거대한 두 개의 은하가 서서히 충돌해 생긴 '우주의 혼돈'이 카메라에 포착됐다. 지난달 31일(현지시간) 유럽우주국(ESA)은 허블우주망원경으로 촬영한 NGC 3256의 모습을 사진으로 공개했다. 지구에서 무려 1억 광년 떨어진 곳에 위치한 NGC 3256은 히드라-센타우루스 초은하단( Hydra-Centaurus Supercluster)의 구성원으로 전체적인 사이즈는 우리 은하와 비슷하다. 천문학자들의 관심을 끄는 이유는 두 개의 은하가 서로 접근해 충돌하고 있기 때문이다. 전문가들은 약 5억년 전 부터 두 개의 나선은하가 충돌을 시작해 지금은 막바지 단계에 접어든 것으로 보고있다. 결과적으로 지금의 모습은 두 은하의 '합병'이 남긴 혼돈을 사진으로 보여주고 있는 셈이다. 다만 두 은하가 합병한다고 해도 각각의 별들이 직접적으로 충돌할 가능성은 거의 없다. 이는 천체들의 먼 거리 때문이지만 그 주위를 둘러싼 가스와 먼지등은 지금도 활발히 충돌하고 있을 것으로 보인다. 한가지 더 흥미로운 사실은 합병 과정에서도 수많은 별들은 탄생하고 있다는 점이다. 사진 속에서 파랗게 빛나는 점들은 새롭게 태어난 어린 별들로 가스와 먼지의 충돌이 만들어낸 결과물이다. 　 　 　 　　 사진=NASA, ESA 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

태양 같은 별의 마지막은 갖고 있던 가스를 우주 공간으로 방출하고 중심부에 있던 물질이 뭉쳐 작고 조밀한 천체인 백색왜성이 되는 것이다. 이 과정은 별의 전체 일생보다 매우 짧은 시간 동안 발생하지만, 이 시기가 별의 생애에서 가장 아름다운 순간이 될 수 있다. 주변으로 퍼진 가스가 독특한 모양과 색으로 빛나는 행성상 성운을 만들기 때문이다. 각양각색의 행성상 성운은 천문학자는 물론 일반 천문 애호가들 사이에서도 인기가 높다. 하지만 행성상 성운의 가치는 단지 아름답다는데 그치지 않는다. 별이 마지막 순간에 우주로 방출하는 가스에는 다음 세대의 별과 행성을 만들 다양한 물질이 담겨 있다. 따라서 이 과정을 이해하는 것은 별의 마지막 순간을 파악하는 것은 물론 은하와 별의 진화를 이해하는 데 중요하다. 최근 유럽우주국(ESO)의 허셜 우주망원경은 지구에서 8000광년 떨어진 거리에 있는 ‘개미 성운’(Ant Nebula, Menzel 3)에서 매우 독특한 파장의 빛을 검출했다. 이를 분석한 국제 천문학자 팀에 따르면 이는 수소 재조합 레이저 방출 (hydrogen recombination laser emission)이라는 매우 드문 현상으로 자연적으로 생기는 레이저 방출이다. 특정 파장의 빛이 자연적으로 증폭돼 레이저 형태로 방출되는 현상은 가끔 행성상 성운에서 발견할 수 있지만, 여러 가지 조건이 우연히 일치해야 가능하다. 따라서 반대로 이를 확인하면 보통은 관측이 어려운 행성상 성운 내부의 상태를 파악할 수 있다. 연구팀은 개미 성운 내부에 있는 백색왜성 주변에 성운의 다른 부위보다 몇천 배 높은 밀도의 가스 원반이 있을 것으로 추정했다. 가장 가능성이 큰 설명은 두 개의 별이 쌍성계를 이루고 있는데 먼저 죽은 동반성이 백색왜성의 형태로 공전하고 있다가 다른 동반성이 가스를 방출할 때 중력을 통해 영향력을 행사한다는 것이다. 개미처럼 생긴 독특한 성운의 모습 역시 동반성이 있다고 가정하면 쉽게 설명할 수 있다. 비록 쌍성계의 모습 자체는 가스에 가려 보이지 않지만, 과학자들은 이론적 모델과 관측 결과를 비교해 내부의 모습을 파악할 수 있다. 레이저를 방출하는 개미 성운은 우주에 독특한 천체가 얼마나 많은지 보여주는 사례 가운데 하나다. 물론 아직 밝혀지지 않은 비밀을 간직한 행성상 성운도 여럿 존재한다. 이들이 지닌 비밀 역시 과학 앞에 하나씩 모습을 드러낼 것이다. 사진=NASA, ESA & the Hubble Heritage Team (STScI/AURA) 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

해왕성 너머 카이퍼벨트(태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)에 존재하는 특이한 소행성이 확인됐다.최근 영국 퀸스대학 등 공동연구팀은 카이퍼벨트에 존재하는 소행성 ‘2004 EW95’가 과거 화성과 목성 사이에 있다가 태양계 끝자락으로 쫓겨난 천체로 보인다는 연구 결과를 ‘천체물리학 저널 레터’ 최신호에 발표했다. 폭이 300㎞에 달하는 이 소행성은 지구에서는 무려 40억㎞ 정도 떨어진 곳에 있어 관측이 쉽지 않다. 2004년 허블우주망원경을 통해 처음 존재가 확인됐으나 발견 당시부터 전문가들을 혼란스럽게 했다. 반사되는 파장이 기존의 카이퍼벨트 천체와는 달라 관측에 오류가 있는 것이 아니냐는 의문이 제기됐기 때문이다. 카이퍼벨트 지역은 태양의 빛이 미치지 못해 매우 춥고 어둡다. 이 같은 이유로 이곳에는 얼음 천체들이 모여 있으며 지구 주위로 날아오는 혜성의 고향도 바로 이곳이다. 이번에 연구팀은 유럽 남방천문대의 초거대망원경(VLT)을 이용해 2004 EW95의 재분석에 나섰다. 그 결과 2004 EW95가 탄소가 풍부한 암석형 소행성이라는 사실이 새롭게 드러났다. 또한 연구팀은 산화 제2철과 엽상(葉狀) 규산염도 찾아냈는데 이는 화성과 목성 사이 소행성대의 천체에서 주로 발견된다. 결과적으로 태양계가 형성되던 초기 소행성대에 있던 2004 EW95가 알 수 없는 원인으로 인해 수십억㎞ 떨어진 태양계 끝자락까지 밀려났다는 가설이 가장 합리적인 설명이다. 그렇다면 그 원인은 무엇일까? 연구팀은 이를 ‘그랜드 택 가설’로 설명했다. 이 이론에 따르면 태양계 형성 초기 가스 행성인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성은 서로 가깝게 있었으며 태양과의 거리도 지금보다 가까웠다. 그러나 행성들이 서로 근접했다가 어떤 힘에 의해 멀어지면서 남은 물체를 태양계 끝으로 밀어냈다는 주장이다. 논문의 선임저자 톰 시컬은 “2004 EW95는 너무 먼 곳에 있어 매우 희미하게 보인다”면서 “카이퍼벨트에서 이 같은 성분의 소행성이 발견된 적은 없었다”고 설명했다. 이어 “2004 EW95는 그랜드 택 가설의 주요한 증거가 될 수 있다”면서 “태양계 형성의 비밀을 밝혀 줄 원시 태양계의 유물”이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우리 은하에서 가까운 이웃 은하들의 모습을 그 어느 때보다 선명하게 보여주는 이미지가 공개됐다.미국항공우주국(NASA)은 17일(현지시간) 천문학자들이 허블우주망원경으로 이웃 은하들을 관측해 고해상도 이미지를 만들어냈다고 밝혔다. 이들 연구자는 허블우주망원경의 새로운 적외선 관측 자료를 기존 자료와 결합해 무수히 많은 별이 만들어지고 있는 나선은하와 왜소은하 등 이웃 은하 50개의 이미지를 제작했다. ‘레거스’(LEGUS·Legacy ExtraGalactic UV Survey)로 명명된 이 프로젝트는 각 은하의 이미지뿐만 아니라 그 안에 있는 성단과 항성 목록까지 포함돼 있다. 이번 조사연구를 이끈 미국 매사추세츠대 애머스트캠퍼스의 다니엘라 칼제티 교수는 “지금까지 자외선 관측 자료를 포함한 성단과 항성 목록이 작성된 적은 없다”면서 “자외선은 천문학자들이 항성의 나이는 물론 형성 방법을 알아내는 데 도움을 주는 가장 뜨겁고 어린 별 집단을 추적하는 주요 인자”라고 설명했다. 성단 목록에는 100만 년부터 5억 년까지 약 8000개의 젊은 성단이 포함됐다. 이런 ‘항성 군집’(별들이 모여있는 것)은 우리 은하에서 볼 수 있는 가장 큰 성단보다 10배 더 크다. 또 항성 목록에는 우리 태양보다 최소 5배 더 큰 항성이 3900만 개가 있다. 가시광선 자료에는 100만 년에서 몇십억 년 사이에 있는 별들이 있고, 자외선 자료에는 100만 년에서 1억 년 사이에 있는 가장 어린 별들이 있다. 이같은 허블의 관측 자료는 이웃 은하들을 분석하기 위한 모든 정보를 제공해준다. 미국 우주망원경과학연구소(STScI)의 엘레나 새비 박사는 “우리는 다른 천문학자들에게도 항성과 성단 목록 자료를 해석하는 데 도움이 되도록 컴퓨터 모델을 제공한다”면서 “예들 들면 연구자들은 하나의 특정 은하나 일련의 은하에서 별들이 형성되는 방법을 조사할 수 있다”고 말했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주에는 두 개의 별이 서로의 주변을 공전하는 쌍성계가 흔하다. 그리고 쌍성계에도 다양한 행성이 존재할 수 있다. 과거 과학자들은 영화 '스타워즈'에 등장한 타투인 행성처럼 태양이 두 개인 행성이 드물다고 생각했지만, 최근 연구 결과는 쌍성계 주변 행성이 생각보다 드물지 않다는 사실이 확인됐다. 과학자들은 쌍성계 주변 행성이 어떻게 생성되고 안정적으로 두 개의 별 주위를 공전하는지 연구 중이다. 네덜란드 레이던 대학의 연구팀은 지구에서 600광년 떨어진 CS 차(Cha) 쌍성계 주변에서 거대 행성이 생성되는 장면을 포착했다. 이 쌍성계는 이제 막 태어난 아기별로 주변에는 아직 가스와 먼지 원반이 존재한다. 이 원반 중심에 지구 태양 거리의 30배 지름의 빈 공간이 있고 여기 CS 차 쌍성계가 공전하고 있다. 연구팀은 칠레의 고산지대에 있는 VLT 망원경에 설치된 특수 장비로 이 쌍성계 주변을 관측해 지구 태양 거리의 214배 정도 되는 거리에 있는 천체를 발견했다. 이 천체는 별이 아니라 목성보다 질량이 큰 거대 행성인 슈퍼 목성이나 혹은 별과 행성의 중간 단계인 갈색왜성인 것으로 보인다. 연구팀은 과거 허블 우주망원경과 VLT 관측 데이터를 다시 확인해 이 천체의 희미한 흔적을 찾아냈다. 그리고 그 궤도를 분석해 이 천체가 우연히 주변을 지나가던 것이 아니라 실제로 쌍성계 주변을 공전하고 있다는 사실을 확인했다. 흥미로운 사실은 이 천체 역시 주변에 상당히 큰 디스크를 지니고 있어 미래에 목성이나 토성보다 더 복잡하고 거대한 위성 시스템을 지닐 가능성이 높다는 점이다. 만약 이 천체가 슈퍼 목성형 거대 행성이라면 쌍성계 주변 행성과 위성의 생성을 동시에 포착한 셈이다. 현재까지 외계 위성의 정보가 매우 부족한 점을 생각하면 상당히 흥미로운 발견이다. 다만 이 동반 천체의 더 정보를 알기 위해서는 더 높은 성능을 지닌 차세대 망원경의 힘이 필요하다. CS 차 시스템은 앞으로 발사될 제임스 웹 우주 망원경과 다른 차세대 망원경의 흥미로운 관측 목표가 될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

해왕성 너머 미지의 영역인 카이퍼벨트(Kuiper Belt·태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)에 존재하는 희한한 소행성이 확인됐다. 　 최근 영국 퀸즈대학 등 공동연구팀은 카이퍼벨트에 존재하는 소행성 '2004 EW95'가 과거 화성과 목성 사이에 있다가 태양계 외곽으로 쫓겨난 천체로 보인다는 연구결과를 발표했다. 다소 길쭉한 모양의 이 소행성은 폭이 300㎞ 정도로 지구에서는 무려 40억㎞ 가량 떨어진 카이퍼벨트에 위치해 있어 관측이 쉽지않다. 지난 2004년 허블우주망원경을 통해 인류와 처음 '조우'했으나 발견 당시부터 학계의 논쟁을 일으켰다. 반사되는 파장이 기존의 카이퍼벨트의 얼음 천체와는 달랐기 때문이다. 카이퍼벨트 지역은 태양의 빛이 미치지 못해 매우 춥고 어둡다. 이같은 이유로 이곳에는 얼음 천체들이 모여있으며 가끔 지구 상에서 관측되는 혜성의 고향도 바로 이곳이다. 이번에 연구팀은 유럽 남방천문대의 초거대망원경(VLT)을 이용해 2004 EW95의 재분석에 나섰다. 그 결과 2004 EW95가 탄소가 풍부한 암석형 소행성이라는 사실이 새롭게 드러났다. 또한 연구팀은 산화 제2철과 엽상(葉狀) 규산염도 찾아냈는데 이는 화성과 목성사이 소행성대의 천체에서 주로 발견된다. 결과적으로 태양계가 형성되던 초기, 소행성 대에 있던 2004 EW95가 어떤 '원인'으로 인해 수십 억㎞ 떨어진 태양계 끝자락까지 이동했다는 가설이 합리적인 설명이다. 그렇다면 그 원인은 무엇일까? 연구팀은 이를 '그랜드 택 가설'(Grand Tack hypothesis)에서 찾았다. 이 이론에 따르면 태양계 형성 초기 가스행성인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성은 서로 간에 가깝게 위치해 있었으며 태양과도 거리가 지금보다 가까웠다. 그러나 행성들이 서로 근접했다가 어떤 힘에 의해 멀어지면서 이 과정에서 남은 물체를 태양계 끝으로 밀어냈다는 주장이다. 논문의 선임저자 톰 시컬은 "2004 EW95는 움직일 뿐 아니라 너무 먼 곳에 있어 매우 희미하게 보인다"면서 "카이퍼벨트에서 이같은 성분의 소행성이 발견된 적은 없었다"고 설명했다. 이어 "2004 EW95는 그랜드 택 가설의 주요한 증거가 될 수 있다"면서 "태양계 형성의 비밀을 밝혀 줄 원시 태양계의 유물"이라고 덧붙였다.　 이번 연구결과는 '천체물리학 저널 레터'(Astrophysical Journal Letters) 최신호에 발표됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

허블 우주 망원경은 천문학을 한 단계 끌어올린 획기적인 망원경이었다. 1990년대부터 맹활약을 펼친 허블우주망원경 덕분에 천문학자들은 우주의 놀라운 비밀들을 파헤칠 수 있게 됐다. 하지만 세월이 흘러 이제 허블우주망원경보다 더 강력한 망원경이 필요해졌다. 이제 발사를 앞둔 제임스 웹 우주 망원경은 2.4m 구경의 허블우주망원경보다 훨씬 큰 6.5m 지름의 반사경을 지녀 천문학의 수준을 한 단계 더 끌어올릴 것으로 기대되고 있다. 하지만 10조 원에 달하는 엄청난 비용으로 논란이 된 적이 있다. 앞으로 천문학의 발전을 위해서는 더 강력한 우주 망원경이 필요한데, 제임스 웹 우주 망원경보다 더 큰 망원경의 발사 비용을 어떻게 감당할지 고민인 것이다. 미 항공우주국(NASA)은 제임스 웹 우주 망원경의 후속으로 12m 지름의 반사경을 지닌 고해상도 우주 망원경 HDST(High-Definition Space Telescope)를 검토 중이지만, 비용 문제가 큰 걸림돌이다. 따라서 NASA는 대안적인 우주 망원경 기술에 대한 연구를 지원하고 있다. 코넬 대학의 드미트리 사브란스키와 그 동료들은 우주에서 스스로 조립되는 모듈식 우주 망원경을 제안했는데, NASA는 NIAC(NASA Innovative Advanced Concept) 1단계 사업으로 이 연구를 지원하기로 결정했다. 개념은 매우 간단해서 30m 크기의 반사경을 한 번에 발사하는 것이 아니라 1,000개로 쪼갠 후 우주에서 조립하는 것이다. 이미 지상에 건설되는 10m 이상 대형 망원경은 한 번에 반사경을 만들기 어렵기 때문에 여러 개의 육각형 거울을 이어 붙이는 방식으로 제작되고 있다. 제임스 웹 우주 망원경 역시 작은 육각형 거울을 접어서 발사했다가 우주에서 펼치는 방식이다. 그렇다면 차라리 작은 조각을 나눠서 발사하자는 주장도 설득력이 있다. 작은 조각들이 서로 결합하는 방식을 사용할 경우 망원경의 크기를 이론적으로 무한대로 확장할 수 있을 뿐 아니라 수리가 편리해지고 무엇보다 한 번에 모든 것을 걸지 않아도 되는 장점이 있다. 그런 일은 없어야 하겠지만, 만약 제임스 웹 우주 망원경이 발사과정에서 문제가 생기면 엄청난 시간과 비용을 들여 개발한 망원경을 사용 못 하게 될 수 있다. 하지만 모듈 구조는 여러 번 나눠서 발사하기 때문에 이와 같은 위험을 분산시킬 수 있으며 한 번 발사에 실패해도 프로젝트 전체가 실패하지 않는다. 하지만 사람의 도움 없이 작은 반사경 조각들이 우주에서 결합해서 하나의 큰 반사경으로 작동하는 기술은 아무도 성공한 적이 없는 미지의 영역이다. NASA는 1단계에서 13.5만 달러의 자금을 지원해 개념을 검증하고 타당성이 있다고 생각하면 실제 프로토타입까지 개발하는 2단계 프로젝트로 진행할 계획이다. 여기서 기술적 가능성이 검증되면 실제 모듈 몇 개를 우주에 발사해 실현 가능성을 최종적으로 검토하게 될 것이다. 이 단계까지는 상당한 시간이 소요될 것으로 보이는데, 28년이나 현역으로 활동하는 허블우주 망원경처럼 제임스 웹 우주 망원경도 바로 교체하기 어렵기 때문에 시간은 충분할 것이다. 천문학의 발전은 망원경의 발전과 함께했다고 해도 과언이 아닐 것이다. 태초 우주에 어떤 일이 있었는지, 생명체는 지구에만 존재하는지 같은 근원적인 질문에 답하기 위해서 과학자들은 지금보다 훨씬 크고 강력한 차세대 망원경이 필요하다. 물론 쉽지 과제지만, 인류는 언젠가 해답을 찾아낼 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

대기가 헬륨가스로 가득 찬 새로운 외계 행성에 학계의 관심이 쏠리고 있다. 영국 엑서터대학교 연구진이 지난해 발견한 이 행성의 이름은 WASP-107b로, 지구에서 200광년 가량 떨어진 곳에 위치해있다. 밀도가 매우 낮으며 크기는 목성과 비슷하지만 질량은 12% 더 크다. 표면온도는 500℃ 정도. 연구진이 허블우주망원경을 이용해 지속적인 연구를 실시한 결과 이 행성의 대기가 헬륨가스로 가득 차 있다는 사실이 새롭게 확인됐다. 연구진은 이 행성의 대기 성분을 알아보기 위해 흡수분광법을 활용했다. 흡수분광법은 빛을 비춰 반응하는 것을 해석하는 방식으로, 이때 물체(혹은 대기)가 흡수한 흡광도(스펙트럼)를 분석하는 것이다. 이 행성 대기에 가득 차 있는 헬륨은 우주에서 가장 흔하게 찾을 수 있는 성분 중 하나이며, 질량이 큰 행성의 대기에 주로 헬륨이 있다는 사실을 가정으로 삼아왔다. 다만 이를 직접 확인하고 입증하는 것에 어려움을 겪었는데, 헬륨 가스가 우리 태양계외 행성의 대기에도 존재한다는 사실이 밝혀진 것은 이번이 처음이다. 이번 연구는 과학자들에게 외계 행성을 연구하는 새로운 길을 제시한다는 평가를 받고 있다. 뿐만 아니라 외계 행성에서 생명체를 탐색하거나 인류의 기원을 찾는데도 도움이 될 것으로 기대를 모았다. 연구를 이끈 엑세터대학의 제니카 스페이크 박사는 “헬륨가스가 WASP-107b 대기 아래쪽에 매우 풍부하다는 사실을 확인했다”면서 “우리는 적외선과 자외선을 이용해 분석하는 기술로서 더 많은 정보를 얻어낼 수 있다. 더불어 외계생명체에 대한 정보를 얻는데도 도움이 될 것”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 세계적인 학술지인 ‘네이처’에 게재됐다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

불과 몇 년 전만 해도 일반 대중에게 생소하던 개념인 머신 러닝이나 딥러닝 같은 용어가 이제는 일상적인 단어가 되었습니다. 국내에서는 알파고 이후 인지도가 급격히 높아졌지만, 알파고가 아니라도 이미 구글을 비롯한 주요 IT 기업들이 이를 적극적으로 도입하고 있어 결국 시대의 화두가 되는 것은 시간문제였다고 할 수 있을 것입니다. 그 적용 범위도 단순히 검색이나 안면 인식을 넘어 이제 의료 데이터 분석이나 자산 관리 등 과거 컴퓨터가 할 수 없던 분야까지 확산되고 있습니다. 일부에서는 이로 인해 일자리가 줄어들지 않을까 하는 걱정도 있지만, 다른 한편으로는 사람을 위해 일하는 똑똑한 비서가 생기는 장점도 있습니다. 특히 과학이나 의료 부분 전문가를 도와줄 인공 지능에 대해 기대가 큽니다. 그 대표적인 분야 중 하나가 천문학입니다. 다른 과학 분야와 마찬가지로 천문학 역시 관측기기의 발전으로 인해 갈수록 과학 데이터의 양이 폭발적으로 증가하고 있습니다. 우리 은하에만 수천억 개의 별이 있고 우주에는 이보다 더 많은 은하가 있다는 점을 생각하면 천문 관측 데이터의 폭발적인 증가는 필연적입니다. 하지만 수백만 장에 달하는 관측 이미지를 사람이 수작업으로 분류하고 분석해서 과학적으로 의미 있는 결론을 도출해내는 일은 이제 점점 한계에 도달하고 있습니다. 이런 빅데이터 분석에는 인공 지능의 도움이 필요합니다. 미국 캘리포니아 대학 산타크루즈 입자 물리학 연구소(SCIPP)의 조엘 프리맥 교수가 이끄는 연구팀은 딥러닝 기법으로 멀리 떨어진 젊은 은하들을 분류하는 연구를 진행했습니다. 딥러닝은 이미지 인식에서 특히 탁월한 효과를 입증했기 때문에 이런 목적으로 가장 제격입니다. 연구팀은 허블우주망원경으로 찍은 흐릿한 은하 이미지를 인식하고 분류하는 작업을 학습시켰습니다. 확실한 학습 효과를 검증하기 위해 연구팀은 VELA 시뮬레이션을 이용해서 여러 단계에 있는 은하의 모습을 재구성하고 이를 'Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey'(CANDELS) 프로젝트에서 얻은 허블망원경 이미지와 비슷하게 열화시킨 후 학습시켰습니다. 그 결과 연구팀이 만든 딥러닝 알고리즘은 시뮬레이션 된 은하 이미지와 실제 은하 이미지 모두 정확하게 인식하고 분류하는 것으로 나타났습니다. '블루 너깃'(blue nugget)이라는 단계와 그 이전 및 이후 상태의 은하를 인식하고 분류하는 작업을 자동화할 수 있게 된 것입니다. 이를 통해 사람의 힘으로 분류하기 어려운 수많은 은하 이미지를 연구 목적에 맞게 분류하고 체계적으로 분석할 수 있을 것으로 기대됩니다. 연구팀은 지금보다 사실 미래에 더 큰 기대를 걸고 있습니다. 앞으로 발사 예정인 제임스 웹 우주 망원경을 비롯해 차세대 우주 관측 장비들은 기존의 관측 장비와 비교해서 엄청난 양의 데이터를 생성할 것입니다. 수십억 개의 은하나 별을 사람이 눈으로 보고 분류하고 분석하는 일은 사실상 불가능하지만, 컴퓨터라면 가능할 것입니다. 최근 급속히 발전한 딥러닝 기술의 힘으로 과학자들은 우주를 더 잘 이해할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 물론 이는 천문학만의 이야기가 아닙니다. 현재 엄청난 양의 빅데이터를 생산하고 있는 여러 과학의 분야에서 인공 지능의 역할이 점점 커질 것으로 예상합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

외계행성 중 손에 꼽을만한 '우주에서 가장 어두운 행성'이 발견됐다. 최근 영국 킬 대학교 연구팀은 우리의 목성과 유사한 외계행성 'WASP-104b'가 빛을 최대 99%까지 흡수해 우주에서 가장 어두운 행성에 꼽힌다는 논문을 발표했다. 크기도 목성만한 WASP-104b는 사자자리 방향으로 약 466광년 떨어진 별(항성)인 WASP-104의 주위를 도는 기체 행성이다. 처음 발견된 것은 지난 2014년으로 당시에 전문가들은 빛을 약 60% 정도 흡수하는 것으로 추측해왔다. 이번에 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 케플러 우주망원경의 데이터를 바탕으로 분석한 결과 WASP-104b가 빛을 최대 99% 흡수한다고 결론지었다. 결과적으로 너무 어두워 거의 보이지 않는 행성인 셈이다. 물론 WASP-104b가 빛을 거의 반사하지 못하는 이유는 있다. 연구팀은 그 원인으로 증발상태의 나트륨과 칼륨 등이 행성 대기에 다량 함유돼 있어 빛을 흡수해 행성 자체를 어둡게 하는 것으로 추측하고 있다. 또 하나 흥미로운 사실은 WASP-104b와 항성과의 거리로 두 천체는 불과 430만㎞ 떨어져있다. 우리의 태양과 가장 가까운 수성이 약 5800만 km 떨어져 있다는 것과 비교해 보면 얼마나 가까이 있는지 알 수 있는 대목. 이 때문에 전문가들은 이같은 외계행성을 ‘뜨거운 목성’(hot Jupiter)이라는 별칭으로 부른다. 연구를 이끈 테오 모치닉 박사는 "지금까지 발견된 것 중 탑3에 들어갈 만큼 가장 어두운 행성"이라면서 "실제 우주에서는 희미하게 자주색으로 보일 수 있다"고 설명했다. 이어 "대부분의 뜨거운 목성은 빛을 40% 정도 반사하지만 WASP-104b의 경우는 매우 극단적인 경우"라고 덧붙였다. 한편 WASP-104b처럼 어두운 행성으로는 지구에서 750광년 떨어진 ‘TrEs-2b'가 있는데 역시 99% 가까이 빛을 흡수해 '다크나이트'라는 별칭으로도 불린다. 전문가들이 이렇게 어두운 행성을 발견할 수 있는 것은 ‘트랜싯’(transit) 현상을 이용하기 때문이다. 일반적으로 행성은 스스로 빛을 내지 않기 때문에 주위 별 빛으로 그 존재가 확인된다. 행성이 항성 앞을 지나가는 경우 잠시 빛이 잠식되는 현상이 발견되는데 이같은 현상을 트랜싯이라 부른다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

이른바 ‘슈퍼지구’로 불리는 외계행성은 질량이 우리 지구보다 큰 암석행성으로, 생명체가 존재할 가능성이 크다고 알려져있다. 그러나 이같은 외계행성에 살고있을 지 모를 외계인들이 오히려 지구인보다 우주로 진출하기 어려운 환경에 살고있다는 주장이 나왔다. 최근 독일 존네베르그천문대의 미하엘 히프케 연구원은 슈퍼지구에서 아폴로 달 탐사 임무에 상응하는 기존 로켓을 발사하려면 약 44만 t의 연료가 필요하다고 밝혔다. 이는 이집트 기자에 있는 대피라미드 질량에 해당하는 엄청나게 많은 양이다. 그는 “더 큰 행성(슈퍼지구)에서 우주 비행을 하려면 비용이 기하급수적으로 올라갈 것”이라면서 “이는 지구보다 질량이 큰 슈퍼지구의 강한 중력 때문"이라고 설명했다. 히프케 연구원은 슈퍼지구에서 일반적인 로켓을 발사하는 것이 얼마나 어려운 일인지 알아보기 위해 우리 지구보다 질량이 약 70% 더 큰 가상의 슈퍼지구에서 벗어나는 데 필요한 로켓의 크기를 계산했다. 이 가상의 슈퍼지구는 지구에서 약 950광년 거리에 있는 외계행성 케플러-20b와 유사한데 이곳에서 대기권을 벗어나려면 로켓의 속도가 지구에서보다 약 2.4배 더 빨라야 하는 것으로 나타났다. 이같은 세계에 사는 외계인들은 일반적인 로켓을 발사하는 데 한 가지 큰 문제에 직면하는 데 그건 바로 연료 무게다. 슈퍼지구에서 일반적인 로켓을 발사하려면 많은 연료가 필요하고 이 때문에 로켓이 더 무거워진다는 것. 히프케 연구원은 스페이스닷컴과의 인터뷰에서 “우리가 우주 비행을 하기에 얼마나 가벼운 행성에 살고 있는지를 깨닫고 놀랐다”면서 “슈퍼지구에 외계문명이 있다면 그들은 운이 좋지 않을 수도 있다”고 말했다. 또한 이번 연구에서는 현재 가장 성능이 좋은 스페이스X의 팰컨 헤비 로켓을 사용해 제임스웹우주망원경과 같은 적재물을 대기권 밖으로 쏘아올리려면 가장 큰 항공모함의 질량과 맞먹는 6만 t의 연료가 필요한 것으로 나타났다. 그는 “슈퍼지구에 문명이 있어도 별을 탐사할 가능성은 우리보다 훨씬 더 적다”면서 “이에 외계인들은 우주선을 발사하는 대신 레이저나 전파 망원경을 사용해 성간 소통을 할 것”이라고 주장했다. 물론 일반 로켓이 아닌 방법으로도 궤도에 도달할 방법은 있다. 지상에서 우주에 떠 있는 정지궤도까지 거대 케이블로 연결해 우주 엘리베이터를 건설하는 것이다. 하지만 이 역시 제한적인 요소가 있는데 그것은 바로 케이블 소재의 강도에 있다. 오늘날 우리가 아는 가장 적합한 물질은 탄소 나노 튜브인데 이는 지구의 중력을 겨우 견딜 수 있기 때문이다. 또한 이보다 강한 물질이 물리적으로 가능한지는 아직 불분명하다고 한다. 또 다른 가능성은 ‘핵 펄스 추진’(nuclear pulse propulsion)으로, 원자력의 폭발 에너지로 추진하는 엔진을 이용하는 것이다. 이 전략은 일반적인 로켓보다 훨씬 더 큰 추진력을 제공해 질량이 10배 이상인 슈퍼지구를 벗어날 유일한 방법이 될 수 있다고 히프케 연구원은 말했다. 하지만 원자력 우주선은 기술적인 문제뿐만 아니라 정치적인 문제에도 직면할 것이라고 한다. 그는 “로켓 발사가 실패할 위험은 일반적으로 1%밖에 안 되지만 이는 환경에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 다른 선택 사항이 없는 주력 프로젝트에서 한 사회가 이런 위험을 감수하리라 상상하긴 어렵다”고 말했다. 이번 연구논문은 국제천문학저널(International Journal of Astrobiology) 온라인판 12일자에 게재됐다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

마치 신이 물감으로 그린듯한 환상적인 성운의 모습이 영상으로 공개됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)은 허블우주망원경이 촬영한 아름다운 성운의 모습을 사진과 영상으로 소개했다. 마치 우주선을 타고 여행을 하는듯 느껴지는 영상 속 성운은 별 탄생의 요람인 ‘석호 성운’(Lagoon Nebula)이다. 석호 성운은 지구로부터 약 4000광년 떨어진 궁수자리에 위치해 있으며, 작은 망원경으로도 관측이 가능할만큼 밝고 화려한 발광성운(發光星雲·주위의 열을 받아 스스로 빛을 내는 성운)이다. 특히 영상 속 중앙에는 성운 속에 감춰진 십자 모양으로 빛나는 별 하나가 존재한다. 나이가 불과 100만 년에 불과한 이 별의 이름은 ‘허셀 36’(Herschel 36). 우리 태양의 나이가 50억년 인 것과 비교하면 아기에 불과한 별이지만, 허셀 36은 지름이 태양보다 9배는 더 크고 20만 배나 더 밝다. 다만 향후 수명이 500만 년에 불과해 말 그대로 짧고 굵게 생을 마감할 것으로 보인다. 영상에는 아름답고 평화로운 성운의 모습이 장중한 음악과 함께 담겨있지만 사실 이 속은 그야말로 지옥이다. 가운데 허셀 36을 중심으로 강력한 가스와 먼지가 폭풍처럼 휘몰아치기 때문인데 놀랍게도 이 과정에서 수많은 별들과 천체들이 탄생한다.　 이번에 공개된 석호 성운의 사진과 영상은 허블우주망원경의 28번 째 생일을 자축하기 위해 공개된 것이다. 대기의 간섭없이 멀고 먼 우주를 관측하기 위해 제작된 허블우주망원경은 지난 1990년 4월 25일 NASA의 디스커버리호에 실려 우주로 나갔다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난 1990년 4월 25일. 우주의 심연을 들여다 보고 싶은 인류의 꿈을 담은 우주망원경 한 대가 미 항공우주국(NASA)의 디스커버리호에 실려 힘차게 날아올랐다. 바로 다음 주 28번째 생일을 맞는 '허블우주망원경'(Hubble Space Telescope)이다. NASA와 유럽우주국(ESA)이 개발한 허블우주망원경은 대기의 간섭없이 멀고 먼 우주를 관측하기 위해 제작됐다. 허블우주망원경의 지름은 2.4m, 무게 12.2t, 길이 13m로, 지금도 지상 569㎞ 높이에서 97분 마다 지구를 돌며 먼 우주를 관측하고 있다. 최근 NASA는 허블우주망원경의 28번째 생일을 자축하는 환상적인 천체 사진을 공개했다. 매해 이맘 때 생일카드처럼 공개하는 이 사진은 물론 허블우주망원경이 과거에 촬열한 명작 사진이다. 이번에 공개한 사진은 별 탄생의 요람으로 알려져있는 '석호 성운'(Lagoon Nebula)이다. 마치 신이 물감으로 그린듯한 석호 성운은 지구로부터 약 4000광년 떨어진 궁수자리에 위치해 있으며, 작은 망원경으로도 관측이 가능할만큼 밝고 화려한 발광성운(發光星雲·주위의 열을 받아 스스로 빛을 내는 성운)이다. 특히 사진 속 중앙에는 십자 모양으로 빛나는 별 ‘허셀 36’(Herschel 36)이 자리잡고 있는데 우리 태양보다 4만 배는 더 뜨겁고 20만 배나 더 밝다. 사진 상으로는 아름답고 평화롭게 보이지만 사실 성운 속은 그야말로 아비규환이다. 가운데 별을 중심으로 강력한 가스와 먼지가 폭풍처럼 휘몰아치는데 놀랍게도 이 과정에서 수많은 별들과 천체들이 태어난다. 　 한편 허블우주망원경은 28년 간 100만 건이 넘는 관측 활동을 벌였으며 이를 통해 천문학자들은 1만 2000건 이상의 논문을 발표했다. 그간 몇 번의 수리 과정을 거치는 우여곡절을 겪었지만 허블우주망원경은 지상 천체망원경보다 10~30배의 해상도를 가진 사진을 지금도 충실히 전송해오고 있다. 그러나 허블우주망원경도 2020년이면 후임인 ‘제임스웹 우주망원경’(JWST)에게 임무를 넘겨 줄 예정이다. 다소 생소한 이름의 JWST는 허블우주망원경의 후계자로 NASA를 비롯 ESA와 캐나다우주국(CSA)이 공동으로 참여해 개발했다. 차세대인 만큼 JWST의 성능은 역대 최강이다. 허블우주망원경과 비교해 보면 성능이 무려 100배에 달하기 때문이다. JWST의 중량은 허블의 절반 수준인 6.4t이지만, 주경(primary mirror)은 허블보다 2.5배 큰 6.5m에 달한다. 이를 통해 NASA는 빅뱅 후 2억 년이 지난 초기 우주의 모습을 볼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

과연 우주에 외계생명체가 혹은 인류가 거주할 만한 지구와 비슷한 환경의 행성이 있는지 찾아나설 차세대 사냥꾼이 발사된다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 오는 16일(현지시간) 플로리다 주 케이프커내버럴 공군기지에서 우주망원경 '테스'가 발사된다고 밝혔다. 차세대 외계행성 탐색 우주망원경인 테스(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)는 지금까지 임무를 수행해 온 케플러 우주망원경의 후임이다. 지난 2009년 발사된 케플러 우주망원경은 외계 행성 탐사에 혁명이라고 불릴 만큼 큰 성과를 거뒀다. 지금까지 확인된 외계행성만 2342개, 또한 2245개의 외계행성 후보가 케플러 우주망원경의 '작품'이다. 이중 수십 개는 지구와 비슷한 크기와 환경을 가지고 있을 가능성이 높다. 그간 케플러 우주망원경이 심각한 고장에도 임무를 성실히 수행하는 사이 지구 상에서는 이를 대신할 더 강력한 행성 사냥꾼을 준비해왔다. 그 결실이 바로 TESS로 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓다. 기존 케플러 우주망원경이 우리은하에 있는 수천 억개의 별 가운데 극히 일부인 15만 개의 별 주변에서 많은 행성을 찾아낸 반면 TESS는 20만 개의 별이 조사 범위다. 16일 예정대로 발사되면 TESS는 지구 고궤도에 올라가 13.7일에 한 바퀴 씩 지구를 돌면서 300~500광년 떨어진 별들을 집중 조사할 예정이다. 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. 이어 학자들은 추가 관측을 통해 외계 행성의 존재를 최종 판단하는데 향후 이 임무는 2020년 발사 예정인 '제임스 웹 우주망원경'(JWST·James Webb Space Telescope)이 맡는다. JWST 역시 허블우주망원경의 후임으로 외계 행성의 대기에서 수증기, 메탄 및 기타 가스를 스캔할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 곧 SF영화처럼 인류가 거주할 '제2의 지구'를 찾는 것이 궁극적인 목적인 셈이다. 테스 미션의 수석과학자인 조지 리커 박사는 "오랜시간 수많은 천문학자들이 외계행성을 조사해왔으며 이는 세대를 뛰어넘는 미션"이라면서 "2년 간의 테스 임무기간 동안 케플러와 마찬가지로 수천 개의 외계행성을 찾아낼 수 있을 것"이라고 기대감을 표시했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

중력이 만든 '빛의 마술'이 허블우주망원경에 포착됐다. 지난 6일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경이 찾아낸 '아인슈타인 고리'(Einstein ring)를 사진으로 공개했다. 사진 속 원 모양으로 동그랗게 보이는 것이 바로 아인슈타인 고리다. 아인슈타인은 103년 전 발표한 일반 상대성이론에서 강한 중력은 빛도 휘게 해서 렌즈역할을 할 수 있다고 예언했다. 이후 천문학자들은 개기일식 때 태양 주변을 지나는 별빛의 경로가 변하는 것을 관측하면서 아인슈타인의 이론을 실제로 검증했다. 이 중력렌즈는 사물을 확대하는 점에서는 돋보기와 유사해 어주 멀리 떨어진 은하를 보다 밝게 보이게 만든다. 다만 초점이 없기 때문에 빛이 한곳에 모이지 않고 여러 개의 상을 만든다. 곧 이 중력렌즈는 사물을 확대하는 점에서는 '우주의 돋보기'인 셈으로 이 역할을 해주는 것이 바로 수많은 은하들이 중력으로 뭉친 은하단이다. 이번에 NASA가 공개한 사진 속에서 우주돋보기 역할을 한 것이 'SDSS J0146-0929'라는 이름의 은하단이다. 약 수백 만 개의 은하들이 중력으로 뭉쳐진 이 은하단이 중력렌즈 역할을 해 그 뒤 멀리 떨어진 은하의 빛을 왜곡시켜 이같은 고리를 만든 것이다. 이처럼 중력렌즈에 의해 확대된 천체들이 고리 모양으로 보일 때는 아인슈타인 고리, 물체가 4개로 복사되어 보이는 경우도 있는데 이는 '아인슈타인 십자가'(Einstein Cross)라 불린다. 　 사진=ESA/Hubble & NASA; Acknowledgment: Judy Schmidt　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

과학기술정보통신부는 2일 “추락 중인 중국 우주정거장 ‘톈궁 1호’가 우리나라에 추락하지 않을 것으로 예측된다”고 밝혔다.이날 과기정통부에 따르면 톈궁 1호는 한국 시간으로 오전 9시 10분에서 10시 10분 사이 남대서양에 추락할 가능성이 크다. 대서양 외에 남태평양, 북아프리카, 서아시아 지역도 추락 가능 지역에 포함된다. 1957년 스푸트니크 1호 발사로 우주 시대가 열린 이래 지금까지 61년 가까이 인공위성, 로켓, 우주정거장, 우주망원경 등 사람이 만들어 우주공간에 보낸 ‘인공 우주물체’가 추락해 사람에 맞은 것으로 확인된 사례는 단 한 건 있었다. 1997년 1월 22일 새벽 3시 30분(현지시간) 미국 오클라호마주 털사에 사는 48세 여성 로티 윌리엄스씨는 집 근처 공원에서 친구 두 명과 함께 산책을 하다가 어깨에 뭔가가 살짝 닿는 것을 느끼고 뒤돌아보니 땅바닥에 시커멓게 그을린 금속성 물체가 떨어져 있었다. 크기는 손바닥보다 약간 더 컸고, 무게는 비어 있는 청량음료 캔 정도여서 바람이 약간만 세게 불면 날릴 정도로 가벼웠다. 그는 발로 이 물체를 차서 불빛이 있는 곳으로 옮겨서 정체를 확인한 후 조심스럽게 장갑을 끼고 이 물체를 집어올려 자신이 타고 온 트럭에 실었다. 날이 밝자 지역 도서관과 미국 주방위군(National Guard)에 이 물체의 정체가 무엇인지 전화를 걸어 문의했다. 미국 우주방위사령부가 그날 오전 3시 30분 미국 남부 상공에서 델타 Ⅱ 로켓의 잔해가 대기권에 재진입했다는 사실을 확인했다. 이 로켓은 9개월 전인 1996년 4월에 군사위성을 쏘아 올리는 데 쓰였다. 이 로켓 잔해 중 덩치가 큰 것은 털사에서 300여km 떨어진 텍사스에서 발견됐다. 윌리엄스 씨의 어깨를 스친 물체는 델타 Ⅱ 로켓이 대기권에 진입하면서 강한 열과 충격으로 산산조각나서 타 버리고 남은 연료탱크의 일부로 보였다고 설명했다. 1979년 미국 우주정거장 스카이랩이 추락했을 때는 호주 일부 지역 주택의 지붕에 잔해가 내려앉았고, 사람이 살지 않는 지역이긴 하지만 수 m 크기의 산소 탱크가 발견되기도 했다. 인명 피해는 물론 없었다. 그 외에도 다른 인공 우주물체가 추락한 후 크기가 큰 잔해가 발견된 적이 여러 차례 있으나 사람에게 맞은 적은 없다. 지금 추락하고 있는 톈궁 1호의 질량은 스카이랩(77t)의 9분의 1에 불과하고, 큰 잔해가 남을 확률은 높지 않은 것으로 보인다. 만약 톈공 1호가 추락한 잔해로 의심되는 물체를 발견하게 될 경우, 절대로 맨손으로 만져서는 안 된다는 것이 NASA나 국내외 방재당국의 설명이다. 유독 물질이 묻어 있을 수 있기 때문이다. 곧바로 신고해서 소방당국 등의 방재 전문가들이 처리하도록 하는 것이 가장 바람직하고, 불가피한 경우에는 장갑을 끼고 다뤄야 한다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

미국 항공우주국(NASA)이 27일(현지시간) 제임스 웹 우주망원경(James Webb Space Telescope)의 발사를 2020년 5월로 연기한다고 발표했다. NASA는 높은 기대를 받은 망원경이 “현재 성공적인 임무를 확실히 하는데 더 많은 시간이 필요한 최종 통합 및 실험 단계를 밟고 있다”고 성명을 냈다. 제임스 웹 우주망원경의 발사는 이전에 한번 2019년으로 연기되었다. NASA는 “새 발사 준비 날짜가 정해지면, 예상된 80억 달러(한화 약 8조 5000억원)의 개발비를 초과한 비용 평가를 공개할 것”이라며 더 명확한 최종 프로젝트 비용을 밝히지 않았다. 제임스 웹 우주망원경은 1961년~1968년에 재직한 나사의 제2대 국장의 이름을 따서 지어졌으며, 가장 성능이 좋은 망원경이다. 한편 허블이 1990년에 발사한 허블 우주망원경(Hubble Space Telescope)보다 100배나 더 감도가 우수한 제임스 웹 우주망원경은 태양계 외에 있는 외계행성의 대기를 더 정밀하게 탐사할 수 있을 것이다. 장관섭 프리랜서 기자 jiu670@naver.com

외계생명체를 찾을 가장 좋은 기회를 과학자들이 발견했을지도 모르겠다. 천문학자들이 태양계 근처 10여 개의 적색왜성 주변에서 슈퍼지구 후보를 15개나 무더기로 발견했다고 영국 일간 데일리메일이 12일(현지시간) 보도했다. 슈퍼지구는 지구처럼 액체 상태의 바다가 존재할 가능성이 커 과학 기술이 발전하면 인류가 살 수 있을 곳으로 평가된다. 그런데 슈퍼지구 후보가 우리 태양보다 어둡고 차가운 적색왜성들 주위에 깔려있던 것이다. 슈퍼지구 후보 중 한 곳은 ‘K2-155d’로 명명된 행성으로, 지구에서 200광년 거리에 있으며 우리 지구보다 1.6배 크지만, ‘어머니 별’이 되는 주성의 거주 가능 영역에 속한다고 한다. 사실 과학자들은 오랫동안 적색왜성 주변은 슈퍼지구 탐사에서 제외했다. 그 주위를 공전하는 행성들은 거주 가능 영역이 좁기 때문이다. 대부분 행성이 주성에 너무 가까이 있어 한쪽은 너무 뜨겁고 다른 한쪽은 너무 차가워 생명체가 살기에 적합하지 않다는 것이다. 하지만 천문학자들이 미국항공우주국(NASA) 케플러 우주망원경의 두 번째 임무 ‘K2’ 조사 자료를 분석해 찾아낸 슈퍼지구 후보들은 관련 연구자들에게 적색왜성 주변 행성들의 생성과 진화 과정을 보여줘 크게 유용할 수 있다. 이번 연구에서 천문학자들은 기후 시뮬레이션을 기반으로 K2-155d와 같은 몇몇 행성의 지표면에 액체 상태의 물이 있어 지구와 비슷할 것이라고 추정한다. 물론 연구자들이 주성의 크기와 온도를 좀 더 정확하게 알아낼 때까지는 이런 행성이 실제로 생명체가 살기에 적합한 환경이 조성돼 있는지 확신할 수는 없다. 이를 알아내려면 더 많은 연구가 필요할 것이라고 관련 연구자들은 말한다. 이번 연구를 주도한 일본 공업대학의 히라노 데루유키 박사는 “우리의 시뮬레이션에서 행성의 대기와 구성은 지구와 비슷하다고 나오지만, 아직 확신할 수는 없다”면서 “현재 우리는 그곳에 갈 기술이 없지만, 미래 세대는 엄청나게 빠른 우주선으로 그곳에 도착하리라 생각된다”고 말했다. 현재 우리 인류에게 가장 빠른 우주선은 뉴허라이즌스호(號)다. 이 기체는 시속 5만1500㎞ 정도의 속도로 비행할 수 있는데 예를 들어 슈퍼지구 후보 K2-155d까지 가는데 400만 년 이상이 걸린다는 계산이 나온다. 현재 이번 연구의 주된 성과는 적색왜성을 공전하는 행성들이 태양형 행성을 공전하는 행성들과 놀라울 정도로 비슷한 특징이 있을지도 모른다는 점을 보여준다. 적색왜성은 태양형 항성보다 작고 상대적으로 차갑지만, 우리 은하에서 가장 흔하다. 이들은 광도가 낮아 종종 관측되지 않으므로 지구에서 맨눈으로 볼 수 없다. 현재 태양에서 가장 가까운 별 60개 중 50개가 이런 적색왜성이며 그중 가장 가까운 ‘프록시마 켄타우리’ 역시 적색왜성이다. 히라노 박사는 “적색왜성 주위 행성 수가 태양형 항성 주위 행성 수보다 훨씬 더 적다는 점에 주목하는 게 중요하다”면서 “적색왜성 세계, 특히 가장 차가운 적색왜성에 대한 연구는 이제 막 사작돼 이런 별은 앞으로 외계행성 탐사 연구에서 흥미진진한 목표가 될 것”이라고 말했다. 이번 연구 성과는 천문학 분야 최상위 학술지 ‘미국 천문학회 천문학 저널’(The Astronomical Journal) 최신호(2월23일자)에 실렸다. 사진=ESO(위), 도쿄 공업대학 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

목성의 붉은 폭풍인 ‘대적점’을 지금이라도 찬찬히 봐둬야겠다. 이 거대 폭풍은 현재 줄어들고 있으며 앞으로 10~20년 안에 사라질 수 있기 때문이다. 미국항공우주국(NASA)이 10억 달러를 투자해 쏴 올린 목성 탐사선 ‘주노’는 지난해 7월 대적점의 화려한 모습을 사진에 담아 우리에게 선물했다. 주노는 대적점에 그 어느 때보다 가까이 접근한 것이다. 천문학자들은 주노가 보내온 선물에 기뻐했다. 대적점은 현재 지구의 크기보다 크다. 과학자들은 이 거대 폭풍이 1600년대부터 소용돌이쳤으리라 추정한다. 반면 지구에서 가장 오랫동안 이어진 폭풍은 1994년 발생한 허리케인 ‘존’으로, 단 31일에 불과하다. 최근 미 온라인매체 비즈니스인사이더는 주노의 탐사 임무를 주도하고 있는 NASA 제트추진연구소(JPL)의 행성과학자 글렌 오턴 박사에게 왜 대적점이 오랫동안 계속됐는지 질문했다. 그러자 오턴 박사는 “그렇지 않다. 적어도 모든 부분이 그런 것은 아니다”고 답했다. 이와 함께 “대적점은 서로 다른 방향으로 움직이는 2개의 컨베이어 벨트에 끼워진 회전하는 바퀴로 상상하라. 대적점은 안정돼 오래 이어질 수 있다”면서 “왜냐하면 서로 다른 방향으로 부는 2개의 제트기류 사이에 끼워져 있기 때문”이라고 설명했다. 목성의 제트기류는 시속 300마일(약 480㎞)이 넘는 속도로 이동해 목성의 자전과 반대로 회전하는 폭풍에 큰 힘을 실어주고 있다. 이것이 “소용돌이에 운동량(momentum)을 제공하는 것”이라고 오턴 박사는 설명했다. 앞으로 다시 주노가 대적점 상공을 지나는 시기는 오는 4월이다. 그후 2019년 7월과 9월, 그리고 2020년 12월이 마지막이다. 하지만 주노가 지난해 7월 스쳐 지나갈 정도로 접근했을 때만큼 자세한 이미지를 촬영하는 것은 아니다. 오턴 박사는 “주노의 현재 궤도를 바꾸지 않는 한 지난번처럼 접근할 가능성은 없다”면서 “이는 대적점이 목성 대기에서 현재의 표류 속도를 유지한다는 가정 아래 계산된 것”이라고 말했다. ■ 대적점, 언제 사라지나? 몇십만 마일의 두꺼운 대기에 덮인 목성과 달리 지구에서는 폭풍이 몇백 년 동안 그 모습을 유지하는 사례는 없다. 대신 지구의 역동적인 대기는 바다와 육지 같은 특징과 밀접한 관련이 있다. 지구는 목성보다 크기가 작고, 자전 속도도 느리다. 참고로 목성은 10시간에 1번 회전한다. 따라서 폭풍 등 기상 상태는 너무 커지기 전에 지구의 제트기류에 의해 소멸된다. 하지만 오턴 박사는 “목성의 대적점도 끝이 다가오고 있다”면서 “사실 대적점은 오랜 기간에 걸쳐 줄어들고 있다”고 설명했다. 1800년대 후반에는 대적점의 폭이 3만5000마일(약 5만6000㎞)로 지구 지름의 4배였다. 하지만 1979년 보이저 2호가 목성을 통과했을 때, 그 지름은 지구의 2배 크기 정도로 줄었다. 오턴 박사는 ”이제 그 크기는 지구의 불과 1.3배에 불과하다”면서 “영원히 계속될 수 없다”고 말했다. 마찬가지로 태양계의 또다른 행성 해왕성에 있는 어두운 폭풍인 대흑점도 사라지고 있다는 것이 최근 허블 우주망원경의 관측으로 확인됐다. 스페이스닷컴에 따르면, 해왕성의 어두운 폭풍은 지구의 한 대륙만큼이나 컸지만, 몇 년 안에 사라질 수도 있다. 목성의 대적점에 남겨진 수명도 길지 않다. 오턴 박사는 “10년이나 20년 뒤 대적점은 커다란 붉은 원(Great Red Circle)이 될 것”이라면서 “아마 얼마 뒤에는 커다란 붉은 흔적(Great Red Memory)으로 남을 것”이라고 말했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

천문학자들이 우주 망원경을 이용해 바위로 만들어진 지구형 행성부터 목성과 토성 같은 기체형 행성까지 100개에 가까운 새로운 외계행성을 한꺼번에 발견해 화제가 되고 있다.덴마크공과대학(DTU)과 미국 하버드-스미소니언 천체물리학연구소, 프린스턴대, 캘리포니아공과대(칼텍), MIT, 항공우주국(NASA), 일본 도쿄대 등 국제공동연구팀은 NASA에서 운용하고 있는 케플러 우주망원경을 이용해 새로운 외계행성 95개를 무더기로 발견하고 공개 학술 데이터베이스인 ‘아카이브’ 15일자로 발표했다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘천문학 저널’에도 실릴 예정이다. ‘행성 사냥꾼’이라고 불리는 케플러 우주망원경은 지구에서 6500만㎞ 떨어진 곳에서 태양궤도를 돌면서 지구형 행성을 찾는 임무를 위해 2009년 발사됐다. 2012년 공식적인 임무 수명은 마쳤지만 2014년부터 외계의 지구형 행성 뿐만 아니라 소행성과 초신성을 비롯한 은하 중심부를 관측하는 ‘K2’라는 새로운 임무를 부여받아 운영되고 있다. 이번 발견으로 지금까지 K2 프로젝트로 발견한 외계행성은 314개가 됐다. 연구팀은 케플러우주망원경이 보내온 신호를 분석해 275개의 외계행성 후보 중 149개를 실제 외계행성으로 확인했고 그 중 95개는 그동안 발견되지 않은 완전히 새로운 외계행성이라는 사실을 밝혀냈다. 이번에 발견된 외계행성들은 지구처럼 바위로 이루어져 있고 지구보다 큰 것들부터 목성이나 토성처럼 가스로 뒤덮여 있고 지구보다 훨씬 큰 가스형 행성까지 다양한 형태라고 연구팀은 설명했다. 연구팀에 따르면 이번에 발견한 행성 중 하나는 지구처럼 ‘HD212657’이라는 항성(별) 주위를 10일 간격으로 공전하고 있어 지구와 비슷한 환경을 가진 ‘골디락스 행성’일 가능성이 높다고도 했다. 앤드류 메이요 DTU 연구원은 “외계행성은 천문학 분야에서 매우 흥미로운 주제”라며 “외계행성이 많이 발견될수록 태양계에 대해 더 많은 것을 알게 될 뿐만 아니라 우주 생성의 비밀에 가까워 질 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr