지난 1년간 서호주에 있는 한 거대한 전파망원경이 미지의 외계 신호인 ‘빠른 전파 폭발’(FRB)을 20개 감지했다고 관련 연구자들이 11일(현지시간) 밝혔다. FRB는 우주공간 천체에서 복사된 전파 가운데 아주 짧지만 순간 강한 분출을 일으키며 밀리초 시간 동안만 관측되는 원인불명의 전파로, 2007년 그 존재가 처음 확인됐다. 그런데 최근 1년 동안 FRB의 감지 건수가 급증했고, 이번에는 역대 가장 가깝고 가장 밝은 신호도 발견됐다. 특히 FRB는 수십억 광년 거리에서 방출되는 것으로 추정되지만, 그 에너지는 우리 태양이 80년 동안 방출하는 에너지와 비슷하다. 하지만 이런 현상은 매우 순식간에 무작위로 일어나 감지가 어렵다. FRB가 처음 감지된 시기는 2001년이라고도 알려졌지만, 전문가들이 관측 오류가 아니라고 합의한 시기는 2007년이 돼서다. 지금까지 여러 연구에서 FRB는 우주의 거의 절반 거리를 여행해오는 것으로 밝혀지고 있다. 하지만 전파의 발생 원인이나 발신원이 되는 은하의 위치는 아직 밝혀내지 못했다. FRB의 발생 원인은 중성자별 같이 거대한 천체에서 나오거나 천체들 사이 충돌에 의해 방출된다는 가설이 있으며 이밖에도 먼 우주에 사는 외계인이 보내온 신호라는 주장도 있다. 하지만 관련 연구자들이 특히 주목하는 부분은 FRB의 파장 차이다. 이를 통해 전파가 얼마 만큼의 물질을 뛰어넘어 지구까지 도달할 수 있었는지를 추정할 수 있기 때문이다. 일반적으로 FRB는 가스 구름을 지나면서 수십억 년 거리를 여행해온다. 이번 연구에 주저자로 참여한 호주 스윈번공대의 라이언 섀넌 박사는 “이런 자료를 사용하면 우주에 있지만 아직 발견되지 않은 물질을 감지할 수 있다”고 말했다. 섀넌 박사팀은 현재 FRB의 위치를 정밀하게 확인하려고 시도하고 있다. 그 정확도는 예를 들어 약 10m 떨어진 곳에서 머리카락의 폭을 확인하는 것과 맞먹는다. 이 연구에서 기록적인 수를 검출할 수 있었던 이유는 호주연방과학원(CSIRO)의 최신 망원경 ‘호주 SKA 패스파인더’(ASKAP) 덕분이다. 이 전파망원경은 총 36개의 파라볼라 안테나를 갖추고 있어 한곳을 집중적으로 관측할 수도 있고 여러 방향으로 관측할 수도 있다. 8개의 안테나를 사용하면 동시에 240도를 바라볼 수 있다. 이는 보름달의 1000배에 필적하는 시각이다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 ‘네이처’(nature) 11일자에 실렸다. 사진=CSIRO 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

20세기 가장 중요한 천체 물리학 발견 중 하나인 라디오 펄서를 발견했지만 노벨상에서는 제외된 영국의 천체물리학자 조슬린 벨 버넬(75)이 기초과학 분야 최고 영예의 상인 ‘브레이크스루 상’의 특별 수상자로 선정됐다고 6일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 브레이크스루 상은 구글의 세르게이 브린, 페이스북의 마크 저커버그 등 IT·과학 분야 거두들이 후원해 ‘실리콘밸리의 노벨상’이라는 별명으로도 불리는 상으로, 기초학문 분야 상 가운데 상금이 가장 많다. 물리, 생명과학, 수학 분야에서 매년 1~4명씩 선정하며, 물리 분야에서 이 상을 받은 학자는 올해 타계한 스티븐 호킹, 중력파를 발견해 지난해 노벨물리학상을 받은 라이고 국제협력단 등이 있다. 버넬이 받을 수상 금액은 300만 달러(한화 34억원)로 알려졌다. 올해 시상식은 11월 4일 미국에서 열릴 계획이다. 버넬은 대학원생일 때인 1967년 펄서를 최초로 발견했는데, 이 펄서의 발견으로 인해 인류는 언젠가 태양계 바깥으로 진출하는 데 필수적인 ‘은하계 위치설정 체계’를 구축할 수 있게 되었다. 버넬은 그러나 펄서를 발견하고도 1974년 펄서 발견 업적에 수여된 노벨물리학상 수상자에서는 제외되었다. 그 대신에 노벨상은 그녀의 지도교수인 케임브리지 대학의 앤터니 휴이시와 동료 마틴 라일에게 돌아갔다. 휴이시는 그녀와 함께 필요한 전파망원경을 만들었지만, 펄서를 발견한 사람은 어디까지나 벨이었다. 1974년의 노벨 물리학상 수상은 노벨상이 가장 불공정하게 수여된 사례로 비판을 받는 등, 두고두고 많은 논란을 불러일으켰다. 그러나 버넬은 실망하지 않고 과학자로서의 경력을 성공적으로 쌓아간 끝에 영국 여성 과학자로서는 처음으로 에든버러 왕립학회장을 맡고 영국물리학회장을 역임했으며, 마이클 패러데이상 등 굵직한 상을 여럿 받은 끝에 펄서 발표 50주년을 맞는 올해 브레이크스루 상을 받은 것이다. 버넬이 발견한 펄서는 맥동전파원(脈動電波源)으로 불리는 빠르게 회전하는 작은 별이다. 놀랍게도 성분이 모두 중성자로 이루어진 천체로, 보통의 항성이 폭발로 생을 마감한 후 뒤에 남겨지는 속고갱이 같은 별이다. 중성자별의 밀도는 성냥갑 하나 부피의 물질이 무려 5조 톤에 달한다. 그러나 지름은 겨우 30km 정도로, 초당 수백 회에 이르는 회전을 하면서 라디오파나 X-선 빔을 우주공간으로 쏘아댄다. 이 빔이 지구 쪽으로 향하면 우리는 비로소 펄서 존재를 확인할 수 있게 된다. 펄서는 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 테스트 할 수있는 가장 훌륭한 도구 중 하나이기도 하다. 상대성 이론은 천문학자들이 할 수있는 가장 정교한 검증을 모두 통과하여 100년 이상 건재를 과시하고 있다. 그러나 우주가 어떻게 작동하는지에 대한 우리의 가장 성공적인 이론인 양자역학과는 아귀가 잘 맞지 않는다. 과학자들은 그래서 상대성 이론의 작은 결점이라도 찾아내기 위해 분투하고 있는 중이다. 펄서는 이 문제를 풀 수 있도록 도움을 줄 수 있다고 과학자들은 믿고 있다. 지금도 천문학자들에게 날밤을 새게 하는 것은 블랙홀 주변의 궤도에서 펄서를 찾아내고자 하는 열망이다. 이것은 일반 상대성 이론을 검증할 수 있는 가장 이상적인 시스템이기 때문이다. 어쨌든 펄서의 발견은 우주에 대한 인류의 이해를 크게 바꾸었으며, 그 진정한 중요성은 여전히 미지인 채로 펼쳐져 있다고 할 수 있다. “조슬린 벨 버넬의 펄서 발견은 천문학 역사상 가장 위대한 업적 중 하나가 될 것”이라고 규정한 브레이크스루 상 선정위원회 의장 에드워드 위튼은 “발견할 그 순간까지 중성자 별이 실제로 어떻게 존재하는지를 아무도 정확히 알 수 없었지만, 펄서의 발견으로 믿을 수 없을 만큼 정확한 방법으로 이러한 물체를 관찰할 수 있게 되었고 그후 엄청난 진보가 이루어졌다”고 밝혔다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

우리 은하보다 1000배 더 빠르게 별이 태어나는 괴물 은하가 사상 처음으로 자세히 관측됐다. 국제 천문학 연구팀은 남미 칠레 고원에 있는 알마 전파망원경을 사용해 이 같은 은하를 포착하는 데 성공했다고 세계적 학술지 네이처 최신호(29일자)에 발표했다. 연구팀은 알마 망원경 덕분에 기존보다 10배 더 자세한 자료를 얻을 수 있었다. ‘COSMOS-AzTEC-1’로 명명된 이 은하는 지구에서 보면 육분의 자리 방향으로 약 124억 광년 떨어진 곳에 있다. 연구팀은 이 은하에서 나오는 전파를 관측하고 별이 태어나는 데 필요한 수소 등의 가스가 어떻게 분포하고 있는지를 분석했다. 또한 별이 태어나는 데 중요한 요소가 되는 가스의 움직임과 밀도도 조사했다. 그 결과, 이 은하의 가스 농도는 우리 은하의 약 30배에 달하는 것으로 나타났다. 즉 이 은하에서는 가스가 매우 짙게 몰려 있다는 것. 뿐만 아니라 중력을 벗어나려는 가스의 움직임이 약해 별의 탄생이 매우 활발하게 이뤄지고 있는 상태로 확인됐다. 심지어 별의 요람으로도 불리는 이런 가스 덩어리는 은하 중심부 외에도 그 주변에 2개 나 더 있었다. 가스 구름 자체의 중력이 커 가스가 쉽게 모이고 별이 빠르게 태어나고 있는 것이다. 연구팀은 이 속도라면 이 은하에 있는 모든 가스는 약 1억 년 안에 별이 되는 데 쓰이리라 추정한다. 이는 다른 은하에서 별이 태어나는 것보다 10배 빠른 것이다. 그리고 우리 은하보다는 약 1000배 더 빠른 속도로 별이 태어나고 있는 것이라고 연구팀은 덧붙였다. 연구팀은 이런 '괴물 은하'가 우리 은하의 초기 모습이라고 추측한다. 따라서 앞으로 더 많은 괴물 은하를 관측해 은하의 별 형성 비밀을 밝힐 것이라고 말했다. 한편 이번 연구에는 일본 국립천문대(NAOJ)와 도쿄대, 나고야대, 미국 매사추세츠 애머스트대, 멕시코 국립천체물리·광학·전자공학연구소(INAOE), 네덜란드 흐로닝언대, 독일 막스플랑크천문학연구소의 연구자들이 참여했다. 사진=NAOJ(위), ALMA(ESO/NAOJ/NRAO), 타다키 등 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

허블우주망원경이 잡은 우주의 10대 신비 중 독수리 성운(M16)의 ‘창조의 기둥'(Pillars of Creation)이 자기장의 힘으로 유지되고 있다는 사실이 한국 과학자들이 참여한 연구에서 밝혀졌다. 지구에서 약 7000광년 떨어진 곳에 위치한 독수리성운은 고밀도의 수소와 먼지들로 꽉 차있으며 이곳에서 셀 수 없는 수많은 별들이 탄생하고 있는 ‘별들의 부화장’이다. 그중 창조의 기둥은 압도적인 형태와 규모를 자랑하는데, 왼쪽의 가장 높은 기둥은 바닥에서 꼭대기까지 거리가 무려 1광년에 달한다. 한국천문연구원 연구진이 참여한 국제연구팀 ‘BISTRO’(B-Fields in Star-Forming Region Observations)는 전파관측을 통해 창조의 기둥 내 자기장 방향이 기둥과 나란히 위치하고, 그 세기는 기둥 구조를 유지할 수 있을 정도로 강하다는 것을 처음으로 규명했다. 별들은 낮은 온도와 높은 밀도 때문에 대부분의 가스가 분자 형태로 존재하는 분자구름에서 중력수축으로 만들어진다. 하지만 분자구름 속의 대부분의 가스와 먼지는 별을 만드는 데 사용되지 않는다. 이는 중력수축을 방해하는 작용이 있음을 암시한다. 별 탄생 영역의 자기장은 먼지로부터 나오는 열복사 관측을 통해 연구할 수 있다. 길쭉한 먼지알갱이들은 자기장 속에서 일정한 방향으로 정렬되고 자기장 방향에 수직으로 편광된 전파를 방출한다. 이런 원리를 바탕으로, 밀리미터 또는 서브밀리미터 파장의 전파관측으로 편광 현상을 관측하면 자기장 방향을 추정할 수 있다. 연구진은 전파관측을 통해 ‘창조의 기둥’ 내 자기장을 연구해 자기장의 방향이 기둥에 나란하며 그 세기가 기둥의 구조를 유지할 수 있을 정도로 강하다는 것을 처음으로 밝혔다. 이런 자기장이 없었다면 기둥을 둘러싸고 있는 플라즈마의 압력에 의해 그 구조가 파괴되어 기둥대신 올챙이 모양이나 구형으로 변했을 것이다. 연구진이 참여하고 있는 국제 프로젝트 BISTRO는 JCMT 전파망원경의 대규모 과제 중 하나로 별 탄생 영역에서 자기장의 역할을 연구한다. 전 세계 120여 명의 연구진 중 한국에서는 28명의 천문학자가 참여하고 있으며 한국의 연구책임자는 한국천문연구원 권우진 박사다. 권 박사는“별 탄생에서의 자기장 역할은 수십 년간 논란이 되고 있는 난제이며, 이번 연구는 독수리성운의 별 탄생 기둥이 자기장에 의해 그 구조가 유지된다는 것을 처음으로 밝혔다”며 “BISTRO 과제에 참여하고 있는 한국 연구자들은 다른 별 탄생 영역의 자기장 형태와 세기를 연구하고 있어 다양하고 흥미로운 연구결과들이 계속 이어질 것”이라고 말했다. 해당 연구 논문은 '아스트로피지컬 저널 레터스'(The Astrophysical Journal Letters) 6월 10일 자에 게재되었다. 　 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

약 1억5000만 광년 거리에 있는 거대한 블랙홀 하나가 항성을 잡아먹는 모습이 포착됐다. 태양보다 질량이 2000만 배 이상 큰 이 괴물 천체에서 별을 빨아먹는 과정에서 트림하듯 나온 ‘제트’ 현상을 천문학자들이 관측하는 데 성공한 것이다. 이런 초질량 블랙홀은 평소 잠을 자듯 가만히 있지만 별이 사정권 안에 들어오면 본격적인 사냥을 시작한다. 그런데 블랙홀의 강력한 중력에 붙잡힌 별은 가까운 쪽과 먼 쪽에 작용하는 중력의 크기가 달라 마치 면 가락을 뽑듯 가늘고 길게 늘어난다. 그러면 블랙홀은 이를 마치 국수 먹듯 삼킨다. 이른바 ‘조석파괴사건’(TDE·tidal disruption event)으로 불리는 이 우주 현상은 지금까지 극히 일부에서만 발견됐지만, 우주 초기에는 더 흔한 일이었다고 천문학자들은 추정한다. 미국국립전파천문대(NRAO)가 주도한 국제천문학연구팀은 세계 각지에 있는 여러 전파망원경과 적외선망원경을 사용해 ‘Arp 299’로 불리는 충돌하는 두 은하 중 한쪽에서 이런 조석파괴사건을 발견할 수 있었다. 두 은하 중 한쪽 중심에 있는 초질량 블랙홀은 태양보다 질량이 두 배 이상 큰 별 하나를 흡수하며 조석파괴사건에서 중요한 세부적인 내용을 보여줬다. 천문학자들은 이 불운한 별에서 뜯겨 나온 물질들이 블랙홀 주위에 회전 원반을 형성하고 일부 물질이 블랙홀 자전축 양방향으로 고속으로 분출하는 제트를 형성한다고 말한다. 이번 관측 연구에 공동저자로 참여한 스페인 안달루시아 천체물리학연구소의 미겔 페레스-토레스 박사는 “지금까지 조석파괴사건에서 제트의 형성과 진화 과정이 직접 관측된 적은 없었다”고 말했다. ‘Arp 299’에 블랙홀이 존재한다는 것을 보여주는 첫 번째 증거는 2005년 1월 30일에 나왔다. 당시 천문학자들은 카나리아제도에 있는 윌리엄허셜망원경을 사용해 두 은하 중 한쪽 중심에서 방출된 밝은 적외선 폭발을 포착했다. 같은해 7월 17일 미국 전역에 설치된 10개의 전파망원경 네트워크인 ‘베리롱베이스라인어레이’(VLBA)에서도 Arp 299의 같은 위에서 방출된 새로운 별개의 전파를 확인했다. 거의 10년 동안에 걸쳐 시행된 VLBA와 유럽 VLBI 전파망원경 네트워크(EVN), 그리고 또다른 전파망원경들을 사용한 지속적인 관측에서 블랙홀의 제트 분출 현상은 예상대로 한 방향에서 폭발하는 전파 방출임을 보여줬다. 관측된 전파 팽창은 제트 속 물질이 평균적으로 빛의 속도의 약 4분의 1로 이동했음을 보여줬다. 다행히 전파는 은하 속 블랙홀로 흡수되지 않고 지구까지 도달할 수 있었다. 대부분 은하 중심에는 태양의 몇백만 배에서 몇십억 배의 질량을 가진 초질량 블랙홀이 존재한다. 블랙홀 하나에는 질량이 너무 많이 집중돼 있어 중력이 너무 강해 빛조차 빠져나갈 수 없다. 하지만 블랙홀이 주변 물질을 흡수하는 과정에서 제트 분출이 일어나 블랙홀의 존재를 보여준다. 이는 전파 은하와 퀘이사에서 볼 수 있는 현상이다. 페레스-토레스 박사는 “하지만 대부분의 경우 초질량 블랙홀은 어떤 것도 파괴할 만큼 활동적이지 않아 조용한 상태”라면서 “조석파괴사건은 우리에게 강력한 블랙홀 부근에서 제트 형성과 진화에 대한 이해를 증진할 특별한 기회를 줄 것”이라고 말했다. Arp 299의 초기 적외선 폭발은 충돌하는 두 은하에서 초신성 폭발을 감지하기 위한 프로젝트 진행 도중 발견됐다. Arp 299에서는 수많은 별이 폭발하며 초신성이 된다. 이 때문에 Arp 299는 초신성 공장으로도 불린다. 블랙홀 제트 분출 역시 처음에는 초신성 폭발로 여겨졌다. 처음 관측된지 6년 뒤인 2011년에서야 전파 방출 부분이 증가하기 시작했다. 그후 관측에서는 이런 전파 팽창이 증가했고 과학자들은 자신들이 보고 있는 것이 초신성이 아니라 제트임을 알 수 있었다. 자세한 연구 성과는 세계적 학술지 사이언스(Science) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

‘톈궁(天宮ㆍ하늘궁전) 1호’의 ‘추락’ 때문에 지구촌이 떠들썩했다. 2001년에도 러시아의 ‘미르’가 추락한 바 있으니 처음 있는 일은 아니고, 그것이 대기권으로 진입하면 거의 다 타버린다고 했으니 겁낼 일은 아니지만, 어쨌든 사람들은 긴장했다. 그런데 우리가 ‘추락’이라는 단어에만 집중해서 그렇지 사실 그것이 단일 국가 소유로는 유일한 우주정거장이며, 그것이 떨어져도 ‘톈궁 2호’가 든든하게 버티고 있다는 점은 잘 알지 못한다. 2016년 ‘톈궁 2호’에 우주인이 30일이나 머물렀고, 그 안에서 중국을 대표하는 두 개의 키워드인 ‘비단’과 ‘차’(茶)에 관련된 실험을 했다는 점 역시 잘 알려져 있지 않다. ‘톈궁 2호’의 우주실험실에서 누에가 고치를 만들었으며, 우주인들이 차를 우려냈다. 채소를 기르는 정도가 아니라 중국인의 자부심을 보여 주는 실험들이 이루어지고 있는 것이다. 심지어 이미 ‘톈궁 3호’를 만들고 있으니, 국제우주정거장이 임무를 마치는 2024년이면 중국은 아마도 세계 유일의 우주정거장 보유국이 될 것이다. 그들은 이미 세계에서 가장 큰 지름 500m의 전파망원경을 보유하고 있고, 달에 ‘위투’(玉兎ㆍ옥토끼)라는 이름의 로버를 내려보내어 현무암까지 가져왔으며, 미국의 GPS에 맞서는 ‘베이더우’(北斗ㆍ북두칠성) 위치추적 시스템(BDS) 위성을 쏘아 올렸다. 지난 3월 30일에는 ‘베이더우 3호’를 성공적으로 발사해 2018년 말이면 ‘일대일로’(一帶一路) 연도 국가들에 서비스를 할 예정이라는 보도가 나온 상황이다. 거대 국가 중국이 그야말로 엄청나게 빠른 속도로 우주를 향해 가고 있는 것이다. 그런데 이러한 일련의 우주 프로젝트에서 눈에 띄는 것은 우주선이나 위성의 이름이다. 우주정거장 ‘톈궁’은 ‘하늘궁전’이라는 뜻인데, 이것은 중국의 달 탐사위성 ‘창어’(嫦娥)의 이름과 맞물린다. ‘창어’, 즉 ‘항아’는 중국 신화에 등장하는 천상의 여신이다. 어느 날 갑자기 하늘에 열 개의 해가 떠올라 사람들이 고통에 빠졌을 때, 그의 남편인 명사수 예와 함께 지상으로 내려온다. 예가 아홉 개의 해를 쏘아 떨어뜨리고 난 후 하늘로 돌아가지 못하게 되자 머나먼 곤륜산에 가 불사약을 구해 온다. 좋은 날을 택해 함께 먹기로 했으나, 자신이 살던 하늘궁전으로 돌아가지 못할까 봐 걱정하던 항아는 홀로 불사약을 마시고 하늘로 올라갔다. 하지만 차마 하늘궁전으로 돌아가지는 못하고 방향을 틀어 달 속으로 날아갔는데, 그곳에 계수나무와 토끼가 있었다고 한다. 그래서 그곳에서 달의 여신이 된 것인데, 그 이야기를 가리켜 ‘항아분월’(嫦娥奔月ㆍ항아가 달로 날아가다)이라 한다. 그러니 달을 향해 날아가는 탐사위성에 ‘항아’라는 여신의 이름을, 달에 착륙한 로버에 ‘옥토끼’라는 이름을 붙이고, 우주선과 도킹하는 우주정거장에 ‘하늘궁전’이라는 이름을 붙인 것이야말로 탁월한 작명이다. 위성 위치추적 시스템 위성의 이름에 ‘북두칠성’을 붙인 것은 또 어떠한가. 북두칠성은 일 년 내내 하늘에 떠 있는 별이고, 국자 모양의 별 손잡이 방향의 변화에 따라 계절을 알 수 있다. 그래서 많은 지역에 북두칠성에 대한 신화가 전승되는데, 중국에서 북두칠성은 원래 일곱 명의 자매 여신을 의미했다. 밤이면 언제나 볼 수 있는 별이기에 장수를 뜻하기도 했고, 그 생김새가 국자나 그릇, 창고처럼 생겨 풍요를 의미하기도 했다. 하지만 가장 중요한 것은 밤하늘의 길잡이 역할이었으니, 위치추적 시스템의 명칭으로는 제격이라 하겠다. 고대 신화에 등장하는 여신들의 이름을 최첨단 우주과학기술의 영역에 소환하는 그들은 우주에서도 ‘중국의 꿈’을 실현하기 위해 온 힘을 다하고 있다. 우리도 우리가 쏘아 올린 우주선에 제주도 북두칠성의 여신 ‘칠성아기씨’의 이름을 붙일 수 있는 날이 오길 꿈꾸며.

지구를 품고 있는 우리은하 바깥쪽에서 처음으로 생명탄생의 필수요소인 유기분자가 발견돼 주목받고 있다.미국 항공우주국(NASA) 고다드우주비행센터, 버지니아대, 국립전파천문관측소, 일본 오사카부립대, 일본 국립천문대, 영국 킬대, 독일 하이델베르그대, 막스플랑크 전파천문연구소, 쾰른대 공동연구팀은 태양계가 속해 있는 우리은하 바깥쪽에 있는 왜소 은하(dwarf galaxy)에서 거대 유기분자의 흔적을 발견했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널 레터스’ 1월 30일자에 실렸다. 왜소 은하는 수십억 개의 별로 구성된 작은 은하로 2000억~4000억개의 별로 이뤄진 우리은하나 안드로메다은하 같은 거대은하보다 질량과 크기가 훨씬 작은 은하를 말한다. 이들 왜소은하에서는 별들이 만들어지는 속도가 매우 느리기 때문에 화학적 구성이 원시적일 뿐만 아니라 유기물질을 형성하는데 필요한 탄소나 산소 분자가 상대적으로 적다. 이 때문에 우리은하 바깥에서 생명 탄생의 기본 요소인 유기분자는 발견된 적이 없다. 연구팀은 칠레에 있는 세계 최대 규모의 전파망원경 ‘알마’(ALMA)를 이용해 지구에서 16만 광년 떨어져 있는 거대 마젤란 성운에서 유기분자를 찾는 연구를 진행하던 중 성운 내 왜소 은하에서 다이메틸 에테르(CH3OCH3)과 포름산 메틸(CH3OCHO)라는 유기물질의 흔적을 발견했다. 마르타 세위로 NASA 박사는 “이번 발견의 의미는 생명의 기본적인 화학 구성요소인 유기물질이 지구가 있는 우리은하가 생성되기 훨씬 전에 만들어진 우주에서 이미 먼저 형성됐다는 것”이라며 “우주의 탄생과 성장을 화학적 차원에서 연구할 수 있게 됐다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2018년 무술년이 시작된 지도 벌써 일주일이 지났다. 새해에도 연구자들은 새로운 연구성과를 내기 위해 연구에 매진할 것이다. 그렇지만 전 세계 과학계의 큰손이라고 할 수 있는 미국 도널드 트럼프 행정부는 여전히 지구온난화와 백신접종에 부정적인 모습을 보이는 등 과학기술에 대해 불신을 드러내고 있으며 영국의 유럽연합(EU) 탈퇴에 따른 연구비 지원과 과학자들의 이탈 등 정치적 변화가 과학계의 모습을 바꿀 수 있다는 우려도 커지고 있다. 그럼에도 불구하고 세계적인 과학저널인 ‘네이처’와 ‘사이언스’는 ‘올해 기대되는 과학분야 연구성과’들을 선정해 발표했다.올해 기대를 한 몸에 받고 있는 연구는 ‘블랙홀의 실제 모습 공개’이다. 블랙홀이 있다는 사실은 중력파 덕분에 확인됐지만 실제 블랙홀의 모습이 공개된 적은 한 번도 없다. 지난해 4월 남극, 미국 하와이, 칠레, 프랑스 등 전 세계 9곳에 설치된 전파망원경을 하나로 연결해 지구 크기의 거대 망원경처럼 활용해 블랙홀의 모습을 보려는 ‘이벤트 호라이즌 망원경’(EHT) 프로젝트에 나섰다. 한국 천문연구원도 참여한 이 프로젝트는 우리 은하 중심부에 있는 거대 블랙홀인 ‘궁수자리A*’를 관찰했다. 거대 블랙홀은 질량은 크지만 크기는 작기 때문에 국제 연구팀은 관측한 데이터에서 블랙홀과 관련 없는 잡음을 제거하고 서로 다른 지점에서 관측된 데이터를 붙여 분석하는 작업을 거쳐 좀더 명확한 관측영상을 올해 공개할 것으로 예상되고 있다.또 주목받고 있는 것은 ‘DNA고고학’을 통해 인류 기원을 밝혀내는 연구다. DNA고고학은 유물에 대한 DNA 분석을 통해 과거를 추적하는 학문분야다. 지난해 초 독일 막스플랑크 진화인류학연구소는 오래된 유골뿐만 아니라 퇴적물에서도 원시인들의 DNA를 채취할 수 있는 기법을 개발했다고 발표했다. 원시인들이 거주했던 동굴이나 집단군락지가 잘 보존돼 있다면 유골이 아니더라도 다른 유물들로부터 극미량의 유전자를 찾아낼 수 있게 됐다는 것이다. 이런 신기술을 바탕으로 원시 인류 조상의 DNA에서 지금과 알려지지 않은 새로운 인류의 기원을 발견할 수도 있게 될 것이라고 ‘사이언스’는 예측했다.전염병을 예측한다는 것은 사실상 불가능한 일이지만 최근 몇 년 동안 사라진 것으로 간주됐던 과거의 전염병들이 다시 대유행할 조짐이 나타나고 있다는 것을 주목해야 한다는 지적이 나왔다. 아프리카 나이지리아와 브라질 상파울루 지역에서는 모기에 의해 전파되는 황열병이 다시 등장해 주변 지역으로 확산될 조짐을 보이고 있으며, 주로 겨울에 유행하는 전염병으로 최근에는 거의 사라진 것으로 알려진 디프테리아는 더운 방글라데시 지역에서 유행하고 있다. 또 예멘 지역에서는 콜레라가 확산되고 있다. 역학 전문가들은 “콜레라나 황열병, 디프테리아 등은 현재 거의 사라진 전염병이라고 생각해 백신 제조업체들에서 생산을 줄이고 있어서 비축된 백신도 많지 않아 오래된 전염병들이 다시 급속도로 확산될 가능성이 커지고 있다”고 지적했다.한편 지난해 말 미국 도널드 트럼프 대통령이 달에 다시 사람을 보내겠다는 행정명령에 서명함에 따라 유인 달탐사 경쟁이 다시 불붙을 것으로도 예측했다. 유인 달탐사 재개를 선언했지만 미국이 달까지 사람을 보내는 데는 시간이 걸릴 것으로 예상하고 있는 가운데 현재 달탐사에 있어서는 인도와 중국이 앞서 나가고 있는 상황이다. 인도는 오는 3월 인도 사타시 다완 우주센터에서 궤도선과 착륙선, 탐사로봇을 실은 우주선 ‘찬드라얀2’호를 발사할 예정이다. 2008년 찬드라얀1호가 달 궤도 탐사를 한 이후 9년 만에 발사하는 찬드라얀2호는 달 표면탐사를 시도할 계획이다. 중국 국가우주국도 올해 12월쯤 달 착륙선과 탐사로봇을 실은 ‘창허4’호를 발사할 예정이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2017년 정유년 한 해도 이제 닷새 정도밖에 남지 않았다. 과학계 역시 올해를 마무리하는 데 분주하다. 세계적인 과학저널 ‘사이언스’는 ‘올해 최고의 연구성과’(Breakthrough 2017)를 선정해 발표했고 ‘네이처’는 올해 주목받은 과학자, 최고의 과학뉴스, 가장 많이 읽힌 논문, 가장 주목받은 과학책 등 다양한 분야에서 톱 10을 골랐다. 사이언스와 네이처가 선정한 과학계 소식에서 단연 눈에 띄는 것들은 중성자별 충돌 과정을 찾아낸 것과 잘못된 유전자를 정확하게 골라서 원하는 유전자만 골라서 치료하거나 제거할 수 있는 유전자 편집기술이었다.1. 다중신호 천문학 시대 지난 8월 17일 미국의 중력파 검출기 레이저간섭계중력파관측소(라이고)와 유럽 버고 검출기에 중력파가 검출됐다. 중력파 검출이 끝나고 2초 뒤 미국 항공우주국(NASA)에서 운영하는 페르미 감마선우주망원경은 2초간 감마선 폭발 현상을 포착했다. 그 밖에 전 세계 곳곳에 설치된 전파망원경과 광학망원경은 11시간 뒤 약 1억 3000만 광년 떨어진 은하에서 중성자별의 충돌 현상을 관측했다. 전 세계 연구자 수천명이 중력파와 감마선, X선, 가시광선 등 다양한 방식으로 동시에 관측한 이 연구는 사인스가 선정한 올해 가장 혁신적인 연구성과로 꼽혔다.약 1만 2000여명의 사이언스 독자가 선정한 올해 최고의 연구성과는 ‘유전자 치료의 승리’였다. 희귀 유전병인 ‘척수성 근위축증’을 앓고 있는 에블린 빌라렐이라는 3세 소녀를 유전자 치료를 통해 낫게 한 사례는 투표 참여자 47%가 주목할 정도로 압도적 관심을 받은 연구성과였다. 상염색체 이상으로 나타나는 척수성 근위축증은 몸의 근력을 저하시키는 질환으로 신생아 6000~1만명 중 1명꼴로 나타나며 발병 시기에 따라 1~4형으로 나뉜다. 특히 생후 6개월 미만에 발병하는 1형은 가장 흔한 형태로 2세 이전에 숨진다. 미국 전국어린이병원 연구진은 정맥주사를 이용해 문제 유전자를 교체하는 방식으로 치료해 좋은 성과를 거뒀고 치료받은 아이들 대부분이 건강을 회복했다고 의학분야 국제학술지 ‘뉴 잉글랜드 저널 오브 메디슨’ 11월호에 발표했다. 개선해야 할 부분은 여전히 남아 있지만 유전자 치료의 가능성을 보여 준 성과로 주목받았다.2. 유전자 핀셋기술 개발 ‘네이처’는 기존 유전자 가위 기술보다 한층 더 정교해진 4세대 유전자 편집기술을 개발한 미국 하버드대 데이비드 리우 교수를 ‘올해의 인물’ 1위로 선정했다. 유전자 가위는 DNA의 특정부분을 자르고 붙이는 기술로 더 정밀하게 자르고 정확한 위치에 원하는 유전자를 끼워 넣는 것이 핵심이다. 리우 교수는 학생 때부터 유전자 편집 연구에 매달려 지난 10월 자연 상태에는 존재하지 않는 단백질을 이용해 정확하게 유전자 한 부분만을 편집할 수 있는 기술을 개발해 논문을 발표했다. 리우 교수가 만들어 낸 기술은 정확하게 염기 하나만 찾아내 교정할 수 있게 한 기술로 시토신(C)을 티민(T)로 바꾸고 아데닌(A)을 구아닌(G)으로 바꾸는 데 성공해 과학계에서는 3세대 유전자 가위 기술인 ‘크리스퍼-캐스9’을 뛰어넘은 ‘유전자 핀셋’기술을 개발했다고 극찬했다. 많은 전문가들은 간질이나 파킨슨병을 비롯해 각종 유전병의 절반 이상이 DNA에서 염기 하나가 뒤바뀌면서 생기는 만큼 리우 교수가 개발한 유전자 핀셋 기술은 DNA의 정교한 편집이 가능해져 유전병 치료의 획기적인 전기를 만들었다고 평가하고 있다.3. 시간 대칭성 파괴 네이처가 선정한 올해 가장 많이 읽힌 논문은 지난 3월 미국 메릴랜드대와 하버드대 연구팀이 각각 발표한 ‘시간 결정(time crystal) 관측’에 관한 연구성과가 꼽혔다.3 특히 하버드대 연구팀에는 한국인 과학자인 최순원, 최준희씨가 포함돼 있어서 주목받기도 했다. 시간 결정은 2004년 노벨물리학상을 수상한 프랭크 윌첵 MIT 교수가 2012년 처음 제안한 개념으로, 물질의 대칭성이 공간을 기준으로만 깨지는 것이 아니라 시간에 대해서도 깨질 수 있다는 사실이다. 공간대칭성이 깨지는 것은 흔히 관찰됐지만 시간대칭성이 깨지는 것은 처음 관찰됐던 것으로 양자역학 분야에서 고정관념을 깨는 연구로 평가받았다. 이 연구는 시공간을 어떻게 이해할 것인지에 대한 기본적인 질문뿐만 아니라 양자컴퓨터 개발을 위한 원천기술로 응용될 수 있을 것이라는 기대를 안고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올 한해에도 미지의 영역인 우주를 향한 인간의 도전은 계속됐다. 지상에서는 ‘역대 최고의 우주쇼‘로 불렸던 개기일식이 북미 대륙을 중심으로 펼쳐졌고 장기간 임무를 펼쳤던 토성 탐사선 카시니호는 '유작'을 남기고 장렬히 산화했다. 또 '태양계 큰형님' 목성은 탐사선 주노에 의해 그 속살을 일부 드러냈다. 최근 해외언론들은 2017년을 결산하는 ‘올해의 우주사진’(The Best Space Photos of 2017)을 선정해 발표했다. 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA) 그리고 국제우주정거장(ISS)의 우주비행사, 천체 사진작가들이 촬영해 공개한 사진들에는 우주에 대한 인류의 경외감이 오롯이 담겨있다. 올해 촬영된 우주 사진과 국내에서 인기를 모았던 사진을 일부 가감해 소개한다. 　 -우주에 뜬 '비행접시' 지난 4월 토성탐사선 카시니호가 지구로 보내 온 ‘UFO’ 사진이다. 진짜 UFO처럼 생긴 이 천체는 토성의 위성인 아틀라스(Atlas)로 생긴 모습이 둥글납작해서 비행접시라는 별명을 갖고 있다. 60개가 넘는 토성의 위성들 중에서 가장 이색적인 모습을 한 아틀라스는 가운데가 혹처럼 솟아올랐고, 가장자리가 펑퍼짐하다. 사실 우리 눈에는 만두처럼 보이기도 하는데 실제 서구에서는 이탈리아 만두인 '라비올리'(ravioli) 위성이라고도 부른다. 촬영당시 카시니호와 아틀라스와의 거리는 불과 1만 1,000km로, 이는 역대 최단거리다. - 초신성 폭발 후 남은 게성운 NASA와 ESA가 공동운영하는 허블우주망원경과 찬드라 X레이 망원경, 스피처우주망원경 등 총 5개의 천체망원경이 합작해 만든 게성운 사진으로 지난 5월 공개됐다. 게성운(Crab Nebula)은 지구로부터 6500광년 거리에 있으며 지름은 약 5광년이다. 게의 등딱지처럼 생겨 게성운이라는 재미있는 이름이 붙었으며 사실 별의 진화 마지막 단계인 초신성이 폭발해 만들어진 초신성 잔해다. 성운 중심에는 지름 30km에 달하는 중성자별인 펄서가 존재하며 1초에 30.2회 자전하면서 전자기파를 방출한다. 세계적인 통신사인 로이터가 선정한 올해의 우주사진이기도 하다.　 - '우주의 불꽃' 베텔게우스　 지난 7월 프랑스 파리천문대 등의 국제 천문학자들이 세계 최대 전파망원경 ‘알마’(ALMA)로 포착한 역대 촬영된 것 중 가장 선명한 베텔게우스의 모습이다. 적색 초거성인 베텔게우스는 오리온자리의 좌상 꼭짓점에 있으며 지구와의 거리는 약 650광년으로 별 중에서는 그나마 가깝다. 붉게 타오르는 듯한 베텔게우스의 ‘신상’ 이미지가 볼품없는 것처럼 보이지만 지구와의 거리 때문에 사실 점 수준으로도 촬영하기는 쉽지 않다. 베텔게우스는 여러 모로 흥미로운 별이다. 먼저 베텔게우스의 크기는 태양의 1400배로 50만배나 밝게 빛난다. 만약 베텔게우스를 우리의 태양 자리에 끌어다 놓는다면 목성의 궤도까지 잡아먹을 정도다. 또한 나이가 ‘불과’ 850만 년으로 젊디젊지만, 조만간 임종을 앞둔 별이기도 하다. 곧 수명을 다해 초신성으로 폭발할 운명으로 어쩌면 현장에서는 이미 폭발했을지도 모른다. 만약 오늘 초신성으로 폭발했다면 우리는 650년 후에나 ‘우주의 불꽃놀이’를 지켜볼 수 있다. - 역대 최고 우주쇼 개기일식 미국 현지시간으로 8월 21일 오전 10시 15분(한국시간 22일 새벽 2시 15분) 오리건주를 시작으로 달이 태양을 완전히 덮는 개기일식이 일어났다. 이날 미국인들은 모두 ‘해를 품는 달’의 진기한 모습을 지켜보며 ‘역대 최고의 우주쇼’를 지켜봤다. 이처럼 미국 대륙을 후끈 달아오르게 만든 99년 만의 개기일식은 땅 위에서만 주목한 이벤트는 아니다. 미 국립해양대기국(NOAA)의 최신형 기상위성 GOES16이 촬영해 공개한 사진에는 북미 대륙 위에 덮여 있는 검은 구름 같은 존재가 보인다. 바로 우주에서 본 달 그림자다. 또한 국제우주정거장에 머물고 있는 이탈리아 출신의 우주비행사 파올로 네스폴리가 촬영한 사진에도 개기일식이 잡혔다. 사진 속 지구 아래편으로 보이는 검은 형체가 달 그림자다. 한때는 저주와 재앙의 상징처럼 여겨졌던 개기일식은 달이 태양을 완전히 가리는 천체 현상이다. 이는 궤도 선상에 태양-달-지구 순으로 늘어서면서 발생하는데, 지구가 태양을 도는 궤도와 달이 지구를 공전하는 궤도의 각도가 어긋나 있어 부분일식은 자주 일어나지만 개기일식은 통상 2년마다 한 번씩 찾아온다. 한반도에서의 개기일식은 2035년 9월 2일 예정돼 있으나 그나마 평양에서나 온전히 볼 수 있으며 남한에서는 부분일식으로만 관측된다. 　 - 목성탐사선 주노가 촬영한 목성의 '민낯' 지난 9월 1일 탐사선 주노가 목성 옆을 통과하는 플라이바이를 실시하면서 8분 간격으로 가스 행성의 민낯을 잡아냈다. 사진에는 목성 표면의 수많은 구름띠와 폭풍 소용돌이가 연출하는 놀라운 형상이 생생하게 담겨있다. 이 사진은 주노 탐사선과 시민 과학자 제럴드 아히슈테트 션 도런의 합작품이다. 도런은 주노가 보내온 1차 데이터를 색보정해 이같은 목성의 민낯을 보여주는 사진을 만들었다. - 토성탐사선 카시니호의 유작 토성탐사선 카시니호는 지난 9월 15일 오전 7시 55분(한국시각 15일 저녁 8시55분)께 토성 대기권으로 뛰어들어 장렬한 최후를 맞았다. 지난 1997년 케네디 우주센터에서 발사된 지 20년 만에 임무를 모두 마친 것으로 카시니호는 결국 토성의 일부가 됐다. 이렇게 카시니호는 마지막 불꽃을 태우며 산화했지만 최후까지도 주어진 미션을 성공적으로 마무리했다. 토성 대기와의 마찰로 불타기 전 2분 동안 토성 대기성분 데이터와 사진들을 지구로 전송했기 때문이다. 카시니호가 마지막으로 보낸 데이터는 토성의 대기 속을 찍은 사진으로, 이 사진을 전송한 후 45초 만에 전소됐다. 또 토성을 배경으로 얼굴을 빼꼼히 내민 위성 엔셀라두스의 모습은 마치 고된 임무를 마친 카시니호와 작별인사를 하는 듯 하다. 카니시호와 마지막 작별이 있던 이날 NASA의 전현직 연구원들은 마지막 신호를 뒤로하고 서로 끌어안고 눈물을 흘리며 아쉬움을 함께 했다. 　 - 거대 목성의 달 그림자 적색의 행성 표면에 작은 그림자 하나가 드리워졌다. 이 행성은 목성, 작은 그림자는 위성인 아말테아(Amalthea)다. 목성에서 18만㎞ 떨어진 곳에서 공전 중인 아말테아는 지름이 약 240㎞ 정도로 못생긴 감자처럼 제멋대로 생겼다. 이 사진은 지난 10월 NASA가 공개했으며 '촬영자'는 물론 목성탐사선 주노다. 　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난 10월 태양계 밖 ‘외계에서 날아온 손님’이 처음으로 천체 관측 망원경에 포착돼 큰 화제를 모았다. 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형을 가진 이 소행성의 이름은 ‘1I/2017 U1’이다. 하와이말로 '오무아무아'(Oumuamua·제일 먼저 온 메신저라는 뜻)라는 별칭이 붙었다. 지름이 채 400m도 되지 않는 1I/2017 U1은 베가(Vega)성 방향에서 시속 9만 2000㎞의 빠른 속도로 날아와 태양계를 곡선을 그리며 방문한 후 페가수스 자리 방향으로 날아갔다. 전문가들이 이 소행성을 ‘외계 방문자’로 지목한 이유는 그 움직임이 일반적인 태양계의 소행성 궤도로는 설명할 수 없었기 때문이다. 당시 하와이 대학 등 연구팀은 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)으로 1I/2017 U1의 움직임을 관측해 첫번째 인터스텔라(interstellar·성간) 천체로 규정했다. 이름에 붙은 ‘1I’의 의미도 첫번째 인터스텔라(interstellar)라는 뜻. 얼마 전 일부 천문학자들이 오무아무아가 외계문명에서 보낸 우주선일 가능성이 있다는 주장을 펼쳐 화제가 되고 있다. 실제 한 연구재단은 현재 지구와 태양의 거리보다 2배 이상 떨어진 곳을 비행 중인 오무아무아를 향해 전파망원경을 돌렸다. 최근 러시아 억만장자 유리 밀너가 후원을 맡고 있는 '브레이크스루 리슨'(Breakthrough Listen) 측은 오무아무아에서 나올 지도 모르는 전파신호를 잡기 위해 직경 100m의 세계 최대 전파망원경인 그린뱅크 망원경을 가동할 것이라고 밝혔다. 이름이 다소 생소한 브레이크스루 리슨은 혹시 있을지 모를 외계문명에서 송출된 신호를 찾는 프로젝트 재단으로 밀너가 1억 달러를 대고 영국의 천재 물리학자 스티븐 호킹 등 저명 학자들이 지지하며 주목을 받아왔다. 지난 2015년 부터 프로젝트를 시작해 여러 건의 특이한 신호를 잡아낸 바 있으나 아직까지 뚜렷한 성과는 없다. 연구에 나선 하버드대 천문학과 아비 로브 교수는 "오무아무아는 매우 특이하게 생긴 천체로 외계문명이 만든 탐사선일 수도 있다"면서 "성간 사이를 날아다니기에 매우 이상적인 모양"이라고 설명했다. 이어 "만약 오무아무아가 외계문명이 보낸 메신저라면 방출하는 신호를 전파망원경으로 감지할 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난달 미국 하와이에 출장 가는 중 기내에서 우연히 중국 톈옌(天眼) 망원경을 주제로 한 TV 다큐멘터리를 시청했다. 중국과학원 국가천문대는 구이저우(貴州)성에 구경이 500m인 세계 최대 전파망원경을 5년 만에 건설하고 2016년 9월 첫 관측을 성공적으로 수행했다. 최근 신문에 게재된 중국 과학 기술 진보에 관한 기사를 읽고 비로소 톈옌 망원경의 위상을 파악할 수 있었다. 중국은 전 세계 과학 기술 분야 논문 비중에서 미국 다음인 2위에 올랐고 상위 500개 슈퍼컴퓨터 보유 대수 면에서 지난 11월에는 미국을 앞질렀으며, 세계 최대 전파망원경 톈옌을 건설했다는 사실이 기사의 주요 내용이었다. 망원경은 각 분해능과 집광력이 탁월하다. 각 분해능이 높은 망원경은 눈으로 분별할 수 없는 관측 대상의 세밀한 부분까지 보여 준다. 망원경 지름이 클수록, 관측하는 빛의 파장이 짧을수록 각 분해능이 좋아진다. 집광력은 빛을 모으는 능력이다. 망원경의 구경이 클수록 집광력이 좋다. 집광력이 좋은 망원경은 어두운 천체를 관측할 수 있게 해 준다. 망원경의 구경을 크게 하면 각 분해능과 집광력을 동시에 높일 수 있다. 이 때문에 천문학자들은 구경이 큰 망원경을 만들기 위해 노력한다. 현존하는 가장 큰 광학망원경은 스페인 카나리섬에 건설된 대(大)카나리 망원경으로 지름이 10.4m이다. 그런데 이 망원경의 분해능을 획기적으로 높이는 방법이 있다. 두 전파망원경이 동시에 한 천체를 관측하면, 두 망원경 사이의 거리를 지름으로 하는 거대한 망원경이 갖는 분해능을 얻을 수 있다. 이 방법을 처음 고안한 영국 케임브리지대 교수였던 마틴 라일경은 1974년 노벨 물리학상을 받았다. 한국 초장기선 전파간섭계도 이 방법을 이용하고 있다. 이 간섭계는 연세대, 울산대, 탐라대에 설치된 세 개의 21m 전파망원경으로 구성되어 있다. 이 간섭계는 남한 전체 크기의 구경을 갖는 거대한 전파망원경과 같은 분해능을 갖고 있다. 이 개념을 확장해 한국, 일본, 중국의 전파망원경을 동시에 사용하는 동아시아 초장기선 전파간섭계가 만들어졌다. 이 간섭계는 달에 있는 승용차까지 분간할 수 있는 각 분해능을 갖고 있다. 현재 규모가 큰 초장기선 전파간섭계는 유럽, 미국, 동아시아 등이 보유하고 있다. 이 중 가장 빠르게 규모가 커지고 있는 간섭계가 동아시아 간섭계이다. 한국은 동아시아 간섭계의 자료를 처리하는 센터를 운영하고 있다. 그리고 세 개의 망원경을 더 건설해 동아시아 간섭계에 포함시키려는 계획을 갖고 있다. 동아시아 초장기선 전파간섭계는 향후 5년 내에 세계에서 가장 큰 규모의 전파간섭계로 발전할 것으로 기대된다.

천문학자들이 은하계에서 가장 별이 생기기 어려워 보이는 장소에서 새로 생성된 아기별을 발견했다. 미국 노스웨스턴대학의 파하드 유세프-자데흐가 이끄는 천문학 연구팀은 세계 최대의 전파망원경인 ALMA를 이용해서 우리 은하 중심부의 거대 블랙홀 주변부를 관측했다. 이 블랙홀의 질량은 태양 질량의 400만 배에 달하는 데, 강력한 중력의 힘으로 주변부에 많은 가스와 별을 끌어들이고 있다. 연구팀은 거대 질량 블랙홀 주변 가스의 흐름을 분석하던 중 예기치 않게 ‘아기별’(protostar)의 증거를 발견했다. 새로 생성된 별은 주변에 가스와 먼지의 원반을 형성하며 이 원반에 수직으로 가스와 먼지를 분출하는 특징이 있다. 따라서 양방향으로 가스를 분출하는 천체를 발견하면 (사진) 태어난 지 얼마 되지 않은 별의 존재를 검증할 수 있을 뿐 아니라 질량과 나이 등 상세한 정보를 추정할 수 있다. 이번 연구에서 가장 놀라운 부분은 블랙홀과의 거리다. 연구팀에 의하면 아기별은 블랙홀에서 불과 1파섹(3.26광년) 이내의 가까운 위치에 존재했다. 그것도 하나가 아니라 11개나 되는 아기별이 무더기로 발견됐다. 이들의 평균 나이는 600만 년 정도로 별의 수명을 생각하면 갓 태어난 신생아나 다를 바 없다. 따라서 다른 장소에서 태어난 별이 중력에 이끌려 온 것이 아니라 바로 이 장소에서 생성된 것으로 보인다. 일반적으로 블랙홀에서 이렇게 가까운 장소에서는 중력이 강하고 가스의 흐름이 빠르다. 따라서 가스가 안정적으로 뭉치기 어려워 새로운 별이 생성되기 힘든 것으로 여겨졌다. 따라서 거대 질량 블랙홀에서 가까운 장소에 있는 별은 모두 외부에서 중력에 이끌려 온 것으로 생각했으나 이번 연구는 블랙홀 주변에서도 얼마든지 새로운 별이 생성될 수 있음을 보여주고 있다. 연구팀은 앞으로 이 블랙홀 주변 아기별에 대해서 더 상세한 관측을 진행할 예정이다. 어쩌면 이 아기별 주변에서는 행성이 생성되고 있을지 모른다. 거대 블랙홀 주변 행성은 SF 영화에서는 흔한 소재일지 몰라도 사실 현재까지 입증된 바가 없다. 종종 자연은 인간의 상상보다 더 놀라운 비밀을 간직하고 있기 때문에 앞으로 연구를 통해서 더 놀라운 사실이 밝혀질지도 모른다. 사진=거대 질량 블랙홀(별 표시) 주변에서 발견된 11개의 아기별. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Yusef-Zadeh et al.; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF) 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

2017년은 펄서(pulsar·pulsating radio star)가 최초로 발견된 지 50년째가 되는 해이다. 지금까지 발견된 펄서의 수는 약 2,600개에 이른다. 물론 거의 우리은하 내에 있는 것들이다. 과학자들은 펄서를 이용해 저주파 중력파를 탐지하여 우리은하의 구조를 연구하고 일반상대성 이론을 검증하기도 한다. 펄서 발견 50주년을 맞아 호주 연방과학산업연구기구(CSIRO) 소속의 조지 홉스 등 과학자들이 기고한 칼럼이 지난달 29일자 스페이스닷컴에 발표되었다. 이 기구에서 운용하는 파크스 전파망원경은 현재까지 발견된 펄서의 거의 절반을 발견하는 개가를 올렸다. 펄서란 과연 어떤 천체이며, 펄서의 발견이 천문학사에서 어떤 의미가 있을까? 펄서 발견 50주년을 기념하는 이들의 칼럼을 요약해 소개한다. 박사과정 여학생이 최초로 발견했다 맥동전파원(脈動電波源)으로 불리는 펄서는 회전하는 작은 별이다. 놀랍게도 성분이 모두 중성자로 이루어진 천체로, 보통의 항성이 폭발로 생을 마감한 후 뒤에 남겨지는 속고갱이 같은 별이다. 중성자별의 밀도는 성냥갑 하나 부피의 물질이 무려 5조 톤에 달한다. 그러나 지름은 겨우 30km 정도로, 초당 수백 회에 이르는 회전을 하면서 라디오파나 X-선 빔을 우주공간으로 쏘아댄다. 이 빔이 지구 쪽으로 향하면 우리는 비로소 펄서 존재를 확인할 수 있는 것이다. ​ 1967년 중반, 사람들이 한창 여름휴가를 즐기고 있을 때 영국 케임브리지 대학의 박사과정에 있는 젊은 여학생은 전파망원경 제작에 땀을 흘리고 있었다. 천문학자들이 다이폴 어레이(dipole array)라 하는 쌍극자 안테나를 가리키는데, 이 안테나가 차지하는 영역은 약 2헥타르로, 정구장 57개에 해당하는 면적이다. 전파망원경은 7월에 완성되었다. 24살의 조슬린 벨 학생(지금은 조슬린 벨 경이다)은 전파망원경의 운용과 함께 망원경이 생산하는 데이터를 분석하는 작업을 맡았다. 데이터는 펜으로 종이 위에 그리는 그래프 같은 형식으로 출력되었는데, 이 같은 그래프가 하루에 거의 30m는 쏟아져나왔다. 조슬린은 이 데이터를 눈으로 분석했다. 그래프 위에 나타난 기묘한 ‘꺾임’(cruff)은 이렇게 눈으로 발견된 것이었다. 그러나 이 발견은 그냥 스쳐지나갔다. 다른 발견들이 보통 그렇듯이 이 발견의 진가가 드러나는 데는 시간이 걸렸다. 1967년 11월 28일, 소슬린과 그녀의 지도교수 앤터니 휴이시는 기묘한 시그널을 보여주는 데이터를 하나 잡았다. 조슬린은 비로소 그 ‘꺾임’이 3분의 1초에 한 번씩 일어나는 일련의 펄스라는 사실을 알아챌 수 있었다. 이로써 조슬린과 휴이시는 펄서를 발견했던 것이다. 조슬린은 다른 세 개의 펄스 원을 더 찾아냈다. 이것은 외계 문명의 ‘작은 녹색 사람들’로부터 보내진 신호라는, 다소 이색적인 해석을 물리치는 데 도움이 되었다. 펄서의 발견에 관한 논문은 1968년 2월 24일 ‘네이처’지에 발표되었다. 나중에 펄서의 발견에 대해 수여된 1974년의 노벨 물리학상 수상자에 휴이시와 동료 마틴 라일이 선정되었지만 최초의 발견자인 조슬린 벨은 포함되지 않았다. 이것은 뒤에 노벨상이 가장 불공정하게 수여된 것이라는 비판을 받는 등, 두고두고 많은 논란을 불러일으켰다. '펄서, 과연 어떤 천체인가?' 그렇다면 과연 펄서란 무엇이며, 어떻게 작동하는 걸까? 과연 펄서도 일반적인 항성이라 할 수 있을까? 그러나 아직까지 펄서에 대해서는 밝혀진 것보다 밝혀지지 않은 것이 더 많을 만큼 불가사이한 존재다. 초고속, 또는 초저속으로 회전하는 고밀도의 펄서는 물질이 고밀도 상태에서 어떤 구조를 하고 있는가에 대한 비밀을 품고 있다. 이러한 극단적인 경우를 찾기 위해 우리는 많은 펄서를 찾아야 할 필요가 있다. 펄서는 대체로 쌍성계를 이루며 서로의 둘레를 공전하는데, 이 동반성의 본질은 우리가 펄서의 형성 내역을 이해하는 데 도움이 된다. 우리는 펄서가 무엇으로 이루어져 있으며, 어떻게 작동하는가에 대해 제법 많은 진척을 이루었지만, 그래도 펄서는 여전히 신비에 감싸인 존재라고 할 수 있다. 펄서를 연구하는 과학자들은 펄서의 실용적인 용도를 찾아내기도 한다. 예컨대 펄서의 맥동 타이밍은 전 우주의 저주파 중력파를 감지하는 방법으로 추진되고 있으며, 또한 우주에서 물질의 밀도가 높은 영역을 통과 할 때 펄스 신호가 변경되는 방식을 살펴봄으로써 우리은하의 구조를 측정하는 데 사용되기도 한다. 펄서는 또한 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 테스트 할 수있는 가장 훌륭한 도구 중 하나이기도 하다. 상대성 이론은 천문학자들이 할 수있는 가장 정교한 검증을 모두 통과하여 100년 이상 건재를 과시하고 있다. 그러나 우주가 어떻게 작동하는지에 대한 우리의 가장 성공적인 이론인 양자역학과는 아귀가 잘 맞지 않는다. 과학자들은 그래서 상대성 이론의 작은 결점이라도 찾아내기 위해 분투하고 있는 중이다. 펄서는 이 문제를 풀 수 있도록 도움을 줄 수 있다고 과학자들은 믿고 있다. 지금도 천문학자들에게 날밤을 새게 하는 것은 블랙홀 주변의 궤도에서 펄서를 찾아내고자 하는 열망이다. 이것은 일반 상대성 이론을 검증할 수 있는 가장 이상적인 시스템이기 때문이다. 어쨌든 펄서의 발견은 우주에 대한 인류의 이해를 크게 바꾸었으며, 그 진정한 중요성은 여전히 미지인 채로 펼쳐져 있다고 할 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

천문학자 이강환의 에세이집 ‘빅뱅의 메아리’를 읽다가 ‘은하 중심 방향은 성간물질에 의한 소광 현상이 너무 심해서 가시광선으로는 관측할 수 없었다’에서 생각이 다른 데로 빠졌다. ‘소광’이라. 그렇지. 잡다하게 시끌시끌한 소리가 ‘소음’이니까, 그런 빛은 ‘소광’이겠지. 새로이 한 단어를 알게 된 기쁨은 그러나 무지에서 비롯된 오해가 싹 틔운 것이었다. 소음의 ‘소’(騷)와 소광의 ‘소’(消)는 한자가 달랐다. 소광과 같은 뜻의 ‘소’를 쓰는 소음(消音)이란 단어가 따로 있는데, 오디오 기기에서 익히 본 ‘음 소거’, 즉 ‘소리를 거둔다(없앤다)’는 말이다. 그렇다면 더 좋지. 어쩌면 내가 소광(騷光)이란 말을 처음 만드는 사람일지도 몰라. 나는 흐뭇해져서, 그리하여 지름 25m 전파망원경을 건설하게 되는 단락을 마저 읽었다.독일 작가 W G 제발트의 소설을 읽으면서 거기 나오는 이국의 이름도 낯선 고장들을 구글 검색으로 생생히 보며 따라다녔다는 친구가 있다. 그 참 기발한 독서였다. 책 읽을 때의 내 버릇 중 하나는 문득 듣고 싶은 음악이 떠올라 찾아 듣는 것이다. ‘빅뱅의 메아리’의 짝은 나를 우주적 서정으로 담뿍 적시던 독일 그룹 ‘발전소’다. 꽤 오랫동안 듣지 않았던 디스켓인데 기다렸다는 듯 금방 눈에 띄었다. 쿵쿵, 쿵쿵, 심장 뛰는 소리인 듯도 하고 우주선 발동 걸리는 소리인 듯도 한 ‘라디오-액티비티’ 전주에 은하여행을 앞둔 양 가슴이 두근거린다. 아, 역시 좋구나. 소음(騷音)조차 음악으로 만드는 ‘발전소’여라. 광막한 칠흑 어둠 속에서 태풍 속 낙엽처럼 별들이 흩날리며 스쳐가네.인공적인 빛의 발명으로 인류는 깨어 있는 시간을 벌었지만, 그 빛이 넘쳐 밤을 잃었다고, 지구의 밤은 빛으로 오염됐다고 느끼는 사람도 많다. 외딴 바닷가나 산 속에서야 한밤에 깨끗한 어둠을 맛볼 수 있다. 위생적인 어둠! 밤의 어둠은 건강하게 사는 데 필수다. 그 예로 내 거실에 사는 남천이 있다. 이웃집에 놀러갔다가 선물 받은 것이다. 그 집의 발갛게 단풍 든 남천들이 어여뻐서 기대가 컸는데, 어쩐 일인지 우리 남천은 네 해가 지나도록 푸르기만 푸르고 한번도 단풍이 들지 않았다. 내가 거실에 켠 불을 거의 끄지 않고 지내는 게 그 요인이라는 걸 근래 알게 됐다. 남천에게는 밤새 켜진 불빛이 고스란히 소광(騷光)이었을 테다. 불쌍한 남천, 4년여 한시도 눈을 붙이지 못하고 얼마나 피곤했을까. 우리 남천을 생각해서라도 방을 비울 때는 불 끄는 습관을 들이려고 한다. 그럼으로써 내 생활도 작으나마 질서가 생겨서 보다 단정해질 테다. 11월, 북반구의 사람들을 가장 쓸쓸하게 하는 달이다. 문득 전 생애 동안 겪은 슬픈 일들이 하나하나 떠오르며 켜켜이 쌓이는 달. 원초적 페이소스가 해일처럼 밀려드는 달. 신이 있으면 좋겠다고 간절히 바라게 되는, 이계에 홀로 떨어진 존재처럼 속수무책 떨리는 달. 어쩌면 신은 나처럼 아무 힘이 없는지도 모른다. 그런 줄도 모르고 벼랑 끝의 인간들이 어떻게 좀 해달라고 신만 바라보며 칭얼대니 신의 심정(그에게 그런 게 있다면)이 말이 아닐 테다. 요즘 유난히 나를 따르며 뭔가 바라는 게 있는 듯한 삼색고양이가 어제 보니 새끼를 가진 듯 배가 불룩했다. 그에 막막해진 끝에 든 생각이다. 겨울을 앞두고 제 한 몸도 건사하기 힘들 텐데 새끼라니. 영양식을 먹이는 것 말고는 달리 내가 뭘 어떻게 해줄 수 있단 말인가. 두 달 전에 모진 사람이 동네에 이사 오더니 한 주일도 안 돼 그 집 근처에서 밥 먹던 고양이들을 얘 하나 남기고 다 사라지게 만들었다. 중성화 수술을 받고 평화롭게 뒹굴던 그 고양이들을 생각하면 정말 피눈물이 난다. 이제는 혼자 우리 집 앞에 와 밥을 먹는 삼색고양이가 체온을 나누던 친구들이 없어졌는데 겨울을 무사히 날 수 있을까. 지금은 좀 덤덤해졌지만 그가 이사 온 이후 첫 달은 매일, 오늘처럼 인생이 싫었던 날은 없는 듯했다. 그때가 11월이 아니어서 천만 다행이다. 11월의 하늘에는 무슨 별이 뜰까. 인터넷 검색을 해보니 웬 별자리 운세만 주르륵 뜬다. 몇 권 사뒀던 세사르 바예호의 시집 ‘오늘처럼 인생이 싫었던 날은’을 어쩌자고 가을에 태어난 친구 둘에게 선물했다. 쩝, 생일선물 제목하고는…. 부디 정반대여라!

천문학자들이 우리 은하의 크기를 최초로 직접 측정하는 데 성공했다고 우주 전문 사이트 스페이스닷컴이 12일(현지시간) 보도했다. 우리 은하에서 지구가 있는 반대편의 은하 변두리에 있는 극도로 밝은 천체를 이용해 이 같은 측정에 성공했는데, 이 천체는 우리 은하에서 이제껏 측정한 천체들보다 거의 2배 이상 먼 거리에 있다. 연구자들은 미국 뉴멕시코주에 있는 초장기선 전파망원경(Very Long Baseline Array·이하 VLBA) 10기를 사용해 은하 반대편에 있는 높은 광도의 별 형성지역을 잡아냈다. 인류는 지금까지 관측 가능한 우주의 가장 먼 가장자리인 133억 광년(빛이 1년 동안 가는 거리로 약 10조㎞)의 거리까지 측정한 기록을 가지고 있다. 그런데 10만 광년도 채 안 되는 은하 반대편까지의 거리를 지금에야 측정하게 된 것은 무슨 까닭일까? 그 답은 바로 우리 은하 내에 차지하고 있는 지구의 위치에 있다. 태양계는 우리 은하의 나선팔 위에 자리잡고 있는데, 이는 은하 중심으로부터 반지름의 반 정도 되는 거리에 해당한다. 그 위치 또한 납작한 은하 원반면에 가깝기 때문에 우리가 보는 은하수는 은하의 옆모습인 셈이다. 무수한 별들로 중첩된 은하의 옆모습을 보면서 반대편까지의 거리를 측정하는 것은 마치 울창한 숲속에서 숲의 가장자리를 파악하는 것처럼 어려운 일이다. 게다가 중앙에는 밝은 은하 중심이 시선을 가로막고 있는 형국이다. 그리고 지구 또한 은하의 크기에 비해 지극히 느린 속도로 움직일 뿐이다. 별자리가 수천 년이 지나도록 그 형태를 유지하는 것도 이러한 이유 때문이다. 어려움은 이뿐 아니다. 은하 원반의 성간 먼지나 가스, 별 등이 우리의 시선을 가로막고 있다. 연구자들은 시야를 확보하기 위해 긴 파장의 전파를 이용해 대상 천체의 시차(視差)를 측정했다. 시차란 두 관측지점과 대상이 이루는 각도를 말한다. 우리가 손가락을 눈 앞에 두고 왼눈, 오른눈으로 각각 볼 때 손가락의 위치가 달리 보이는데, 이는 두 눈의 거리에 따른 시차 때문이다. 시차의 각도를 알면 삼각법으로 목표물까지의 거리를 구할 수 있다. 천문학에서 천체까지의 거리를 측정하는 데는 대체로 대상 천체의 밝기를 이용해서 추산한다. 예컨대, 1a형 초신성이란 천체는 그 절대광도가 알려져 있어 표준촛불로 불리는데, 해당 초신성의 광도를 측정하면 그 별까지의 거리를 산정해낼 수 있다. 광도는 거리에 역제곱으로, 거리가 2배면 광도는 4분의 1로 떨어진다. 이 방법으로 수십억 광년 거리까지 측정할 수 있지만, 비교적 가까운 거리는 시차를 이용해서 측정한다. 연구진이 은하 반대편에 있는 G007.47+00.05으로 불리는 별 형성 지역까지의 거리를 알아낸 것은 바로 이 시차를 이용한 기법이었다. 두 눈에 해당하는 관측점으로는 공전하는 지구가 6개월 간격으로 태양 궤도의 양끝에 위치해 있는 지점으로, 이때 VLBA를 이용해 해당 천체의 시차를 측정해내는 데 성공한 것이다. 그러나 그 시차는 참으로 작아서, 달 표면에 놓인 야구공의 양끝을 지구에서 보는 격이었다. 이 시차로 계산서를 뽑아보니 6만 6500광년이란 거리가 나왔다. 이제껏 시차로 측정해낸 가장 먼 거리는 3만 6000광년으로, 그 2배의 거리를 측정해낸 쾌거를 이룬 셈이다. 우리 은하는 지름이 10만 광년이니까 이 계산에서 우리 태양계와 가까운 쪽 은하 가장자리까지의 거리는 약 3만 3500광년이란 값이 나온다. 독일 막스 플랑크 연구소 전파천문학부 소속의 알베르토 산나 논문 대표저자는 “이번에 측정된 이 공간 속에 우리 은하의 거의 모든 별들과 성간 가스가 존재한다”면서 “이번 연구로 우리는 VLBA를 이용해 우리 은하의 구조와 나선팔 형태를 더욱 정밀하게 연구할 수 있게 되었다”고 말했다. 새 연구는 ‘사이언스’ 12일자(현지시간)에 발표됐다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

우리 은하 안에서 처음으로 중간급 규모의 블랙홀이 발견됐다. 최근 일본 게이오 대학 등 공동연구팀은 우리 은하 중심부에서 태양 질량의 약 10만 배에 달하는 블랙홀을 발견했다는 연구결과를 발표했다. 지구에서 약 2만 5000광년 떨어진 곳에 위치한 이 블랙홀은 지금까지 분자가스로 이루어진 구름에 가리워져 그 존재가 드러나지 않았다. 이번 발견의 가치를 알기 위해서는 먼저 블랙홀에 대한 이해가 필요하다. 일반적으로 대부분의 은하들은 그 중심부에 우리 태양 질량의 수백 만 배 심지어 수십 억 배가 넘는 거대한 블랙홀을 품고 있다. 우리 은하 역시 예외가 아닌데 실제 중심에는 태양의 400만 배가 넘는 초질량 블랙홀 ‘궁수자리 A*’가 얌전하게 똬리를 틀고 있다. 칠레에 위치한 전파망원경 알마(ALMA)로 감지한 새 블랙홀은 궁수자리 A*에 이은 두번째 크기로 아직까지는 학계의 공식적인 인정을 받지는 않았다. 그러나 연구팀의 주장처럼 중간급 규모 블랙홀이라면 연구 가치가 높다. 블랙홀은 태양 질량과 비교해 '체급'을 나누는데 태양보다 수십 만 배 이상 큰 초질량 블랙홀과 태양보다 3배 이상 큰 항성질량 블랙홀로 구분한다. 이 둘 사이에 존재하는 '미들급'이 바로 중간질량 블랙홀로 블랙홀의 생성과 진화의 비밀을 알 수 있는 단서가 될 수 있다. 연구를 이끈 토모하루 오카 교수는 "중간질량 블랙홀의 기원은 여전히 불분명하며 여러 이론이 존재한다"면서 "한 가지 가설은 젊은 성단(星團)의 융합과정에서 '가출'해 형성됐다는 주장"이라고 설명했다. 이어 "중간질량 블랙홀은 천체 진화의 미싱링크(missing link·진화계열의 중간에 해당되는 존재)이자 초질량 블랙홀 형성의 비밀을 푸는데 도움을 줄 것"이라고 전망했다. 　 이번 연구결과는 세계적 학술지 네이처의 자매지인 ‘네이처 아스트로노미’(Nature Astronomy) 최신호에 발표됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

천문학자라고 하면 사람들은 뭘 연구하느냐고 묻곤 한다. 그러면 나는 “별을 만든다”고 답한다. 엄밀히 따지면 별이 만들어지는 과정을 밝히는 사람이지만 말이다. 우주 공간을 가득 채우고 있는 별이 어떻게 만들어지는지 알아내는 일은 천문학에서 중요한 연구과제다. 천문학의 연구 대상은 크기와 시간 면에서 실험실의 짧은 시간 동안 어찌해 볼 수 있는 대상이 아니다. 때문에 관측된 현상을 실험이 아닌 컴퓨터로 구현해 낸다. 나 역시 슈퍼컴퓨터를 이용해 태양과 같은 별이 어떻게 만들어지고 있는가를 연구하고 있다. 별은 기체와 먼지로 이루어진 성간운의 중력 수축에 의하여 형성된다. 별과 별 사이란 뜻을 갖는 ‘성간’은 인터스텔라(interstellar)를 번역한 말이다. 많은 사람들이 별 사이의 공간은 아무것도 없는 진공이라고 생각한다. 하지만 이 공간에는 기체와 먼지로 이루어진 성간물질이 있다. 우리 은하 내 성간물질은 별들의 전체 질량의 수 퍼센트에 해당하는 어마어마한 양이 존재한다. 천문학자들은 전파망원경을 통해 성간물질의 분포를 파악하고 있다. 기체와 먼지가 주변보다 많이 분포하는 곳이 존재하는데 그 모습이 구름과 비슷해 성간구름(성간운)이라 부른다. 이런 성간운에서 별이 만들어진다. 성간운 안에 작용하는 강한 자기장과 기체의 난류 운동 때문에 성간운 전체가 중력 수축을 하지 않는다. 그러나 성간운 내의 밀도는 제각각이기 때문에 밀도가 높은 곳은 자기장과 난류의 저항을 극복하고 중력 수축을 하기도 한다. 이때 자전하면서 중력 수축하기 때문에 호떡 모양의 원반이 형성되고 원반의 중심에는 별이, 중심으로부터 떨어진 곳에서는 행성들이 만들어진다. 이 시나리오는 현재 태양계의 모습, 즉 ‘태양은 여러 행성들의 궤도 중심에 위치하고 여러 행성들의 궤도면들은 거의 한 평면에 존재한다’는 사실을 잘 설명해준다. 칠레에 있는 알마(ALMA) 전파망원경은 태양에서 가까운 ‘바다뱀자리 어린별 TW’와 ‘황소자리 어린별 HL’에서 원반과 행성 형성의 증거를 보여 주었다. 필자는 별 생성 시나리오를 검증하기 위해서 슈퍼컴퓨터를 이용한 수치 계산 연구를 하고 있다. 좀 더 구체적으로 말하면 우리 태양계보다 약 1000배 큰 공간에서 자기장과 자체 중력을 받고 있는 성간 기체의 운동을 기술하는 방정식을 풀어 어린 별이 생성되는 장면을 추적한다. 넓은 성간 공간에서 어린 별은 분해할 수 있어야 하며 천만년 정도의 진화를 추적해야 하기 때문에 성능 좋은 슈퍼컴퓨터를 이용한다. 컴퓨터 계산 결과와 관측 사실을 비교해 별 만드는 시나리오를 좀 더 정교하게 만드는 작업이 천문학자의 일이다.

지구촌 천문학자들이 즐겨 찾는 별 베텔게우스가 최근 가장 선명한 모습을 드러내 화제다.최근 프랑스 파리천문대 등의 국제 천문학자들은 세계 최대 전파망원경 ‘알마’(ALMA)로 포착한 베텔게우스의 모습을 지난 26일(현지시간) 공개했다. 적색 초거성인 베텔게우스는 오리온자리의 좌상 꼭짓점에 있으며 지구와의 거리는 약 650광년으로 별 중에서는 그나마 가깝다. 붉게 타오르는 듯한 베텔게우스의 ‘신상’ 이미지가 볼품없는 것처럼 보이지만 지구와의 거리 때문에 사실 점 수준으로도 촬영하기는 쉽지 않다. 베텔게우스는 여러 모로 흥미로운 별이다. 먼저 베텔게우스의 크기는 태양의 1400배로 50만배나 밝게 빛난다. 만약 베텔게우스를 우리의 태양 자리에 끌어다 놓는다면 목성의 궤도까지 잡아먹을 정도다. 또한 나이가 ‘불과’ 850만년으로 젊디젊지만, 조만간 임종을 앞둔 별이기도 하다. 곧 수명을 다해 초신성으로 폭발할 운명으로 어쩌면 현장에서는 이미 폭발했을지도 모른다. 만약 오늘 초신성으로 폭발했다면 우리는 650년 후에나 ‘우주의 불꽃놀이’를 지켜볼 수 있다. 연구에 참여한 이몬 오고르만 박사는 “수십 년간 베텔게우스를 관측해 왔는데 표면뿐 아니라 내부 온도까지 일정치 않다”면서 “자기장에 의해 온도 변동이 이루어지는 것으로 보이는데 이는 우리 태양과 유사하다”고 설명했다. 이어 “베텔게우스는 태양계와 가장 가까운 곳에 위치한 별은 아니지만 엄청난 크기 덕분에 알마로 관측하는 데 이상적”이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

거대한 두 쌍의 초질량 블랙홀의 궤도운동이 사상 처음으로 감지됐다. 최근 미국 뉴멕시코대학 등 국제공동연구팀은 미 전역에 설치된 10개의 전파망원경 네트워크인 VLBA(Very Long Baseline Array)를 이용해 두 쌍의 초질량 블랙홀의 궤도운동을 포착하는데 성공했다고 밝혔다. 지구에서 약 7억 5000만 광년 떨어진 타원은하 ‘0402+379’ 중심부에서 발견된 이 블랙홀 한 쌍은 22.8광년 정도 떨어진 위치에서 서로 바라보며 일정 궤도로 움직인다. 두 블랙홀의 질량을 합하면 우리 태양의 무려 150억 배가 된다. 여기에 블랙홀이 완전히 한 바퀴 회전하는 궤도 주기는 대략 3만 년으로 인간의 시간으로는 상상조차 되지 않는다. 대부분의 은하들은 그 중심부에 우리 태양 질량의 수백 만 배 심지어 수십 억 배가 넘는 거대한 블랙홀을 품고 있다. 우리 은하에도 역시 태양 질량의 400만 배가 넘는 거대 블랙홀이 ‘조용히’ 존재하는 반면, 어떤 블랙홀은 주변 물질을 게걸스럽게 잡아먹으며 요란을 떨기도 한다.　 지난 1995년 처음 인류에게 발견된 이 두 쌍의 블랙홀은 흥미롭게도 서로 다른 은하에 속해있다가 멀고 먼 옛날 두 은하가 합쳐지면서 가까워진 것으로 추정된다. 곧 두 블랙홀 역시 언젠가는 서로 충돌해 하나가 될 운명에 놓이게 되는 셈이다. 연구를 이끈 그레고리 테일러 박사는 "12년이 넘는 시간 동안 두 블랙홀의 궤적을 관측해왔다"면서 "역대 발견된 블랙홀 중 서로 가장 가까운 거리에 있다"고 설명했다. 이어 "두 은하와 블랙홀이 합병되는 이벤트는 우주에서는 흔한 일"이라면서 "이같은 천체 간의 결합은 은하의 진화와 발전을 알려주는 중요한 자료가 된다"고 덧붙였다. 　 이번 연구결과는 천체물리학저널(Astrophysical Journal) 27일 자에 발표됐다.　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr