천문학자들이 미국항공우주국(NASA)의 허블 우주망원경을 사용해 빠르게 늙어가는 거대 별에 관한 새롭고 놀라운 단서를 발견해냈다. 이는 우리 은하에서는 발견된 적이 없다. 천문학자들은 이 별이 너무 이상하다고 여겨 공식 명칭인 ‘NaSt1’을 빗대 ‘네스티원’(Nasty 1, 첫번째 못된 것의 의미)이라는 별칭으로 부르고 있다. 네스티원은 초거대 별들의 진화에서도 극히 짧은 진화 단계를 갖는 대표 별로 여겨진다. 수십 년 전, 처음 발견된 네스티원은 우리 태양보다 훨씬 무거운 질량을 갖고 있으면서 빠르게 진화하는 볼프레이에(Wolf-Rayet, WR) 별로 식별됐다. WR 별은 수소로 가득 채워져 있는 외각 껍질층을 빠르게 잃고 헬륨이 타오르고 있는 극도로 밝은 초고온의 핵을 드러낸다. 반면 네스티원은 이런 전형적인 WR 별과는 다른 모습을 보여줬다고 천문학자들은 말한다. ■ 거대한 가스 원반 과학자들은 허블 망원경을 이용해 별의 반대 방향으로 흘러들어가는 두 개의 가스 구체를 볼 수 있을 것으로 기대했었다. 그 모습은 아마 WR 별의 후보인 용골자리 에타별(에타 카리네, Eta Carinae)에서 뿜어져 나오는 가스와 유사할 것으로 예측됐다. 하지만 허블에 나타난 네스티원은 팬케이크 모양의 가스 원반을 둘러싸고 있었다. 가스 원반의 너비는 약 3조2000억km에 달하며, 아마 새로 생성된 WR 별의 외곽 가스를 집어삼키고 있는 눈에 보이지 않는 동반성 때문에 형성된 것으로 예측된다. 현재 측정치에 의하면 이 두 별을 둘러싸고 있는 구름의 나이는 고작 수천 년 정도 수준으로, 지구로부터의 거리는 3000광년 밖에 되지 않는다. 연구를 이끈 존 마우어핸(UC버클리)은 “이 원반 구조가 쌍성 간의 상호작용으로 WR 별이 생성되고 있는 증거일 수 있으므로 이를 봤을 때는 정말 놀랐다”면서 “이런 예는 이 과정 자체가 너무 짧은 기간에 일어나 우리 은하에서 정말 보기 어렵다”고 말했다. 이어 “아마 그 시간은 10만 년 정도 수준에 지나지 않을 것인데 이런 시간 규모에서도 원반을 발견할 시기는 고작 1만 년 정도에 지나지 않을 것”이라고 덧붙였다. 연구팀이 제안한 시나리오에서 거대 별은 빠르게 진화하고 수소 연료가 떨어지기 시작할 때 몸집이 부풀어 오른다. 외층을 둘러싸고 있는 수소 껍질은 점점 더 느슨하게 풀리고 근처에 있는 동반성의 중력에도 쉽게 벗겨져 나갈 수 있는 상태가 된다. 그 과정에서 더 밀도높게 뭉쳐있는 동반성이 질량을 얻게 되고, 원래 무거운 질량을 가지고 있었던 주성은 수소 껍질을 잃게 되면서 헬륨 핵이 노출돼 WR 별이 되고 만다는 것이다. 또 다른 시나리오는 무거운 별이 자신의 수소층을 대전입자가 가득한 강력한 항성풍과 함께 분출해 형성된다는 것이다. 동반성이 존재하는 쌍성 간의 상호작용에 의한 모델이 천문학자들에게 좀더 매력을 끄는 데 이는 거대 별들의 최소 70%가 동반성을 거느린 쌍성계이기 때문이다. 하나의 별이 직접 질량을 잃는다는 가정은 우리 은하에서 아직 덜 진화한 거대 별들에 관련한 WR 별들의 숫자를 설명하지 못한다. 연구에 참여한 나단 스미스(애리조나대)는 “우리는 전통적인 항성풍 이론으로는 우리가 관측한 모든 WR 별의 형성을 설명하기가 어렵다는 것을 알아냈다”며 “왜냐하면 질량 손실은 우리가 생각했던것처럼 그다지 강력한 작용이 아니기 때문”이라고 설명했다. 이어 “쌍성계에서 질량의 교환은 WR 별이나 이들이 만들어내는 초신성을 설명하는데 있어 필수적인 것처럼 보인다”며 “짧은 생애 주기를 지닌 쌍성들을 발견하는 것은 이런 과정을 이해하는데 도움을 줄 것”이라고 덧붙였다. 하지만 이 거대한 쌍성계에서의 질량이 이동하는 과정이 항상 효율적인 것은 아니다. ■ 쌍성 간의 중력 싸움 한 별로부터 벗겨져나간 일부 물질은 별 간에 일어나는 역동적인 중력 싸움 도중 유실될 수 있으며 이 때문에 주위에는 가스 원반이 형성될 수 있다. 마우어핸은 “바로 그것이 바로 네스티원에서 발생하고 있는 사건이라고 생각한다”며 “WR 별이 숨겨져 있는 성운은 이런 물질 전달 과정으로 생성된 것”이라고 말했다. 이어 “바로 이런 별들 사이에 만연한 ‘항성 포식’(stellar cannibalism)이 그 이름에 걸맞는 네스티원을 만든 것”이라고 덧붙였다. 네스티원의 공식 명칭인 NaSt1은 1963년 이 별을 각각 처음으로 발견해 논문을 제출한 두 명의 천문학자인 제이슨 나소우(Jason Nassau)와 찰스 스페픈슨(Stephenson)의 머릿글자를 따서 만들어졌다. ■ 연구 과정 네스티원의 관측은 쉽지 않은 일이었다. 이 쌍성계는 너무나 두꺼운 가스와 먼지속에 갇혀있으며 이 먼지와 가스들은 허블 망원경의 시야도 가리고 있다. 연구팀은 각 별의 질량과 서로 떨어져 있는 거리, 그리고 동반성으로 흘러들어간 물질의 양 따위를 측정할 수 없었다. 따라서 네스티원에 관한 이전 관측자료가 가스 원반에 관한 정보를 제공했다. 예를 들어 가스 원반의 물질은 외부 성운에서 시속 3만 5,200km의 속도로 움직이고 있는데 이는 다른 비슷한 별들보다 느린 속도이다. 이처럼 상대적으로 느린 속도는 시속 수십만 km의 속도로 움직이는 가스가 존재하는 용골자리 예타별의 폭발적인 분출보다는 훨씬 덜 파괴적인 사건에 의해 물질들이 분출되고 있음을 알려주는 것이다. 또한 네스티원은 물질을 산발적으로 분출할 수도 있다. 적외선을 이용한 이전 연구는 중심에 있는 별들에서 매우 가깝게 붙어있는 뜨거운 먼지덩어리를 관측한 바 있다. 연구팀이 칠레 라스캄파나스 천문대(LCO)의 마젤란 망원경을 이용한 최근 관측은 중심 별들로부터 발생한 빛들이 간접적으로 산란되면서 식별된 것으로 보이는, 이전 연구보다 비교적 차가우면서 거대한 먼지 덩어리를 발견했다. 이런 따뜻한 먼지가 존재한다는 것은 이들이 아마도 분출과정을 통해 최근에 두 개 별 폭풍으로부터 쏟아져나온 화확적으로 풍부한 조성을 가진 물질이 서로 다른 방향으로 충돌하고 뒤섞이며 밀쳐 나가면서 식는 과정을 통해 형성됐을 것이라는 것을 암시한다. 항성풍의 강도나 동반성이 주성의 수소 껍질을 빼앗아오는 비율의 산발적인 변화는 가스 원반의 최외곽부에서 관측되는 덩어리 구조나 간극을 설명해줄 수 있을른지도 모른다. 각 별에서 초음속의 항성풍을 측정하기 위해 천문학자들은 찬드라 X선망원경도 사용했다. ■ 결과... 그리고 예측 그 결과, 구름에서 맹렬하게 이글거리는 플라즈마가 관측됐는데 이는 두 별로부터 쏟아져나오는 폭풍이 충돌하면서 X선에서 빛을 내는 고에너지 충격파를 양산해내고 있음을 의미하는 것이다. 이런 결과는 천문학자들이 다른 WR 별들로부터 발견하는 현상과 일치하는 것이었다. 혼란스러운 물질 전달 과정이 WR 별이 모든 물질을 소진할 때까지 계속될 것이다. 결국, 가스 원반 상의 먼지는 모두 뿔뿔이 사라져버릴 것이고 쌍성계만을 선명하게 볼 수 있게 될 것이다. 마우어핸은 “이 별이 어떤 진화의 과정을 겪게 될지는 불확실하지만, 그 과정이 지루하지 않을 것이라는 것은 확실하다”면서 “네스티원은 또 하나의 용골자리 에타별과 같은 별로서 진화해 갈 수 있을 것”이라고 말했다. 또 “이런 변화의 여정에서 질량을 획득한 동반성은 거대한 폭발을 경험할 수 있을 것”이라면서 “왜냐하면 새로 형성된 WR 별로부터 획득한 물질과 연관된 몇몇 불안정성이 있기 때문”이라고 말했다. 이어 “아니면 WR 별 자체가 초신성으로 폭발할 수도 있다”면서 “항성 간 충돌은 이 별들의 공전궤도에 관한 변화 양상을 봤을 때 또 하나의 가능성 있는 결과다”고 덧붙였다. 한편 이번 연구성과는 ‘영국왕립천문학회월간보고’(MNRAS) 최근호(5월 21일자) 개재됐다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

멀고 먼 우주의 '아름다운 보석'들이 가장 빼곡히 모여 빛나는 곳은 어디일까? 최근 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경으로 촬영한 아치스 성단(Arches Cluster)의 모습을 사진으로 공개했다. 셀 수 없이 많은 별들이 찬란하게 빛나는 이 성단은 우리 은하의 중심부인 궁수자리에 위치해 있다. 지구에서 무려 2만 5000광년이나 떨어져 있는 이 성단은 특히 가장 '인구 밀도'가 높은 것으로 유명하다. 반경이 약 1광년에 달하는 이 성단에는 무려 10만 개 이상의 별들이 오밀조밀 모여있을 것으로 추정된다. 또한 확인된 150개의 젊은 별들은 우리 태양보다 몇 배 정도 크고 질량도 무겁다. 특히 이 중에는 태양 질량의 100배가 넘는 별도 3개(F1, F6, F9)나 포함돼 있다. 그러나 이 별들은 우리 태양이 약 100억 년의 수명을 가진 것과는 달리 굵고 짧게 '생'을 마감할 것으로 보인다. NASA 측은 "이 별들은 너무 밝고 질량이 무거워 수백 만 년이라는 우주적 관점에서 짧은 시간 안에 '연료'를 다 태울 것" 이라면서 "이같은 이유 때문에 성단 안에는 초창기 별들이 만들어낸 무거운 원소의 양이 특이할 정도로 많다"고 설명했다. 이어 "아치스 성단은 거대한 먼지 구름 때문에 가시광선으로는 보이지 않는다" 면서 "이번 관측은 X-선, 적외선 등의 데이터를 활용해 볼 수 있었다"고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

초거대 블랙홀에서 제트끼리 서로 충돌하는 현상이 사상 처음으로 포착됐다. 최근 미국 우주망원경연구소(STScI)측은 타원은하 NGC 3862 중심에 있는 블랙홀 제트의 충돌 모습을 유명학술지 네이처(Nature) 최신호에 발표했다. 미 항공우주국(NASA)의 허블우주망원경으로 관측한 이번 현상은 지구로부터 약 2억 6000만 광년 떨어진 곳에 위치한 은하 NGC 3862의 중심부에서 포착됐다. 일반적으로 은하 중심에는 거대 블랙홀이 존재한다. 이를 증명하는 것이 바로 은하 중심에서 '물질'이 방출되는 현상인 제트(jets)다. 사실 모든 것을 집어 삼킨다는 블랙홀이 왜 제트를 뿜어내는지 또한 그 구성 물질이 정확히 어떻게 되는지는 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 다만 에너지가 강한 X선과 에너지가 약한 X선의 강도 비율에 밀접한 연관이 있다고 추측되고 있다. 그러나 블랙홀이 인간의 머리로 상상하기 힘든 에너지를 엄청난 속도로 뿜어낸다는 것은 확실하다. 연구팀은 이번 블랙홀 제트 분출 속도가 광속의 98%로 추산했으며 20년 간의 관측으로 그 충돌을 확인했다고 밝혔다. 연구를 이끈 엘린 메이어 박사는 "블랙홀 제트의 충돌 과정을 포착한 것은 사상 처음" 이라면서 "지난 1994년 처음 이 제트가 포착한 이래 20년이 지나 두 제트(사진 속 녹색과 파란색 부분)가 충돌했다(합쳐졌다)"고 설명했다. 이어 "매우 희귀한 관측 사례이기 때문에 향후 블랙홀에 대한 이해를 돕는데 큰 도움을 줄 것" 이라고 덧붙였다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

초거대 블랙홀에서 제트끼리 서로 충돌하는 현상이 사상 처음으로 포착됐다. 최근 미국 우주망원경연구소(STScI)측은 타원은하 NGC 3862 중심에 있는 블랙홀 제트의 충돌 모습을 유명학술지 네이처(Nature) 최신호에 발표했다. 미 항공우주국(NASA)의 허블우주망원경으로 관측한 이번 현상은 지구로부터 약 2억 6000만 광년 떨어진 곳에 위치한 은하 NGC 3862의 중심부에서 포착됐다. 일반적으로 은하 중심에는 거대 블랙홀이 존재한다. 이를 증명하는 것이 바로 은하 중심에서 '물질'이 방출되는 현상인 제트(jets)다. 사실 모든 것을 집어 삼킨다는 블랙홀이 왜 제트를 뿜어내는지 또한 그 구성 물질이 정확히 어떻게 되는지는 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 다만 에너지가 강한 X선과 에너지가 약한 X선의 강도 비율에 밀접한 연관이 있다고 추측되고 있다. 그러나 블랙홀이 인간의 머리로 상상하기 힘든 에너지를 엄청난 속도로 뿜어낸다는 것은 확실하다. 연구팀은 이번 블랙홀 제트 분출 속도가 광속의 98%로 추산했으며 20년 간의 관측으로 그 충돌을 확인했다고 밝혔다. 연구를 이끈 엘린 메이어 박사는 "블랙홀 제트의 충돌 과정을 포착한 것은 사상 처음" 이라면서 "지난 1994년 처음 이 제트가 포착한 이래 20년이 지나 두 제트(사진 속 녹색과 파란색 부분)가 충돌했다(합쳐졌다)"고 설명했다. 이어 "매우 희귀한 관측 사례이기 때문에 향후 블랙홀에 대한 이해를 돕는데 큰 도움을 줄 것" 이라고 덧붙였다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

태양에는 주변 부위보다 온도가 낮아서 검게 보이는 부분인 흑점이 존재한다. 태양 흑점은 태양면 폭발 현상인 플레어(solar flare)와 밀접한 연관이 있으므로 과학 연구는 물론 우주 기상 예보를 위해서 항상 관측되고 있다. 때때로 강력한 태양 플레어가 관측되면 지구에서는 통신 장애와 더불어 아름다운 오로라를 볼 수 있다. 과학자들은 이런 현상이 태양만의 전유물은 아니라고 생각하고 있다. 태양은 우주에 매우 흔한 별 가운데 하나이다. 비록 직접 관측하기는 아직 어렵지만, 과학자들은 다른 별의 표면에도 흑점이 있고 태양 플레어나 그보다 더 격렬한 현상인 코로나 물질 방출(CME, coronal mass ejection)이 발생한다고 생각하고 있다. 실제로 이를 뒷받침하는 증거들도 많다. 그런데 최근 일본의 과학자들이 다른 별에서 괴물 같은 크기의 흑점과 플레어를 발견했다고 한다. 일본의 교토대, 효고대, 나고야대, 그리고 일본국립천문대(NAOJ)의 과학자들은 미국항공우주국(NASA)의 케플러 우주망원경 데이터를 이용해서 태양의 10-10,000배 정도 강력한 플레어를 발산하는 태양과 비슷한 별을 50개 정도 찾아냈다. 이 별들 가운데 거의 절반 정도는 태양처럼 동반성 없이 외로이 혼자 있는 별들이었다. 그리고 이 별들 가운데 일부는 하루에서 수십일 주기로 밝기가 크게 변했다. 이것이 의미하는 바는 별의 밝기가 변하는 것이 동반성이 가려서가 아니라 표면의 밝기 자체가 변하기 때문이라는 것이다. 밝기가 변하는 변광성은 우주에 드물지 않지만, 태양 같은 별이 가리는 동반성도 없이 밝기가 주기적으로 변하는 것은 흔치 않은 일이다. 이 별이 가진 강력한 플레어 현상을 고려할 때 가장 가능성 있는 설명은 이 별 표면에 거대한 흑점이 존재하며, 여기서 초대형 항성 플레어가 발생한다는 것이다. 이를 검증하기 위해 연구팀은 태양 흑점 관측에 사용하는 파장대인 Ca II(칼슘 이온) 854.2nm를 사용해서 연구 대상인 별을 관측했다. 그 분석 결과는 실제로 이 별에 거대 흑점과 이로 인한 슈퍼플레어가 발생한다는 것이다. 이런 대형 흑점이 발생하는 이유는 아직 모르지만, 일단 흑점에 의한 것이라면 이를 통해서 과학자들은 이 별의 자전 속도 등의 정보를 얻을 수 있다. 앞으로 더 정확한 관측을 위해서 연구팀은 후속 연구를 준비 중이다. 한 가지 다행한 일이라면 태양에서는 이런 초대형 흑점과 플레어가 생기지 않는다는 것이다. 만약 이런 대형 흑점이 생긴다면 지구 기후에도 큰 영향이 있을 뿐 아니라 강력한 태양폭풍으로 인해 지구에 큰 충격을 줄 수 있다. 다행스럽게도 우리의 태양은 비교적 안정적인 별이다. 그리고 그 덕분에 인간을 포함한 많은 생명체가 지구에 번성할 수 있는 것이다. 사진=거대한 흑점을 가진 별의 개념도. 아래는 Ca II 파장대에서 본 것. 출처: 교토대 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

태양에는 주변 부위보다 온도가 낮아서 검게 보이는 부분인 흑점이 존재한다. 태양 흑점은 태양면 폭발 현상인 플레어(solar flare)와 밀접한 연관이 있으므로 과학 연구는 물론 우주 기상 예보를 위해서 항상 관측되고 있다. 때때로 강력한 태양 플레어가 관측되면 지구에서는 통신 장애와 더불어 아름다운 오로라를 볼 수 있다. 과학자들은 이런 현상이 태양만의 전유물은 아니라고 생각하고 있다. 태양은 우주에 매우 흔한 별 가운데 하나이다. 비록 직접 관측하기는 아직 어렵지만, 과학자들은 다른 별의 표면에도 흑점이 있고 태양 플레어나 그보다 더 격렬한 현상인 코로나 물질 방출(CME, coronal mass ejection)이 발생한다고 생각하고 있다. 실제로 이를 뒷받침하는 증거들도 많다. 그런데 최근 일본의 과학자들이 다른 별에서 괴물 같은 크기의 흑점과 플레어를 발견했다고 한다. 일본의 교토대, 효고대, 나고야대, 그리고 일본국립천문대(NAOJ)의 과학자들은 미국항공우주국(NASA)의 케플러 우주망원경 데이터를 이용해서 태양의 10-10,000배 정도 강력한 플레어를 발산하는 태양과 비슷한 별을 50개 정도 찾아냈다. 이 별들 가운데 거의 절반 정도는 태양처럼 동반성 없이 외로이 혼자 있는 별들이었다. 그리고 이 별들 가운데 일부는 하루에서 수십일 주기로 밝기가 크게 변했다. 이것이 의미하는 바는 별의 밝기가 변하는 것이 동반성이 가려서가 아니라 표면의 밝기 자체가 변하기 때문이라는 것이다. 밝기가 변하는 변광성은 우주에 드물지 않지만, 태양 같은 별이 가리는 동반성도 없이 밝기가 주기적으로 변하는 것은 흔치 않은 일이다. 이 별이 가진 강력한 플레어 현상을 고려할 때 가장 가능성 있는 설명은 이 별 표면에 거대한 흑점이 존재하며, 여기서 초대형 항성 플레어가 발생한다는 것이다. 이를 검증하기 위해 연구팀은 태양 흑점 관측에 사용하는 파장대인 Ca II(칼슘 이온) 854.2nm를 사용해서 연구 대상인 별을 관측했다. 그 분석 결과는 실제로 이 별에 거대 흑점과 이로 인한 슈퍼플레어가 발생한다는 것이다. 이런 대형 흑점이 발생하는 이유는 아직 모르지만, 일단 흑점에 의한 것이라면 이를 통해서 과학자들은 이 별의 자전 속도 등의 정보를 얻을 수 있다. 앞으로 더 정확한 관측을 위해서 연구팀은 후속 연구를 준비 중이다. 한 가지 다행한 일이라면 태양에서는 이런 초대형 흑점과 플레어가 생기지 않는다는 것이다. 만약 이런 대형 흑점이 생긴다면 지구 기후에도 큰 영향이 있을 뿐 아니라 강력한 태양폭풍으로 인해 지구에 큰 충격을 줄 수 있다. 다행스럽게도 우리의 태양은 비교적 안정적인 별이다. 그리고 그 덕분에 인간을 포함한 많은 생명체가 지구에 번성할 수 있는 것이다. 사진=거대한 흑점을 가진 별의 개념도. 아래는 Ca II 파장대에서 본 것. 출처: 교토대 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

- 수십년간 천문학계 난제 은하들은 어떻게 죽는가? 이 문제는 수십 년간 천문학자들의 골머리를 아프게 한 우주 미스터리였다. 천문학자들이 마침내 이 문제의 해결을 위한 실마리를 잡은 것 같다. 지난 몇십 년 동안 천문학자들은 은하에는 두 개의 중요한 부류가 있다는 사실을 알아냈다. "약 반수의 은하들은 가스가 풍부하여 별을 생산하는 부류이고, 나머지 반은 가스가 고갈되어 더이상 별을 생산하지 못하는 부류"라고 논문 주저자 잉지에 펭 케임브리지 대학 천문학자는 설명한다. 아직도 과학자들은 무엇이 은하 안에서 별들의 생성을 막는지 확실히 알고 있지 못하다. "무엇이 은하를 죽음에 이르게 하는가 하는 문제가 지난 20년 동안 천문학계에서 가장 뜨거운 이슈였다"고 펭 교수는 14일(현지시간) 사이언스닷컴과의 인터뷰에서 밝혔다. 은하에서 별 형성이 중단되는 원인에 대해 과학자들은 두 가지 가설을 내놓았다. 하나는 이른바 '질식사'로, 은하 안에 별을 생성할 만한 신선한 가스 재료가 바닥남으로써 은하가 서서히 죽음에 이른다는 것이고, 다른 하나는 이웃 은하의 중력으로 인해 가스를 갑자기 약탈당해 '급사'하는 경우라는 것이다. 연구자들은 가까운 은하 2만6,000개 이상을 분석해본 결과, 대부분 은하들의 사인이 '질식사'임을 보여주는 단서를 발견해냈다. "은하들이 질식을 당해 죽는다는 최초의 증거를 찾아낸 것"이라고 펭 박사는 말했다. 별은 거의 수소와 헬륨으로 이루어져 있다. 연구자들은 '금속'에 초점을 맞춰 연구를 진행했다. 항성진화론에서 '금속'이란 수소와 헬륨보다 무거운 원소를 일컫는다. 그러한 '금속'은 수소와 헬륨이 별 속에서 핵융합을 일으킴으로써 생성되는 중원소들이다. 과학자들은 죽은 은하가 산 은하에 비해 금속 함유량이 훨씬 더 높다는 사실을 발견했다. 이 발견은 가스 공급이 중단된 은하가 시간이 지남에 따라 진화하는 방향과 일치하는 결과라고 펭 박사는 설명한다. -별 생성 가스 바닥나 서서히 최후 은하에 가스 공급이 중단되더라도 은하 내부에는 여전히 가스가 남아 있어 별들이 생성이 계속된다. 대신 이러한 별들은 수소나 헬륨보다 무거운 원소들을 만들어내게 된다. 이에 비해 갑자기 가스를 강탈당해버린 은하는 별 생성이 급속이 중단되어 중원소를 덜 만들어내게 되는 것이다. 컴퓨터 모델에 따르면, 이러한 가스 공급 중단으로 별 생성이 중단되고 은하가 질식사하게 되는 데는 약 40억 년이 걸린다. 이 시간은 별을 생산하는 산 은하와 죽은 은하의 나이 차이와 같다고 연구자들은 설명한다. 연구자들은 이 질식사 가설이 은하의 95% 이상이 태양질량의 1000억 배에 달하는 이유를 설명해준다고 말한다. 그보다 더 큰 은하들에 대해서는 질식사 가설과 급사 가설 중 어느 것을 따를 것인지는 증거가 명확치 않다고 펭 박사는 말한다. 비록 대부분의 은하들이 질식으로 최후를 맞는다는 사실을 발견했지만, 질식을 일으키는 메커니즘을 완전히 이해하려면 더 많은 연구가 필요하다고 펭 박사는 덧붙인다. 앞으로 연구진이 먼 거리 은하들을 집중적으로 연구한다면 우주가 젊었을 때 어떤 모습을 하고 있었는가를 알 수 있게 될 것이다. 그리고 은하들의 형성과 그 진화의 그림을 더욱 자세히 그릴 수 있을 것으로 보인다. "우리는 앞으로 더욱 강력한 장비를 갖게 될 것이다. 다중 망원 근적외선 분광기(MOONS)와 제임스 웹 우주망원경을 운용할 수 있게 된다면 우리 연구도 앞으로 몇년 내에 성공적으로 마무리될 것으로 믿는다"고 펭 박사는 말한다. 펭과 동료들이 진행한 연구내용은 '네이처'지 5월 14일자에 게재되었다. ​이광식 통신원 joand999@naver.com

"오늘 케플러 행성 날씨는 오전에 구름이 좀 끼다가 오후에는 맑겠습니다" 어쩌면 멀고 먼 미래에는 지구 밖 다른 행성의 날씨 예보가 나올지도 모르겠다. 최근 캐나다 토론토 대학 연구팀이 지구에서 최소 수백 광년 떨어진 6개의 외계 행성 날씨를 예측하는데 처음으로 성공했다는 연구 결과를 발표했다. 다소 공상 과학적인 내용을 담은 이번 연구의 대상이 된 행성은 우리 태양계의 '큰형님'인 목성만한 케플러-7b, 케플러-8b, 케플러-12b, 케플러-41b, 케플러-76b, HAT-P-7b 등이다. 이들 행성들은 지구에서 최소 580광년~2000광년 정도 떨어져 있어 사실 지금 날씨가 아닌 멀고 먼 과거의 날씨다.　 연구에 따르면 이들 행성들은 모항성과 매우 가까운 궤도를 공전하기 때문에 표면 온도가 무려 1600°C에 달한다. 또한 반시계 방향으로 공전하기 때문에 대기의 흐름 역시 동쪽으로 이동한다. 이같은 패턴 때문에 항성과 멀어지는 밤이 되면 구름이 형성돼 아침에는 구름이 좀 껴있다가 오후에 되면 '화끈하게' 맑은 날씨가 된다. 물론 1600°C가 넘는 뜨거운 온도 때문에 생명체가 살 가능성은 없다. 연구팀이 지구의 날씨도 예측하기 힘든데 한가하게(?) 멀고 먼 외계 행성 날씨에 관심을 두는 이유는 있다. 토론토 대학 박사과정생 리사 에스테베스는 "사실 이들 행성의 날씨가 궁금한 것이 아닌 대기의 변화를 알기 위한 것" 이라면서 "미 항공우주국(NASA)의 케플러 우주망원경이 촬영한 이미지를 분석해 연구가 이루어졌다"고 밝혔다. 이어 "이번 연구는 차후 외계 생명체가 존재할 만한 조건을 가진 지구형 행성을 찾는데 도움을 줄 것" 이라고 덧붙였다. 이번 연구결과는 ‘천체물리학 저널'(Astrophysical Journal) 최신호에 발표됐다.　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

인류의 오랜 과학사에서 최대의 과학적 발견 하나를 꼽으라면 서슴없이 '우주팽창'을 드는 사람들이 적지 않다. 이 우주팽창의 증거를 발견하여 인류에 고함으로써 20세기 천문학의 최고 영웅이 된 사람은 허블 우주망원경, 허블 법칙 등으로 너무나 잘 알려진 미국의 에드윈 허블이다. 그는 여러 가지 면에서 문제적 인물이었다. -허풍스러운 태도의 '20세기 천문학 최고 영웅' 1889년 미국 미주리 주의 마시필드에서 태어난 허블은 한마디로 온갖 행운을 타고난 사람이었다. 아버지는 변호사이자 보험 대리인이라 유복한 어린 시절을 보냈다. 그는 부모로부터 높은 지능과 강건한 체질까지 물려받은데다 미남형이라 매력이 주체하지 못할 정도로 철철 흘렀다. 허블은 고등학교 시절 육상대표로 7종 경기에서 우승했고, 그밖에도 여러 대회, 여러 종목에서 메달을 수두룩하게 받았다. 공부도 잘했다. 명문 시카고 대학 법학과에 어렵잖게 진학했다. 말하자면 허블은 엄친아 대표선수였다. 대학에서도 발군의 성적을 보인 그는 로즈 장학금을 받고 영국 옥스퍼드 대학으로 유학을 갔다. 이 유학기간 3년이 허블에게 큰 영향을 미친 듯하다. 이때부터 허블은 늘 정장차림에다 파이프를 입에 물고 멋을 내며 허세를 부리기 시작했다. 그리고 허풍스러운 영국식 억양을 쓰기 시작했는데, 이 버릇은 평생 바뀌지 않았다. 천문학 하는 사람 중에 괴짜가 많긴 하지만, 허블도 그런 면에서는 전혀 꿀리지 않는 등급이었다. 아무튼 그런 허블이 어떻게 20세기 천문학계에서 최고의 영웅으로 등극하는 영예를 거머쥐게 되었을까? 가끔 세상에는 별로 힘들이지 않고도 손대는 일마다 떡 먹듯이 성공하는 그런 부류의 인간들이 있는 법이다. 불공평하게 보이고 배 아픈 노릇이지만, 어쩔 수 없는 일이다. 허블이 바로 그런 인간형이었다. 1913년 귀국해서 잠시 변호사 협회에 이름을 걸어놓은 허블은 얼마 후 돌연 하던 일을 접고 시카고 대학 천문학과에 들어갔다. 이에 대해 훗날 허블은 다음과 같이 말했다. “천문학은 성직과도 같다. 소명을 받아야 하기 때문이다. 나는 루이스빌에서 1년 동안 법률업무에 종사한 다음에야 비로소 그 소명을 받았다.” 뒤늦게 시작한 천문학이었지만 그는 뛰어난 머리와 약간의 노력으로 밀린 공부를 따라잡아 1917년 천문학 박사학위를 손에 쥐었다. 졸업 후 은사인 조지 헤일의 추천으로 윌슨 산 천문대에서 일하려던 허블의 계획은 뜻하지 않은 일로 취소되었다. 미국이 뒤늦게 1차대전에 뛰어들었던 탓이다. 육군 장교로 지원한 허블은 전투에서 오른팔에 부상을 입은 덕으로 소령으로 특진되었다. 그 역시 허블에게는 자랑거리였다. 평생 소령 칭호를 입에 달고 살았다니까. -무시받던 '희미한 빛뭉치'에 꽂히다 전선에서 돌아온 허블은 1919년 30살 때 짐을 꾸려서 윌슨 산으로 들어갔다. 말 그대로 입산이었다. 해발 1,800m 산꼭대기에 있는 윌슨 산 천문대에는 당시 세계 최대인 2.5m 후커 반사망원경이 설치되어 있었다. 그러나 노새가 이끄는 수레를 타고 한나절이나 걸려서야 도착할 수 있는 외진 곳이라 생활은 고행이었고, 일과는 고달팠다. 그럼에도 수십 명의 천문학자들이 연구를 위해 이곳에 둥지를 틀었다. 그들은 추운 겨울에도 관측대 위에 앉아 온밤을 지새웠다. 거대한 반사망원경을 조그마한 손잡이를 돌려 조절하며, 렌즈의 십자선을 응시하면서 최고 12시간을 버텨야 했다. 따뜻한 커피를 마실 수도, 난방기구를 이용할 수도 없었다. 망원경에 안 좋은 영향을 끼치기 때문이다. 연구원 숙소에 여자가 머무는 것은 금지되었기 때문에 연구원들은 그곳을 수도원이라 불렀다. '수도원 원장'인 조지 헤일은 천체물리학은 모든 잡념을 버린 남자만이 전념할 수 있는 분야라고 일찍이 설파했다. 윌슨 산 꼭대기에서 허블은 먼 우주에서 희미하게 빛나는 성운들을 향해서 망원경의 주경을 겨누고는, 사진을 찍고 스펙트럼을 찍기 시작했다. 그것은 때로는 열흘 밤을 꼬박 지새워야 하는 고된 작업이었다. 허블은 소년 시절에 할아버지의 망원경으로 별보기를 좋아했다. 그리고 할아버지가 좋아하던 퍼시벌 로웰의 화성 이야기를 들으며 우주로의 꿈을 키워왔다. 허블의 박사논문 주제는 ‘희미한 성운’이었다. 주류 천문학자들은 밝은 별과 행성, 혜성에 연구할 주제가 얼마든지 있는데 무엇하러 그런 희미한 빛뭉치를 연구한다 말인가 하고 의아해했다. 하지만 허블의 깊은 관심은 늘 그 희미한 빛뭉치인 성운에 있었다. ‘저 가스 구름들은 과연 우리 은하 안에 있는 것인가, 아니면 은하 바깥을 떠도는 별들의 도시인가?’ 라틴 어로 '안개'를 뜻하는 성운(nebula)은 20세기 초만 해도 정말 안개에 가려진 천체였다. 허블의 머리속에는 늘 성운에 대한 의문이 떠나질 않았다. 허블이 윌슨 산에 오자마자 대망원경의 주경을 성운 쪽으로 돌린 것은 당연한 노릇이었다. -건달에 가까운 노새 몰이꾼 휴메이슨 이 대목에서 우리는 또 한 사나이를 떠올리지 않을 수 없다. 허블의 조수였던 그 사내 역시 천문학사에서는 전설이 되어 있는 존재이다. 그는 원래 노새 몰이꾼이었다. 이름은 밀턴 휴메이슨, 나이는 허블보다 2살 아래였다. 윌슨 산 천문대로 장비나 생필품을 운반하는 잡일꾼으로 일했던 휴메이슨은 학교는 일찌감치 중2 때 때려치우고, 당구와 도박, 여자 후리기에 한가락하는 사내로, 좋게 말하면 한량, 나쁘게 말하면 건달이었다. 그런데 머리가 영리하고 호기심도 풍부한데다, 도박으로 다져진 눈썰미와 손재주, 머리회전에 힘입어, 천문대의 각종 장비와 기계에 대해 질문하고 익히고 하는 새에 어느덧 엔지니어 비슷한 수준까지 되었다. 그러던 어느 날, 야사가 전하는 바에 따르면 휴메이슨의 놀라운 변신이 펼쳐진다. 야간 관측 보조원이 병결했는데, 대타로 투입할 마땅한 사람이 없었다. 그렇다고 귀한 망원경을 놀릴 수도 없는 노릇이라, 천문대에서는 하룻밤 공칠 요량을 하고 휴메이슨에게 대타로 뛰어볼 용의가 없느냐고 제안했다. 그 업무는 거대한 덩치인 망원경을 다룰 뿐만 아니라 천체사진까지 찍어야 하는 일이었다. 그날 밤 휴메이슨은 임시직 관측 보조원이 되어 왕년에 트럼프 장 다루듯이 거대 망원경을 능숙하게 다루는 솜씨를 자랑했다. 그뿐인가, 천문대 연구원들은 휴메이슨이 찍어놓은 은하 스펙트럼들을 보고는 입을 다물지 못했다. 선명한 화질이 일급 전문가의 솜씨였던 것이다. 이 일로 그는 천문대 정식 직원으로 채용되어 허블의 조수가 되었다. 중학 중퇴로 천문대에 정식직원이 된 것은 전무후무한 일이었다. 이 중학 중퇴 건달과 허풍기 있는 천문학 박사는 만나자마자 악동들처럼 서로 죽이 잘 맞았다. 휴메이슨은 일을 시작하자 이내 양질의 은하 스펙트럼을 얻는 데 어떤 천문학자보다 뛰어난 역량을 발휘했고, 나중엔 '휴메이슨 혜성'을 발견하는 등 훌륭한 업적을 많이 남겨 완벽한 천문학자로 인정받게 되었다. 건달에서 천문학자로의 놀라운 변신이었다. 1923년 10월 어느 날 밤, 마침내 허블은 생애 최고의 사진을 찍었다. 그는 2.5m 반사망원경을 이용해 안드로메다 대성운으로 알려진 M31과 삼각형자리 나선은하 M33의 사진을 찍었다. 며칠 후 안드로메다 성운 사진 건판을 분석하던 허블은 갑자기 “유레카!” 하고 크게 외쳤다. 성운 안에 찍혀 있는 변광성을 발견한 것이다. 1912년 헨리에타 리빗이 변광성의 주기와 밝기가 밀접한 관계가 있음을 발견하고 이를 우주를 재는 표준 촛불로 삼아, 그때까지 알려지지 않았던 하늘의 잣대를 제공한 바 있었다. 리빗의 발견을 잘 알고 있던 허블은 안드로메다 변광성의 주기를 측정해본 결과 31.4일이라는 것을 알아냈다. 여기에다 리빗의 자를 들이대어 지구까지의 거리를 계산해보니 놀랍게도 93만 광년이란 답이 나왔다. 우리 은하 크기보다 10배나 멀리 떨어져 있는 게 아닌가! 단순히 나선 모양의 성운으로 알고 있었던 안드로메다는 사실 우리 은하를 까마득히 넘어선 곳에 있는 독립된 나선은하였다. 칸트의 섬우주론이 200 년 만에 완벽히 증명된 셈이었다. 이로써 인류 역사상 가장 먼 거리를 측정했던 허블은 새로운 우주공간의 문을 활짝 열어젖혔던 것이다. 당시 천문학계는 우리은하의 크기를 놓고 '대논쟁'을 벌이고 있었다. '우리은하가 우주 전체다', '우리은하 외에도 많은 은하들이 있을 것이다'는 두 진영으로 나뉘어 있었는데, 뒤늦게 나타난 신출내기 천문학자가 그 판정을 내려주었던 것이다. 어쨌든 이 하나의 발견으로 허블은 일약 천문학계의 영웅으로 떠올랐다. 나중에 알려진 사실이지만, 허블의 계산은 참값보다 큰 차이가 나는 것이었다. 현재 알려진 안드로메다 은하까지의 거리는 그 두 배가 넘는 250만 광년이다. 밤하늘에서 빛나는 모든 것들이 우리 은하 안에 속해 있다고 믿고 있던 사람들에게 이 발견은 청천벽력과도 같은 것이었다. 갑자기 우리 태양계는 조그만 웅덩이 정도로 축소되어버리고, 태양은 우주라는 드넓은 바닷가의 한 알갱이 모래에 지나지 않은 것이 되었다. 허블의 발견 이후 은하들 뒤에 다시 무수한 은하들이 늘어서 있는 무한에 가까운 우주임이 드러났다. 인류에게 이것은 근본적인 계시였다. -하늘도 불안정하다! 은하를 추적하는 허블의 망원경은 여기서 멈추지 않았다. 그후 6년 동안 허블과 그의 조수 휴메이슨은 은하들의 거리에 관한 데이터들을 모으느라 춥고 긴 밤을 지새우기 일쑤였다. 과학자들은 은하들이 제자리에 고정되어 있지 않다는 사실을 알고 있었다. 1912년, 로웰 천문대의 베스토 슬라이퍼는 은하 스펙트럼에서 적색이동을 발견하고, 은하들이 엄청난 속도로 지구로부터 멀어지고 있다는 사실을 처음으로 알아냈다. 허블은 슬라이퍼의 연구를 기초로 삼고, 그 동안 24개의 은하를 집요하게 추적해서 얻은 자신의 관측자료를 정리하여 거리와 속도를 반비례시킨 표에다가 은하들을 집어넣었다. 그 결과 놀라운 사실이 하나 드러났다. 멀리 있는 은하일수록 더 빠른 속도로 멀어져가고 있는 것이다. 은하는 후퇴하고 있다. 먼 은하일수록 후퇴속도는 더 빠르다. 그리고 은하의 이동속도를 거리로 나눈 값은 항상 일정하다. 이것이 허블 법칙이다.(사실 허블-휴메이슨 법칙이라 불러야 공평하다) 훗날 이 상수는 허블 상수로 불리며, 'H'로 표시된다. 허블 상수는 우주의 팽창속도를 알려주는 지표로서, 이것만 정확히 알아낸다면 우주의 크기와 나이를 구할 수 있다. 그래서 허블 상수는 우주의 로제타 석에 비유되기도 한다. 허블과 휴메이슨의 발견은 우주가 팽창하고 있음을 명백히 보여주는 것이었다. 또한 여러 세기 동안 과학자들을 괴롭혀왔던 올베르스의 역설도 이로써 우주팽창이라는 정답을 얻은 셈이었다. 그러나 당시에는 허블 자신까지 포함해서 이것이 우주의 기원과 연관되어 있으며, 모든 것의 근본을 건드리는 심오한 문제라고 확신하는 사람은 아무도 없었다. 묘하게도 죽이 잘 맞았던 이 덤앤더머 커플이 인류를 우주 기원의 순간으로 데려갈 이론적 토대를 닦았던 것이다. 이는 20세기 천문학사에서 가장 중요한 발견으로 받아들여졌다. 1929년, 이 사실이 발표되었을 때 엄청난 충격을 사람들에게 던져주었다. 이 우주가 지금 이 순간에도 무서운 속도로 팽창하고 있으며, 우리가 발붙이고 사는 이 세상에 고정되어 있는 거라곤 하나도 없다는 이 현기증 나는 사실에 사람들은 황망해했다. 최초로 인류가 지구상을 걸어다닌 이래 우리 인간사가 불안정하다는 것을 알고는 있었지만, 20세기에 들어서는 하늘조차도 불안정하다는 사실을 깨닫게 되었던 것이다. 그것은 제행무상(諸行無常)의 대우주였다. -허블의 유해는 어디에? 허블은 죽을 때까지 열성적으로 은하를 관측했다. 1953년 허블은 팔로마 산 천문대의 지름 5m의 거대 망원경 앞에서 며칠 밤을 새워 관측할 준비를 하던 중 갑자기 심장마비로 숨졌다. 대천문학자다운 열반이었다. 향년 64세. 코페르니쿠스 이후 천문학의 발전에 최대의 공헌을 한 허블의 업적은 노벨 상을 뛰어넘는 것이지만, 허블은 상을 받지 못했다. 노벨 물리학상이 천문학을 배제했기 때문이다. 그러나 뒤늦게 규정이 바뀌어 허블에게도 상을 주기로 결정했지만, 이번엔 상을 받을 사람이 없었다. 허블이 죽은 지 3개월 뒤였던 것이다. 노벨 상은 고인이 된 사람에게는 주지 않는 것이기 때문에, 상을 받으려면 업적 못지않게 수명도 중요한 변수라는 것을 새삼 일깨워주었다. 죽은 뒤에도 허블은 세간의 관심을 모았다. 허블의 유언에 따른 거라는 설도 있지만, 그의 부인 그레이스는 장례식과 추도회를 모두 거부했다. 그리고 남편의 유해를 어떻게 처리했는지에 대해서도 끝내 입을 열지 않았다. 그래서 20세기의 가장 위대한 천문학자였던 허블의 행방은 반세기가 지난 지금까지도 풀리지 않은 미스터리가 되는 바람에 허블을 추념하려면 우주공간에 떠 있는 허블 망원경을 바라볼 수밖에 없다. 1990년 우주 공간으로 쏘아올려진 우주망원경에 허블의 업적을 기리는 뜻에서 그의 이름이 붙여졌기 때문이다. 지금도 지구 중심 궤도를 95분마다 한 바퀴씩 돌며 먼 우주를 담아 보내고 있는 허블 우주망원경은 지난 4월 24일로 관측 25주년을 맞았으며, 2018년 제임스 웹 우주망원경이 발사될 때까지 계속 운용될 전망이다. 마지막 허블의 말로 이 글을 접기로 하자. “오감만 잘 갖춰져 있으면 인간은 우주가 무엇인지 탐험할 수 있으며, 그걸 모험과학이라 부른다.” ​이광식 통신원 joand999@naver.com

지구에서 약 40광년 떨어진 곳에는 일명 '슈퍼지구'라 불리는 특이한 외계 행성이 존재한다. 바로 지구에 비해 지름은 2배, 질량은 8배 정도인 '55 Cancri(게자리) e'다. 최근 영국 케임브리지 대학 연구팀이 '55 Cancri e'의 온도변동을 사상 최초로 측정해 관심을 끌고있다. 지난 2003년 발사된 미 항공우주국 나사(NASA)의 스피처 우주망원경을 사용해 측정한 이 행성의 표면 온도는 무려 1,000-2,700°C. 또한 이같은 온도 변화의 이유가 행성에 존재하는 거대한 화산 활동 때문이라는 사실도 밝혀냈다. 지난 2012년 처음 빛이 탐지된 '55 Cancri e'는 그간 천문학자들의 높은 관심을 받아왔다. 특히 같은 해 미국 예일대 연구팀은 행성의 표면이 종전 추정 성분인 물과 흑연이 아니라 흑연과 다이아몬드로 덮여 있을 가능성이 크다고 발표해 일약 '다이아몬드 행성' 이라는 별칭도 얻었다. 　 '55 Cancri e'가 슈퍼지구라 불린 이유는 지구와 사이즈가 비슷하고 암석형으로 이루어졌기 때문이지만 높은 표면 온도 때문에 생명체가 존재할 가능성은 거의 없다. 연구에 참여한 니쿠 마두수단 박사는 "3년 간에 걸쳐 외계행성에서 방출하는 극적인 빛의 변화를 관측한 것은 이번이 처음" 이라면서 "화산 활동과 18시간에 불과한 공전주기 때문에 생명체 서식은 불가능하다"고 설명했다. 논문의 선임저자 브라이스-올리비에르 데모리 박사도 "거대한 규모의 화산 활동이 행성 표면 온도의 변화 폭을 키워 생명체 존재 가능성은 희박하다" 면서 "화산으로 인한 가스와 먼지 방출이 행성을 덮어 지구에서의 빛 관측을 어렵게 한다"고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구에서 약 40광년 떨어진 곳에는 일명 '슈퍼지구'라 불리는 특이한 외계 행성이 존재한다. 바로 지구에 비해 지름은 2배, 질량은 8배 정도인 '55 Cancri(게자리) e'다. 최근 영국 케임브리지 대학 연구팀이 '55 Cancri e'의 온도변동을 사상 최초로 측정해 관심을 끌고있다. 지난 2003년 발사된 미 항공우주국 나사(NASA)의 스피처 우주망원경을 사용해 측정한 이 행성의 표면 온도는 무려 1,000-2,700°C. 또한 이같은 온도 변화의 이유가 행성에 존재하는 거대한 화산 활동 때문이라는 사실도 밝혀냈다. 지난 2012년 처음 빛이 탐지된 '55 Cancri e'는 그간 천문학자들의 높은 관심을 받아왔다. 특히 같은 해 미국 예일대 연구팀은 행성의 표면이 종전 추정 성분인 물과 흑연이 아니라 흑연과 다이아몬드로 덮여 있을 가능성이 크다고 발표해 일약 '다이아몬드 행성' 이라는 별칭도 얻었다. 　 '55 Cancri e'가 슈퍼지구라 불린 이유는 지구와 사이즈가 비슷하고 암석형으로 이루어졌기 때문이지만 높은 표면 온도 때문에 생명체가 존재할 가능성은 거의 없다. 연구에 참여한 니쿠 마두수단 박사는 "3년 간에 걸쳐 외계행성에서 방출하는 극적인 빛의 변화를 관측한 것은 이번이 처음" 이라면서 "화산 활동과 18시간에 불과한 공전주기 때문에 생명체 서식은 불가능하다"고 설명했다. 논문의 선임저자 브라이스-올리비에르 데모리 박사도 "거대한 규모의 화산 활동이 행성 표면 온도의 변화 폭을 키워 생명체 존재 가능성은 희박하다" 면서 "화산으로 인한 가스와 먼지 방출이 행성을 덮어 지구에서의 빛 관측을 어렵게 한다"고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

인류의 오랜 과학사에서 최대의 과학적 발견 하나를 꼽으라면 서슴없이 '우주팽창'을 드는 사람들이 적지 않다. 이 우주팽창의 증거를 발견하여 인류에 고함으로써 20세기 천문학의 최고 영웅이 된 사람은 허블 우주망원경, 허블 법칙 등으로 너무나 잘 알려진 미국의 에드윈 허블이다. 그는 여러 가지 면에서 문제적 인물이었다. -허풍스러운 태도의 '20세기 천문학 최고 영웅' 1889년 미국 미주리 주의 마시필드에서 태어난 허블은 한마디로 온갖 행운을 타고난 사람이었다. 아버지는 변호사이자 보험 대리인이라 유복한 어린 시절을 보냈다. 그는 부모로부터 높은 지능과 강건한 체질까지 물려받은데다 미남형이라 매력이 주체하지 못할 정도로 철철 흘렀다. 허블은 고등학교 시절 육상대표로 7종 경기에서 우승했고, 그밖에도 여러 대회, 여러 종목에서 메달을 수두룩하게 받았다. 공부도 잘했다. 명문 시카고 대학 법학과에 어렵잖게 진학했다. 말하자면 허블은 엄친아 대표선수였다. 대학에서도 발군의 성적을 보인 그는 로즈 장학금을 받고 영국 옥스퍼드 대학으로 유학을 갔다. 이 유학기간 3년이 허블에게 큰 영향을 미친 듯하다. 이때부터 허블은 늘 정장차림에다 파이프를 입에 물고 멋을 내며 허세를 부리기 시작했다. 그리고 허풍스러운 영국식 억양을 쓰기 시작했는데, 이 버릇은 평생 바뀌지 않았다. 천문학 하는 사람 중에 괴짜가 많긴 하지만, 허블도 그런 면에서는 전혀 꿀리지 않는 등급이었다. 아무튼 그런 허블이 어떻게 20세기 천문학계에서 최고의 영웅으로 등극하는 영예를 거머쥐게 되었을까? 가끔 세상에는 별로 힘들이지 않고도 손대는 일마다 떡 먹듯이 성공하는 그런 부류의 인간들이 있는 법이다. 불공평하게 보이고 배 아픈 노릇이지만, 어쩔 수 없는 일이다. 허블이 바로 그런 인간형이었다. 1913년 귀국해서 잠시 변호사 협회에 이름을 걸어놓은 허블은 얼마 후 돌연 하던 일을 접고 시카고 대학 천문학과에 들어갔다. 이에 대해 훗날 허블은 다음과 같이 말했다. “천문학은 성직과도 같다. 소명을 받아야 하기 때문이다. 나는 루이스빌에서 1년 동안 법률업무에 종사한 다음에야 비로소 그 소명을 받았다.” 뒤늦게 시작한 천문학이었지만 그는 뛰어난 머리와 약간의 노력으로 밀린 공부를 따라잡아 1917년 천문학 박사학위를 손에 쥐었다. 졸업 후 은사인 조지 헤일의 추천으로 윌슨 산 천문대에서 일하려던 허블의 계획은 뜻하지 않은 일로 취소되었다. 미국이 뒤늦게 1차대전에 뛰어들었던 탓이다. 육군 장교로 지원한 허블은 전투에서 오른팔에 부상을 입은 덕으로 소령으로 특진되었다. 그 역시 허블에게는 자랑거리였다. 평생 소령 칭호를 입에 달고 살았다니까. -무시받던 '희미한 빛뭉치'에 꽂히다 전선에서 돌아온 허블은 1919년 30살 때 짐을 꾸려서 윌슨 산으로 들어갔다. 말 그대로 입산이었다. 해발 1,800m 산꼭대기에 있는 윌슨 산 천문대에는 당시 세계 최대인 2.5m 후커 반사망원경이 설치되어 있었다. 그러나 노새가 이끄는 수레를 타고 한나절이나 걸려서야 도착할 수 있는 외진 곳이라 생활은 고행이었고, 일과는 고달팠다. 그럼에도 수십 명의 천문학자들이 연구를 위해 이곳에 둥지를 틀었다. 그들은 추운 겨울에도 관측대 위에 앉아 온밤을 지새웠다. 거대한 반사망원경을 조그마한 손잡이를 돌려 조절하며, 렌즈의 십자선을 응시하면서 최고 12시간을 버텨야 했다. 따뜻한 커피를 마실 수도, 난방기구를 이용할 수도 없었다. 망원경에 안 좋은 영향을 끼치기 때문이다. 연구원 숙소에 여자가 머무는 것은 금지되었기 때문에 연구원들은 그곳을 수도원이라 불렀다. '수도원 원장'인 조지 헤일은 천체물리학은 모든 잡념을 버린 남자만이 전념할 수 있는 분야라고 일찍이 설파했다. 윌슨 산 꼭대기에서 허블은 먼 우주에서 희미하게 빛나는 성운들을 향해서 망원경의 주경을 겨누고는, 사진을 찍고 스펙트럼을 찍기 시작했다. 그것은 때로는 열흘 밤을 꼬박 지새워야 하는 고된 작업이었다. 허블은 소년 시절에 할아버지의 망원경으로 별보기를 좋아했다. 그리고 할아버지가 좋아하던 퍼시벌 로웰의 화성 이야기를 들으며 우주로의 꿈을 키워왔다. 허블의 박사논문 주제는 ‘희미한 성운’이었다. 주류 천문학자들은 밝은 별과 행성, 혜성에 연구할 주제가 얼마든지 있는데 무엇하러 그런 희미한 빛뭉치를 연구한다 말인가 하고 의아해했다. 하지만 허블의 깊은 관심은 늘 그 희미한 빛뭉치인 성운에 있었다. ‘저 가스 구름들은 과연 우리 은하 안에 있는 것인가, 아니면 은하 바깥을 떠도는 별들의 도시인가?’ 라틴 어로 '안개'를 뜻하는 성운(nebula)은 20세기 초만 해도 정말 안개에 가려진 천체였다. 허블의 머리속에는 늘 성운에 대한 의문이 떠나질 않았다. 허블이 윌슨 산에 오자마자 대망원경의 주경을 성운 쪽으로 돌린 것은 당연한 노릇이었다. -건달에 가까운 노새 몰이꾼 휴메이슨 이 대목에서 우리는 또 한 사나이를 떠올리지 않을 수 없다. 허블의 조수였던 그 사내 역시 천문학사에서는 전설이 되어 있는 존재이다. 그는 원래 노새 몰이꾼이었다. 이름은 밀턴 휴메이슨, 나이는 허블보다 2살 아래였다. 윌슨 산 천문대로 장비나 생필품을 운반하는 잡일꾼으로 일했던 휴메이슨은 학교는 일찌감치 중2 때 때려치우고, 당구와 도박, 여자 후리기에 한가락하는 사내로, 좋게 말하면 한량, 나쁘게 말하면 건달이었다. 그런데 머리가 영리하고 호기심도 풍부한데다, 도박으로 다져진 눈썰미와 손재주, 머리회전에 힘입어, 천문대의 각종 장비와 기계에 대해 질문하고 익히고 하는 새에 어느덧 엔지니어 비슷한 수준까지 되었다. 그러던 어느 날, 야사가 전하는 바에 따르면 휴메이슨의 놀라운 변신이 펼쳐진다. 야간 관측 보조원이 병결했는데, 대타로 투입할 마땅한 사람이 없었다. 그렇다고 귀한 망원경을 놀릴 수도 없는 노릇이라, 천문대에서는 하룻밤 공칠 요량을 하고 휴메이슨에게 대타로 뛰어볼 용의가 없느냐고 제안했다. 그 업무는 거대한 덩치인 망원경을 다룰 뿐만 아니라 천체사진까지 찍어야 하는 일이었다. 그날 밤 휴메이슨은 임시직 관측 보조원이 되어 왕년에 트럼프 장 다루듯이 거대 망원경을 능숙하게 다루는 솜씨를 자랑했다. 그뿐인가, 천문대 연구원들은 휴메이슨이 찍어놓은 은하 스펙트럼들을 보고는 입을 다물지 못했다. 선명한 화질이 일급 전문가의 솜씨였던 것이다. 이 일로 그는 천문대 정식 직원으로 채용되어 허블의 조수가 되었다. 중학 중퇴로 천문대에 정식직원이 된 것은 전무후무한 일이었다. 이 중학 중퇴 건달과 허풍기 있는 천문학 박사는 만나자마자 악동들처럼 서로 죽이 잘 맞았다. 휴메이슨은 일을 시작하자 이내 양질의 은하 스펙트럼을 얻는 데 어떤 천문학자보다 뛰어난 역량을 발휘했고, 나중엔 '휴메이슨 혜성'을 발견하는 등 훌륭한 업적을 많이 남겨 완벽한 천문학자로 인정받게 되었다. 건달에서 천문학자로의 놀라운 변신이었다. 1923년 10월 어느 날 밤, 마침내 허블은 생애 최고의 사진을 찍었다. 그는 2.5m 반사망원경을 이용해 안드로메다 대성운으로 알려진 M31과 삼각형자리 나선은하 M33의 사진을 찍었다. 며칠 후 안드로메다 성운 사진 건판을 분석하던 허블은 갑자기 “유레카!” 하고 크게 외쳤다. 성운 안에 찍혀 있는 변광성을 발견한 것이다. 1912년 헨리에타 리빗이 변광성의 주기와 밝기가 밀접한 관계가 있음을 발견하고 이를 우주를 재는 표준 촛불로 삼아, 그때까지 알려지지 않았던 하늘의 잣대를 제공한 바 있었다. 리빗의 발견을 잘 알고 있던 허블은 안드로메다 변광성의 주기를 측정해본 결과 31.4일이라는 것을 알아냈다. 여기에다 리빗의 자를 들이대어 지구까지의 거리를 계산해보니 놀랍게도 93만 광년이란 답이 나왔다. 우리 은하 크기보다 10배나 멀리 떨어져 있는 게 아닌가! 단순히 나선 모양의 성운으로 알고 있었던 안드로메다는 사실 우리 은하를 까마득히 넘어선 곳에 있는 독립된 나선은하였다. 칸트의 섬우주론이 200 년 만에 완벽히 증명된 셈이었다. 이로써 인류 역사상 가장 먼 거리를 측정했던 허블은 새로운 우주공간의 문을 활짝 열어젖혔던 것이다. 당시 천문학계는 우리은하의 크기를 놓고 '대논쟁'을 벌이고 있었다. '우리은하가 우주 전체다', '우리은하 외에도 많은 은하들이 있을 것이다'는 두 진영으로 나뉘어 있었는데, 뒤늦게 나타난 신출내기 천문학자가 그 판정을 내려주었던 것이다. 어쨌든 이 하나의 발견으로 허블은 일약 천문학계의 영웅으로 떠올랐다. 나중에 알려진 사실이지만, 허블의 계산은 참값보다 큰 차이가 나는 것이었다. 현재 알려진 안드로메다 은하까지의 거리는 그 두 배가 넘는 250만 광년이다. 밤하늘에서 빛나는 모든 것들이 우리 은하 안에 속해 있다고 믿고 있던 사람들에게 이 발견은 청천벽력과도 같은 것이었다. 갑자기 우리 태양계는 조그만 웅덩이 정도로 축소되어버리고, 태양은 우주라는 드넓은 바닷가의 한 알갱이 모래에 지나지 않은 것이 되었다. 허블의 발견 이후 은하들 뒤에 다시 무수한 은하들이 늘어서 있는 무한에 가까운 우주임이 드러났다. 인류에게 이것은 근본적인 계시였다. -하늘도 불안정하다! 은하를 추적하는 허블의 망원경은 여기서 멈추지 않았다. 그후 6년 동안 허블과 그의 조수 휴메이슨은 은하들의 거리에 관한 데이터들을 모으느라 춥고 긴 밤을 지새우기 일쑤였다. 과학자들은 은하들이 제자리에 고정되어 있지 않다는 사실을 알고 있었다. 1912년, 로웰 천문대의 베스토 슬라이퍼는 은하 스펙트럼에서 적색이동을 발견하고, 은하들이 엄청난 속도로 지구로부터 멀어지고 있다는 사실을 처음으로 알아냈다. 허블은 슬라이퍼의 연구를 기초로 삼고, 그 동안 24개의 은하를 집요하게 추적해서 얻은 자신의 관측자료를 정리하여 거리와 속도를 반비례시킨 표에다가 은하들을 집어넣었다. 그 결과 놀라운 사실이 하나 드러났다. 멀리 있는 은하일수록 더 빠른 속도로 멀어져가고 있는 것이다. 은하는 후퇴하고 있다. 먼 은하일수록 후퇴속도는 더 빠르다. 그리고 은하의 이동속도를 거리로 나눈 값은 항상 일정하다. 이것이 허블 법칙이다.(사실 허블-휴메이슨 법칙이라 불러야 공평하다) 훗날 이 상수는 허블 상수로 불리며, 'H'로 표시된다. 허블 상수는 우주의 팽창속도를 알려주는 지표로서, 이것만 정확히 알아낸다면 우주의 크기와 나이를 구할 수 있다. 그래서 허블 상수는 우주의 로제타 석에 비유되기도 한다. 허블과 휴메이슨의 발견은 우주가 팽창하고 있음을 명백히 보여주는 것이었다. 또한 여러 세기 동안 과학자들을 괴롭혀왔던 올베르스의 역설도 이로써 우주팽창이라는 정답을 얻은 셈이었다. 그러나 당시에는 허블 자신까지 포함해서 이것이 우주의 기원과 연관되어 있으며, 모든 것의 근본을 건드리는 심오한 문제라고 확신하는 사람은 아무도 없었다. 묘하게도 죽이 잘 맞았던 이 덤앤더머 커플이 인류를 우주 기원의 순간으로 데려갈 이론적 토대를 닦았던 것이다. 이는 20세기 천문학사에서 가장 중요한 발견으로 받아들여졌다. 1929년, 이 사실이 발표되었을 때 엄청난 충격을 사람들에게 던져주었다. 이 우주가 지금 이 순간에도 무서운 속도로 팽창하고 있으며, 우리가 발붙이고 사는 이 세상에 고정되어 있는 거라곤 하나도 없다는 이 현기증 나는 사실에 사람들은 황망해했다. 최초로 인류가 지구상을 걸어다닌 이래 우리 인간사가 불안정하다는 것을 알고는 있었지만, 20세기에 들어서는 하늘조차도 불안정하다는 사실을 깨닫게 되었던 것이다. 그것은 제행무상(諸行無常)의 대우주였다. -허블의 유해는 어디에? 허블은 죽을 때까지 열성적으로 은하를 관측했다. 1953년 허블은 팔로마 산 천문대의 지름 5m의 거대 망원경 앞에서 며칠 밤을 새워 관측할 준비를 하던 중 갑자기 심장마비로 숨졌다. 대천문학자다운 열반이었다. 향년 64세. 코페르니쿠스 이후 천문학의 발전에 최대의 공헌을 한 허블의 업적은 노벨 상을 뛰어넘는 것이지만, 허블은 상을 받지 못했다. 노벨 물리학상이 천문학을 배제했기 때문이다. 그러나 뒤늦게 규정이 바뀌어 허블에게도 상을 주기로 결정했지만, 이번엔 상을 받을 사람이 없었다. 허블이 죽은 지 3개월 뒤였던 것이다. 노벨 상은 고인이 된 사람에게는 주지 않는 것이기 때문에, 상을 받으려면 업적 못지않게 수명도 중요한 변수라는 것을 새삼 일깨워주었다. 죽은 뒤에도 허블은 세간의 관심을 모았다. 허블의 유언에 따른 거라는 설도 있지만, 그의 부인 그레이스는 장례식과 추도회를 모두 거부했다. 그리고 남편의 유해를 어떻게 처리했는지에 대해서도 끝내 입을 열지 않았다. 그래서 20세기의 가장 위대한 천문학자였던 허블의 행방은 반세기가 지난 지금까지도 풀리지 않은 미스터리가 되는 바람에 허블을 추념하려면 우주공간에 떠 있는 허블 망원경을 바라볼 수밖에 없다. 1990년 우주 공간으로 쏘아올려진 우주망원경에 허블의 업적을 기리는 뜻에서 그의 이름이 붙여졌기 때문이다. 지금도 지구 중심 궤도를 95분마다 한 바퀴씩 돌며 먼 우주를 담아 보내고 있는 허블 우주망원경은 지난 4월 24일로 관측 25주년을 맞았으며, 2018년 제임스 웹 우주망원경이 발사될 때까지 계속 운용될 전망이다. 마지막 허블의 말로 이 글을 접기로 하자. “오감만 잘 갖춰져 있으면 인간은 우주가 무엇인지 탐험할 수 있으며, 그걸 모험과학이라 부른다.” ​이광식 통신원 joand999@naver.com

지구에서 약 40광년 떨어진 곳에는 일명 '슈퍼지구'라 불리는 특이한 외계 행성이 존재한다. 바로 지구에 비해 지름은 2배, 질량은 8배 정도인 '55 Cancri(게자리) e'다. 최근 영국 케임브리지 대학 연구팀이 '55 Cancri e'의 온도변동을 사상 최초로 측정해 관심을 끌고있다. 지난 2003년 발사된 미 항공우주국 나사(NASA)의 스피처 우주망원경을 사용해 측정한 이 행성의 표면 온도는 무려 1,000-2,700°C. 또한 이같은 온도 변화의 이유가 행성에 존재하는 거대한 화산 활동 때문이라는 사실도 밝혀냈다. 지난 2012년 처음 빛이 탐지된 '55 Cancri e'는 그간 천문학자들의 높은 관심을 받아왔다. 특히 같은 해 미국 예일대 연구팀은 행성의 표면이 종전 추정 성분인 물과 흑연이 아니라 흑연과 다이아몬드로 덮여 있을 가능성이 크다고 발표해 일약 '다이아몬드 행성' 이라는 별칭도 얻었다. 　 '55 Cancri e'가 슈퍼지구라 불린 이유는 지구와 사이즈가 비슷하고 암석형으로 이루어졌기 때문이지만 높은 표면 온도 때문에 생명체가 존재할 가능성은 거의 없다. 연구에 참여한 니쿠 마두수단 박사는 "3년 간에 걸쳐 외계행성에서 방출하는 극적인 빛의 변화를 관측한 것은 이번이 처음" 이라면서 "화산 활동과 18시간에 불과한 공전주기 때문에 생명체 서식은 불가능하다"고 설명했다. 논문의 선임저자 브라이스-올리비에르 데모리 박사도 "거대한 규모의 화산 활동이 행성 표면 온도의 변화 폭을 키워 생명체 존재 가능성은 희박하다" 면서 "화산으로 인한 가스와 먼지 방출이 행성을 덮어 지구에서의 빛 관측을 어렵게 한다"고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우주 관측 사상 가장 먼 은하가 발견됐다. 'EGS-zs8-1'로 명명된 이 은하는 지구로부터 약 131억 광년 거리에 있다. 미국 예일대가 이끄는 국제 연구팀은 이 은하가 약 138억 년 전 우주의 시작인 빅뱅(대폭발) 이후 6억 7000만 년쯤 지난 초기 우주 모습을 보여주며 당시 은하가 어떻게 만들어지기 시작하는지 볼 드문 기회를 제공한다고 밝혔다. 이 은하는 예전에 미국항공우주국(NASA)의 허블과 스피처 우주망원경을 통해 발견됐지만, 지금에서야 정확한 거리가 확인됐다. 이번 분석은 미 하와이 W.M.켁 천문대의 10m 망원경과 동시에 여러 은하를 살펴볼 수 있는 MOSFIRE 분광기를 사용해 이뤄졌으며, 기존 ‘가장 먼 은하’ 기록을 보유했던 z8_GND_5296은 이 새 은하에 타이틀을 내줬다. 연구를 이끈 예일대의 파스칼 외쉬 박사는 “이 은하는 아주 젊은 은하로 지금도 별을 만들고 있는데 그 속도가 우리 은하보다 80배나 빠르다”고 설명했다. 은하는 젊을수록 별 형성 속도가 빠르다. 연구팀에 따르면 이 은하는 현재 우리 은하 질량의 15% 정도에 불과하며 초기 우주에서 첫 세대 은하 형성에 관한 퍼즐의 또 다른 조각을 확보한 것으로 볼 수 있다. 당시 은하들 사이의 수소는 중립 상태에서 이온화 상태로 전환하고 있었다. 연구에 참여한 네덜란드 라이덴 천문대 리차드 보왠 박사는 “이 은하처럼 초기 은하에 속해 있던 젊은 별들은 재 이온화로 불리는 변환에 있어 주된 동력원이었던 것으로 나타났다”고 말했다. 연구팀은 거대한 은하들이 이미 우주 역사 초기에 존재했던 것을 확인한 것은 물론 이런 은하가 오늘날 우리 주위에 보이는 은하와는 매우 다른 물리적 특성이 있는 것을 알아냈다. 지금까지 초기 우주의 은하 중 소수만이 정확한 거리가 측정됐다. 오는 2018년 NASA의 차세대 제임스웹 우주망원경이 본격적으로 가동하게 되면 이들 은하에 대해 더 상세한 자료를 제공할 것이다. 한편 이번 연구성과는 ‘천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지금으로부터 20년 전인 지난 1995년 역사상 가장 위대한 우주사진 중 하나로 손꼽히는 ‘명작’이 공개돼 전세계적인 화제를 모았다. 바로 지구 밖에서 천체를 촬영하는 허블우주망원경이 포착한 일명 ‘창조의 기둥’(Pillars of Creation)이다. 마치 동굴의 석순처럼 보이는 이 성운의 이름은 ‘독수리 성운’(Eagle Nebula·M16). 지구에서 약 7000광년 떨어진 곳에 위치한 독수리성운은 고밀도의 수소와 먼지들로 꽉 차있으며 이곳에서 셀 수 없는 수많은 별들이 탄생한다. 최근 유럽남방천문대(ESO) 소속 과학자들이 칠레에 위치한 VLT 망원경(Very Large Telescope)에 장착된 MUSE(다중분광탐사기)로 '창조의 기둥'을 3D로 구현해 관심을 끌고있다. 마치 우주배경 영화를 3D로 보는듯한 느낌을 주는 이 영상은 환상적인 '창조의 기둥'의 모습과 맞물려 감탄을 자아내게 만든다. 화면상으로는 작게 느껴지지만 왼쪽의 가장 높은 기둥은 바닥에서 꼭대기까지 거리가 무려 4광년(약 40조 km)에 달한다. 수많은 아기별의 부화장인 이 성운은 별의 창조와 파괴의 과정이 동시에 담겨있어 학술적 가치도 높다. ESO 측은 "창조의 기둥은 태양 질량의 대략 200배 이상" 이라면서 "현재와 같은 파괴의 과정이 계속된다면 이 모습도 300만년 안에 사라질 것" 이라고 밝혔다.　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지금으로부터 20년 전인 지난 1995년 역사상 가장 위대한 우주사진 중 하나로 손꼽히는 ‘명작’이 공개돼 전세계적인 화제를 모았다. 바로 지구 밖에서 천체를 촬영하는 허블우주망원경이 포착한 일명 ‘창조의 기둥’(Pillars of Creation)이다. 마치 동굴의 석순처럼 보이는 이 성운의 이름은 ‘독수리 성운’(Eagle Nebula·M16). 지구에서 약 7000광년 떨어진 곳에 위치한 독수리성운은 고밀도의 수소와 먼지들로 꽉 차있으며 이곳에서 셀 수 없는 수많은 별들이 탄생한다. 최근 유럽남방천문대(ESO) 소속 과학자들이 칠레에 위치한 VLT 망원경(Very Large Telescope)에 장착된 MUSE(다중분광탐사기)로 '창조의 기둥'을 3D로 구현해 관심을 끌고있다. 마치 우주배경 영화를 3D로 보는듯한 느낌을 주는 이 영상은 환상적인 '창조의 기둥'의 모습과 맞물려 감탄을 자아내게 만든다. 화면상으로는 작게 느껴지지만 왼쪽의 가장 높은 기둥은 바닥에서 꼭대기까지 거리가 무려 4광년(약 40조 km)에 달한다. 수많은 아기별의 부화장인 이 성운은 별의 창조와 파괴의 과정이 동시에 담겨있어 학술적 가치도 높다. ESO 측은 "창조의 기둥은 태양 질량의 대략 200배 이상" 이라면서 "현재와 같은 파괴의 과정이 계속된다면 이 모습도 300만년 안에 사라질 것" 이라고 밝혔다.　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국항공우주국(NASA)가 외계 생명체를 탐사하는 프로젝트 ‘NExSS’(Nexus for Exoplanet System Science)의 설립을 24일 발표했다. 지구과학·행성·태양계 물리학 등 각 분야의 과학자와 대학, 연구기관이 협력해 생명이 존재할 가능성이 있는 외계행성을 효율적으로 발견·분류하는 시스템 구축을 목표로 한다. NExSS의 지구 과학자들은 생명이 존재하는 본보기이기도 한 지구에 대한 조사를 높이고, 행성 과학자와 천체물리학자들은 태양계의 행성과 그 위성, 태양과 행성의 상호작용 등을 상세하게 연구한다. 그리고 각 분야의 데이터를 추렴해 외계에서 생명이 존재할 가능성이 있는 행성을 분류하는 시스템을 만들어내는 계획이다. 이 시스템은 2009년에 케플러 우주망원경이 가동된 이후 발견된 수천 개의 외계행성과 앞으로 발견되는 행성의 분류에도 도움이 될 전망이다. 또 미 워싱턴에 있는 NASA 본부의 천체물리학 부 폴 헤르츠 국장은 “이 과학적 접근을 앞으로 발사할 제임스웹 우주망원경 등의 관측결과 분석에도 응용하고 싶다”고 밝혔다. NExSS는 미 캘리포니아에 있는 NASA 에임스 연구센터의 나탈리 바타랴 박사가 이끌고, NExScI(NASA Exoplanet Science Institute, NASA 외계행성과학연구소)와 고다드 우주과학연구소를 비롯해 12개의 대학과 연구기관으로 구성한다. NASA는 향후 10년 이내에 외계 생명체의 흔적을 발견하고 20년 이내에는 생명체 자체를 찾을 수 있다는 견해를 밝혔다. 최근에는 화성탐사로봇 큐리오시티가 생명이 존재할 가능성을 발견하고, 토성의 위성 엔셀라두스에 온수의 존재가 확인되는 등 언제 외계 생명체가 발견돼도 이상하지 않은 분위기가 되고 있다. NExSS 활동이 성과를 내면, 언젠가는 우주망원경으로 저 먼 우주에 ‘또 하나의 지구’라고 할 수 있는 풍부한 행성을 발견할 날이 올지도 모른다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

“허블이 모든 교과서를 다시 쓴 것처럼, 제임스웹 역시 다시 쓰게 될 것” 우주의 놀랍고 아름다운 모습을 우리에게 보여준 허블 우주망원경이 25주년을 맞이했다. 하지만 미국항공우주국(NASA)은 외계 생명체의 탐색을 위해 우주의 깊은 곳까지 들여다볼 수 있는 더 강력한 망원경을 필요로 하고 있다. NASA는 허블 망원경보다 성능이 100배 뛰어난 ‘제임스웹 우주망원경’(JWST)이 우리의 염원을 이룰 뿐만 아니라 빅뱅 후 2억 년이 지난 초기 우주의 모습을 볼 수 있을 것으로 기대한다. NASA는 제임스웹을 ‘135억 년 전 초기 우주의 암흑 속에서 탄생하고 있는 최초의 별과 은하를 들여다보기 위해 적외선 시야를 가진 강력한 타임머신’이라고 묘사했다. 제임스웹을 만들고 발사하는데 드는 총비용은 애초 35억달러(약 3조8000억원)였으나 최근 88억달러(약 9조5000억원)까지 늘어났다. 하지만 NASA는 이 차세대 망원경이 오는 2018년 10월부터 허블의 뒤를 이을 수 있을 것으로 내다본다. 제임스웹의 책임과학자인 마크 클렘핀 박사는 “제임스웹의 실제 임무는 우주에서 초기 은하를 찾는 것”이라면서 “또 그 능력을 사용해 우주의 매우 어두운 부분에서도 별이 탄생하는 모습을 볼 수 있을 것”이라고 말했다. 제임스웹의 중량은 허블의 절반 수준인 6.4t이지만, 주 반사경을 베릴륨으로 제작해 지름을 6.5m까지 늘였다. 이는 2.4m인 허블의 2.5배에 달한다. 유럽우주국(ESA)과 캐나다우주국(CSA) 등이 참여한 제임스웹에는 4개의 주요 관측 장비가 실린다. 근적외선 카메라와 근적외선 분광기, 중적외선 장비, 미세유도 센서로 각 장비는 통합 과학장비 모듈에 장착된다. 제임스웹의 장비탑재를 담당하고 있는 매트 그린하우스 박사는 적외선 능력을 통해 먼 천체를 관측하고 카메라 셔터를 오랜 시간 개방 상태로 유지할 수 있다고 설명한다. 그린하우스 박사는 “제임스웹의 집광력은 허블보다 70배 더 좋다. 따라서 거대한 주경과 적외선 능력을 조합하면 우주의 서사시와 같은 과거 모습을 볼 수 있을 것”이라고 말했다. 제임스웹은 또 물이 있을 것으로 추정되는 외계행성을 찾아 우주 어딘가에 있을 외계 생명체를 탐색하는 데 이용된다. 이미 2009년 발사된 NASA의 케플러 우주망원경이 천문학자들을 위한 수천 개의 외계행성을 확인했지만, 제임스웹은 외계 생명체 탐사를 위한 연구를 더욱 추진할 수 있을 것이다. 그린하우스 박사는 “제임스웹은 생명의 증거가 되는 외계행성의 대기에서 생물학적 특징을 찾을 가능성이 높다”며 “내부에는 광학적으로 외계행성의 대기를 연구할 수 있는 장비와 센서가 있어 대기의 구성을 이해할 수 있다”고 말했다. 이어 “생명체 탐색에 큰 진전을 이루게 될 것”이라고 덧붙였다. 제임스웹은 허블이 지상 610km 상공을 공전하는 것과 달리 지구에서 150만 km 떨어진 라그랑주점 ‘L2’를 돌게 된다. 이는 지구와 달 사이의 거리보다 4배 더 먼 거리로 지구의 중력이 미치지 않아 빛의 왜곡이 없다. 또 태양이 항상 지구 뒤에 가려 태양 빛의 방해 없이 먼 우주를 볼 수 있고 망원경에 설치되는 가림막은 지구와 달에서 반사되는 빛도 막아준다. 제임스웹은 오는 2018년 10월 프랑스령 기아나 우주센터에서 ESA의 로켓 아리안 5호에 실려 우주로 떠날 예정이다. 그린하우스 박사는 “허블이 모든 교과서를 다시 쓴 것처럼 제임스웹 역시 다시 쓰게 될 것”이라고 말했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

-'갤럭시 송' 뮤비 출연...은하수 여행 '시간의 역사'를 써서 베스트 셀러 작가 반열에 오른 저명한 물리학자 스티븐 호킹 교수가 이번엔 다시 음악적인 재능을 선보여 화제가 되고 있다. 아인슈타인 이후 가장 유명한 과학자로 꼽히는 스티븐 호킹 박사는 영국의 코미디 그룹 몬티 파이튼의 80년대 노래 '갤럭시 송'의 새 뮤직 비디오에 출연해 청취자들을 우주로 안내하는 역할을 맡았다. '갤럭시 송'은 80년대 영국을 휩쓴 코미디 그룹 몬티 파이튼이 만든 영화 '삶의 의미'에 처음 소개된 노래로, 호킹 박사는 이 뮤비에서 휠체어를 탄 모습으로 은하수 여행을 하는 광경을 보여준다. 비디오에서 호킹 박사는 같이 출연한 천문학자 브라이언 콕스를 달리는 휠체어로 쓰러뜨린 뒤 곧장 하늘로 날아올라 우주 여행에 오른다. 찬란한 성운을 헤치면 건들건들 달려가는 휠체어를 탄 호킹의 뒷모습은 우주망원경을 방불케 한다. 하긴 호킹 박사는 누구보다 블랙홀에 대한 많은 것들을 인류에게 알려준 과학자이기도 하다. 젊었을 때부터 루게릭 병에 걸려 몇 년 못 살 거라는 의사의 진단을 받은 호킹 박사는 현재 73세까지 생존하고 있다. 손가락만 뺀 모든 근육이 마비되었지만, 손가락으로 키보드를 눌러 소통하는 호킹 박사는 몇 해 전 한국을 방문한 적도 있다. 그 방문 강의 중에 자신의 최고 업적은 아직까지 생존해 있는 거라는 유머를 남기기도 했다. 갤럭시 송은 1983년 몬티 파이튼의 영화 '삶의 의미' 에서 에릭 아이들이 간 기증을 머뭇거리는 로빈슨 부인을 설득하기 위해 우주를 보여주면서 부른 노래이다. ​ 흥미로운 점은 우주에 대한 이 노래의 '과학'이 대부분 정확하다는 사실이다. 일례로, 노랫말에 '지구가 한 시간에 900마일을 맴돈다'는 구절이 나온다. 이 마일은 '해리'(nautical miles)를 가리키는데, km로 환산하면 시속 1,670km가 된다. 실제로 적도에 있는 사람은 지구 자전으로 인해 시속 1,670km, 초속 약 500m를 이동당하고 있다. 또 노랫말에 '태양은 우리의 모든 에너지원'이라는 내용도 나오는데, 이 역시 대체로 맞는 말이다. 지하의 방사성 원소가 내는 에너지와 달의 영향이 있지만, 태양 에너지에 비하면 지극히 미미한 정도이다. 우리은하가 1000억 개의 별을 가지고 있다는 거나, 은하의 크기가 10만 광년이란 말도 상당히 정확한 내용이다. 노래의 끝부분에 빛의 속도가 1분에 1,200만 마일이라는 내용에는 약간 오차가 있다. 정확하게는 1,116만 마일이지만, 노랫말의 제약상 그렇게 쓴 것이니 역시 트집잡을 일은 아니다. 이 음반은 2015년 레코드 스토어 데이(4월 18일)에 발매될 예정이다. 다음은 갤럭시 송 노랫말 삶이 따분할 때 브라운 부인만사가 힘들고 고달플 때사람들이 멍청하고 바보 같고 역겨울 때그래도 오래 꾹 참아왔다는 생각이 들 때시속 900마일로 뺑뺑이 도는 행성 위에지금 내가 서 있는 거라고 생각해봐요 지구는 태양 둘레를 초속 19마일로 달리고저 태양은 우리 모든 에너지의 근원이라 생각해봐요태양과 나와 당신 그리고 우리가 보는 모든 별들이하루에도 백만 마일을 달리고​우리가 은하수라고 부르는 저 은하의 나선팔에서시속 4만 마일로 달리고 있다고 생각해봐요 우리은하는 1천억 개의 별을 품고 있고그 크기는 무려 10만 광년이라오가운데 있는 팽대부는 1만 6000광년 두께이지만우리 부근의 은하 두께는 3천 광년이랍니다우리는 은하 중심에서 3만 광년 거리에 있고우리는 은하 둘레를 2억 년에 한 바퀴씩 돌고 있지요 우리은하는 대우주 속 수천억 은하 중 하나일 뿐이고요우주는 지금도 자꾸자꾸 팽창하고 있답니다우리가 보고 있는 모든 방향으로 부풀어가고 있지요1분에 1,200만 마일을 달리는 빛의 속도로우주는 지금도 부풀어가고 있답니다 그러니까 자신이 보잘것없고 불안하게 느껴질 때 생각해요얼마나 놀라운 우주에서 내가 살고 있는가를그리고 저 우주 어디엔가에 외계인들이 살고 있기를 기도해요왜냐면 이 지구에 꼴불견 인간들이 너무 많으니까 동영상 보기 https://www.youtube.com/embed/XfcC6FYyL4U" 이광식 통신원 joand999@naver.com　

-'갤럭시 송' 뮤비 출연...은하수 여행 '시간의 역사'를 써서 베스트 셀러 작가 반열에 오른 저명한 물리학자 스티븐 호킹 교수가 이번엔 다시 음악적인 재능을 선보여 화제가 되고 있다. 아인슈타인 이후 가장 유명한 과학자로 꼽히는 스티븐 호킹 박사는 영국의 코미디 그룹 몬티 파이튼의 80년대 노래 '갤럭시 송'의 새 뮤직 비디오에 출연해 청취자들을 우주로 안내하는 역할을 맡았다. '갤럭시 송'은 80년대 영국을 휩쓴 코미디 그룹 몬티 파이튼이 만든 영화 '삶의 의미'에 처음 소개된 노래로, 호킹 박사는 이 뮤비에서 휠체어를 탄 모습으로 은하수 여행을 하는 광경을 보여준다. 비디오에서 호킹 박사는 같이 출연한 천문학자 브라이언 콕스를 달리는 휠체어로 쓰러뜨린 뒤 곧장 하늘로 날아올라 우주 여행에 오른다. 찬란한 성운을 헤치면 건들건들 달려가는 휠체어를 탄 호킹의 뒷모습은 우주망원경을 방불케 한다. 하긴 호킹 박사는 누구보다 블랙홀에 대한 많은 것들을 인류에게 알려준 과학자이기도 하다. 젊었을 때부터 루게릭 병에 걸려 몇 년 못 살 거라는 의사의 진단을 받은 호킹 박사는 현재 73세까지 생존하고 있다. 손가락만 뺀 모든 근육이 마비되었지만, 손가락으로 키보드를 눌러 소통하는 호킹 박사는 몇 해 전 한국을 방문한 적도 있다. 그 방문 강의 중에 자신의 최고 업적은 아직까지 생존해 있는 거라는 유머를 남기기도 했다. 갤럭시 송은 1983년 몬티 파이튼의 영화 '삶의 의미' 에서 에릭 아이들이 간 기증을 머뭇거리는 로빈슨 부인을 설득하기 위해 우주를 보여주면서 부른 노래이다. ​ 흥미로운 점은 우주에 대한 이 노래의 '과학'이 대부분 정확하다는 사실이다. 일례로, 노랫말에 '지구가 한 시간에 900마일을 맴돈다'는 구절이 나온다. 이 마일은 '해리'(nautical miles)를 가리키는데, km로 환산하면 시속 1,670km가 된다. 실제로 적도에 있는 사람은 지구 자전으로 인해 시속 1,670km, 초속 약 500m를 이동당하고 있다. 또 노랫말에 '태양은 우리의 모든 에너지원'이라는 내용도 나오는데, 이 역시 대체로 맞는 말이다. 지하의 방사성 원소가 내는 에너지와 달의 영향이 있지만, 태양 에너지에 비하면 지극히 미미한 정도이다. 우리은하가 1000억 개의 별을 가지고 있다는 거나, 은하의 크기가 10만 광년이란 말도 상당히 정확한 내용이다. 노래의 끝부분에 빛의 속도가 1분에 1,200만 마일이라는 내용에는 약간 오차가 있다. 정확하게는 1,116만 마일이지만, 노랫말의 제약상 그렇게 쓴 것이니 역시 트집잡을 일은 아니다. 이 음반은 2015년 레코드 스토어 데이(4월 18일)에 발매될 예정이다. 다음은 갤럭시 송 노랫말 삶이 따분할 때 브라운 부인만사가 힘들고 고달플 때사람들이 멍청하고 바보 같고 역겨울 때그래도 오래 꾹 참아왔다는 생각이 들 때시속 900마일로 뺑뺑이 도는 행성 위에지금 내가 서 있는 거라고 생각해봐요 지구는 태양 둘레를 초속 19마일로 달리고저 태양은 우리 모든 에너지의 근원이라 생각해봐요태양과 나와 당신 그리고 우리가 보는 모든 별들이하루에도 백만 마일을 달리고​우리가 은하수라고 부르는 저 은하의 나선팔에서시속 4만 마일로 달리고 있다고 생각해봐요 우리은하는 1천억 개의 별을 품고 있고그 크기는 무려 10만 광년이라오가운데 있는 팽대부는 1만 6000광년 두께이지만우리 부근의 은하 두께는 3천 광년이랍니다우리는 은하 중심에서 3만 광년 거리에 있고우리는 은하 둘레를 2억 년에 한 바퀴씩 돌고 있지요 우리은하는 대우주 속 수천억 은하 중 하나일 뿐이고요우주는 지금도 자꾸자꾸 팽창하고 있답니다우리가 보고 있는 모든 방향으로 부풀어가고 있지요1분에 1,200만 마일을 달리는 빛의 속도로우주는 지금도 부풀어가고 있답니다 그러니까 자신이 보잘것없고 불안하게 느껴질 때 생각해요얼마나 놀라운 우주에서 내가 살고 있는가를그리고 저 우주 어디엔가에 외계인들이 살고 있기를 기도해요왜냐면 이 지구에 꼴불견 인간들이 너무 많으니까 동영상 보기 https://www.youtube.com/embed/XfcC6FYyL4U" 이광식 통신원 joand999@naver.com