미국항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)이 허블 우주망원경으로 촬영한 ‘막대나선은하’에 속하는 아름다운 은하 ‘NGC 4639’의 사진을 12일 공개했다. 지구에서 7000만 광년 이상 떨어진 처녀자리 내부에 있는 이 은하는 처녀자리 은하단을 구성하는 1500여 개의 은하 중 하나다. 공개된 사진에서는 막대나선은하의 특징으로 밝게 빛나는 원형 은하핵을 가로 지르는 막대 구조를 명확하게 볼 수 있다. 이 구조는 나선은하의 약 3분의 2에서 관찰됐으며, 은하의 진화 과정에서 일반적으로 발생하는 단계로 여겨진다. 또한 이 은하의 나선 팔에는 활발하게 활동하는 별 형성 영역이 산재해 있다. 작은 보석처럼 빛나는 이 영역은 폭이 수백 광년에 걸쳐 있는데 수백 수천 개의 새롭게 탄생한 별들이 존재하고 있다. ‘NGC 4639’의 핵에는 주위의 가스를 삼켜 어둡게 만드는 거대한 블랙홀이 숨겨져 있다. 블랙홀은 대부분 은하의 중심부에 존재하는 것으로 추정된다. 블랙홀의 존재는 ‘활동은하핵’(AGN)을 통해 짐작할 수 있다. 이는 블랙홀이 주위 가스 물질을 중력 작용으로 끌어당긴 뒤 이따금 거대한 에너지를 방출하는 데 이때 밝게 빛나는 것을 말한다. 사진=NASA / ESA / Hubble 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

태양계 '큰형님' 목성의 남위 20° 부근에는 붉은색을 띤 타원형의 점이 존재한다. 사진 상으로 작게 보이지만 사실 우리가 사는 지구보다 더 큰 이 점의 이름은 ‘대적점’(大赤點·Great Red Spot). 최근 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경의 관측결과를 바탕으로 목성의 대적점이 점점 쪼그라들고 있다는 연구결과를 발표했다. 지난 1665년 처음 관측된 대적점은 목성의 대기현상으로 발생한 일종의 폭풍이다. 태양계에서 가장 강력한 폭풍으로 평가받는 대적점은 인간이 처음 목격한 지 300년이 지난 현재도 시속 540km의 속도로 불고있다. 더욱 놀라운 사실은 대적점의 크기다. 100년 전에는 약 4만 km의 크기로 지구보다 3배는 더 컸던 대적점은 이후 급격히 줄기 시작해 현재는 1만 6000km 수준으로 쪼그라들었다. 이번 NASA 연구에 따르면 관측이래 계속 줄어들던 목성의 대적점은 지난해와 비교하면 약 240km 정도 줄어들면서 점점 원형과 가까워지는 것으로 확인됐다. 　 연구를 이끈 NASA 고나드 우주비행센터 행성과학자 에이미 사이먼은 "우리는 매시각 목성의 바람, 구름, 폭풍 등 대기를 분석하며 변화를 관측하고 있다" 면서 "대적점은 관측 이래 계속 줄어들고 있으며 최근에는 붉은색 보다는 원형의 오렌지색을 띠고있다" 고 설명했다. 이어 “대적점의 기후는 지구와 비슷한 물리적 환경 속에서 작용하고 있는 것 같다" 고 덧붙였다. 　 그렇다면 대적점이 최소 300년 이상 지속되는 이유는 무엇일까? 사실 아직까지 학계에서는 이에대한 뚜렷한 답은 내놓지 못하고 있다. 여러 가설 중 하나는 가스 행성인 목성의 특성상 고체의 표면이 없기 때문에 지구처럼 태풍이 육지에 상륙한 뒤 에너지를 잃고 약해지는 현상이 일어나지 않는다는 것이다. 사진= NASA/ESA/Goddard/UCBerkeley/JPL-Caltech/STScI 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

남쪽 하늘 방향으로 약 1200만 광년 떨어진 '바다뱀자리'(constellation Hydra)에는 매우 거대하고 아름답게 빛나는 은하가 있다. 바로 나선형 ‘몸매’를 자랑하는 은하 M83이다. 대중적으로는 ‘남쪽 바람개비'(Southern Pinwheel)로 알려진 이 은하는 나선팔을 휘감은 검은 먼지와 파란색 성단(星團)으로 더욱 환상적인 자태를 뽐낸다. 사진 속 붉게 빛나는 점들은 별들이 생성되는 지역으로 이 모습 때문에 M83은 '1000개의 루비 은하'(Thousand-Ruby Galaxy)라는 별칭도 갖고 있다. 우리 눈에는 단 한장의 사진으로 보이지만 M83은 무려 4만 광년의 길이를 가지고 있으며 그 중심에는 일반적인 은하처럼 블랙홀을 가지고 있다. 지난해 미국과 호주의 천문학 공동연구팀에 따르면 M83 속에는 블랙홀 MQ1이 위치해 있으며 넓이가 약 100km에 불과한 매우 작은 크기라는 연구결과를 발표한 바 있다. 그러나 작다고 해도 블랙홀은 블랙홀이다. 연구팀에 따르면 MQ1은 우리 태양 질량의 10배에 달하며 두개의 강력한 제트(일종의 우주 에너지 분출)가 양쪽 방향으로 무려 20광년 거리의 에너지를 뿜어낸다. 연구에 참여한 호주 커틴대학교 로베르토 소리아 박사는 “블랙홀 MQ1은 별이 붕괴되면서 형성된 것”이라면서 “과거 연구에서는 매우 큰 블랙홀로 추측됐지만 이번 연구결과 매우 작은 것으로 확인됐다”고 설명했다. 공개된 이 이미지는 허블우주망원경, 스바루 망원경, 유럽남방천문대의 광대역 화상카메라의 합작품이다.　 사진=Subaru Telescope (NAOJ), Hubble Space Telescope, European Southern Observatory 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

아마 우주에서 이 은하 만큼 '사진발' 잘 받는 은하도 없을 것 같다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 멀고 먼 심우주 속에 원반 형태로 떠있는 일명 '솜브레로 은하'(Sombrero Galaxy)의 모습을 ‘오늘의 천체사진’(APOD)으로 소개했다. 처녀자리 방향으로 지구에서 약 2800만 광년 떨어진 곳에 위치한 이 은하(M104)는 특유의 둥그런 모습이 멕시코 전통모자인 솜브레로를 닮아 이같은 이름이 붙었다. 약 6도 정도 기울어진 이 모자챙의 너비는 상상하기도 힘들만큼 먼 거리인 약 5만 광년. 이 은하의 가장 큰 특징은 주위를 둘러싼 우주 먼지 고리다. 웅장한 이 먼지 고리 속에 수많은 젊은 별들이 있을 것으로 예상되지만 아직 그 속을 들여다보지는 못하고 있다. 또한 중심부에는 수십억 개의 늙은 별들이 뭉쳐 구상성단을 이루고 있으며 그 가운데 초질량 블랙홀이 자리잡고 있을 것으로 추정된다. 　 이 사진은 허블우주망원경과 스피처우주망원경의 합작품으로 작은 아마추어 망원경으로도 솜브레로 은하는 관측 가능하다. 　 사진=R. Kennicutt (Steward Obs.) et al., SSC, JPL, Caltech, NASA　 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

　인도가 천문 위성 발사에 성공한 세계 5번째 나라가 됐다. 　인도우주개발기구(ISRO)는 28일 인도 남동부 안드라프라데시 주(州) 스리하리코타 우주센터에서 자체 제작한 첫 천문 관측위성 ‘애스트로사트’(Astrosat)를 발사하는데 성공했다고 밝혔다. 이로써 인도는 미국과 일본, 러시아와 유럽연합(EU)에 이어 세계 5번째로 자체 제작한 천문 위성을 보유한 국가로서 우주 강국의 면모를 다시 한 번 세계에 드러냈다. 　이날 위성 발사는 인도의 화성궤도 우주선 망갈리안(힌디어로 ‘화성 탐사선’)이 발사 10개월만인 지난해 9월말 화성 궤도에 진입한 지 1년만에 이뤄졌다. 　18억 루피(약 325억원)를 투자해 만든 애스트로사트는 자외선 망원경 등 5가지 우주 관측 장비를 탑재해 앞으로 5년간 지구 상공 650㎞ 궤도를 돌며 블랙홀과 항성, 은하계 등을 관측할 예정이다. 인도 현지 언론은 1.5t으로 소형인 애스트로사트를 미국 항공우주국(NASA)와 유럽항공우주국(ESA)이 개발한 12.2t의 허블우주망원경과 비교해 ‘미니 허블’이라고 부르고 있다. 　인도는 지금까지 40여개 외국 위성을 쏘아 올렸으며, 지난해 말 최대 4t 규모의 위성을 탑재할 수 있는 지구정지궤도 위성발사체 ‘GSLV-마크3’ 발사에 성공하는 등 상업 위성발사 시장에서도 입지를 키우고 있다. 　오세진 기자 5sjin@seoul.co.kr

멀고 먼 우주를 다양한 색채로 수놓은 환상적인 성운의 모습이 포착됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경이 촬영한 '베일 성운'(Veil Nebula)의 모습을 공개했다. 지구에서 백조자리 방향으로 약 2100광년 떨어진 곳에 위치한 베일 성운은 마치 여러 색의 물감으로 그린듯 밝고 화려한 빛깔의 가스 구름으로 이루어져 있다. 흥미로운 것은 베일 성운은 한마디로 별의 시체라는 점. 지금으로부터 약 8000년 전 태양 질량의 20배 정도되는 초신성(超新星)이 폭발하면서 남긴 잔해가 지금 우리가 보는 이 사진이다. 일반적으로 별은 진화의 마지막 단계에 이르러 폭발(초신성 폭발)하면서 엄청난 에너지를 순간적으로 방출한다. 이때 생긴 강력한 충격파가 우주공간으로 퍼지면서 성간물질에 영향을 미치고 이온화된 수소는 붉은색으로, 산소는 파란색으로 발한다. 베일성운은 우리의 상상으로는 가늠하기 힘든 약 110광년 크기로 펼쳐져 있으며 이 사진은 그중 2광년을 담아냈다. 　 사진=NASA/ESA/HUBBLE HERITAGE TEAM　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

거대질량 블랙홀 ‘궁수자리 A별’…X선 플레어 방출 급증 스쳐 지나간 미스터리 천체 G2 때문 VS 일반적인 현상 우리 은하 중심에 있는 괴물 블랙홀의 ‘식탐’이 급격히 늘어났다고 과학자들이 23일(현지시간) 밝혔다. 미국항공우주국(NASA)에 따르면, 찬드라 등 X선 우주망원경이 잠잠했던 거대질량 블랙홀의 ‘X선 플레어’(입자 대방출)가 급격히 증가한 것을 탐지해냈다. 천문학자들은 이런 현상이 그동안 제한된 관측으로 인해 알아차리지 못했던 일반적인 현상인지, 아니면 스쳐지나간 미스터리한 천체의 영향 때문 인지를 알아내기 위해 노력하고 있다. 이들은 지난 15년간 NASA의 ‘찬드라’와 ‘스위프트’, 그리고 유럽우주국(ESA)의 ‘XMM-뉴턴’ 망원경의 관측 데이터를 조합해 이 블랙홀의 행동을 관찰해왔다. ‘궁수자리 A별’(Sagittarius A* 혹은 Sgr A*)로 알려진 이 거대질량 블랙홀은 우리 태양보다 400만 배 이상 많은 질량을 지닌 것으로 추정되고 있다. 이런 블랙홀은 엄청난 중력으로 주변 물질을 빨아들이는데 이때 뜨겁게 달구어진 가스에서 X선 플레어가 발생한다. 이번 연구로 궁수자리 A별에서 이런 플레어가 열흘쯤마다 나타나는 것이 밝혀졌다.그런데 지난해 미스터리 천체 G2가 이 블랙홀에 가까이 스쳐간 후부터 거의 매일 X선 플레어를 방출하고 밝기가 무려 10배 증가한 것으로 확인됐다. 이에 대해 가브리엘레 폰티 독일 막스플랑크 외계물리연구소 박사는 “수 년간 우리는 궁수자리 A별에서 방출되는 X선을 추적해왔다. 물론 이 먼지로 둘러싸인 천체(G2)의 접근 또한 포함했다”면서 “예전에는 이 천체가 궁수자리 A별에 전혀 영향을 주지 않을 것으로 생각했지만, 우리의 새로운 데이터는 그렇지 않을 수 있음을 제시했다”고 설명했다. 천문학자들은 G2를 처음 발견했을 당시 가스와 먼지로 이뤄진 가스 구름으로 생각했다. 하지만 2013년 하반기 이후 궁수자리 A별에 근접해 지나칠 때 그 모습이 블랙홀의 중력으로 다소 늘어진 것 외에는 그다지 변하지 않는 것을 확인했다. 이는 G2가 단순한 가스 구름이 아니라 사실 외층 대기가 팽창한 거대 별일 수 있다는 새로운 이론을 이끌어냈다. 마크 모리스 미국 캘리포니아대 로스앤젤레스캠퍼스(UCLA) 교수는 “G2가 무엇인지에 대해서 아직 결론은 나자 않았지만, 이 천체가 스쳐가고 오래지 않아 궁수자리 A별이 더 활동적으로 변했다는 사실은 G2에서 나온 물질이 블랙홀의 ‘식탐’을 증가시킨 원인일 수 있다”고 말했다. 하지만 G2가 원인인지에 대해 의문을 품은 학자들은 궁수자리 A별처럼 행동하는 또 다른 블랙홀들을 찾아냈고, 궁수자리 A별에서 증가된 X선 플레어가 일반적인 블랙홀의 특성으로 G2와는 관련성이 없을 수도 있다고 주장한다. 예를 들어, X선 플레어가 급증한 것은 블랙홀에 ‘먹이’(물질)를 제공하는 근처 큰 별들로부터 발생한 항성풍의 강도가 변화해 발생한 것일 수도 있다는 것이다. 바바라 디 마르코 막스플랑크 외계물리연구소 박사는 “앞으로 몇 달간 궁수자리 A별의 X선을 계속 관측할 것”이라면서 “이 관측으로 G2가 원인인지, 일반적인 블랙홀의 행동 양상 인지를 알 수 있게 되기를 바란다”고 말했다.이번 분석은 1999년부터 2014년까지 15년간 우리 은하 중심을 관측한 찬드라와 XMM-뉴턴의 150차례 관측 데이터를 포함한다. 2014년 중반 G2가 궁수자리 A별을 스쳐지나간 후 수개월간 X선 플레어의 방출비율과 밝기가 급증한 것으로 나타났다. 만일 G2의 접근으로 블랙홀의 식탐이 늘어났다는 앞서 설명한 이론이 맞다면 X선 플레어의 급증은 블랙홀로 빨려들어간 물질이 ‘초과 공급’됐다는 첫 번째 징후가 될 것이다. 일부 가스는 G2에서 빼았겨 궁수자리 A별의 중력에 붙들렸을 수도 있다. 이로 인해 궁수자리 A별이 더 많은 가스를 소비하기 위해 빨아들이면서 증가된 온도로 X선 플레어가 늘어났을 것이다. 한편 이번 연구결과는 ‘영국왕립천문학회월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 최신호에 실릴 예정이다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

2013년 개봉한 SF 영화 '그래비티'는 허블 우주망원경을 수리하려다 통제할 수 없는 위험 상황에 빠지는 주인공의 이야기를 다루고 있다. 이처럼 중력을 기반으로 살아가는 인간에게 무중력 상태에서의 작업은 결코 쉬운 일이 아니다. 미국방위고등연구계획국(DARPA, 이하 다르파)이 최근 이러한 상황의 타개책이 될지도 모르는 ‘자동수리 로봇 위성’의 콘셉트를 공개해 이목을 집중시키고 있다. 다르파는 지구정지궤도(geosynchronous orbit)를 주유하며 인공위성을 수리·제작할 수 있는 자동로봇 형태의 우주 항구를 개발하는 ‘피닉스’(Phoenix) 프로그램을 기획중이라고 밝혔다. 지구정지궤도란 적도 상공 3만 5786㎞ 고도의 우주공간으로 이 궤도상에서의 인공위성 공전주기는 지구의 자전주기와 거의 일치하게 된다. 따라서 이 지점에 떠 있는 위성들은 지구 표면을 기준으로 봤을 때 상공의 한 장소에 지속적으로 머물게 된다. 이러한 정지궤도에는 통신위성, 방송위성, 기상위성 등 중요한 기능을 수행하는 위성들이 다수 떠 있는데, 이들 위성이 고장 나더라도 인간이 직접 접근하는 일은 현재의 기술로서는 쉽지 않은 일이다. 다르파의 계획에 따르면 피닉스는 로봇 팔을 이용, 인간을 대신해 이러한 위성들을 수리하는 작업을 수행하게 된다. 피닉스의 기획팀은 조선 사업이 번창한 지구상의 여러 항구도시들을 보며 피닉스 프로그램의 아이디어를 얻은 것으로 전해진다. 다르파는 “인공위성 및 우주선을 수송, 수리, 업그레이드 하는 것은 물론 제작까지 가능한 우주 환경을 만드는데 집중하고 있다”며 “피닉스가 이러한 계획에 크게 공헌할 수 있을 것”이라고 전했다. 사진=ⓒDARPA 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

마치 우주에 해바라기가 핀 듯한 환상적인 자태를 자랑하는 은하의 모습이 공개됐다. 최근 유럽우주기구(ESA)는 허블우주망원경이 촬영한 나선은하 M63(Messier 63)의 이미지를 공개했다. 지구에서 약 2,700만 광년 떨어진 머나먼 곳에 자리잡은 M63은 북두칠성의 국자 자루 남쪽인 사냥개자리(Canes Venatic)에 위치해 있다. 은하의 모습이 마치 해바라기씨가 정렬한 것처럼 보여 '해바라기 은하'(Sunflower Galaxy)라는 별칭이 붙어있으며 언뜻보면 태풍의 모습과도 닮았다. 특히 해바라기 은하는 생성된지 얼마 안된 청백색의 거대한 별들이 밝게 빛나면서 특유의 나선팔을 더욱 화려하게 만든다. 또한 M63은 인근에 위치한 ‘소용돌이 은하’로 알려진 M51과 중력으로 묶여있으며 아마추어 천문학자들의 망원경에도 그 모습이 잡힐만큼 인기있는 은하다. 지난 1779년 프랑스의 유명 천문학자 샤를 메시에의 친구 피에르 메샹에게 처음 발견됐으며 이후 메시에 천체 목록에 수록됐다. 사진=ESA/Hubble & NASA 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

서로 끌어당기며 현란한 춤 솜씨를 뽐내고 있는 쌍둥이 블랙홀의 속사정이 천문학자들에 의해 조금씩 밝혀지고 있다. 중력으로 얽혀 결국 하나의 새로운 블랙홀로 재탄생할 이 쌍둥이 블랙홀의 명칭은 ‘PG 1302-102’. 처녀자리 방향으로 35억 광년 떨어진 이 블랙홀은 올초 지상망원경을 통해 처음 확인됐었다. 미국항공우주국(NASA)은 미 컬럼비아대 등이 참여한 연구진이 NASA 은하진화탐사선(GALEX)과 허블 우주망원경의 데이터를 이용해 합병 중인 이 두 블랙홀을 가장 상세하게 관측하고 주기적으로 빛을 내뿜는 특징을 찾아냈다고 17일(현지시간) 전했다. 이중 블랙홀이라고도 불리는 이 블랙홀은 지금까지 탐지된 것들 가운데 가장 가까운 궤도 운동을 하고 있다. 그 거리는 우리 태양계 지름보다 크지 않을 정도로 가깝다. 천문학자들은 두 블랙홀이 앞으로 100만 년 안에 충돌해 초신성 1억 개에 달하는 엄청난 폭발을 유발하며 합병할 것으로 예상한다. 연구진은 초기 우주에서 흔히 발생했던 은하와 이런 괴물 블랙홀이 그들 중심부에서 어떻게 합쳐지는지를 더 잘 이해하기 위해 이중 블랙홀을 연구하고 있다. 하지만 과거에 흔했던 이 사건을 발견하고 확인하기란 쉽지 않다고 한다. PG 1302-102는 아주 몇 안 되는 쌍둥이 블랙홀 후보 가운데 하나이다. 이는 올해 초 캘리포니아공과대(칼텍) 연구진에 의해 발견됐는데 이들은 은하 중심에서 나오는 이상한 빛 신호에 대해 면밀히 검토한 뒤 쌍둥이 블랙홀일 가능성이 크다고 보고했다. 연구진은 ‘카타리나 실시간 순간 관측’(Catalina Real-Time Transient Survey) 망원경을 사용해 변화하는 빛 신호가 5년마다 서로 진동하는 두 블랙홀의 움직임으로 생성되는 것임을 입증했다. 블랙홀 자체는 빛을 방출하지 않지만 주변 물질은 그렇지 않다. 연구진은 연구논문에서 두 블랙홀의 긴밀한 움직임을 확인했으며 이를 지지하는 많은 증거를 발견했다고 밝혔다. GALEX와 허블 망원경의 자외선 데이터를 통해 그들은 지난 20년간 이중 블랙홀 시스템에 관한 변화하는 빛 패턴을 추적할 수 있었다. 이번 연구에 참여한 데이비드 시미노비치 컬럼비아대 부교수는 “GALEX 자료를 얻은 것은 정말 행운이었다”면서 “우리는 GALEX 기록을 다시 살폈고 이 이중 블랙홀이 6차례 관측됐다는 것을 발견했다”고 말했다. 연구진은 또 가시광선과 다른 파장은 물론 자외선을 관측하는 허블 망원경도 마찬가지로 과거에 해당 이중 블랙홀을 관측했었다는 사실을 알게 됐다. 자외선 데이터는 두 블랙홀이 어떻게 주기적인 빛 패턴을 생성하는지 예측하는 데 중요하게 사용된다. 연구진은 이를 통해 두 블랙홀 중 하나가 더 많은 빛을 방출한다고 예측했다. 즉 한 블랙홀이 다른 하나보다 더 많은 물질을 삼키는데 이 과정이 주변 물질을 가열해 강력한 빛을 내뿜게 한다는 것이다. 더 많은 빛을 방출하는 이 블랙홀은 5년 주기로 상대 블랙홀의 주변 궤도를 돌기 때문에 그 빛은 변화하는 데 우리 쪽을 향할 때 더 밝은 것처럼 보인다. 연구를 이끈 다니엘 도라치오 컬럼비아대 연구원은 “마치 60W짜리 전구가 갑자기 100W로 표시되는 것과 같다”면서 “이 블랙홀의 빛이 우리에게서 빠르게 멀어질 때 어두운 20W 전구처럼 보일 것”이라고 말했다. 그렇다면 무엇이 블랙홀 주변 빛에서 이런 변화를 만들어내는 것일까? 그 이유 중 하나는 경찰차가 우리 쪽을 향할 때 사이렌 소리가 더 높은 주파수를 내는 것과 같은 방식으로 빛도 우리 쪽을 향해 이동할 때 짧은 파장 쪽으로 짓눌리는 ‘청색 편이’(blue shifting)와 관련이 있다고 한다. 또 다른 이유는 블랙홀의 엄청난 속도에 관련된 것이다. 사실 더 밝은 블랙홀은 빛의 속도의 약 7%로 이동한다. 다시 말하면 엄청나게 빠르다는 것이다. 비록 블랙홀이 동반 블랙홀 궤도를 도는 데 5년이나 걸리지만 이는 막대한 거리를 이동하는 것이다. 이는 블랙홀이 태양계에서 혜성들이 위치하는 오르트 구름이 있는 외각 변두리부터 우리 태양계 전체를 감싸는 데 5년이 걸리는 것과 같다. 이 정도로 빠른 속도에서 빛은 상대론으로도 알려진 것처럼 증폭되고 더 밝아진다. 도라치오 연구원과 동료들은 기존의 칼텍 논문을 기초로 이 효과를 모형화하고 어떻게 자외선에서 보일지 예측했다. 그들은 가시광선에서 기존에 관측된 주기적인 밝아짐과 어두워짐이 정말 상대론적인 증폭 효과에 의한 것이면 주기적으로 같은 행동이 자외선 파장에서 2.5배 증폭돼 존재해야만 한다고 판단했다. 연구진의 예상대로 GALEX와 허블 자료의 자외선은 일치했다. 이번 연구를 주관한 졸탄 하이만 컬럼비아대 교수는 “우리는 이 시스템에서 무엇이 일어나고 있는지에 대한 우리의 의견을 더 강화하고 이를 더 잘 이해하기 시작했다”고 말했다. 이 결과는 또 연구진이 미래에 긴밀하게 합쳐지는 블랙홀과 물리학의 성배로 여겨지는 무언가, 그리고 중력파를 어떻게 찾을 수 있는지를 이해하는 데 도움이 될 것이다. 두 블랙홀이 궁극적으로 합병하기 전 바로 마지막 순간 그들은 아이스 스케이트 선수들이 선보이는 ‘데드 스파이럴’이라는 기술처럼 서로 밀접하게 돌 때 시공간에 파문을 일으킬 것으로 예측된다. 100년 전 발표된 알베르트 아인슈타인의 중력 이론으로 그 존재가 도출된 소위 ‘중력파’로 불리는 이 현상은 우주 구조에 대한 단서를 제공한다. 쌍둥이 블랙홀에 관한 많은 비밀을 이제 막 드러내기 시작한 이번 결과는 우주 전역에 걸쳐 있는 다른 블랙홀들의 병합을 이해하는 열쇠가 될 것이다. 이번 연구성과는 세계적 학술지 ‘네이처’ 최신호(9월 17일자)에 실렸다. 사진=NASA/컬럼비아대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

2013년 개봉한 SF 영화 '그래비티'는 허블 우주망원경을 수리하려다 통제할 수 없는 위험 상황에 빠지는 주인공의 이야기를 다루고 있다. 이처럼 중력을 기반으로 살아가는 인간에게 무중력 상태에서의 작업은 결코 쉬운 일이 아니다. 미국방위고등연구계획국(DARPA, 이하 다르파)이 최근 이러한 상황의 타개책이 될지도 모르는 ‘자동수리 로봇 위성’의 콘셉트를 공개해 이목을 집중시키고 있다. 다르파는 지구정지궤도(geosynchronous orbit)를 주유하며 인공위성을 수리·제작할 수 있는 자동로봇 형태의 우주정거장을 개발하는 ‘피닉스’(Phoenix) 프로그램을 기획중이라고 밝혔다. 지구정지궤도란 적도 상공 3만 5786㎞ 고도의 우주공간으로 이 궤도상에서의 인공위성 공전주기는 지구의 자전주기와 거의 일치하게 된다. 따라서 이 지점에 떠 있는 위성들은 지구 표면을 기준으로 봤을 때 상공의 한 장소에 지속적으로 머물게 된다. 이러한 정지궤도에는 통신위성, 방송위성, 기상위성 등 중요한 기능을 수행하는 위성들이 다수 떠 있는데, 이들 위성이 고장 나더라도 인간이 직접 접근하는 일은 현재의 기술로서는 쉽지 않은 일이다. 다르파의 계획에 따르면 피닉스는 로봇 팔을 이용, 인간을 대신해 이러한 위성들을 수리하는 작업을 수행하게 된다. 피닉스의 기획팀은 조선 사업이 번창한 지구상의 여러 항구도시들을 보며 피닉스 프로그램의 아이디어를 얻은 것으로 전해진다. 다르파는 “인공위성 및 우주선을 수송, 수리, 업그레이드 하는 것은 물론 제작까지 가능한 우주 환경을 만드는데 집중하고 있다”며 “피닉스가 이러한 계획에 크게 공헌할 수 있을 것”이라고 전했다. 사진=ⓒDARPA 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

마치 우주에 해바라기가 핀 듯한 환상적인 자태를 자랑하는 은하의 모습이 공개됐다. 최근 유럽우주기구(ESA)는 허블우주망원경이 촬영한 나선은하 M63(Messier 63)의 이미지를 공개했다. 지구에서 약 2,700만 광년 떨어진 머나먼 곳에 자리잡은 M63은 북두칠성의 국자 자루 남쪽인 사냥개자리(Canes Venatic)에 위치해 있다. 은하의 모습이 마치 해바라기씨가 정렬한 것처럼 보여 '해바라기 은하'(Sunflower Galaxy)라는 별칭이 붙어있으며 언뜻보면 태풍의 모습과도 닮았다. 특히 해바라기 은하는 생성된지 얼마 안된 청백색의 거대한 별들이 밝게 빛나면서 특유의 나선팔을 더욱 화려하게 만든다. 또한 M63은 인근에 위치한 ‘소용돌이 은하’로 알려진 M51과 중력으로 묶여있으며 아마추어 천문학자들의 망원경에도 그 모습이 잡힐만큼 인기있는 은하다. 지난 1779년 프랑스의 유명 천문학자 샤를 메시에의 친구 피에르 메샹에게 처음 발견됐으며 이후 메시에 천체 목록에 수록됐다. 사진=ESA/Hubble & NASA 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-허블 마원경이 포착한 산개성단 NGC 290 ​ 어떤 보석이 이처럼 아름다울까? 별보다 아름답게 반짝이는 것은 없을 것이다. 산개성단 NGC 290의 별들은 지상의 어떤 보석보다도 아름다운 빛깔과 밝기로 우주에서 반짝인다. 눈부신 아름다움을 자랑하는 위의 NGC 290 사진은 최근 허블 우주망원경이 잡은 것이다. 이 아름다운 산개성단은 약 20만 과연 떨어진 이웃인 소마젤란 은하(SMC)에 있다. 지름 65광년인 NGC 290에는 수백 개의 젊은 별들이 찬연한 빛을 뿌리고 있다. 성단들은 우주에 떠도는 성운에서 태어난다. 같은 장소에서 비슷한 시기에 태어나는 만큼 비슷한 별들의 모임이 되는 것이다. 따라서 각각 다른 질량의 별들이 어떤 진화 경로를 밟는가를 연구하는 데 좋은 대상이 되고 있다. 성단의 형태에 따라 산개성단과 구상성단으로 나뉘어지는데, 산개성단은 대개 수백 개에서 수천 개의 젊고 푸른 별들이 느슨한 구조를 이루고 있는 별들의 부락이라 할 수 있다. 겨울철 황소자리의 좀생이별(플레이아데스)이 대표적이다. 크기가 대략 30광년 이하인 산개성단은 우리은하에 약 1200개가 있는데, 이들의 대부분은 은하면 가까이에 분포해 있다. 이에 비해 구상성단은 수 만개에서 수백 만개의 늙은 별들이 공 모양으로 빽빽하게 모여 있는 별들의 대도시라 할 수 있다. 대부분 제1세대의 늙은 별로 이루어져 있는 구상성단은 적색거성과 같은 별들의 집단이기 때문에 전체적으로 붉은빛을 띠며, 주로 우리은하 중심부와 외곽을 둘러싸고 있는 헤일로에 분포한다. 구상성단은 우리은하의 나이만큼이나 오래된 것도 발견되고 있는데, 이는 은하의 탄생과 함께 생성된 것으로 여겨지고 있다. 대표적인 구상성단 중 큰부리새자리 47(NGC 104)은 남쪽 밤하늘의 보석상자로 알려져 있을 만큼 아름다운 자태를 자랑한다. 오메가 센타우리 다음으로 밝은 이 구상성단은 150여 개의 다른 구상성단과 함께 우리은하의 헤일로를 거닐고 있다. 지구에서의 거리는 약 1만7,000 광년으로, 소마젤란 은하 부근에서 맨눈으로도 볼 수 있다. 어마어마하게 밀집된 별들로 이루어진 이 구상성단은 겨우 지름 120광년 너비 안에 수십만의 별을 헤아리는 별들의 대도시다. 성단 가장자리를 둘러싸고 있는 다채로운 색깔의 별들이 이 성단의 미모를 한층 돋보이게 하고 있다. 작은 망원경으로 볼 수 있는 아름다운 성단으로는 황소자리의 좀생이별을 들 수 있다. 흔히 플레이아데스로 불리는 이 성단은 메시에 목록 45번(M45)의 산개성단으로, 맨눈으로도 3∼5등의 별을 7개쯤 볼 수 있다. 비교적 젊은 청백색의 별들이 많은데, 성단 전체를 둘러싼 엷은 성간가스가 별빛을 반사하기 때문에 신비스럽게 보인다. 거리는 400광년, 수명은 약 10억 년으로 추정되며, 13광년 지름 안에 약 3천 개의 별을 포함하고 있다. 눈으로 볼 수 있는 7개의 별은 7자매별이라고 부르기도 한다. 한국과 중국에서는 예로부터 이십팔수(二十八宿)의 여덟 번째인 묘성(昴星)으로 알려져 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

우리의 개념이 모이는 '그 곳' 안드로메다 은하 속 푸른 성단의 모습이 사진으로 공개됐다. 지난 3일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경으로 촬영한 안드로메다 은하의 모자이크 사진을 공개했다. 우리에게 가장 친숙한 은하인 '안드로메다 은하’(The Andromeda Galaxy)는 나선팔 구조를 가진 모습이 우리 은하와 거의 비슷하지만 질량은 2배 이상이다. 우리은하와 이웃한 은하에 속하지만 그 거리만 무려 200만 광년. 그러나 맑은 날 밤하늘을 올려다보면 맨 눈으로도 뿌옇게 보인다. 이번에 홈페이지를 통해 공개된 사진은 허블우주망원경이 촬영한 총 414장의 안드로메다 사진을 모자이크 한 것이다. 상단 사진은 안드로메다의 무수히 많은 별들과 산개성단(散開星團) 모습을 담고있다. 그리고 하단 왼쪽 사진은 상단 박스의 확대 사진이며 그 옆 6개의 푸른 성단 사진은 이를 다시 확대한 것이다. 성단(星團)은 중력으로 뭉쳐 있는 별들의 무리를 일컫는데 그 모양에 따라 구상성단(球狀星團)과 산개성단으로 나뉜다. 공처럼 둥글게 모여있는 것이 구상성단이며 모양이 일정치 않으면 산개성단으로 불린다. 특히 주로 늙은 별들이 모여 있는 구상성단에 비해 산개성단은 높은 온도의 푸른빛을 내는 '젊은이'들이 모여있다. 　 최소 1억 개 이상의 별들로 모여있을 것으로 추정되는 안드로메다 은하는 영겁의 시간이 지나면 흥미롭게도 우리 곁으로 다가온다. 전문가들에 따르면 현재 두 은하는 시간당 40만 km 속도로 접근하고 있는 중이다. 결과적으로 37억 년 정도 후면 두 은하가 충돌하고 65억 년 뒤면 완전히 합체해 거대한 타원은하가 된다. 천문학자들이 태어나지도 않은 이 은하에 붙여놓은 이름은 두 은하의 이름을 합친 ‘밀코메다‘(Milkomeda)다. 사진= NASA/ESA, J. Dalcanton, B.F. Williams, L.C. Johnson (Univ. of Washington), PHAT team, and R. Gendler 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-뉴호라이즌스의 두번째 행선지는 2014 MU69 소행성 지난달 명왕성 근접비행을 성공했던 뉴호라이즌스의 두번째 행선지를 결정했다고 미 항공우주국(NASA)이 28일(현지시간) 발표했다. ​뉴호라이즌스 팀이 제2의 목표물로 잡은 것은 명왕성으로부터 16억km 떨어진 2014 MU69라는 이름의 소행성이다. 나사는 2019년까지 연장된 뉴호라이즌스 미션을 공식적으로 승인할 예정이다. "뉴호라이즌스가 명왕성을 떠나 카이퍼 벨트로 향하면서 계속 데이터를 보내오고 있는 중에도 우리는 이 대담한 탐험의 다음 목표물을 정하기 위해 외부 태양계를 쉬지 않고 훑어보았다"고 나사 과학임무위원회의 존 그런스펠드 위원장이 기자회견에서 밝혔다. ​7억 2천만 달러(한화 약 7500억원)가 투입된 뉴호라이즌스 미션을 위해 탐사선은 거의 10년 동안 지구-태양 간 거리의 30배가 넘는 48억km를 날아가 명왕성과 그 위성들을 만났다. 이 첫번째 미션에서 수집한 왜소행성 시스템에 대한 최초의 데이터는 앞으로 16개월 동안 지구로 전송하게 된다. 7월 14일에 있었던 성공적인 명왕성 근접비행은 뉴호라이즌스가 다음 미션에서도 대성공을 거둘 수 있을 거라는 확신을 심어주었다. 그런데 다음 미션에 들어가기 위해 뉴호라이즌스 팀은 미션 확대 제안서를 제출해야만 한다. 그러면 나사에서는 전문가들로 이루어진 독립적인 기구에 심사를 의뢰한 후, 그 결론에 따라 다음 단계를 밟게 되는데, 미션 확대 제안이 들어오면 대개는 승인하는 게 관례이다. 제안서는 2016년까지 제출되어야 하지만, 뉴호라이즌스 팀은 2014 MU69 소행성 미션을 위한 세부계획에 즉시 착수하지 않으면 안된다. 왜냐하면, 제2의 목표를 만나려면 올해 10월과 11월에 탐사선을 4차례 기동해서 새 항로로 접어들어야 하기 때문이다. 만약 이 시점이 늦추어진다면 그만큼 더 많은 연료를 소비할 것이며, 또한 미션 완수 성공도도 낮아지게 된다. 2014 MU69이 선택된 데에도 연료 문제가 가장 큰 요인으로 작용했다. 만약 미션 확대 제안서가 승인받는다면, 뉴호라이즌스는 약 3년 반 뒤인 2019년 1월에 2014 MU69에 도착하게 된다. 콜로라도 볼드에 있는 사우스웨스트 연구소의 앨런 스톤 뉴호라이즌스 책임 연구원은 2014 MU69의 선정에 대해 '위대한 선택'이라는 수식어를 사용했다. ​ 허블 우주망원경에 의해 2014년에 발견된 이 소행성은 지름이 약 48km 이하로, 명왕성 크기의 약 2%에 지나지 않은 것이다. 허블 망원경은 2014년에 명왕성을 지난 후 뉴호라이즌스의 다음 미션을 정하기 위해 카이퍼 벨트에서 5개의 잠재적 표적을 찾아냈다. 얼마 후 목표물은 2개로 압축되었고, 이제 최종적으로 2014 MU69으로 결정된 것이다. 아직까지 탐사된 적이 없는 해왕성 궤도 바깥의 카이퍼 벨트는 황도면 부근에 천체가 도넛 모양으로 밀집한 영역으로, 약 30~50AU(1AU는 지구-태양 간 거리)에 걸쳐 분포하는데, 단주기 혜성의 고향으로 알려져 있다. 나사의 쌍둥이 탐사선 보이저 1, 2호가 카이퍼 벨트를 통과했지만, 어떤 천체도 만나지 못한 채 지나갔다. 과학자들은 카이퍼 벨트에 있는 천체들이 46억 년 전 태양계가 탄생할 당시의 물질들을 고스란히 간직하고 있는 일종의 타임 캡슐로 믿고 있으며, 어쩌면 지구와 태양계 생성의 비밀을 지닌 실마리를 갖고 있을지도 모른다는 기대감을 품고 있다. 그것이 이번 미션을 추동케 한 강력한 요인이기도 하다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

우주에 존재하는 수많은 은하가 지난 80억 년 동안 극적인 형태 변화를 겪었다고 천문학자들이 밝혔다. 이 은하들은 둥글고 납작한 원반 형태에서 동그란 타원 형태로 그 구조를 변화시켜왔다는 것. 영국 카디프대 천문학자들이 이끈 국제 연구팀이 현재 관측할 수 있는 우주에 있는 수십억 개의 은하 가운데 1만 개에 달하는 은하의 관측 자료를 상세히 조사한 뒤, 허블과 허셜이라는 두 우주망원경을 통해 우주의 역사를 추적하는 먼 은하의 관측을 시행했다. 그 결과, 137억 년 전쯤 빅뱅 이후 형성된 별의 83%는 원래 평평한 원반형 은하에 모여 있었지만 현재는 이런 원반형 은하에는 우주에 존재하는 별의 49%밖에 있지 않고 나머지는 타원형 은하 안에 있는 것으로 나타났다. 이에 대해 연구팀은 “원반형 은하들이 대규모에 걸쳐 타원형 은하로 형태가 변화했음을 시사한다”고 설명했다. 우주에 있는 별 대부분은 120억 년 전부터 80억 년 전 사이에 형성된 것으로 여겨지고 있다. 이번 관측결과를 두고 연구팀은 다음과 같은 두 가설을 내놓고 있다. 첫 번째 가설은 원반형의 항성 집단 2개가 서로 너무 가까워져 그 결과 중력으로 합병하고 무질서한 별들의 덩어리가 돼 타원형 은하를 형성했다는 것이다. 또 다른 가설은 원반형 은하에 있는 별들이 점차 중심 방향으로 이용해 타원형의 무질서한 별 집단을 형성했다는 것이다. 연구를 이끈 스티브 일스 카디프대 교수는 “이런 은하의 형태 변화는 지금까지 이미 이론화돼 있었지만, 이번 연구는 허블과 허셜을 함께 이용해 그 변화 정도를 정확하게 측정하는 데 처음으로 성공한 것”이라며 그 의의를 지적했다. 또 “은하는 우주를 구성하는 기본 요소이므로, 이런 형태 변화는 우주의 모습과 성질에서 지난 80억 년 동안 가장 큰 변화 가운데 하나를 대표하는 것”이라고 설명했다. 한편 이번 연구성과는 ‘영국왕립천문학회 월간보고’(MNRAS) 8월 20일자 온라인판에 게재됐다. 사진=NASA(위), MNRAS 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

이게 다 별이야? 수많은 별들이 마치 모래알처럼 모여 눈이 부실 정도인 우주의 성단(星團) 모습이 포착됐다. 최근 유럽우주기구(ESA)는 허블우주망원경이 포착한 구상성단 'NGC 1783'의 이미지를 홈페이지에 공개했다. NGC 1783은 우리은하와 가장 가까운 은하인 대마젤란운(Large Magellanic Cloud)의 가장 큰 구상성단이다. 구상성단(球狀星團·globular cluster)은 별들이 사진에서처럼 공같은 모양으로 강력하게 밀집돼 있는 것을 말한다. 1835년 영국의 천문학자 존 허셜이 발견한 NGC 1783은 지구로부터 약 16만 광년 떨어진 곳에 위치해 있으며 질량은 태양의 약 17만 배다. 특히 NGC 1783이 연구가치가 높은 것은 보통의 구상성단에 비해 나이가 어리기 때문이다. NGC 1783의 나이는 대략 15억년 미만으로 보통의 구상성단은 수십 억 년의 세월을 훌쩍 뛰어넘는다. 이 속에서 영겁의 시간동안 수많은 별들이 탄생하고 사라지며 또 다시 태어난다. 사진=ESA/Hubble & NASA　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

마치 우주에 존재하는 나비가 날갯짓을 하는 것 같은 환상적인 모습의 성운 이미지가 공개됐다. 지난 26일(현지시간) 유럽항공우주국(ESA)은 허블우주망원경으로 촬영한 성운 'PN M2-9'의 모습을 홈페이지를 통해 공개했다. 지구로부터 약 1200광년 떨어진 곳에 위치한 이 성운은 마치 날개를 펼친 것 같은 특이한 모습 때문에 '나비 성운' 혹은 '쌍둥이 제트 성운'(Twin Jet Nebula)으로 불린다. 　 지난 1997년에도 허블우주망원경에 모습이 잡힌 M2-9는 이번에는 허블에 장착된 우주망원경영상분광기(STIS)의 관측 데이터가 합쳐져 보다 확실한 자태를 드러냈다. 이 성운이 무지개같은 빛을 발하며 날갯짓하는 이유는 서로 맞돌고있는 쌍성이 죽어가고 있기 때문이다. 두 개의 별들이 죽어가면서 거대한 가스와 물질들을 밖으로 방출하고, 뜨거운 별빛에 이 물질들이 이온화되면서 사진처럼 컬러풀한 성운을 만들어낸다. ESA측은 "격렬한 트윈 제트(twin jets)가 우주로 방출되는데 그 속도가 시속 100만 km에 달한다" 면서 "우리의 태양만한 작은 질량을 가진 별들이 죽어가면서 종종 이처럼 인상적인 모습을 만들어낸다"고 설명했다. 이어 "두개의 별이 만들어낸 이같은 가스상 원반은 명왕성 공전 궤도의 15배 정도까지 퍼진다"고 덧붙였다. 　 그렇다면 이후 M2-9는 어떻게 될까? 최후의 예술작품을 남기며 죽어가는 M2-9는 결국 차갑게 식으며 쪼그라들면서 백색왜성(white dwarf)이 된다. 우리의 태양 역시 앞으로 70억 년 후면 수소를 다 태운 뒤 바깥 껍질이 떨어져나가 행성모양의 성운을 만들고 나머지 중심 부분은 수축한 뒤 지구만한 크기의 백색왜성이 될 것으로 예상된다. 사진=ESA/Hubble & NASA 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

갓 태어난 아기 별들이 존재하는 거대 분자구름의 아름답고 복잡한 내부 모습이 공개돼 눈길을 끌고 있다. 유럽우주국(ESA)은 24일(현지시간) 허셜 우주망원경을 사용해 지구로부터 약 2700광년 거리에 있는 ‘외뿔소자리 R2’라는 이름을 지닌 분자구름의 중심 영역을 세밀하게 관측한 사진을 공개했다. 외뿔소자리(Mon)는 오리온자리의 베틸기우스와 큰개자리의 시리우스, 작은개자리의 프로시온을 이은 ‘겨울철 대삼각형’의 안팎에 걸쳐 있으며, 어두운 별이 많아 눈에 잘 띄지는 않는다. 하지만 장미성운 등 아름다운 천체도 존재해 천문학자들의 이목을 끌고 있다. ESA에 따르면, 외뿔소자리 R2의 밝은 중심 영역에는 이온화된 수소로 이뤄진 고온 상태의 거품 모양 구조가 다수 존재한다. 이는 1만 도에 이르는 고온으로 가열된 가스가 급격히 부푼 뒤 시간이 지남에 따라 확산한 것이다. 허셜 우주망원경의 관측으로 이런 구조는 10만~35만 년에 걸쳐 발달해온 것으로 알려졌다. 이 영역에는 4개의 거품 모양 구조를 볼 수 있으며 각각의 구조는 서로 온도가 달라 질량이 다른 별들과 관련이 있다. 또 그 구조를 감싸듯이 고밀도의 가스 구름이 확산하고 있다. 거품 구조를 갖는 가스가 고온인 것과는 대조적으로 구름 형태로 확산하고 있는 가스 온도는 섭씨 영하 260도로 매우 낮은 것으로 알려졌다. 사진=ESA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

만약 우주에 지옥이 있다면 이같은 모습은 아닐까? 지난 21일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경으로 촬영한 별 'Hen 2-427'(혹은 WR 124)과 이를 둘러싼 성운 M1-67의 모습을 공개했다. 붉게 터져나오는 우주 가스 중심부에 X자로 찬란하게 빛나는 천체가 바로 별 Hen 2-427 이다. 이 별이 지옥같은 곳에서 자신의 존재를 알릴 수 잇는 것은 울프-레이에별(Wolf-Rayet)이기 때문이다. 울프-레이에별은 우리 태양 질량의 20배 이상 되는 극대거성으로 자체 ‘연료’를 빠르게 소모하는 탓에 결국 초신성 폭발을 일으키면서 찬란한 최후를 맞는다. 특히 놀라운 점은 마치 Hen 2-427 주위에 불을 붙인듯 타오르는 가스가 시속 15만 km 속도로 우주를 향해 뿜어져 나온다는 사실이다. 성운 M1-67은 지구로부터 약 1만 5000광년 떨어진 궁수자리 내에 위치해 있으며 나이는 채 1만 년도 알 될 정도로 어리다. 우주 나이로 보면 채 젖도 못 뗀 수준 인 셈. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr