 이처럼 아름다운 나선팔을 갖게 된 것은 이웃에 위치한 M82 은하와의 힘겨루기 때문이다.한편 지난 2003년 발사된 스피처 우주망원경은 세상에 널리 알려진 허블 우주 망원경보다 유명하지는 않지만 이에 못지않은 수많은 과학적 성과를 남겼다. 10m 길이의 길쭉한 스피처 우주망원경은 적외선 영역을 관측하는 용도로 제작됐다. 그 이유는 우주의 셀 수 없이 많는 천체들이 구름과 먼지로 둘러쌓여 그 속을 가시광선으로는 들여다 볼 수 없기 때문이다. 스피처 우주망원경을 통해 인류는 우리은하가 막대 나선 은하라는 사실을 알게됐으며 이웃한 안드로메다 은하의 구조를 보다 정확히 이해할 수 있었다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지금까지 과학자들은 수성 궤도보다 훨씬 안쪽 궤도를 도는 거대 가스행성인 ‘뜨거운 목성’형 외계행성을 여럿 발견했다. 사실 초기에 발견된 외계행성은 대부분 뜨거운 목성형 행성이었다. 현재 관측 기술로 가장 찾기 쉬운 형태의 행성인 탓도 있지만, 목성보다 크면서 별에 바짝 붙어 공전하는 행성이 드물지 않은 것도 중요한 이유다. 아무튼 뜨거운 목성은 태양계에서 볼 수 없는 독특한 형태의 행성이고 상대적으로 관측이 쉬워 많은 연구가 이뤄지고 있다. 캐나다 맥길대 연구팀은 허블 우주망원경과 스피처 우주망원경의 데이터를 이용해 뜨거운 목성형 외계행성 12개의 표면 온도를 조사했다. 뜨거운 목성은 별에서 매우 가까워 공전 주기와 자전 주기가 같아지는 동주기 자전(Tidal locking) 현상이 일어난다. 지구와 달처럼 서로가 한쪽 면만 바라보면서 공전하는 것이다. 따라서 뜨거운 목성은 한쪽은 영원한 낮이고 반대쪽은 영원한 밤이다.연구팀은 우주망원경으로 뜨거운 목성의 스펙트럼을 분석해 낮과 밤인 지역의 온도 변화를 측정했다. 그 결과 낮인 지역은 온도가 섭씨 1700도까지 올라가지만, 영원한 밤이 계속되는 반대쪽 온도는 섭씨 800도 정도로 낮은 것으로 나타났다. 이 정도 차이는 당연할 것 같지만, 이론적인 예측보다 큰 차이다. 가스 행성이라는 점을 생각하면 낮인 지역에서 밤인 지역으로 열에너지 전달은 쉬운 편이다. 연구팀은 이 현상을 설명할 수 있는 가설로 암석 미네랄 성분의 구름과 비를 제시했다. 연구팀에 따르면 지구형 행성에서 흔한 암석 성분인 규산염(silicates)이나 황화망간(manganese sulfide)이 낮인 지역에서 기체 상태로 존재할 수 있다. 지구로 치면 증발한 암석이 대기 중에 존재하는 것이다. 이 기체가 밤인 지역에 도달하면 온도가 내려가면서 응결해 암석의 구름이 생성되고 일부는 아예 액체 상태가 돼 비처럼 쏟아진다. 이로 인해 밤인 지역은 생각보다 온도가 낮을 뿐 아니라 온도 역시 균일하다. 다만 이 가설을 검증하기 위해서는 이번 연구에 사용된 허블 우주망원경보다 더 강력한 망원경이 필요하다. 2020년대 초 발사 예정인 제임스웹 우주망원경이나 2020년대 중반 발사 예정인 WFIRST(Wide Field Infrared Survey Telescope) 망원경의 강력한 성능이라면 이 가설을 검증할 수 있을 것이다. 과학자들은 수천 개의 외계행성을 발견하는 데 성공했지만, 각각의 외계행성을 자세히 들여볼 수 있는 성능의 망원경이 없기 때문에 연구에 어려움을 겪고 있다. 차세대 우주망원경이 본격 가동에 들어가면 이 문제를 포함해 우주의 많은 비밀이 풀릴 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

만약 이 행성에서 하늘을 쳐다본다면 3개의 태양이 떠있는 것을 목격할 수 있다. 지난 20일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 지구에서 약 22광년 떨어진 곳에 위치한 외계행성 'LTT 1445Ab'를 발견했다는 연구결과를 발표했다. 암석형 행성인 LTT 1445Ab는 지구와 비교하면 덩치는 1.35배 크며, 질량은 8.4배 정도다. 흥미로운 점은 LTT 1445Ab가 모두 적색왜성(red dwarf)으로 이루어진 삼성계에 속해있다는 사실. 적색왜성은 태양보다 작고 희미한 별로 온도도 낮다. LTT 1445Ab는 모항성인 3개의 별 중 가장 밝게 빛나는 LTT 1445A를 불과 5.36일 만에 공전한다. 지구의 1년이 이곳에서는 단 5일인 셈이다. 이처럼 항성과 바짝 붙어있는 특성 때문에 행성의 표면온도는 155℃에 이를만큼 이글이글 타오른다.NASA 측은 "차세대 행성 사냥꾼이라 불리는 우주망원경 ‘테스’(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)로 이 행성을 발견했다"면서 "LTT 1445Ab가 안정적으로 LTT 1445A의 궤도를 돌고있으며 그 너머의 먼거리에서 두개의 별이 공전한다"고 설명했다. 이어 "LTT 1445Ab의 표면온도는 예열된 오븐에 비교할 만 하다"면서 "삼성계의 행성이 발견된 것은 이번이 처음은 아니다"라고 덧붙였다. 실제 학계에서는 영화 ‘스타워즈’ 속 주인공 루크 스카이워커가 살던 외계행성 ‘타투인’ 같이 태양이 2개, 혹은 3개 이상 뜨는 행성도 많다고 보고있다. 이중 '제2의 지구'라는 별칭이 붙은 행성 '프록시마 b'가 대표적으로 지구와 가장 가까운 항성계인 알파 센타우리(α Centauri)라는 삼성계에 속해있다. 지구에서 약 4.3광년 떨어진 곳에 알파 센타우리는 우리의 태양보다 조금 큰 ‘알파 센타우리 A‘, 조금 작은 ‘알파 센타우리 B’ 그리고 가장 희미한 ‘알파 센타우리 C’(프록시마)로 이루어져 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

20년 묵은 천문학계의 난제가 해결되었다. 심우주에 밝은 빛을 방출하는 수수께끼의 천체 퀘이사(Quarsars)가 최초로 발견된 것은 1950년대 후반이었다. 엄청나게 밝은 이 은하 빛은 발견된 이래 지금까지 천문학자들을 혼란스럽게 만들었다. 그러나 이 신비한 천체에 새로운 빛을 던져주는 연구결과가 발표되어 마침내 20년 묵은 천문학적 논쟁에 종지부를 찍게 되었다. 퀘이사는 숙주 은하의 중심에 위치한 은하 핵으로, 지구에서 관측할 수 있는 가장 먼 거리에 있는 천체이다. 별처럼 보인다고 하여 ‘준성'(準星)이라고도 불리는 퀘이사는 사실은 수천 내지 수만 개의 별로 이루어진 은하이다.　​ 퀘이사가 그렇게 멀리 있음에도 불구하고 관측이 가능한 것은, 은하 중심에 숨어 있는 초거대 블랙홀이 주변을 둘러싼 원반의 물질을 집어삼킬 때 물질의 중력 에너지가 빛 에너지로 바뀌면서 엄청난 밝기의 빛으로 방출되기 때문이다. 퀘이사가 방출하는 빛의 밝기는 태양 밝기의 600조에 해당하는 엄청난 것이다. 과학자들은 수십 년 동안 퀘이사 같은 핵을 가진 세이퍼트 은하의 유형이 하나인가 둘인가를 놓고 열띤 논쟁을 벌여왔다. 산타 바바라 소재의 캘리포니아 대학이 발표한 성명에 따르면, 연구팀이 허블우주망원경을 사용하여 두 가지 유형의 특징을 모두 지닌 세이퍼트 은하를 관측함으로써 이러한 은하가 실제로 한 종류의 천체라는 사실을 발견했다. 지금까지 논쟁의 초점이 된 두 유형의 은하들이 보여준 차이점은 제1형 세이퍼트 은하가 넓은 빛 기둥을 생성하는 반면, 제2형 세이퍼트 은하는 그 같은 빛 기둥이 없다는 점이다. 그러나 이번 새로운 연구는 두 유형의 세이퍼트 은하가 사실은 같은 종류의 은하임을 밝혀냈다. 연구자들은 빛 기둥이 없는 제2형 세이프트 은하의 중심을 집중 관측한 결과, 은하의 내부를 가리는 짙은 먼지 고리를 발견했다. 과학자들이 관측한 대상은 NGC 3147이라고 불리는 제2형 세이퍼트 은하로, 그 핵 중심에서 보이지 않던 넓은 빛 기둥을 찾아냈던 것이다. 과학자들은 초기에 X-선을 사용하여 은하 중심을 조사했지만, 먼지 고리나 방출선을 발견하지 못했다. 또한 최근 관측에서는 허블우주망원경을 사용하여 은하 중심을 확대해 넓은 빛 기둥 지역을 찾았지만 주변의 밝은 별빛에 압도되어 역시 발견에 실패했다. UC 산타바바라 물리학과 교수이자 공동저자 인 로버트 안토누치는 “천문학자에게 가장 중요한 것은 이런 불필요한 가지들을 쳐내는 것”이라고 밝혔다. 연구자들은 이런 과정을 거친 후 은하 중심을 자세히 들여다볼 수 있었고, 마침내 지금껏 알려진 두 유형의 세이퍼트 은하가 기실은 한 종류라는 사실을 발견하기에 이른 것이다. 연구팀은 이전 관측 결과를 확인하기 위해 NGC 3147의 중심을 더욱 세밀히 관찰할 계획이라고 밝혔다. 이 연구는 7월 11일 왕립천문학회 월보에 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

허블우주망원경이 은하들이 충돌하는 현장을 잡았다. 이 '우주의 블랙박스'에 잡힌 충돌하는 은하들은 격렬하게 파편들이 튀는 장면이 아니라, 마치 우아한 춤을 추는 듯한 광경을 보여주고 있다. 두 은하가 마치 발레리나처럼 서로를 끌어 당기면서 우주 춤을 추고 있는 풍경이다. 지난 13일(현지시간) 발표된 허블우주망원경의 은하 충돌 이미지는 두 은하가 점점 더 가까이 접근하는 모습을 보여주는데, 물론 이들을 서로 끌어당기는 힘은 상호 중력이다. 과학자들이 'UGC 2369'라고 부르는 이 ‘슬로우 모션 은하 충돌’은 지구로부터 약 4억 2400만 광년 떨어져 있는 우주공간에서 벌어지고 있는 사건이다. 광년은 초속 30만㎞인 빛이 1년 동안 달리는 거리로, 약 10조㎞에 해당한다. 참고로, 지구-태양 간 거리는 약 1.5억㎞다. 별과 가스, 우주 먼지로 이루어진 두 은하계는 이미 상당히 접근한 상태로, 강한 중력 작용으로 인해 두 은하의 길게 늘어난 물질들이 다리처럼 두 은하를 연결하고 있다. 유럽 우주국(ESA)은 성명에서 이 물질은 두 은하 사이의 ‘축소 분할'(diminishing divide)에서 나온 것이라고 밝혔다. ESA는 “다른 은하와의 상호작용은 은하의 역사에서 흔한 사건”이라고 말하면서 “우리은하와 같은 큰 은하의 경우, 대부분 이러한 상호작용으로 왜소은하들을 합병하기도 하지만, 수십억 년 단위로 볼 때 더 큰 사건이 발생할 수도 있다"고 설명한다. 예컨대, 우리은하 미리내는 주변의 거대 은하인 안드로메다와 약 50억 년 후 충돌할 것으로 예측되고 있다. 안드로메다 은하는 우리은하의 가장 가까운 이웃 은하로서 약 250만 광년 거리 밖에 있다. 두 은하는 현재 시간당 40만㎞로 접근하는데, 이는 지구와 달 사이 거리에 해당하는 수치이다. 충돌 양상은 정면 충돌이 아니라 스치는 듯한 측면 충돌을 할 것으로 보이지만, 두 은하의 별들끼리 충돌할 가능성은 아주 낮다. 별들 사이의 거리가 너무나 멀기 때문에 두 은하는 별들의 충돌 없이 서로 관통할 것으로 예상된다. 따라서 은하 합병으로 인해 우리 태양계가 혼란에 빠질 확률은 아주 낮다. 그러나 그때쯤이면 지구는 달아오르는 태양에 의해 숯덩이가 되어, 두 은하가 지구 하늘에서 몸을 섞는 장관을 볼 수 있는 생명체는 존재하지 않을 것이다. 부지런한 천문학자들은 두 은하가 충돌하여 만들어진 새 은하를 위해 '밀코메다'(Malkomeda) 라는 이름을 벌써 지어놓았다. 허블은 거의 30년 동안 우주에서 은하들을 살펴보고 있다. 가장 유명한 은하 이미지 중 일부는 약 138억 년 전 우주를 형성한 빅뱅 직후까지 거슬러 올라간다. 이 유형의 최근 이미지인 '울트라 딥 필드'(Ultra Deep Field)는 2016년에 제작되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

머나먼 심연의 우주 속에서 마치 눈동자처럼 우리를 쳐다보는 천체의 정체는 무엇일까? 지난 12일(현지시간) 유럽우주국(ESA)은 허블우주망원경이 촬영한 행성상 성운인 NGC 2022의 모습을 공개했다. 지구에서 약 8200광년 떨어진 오리온 자리에 위치한 NGC 2022는 신비롭고 아름다운 모습이지만 사실 죽어가면서 남긴 최후의 몸부림이다. 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. 곧 NGC 2022의 중심 별이 죽어가며 부풀어 오른 모습을 허블우주망원경이 잡아낸 것이다. 흥미로운 점은 우리 태양의 미래도 NGC 2022처럼 될 것이라는 사실. 영원히 존재할 것 같은 태양도 수명이라는 자연의 법칙은 거스를 수 없다. 태양은 50억 년이라는 영겁의 세월을 살아왔지만 앞으로 50억 년이 더 지나면 적색거성 단계를 거쳐 가스를 대부분 잃고 생을 마감하게 된다. 곧 NGC 2022는 50억 년 후 태양의 미래일 수 있다. 허블 사이언스 팀은 "행성상 성운이라는 말 때문에 행성과 혼동되지만 사실 아무 관계가 없다"면서 "18세기 초기 관측당시 전체적인 모습이 행성처럼 보여 이같은 단어가 붙었다"고 밝혔다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우주의 심연을 들여다 보고 싶은 인류의 꿈이 담긴 허블우주망원경은 매년 외행성(태양계 내 행성 중 지구보다 바깥쪽에 위치한 행성)을 관측하는 시간을 갖는다. 그리고 지난 6월 말 허블우주망원경은 새로운 최신판 목성의 모습을 촬영해 지구로 보내왔다. 지난 8일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 '목성의 새로운 초상화'라는 흥미로운 제목이 달린 목성 사진을 공개했다. 지난 6월 27일 허블우주망원경이 촬영한 목성은 거대하면서도 신비로운 가스행성이 민낯이 그대로 드러나있다.목성의 특별한 대기현상을 보여주는 구름띠는 여전하고 지옥같은 폭풍이 부는 소용돌이 구름도 널리 퍼져있다. 또 크기가 훨씬 작은 폭풍들은 목성 표면에서 갈색이나 흰색으로 표현되는데, 이 폭풍이 몇시간 만에 끝날 지 혹은 몇 세기나 지속될지는 아무도 모른다. 사진 중 가장 눈길을 끄는 것은 역시 적도 아래 붉고 동그랗게 보이는 거대한 대적점(大赤點)이다. 1830년 처음 관측된 대적점은 목성의 대기현상으로 발생한 일종의 폭풍으로 지금은 점점 줄어들고 있는 상황이다. 19세기 대적점은 지구보다 2~3배 크기로 측정됐다. 그러나 1979년 보이저 1, 2호의 관측 결과 지구보다 2배 정도 큰 것으로 확인됐으며 지금은 지구만큼 줄어들어 현재는 약 1만 6000㎞ 정도다.한편 지난 1990년 디스커버리호에 실려 발사된 허블우주망원경은 지름 2.4m, 무게 12.2t, 길이 13m로, 지금도 지상 569㎞ 높이에서 97분 마다 지구를 돌며 대기의 간섭없이 멀고 먼 우주를 관측하고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr　

마치 광선검이 빛을 발해 무엇인가 베어버릴듯 날카롭게 빛나는 은하의 모습이 포착됐다. 지난 7일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 스피처 우주망원경이 촬영한 NGC 5866 은하의 모습을 홈페이지에 공개했다. NASA가 거의 완벽한 '갤럭시 엣지'(Galaxy Edge)라고 표현한 NGC 5866은 지구에서 약 4400만 광년 떨어진 곳에 위치한 은하로 지름은 6만 년이다. 우리은하가 10만 광년에 걸쳐있는 것과 비교하면 절반을 조금 넘지만 질량은 거의 비슷한 것으로 추정된다. 공개된 사진으로 보면 NGC 5866은 납작해보이는데 이는 우리의 시점 때문이다. 우리의 위치에서는 NGC 5866의 가장자리만 보여 전체적인 구조적 특징이 잘 보이지 않는 것. 전문가들은 NGC 5866을 렌즈형 은하(lenticular galaxy)로 분류한다. 일반적으로 은하는 그 모습에 따라 분류되는데 타원형의 모습을 갖춘 타원은하(elliptical galaxy)와 나선팔을 가진 나선은하(spiral galaxy), 그 중간의 모습을 띤 렌즈형 은하(lenticular galaxy)가 있다. 지구가 속한 우리은하와 안드로메다가 바로 나선은하다.　 특히 NGC 5866은 거대한 먼지원반에 둘러쌓여 있어 '속'을 알기힘든 은하인데 그 호기심 해결사는 스피처 우주망원경이다. 10m 길이의 길쭉한 스피처 우주망원경은 적외선 영역을 관측하는 용도로 제작됐다. 그 이유는 우주의 셀 수 없이 많는 천체들이 구름과 먼지로 둘러쌓여 그 속을 가시광선으로는 들여다 볼 수 없기 때문이다. 스피처 우주망원경을 통해 인류는 우리 은하가 막대 나선 은하라는 사실을 알게됐으며 이웃한 안드로메다 은하의 구조를 보다 정확히 이해할 수 있었다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구에서 약 73광년 떨어진 항성 주위에서 외계행성 세 개가 발견됐다. 이들 행성은 먼지와 가스가 뭉쳐 행성을 형성하는 모형에서 ‘잃어버린 고리’일 수 있어 학계의 관심이 집중되고 있다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 등 국제 연구진이 미 항공우주국(NASA) 우주망원경 ‘테스’(TESS)를 사용해 적색왜성(M형 주계열성) ‘TOI-270’ 주위에서 슈퍼지구 1개와 미니 해왕성 2개를 발견했다고 세계적 학술지 네이처 자매지 ‘네이처 아스트로노미’(Nature Astronomy) 최신호(29일자)에 발표했다.지난 3월 화가자리에 있는 이 항성에서 가장 가까운 약 450만㎞(약 0.03AU) 떨어진 곳에서 발견된 슈퍼지구 ‘b 행성’(TOI-270 b)은 지름이 지구보다 약 1.2배 더 크다. 슈퍼지구는 지구보다 크지만 그 지름이 지구의 1.75배 이하이고 질량은 2~10배 정도인 암석형 행성을 말한다. 이 행성의 공전 주기는 3.4일로 항성과 바짝 붙어있어, 지구형 행성이지만 평균 온도가 약 254°C에 달해 생명체가 도저히 살 수 없는 곳으로 추정된다. 또 이 항성에서 750만㎞(약 0.05AU) 떨어진 첫 번째 미니 해왕성 ‘c 행성’(TOI-270 c)의 지름은 지구의 약 2.4배로 세 행성 중 가장 크다. 미니 해왕성은 지구 지름의 2~3.5배 사이의 행성으로 표면에 수소와 헬륨으로 된 기체를 지닌 가스형 행성이다. 이들은 해왕성이나 천왕성 같은 행성이지만, 기체가 적은 형태의 행성으로 추정된다. 공전 주기는 약 5.7일, 평균 온도는 약 150°C에 달한다. 두 번째 미니 해왕성 ‘d 행성’(TOI-270 d)은 모성에서 약 1100만㎞(약 0.07AU) 거리에 있으며 그 지름은 지구의 약 2.1배다. 공전 주기는 약 11.4일이며 평균 온도는 약 66°C다. 이에 대해 연구를 이끈 MIT 천체물리학자 막시밀리안 귄터 박사는 “항성 TOI-270은 곧 지구형 행성과 가스가 좀더 우세한 미니 해왕성 사이의 잃어버린 고리를 연구할 수 있게 해줄 것”이라면서 “왜냐하면 이 항성계에서는 이 모든 형태의 행성들이 같은 시스템(항성계)에서 형성됐기 때문”이라고 설명했다. 이는 태양계에 이들 행성처럼 지구와 해왕성 크기 사이에 속하는 행성이 없어 행성 행성의 비밀을 밝히는 데 도움이 된다는 얘기다. 따라서 연구진은 슈퍼지구와 두 미니 해왕성의 형성 경로가 같은지 아니면 다른지를 확인할 수 있기를 기대한다.이런 세 행성이 발견된 항성 TOI-270의 이름은 지난해 4월 발사된 뒤 관측 임무를 수행하고 있는 TESS가 발견한 천체들 가운데 행성을 거느릴 가능성이 높은 관심 천체(OI·Object of Interest) 중 270번째(270)라는 뜻에서 이런 약칭이 붙었다. 또한 연구진은 이 항성계 안에 더 많은 행성들이 숨겨져 있을 가능성이 높다고 추정한다. 그중 일부 행성은 생명체 거주 가능 공간에 있을지도 모른다. 귄터 박사는 “TOI-270은 외계행성 과학을 위한 진정한 디즈니랜드이자 TESS가 발견한 가장 중요한 항성계 중 하나”라면서 “이는 하나가 아닌 여러 이유로 뛰어난 실험실로 정말 사람들이 좋아할 요소를 다 갖췄다”고 말했다. 연구진은 앞으로 TESS보다 적외선 분해능이 뛰어난 차세대 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 배치되면 TOI-270에 관한 더 자세한 관측 연구에 집중할 계획이다.한편 TESS는 ‘천체면통과 외계행성 탐색 위성’(Transiting Exoplanet Survey Satellite)의 약자로 지난해 11월 퇴역한 케플러 우주망원경의 후임으로 그해 4월 발사됐다. TESS는 2년 동안 슈퍼지구를 포함해 1500개의 외계행성 후보 물질을 분류하는 임무를 수행한다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리 은하는 여러 위성은하를 거느린 대형 은하로 100억 년이 넘는 긴 역사 동안 여러 은하를 합병하면서 지금처럼 커졌다. 이 사실은 여러 은하를 관측해 얻은 결론이지만, 사실 우리 은하에도 과거 역사를 짐작할 수 있는 증거들이 남아 있다. 스페인 카나리아 천체물리학연구소(IAC)의 과학자들은 유럽우주국(ESA)의 가이아 우주망원경 자료를 분석해 100억 년 전 우리 은하와 충돌한 왜소은하의 흔적을 발견했다. 가이아 우주망원경은 우리 은하에 있는 수많은 별의 3차원적인 위치, 이동 속도, 이동 방향, 온도, 스펙트럼 등 다양한 정보를 수집했다. 최근 공개된 가이아 자료는 무려 10억 개가 넘는 별의 관측 자료를 포함하고 있다. 연구팀은 이 가운데 지구에서 6500광년 이내에 있는 오래된 별 100만 개의 구성을 조사했다. 그 결과 이 별들을 리튬보다 무거운 원소가 풍부한 붉은 별과 무거운 원소가 적은 푸른 별로 나눌 수 있다는 사실을 발견했다. 별의 화학적 구성은 어떤 은하에서 형성되었는지에 따라 크게 다르다. 연구팀은 무거운 원소가 적은 푸른 별이 과거 우리 은하에 흡수된 은하의 흔적이라는 결론을 내렸다. 이 은하는 가이아-엔켈라두스(Gaia-Enceladus) 혹은 가이아 소시지라고 불리는 은하로 가이아 자료를 통해 최근 그 존재가 알려지기 시작했다. 우주가 지금보다 젊었던 100억 년 전에는 작은 은하가 훨씬 많았다. 우리 은하 같은 대형 은하는 중력에 의해 작은 은하를 하나씩 흡수하면서 성장했다. 태양처럼 상대적으로 젊은 별은 합병 이후에 태어났지만, 100억 살이 넘는 오래된 별 가운데 일부는 이렇게 외부 은하에서 들어온 이민자라고 할 수 있다. 흥미로운 사실은 은하 합체가 과거뿐 아니라 앞으로도 일어날 수 있다는 것이다. 과학자들은 수십 억 년 후 우리 은하와 안드로메다은하가 충돌해 하나의 거대 은하로 재탄생할 것으로 보고 있다. 우리의 태양이 100억 살을 맞이할 때가 되면 이 새로운 은하의 일부가 되어 있을 것이다. 서로 다른 두 은하의 별이 같은 은하에서 공존하는 역사는 먼 미래에 다시 되풀이될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

하늘에 세 개의 태양이 빛나는 외계행성이 발견되었다고 우주 전문 사이트 스페이스닷컴이 26일(현지시간) 보도했다. 과학자들은 미 항공우주국(NASA)의 외계행성 탐색용 우주망원경 TESS에 의해 수집된 데이터에서 'LTT 1445Ab'라고 불리는 외계행성을 발견했다. LTT 1445Ab는 3개의 별을 가진 항성계의 행성으로, 그 중 하나만 궤도를 돌고 있다. 지구에서 약 22.5 광년 떨어진 거리에 있는 이 항성계의 별들은 모두 별의 생애 중 후반기에 있는 적색왜성으로 알려져 있다. 하버드-스미소니언 센터의 천문학자 제니퍼 윈터스 공동저자는 “그 행성의 표면에 서 있으면 하늘에는 3개의 태양이 빛나고 있지만 그 중 2개는 아주 멀리 떨어져 있어 작게 보인다”고 밝히면서 “그들은 하늘에 떠 있는 두 개 불길한 붉은 눈과 같이 보인다”고 덧붙였다. TESS 자료에 따르면, 과학자들은 이 외계행성이 지구에 비해 3배 정도의 크기로, 질량은 지구의 약 8배에 달하며, 표면 온도가 섭씨 160도에 이르는 것으로 추정하고 있다. 또한 이 행성은 모항성을 5일마다 한 바퀴 공전한다. 이 행성의 특이점에 대해서는 아직까지 제대로 파악하지 못하고 있으나, 머지않아 대기의 조성은 알 수 있을 것으로 기대되고 있다. 행성의 모항성인 문제의 별은 비교적 지구의 가까운 곳에 위치한 적색왜성으로, 지구의 시선방향으로 볼 때 행성이 모항성의 앞을 지나가는 위치에 있는 만큼 과학자들은 망원경을 통해 행성을 둘러싼 대기를 실제로 볼 수 있다. 천문학들은 곧 TESS 우주망원경을 통해 이 외계행성의 대기를 분석할 계획으로 있다.2년의 주요 미션 기간 중 중간 시점에 있는 TESS는 태양계 외부의 항성계 시스템을 탐색할 미션을 띠고 지난해 발사된 우주망원경으로, 항성면 통과(transit) 방법을 이용하여 밝은 항성을 공전하는 행성을 발견하는 게 목표이다. 이를 위해 TESS는 행성이 모항성 앞을 지나갈 때는 일정한 크기의 빛이 차단되어 모항성이 어두워 지는 정도를 측정하는 방법으로 행성의 크기와 정확한 공전주기를 파악한다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

칠흙같은 어둠 속에서 마치 환하게 꽃처럼 펴있는 은하의 모습이 포착됐다. 최근 유럽우주국(ESA)은 미 항공우주국(NASA)과 공동으로 운영 중인 허블우주망원경이 촬영한 NGC 972의 모습을 사진으로 공개했다. 지구에서 무려 7000만 광년 떨어진 머나먼 양자리에 위치한 NGC 972는 우리은하와 유사한 나선은하로 지름은 대략 7만 광년에 달한다. 사진 속에서 가장 흥미로운 부분은 점점히 오렌지색으로 빛나는 은하의 모습이다. 이에 ESA는 장미꽃처럼 만개한 은하라고 시적인 표현을 썼지만 물론 이는 과학적으로 해석 가능하다. 오렌지색으로 빛나는 부분은 수소가스가 새로 태어난 별들이 내뿜는 빛에 반응해 생긴 것이다. 또 밝은 지역에 어두운 얼룩같은 부분은 우주 먼지다. 지난 1784년 독일 출신의 영국 천문학자인 윌리엄 허셜이 발견한 NGC 972는 영겁의 거리만큼 떨어져 있지만 천문학자들에게는 좋은 연구자료다. 이렇게 거대한 우주먼지와 가스가 진화의 진화를 거듭해 수많은 별을 만들고 항성계를 형성하기 때문이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

차세대 ‘행성 사냥꾼'인 우주망원경 테스(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)가 역대 가장 작은 외계행성을 발견했다. 지난 17일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 지구와 화성 중간 사이즈의 새 외계행성을 발견했다는 연구결과를 학술지 ‘천문학저널'(The Astronomical Journal)에 발표했다. L 98-59b로 명명된 이 외계행성은 지구의 약 80% 크기로 TESS가 지금까지 발견한 것 중 가장 작다. 함께 발견된 '형제'인 L 98-59c와 L 98-59d는 각각 지구의 1.4배, 1.6배 크며 모두 항성 L 98-59 주위를 돈다. 우리의 태양 기준으로 약 35광년 떨어진 곳에 위치한 L 98-59는 태양 질량의 3분의 1 정도인 적색왜성으로 밝게 빛나지만 차가운 별이다.다만 NASA 측은 세 행성의 사이즈만 알아냈을 뿐 대기의 존재유무 등 세부적인 특징에 대해서는 추가적인 연구가 필요하다고 밝혔다. 논문의 선임저자인 고나드 우주비행센터와 세티 연구소 베슬린 코스토프 박사는 "이번 외계행성 발견은 TESS의 위대한 공학적, 과학적 업적"이라면서 "지구보다 작은 행성은 탐지하기가 어려우며 대기 연구를 위해서는 궤도 연구가 더 필요하다"고 설명했다. 　한편 지난해 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. 케플러와 TESS가 이렇게 많은 별들 속 외계행성을 찾을 수 있는 이유는 식현상(transit)을 이용하기 때문이다. 천문학자들은 행성이 별 앞으로 지날 때 별의 밝기가 약간 감소하는 것을 포착해서 행성의 존재 유무를 확인한다. 이후 학자들은 추가 관측을 통해 외계 행성의 존재를 최종 판단하는데 향후 이 임무는 2021년 이후로 발사가 연기된 ‘제임스 웹 우주망원경’(JWST·James Webb Space Telescope)이 맡는다.　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우주가 탄생된 빅뱅 이후 10억 년도 채 되지 않은 때에 두 은하가 합병한 흔적이 초기 우주의 원소들에 기록되었다는 연구결과가 발표되었다. 이것이 사실이라면 우주 역사상 가장 오랜 은하 합병을 발견했다는 뜻이 된다. 연구자들은 최근 칠레 북부의 알마 전파망원경 간섭계(ALMA, Atacama Large Millimeter Array)로 지구로부터 약 130억 광년 떨어진 B14-65666으로 알려진 밝은 별 형성 은하에서 방출된 전파를 찾아냈다. 허블 우주망원경이 이전에 수행한 자외선 스펙트럼 관측에 의하면, 해당 은하에는 별들로 이루어진 두 개의 ‘덩어리’가 있음을 보여주었는데, 이들은 각각 북동 방향의 ‘덩어리 A’와 남서 방향의 ‘덩어리 B’로 불리어졌다. 고감도 전파망원경인 알마(ALMA)를 사용한 새로운 관측 결과에 따르면, 두 ‘덩어리’ 각각에서 탄소와 산소, 먼지로부터 3가지 특징들이 확인되었다. 이 세 요소들은 모두 전파에서 독특한 신호를 만들어낸다. 이처럼 오래된 은하에서 결코 발견된 적이 없는 이러한 신호들은 B14-65666의 두 성단이 우주가 탄생한 지 10억 년이 채 되기 전에 합쳐진 두 개의 은하임을 보여주는 것이라고 새 연구는 보고했다. 유럽우주국(ESA)에 따르면, 칠레의 아타카마 사막에 있는 알마 전파간섭계는 66개의 지상 안테나를 사용하여 우주에서 가장 멀고 차가운 물체를 탐지하는 전파망원경으로, 허블 우주망원경보다 10배나 강력한 성능으로 하늘을 스캔한다. 알마의 B14-65666 관찰은 허블망원경에는 보이지 않는 신호를 잡아냈다. 연구 저자들은 두 은하 덩어리에서 분출된 먼지와 탄소, 산소를 감지했지만, ‘덩어리 A’의 분출물이 ‘덩어리 B’의 분출물과는 다른 속도로 움직이는 것을 발견했다. 이 같은 사실은 이 두 덩어리가 진행 중에 있는 ‘주요 합병’에서 충돌한 두 은하의 잔재로서, B14-65666은 은하 충돌의 역사에서 가장 오래된 사례라고 연구자들은 보고 있다.​연구자들은 또한 B14-65666의 높은 광도와 먼지의 고온은 활발한 별 형성에서 방출되는 강력한 자외선 복사 때문이라고 설명했다. 이 은하는 우리은하에 비해 약 10% 정도 더 크지만, 별 형성은 약 100배나 활발히 이루어지고 있다고 연구는 보고했다. 이같이 활발한 별 형성은 이 은하가 충돌과 합병으로 이루어진 은하라는 또 다른 증거가 된다. 은하 합병은 일반적으로 두 은하의 기체가 충돌의 여파로 압축됨에 따라 폭발적인 별 형성을 야기하는 것으로 알려져 있다.　​ “알마와 허블망원경의 풍부한 데이터를 첨단 데이터 분석기법을 통해 분석한 결과, B14-65666이 우주 초기 한 쌍의 합병 은하임을 보여주는 퍼즐 조각들을 모을 수 있었다”고 일본학술진흥회와 와세다 대학 박사후 연구원 하시모토 다쿠야 대표저자가 성명서에서 밝혔다. 다음 단계에는 질소와 일산화탄소 분자의 화학적 지문 검색을 통해 초기의 은하가 어떻게 형성되고 진화되었는지에 대한 보다 상세한 그림을 조립할 수 있을 것이라고 공동저자인 이노우에 아키오 와세다 대학 교수가 성명서에서 밝혔다. 연구결과는 일본천문학회 간행물 6월 17일 온라인에 게재되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

미국 항공우주국(NASA)이 운영하는 허블 우주망원경이 커다란 심장을 가진 작은 은하를 관측하는데 성공했다. 나사는 허블 우주망원경에 장착된 탐사용 고성능카메라(ACS)와 광대역 행성카메라2(WFPC 2)를 이용해 ‘ESO 495-21’라고 명명된 은하를 촬영하는데 성공했다고 14일 밝혔다. 지구에서 1200광년 정도 떨어져 있는 나침반(Pyxis)자리에 위치한 ESO 495-21는 3000광년에 불과한 작은 크기의 은하이지만 엄청나게 많은 수의 항성(별)을 만들어 내는 것으로 확인됐다. 이 때문에 대형 블랙홀도 여러 개가 있을 것으로 추정되고 있는데 이 정도의 작은 은하에서는 이례적이라고 나사는 밝히고 있다. 나침반자리는 남반구에 위치한 별자리로 한국을 비롯한 북반구에서는 거의 볼 수 없으며 밝기 등급도 3등급 이하여서 육안으로는 거의 볼 수 없다. 보통 별은 은하의 차가운 가스에서 만들어진 거대한 분자구름에서 형성되는데 이번 관측을 통해 ESO 495-21는 크기는 작지만 일반 은하보다 1000배 가랑 빠르게 별을 만들어 내는 ‘폭발적 별생성 은하’(starburst galaxy)로 밝혀졌다. 특히 연구팀이 주목한 것은 ESO 495-21이 빠른 속도로 별을 만들어 내는 것 뿐만 아니라 초대형 블랙홀을 은하 중심에 두고 있다는 점이다. 일반적으로 은하가 클수록 블랙홀의 크기도 커진다. 실제로 우리은하인 은하수의 중심부에 ‘궁수자리*’라는 거대 블랙홀이 있는데 태양 크기의 400만배에 해당할 정도로 엄청난 크기를 자랑한다. 그런데 은하수 크기의 3%에 불과한 왜소은하인 ESO 495-21의 중심에 태양보다 100만배 정도 큰 블랙홀이 위치해 있다는 것 역시 매우 이례적인 일이라고 연구팀은 설명하고 있다. 이 때문에 은하의 초거대질량 블랙홀의 기원에 대한 논란을 풀어낼 수 있는 단서가 제공될 것으로도 기대되고 있다. 지금까지 천문학계에서는 은하계가 먼저 형성되고 중심에 있는 물질들이 블랙홀로 만들어지는 것인지, 거대 블랙홀이 주변에 별들을 모아 작은 은하를 형성해 발전하는지에 대한 논란이 지속되고 있는 상황이다. 나사 연구진은 “이번 관측을 통해 은하와 거대 항성이 어떻게 형성되고 진화되는지에 대한 매우 흥미로운 단서를 찾을 수 있을 것”이라며 “특히 왜소은하의 한 가운데서도 거대 블랙홀이 발견된 것은 은하 생성 과정에서 블랙홀이 먼저 생성됐다는 강력한 징후로 볼 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

태양계 내에서 지구 외에 가장 생명체가 존재할 가능성이 높은 천체가 있다. 바로 목성의 위성인 유로파(Europa)다. 최근 미국 캘리포니아 공과대학 연구팀은 유로파의 숨겨진 바다의 성분이 지구와 유사한 것으로 보인다는 흥미로운 연구결과를 발표했다. 지름이 3100㎞에 달하는 유로파는 지구의 달보다 약간 작지만 그 특징은 완전히 다르다. 수많은 크레이터로 ‘멍자국’이 가득한 우리의 달과는 달리 유로파는 표면이 갈라진 얼음으로 뒤덮여 있기 때문이다. 때문에 전문가들은 얼음 지각 아래에 거대한 바다가 숨겨져있다는 사실과 함께 생명체가 존재할 가능성도 조심스럽게 추측하고 있다. 다만 지금까지 전문가들은 유로파의 특성을 고려해 이곳의 바다는 황산염이 주 성분일 것으로 추측해왔다. 그러나 이번에 칼텍 연구팀이 허블우주망원경에 장착된 우주망원경영상분광기(STIS)로 4차례에 걸쳐 분석한 결과 염화나트륨(NaCl)의 징후를 찾아냈다. 곧 지구의 바닷물을 짜게하는 소금이 유로파의 바다에도 존재하는 셈이다.연구를 이끈 사만다 트롬보 연구원은 "실제로 유로파 바닷물이 염화나트륨으로 이루어져 있다면 유로파는 우리가 생각한 것 이상으로 훨씬 더 지구같은 환경일 것"이라면서 "염화나트륨의 존재는 유로파의 해저 열수(熱水) 작용이 활발하다는 것을 나타낼 수 있다"고 설명했다. 한편 목성의 4대 위성 가운데 하나인 유로파는 미 항공우주국(NASA)의 가장 중요한 탐사 목표 중 하나다. 유로파의 지각 아래에 실제로 거대한 바다가 존재하는지 혹은 이번 연구 결과처럼 그 성분이 소금인지는 '뚜껑'을 열어봐야 정확히 알 수 있기 때문이다. 유로파의 바다는 지구처럼 수십억 년 이상의 역사를 지니고 있다. 복잡한 유기물이 생명체로 진화하기에 충분한 시간이다. 이를 알아보기 위해 NASA는 오는 2022년 ‘유로파 클리퍼'(Europa Clipper)라는 탐사선을 발사할 예정이다. 유로파 클리퍼는 유로파의 표면을 상세히 관측해 유기물과 생명체의 가능성을 탐사하게 된다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr