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  • [아하! 우주] 반짝반짝 아기별…300개 넘는 새로 태어난 별 발견

    [아하! 우주] 반짝반짝 아기별…300개 넘는 새로 태어난 별 발견

    천문학자들이 300개가 넘는 아기 별을 촬영했으며, 별의 탄생과 행성 형성의 초기 단계에 대한 새로운 단서를 발견했다. 이번 새로운 연구에서 잔스키 전파망원경(Karl G. Jansky Very Large Array·이하 VLA)과 칠레의 아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터파 전파간섭계(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array·이하 ALMA)가 주로 사용됐다. ALMA를 사용하는 천문학자들은 먼지와 가스 고리로 둘러싸인 수백 개의 어린 별을 연구했다. 이 아기 별들은 오리온자리 분자구름 복합체로 알려진 조밀한 별 형성 지역에 있다. 원시 행성 원반이라고 불리는 젊은 별 주위의 먼지-가스 고리는 새로운 행성이 탄생하는 곳이다. 미국국립전파천문대(NRAO)의 성명에 따르면, 천문학자들은 VLA와 ALMA 망원경을 사용하여 오리온분자구름 복합체에 있는 짙은 먼지와 가스 구름을 꿰뜷고 아기 별 주위에 형성되는 원시 행성 원반을 관측할 수 있었다고 밝혔다. NRAO 조사팀을 이끌고 있는 존 토빈은 성명에서 “이 조사에서 갓 태어난 원시 행성 원반의 평균 질량과 크기를 알아낼 수 있었다"면서 "이제 ALMA를 통해 집중적으로 연구된 오래된 원반들과 비교할 수 있게 되었다"고 밝혔다.VLA / ALMA 초기 원반과 다양성(VANDAM)이라고 불리는 이 조사는 현재까지 아기 별을 중심으로 형성된 원시 행성 원반에 대한 가장 본격적인 연구다. 이 데이터를 사용하여 연구자들은 어린 별과 그 원반의 형성에 대해 다양한 단계에서 확인했다. 원시 별이라고 불리는 젊은 별들은 오리온 복합체처럼 짙은 가스와 먼지 구름에서 탄생한다. 이러한 분자 구름이 중력으로 인해 붕괴되면 새로운 별의 성장을 촉진하는 물질 원반을 형성하게 된다. 그리고 주변의 남은 찌꺼기에서는 행성들이 형성되는 것이다. 새로운 이미지는 별이 자라면서 원반에서 더 많은 물질을 소비하기 때문에 어린 원시 행성 원반은 오래된 원반보다 더 큰 경향이 있음을 보여준다. 토빈은 성명서에서 “이것은 젊은 원반이 행성을 형성할 수 있는 원료를 훨씬 많이 가지고 있음을 의미하는데, 더 큰 행성일수록 아주 어린 별 주위에서 더 일찍 형성되기 시작하는 것으로 보인다”고 밝혔다. 이번 조사에서 포착된 4개의 어린 별은 나머지 것들과 달리 형태도 일정하지 않고 거품처럼 보였다고 연구원들은 밝혔다. 이 같은 신생 별들의 이상한 모양은 별들이 아직 형성 초기 단계에 있음을 시사한다. 따라서 별을 둘러싸는 평평한 회전 원반을 마처 갖추지 못했거나 원시 별의 특징인 물질의 강한 유출이 없었기 때문이다. SOFIA(Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) 과학센터 연구팀의 일원인 니콜 카르나스는 “우리는 한 번 관측할 때마다 그러한 불규칙한 천체를 하나 이상 발견한다”면서 “우리는 그들이 몇 살인지 확실히는 알지 못하지만 아마도 1만 년이 채 되지 않을 것으로 생각한다”고 설명했다. 아기 별의 경우, 물질이 강하게 유출될수록 주변의 짙은 구름을 제거하여 시야를 틔어줄 뿐만 아니라 별이 자라면서 자전을 제어할 수 있도록 해준다. 그러나 이러한 물질 유출이 어떻게 이루어지는 대해서는 알려진 바가 거의 없다. HOPS 404라고 불리는 4개의 ‘불규칙한’ 별들 중 하나는 가장 작은 유출을 보여주고 있는데, 이는 별이 아주 이른 형성 단계에 있음을 시사한다. 카르나스는 성명서에서 “그것은 아주 크고 푹신한 태양이라 할 수 있는데, 여전히 많은 물질을 모으고 있지만 계속 성장할 수 있는 각운동량을 잃기 시작한 단계”라고 설명한다. 새 발견은 2월 20일 ‘아스트로 저널’에 발표된 2건의 연구에 기여했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com  
  • [아하! 우주] 역대급 ‘블랙홀 폭발’ 포착…뱀주인자리 폭발

    [아하! 우주] 역대급 ‘블랙홀 폭발’ 포착…뱀주인자리 폭발

    우주를 뒤흔드는 역대급 대폭발이 포착되어 천문학자들을 긴장시키고 있다. 먼 은하단의 중심부를 가로지르는 이 거대한 폭발은 이전 우주에서 일어났던 어떤 폭발보다도 강력한 것으로, 무려 5배에 이르는 에너지를 방출하고 있다고 새로운 연구 보고서가 발표했다. 연구논문의 대표저자인 워싱턴 DC의 해군연구소의 시몬나 기아친투치는 “어떤 의미에서 이 폭발은 1980년 세인트 헬렌 스 산의 분화가 산 정상에서 찢어버린 것과 비슷한데, 핵심적인 차이는 이 분화구 속에 늘어선 15개의 은하들이 은하단의 뜨거운 가스 세례를 받았다는 점"이라고 설명했다. 폭발은 지구에서 약 3억 6000만 광년 떨어진 뱀주인자리 은하단에서 발생했다. 기아친투치와 그의 동료들은 이 폭발의 원인을 은하단을 구성하고 있는 한 은하의 초질량 블랙홀로 보고 있다. 미 항공우주국(NASA)의 찬드라 X-선 우주망원경이 촬영한 이미지를 조사한 노버트 워너가 이끄는 연구에서 2016년 엄청나게 강력한 뱀주인자리의 폭발 가능성이 제기된 바 있다. 워너와 그의 동료들은 은하단에서 기묘한 곡선 가장자리를 발견하고, 이는 폭발로 형성된 공동(空洞) 벽의 일부일 수 있다고 보고했다. 과학자들은 그런 구멍을 만드는 데 약 5 × 10 ^ 54 줄(J)의 에너지가 필요할 것이라는 계산서를 뽑아냈다. 참고로, 전세계 인류의 연간 총 에너지 소비량은 약 6 × 10 ^ 20 줄이다. 그러나 2016년 연구에 따르면, 실제로 폭발이 해당 곡선 가장자리를 만든 것이라는 사실은 밝혀지지 않았다. 기아친투치와와 그의 동료들은 찬드라와 유럽의 XMM-뉴턴 우주망원경으로 확보한 X- 선 데이터 추가분과 호주의 머치슨 광시야 전파망원경(MWA), 인도의 거대 메트레웨이브 전파 망원경(GMRT)에서 수집한 전파 정보를 분석한 후 그 같은 결정을 내렸다. 결합된 데이터는 곡선 모서리가 실제로 전파 방출이 풍부한 영역과 경계를 이룸으로써 공동 벽의 일부임을 보여준다. 연구자들은 블랙홀 폭발이 전자를 거의 빛의 속도로 가속했을 때 그 같은 방출이 발생했을 것으로 보고 있다. NASA 고다드 우주비행센터 소속의 논문 공동저자 막심 마르케비치는 "전파 데이터는 장갑 안의 손처럼 X- 선 데이터에 잘 들어맞는다"고 같은 성명에서 밝혔다. "이것은 전례없는 규모의 폭발이 그곳에서 일어났다는 것을 우리에게 알려주는 결정적 증거"라고 못박았다. 뱀주인자리 폭발에 의해 방출된 에너지는 은하단에서 전형적으로 보이는 폭발보다 수십만 배 더 크며, 이전 폭발의 기록보다 약 5배 이상 강력하다고 연구자들은 밝혔다. 그런데 뱀주인자리 불꽃놀이는 끝나가는 듯이 보인다. 제트 활동이 진행되고 있다는 전파 데이터 증거는 더이상 없다고 과학자들은 말한다. 찬드라 데이터는 단지 한 영역의 전파 방출만을 보여준다. 블랙홀 제트는 일반적으로 두 방향으로 분출되기 때문에 이는 약간 이상한 상황이다. 연구진은 공동의 반대편은 제트 공급 가스가 덜 풍부한 나머지 전파 방출이 더 빨리 소멸될 수 있다고 설명한다. 이번 새로운 연구는 천문학 저널 2월 27일자에 발표되었다. 온라인 논문저장 사이트 ‘아카이브’(arXiv.org)를 통해 무료 구독할 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com 
  • [아하! 우주] 우리은하 밖에서 처음으로 ‘산소분자’ 확인

    [아하! 우주] 우리은하 밖에서 처음으로 ‘산소분자’ 확인

    우리 은하계 밖에서 처음으로 산소분자의 흔적이 포착돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 중국과학원상하이천문대의 왕쥔즈 교수 연구진은 우리 은하계에서 5억 8100만 광년 떨어진 곳에 있는 은하인 ‘마카리안 231’(Markarian 231)에서 산소분자를 포착하는데 성공했다고 밝혔다. 1969년 처음 확인된 마카리안 231 은하의 중심에는 강력한 퀘이사(블랙홀이 주변 물질을 집어삼키는 에너지에 의해 형성되는 거대 발광체)가 존재하며, 일그러진 원의 형태를 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 연구진은 유럽 국제전파천문학연구소의 전파망원경을 이용해 마카리안 231로부터 뿜어져 나오는 광파를 관측하고 이를 분석했다. 일반적으로 산소가 포함된 지구의 대기는 우주에서 전달되는 광파의 상당 부분을 흡수하기 때문에, 먼 은하의 광파를 포착하거나 분석하는 것이 어렵다. 우주로부터 뿜어져 나오는 광파는 지구 대기에 포함된 다양한 가스 성분에 의해 흡수되거나 방향이 바뀌어 정확한 판독 값을 얻는 것이 거의 불가능했던 것. 그러나 퀘이사에서 비롯된 마카리안 231 은하의 광파는 물체가 내는 빛의 파장이 늘어나 보이는 현상인 적색이동의 성질을 보였고, 일반적인 우주 광파에 비해 주파수가 낮아 왜곡 없이 지구 대기를 통과할 수 있었다. 연구진은 이 광파를 분석해 해당 은하에 산소분자가 존재한다는 사실을 확인했으며, 지금까지 예상했던 것보다 100배에 달하는 양이라고 설명했다. 지난 20년 동안 산소분자가 포착된 은하는 우리은하에 속하며 지구에서 약 1350광년 거리에 있는 오리온 성운 등 단 두 곳 뿐이며, 우리 은하 밖에서 산소분자가 포착된 것은 이번이 처음이다. 연구진은 이번 연구가 은하의 발달에 산소 분포가 어떤 영향을 미치는지, 이것이 생명체를 형성하는데 필요한 전제조건을 충족시킬 수 있는지 등을 이해하는데 도움이 될 것으로 기대했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 천체물리학저널(The Astrophysical Journal) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • 태양 닮은 별, 짝별 흡수하다 소멸 앞당겨…항성간 충돌 흔적 포착

    태양 닮은 별, 짝별 흡수하다 소멸 앞당겨…항성간 충돌 흔적 포착

    몇백 년 전 두 별이 충돌하는 과정에서 나온 것으로 추정되는 무지갯빛의 가스 구름이 세계 최대 전파망원경 ‘알마’(ALMA)에 포착됐다. 5일(현지시간) 유럽남방천문대(ESO)에 따르면, 스웨덴·독일 등 국제연구진이 칠레 고원에 있는 알마 망원경 등으로 켄타우루스자리의 쌍성계 HD101584를 관측한 데이터를 분석해 두 항성 간 대립의 결과로 보이는 특별한 가스 구름을 발견했다. 알마와 인근 지역의 또다른 망원경 ‘아펙스’(APEX)의 데이터는 해당 쌍성계에서 항성 하나가 너무 크게 팽창해 나머지 항성을 집어삼켰다는 것을 시사한다. 질량이 더 작은 짝별(쌍성에서 밝기가 주성(主星)보다 어두운 별)은 태양의 미래 모습인 적색거성으로 변한 주성을 향해 소용돌이치며 파고들었고 오히려 주별의 외층을 떨어져 나가게 했다고 연구진은 분석했다. 이 과정에서 형성된 가스가 분출돼 알마 망원경에 포착된 가스 구름을 형성했다는 것이다. 이런 가스 분출은 이미 분출된 물질들 사이를 뚫고 나가면서 가스로 된 고리 및 밝고 푸르스름하거나 불그스름한 방울(blob)을 형성했다고 연구진은 덧붙였다. 연구진에 따르면, 이 때문에 주성은 결국 이른 시기에 핵만 남은 백색왜성이 돼 오히려 자신이 소멸하는 시기만 앞당겼다. 주성은 결국 천천히 식어가다가 더는 빛을 내지 못한 채 일생을 마감할 것이다. 연구에 참여한 스웨덴 웁살라대학의 소피아 람스테트 연구원은 “현재 우리는 태양과 같은 많은 별의 공통된 소멸 과정을 설명할 수 있지만, 이런 일이 왜 또는 어떻게 일어나는지는 정확하게 설명할 수 없다. 이번 쌍성계는 이런 문제를 해결하는 데 중요한 단서를 제공한다”면서 “HD101584에 관한 상세한 이미지 덕분에 이전에 존재한 적색거성과 그 잔해와의 관계를 알 수 있다”고 말했다. 또 연구진은 이런 연구는 별들이 소멸하는 단계에서 어떻게 상호작용하는지를 밝히는 것 외에도 우리 태양이 적색거성이 됐다가 어떻게 소멸하는지 이해하는 데 도움이 된다고 설명했다. 참고로 태양은 앞으로 50억년 안에 적색거성이 되면 수성과 금성은 물론 지구까지도 위협할 것으로 알려져 있다. 자세한 연구결과는 국제 천문학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics) 최신호에 실렸다. 사진=ESO 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • [2019 우주를 보다] 블랙홀부터 눈사람까지…2019 우주사진 베스트

    [2019 우주를 보다] 블랙홀부터 눈사람까지…2019 우주사진 베스트

    올 한해도 우주를 향한 인류의 도전은 계속됐다. 인류는 역사상 처음으로 이론으로만 존재했던 실제 블랙홀의 모습을 포착했고 태양계 끝자락의 천체와 조우했다. 또한 태양계 너머 ‘외계에서 온 두번째 손님’인 ‘2I/보리소프'의 모습도 카메라에 담았다. 올 한해 포착된 흥미롭고 신비로운 우주의 모습을 사진으로 정리해봤다.  태양계 끝자락의 눈사람 지난 1월 1일 전세계가 새해맞이에 들썩이던 사이 태양계 끝자락에서는 인류의 피조물이 미지의 세계를 떠도는 천체를 가장 가까이에서 만났다. 지구에서 약 66억㎞ 떨어진 미지의 세계인 ‘카이퍼 벨트’(Kuiper Belt·태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)에 위치한 이 소행성의 이름은 ‘2014 MU69’로 세상에 널리 알려진 별칭은 ‘울티마 툴레’(Ultima Thule)다. 그러나 지난 11월 미 항공우주국(NASA)은 울티마 툴레의 공식적인 이름을 ‘아로코스’(Arrokoth)로 명명했다. 북미 인디언의 언어에서 따온 아로코스는 ‘하늘’이라는 뜻으로 국제천문연맹(IAU)의 승인도 받아 천체의 공식명칭이 됐다. 마치 눈사람을 연상시키는 모습으로 눈길을 끈 아로코스는 원래는 각기 다른 2개의 암석 덩어리였다. 그러나 부드럽게 충돌하는 과정을 거치면서 길이 30여㎞의 지금의 모습이 됐다. 인류에게 처음 모습을 드러낸 블랙홀 지난 4월 세계 과학 역사상 최초로 초대질량의 실제 블랙홀 모습이 포착됐다. 국내 천문학자들을 포함한 347명의 국제 과학자가 포진된 사건지평선망원경(EHT·Event Horizon Telescope) 연구진은 거대은하 ‘M87’ 중심부에 있는 블랙홀 관측에 성공했다. 관측에 성공한 블랙홀은 지구로부터 5500만 광년 떨어져 있으며, 질량은 태양의 65억 배에 달한다. 태양 1개의 질량이 지구 33만 2000여개 질량과 맞먹는 걸 고려하면 가늠하기조차 어려울 정도다. EHT 연구진은 세계 각지에 놓여 있는 전파망원경 8대를 서로 연결해 하나의 망원경처럼 가동하는 초장기선 간섭(VLBI) 관측법을 통해 개별 망원경이 얻을 수 없는 블랙홀의 고해상도 이미지를 촬영할 수 있었다. 아름다운 토성의 맨 얼굴 NASA와 유럽우주국(ESA)은 지난 6월 허블우주망원경의 최첨단 광시야카메라3(WFC3)로 입을 다물지 못하게 할 정도로 놀라운 ‘토성의 맨 얼굴’을 포착했다. NASA 관계자는 "토성은 많은 특징들을 지니고 있지만, 특히 그중에도 고리 시스템은 트레이드 마크라 할 수 있다"면서 "얼음 알갱이로 이루어져 있는 토성의 밝은 고리는 장엄한 아름다움을 자랑한다”고 밝혔다. 촬영당시 토성의 거리는 지구-태양 간 거리의 약 9배인 13억 6000만㎞였다.  ‘별중의 별’ 에타 카리나이지구로부터 약 7500광년 떨어진 곳에는 ‘별중의 별’로 불리는 특이한 쌍성이 존재한다. 마치 날갯짓하는 것 같은 환상적인 모습 덕에 아름답지만 치명적인 쌍성계 ‘에타 카리나이’(Eta Carinae)다. 지난 7월 ’우주망원경과학연구소'(STScI)는 허블우주망원경의 광시야카메라3(WFC3)를 이용해 열기가 남은 에타 카리나이의 가스 속에서 마그네슘이 뿜어내는 빛을 자외선으로 포착했다. 이 빛은 둥근 돌출부 사이의 공간과 외곽에서 충돌로 가열된 질소가 많은 영역에서 형성됐으며 이전에는 전혀 드러나지 않았던 것들이다. 용골자리(Constellation Carina)에 위치한 에타 카리나이는 지금도 매우 격렬하면서도 불안정하게 활동하는 별로, 크고 작은 두개의 ‘태양’으로 이루어져 있다. 큰 별은 태양보다 질량이 90배 정도 크지만 무려 500만 배나 밝은 것이 특징이다. 작은 별 역시 태양보다 30배 정도 큰 질량을 가졌으며 100만 배는 더 밝다. 외계에서 두번째로 온 그대 지난 10월 태양계 너머 ‘외계에서 온 두번째 손님’의 가장 선명한 모습이 4억 1800만㎞ 거리에서 허블우주망원경에 포착됐다. 푸른빛을 발하는 인터스텔라(interstellar·항성 간) 방문객인 ‘2I/보리소프‘(2I/Borisov·이하 보리소프)는 우리 태양계의 혜성과 매우 비슷한 모습이다. 전문가들은 보리소프가 반지름이 약 1㎞인 고체 핵을 갖고 있으며, 코마(coma)처럼 핵에서 방출되는 가스와 먼지로 된 구름 같은 구조가 둘러싸고 있는 것으로 파악하고 있다. 또한 외계 항성계에서 만들어진 혜성으로 그 화학적 구성과 구조, 특성 등에 대한 귀중한 정보를 제공해줄 것으로 기대하고 있다. 두 눈을 가진 오싹한 '유령 은하' 지난 10월 허블우주망원경이 심우주에서 포착한 ‘유령은하’다. 얼핏 소름이 돋는 이 화제의 이미지는 이글거리는 두 눈을 가진 얼굴 형상으로 마치 유령을 보는 듯한 느낌을 주기도 한다. 이 유령 은하의 정체는 정면 충돌의 중간 단계에 있는 두 심우주 은하들로, 소름 끼치는 우주 얼굴의 섬뜩한 ‘두 눈’은 은하들의 밝은 핵이다. 그리고 각각의 은하 디스크에는 두 은하의 별들이 뒤죽박죽으로 뒤엉켜 있다. 현미경자리에 있는 이 은하계는 ‘Arp-Madore 2026-424’라고 불리며, 지구로부터 7억 400만 광년 떨어져 있다. 유럽우주국(ESA)은 “고리 모양의 은하는 드물며, 그 중 수백 개만이 심우주에 존재한다”고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr
  • 16세 소녀 눈빛에 행동했고, 시민 향한 총알에 분노했다

    16세 소녀 눈빛에 행동했고, 시민 향한 총알에 분노했다

    2019년은 총알같이 지나갔고, 전 세계 언론은 수많은 기사로 한 해를 기록했다. 하지만 머릿속에 남는 건 정지된 순간을 담은 한 장의 사진인 경우가 많다. 서울신문이 10장의 ‘상징적 순간’으로 지구촌의 한 해를 재현한 이유다. 16세 소녀가 73세 세계 최강의 대통령을 쏘아보고 가슴을 쫙 편 여자 축구선수가 하늘로 뛰어올랐으며 고요한 블랙홀이 신비하게 빛났다. 사진 속 이야기를 따라가 보자.1.기후세대의 등장 세계정상 꾸짖은 툰베리의 경고 타임지 ‘올해의 인물’에 오른 16세 환경운동가 그레타 툰베리(가운데)가 지난 9월 23일 유엔 기후행동 정상회의에서 대표적인 기후변화 회의론자인 도널드 트럼프 미국 대통령을 쏘아보는 사진은 미래 세대가 현재 전 세계를 운영하는 정상들에게 보내는 무언의 경고였다. 그는 유엔 연설에서 “미래 세대가 여러분을 주시한다. 우리를 저버린다면 결코 용서하지 않을 것”이라고 했다. 툰베리는 지난 8월부터 매주 금요일 학교가 아닌 스웨덴 의회 앞에서 기후변화 대책을 촉구했고, 이는 전 세계 학생 100만명이 참여하는 ‘결석 시위’로 확대됐다. 소위 ‘기후세대’가 등장한 것이다.2.홍콩의 분노 실탄까지 쏜 경찰… 등 돌린 민심 지난 6월 9일 시작된 홍콩의 ‘범죄인인도법안’(송환법) 반대 시위가 5개월째 이어지던 11월 11일 사이완호 지역에서 시위대를 제압하던 경찰이 자신에게 다가오는 검은색 복장의 시위자에게 실탄을 발사했다. 21세의 청년 시위자는 배를 부여잡고 쓰러졌다. 그는 병원으로 이송돼 긴급 수술을 받고 어렵게 생명을 건졌다. 이 사진은 홍콩 사회에 큰 충격을 줬다. 그간 ‘신뢰의 상징’으로 여겨져 온 홍콩 경찰이 주민의 안전보다 중국 정부의 시위 진압 명령을 우선시한다는 사실을 일깨웠기 때문이다. 이제 사회 통합은 홍콩의 가장 큰 숙제가 됐다.3.베일 벗은 블랙홀 104년 만에 인류 첫 영상 촬영 성공 한국천문연구원 등 미국, 유럽, 일본 등지에 있는 세계 13개 기관의 200명 이상의 과학자들로 구성된 ‘사건 지평선 망원경’(EHT) 프로젝트팀이 지난 4월 10일 인류 역사상 최초로 블랙홀 영상 촬영에 성공하자 과학계가 술렁였다. 중력과 시공간의 관계를 설명한 알베르트 아인슈타인의 일반상대성이론을 계기로 블랙홀의 존재 가능성이 착안된 지 104년 만의 쾌거였다. 이들은 미국과 남극 등에 있는 8개 전파망원경을 동시에 가동시켜 하나의 망원경처럼 작동하게 해 지구에서 5500만 광년 떨어진 곳에 있는 거대 은하 ‘M87’의 중심부 블랙홀을 촬영해 냈다.4.테러와의 전쟁 IS 수괴 바그다디 잡은 ‘군견 영웅’ 무슬림 극단주의 무장단체인 이슬람국가(IS)의 수괴 아부 바르크 알 바그다디가 지난 10월 27일 사망한 것으로 공식 확인됐다. 그의 최후를 지켜본 도널드 트럼프 미국 대통령은 “그는 울면서 달아났고 개처럼 죽었다”고 말했다. 그를 잡은 ‘일등 공신’은 미군 특수부대인 델타포스와 더불어 군견이었다. 바그다디의 속옷 냄새를 기억한 이 개는 그를 동굴 막다른 끝까지 추격해 자폭하게 했다. 개의 이름은 코넌. 4년간 50차례 이상 전투에 참전한 베테랑이었다. 코넌을 백악관에 초청한 트럼프 대통령은 “세상에서 가장 유명한 개일 것”이라고 치켜세웠다.5.스포츠계 양성평등 외침 가슴을 펴라! 女월드컵 선수의 포효 지난 7월 여자 월드컵에서 우승한 미국 여자 축구 국가대표팀에 잔니 인판티노 국제축구연맹(FIFA) 회장이 트로피를 수여하려 하자 관중석에서 ‘평등 보수’(equal pay)라는 야유가 쏟아졌다. 여성이 남성보다 적은 수당을 받는 차별에 항의하는 것으로, 스포츠계에도 양성평등 이슈가 제기된 상징적인 순간이었다. “대통령이 우승 후 우리를 초대해도 백악관에 가지 않겠다”며 트럼프 대통령과 ‘트위터 설전’을 벌였던 주장 메건 라피노(앞)는 결승전에서 골을 넣은 뒤 “우리가 남자보다 못할 게 뭐냐”는 듯 턱을 치켜드는 자신만만한 세리머니를 선보였다.6.불길 휩싸인 노트르담 “세계유산 구하라” 소방관들의 헌신 프랑스 파리의 역사적 상징이자 유네스코 문화유산이던 노트르담 대성당의 화재는 올해 최악의 참사 중 하나였다. 216년 만에 성탄 미사도 열리지 못했다. 에마뉘엘 마크롱 대통령은 파리올림픽이 열리는 2024년까지 복구하겠다고 공언했지만 원형 복원 가능성은 절반 정도다. 더 큰 피해를 막은 건 이름 모를 소방관 400여명의 헌신이다. 이들은 인간사슬을 엮어 가시면류관 등 중요한 유물들을 밖으로 옮겼고 드론 영상으로 불길의 진행 방향을 파악했다. 인공지능(AI) 소방로봇 ‘콜로서스’도 내부에서 물을 뿌려 온도를 낮추는 등 한몫을 했다.7.오랜 궁핍, 혼돈의 남미 ‘노숙 신세’ 前 볼리비아 대통령 선거 개표조작 의혹으로 지난달 10일 쫓겨나 멕시코 망명길에 오른 에보 모랄레스 볼리비아 전 대통령이 천막을 치고 노숙하는 자신의 모습을 이튿날 트위터에 공개했다. 첫 원주민 출신 대통령으로 14년간 집권한 그의 ‘남루한’ 퇴진은 남미의 현실을 보여 주는 상징이 됐다. 오랜 기간 누적된 경제·사회적 불평등과 부패한 정부가 시민의 분노에 불을 댕긴 결과물이었기 때문이다. 에콰도르, 칠레, 볼리비아 등에서도 시민들이 냄비를 두드리며 먹고살기 힘들다고 거리로 나섰고 레바논·이란 등 중동지역에서도 오랜 궁핍에 민심이 거리를 메웠다.8.미중 무역전쟁 휴전 G2 정상 악수… 18개월 만에 협상 도널드 트럼프(왼쪽) 미국 대통령과 시진핑 중국 국가주석이 지난 6월 일본 오사카 주요 20개국(G20) 회담 때 나눈 악수는 지금 돌아보면 ‘경제 및 무역 협상 1단계 합의’(12월 13일)라는 중대한 성과를 거두는 데 결정적인 역할을 한 시발점이었다. 양 정상이 이 회담에서 ‘무역협상 재개’에 합의했고 이는 전 세계 경제를 크게 위협했던 18개월간의 무역갈등 해소를 위한 돌파구가 됐다. 결국 1차 무역 합의에서 중국은 미국 농산물을 대량 수입하기로 했고 양측은 보복성 관세를 철회했다. 아직은 ‘잠정적 봉합’으로 불리지만, 미중이 큰 진전을 이뤘다는 데 이견은 없다.9.브렉시트 본궤도 존슨 총리의 ‘보수당’ 총선 압승 보리스 존슨(왼쪽) 영국 총리가 주먹을 불끈 쥐고 승리를 자축하는 모습은 그가 이끈 보수당의 총선 압승을 넘어 영국의 유럽연합 탈퇴(브렉시트)가 안정적 궤도에 올라섰음을 알리는 선포식과 같았다. 보수당은 650석 가운데 365석을 얻어 과반(326석)을 크게 넘었고, 그 결과 브렉시트는 다음달 31일에 단행된다. 브렉시트가 계속 연기되며 출렁이던 전세계 금융시장은 긍정적으로 반응했다. 다만 영국이 브렉시트 전환기간을 기존과 같이 2020년 12월 31일에 종료하겠다고 밝히면서 아직 노딜 브렉시트 가능성을 배제할 수는 없는 상황이다.10.日 레이와 시대 막 내린 헤이세이… 나루히토 일왕 즉위 4월 1일 스가 요시히데 일본 관방장관이 긴장한 표정으로 기자들 앞에서 국가의 새 연호가 적힌 액자를 들어 올렸다. ‘레이와’(令和). ‘희망을 꽃피운다’는 뜻의 연호가 소개되자 ‘헤이세이(平成) 시대’가 끝나는 아쉬움과 새 시대가 열리는 기대감에 열도가 들썩였다. 2016년 8월 당시 아키히토 일왕은 “고령이 돼 공무를 완수하지 못할 것을 우려한다”며 아들 나루히토에게 양위하겠다는 의사를 밝혔다. 일본 헌정 사상 최초로 일왕이 생전 퇴위를 선언해 파장이 컸다. 일본 정부가 평화헌법을 개정하려고 하자 이에 항의하기 위한 왕실의 조치라는 해석도 나왔다.
  • [우주를 보다] 먼거리 블랙홀, 별 만들다…‘이주 가장 놀라운 사진’

    [우주를 보다] 먼거리 블랙홀, 별 만들다…‘이주 가장 놀라운 사진’

    우주의 안테나는 초기 우주로부터 오는 신호를 포착하기 위해 펼쳐졌으며, 천문학자들은 블랙홀이 100만 광년 이상 멀리 떨어진 거리에서도 은하계의 별 형성을 촉진시키고 있다는 사실을 알아냈다. ​미국항공우주국(NASA)에 의해 ‘금주의 가장 놀라운 우주 사진’으로 선정된 위 이미지는 현란한 우주의 색채를 보여주고 있다. 사진의 붉은색 영역은 지구에서 99억 광년 떨어진 한 은하의 중심에 블랙홀을 둘러싸고 있는 뜨거운 가스를 나타낸다. ​이 합성 이미지를 만들어낸 NASA의 찬드라 X선 우주망원경과 미국국립과학재단(NSF)의 칼 G. 잔스키 전파망원경(Karl G. Jansky Very Large Array)은 연구자들로 하여금 이 블랙홀이 100만 광년 이상 떨어져 있는 여러 은하에서 별 형성을 촉진시켰다는 결론을 내릴 수 있도록 도와줬다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com
  • [아하! 우주] 태초의 우주공간에 나타난 ‘원시 수소’를 찾아라!

    [아하! 우주] 태초의 우주공간에 나타난 ‘원시 수소’를 찾아라!

    -'우주의 암흑시대' 비밀 풀릴까? 최초의 별이 탄생해 우주공간을 첫 빛을 뿌리기 전 우주는 온통 흑암의 바다였다. 빅뱅 이후 40만 년부터 시작하여 수억 년 동안 지속된 이 우주의 암흑시대는 태허의 텅 빈 공간이 실제로 비어 있었던 마지막 시간을 표시하는 이정표라 할 수 있다. 이 시기의 우주에는 생명은 말할 것도 없고, 어떠한 행성이나 별, 은하 등도 존재하지 않았다. 빅뱅에 의해 생성된 수소 원자의 구름만이 태초의 캄캄한 우주공간을 떠돌고 있었을 뿐이다. 오늘날 전 세계의 망원경들은 암흑시대가 끝나고 최초의 은하가 형성되는 순간을 정확히 찾아내기 위해 그 원시 수소(중성 수소)를 찾는 데 열중하고 있다. 이 태초의 원자는 좀처럼 잡아내기 힘든 모호한 존재이지만, 호주의 한 연구팀이 어느 때보다 원시 원자의 발견에 가까이 다가선 것으로 보인다. 출판 전 논문을 수록하는 웹사이트 아카이브(arXiv)에 게재되고, 곧 천체물리학 저널에 발표될 이 새 연구에 따르면, 연구팀의 천문학자들은 호주의 사막에 전개된 머치슨 광역 전파망원경(MWA)을 사용하여 중성 수소의 특정 파장, 곧 70-300 MHz 파장을 찾기 위해 우주 과거를 깊숙이 들여다보고 있다. 아직 그들이 원하는 것을 찾지는 못했지만, 망원경의 최근 업데이트된 배열에서 새로운 설정을 사용하여 중성 수소의 신호 강도에 대한 최저 한계를 결정할 수 있었다. 미국 브라운 대학의 조나단 포버 물리학 조교수는“중성 수소 신호가 우리가 논문에서 설정한 한계보다 더 강하다면 망원경이 이를 감지했을 것이라고 확신할 수 있다”고 말했다. 이 원시 분자에 대한 추적은 여전히 진행 중이며, 이제 연구원들은 중성 수소의 발자국이 예상보다 훨씬 희미하다는 사실을 알아냈다. 태초의 우주공간을 휘저은 에너지가 너무나 강한 나머지 모든 원자에서 전자를 떼어내어 양전하를 띠게 만들었다. 이들 원자 중 최초의 원자는 양전하를 띤 수소 이온이었다. 수십만 년 동안 우주는 팽창하면서 냉각되면서 이윽고 수소 이온이 전자를 되찾을 수 있을 정도로 온도가 떨어져 수소 이온은 다시 전기적으로 중성이 되었다. 이 중성 수소 원자는 우주 암흑기의 주요 특징으로 여겨지고 있다. 결국 중성 수소들이 충분히 모여 첫 번째 별을 형성했을 때, 그 별들로부터 방출된 에너지에 의해 수소 원자들은 다시 이온화된다. 과학자들은 중성 수소가 21cm 파장에서 방사선을 방출한다는 것을 알고 있다. 그러나 우주가 지난 120억 년 동안 줄곧 팽장함에 따라 그 파장도 확장되었다. 새 연구의 저자들은 중성 수소의 파장이 약 2m로 늘어났다고 추정하고 있는데, 이것이 그들이 MWA를 사용하여 심우주를 뒤지며 찾은 신호다. 문제는 동일한 파장에서 방출되는 많은 전파원(인공 및 천체)들이 있다는 사실이다. 포버 박사는 “이러한 다른 소스들은 대개 우리가 감지하려는 신호보다 훨씬 더 강하다”고 밝히며 "망원경 위로 지나가는 비행기에서 반사되는 FM 라디오 전파조차도 데이터를 오염시키기에 충분하다"고 설명한다. 따라서 보버와 그의 동료들은 이러한 오염원들을 관찰, 제거하는 일련의 기법을 개발했다. 그들은 하늘에서 1200개 이상의 전파 스냅 샷을 찍은 후, 그들이 발견한 모든 2m 파장 방출의 흔적이 그들이 찾고 있던 중성 수소가 아닌 다른 것으로부터 나온 것임을 밝혀냈다. 그들이 찾고 있는 성배인 원자 신호는 여전히 발견되지 않았지만, 새 연구는 중성 수소에 대한 미래의 검색 범위를 좁히는 데 성공했다. 연구원들에 따르면, 이러한 결과는 원시 원자 사냥에 MWA 실험이 올바른 경로로 가고 있음을 담보하는 것이라고 주장한다. 우주 암흑시대의 마지막 유물은 추가 연구를 통해 곧 밝혀질 것으로 기대된다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com
  • 올해 노벨물리학상 우주 비밀 밝혀내고 외계행성 발견한 3명의 품으로

    올해 노벨물리학상 우주 비밀 밝혀내고 외계행성 발견한 3명의 품으로

    미셸 마이요-디디에르 퀼로 교수는 사제지간, 1995년 최초 외계행성 발견  2019년 노벨 물리학상은 우주 구조의 이론물리학적 토대를 구축하고 외계행성을 처음 관측하는데 성공한 캐나다와 스위스 출신 과학자들에게 돌아갔다.  스웨덴 왕립과학아카데미 노벨위원회는 8일(현지시간) 올해 노벨 물리학상 수상자로 캐나다 출신 제임스 피블즈(84) 미국 프린스턴대 교수와 미셸 마이요(77) 스위스 제네바대 교수, 디디에르 퀼로(53) 제네바대 교수가 선정됐다고 밝혔다. 노벨위원회는 “피블즈 교수는 우주의 구조와 역사에 대한 새로운 물리학적 이해를 높였고 마이요 교수와 퀼로 교수는 태양과 비슷한 형태의 항성(별)을 도는 외계행성을 처음 발견함으로써 외계 우주에 대한 시각을 확장시켰다”고 평가했다.  피블스 교수는 빅뱅 우주론이 정설로 자리잡도록 한 우주배경복사에서 나오는 여러 데이터를 가지고 우주의 모습이 어떻게 형성됐고 구성요소들은 무엇인지 파악할 수 있는 이론적 근거를 구축한 ‘현대 우주론의 건축가’이다. 우주배경복사는 1948년 조지 가모브에 의해 처음 예견됐고 1964년 미국 벨 연구소의 펜지아스와 윌슨이 전파망원경을 이용해 발견했다. 펜지아스와 윌슨은 우주배경복사 발견 공로로 1978년에 노벨물리학상을 수상한 바 있다.  이들의 발견 이후에도 우주배경복사는 제대로 해석되지 못했는데 피블스 교수가 우주배경복사 관측을 통해 얻은 데이터를 이용해 현재 우주가 빅뱅으로 형성됐다는 사실을 이론적으로 증명하고 우주 대부분을 채우고 있는 것으로 알려진 암흑물질을 계산할 수 있는 이론물리학적 근거를 만들어냈다.  남순건 경희대 물리학과 교수는 “피블스 교수는 우주배경복사의 이론적 해석 근거를 만들어 냈으며 은하계가 분포돼 있는 거대 구조가 어떻게 형성됐는지까지도 설명하는 이론을 만들어냈다”라며 “우주론을 공부하려는 대학원생이라면 피블스 교수의 이론은 당연히 거쳐가야 하는 관문으로 우주론의 교과서를 쓴 사람으로 보면 될 것”이라고 설명했다. 1995년 미셸 마이요 교수와 당시 대학원생이었던 퀼로 교수는 별의 밝기 변화를 정밀 분석하는 방식으로 태양계 바깥에서 태양과 비슷한 형태의 항성(별) 주위를 도는 외계행성을 최초로 발견하고 이를 발표했다. 두 사람은 페가수스자리 51번 별 주위를 도는 행성을 발견했는데 이는 목성질량의 0.47배로 토성보다 약간 크고 궤도 반지름은 약 1억 5000만㎞로 태양-수성간 거리보다 더 가까웠다. 이들의 발견 이후 미국 항공우주국(NASA)을 비롯해 전 세계 연구자들이 대형 망원경으로 관측에 참여해 현재 수 천개의 외계행성과 항성이 지속적으로 발견되고 있다.  이번 물리학상 수상자들에게는 상금 900만 스웨덴크로나(10억 9791만원)가 주어지는데 피블즈 교수가 450만 스웨덴크로나를 받고 마이요 교수와 퀼로 교수가 각각 225만 스웨덴크로나를 받게 된다. 노벨위원회는 9일 화학상, 10일 문학상, 11일 평화상, 14일 경제학상 수상자를 차례로 발표한다. 시상식은 노벨상을 만든 알프레드 노벨 기일인 12월 10일 스웨덴 스톡홀름에서 개최되며 평화상 시상식만 노르웨이 오슬로에서 열린다.  유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [우주를 보다] 우주의 프레첼?…성운 속에서 태어난 두개의 어린 별

    [우주를 보다] 우주의 프레첼?…성운 속에서 태어난 두개의 어린 별

    별들이 태어나는 '인큐베이터' 속에서 막 생성된 어린 두 개의 별이 세계 최대의 전파망원경으로 관측됐다. 최근 독일 막스 플랑크 천체물리학연구소(Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics)는 지구에서 약 700광년 떨어진 곳에 위치한 파이프성운(Pipe Nebula)에서 막 태어나 성장 중인 두 개의 어린 별을 관측했다는 연구결과를 사이언스(Science) 최신호에 발표했다.    가스와 먼지로 이루어진 별의 인큐베이터인 별주위원반(circumstellar disk)에서 무럭무럭 자라고 있는 두 별은 마치 서구의 인기 과자인 프레첼 같은 모습이다. 논문의 선임저자인 펠리페 알베스 연구원은 "전체 원반의 크기는 태양계 소행성 벨트와 비슷하며 두 별 간의 거리는 지구와 태양 사이보다 28배 떨어져있다"면서 "어린 쌍성이 매우 복잡한 별주위원반에서 어떻게 성장하는지 알 수 있는 좋은 연구자료가 될 것"이라고 밝혔다. 파이프성운은 검게 보이고 있는 암흑성운으로 사실 가스와 먼지 구름이 너무 짙어 별 빛을 차단하기 때문에 어둡게 보인다. 이 때문에 그 속을 들여다보는 것이 매우 어려웠는데 과학자들은 최첨단 관측 기기와 고성능 망원경을 통해 기존의 관측 한계를 극복하고 있다. 그 선두에 있는 망원경이 세계 최대의 전파 망원경인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)로 이번 연구팀 역시 이를 활용했다. ALMA는 칠레의 고산 지대에 건설된 거대 전파 망원경 집합체로 66개의 대형 안테나가 하나의 거대한 전파 망원경처럼 작동해 먼 우주를 관측한다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr
  • 블랙홀은 어떻게 시공간 왜곡하나…NASA 시뮬레이션 영상 공개

    블랙홀은 어떻게 시공간 왜곡하나…NASA 시뮬레이션 영상 공개

    블랙홀이 시공간을 어떻게 왜곡하는지를 보여주는 시뮬레이션 영상이 공개돼 눈길을 끈다. 미국항공우주국(NASA)은 26일(현지시간) NASA 산하 고다드 우주비행센터 소속 천체물리학자 제러미 슈니트먼 박사가 커스텀 소프트웨어를 사용해 이런 영상을 제작했다고 밝혔다. 블랙홀 소식을 다루는 ‘블랙홀 위크’를 맞이해 발표된 영상에서 가상 블랙홀의 모습은 영화 ‘인터스텔라’에서 나온 거대질량 블랙홀 가르강튀아와 거의 흡사하다. 시뮬레이션 속 블랙홀은 밝게 빛나는 강착원반에 둘러싸인 모습이다. 응축원반으로도 불리는 이 얇은 디스크는 블랙홀의 강력한 중력에 의해 찢긴 물질의 입자들이 매우 빠르게 회전하면서 발생한 열에 의해 빛을 내뿜는 것이다. 흥미로운 점은 블랙홀의 중력은 너무 강력해 바로 이런 주변 환경의 모습을 왜곡한다는 것이다.영상에서 중심의 검은 원반은 블랙홀의 그림자다. 이는 블랙홀이 강착원반에서 근처에 있는 입자에서 나오는 빛을 포획하면서 생기는 현상이다. 그리고 그 바깥쪽에는 밝은 영역이 고리 형태로 나타난다. 빛이 블랙홀의 중력에서 벗어날 수 있는 영역이므로 밝게 빛나는 것이다. 따라서 밝은 고리는 검은 원형의 그림자를 둘러싼 형태로 보인다. 영상에서 블랙홀의 그림자를 둘러싼 고리는 왼쪽이 밝고 오른쪽이 어둡다. 이는 도플러 빔 효과 때문이다. 강착원반에서 가스가 회전하면서 빛을 내면 우리 쪽으로 다가오는 가스는 도플러 효과를 받아 더 밝게 보이고 반대로 멀어지는 가스는 더 약하게 보이는 것이다. 또한 영상에서 고리 위쪽에 있는 빛은 실제로 블랙홀의 뒤쪽을 보여주는 것이다. 이는 블랙홀의 강력한 중력으로 인해 왜곡돼 보이는 것이다. 이에 대해 슈니트먼 박사는 “이런 시뮬레이션은 아인슈타인이 중력은 시공간의 구조를 휘게 만든다고 말했을 때 무엇을 의미하는지 시각화하는 데 도움이 된다”면서 “아주 최근까지 이런 시각화는 우리의 상상력과 컴퓨터 프로그램에 제한돼 있었다”고 말했다. 한편 지난 4월 ‘이벤트 호라이즌 망원경’(EHT·Event Horizon Telescope) 협력단의 과학자들은 인류 역사상 처음으로 블랙홀을 관측하는 데 성공했다. 이 프로젝트는 전 세계 6대륙에 있는 대형 전파망원경 8대를 연결한 지구 크기의 가상 망원경을 이용한 것으로 알려졌다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • [이광식의 천문학+] 우리은하 중심에서 거대 거품구조 발견했다

    [이광식의 천문학+] 우리은하 중심에서 거대 거품구조 발견했다

    우리은하의 중심에서 거품처럼 생긴 거대 구조를 발견했다고 12일 영국의 일간지 데일리메일이 보도했다. 보도에 따르면, SARAO (Serican Radio Astronomy Observatory) 의 미어캣(MeerKAT) 망원경을 사용하는 국제 팀은 은하수 중심에서 모래 시계처럼 보이는 한 쌍의 거대한 거품 구조를 탐지했다고 밝혔다. 우리은하에서 관측된 대상 중 가장 큰 구조의 하나로 알려진 이 거품 구조는 수백만 년 전 은하수의 초대형 블랙홀 근처에서 일어난 고에너지 분출의 결과일 것으로 과학자들은 생각하고 있다. 우리은하에 오래 전부터 존재했음에도 불구하고 이 거품 구조가 이제야 발견된 것은 두터운 우주 먼지구름을 관통하여 저파 신호를 잡아낼 수 있는 MeerKAT의 첨단 기기 덕분이다. 연구자들은 이번 주 '네이처' 지에 발표된 새 논문에서 모래 시계 모양의 구조를 자세히 설명했다. 이들의 설명에 따르면, 거대 거품 구조의 폭은 수백 광년에 이르는 규모라고 한다. 연구의 제1 저자인 옥스퍼드 대학의 이언 헤이우드는 "우리은하의 중심은 매우 활동적인 블랙홀을 가진 다른 은하들에 비해 비교적 정숙하다"고 전제한 후, "그렇지만 은하수의 중심 블랙홀은 때때로 예기치 못할 정도로 활성화되어 주기적으로 엄청난 양의 먼지와 가스 덩어리를 먹어치우기도 한다"라고 밝히면서 "이런 게걸스러울 정도의 물질 흡수가 전례 없던 강력한 폭발을 야기했을 가능성이 있다"고 덧붙였다. ​미어캣 전파 망원경은 지름 13.5m의 거대한 전파 안테나들이 무려 64개가 모여 함께 움직이며 하늘을 관측하는 대규모 어래이(array)로, 무려 백만 개에 가까운 우리은하 속 별들의 전파 신호를 관측한다. 미어캣 전파망원경 배열은 지난 여름에 완성된 것이며, 또한 이 연구는 미어캣을 사용하여 수집된 데이터를 기반으로 하는 최초의 연구이다. 연구 팀에 따르면, 이 새로운 발견은 1980년대에 발견된 자성 필라멘트의 특성에 대한 해답을 제공함으로써 이 미스터리를 해결하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 예측하고 있다. 이러한 전파 구조는 길이는 수십 광년에 이르지만, 너비는 1광년밖에 안되는 것이다. 노스웨스턴 대학의 파하드 유세프-자데흐는 “미어캣에서 발견된 전파 거품은 필라멘트의 기원을 푸는 데 서광을 비추고 있다"고 밝히면서 "거의 100개가 넘는 자성 필라멘트는 모두 전파 거품으로 예측되고 있다"고 덧붙였다. 이 팀은 미어캣 배열을 사용하여 우리은하 중심을 매우 정밀하게 관찰한 결과, 이러한 '쌍 거품'이 규모와 형태가 거의 동일 함을 밝혀냈다. 이는 쌍 거품 구조가 격렬한 폭발을 통해 반대 방향으로 향한 강력한 분출로 인해 형성되었음을 시사하는 것이다. ​케이프타운에 있는 SARAO의 페르난도 카밀로는“이 거대 거품은 은하 중심에서 나오는 매우 밝은 전파 방출로 인해 지금까지 발견되지 않고 있었다"고 설명하면서 "미어캣의 첨단 기능과 이상적인 배열 위치에 힘입어 이 배경 소음을 없앰으로써 이 같은 발견이 가능하게 된 것"이라고 밝혔다. 그는 이어서 "이 예상치 못한 발견으로 인해 우리는 은하계에서 물질과 에너지가 은하 규모로 방출되는 놀라운 현상을 목격하게 된 것"이라고 덧붙였다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com
  • 지구보다 7만배 무거운 ‘지름 30㎞ 중성자별’ 발견

    지구보다 7만배 무거운 ‘지름 30㎞ 중성자별’ 발견

    우주에서 지금까지 발견된 중성자별들 중 가장 큰 별이 발견됐다. 국제 연구진이 미 웨스트버지니아에 있는 전파망원경인 그린뱅크 망원경(GBT)으로 지구에서 약 4600광년 거리에 있는 이같은 별을 확인했다고 밝혔다.‘J0740+6620’로 명명된 이 중성자별은 빠른 속도로 자전하면서 규칙적인 전파를 방출하는 전파 천체인 펄서(PULSAR, 맥동전파원)인데 자전 주기가 1000분의 1초로 엄청나게 빨라 밀리세컨드 펄서로 분류된다. 또 이런 펄서는 양극에서 전파 빔을 아주 먼 곳까지 방사해 지구에서 보면 마치 등대가 깜박이는 듯해 ‘우주의 등대’라고도 불린다. 특히 이번 중성자별은 그 지름이 30㎞에 달한다. 이는 기존 중성자별들의 지름이 10~19㎞ 정도인 점을 고려하면 상당히 큰 것이다. 또한 이번에 발견된 별의 질량은 태양의 약 2.17배로, 우리 지구보다는 7만 배 이상 무거운 것으로 전해졌다.연구진에 따르면, 일반적으로 중성자별의 질량은 태양의 질량과 거의 같다. 이는 중성자별에서 각설탕 크기의 물질 하나가 약 1억 t의 질량을 갖고 있는 것과 같다. 즉 중성자별은 블랙홀을 제외하고 우주에서 가장 밀도가 높은 천체라는 것. 중성자별은 블랙홀과 마찬가지로 별의 마지막 순간인 초신성 폭발이 일어나 생긴 결과물이다. 별이 초신성 폭발을 일으키면 그 잔해는 자체 중력에 의해 붕괴되는 데 만일 잔해가 충분히 크면 블랙홀이 될 가능성이 있지만, 그렇지 못하면 중성자별이 된다. 이에 대해 연구에 주저자로 참여한 미국 버지니아대학의 해나 크로마티 연구원은 “중성자별들은 매혹적일 만큼 신비롭다. 도시 크기의 이런 천체는 본질적으로 거대한 원자핵”이라면서 “이들은 매우 무거워서 그 내부가 이상한 성질을 갖고 있다”고 말했다. 이어 “중성자별의 최대 질량에 관한 물리학과 자연법칙을 발견하면 천체물리학에서 접근하기 어려운 이 영역에 대해 많은 것을 알 수 있다”고 덧붙였다. 자세한 연구 성과는 세계적 학술지 네이처 자매지인 네이처 천문학(Nature Astronomy) 최신호(16일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 최초로 블랙홀 포착한 연구진, ‘과학계의 오스카’상…상금만 36억원

    최초로 블랙홀 포착한 연구진, ‘과학계의 오스카’상…상금만 36억원

    세계 과학 역사상 최초로 초대질량의 실제 블랙홀 모습을 포착한 연구진이 ‘브레이크스루상’을 통해 거액의 상금을 거머쥐었다. ‘실리콘밸리의 노벨상’ 또는 ‘과학계의 오스카’로도 불리는 브레이크스루상은 기초물리학, 생명과학 그리고 수학 등 3개 분야에서 뛰어나 성과를 이룬 개인이나 팀에게 시상한다. 수상 자에게 돌아가는 상금이 최대 300만 달러(약 36억 원)로, 노벨상 상금의 세 배에 가깝다. 올해의 브레이크스루상 수상팀은 사건지평선망원경(EHT·Event Horizon Telescope) 연구진으로, 국내 천문학자를 포함한 347명의 과학자가 포진돼 있다. EHT 연구진은 지난 4월 거대은하 ‘M87’ 중심부에 있는 블랙홀 관측에 성공했다. 관측에 성공한 블랙홀은 지구로부터 5500만 광년 떨어져 있으며, 질량은 태양의 65억 배에 달한다. 태양 1개의 질량이 지구 33만 2000여개 질량과 맞먹는 걸 고려하면 가늠하기조차 어려울 정도다. EHT 연구진은 세계 각지에 놓여 있는 전파망원경 8대를 서로 연결해 하나의 망원경처럼 가동하는 초장기선 간섭(VLBI) 관측법을 통해 개별 망원경이 얻을 수 없는 블랙홀의 고해상도 이미지를 촬영할 수 있었다. EHT 프로젝트 총괄 단장인 미국 하버드 스미스소니언 천체물리센터 셰퍼드 도엘레만 박사는 AFP와 한 인터뷰에서 “우리는 몇 년 동안 사람들에게 블랙홀의 이미지를 보여주겠다고 말했고, 사람들은 직접 보고 나서야 믿겠다고 말했다”면서 “마침내 (우주 블랙홀에 관한) 강력한 근거를 얻었고 사람들은 새로운 분야의 탄생에 만족할 것”이라고 밝혔다. 이어 “상금 300만 달러는 함께 성과를 이룬 팀원들과 나눌 예정”이라고 덧붙였다. 한편 올해 8회째를 맞은 브레이크스루상의 시상식은 오는 11월 3일, 캘리포니아 마운틴뷰에 있는 미국항공우주국(NASA) 에임스연구센터에서 열릴 예정이다. 사진=AFP·연합뉴스 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [아하! 우주] 죽은 별 주위의 행성도 ‘신음소리’를 낸다

    [아하! 우주] 죽은 별 주위의 행성도 ‘신음소리’를 낸다

    죽은 별을 공전하는 행성의 핵은 전파를 방출하며, 지구에서 10억 광년 거리에서 오는 그 전파까지 탐지할 수 있다는 새 연구논문이 발표되었다. 별이 연료를 모두 소진하면 바깥층을 우주공간으로 방출하는데, 이것이 바로 별의 임종이라고 할 수 있다. 방출된 별먼지는 거대한 고리를 만들고, 그 중심에는 별의 속고갱이라 할 수 있는 백색왜성이 남는다. 별들이 죽을 때면 보통 근처의 천체를 파괴하는데, 궤도를 도는 행성의 경우에는 바깥층이 벗겨져나간다. ​ 영국 워릭대학의 천체 물리학자 디미트리 베라스가 이끄는 연구에 따르면, 백색왜성 주위를 공전하는 행성의 핵은 여전히 전파를 방출하며, 과학자들이 지구에서 그들을 탐지할 수 있다. 이 같은 사실은 외계행성을 탐색하는 데 활용될 수 있다는 의미라고 연구자들은 말한다. 베라스 박사는 “이전에는 자기장 신호를 탐색하는 방법으로 주요 행성을 발견한 적이 없었다”면서 “백색왜성 주위를 도는 주요 행성이나 그 핵을 발견한 적도 없는 만큼 이번에 발견된 행성 핵의 전파는 세 가지 의미에서 ‘처음’을 나타내는 것”이라고 설명했다. 새 연구에 따르면, 백색왜성과 그 궤도를 도는 살아남은 행성 핵 사이의 자기장은 단극 유도 회로를 형성할 수 있다. 이 회로는 금속 물체가 자기장에서 회전하여 전류를 생성할 때 형성된다. 이 회로의 방사선은 전파로 방출되며, 이는 연구원들이 전파 망원경으로 관측할 수 있다. 연구원들은 이 현상을 통해 ‘죽은’ 행성계를 탐지하는 것 외에도 단극 유도 회로를 형성하는 목성과 그 위성 이오를 연구할 수 있을 것으로 생각하고 있다. 그러나 백색왜성 주변의 모든 행성이 핵을 남기는 것은 아니다. 행성의 핵이 백색왜성에 너무 가까이 위치하면 모성의 조석력으로 핵이 파괴되기 때문이다. 그리고 핵이 살아남더라도 모성에서 너무 멀리 떨어진 궤도에 있으면 그 전파를 탐지해낼 수가 없다. 또한 자기장이 너무 강하면 핵이 백색왜성으로 끌려들어가 파괴되고 만다. “따라서 우리는 약 태양 반지름 3배에서 수성-태양 간 거리 사이에서 백색왜성 주위의 행성만을 찾아야 한다”고 베라스 박사는 밝혔다. 연구자들은 백색왜성 궤도를 도는 행성 핵 시스템을 모델링한 결과, 별이 죽을 때 외층이 벗겨져나가도 행성 핵은 1억 년 이상 생존할 수 있으며, 때로는 10억 년 생존할 수 있다는 사실을 발견했다. 1990년 대 초, 과학자들은 궤도를 도는 별들로부터 전파를 감지함으로써 최초의 외계행성을 발견했다. 이 연구팀은 전파를 탐지하여 행성의 핵을 발견함으로써 외계행성 발견과 탐사를 위한 강력한 도구를 발견한 셈이다. 이 연구에 이어 연구팀은 아레시보 전파망원경 등을 사용하여 백색왜성 주위를 도는 행성 핵를 탐지하고 연구할 계획을 세우고 있다. 베라스 박사는 "그러한 연구는 항성계의 역사를 밝히는 데 도움이 될 것“이라면서 “우리 인류의 먼 미래와 태양계가 어떻게 진화할 것인지에 대한 통찰을 얻을 수 있을 것”이라는 기대를 밝혔다. 이 연구는 지난 6월 21일 왕립천문학회 월보에 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com 
  • [별별 이야기] 달 착륙의 ‘히든 피겨스’/손봉원 한국천문연구원 책임연구원

    [별별 이야기] 달 착륙의 ‘히든 피겨스’/손봉원 한국천문연구원 책임연구원

    1969년 7월 20일은 인류가 지구 밖 천체에 처음 발을 디딘 역사적인 날이다. 인류 달 착륙 50주년을 맞은 올여름, 몇 년 전 상영된 영화 ‘히든 피겨스’가 떠올랐다. 영화는 아폴로 계획 전인 1960년대 초 최초의 유인지구궤도 위성사업인 머큐리 계획에 참여한 미국항공우주국(NASA)의 흑인 여성 연구자들의 실화를 다루고 있다. 미국에서는 ‘스타워즈 로그원’을 제치고 박스오피스 1위를 차지했지만 2017년 국내 개봉 당시 관객수가 50만 명에 미치지 못했다. 그렇지만 국내에서는 ‘스타워즈 로그원’ 관객수도 100만 명을 겨우 넘겼고 지난해 개봉했던 ‘퍼스트 맨’도 60여만 명에 그쳤다. 같은 장르의 ‘인터스텔라’와 ‘아바타’가 1000만 관객을 넘겼던 것을 생각하면 관객 탓만 할 것은 아니다. 그런데 달 착륙 장면은 어떻게 지구에 중계됐을까. 당시 달 착륙 중계방송은 전 세계 6억 명이 시청했다. NASA는 아폴로 11호의 추적과 통신을 위해 미국, 스페인, 호주에 대형 접시안테나를 설치해 달에서 오는 미약한 신호를 잡았다. 달에 착륙한 선장 닐 암스트롱은 원래 계획과는 달리 휴식 없이 곧바로 ‘문 워크’를 결정했다고 한다. 결정 직후 바로 달에 발을 디뎠다면 TV중계는 미국 캘리포니아의 골드스톤이 맡았겠지만 우주복을 점검하고 입는 과정에 시간이 걸려 미국 서부에서는 달이 지기 시작하고 호주에서 달이 떠오르기 시작했다. 호주 허니서클에서는 NASA가 설치한 접시안테나뿐만 아니라 NASA의 것보다 3배쯤 큰 ‘파크스 전파망원경’도 달 착륙선이 보내오는 영상 신호를 잡고 있었다. 실제로 유튜브에서 당시 중계 화면을 찾아보면 달 착륙 순간의 화질은 영 신통치 않다. 첫 8분간 허니서클의 NASA 안테나가 중계를 맡았지만 이후 파크스 망원경이 포착한 영상이 더 선명한 것을 확인하고 이후 수시간의 중계는 파크스 전파망원경이 담당해 선명한 영상을 남겼다. 이때 파크스 주변에서는 강한 바람이 불어 관측자 중 일부가 부상을 당했지만 중계를 이어 갔다고 한다. 그때 일화를 담은 ‘접시’라는 독립영화가 2000년대 초반 개봉해 호주와 유럽에서 제법 큰 호응 얻었다. 한국인 작곡가 에드먼드 최가 맡은 영화 음악도 좋다. 영화에서처럼 극적이지는 않았지만 묵묵히 ‘인류의 위대한 한 걸음’에 큰 기여를 하고 있는 숨은 영웅들에게 찬사를 보낸다.
  • [홍태경의 지구 이야기] 보이지 않는 것, 알지 못하는 것

    [홍태경의 지구 이야기] 보이지 않는 것, 알지 못하는 것

    우주에는 존재하지만 확인하기 어려운 것들이 있다. 블랙홀은 1915년 아인슈타인의 일반상대성 이론에서 존재가 예견된 이래 그 모양을 직접 눈으로 확인할 수 없었다. 강한 중력으로 시공간마저 크게 휘어 빛도 빠져나올 수 없기 때문이다. 그럼에도 블랙홀의 존재를 인지할 수 있었던 까닭은 그 존재로 생기는 여러 현상을 관찰한 까닭이다. 블랙홀 뒤에 가려진 별을 블랙홀 주변에서 굴절된 빛을 통해 관찰한 것도 그 예 중 하나다. 지난 4월엔 지구 곳곳에 설치된 8개 전파망원경으로 예측 104년 만에 블랙홀의 존재를 확인할 수 있었다. 지구도 마찬가지다. 지구는 반지름이 6400㎞에 이르기 때문에 직접 조사 대신 다양한 간접적 방법이 활용되고 있다. 지구 내부의 가장 깊은 곳에 자리잡은 핵은 밀도가 높은 철과 니켈을 주성분으로 하며, 방사성 동위원소 붕괴와 지구 생성 초기에 쌓인 에너지로 인해 늘 많은 열을 배출한다. 이 때문에 고체 상태의 내핵과 액체 상태의 외핵으로 구분돼 있다. 외핵과 내핵의 물성 차이는 이미 1900년대 초반 지진학적 관측으로 확인됐다. S파가 외핵을 통과하지 못한다는 관측으로부터 외핵이 액체임이 확인됐고 외핵과 내핵의 경계에서 반사된 지진파를 통해 고체 상태의 내핵의 존재를 알게 됐다. 액체 외핵의 발견으로 지구 자기장이 만들어지는 원리와 지구의 운동도 설명이 가능해졌다. 내핵과 맨틀 사이에 자리잡은 액체 외핵으로 인해 지구는 작은 공을 내부에 갖고 있는 공 모양을 띠게 된다. 바깥 공이 구를 때 두 공 사이의 공간이 액체로 채워져 있으므로 안쪽 공은 바깥 공과 동일한 운동을 하지 않는다.초기 지구 내부는 불균질한 물질들로 서로 뒤섞여 있는 거대한 고체 덩어리였다. 이후 지구 내부 구성 물질의 밀도에 따라 분화가 일어나며 현재와 같은 지각, 맨틀, 외핵과 내핵을 가진 층상 구조로 성장했다. 외핵이 액체 상태로 발달함에 따라 지구 전체적으로 하나였던 자전운동이 외핵을 기준으로 둘로 나뉜 상태가 된 것이다. 밀도가 높고 부피가 작은 내핵에서의 자전 속도보다 맨틀과 지각에서의 자전 속도는 더 느리다. 만약 외핵이 고체라면 지표에서 관측되는 지구의 자전 속도는 지금보다 빨라져 하루도 지금보다 더 짧아졌을 것이다. 지구 내부를 직접 탐사할 수 없는 상황에서 오랫동안 맨틀과 내핵 간의 자전운동 차이를 확인하기 어려웠다. 지구핵과 맨틀에서 자전운동의 차이는 1990년대 후반에 이르러서야 광물의 정렬로 나타나는 광물의 물리학적 비등방성 성질을 활용해 측정이 가능해졌다. 동일한 암석이라도 광물이 정렬된 방향에 따라 암석의 강도와 지진파 전파 속도 차이가 난다는 점에서 착안했다. 수십년의 시간 간격을 두고 동일한 위치에서 발생한 지진의 지진파를 비교해 내핵을 통과하는 지진파 속도가 서로 차이가 나는 것을 확인한 것이다. 이를 통해 내핵이 비등방성 성질을 가지고 있을 뿐 아니라 내핵이 맨틀과 서로 다른 각속도로 자전을 하고 있음을 확인했다. 만약 내핵이 비등방성을 띠지 않았다면, 맨틀과 내핵의 자전운동 차이는 아직도 알지 못했을 것이다. 자연에는 아직 알지 못하는 많은 부분이 남아 있다. 자연에는 보이지 않는 것이 없다. 우리가 보지 못하는 것은 단지 볼 수 있는 적절한 눈과 도구를 가지지 못했을 뿐이다.
  • [유용하 기자의 멋진 신세계] 별 찾는 기술로 암세포까지 찾아낸다

    [유용하 기자의 멋진 신세계] 별 찾는 기술로 암세포까지 찾아낸다

    전파망원경을 비롯해 각종 장비로 깜깜한 우주에서 별(항성)을 찾는 천문학자, 과학기술이 발전하고 있지만 여전히 정복되지 못한 몸속 ‘암세포’를 찾는 의사. 언뜻 생각하기에 천문학자와 의사 둘 사이에는 아무런 공통점이 없어 보인다. 그런데 천문학에서 별을 찾는 방법을 이용해 몸속 작은 암세포를 찾는 기술이 공개됐다. 영국 엑서터대 수학과, 생명과학과, 의대 공동연구팀은 항성과 행성의 형성을 연구하기 위해 만들어진 컴퓨터 코드를 활용해 몸속에서 막 생겨나기 시작한 아주 작은 암세포까지 찾아낼 수 있다고 4일 밝혔다. 이번 연구 결과는 지난달 30일부터 4일까지 영국 랭커스터대에서 열린 영국왕립천문학회 연례학술회의(NAM 2019)에서 발표됐다. 먼 우주에 존재하는 별이나 행성을 찾아내기 위해 천문학에서 가장 중요한 것은 빛을 검출하고 분석하는 것이다. 연구팀은 컴퓨터단층촬영(CT)이나 자기공명영상(MRI) 같은 영상에서도 암 조직은 빛을 낸다는 데 착안했다. 연구팀은 별과 행성을 찾는 데 활용되는 컴퓨터 코드를 몸속에서 미세하게 빛을 내는 ‘작은 우주’ 암조직을 빠르게 찾아낼 수 있도록 바꿨다. 연구팀은 유방암과 피부암 분야에 이번 기술을 우선 적용키로 하고 동물실험을 실시한 결과 암 발생 초기 단계에서도 빠르게 종양조직을 발견할 수 있다는 것을 확인했다. 연구팀은 이번 기술을 활용하면 현재의 영상의학 기술만으로도 조기에 암을 발견할 수 있게 돼 환자들의 생존가능성을 높일 것으로 기대하고 있다. 실제로 영국에서는 매년 약 6만명의 여성이 유방암 진단을 받고 그중 1만 2000명이 사망한다. 찰리 제인스 엑서터대 박사는 “이번 연구는 암과는 전혀 상관없는 천문학 분야 연구 성과가 의학 분야에서도 활용될 수 있음을 보여 줌으로써 ‘기초과학이 왜 필요한가’라는 의문에 대한 답이 될 수도 있을 것”이라고 말했다. edmondy@seoul.co.kr
  • [아하! 우주] 130억 년 전 은하 합병 발견 - 가장 오래된 은하 충돌 현장

    [아하! 우주] 130억 년 전 은하 합병 발견 - 가장 오래된 은하 충돌 현장

    우주가 탄생된 빅뱅 이후 10억 년도 채 되지 않은 때에 두 은하가 합병한 흔적이 초기 우주의 원소들에 기록되었다는 연구결과가 발표되었다. 이것이 사실이라면 우주 역사상 가장 오랜 은하 합병을 발견했다는 뜻이 된다. 연구자들은 최근 칠레 북부의 알마 전파망원경 간섭계(ALMA, Atacama Large Millimeter Array)로 지구로부터 약 130억 광년 떨어진 B14-65666으로 알려진 밝은 별 형성 은하에서 방출된 전파를 찾아냈다. 허블 우주망원경이 이전에 수행한 자외선 스펙트럼 관측에 의하면, 해당 은하에는 별들로 이루어진 두 개의 ‘덩어리’가 있음을 보여주었는데, 이들은 각각 북동 방향의 ‘덩어리 A’와 남서 방향의 ‘덩어리 B’로 불리어졌다. 고감도 전파망원경인 알마(ALMA)를 사용한 새로운 관측 결과에 따르면, 두 ‘덩어리’ 각각에서 탄소와 산소, 먼지로부터 3가지 특징들이 확인되었다. 이 세 요소들은 모두 전파에서 독특한 신호를 만들어낸다. 이처럼 오래된 은하에서 결코 발견된 적이 없는 이러한 신호들은 B14-65666의 두 성단이 우주가 탄생한 지 10억 년이 채 되기 전에 합쳐진 두 개의 은하임을 보여주는 것이라고 새 연구는 보고했다. 유럽우주국(ESA)에 따르면, 칠레의 아타카마 사막에 있는 알마 전파간섭계는 66개의 지상 안테나를 사용하여 우주에서 가장 멀고 차가운 물체를 탐지하는 전파망원경으로, 허블 우주망원경보다 10배나 강력한 성능으로 하늘을 스캔한다. 알마의 B14-65666 관찰은 허블망원경에는 보이지 않는 신호를 잡아냈다. 연구 저자들은 두 은하 덩어리에서 분출된 먼지와 탄소, 산소를 감지했지만, ‘덩어리 A’의 분출물이 ‘덩어리 B’의 분출물과는 다른 속도로 움직이는 것을 발견했다. 이 같은 사실은 이 두 덩어리가 진행 중에 있는 ‘주요 합병’에서 충돌한 두 은하의 잔재로서, B14-65666은 은하 충돌의 역사에서 가장 오래된 사례라고 연구자들은 보고 있다.​연구자들은 또한 B14-65666의 높은 광도와 먼지의 고온은 활발한 별 형성에서 방출되는 강력한 자외선 복사 때문이라고 설명했다. 이 은하는 우리은하에 비해 약 10% 정도 더 크지만, 별 형성은 약 100배나 활발히 이루어지고 있다고 연구는 보고했다. 이같이 활발한 별 형성은 이 은하가 충돌과 합병으로 이루어진 은하라는 또 다른 증거가 된다. 은하 합병은 일반적으로 두 은하의 기체가 충돌의 여파로 압축됨에 따라 폭발적인 별 형성을 야기하는 것으로 알려져 있다. ​ “알마와 허블망원경의 풍부한 데이터를 첨단 데이터 분석기법을 통해 분석한 결과, B14-65666이 우주 초기 한 쌍의 합병 은하임을 보여주는 퍼즐 조각들을 모을 수 있었다”고 일본학술진흥회와 와세다 대학 박사후 연구원 하시모토 다쿠야 대표저자가 성명서에서 밝혔다. 다음 단계에는 질소와 일산화탄소 분자의 화학적 지문 검색을 통해 초기의 은하가 어떻게 형성되고 진화되었는지에 대한 보다 상세한 그림을 조립할 수 있을 것이라고 공동저자인 이노우에 아키오 와세다 대학 교수가 성명서에서 밝혔다. 연구결과는 일본천문학회 간행물 6월 17일 온라인에 게재되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com
  • [아하! 우주] 우주가 거미줄처럼…두 은하단 잇는 ‘실 가닥’ 첫 관측

    [아하! 우주] 우주가 거미줄처럼…두 은하단 잇는 ‘실 가닥’ 첫 관측

    두 은하단을 잇는 ‘실 가닥’이 처음으로 관측됐다. 은하단은 수백 개에서 수천 개 이상의 은하가 중력에 의해 서로 묶인 집단으로, 각 은하단은 우주에서 이런 형태로 이어져 그물망이나 거미줄 같은 구조를 이루는 것으로 생각된다. 따라서 이번 관측은 우주의 거대 구조가 이른바 ‘우주망’(cosmic web)으로 불리는 그물망 형태로 분포한다는 이론을 입증하는 첫걸음이 될지도 모른다.세계적인 학술지 ‘사이언스’ 최신호(7일자)에 실린 새로운 연구논문에 따르면, 지구에서 약 10억 광년 거리에서 천천히 충돌하고 있는 두 은하단 ‘아벨 0399’와 ‘아벨 0401’ 사이에서 전파가 지나가는 길인 능선이 관측됐다. 이 플라스마 흐름의 길이는 무려 1000만 광년에 달한다. 천문학자들은 지금까지 우주망에서 ‘매듭’에 해당하는 은하단의 내부를 관측했지만, 각 은하단 사이를 이어주는 실 가닥인 ‘필라멘트’를 확인하는 데는 성공하지 못했었다. 연구를 주도한 이탈리아 국립천체물리연구소(INAF)의 페데리카 고보니 연구원은 “은하단 사이를 연결하는 전파 방출이 관측된 사례는 이번이 처음”이라고 설명했다. 우주는 은하단과 각 은하단이 실 가닥으로 연결된 그물망 구조 그리고 그사이 은하가 없다시피한 빈 공간인 거시공동(보이드)으로 돼 있으며, 지금까지 천문학자들은 주로 우주망에서 매듭에 해당하는 은하단 내부를 관측했다. 고온의 가스와 고밀도의 암흑물질 그리고 빛나는 별들로 구성된 은하단은 가시광과 적외선, X선, 감마선 그리고 전파 등 모든 파장에서 관측할 수 있다. 이미 아벨 0399와 아벨 0401을 비롯한 일부 은하단 중심에서는 드물게 헤일로 형태의 전파가 포착되고 있다. 하지만 은하단 사이의 공간에는 물질이 부족해 매우 어두우므로 멀리 떨어진 것을 관측하는 일은 쉽지 않았다. 하지만 연구진은 플랑크 위성이 촬영한 이미지에서 두 은하단을 연결하는 물질이 실처럼 비치고 있어 아벨 0399와 아벨 0401 사이의 공간을 관측하는 연구를 추진했다. 연구 논문 주저자인 고보니 연구원은 해당 이미지가 자신의 호기심을 자극해 두 은하단이 자기장에 의해 이어져 있다고 추정했다. 아벨 0399와 아벨 0401은 현재 합병 초기 단계에 있다. 두 은하단은 현재 약 980만 광년 떨어져 있지만 아주 먼 미래에는 충돌해 더 큰 초은하단이 될 것이다. 현재 시점에서는 은하단 사이의 공간이 심하게 훼손돼 있어 충격파와 자력선 그리고 입자가 난무하고 있다.연구진은 유럽의 전파망원경 네트워크인 LOFAR(Low-Frequency Array·저주파간섭계)를 사용해 두 은하단 사이의 공간을 관측했다. LOFAR는 광속에 가까운 속도로 운동하는 전자가 방출하는 전파인 싱크로트론 복사를 검출했다. 싱크로트론 복사는 전자가 자기장 주위를 고속으로 나선형으로 운동할 때 발생한다. 이처럼 전파가 지나가는 길은 우주의 그물망 곳곳에 있는 것으로 추정되지만, 오늘날 망원경으로는 탐지가 쉽지 않다고 고보니 연구원은 설명했다. 이번 연구 논문을 검토한 미국 해군연구소의 천문학자 트레이시 클라크 박사는 “이 연구에서 검출된 신호는 우주의 그물망에서 싱크로트론 복사에 관한 이론 예측보다 최대 100배나 밝은 것”이라면서 “아마 병합하는 은하단 사이의 영역에서 강해지고 있을 가능성이 있다”고 말했다. 이번에 관측된 전파의 능선은 매우 긴 거리에 걸쳐 있지만, 이 정도로 광대한 공간에서 전자가 광속에 가까운 속도까지 끊임없이 가속될 수 있는지에 대해서는 아직 알 수 없다. 이 연구를 계기로 필라멘트 안의 입자 분포와 자기장 강도 그리고 가속 과정 등 새로운 연구의 문이 한꺼번에 열리게 될 것이라고 클라크 박사는 설명했다. 사진=사이언스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
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