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

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

“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

행성이 형성 중인 것으로 보이는 아름답고 화려한 이중 고리를 두른 젊은 ‘엄마 별’이 세계 최대 알마(ALMA) 전파망원경에 포착됐다. 지구로부터 이리자리(Lupus) 방향으로 약 456~619광년 거리에 있는 ‘이리자리 IM’(IM Lup)이라는 이름을 가진 이 별은 나이가 50만~175만 년으로, 약 45억 년 된 우리 태양과 비교해 보면 아직 어린 수준이다. 천문학자들은 알마 망원경을 사용해 이 젊은 별 주위에서 행성 형성 원반인 고리를 2개나 관측해냈다. 이들은 지름이 90AU인 내부 고리를 볼 수 있을 것으로 예상했지만 지름이 300AU인 외부 고리가 관측 가능하다고는 예상하지 못했다. 연구진은 분석 연구를 통해 이중 고리가 우주에서 가장 흔한 중이온(중원소의 양이온, 전자기를 띠는 분자) 중 하나인 ‘중수소로 치환된 포르밀 양이온’ DCO+(중수소-탄소-산소)로 이뤄져 있다는 것을 확인했다. 우주에는 ‘포르밀 양이온’ HCO+(수소-탄소-산소)라는 중이온이 더 많이 분포하고 있는데 DCO+는 HCO+의 수소 원자가 ‘수소-중수소 교환’ 반응을 통해 중수소로 바뀐 것. 연구를 이끈 미국 하버드 스미스소니언 천체물리학센터의 카린 외베리 박사는 “알마 망원경을 통해 행성이 형성 중인 원반에 일어나는 화학적 성질을 관찰할 수 있게 됐다”면서 “이번 발견은 원시 행성계 원반의 외부 본질을 이해하는 새로운 단서가 된다”고 말했다. 연구진은 이 별에서 DCO+로 이뤄진 내부 고리의 존재는 DCO+ 형성에 필수적인 ‘낮은 온도’와 ‘풍부한 일산화탄소(CO) 가스’의 적절한 조합으로부터 형성됐다고 추정하고 있다. 이 별에 더 가까운 조건은 또한 DCO+가 생기기에는 너무 따뜻하다. 하지만 좀 더 먼 곳에서는 쌓여있는 일산화탄소(CO)가 모두 얼어붙어 지름이 미크론으로 측정되는 고체 입자인 미립자(dust grains)와 원시행성으로 합쳐질 가능성이 있는 여러 미행성(planetesimals) 위에 얼음층을 형성한다. 또 연구진은 외부 고리의 존재로부터 다음과 같은 가정도 도출하고 있다. 중심 별로부터 멀어질수록 주위 환경은 차갑고 어두워지지만, 외부 고리일지라도 원반 밀도가 매우 낮은 부분은 중심 별의 빛이 외부 고리 안까지 파고들어 가는 것으로 연구진은 가정하고 있다. 이런 빛을 통해 얼어있던 일산화탄소가 승화하고 내부 순환을 통해 DCO+의 생성이 다시 일어나고 있다는 것이다. 이에 대해 연구진은 중수소로 이뤄진 무거운 분자가 지금까지 예상하지 못했던 장소에서 만들어질 가능성이 있다고 설명하고 있다. 이번 연구를 통해 이런 무거운 분자가 우리 태양계와 다른 행성계가 어떻게 만들어지는지 그 역사를 탐구하는 유력한 수단이 될 것이라고 연구진은 말하고 있다. 외베리 박사는 “무거운 분자는 어디서 어떻게 다양한 분자로 형성됐는지를 우리에게 가르쳐주는 이른바 별들 사이의 메신저”라고 말했다. 또한 “예를 들어 지구의 바다는 중수소와 산소로 이뤄진 물인 ‘중수’가 많이 포함돼 있어 지구의 물 대부분이 태양이 지금처럼 빛나기 전인 원시 태양계 성운일 때부터 존재했음을 보여준다”면서 “즉 해수는 태양보다 오랜 역사를 가지고 있다는 것”이라고 말했다. 한편 이번 연구성과는 국제학술지인 ‘천체물리학회지’(The Astrophysical Journal) 최신호(9월 4일자)에 발표됐다. 사진=카린 외베리(CfA), 알마 (NRAO/ESO/NAOJ); 빌 색스턴 (NRAO/AUI/NSF) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

-11년간 추적에도 아직 못찾아 딱 100년 전인 1915년 아인슈타인이 일반상대성 원리에서 중력파의 존재를 예언한 후, 세계의 내로라하는 과학자들이 눈에 불을 켜고 중력파를 추적했지만, 아직까지 아무도 그것을 찾아내지 못하고 있다. 고해상도의 망원경으로 중무장한 일단의 천문학자들이 지난 11년간 시공간의 주름인 중력파의 증거를 찾아 우주를 온통 뒤지다시피 했지만, 은하들이 충돌할 때 내는 시공간의 뒤틀림만 포착했을 뿐, 중력파의 그림자도 보지 못한 채 빈손으로 돌아왔다고 영국 일간지 데일리메일이 20일(현지시간) 보도했다. 과학자들은 우리가 사는 이 우주가 아인슈타인이 일반상대성 원리에서 이야기했듯이 시공간의 구조로 이루어져 있는 것으로 보고 있다. 우주에 존재하는 물질들이 이 시공간 구조를 휘게 하는데, 질량이 클수록 중력파로 인해 그 휘는 정도, 곧 시공간 구조의 주름도 역시 커진다고 한다. 중력파는 블랙홀들이나 은하들이 충돌할 때 발생하는 것으로 보고 있다. 은하들은 충돌로 인해 합병하여 덩치를 키워가는데, 그 중심에는 초질량의 블랙홀을 품고 있는 것으로 알려져 있다. 두 개의 은하가 합병하면 그 블랙홀들은 중력으로 묶여져 서로의 둘레를 도는 궤도로 공전하게 된다. 이때 중력파가 시공간의 구조를 왜곡시키는 주름을 만든다고 아인슈타인이 예측한 것이다. 아인슈타인의 일반상대성 원리는 지금까지 여러 방면으로 검증을 받았지만, 어떠한 오류도 발견되지 않았다. 그러나 그가 예언한 중력파는 아직까지 유일한 미해결 과제로 물리학의 최대 화두가 되고 있는 것이다. 과학자들에게 이 중력파 발견이 중요한 이유는 중력파가 우주의 탄생에 관한 정보를 담고 있다고 믿기 때문이다. 중력파는 백뱅 때 생성되었을 것으로 추정되고 있다. 지금까지 중력파 존재를 예시하는 강력한 징후들은 여러 차례 포착되었지만, 직접적인 증거는 전혀 찾아내지 못하고 있다. 이 중력파를 추적하는 과학자 그룹은 CSIRO와 국제전파천문학연구센터의 라이언 섀넌과 이 이끄는 연구팀으로, 이들의 연구논문이 '사이언스'지에 발표되었다. 중력파를 발견하기 위해 섀넌 박사의 연구팀은 밀리초 맥동성(millisecond pulsars)을 모니터링하는 데 고해상도를 가진 파커스 망원경을 동원했다. 이 작은 별들은 아주 정기적으로 전자 펄서를 방출하며 우주의 시계 같은 운동을 한다. 과학자들은 이 펄서 신호의 도착시간을 100억분의 1초의 정밀도로 기록했다. 아인슈타인의 이론은 지구와 밀리초 맥동성 사이를 흐르는 중력파가 그 공간을 약 10m- 지구-펄서 간 거리의 아주 미세한 양- 길이만큼 늘여놓을 것이라고 예측한다. 이는 곧 펄서의 지구 도착 시간을 비록 미세한 양이기는 하나 약간 지연시킨다는 뜻이다. 과학자들은 이같은 펄서에 대해 지난 11년간 연구를 진행했지만, 결국 중력파의 존재를 밝혀내는 데는 실패했다. "우리는 아무것도 듣지 못했다. 최소한의 징후도 발견하지 못했다"고 섀넌 박사는 밝혔다. "우주는 아주 고요했다. 적어도 우리가 찾는 중력파 같은 것은 볼 수 없었다." 그렇다고 이것이 아인슈타인의 중력파 예언이 틀렸음을 뜻한다는 것은 아니며, 블랙홀의 합병이 너무나 빨리 진행된 탓이 아닐까 과학자들은 생각하고 있다. 블랙홀들이 나선으로 돌다가 순식간에 합쳐짐으로써 중력파를 발생시킬 시간이 거의 없었을지도 모른다는 것이 그 이유이다. "블랙홀 주위에 둘러싸고 있는 엄청난 가스층이 강한 마찰을 일으켜 블랙홀 에너지를 휩쓸어가버린 결과, 두 블랙홀의 합병이 급속히 진행됐을 수도 있다"고 모내시 대학의 박사후 과정의 폴 러스키 박사가 덧붙였다. 어쨌든 펄서의 측정으로 중력파를 발견하려면 천문학자들은 여러 해에 걸쳐 펄서의 방출 시간을 기록해야 한다. 시간 기록을 함에 있어서는 고주파 펄서를 대상으로 하는 게 유리하다"고 케임브리지 대학의 린들리 렌타티 박사가 설명한다. 고주파 중력파는 중성자별의 합병 때 발생하는데, 천문학자들은 2018년부터 건설될 거대한 전파망원경 SKA(Square Kilometre Array)으로 이를 포착할 예정이다. 비록 펄서 신호의 도착 시간 지연을 포착하여 중력파 존재를 발견하는 데는 실패했지만, 이것이 지상의 망원경을 이용한 중력파 탐색이 무용하다는 뜻은 아니다. 미국 워싱턴주와 루이지애나주에 있는 레이저 간섭계 중력파관측소(LIGO:Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory)는 지난주부터 중력파를 발견하기 위해 우주를 관측하기 시작했다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

딱 100년 전인 1915년 아인슈타인이 일반상대성 원리에서 중력파의 존재를 예언한 후, 세계의 내로라하는 과학자들이 눈에 불을 켜고 중력파를 추적했지만, 아직까지 아무도 그것을 찾아내지 못하고 있다. 고해상도의 망원경으로 중무장한 일단의 천문학자들이 지난 11년간 시공간의 주름인 중력파의 증거를 찾아 우주를 온통 뒤지다시피 했지만, 은하들이 충돌할 때 내는 시공간의 뒤틀림만 포착했을 뿐, 중력파의 그림자도 보지 못한 채 빈손으로 돌아왔다고 영국 일간지 데일리메일이 20일(현지시간) 보도했다. 과학자들은 우리가 사는 이 우주가 아인슈타인이 일반상대성 원리에서 이야기했듯이 시공간의 구조로 이루어져 있는 것으로 보고 있다. 우주에 존재하는 물질들이 이 시공간 구조를 휘게 하는데, 질량이 클수록 중력파로 인해 그 휘는 정도, 곧 시공간 구조의 주름도 역시 커진다고 한다. 중력파는 블랙홀들이나 은하들이 충돌할 때 발생하는 것으로 보고 있다. 은하들은 충돌로 인해 합병하여 덩치를 키워가는데, 그 중심에는 초질량의 블랙홀을 품고 있는 것으로 알려져 있다. 두 개의 은하가 합병하면 그 블랙홀들은 중력으로 묶여져 서로의 둘레를 도는 궤도로 공전하게 된다. 이때 중력파가 시공간의 구조를 왜곡시키는 주름을 만든다고 아인슈타인이 예측한 것이다. 아인슈타인의 일반상대성 원리는 지금까지 여러 방면으로 검증을 받았지만, 어떠한 오류도 발견되지 않았다. 그러나 그가 예언한 중력파는 아직까지 유일한 미해결 과제로 물리학의 최대 화두가 되고 있는 것이다. 과학자들에게 이 중력파 발견이 중요한 이유는 중력파가 우주의 탄생에 관한 정보를 담고 있다고 믿기 때문이다. 중력파는 빅뱅 때 생성되었을 것으로 추정되고 있다. 지금까지 중력파 존재를 예시하는 강력한 징후들은 여러 차례 포착되었지만, 직접적인 증거는 전혀 찾아내지 못하고 있다. 이 중력파를 추적하는 과학자 그룹은 CSIRO와 국제전파천문학연구센터의 라이언 섀넌과 이 이끄는 연구팀으로, 이들의 연구논문이 '사이언스'지에 발표되었다. 중력파를 발견하기 위해 섀넌 박사의 연구팀은 밀리초 맥동성(millisecond pulsars)을 모니터링하는 데 고해상도를 가진 파커스 망원경을 동원했다. 이 작은 별들은 아주 정기적으로 전자 펄서를 방출하며 우주의 시계 같은 운동을 한다. 과학자들은 이 펄서 신호의 도착시간을 100억분의 1초의 정밀도로 기록했다. 아인슈타인의 이론은 지구와 밀리초 맥동성 사이를 흐르는 중력파가 그 공간을 약 10m- 지구-펄서 간 거리의 아주 미세한 양- 길이만큼 늘여놓을 것이라고 예측한다. 이는 곧 펄서의 지구 도착 시간을 비록 미세한 양이기는 하나 약간 지연시킨다는 뜻이다. 과학자들은 이같은 펄서에 대해 지난 11년간 연구를 진행했지만, 결국 중력파의 존재를 밝혀내는 데는 실패했다. "우리는 아무것도 듣지 못했다. 최소한의 징후도 발견하지 못했다"고 섀넌 박사는 밝혔다. "우주는 아주 고요했다. 적어도 우리가 찾는 중력파 같은 것은 볼 수 없었다." 그렇다고 이것이 아인슈타인의 중력파 예언이 틀렸음을 뜻한다는 것은 아니며, 블랙홀의 합병이 너무나 빨리 진행된 탓이 아닐까 과학자들은 생각하고 있다. 블랙홀들이 나선으로 돌다가 순식간에 합쳐짐으로써 중력파를 발생시킬 시간이 거의 없었을지도 모른다는 것이 그 이유이다. "블랙홀 주위에 둘러싸고 있는 엄청난 가스층이 강한 마찰을 일으켜 블랙홀 에너지를 휩쓸어가버린 결과, 두 블랙홀의 합병이 급속히 진행됐을 수도 있다"고 모내시 대학의 박사후 과정의 폴 러스키 박사가 덧붙였다. 어쨌든 펄서의 측정으로 중력파를 발견하려면 천문학자들은 여러 해에 걸쳐 펄서의 방출 시간을 기록해야 한다. 시간 기록을 함에 있어서는 고주파 펄서를 대상으로 하는 게 유리하다"고 케임브리지 대학의 린들리 렌타티 박사가 설명한다. 고주파 중력파는 중성자별의 합병 때 발생하는데, 천문학자들은 2018년부터 건설될 거대한 전파망원경 SKA(Square Kilometre Array)으로 이를 포착할 예정이다. 비록 펄서 신호의 도착 시간 지연을 포착하여 중력파 존재를 발견하는 데는 실패했지만, 이것이 지상의 망원경을 이용한 중력파 탐색이 무용하다는 뜻은 아니다. 미국 워싱턴주와 루이지애나주에 있는 레이저 간섭계 중력파관측소(LIGO:Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory)는 지난주부터 중력파를 발견하기 위해 우주를 관측하기 시작했다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

“이 드넓은 우주에서 지구에만 생명체가 존재한다면 엄청난 공간 낭비다.”(미국 천문학자 칼 세이건) 많은 사람들이 하늘을 쳐다볼 때마다 우주 어딘가에 우리와 비슷하거나 아니면 우리보다 더 뛰어난 외계 생명체가 있을 것이라고 상상한다. 이런 외계 생명체가 생존하기 위해서는 최소한 지구와 비슷한 환경이어야 할 것이다. 외계에서 지구와 비슷한 행성을 찾는 것은 어딘가 있을지 모르는 생명체를 찾기 위한 기본 조건이기도 하다. ●‘케플러와 다윈’ 지금도 외계 지구 탐색 중 지난 23일 미국 항공우주국(NASA)은 지구에서 빛의 속도로도 1400년을 가야 닿을 수 있는 1경 3254조㎞ 떨어진 백조자리에서 항성 ‘케플러452’와 그 주변을 도는 행성 ‘케플러452b’를 발견했다고 밝혔다. 케플러452b는 지구보다 1.6배 크고, 항성과 1억 5700만㎞ 떨어져 있으며 공전 주기도 385일로 모든 조건이 지구와 비슷한 행성이다. 케플러452b를 찾아낸 것은 대기권 밖 우주공간에 떠 있는 ‘케플러 우주망원경’이다. 행성 운동법칙을 발견한 17세기 독일 천문학자 요하네스 케플러의 이름에서 따온 케플러 우주망원경은 태양계 밖에 있는 지구 형태의 행성을 찾는 ‘케플러 미션’을 수행 중이다. 케플러는 372.5일 주기로 태양 주위를 공전하며 15만여개의 별을 관측하고 있다. 지구와 비슷한 형태의 외계 행성을 발견하는 것이 쉽지 않기 때문에 케플러는 넓은 영역을 동시 다발적으로 관찰하고 있다. 유럽우주국(ESA)도 케플러 미션과 비슷한 개념의 ‘다윈 프로젝트’를 진행하고 있다. 다윈은 지구에서 150만㎞ 상공에 천체망원경 네트워크를 구축해 외계에서 지구형 행성을 찾으며 생명체의 존재 가능성을 탐사하고 있다. ●미세한 빛과 중력의 변화가 행성 탐사 단서 천문학자들은 외계 행성을 찾는 것이 강력한 서치라이트 불빛 옆에 켜져 있는 미미한 백열전구의 빛을 구별해 내는 것만큼이나 어렵다고 입을 모은다. 그렇다면 어떻게 지구에서 멀리 떨어져 있는 곳의 행성을 찾을 수 있을까. 우선 별(항성)과 주위를 도는 행성의 빛의 미미한 변화를 통해 행성을 찾아낸다. 행성은 스스로 빛을 내지 못하고 항성의 빛을 받아 빛난다. 만약 항성 주변에 행성이 있다면 행성이 항성 주위를 돌 때 빛을 가리면 어두워지고, 빛을 반사하면 항성과 행성을 더한 만큼 밝아지게 된다. 케플러 우주망원경도 이런 빛반사 탐색 방식으로 외계 행성을 찾고 있다. 또 질량이 큰 행성은 중력도 크기 때문에 항성의 위치에도 미세하게 영향을 미친다. 지구에서 항성의 위치를 측정할 때 거리가 좁아지면 파장이 더 짧게(청색편이), 멀어지면 파장이 더 길게(적색편이) 관측되는 ‘도플러 효과’가 나타난다. 적색편이와 청색편이가 규칙적으로 관찰되는 항성이 있다면 주변에 큰 행성이 있다는 말이다. 아인슈타인의 일반상대성 이론을 적용해 행성의 존재를 추적하기도 한다. 빛도 중력에 따라 경로가 휘어지는데 이러한 빛의 휘어짐을 정밀하게 분석하는 것이다. 이 밖에도 별이 움직이는 경로를 추적하거나 전파신호를 내보내는 중성자별의 신호주기 변화를 측정해 행성을 찾아내기도 한다. ●“우주엔 수백만개 문명 존재 가능하다” 지난 20일 영국 왕립학회는 스티븐 호킹 케임브리지대 교수와 제프 머시 미국 버클리대 교수, 외계 지적생명체 탐사 프로젝트인 ‘세티’(SETI) 창설자 프랭크 드레이크 박사 등이 참여하는 새로운 외계 생명체 탐사프로젝트 ‘돌파구 계획’을 발표했다. 러시아 재벌인 유리 밀너는 이 프로젝트를 위해 10년간 1억 달러(약 1160억원)를 투자하겠다고 나서기도 했다. 이 프로젝트는 외계 생명체 신호를 찾는 ‘듣기’와 디지털 메시지를 외계로 쏘아 보내는 ‘메시징’ 프로그램으로 짜여 있다. 듣기 프로그램은 외계 생명체가 우주로 보냈을 수도 있는 신호들을 전파망원경으로 찾아 분석하는 것이고, 메시징은 디지털 메시지를 외계로 쏘아 보내는 것으로 기존에 세티에서도 해오던 것들이라 새로울 것은 없다. 단지 노력에 비해 성과가 없다 보니 투자가 줄어들고 있어 세계적인 과학자들과 새로운 투자자가 나서서 주목도를 높인 것이다. 이 프로젝트를 통해 우리가 만날 수 있는 외계 생명체는 얼마나 있을까. 이번 돌파구 계획에 참여하는 드레이크 박사는 1961년 미국 국립과학원 우주과학위원회에서 인간과 교신할 수 있는 지적인 외계 생명체 수를 계산하는 방정식인 ‘드레이크 방정식’을 발표한 바 있다. 드레이크 방정식에 들어가 있는 변수 중에는 은하에 있는 별의 개수와 행성을 갖는 항성의 비율 정도만 알려져 있을 뿐 나머지 변수들에 대해서는 정확한 정보가 없기 때문에 학자들에 따라 은하에 존재할 수 있는 문명의 수는 10개 정도에서 수백만개까지 다양하다. 답이 없는 문제를 찾는 무모한 프로젝트에 세계적인 과학자들이 뛰어든 이유에 대해 전문가들은 “외계의 지적 생명체를 찾고 지구와 같은 행성을 찾는 등 다양한 형태의 외계 탐사가 생명의 기원과 본질을 이해하는 데 도움을 주기 때문”이라며 “우주과학과 천문학에 대한 관심을 이끌어내 해당 분야에 대한 투자를 유도하기 위한 의도도 있다”고 설명한다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사상 처음으로 초기 우주 속에서 별이 형성되는 있는 상태의 가스 구름이 포착됐다.　 최근 영국 케임브리지 대학 등 국제공동연구팀은 우주 빅뱅 후 처음 등장한 '첫세대 은하'를 관측하는데 성공했다고 발표했다. 빅뱅 후 약 8억년이 지난 생성된 이 은하의 이름은 'BDF 3299' 로 칠레에 위치한 세계 최고 성능의 전파망원경 ‘알마‘(ALMA)로 처음 모습을 드러냈다. 이론적으로 보면 137억 년 전 빅뱅이 일어난 초기 우주에는 수소 가스로 만들어진 구름같은 안개가 가득 차 있었다. 이후 블랙홀과 별 등이 생겨나면서 생성된 강력한 자외선에 의해 이 안개들이 걷히게 되는데 이 과정을 '재이온화 시기'(epoch of reionization)라고 부른다. 이번 연구팀의 성과는 바로 첫세대 은하가 생성돼 안개들을 걷어내는 재이온화 과정을 실제로 관측하는데 성공한 것이다. 이번 논문의 공동저자 이탈리아 공립 엘리트 교육기관인 고등사범학교 안드레아 페라라는 "빅뱅 후 채 10억 년도 되지 않은 초기 은하의 형성 과정을 우리가 지켜보고 있는 것" 이라면서 "사상 처음으로 초기 은하를 하나의 작은 점이 아니라 내부 구조물 수준으로 보게된 것" 이라고 의미를 부여했다. 이어 "이번 관측은 그간 이론적으로만 연구해 오던 초기 우주에서의 첫세대 은하와 별들의 상호 작용과 형성 과정을 이해하게 해주는 단초가 될 것" 이라고 덧붙였다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난해 개봉해 1000만 관객을 돌파한 영화 '인터스텔라'에는 다음과 같은 명대사가 나온다. “우리는 답을 찾을 것이다. 늘 그랬듯이" 한국시간으로 지난 14일 오후 8시 49분 57초 미 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스호가 성공적으로 명왕성에 근접 통과하며 '저승신'의 정확한 모습을 지구로 보내왔다. 이 사진을 촬영하기 위해 뉴호라이즌스호는 무려 56억 7000만㎞의 거리를 정확히 3462일간 시속 5만 km 속도로 날아갔다. 명왕성이 발견된 것은 85년 전인 지난 1930년이다. 발견자는 미국인 천문학자 클라이드 W. 톰보(1906~1997)로 그의 유골 일부는 뉴호라이즌스호에 실려 이번 임무를 함께했다. 당시 망원경에 관측된 명왕성은 하나의 점에 불과했지만 당당히 태양계의 9번째 행성으로 자리매김했다. 그로부터 명왕성은 '증명사진'도 없는 미스터리한 행성으로 남았다. 너무나 멀고 어두워 최첨단 망원경으로도 관측이 힘들었기 때문이다. 지금까지 우리가 봐온 대부분의 명왕성 사진은 물론 그래픽 이미지다. 그로부터 긴 세월이 지난 2006년 허블우주망원경이 명왕성의 모습을 촬영했다. 옛날의 '점'보다 훨씬 커져 이젠 '빛'으로 보이지만 제대로 윤곽이 보이지 않는 것은 마찬가지. 사진 속 중앙에 가장 큰 빛이 명왕성이며 주위에 카론, 닉스 등이 '보너스'로 함께 포착됐다. 그리고 지난 2010년 NASA는 역사상 가장 디테일한 명왕성 사진이라며 지난 2002~2003년 허블우주망원경이 촬영한 사진을 뒤늦게 공개했다. 일부 가공된 이 명왕성 이미지는 표면의 명암이 일부 드러날 뿐 역시나 만족도 높은 사진은 아니다. 또한 지난해에도 더 선명한(?) 명왕성 이미지가 공개됐다. 세계 최고 성능의 전파망원경 ‘알마'(ALMA)로 촬영됐지만 사진 속 명왕성은 역시 두개의 거대한 불빛으로만 보였다. 그러나 이 관측은 뉴호라이즌스호의 궤도 수정에 활용될 만큼 이번 탐사에 큰 도움이 됐다. 그리고 올해 초부터 명왕성은 탐사선 뉴호라이즌스호에 의해 그 자태를 드러내기 시작했다. 지난해 말 부터 작은 점으로 보이던 명왕성은 점점 크기를 키우다 결국 확실한 모습을 드러냈다. 명왕성의 진짜 모습을 보고싶었던 85년 세월의 궁금증이 영화 대사처럼 답을 찾은 것이다. 늘 그랬듯이... 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

10년을 날아간 우주 탐사선 ‘뉴허라이즌스’가 태양계 가장 바깥 경계에 위치한 왜소행성인 명왕성을 최단거리에서 통과하는 ‘올해 최고의 우주쇼’가 무산될 뻔했다. 1시간 넘게 통신이 두절됐기 때문이다. 명왕성은 1930년 발견 이후 70년 넘게 태양계 아홉 번째 행성 대접을 받았지만 2006년 국제천문연맹 총회가 행성 기준을 새로 정하는 과정에서 왜소행성으로 격하됐다. 미 항공우주국(나사)은 6일 “뉴허라이즌스가 지난 4일 알 수 없는 이유로 약 1시간 21분 동안 통신이 두절됐으며, 자동으로 ‘안전모드’로 전환하고 자료를 백업하고 나서 통신을 재개했다”고 밝혔다. 나사는 조사 결과 뉴허라이즌스의 하드웨어나 소프트웨어에 고장이 발생하지는 않았으며, 통신 두절은 근접 비행을 준비하는 과정에서 발생한 타이밍 결함 때문이라고 설명했다. 나사는 평소 미국 캘리포니아 골드스톤, 스페인 마드리드, 호주 캔버라의 전파망원경을 묶어 뉴허라이즌스와 항상 연결 상태를 유지하고 있다. 그러나 통신망이 정상 작동 중일 때도 뉴허라이즌스는 지구와 49억㎞ 떨어져 있어 통신을 주고받는 데만 9시간이 걸린다. 뉴허라이즌스는 2006년 1월 미국 플로리다 케이프커내버럴 기지에서 발사돼 2007년 2월 28일 목성을 지난 후 에너지 사용을 최소화하기 위해 동면에 들어갔다가 지난해 12월 깨어나 명왕성 탐사에 나섰다. 계획대로라면 오는 14일 오전 7시 49분 57초(미 동부 시간 기준)에 명왕성과 1만 2500㎞ 떨어진 최근 접점을 통과한다. 뉴허라이즌스 사업을 위해 미국 정부는 7억 달러(약 7895억원)의 예산을 썼다. 영국 과학저널인 ‘네이처’는 지난달 25일에도 뉴허라이즌스가 명왕성을 근접 통과하는 데 성공하려면 가로 100㎞, 세로 150㎞인 가상의 직사각형 공간을 정확히 지나야 하는데, 명왕성의 정확한 위치를 알 수 없기 때문에 임무 수행이 쉽지 않을 것이라고 보도한 바 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리 은하의 반대편에 있는 아주 먼 천체까지의 거리를 정확하게 측정하는 방법을 천문학자들이 고안했다. 이들은 미국항공우주국(NASA)의 찬드라 X선 망원경과 유럽우주국(ESA) XMM-뉴턴 망원경을 사용해 ‘컴퍼스자리 X-1’라는 천체 주위에서 X선 상에 빛나는 4개의 고리를 발견했다. 컴퍼스자리 X-1은 별의 폭발로 남겨진 핵인 중성자별과 짝별을 이루는 무거운 별을 품고 있는 연속성계이다. 천문학자들이 발견한 4개의 고리는 X선 폭발로 발생한 빛의 메아리이다. 이 메아리는 천체 주변에 있는 먼지구름을 스쳐 지나가면서 발생한다. 각 고리는 해당 천체의 폭발로 방출된 X선이 서로 다른 먼지 구름에 부딪히면서 생성된 것이다. 이런 구름이 우리와 가까울수록 고리는 더 크게 나타난다. 즉 찬드라 X선 망원경이 관측한 대로 동심원을 이루는 서로 다른 크기의 고리 구조가 우리로부터 서로 다른 거리에 있는 먼지구름에 의해 만들어진 것이다. 이 고리의 물리적 크기는 이미지에 표기된 대로 a 고리는 41광년, b 고리는 49광년, c 고리는 55광년, d 고리는 52광년이다. 찬드라 망원경이 수집한 빛의 메아리와 호주 모프라 전파망원경이 수집한 전파 자료를 함께 사용해 이 구름까지의 거리를 정할 수 있었다. 이를 통해 컴퍼스자리 X-1까지의 거리가 3만 700광년인 것을 추정할 수 있었고 이는 기존 예측치 1만 3000광년보다 2배 이상 먼 거리이다. 　 이번 연구성과는 ‘천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 최신호에 실렸다. 사진=NASA/Chandra X-ray Observatory 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구로부터 아주 먼거리에 있는 은하 속 ‘괴물 블랙홀’의 무게를 천문학자들이 알마 전파망원경의 도움으로 측정하는 데 성공했다고 미국과 일본의 천문학자들이 밝혔다. 이런 거대 블랙홀의 질량은 은하와 블랙홀의 진화 관계를 밝히는 데 매우 중요한 정보가 된다. 많은 은하 중심에는 거대한 블랙홀이 존재하는 것으로 여겨진다. 천문학자들은 우리 태양의 수백만 배에서 수백억 배에 달하는 것을 ‘초거대질량 블랙홀’이라고 부른다. 이런 블랙홀의 질량과 이를 포함한 은하(모은하) 중심(팽대부)의 질량 혹은 밝기 사이에는 상호관계가 있는 것으로 알려졌는데 은하의 성장과 발전에는 이런 거대한 블랙홀이 크게 영향을 주고 있는 것으로 시사된다. 즉 이런 관계를 확인하기 위해서는 초거대질량 블랙홀의 질량을 구하는 것이 중요하다. 블랙홀의 중력 영향을 받는 천체의 움직임을 측정하면 질량을 추정할 수 있지만, 고해상도 측정이 필요해 블랙홀 중력 이외의 영향을 고려해야 해 계산이 쉽지 않다고 한다. 천문학자들은 화로자리 방향으로 약 5200만 광년 거리에 있는 막대나선은하 NGC 1097을 알마 전파망원경으로 관측한 데이터를 이용해 이 은하 중심에 있는 초거대질량 블랙홀의 질량을 계산하는 데 도전했다. 이들이 사용한 방법은 은하 중심 부근 분자가스의 분포와 운동 모습을 전파 관측으로 정밀하게 측정하는 것이다. 분자가스는 주위의 영향을 받기 어려우므로 움직임을 측정하기 쉽고 블랙홀의 질량을 구하는 데 효과적이라고 한다. 이런 관측결과를 바탕으로 천문학자들은 천체모델을 만들고 분자가스의 움직임을 재현하기 위해 조건을 조사했다. 그 결과, NGC 1097의 중심부에 있는 초거대질량 블랙홀의 질량은 태양의 약 1억 4000만 배인 것으로 확인됐다. 연구에 참여한 미국 국립전파천문대의 카틱 쉬스 박사는 이런 막대나선은하를 비롯해 나선은하와 같은 만기형 은하에 대해 이런 방법으로 초거대질량 블랙홀의 질량을 측정한 사례는 이번이 처음이라고 설명했다. 연구를 이끈 일본 소고켄큐대학원대학의 오오니시 쿄코 연구원은 “알마 망원경은 단 2시간 정도 관측으로 은하 중심부 가스의 운동 데이터를 얻을 수 있었다”면서도 “은하 중심 블랙홀의 관계를 밝히기에는 다양한 형태의 많은 은하로부터 블랙홀 질량을 구할 필요가 있지만 알마 망원경을 사용하면 현실적인 시간에 많은 은하 관측을 수행할 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구성과는 국제 학술지 ‘천체물리학 저널’(Astrophysical Journal) 19일 자에 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리 눈에 보이지 않지만 지구 상공에 거대한 튜브형의 플라스마 구조가 있는 것이 처음으로 확인됐다. 이런 구조의 존재는 60년 전부터 예측됐지만 실제로 포착한 것은 이번이 처음이다. 호주 시드니대의 학부생인 클레오 로이가 이를 논문 주제로 선택, 관측해내 더 큰 이목이 쏠리고 있다. 로이 학생은 이전까지 시도되지 않았던 새로운 방법으로 서호주에 있는 ‘머치슨 광시야 간섭계’(MWA) 전파망원경을 자기권 관측에 이용할 수 있는 것을 알아냈고 실제로 증명했다. 로이는 “고밀도 플라스마와 저밀도 플라스마가 번갈아 줄무늬를 만들고 지구의 자력선을 따라 오로라처럼 하늘하늘 흐르고 있었다”고 말했다. 로이는 자기권에 평행하면서 이온층과 플라스마권을 연결하는 플라스마 튜브의 높고 낮은 일련의 밀도를 탐지했다. 지상으로부터 약 600km 높이에 있는 이온층 상부를 측정했다. 그 결과, 이온층 상부는 플라스마권 쪽이 있는 위쪽으로 향해 이어지고 있었다. 이 위치는 중성 대기가 끝나는 곳으로 이후 플라스마로 변한다. 플라스마 튜브는 서서히 움직이므로 망원경으로는 간섭 효과가 변하는 것을 볼 수 있다. 로이가 이용한 MWA는 3㎢짜리 사막 땅에 설치된 128개의 바둑판식 안테나로 구성돼 있다. 그녀는 이를 동쪽과 서쪽으로 나눠 관측함으로써 3차원 관측을 가능하게 했다. 넓은 공역에 걸친 플라스마의 움직임을 MWA에서 연속으로 기록하는 것으로 이번 발견이 이뤄졌다. 사실 MWA는 천문학 연구에 있어 그리 넓은 시차를 갖지 못하지만, 지구에 가까이 있는 것을 관측할 때는 얘기가 달라진다. 이를 이용하면 AKA나 ALMA 망원경도 시각적인 발견을 많이 할 듯하다. 한편 이번 연구성과는 학술지 지구물리학 연구 레터스(Geophysical Research Letters) 최근호(5월25일자)에 게재됐다. 사진=클레오 로이/시드니대/CAASTRO 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

마치 알이 부화하는 것처럼 구상성단이 태어나는 모습이 사상 처음으로 포착됐다.최근 미 국립전파천문대(NRAO)는 칠레에 위치한 알마(ALMA) 전파망원경을 이용해 형성 초기 구상성단을 포착하는데 성공했다고 발표했다. 지구로부터 약 5000만 광년 떨어진 '더듬이 은하'(Antennae galaxies)에 둥지를 튼 이 성단은 특유의 둥근 형태로 구상성단의 모습을 갖춰가고 있다. 우주를 구성하는 성단의 일종인 구상성단(球狀星團·globular cluster)은 수만~수백만 개의 별이 공 모양으로 밀집돼 있어 이같은 이름이 붙었다. 공개된 이미지 상으로는 작게 보이지만 사실 이 성단 안에서 수백 만 개의 별이 탄생한다. 특히 이번 관측이 의미가 있는 것은 우주 속에서 별이 탄생하는 가장 오래된 장면을 목격하는 것이기 때문. 연구팀에 따르면 과거에도 구상성단을 관측한 바 있으나 가장 오래된 것이 사람으로 치면 청소년 나이였다. 연구를 이끈 천문학자 켈시 존슨 박사는 "이번 발견은 공룡알이 막 부화를 시작하는 것을 목격하는 것과 같다" 면서 "두 눈으로 우주 초기의 역사를 똑바로 쳐다보는 것" 이라고 의미를 부여했다. 이어 "이 성단 안에는 우리 태양의 5000만 배 이상의 가스가 가득 차 있다" 면서 "이 안에서 약 1%의 생존 확률로 수많은 별들이 태어날 것" 이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

마치 알이 부화하는 것처럼 구상성단이 태어나는 모습이 사상 처음으로 포착됐다.최근 미 국립전파천문대(NRAO)는 칠레에 위치한 알마(ALMA) 전파망원경을 이용해 형성 초기 구상성단을 포착하는데 성공했다고 발표했다. 지구로부터 약 5000만 광년 떨어진 '더듬이 은하'(Antennae galaxies)에 둥지를 튼 이 성단은 특유의 둥근 형태로 구상성단의 모습을 갖춰가고 있다. 우주를 구성하는 성단의 일종인 구상성단(球狀星團·globular cluster)은 수만~수백만 개의 별이 공 모양으로 밀집돼 있어 이같은 이름이 붙었다. 공개된 이미지 상으로는 작게 보이지만 사실 이 성단 안에서 수백 만 개의 별이 탄생한다. 특히 이번 관측이 의미가 있는 것은 우주 속에서 별이 탄생하는 가장 오래된 장면을 목격하는 것이기 때문. 연구팀에 따르면 과거에도 구상성단을 관측한 바 있으나 가장 오래된 것이 사람으로 치면 청소년 나이였다. 연구를 이끈 천문학자 켈시 존슨 박사는 "이번 발견은 공룡알이 막 부화를 시작하는 것을 목격하는 것과 같다" 면서 "두 눈으로 우주 초기의 역사를 똑바로 쳐다보는 것" 이라고 의미를 부여했다. 이어 "이 성단 안에는 우리 태양의 5000만 배 이상의 가스가 가득 차 있다" 면서 "이 안에서 약 1%의 생존 확률로 수많은 별들이 태어날 것" 이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

유럽우주국(ESA)은 소행성 탐사를 위해 비행 중인 일본의 하야부사 2호를 지원할 태세에 들어갔다고 발표했다. 지난해 12월 완벽한 발사에 성공한 후 6년에 걸친 대장정에 나선 하야부사 2호는 소행성 물질을 채취한 후 귀환한다는 대담한 과학적 목표에 도전하고 있는 중이다. 하야부사 2호는 4년간 52억㎞를 비행해, 2018년 6~7월쯤 직경 약 900m 정도인 이 소행성에 도착, 약 1년 반 동안 체류하면서 3개의 소형 착륙 드론과 함께 독일과 프랑스의 우주기구가 합작 개발한 마스콧 착륙선을 내려보낼 예정이다. 마스콧 착륙선은 뜀뛰기 기능이 있어 소행성의 여러 곳을 탐사할 수 있다. 하야부사 2호는 지름 10여㎝의 작은 충돌장치를 초속 2㎞의 속도로 소행성에 쏘는 방법으로 분화구를 만들어 그 안에서 물질을 채취한 후, 캡슐에 담아 지구로 보내고, 본체는 에너지가 소진될 때까지 우주 탐사를 계속한다.​ 소행성 ‘이토카와’의 미립자를 세계 처음으로 지구에 가져온 초대 탐사기 하야부사의 문제점을 보완, 동력원인 ‘이온 엔진’ 추진력을 25% 높이고 통신 안테나 등도 개량한 하야부사 2호는 개발에 2년 반이 걸렸으며, 발사비를 포함한 총개발비로 약 290억 엔(한화 약 2700억 원)이 투입되었다. 일본의 소행성 미션에 대한 ESA의 첫번째 지원으로, 아르헨티나의 말라르구에에 있는 ESA의 지름 35m 전파 망원경이 400시간에 걸쳐 태양으로부터 1억 3500만km에서 2억 천만km 사이의 소행성 궤도를 라디오파로 추적할 예정이다. 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 관제실의 원격조정 데이터는 독일에 있는 ESO 센터를 경유해 말라르구에 전파망원경으로 보내진다. 이처럼 복잡한 기술과 ESA 전파망원경의 위치는 일본 관제실이 커버할 수 없는 시기에 하야부사 2호로 하여금 중요한 과학적 데이터를 송출할 수 있게 해주는 것이다. 과거에도 ESO 센터는 오이세쓰 호와 아스트로-F 호를 포함해 일본의 지구-우주 미션에 협력한 적이 있다. 마르테 아르사 ESO 센터의 하야부사 서비스 매니저에 따르면 일본의 심우주 미션에 협력하는 것은 이번이 처음으로, 지난달 지상의 전파망원경과 하야부사 2호를 연결하는 실시간 운항 호환성 작업을 끝마쳐 소행성 추적 데이터를 제공할 수 있는 만반의 준비를 갖추었다. 이로써 일본은 하야부사-2 미션을 성공적으로 완수할 수 있는 든든한 우군을 확보한 셈이다. JAXA는 “시료를 바탕으로 지구가 태어난 과정은 물론, 지구가 생명이 살아갈 수 있는 행성이 된 과정 등을 규명하는 연구를 진행할 예정”이라고 밝혔다. ​이광식 통신원 joand999@naver.com

유럽우주국(ESA)은 소행성 탐사를 위해 비행 중인 일본의 하야부사 2호를 지원할 태세에 들어갔다고 발표했다. 지난해 12월 완벽한 발사에 성공한 후 6년에 걸친 대장정에 나선 하야부사 2호는 소행성 물질을 채취한 후 귀환한다는 대담한 과학적 목표에 도전하고 있는 중이다. 하야부사 2호는 4년간 52억㎞를 비행해, 2018년 6~7월쯤 직경 약 900m 정도인 이 소행성에 도착, 약 1년 반 동안 체류하면서 3개의 소형 착륙 드론과 함께 독일과 프랑스의 우주기구가 합작 개발한 마스콧 착륙선을 내려보낼 예정이다. 마스콧 착륙선은 뜀뛰기 기능이 있어 소행성의 여러 곳을 탐사할 수 있다. 하야부사 2호는 지름 10여㎝의 작은 충돌장치를 초속 2㎞의 속도로 소행성에 쏘는 방법으로 분화구를 만들어 그 안에서 물질을 채취한 후, 캡슐에 담아 지구로 보내고, 본체는 에너지가 소진될 때까지 우주 탐사를 계속한다.​ 소행성 ‘이토카와’의 미립자를 세계 처음으로 지구에 가져온 초대 탐사기 하야부사의 문제점을 보완, 동력원인 ‘이온 엔진’ 추진력을 25% 높이고 통신 안테나 등도 개량한 하야부사 2호는 개발에 2년 반이 걸렸으며, 발사비를 포함한 총개발비로 약 290억 엔(한화 약 2700억 원)이 투입되었다. 일본의 소행성 미션에 대한 ESA의 첫번째 지원으로, 아르헨티나의 말라르구에에 있는 ESA의 지름 35m 전파 망원경이 400시간에 걸쳐 태양으로부터 1억 3500만km에서 2억 천만km 사이의 소행성 궤도를 라디오파로 추적할 예정이다. 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 관제실의 원격조정 데이터는 독일에 있는 ESO 센터를 경유해 말라르구에 전파망원경으로 보내진다. 이처럼 복잡한 기술과 ESA 전파망원경의 위치는 일본 관제실이 커버할 수 없는 시기에 하야부사 2호로 하여금 중요한 과학적 데이터를 송출할 수 있게 해주는 것이다. 과거에도 ESO 센터는 오이세쓰 호와 아스트로-F 호를 포함해 일본의 지구-우주 미션에 협력한 적이 있다. 마르테 아르사 ESO 센터의 하야부사 서비스 매니저에 따르면 일본의 심우주 미션에 협력하는 것은 이번이 처음으로, 지난달 지상의 전파망원경과 하야부사 2호를 연결하는 실시간 운항 호환성 작업을 끝마쳐 소행성 추적 데이터를 제공할 수 있는 만반의 준비를 갖추었다. 이로써 일본은 하야부사-2 미션을 성공적으로 완수할 수 있는 든든한 우군을 확보한 셈이다. JAXA는 “시료를 바탕으로 지구가 태어난 과정은 물론, 지구가 생명이 살아갈 수 있는 행성이 된 과정 등을 규명하는 연구를 진행할 예정”이라고 밝혔다. ​이광식 통신원 joand999@naver.com

갓 태어난 별 주위에서 생명체의 기본 구조라고 할 수 있는 복잡한 유기분자가 처음으로 발견됐다. 이는 생명 탄생의 열쇠가 되는 물질이 태양계 이외에도 보편적으로 존재하는 것을 나타낸 중요한 성과다. 유럽남방천문대(ESO)는 8일(현지시간) 칠레 알마(ALMA) 전파망원경을 이용해 지구에서 약 455광년 거리에 있는 신생 별 ‘WMC 480’을 둘러싸고 있는 원시행성 원반에서 복잡한 탄소성 분자인 사이안화메틸(CH₃CN) 등이 상당량 포함하고 있는 것을 확인했다고 발표했다. 황소자리 방향 분자운 속에 있는 이 별은 태어난 지 100만 년 정도 된 매우 젊은 별로, 자신의 주위에 행성 형성의 재료가 되는 먼지나 가스가 소용돌이치는 원반 이른바 ‘원시행성 원반’을 두르고 있다. 미국 하버드스미스소니언 천체물리학센터의 카린 외베르그 박사는 알마 망원경으로 전파 관측한 결과, 이 항성에서 약 45억~150억 km 떨어진 원반 바깥에서 지구의 바닷물에 필적하는 양의 시안화 메틸을 검출했다고 밝혔다. 사이안화메틸은 생명의 재료인 아미노산의 중요 부분이다. 원시행성 원반에서 이런 복잡한 유기분자가 발견된 것은 이번이 처음으로, 풍부한 물과 유기분자가 모여 있는 태양계가 드문 존재가 아니라는 새로운 증거가 된다. 또 이번에 발견된 많은 양에서 원반의 유기분자가 매우 빠른 속도로 생성되고 있는 것을 알 수 있었다. 사이안화메틸이 발견된 위치는 태양계로 말하면 해왕성을 넘어선 외부 영역인 ‘카이퍼 벨트’에 해당한다. 카이퍼 벨트는 태양계가 태어났을 무렵의 물질을 가둔 얼음 상태의 작은 천체가 분포하고 있으며 때때로 태양계 안쪽으로 들어오는 혜성으로 모습을 드러낸다. 예전에는 이런 혜성이 지구에 충돌해 물이나 유기물이 전달돼 생명 탄생의 계기가 됐다고도 생각했다. 이번 항성의 원반 속에서 행성이 생겨나고 있는지는 아직 확인되지 않았지만, 태양계의 생명 탄생 시나리오를 실현시킨 소품이 다른 항성계에서도 보편적으로 존재하는 것을 보여준 중요한 성과라고 할 수 있을 것이다. 사진=B. Saxton (NRAO/AUI/NSF) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

아인슈타인이 일반 상대성 이론을 토대로 이론을 주장한 ‘아인슈타인 고리’의 선명한 모습을 담은 이미지가 공개돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 불타오르는 거대한 고리를 연상케 하는 이것은 지구에서 120억 광년 떨어진 곳에 위치한다. 언뜻 보면 마치 중앙이 텅 비어있는 커다란 고리 같지만 사실 이러한 모습은 상(相)이 일그러진 착각이다. 이 아인슈타인 고리의 ‘정체’는 서로 떨어진 위치에 있는 두 개의 은하가 마치 가지런히 놓인 것처럼 보이는 것으로, 아인슈타인의 상대성 이론 중 ‘중력렌즈 효과’와 연관이 있다. 중력렌즈 효과란 무거운 질량을 가진 천체로 인해 배경의 빛이 구부러져, 마치 렌즈를 통과하여 오는 것처럼 보이는 현상을 말한다. 아인슈타인은 일반상대성 이론에서 이 중력렌즈 효과를 예측한 바 있으며, 중력렌즈에 의해 확대된 천체들이 고리 모양으로 보일 수 있는데, 이를 아인슈타인 고리(아인슈타인 링)라고 부른다. 이번 아인슈타인 고리는 칠레에 있는 알마 전파망원경으로 포착했다. ‘SDP.81’이라는 이름의 이 은하계는 지구에서 120억 광년 떨어진 곳에 위치해 있는데, 중력효과로 인해 40억 광년 정도 가까운 위치에 있는 것 같은 착시 현상을 볼 수 있다. 알마 전파망원경 연구소의 캐서린 블라키스 박사는 “중력렌즈 효과는 과학자들로 하여금 먼 거리에 있는 초기 우주를 관찰하는데 큰 도움이 된다”면서 “알마 망원경으로 찍은 왜곡된 이미지를 재정립하는 과정을 통해 먼 은하계의 진짜 모습을 새로 추측해볼 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이어 “이번 이미지는 역대 중력렌즈 현상을 포착한 이미지 중 가장 선명한 것이며, 전문 컴퓨터 프로그램을 이용해 중력렌즈 효과로 인해 왜곡된 이미지를 원상태로 돌려 은하계의 진짜 모습을 연구할 예정”이라고 덧붙였다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

아인슈타인이 일반 상대성 이론을 토대로 이론을 주장한 ‘아인슈타인 고리’의 선명한 모습을 담은 이미지가 공개돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 불타오르는 거대한 고리를 연상케 하는 이것은 지구에서 120억 광년 떨어진 곳에 위치한다. 언뜻 보면 마치 중앙이 텅 비어있는 커다란 고리 같지만 사실 이러한 모습은 상(相)이 일그러진 착각이다. 이 아인슈타인 고리의 ‘정체’는 서로 떨어진 위치에 있는 두 개의 은하가 마치 가지런히 놓인 것처럼 보이는 것으로, 아인슈타인의 상대성 이론 중 ‘중력렌즈 효과’와 연관이 있다. 중력렌즈 효과란 무거운 질량을 가진 천체로 인해 배경의 빛이 구부러져, 마치 렌즈를 통과하여 오는 것처럼 보이는 현상을 말한다. 아인슈타인은 일반상대성 이론에서 이 중력렌즈 효과를 예측한 바 있으며, 중력렌즈에 의해 확대된 천체들이 고리 모양으로 보일 수 있는데, 이를 아인슈타인 고리(아인슈타인 링)라고 부른다. 이번 아인슈타인 고리는 칠레에 있는 알마 전파망원경으로 포착했다. ‘SDP.81’이라는 이름의 이 은하계는 지구에서 120억 광년 떨어진 곳에 위치해 있는데, 중력효과로 인해 40억 광년 정도 가까운 위치에 있는 것 같은 착시 현상을 볼 수 있다. 알마 전파망원경 연구소의 캐서린 블라키스 박사는 “중력렌즈 효과는 과학자들로 하여금 먼 거리에 있는 초기 우주를 관찰하는데 큰 도움이 된다”면서 “알마 망원경으로 찍은 왜곡된 이미지를 재정립하는 과정을 통해 먼 은하계의 진짜 모습을 새로 추측해볼 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이어 “이번 이미지는 역대 중력렌즈 현상을 포착한 이미지 중 가장 선명한 것이며, 전문 컴퓨터 프로그램을 이용해 중력렌즈 효과로 인해 왜곡된 이미지를 원상태로 돌려 은하계의 진짜 모습을 연구할 예정”이라고 덧붙였다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr