오로라는 태양에서 나온 에너지를 띤 입자인 대전입자(태양풍)가 지구 자기장에 끌려와 대기와 반응하면서 생기는 현상이다. 따라서 입자들이 끌려오는 북극과 남극 하늘에서 주로 볼 수 있다. 이점은 태양계의 다른 행성들도 크게 다르지 않다. 목성의 경우 지구보다 태양에서 멀리 떨어져 있지만, 자기장이 훨씬 강력하기 때문에 극지방에 거대한 오로라를 만든다. 토성, 천왕성, 해왕성 같은 다른 행성 역시 저마다 오로라를 지니고 있다. 그런데 태양계 행성 가운데 천왕성은 오로라가 독특한 위치에 존재한다. 천왕성은 90도 옆으로 누워서 자전하는 행성으로 유명한데, 자기장의 축도 자전축과 상당히 차이가 나서 오로라는 엉뚱하게 중위도 지역에 생긴다. 과학자들은 보이저 2호의 데이터를 분석해 천왕성의 자기장이 자전축으로부터 59도나 기울어져 있다는 사실을 확인했다. 아마도 자전축을 옆으로 눕힌 대규모 충돌이 원인일 것으로 추정되지만 정확한 이유는 아직 모른다. 아무튼 과학자들은 지상 망원경과 허블우주망원경을 이용해 천왕성의 오로라를 관측했다. 자기장에 대한 정보는 물론이고 행성 대기에 대한 여러 가지 정보를 얻을 수 있기 때문이다. 최근 레스터 대학 과학자들은 하와이에 있는 대형 망원경인 켁 II 망원경의 NIRSPEC 장비를 이용해 최초로 적외선 영역에서 천왕성의 오로라를 확인했다. (사진에서 하얀 점) 이 오로라는 수소 양이온이 뭉친 H3+에서 나온 것으로 천왕성 대기에 대한 중요한 정보를 제공한다. 그중 하나는 천왕성 대기 온도를 높이는 에너지원이다. 천왕성은 지구보다 태양에서 19.2배 멀리 떨어져 있다. 단위 면적당 도달하는 태양에너지는 거리의 제곱에 비례해 낮아지기 때문에 천왕성의 표면 온도는 영하 218도로 매우 낮을 수밖에 없다. 하지만 이론적으로 계산한 온도보다는 높다. 연구팀은 그 이유 중 하나가 자기장으로 끌어 모은 태양풍 입자들이 대기와 충돌하면서 내놓는 에너지라고 보고 있다. 태양 에너지를 많이 받는 지구에서는 오로라의 에너지가 차지하는 비중이 크지 않겠지만, 천왕성은 이야기가 다르다. 보기만 해도 황홀해지는 오로라는 사실 중요한 과학적 현상으로 행성을 연구하는 과학자들의 주요 연구 목표다. 앞으로도 관련 연구가 활발히 진행될 것으로 예상된다. 

제임스 웹 우주망원경은 지금까지 관측이 어려웠던 희미한 천체를 관측해 그 진가를 증명해 보였다. 우주 초기에 형성되어 허블 우주망원경으로도 희미한 점 정도로 보였던 은하의 모습도 제임스 웹 우주망원경의 강력한 성능으로 더 자세한 모습과 특징을 연구할 수 있었다. 하지만 우주에는 제임스 웹 우주망원경으로도 관측이 어려운 희미한 은하가 다수 존재한다. 이때 큰 도움을 받을 수 있는 것이 중력 렌즈다. 중력 렌즈는 아인슈타인의 상대성 이론에서 예측된 현상으로 은하나 은하단처럼 질량이 큰 천체 주변에서는 중력에 의해 빛의 경로가 휘어지면서 마치 렌즈처럼 작용하는 현상을 의미한다. 덕분에 멀리 떨어진 은하가 본래 밝기보다 수십 배 밝아지는 경우도 있다. 천문학자들은 제임스 웹 우주망원경이 발사되기 전부터 중력렌즈를 적극 활용해 왔으나 제임스 웹 우주망원경과 중력렌즈의 힘을 합쳐 이제는 더 멀리 떨어진 어두운 천체를 관측하는 데 큰 도움을 받고 있다. 하지만 중력렌즈는 우리가 일반적으로 생각하는 렌즈처럼 깨끗하고 균일한 상을 맺는 경우가 많지 않다. 거대한 은하단의 중력에 의해 빛의 경로가 무작위로 바뀌기 때문에 종종 초점이 맞지 않거나 상이 여러 개 맺히는 경우가 흔하다. 하지만 과학자들은 이를 복원해서 본래 이미지와 스펙트럼 같은 중요한 정보를 얻는 기술을 갖고 있어 연구에는 큰 문제가 되지 않는다. 오히려 여러 개의 상이 맺히는 경우 더 재미있는 연구를 할 수 있다. 일본 교토대학과 캐나다 세인트 메리스대학 연구팀은 거대 은하단인 MACS 0417이 만드는 중력렌즈를 이용해 연구를 하다가 하나의 은하에서 나오는 두 개의 이미지가 서로 다르다는 것을 확인했다. 이 은하는 사실 하나의 은하가 아니라 ELG1와 ELG2라는 두 개의 은하가 충돌해 하나의 더 큰 은하로 성장하는 중으로 우주 초기에는 이렇게 작은 은하들이 서로 충돌해 더 큰 은하가 되는 일이 흔했다. 사실 우리은하 역시 몇 차례의 충돌을 거쳐 대형 은하로 성장했다. 그런데 연구팀이 확인한 두 이미지 A, B는 단순히 초점이 맺혀지지 않은 이미지가 아니었다. 그보다는 서로 다른 각도에서 본 은하였다. 이런 일이 가능한 이유는 은하에서 나온 빛이 은하단의 강력한 중력에 의해 경로가 바뀌면서 다른 각도에서 나온 빛도 지구에 도달할 수 있었기 때문이다. (사진 참조) 예를 들면 지구에서 관측했을 때 얼굴의 정면과 측면 이미지를 한 번에 확인할 수 있는 셈이다. 사실 우주에 있는 천체들은 모두 3차원적인 존재들이다. 따라서 이들을 한 각도에서만 보는 것은 전체 모습을 제대로 파악하기 힘든 이유 중 하나다. 그래도 은하처럼 어느 정도 형태가 알려진 경우는 어려움이 덜한데, 충돌하는 은하처럼 형태와 구조가 제각각인 경우에는 아무래도 전체 형태를 파악하기 힘들다. 과학자들은 우연한 기회에 중력렌즈의 도움으로 같은 은하를 여러 각도에서 파악해서 전체 모습을 더 잘 이해할 수 있게 됐다. 과학자들에게 중력렌즈는 자연이 준 가장 큰 렌즈이지만, 동시에 렌즈 이상의 도움을 주는 자연의 선물인 셈이다.  

자유롭게 우주를 떠다니며 어느 별에도 속하지 않은, 목성 크기만한 행성들이 제임스 웹 우주망원경(JWST)에 포착됐다고 영국 BBC가 2일(현지시간) 보도했다. 특히 놀라운 점은 오리온 성운(Orion Nebula)에서 발견된 이들 물체가 무려 40쌍이나 되며 짝을 이뤄 움직이는 것처럼 보인다는 것이다. 천문학자들은 이런 신기한 현상을 설명하는 데 어려움을 겪고 있다. 과학자들은 Jupiter Mass Binary Objects라 명명하고 줄여 ‘JuMBOs’로 부르기로 했다. 하나의 가설은 이들 물체가 별들로 성장하기에 불충분한 밀도가 주어진 성운 밖으로 튀어나왔을 가능성이다. 다른 가설은 이들이 별 주위에서 만들어지긴 했으나 다양한 접촉을 통해 행성간 우주 밖으로 퉁겨나왔을 가능성이다. 유럽우주국(ESA) 수석 고문인 마크 맥카우린 교수는 BBC 인터뷰를 통해 “가스 물리학으로는 목성 크기만한 덩치가 스스로의 힘으로 이런 물체들을 만들어내기 어렵다. 우리는 하나의 행성만이 별들의 시스템에서 축출될 수 있다는 것을 안다. 그런데 이런 물체가 쌍으로 좇겨난다? 당장은 답이 없다. 신학에서나 가능하다”고 단언했다. 오리온 성운은 M42란 별칭으로 더 친숙한데 지구에 가장 가까운 곳에서 대규모로 별들이 만들어지는 곳으로 널리 알려져 있다. 트레이프지움(Trapezium, 사다리꼴)으로 불리는 중심에 밝게 빛나는 태양이 4개 자리하는데 마치 눈동자처럼 보인다. 고대 그리스 사냥꾼의 이름을 딴 오리온 성좌의 아래쪽에 위치해 있다. 성운은 사냥꾼의 허리띠에 달린 칼에 해당한다. 이번에 공개된 새 사진은 JWST의 니르캠(NIRCam)이 일주일 동안 촬영한 700장의 사진을 모자이크로 만든 사진이다. 빛의 속도로 비행하는 우주선으로 여행한다면 이런 풍광을 전체적으로 감상할 수 있는 곳에 이르려면 4년이 걸린다. 성운 자체는 지구로부터 1400광년 떨어진 곳이다. 어린 별들 수천개가 성장하는 곳인데 우리 태양 크기의 0.1배 되는 것부터 40배에 에르는 것까지 다양하다. 이들 별 중 많은 것이 원반 형태의 가스와 먼지에 에워싸여 있어 아마도 행성이 되는 중인 것으로 보이는데 일부의 디스크는 강력한 자외선과 트레이프지움 주변 큰 덩치의 별들로부터 불어온 강한 바람에 파괴되고 있다. BBC는 짧은 파장으로 촬영한 사진과 긴 파장으로 촬영한 사진을 비교했는데 긴 파장으로 촬영한 사진을 보면 다환방향족탄화수소(PAHs)를 포함한 녹색 가스층을 발견할 수 있다. PAHs는 별들이 만들어내 우주 어디에나 존재하는 성분이다. 그 뒤에는 손가락이 많이 달린 것처럼 보이는 붉은색 모양을 관찰할 수 있다. ESA는 3일 ESA스카이(EsaSky) 포털에 M42 사진 전체를 공개해 누구나 천문학적 데이터를 탐색할 수 있도록 했다. 초기 조사 결과를 담은 문서들을 내려받을 수 있도록 arXiv 프리프린트(pre-print) 서버에 올린다고 했다.

약 2500광년 거리에 있는 고리성운(M57)을 작은 망원경으로 보면 조그만 빛뭉치처럼 보인다. 그러나 허블 우주망원경으로 보면 아름다운 고리와 중심의 코발트빛 호수처럼 보이는 공간 한복판에 빛나는 작은 백색왜성을 볼 수 있다.   원래의 고리성운은 우리 태양 크만 한 별이 진화해 생의 막바지에 이르러 적색거성이 되고, 이윽고 외피층을 우주로 방출해버린 후의 모습으로, 행성상 성운이라 불린다. 하지만 행성하고는 아무른 상관이 없다. 옛날 망원경이 없던 시절에 행성의 원반처럼 보여서 그런 이름을 붙였을 뿐이다. 고리성운은 우리 태양의 미래의 모습이기도 하다. 아마 우리 태양이 약 60억 년 후면 저런 모양이 될 거라고 보면 거의 틀림없다. 가운데 백색왜성은 원래 별 크기의 약 100분의 1의 크기로 우리 지구만 하지만, 매우 뜨겁고 밀도가 높은 별이다. 대개는 지구 정도의 부피에 태양 절반 정도의 질량이 압축되어 있다.  위의 사진은 제임스웹 우주망원경의 적외선 카메라로 잡은 이미지로, 허블 망원경이 잡은 이미지와는 놀랍도록 다른 모습을 보여주고 있다. 중심 고리는 약 1광년에 걸쳐 있지만(우리 태양계는 약 1광일), 제임스웹 망원경의 적외선 시야에 깊이 노출되어 우주의 눈 속눈썹과 같은 일련의 가스 필라멘트가 고리 주위에서 선명하게 드러나고 있다. 여인의 마스카라처럼 보이는 이 긴 필라멘트는 내부에서 방출되는 강력한 빛으로 인해 고리의 밀도가 높은 가스 매듭의 그림자로 인해 발생한 것으로 보인다.  고리성운(M 57)은 거문고자리 방향으로 약 2500광년 거리에 있다.

생의 마지막 단계에 놓인 죽음을 앞둔 별의 놀라운 이미지가 포착됐다. 지난 3일(현지시간) 영국 유니버시티 칼리지 런던(UCL) 등 국제천문학팀은 제임스웹 우주망원경으로 촬영한 '고리성운'(Ring Nebula)의 생생한 모습을 담은 사진을 공개했다. 지구에서 약 2600광년 떨어진 비교적 가까운 곳에 위치한 고리성운(M57)은 거문고자리에 위치한 행성상 성운(행성 모양의 성운)이다. 지름은 약 1광년에 달하며 빛나는 가스와 도넛 모양의 구조를 보이는 것이 특징. 특히 고리성운은 여름밤이면 작은 천체망원경으로도 관측이 가능해 일반 천문가들에게도 인기가 많다.특이한 모양과 아름답게 빛나는 모습이 특징이지만 사실 이는 죽어가는 별이 수많은 물질을 우주 공간으로 날려보내면서 생긴 것이다. 일반적으로 별은 종말 단계가 되면 중심부 수소가 소진되고 헬륨만 남아 수축된다. 이어 수축으로 생긴 열에너지로 바깥의 수소가 불붙기 시작하면서 적색거성으로 부풀어오른다. 이후 남은 가스는 행성상 성운이 되고 중심에 남은 잔해는 모여 지구만한 백색왜성을 이룬다. 곧 죽어가는 고리성운의 최후 모습이 이 사진에 담긴 셈이다 UCL 마이클 바로우 박사는 "웹 망원경은 우리가 과거에 본 적 없는 고리성운의 놀라운 모습을 제공해준다"면서 "이 사진에는 성운의 팽창하는 껍질의 복잡한 세부사항 뿐 아니라 중앙 백색왜성 주변의 내부 영역도 선명하게 잡아냈다"고 밝혔다. 이어 "웹 망원경은 경외감을 불러 일으키는 우주에 대한 새로운 이해의 창을 열었다"고 덧붙였다.한편 인류 역사상 가장 크고 강력한 성능을 가진 웹 망원경은 기존 허블우주망원경의 후임이다. 육각형 거울 18개를 벌집의 형태로 이어붙여 만든 웹 망원경의 주경은 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 또한 웹 망원경은 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 　 

지난해 9월 인류 역사상 최초로 소행성에 우주선을 고의 충돌시키는 실험 여파로 우주를 떠돌게 된 37개 바위의 모습이 우주망원경에 포착됐다. 지난 20일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경이 촬영한 소행성 디모르포스(Dimorphos)의 모습을 사진으로 공개했다. 세계적으로 큰 관심을 모은 이 실험은 한국시간으로 지난해 9월 27일 오전 8시 14분 다트(DART) 우주선이 지구에서 1100만㎞ 떨어진 소행성 디디모스(Didymos)의 위성인 디모르포스와 충돌하면서 시작됐다.이날 DART 우주선은 초속 6.1㎞로 날아가 당초 목표했던 디모르포스와 일부러 충돌하면서 운명을 다했다. 충돌 여파로 디모르포스의 먼지와 파편이 생겼으며 이후 소행성 뒤로는 혜성같은 꼬리가 형성됐다. NASA는 우주선의 디모르포스 충돌로 인해 1000톤이 넘는 먼지와 암석이 우주공간에 흩뿌려진 것으로 분석했다.이번에 공개된 사진은 당시 충돌로 인해 많은 소행성의 바위들이 우주 공간을 떠돌게 된 모습이 담겨있다. 사진을 보면 소행성 주위에 점처럼 보이는 많은 물체들이 보이는데 이는 바로 바위들로 NASA는 총 37개를 확인했다. NASA에 따르면 이 바위들은 직경이 0.9~6.7m로 다양한데 소행성 표면 위에 있던 것들이 충돌로 떨어져 나온 것으로 분석됐다. 실제로 충돌 2초 전 촬영된 사진을 보면 소행성 표면 위에 수많은 바위들이 존재하는 것이 확인된다. UCLA 행성 과학 및 천문학자 데이빗 쥬잇 교수는 "소행성이 충돌할 때 어떤 일이 벌어지는지를 처음으로 보여주는 것"이라면서 "현재 바위들은 시속 0.8㎞의 느린 속도로 소행성에서 점점 멀어지고 있다"고 설명했다.이처럼 DART 우주선이 디모르포스와 충돌한 이유는 미래에 지구를 위협할 수 있는 소행성과 충돌해 그 궤도를 변경할 수 있는지를 실험하는 것이었다. 곧 미래에 지구를 위협할 수 있는 소행성의 궤도를 변경하려는 장대한 실험인 셈으로 제로 디디모스의 주위를 도는 디모르포스의 궤도 주기가 33분 변경되면서 실험은 성공적으로 끝났다. 한편 DART(Double Asteroid Redirection Test)는 폭발물을 탑재하지 않은 500kg정도의 작은 우주선으로 지난 2021년 11월 24일 발사됐다. DART 우주선의 실험장이 된 디모르포스는 직경 160m의 작은 소행성이지만 만약 지구와 충돌한다면 대형 핵무기급 파괴력을 가질 수 있다. 

우리은하에서 발견된 행성 중 역대 가장 반짝반짝 빛나는 외계행성이 발견됐다. 최근 칠레 디에고포르탈레스대학 등 공동연구팀은 금속성 구름을 가지고 있어 별빛의 80%를 반사하는 기괴한 외계행성 'LTT9779 b'를 발견했다는 연구결과를 국제 천문학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics)에 발표했다. 지구에서 약 264광년 떨어진 곳에 위치한 외계행성 LTT9779 b는 그야말로 놀라움의 연속이다. 먼저 지구의 5배 만한 LTT9779 b는 알베도(별빛에 대한 천체 표면의 반사율)가 무려 80%에 달하는데 이는 별빛의 80%를 그대로 반사한다는 의미다. 이에비해 지구의 알베도는 약 30%, 태양계에서 가장 반짝반짝 빛나는 금성은 75%다. 크기로 보면 해왕성만한 행성이 마치 거대한 거울처럼 빛을 반사하는 역할을 하는 셈으로, 이는 행성의 구름이 티타늄과 유리(규산염) 등 금속성 성분으로 이루어져있기 때문이다. 더욱 놀라운 사실은 LTT9779 b가 항성을 불과 19시간 만에 공전한다는 점으로 그야말로 별에 바짝 붙어있다. 이때문에 LTT9779 b의 대기온도는 무려 2000°c를 넘어설 것으로 추정된다. 이처럼 비정상적으로 행성이 항성에 가까우면 너무 뜨거워 구름이 생성되기 힘들지만 LTT9779 b는 이같은 상식도 뛰어넘어 금속 구름을 형성하고 있다.연구의 공동저자인 프랑스 코트다쥐르 천문대 천체 물리학자 비비앙 파르망티에는 "행성에 구름이 있는 이유는 대기에 규산염 가스가 매우 풍부해 샤워기를 계속 틀면 수증기가 욕실에 미니 구름을 형성하는 것과 유사하다"면서 "이 구름이 빛을 반사해 행성이 너무 뜨거워져 증발하는 것을 막아 생존을 가능케 한 것으로 보인다"고 설명했다. 한편 LTT9779 b는 지난 2020년 미 항공우주국(NASA)의 ‘외계 행성 사냥꾼’인 우주망원경 TESS에 의해 처음 발견됐다. 이번 연구는 유럽우주국(ESA)의 외계 행성 탐사를 위한 우주망원경인 키옵스(CHEOPS)의 관측 데이터로 이루어졌다. 키옵스는 무게 273㎏, 길이 1.5m 정도 되는 소형 우주 망원경이지만, TESS보다 별을 더 오래 고정해서 관측할 수 있다는 장점이 있다.  

제임스웹 우주망원경(JWST)이 믿을 수 없을 정도로 밝은 감마선 폭발(GRB)을 추적하여 두 중성자 별의 격렬한 충돌을 추적, 발견했다. 중성자별이란 초신성 폭발 후 남은 별의 핵이 중력붕괴로 축퇴되어 원자 내부의 원자핵과 전자가 합쳐져 중성자로 변해서 만들어지는 별로, 각설탕 하나만한 물질의 무게가 무려 10억 톤이나 되는 고밀도의 별이다. 당신의 손가락에 끼여 있는 반지에는 ‘킬로노바'(kilonova)라고 알려진 중성자별 충돌로 생성된 원자가 포함되어 있을 가능성이 높다. 킬로노바는 지속 시간이 긴 GRB를 폭발시킬 뿐만 아니라, 별의 중심부에 있는 핵 용광로에서는 합성할 수 없는 중원소가 만들어지는 장소로 여겨지기 때문이다. 이러한 원소는 금, 백금 및 우라늄을 포함하여 우주에서 가장 무거운 원소를 생성하는 ‘중성자 포획’으로 생성된다. 이 과정의 메커니즘을 이론화한 것을 r-프로세스라 하는데, 이 r-프로세스는 중성자별이 서로 충돌할 때 나타나는 극단적으로 폭력적인 조건에서만 진행될 수 있다. 웹 망원경이 이러한 사건을 감지하는 데 사용된 것은 이번이 처음으로, 강력한 우주망원경은 이 같은 폭발로 생성되는 중원소의 신호도 감지할 수 있었다. 특히 연구팀은 중원소인 텔루륨과 납보다 무거운 15가지 금속 그룹인 란탄족 생성의 증거를 찾아냈다. 연구진들은 "이러한 관찰은 GRB의 핵합성이 광범위한 원자 질량 범위에 걸쳐 r-프로세스 요소를 생성할 수 있고, 우주 전체에 걸친 중원소 핵합성에서 중심적인 역할을 할 수 있음을 보여준다"고 밝혔다. 네덜란드 라드바우드 대학 앤드류 레반 교수가 이끄는 연구팀이 킬로노바 소스를 따라가는 GRB의 발원 천체는 그 자체로도 특별한 존재다. GRB 230307A로 지정된 이 별은 지난 3월 7일 NASA의 페르미 감마선 우주망원경에 의해 처음 발견되었으며, 지금까지 본 GRB 중 두 번째로 밝다. GRB는 약 34초 동안 지속되었고, 다른 여러 망원경으로도 발견되었는데, 이로 인해 천문학자들은 GRB의 출발점을 삼각측량할 수 있었다. 웹 망원경은 킬로노바를 두 차례 관찰했는데, 처음에는 GRB 이후 29일에, 그 다음에는 방사선 폭발 후 61일에 관찰한 결과, 다시 밝기가 급격히 감소하는 것을 발견했다. 두 차례의 관측에서 파란색에서 빨간색으로 전환되었는데, 이는 킬로노바의 특성을 암시하는 것이다. 연구팀은 이 중성자별 충돌의 본거지이자 GRB 230307A의 근원일 수 있는 킬로노바 부근에서 여러 개의 밝은 은하를 확인했다. 그들이 주목하는 것은 지구에서 약 830만 광년, GRB 소스에서 약 13만 광년 떨어진 이 은하들 중 가장 밝은 은하다. 킬로노바는 빛이 아닌 다른 유형의 방출에서도 발견되었을 수 있다. 중성자별의 충돌은 시공간의 구조 자체를 중력파의 형태로 ‘울리는’ 원인이 된다. 이러한 중력파 물결은 레이저 간섭계 중력파 관측소와 같은 감지기로 지구에서 감지할 수 있지만, GRB 230307A가 감마선을 방출했을 당시 LIGO는 활성화되지 않은 상태였다. 당시 이 시설은 3년 동안 폐쇄된 채 업그레이드 작업을 마치고 2023년 5월에야 다시 가동되었다.  

우주의 수많은 미지영역 중 하나로 꼽히는 ‘암흑 물질 및 에너지’를 전문적으로 탐구할 망원경 ‘유클리드’(Euclid)가 우주로 발사됐다.  유럽우주국(ESA)의 우주망원경인 유클리드는 1일(이하 현지시간) 오전 11시 12분, 미국 플로리다주(州) 케이프 커내버럴 우주군 기지에서 스페이스X의 팰컨9 로켓에 실려 성공적으로 발사됐다. 유클리드는 향후 약 4주간 비행해 지구와 태양이 중력의 균형을 이루는 약 150만㎞ 밖에 있는 ‘제2라그랑주점’(L2) 궤도에 진입한다. 이후 약 7개월간 시험 가동에 들어갈 예정이다.  규모는 미국 항공우주국(NASA)의 차세대우주망원경 제임스웹 우주망원경(JWST)보다 작은 편에 속한다. 보조 장비와 망원경을 합한 전체 선체의 높이는 약 4.7m, 폭은 3.5ｍ이고, 망원경의 지름은 1.2ｍ다.  유클리드의 미션은? 유클리드의 미션은 우주에서 대부분을 차지하는 암흑 물질과 암흑 에너지를 관찰하고, 우주가 어떻게 팽창해 왔으며 우주 구조가 어떻게 형성됐는지 밝히는 데 필요한 정보를 제공하는 것이다. 우주는 130억 년 전 빅뱅으로 탄생한 뒤 계속 팽창하고 있는데, 과학자들은 연구 과정에서 우주에 일반적인 물질이 5% 정도밖에 없으며, 나머지 25% 정도는 보이지 않는 암흑물질, 70%는 암흑에너지로 구성된 것으로 보고 있다.  암흑물질과 암흑 에너지를 포착하거나 분석해야 우주 팽창 배경을 확인할 수 있는데, 현재까지 개발된 관측장비로는 암흑 에너지와 암흑 물질을 직접 포착하는 게 불가능하다. 유클리드가 이 불가능을 현실로 만들어 줄 것이라는 기대감이 나오고 있다.  유클리드 망원경은 중력렌즈 효과를 통해 수십억 개의 은하가 왜곡된 모양을 측정한다. 중력렌즈 효과는 물질이 집중된 곳이 돋보기 역할을 하면서, 그 위의 은하와 성단의 빛이 굴절될 때 렌즈를 들여다본 것처럼 확대돼 보이는 현상을 일컫는다.  유클리드는 이를 통해 우주의 암흑물질 분포에 대한 입체적인 모습을 보여줄 계획이다. 유클리드가 포착한 우주 암흑물질과 암흑에너지의 모습은 오는 10월에 첫 공개된다.  한편, 유클리드 프로젝트는 유럽우주국 및 영국, 프랑스 등 15개국이 넘는 지역의 과학자와 엔지니어 약 2500명으로 구성된 컨소시엄이 함께 진행한다. 이 프로젝트에는 14억 유로(한화 약 2조원)이 투입된다.

한화스페이스허브는 29일 한국과학기술원(KAIST)와 공동 개발한 우주 교육프로그램 ‘우주의 조약돌’ 2기 최종 합격자 45명을 선발했다고 밝혔다. ‘우주의 조약돌’은 우주에 관심 있는 중학교 1·2학년을 대상으로 한 경험형 우주 교육 프로그램이다. 지난해 ‘달 탐사’에 이어 올해는 ‘화성 탐사’를 주제로 진행된다. 45명 선발에 734명의 학생이 몰려 16:1의 경쟁률을 뚫고 선발된 2기 학생들은 7~8월에 진행되는 ‘우주 인문학 컨퍼런스’를 시작으로 올해 말까지 6개월 간 프로그램에 참여한다.인문학 컨퍼런스에는 김상욱 경희대 물리학과 교수, 유현준 홍익대 건축도시대학 교수, 제임스웹 우주망원경 개발에 참여한 손상모 박사, 과학 커뮤니케이터 궤도, SF 작가인 배명훈, 김초엽 작가가 강연자로 나설 예정이다. ‘우주의 조약돌’ 프로그램은 KAIST 항공우주공학과 현직 교수와 석박사 과정 멘토가 함께하는 체계적인 우주 교육 과정과 함께 KAIST 총장 수료증, KAIST 영재교육원 수강 기회, KAIST 멘토링, 전문가의 1:1 진로 컨설팅, 참가자 전원 해외 탐방 등의 혜택도 제공한다. 한화 스페이스 허브 관계자는 “우주에 꿈을 가진 학생들이 그 꿈을 현실로 만들 수 있도록 체계적인 교육 프로그램을 제공해 우리나라의 미래 우주 경쟁력 강화에 이바지하겠다”고 말했다.

미 항공우주국(NASA)의 행성사냥꾼 케플러 우주망원경은 임무를 마칠 때까지 수천 개 이상의 외계 행성을 찾아내 그 소임을 다했다. 그 후계자인 TESS 역시 외계 행성 탐사의 최전선에서 혁혁한 공을 세우는 중이다. 하지만 외계 행성을 찾는 기관이 NASA만 있는 건 아니다. 유럽우주국(ESA) 역시 외계 행성 탐사를 위한 우주 망원경인 키옵스 CHEOPS(CHaracterising ExOPlanet Satellite)를 쏘아 올렸다. 키옵스는 무게 273kg, 길이 1.5m 정도 되는 소형 우주 망원경이지만, TESS보다 별을 더 오래 고정해서 관측할 수 있다는 장점이 있다. 물론 성능은 TESS가 훨씬 뛰어나지만, 넓은 지역을 관측하기 위해 27일마다 관측 범위를 바꾸는 특징이 있다. TESS는 케플러나 키옵스와 마찬가지로 별 앞에 작은 행성이 지나면서 주기적으로 밝기가 미세하게 변하는 식현상을 이용해 외계 행성의 존재를 찾아낸다. 따라서 공전 주기가 27일보다 긴 경우 탐지율이 낮아진다는 문제점이 있다. 키옵스는 이 단점을 보완해줄 우주망원경으로 ESA와 스위스 베른대학, 제네바대학 등이 협력해 제작했으며 2019년부터 임무를 수행하고 있다. 최근 외계 행성 연구 기관인 NCCR PlanetS의 과학자들은 키옵스를 이용해 새로 찾아낸 미니 해왕성에 대한 연구 결과를 발표했다.미니 해왕성은 태양계의 해왕성이나 천왕성보다 작지만, 지구보다 큰 암석 행성인 슈퍼지구보다 작은 외계 행성으로 태양계에는 존재하지 않는 행성 유형이다. 과학자들은 미니 해왕성이 해왕성에 가까운 가스 행성인지 아니면 대기가 큰 슈퍼 지구에 가까운 행성인지를 두고 논쟁을 벌여 왔다. 최근 키옵스가 찾아낸 미니 해왕성인 TOI 5678 b와 HIP 9618 c는 미니 해왕성이 생각보다 다양한 형태일 가능성을 보여준다. TOI 5678 b와 HIP 9618 c는 각각 48일과 52.5일을 주기로 모항성을 공전해 TESS보다는 키옵스가 그 존재를 확인하기에 적합한 행성들이다. 키옵스 및 지상의 망원경을 통해 확인한 두 행성의 질량과 크기는 생각보다 많은 차이가 있었다. TOI 5678 b의 지름은 지구의 4.9배, 질량은 20배로 오히려 해왕성보다 약간 커 해왕성과 비슷한 가스 행성임을 시사한다. 반면 HIP 9618 c의 지름은 지구의 3.4배, 질량은 7.5배로 해왕성의 절반 수준이었다. 연구팀은 이 두 외계 행성의 표면 온도가 섭씨 217~277도 사이로 너무 뜨겁지 않아 뜨거운 목성형 외계 행성에서는 보존될 수 없는 분자들이 있을 것으로 예상했다. 그리고 해왕성보다 훨씬 따뜻하기 때문에 앞으로 제임스 웹 망원경으로 관측해 어떤 물질로 구성되어 있는지 확인할 수 있는 좋은 후보라고 보고 있다. 미니 해왕성은 엄밀한 분류보다 적당히 추정된 크기를 기준으로 나눈 그룹으로 그 정체에 대해서는 의견이 분분하다. 키옵스가 찾아낸 미니 해왕성이 이 의문에 대한 실마리를 제시할 것으로 기대된다.  

마치 우주를 다 집어삼킬듯 무시무시한 이빨을 드러낸 태양의 신비로운 모습이 우주망원경에 포착됐다. 최근 미국 국립과학재단(NSF)은 지구상에서 가장 강력한 태양망원경인 ‘대니얼 K. 이노우에’(DKIST)가 포착한 태양 흑점의 모습을 8장의 사진으로 공개했다. 이 사진들은 우리가 익히 알고있는 태양의 모습과 다르게 보이는데, 이는 지구상에서 가장 큰 태양망원경으로 태양 표면을 고해상도 이미지로 잡아냈기 때문이다. 사진을 보면 태양 표면에서 요동치는 플라스마 패턴이 드러나고 벌집 무늬 형상인 태양 채층도 확인된다. 채층이란 태양 대기의 하층부을 의미하며 태양 표면인 광구와 상층대기인 코로나의 경계선 구실을 한다.특히 이번에 공개된 사진 속에서 구멍이 뻥 뚫린 것처럼 검게 보이는 지역이 바로 태양의 흑점(sunspot)이다. 흑점은 태양의 강력한 자기장으로 만들어지는데 사실 흑점 자체는 매우 뜨겁지만, 주변의 태양 표면보다 1000°c 정도 온도가 낮아서 관측해보면 검은색으로 보여 이같은 이름이 붙었다. 전문가들은 흑점을 중심으로 태양을 관측하는데 이는 흑점이 태양 표면의 폭발 또는 코로나 질량방출(CME) 등이 발생하는 근본 원인이기 때문이다.흑점수가 많은 태양극대기에는 태양폭발이 자주 일어나고 흑점수가 적은 태양극소기에는 태양폭발이 덜 일어나는데, 이 영향에 따라 지구에 위성 통신 장애나 대규모 정전, GPS 불통 등의 심각한 피해를 유발할 수 있다. 세계에서 가장 큰 태양망원경인 DKIST는 주경이 4ｍ에 달하며 태양의 가장 바깥쪽 대기인 코로나 안의 자기장을 관측해 지도를 만드는 임무를 맡고 있다. 하와이 마우이섬의 할레아칼라산 정상에 설치돼 있으며 45년 안팎으로 운영될 예정이다. 

두 천체가 밀고 당기며 힘 반분비틀린 조각·다양한 회화 표현고정관념 파괴한 비정형 눈길 라플라스, 푸리에, 라그랑주. 이공계 출신이라면 한 번쯤은 들어봤을, 18~19세기 수학자들의 이름은 공업 수학 시간 처음부터 등장해 골머리를 앓게 만든다. 라그랑주는 우주와 관련돼 등장하기도 했다. 2021년 12월 25일 발사된 미국항공우주국(NASA)의 제임스 웹 우주망원경이 머무는 곳이 제2 라그랑주점(L2), 지난해 발사된 한국의 첫 달 궤도선 다누리가 달 궤도에 안착하기 위해 멀리 돌아갔던 곳은 제1 라그랑주점(L1)이다. 라그랑주점은 케플러 법칙에 따라 움직이는 두 천체가 있을 때 그 주위에서 중력이 0이 되는 5곳을 말한다. 중력이 0이기 때문에 국제우주정거장이나 우주망원경, 우주 관측 위성을 띄우기 좋은 지점이기도 하다. 서울 용산구 한남동 갤러리바톤에서 열리는 김상균, 수잔 송 두 작가의 ‘라그랑주 포인트’는 천체물리학, 수학 분야에서도 쉽지 않은 개념을 어떻게 예술로 표현했을까 하는 기대감을 갖게 한다. 이번 전시는 건축물의 입체성을 다양하지만 비틀린 형태로 표현한 조각 작품과 인식 영역에 존재하는 공간을 다양한 방법으로 표현한 회화 작품을 한 공간에서 만날 수 있다. 두 작가가 각자의 방식으로 독자적인 컨텍스트를 유지하면서 공통의 주제를 찾아 상호 보완적 관계를 형성하는 것도 흥미롭다. 두 개의 천체가 서로 밀고 당기면서도 적당히 힘을 반분하는 라그랑주점을 가진 것처럼 말이다.전시장에서 만날 수 있는 김상균의 작품은 마치 SF영화 ‘인셉션’의 한 장면을 보는 듯한 느낌을 준다. 주인공들의 꿈속에서 접히고 꺾이면서 기묘하게 변하는 도시의 모습인 듯하다. 김상균은 건물을 지을 때 틈새 보강을 위해 사용되는 시멘트와 비슷한 그라우트를 비롯해 우레탄 수지, 스테인리스강같이 건축의 핵심 소재를 이용한 작업을 통해 근대 및 현대의 건축물과 그에 담긴 시대 정신을 재해석하고 있다. 특히 멀리서 보면 레고 블록을 제멋대로 끼워 올린 것 같은 느낌의 신작 ‘패턴 칼럼’ 시리즈에서는 반복적 공정을 통해 역사 속 건축물의 파사드와 현대 건축물의 구조를 혼합해 높다란 탑을 쌓아 올렸다.수잔 송은 선과 절제된 색을 이용해 비물질적 존재이면서 관념적 대상인 ‘공간’을 표현한다. ‘캐스트’를 비롯한 몇 가지 작품은 캔버스란 네모반듯해야 한다는 고정관념을 파괴하듯 비정형을 띠고 있다. 그래서 처음에는 설치작품으로 착각할 수도 있다. 라그랑주점을 의미하는 듯한 ‘Three Points’는 회화 작품임에도 색과 질감, 형태를 변주해 착시효과를 보여 줘 다양한 회화의 가능성을 실감하게 한다. 전시 제목처럼 관람객들은 오롯이 작가의 의도에 말려들지 않고 자신만의 느낌을 유지하면서 작품을 감상할 수 있는 자기만의 라그랑주점을 찾아보는 것도 재미있을 것이다. 전시는 오는 20일까지.

라플라스, 푸리에, 라그랑주. 이공계 출신이라면 한 번쯤은 들어봤을 이름들이다. 모두 18~19세기 수학자들로 이들이 만든 라플라스 변환, 푸리에 변환, 라그랑주 승수법은 공업 수학 시간 처음부터 등장해 학생들의 골머리를 앓게 만든다. 그중 라그랑주는 일반인들도 한 번쯤 들어봤음 직한 이름이다. 2021년 12월 25일 발사된 미국항공우주국(NASA)의 제임스 웹 우주망원경이 머무는 곳이 제2 라그랑주점(L2)이며, 지난해 발사된 한국의 첫 달 궤도선 다누리가 달 궤도에 안착하기 위해 멀리 돌아갔던 곳은 제1 라그랑주점(L1)이다. 라그랑주점은 케플러 법칙에 따라 움직이는 두 천체가 있을 때 그 주위에서 중력이 0이 되는 5곳을 말한다. 특히 일반해를 구할 수 없는 ‘삼체문제’의 유일한 해가 바로 라그랑주점이기도 하다. 중력이 0이기 때문에 국제우주정거장이나 우주망원경, 우주 관측 위성을 띄우기 좋은 지점이기도 하다.서울 용산구 한남동 갤러리바톤은 김상균, 수잔 송 두 작가의 2인전 ‘라그랑주 포인트’를 열고 있다. 처음 전시 제목을 마주하면 이공계 사람들은 반가움, 인문사회계열 사람들은 당혹스러움을 느낄 수 있다. 천체물리학, 수학 분야에서도 쉽지 않은 개념을 어떻게 예술로 표현했을까 하는 기대감을 갖는 사람도 있을 것이고, ‘전시 제목이 왜 저러지’라고 생각하는 이도 있을 것이다. 이번 전시는 건축물의 입체성을 다양하지만 비틀린 형태로 표현한 조각 작품과 인식 영역에 존재하는 공간을 다양한 방법으로 표현한 회화 작품을 한 공간에서 만날 수 있다. 두 작가가 각자의 방식으로 독자적인 컨텍스트를 유지하면서 공통의 주제를 찾아 상호 보완적 관계를 형성하는 것도 흥미롭다. 두 개의 천체가 서로 밀고 당기면서도 적당히 힘을 반분하는 라그랑주점을 가진 것처럼 말이다. 전시장에서 만날 수 있는 김상균의 작품은 마치 SF영화 ‘인셉션’의 한 장면을 보는 듯한 느낌도 준다. 주인공들의 꿈속에서 접히고 꺾이면서 기묘하게 변하는 도시의 모습을 보는 듯하다. 김상균은 건물을 지을 때 틈새 보강을 위해 사용되는 시멘트와 비슷한 그라우트를 비롯해 우레탄 수지, 스테인리스강같이 건축의 핵심 소재를 이용한 작업을 통해 근대 및 현대의 건축물과 그에 담긴 시대 정신을 재해석하고 있다. 특히 멀리서 보면 레고 블록을 제멋대로 끼워 올린 것 같은 느낌의 신작 ‘패턴 칼럼’ 시리즈에서는 반복적 공정을 통해 역사 속 건축물의 파사드와 현대 건축물의 구조를 혼합해 높다란 탑을 쌓아 올렸다.수잔 송은 선과 절제된 색을 이용해 비물질적 존재이면서 관념적 대상인 ‘공간’을 표현하고 있다. ‘캐스트’를 비롯한 몇 가지 작품은 캔버스란 네모반듯해야 한다는 고정관념을 파괴하듯 비정형을 띄고 있다. 그래서 처음에는 설치작품으로 착각할 수도 있다. 라그랑주점을 의미하는 듯한 ‘Three Points’는 회화 작품임에도 색과 질감, 형태를 변주해 착시효과를 보여줘 다양한 회화의 가능성을 실감하게 한다. 전시 제목처럼 관람객들은 오롯이 작가의 의도에 말려들지 않고 자신만의 느낌을 유지하면서 작품을 감상할 수 있는 자기만의 라그랑주점을 찾아보는 것도 재미있을 것이다. 전시는 오는 5월 20일까지.

19세기까지만 해도 지구는 여러 층으로 이뤄져 있을 것이라는 추측만 있을 뿐 이를 확인할 수 있는 방법은 없었다. 그러다 1906년 영국 지질학자 리처드 올덤은 지진파가 지구를 통과해 반대쪽에서도 관측이 가능하다는 사실을 바탕으로 지구 중심에 액체 상태의 핵이 있다는 사실을 밝혀냈다. 이처럼 지진파는 직접 관측이 어려운 행성의 내부 구조를 연구하는 데도 중요하다. 영국 브리스톨대, 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 제트추진연구소(JPL), 스위스 취리히연방 공과대(EHT)를 비롯해 프랑스, 벨기에, 독일 등 6개국 15개 연구기관이 참여한 국제 공동연구팀은 화성의 핵을 통과하는 지진파를 처음으로 감지한 미국 항공우주국(NASA) 화성 지질탐사선 인사이트의 데이터를 통해 화성의 내부 구조에 대한 단서를 찾았다고 26일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 4월 25일자에 실렸다.연구팀은 화성에서 발생한 2건의 큰 지진을 분석해 화성 내부의 밀도와 조성, 압축 정도를 밝혀냈다. 그 결과 화성은 액체 상태 외핵과 고체 상태 내핵이 결합한 지구와 달리 완전히 액체로만 이뤄진 핵을 가지고 있을 가능성이 높은 것으로 나타났다. 이와 함께 화성 내부에는 원자번호가 낮은 원소(경원소)로 된 물질들이 많은 것으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 화성은 황과 산소 비율이 높은 완전 액체 상태의 철합금 핵으로 돼 있어 지구의 핵보다 밀도는 훨씬 낮고 압축성은 높다. 이는 두 행성이 겉보기는 비슷해 보이지만 형성될 당시 조건은 완전히 달랐다는 것을 보여 주는 것이라고 연구팀은 설명했다. 또 현재 화성에는 자기장이 존재하지 않지만 화성 지각에 남아 있는 자성의 흔적으로 볼 때 지구의 핵과는 다른 형태이지만 한때 화성에도 자기장이 둘러싸고 있어서 우주에서 날아오는 각종 위험물을 막아 주는 역할을 했을 것이라고 연구팀은 설명했다.한편 영국 왕립천문대, NASA 에임스연구센터, 유럽우주국(ESA) 우주연구기술센터를 포함해 네덜란드, 스페인, 이탈리아, 독일 등 6개국 12개 연구기관 과학자들은 우리 은하와 가까운 ‘소마젤란은하’(SMC)에 있는 수백개의 젊은 항성(별) 주변에서 행성 형성에 중요한 역할을 하는 성분들을 발견했다. 천문학 분야 국제학술지 ‘네이처 천문학’ 4월 25일자에 실린 이 연구는 제임스웹우주망원경(JWST) 관측 데이터를 분석해 우리 은하보다 물질이 부족한 은하에서도 행성이 만들어질 수 있다는 가능성을 보여 준 것이다. 소마젤란은하는 우리 은하에서 거리가 약 20만 광년에 불과하고 은하 질량도 태양 질량의 약 70억배, 지름은 약 7000년 광년밖에 되지 않는 왜소은하이다. 행성은 미세한 먼지 알갱이들이 뭉치면서 만들어지고 작은 행성들이 부드럽게 충돌해 행성 핵을 만드는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 소마젤란은하에는 먼지를 형성하는 원료라고 할 수 있는 실리콘, 마그네슘, 알루미늄, 철 같은 원소 함량이 적은 것으로 알려져 있다. 연구팀은 JWST가 보내온 적외선 사진을 이용해 NGC346이라고 이름 붙인 성단에서 우리 태양보다 젊고 질량이 적은 항성들을 다수 발견했다. 또 이들 별 주변을 도는 우주먼지 흔적을 발견했다. 이는 약 110억~120억년 전 금속성 원소가 부족할 때 어떻게 행성이 형성됐는지를 이해할 수 있게 해 줄 것으로 기대된다.

거대한 두 은하의 충돌로 합병하는 모습을 보여주는 사진이 심연의 우주 속에서 포착됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 제임스웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)이 촬영한 합병은하인 'Arp 220'의 모습을 사진으로 공개했다. 두 개의 은하가 충돌해 합병 중인 Arp 220은 뱀자리 방향으로 약 2억 5000만 광년 떨어진 곳에 위치해 있다. 당초 각각의 나선은하였으나 7억 년 전 충돌을 시작해 지금은 거의 하나의 모습처럼 보인다. 두 은하의 충돌은 종말같지만 사실 새로운 탄생이기도 하다. 충돌 과정에서 수많은 천체들이 파괴되며 폭발하지만 그 과정에서 무수한 별들도 탄생하기 때문이다. 전문가들에 따르면 Arp 220은 5000광년에 걸쳐 있는데 이는 우리은하 직경의 약 5% 정도에 불과하다. 그러나 이곳에 약 200개의 거대한 성단히 몰려있으며 가스의 양도 우리은하 전체의 가스 양과 비슷하다. 특히 Arp 220은 우리 태양의 1조배가 넘는 빛을 발하는데 이에 초발광적외선은하(ULIRG)로 분류된다. 　NASA측은 "ARP 220은 적외선에서 가장 밝게 빛나기 때문에 적외선 관측으로 특화된 웹 망원경에게 있어 최적의 관측 대상"이라면서 "지난 2008년 허블우주망원경이 촬영한 사진과 비교하면 차이가 확연히 드러난다"고 밝혔다. 한편 허블과 웹 망원경은 대표적인 우주망원경으로 꼽히지만 그 특징은 서로 다르다. 먼저 최신형인 웹 망원경은 주경 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 또한 웹 망원경은 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 이에비해 허블은 웹 망원경과 비교해 주경이 작고 적외선까지 볼 수 없지만 가시광선, 근적외선 스펙트럼으로 천체를 본다. 따라서 웹 망원경과 허블이 촬영한 데이터를 결합해 서로 보안하면 우주에 대한 보다 포괄적인 통찰력을 얻을 수 있다. 

미국 항공우주국(NASA)이 지난 7일(현지시간) 공개한 340년 전 생성된 초신성 잔해 ‘카시오페이아 A’가 강렬하게 발광하고 있다. 주변의 오렌지색은 초신성 폭발 당시 방출된 가스와 먼지이고, 중간의 초록색 루프는 정체가 확인되지 않았다. 지구에서 1만 1000광년 떨어진 카시오페이아 A의 잔해는 제임스웹 우주망원경으로 촬영됐다. NASA·UPI 연합뉴스

지금까지 인간이 지구 이외의 천체에 발을 내디딘 것은 달이 유일하다. 지구 바로 옆 행성인 화성 탐사도 본격적으로 시작한 것은 얼마 되지 않는다. 그런데 달, 화성을 넘어 태양계 다섯 번째 행성이자 가장 큰 목성에서 생명체의 흔적을 찾기 위한 여정이 곧 시작된다. 유럽우주국(ESA)은 목성 얼음 위성 탐사선 ‘주스’(JUICE·Jupiter Icy Moons Explorer)를 13일 오전 9시 15분(한국시간 오후 8시 15분)에 남아메리카 프랑스령 기아나우주센터에서 발사한다. 목성은 수많은 위성을 거느리고 있어 ‘작은 태양계’라고 불리기도 한다. 실제로 지난 2월 국제천문연맹(IAU) 소행성센터(MPC)가 미국 카네기과학연구소에서 발견한 목성 위성 12개를 인정하면서 목성의 위성은 92개가 됐다. 태양계에서 가장 많은 위성을 가진 행성이다. 목성의 수많은 위성 중 가장 유명한 것은 ‘갈릴레이 위성’이다. 이름 그대로 이탈리아 물리학자 갈릴레오 갈릴레이가 직접 만든 굴절망원경을 이용해 1610년에 발견한 4개의 위성이다. 4개의 위성은 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토로 이름 붙여졌다. 주스 탐사선은 화산을 가진 뜨거운 위성 이오를 제외한 유로파, 가니메데, 칼리스토 3개의 얼음 위성을 관측하는 것이 주 임무다. ESA 소속 과학자들은 이들 3개의 얼음 위성 표면 아래 깊숙한 곳에 생명체가 존재하기 위한 전제 조건 중 하나인 액체 상태의 물로 이뤄진 광활한 바다가 있을 것이라고 추정한다. 달보다 작은 크기의 유로파는 15~25㎞ 두께의 얼음 표면층 아래에 물이 흐르고 있을 것이라고 과학자들은 예상한다. 실제로 2016년 허블우주망원경으로 유로파 표면에서 물기둥이 치솟는 것을 관측하기도 했다. 이 때문에 유로파를 비롯한 얼음 위성들에서 생명체의 흔적을 발견할 수 있다고 보는 것이다. 이번에 발사되는 주스 탐사선이 목성까지 가는 데는 약 8년이 걸릴 것으로 예상된다. 목성까지 여행하는 데 이렇게 오래 걸리는 이유는 지구와 달, 금성의 중력을 이용한 플라이바이(flyby)를 하기 때문이다. 근접 비행을 의미하는 플라이바이는 행성과 위성의 중력을 활용해 밀고 당기기를 하면서 추진력을 얻어 비행에 사용되는 연료를 아끼는 방법이기도 하다. 주스 탐사선은 2031년 7월 목성 궤도에 진입할 예정이지만 궤도 진입 6개월 전인 같은 해 1월부터 과학 연구를 시작한다.주스 탐사선은 2031년 목성 궤도에 진입한 뒤 2034년까지 플라이바이 방식으로 3개의 위성을 근접 비행하며 탐사 활동을 수행한 뒤 2034년 12월 가니메데 궤도에 진입해 임무를 수행할 예정이다. 주스 탐사선이 가니메데를 집중 탐사하는 이유는 다른 갈릴레이 위성보다 목성에서 멀리 떨어져 있기 때문에 목성의 자기장 영향을 덜 받아 생명체 존재 가능성이 그만큼 크다고 보기 때문이다. 한편 미국 항공우주국(NASA)도 내년에 목성 위성 탐사선 ‘유로파 클리퍼’를 발사한다. 유로파 클리퍼는 발사는 늦게 하지만 주스 탐사선보다 1년 이른 2030년에 목성 궤도에 진입한 뒤 유로파를 집중 탐사할 계획이다. 이에 따라 2031년부터 NASA와 ESA는 유로파 위성의 생명체 흔적과 바다를 공동 탐사하게 된다. 천문학자들은 “만약 이곳에서 생명체 흔적을 발견한다면 태양계에서만 생명체가 두 곳에서 따로 진화했다는 것을 보여 주며, 이는 생명체가 은하계 곳곳에 있을 가능성이 높다는 것을 의미한다”면서 기대감을 숨기지 않고 있다.

태양계 끝자락에 위치한 천왕성의 신비로운 모습이 최첨단 우주망원경 제임스웹에 포착됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 제임스웹 우주망원경의 근적외선카메라가 촬영한 선명한 고리가 인상적인 천왕성의 모습을 공개했다. 지난 2월 6일 약 29억㎞ 떨어진 곳에서 12분 간 노출되며 촬영된 천왕성은 특유의 고리가 선명하게 드러나 보인다. 천왕성은 토성처럼 웅장하고 아름답지는 않지만 신비로운 고리를 무려 13개나 가지고 있다.그러나 천왕성의 고리는 햇빛을 반사하지 않는 암석과 먼지로 이루어져 망원경으로 포착하기가 쉽지않다. 이번에 제임스웹은 이중 11개의 고리를 촬영하는데 성공했으며 일부 고리가 너무 밝아 겹쳐보이지만 역대 촬영된 것 중 가장 선명하다는 것이 전문가들의 평가다. NASA에 따르면 천왕성의 가장 바깥쪽에 있는 두 개의 고리는 너무 희미하며 지난 2007년 허블우주망원경을 통해서 그 존재가 확인됐다. 또한 제임스웹은 천왕성의 '가족사진'도 촬영했다. 천왕성은 총 27개의 위성을 거느리고 있는데 영국의 대문호 세익스피어의 작품 속 등장인물에서 그 이름을 따왔다. 이번에 제임스웹은 이중 6개를 촬영했으나 나머지 위성은 너무 작아 모습이 잡히지 않았다.태양과 지구 거리의 19배나 되는 먼 거리에서 태양을 공전하는 천왕성은 정확한 대기의 성분도 모를만큼 밝혀낸 데이터가 별로 없다. 인류가 처음으로 천왕성의 ‘얼굴’을 직접 본 것은 지난 1986년 1월 24일 ‘인류의 척후병’ 보이저 2호가 천왕성을 스쳐 지나가면서다. 단 5시간 반의 근접비행 동안 보이저 2호는 8만 1500㎞ 거리에서 파랗게 빛나는 천왕성의 모습을 보내왔다. 이를통해 인류는 천왕성에 고리가 있다는 사실을 알게됐고 이후 하와이 켁천문대 망원경으로도 이를 포착했다. 결과적으로 이번에 제임스웹이 천왕성 고리의 비밀을 푸는데 한발 더 다가선 셈이다.태양을 공전하는데만 무려 84년이 걸리는 천왕성은 행성 내부의 열이 없어 −224.2°C(단단한 표면이 없는 가스행성이기 때문에 상부 가스 기준)라는 극한의 환경을 갖고 있는 ‘쿨’한 행성이다. 특히 천왕성은 태양계 공전면에 대해 자전축 기울기가 무려 98도나 돼 아예 ‘건방지게’ 드러누운 자세로 태양을 공전하는 특징도 갖고있다. 　　 특히 태양계 끝자락을 탐사하기 위한 인류의 도전도 가시화되고 있다. 지난해 2월 미 국립과학원(NAS)이 행성 탐사의 과학적 목표와 미션을 제시하는 ‘행성과학 10년 계획’(planetary science decadal survey) 보고서를 통해 천왕성 탐사를 최우선 과제로 지정하고 이를 NASA에 권고했다. 인류에게는 미지의 행성인 천왕성이 본격적인 탐사 대상에 오를 수 있는 계기가 마련된 셈이다, 

우리 태양 질량의 무려 300억 배가 넘는 것으로 추정되는 거대한 '괴물 블랙홀'이 발견됐다. 최근 영국 더럼 대학 연구팀은 지구에서 약 27억 광년 떨어진 '아벨(Abell) 1201' 은하단(銀河團)에서 태양 질량의 무려 300억 배에 달하는 극초거대질량 블랙홀을 발견했다는 연구결과를 발표했다. 역대 발견된 것 중 가장 큰 블랙홀 중 하나로 평가받는 이 블랙홀은 인간의 머리로는 상상하기 힘든 숫자로 설명된다. 먼저 이 블랙홀은 우리 태양의 약 300억 배가 넘는 질량을 갖고 있어 우리은하 중심에 위치한 궁수자리 A* 블랙홀보다도 무려 5000배는 더 크다.블랙홀은 우리의 태양 질량과 비교해 ‘체급’을 나누는데 태양보다 수십 만 배 이상 큰 초질량 블랙홀과 태양보다 3배 이상 큰 항성질량 블랙홀로 구분한다. 특히 우주에는 인간의 상상을 훌쩍 뛰어넘는 블랙홀도 존재하는데 태양의 100억 배 이상 질량을 가진 이같은 블랙홀을 '극초거대질량 블랙홀'(ultramassive black hole)이라 부른다. 　 특히 이번 블랙홀은 중력렌즈 효과와 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션을 활용해 처음으로 발견돼 전문가들의 관심을 모으고 있다. 중력렌즈는 아인슈타인의 상대성 이론에 따라 빛이 시공간을 지나면서 질량이 큰 천체 옆에서 휘어지는 현상을 이용한 것이다. 먼 별이나 은하에서 나온 빛은 은하나 은하단의 중력장에 들어가면 마치 렌즈에 들어간 빛처럼 경로가 굴절되면서 확대된다. 과학자들은 중력렌즈의 도움을 받아 멀리 떨어진 천체를 10~20배 정도 더 밝게 볼 수 있다.더럼 대학 연구팀은 중력렌즈 효과로 은하의 빛이 휘고 확대된 이미지를 허블우주망원경으로 포착했으며, 또 이를 슈퍼컴퓨터를 활용해 수십 만 번 시뮬레이션했다. 이 결과 태양 질량의 무려 300억 배에 달하는 극초거대질량 블랙홀의 존재가 확인된 것. 연구를 이끈 제임스 나이팅게일 박사는 "태양 질량의 300억 배에 달하는 블랙홀은 지금까지 발견된 것 중 가장 큰 것 중 하나"라면서 "이론적으로 블랙홀이 얼마나 커질 수 있는지에 대한 상한선에 있기 때문에 매우 흥미로운 발견"이라고 설명했다. 특히 그는 "이번에 발견된 블랙홀은 다른 거대 블랙홀과는 달리 그다지 활동적이지 않는 것이 특징"이라면서 "중력렌즈 효과를 활용하면 이처럼 멀리있는 비활동성 블랙홀도 연구가 가능하다는 것이 확인됐다"고 덧붙였다. 　한편 SF영화의 소재로도 등장하는 블랙홀은 질량이 매우 큰 별의 진화 마지막 단계에서 만들어지며 강력한 중력으로 모든 것을 빨아들이는 시공간 영역을 말한다. 특히 블랙홀은 빛 조차도 흡수하기 때문에 직접 관측할 수 없다. 다만 전문가들은 블랙홀이 강력한 중력으로 주변에서 많은 물질을 흡수하면서 제트(jet)라는 강력한 물질의 흐름을 방출한다는 사실을 통해 그 존재를 확인하는데 이번에 중력렌즈를 통한 방법도 새 블랙홀 발견의 가능성을 열었다.