먼 우주 화성에서 지구는 어떤 모습으로 보일까.  지구에서 평균 7700만㎞ 떨어진 화성에서 바라본 지구와 달의 모습이 공개됐다.  유럽우주국(ESA)의 화성 탐사선인 마스 익스프레스가 지구로 전송한 사진은 컴컴한 우주에서 매우 작은 흰색 점처럼 보이는 지구와 이보다 더 작고 희미한 달의 모습을 생생하게 담고 있다.  마스 익스프레스팀 소속이자 스페인 바스크대학의 과학자인 호르헤 에르난데스 베르날은 공식 성명에서 “화성탐사선이 찍은 이 간단한 스냅샵은 마치 지구에서 100m 거리에 있는 개미를 보고 있는 것과 같은 느낌을 준다. 하지만 우리는 모두 그것(작아보이는 지구) 안에 있는 것”이라고 말했다. 이번 이미지는 ‘창백한 푸른 점’(칼 세이건이 1994년에 쓴 저서 제목)이라는 표현처럼, 지구가 우주 안에서 작은 점에 지나지 않는다는 것을 다시 한번 상기시킨다.  과학전문매체 스페이스닷컴은 “해당 사진은 천문학자인 칼 세이건이 언급한 ‘지구의 연약함’과 생명체가 거주할 수 있는 유일한 행성을 돌봐야 인류의 책임에 대해 생각하게 한다”면서 “세이건이 이 메시지를 전한 지 30년이 지났지만, 그 어느 때보다 중요하게 다가온다”고 전했다. 베르날 박사는 “우리는 과거에도 비슷한 이미지를 본 적이 있지만, 화성 탐사선 마스 익스프레스 발사 20주년이라는 특별한 날을 맞아 기후와 생태 위기의 악화로 인해 그 어느 때보다 더 유효한 칼 세이건의 성찰을 현재에 되새기고 싶었다”고 밝혔다.  이어 “인류는 여전히 옅은 ‘파란 점’(지구)을 돌봐야 한다. (생명체가 존재 가능한) ‘행성B’는 찾아볼 수 없다”고 덧붙였다.  해당 사진은 화성 주위를 도는 탐사선에서 촬영했기 때문에, 지구-화성의 거리보다 훨씬 더 먼 3억㎞ 밖 우주에서 찍혔다. 사진은 지난 5~6월 총 4차례에 걸쳐 마스 익스프레스의 고해상도 스테레오 카메라(HRSC)와 초해상도 채널(SRC)을 이용해 촬영됐다.  20년째 ‘현역’인 화성탐사선 ‘마스 익스프레스 마스 익스프레스는 2003년 발사된 유럽 최초의 화성탐사선이다. 2003년 6월2일 러시아의 소유즈 로켓에 실려 지구를 출발한 뒤, 6개월간 4억9100만km를 날아 그해 12월25일 화성 궤도에 진입했다.  연구진은 마스 익스프레스의 관측 자료를 통해 화성 남극 근처의 얼음층 아래에 호수가 있다고 추측한다. 20년 전 마스 익스프레스는 지구를 출발한 지 한 달 후인 2003년 7월 3일 밤, 지구에서 800만㎞ 떨어진 지점에서 지구와 달을 촬영하기도 했다.  마스 익스프레스는 발사된 지 20년이 지난 현재까지도 활발하게 활동하고 있다.  한편 칼 세이건은 1990년 당시 보이저 1호가 촬영한 지구 사진을 본 뒤 “창백하게 빛나는 푸른 점은 우리가 우주 속 특별한 존재라는 오만과 착각에 이의를 제기한다”면서 “우리의 유일한 보금자리를 구해줄 이들이 다른 곳에서 찾아올 기미는 없다. 창백한 푸른 점을 소중히 보존하는 것은 우리의 의무”라고 말했다.

커다란 소행성이 지구를 스쳐 지나갔는데도 미처 발견하지 못한 사실이 드러났다. 17일(현지시간) 영국 일간 인디펜던트 등에 따르면, 남아프리카공화국의 아틀라스 천문대는 지난 15일 소행성 ‘2023 NT1’을 처음 발견했다고 발표했다. 천문학자들은 해당 소행성의 지름은 최대 60m에 달한다고 말했다. 그러나 소행성은 이틀 전이던 지난 13일 이미 지구와 가장 가까운 곳을 지났다. 지구와 가장 가까울 때의 거리는 6만 마일(약 9만6560㎞)에 불과했다. 이는 지구와 달 표면 거리(약 38만 4000㎞)의 약 4분의 1 수준이다. 이번 소행성은 다행히 지구를 지나쳐 갔지만, 소행성을 감시하는 인류 행성방어체계의 ‘사각 지대’를 다시 한번 부각시켰다. 소행성이 강한 빛을 내는 태양 쪽에서 날아와 미처 발견할 수 없었던 탓이다. 지난 2013년 러시아 첼랴빈스크 상공에서 폭발한 18m 크기의 소행성도 이번처럼 강렬한 빛 속에 숨어 날아들었다. 당시 소행성의 크기는 이보다 작은 3분의 1 수준이었지만, 수만 개의 유리창이 깨지고 3300만 달러(약 405억원) 규모의 피해를 초래하는 충격파를 일으켰다. 이에 미국항공우주국(NASA)은 ‘네오 서베이어’(NEO Surveyor)라는 소행성 탐사 전용 우주 망원경을 개선책으로 제시하고 있다. 향후 우주에 발사될 이 망원경은 지구 궤도에 4800만㎞ 이내로 접근하는 140m 이상의 지구 근접 천체를 90% 이상 찾아내는 목표를 갖고 있다. 미국 의회가 지난 2005년 법으로 NASA에 요구한 목표다. 애초에는 완성 시점이 2020년으로 거론됐으나 현재는 발사 시점이 2028년으로 미뤄져 있는 상태다.

일론 머스크가 이끄는 민간우주업체 스페이스X의 인공위성이 ‘불필요한 전자기파’ 누출로 외계 행성 연구에 ‘방해’를 부른다는 주장이 나왔다.  독일 비영리 과학연구기관인 막스플랑크연구소와 네덜란드 전파천문학연구소(ASTRON) 공동 연구진은 현재 우주에 있는 스페이스X의 인공위성 스타링크와 관련된 전자장비 68개를 정밀 분석했다.  그 결과 이중 47개의 스타링크의 온보드(부품이 전자기기의 기판에 직접 장착된 상태) 장비에서 전자기파가 발생하는 것을 확인했다.  연구진에 따르면, 해당 전자기파는 스마트폰에서 발생하는 전자기파에도 미치지 않는 매우 소량에 해당한다. 다만 문제는 해당 전자기파가 여러 개의 스타링크 및 저궤도를 떠도는 수많은 인공위성에서 방출되며, 이는 아주 먼 천체에서 온 전파로 착각할 수 있는 여지를 준다는 사실이다. 연구진은 논문을 통해 “우리가 연구를 진행할 당시 저궤도에 있는 인공위성은 약 2100개였지만, 이후 4000개 이상으로 급증했다”면서 “모든 전기 장치는 전자기파를 생성하며, 스타링크 등 인공위성이 방출하는 전자기파는 (외계 생명체를 찾기 위한) 전파 천문학에 할당된 150.05~153MHz(메가헤르츠) 대역 안에 포함돼 있다”고 설명했다.  이어 “이러한 전파는 호주와 남아프리카에 건설될 차세대 전파 망원경인 ‘스퀘어 킬로미터 어레이’(Square Kilometre Array·이하 SKA) 등의 기능에 영향을 미칠 수 있다”고 덧붙였다.  천문학자들의 골칫거리가 된 스타링크의 빛과 전파 공해 SKA는 우주의 시작, 먼 은하의 상태, 블랙홀 주변의 환경, 중력파의 전파(傳播) 등 다양한 천문학 연구에 활용되며 세계에서 가장 성능이 뛰어난 전파망원경이 될 것으로 기대를 모으고 있다.  특히 이 망원경은 우주에서 발생하는 전파 신호를 탐지하는 강력한 능력을 지닐 것으로 보이는데, 천문학자들은 스타링크와 같은 인공위성이 사용하는 전파가 전파망원경이 포착하려는 대역의 주파수와 겹치는 문제에 대해 여러 차례 우려를 표시해 왔다.  실제로 지난해 2월 국제천문연맹(IAU)은 위성에 의한 천문 관측 피해를 최소화하고 학계의 목소리를 결집하기 위한 전문 기구를 설립하기도 했다.  지난해 4월 정식 출범한 해당 기구는 위성 관련 업체에 천문 관측을 방해할 수 있는 빛과 전파 공해를 최소화하도록 요구하고, 당국에 관련 산업에 대한 규제를 강화할 촉구하는 업무를 담당한다.  해당 기구는 ‘군집위성의 방해에 맞선 어둡고 조용한 하늘 지킴이 센터’(Centre for the Protection of the Dark and Quiet Sky from Satellite Constellation Interference)라는 긴 명칭을 가지고 있다. 이 기구는 밤하늘에서 빛나는 인공위성과 인공위성이 방출하는 전파가 천체 망원경 운영에 상당한 영향을 미칠 것이라고 주장한다.  피에로 벤베누티 전 국제천문연맹 회장은 “과거에는 도시 조명 등 인공 조명에 의한 빛 공해가 천문학의 가장 큰 위협이었다. 그러나 최근에는 ‘인공별자리’(인공위성 군집)가 만드는 ‘침입성’이 더 심각한 문제가 되고 있다”고 지적했다.  한편, 일론 머스크의 스페이스X가 쏘아올린 스타링크는 우주 인터넷 서비스를 위한 인공위성이다. 올해 2월 기준 우주에서 가동 중인 스타링크는 3580개다. 스페이스X는 스타링크 위성을 1만 2000개까지 늘리는 계획을 실행 중이며, 장기적으로 4만 2000개까지 규모를 확장하겠다고 밝힌 바 있다.

제임스웹 우주망원경(JWST)이 믿을 수 없을 정도로 밝은 감마선 폭발(GRB)을 추적하여 두 중성자 별의 격렬한 충돌을 추적, 발견했다. 중성자별이란 초신성 폭발 후 남은 별의 핵이 중력붕괴로 축퇴되어 원자 내부의 원자핵과 전자가 합쳐져 중성자로 변해서 만들어지는 별로, 각설탕 하나만한 물질의 무게가 무려 10억 톤이나 되는 고밀도의 별이다. 당신의 손가락에 끼여 있는 반지에는 ‘킬로노바'(kilonova)라고 알려진 중성자별 충돌로 생성된 원자가 포함되어 있을 가능성이 높다. 킬로노바는 지속 시간이 긴 GRB를 폭발시킬 뿐만 아니라, 별의 중심부에 있는 핵 용광로에서는 합성할 수 없는 중원소가 만들어지는 장소로 여겨지기 때문이다. 이러한 원소는 금, 백금 및 우라늄을 포함하여 우주에서 가장 무거운 원소를 생성하는 ‘중성자 포획’으로 생성된다. 이 과정의 메커니즘을 이론화한 것을 r-프로세스라 하는데, 이 r-프로세스는 중성자별이 서로 충돌할 때 나타나는 극단적으로 폭력적인 조건에서만 진행될 수 있다. 웹 망원경이 이러한 사건을 감지하는 데 사용된 것은 이번이 처음으로, 강력한 우주망원경은 이 같은 폭발로 생성되는 중원소의 신호도 감지할 수 있었다. 특히 연구팀은 중원소인 텔루륨과 납보다 무거운 15가지 금속 그룹인 란탄족 생성의 증거를 찾아냈다. 연구진들은 "이러한 관찰은 GRB의 핵합성이 광범위한 원자 질량 범위에 걸쳐 r-프로세스 요소를 생성할 수 있고, 우주 전체에 걸친 중원소 핵합성에서 중심적인 역할을 할 수 있음을 보여준다"고 밝혔다. 네덜란드 라드바우드 대학 앤드류 레반 교수가 이끄는 연구팀이 킬로노바 소스를 따라가는 GRB의 발원 천체는 그 자체로도 특별한 존재다. GRB 230307A로 지정된 이 별은 지난 3월 7일 NASA의 페르미 감마선 우주망원경에 의해 처음 발견되었으며, 지금까지 본 GRB 중 두 번째로 밝다. GRB는 약 34초 동안 지속되었고, 다른 여러 망원경으로도 발견되었는데, 이로 인해 천문학자들은 GRB의 출발점을 삼각측량할 수 있었다. 웹 망원경은 킬로노바를 두 차례 관찰했는데, 처음에는 GRB 이후 29일에, 그 다음에는 방사선 폭발 후 61일에 관찰한 결과, 다시 밝기가 급격히 감소하는 것을 발견했다. 두 차례의 관측에서 파란색에서 빨간색으로 전환되었는데, 이는 킬로노바의 특성을 암시하는 것이다. 연구팀은 이 중성자별 충돌의 본거지이자 GRB 230307A의 근원일 수 있는 킬로노바 부근에서 여러 개의 밝은 은하를 확인했다. 그들이 주목하는 것은 지구에서 약 830만 광년, GRB 소스에서 약 13만 광년 떨어진 이 은하들 중 가장 밝은 은하다. 킬로노바는 빛이 아닌 다른 유형의 방출에서도 발견되었을 수 있다. 중성자별의 충돌은 시공간의 구조 자체를 중력파의 형태로 ‘울리는’ 원인이 된다. 이러한 중력파 물결은 레이저 간섭계 중력파 관측소와 같은 감지기로 지구에서 감지할 수 있지만, GRB 230307A가 감마선을 방출했을 당시 LIGO는 활성화되지 않은 상태였다. 당시 이 시설은 3년 동안 폐쇄된 채 업그레이드 작업을 마치고 2023년 5월에야 다시 가동되었다.  

지구보다 7배나 큰 역대급 태양흑점이 나타났다. 육안으로도 볼 수 있을 정도의 크기다. 그러나 이것이 사라지기 전에 보기를 원한다면 특히 눈의 보호에 신경을 쓰야 한다는 점을 잊어서는 안된다.  AR3354로 지정된 태양의 엄청난 흑점은 일요일(7월 2일) 지구의 시야에서 사라질 것으로 보인다. 스페이스웨더닷컴(SpaceWeather.com)에 따르면, 흑점은 지난 6월 26일에 나타난 이래 지금까지 성장을 거듭해왔다.  트위터에서 흑점이 태양 표면을 가로지르는 놀라운 타임랩스 비디오를 공유했던 태양 물리학자 키스 스트롱 "새로운 번호를 부여받은 흑점 AR3354는 지난 24시간 동안 급속도로 성장했다. 이틀 전에는 거기에 없었던 흑점이 나타나 지금은 지구보다 더 큰 영역으로 확장되었다. 이 같은 성장 속도가 지속된다면, 우리는 그 흑점에서 거대한 태양 플레어가 폭발하는 것을 보게 될 것" 이라고 말했다. 태양 플레어는 태양 표면에서 일어나는 폭발 현상으로, 채층 일부의 밝기가 갑자기 증가했다가 수십 분 또는 수 시간 안에 다시 원상태로 돌아가는 현상이다. 단지 채층뿐 아니라 태양 대기인 코로나의 영역까지 그 영향이 넓게 미쳐 지구에 미치는 영향도 다른 현상보다 훨씬 크다.  스트롱이 밝혔듯이 흑점은 크기가 커질 뿐만 아니라 강도도 커졌다. 해당 흑점은 강한 태양 플레어를 일으킬 수 있는 감마 자기장을 생성한 것으로 밝혀졌다. 미국 국립해양대기청(NOAA)은 6월 28일 AR3354에서 중형​(中形) 또는 M급 태양 플레어가 발생할 확률을 40%로 예측했다.  NOAA 예보관들은 또한 7월 5일에 가장 큰 종류의 태양 플레어인 X-플레어가 발생할 가능성이 10%라고 덧붙였다.태양 흑점이 현재 지구 쪽을 향하고 있기 때문에 플레어 폭발은 지구에 영향을 미칠 수 있다. 유럽 우주국(ESA)에 따르면 M급 플레어는 지구의 극지방에 한해 영향을 미치는 짧은 전파 정전을 초래할 수 있으며, 작은 방사능 폭풍을 유발할 수도 있다. 그러나 X급 플레어는 전 세계적으로 전파 정전과 상층 대기권에서 오래 지속되는 방사능 폭풍으로 이어질 수 있는 주요 사건이다. 흑점은 광구, 곧 태양 표면의 강한 자기장 활동의 결과물이다. 이는 플레어뿐만 아니라 항성 물질의 대량 유출인 코로나 질량 방출(CME)로 이어질 수 있다. 그러나 AR3354는 아직 CME를 폭발시키지 않고 있다. 새로운 흑점은 그 사이즈가 역대급으로 크기는 하지만 가장 강력한 태양폭풍으로 기록된 '캐링턴 사건'만큼 격렬한 활동을 일으키지는 않을 것으로 예측된다. 1859년 9월 1일, 전체적으로 지구의 10배인 목성 크기 정도로 추정되는 여러 개의 흑점이 약 5분 동안 지속되는 밝은 흰색 섬광을 일으키는 CME를 폭발시켰는데, 그 폭발이 너무나 강력한 나머지 이를 관측한 아마추어 천문학자 리처드 캐링턴은 잠시 시력을 잃었을 정도였다. 큰 흑점을 보려면 태양필터 안경, 일식 안경 또는 기타 유형의 인증된 눈 보호 장비를 사용해야 한다. 이러한 장비를 사용하기 전에 흠집이 있는지 확인하는 것도 필수다. 또한 태양 안경은 반드시 태양을 보기 전에 쓰고, 안경을 벗기 전에 시선을 돌려야 한다. 태양에 잠시 노출되더라도 눈이 영구적으로 손상될 수 있다. 또한 태양을 보고 태양 디스크를 확대하여 볼 수 있는 내장형 태양 필터가 있는 전용 태양 쌍안경을 사용하는 것도 좋은 방법이다.  

버스 수 대를 합친 크기의 거대한 소행성이 지구를 향해 빠른 속도로 돌진하고 있다.  미국항공우주국(이하 NASA)에 따르면, ‘2013 WV44’로 명명된 이 소행성은 평균 지름 91m, 최대 지름 160m로, 버스 7~10대를 합친 정도의 거대한 크기다.  해당 소행성이 처음 발견됐던 2013년 당시에는 지구에서 2300만㎞ 가량 떨어진 우주 상공을 날고 있었다. 2018년에 다시 관찰됐을 때에는 지구에서 1804만 4500㎞ 떨어진 곳까지 이동한 상태였다.  현재 지구를 향해 이동 중인 이 소행성의 속도는 초당 11,8㎞로, 음속의 약 34배로 알려졌다. 소행성 2013 WV44가 지구를 향해 돌진중인 것은 맞지만, 지구와의 충돌 위험은 없다. 전문가들은 소행성과 지구의 최근접거리가 210만 마일(338만㎞) 정도일 것으로 예상하고 있다.  소행성 2013 WV44는 지구와 달 거리의 9배에 달하는 먼 우주를 지나갈 예정이지만, NASA는 이를 지구근접물체(NEO)로 분류하고 추적 중이다.  NASA는 “지구근접물체는 인근 행성의 중력에 의해 지구 궤도로 진입할 수 있는 혜성과 소행성을 뜻하며, 2013 WV44 역시 이에 속하기 때문에 추적 관찰 중”이라면서 “해당 소행성은 비록 지구에서 210만 마일 떨어져 지나가지만, 천문학적으로는 비교적 가까운 거리”라고 설명했다. 전문가들은 평균 지름이 140m 이상이고 지구에서 750만㎞ 이내에 있을 경우 ‘잠재적 위험이 있는 소행성’(PHA)으로 분류한다. 다행히 2013 WV44는 위 조건에 부합하지 않아 잠재적으로 위험한 것으로 간주되지는 않으나, 여전히 지구 궤도에 끌려올 가능성은 있다.  일본의 천문학자인 아츠오 아사미 박사는 트위터에서 “2013 WV44는 잠재적 위험 소행성은 아니지만 비교적 큰 천체에 해당한다”고 밝혔다.  해당 소행성이 지구와 가장 근접할 것으로 예상되는 시간은 한국 시간으로 28일 오후 6시 7분경이다.  지구로 접근하는 ‘잠재적 위협 소행성’ 약 2300개 한편, NASA에 따르면 지름이 140m 정도의 소행성이 지구에 추락할 경우, 국가 하나를 초토화할 수 있다고 보고 이를 잠재적 위협 소행성으로 분류해 관측하고 있다.  현재 약 2300개의 소행성이 잠재적 위협 소행성으로 분류돼 있으며, 이중 크기가 1㎞ 이상인 것은 160개에 달한다. 소행성이 지구와 충돌할 경우 막대한 피해를 줄 수 있다. 실제로 1908년 시베리아 퉁그스카에 크기 60m의 운석이 떨어져 서울시 면적 3배 숲이 사라졌다.  전문가들은 크기 140m 이상인 소행성이 100년 안에 지구와 충돌할 가능성은 없다고 입을 모은다. 다만 현재까지 100~300m 크기의 근지구 소행성은 약 16%만 발견됐기 때문에 미래를 위한 적극적인 대비가 필요하다. 

모든 별은 죽음을 향해 늙어가지만 천문학자들은 실시간으로 일어나는 것을 거의 볼 수 없었다. 그러나 현재 천문학자들은 생애의 막바지에 달해 임종, 곧 대폭발을 목전에 두고 있는 한 별을 발견했다. 지구로부터 약 300만 광년 거리에 있는 삼각형자리 은하(M 33)에 위치한 이 별은 볼프-라이예 별이라고 하는 매우 불안정한 별의 진화 단계로 막 옮겨가는 중이다. 새로운 관측에 따르면 이 별은 2018년 처음 발견되었을 때 보이지 않았던 새로운 조짐을 보이기 시작했다. 새로운 조짐의 신호는 별 스펙트럼의 최고점과 최저점, 즉 별이 방출하는 전자기 복사의 파장에서 감지되었으며, 별이 핵융합을 통해 내부 깊은 곳에서 탄소 또는 철을 휘젓고 있음을 보여준다. 이는 태양 질량의 25배에 달하는 이 거대한 별이 생애를 끝내는 초신성 폭발을 향해 급박하게 다가가고 있음을 나타낸다. 새로운 연구에 참여하고 있는 미국 터프츠 대학 대학원생 올리비아 곤트는 지난 6일 “불과 4년 만에 천체의 스펙트럼에서 실제 변화를 우리가 직접 볼 수 있었다는 것이 정말 흥미롭다”면서 “우리는 이것이 실시간으로 진화하는 볼프-라이예 별을 최초로 관찰한 것이라고 믿고 있다”고 밝혔다. 뉴멕시코주 앨버커키에서 열리고 있는 제 242차 미국천문학회 회의와 온라인에서 연구 결과를 공유한 곤트 팀은 별을 ‘BELLS 1’이라고 부르는데, 이는 볼프-라이예 별의 ‘광범위한 방출 스펙트럼 광원'(broad emission-lined luminous sources)의 약어다. BELLS 1은 아마도 뜨겁고 무거운 별에서 출발하여 핵융합을 통해 가벼운 원소를 무거운 원소로 융합하는 작업을 급격히 수행함으로써 자체 보유 수소를 빠르게 소진했을 것이다. 곤트 팀이 감지한 풍부한 스펙트럼은 BELLS 1의 맹렬한 항성풍으로 인해 발생한 것이다. BELLS 1은 시속 350만~870만km로 팽창하고 있으며, 백만 년마다 태양 질량의 10배인 별 물질을 방출한다. 방출된 별 물질은 성운의 형태로 우주공간에서 떠돌다가 다시 미래 세대의 별 형성을 촉발하고 새로운 별로 환생한다. 이것이 바로 별의 윤회다. 곤트 팀이 2018년 하와이의 마우나 케아 화산 꼭대기에 위치한 케크 천문대를 사용하여 BELLS 1을 처음 관찰했을 때 별에는 3개의 방출선이 있었다. 그러나 2022년 후속 관찰에서 BELLS 1은 새로운 방출선을 자랑하며 짧고 활기찬 진화에서 한 단계 더 나아갔음을 보여주었다. 태양의 수백만 배에 이르는 밝기로 빛나는 BELLS 1은 이제 1000만 년 수명의 끝자락에 임박해 있다. 별의 연료가 완전히 떨어지면 천문학자들이 Ia형 초신성이라고 부르는 것으로 폭발한다. 곤트는 “우리는 그것들이 짧은 기간에 존재한다는 것을 알고 있기 때문에 급격한 변화를 볼 것으로 기대한다”라고 밝혔다. NASA에 따르면, BELLS 1과 같은 볼프-라이예 별은 거대한 질량의 별이 엄청난 중력으로 인한 급격한 핵융합으로 연료를 빠르게 소진한 다음 대폭발로 짧은 생애를 끝내기 때문에 별의 진화를 지켜볼 수 있는 좋은 본보기로, 천문학자들에게 드물고 귀중한 기회를 제공한다. 은하계에 있는 수천억 개의 별 중 알려진 볼프-라이예 별은 200개에 불과하다. 천문학자들은 1000~2000개 정도 더 있을 수 있지만, 두꺼운 성운들에 가려져 있을 것으로 본다. 하지만 BELLS 1은 말 그대로 흥미진진한 대항성의 마지막 퍼포먼스를 실시간으로 보여주고 있는 중이다. 

지난달 처음 발견된 초신성의 화려한 모습이 하와이 마우나케아 산 정상에 있는 제미니 노스 망원경(Gemini North Telescope)에 생생히 포착됐다. 지난 9일(현지시간) 미국 CNN 등 외신은 반짝이는 파란색 빛이 인상적인 초신성 'SN 2023ixf'의 모습을 사진과 함께 보도했다. 사진 속 전면을 차지하고 있는 천체는 일명 '바람개비 은하'(Pinwheel galaxy)로 불리는 'M101'이다. 지구에서 약 2100만 광년 떨어진 큰곰자리에 위치한 바람개비 은하는 지구에서 봤을 때 사진에서처럼 웅장한 나선형 구조를 보여준다. 이 은하는 거의 1조 개의 별들로 가득차 있는데 사진 속 별이 태어나는 지역은 분홍색으로, 젊고 뜨거운 별은 파란색으로 보인다. 이중 초신성 SN 2023ixf는 왼쪽 하단 은하의 나선팔 중 하나에 커다란 파란색으로 활짝 빛나는 것이 확인된다. SN 2023ixf는 지난달 19일 일본의 아마추어 천문학자 이타가키 코이치가 처음 발견했으며 II형 초신성(자체의 질량이 커서 스스로 중력붕괴를 일으켜 폭발한 초신성)으로 분류된다. 애리조나 대학 천문학자 아잘리 보스트롬은 "이 초신성의 존재가 확인된 직후 전세계 천체망원경이 그쪽으로 향했다"면서 "SN 2023ixf의 경우 지구에서 가까워 별의 진화와 종말에 대한 비밀을 밝혀줄 것"이라고 밝혔다.한편 초신성(超新星·supernova)은 이름만 놓고보면 새로 태어난 별 같지만, 사실 종말하는 마지막 순간의 별이다. 과거 망원경이 없던 시대에 갑자기 밝은 별이 나타났기에 붙은 이름으로 신성과는 아무런 상관이 없으며 우리나라에서는 잠시 머물렀다 사라진다는 의미로 '객성'(客星·손님별)이라고 불렸다. 일반적으로 별은 생의 마지막 순간 남은 ‘연료’를 모두 태우며 순간적으로 대폭발을 일으킨다. 이를 초신성 폭발이라고 부르며 이때 자신의 물질을 폭풍처럼 우주공간으로 방출한다. 이 과정을 통해 또다시 수많은 천체들이 탄생하기 때문에 초신성 폭발은 별의 종말이자 또다른 시작이다. 

천문학의 역사에서 가장 유명한 삽화 중의 하나가 '우주의 순례자'라 할 수 있을 것이다. 물론 이 제목은 정식으로 붙은 제목은 아니다. 왜냐하면 지난 100년 동안 이 삽화가 여러 곳에 등장했지만, 이 삽화를 그린 화가도 분명히 밝혀져 있지 않기 때문이다.  하지만 천구 바깥으로 머리를 내미는 사람의 손에 지팡이가 들려 있는 것으로 보아, 중세 기독교 유럽인의 오랜 전통의 하나인 성지 순례를 나선 순례자일 것으로 짐작되어 임의로 '우주의 순례자'로 붙였을 따름이다. 정확히 말하자면 위의 그림은 목각화이다. 1888년 카미유 플라마리옹(1842–1925)의 책에 처음 등장한 이 삽화는 흔히 플라마리옹 판화라고 불리는데, 지식을 추구하는 과학적 또는 신화적 여정을 비유적으로 묘사한 그림으로, 우주에 대한 인류의 개념이 시대에 따라 변화하면서 진실에 다가가는 여정을 보여주기 위해 자주 사용된다.  키마유 플라마리옹은 프랑스의 천문학자이자 작가로, 천문학에 관한 대중 과학 작품을 비롯, 몇 가지 주목할 만한 초기 공상 과학소설, 심령 연구 및 관련 주제에 대한 작품을 포함하여 50종 이상의 책을 저술한 다작 작가였다. 또한 1882년부터 잡지 '천문학'(L'Astronomie)을 발행했으며, 프랑스의 쥐비쉬-쉬르-오르주에서 개인 천문대를 운영하기도 했다.  이러한 경력으로 보아 위의 그림 역시 플라마리옹이 직접 그린 것이 아닐까 하고 추측하기도 하지만 직접적인 증거는 없다. 플라마리옹 판화는 흑백 그림이다. 이 유명한 판화를 밑그림으로 삼아 아이들과 함께 우주 색칠 놀이를 해도 재미있을 것이다.  이 그림은 당신이나 당신의 친구, 부모님 또는 자녀가 인쇄하거나 디지털로 색칠할 수도 있다. 마음에 드는 색깔로 채색을 하다 보면 아이들이 우주에 대해 더 많은 관심을 가지게 되는 계기도 될 수 있을 것이다. 구글 등을 검색해보면 이미 수많은 색채 '우주의 순례자'를 찾아볼 수 있다. 아래의 그림 역시 그 중 하나이다. 

140% 이상 급 밝아진 베텔게우스  밤하늘에서 가장 밝은 별 중 하나가 이상하게 밝아지고 있어 곧 초신성으로 폭발할 것이라는 추측을 불러일으키고 있다. 이렇게 눈부신 우주의 드라마 같은 광경을 정말 기대해도 좋을까?  문제의 별은 오리온자리의 왼쪽 어깨에 앉아 있는 거대한 붉은 별인 베텔게우스다. 지구에서 약 650광년 떨어져 있는 베텔게우스는 밤하늘에서 10번째로 밝은 별이다. 그런데 이 별의 거동을 추적하는 트위터 계정(Betelgeuse Status)에 따르면, 베텔게우스는 현재 '평소' 밝기의 140% 이상으로 급상승하여 밝은 별 랭킹 7위에 올랐다. 베텔기우스는 적색 초거성으로, 중심부에 있는 수소 연료를 모두 태워 원래 몸피보다 수백 배 팽창한 거대한 별이다. 천문학자들은 이 별이 현재 헬륨을 탄소와 산소로 핵융합하고 있다고 믿는다. 이 단계는 별의 긴 일생에서 잠깐이라 할 수 있는 수만 년에서 수십만 년 지속되며, 이 기간이 끝나면 바로 초신성 폭발로 이어진다. 베텔게우스의 이 같은 기이한 거동은 2019년으로 거슬러올라간다. 그때부터 베텔게우스는 밝아졌다 어두워지기를 거듭하면서 심상찮은 상황을 연출했다. 그래서 일부 별지기와 천문학자들은 베텔게우스의 극적인 임종이 가까웠을 것이라고 추측했다. 초신성 폭발은 우리 은하계에서 약 100년에 한 개꼴로 터지는데, 희한하게도 400년 전 대천문학자 튀코 브라에와 요하네스 케플러가 본 두 번의 연달은 초신성 폭발 이후에는 아직까지 일어나지 않고 있다. 그래서 천문학계에서는 초신성은 위대한 천문학자가 있을 때만 터진다는 우스개소리까지 나오고 있는 실정이다. 만약 베텔게우스가 초신성 폭발을 일으킨다면 인류는 400년 만에 가장 가까운 초신성 폭발을 보게 될 것이며, 그 폭발은 너무나 엄청나서 낮에도 베텔게우스를 볼 수 있을 것이다. 만약 베텔게우스가 지구로부터 수십 광년 거리에서 폭발한다면 지구는 물론 태양계 전체가 하루아침에 사라져버리겠지만, 다행히 650광년이나 되는 먼 거리에 있기 때문에 초신성 폭발로 지구가 직접 피해를 입지는 않을 것이라 한다. '대암전' 이후 이상해지는 베텔게우스 베텔게우스는 밝기가 주기적으로 변하는 변광성이다. 천문학자들은 100년 넘게 베텔게우스가 400일마다 최대 밝기의 약 절반으로 떨어졌다가 다시 밝아지는 것을 관찰했다. 그러나 2019년 12월, 이 별은 이전에 본 것보다 예기치 않게 어두워져서 평소보다 2.5배 더 희미한 최저점 밝기에 도달했다.  대암전(大暗轉,Great Dimming)이라고 불리는 이 사건의 원인은 별에 대한 우리의 시야를 가리는 거대한 먼지 구름 때문인 것으로 나중에 밝혀졌다. 이 같은 먼지 구름은 별 내부에서방출된 엄청난 물질이 생성한 것이었다.  얼마 후 베텔게우스는 평소의 밝기로 되돌아갔지만, 대암전을 겪은 후 예전의 모습은 아니었다. 400일의 변광 주기가 그 절반인 200일로 줄어들었고, 게다가 밝은 기간이 늘어나는 현상을 보여 별지기들을 흥분시키고 있다. 그러나 천문학자들의 해석은 초신성 폭발의 가능성에 다소 부정적이다. 하버드 대학 이론 천체물리학 박사후 연구원 모건 맥레오드는 "우리의 최고 모델링은 베텔게우스가 핵에서 헬륨을 탄소와 산소로 연소시키는 단계에 있음을 나타낸다"며  "따라서 그 모델이 정확하다면 폭발하기까지 여전히 수만 년 또는 십만 년이 걸린다는 것을 의미한다"라고 말한다. 그는 '베텔게우스의 대암전' 대한 최근 연구의 주저자이다. 그런데 수만년, 수십만년이라 해도 천문학적으로 '조만간'에 불과하다.별은 덩치가 클수록 수명이 기하급수적으로 짧아진다. 강력한 중력이 핵융합을 가속시키기 때문이다. 베텔게우스는 태양 질량의 약 20배로, 나이가 730만년밖에 안되었는데도 벌써 임종의 조짐을 보이고 있는 것이다. 태양이 수명이 약 100억 년인 것에 비하면 그야말로 요절하는 셈이다. 별의 정상적인 수명은 수소가 고갈되고 핵에서 헬륨을 융합하기 시작하면 끝나는 반면, 적색거성으로서 확장된 수명은 헬륨 연소 단계를 넘어 지속된다. 헬륨이 소진되면 별은 탄소와 산소를 태우는 단계로 넘어가며, 최종적으로 별의 핵은 철로 채워진다. 그리고 그 다음 순간 우주 최대의 드라마라 할 수 있는 불꽃놀이, 곧 초신성 폭발로 이어지는 것이다. 베텔게우스는 태양 지름의 730배나 되는 크기를 자랑하는데, 만약 베텔게우스를 우리 태양의 자리에 끌어다 놓는다면 수성, 금성, 지구, 화성은 확실히 베텔게우스에 먹혀 사라지고, 그 표면은 목성 궤도 너머까지 미칠 것이다. 이 같은 거대한 별이 초신성 폭발을 일으킨다면 그 밝기는 전체 은하계가 내는 빛과 맞먹을 정도가 되어 지구에서는 약 보름간 밤이 없으질 것이라 한다. 이 우주의 최대 드라마를 과연 살아 생전에 볼 수 있을까? 별지기들은 밤하늘 아래 망원경을 세울 때마다 가장 먼저 베텔게우스를 확인하는 것이 통과의례가 되고 있다. 

향후 1500년 간 달과 마찬가지로 지구 주위를 돌 것으로 예상되는 소행성이 발견됐다.  천문학자들은 지난 3월 28일 미국 하와이 할레아칼라화산 정상 천문대에 설치된 판-스타스1(Pan-STARRS1) 망원경으로 소행성 ‘2023 FW13’을 발견했다.  이후 캐나다와 프랑스 등 공동 연구진이 여러 천문 망원경을 이용해 2023 FW13의 존재를 최종적으로 확인했다. 국제천문연맹 소헹성센터에 따르면, 2023 FW13의 지름은 10~15m 정도이며, 태양 주위를 공전하는데 걸리는 시간은 지구와 유사한 365.42일로 확인됐다. 2023 FW13은 태양 주위를 공전하며 지구 가까이에 남아있는 준(準)위성에 해당한다.  준 위성은 지구 궤도를 도는 것처럼 보이지만, 실제로는 지구가 아닌 태양의 중력에 묶여있다. 또 지구의 궤도 바깥을 돌기 때문에 달과는 다른 궤도로 움직인다.  그러나 지구가 2023 FW13의 궤도에 영향을 미쳐 꾸준히 지구 근처에 머물게 한다는 점에서 일부 천문학자는 이를 ‘준 달’(準, quasi-moon)로 부른다.  전문가들은 해당 우주 암석이 기원전 100년 당시부터 지구 주위를 맴돌았고, 적어도 향후 1500년 간 더 지구 주위를 맴돌 것으로 예상한다.  미국 콜로라도에 있는 우주과학연구소의 앨런 해리스 박사는 “소행성 2023 FW13은 지구와 달이 가장 가까워지는 지점보다 훨씬 더 멀리 떨어져 있다. 따라서 지구와 충돌하거나 지구에 문제를 일으킬 염려는 없다”고 설명했다. 앞서 2021년 11월, 역시 판-스타스1로 발견된 소행성인 카모오알레와(Kamoʻoalewa) 역시 지구에 가까운 궤도로 돌고 있다는 사실이 확인됐다.  카모오알레와는 지구와 공전궤도가 비슷하지만 약간 더 기운 상태로 태양을 돌고 있다. 지구에 가장 가까울 때는 1440만km까지 접근했다가 4000만km까지 멀어지며 위성처럼 붙어있기 때문에 2023 FW13과 마찬가지로 준 위성으로 분류됐다.  과학자들은 달에 운석이 충돌할 때의 여파로 카모오알레와가 떨어져 나왔을 것으로 추정했다. 물론 지구에 근접하던 소행성이 부서진 일부분인데, 우연히 달과 비슷한 성분을 가졌을 가능성도 있다.  미국 벤자민 샤키 애리조나대 달 및 행성연구실 연구원과 크리스찬 베일레 대형쌍안경망원경천문대소장을 포함한 공동 연구진은 “2017년부터 카모오알레와를 관측한 결과, 햇볕에 반사되는 분광 패턴이 월석과 비슷하다는 사실을 알아냈다”며 해당 소행성이 달에서 기원했을 가능성을 시사했다.  연구진은 카모오알레와가 약 5000년 전에 이 궤도에 진입했으며 앞으로 약 300년쯤 머물 것으로 예측했다. 

과학자들은 해왕성 궤도 너머에서 행성보다 작지만, 그냥 소행성으로 분류하기에는 다소 큰 천체들을 찾아냈다. 이들은 왜행성(dwarf planet)으로 분류됐는데, 이 가운데는 명왕성급 천체도 있어 결국 명왕성은 행성의 지위를 잃고 왜행성으로 다시 분류됐다. 일부 사람들은 아쉬워했지만, 천문학자들은 반대였다. 명왕성의 형제가 대거 새로 발견되면서 태양계 외곽 천체에 대한 연구가 크게 진전됐기 때문이다. 이런 왜행성 가운데 하나가 바로 콰오아(Quaoar)다. 대략 지름 1100㎞로 명왕성의 절반 수준인 콰오아는 지구-태양 거리의 40배가 넘는 위치에서 거의 원에 가까운 궤도를 공전하는 얼음 천체다. 그냥 봐서는 특별한 게 없는 태양계 외곽 얼음 천체처럼 보였지만, 최근 과학자들은 콰오아 주변에 목성이나 토성 같은 고리가 있다는 사실을 발견했다. 고리의 존재보다 더 놀라운 사실은 고리의 위치였다. 토성의 고리 같은 일반적인 고리는 보통 '로슈의 한계' 이내에 위치한다. 로슈의 한계는 위성의 중력이 모천체의 기조력보다 커지는 지점으로 이 거리 안에서는 위성이 행성이나 소행성의 중력에 의해 부서져 고리 형태로 존재할 수 있다. 하지만 콰오아의 고리는 로슈의 한계보다 먼 4000㎞ 거리에서 발견됐다. 기존 이론에 따르면 이 거리에선 안정적인 고리가 유지될 수 없는데도 고리가 발견된 것이다. 여기에 더해 대규모 국제 과학자팀이 이번에는 고리가 하나가 아니라는 사실을 발견했다. 콰오아에서 2500㎞ 지점에서 발견된 두 번째 고리 역시 로슈의 한계 밖에 존재한다. 두께는 10㎞ 정도로 다소 균일한데, 첫 번째 고리가 5~300㎞로 일정하지 않은 것과 대조된다.사실 콰오아는 두 개의 고리 이외에도 지름 170㎞의 위성 웨이왓을 1만2000㎞ 거리에 지니고 있다. 복잡한 고리 시스템을 생각하면 아직 발견되지 않은 위성이 중력을 행사하고 있을 가능성이 있다. 다만 확실한 것은 직접 탐사선을 보내 명왕성처럼 확인하기 전까지는 알 수 없다. 명왕성과 그 위성들을 상세히 연구한 과학자들은 작은 얼음 천체가 태양계 내행성보다 더 복잡한 위성 시스템을 지니고 있다는 사실에 놀라움을 금치 못했다. 하지만 콰오아의 사례를 보면 이렇게 복잡한 위성 및 고리 시스템은 태양계 외곽 얼음 왜행성의 흔한 특징일지도 모른다. 물론 이를 검증하기 위해서는 앞으로 추가 관측과 새로운 탐사선이 필요하다. 당장에는 계획이 없지만, 콰오아를 직접 관측할 탐사선도 언젠가는 등장할 것이다. 

한국 최초의 달 궤도선이 우리 이웃 천체인 달의 숨 막힐 정도로 장엄한 월면 풍경을 놀라운 디테일로 잡아내고 있다.  다누리로도 알려진 KPLO(Korea Pathfinder Lunar Orbiter)는 지난해 12월 중순 달의 낮은 궤도에 진입했으며, 이미 일련의 인상적인 월면 이미지를 지구로 보내온 바 있다. 한국항공우주연구원(KARI)은 이후 달의 지질학적 특징을 뚜렷이 보여주는 놀라운 사진이 포함된 웹페이지를 업데이트했다.촬영된 이미지는 모두 다누리에 탑재된 고해상도 카메라(LUTI)가 촬영한 것으로, 달 지표의 크레이터와 크레이터 내 봉우리 등 자세한 형상까지 선명하게 확인할 수 있다. 4월에 발표된 KARI의 월면 이미지들 속에는 로켓의 이상적인 도달속도는 가스의 분출속도에 비례한다는 로켓 방정식을 공식으로 만든 구소련 물리학자 콘스탄틴 치올콥스키(1857~1935)의 이름을 딴 치올콥스키 크레이터가 포함돼 있다. 달의 뒷면에 있는 이 대형 충돌구는 구소련의 루나 3호가 발견한 것이다.  다누리의 고해상도 카메라가 잡은 이 이미지는 크레이터 바닥 위로 3200m 이상 우뚝 치솟아 있는 중앙 봉우리에 초점을 맞추고 있다.또 다른 이미지들은 마찬가지로 눈길을 끄는 슈뢰딩거 계곡과 비츠만 크레이터다. 달 표면을 가로지르는 폭 8~10㎞, 길이 320㎞의 장대한  슈뢰딩거 계곡 형태와, 19세기 독일 천문학자 모리츠 L. G. 비츠만의 이름을 딴 비츠만 크레이터의 모습을 손에 잡힐 듯이 보여준다. 위의 이미지들은 한국항공우주연구원이 개발한 고해상도 카메라로 촬영되었다. 또한 달 표면에서 반사되는 빛에 민감하도록 최적화된 NASA의 셰도캠을 탑재하여 그림자가 드리워진 분화구를 자세히 들여다볼 수 있다. 다누리의 주요 임무는 1년 동안 달 표면의 수많은 이미지와 측정을 수행하는 것이다. KPLO 임무의 파트너인 미 항공우주국(NASA)에 따르면, 이 데이터는 미래의 달 착륙 로봇 임무를 지원하기 위한 것이다. 미국과 한국은 우주 분야에서 유대를 강화하고 있다. 지난 5월 윤석열 대한민국 대통령과 카말라 해리스 미국 부통령은 NASA 고다드 우주비행센터를 방문해 위성을 활용한 기후변화 모니터링 노력 등 우주 분야에서의 협력을 다짐한 바 있다.

색상이 미묘할 수 있지만 토성의 위성 헬레네는 어떤 조명에서도 수수께끼의 모습을 드러낸다. 2012년 토성 궤도를 도는 카시니 탐사선이 이 작은 위성에 지구 지름 하나에 해당하는 거리 안으로 접근하면서 헬레네의 맨얼굴을 전례 없이 자세하게 촬영했다. 헬레네의 표면에는 일반적인 분화구와 언덕의 풍경이 펼쳐져 있지만, 위의 이미지에는 비정상적으로 매끄럽고 줄무늬가 있는 지형도 공존하고 있음을 볼 수 있다.  헬레네는 1980년 피크 뒤 미디 드 비고르 의 지상 관측소에서 J. 르샤와 P. 라큐가 발견한 불규칙한 형태의 위성으로, 표면은 얼음으로 뒤덮여 있고, 운석과 충돌한 흔적인 크레이터가 많다. 공전주기는 2.74일이며, 토성으로부터 지구-달 사이 거리와 비슷한 37만 7400㎞ 떨어져 있다.​ 행성 천문학자들은 너비 30㎞의 이 떠다니는 우주 얼음덩어리의 기원과 진화에 대한 단서를 수집하기 위해 헬레네의 상세한 이미지를 조사하고 있다. ​헬레네는 또한 큰 위성 디오네 바로 앞에서 토성을 돌고 있는 특이한 천체로, 디오네보다 공전궤도 상에서 60도 정도 앞서 라그랑주점으로 알려진 중력 균형점을 차지하는 토성의  네 위성 중 하나이다. 그 결과 토성-디오네-헬레네는 정삼각형을 이루어 역학적으로 안정된 상태를 유지하며 움직인다.  위성의 이름 헬레네는 그리스 신화에서 트로이 전쟁의 원인이 된 절세 미녀인 헬레네에서 따온 것이다. 헬레네는  스파르타 왕 메넬라오스의 왕비이다.

천문학자들이 목성과 비슷한 질량을 가진 새로 태어난 행성의 존재를 확인했다. 새로 공개된 외계행성의 이미지와 영상은 아기 행성의 궤도 운동이 젊은 부모별 HD 169142를 둘러싼 가스와 먼지 원반에 어떻게 구멍을 뚫는지를 보여준다. 천문학자들은 그 ‘자국’ 덕분에 행성의 존재를 확인할 수 있었다. 배가 수면 위를 이동할 때 배로부터 멀어지는 물결처럼 궤도를 도는 아기 행성이 디스크의 물질을 재배열하면서 생성되는 나선형 후류를 탐지함으로써 행성의 존재를 확인했다. 이 원형의 얇은 물질 구름은 행성 원반으로 알려져 있으며, 차갑고 밀도가 높은 덩어리가 자체 중력으로 인해 붕괴되어 아기 행성을 탄생시킨다. 과학자들은 HD 169142 별 주변의 원시행성 원반이 3개의 분리된 고리로 나뉘며, 이러한 고리 사이의 간격은 새로 형성된 아기 행성, 곧 ‘원시행성’의 존재 때문인 것을 알아냈다. 약 46억 년 전, 우리 별 태양은 HD 169142 주변에서 볼 수 있는 것과 유사한 원시행성 원반으로 둘러싸여 있었는데, 이 원반이 결국 붕괴되어 지구를 포함한 태양계의 행성을 형성했다. 이러한 메커니즘은 원시행성 원반과 젊은 별에 대한 연구가 우리 자신의 행성 시스템과 지구를 탄생시킨 과정을 이해하는 데 중요한 시사점을 던진다.천문학자들은 칠레 북부 아타카마 사막의 세로 파라날에 위치한 초대형 망원경(VLT·Very Large Telescope)으로 수년 동안 HD 169142 주변 환경을 면밀히 관찰해왔다. 이 망원경은 지구상에 설치된 최첨단 광학 망원경 중 하나다. 특히 천문학자들은 VLT의 스피어(SPHERE:Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) 장비를 사용하여 HD 169142 시스템을 자세히 관찰했다. 호주 모내시 대학 연구원인 이언 해몬드가 이끄는 연구팀이 마침내 이 원시행성의 존재를 확인할 수 있었던 것은 오래된 SPHERE 데이터를 재분석하는 작업에서였다. 이 목성 크기의 외계행성은 우리 태양과 해왕성 사이의 거리보다 약간 더 먼 거리에서 HD 169142를 공전하고 있다. SPHERE 장비는 아기 행성의 궤도에 의해 야기된 후류와 같은 자국의 특징을 관찰하기 위해 특별히 제작되었으며, 부모별 주변에서 성장하는 가스와 먼지, 암석 덩어리로 인해 발생하는 다른 특징들도 관찰한다. 이를 위해 SPHERE는 원형 행성 디스크의 중심에 있는 별에서 나오는 빛을 차단하고 대기의 난기류로 인한 흐림을 보정하여 해상도를 향상시킨다. 연구팀은 이 시스템에 대한 더 깊은 조사 연구가 목성과 같은 거대 가스 행성의 형성 과정을 보다 잘 이해하는 데 도움이 되기를 기대하고 있다. 

좀처럼 보기 드문 ‘하이브리드 일식’을 잡은 사진이 미 항공우주국(NASA)이 운영하는 ‘오늘의 천체사진’(APOD) 4월 21일자에 올라와 우주 마니아들의 관심을 증폭시켰다.  ​한국 시간 기준 21일 오전 11시4분부터 오후 2시2분까지 진행된 이번 하이브리드 일식은 2013년 아프리카 가나 지역에서 관측된 이후 10년 만이다. 호주, 인도네시아, 동티모르 일부 지역에서만 관측됐으며, 유감스럽게도 국내에서는 관측이 불가능했다.  ‘혼성일식’이라고도 불리는 하이브리드 일식은 태양의 테두리만 보이는 금환일식과 태양이 완전히 가려지는 개기일식이 일식이 진행되는 동안 차례로 나타나는 희귀한 천문현상이다.  ​이번 하이브리드 일식은 대부분 지역을 피해 좁은 경로를 따라 초승달의 그림자가 4월 20일 행성 지구의 남반구를 가로질러 보기 드문 금환일식과 개기일식을 같이 보여주는 장관을 펼쳐 보여줬다. 지구에서 볼 때 달의 크기가 태양보다 조금 커서 짧은 개기일식 동안 다이아몬드처럼 빛나는 채층(彩層·chromosphere)을 관측할 수 있다. 단지 62초 동안 전체를 볼 수 있었는데, 어두운 중앙 달그림자가 호주 서부의 반도인 노스웨스트 케이프를 막 스쳤을 때였다. 위의 사진들은 위에서 아래로 덧없이 스쳐 지나는 개기일식 단계의 시작과 그 중간 그리고 및 끝을 캡처한 것이다.  시작과 끝에서 태양 홍염과 햇빛 구슬이 달 가장자리를 지나 흐르는 장면을 볼 수 있다. 이 햇빛 구슬은 일식 동안에 달 가장자리의 들쭉날쭉한 요철 형상에 의해 햇빛이 구슬처럼 부분적으로 빛남으로써 생기는 현상이다.  이러한 효과는 1836년 이 현상을 설명한 영국 천문학자 프랜시스 베일리의 이름을 따서 베일리의 구슬이라 불린다. 하나의 구슬만이 남게 되면 달의 실루엣의 반지 주위에서 고정되어 광채를 발하는 '다이아몬드'처럼 보이는 다이아몬드 링(금환) 효과가 나타난다. 중간 일식에서 중앙 프레임은 개기일 동안에만 쉽게 볼 수 있는데, 일식 추적자들이 가장 소중히 여기는 활동적인 태양의 장엄한 코로나를 보여준다. 물론 식 현상은 쌍으로 오는 경향이 있다. 5월 5일, 다음 보름달은 반영 월식에서 지구 그림자의 어두운 안쪽 부분은 보이지 않을 것이다. 하이브리드 일식은 주로 10년 만에 한 번 일어난다. 21세기에 일어난 하이브리드 일식은 모든 일식 중 3%(224번 중 7번) 정도뿐이다. ​다음 하이브리드 일식은 2031년에 나타날 것으로 보인다.

일본 상공에서 구름을 뚫고 지상을 향해 레이저가 발사되는 특이한 광경이 카메라에 포착됐다. 최근 일본 히라츠카시 박물관 큐레이터이자 천문학자인 다이치 후지이는 우연히 촬영된 흥미로운 영상을 공개해 관심을 모았다. 지난해 그는 후지산 인근에 지상으로 떨어지는 유성을 포착해 그 위치와 밝기, 궤도 등을 관측하기 위해 여러 대의 모션 감지 카메라를 설치했다. 특이한 현상이 포착된 것은 지난해 9월 16일. 당시 구름 사이를 뚫고 녹색빛이 수차례 지상으로 떨어지는 것이 카메라에 포착된 것. 마치 SF영화에서처럼 우주선이 지상을 공격하는듯 보이는 이 흥미로운 현상은 곧 비밀이 풀렸다. 영상을 바탕으로 궤도 데이터를 분석한 결과 그날 밤 일본 상공위로 미 항공우주국(NASA)의 ‘아이스샛(ICEsat)-2’ 위성이 지나간 것이 확인된 것.이같은 사실은 NASA에도 알려져 지난 15일 NASA 고다드 우주비행센터 토니 마티노 박사는 "궤도에서 지상으로 떨어지는 해당 위성의 녹색 레이저 빔 영상을 본 것은 이번이 처음"이라면서 "이같은 레이저를 보기 위해서는 정확한 시간에 정확한 장소에 있어야 한다"며 놀라워했다. 아이스샛-2 위성은 최첨단 레이저 측정 장비를 장착한 위성으로 지난 2018년 9월 발사됐다. 이 위성은 레이저를 사용해 우주에서 지구의 얼음, 물, 육지 표면의 높이를 측정하는 임무를 수행 중이다.특히 라이다(Lidar)라고 불리는 레이저 장비는 초당 1만 번 발사되며 이 빔 속의 광자가 되돌아오는 속도를 10억 분의 1초까지 측정해 얼음의 두께를 잰다. 마티노 박사는 "이 레이저는 수백 마일 상공에서 발사되며 해롭지 않다"면서 "누군가가 위성 바로 아래 서서 올려다본다면 레이저는 약 90m 떨어진 곳에서 카메라 플래시의 강도를 느끼는 정도"라고 설명했다. 

해왕성은 선명한 파란색으로 유명하지만 그 주위를 공전하는 소행성은 그렇지 않다. 국제 천문학자 팀은 최근 해왕성의 트로이군 소행성을 면밀히 관측한 결과, 모두 태양계의 대부분의 소행성보다 훨씬 더 붉은 색조를 띠고 있다는 사실을 발견했다. 국제 천문과학자 팀은 지난 2월 14일 영국왕립천문학회 월보에 이 같은 사실을 발표했다.  해왕성 트로이군은 태양 주위를 공전하는 궤도가 해왕성과 평행을 이루는 소행성 무리다. 그들은 해왕성과 태양 사이 또는 해왕성과 왜행성 명왕성 사이의 중력적으로 안정된 지점에서 몰려 있다. 2001년에 처음 발견되었으며, 현재까지 50개 미만의 암석이 파악되고 있다.  18개 해왕성 트로이군 소행성 추적해 색상 분석 예상보다 숫자가 적은 것은 해왕성 트로이군 소행성이 드물기 때문이 아니라, 너무 작고 멀리 떨어져 있어 발견하기 어렵기 때문이다. 이 소행성 무리의 암석은 대략 지름이 50~100km 정도이며, 태양으로부터 45억km 떨어진 거리에서 공전한다. 이는 지구-태양 간 거리의 약 15배에 해당한다. 이 연구 이전에 천문학자들은 이러한 소행성 중 12개에 대해서만 연구했으며, 이를 위해 지구에서 가장 크고 가장 강력한 망원경을 사용해야 했다.  미 항공우주국(NASA) 고다드 우주비행센터의 천문학자이자 이 연구의 수석저자인 브라이스 볼린은 성명에서 "우리의 새로운 작업에서 우리는 대형 망원경으로 연구한 해왕성 트로이군 샘플을 두 배 이상 늘렸다"라고 밝혔다. 볼린의 연구팀은 2년 동안 캘리포니아의 팔로마 천문대의 망원경을 비롯해 하와이와 칠레의 제미니 노스-사우스 망원경, 하와이의 케크 망원경 등 4개의 망원경으로 수집한 데이터를 합성했으며, 18개의 해왕성 트로이군 소행성을 추적하고 색상을 분석했다. 그 결과 극도로 붉은 4개의 소행성을 포함하여 대부분의 소행성이 여느 소행성들보다 훨씬 더 붉다는 사실을 발견했다.  진홍색은 해왕성 트로이군이 암모니아나 메탄올과 같은 휘발성 화합물이 풍부함을 나타낸다. 이러한 화학물질로 만든 얼음은 열에 매우 민감하며 태양 복사에 노출되면 빠르게 가스로 변한다. 붉은 소행성 일부 태양계 안쪽으로 차츰 이동  이 때문에 천문학자들은 태양에 더 가까운 소행성이 훨씬 적은 붉은 색조를 띨 것으로 예상한다. 그들의 암모니아와 메탄올은 이미 끓어서 기화해버렸기 때문이다.  아니나 다를까, 연구원들은 내부 태양계의 슬레이트 회색 암석에서 시작하여 명왕성 궤도 너머의 진한 빨간색까지 진행하는 일종의 붉은 소행성의 염색 진행을 관찰할 수 있었다.  연구원들은 해왕성의 가장 붉은 소행성 중 일부가 태양계 초기에 태양에서 훨씬 더 먼 거리에서 형성된 후 차츰 안쪽으로 이동하여 해왕성의 궤도에 갇히게 되었을 가능성이 있다고 덧붙였다.  그것들을 연구하면 초기 태양계에서 소행성이 어떻게 형성되었으며, 지난 46억 년 동안 그 구성이 어떻게 변했는지에 대한 통찰을 얻을 수 있을 것으로 연구원들은 기대하고 있다.

지금까지 인간이 지구 이외의 천체에 발을 내디딘 것은 달이 유일하다. 지구 바로 옆 행성인 화성 탐사도 본격적으로 시작한 것은 얼마 되지 않는다. 그런데 달, 화성을 넘어 태양계 다섯 번째 행성이자 가장 큰 목성에서 생명체의 흔적을 찾기 위한 여정이 곧 시작된다. 유럽우주국(ESA)은 목성 얼음 위성 탐사선 ‘주스’(JUICE·Jupiter Icy Moons Explorer)를 13일 오전 9시 15분(한국시간 오후 8시 15분)에 남아메리카 프랑스령 기아나우주센터에서 발사한다. 목성은 수많은 위성을 거느리고 있어 ‘작은 태양계’라고 불리기도 한다. 실제로 지난 2월 국제천문연맹(IAU) 소행성센터(MPC)가 미국 카네기과학연구소에서 발견한 목성 위성 12개를 인정하면서 목성의 위성은 92개가 됐다. 태양계에서 가장 많은 위성을 가진 행성이다. 목성의 수많은 위성 중 가장 유명한 것은 ‘갈릴레이 위성’이다. 이름 그대로 이탈리아 물리학자 갈릴레오 갈릴레이가 직접 만든 굴절망원경을 이용해 1610년에 발견한 4개의 위성이다. 4개의 위성은 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토로 이름 붙여졌다. 주스 탐사선은 화산을 가진 뜨거운 위성 이오를 제외한 유로파, 가니메데, 칼리스토 3개의 얼음 위성을 관측하는 것이 주 임무다. ESA 소속 과학자들은 이들 3개의 얼음 위성 표면 아래 깊숙한 곳에 생명체가 존재하기 위한 전제 조건 중 하나인 액체 상태의 물로 이뤄진 광활한 바다가 있을 것이라고 추정한다. 달보다 작은 크기의 유로파는 15~25㎞ 두께의 얼음 표면층 아래에 물이 흐르고 있을 것이라고 과학자들은 예상한다. 실제로 2016년 허블우주망원경으로 유로파 표면에서 물기둥이 치솟는 것을 관측하기도 했다. 이 때문에 유로파를 비롯한 얼음 위성들에서 생명체의 흔적을 발견할 수 있다고 보는 것이다. 이번에 발사되는 주스 탐사선이 목성까지 가는 데는 약 8년이 걸릴 것으로 예상된다. 목성까지 여행하는 데 이렇게 오래 걸리는 이유는 지구와 달, 금성의 중력을 이용한 플라이바이(flyby)를 하기 때문이다. 근접 비행을 의미하는 플라이바이는 행성과 위성의 중력을 활용해 밀고 당기기를 하면서 추진력을 얻어 비행에 사용되는 연료를 아끼는 방법이기도 하다. 주스 탐사선은 2031년 7월 목성 궤도에 진입할 예정이지만 궤도 진입 6개월 전인 같은 해 1월부터 과학 연구를 시작한다.주스 탐사선은 2031년 목성 궤도에 진입한 뒤 2034년까지 플라이바이 방식으로 3개의 위성을 근접 비행하며 탐사 활동을 수행한 뒤 2034년 12월 가니메데 궤도에 진입해 임무를 수행할 예정이다. 주스 탐사선이 가니메데를 집중 탐사하는 이유는 다른 갈릴레이 위성보다 목성에서 멀리 떨어져 있기 때문에 목성의 자기장 영향을 덜 받아 생명체 존재 가능성이 그만큼 크다고 보기 때문이다. 한편 미국 항공우주국(NASA)도 내년에 목성 위성 탐사선 ‘유로파 클리퍼’를 발사한다. 유로파 클리퍼는 발사는 늦게 하지만 주스 탐사선보다 1년 이른 2030년에 목성 궤도에 진입한 뒤 유로파를 집중 탐사할 계획이다. 이에 따라 2031년부터 NASA와 ESA는 유로파 위성의 생명체 흔적과 바다를 공동 탐사하게 된다. 천문학자들은 “만약 이곳에서 생명체 흔적을 발견한다면 태양계에서만 생명체가 두 곳에서 따로 진화했다는 것을 보여 주며, 이는 생명체가 은하계 곳곳에 있을 가능성이 높다는 것을 의미한다”면서 기대감을 숨기지 않고 있다.

일론 머스크가 이끄는 민간우주업체 스페이스X의 인공위성이 궤도를 벗어나 지구를 향해 떨어지는 모습이 포착됐다. 우주로 쏘아올린 인공위성이 지구를 위협한다는 우려가 갈수록 커지고 있다.  하버드-스미소니언 천문학센터의 천문학자이나 천체물리학자인 조나단 맥도웰 박사에 따르면, 스페이스X 스타링크 위성이 지난달 궤도를 벗어나 지구를 향해 떨어지기 시작했다.  스타링크는 기존 위성 통신망 및 수중 광케이블의 단점을 개선하고, 동시에 유선 인터넷과 그에 기반한 무선 통신망의 한계를 극복하기 위해 스페이스X가 우주로 쏘아올린 인터넷 사업의 일환이다.  스페이스X가 지구 저궤도에 쏘아올린 스타링크는 2021년 말 기준으로 1만 2000대에 달하며, 이번에 추락한 스타링크는 불과 지난 2월에 발사된 것 중 하나로 확인됐다. 기상학자인 댄 시앙카가 처음으로 공개한 영상은 지난 3일(현지시간) 미국 캘리포니아주(州) 살리나스 북서쪽 하늘에서 무언가 ‘번쩍’ 불빛을 내다가 사라지는 모습을 담고 있다. 이는 지구로 추락한 스타링크가 지구 대기권에서 폭발하며 사라질 때 발생한 불빛으로 추정된다.  맥도웰 박사는 영국 일간지 데일리메일에 “현재 지구 궤도에 있는 스타링크 위성은 3912개이며, 이중 305개가 지구 대기권으로 재진입한 뒤 소실됐다”면서 “이번에 추락한 스타링크는 스페이스X의 최신 모델이지만, 일부에게서 궤도를 벗어나는 오류가 확인되고 있다”고 말했다.  이어 “캘리포니아 상공에 떨어진 스타링크 위성 외에 적어도 14개의 오래된 스타링크 위성이 추락을 앞두고 이는 것으로 보인다”고 덧붙였다.  머스크 CEO 역시 지난 3월 22일, 트위터에 “스타링크 V2(신모델)에 새로운 기술이 많이 도입됐고, 이 과정에서 예상대로 몇 가지 문제가 발생하고 있다”면서 “일부 이성은 궤도를 이탈할 것으고, 다른 위성은 국제우주정거장 위로 고도를 올리기 전 철저하게 테스트될 것”이라고 인정한 바 있다.  지구 감싸는 수만 개의 인공위성 우주쓰레기 대란 한편, 지구 저궤도에 배치된 수천 대의 스타링크 위성은 다른 국가나 기업이 쏘아올린 인공위성 또는 우주정거장과 끊임없이 충돌 위협을 만들어내고 있다.  중국은 2021년 12월 초 유엔 사무총장에게 제출한 서한에서 “(2021년) 7월 1일, 10월 21일 두 차례에 걸쳐 중국 우주정거장 핵심 모듈에 근접한 스페이스X의 위성 ‘스타링크’를 피하고자 긴급 회피 기동을 실시했다”고 밝혔다.  이어 “두 번 모두 모듈 내부에 비행사가 머물러 있었다. (만약 충돌했다면) 비행사의 생명이나 건강에 문제가 생겼을 것”이라며 불만을 토로했다.최근에는 미국의 지구관측위성(ERBS)이 한반도 인근에 추락할 수 있다는 경계경보가 발령되기도 했다.  전문가들은 2월 기준, 지금까지 확인된 우주 쓰레기 5만5506개이며 이 중 일부는 지상으로 떨어졌거나 사라져서 궤도상에는 2만6934개가 남아있는 것으로 보고 있다. 이들 중 운영 중인 인공위성은 7000개이며, 나머지 2만 여개는 우주 쓰레기로 정의한다. 특히 스타링크는 2020년 한 해에만 1200여 대를 발사했으며, 지금 이 순간에도 수명을 다 한 인공위성들이 우주쓰레기가 되어 떠돌고 있다.  스페이스X 측은 스타링크가 수명이 다 하면 스스로 궤도이탈 후 대기권에서 연소되며, 쏘아올린 스타링크의 95%가 소멸하도록 계획돼 있다고 주장한다. 그러나 이미 수만 개의 우주 쓰레기가 우주를 떠도는 상황에서, 남은 5%의 스타링크도 우주환경과 지구에 치명적일 수 있다는 우려가 사그라지지 않고 있다.