공해가 없는 그린에너지 산업을 그룹 역점 사업으로 키우고 있는 SK그룹이 마이크로소프트 창업자 빌 게이츠가 설립한 차세대 소형모듈원자로(SMR) 기업에 투자하며 글로벌 탄소 감축 사업을 본격화한다. 최태원 회장의 제안에 따라 그룹 차원에서 추진해 온 그린에너지 포트폴리오 구축과 넷 제로(탄소 중립) 조기 달성 전략에도 한층 탄력이 붙게 됐다. SK는 미국의 SMR 설계 기업인 테라파워의 7억 5000만 달러(약 9795억원) 규모의 투자 유치에 빌 게이츠와 함께 공동 선도 투자자로 참여했다고 15일 밝혔다. SK㈜와 SK이노베이션은 최근 미국 외국인투자심의위원회의 승인을 받아 2억 5000만 달러(3000억원) 규모의 지분 투자를 완료했다. SK는 앞으로 우리나라와 동남아시아 등에서 테라파워의 원자로 상용화 사업에 참여해 무탄소 전력 수급을 통한 탄소 중립 실현에 앞장선다는 계획이다. 빌 게이츠가 2008년 세운 테라파워는 차세대 원자로로 꼽히는 소듐냉각고속로(SFR) 설계 기술을 보유한 원전 업계의 혁신 기업이다. SFR 기술은 고속 중성자를 이용한 핵분열로 발생한 열을 액체 나트륨 냉각재로 전달하고 이 과정에서 증기를 발생시켜 전기를 만들어 내는 방식이다. 현재 가동 중인 3세대 원전보다 안전성과 경제성 측면에서 앞선 것으로, 테라파워는 미국 정부의 자금을 수혈받아 2028년 상용화를 목표로 실증 사업을 진행하고 있다. SK 관계자는 “테라파워의 이번 투자 유치는 지금까지 차세대 원전 업계에서 이뤄진 단일 기업 투자액으로는 최대 규모”라며 “테라파워가 진행 중인 혁신 기술 개발과 사업화도 가속화할 것”이라고 기대했다. 지난해 10월 최 회장의 주도로 ‘2030년까지 전 세계 탄소 감축 목표량의 1% 감축에 기여한다’는 목표를 밝힌 SK는 SMR을 지목해 테라파워와 포괄적 사업 협력 방안을 논의해 왔다.

공해가 없는 그린에너지 산업을 그룹 역점 사업으로 키우고 있는 SK그룹이 마이크로소프트 창업자 빌 게이츠가 설립한 차세대 소형모듈원자로(SMR) 기업에 투자하며 글로벌 탄소 감축 사업을 본격화한다. 최태원 회장의 제안에 따라 그룹 차원에서 추진해 온 그린에너지 포트폴리오 구축과 넷 제로(탄소 중립) 조기 달성 전략에도 한층 탄력이 붙게 됐다.SK는 미국의 SMR 설계 기업인 테라파워의 7억 5000만 달러(약 9795억원) 규모의 투자 유치에 빌 게이츠와 함께 공동 선도 투자자로 참여했다고 15일 밝혔다. SK㈜와 SK이노베이션은 최근 미국 외국인투자심의위원회 승인을 받아 2억 5000만 달러(약 3000억원) 규모의 지분 투자를 완료했다. SK는 앞으로 우리나라와 동남아시아 등에서 테라파워의 원자로 상용화 사업에 참여해 무탄소 전력 수급을 통한 탄소 중립 실현에 앞장선다는 계획이다. 빌 게이츠가 2008년 세운 테라파워는 차세대 원자로로 꼽히는 소듐냉각고속로(SFR) 설계 기술을 보유한 원전 업계의 혁신 기업이다. SFR 기술은 고속 중성자를 이용한 핵분열로 발생한 열을 액체 나트륨 냉각재로 전달하고 이 과정에서 증기를 발생시켜 전기를 만들어낸다. 현재 가동 중인 3세대 원전보다 안전성과 경제성 측면에서 앞선 것으로, 테라파워는 미국 정부의 자금을 수혈받아 2028년 상용화를 목표로 실증 사업을 진행 중이다. SK 관계자는 “테라파워의 이번 투자 유치는 지금까지 차세대 원전 업계에서 이뤄진 단일 기업 투자액으로는 최대 규모”라며 “테라파워가 진행 중인 혁신 기술 개발과 사업화도 가속화할 것”이라고 기대했다. 지난해 10월 최 회장 주도로 ‘2030년까지 전 세계 탄소 감축 목표량의 1% 감축에 기여한다’는 목표를 밝힌 SK는 탄소 배출 없는 안전한 전력원으로 SMR을 지목, 테라파워와 포괄적 사업 협력 방안을 논의해 왔다.

국내 연구진이 그동안 전량 수입에만 의존했던 희귀질환 진단과 치료용 방사성 동위원소 생산에 성공했다. 한국원자력연구원 동위원소연구부 연구팀은 고순도 루테튬-177(Lu-177)을 순수 국내기술로 생산, 공급할 수 있는 모든 공정을 자립화했다고 10일 밝혔다. 루테튬-177은 진단과 치료가 동시에 가능한 치료용 방사성동위원소로 전립선암과 희귀질환인 신경내분비암 치료 등에 활용되고 있다. 이 밖에도 다양한 질환의 치료 진단에 활용될 것으로 기대되는 물질이다. 일반적으로 의료용 방사성동위원소를 생산하기 위해서는 방사성동위원소를 만드는 ‘조사 과정’, 필요한 동위원소만 선별·추출하는 ‘분리·정제 과정’이 필요하다. 2020년에 연구진은 고순도 루테튬-177을 생산했지만 해외에서 중성자 조사 과정을 거쳐 후속 절차만 국내에서 수행했다. 방사성동위원소는 시간이 지나면 자연스럽게 양이 줄어든다. 이 때문에 해외에서 수입해 2차 생산과정을 거친다고 하더라도 반감기에 따른 품질 저하를 피하기는 어렵다. 연구팀은 연구용 원자로 ‘하나로’를 이용해 이번에 중성자 조사 과정까지 국산화시켰다. 또 2020년에 개발한 분리 장비와 자동화 프로그램 성능을 개선해 루테튬-177을 분리하는 물질을 변경하고 장치도 최적화시켜 분리 시간을 기존보다 40% 단축 시켰다. 지난 7월 하나로 가동 기간 중에 약 3000만원 상당의 루테튬-177 920mCi(밀리퀴리·방사선 강도나 방사성 물질 양을 나타내는 단위)을 생산했다. 연구팀은 그 중 일부를 분리·정제해 서울대병원과 경북대병원에 시험 공급했다. 특히 연구팀은 중성자 조사부터 분리·정제를 거쳐 공급지까지 운송할 때 10일 이내에 진행됐다. 해외에서 수입했을 때는 2주 이상 걸리던 시간을 크게 단축한 것이다. 두 병원은 이번에 공급받은 루테튬-177의 표지효율이 99% 이상임을 확인했다. 생산된 방사성동위원소의 순도가 매우 높다는 것을 의미하는 것이다. 최강혁 원자력연구원 책임연구원은 “내년까지 대용량 분리·정제 장비를 개발해 한 번에 루테튬-177을 1~2Ci(1000~2000mCi) 생산할 수 있도록 할 것”이라며 “이 정도 생산량은 국내 수요를 충분히 만족하는 규모이다”고 말했다.

우주에는 태양처럼 혼자 있는 별보다 두 개의 별이 서로의 중력에 의해 공전하는 쌍성계가 흔하다. 대부분의 쌍성계는 서로 사이좋게 오랜 시간 함께하지만, 세상에 영원한 것은 없는 법이다. 결국 쌍성계 중 질량이 무거운 쪽이 먼저 최후를 맞이하는데, 이때 먼저 가는 쪽이 어떻게 되느냐에 따라 동반성의 운명이 결정된다. 조용히 물질을 날려 보내고 백색왜성만 남기는 태양 질량 별은 죽은 이후에도 안정적으로 쌍성계를 유지할 수 있다. 하지만 초신성 폭발과 함께 최후를 맞이하는 무거운 별은 동반성을 파괴하거나 잡아먹을 수 있다. 후자의 경우 초신성 폭발 후 남은 중성자별이나 블랙홀이 그 원인이다. 과학자들은 매우 빠르게 회전하는 중성자별인 펄서 가운데 동반성을 잡아먹으면서 커지는 경우가 있다는 사실을 확인했다. 블랙 위도우 펄서 (black widow pulsar)는 대부분 자전 주기가 1초 이하인 밀리세컨드 펄서로 동반성에 매우 가까이 다가가 강한 중력으로 표면 물질을 흡수한다. 이 과정에서 중성자별은 자꾸 커지고 동반성은 점점 작아진다.  스탠퍼드 대학의 로저 로마니 교수가 이끄는 연구팀은 지구에서 3000광년 떨어진 거리에서 역대 가장 큰 질량을 지닌 중성자별인 PSR J0952-0607를 하와이에 있는 10m 구경 대형 천체 망원경인 켁 망원경으로 4년간 관측했다. 연구팀에 따르면 PSR J0952-0607는 블랙 위도우 펄서로 질량은 태양의 2.35배에 달한다. 1초에 707회로 자전하는데, 이렇게 빠른 속도로 자전해도 강한 중력 덕분에 형태를 유지할 수 있다.  하지만 더 놀라운 것은 먹히고 있는 동반성이다. 이 동반성은 본래는 태양처럼 정상적인 별이었으나 현재 질량은 태양의 50분의 1 혹은 목성의 20배 수준으로 줄어든 상태다. 너무 많은 물질을 잃어버린 나머지 이제는 별의 지위도 잃어버리고 그보다 작은 갈색왜성급 천체가 된 것이다. 결국 어느 순간에는 행성급으로 작아진 후 완전히 사라질 것으로 예상된다.  연구팀은 PSR J0952-0607이 결국 동반성을 잃어버리고 혼자서 빠르게 자전하는 밀리세컨드 펄서가 될 것으로 예상했다. 일반적인 밀리세컨드 펄서는 동반성에서 물질을 흡수하면서 자전 속도가 점점 빨라지면서 형성되는 것으로 보고 있다. 하지만 이렇게 물질을 대부분 흡수해 동반성이 사라진 후에는 혼자서 빠르게 회전하는 밀리세컨드 펄서가 되는 것이다.  이 연구에서 또 다른 중요한 결과는 질량이 태양의 2.35배라는 점이다. 중성자별은 작은 천체에 태양보다 많은 물질이 모여 있다. 따라서 표면 중력이 매우 강해 빛 정도만 가까스로 탈출할 수 있다. 그리고 여기서 조금 더 질량이 커지면 결국 빛조차도 탈출할 수 없는 상태인 블랙홀이 된다. PSR J0952-0607이 태양 질량의 2.35배에도 중성자별 형태를 유지하는 것으로 봐서 블랙홀과 중성자별의 경계는 이보다 더 높다고 판단할 수 있다.  중성자별은 블랙홀만큼 대중에게 인지도가 높은 천체는 아니지만, 사실 우주에 더 흔하고 흥미로운 이야기를 많이 간직한 천체다. 중성자별은 단순히 블랙홀 전 단계의 천체가 아니라 블랙홀만큼이나 그 자체로 재미있는 이야깃거리를 간직한 존재다.

중국이 신장위구르자치구(이하 신장)에 있는 핵실험장 확장 공사를 진행하는 등 핵실험 재개 움직임을 보인다는 일본 언론의 보도가 나왔다. 니혼게이자이신문의 1일 보도에 따르면 신장에 있는 뤄부포호(湖) 핵실험장에서는 2020년 10월 정지(땅을 반반하고 고르게 만드는 작업) 작업이 시작됐고,지난해부터는 대형 트럭이 오가기 시작했다. 올해 상반기에는 6호 갱도에 전력망이 갖춰진 것이 확인됐으며, 지난 6월에는 최종적으로 폭약 저장고가 완공됐다. 니혼게이자이신문은 위성사진을 분석한 결과, 신장 뤄부포호 핵실험장 주위로 핵미사일을 보관하는 새로운 지하기지도 발견됐다고 전했다. 공개된 위성사진에서 1번은 현재 건설 중인 6번째 핵실험장, 2번은 핵실험장을 지원하는 시설, 3번은 송전 시설로 추정된다. 니혼게이자이신문은 “뤄부포호 지역의 산비탈에 넓은 덮개가 펼쳐져 있고, 인근에는 부서진 암석이 쌓여 있다. 이는 뤄부포호 지역에 새로 건설하는 6번째 핵실험장으로 보인다”고 전했다.중국은 1964년 10월 16일 첫 핵실험을 실시한 이후 1996년까지 공중과 지하에서 원자폭탄은 물론 중성자탄 실험을 진행했다. 이중 뤄부포호 핵실험장은 규모가 10㎢(302만 5000평)로, 세계에서 가장 큰 핵실험장으로 꼽힌다. 중국은 이곳에서 1964~1996년 모두 40여 차례의 핵실험을 실시했다. 중국은 1996년 포괄적핵실험금지조약(CTBT)에 가입한 뒤 핵실험을 중단했다고 주장했지만, 미국은 중국이 2019년 뤄부포호 핵실험장에서 저강도 지하 핵실험을 했을 수 있다고 반박했다. 니혼게이자이신문은 “러시아군이 우크라이나 전쟁에서 고전하는 모습을 본 중국이 핵무기로 눈을 돌렸다”고 분석했다. 군사 전문가인 아키야마 노부마사 히토쓰바시대 교수는 현지 매체와 한 인터뷰에서 “중국은 소형 핵을 사용하겠다는 위협을 통해 대만 해협에 대한 미국의 개입을 막고 싶어할 것”이라고 전했다. 펠로시 의장, 대만 갈까…미국·중국 긴장감 고조 한편, 대만을 둘러싼 미국과 중국의 갈등은 우발적 무력 충돌 우려가 발생할 만큼 고조되고 있다.정치전문매체 폴리티코에 따르면 미국 권력 서열 3위인 낸시 펠로시 하원의장의 아시아 지역 순방을 앞두고, 미국 국방부는 중국의 도발에 대비하고 펠로시 의장을 보호하기 위해 전투기, 선박, 헬리콥터 등을 동원하는 비상 안전조치 계획을 세운 것으로 알려졌다. 이에 중국은 사실상 군사적 카드까지 꺼내며 초강경 대응에 나섰다. 시진핑 중국 국가 주석은 지난달 28일 조 바이든 미국 대통령과의 통화에서 대만 문제를 놓고 “불장난하면 불에 타 죽는다”는 격한 발언을 쏟아냈다.중국 국방부 역시 한국전쟁과 베트남전쟁 당시 미국을 겨냥해서 썼던 “좌시하지 않겠다”는 표현을 사용했고, 인민해방군 소셜네트워크서비스(SNS) 계정에는 잇달아 ‘전투대비’(備戰)라는 문구가 올라왔다. 펠로시 의장 일행이 탑승한 전용기는 1일 오전 4시 20분(한국시간 오전 5시 20분) 첫 순방지인 싱가포르에 도착했다. 펠로시 의장은 전날 성명을 통해 싱가포르, 말레이시아, 한국, 일본 방문을 시작했다고 밝혔지만 대만 방문 여부에 대해선 언급하지 않았다.

원자력안전위원회(원안위)는 29일 대전 대덕연구단지에 위치한 한국원자력연구원 연구용 원자로 ‘하나로(HANARO)’ 자동정지와 관련해 조사를 진행하고 있다고 밝혔다.원자력연은 이날 오전 8시 39분쯤 하나로의 자동정지 사실을 원안위에 보고했다. 원자로를 냉각하는 냉각펌프가 가동 정지되면서 발생한 것으로 보고된 가운데 원안위 사건조사단이 현장 조사에 착수했다. 가동 정지 후 현재 하나로는 안정상태를 유지하고 있으며 방사선 관련 특이사항은 없는 것으로 확인됐다. 원안위는 정지 원인을 상세히 조사한 후 유사 사건이 재발되지 않도록 조치한다는 방침이다. 하나로는 우라늄의 핵분열 연쇄반응에서 생성된 중성자를 이용해서 다양한 연구개발을 수행하는 열출력 30메가와트(MW) 규모의 연구용 원자로로 원자력연구원이 설계·건설해 1995년부터 운영하고 있다.

일본 원자력규제위원회(NRA)가 22일 후쿠시마 제1원자력발전소에서 발생하는 오염수를 바다로 방류하겠다는 계획을 정식 인가했다. 지난해 4월 일본 정부 각료 회의는 후쿠시마 오염수 해양 방출을 결정했다. 원전 운영사인 도쿄전력은 같은해 12월 원자력규제위에 이 계획에 대한 심사를 신청했고, 원자력규제위는 도쿄 전력이 제출한 계획을 지난 5월 승인했다. 이후 각계 의견 수렴을 거쳐 이날 정식 인가 결정을 내린 것이다. 이로써 도쿄전력은 관할 지방자치단체 동의만 받으면 오염수 방류를 위한 설비 공사에 들어갈 수 있게 됐다. 2011년 3월 동일본대지진으로 인해 폭발사고가 발생한 후쿠시마 제1원전에서는 고농도 방사성 물질이 섞인 빗물·냉각수 등 오염수가 계속해서 만들어지고 있다. 도쿄전력이 제1 원전 탱크에 보관 중인 오염수만 130만톤이 훌쩍 넘는 것으로 알려졌다. 도쿄전력은 방사능 오염수를 모아두다 더는 둘 곳이 없어지자 30년에 걸쳐 바다에 방출하기로 결정했다. 이미 오염수 방류를 위한 터널 기초공사도 시작했다. 도쿄전력은 삼중수소를 제외한 62종의 방사성 물질은 모두 제거되어 아무 문제가 없다고 주장하지만 사실이 아니다. 방사성 물질의 농도를 낮춰 버린다고 해도 결국 버려지는 방사성 물질의 총량은 변하지 않는다. 버려진 방사성 물질로 인해 오염된 바다는 다시 돌이킬 수 없다. 오염수에는 삼중수소(트리튬), 세슘 134·세슘 137, 스트론튬 90등의 방사성 핵종 물질이 포함돼있다. 원전 오염수 안에 포함된 물질 중 가장 거론이 많이 되는 것은 ‘삼중수소’다. 삼중수소는 양자 1개, 전자 1개, 중성자 2개로 이뤄진 화학물질인데, 물과 화학적 성질이 같아 화학적으로 분리하기가 어렵다. ALPS 처리를 거치더라도 삼중수소는 남는다. 이대로 방사능 오염수를 방출한다면 바다에 삼중수소가 떠돌게 된다. 삼중수소가 인체에 축적되면 정상적인 수소를 밀어내고 그 자리를 차지하게 되고, 이후 베타선을 방사하면서 삼중수소가 헬륨으로 바뀌는 ‘핵종 전환’이 일어난다. DNA에서 핵종 전환이 발생하면 유전자가 변형되고 세포를 파괴해 각종 암을 유발하거나 생식기능을 저하시킨다. 일본과 가까운 한국엔 초비상이 걸렸다. 방사능 오염수에 포함돼 있는 방사능 물질이 해류를 타고 한국 해역에 들어올 가능성이 크기 때문이다. 한국의 1인당 해산물 소비는 연간 58.4㎏으로 세계 1위다. 2위인 노르웨이의 소비량이 1인당 53.3㎏이다. 3위인 일본의 1인당 소비량은 50.2㎏이다.환경단체 “윤석열 정부 수수방관 안 된다” 우리 외교부는 일본 정부가 후쿠시마 오염수 해양 방출 계획을 승인한 것과 관련 IAEA(국제원자력기구)가 진행하는 독립적인 모니터링에 참여하겠다고 밝혔다. 그러나 IAEA는 4월 29일 1차 조사 보고서를 통해 후쿠시마 방사성 오염수 해양 방류가 안전하게 추진되고 있다며 일본 정부의 손을 들어주었다. 환경운동연합은 “우리 정부가 IAEA가 진행하는 방사성 오염수 모니터링을 통해 오염수를 감시하겠다는 것은 후쿠시마 오염수 해양 방류를 옹호하겠다는 것”이라며 비판했다. 환경운동연합은 “윤석열 대통령은 후보 시절 후쿠시마 오염수 해양 방류를 반대하며, 오염수 안전성 검증을 위한 우리나라의 자체적이고 독립적인 조사를 시행하고 민관합동기구 마련을 통해 시민과 소통을 하겠다는 공약을 발표했지만, 당선 이후 한일관계 개선을 핑계로 오염수 방류에 대한 강력한 반대 의사를 밝히지 않았다”라며 정부 차원의 종합적 대책을 마련할 것을 촉구했다. 그린피스는 “윤석열 정부는 이번 결정을 수수방관해선 안 된다”라며 “국제 해양법재판소에 잠정조치를 신속히 청구하고, 168개국이 비준한 유엔해양법협약을 활용해 일본 정부를 압박해 오염수 방류를 막아야 한다”고 강조했다.

중성자별로 알려진 죽은 태양끼리 맞부딪치는 모습을 천문학자들이 카메라로 잡아냈다. 물론 강력한 새 망원경 덕분이다. 그렇다고 요즘 각광을 받는 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 잡아낸 것도 아니다. 대서양 바다 한가운데 스페인의 라팔마 화산섬 산 위에 세워진 영국 중력파광학 과도관측(GoTo) 카메라가 포착해 앞으로 더 체계적으로 관측하게 된다. 중성자별의 충돌은 우주를 이해하는 데 열쇠가 되는 것으로 주목된다. 수십억 년 전 별들과 행성들을 형성해낸 중금속들을 만들었던 것으로 여겨지기 때문이다. 하지만 중성자별끼리 충돌하면서 내뿜는 빛은 이틀밤만 관측할 수 있어 망원경이 이 순간을 포착하기란 매우 힘들다. 천문학자들이 촬영한 사진은 2017년에 촬영했는데 순전히 운이 좋아서 가능했던 일이라고 영국 BBC가 21일(현지시간) 전했다. 영국 워익대 대니 스티그스 교수는 “스피드가 본질이다. 우리는 아주 짧게 사는 어떤 것을 찾고 있다. 그것은 얼마 안 있어 사라져버린다”고 말했다. 중성자별들은 너무 무거워 작은 차 스푼 하나만 담아도 40억t의 무게가 나간다. 이 망원경은 천문학자들로 하여금 이걸 하나 쪼개 그 안에 무엇이 들어 있는지 보게 한다.맑은 하늘일 때만 관측할 수 있기 때문에 이 망원경은 산 정상에 자리해 온갖 모양과 크기의 수십개 관측장비로 구성된다. 각기 다른 천체를 연구한다. 쌍둥이 돔이 열리면 여덟 개의 실린더 망원경이 두 제트블랙 배터리와 볼트로 조여져 있는 모습이 드러난다. 이런 모습은 마치 로켓 발사대처럼 보이게 한다. 각각의 배터리는 수직으로나 수평으로 로테이션하며 모든 하늘 방향을 커버한다. 중성자별은 어마어마한 중량으로 충돌하며 원자를 파괴하는데 이때 빛이 쏟아진다. 중력이 강력해 서로를 끌어당긴다. 결국 둘은 충돌해 하나가 된다. 그 순간 섬광이 번쩍이고 강력한 충격파가 온 우주를 뒤덮는다. 그것은 우리도 감지하지 못하는 새 각자의 내면에 있는 원자를 비롯해 우주의 모든 것을 흔들리게 만든다. 그 중력파라고도 불리는 충격파는 우주공간을 왜곡시킨다. 지구에서 감지되면 새 망원경이 섬광의 정확한 위치를 찾아내려고 모든 동작을 집중하게 된다. GoTo는 중력파를 감지한 지 몇 시간 안에, 또 몇 분 안에 위치를 파악하는 것을 목표로 잡고 있다. 하늘을 촬영한 뒤 전날 밤들에 그곳에 있었던 별들과 행성들, 은하계들을 디지털로 지워나간다. 예전에는 그곳에 없었던 어떤 빛의 얼룩이 충돌하는 중성자별일 수 있다. 이 일에는 며칠이나 몇 주가 걸리는데 이제는 실시간으로 이뤄져야 한다. 컴퓨터 소프트웨어를 활용하는 엄청난 과업이다.천체물리학자인 조 라이먼 교수는 “여러분은 이런 폭발이 매우 활기차고 매우 휘황해야 하며 쉬워야 한다고 생각할 것이다. 하지만 우리는 우리가 관심있는 하나의 물체를 찾기 위해 수억 개의 별을 검색해야 한다. 또 물체가 이틀 안에 사라질 것이기 때문에 이것을 매우 빨리 해야 한다”고 말했다. 다른 천문학자들과의 팀워크가 충돌에 대한 더 세밀한 연구를 가능케 한다. 일단 연구진이 충돌 순간을 목격하면 더 크고 더 효율적인 전세계 망원경들이 모여든다. 라이먼 박사는 “이런 조사를 통해 충돌 과정을 더 자세히 알 수 있게 된다. 이런 과정은 물리학에 대한 극단적인 것들을 우리에게 알려준다”고 말했다. 산의 봉우리는 천문학자들을 별들에 더 가깝게 다가가게 만든다. 망원경을 통해 그들은 우주를 들여다 볼 수있는 새로운 방법을 갖고 있다고 GoTo의 계측학자인 켄달 오클리 박사는 말한다. 그녀는 이어 전통적인 천문학은 운이 좋은 것에 관한 것이라고 말한 뒤 “이제 우리는 더 이상 새로운 발견을 기대하지 않는다 . 다만 우리는 그들을 어디에서 찾을 수 있는지 알려주고 우주에 무엇이 있는지 하나씩 밝혀내고 있다”고 덧붙였다.

한국 과학자들이 포함된 국제 연구팀이 중성자로만 만들어진 핵을 발견해 ‘원자번호 0번’의 가능성을 확인했다. 양성자 수가 원자번호와 성질을 결정하고 양성자 수와 중성자 수의 합이 원소 질량을 결정한다. 양성자가 없으면 사실상 원자번호가 0이 된다는 것이다. 독일 다름슈타트 공과대, 일본 이화학연구소(리켄), 기초과학연구원(IBS)을 중심으로 전 세계 25개 연구기관, 92명의 과학자들이 참여한 국제 공동 연구팀이 중성자 4개로만 이뤄진 ‘테트라 중성자’ 핵을 발견했다고 6일 밝혔다. 이번 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’에 실렸다. 물질을 구성하는 최소 단위인 원자는 중성자와 양성자로 이뤄진 원자핵과 전자로 이뤄져 있는데 현재까지는 중성자만으로 이뤄진 원자핵은 관찰되지 않았다. 중성자로만 결합된 자연현상은 질량이 큰 별이 초신성 폭발을 일으킨 뒤 중심부가 중성자로만 이뤄져 있는 중성자별이 유일했다. 이 때문에 양성자가 없는 원자핵의 존재는 이론적으로는 가능하지만 실험적으로는 명확히 관측된 적이 없어 60년 동안 핵물리 연구 분야의 난제로 남아있었다. 연구팀은 일본 리켄에 있는 중이온 가속기(RIBF)의 다중입자측정 실험장치인 ‘사무라이 스펙트로미터’를 이용해 4개 중성자만으로 만들어진 원자핵을 관측에 성공해 테트라 중성자 핵이 존재할 수 있음을 실험적으로 확인했다. 연구팀은 가속기로 만든 무거운 빔을 상대적으로 가벼운 표적에 충돌시켜 원자핵에서 일부를 제거하는 방식으로 중성자 핵을 만들었다. 우선 산소-18로 만든 ‘1차 빔’을 가속시켜 금속인 베릴륨에 충돌시켜 양성자 2개, 중성자 6개를 가진 무거운 빔인 헬륨-8을 만들었다. 그 다음 초전도 희귀동위원소 빔 생성 분리 장치로 양성자 1개를 가진 액체 수소표적에 조사하면 양성자 2개, 중성자 2개를 가진 헬륨-4가 튀어나오고 중성자 4개 짜리 핵이 남는 것이 관찰됐다. 이번 연구는 양성자를 1개도 포함하지 않는 ‘원자번호 0’ 상태의 기묘한 원자핵을 관측한 것이다. 한인식 IBS 희귀핵연구단 단장(이화여대 초빙석좌교수)은 “이번 연구 결과는 지난 60년 동안 확인하지 못했던 테트라 중성자 상태를 알려주는 공명구조를 실험으로 정확히 관측한 것에 의미가 크다”며 “중성자 사이 상호작용과 핵력 이해에 중요한 열쇠가 될 뿐만 아니라 중성자별 같은 미지 영역 탐구가 활발해질 것으로 기대한다”고 말했다.

자연과학 진흥을 위한 런던왕립학회는 1660년 찰스 2세의 후원으로 창립됐다. 영국 정부로부터 해마다 4000만 파운드(약 631억원)의 예산을 지원받아 이 나라의 과학아카데미 구실을 한다. 세계에서 가장 오래된 과학 학회로 362년 동안 거쳐 간 인물들이 화려하다. 아이작 뉴턴, 찰스 다윈, 알베르트 아인슈타인, 스티븐 호킹, 중성자 별을 발견한 조슬린 벨 버넬 등 교과서에나 등장하는 이름들이다. 최근에는 테슬라 창업자 일론 머스크도 이름을 올렸다. 노벨상의 산실임은 물론이다. 최근 트래펄가광장 근처에 있는 학회 건물에서 신규 회원 가입식이 열렸다. 이상엽 한국과학기술원(KAIST) 연구부총장이 쟁쟁한 이름들로 가득한 헌장에 이름을 적어 넣는 영예를 누렸다. 해마다 60명을 새 회원으로 받아들이는데 10명은 외국인으로 채운다. 이 부총장은 김빛내리 서울대 교수와 함께 지난해 한국인으로는 처음 선발됐다. 김 교수는 가입식엔 불참했다. 가입식은 여왕을 상징하는 메이스(Mace·장식용 지팡이)가 입장하며 시작해 퇴장하며 끝난다. 새 회원이 단상에 올라가 헌장에 서명한 뒤 회장과 악수하며 가입 선언을 듣는다. 새 회원들은 362년의 역사가 오롯이 담긴 헌장에 실수하는 일이 없도록 미리 모여 서명 연습까지 했단다. 기존 회원의 추천과 동의를 거쳐 신규 회원을 받아들인다. 현재 회원은 1600명. 물질적 혜택은 없지만, 진정한 과학자로서 국제적 인정을 받는다는 의미가 있다. 최근 들어 이 학회는 기후변화, 유전자 조작, 인공지능(AI), 데이터 사이언스 등 과학 이슈와 관련해 위원회를 운영하며 정책 조율을 돕고 영국 정부에 권고하고 있다. 이 부총장은 시스템대사공학 창시자로 미국공학한림원, 미국국립과학원까지 세계 3대 주요 학회에 모두 이름을 올렸다. 미국과 영국 외 국적자로는 선례를 찾기 힘들다. 런던왕립학회가 지난해 한국인을 두 사람이나 회원으로 선발하고, 코로나 탓에 뒤늦게 열린 가입식 취재를 주선하는 등 한국에 적극적인 관심을 보였다고 한다. 브렉시트(Brexit) 이후 소원해진 유럽을 대신해 한국 등 아시아로 눈을 돌리는 노력으로 보인다.

중국 과학자들이 자체적으로 만든 첨단 망원경을 통해 외계 문명의 징후를 포착했다고 주장했다. 다만 이러한 주장을 담은 보고서가 공개된 지 얼마 지나지 않아 삭제돼 의문을 낳았다. 블룸버그통신, 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP) 등의 16일 보도에 따르면 중국과학원의 공식 매체인 과학기술망(커지르바오)는 최근 과학기술부가 세계 최대 전파망원경 ‘톈옌’을 통해 지구 밖으로부터 기술문명에 의해 발생한 신호 몇 건을 포착했다고 밝혔다. 톈옌은 구이저우성(省)에 설치된 축구장 30개 넓이‧지름 500m의 세계 최대 전파망원경이다. 한화로 약 2000억 원을 들여 만든 톈옌은 중국과학원이 2019년부터 정식 운영을 시작했다.톈옌의 가장 큰 용도는 외계생명체로부터 신호를 수집하는 것이다. 중국과학원에 따르면 톈옌은 지난해 말까지 509개의 펄서(Pulsar, 자전하며 주기적으로 큰 진폭의 전자파를 방출하는 중성자별)를 발견했다. 현지 연구진은 2019년과 2020년 톈옌이 수집한 관측 데이터를 분석하는 과정에서 외계문명으로 추정되는 신호를 찾았다고 발표한 바 있다. 이번 보고서는 이와 유사한 또 하나의 유의미한 신호를 발견했다는 내용을 담고 있다. 연구에 참여한 장퉁제 베이징사범대 천문학과 교수는 현지 언론과 한 인터뷰에서 “최근 확인한 신호는 과거와 차원이 다르다”고 말했다. 톈옌이 지금까지 유사한 신호를 여러 차례 포착했지만, 이번에 접한 신호는 외계생명체의 존재를 입증하는 데 더욱 확실한 도움이 될 것이라고 강조했다. 이어 "의심스러운 신호는 일종의 전파 교란일 가능성도 있다"며 추가적인 분석이 필요하다고 덧붙였다. 다만 해당 보고서는 14일 과학기술망에 기사 형태로 게재됐다가, 16일 현재는 삭제된 상태다. 한편, 톈옌은 푸에르토리코의 아레시보 천문대에 있던 전파망원경을 대체하는 세계 최대 규모로 주목받았다. 아레시보 전파망원경은 지름 305m, 톈옌 정식 운영 이전까지 세계에서 가장 큰 전파망원경이었다. 그러나 2020년 7월, 알 수 없는 원인으로 망원경의 핵심 케이블이 끊어지는 등 파손이 발생했고, 파손 상태가 심해 복구되지 못했다. 이후 톈옌은 초대형 전파망원경을 보유한 세계 유일의 국가가 됐고, 세계 과학자들은 외계인의 신호를 찾기 위해 중국의 힘을 빌리고 있다.

지난 1월 17일부터 정기검사가 이뤄진 한빛 2호기의 임계(재가동)를 허용됐다. 원자력안전위원회(원안위)는 31일 원자로에서 핵분열 연쇄반응으로 중성자수가 평형이 이뤄져 안전하게 제어하게 운영할 수 있게 됐다고 밝혔다. 임계 허용에 따라 노물리시험(원자로 특성시험) 등 남은 검사항목 8개를 진행할 예정이다. 원안위는 정기검사에서 임계 전까지 89개 항목에 대한 검사를 실시했다고 덧붙였다. 격납건물 내부철판 건전성 점검을 벌여 수직벽체 시공이음부에서 기준두께(5.4㎜) 미만 부위 1개소를 확인하고 용접해 보수했다. 또 상부돔에서 부식의심(3개소), 눌림(2개소), 단순결함(변색·들뜸 등) 등 이상부위 91개소를 발견했다. 부식의심부는 얼룩으로 확인됐고, 나머지 결함은 절차에 따라 조치했다. 아울러 원안위는 증기발생기 전열관에 대한 비파괴검사가 적절하게 수행됐음을 확인하고, 이물질 검사에서 금속 소선 등 8개의 이물질을 제거했다. 약 30년간 사용된 기동변압기는 신품으로 교체하는 한편 2020년 고리지역의 태풍 경험을 토대로 기동변압기 주변 등 노출 가공선로에 대한 개선 작업을 실시했다. 원안위는 출력상승시험 등 후속검사(8개)를 실시해 안전성을 최종 확인할 예정이다.

내년부터 후쿠시마 오염수가 바다로 방출된다. 건강 그리고 안전과 직결된 이 문제를 두고 인접한 나라들이 반대하는데도 일본은 그렇게 하기로 사실상 결정했다. 앞으로 우리 정부의 대응이 중요해보이는 가운데, 일본 언론은 ‘국제 기준에 따른 원전 처리수(오염수의 일본식 표현) 방출, 반대 없는 한국’이라는 제목의 기사를 보도했다. 도쿄전력은 후쿠시마 원전에서 나오는 방사능 오염수를 바닷물과 섞어 내년 봄부터 바다로 흘려보낼 계획을 추진해왔고, 일본 원자력규제위원회는 이를 승인했다. 마쓰노 히로카즈 일본 관방장관은 “지난해 4월에 결정한 기본 방침에 따라 내년 봄 (방사능 오염수) 처분을 개시하기 위해 필요한 준비를 진행하려고 한다”고 말했다. 2011년 3월 동일본대지진으로 인해 폭발사고가 발생한 후쿠시마 제1원전에서는 고농도 방사성 물질이 섞인 빗물·냉각수 등 오염수가 계속해서 만들어지고 있다. 원전 운영사인 도쿄전력이 제1 원전 탱크에 보관 중인 오염수만 130만톤이 훌쩍 넘는 것으로 알려졌다. 도쿄전력은 방사능 오염수를 모아두다 더는 둘 곳이 없어지자 30년에 걸쳐 바다에 방출하기로 결정했다. 이미 오염수 방류를 위한 터널 기초공사도 시작했다. 국제원자력기구의 그로시 사무총장은 후쿠시마 원전 점검에 나선 상태지만, 삼중수소가 포함된 오염수 방류에 대한 불안감은 여전하다.日언론 “윤석열 정권 대응 부드러워” ‘국제 기준에 따른 원전 처리수(오염수의 일본식 표현) 방출, 반대 없는 한국’이라는 일본 지지통신 18일자 기사는 한국 외교부 관계자가 “도쿄전력의 오염수 해양 방출과 관련해 객관적이고 과학적인 관점에서 안전하고, 국제법과 국제 기준에 맞는 방식으로 처리될 수 있도록 필요한 대응에 최선을 다할 것”이라고 말했다고 전했다. 그러면서 문재인 정부와 윤석열 정부의 대응이 달라진 점에 주목했다. 문재인 정부는 방사능 오염수의 해양 방류를 반대했지만, 윤석열 정권의 외교부는 일본과 협의를 계속해 나가겠다는 반응을 보였다고 강조했다. 지지통신은 “한일 관계 개선에 의욕적인 윤석열 정권의 자세를 반영해 대응이 부드러워진 것으로 보인다”고 분석했다. 우리 외교부는 일본 정부가 후쿠시마 오염수 해양 방출 계획을 승인한 것과 관련해 IAEA(국제원자력기구)가 진행하는 독립적인 모니터링에 참여하겠다고 밝혔다. 그러나 IAEA는 4월 29일 1차 조사 보고서를 통해 후쿠시마 방사성 오염수 해양 방류가 안전하게 추진되고 있다며 일본 정부의 손을 들어주었다. 환경운동연합은 “우리 정부가 IAEA가 진행하는 방사성 오염수 모니터링을 통해 오염수를 감시하겠다는 것은 후쿠시마 오염수 해양 방류를 옹호하겠다는 것”이라며 비판했다. 환경운동연합은 “윤석열 대통령은 후보 시절 후쿠시마 오염수 해양 방류를 반대하며, 오염수 안전성 검증을 위한 우리나라의 자체적이고 독립적인 조사를 시행하고 민관합동기구 마련을 통해 시민과 소통을 하겠다는 공약을 발표했지만, 당선 이후 한일관계 개선을 핑계로 오염수 방류에 대한 강력한 반대 의사를 밝히지 않았다”라며 정부 차원의 종합적 대책을 마련할 것을 촉구했다. 후쿠시마 오염수, 왜 문제인가 일본 원자력규제위가 심사한 도쿄전력의 ‘ALPS 처리수의 해양 방출과 관련된 사람과 환경에 대한 방사선 영향 평가 보고서’는 문제가 많다. 방사성 오염수의 해양 방출에 대한 환경영향평가가 제대로 이뤄지지 않았고, 생물에의 방사성 물질 농축으로 인한 피폭 영향도 평가하지 않았다. 도쿄전력은 삼중수소를 제외한 62종의 방사성 물질은 모두 제거되어 아무 문제가 없다고 주장하지만 사실이 아니다. 방사성 물질의 농도를 낮춰 버린다고 해도 결국 버려지는 방사성 물질의 총량은 변하지 않는다. 버려진 방사성 물질로 인해 오염된 바다는 다시 돌이킬 수 없다. 오염수에는 삼중수소(트리튬), 세슘 134·세슘 137, 스트론튬 90등의 방사성 핵종 물질이 포함돼있다. 원전 오염수 안에 포함된 물질 중 가장 거론이 많이 되는 것은 ‘삼중수소’다. 삼중수소는 양자 1개, 전자 1개, 중성자 2개로 이뤄진 화학물질인데, 물과 화학적 성질이 같아 화학적으로 분리하기가 어렵다. ALPS 처리를 거치더라도 삼중수소는 남는다. 이대로 방사능 오염수를 방출한다면 바다에 삼중수소가 떠돌게 된다. 삼중수소가 인체에 축적되면 정상적인 수소를 밀어내고 그 자리를 차지하게 되고, 이후 베타선을 방사하면서 삼중수소가 헬륨으로 바뀌는 ‘핵종 전환’이 일어난다. DNA에서 핵종 전환이 발생하면 유전자가 변형되고 세포를 파괴해 각종 암을 유발하거나 생식기능을 저하시킨다.“핵테러와 다름없다” 한국 비상 일본과 가까운 한국엔 초비상이 걸렸다. 방사능 오염수에 포함돼 있는 방사능 물질이 해류를 타고 한국 해역에 들어올 가능성이 크기 때문이다. 한국의 1인당 해산물 소비는 연간 58.4㎏으로 세계 1위다. 2위인 노르웨이의 소비량이 1인당 53.3㎏이다. 3위인 일본의 1인당 소비량은 50.2㎏이다. 환경운동연합 등 환경환경단체들은 20일 기자회견을 갖고 “일본 정부가 결국 인류를 향한 핵테러를 승인한 것과 다름없다”며 “일본 정부는 후쿠시마 방사성 오염수 해양방류 승인을 즉각 취소해야 한다”고 목소리를 높였다.

짝짓기 후 수컷을 잡아먹는 검은과부거미(black widow spider)처럼 배우자를 잡아먹는 곤충을 블랙 위도우라고 부른다. 이 단어에 그런 의미가 담겨 있기 때문이다. 천문학자들도 일부 중성자별에 블랙 위도우라는 명칭을 붙였다. 초신성 폭발 잔해에서 남은 물질이 모여 만들어진 중성자별은 표면 중력이 매우 강해 거리만 가깝다면 다른 별의 가스도 흡수할 수 있는데, 이 가운데 특별히 동반성과 밀착해서 상대방을 잡아먹듯이 흡수하는 경우가 있기 때문이다.  최근 MIT의 과학자들은 역대 가장 짧은 공전주기를 지닌 블랙 위도우 펄서 (중성자별)을 발견했다. 이 중성자별은 공전 주기가 지구 저궤도 인공위성과 비슷한 62분에 불과하다. 사실상 별의 표면을 스쳐 지나가는 수준으로 밀착한 상태에서 강한 중력으로 진공청소기처럼 물질을 흡수하는 셈이다.  본래 연구팀은 캘리포니아 팔로마 관측소에 설치된 ZTF (Zwicky Transient Facility)를 이용해 주기적인 에너지를 방출하는 중성자별인 펄서를 관측하던 중이었다. 펄서는 매우 빠른 속도로 자전하는 중성자별로 공전 주기가 1초 이하인 경우도 흔하다. 그래도 강한 표면 중력 때문에 별이 부서지지 않는다.  지구에서 3000광년 떨어진 거리에서 발견한 J1406+1222 역시 그런 경우로 자전 주기가 1초 미만인 밀리 세컨드 펄서에 속한다. 그런데 연구팀은 놀랍게도 이 중성자별과 아직 수명이 남아 있는 동반성의 밝기가 62분 간격으로 변한다는 사실을 확인했다. 역대 가장 공전 주기가 짧은 블랙 위도우 중성자별을 발견한 것이다.  하지만 놀라움은 여기서 끝이 아니었다. 연구팀은 추가 데이터 분석을 통해 두 쌍성계와 멀리 떨어진 곳에서 1만 년 주기로 공전하는 세 번째 동반성을 발견했다. 62분 주기로 공전하는 중성자별과 동반성이 하나의 별처럼 중력을 행사해 1만 년 주기로 공전하는 세 번째 동반성을 잡고 있던 것이다.  물론 이 삼중성계는 영구적으로 존속할 수 없다. 결국 너무 가까이 다가간 중성자별이 임계 질량을 넘으면 블랙홀로 진화할 수도 있고 동반성이 그 전에 폭발해 중성자별 쌍성계로 진화할 수 있기 때문이다. 후자의 경우라도 결국 두 중성자별이 너무 가까워 하나의 블랙홀로 합쳐질 가능성이 높다. 이 과정에서 멀리 떨어진 세 번째 별의 궤도 역시 불안정해질 것이다. 결국 천문학자들은 매우 짧은 기간 존재할 수 있는 독특한 삼중성계를 우연히 관측한 셈이다. J1406+1222는 넓고 넓은 우주에 별의별 일이 다 일어날 수 있다는 점을 다시 한번 보여준 사례로 볼 수 있다.

중국 무인 달 탐사선 ‘창어5호’가 지구로 가져온 달 토양 샘플에서 수십 종의 화학원소가 발견됐다. 현지 관영매체인 글로벌타임스의 28일(현지시간) 보도에 따르면 중국원자력과학연구원(CIAE)은 중성자 활성화 분석을 통해 달 탐사선 창어 5호가 채취한 샘플의 화학물질이 지구에서 확인되는 것과는 다른 성질이라는 사실을 확인했다. 중성자 활성화는 중성자 포획반응에 의해 생성된 방사성 동위원소가 붕괴하면서 특정 에너지의 감마선을 방출하는 과정을 말한다.CIAE 핵물리학 연구소의 궈빙 소장은 “원자로를 사용해 달 토양 표본을 연구한 결과, 40개 이상의 화학 원소를 확인했다. 이중 일부는 지구의 화학원소와 성질이 달랐다”면서 “정확도가 높은 중성자 활성화 분석은 달 토양의 성질을 파괴하지 않고도 정확히 어떤 원소가 포함돼 있는지 확인할 수 있다”고 설명했다. 이어 “지구에 있는 원소 대부분은 달에서도 발견된다. 하지만 동위원소 함량에서 차이를 보이며, 달에서만 발견할 수 있는 몇 가지 물질들이 있다”면서 “우리는 이번 연구를 통해 물과 헬륨-3의 흔적을 찾는데 초점을 맞추고 있다”고 덧붙였다. 헬륨-3는 현재 달 탐사를 진행하는 국가들이 가장 주목하는 자원이다. 핵융합 반응의 원료가 되는 헬륨-3 1g으로 핵융합을 하면 석탄 40t에 달하는 에너지를 친환경적으로 생산할 수 있다. 다만 해당 물질이 태양풍(태양에서 방출된 입자 전하)으로 인해 생성되는 까닭에 대기권이 두터운 지구상에는 거의 존재하지 않는다.반면 달에는 약 100만t가량의 헬륨-3가 침전돼 있을 것으로 추정된다. 전문가들은 향후 기술이 발전해 헬륨-3를 달에서 경제적으로 채취할 수 있고, 헬륨-3를 이용한 핵융합 조건들을 효과적으로 구현할 수 있게 된다면 핵융합에너지 연구방향도 획기적으로 달라질 수 있다고 입을 모은다. 한편, 창어5호는 2020년 12월 17일, 달 북서부 ‘폭풍의 바다’에서 채취한 토양과 암석 샘플 약 2㎏을 가지고 지구로 무사히 귀환하는 데 성공했다. 중국국가항천국(CNSA)이 지난해 2월 최초로 공개한 달의 토양과 암석 샘플 1731g을 담은 사진은 콘크리트와 유사한 짙은 회색빛을 띠는 달 토양과 암석을 볼 수 있으며, 달의 화산 활동으로 생성된 현무암 성분도 육안으로 확인할 수 있다.창어5호가 레이더와 드릴을 이용해 표본을 채취한 ‘폭풍의 바다’는 약 12억 1000만 년 전 토양과 암석이 존재하는 곳이다. 이는 지구에서 다세포 생물이 진화하기 시작한 12억년전부터 있었던 비교적 젊은 달 토양이다. 앞서 미국이 달에서 가져왔던 샘플은 31억~44억년 사이에 형성된 비교적 오래된 토양과 암석이다. 과학자들은 새로 채취한 토양이 태양과 지구의 진화를 이해하는데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 2020년 1월 인류 최초로 창어 4호 탐사선을 달 뒷면에 착륙시키는 데 성공한 중국은 지난해 7월 자국 최초의 화성탐사선 톈원 1호를 쏘아 올린 데 이어 2년 사이 세 번째 우주 탐사 계획에 나서며 우주굴기를 이어가고 있다.

태양계 너머에는 5000개 이상의 또 다른 세계가 있다고 미 항공우주국 나사(NASA)가 발표했다. 나사는 21일(현지시간) 외계행성 아카이브(NASA Exoplanet Archive)에 새로운 외계행성 65개를 추가했다. 나사는 새로 발견된 외계행성 가운데 동료 심사를 거친 과학 논문에 실린 것들을 기록보관소에 등록하고 있다. 이로써 인류가 확인한 외계행성 수는 5005개로 늘었다. 1992년 첫 외계행성 발견 이후 30년 만이다. 외계행성 후보는 8709개에 달한다. 캘리포니아공대가 운영하는 기록보관소의 과학 책임자 제시 크리스천슨은 “이것은 단순한 숫자가 아니다. 각각은 새로운 행성, 새로운 세계다. 우리는 외계행성에 대해 아무것도 모른다는 점에서 더욱 흥미롭다”라고 말했다.나사 아카이브에 새로 추가된 외계행성 65개는 슈퍼지구와 ‘뜨거운 목성형’ 행성, 준해왕성급 행성이 대부분이다. 슈퍼지구는 지구보다 크고 생명체가 존재할 가능성이 있는 암석 행성이며, 뜨거운 목성형 행성은 목성 같은 가스 행성이다. 준해왕성급 행성은 해왕성보다는 작은 얼음 행성이다. 지구와 비슷한 크기의 암석 행성 2개도 있지만, 표면온도가 327도에 달한다. 크리스천슨은 “인간이 거주할 수 있는 행성은 아니다. 뜨거운 바위에 가깝다”고 설명했다. 인류는 1992년 처녀자리에서 처음으로 외계행성을 발견했다. 펄서(pulsar, 초고속으로 자전하는 중성자별)가 내뿜는 전자기파의 변화를 측정해, 주변 궤도에 있는 행성 2개를 확인했다. 2000년까지만 해도 인류가 찾은 외계행성은 100여 개에 불과했다. 하지만, 허블과 스피처, 케플러, 테스 등 ‘행성 사냥꾼’이라 불리는 위성망원경 발달로 그 수는 수천 개까지 늘었다. 특히 2018년 퇴역한 케플러 우주망원경은 발사 후 9년간 외계행성 2662개를 발견했다.크리스천슨은 “내가 대학원생이었던 2000년대 초, 인류가 찾은 외계행성은 100여 개에 불과했다. 그러나 지금은 외계행성이 아주 흔하다”라고 말했다. 이어 “우리 은하에만도 수천억 개의 행성이 있을 것이다. 알려진 5000개의 외계행성 중 4900개가 지구에서 수천 광년 이내에 있다”고 밝혔다. 그러면서 “태양계가 우리 은하 중심에서 3만 광년 떨어져 있다는 사실을 생각하면, 우리 은하에는 아직 발견하지 못한 행성이 1000억~2000억개 더 있을 것이다”라고 강조했다. 현재까지 나사 외계행성 아카이브에 등록된 외계행성 중 30%는 가스 행성, 31%는 슈퍼지구, 35%는 얼음 행성이다. 나머지 4%만이 지구와 비슷하거나 조금 작은 암석 행성이다. 나사가 2018년 케플러 후임으로 외계행성탐사위성 테스를 발사한 만큼, 앞으로 더 많은 외계행성이 발견될 것으로 보인다. 특히 인류 역사상 가장 크고 강력한 제임스웹 우주망원경의 활약이 기대된다. 2027년에는 나사가 낸시그레이스로먼 우주망원경을, 2029년에는 유럽우주국이 아리엘 우주망원경을 잇따라 발사할 예정이기도 하다.

천문학자들이 슈퍼노바를 능가하는 장대한 우주적 이벤트인 '킬로노바'의 잔광을 발견한 것으로 보인다.  킬로노바는 슈퍼노바, 곧 초신성 폭발로 죽은 별의 잔해인 두 개의 초고밀도 중성자별이 충돌하는 사건을 일컫는다. 천문학자들은 GW170817로 명명된 이 사건에서 파생된 X선 잔광을 발견한 것으로 잠정 추정하고 있다.  발견 팀은 파편이 충돌로 인해 확장되면서 소닉 붐과 같은 충격으로 주변 물질을 가열했다고 제안한다. X선 잔광의 존재는 이 가열로 인해 생성되었다고 보는 것이다.  그러나 X선은 다른 원인으로도 발생할 수 있는데, 예컨대 중성자별 병합으로 인해 물질이 블랙홀 쪽으로 떨어지는 경우를 들 수 있다. 따라서 천문학자들은 이 '발견'을 두고 잠정적이라는 단서를 달고 있다. 그러나 어떤 유형의 발견이든 인류가 최초로 접하는 우주적 사건으로, 과학에 처음으로 알려지는 것인 만큼 의미는 크다고 할 수 있다.  미국 노스웨스턴 대학 천체물리학 대학원생인 수석 연구원 아프라지타 하젤라는 성명을 통해 "우리는 중성자별 병합의 여파를 연구하면서 미지의 영역에 진입했다"고 말하면서 "우리는 처음으로 새롭고 특별한 것을 보고 있다. 이것은 우리에게 이전에 관찰되지 않은 새로운 물리적 과정을 연구하고 이해할 수 있는 기회를 제공한다"고 덧붙였다.  천문학자들은 사건 직후 NASA의 찬드라 X선 우주망원경을 사용하여 X선 방출을 발견했지만, 2018년 초부터 방출이 희미해지기 시작했다. 그러나 하젤라 팀은 X선 방출이 남아 있는 상태에서 2020년 밝기의 감소가 멈췄음을 알아냈다.  그후 X선 밝기는 일정한 수준을 보였는데, 이 같은 일관성은 해당 사건이 이례적인 것임을 보여주는 것이라고 팀원들은 말했다. 이번 연구의 수석 저자이자 버클리 캘리포니아 대학 천체물리학자인 라파엘라 마구티는 같은 성명에서 "우리가 보고 있는 것을 설명하려면 완전히 다른 X선 소스가 필요한 것으로 보인다"고 밝혔다. 따라서 궁극적인 원인이 무엇인지 파악하기 위해서는 더 많은 후속 연구가 필요할 것으로 보인다. 그것이 실제로 킬로노바라면, 연구원들은 충격이 인근 환경을 계속 뚫고 나가면서 X선과 전자기파 방출이 더 증가하는 것을 볼 수 있을 것으로 기대한다. 하지만 블랙홀이라면 X선 방출량이 줄어들거나 일정하게 유지되어야 할 것으로 보고 있다.  연구에 기반한 상세한 내용은 '아스트로노미컬 저널 레터스' 2월 28일 판에 게재되었다.

지난해 12월 블랙홀 탐사를 위해 발사된 차세대 X-선 우주망원경이 첫 천체 이미지를 지구로 보내왔다. 미 항공우주국(NASA)은 14일(현지시간) 블랙홀 탐사용 X선 위성(IXPE, Imaging X-ray Polarimetry Explore)이 촬영해 전송한 첫번째 천체사진을 공개했다. 지구로부터 1만 1000광년 떨어져 있는 카시오페이아A 초신성의 자기장이 빛나는 놀라운 장면이다. NASA의 차세대 X선 트리플 카메라 관측 위성인 IXPE는 세 개의 독립된 망원경을 이용해서 편광 X선을 관측할 수 있는 최초의 우주망원경으로, 중성자 별, 블랙홀, 암흑 에너지, 암흑물질 등과 같은 우주 현상을 포착하기 위해 지난해 12월 9일 발사됐다. 탐사선은 첫 번째 이미지를 캡처할 준비를 하기 위해 다양한 시스템을 확인하면서 우주에서 첫 달을 보낸 후 최초의 과학 이미지를 보내온 것이다. 사진은 17세기 초신성으로 폭발한 별의 잔해인 카시오페아 A를 보여준다. NASA의 성명에 따르면, 그 폭발은 충격파를 바깥쪽으로 보내 주변 가스를 가열하고 우주선 입자(고속 전자와 원자핵)를 가속시켜 다양한 물질 구름을 생성했다. IXPE의 인상적인 이미지에서 볼 수 있듯이 이 구름은 X선 빛에서 놀라울 정도로 밝게 빛난다. "카시오페아A의 IXPE 이미지는 참으로 아름다우며, 우리는 이 초신성 잔해에 대해 더 많은 것을 알기 위해 편광 측정 데이터를 분석할 예정"이라고 로마에 있는 국립 천체물리학연구소(INAF)의 IXPE 이탈리아 수석 연구원 파올라 소피타가 NASA 성명에서 말했다. NASA가 공개한 사진은 IXPE와 또 다른 X선 우주망원경인 찬드라가 찍은 사진을 합성 가공한 이미지의 가장 눈에 띄는 특징은 거의 네온에 가까운 마젠타 색상이지만, 가시광선에서는 실제로 그렇게 보이지 않는다. 그러나 X선 방사선을 나타내는 이 색상은 과학자들에게 유용한 가이드이다. 색상이 진할수록 X선 빛이 더 강렬해진다. 또한 이미지에서 푸른 번개처럼 보이는 것은 NASA의 찬드라 X선 우주망원경으로 본 고에너지 X선을 나타낸다. 두 망원경은 모두 X선을 관찰하지만 서로 다른 종류의 감지기를 가지고 있기 때문에 함께 작동하면 더 완전하고 상세한 데이터를 생성할 수 있다.​ 찬드라는 1999년 발사 후 첫 이미지로 동일한 카시오페이아A 초신성을 촬영해 전송한 바 있다. 성간물질에 초신성 폭발 빛이 반사돼 군데군데 빛나고 있는 모습이다. 당시 찬드라가 보낸 사진은 초신성 폭발 후 중심부에 블랙홀이나 중성자별로 추정되는 잔해가 남아 있음을 보여줬으며, 반사된 해당 사진들을 분석하면 초신성의 빛이 성간물질에 부딪혀 어디까지 확산됐는지를 알 수 있다.  IXPE 수석 연구원 마틴 C. 바이스코프는 NASA 성명에서 "이번 IXPE가 찍은 카시오페이아A 초신성 모습은 찬드라가 보내왔던 사진만큼 역사적 결과물로 평가된다"며 "이는 현재 분석 중인 카시오페이아A에 대해 이전에 볼 수 없었던 새로운 정보를 얻을 수 있는 IXPE의 잠재력을 보여준다"라고 밝혔다. NASA는 이번에 전송된 카시오페이아A 초신성의 X선 편광 데이터를 통해 직경이 10광년에 이르는 초신성 잔해의 편광 데이터를 처음으로 확인할 수 있을 것으로 보고 있다. 현재 NASA는 해당 이미지의 데이터를 통해 최초로 카시오페이아A 초신성의 X선 편광 분포도 작성을 시도 중이다.

미국항공우주국(NASA)의 화성 탐사 로버 큐리오시티가 화성의 생명체 존재 여부를 확인하는 데 도움이 될 단서를 확보했다는 연구결과가 나왔다. 미국 펜실베이니아주립대학의 크리스토퍼 하우스 지구과학과 교수 연구진은 큐리오시티가 화성 표면에서 수집한 암석 가루 시료의 탄소 안정 동위원소를 분석한 결과, 시료 안에서 탄소 동위원소의 종류인 탄소-12와 탄소-13을 발견했다. 탄소-13은 탄소-12에 비해 중성자(원자를 구성하고 있는 입자의 한 종류)가 하나 더 존재하기 때문에 다른 물질과 더 강하게 결합한다. 일반적으로 생명체는 다른 물질과의 결합력이 상대적으로 약한 탄소-12를 토대로 진화해 왔다. 실제로 생명체가 만들어내는 유기 분자물질 대다수에서는 탄소-12가 많이 검출된다. 연구진이 큐리오시티가 보낸 탄소 동위원소 데이터를 분석한 결과, 화성의 암석 시료에서는 탄소-12가 탄소-13보다 더 많이 존재하는 것으로 확인됐다. 특히 탄소-13의 비율은 극도로 낮은 특징을 보였다. 탄소-12가 많이 존재한 곳은 게일 크레이터(분화구)의 능선 꼭대기 부분이다.연구진은 이러한 형태의 탄소가 만들어질 수 있는 세 가지 가능성을 제시했다. 첫 번째 가능성은 미생물의 탄소 방출이다. 오랜 과거 당시 화성 지하에 있는 미생물이 탄소-12를 먹고 메탄을 방출하고, 화성 지표면에 있는 다른 미생물은 이 메탄을 분해해 탄소-12를 화성 대기로 내보낸다. 이 과정에서 다량의 탄소-12가 생성됐다는 것. 하지만 해당 가설은 큐리오시티가 아직 화성 지표에서 미생물의 흔적을 찾지 못했기 때문에 완벽한 입증이 불가능하다. 두 번째 가능성은 미생물과 자외선의 혼합이다. 지하 미생물이 방출한 메탄이 자외선에 의해 분해된 후, 탄소-12가 대기에 흡수됐다는 내용이다. 세 번째는 성간 구름(항성과 항성 사이의 공간에 존재하는 가스나 먼지)에 의해 생성됐을 가능성이다. 성간 구름은 햇빛을 차단해 화성 표면에 빙하를 만들 수 있다. 이때 탄소-12가 다른 탄소와 결합되거나 희석되지 않고 얼음과 함께 그대로 얼어 남아있을 수 있다는 것.연구를 이끈 하우스 교수는 “화성에서 채취한 암석과 토양에서 발견된 탄소 동위원소는 미생물 존재 가능성을 뒷받침한다”면서 “다만 탄소 동위원소의 생성 과정에 대한 세 가지 시나리오 중 정확한 것을 찾으려면 더 많은 자료가 필요하다”고 설명했다. 한편, 큐리오시티는 2012년 8월 게일 크레이터 부근에 착륙한 뒤 현재까지도 탐사를 이어가고 있다. 큐리오시티는 화성의 지질과 토양을 분석해 메탄 등 유기물 분석자료를 확보하고, 미생물이 살만한 조건인지를 조사하고 있다. 10년 동안 과거 화성 땅에 물이 흐른 흔적, 생명체에 필요한 메탄가스와 질산염 증거를 발견하는 큰 업적을 남겼다.　 화성의 미생물 생명체 존재 가능성을 제시한 이번 연구는 미국 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다.

우주에서 가장 강한 자석 천체인 ‘마그네타’(magnetar)가 태양의 10억 배에 달하는 에너지를 한 순간에 분출하는 현상이 포착됐다. 스페인 발렌시아대 등 국제연구진은 지구에서 약 1300만 광년 떨어진 조각가자리 은하의 마그네타(GRB2001415)가 태양 10억 개가 생성하는 것과 맞먹는 에너지를 약 0.1초 동안 분출했다고 밝혔다. 연구 공동저자 빅터 레글레로 발렌시아대 교수는 “지난 2020년 4월 15일, 마그네타는 약 10분의 1초 동안 막대한 에너지를 분출했다”면서 “진정한 우주 괴물”이라고 말했다. 마그네타는 매우 강력한 자기장을 가진 중성자별의 한 종류를 말한다. 다른 중성자 별처럼 지름은 약 20㎞ 정도지만 자기장은 1000배 이상이다. 자기장의 세기는 약 10기가 테슬라(T·1T=1만G)로, 지구 자기장과 비교했을 때 1000만 배나 강하다. 이처럼 강한 자기장과 높은 밀도 때문에 마그네타에서는 특유의 강한 X선 방출과 감마선 폭발이 일어난다. 하지만 폭발은 1초 미만으로 매우 짧아 발견 자체가 쉽지않다. 지금까지 관측된 마그네타는 총 30개다. 이번 연구는 국제우주정거장(ISS)에 탑재된 대기-우주 상호작용 모니터(ASIM) 기기를 사용해 마그네타의 밝기 변화를 조사했다. 이를 통해 마그네타의 에너지 분출 강도와 지속 시간을 기록했다. 연구 주저자로 스페인 안달루시아 천체물리학연구소의 알레르토 J. 카스트로티라도 박사는 “마그네타는 비활성 상태에서도 태양보다 10만 배 더 밝지만, 우리가 연구한 마그네타의 경우 찰나의 순간 분출한 에너지는 태양이 10만 년간 분출하는 에너지와 맞먹는다”고 말했다. 에너지 분출의 원인은 아직 완벽하게 밝혀지지 않았다. 천문학자들은 마그네타 자기권의 불안정성이나 마그네타 외층의 성진(별의 지진)에 의한 것으로 추정한다. 레글레로 교수는 “마그네타 연구의 어려움은 신호(분출 시간)가 짧다는 점에 있지만, 신호의 진폭이 빠르게 감소해서 배경이 되는 잡음에 파묻히는 문제도 있다”면서 “때문에 신호를 구별하기가 어렵다”고 말했다. 이번 분출은 지금까지 관측된 마그네타 30개 중 가장 먼 마그네타에서 일어났다. 레글레로 교수는 “마그네타는 고요한 우주 속에서 태양 10억 배의 힘으로 노래해 우리에게 존재를 알리고 있는 것 같다”고 덧붙였다. 자세한 연구 성과는 세계적 학술지 ‘네이처’ 최근호(2021년 12월 22일자)에 실렸다.