블랙홀은 이름처럼 빛까지 모두 흡수해서 검은 구멍처럼 보이는 천체이다. 하지만 사실 과학자들은 블랙홀의 존재를 강력한 에너지와 물질 방출을 통해서 찾아낸다. 역설적이지만, 블랙홀은 우주에서 가장 밝은 천체 가운데 하나이다. 블랙홀 자체는 빛을 내지 않지만, 블랙홀로 빨려 들어가는 물질이 빛과 에너지를 내놓기 때문이다. 블랙홀의 강력한 중력에 이끌린 가스와 먼지는 바로 블랙홀로 빨려 들어가는 것이 아니라 소용돌이치면서 블랙홀 주변에 강착원반(Accretion disc)이라는 물질의 흐름을 만든다. 이 강착원반은 블랙홀의 강한 중력으로 인해 빠른 속도로 회전하면서 마찰로 매우 뜨겁게 빛난다. 하지만 이 강착원반의 물질도 모두 블랙홀로 흡수되는 것은 아니다. 상당수 물질은 작은 입자로 갈린 후 제트라는 수직축의 물질 분사를 통해 다시 나오게 된다. 이런 방식으로 블랙홀은 역설적으로 밝게 빛나게 된다. 그것도 섭씨 수백 만도의 고온에서 나오는 X선 같은 고에너지 파장에서 아주 밝게 빛난다. 물론 이런 현상은 흡수할 물질이 주변에 있을 때만 나타날 수 있다. 대표적으로 은하 중심의 거대 질량 블랙홀은 많은 물질을 흡수해서 강력한 에너지를 방출한다. 초신성 폭발 후 만들어진 항성 질량 블랙홀의 경우 단독으로 있을 때는 존재를 찾기 어렵지만, 만약 동반성이 있는 경우 동반성에서 질량을 흡수하면서 에너지를 방출하기 때문에 그 존재를 찾을 수 있다. 1989년 발견된 V404 Cygni가 그 대표적인 사례다. 이 블랙홀은 태양 질량의 12배 정도 크기이며 태양보다 작은 동반성에서 물질을 흡수하고 있다. 그런데 흥미로운 사실은 항상 같은 양의 에너지를 방출하지 않는다는 것이다. 첫 발견 이후 이 블랙홀은 갑자기 밝기가 감소해 최근까지 별로 밝지 않은 블랙홀로 남아있었다. 그런데 2015년 6월, 이 블랙홀이 26년 만에 갑자기 100배 이상 밝아졌다. 나사의 페르미, 스위프트 위성은 물론 유럽 우주국의 인테그럴 위성까지 이 블랙홀을 X선, 감마선 영역에서 관측했고, 지상의 수많은 전파 망원경과 광학 망원경 역시 다른 파장대에서 이 블랙홀을 관측했다. 왜냐하면, 동반성을 거느린 항성 질량 블랙홀 (전문적인 용어로는 저질량 X선 쌍성계, low mass X-ray binaries (LMXBs))이 수십 년에 한 번 밝아지는 현상을 관측할 절호의 기회였기 때문이다. 천문학자들은 과거 기록을 조사해서 사실은 1938년과 1956년에도 사실은 이 블랙홀이 밝아져서 관측이 가능했던 적이 있다는 것을 알아냈다. 당시엔 그냥 신성(Nova) 정도로 생각했고 블랙홀이라는 사실은 몰랐다. 왜 이 블랙홀이 수십 년 주기로 밝게 빛나는지는 아무도 모른다. 하지만 이 블랙홀은 2015년 밤하늘에서 가장 밝게 빛나는 X선 천체 중 하나였기 때문에 천문학자들은 가능한 모든 관측기기를 통해서 이 블랙홀을 관측했다. 수십 년에 한 번뿐인 기회이기 때문이다. 참고로 존재가 알려진 블랙홀 가운데 V404 Cygni가 지구에서 세 번째로 가까운 위치에 있다. 따라서 관측 가능한 거리에 있는 블랙홀의 활동을 포착한 드문 기회였던 셈이다. 과학자들은 이 블랙홀 주변에서 광속에 가까운 속도로 나오는 제트의 존재를 확인했다. 물질을 공급하는 동반성은 6.5일을 주기로 매우 가까운 거리에서 블랙홀 주변을 공전하고 있는데, 이미 많은 질량을 블랙홀로부터 빼앗긴 상태로 보인다. 참고로 동반성 주변에 과거 지구 같은 행성이 있더라도 영화 '인터스텔라'처럼 사람이 생존할 수 있는 행성은 더는 존재하지 않을 가능성이 크다. 초신성 폭발에서 요행 살아남았다 해도 이후에는 블랙홀의 중력에 의해 빨려 들어가는 운명을 피할 길이 없기 때문이다. 다만 이 행성의 잔해들이 블랙홀로 빨려 들어간다면 마지막 순간에는 영화처럼 시간이 느려지는 순간을 경험했을 것이다. 비록 영화처럼 초자연적인 존재는 아니지만, 블랙홀은 분명히 실제로 존재하는 천체이고 우리 은하에도 여럿 존재한다. 과학자들은 이번 관측에서 얻은 자료를 분석해서 새로운 사실을 대거 발견될 것으로 기대하고 있다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

지금까지 발견된 은하단 가운데 가장 크고 멀리 떨어진 은하단이 발견돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 천문학자들은 미국항공우주국(NASA)의 스피처 우주망원경과 와이즈(WISE, Wide-Field Infrared Survey Explorer) 망원경을 사용해 지구로부터 85억 광년 거리에 있는 거대 은하단 ‘MOO(Massive Overdense Object) J1142+1527’을 발견했다. 은하단은 수천억 개 이상의 별로 이뤄진 은하가 다시 수천 개 이상 모여 형성된 천체를 말한다. 이런 천체는 시간이 흐를수록 중력에 의해 새로운 은하를 끌어들여 점점 더 거대해진다. 이번 연구에 참여한 NASA 제트추진연구소(JPL)의 와이즈 프로젝트 담당자인 피터 아이젠하트 박사는 “초기 우주에서 은하단이 진화하는 방법에 관한 우리의 이해를 통해, 이 은하단은 당시 존재한 가장 큰 다섯 은하단 가운데 하나였을 것으로 추정된다”고 설명했다. 연구진은 오는 2016년에 스피처 망원경을 사용해 가장 크고 멀리 떨어진 은하단 후보 1700여 개를 추가로 분석해 가장 큰 것을 가려낼 계획이다. 이에 대해 연구를 이끈 미국 플로리다주립대 게인즈빌캠퍼스의 앤서니 곤살레스 박사는 “우리가 가장 크고 먼 은하단을 발견하게 되면 이런 극한적인 환경에서 은하가 진화하는 방법을 연구할 수 있을 것”이라고 말했다. 빛이 우리에게 도달하려면 시간이 필요하다. 따라서 우리는 과거에 존재했던 매우 먼 천체들을 볼 수 있다. 예를 들어, 이번에 새롭게 확인된 은하단(MOO J1142+1527)은 지구로부터 85억 광년 거리에 있다. 그런 먼 은하로부터 이동해오는 빛은 우주의 확장으로 더 크게 확산한다. 와이즈와 스피처 망원경은 그런 빛을 관측하고 있는 것이다. 적외선을 관측하는 이런 망원경에서 먼 은하를 찾는 것은 나무에서 잘 익은 열매를 따는 것과 같다. 스피처 망원경으로 생성된 적외선 이미지에서 이런 먼 은하는 붉은 점처럼 보이지만 가까운 은하는 하얗게 보인다. 천문학자들은 가장 크고 멀리 떨어진 은하단 후보를 가리기 위해 처음으로 와이즈 조사 목록을 샅샅이 뒤졌다. 와이즈 조사는 2010년부터 2011년까지 망원경을 통해 전 하늘을 촬영한 수천억 천체의 이미지를 목록화한 것이다. 이후 연구진은 스피처 망원경을 사용해 가장 가능성이 있는 천체 200개를 추려낸 ‘WISE의 거대하고 밀집한 은하단 조사’(Massive and Distant Clusters of WISE Survey, MaDCoWS)라는 프로젝트를 시행했다. 이에 대해 곤살레스 박사는 “우리가 하늘에서 2억 5000개 천제 가운데 가장 거대한 은하단을 찾기 위해 스피처와 와이즈 데이터를 조합했다”고 설명했다. 이 관측으로 MOO J1142+1527이라는 은하단은 가장 큰 것 중 하나로 확인됐다. 또 연구진은 하와이 마우나케아에 있는 W.M.켁 천문대와 제미니 천문대의 망원경을 사용해 이 은하단이 지구로부터 85억 광년 떨어져 있다는 것을 계산해냈다. 이후 이들은 미국 캘리포니아주(州) 오언스 밸리 인근에 있는 CARMA(Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy) 망원경의 데이터를 사용해 그 은하단의 질량이 우리 태양보다 1000조 배 더 크다는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 과학자들은 이 은하가 초기 우주에 있던 소수의 크고 무거운 은하단 가운데 하나일 것으로 추정하고 있다. 한편 이번 연구성과는 ‘천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 최신호(10월 20일자)에 게재됐다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

연금저축을 그저 연말정산용으로 생각한다면 오산이다. 노후 대비와 세제 혜택을 동시에 누릴 수 있는 ‘일석이조’ 상품으로 가입을 미루면 미룰수록 손해다. 연금저축이 금융자산가들에게 가장 매력적인 장점은 연금저축에서 얻는 소득은 금융소득종합과세(금융소득이 2000만원 넘으면 다른 소득과 합산해서 과세) 대상에서 아예 제외된다는 점이다. 예를 들어 해외펀드에서 3000만원의 수익이 발생했다고 치자. 일반 상품으로 투자하면 금융소득종합과세 기준금액 2000만원을 넘는 1000만원에 대해서는 다른 소득과 더해 세금을 내야 한다. 반면 연금저축계좌에서 투자한 해외펀드라면 수익 전부가 연금소득(연금) 또는 기타소득(일시금)으로 분류되기 때문에 세금 부담을 덜 수 있다. 이미 자산가들 중에는 세액공제 한도인 연간 1800만원 한도를 넘어 불입하는 사례가 늘고 있다. 세액공제 받지 않는 원금은 나중에 수령할 때도 세금이 없다. 연금저축은 돈을 낼 때 세액공제를 받고 나중에 세금을 낸다. 세금을 뒤로 미루는 ‘과세이연 효과’인데 나중으로 미룰수록 유리하다. 연금저축은 연금으로 수령할 때 연령에 따라 3.3~5.5% 세금을 낸다. 단, 연간 수령액이 1200만원을 넘어서면 다른 소득과 함께 종합과세된다. 그렇더라도 은퇴 후 다른 소득이 없는 상태라면 크게 염려할 필요는 없다. 예를 들어 한 해 연금소득이 2000만원이고, 다른 종합소득이 없다고 가정하면 종합과세 시 내야 할 세금은 62만 6000원이다. 종합과세에는 각종 소득공제가 적용되기 때문이다. 오히려 연금소득으로 분리과세를 했을 때 세금 110만원에 비해 47만 4000원을 아낄 수 있다. 물론 연금 수령액이 크고 다른 종합소득이 많다면 높은 누진세율이 적용돼 세 부담은 늘게 된다. 특히 올해부터는 연금으로 수령하지 않고 일시금으로 받을 때도 분리과세(16.5%)된다. 지난해까지는 근로소득 등이 있는 상태에서 연금을 해지할 경우 수령액 300만원 이상이면 종합과세됐지만 분리과세로 전환되면서 세 부담을 크게 줄여줬다. 연말정산 세제혜택도 크다. 불입액 400만원에 대해 세액공제되는데 올해부터는 개인형퇴직연금(IRP) 계좌 또는 확정기여(DC)형 퇴직연금에 추가 불입할 경우 추가로 300만원까지 최대 700만원까지 세금 혜택이 주어진다. 공제율은 연 소득 5500만원 이하는 16.5%, 이 금액을 초과하면 13.2%가 적용된다. 미래에셋증권 VIP서비스팀

-암흑물질이 야기하는 '위로부터의 죽음' 가설 지난 수십억 년간 있었던 지구상의 대량멸종은 혜성의 충돌에 의한 것이라는 새로운 연구결과가 발표되었다고 우주 관련 뉴스 매체인 스페이스닷컴이 3일(현지시간) 보도했다. 지난 2억 6000만 년 동안 대량멸종 사건이 주기적으로 일어났는데, 2600만 년을 주기로 하여 극대치를 보여왔다고 연구자들은 밝혔다. 특기할 점은 6차례의 대형충돌--6500만년 전 공룡의 멸종을 가져온 충돌이 남긴 180km의 크레이터를 포함해-- 중 5차례는 여지없이 대량멸종으로 이어졌다는 것이다. 논문 대표저자인 미카엘 람피노 뉴욕대학 지질학 교수는 기자회견에서 "지난 2억 6000만년 동안 있었던 혜성 충돌과 대량멸종은 명백한 인과관계에 있으며, 이 우주적인 멸종 주기가 우리 행성 생물의 역사에 큰 영향을 미쳤다는 것은 의심할 여지가 없다"고 밝혔다. 람피노와 공동 저자인 켄 칼데이라 카네기 연구소 지구 생태학부 연구원은 크레이터의 생성연대를 정확히 추정할 수 있는 새 기법을 동원해 분석한 결과 어떤 패턴을 발견하게 되었다. 지난달 ‘영국왕립천문학회월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 게재된 이번 새 연구는 오래된 주제이긴 하지만 많은 논란을 불러일으킨, 주기적 대량멸종을 설명하는 '위로부터의 죽음(death from above) 가설을 지지하는 내용이다. 2600만년이라는 주기는 우리 태양계가 은하의 밀집된 중간면을 지날 때 나타나는 중력 변화에 의해 오르트 구름의 소행성들이 태양 가까이에 있는 지구와 그밖의 행성들을 향해 돌진한다는 가설에 바탕한 것이다. 이 가설에 따르면, 중력 혼란의 대부분은 정체 불명의 암흑물질에 의해 야기되는 것이라고 한다. 암흑물질은 보통 물질보다 무거운 질량을 가진 물질로, 어떠한 빛도 방출하거나 흡수하지 않는 성질을 가지고 있기 때문에 연구하기조차 힘든 존재다. 람피노와 칼데이라가 지난 2억 6000만년 동안 일어났던 10차례 대량멸종을 밝혀낸 것에 비해, 다른 연구는 지난 4억 5000만 년 동안 단지 5차례의 대량멸종이 있었을 뿐이라고 주장한다. 이것은 어느 정도까지를 대량멸종으로 보느냐 하는 기준에 따른 차이다. 5차례의 대량멸종 중 최악의 것은 페름기 말인 2억 5000만년 전에 일어난 '대몰살(The Great Dying)'로 불리는 것으로, 지구상의 생물 중 90%가 멸종되었다. 이에 비해 6500만년 전 공룡 멸종을 불러왔던 대량멸종은 50~75%의 종을 멸종시킨 것으로 추정되고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

경북 영양군의 밤하늘이 빛 공해로부터 보호받는 공원으로 지정됐다. 영양군은 수비면 수하계곡 왕피천 생태경관보전지구 주변 390만여㎡가 아시아 최초로 국제밤하늘협회(IDA)에 의해 ‘국제 밤하늘 보호공원’으로 지정됐다고 2일 밝혔다. 이 일대의 밤하늘 투명도가 세계적으로 뛰어난 수준이고 반딧불이 생태공원 조성 등 지역에서 생태계 보전 노력이 활발한 점 등이 높은 평가를 받은 결과다. 국제 밤하늘 보호공원은 미국 유타주의 내추럴브리지국립공원과 영국 갤러웨이 포레스트 공원 등 전 세계 28곳만 지정돼 있다. 군은 2013년 미국 투산에 있는 국제밤하늘협회를 찾아 밤하늘 보호공원 지정을 요청하는 등 그동안 많은 노력을 쏟았다. 영양의 밤하늘은 IDA 밤하늘 밝기 측정에서 투명도가 뛰어나 은하수나 유성 등 하늘에서 발생하는 현상의 육안 관측이 가능해 실버 등급으로 지정됐다. IDA는 밤하늘의 품질에서 따라 골드, 실버, 브론즈 등급으로 하늘의 밝기 등급을 지정한다. 골드 등급은 천연 자연에 가까운 사막 등이 주로 해당하는 것으로 전해졌다. 군 관계자는 “청정 지역 영양이 체류형 생태관광지로 도약하는 계기가 될 것으로 기대한다”고 말했다. 영양 김상화 기자 shkim@seoul.co.kr

지구로부터 1만 7000광년 떨어진 한 은하를 주시하고 있는 미국항공우주국(NASA)의 특별한 우주망원경이 관측한 충격적인 사진이 인터넷상에서 ‘우주의 창조주’가 촬영됐다는 추측을 일으켰다고 영국 일간 익스프레스가 27일(현지시간) 보도했다. 논란의 중심에 선 NASA의 누스타(NuSTAR; Nuclear Spectroscopic Telescope Array) 우주망원경은 지구로부터 멀리 떨어져 있는 ‘PSR B1509-58’로 불리는 펄서(중성자별)를 관측하고 있었다. NASA 과학자들이 누스타 망원경으로부터 받은 이미지는 분광 측정에서 펼쳐진 손으로 보였는데 사람들은 이를 두고 ‘신의 손’이라고 부르고 있다. 신의 손은 별의 마지막 단계인 초신성이 폭발한 뒤 사방으로 확산하고 있는 잔해로 추정된다. 누스타의 고에너지 X선 관측을 통해 본 분자 형태의 구름은 폭이 175광년에 걸쳐 있을 만큼 거대하게 펼쳐져 있는 다채로운 색상의 손처럼 보인다. 미국 캘리포니아공대(칼텍)의 피오나 해리슨 누스타 망원경 수석연구원은 “가장 높은 에너지의 X선을 보는 누스타 망원경의 특별한 시야는 기존에 잘 알려진 천체와 천문 영역을 전혀 다른 새로운 빛으로 보여준다”면서 “이 새로운 사진은 초신성이 폭발해 밀도 높은 잔해에 의해 생성된 펄서풍 성운을 보여준다”고 설명했다. 또한 “성운 뒤에 남겨진 것은 ‘PSR B1509-58’로 불리는 펄서로, 초당 7회 회전할 정도로 빠르게 자전해 이때 발생한 바람으로 물질이 확산하고 있다”면서 “이런 입자는 인근 자기장과 상호작용을 일으켜 X선상에서 손 형태를 만들었다”고 말했다. 이 사진에서 펄서는 밝은 흰색 점 근처에 위치하고 있지만 펄서 자체를 볼 수는 없다고 NASA 관계자들은 말했다. 과학자들은 방출된 물질들이 실제로 손 모양을 이루고 있는지 단지 펄서 입자와의 상호작용으로 그런 모양처럼 보이는 것인지 아직 확신하지 못하고 있다. 누스타 프로젝트에 참여 중인 캐나다 맥길대의 안홍준 박사후연구원은 “우리는 손 모양이 단지 착시인지 알지 못한다”면서 “누스타가 전해온 몇 단서로 그 손은 주먹과 더 비슷한 것으로 나타났다”고 말했다. 사진에서 손가락으로 보이는 붉은 구름은 ‘RCW 89’로 불리는 별도의 구조라고 연구진은 설명했다. 하지만 종교 사이트의 일부 신자는 ‘신의 손’으로 불리는 천체를 두고 자신들의 관점을 나타내고 있다. 자신을 목사라고 밝힌 한 네티즌(아이디 Smote73)은 “이 사진은 신이 우주 어디에나 존재한다는 것을 보여준다”면서 “신의 손이 멀리 떨어져 있는 것을 보여주는 것은 자신이 항상 그곳에 있음을 우리에게 상기시켜주는 것”이라고 말했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

　최근 ‘우주술’이라는 주류가 젊은 층을 중심으로 인기를 끌기 시작했다.보드카 등을 섞어 제조한 알코올 도수 약 20도의 술로,반짝이는 분말이 떠도는 모습 때문에 ‘은하수술’이라고도 불린다.　그런데 이 술을 유명하게 한 반짝이 분말이 식품으로 섭취할 수 없는 물질이고, 과다 복용하면 몸에 이상이 생길 수 있다는 사실이 검찰 수사에서 드러났다. 　서울서부지검 부정식품사범 정부합동수사단(단장 이철희)은 식용으로 사용 불가능한 물질이 포함된 우주술을 무허가로 제조하거나 판매한 혐의(식품위생법 위반)로 주점 운영자 이모(26)씨 등 12명을 불구속 기소했다고 30일 밝혔다. 　충남지역에서 주점을 운영하는 이씨와 조모(26)씨는 올해 6월부터 이달까지 식품 제조업 등록을 하지 않은 채 식용 불가능한 반짝이 성분을 첨가한 우주술 570병(2500만원 상당)을 만들어 인터넷 등으로 판매한 혐의를 받고 있다.　이들이 우주술 제조에 사용한 반짝이 색소는 외국에서 설탕 공예용으로 수입된 물질이다. 색소를 판매하는 인터넷 사이트에는 ‘식용이 아닌 공예용이며 어른과 어린이 모두 식용을 절대 금한다’는 주의사항이 명시됐다.　색소에는 타르 색소의 일종인 ‘아조루빈’도 포함됐다. 타르 색소는 체내의 소화효소 작용에 나쁜 영향을 미치고, 아조루빈은 과다 복용하면 과잉행동장애(ADHA)를 일으킨다는 연구 결과가 있다고 검찰은 설명했다. 　이씨와 조씨가 술 제조에 사용한 색소의 제품 포장지에도 아조루빈에 대해 ‘어린이의 행동과 주의력에 부정적 영향을 미칠 수 있다’고 기재됐다고 검찰은 전했다.　이들이 만든 우주술은 올해 6월부터 사회관계망서비스(SNS)와 인터넷 블로그 등을 통해 젊은 층의 입소문을 타면서 급속도로 알려졌다.　이씨와 조씨가 만든 우주술에는 원재료명이나 제조일자 등이 전혀 표시되지 않았던 것으로 조사됐다. 이들은 우주술이 유명해지자 이달 초 양조장까지 임차해 본격적으로 제조를 시작하려다 검찰에 적발됐다. 　검찰은 이들로부터 우주술을 사들여 업소를 찾는 손님에게 판매하거나 판매 목적으로 진열한 김모(32)씨 등 주점 운영자 10명도 같은 혐의로 재판에 넘겼다.　검찰 관계자는 “최근 우주술이 유행하면서 식품 첨가물에 대한 정확한 지식과 이해 없이 임의로 우주술을 제조하거나, 불법 제조된 술을 공급받아 판매하는 사례가 늘고 있다”며 향후 이 같은 주류 유통을 지속적으로 단속하겠다고 밝혔다. 　오세진 기자 5sjin@seoul.co.kr

지구로부터 1만 7000광년 떨어진 한 은하를 주시하고 있는 미국항공우주국(NASA)의 특별한 우주망원경이 관측한 충격적인 사진이 인터넷상에서 ‘우주의 창조주’가 촬영됐다는 추측을 일으켰다고 영국 일간 익스프레스가 27일(현지시간) 보도했다. 논란의 중심에 선 NASA의 누스타(NuSTAR; Nuclear Spectroscopic Telescope Array) 우주망원경은 지구로부터 멀리 떨어져 있는 ‘PSR B1509-58’로 불리는 펄서(중성자별)를 관측하고 있었다. NASA 과학자들이 누스타 망원경으로부터 받은 이미지는 분광 측정에서 펼쳐진 손으로 보였는데 사람들은 이를 두고 ‘신의 손’이라고 부르고 있다. 신의 손은 별의 마지막 단계인 초신성이 폭발한 뒤 사방으로 확산하고 있는 잔해로 추정된다. 누스타의 고에너지 X선 관측을 통해 본 분자 형태의 구름은 폭이 175광년에 걸쳐 있을 만큼 거대하게 펼쳐져 있는 다채로운 색상의 손처럼 보인다. 미국 캘리포니아공대(칼텍)의 피오나 해리슨 누스타 망원경 수석연구원은 “가장 높은 에너지의 X선을 보는 누스타 망원경의 특별한 시야는 기존에 잘 알려진 천체와 천문 영역을 전혀 다른 새로운 빛으로 보여준다”면서 “이 새로운 사진은 초신성이 폭발해 밀도 높은 잔해에 의해 생성된 펄서풍 성운을 보여준다”고 설명했다. 또한 “성운 뒤에 남겨진 것은 ‘PSR B1509-58’로 불리는 펄서로, 초당 7회 회전할 정도로 빠르게 자전해 이때 발생한 바람으로 물질이 확산하고 있다”면서 “이런 입자는 인근 자기장과 상호작용을 일으켜 X선상에서 손 형태를 만들었다”고 말했다. 이 사진에서 펄서는 밝은 흰색 점 근처에 위치하고 있지만 펄서 자체를 볼 수는 없다고 NASA 관계자들은 말했다. 과학자들은 방출된 물질들이 실제로 손 모양을 이루고 있는지 단지 펄서 입자와의 상호작용으로 그런 모양처럼 보이는 것인지 아직 확신하지 못하고 있다. 누스타 프로젝트에 참여 중인 캐나다 맥길대의 안홍준 박사후연구원은 “우리는 손 모양이 단지 착시인지 알지 못한다”면서 “누스타가 전해온 몇 단서로 그 손은 주먹과 더 비슷한 것으로 나타났다”고 말했다. 사진에서 손가락으로 보이는 붉은 구름은 ‘RCW 89’로 불리는 별도의 구조라고 연구진은 설명했다. 하지만 종교 사이트의 일부 신자는 ‘신의 손’으로 불리는 천체를 두고 자신들의 관점을 나타내고 있다. 자신을 목사라고 밝힌 한 네티즌(아이디 Smote73)은 “이 사진은 신이 우주 어디에나 존재한다는 것을 보여준다”면서 “신의 손이 멀리 떨어져 있는 것을 보여주는 것은 자신이 항상 그곳에 있음을 우리에게 상기시켜주는 것”이라고 말했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구로부터 1만 7000광년 떨어진 한 은하를 주시하고 있는 미국항공우주국(NASA)의 특별한 우주망원경이 관측한 충격적인 사진이 인터넷상에서 ‘우주의 창조주’가 촬영됐다는 추측을 일으켰다고 영국 일간 익스프레스가 27일(현지시간) 보도했다. 논란의 중심에 선 NASA의 누스타(NuSTAR; Nuclear Spectroscopic Telescope Array) 우주망원경은 지구로부터 멀리 떨어져 있는 ‘PSR B1509-58’로 불리는 펄서(중성자별)를 관측하고 있었다. NASA 과학자들이 누스타 망원경으로부터 받은 이미지는 분광 측정에서 펼쳐진 손으로 보였는데 사람들은 이를 두고 ‘신의 손’이라고 부르고 있다. 신의 손은 별의 마지막 단계인 초신성이 폭발한 뒤 사방으로 확산하고 있는 잔해로 추정된다. 누스타의 고에너지 X선 관측을 통해 본 분자 형태의 구름은 폭이 175광년에 걸쳐 있을 만큼 거대하게 펼쳐져 있는 다채로운 색상의 손처럼 보인다. 미국 캘리포니아공대(칼텍)의 피오나 해리슨 누스타 망원경 수석연구원은 “가장 높은 에너지의 X선을 보는 누스타 망원경의 특별한 시야는 기존에 잘 알려진 천체와 천문 영역을 전혀 다른 새로운 빛으로 보여준다”면서 “이 새로운 사진은 초신성이 폭발해 밀도 높은 잔해에 의해 생성된 펄서풍 성운을 보여준다”고 설명했다. 또한 “성운 뒤에 남겨진 것은 ‘PSR B1509-58’로 불리는 펄서로, 초당 7회 회전할 정도로 빠르게 자전해 이때 발생한 바람으로 물질이 확산하고 있다”면서 “이런 입자는 인근 자기장과 상호작용을 일으켜 X선상에서 손 형태를 만들었다”고 말했다. 이 사진에서 펄서는 밝은 흰색 점 근처에 위치하고 있지만 펄서 자체를 볼 수는 없다고 NASA 관계자들은 말했다. 과학자들은 방출된 물질들이 실제로 손 모양을 이루고 있는지 단지 펄서 입자와의 상호작용으로 그런 모양처럼 보이는 것인지 아직 확신하지 못하고 있다. 누스타 프로젝트에 참여 중인 캐나다 맥길대의 안홍준 박사후연구원은 “우리는 손 모양이 단지 착시인지 알지 못한다”면서 “누스타가 전해온 몇 단서로 그 손은 주먹과 더 비슷한 것으로 나타났다”고 말했다. 사진에서 손가락으로 보이는 붉은 구름은 ‘RCW 89’로 불리는 별도의 구조라고 연구진은 설명했다. 하지만 종교 사이트의 일부 신자는 ‘신의 손’으로 불리는 천체를 두고 자신들의 관점을 나타내고 있다. 자신을 목사라고 밝힌 한 네티즌(아이디 Smote73)은 “이 사진은 신이 우주 어디에나 존재한다는 것을 보여준다”면서 “신의 손이 멀리 떨어져 있는 것을 보여주는 것은 자신이 항상 그곳에 있음을 우리에게 상기시켜주는 것”이라고 말했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

-우주탄생에서 불과 6억년 후의 모습 허블 우주망원경이 우주가 태어난 지 얼마 되지 않은 '우주의 새벽'을 촬영하는 데 성공했다. 이 놀라운 이미지는 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)이 중력 렌즈를 사용해 잡아낸 초창기 원시은하들의 모습을 보여주고 있다. 이들 원시 은하는 빅뱅 이후 6억년밖에 지나지 않았을 때 태어난 것으로, 허블 망원경이 이제껏 잡아낸 어떤 은하보다도 먼 거리에 있는 은하들이다. 우주에서는 시간이 곧 공간이므로 이 은하들의 나이는 130억년이 넘는다는 뜻이다. 연구진은 이 작은 은하들이 지금의 우주를 만든 데에 결정적인 역할을 한 것으로 보고 있다. 스위스 로잔 공과대학의 하킴 아텍 교수가 이끄는 국제적인 연구진은 빅뱅 이후 6억년에서 9억년 사이의 공간에서 이같은 작은 은하들을 250개 이상 발견했다. 지금까지 발견된 은하들 중 가장 오랜 은하들이다. 이들 은하에서 출발한 빛은 적어도 120억년 이상의 시간을 날아서 망원경에 포착된 셈인데, 이는 곧 천문학자들이 120억년 이전의 과거에 존재했던 아기 우주의 모습을 보고 있다는 뜻이다. "허블 망원경이 잡은 심우주의 은하들 중에서 이보다 더 오랜 은하들은 없습니다." 하고 프랑스 리옹 천문대의 요한 리차드가 밝혔다. 이들 은하에서 온 빛을 모아 분석해본 결과, 연구진은 이 원시 은하의 빛이 초창기 우주의 역사에서 미스터리에 싸인 기간, 곧 재이온화 시기에 중요한 역할을 했다는 사실을 발견했다. 초기 원시우주에서 탄생한 최초의 별(항성)과 은하가 우주 공간에 강력한 자외선을 방출하면서 우주 온도가 높아지면, 우주는 다시 이온화의 과정을 겪게 되는데, 이를 ‘재이온화’라고 부른다. 재이온화가 진행되면 수소의 양성자에서 분리된 전자로 인해 우주는 다시 빛이 직진할 수 없는 불투명한 상태가 된다. 이번 연구에서 관측된 원시은하의 자외선을 조사하면 이 은하들이 진화의 과정에 있는지 알 수 있게 된다. 연구진은 상당한 확신을 가지고, 이들 원시은하들이 초창기 우주를 투명하게 하는 데 중요한 역할을 했으며, 재이온화 시기는 빅뱅 이후 7억년 시점에서 끝났다는 결론을 내렸다. 이 같은 발견의 뒤에는 연구진이 활용한 중력 렌즈의 역할이 컸던 것으로 알려졌다. 허블 심우주 관측 프로젝트의 일환으로 연구진은 심우주에 있는 3개의 은하단을 중력 렌즈로 활용했다. 은하단의 무거운 질량으로 인해 빛이 휘어지는 현상이 일어나는데, 이것이 확대 렌즈의 역할을 하게 되는 것을 일컬어 중력 렌즈라 한다. 중력 렌즈를 최초로 예측한 사람은 상대성이론을 완성한 아인슈타인이었다. 연구진은 이 중력 렌즈를 이용해 해상도 높은 원시은하 이미지를 얻을 수 있었다. 제1세대 은하를 관측, 연구하려면 이 중력 렌즈의 역할이 필수적이다. "심우주의 은하단은 강력한 천연 망원경이다. 이들의 도움이 없으면 초창기 우주의 모습을 볼 수가 없다"고 스위스 로잔 공과대학의 얀-폴 크나이브 박사가 밝혔다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

강력한 중력으로 빛 조차도 흡수한다는 블랙홀에 거대한 별이 가까이 접근한다면 어떤 현상이 발생할까?최근 미국 미시간 대학 등 국제공동연구팀은 블랙홀이 별을 찢어 흡수하는 현상을 관측해 이를 분석한 연구결과를 세계적인 과학지 '네이처'(Nature) 최신호에 발표했다. 이제는 영화로도 익숙해진 블랙홀은 대부분의 은하 중심부에 존재한다. 이번 연구팀의 관측대상에 오른 지역은 지구로부터 2억 9000만 광년 떨어진 곳에 위치한 은하 PGC 043234 중심부에 놓인 초질량 블랙홀(ASASSN-14li)이다. 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 찬드라 X-레이 우주망원경과 스위프트 위성, 유럽우주국(ESA)의 XMM-뉴턴(XMM-Newton)망원경을 동원해 문제의 지역을 관측한 결과 가깝게 접근한 별을 블랙홀이 쭉 빨아들이는 일명 '조석 분열'(tidal disruption) 현상을 관측하는데 성공했다. NASA 측은 이 현상을 이해하기 쉽게 애니메이션(영상 참조)으로 재구성했는데 블랙홀 근처에 접근한 별은 강력한 중력에 의해 마치 스파게티처럼 늘어나는 운명을 맞는다. 이렇게 국수가락이 된 별은 블랙홀에 그대로 흡수되고 그중 일부 잔해는 다시 방출된다. 연구에 참여한 미시간 대학 존 밀러 교수는 "우주에서 조석 분열 현상이 정기적으로 이루어지지만 실제로 목격하기는 쉽지않다" 면서 "이번은 운이 매우 좋았던 사례로 블랙홀이 별을 식사할 때 어떤 현상이 일어나는지 확실히 보여줬다" 고 의미를 부여했다. 논문의 공동저자 네덜란드 우주연구소의 옐레 카스트라 박사 역시 "블랙홀이 별을 삼켰다고 해서 이게 끝은 아니었다" 면서 "이번 관측에서 블랙홀이 삼킨 별 잔해 일부를 다시 방출하는 과정이 새롭게 목격됐으며 향후 강력한 중력의 영향을 이해하는데 도움을 줄 것" 이라고 설명했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

“나는 케플러 우주 망원경이다. 나는 외계 행성을 탐사하기 위해서 2009년 5월 12일 우주로 발사되었다. 발사 후 6년 동안 나는 30만6,604개의 별을 관측하고 4,601개의 외계 행성 후보를 찾았다. 그중에서 확인된 것만 이미 1,000개가 넘는다. 내가 하는 일은 우주를 바라보면서 별의 밝기 변화를 찾는 것이다. 주기적으로 밝기가 변하는 별 가운데 일부는 그 앞을 지나는 행성에 의해 밝기가 변하기 때문이다. 6년간 무려 125억 회의 밝기 변화를 감지했다. 이런 방식으로 외계 행성을 찾아낸 건 말할 것도 없고 수많은 과학적 발견도 같이 이뤘다. 하지만 내게는 큰 시련도 있었다. 자세를 고정하는 데 사용되는 리액션 휠이라는 장비가 망가졌다. 본래 4개 중 1개는 이미 고장 났는데, 다른 한 개가 2013년 5월 11일 고장을 일으켜 나의 임무는 중단될 위기에 놓였다. 사실 목표 임무인 3.5년은 이미 채웠지만, 내가 건재한 것을 본 나사는 내가 3년 반을 더 일해주기를 원했다. 그러나 고장으로 인해 더는 무리라는 결론이 나왔다. 지상의 인간들은 이제 내가 더는 일할 수 없으리라 판단했다. 그만큼 했으면 충분히 했다는 이야기도 있었다. 그러나 나사는 나를 포기하지 않았다. 그들은 태양광의 압력을 세 번째 리액션 휠로 삼아 다른 별을 관측하는 K2라는 새로운 임무를 내게 맡겼다. 나는 마지막 순간까지 관측을 계속할 것이다.” 이 내용은 케플러 우주 망원경의 지난 6년간을 독백 형식으로 정리한 것이다. 고장으로 인해 사실상 임무가 종료될 뻔한 케플러 우주 망원경은 지금 K2 임무를 통해 화려하게 부활했다. -어떻게 고장 이후에도 계속 작동하나 리액션 휠(Reaction Wheel)은 우주선의 자세를 잡는 역할을 하는 부품이다. 적어도 3개가 온전하게 작동해야 흔들리지 않게 자세를 고정할 수 있다. 따라서 2개만 작동하는 상황이 되었을 때 대부분 케플러의 임무는 끝났다고 생각했다. 그러나 나사의 과학자들은 태양을 세 번째의 지지대로 삼는 K2 임무를 고안했다. 태양이 뿜어내는 광자와 다른 입자의 흐름은 미약한 압력을 만들 수 있다. 예를 들어 솔라 세일은 이를 이용하는 아이디어다. 하지만 그 힘이 대단히 미약해서 아주 큰 솔라 세일이 있어야 약간 가속을 할 수 있을 뿐이다. 이를 이용해서 케플러 같은 큰 우주 망원경을 고정하기는 사실 무리인 셈이다. 하지만 반드시 항상 고정하지 않아도 될 수 있다. 나사의 과학자들은 두 개의 리액션 휠과 태양광의 압력을 이용하면 잠시간이라도 한 지점을 흔들리지 않고 바라볼 수 있다고 생각했다. 그것만 가능하면 새로운 임무를 수행할 수 있다. (아래 그림 참조) 이렇게 해서 많은 이들이 반신반의하는 상황에서 K2라 명명된 새로운 임무가 시작된 것은 2014년 중반부터였다. (아래 도표 참조) -예상을 뛰어넘다 대부분 성공 여부를 확신하지 못했지만, 2014년이 채 지나기도 전에 K2는 새로운 외계 행성을 찾아내는 데 성공했다. 하버드-스미스소니언 천체 물리학 센터의 앤드류 밴더버그(Andrew Vanderburg)와 동료들이 지구에서 180년 정도 떨어진 외계 행성 HIP 116454b를 찾아낸 것이다. 생명체가 살기엔 너무 뜨거운 행성이지만, 케플러가 더 임무를 지속할 수 있음을 보여준 쾌거였다. 2015년 초에 K2는 다시 EPIC 201367065라는 적색 왜성 주변에서 지구 지름의 2.1, 1.7, 1.5배 지름의 외계 행성을 발견한다. 그리고 이 중 가장 먼 거리에서 공전하는 외계 행성은 액체 상태의 물이 있을지도 모르는 위치에 있었다. 거리도 지구에서 150광년 정도로 가까워서 과학자들의 큰 주목의 대상이 되고 있다. 아직 2016년 말로 예정된 K2 임무가 다 끝나기도 전에 여러 가지 성과가 나오기 시작했지만, 가장 인상적인 과학적 성과는 최근에 발표되었다. 케플러 우주 망원경이 사상 최초로 식현상(다른 천체가 앞을 지나는 현상)을 이용해서 백색왜성 주변에서 행성을 발견한 것이다. 그런데 이 행성이 백색왜성에 의해 파괴되고 있다는 증거가 발견되어 과학계의 주목을 받고 있다. 앤드류 밴더버그는 다시 K2 자료를 이용해서 이 사실을 밝혀냈는데, 이 연구가 중요한 이유는 백색왜성의 표면에 있는 철이나 실리콘 같은 물질의 생성원인을 밝혔기 때문이다. 백색왜성이 생성될 때 무거운 원소는 아래로 가라앉고 수소나 헬륨같이 가벼운 원소만 표면에 있어야 하는데, 관측결과에서는 무거운 원소들도 같이 발견되었다. 과학자들은 이것이 백색왜성이 행성을 흡수한 흔적이라고 생각했지만, 이제까지 증거가 없었다. 케플러 우주 망원경은 그 결정적인 증거를 찾아낸 것이다. -케플러의 후계자 TESS 케플러 우주 망원경이 예상을 뛰어넘는 성과를 거두긴 했지만, 아직 은하계의 무수히 많은 별 가운데 극히 일부만을 관측했을 뿐이다. 따라서 나사는 케플러보다 더 우수한 성능의 차세대 행성 사냥꾼을 발사할 예정이다. TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite)라 명명된 차세대 망원경은 케플러와 같은 방식을 사용하지만, 더 진보된 관측 기기를 사용하고 있으며 더 많은 별을 관측할 수 있다. TESS는 적어도 50만 개의 별을 관측할 예정이며 관측 범위도 케플러보다 훨씬 넓다. TESS의 발사 시기는 2017년이다. 그리고 그다음 해인 2018년에는 사상 최대의 우주 망원경인 제임스웹 우주망원경(JWST)이 발사된다. 이 둘이 힘을 합치면 외계 행성 연구는 큰 전기를 마련하게 될 것으로 보인다. TESS가 새로운 외계 행성을 발견하면 제임스웹 우주 망원경으로 이를 정밀 관측할 수 있기 때문이다. 한 시대를 풍미했던 허블 우주 망원경과 케플러 우주 망원경은 당장에 퇴역하진 않겠지만, 이전보다 중요도가 많이 감소할 것이다. 지금으로는 케플러가 언제 퇴역할지 알기 어렵다. 2016년 말까지는 K2 임무를 지속할 예정인데, 이후 더 연장 임무를 줄 수도 있다. 하지만 결국 영원히 작동할 수는 없으므로 TESS가 발사된 이후에는 퇴역 논의가 나오게 될 가능성이 크다. 케플러 우주 망원경이 외계 행성 탐사에서 거둔 성과는 우리가 우주를 바라보는 인식을 바꿀 정도로 컸다. 우주 곳곳에 외계 행성이 무수히 존재한다는 사실을 직접 관측으로 증명했을 뿐 아니라 정확히 어디 있는지도 알 수 있게 된 것이다. 언젠가 미래에 인류는 이런 외계 행성에서 생명체의 존재를 증명하게 될지도 모른다. 그런 날이 온다면 역경을 딛고 외계 행성을 관측했던 케플러의 이름을 다시 생각하게 될 것이다. 고든 정 통신원jjy0501@naver.com

이른바 은하수로 불리는 우리 은하를 가장 선명하게 볼 수 있도록 만든 사상 최고화질의 천문 사진이 공개돼 관심이 쏠리고 있다. 독일 보훔 루르대 천문학 연구진은 칠레 아타카마 보훔 관측소에 있는 전파망원경을 사용해 지난 5년간 관측한 우리 은하 데이터를 모아 화소수가 무려 460억 픽셀에 해당하는 가장 선명한 우주 사진을 만들어냈다. 연구진은 이번 탐사가 단순히 화질 좋은 사진을 만들어내기 위한 것은 아니다고 말한다. 이들의 목적은 시간에 따라 밝기가 변하는 별인 변광성 등 변광천체를 탐색하는 것이다. 이 중 변광성은 천체까지의 정확한 거리를 알려주는 일종의 우주 줄자 역할을 하기에 천문학 연구에 있어 중요 관찰 대상이다. 또 연구진은 이번 탐사 동안 지금까지 단 한 번도 기록된 적이 없는 천체 5만 개 이상을 새롭게 발견했다고 밝혔다. 연구진은 지름 약 10만 광년, 두께 약 1000광년에 달하는 우리 은하를 관측하기 위해 영역을 268개로 나눴다. 그리고 각 영역을 인터벌(시간차) 촬영한 뒤 비교해 변광성 등을 찾아냈다. 부수적인 결과물로 완성된 이 사진은 현재 이 대학 웹사이트를 통해 공개되고 있다. 우리 은하의 대표적인 별 탄생 영역인 석호 성운(M8)과 우주에서 가장 큰 별에 속하는 용골자리 에타별(에타 카리네, Eta Carinae)도 확대해 볼 수 있다. 사진 파일은 무려 194GB(기가바이트)에 달한다. 한편 이번 연구성과는 천문 학술지 아스트로노미컬 노츠(Astronomical Notes) 최신호에 실렸다. 사진=보훔 루르대(http://gds.astro.rub.de/) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

강력한 중력으로 빛 조차도 흡수한다는 블랙홀에 거대한 별이 가까이 접근한다면 어떤 현상이 발생할까?최근 미국 미시간 대학 등 국제공동연구팀은 블랙홀이 별을 찢어 흡수하는 현상을 관측해 이를 분석한 연구결과를 세계적인 과학지 '네이처'(Nature) 최신호에 발표했다. 이제는 영화로도 익숙해진 블랙홀은 대부분의 은하 중심부에 존재한다. 이번 연구팀의 관측대상에 오른 지역은 지구로부터 2억 9000만 광년 떨어진 곳에 위치한 은하 PGC 043234 중심부에 놓인 초질량 블랙홀(ASASSN-14li)이다. 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 찬드라 X-레이 우주망원경과 스위프트 위성, 유럽우주국(ESA)의 XMM-뉴턴(XMM-Newton)망원경을 동원해 문제의 지역을 관측한 결과 가깝게 접근한 별을 블랙홀이 쭉 빨아들이는 일명 '조석 분열'(tidal disruption) 현상을 관측하는데 성공했다. NASA 측은 이 현상을 이해하기 쉽게 애니메이션(영상 참조)으로 재구성했는데 블랙홀 근처에 접근한 별은 강력한 중력에 의해 마치 스파게티처럼 늘어나는 운명을 맞는다. 이렇게 국수가락이 된 별은 블랙홀에 그대로 흡수되고 그중 일부 잔해는 다시 방출된다. 연구에 참여한 미시간 대학 존 밀러 교수는 "우주에서 조석 분열 현상이 정기적으로 이루어지지만 실제로 목격하기는 쉽지않다" 면서 "이번은 운이 매우 좋았던 사례로 블랙홀이 별을 식사할 때 어떤 현상이 일어나는지 확실히 보여줬다" 고 의미를 부여했다. 논문의 공동저자 네덜란드 우주연구소의 옐레 카스트라 박사 역시 "블랙홀이 별이 삼켰다고 해서 이게 끝은 아니었다" 면서 "이번 관측에서 블랙홀이 삼킨 별 잔해 일부를 다시 방출하는 과정이 새롭게 목격됐으며 향후 강력한 중력의 영향을 이해하는데 도움을 줄 것" 이라고 설명했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

거대한 두개의 별이 서로 붙어있는 극히 희귀한 쌍성이 발견됐다. 최근 유럽남방천문대(ESO)는 칠레에 위치한 초거대망원경(VLT)으로 포착한 쌍성 'VFTS 352'를 포착했다고 발표했다. 우리은하와 가장 가까운 은하인 대마젤란운(Large Magellanic Cloud)의 타란툴라 성운(Tarantula nebula)에 위치한 이 별들은 지구로부터 약 16만 광년 떨어진 곳에 있다.　 VFTS 352에 학계의 관심이 쏠리는 것은 태양질량의 약 57배인 이 별들이 특이하게도 사실상 서로 붙어있기 때문이다. 두 별 간의 거리는 약 1200만 km로, 서로를 공전하는데 걸리는 시간은 하루 정도. 그러나 별의 특성상 표면에서 내뿜는 '물질'을 서로가 공유하고 있으며 두 별의 에너지가 오고가는 '다리' 까지 존재한다. 서구언론에서는 '키스하는 별'이라는 별칭을 붙였지만 사실 이들 커플 별의 '미래'는 비극이다. 결국 이 두 별은 서로 합쳐져 하나의 거대 별이 되던가 아니면 블랙홀이 될 것이기 때문. 흥미로운 것은 두 별의 크기가 거의 비슷해 큰 쪽이 작은 쪽의 에너지를 모두 흡수해 젊어지는 일명 '뱀파이어 별' 같은 현상도 발생하지 않을 것이라는 것이 ESO의 설명. 연구에 참여한 브라질 쌍파울루 대학 레오나르도 알메이다 교수는 "매우 특이하고 희귀한 별로 연구가치가 높다" 면서 "두 별은 서로의 성분 약 30%를 공유하며 키스하며 회전한다"고 설명했다. 벨기에 루벤 대학 루고 사나 교수도 "대마젤란운에서 파악된 900개 이상의 별 들 중에서도 매우 특별한 별" 이라면서 "종국에 두 별은 긴 시간동안 이어지는 감마선 폭발을 일으킬 것" 이라고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

이른바 은하수로 불리는 우리 은하를 가장 선명하게 볼 수 있도록 만든 사상 최고화질의 천문 사진이 공개돼 관심이 쏠리고 있다. 독일 보훔 루르대 천문학 연구진은 칠레 아타카마 보훔 관측소에 있는 전파망원경을 사용해 지난 5년간 관측한 우리 은하 데이터를 모아 화소수가 무려 460억 픽셀에 해당하는 가장 선명한 우주 사진을 만들어냈다. 연구진은 이번 탐사가 단순히 화질 좋은 사진을 만들어내기 위한 것은 아니다고 말한다. 이들의 목적은 시간에 따라 밝기가 변하는 별인 변광성 등 변광천체를 탐색하는 것이다. 이 중 변광성은 천체까지의 정확한 거리를 알려주는 일종의 우주 줄자 역할을 하기에 천문학 연구에 있어 중요 관찰 대상이다. 또 연구진은 이번 탐사 동안 지금까지 단 한 번도 기록된 적이 없는 천체 5만 개 이상을 새롭게 발견했다고 밝혔다. 연구진은 지름 약 10만 광년, 두께 약 1000광년에 달하는 우리 은하를 관측하기 위해 영역을 268개로 나눴다. 그리고 각 영역을 인터벌(시간차) 촬영한 뒤 비교해 변광성 등을 찾아냈다. 부수적인 결과물로 완성된 이 사진은 현재 이 대학 웹사이트를 통해 공개되고 있다. 우리 은하의 대표적인 별 탄생 영역인 석호 성운(M8)과 우주에서 가장 큰 별에 속하는 용골자리 에타별(에타 카리네, Eta Carinae)도 확대해 볼 수 있다. 사진 파일은 무려 194GB(기가바이트)에 달한다. 한편 이번 연구성과는 천문 학술지 아스트로노미컬 노츠(Astronomical Notes) 최신호에 실렸다. 사진=보훔 루르대(http://gds.astro.rub.de/) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

거의 1세기 동안 과학자들은 고전 물리학 법칙을 깨뜨리는 것으로 보이는 '양자 얽힘'에 대해 치열한 논쟁을 계속해왔다. 원자를 구성하는 한 쌍의 소립자들이 시간과 공간을 초월하는 존재처럼 보이는 양자적 현상에 관한 것이었다. 짝을 이룬 두 입자들은 아무리 서로 떨어져 있다 하더라도, 어느 한쪽이 변동하면 그에 따라 '즉각' 다른 한쪽이 반응을 보인다는 불가사이한 특성을 가지는데, 양자이론에서는 이 두 입자가 서로 '얽혀 있다'고 하며, 이를 일컬어 '양자 얽힘'이라고 한다. 하지만 아인슈타인은 우주에서 빛보다 빠른 것은 없다고 주장하면서 그 같은 현상을 '유령 같은 원격작용'이라면서 결코 받아들이지 않았다. 아인슈타인은 그 같은 양자 현상에는 우리가 아직 모르고 있는 '숨겨진 변수'가 있으며, 그것을 알게 되면 유령 같은 원격작용의 의문이 풀릴 것이라고 보았다. 이것이 지난 1세기간 양자론자들과 아인슈타인이 치열하게 대결한 논점이다. 그런데, 아인슈타인의 바람과는 반대로 이 같은 양자 현상이 사실임이 기념비적인 놀라운 실험 결과로 확고하게 입증되었다고 영국 일간지 데일리메일이 21일(현지시간) 보도했다.​ 1964년, 영국 물리학자 존 벨은 유령 같은 원격작용을 해명할 수 있는 '숨겨진 변수'를 제거하기 위해 한 실험을 고안해냈다. 이 실험으로 아인슈타인이 말하는 숨은 변수는 없다는 것이 증명되었는데, 이를 벨의 부등식이라 한다. 하지만 이 벨의 부등식에 많은 허점이 있음이 밝혀지면서 양자 얽힘을 완전히 설명하지 못한다는 비판을 받았다. 이번 '네이처' 지에 발표된 논문에 따르면, 실험을 이끈 연구자들은 양자 얽힘 실험에서 중요한 두 개의 허점을 보완했다고 밝혔다. 독일 연구진은 작은 다이아몬드에 갇힌 '얽힌' 전자들을 델프트 대학 캠프스 양쪽으로 1.3km 떨어진 곳에다 두고 실험을 했다. 두 전자들이 서로 소통할 수 없게끔 두 장소 사이의 통신수단은 완벽하게 차단되었다. 소립자는 양자적인 속성의 하나로 스핀이라는 회전 운동량을 갖고 있다. 한 쌍의 소립자는 각각 다운 스핀과 업 스핀으로 되어 있는데, 관측되기 전까지는 한 입자가 어떤 스핀을 갖고 있는지 알 방도가 없다. 이를 양자론에서는 두 상태가 '중첩'되어 있다고 본다. 일단 측정으로 한 입자의 상태가 확정되면 다른 입자는 '동시'에 그 반대되는 상태로 확정된다. 두 입자의 거리가 수백 광년 떨어져 있다 하더라도 결과는 달라지지 않는다. 양자론자들은 측정이 없다면 실제도 없다고 말한다. 이 같은 양자론자의 주장에 아인슈타인은 "내가 달을 보지 않는다면 달이 거기 없다는 것인가?" 하고 푸념하기도 했다. 논문 대표저자인 로널드 핸슨 교수는 "두 개의 전자가 얽혔을 때 보여주는 현상은 참으로 흥미롭다"고 말하면서 "두 전자가 어느 것이든 업 스핀이 될 수도 있고 다운 스핀이 될 수도 있지만, 한 전자가 업 스핀일 경우, 다른 전자는 반드시 다운 스핀이 된다"고 밝혔다. "우리가 측정할 때 그들은 완벽한 상관관계임을 보여준다. 한쪽이 업 스핀이면 다른 한쪽은 반드시 다운 스핀이 된다. 그 같은 반응은 동시에 나타난다. 걸리는 시간이 제로라는 뜻이다. 두 입자가 은하의 반대쪽에 있더라도 마찬가지다." 이번 실험에서는 쌍을 이룬 전자들을 이용했는데, 이들 전자 쌍들은 모두 측정하는 데 있어 서로 소통할 수 있는 어떤 허점도 완벽히 봉쇄되었다. 또한 두 탐지기 사이의 1.3km란 거리는 한 전자를 측정하여 상태를 확정하는 사이에 빛이라도 주파할 수 없는 먼 거리로, 국지적인 허점을 제거한 것이다. 이 반직관적인 양자 얽힘 현상은 기왕의 철학에 심오한 질문을 던진다. 이 같은 현상이 알려주는 바는 우주가 국지적이 아니라, 비국지적이라는 사실이다. 공간이란 사물이 따로 존재한다는 것처럼 보여주는 관념일 뿐, 실은 하나로 연결된 것이라는 얘기다. 이것이 빅뱅에서 출발한 우주의 속성이라는 것이다. 어쨌든 인간이 빛과 물질을 가장 극미한 상태에까지 다룰 수 있는 능력을 보여주었다는 평가를 받는 이번 실험에 대해 버밍엄 대학의 카이 봉스 교수는 "양자 역학이 고전 역학과 얼마나 다른지, 또 양자역학으로 인류가 앞으로 전례없는 발전을 이룰 가능성을 보여준 실험이다"고 평가했다. 이번 실험은 실용적인 측면에서 양자 얽힘을 이용한 통신의 암호화에 한발 다가간 것으로 과학자들은 보고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

나선팔의 몸매를 자랑하며 그 중심부가 유독 밝은 은하가 있다. 최근 유럽우주국(ESA)은 허블우주망원경으로 포착한 나선은하 M94(혹은 NGC4736)의 사진을 홈페이지에 공개했다. 지구로부터 약 1600만 광년 떨어진 사냥개 자리에 위치한 M94는 그 중심부에 선명하게 보이는 고리모양으로 유명한 은하다. 우리 눈에는 단 한장의 사진으로 보이지만 M84는 무려 5만 광년의 길이를 가지고 있다. 조금 더 풀어 설명하면 1광년은 대략 10조 km로 이는 시속 100km로 달린다면 1000만 년 걸리는 거리다. 이렇듯 인간의 머리로는 상상도 안되는 규모지만 사실 M94는 지구가 속한 우리은하에 비하면 절반 정도로 작은 편에 속한다. M94의 가장 흥미로운 점은 중심부의 밝게 빛나는 고리다. 이 고리 안쪽으로 새로운 별들이 매우 빠른 비율로 태어나고 있어 일각에서는 '스타버스트 링'(starburst ring)이라 부르기도 한다. ESA 측은 "은하의 중심부에서 바깥쪽으로 나오는 강력한 압력이 외곽의 가스와 먼지를 압축시킨다" 면서 "이 과정을 통해 수많은 별들이 탄생한다" 고 설명했다.　　　 사진=ESA/Hubble & NASA 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

“거대망원경은 일종의 ‘타임머신’입니다. 빛이 도달하는 시간에서 오는 차이 때문에 현재 우리가 보는 우주는 과거의 모습입니다. 과거로 거슬러 올라가 은하계의 처음은 어떻게 시작됐는지, 그리고 어떻게 우주가 진화해 왔는지, 태양계는 어떻게 형성됐는지를 알려 주는 것이 거대망원경이지요.” 필 다이아몬드(57) SKA거대전파망원경 프로젝트 단장(영국 맨체스터대 천체물리학과 교수)은 20일 “기초과학이든 응용과학이든 연구의 필수조건은 인프라 개발”이라고 거대망원경의 의미를 설명했다. 그는 대전 유성구 대전컨벤션센터에서 열리고 있는 세계과학정상회의 참석차 방한했다. 2024년 완공 예정인 SKA거대전파망원경은 약 3000개의 전파안테나를 한데 묶은 것으로, 신호를 받을 수 있는 집광 면적이 1㎢에 이르는 거대망원경 시스템이다. SKA거대전파망원경은 우주의 탄생과 진화, 외계생명체 신호 등을 찾는 데 활용될 예정이다. SKA거대전파망원경 프로젝트와 같은 기초과학이 우리 사회에 미치는 영향에 대해 그는 “스핀오프(파급) 효과”라고 답했다. “저와 제 동료들은 우주를 이해하기 위해 과학을 합니다. 그렇지만 그 과정에서 나오는 새로운 기술들은 결국 산업계나 대중의 생활에 큰 영향을 미치게 됩니다. 와이파이나 빅데이터 같이 현재 아무렇지 않게 활용되는 기술들도 모두 거대망원경처럼 일상과는 상관없어 보이는 기초과학에서 나온 것들입니다.” 그는 “성과에 대해 조바심을 내면 기초과학은 망가진다”고 강조했다. “아인슈타인의 상대성이론을 바탕으로 위성항법장치(GPS)가 만들어졌고 컴퓨터의 기본 소자인 트랜지스터도 기초과학의 산물입니다. 예를 들자면 끝도 없겠지만 기초과학 투자가 대중에게 혜택으로 돌아오도록 하기까지는 오랜 시간이 걸린다는 것을 정부가 이해하고 꾸준히 지원해야 합니다.” 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올해는 아름다운 유성우를 볼 절호의 기회가 될 것 같다. 혜성 등의 천체가 남겨놓은 잔해가 지구 대기와 빠른 속도로 충돌하면 마찰을 일으키면서 빛줄기를 남기는데, 이를 유성 또는 별똥별이라 하고, 이런 현상이 많이 일어나 마치 비처럼 보이는 것을 유성우라 한다. 연례 행사처럼 밤하늘에서 펼쳐지는 유성우의 장관은 우선 이번 주 극대기를 맞는 오리온자리 유성우가 보여줄 것으로 기대된다. 오리온자리 유성우는 모혜성이 76년 주기의 핼리 혜성으로, 오리온자리에서 두번째로 밝은 별인 베텔게우스 부근이 복사점이다. 유성들이 하늘의 한 점에서 방사선으로 퍼져나가는 것처럼 보이는 점을 복사점이라 한다. 하지만 오리온자리 유성우를 보려면 조금 부지런해야 한다. 극대기인 22일 새벽 일찍 오리온자리가 보이는 어두운 곳으로 가야 하기 때문이다. 이날은 월령 10일의 반달이 자정 무렵에 지기 때문에 유성우 관측에는 적기이다. 물론 이 유성우의 활동기는 이미 10월 초에 시작되었으며, 11월 초까지 걸쳐 있다. 요즘 오리온자리는 밤 11경에야 동쪽에서 떠오른다. 따라서 달이 진 이후인 자정께부터 새벽까지가 유성우를 볼 수 있는 시간인 셈이다. 새벽 5시경이면 오리온자리가 남쪽으로 기우는데, 이 무렵이 오리온자리 유성우의 극대 시간이다. 해뜨기 전까지 시간당 20~25개의 유성을 볼 수 있을 것으로 예상되고 있다. 물론 하늘에 구름이 끼면 유성우는 볼 수 없다. 천체관측이란 늘 하늘이 도와야 할 수 있는 것이다. -유성우 관측 요령 오리온자리 유성우는 그다지 밝지 않기 때문에 빛 공해가 심한 도시에서는 ​관측하기가 힘들다. 그러므로 남쪽이 틔어 있는 야외의 어두운 장소로 나가야 한다. 이때는 옷을 두둑히 입고 담요와 접이식 긴의자를 가지고 가는 것이 좋다. 천체망원경을 챙길 필요는 없지만, 쌍안경 하나 정도는 가지고 가면 좋다. 쌍안경으로 유성을 볼 수도 있지만, 유성이 떨어지지 않는 시간에 은하수나 다른 천체들을 감상할 수 있기 때문이다. 오리온자리 유성우를 낳은 핼리 혜성은 17세기 영국 천문학자 에드먼드 핼리가 발견한 것이다. 그전에는 혜성이 인간세계에 불길한 일을 예고하는 존재로 인식되어왔지만, 핼리가 시차를 측정하여 이 혜성이 지구 대기상에서 나타나는 현상이 아닌 천체의 일종임을 밝혀냈다. 1682년, 핼리는 어느 날 혜성을 본 후, 옥스퍼드 대학 도서관에 있던 옛날 혜성기록을 뒤져본 결과, 1456년, 1531년, 1607년에 목격된 혜성이 자기가 본 것과 비슷하다는 점을 깨닫고, “이 혜성은 불길한 일을 예시하는 별이 아니라, 76년을 주기로 지구 주위를 타원궤도로 도는 천체로, 1758년 다시 올 것이다“라고 예언했다. 그는 자신의 예언을 확인하지 못하고 죽었지만, 과연 1758년 크리스마스 밤에 이 혜성이 나타난 것을 독일 농부인 한 아마추어 천문가가 발견했다. 이로써 이 혜성이 태양을 끼고 도는 하나의 천체임이 증명되었고, 핼리의 업적을 기리는 뜻에서 ‘핼리 혜성’이라고 이름지어졌다. 가장 최근에 핼리 혜성이 나타난 해는 1986년이었고, 다음 방문은 2061년으로 예약되어 있다.(나는 못 보겠네. ^^;) 이광식 통신원 joand999@naver.com