마치 파란색과 붉은색의 보석이 한데 모여있는 것처럼 아름답게 빛나는 성단의 모습이 사진으로 공개됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경의 광시야 카메라(WFC3)로 촬영한 구상성단(球狀星團·수많은 별들이 공처럼 둥글게 모여있는 것) 'NGC 1805'의 이미지를 공개했다. 화려한 색의 별들이 동그랗게 밀집해있는 NGC 1805는 대마젤란은하 귀퉁이에 위치해있으며 지구에서의 거리는 약 16만3000광년이다. 지난 1826년 스코틀랜드의 천문학자 제임스 던럽이 처음 발견했으며, 수많은 별들이 마치 벌집 주위에 모여드는 벌처럼 서로 가까이 붙어 공전하기 때문에 그 주위에 행성계가 존재할 가능성은 없다. 특히 NGC 1805는 다른 구상성단과 다른 독특한 특징을 갖고있다. 일반적으로 구상성단의 별들이 동시에 태어나는 것과는 달리 NGC 1805는 나이가 수백 만년 이상 차이나는 두 집단이 존재하기 때문. NASA 측은 "한 구상성단 내에서 두 개의 서로 다른 별 집단이 존재하는 것은 특이하다"면서 "성단 관측은 별이 어떻게 진화하고 초신성으로 폭발해 생을 마감하는지 이해하는데 도움을 준다"고 설명했다. 한편 마젤란은하는 우리의 ‘개념’이 모여있다는 안드로메다 은하보다는 낯설지만 사실 우리 은하와 가장 가까운 이웃이다. 마젤란 은하는 대마젤란은하와 소마젤란은하로 구성돼 있는 불규칙 은하(일정한 모양을 갖추지 않은 은하)로 각각의 거리는 대략 16만, 20만 광년이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

만약 지구에 떨어졌다면 인류에게 커다란 재앙이 됐을 소행성을 한 아마추어 천문학자가 발견했다. 지난 13일(이하 현지시간) 영국 인디펜던트 등 외신은 소행성 '2020 QU6'이 지난 10일 지구를 최근접해 지나갔다고 보도했다. 지름이 약 1000m로 덩치가 큰 2020 QU6은 이날 지구와 약 4000만㎞ 거리를 두고 조용히 제 갈길을 갔다. 이 정도 거리면 지구와 달 사이의 100배 정도 거리로 상당한 멀지만 사실 우주의 기준에서는 매우 가깝다고 할 수 있다. 지구에 아무런 영향없이 지나간 소행성에 전문가들이 관심을 갖는 이유는 있다. 이 소행성이 최초 발견된 것은 지난달 27일로, 당시 브라질 출신의 아마추어 천문학자 레오나르도 아마랄이 2020 QU6의 존재를 처음으로 확인했다. 그로부터 불과 2주 만에 소행성이 우리에게 가까이 접근한 셈으로 만약 지구에 떨어졌다면 1000m라는 크기 때문에 인류의 존재를 위협하는 역사적 참사로도 기록될 수 있다.결과적으로 지구로 날아오는 커다란 소행성의 존재를 미 항공우주국(NASA)을 비롯한 전문가들도 까맣게 몰랐다는 사실을 다시한번 입증한 셈이다. 미국의 비영리 과학 단체인 행성협회(The Planetary Society) 케이시 드라이어 수석고문은 "이번 사례는 우리가 '지구로 다가오는 천체'(NEOs·Near-Earth Objects)의 대부분을 찾아내고는 있지만 여전히 다 발견하지 못했다는 것을 상기시킨다"면서 "NEOs를 감시하는 임무에 계속적인 투자를 해야 미래의 지구를 보호할 수 있다"고 밝혔다.현재까지 NASA가 파악한 NEOs는 약 1만 5000개다. 이중 NASA는 90% 정도 파악하고 있다고 밝히지만 여전히 지구는 수많은 이름모를 천체에 노출돼 있는 형편이다. 대표적으로 지난 2013년 2월 러시아 우랄산맥 인근 첼랴빈스크 지역 상공에서 폭발한 소행성이 그 예다. 지름이 불과 20m 정도에 불과했던 이 소행성은 초당 최대 20㎞의 속도로 떨어져 지상 30㎞ 상공에서 폭발해 총 1000여명의 부상자를 냈다. 전문가들은 그 폭발력이 히로시마 원폭 위력의 10배가 넘는 TNT 300킬로톤 정도로 추정했으며 다행히 지표면에서 폭발하지 않아 피해는 적은 편이었다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-250년 전 망원경으로 발견한 일곱번째 행성 태양계 8개 행성 중 지구를 빼고 망원경 없이 볼 수 있는 행성은 몇 개나 될까? 대부분의 사람들은 "다섯"(수성, 금성, 화성, 목성, 토성)이라고 대답할 것이다. 이 다섯 개의 밝은 행성은 예로부터 잘 알려져 요일 이름까지 차지한 행성이지만 실제로는 망원경이나 쌍안경의 도움 없이 맨눈으로 볼 수 있는 여섯 번째 행성이 있는데, 바로 천왕성이다. ​이번 주는 이 천왕성의 맨눈 관측을 시도해볼 아주 좋은 기회라 할 수 있는데, 특히 늦은 저녁 하늘에 관측에 방해가 되는 밝은 달이 없기 때문이다.​ 물론 천왕성의 정확한 위치를 알아야 한다. 별의 밝기는 숫자로 표시하는데, 보통 1등성부터 6등성까지 나뉘며, 숫자가 작을수록 밝은 별이다. 6등성이 맨눈으로 볼 수 있는 별 밝기의 하한선이다. 천왕성은 현재 5.7등급으로 빛나고 있다. 이 정도 밝기라면, 아주 어둡고 하늘 상태가 좋은 밤에 시력 좋은 사람이 겨우 볼 수 있을 정도다. 그러니까 먼저 쌍안경으로 천왕성을 확인한 후 맨눈으로 관측하는 것이 요령이다. 천왕성을 찾는 지표는 화성이다. 붉게 빛나는 화성의 동쪽(왼쪽)으로 약 12도 정도 떨어진 양자리에 천왕성이 있다. 참고로, 보름달 하나가 약 0.5도 크기에 해당한다. 위의 하늘지도를 머리속에 스캔해둔 다음 쌍안경으로 해당 영역을 스캔하여 찾는 것이 가장 좋다. 150배율 이상의 천체망원경으로 보면 작은 청록색 원반 형태를 확인할 수 있다. 현재 천왕성은 지구로부터 약 28억 5000만km 떨어져 있다. 이는 지구-태양 간 거리(1천문단위/AU)의 약 19배에 해당하는 먼 거리다. 천왕성이 태양을 한 차례 공전하는 데는 약 84년이 걸린다. 이 행성의 지름은 지구의 약 4배인 5만 724km로 3번째 큰 행성이며, 1986년 보이저 2의 자기 데이터에 따르면 자전주기는 17.23시간이다. 보이저 2는 또한 1978년에 발견된 9개의 고리계를 모두 탐사했고, 2개의 새로운 고리와 10개의 새로운 위성을 발견했다. 지금까지 발견된 천왕성의 위성은 모두 27개에 달한다. 수소와 헬륨의 대기로 둘러싸인 천왕성은 물, 메탄 및 암모니아의 액체 맨틀을 갖고 있으며, 얼음 바위 같은 핵을 가지고 있을 것으로 과학자들은 보고 있다. 천왕성은 태양계의 어떤 행성보다 가장 추운 섭씨 영하 224도 대기를 가지고 있다.그러나 이 모든 것을 압도하는 기괴한 천왕성의 특징은 자전축의 기울기다. 태양계 행성들의 자전축 기울기는 3도에서 29도 사이이지만, 천왕성은 무려 98도에 달한다. 그러니까 천왕성은 궤도면에 거의 누운 자세로 태양을 공전한다는 얘기다. 왜 그럴까? 유력한 가설은 원시 태양계 때 거대한 천체가 천왕성에 충돌해 거의 다운시켰다는 것이다. 이런 이유로 천왕성은 계절은 유별나다. 태양이 북극에서 떠오르면 42지구년 동안 그대로 유지된다. 그런 후 북극은 다시 42년 동안 어둠 속에 잠긴다. 천왕성을 발견한 사람은 영국의 아마추어 천문가 윌리엄 허셜이다. 그는 1781년 3월 13일 밤, 구경 6.3인치(16cm)의 자작 반사망원경으로 쌍둥이자리에서 일곱 번째 행성을 발견했다. 이 발견은 세계를 경악시켰다. 사람들은 그때까지 토성까지가 태양계의 전부인 줄 알고 있었는데, 태양계가 갑자기 2배로 확대되어버린 것이다.​ 이 발견으로 허셜은 천문학사에 불멸의 이름을 올렸으며, 일개 아마추어 천문학자에서 일약 왕실 천문학자로 신분이 수직 상승했다. 그리고 프로 천문학에 들어서서도 최초로 은하계의 구조를 파악하는 등 수많은 발견들을 이루어냈으며, 기이하게도 그가 발견한 천왕성의 주기에 딱 맞는 84세에 우주로 떠났다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

중국이 지난 4일 재사용 우주선을 발사한 가운데 미국 등 서구국가에서 이 우주선의 임무에 대해 여러 의혹을 제기하고 있다. 중국 당국이 이 우주선에 대한 공개적인 언급을 금지시킨 탓이다. 9일 BBC방송에 따르면 중국은 지난 4일 간쑤성 주취안 우주센터에서 여러 번 쓸 수 있는 실험용 우주선을 창정2호F 로켓에 실어 발사했다. 재사용 우주선은 일정 기간 지구 궤도를 여행한 뒤 6일 귀환했다. 중국 정부는 이 우주선의 역할에 대해 “평화로운 우주 이용을 위한 기술을 지원할 것”이라고 밝혔지만 구체적인 임무는 소개하지 않았다. 중국은 우주선에 대한 외관과 세부정보를 공개하지 않았다. 심지어 착륙 장소까지 함구했다. 미 하버드 스미스소니언 천체물리학 센터의 천문학자 조나단 맥도웰은 “이번 임무는 우주선의 시스템을 시험하고 다시 지구로 진입해 올바르게 착륙할 수 있다는 것을 확인하려는 의도로 보인다”고 말했다. 이번 우주선의 활동이 공식적으로 확인되면 중국은 미국과 러시아에 이어 지구 궤도에 우주선을 진입시킨 세 번째 국가가 된다. 이에 대해 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 “중국 당국이 재사용 우주선 발사 장소를 방문한 직원과 방문객에게 발사 장면을 촬영하거나 소셜미디어(SNS)에서 말하지 말라고 경고했다”면서 “중국의 새 우주선은 미국의 초음속 우주선 X37B와 비슷하다”고 전했다. X37B는 미군의 첨단 우주선으로 태양광을 동력으로 이용한다. 지구 궤도를 돌며 씨앗과 기타 물질 등에 대한 우주 방사선 영향, 태양광을 극초단파 에너지로 전환해 지구로 전송하는 방법 등 다양한 실험을 진행한다. 유사시에는 적의 위성과 우주정거장, 지상 표적을 제거할 수 있는 무기로도 쓰인다. 워낙 속도가 빨라 탐지나 요격이 어렵다. 중국 정부가 발사한 재사용 우주선도 X37B와 마찬가지로 우주 무기 임무를 수행할 것으로 추정된다. 맥도웰 역시 “중국이 이번 비행을 비밀에 부치려는 것은 이 우주선이 군사 프로젝트의 일환이기 때문일 것“이라고 덧붙였다. 이를 입증하듯 중국 관영매체 글로벌타임스는 소식통을 인용해 “(중국도) 미 X37B가 하는 것처럼 30분 안에 지구상 어느 곳에서도 타격할 수 있는 능력을 갖춰야 한다”고 말했다. 사실상 이 우주선이 X37B에 맞대응하고자 만들었음을 알 수 있는 대목이다. 류지영 기자 superryu@seoul.co.kr

지구와 비슷한 대기와 액체 상태의 물이 존재해 생명체가 살 가능성이 큰 외계행성을 천문학자들이 무려 45개나 발견했다. 스웨덴 룰레오공대 연구진은 잠재적으로 거주할 수 있는 외계행성들의 대기 조성을 연구함으로써 이런 ‘먼 세상’에서 거주할 수 있는 가능성을 정하는 새로운 분석 기술을 만들었다. 이들 연구자는 대기 중의 화학 물질인 ‘대기 종류’에 관한 정보와 이런 물질이 우주로 얼마나 빨리 탈출하는지(대기 탈출)를 알아내 지구와 비교했을 때 기온과 대기 조성면에서 얼마나 비슷한지를 추정할 수 있었다.그러고 나서 이들은 자신들이 만든 새로운 모형을 기존 외계행성 목록에 있는 잠재적으로 거주할 수 있는 후보 행성 55개에 적용했다. 기존 목록은 주성과의 거리에만 초점을 맞춘 것이었다. 그 결과, 기존 목록에 수록된 후보 행성 55개 중 17개만이 이번 연구에서 정의한 기준을 충족해 지구와 비슷한 것으로 나타났다. 연구자들은 또 이보다 좀 더 범위가 넓은 외계행성 목록에서도 28개의 행성이 지구와 비슷하다는 것을 발견해 지구와 비슷한 행성을 총 45개까지 끌어올렸다. 이에 따라 현재 외계행성을 탐사하기 위해 지구와 우주에 기반을 두고 있는 첨단 망원경들을 이용한 임무들을 수행하는 연구자들은 이번 연구에서 확인된 자료를 사용해 자신들의 탐사 연구에 활용할 수 있을 것이다. 이에 대해 연구자들은 “거주할 수 있는 외계행성을 찾는 것은 어려운 도전”이라면서 “이유는 별들 사이라는 그 먼 거리까지 우리가 탐사선을 보낼 수 없기 때문”이라고 설명했다. 실제로 잠재적으로 거주할 수 있는 대기를 지닌 가장 가까운 외계행성인 프록시마b도 무려 4.22광년 또는 40조㎞나 떨어져 있다. 미국항공우주국(NASA)의 주노 탐사선이 목성에 접근할 때 시속 26만5000㎞까지 도달했는데 이런 속도로 프록시마b에 간다면 1만7000년이 넘게 걸린다.따라서 현재 외계행성이 생명체를 수용할 능력을 정하는 분석 기술은 대기 조성에 관한 저해상도 공간 및 스펙트럼 정보에 의존해야 한다. 그래서 이번 연구에서는 거주할 수 있는 외계행성의 최종 후보 목록을 만들기 위해 기체가 대기에서 어떻게 움직이는지에 관한 ‘기체 운동론’과 지금까지 확인된 외계행성의 대기에 남아있을 수 있는 화학 물질에 관한 목록을 사용했다고 이들 연구자는 설명했다. 이를 통해 이들은 탐지된 외계행성들에 관한 현재 지식을 바탕으로 그중 45개가 거주가능성 연구의 좋은 후보들이라고 결론지을 수 있었다고 밝혔다. 연구자들은 또 이런 외계행성은 지구와 같은 대기를 가질 수 있고 안정적인 액체 상태의 물을 유지할 수 있어야 한다고 언급했다. 이번 연구의 일부분으로 연구자들은 또 태양계에 있는 행성들의 진정한 대기 조성을 참고 자료로 사용했다. 그러고 나서 이들은 수소와 산소, 이산화질소 그리고 이산화탄소의 대기를 지닌 외계행성들을 지구와 비슷한 외계행성 목록에 후보로 올렸다. 연구자들은 “우리는 또 거주가능성에 관한 추가적인 연구를 위해 외계행성들의 대기에서 생명과 관련한 필수적 기체를 유지하는 능력과 같이 바람직한 조건을 지닌 45개의 행성 목록을 제안한다”고 명시했다. 이들 연구자는 행성이 생명을 수용할 수 있는지를 고려할 때 모항성 주위의 거주가능영역(HZ)에 관한 현재 정의를 다시 검토할 것을 권고했다.이들은 액체 상태 물 분자의 안정성을 지탱할 수 있는 지구와 같은 대기를 수용하는 행성의 능력은 거주가능성을 위해 필요한 조건에 추가돼야 한다고 말했다. 연구진은 “대기 중에 유지할 수 있는 기체(화학물질)에 기반을 둬 외계행성을 구별하는 것은 잠재적인 거주가능성을 위한 가장 가능성 있는 후보들을 정하는 데 도움이 될 것”이라면서 “미래의 이런 임무들은 더 많은 대기 조성 연구와 광화학 모형을 찾을 수 있을 것”이라고 설명했다. 이번 연구의 주요한 학문적 발전 중 하나는 외계행성의 거주가능성을 확보하기 위해 필요한 정보의 양을 줄이는 것이다. 연구자들은 연구논문에 “우리는 쉽게 구할 수 있거나 추정할 수 있는 매개변수를 사용하고 최소한의 가정으로 외계행성 대기권의 그럴듯한 조성을 추정할 수 있는 대기 모형을 제시한다”면서 “우리 모형은 질량이 적어 방사선이 적게 나오는 외계행성들을 위해 설계됐다. 이런 외계행성에서는 고전적인 열적 탈출(thermal escape, 대기 탈출의 일종)에 의해 움직이는 대기 진화가 이뤄지고 있다”고 썼다. 이들 연구자는 실제 기온의 개요와 반사율(albedo) 그리고 원소 존재비를 포함한 미래의 관측 자료들은 연구자들이 그들 자신의 모형을 더욱 정교하게 다듬고 그들의 진짜 대기 조성을 파악하는 데 도움이 될 수 있다고 말했다. 연구자들은 새로운 외계행성이 발견되는 대로 연구함으로써 잠재적으로 지구와 비슷한 외계행성의 목록을 계속해서 업데이트할 계획이다. 자세한 연구 결과는 ‘영국 왕립학회보A’(Proceedings of the Royal Society A) 최신호(9월 9일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

당신은 여기서 몇 개의 달을 찾을 수 있는가? 보통 사람들은 왼쪽의 달 하나 있구만, 이라고 답할 것이다. 하지만 정답은 5개다. 오른쪽 위에서 밝게 빛나는 천체는 태양의 다섯번째 행성인 목성이다. 자세히 보면 목성 양옆으로 조그만 빛점들이 늘어서 있는 게 보일 것이다. 바로 목성의 달들이다. 갈릴레이 갈릴레오가 최초로 발견했다 하여 갈릴레이 위성이라고 불린다. 1610년 갈릴레오는 자작 망원경으로 이 4개의 위성들을 발견했는데, 이들은 목성 위성 중 크기가 큰 천체이다. 이들은 모두 목성을 중심으로 공전하는 위성으로서, 마치 미니 태양계의 모습을 연출하고 있는 것이다. 갈릴레오의 이 발견으로 인해 모든 천체들은 지구를 중심으로 돈다는 천동설은 더 이상 버틸 수가 없게 되었다. 말하자면 갈릴레오는 천동설의 관에 마지막 대못을 박은 셈이다. 이런 의미에서 목성의 4대 위성은 천문학사에서 중요한 위치를 차지한다. 사진에 보이는 목성 4대 위성의 이름은 왼쪽부터 이오, 가니메데, 유로파, 칼리스토이지만, 모행성과의 거리가 가까운 순서는 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토다. 이 이름들은 행성 운동 3대 법칙을 발견한 독일 천문학자 요하네스 케플러의 제안에 따라 모두 제우스(주피터; 즉 목성의 이름)의 연인의 이름을 따서 지었다.이들 위성은 태양계에서 태양과 8개 행성을 빼고는 가장 큰 천체들이다. 특히 가니메데는 지름이 5262.4㎞로 태양계 최대의 위성으로 수성보다도 크다. 또한 유로파는 지하에 지구 바닷물의 2배 수량을 가진 바다를 품고 있어 과학자들은 생명이 서식할 가능성이 가장 높은 곳으로 보고 있다. 이 지하 바다를 탐사할 잠수함을 보낼 프로젝트가 현재 NASA에서 추진되고 있는 중이다. 가니메데, 유로파, 이오 3개 위성은 각각 1:2:4의 비율로 궤도 공명을 하며 공전한다. 이 사진은 지난주 멕시코의 동해안 도시 칸쿤에서 촬영된 것이다. 현재 목성에는 2011년 발사된 미 항공우주국(NASA)의 주노 탐사선이 궤도를 돌며 목성 조성과 탄생 원리를 밝히기 위한 탐사를 계속하고 있다. 2003년 퇴역한 목성 탐사선 갈릴레오 이후 2016년 두 번째로 목성 궤도에 진입한 주노는 내년 7월 목성과 충돌함으로써 미션을 끝낼 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

브라질 시골 마을에 ‘운석 로또’가 쏟아졌다. 30일(현지시간) 브라질 뉴스포털 G1은 얼마 전 페르남부쿠주 일대에 운석이 떨어져 브라질 전역은 물론 미국 수집가들까지 몰려들고 있다고 전했다. 19일 오전 페르남부쿠주 하늘에서 46억 년 된 운석 덩어리 수백 개가 쏟아졌다. 현지언론은 “하늘에서 돈이 떨어진 날”이라며 운석 관련 소식을 앞다퉈 보도했다. 그러자 상파울루 등 브라질 전역과 미국에서 ‘운석 로또’를 찾으려는 사람들의 발길이 이어졌다. 페르남부쿠주와 인접한 피아우이주의 시골 마을 산타 필로메나도 운석을 주우려는 사람들로 북적이고 있다. 평소 외지인 발길이 뜸했던 이곳은 지역 주민은 물론 국립박물관 관계자와 천문학자 등 전문가와 운석을 매입해 되팔려는 수집가들로 발 디딜 틈이 없다.현재까지 수거된 운석 파편은 200여 점. 이 중 하나는 무게가 40㎏으로 지금까지 브라질에서 발견된 운석 중 최대 크기를 자랑한다. 그 가치는 최소 12만 헤알(약 2600만 원)에서 최대 15만 헤알(약 3200만 원) 선으로 알려졌다. 산타 필로메나 사람들 10년 치 연봉과 맞먹는 수준이다. 브라질 국립박물관 측은 해당 운석을 매입하기 위해 익명의 수집가와 협상 중이다. 두 번째로 큰 2.8㎏짜리 운석도 미국에서 온 수집가가 브라질 당국과 1만8000 헤알(약 390만 원)에 가격 협상을 벌이고 있다. 인구 1만4172명의 작은 마을인 이곳은 시내에 사는 3000명을 뺀 나머지 주민 대부분이 콩을 재배하는 영세 농민이다. 무역도 거의 없고 일자리도 부족하며 임금도 낮은 수준에서 정체 상태다. 그러니 이번 운석은 로또나 마찬가지다.20세 청년 에디마르 로드리게스도 연기로 뿌연 하늘에서 운석이 떨어졌다는 소식에 거리로 달려 나갔다. 무게 164g, 폭 7㎝짜리 운석을 주운 그는 미국에서 온 수집가에게 7000헤알(약 150만 원)을 받고 운석을 넘겼다. 로드리게스는 “운석 가격이 1g당 40헤알(약 8700원)까지 올랐다. 불과 며칠 전만 해도 그 절반 수준이었다”면서 “보잘것없는 시골 마을이다. 많은 주민이 돈에 허덕이던 때 딱 맞춰 운석이 떨어졌다”고 좋아했다. 하지만 전문가들은 운석이 헐값에 해외로 빠져나가는 것을 안타까워했다. 페르남부쿠주립대학교 안토니오 미란다 교수는 “운석은 과학계에 다이아몬드만큼의 가치가 있다. 비슷한 대우를 받아야 하며 운석이 발견된 땅 소유주에게 귀속시켜야 한다”고 강조했다.상파울루대학교 가브리엘 실바 연구원 역시 “이번 운석은 과학자와 수집가 사이에 많은 흥분을 일으켰다. 수요가 많다 보니 가격이 갑자기 뛰었다”면서 “40㎏짜리 운석을 살 수 있는 사람이 브라질에 많지 않다 보니, 운석을 헐값에 가져가 훨씬 비싼 값에 내다 팔려는 해외 백만장자들이 몰려들었다”고 밝혔다. 그러면서 “운석 유출을 막고 마을에 박물관을 세워 전시해야 한다. 이것이 관광 산업을 촉진하고 과학적 연구를 가능하게 하여 마을과 과학계 모두에게 좋은 방법”이라고 말했다. 이번에 떨어진 운석은 지구상에 떨어지는 운석의 86%를 차지하는 콘드라이트로 추정된다. 콘드라이트 대부분은 태양계 소행성 벨트에서 날아오는데, 운석의 나이는 지구와 같은 46억 년 정도로 태양계가 형성될 당시의 비밀을 간직하고 있다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

인간을 포함한 모든 생물이 작은 세포 하나에서 시작하듯이 별 역시 크기와 형태가 다양해도 중력에 의해 뭉친 작은 가스 덩어리에서 시작한다는 공통점이 있다. 과학자들은 별의 탄생하는 과정을 알아내기 위해 많은 연구를 진행했지만, 본격적으로 핵융합 반응을 일으켜 빛나기 이전 단계의 가스 구름을 찾아내기는 쉽지 않았다. 작고 어두울 뿐 아니라 대부분 큰 성운 내부 깊숙한 곳에 자리잡아 고성능 망원경으로도 보이지 않기 때문이다. 일본 오사카 부립 대학의 천문학자인 카즈키 토쿠다와 그 동료들은 현존하는 가장 강력한 전파 망원경 중 하나인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해 지구에서 430광년 떨어진 가스 성운인 황소자리 분자구름(Taurus Molecular Cloud) 내부를 관측했다. 황소 자리 분자 구름은 많은 별이 탄생하는 가스 성운으로 지구에서 비교적 가까운 거리에 있어 별의 생성과 진화 과정을 연구하는 과학자들에게 중요한 연구 대상이다. 연구팀은 ALMA의 성능을 최대한 활용해서 황소자리 분자구름 내부 깊숙한 곳에서 생성되고 있는 가스 덩어리 32개와 아기 별 9개를 추가로 발견했다. 사실 관측이 쉽지 않은 영역이지만, 일반적인 광학 망원경보다 긴 파장을 관측하는 밀리미터/서브밀리미터 전파 망원경인 ALMA의 관측 능력을 최대로 끌어내 포착하는 데 성공한 것이다. (사진) 이 가스 덩어리들은 아직 임계 질량에 도달하지 못해 핵융합 반응이 일어나지 않은 상태로 앞으로 가스를 더 모아 아기 별로 진화하는 과정에 있다. 연구팀은 이 가스 덩어리들이 부화를 기다리고 있는 별의 ‘알’(stellar egg)이라고 설명했다. 32개의 별의 알 가운데 12개는 다른 것보다 더 많이 자라서 이미 내부 구조를 지니고 있는 것으로 추정된다. 연구팀은 별의 알이 별로 부화하는데 필요한 가스의 밀도가 대략 입방 센티미터 당 수소 100만개 정도라는 사실을 확인했다. 이는 별에 비해 상당히 낮은 밀도이지만, 주변 가스에 비해서는 밀도가 높기 때문에 상대적으로 강한 중력으로 더 많은 가스를 흡입해 커지는 데 충분하다. 점점 커지면서 중력이 더 강해지면 결국 내부 핵융합 반응이 일어나는 데 충분한 질량에 도달해 아기 별로 탄생한다. 오래 전 태양 역시 비슷한 과정을 거쳐 태어났을 것이다. 과학자들은 과거로 돌아갈 순 없지만, 발생 초기 단계에 있는 별과 가스 성운을 연구해 태양과 태양계 행성들이 어떻게 생성되었는지 알아낼 순 있다. 앞으로 더 강력한 망원경과 관측 기술을 통해 과학자들은 그 과정을 더 자세히 알아낼 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

국내 연구진이 포함된 과학자들이 태양계로 날아온 외계 천체의 구조에 대한 분석결과를 내놔 주목받고 있다. 한국천문연구원 이론천문연구센터, 미국 하버드-스미소니언 천체물리연구센터 공동연구팀은 2017년 태양계에서 관측된 최초의 성간천체인 ‘오우무아무아’가 기존에 알려진 것처럼 수소얼음으로 만들어진 것이 아니라고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널’ 17일자에 실렸다. 오우무아무아는 2017년 미국 하와이대 팬스타즈 연구팀이 발견한 태양계에서 관측된 최초의 성간(인터스텔라)천체이다. 오우무아무아가 태양계로 날아오는 속도가 비정상적으로 빨라 최근 과학자들은 오우무아무아가 수소 얼음으로 이뤄졌고 표면에서 분출되는 기체 때문에 가속도가 붙는다는 연구결과를 내놨다. 특히 수소얼음은 아직 우주에서 발견된 적이 없었기 때문에 많은 연구자들이 이 결과에 대해 주목했다. 이에 연구팀은 수소얼음은 우주에서 온도가 가장 낮은 것으로 알려진 거대분자운(GMC) 중심부에서 만들어졌을 것으로 보고 GMC에서 수소 얼음덩이가 만들어지는 과정을 컴퓨터 가상실험했다. 또 수소얼음덩이가 이동하면서 살아남을 수 있는 수명을 계산했다. 그 결과 거대분자운에서는 수소 얼음덩이로 이뤄진 성간천체가 만들어질 수가 없기 때문에 오우무아무아는 수소 얼음덩이가 아니라는 것을 증명했다. 또 태양계와 가장 가까운 GMC인 ‘W51’에서 수소 얼음덩이가 만들어졌다고 하더라도 이동 과정에서 기체입자들과 충돌해 기화돼 1000만년 이내에 사라지게 된다는 것을 밝혀냈다. W51은 지구로부터 1만 7000년 광년이 떨어져 있기 때문에 태양계로 진입하기 전에 이미 사라져버리게 된다는 설명이다. 연구를 이끈 티엠 황 한국천문연구원 박사는 “이번 연구는 수소얼음이 우주의 거대분자운에서 형성되는 과정을 규명하고 오우무아무아가 수소얼음덩어리가 아니라는 것을 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “이런 성간천체 연구는 우주기원을 밝힐 결정적 단서를 제공해 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 한편 2022년 칠레에 지구 위협 소행성 관측, 암흑물질 탐사, 우주진화 증거 관측 등을 위한 베라 루빈 천문대(VRO)가 완성돼 세계 최대 8.4m 탐사망원경이 본격적으로 가동되면 오우무아무아와 같은 성간천체를 1년에 1~2개 정도씩 찾아낼 수 있을 것으로 천문학자들은 예측하고 있다. 문홍규 천문연구원 우주과학본부 박사는 “2017년 오우무아무아에 이어, 2019년에는 보리소프가 발견돼 태양계 밖 외계천체 발견에 대한 기대가 커지고 있다”며 “한국도 이런 거대 연구시설을 이용해 태양계뿐만 아니라 외계행성계 기원 천체에 관한 연구까지 확장할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리은하 중심에는 태양 질량의 약 400만 배에 달하는 초질량 블랙홀 ‘궁수자리A별’이 있으며 그 주위를 여러 항성이 공전하고 있는 것은 지금까지 여러 관측 연구에서 확인된 사실이다. 그런데 최근 독일 쾰른대 천문학자 플로리안 파이스커 연구원은 그중에서 현재 가장 빠르게 궁수자리A별을 공전하고 있는 별 S4714를 발견했다고 지난 11일 오후 4시(협정세계시 기준) 천문사이트 ‘천문학자의 전보’(ATel·The Astronomer‘s Telegram)에 긴급 게시글로 발표했다. 이에 따르면, 항성 S4714의 이동 속도는 초속 2만4000㎞에 달한다. 빛의 속도(이하 광속)가 초속 약 30만㎞이므로, 이 항성은 광속의 약 8% 속도로 이동하고 있는 셈이다. 지금까지 우리 은하에서 가장 빠르게 블랙홀을 공전하는 별은 ‘S62’로 그 속도는 광속의 약 10%로 알려졌지만, 이번 관측에서는 그 속도가 광속의 약 6.7%인 초속 2만㎞인 것으로 확인돼 현재 우리 은하의 블랙홀을 공전하는 가장 빠른 별은 S4714라는 것이다. 연구자에 따르면, 이런 항성이 고속으로 공전하고 있는 이유는 블랙홀의 강한 중력 때문이다. 블랙홀 주위의 항성은 끊임없이 안쪽으로 잡아당겨지는 데 이에 대응하는 힘이 공전을 통해 형성된다. 공전 속도가 클수록 바깥으로 나아가려는 원심력이 커져 이들 항성은 항상 균형을 유지할 수 있다는 것이다. 이런 구조 덕분에 궁수자리 A별 주위 항성들은 광속과 비교할 수 있을 정도로 빠른 속도를 지닌다. 게다가 공전 궤도는 타원형이고 중심도 치우쳐 있어 궁수자리 A별과의 거리는 일정하지 않다. 이는 항성의 이동 속도에도 영향을 줘 항성의 위치와 궤도 그리고 속도에 관한 정보는 천문학자들에게 관심의 대상이 된다. 사실 이번 관측에서는 이 항성을 포함해 총 5개의 항성(S4711~S4715)이 발견됐는데 그중 S4711은 지금까지 블랙홀에서 가장 가까운 별로 알려진 ‘S2’보다 블랙홀에서 가까운 궤도를 돌고 있는 항성인 것으로도 확인됐다.이에 대해 연구진은 “S4711은 궁수자리 A별의 주위를 7.6년에 1번 돌고 있는데 이는 가장 짧은 공전 궤도 주기에 해당한다”고 설명했다. 이들 연구자는 또 앞으로 데이터 분석의 개선을 통해 궁수자리 A별의 주위를 지금보다 더욱더 자세히 관측할 수 있다고 밝혔다. 따라서 가까운 미래에는 더 짧은 궤도 주기를 지닌 별이나 더 빠른 별을 발견할 수 있으리라 예상된다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구촌 천문학자들 사이에서 가장 인기있는 별 중 하나인 '우주대스타' 베텔게우스(Betelgeuse)가 갑자기 침침해진 원인이 밝혀졌다. 최근 미국 하버드 스미스소니언 천체물리학센터 등 연구팀은 베텔게우스가 갑자기 어두워진 이유는 내부에서 분출된 엄청난 양의 물질에 의해 생성된 먼지 구름 때문일 가능성이 높다는 연구결과를 국제학술지 ‘천체물리학 저널’(Astrophysical Journal)에 발표했다. 적색 초거성인 베텔게우스는 오리온자리의 좌상 꼭짓점에 있으며 지구와의 거리는 약 600광년 정도로 별 중에서는 그나마 가깝다. 결과적으로 지금 우리가 보는 베텔게우스의 붉은 별빛은 조선시대 출발한 빛일 수 있는 셈이다. 특히 베텔게우스는 여러 모로 흥미로운 별이다. 먼저 베텔게우스의 크기는 태양과 비교하면 최소 800배 이상으로 수십 만 배나 밝게 빛난다.만약 베텔게우스를 우리의 태양 자리에 끌어다 놓는다면 목성의 궤도까지 잡아먹을 정도다. 또한 나이가 1000만 년이 채 되지 않을 정도로 어리지만, 조만간 임종을 앞둔 별이기도 하다. 곧 수명을 다해 초신성으로 폭발할 운명으로 어쩌면 현장에서는 이미 폭발했을지도 모른다. 베텔게우스가 천문학계의 집중적인 관심의 대상으로 떠오른 것은 지난 10월부터다. 당시 베텔게우스가 50년 관측 이래 가장 침침한 상태가 됐기 때문이다. 지난해 말부터 올해 초 사이에 별의 밝기(광도)는 평소보다 무려 40%나 떨어지면서 일부에서는 곧 초신성 폭발하는 것이 아니냐는 주장이 제기됐다. 이는 인간의 한 생에 보기힘든 우주대스타의 화려한 종말을 직접 지켜보는 것으로 만약 실제로 폭발하면 갑자기 하늘이 밝아지면서 2주 정도는 지구의 밤이 없어질 것으로 예측된다.그러나 천문학계의 기대(?)와는 달리 올해 5월 경 베텔게우스의 밝기는 평소대로 돌아왔고 이후 학자들은 왜 갑자기 어두워졌는지에 대한 연구를 이어갔다. 이번에 연구팀은 허블우주망원경을 통해 베텔게우스를 분석했고, 그 결과 거대한 먼지 구름이 빛을 가린 것이라는 결과를 내놨다. 연구팀에 따르면 지난해 9월부터 11월까지 베텔게우스의 표면에서 외부 대기로 엄청난 양의 물질이 솟구쳐나와 시속 32만㎞로 이동했다. 이 뜨거운 물질이 응축돼 빛을 차단하는 구름을 형성했다는 것이 연구팀의 설명이다. 연구에 참여한 천체물리학센터 부소장 안드레아 뒤프리 박사는 "허블우주망원경을 통해 이 물질이 별의 표면을 벗어나 밖으로 이동하는 모습을 볼 수 있었다"면서 "이후 베텔게우스의 남쪽이 눈에 띄게 희미해지는 것이 확인됐으며 이같은 증거는 허블우주망원경만 줄 수 있다"고 밝혔다. 그렇다면 베텔게우스는 과연 언제 폭발할까? 물론 이에대한 답은 아무도 모른다. 다만 초신성은 위대한 천문학자가 있는 시대에만 터진다는 우스갯소리도 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

태양 표면에서 화성보다 큰 거대한 흑점이 포착됐다. 우주환경정보 사이트인 스페이스웨더닷컴에 따르면 이번에 포착된 거대 흑점은 그 크기와 활동 상태로 보아 지구에 영향을 미칠 가능성이 있는 것으로 알려졌다. 태양 표면에서 강한 자기 활동의 영향으로 주변보다 온도가 낮아 표면이 검게 보이는 영역을 의미하는 흑점은 대체로 11년 주기에 따라 개수와 규모가 달라지는 것으로 알려져 있다. 미국 플로리다에 사는 아마추어 천문학자가 지난 5일 태양을 관찰하던 중 거대한 흑점을 발견했으며, 이 흑점은 공식적으로 ‘AR2770’이라는 이름을 얻었다. 흑점 AR2770은 지름이 8050만㎞에 달하며, 이 주변에서 플레어가 발생할 경우 우리 지구에 곧바로 영향을 미칠 정도의 수준일 가능성도 제기됐다.아직 태양 물질을 내뿜는 코로나질량방출(CME)의 흔적은 보이지 않지만, 흑점의 크기가 지금보다 커질 수 있기 때문에 주의 깊게 살필 필요가 있다는 것이 전문가들의 의견이다. 스페이스웨더닷컴은 “현재 AR2770의 자기장 폭발 단계는 비교적 낮은 B등급 정도지만, 앞으로 수일 내에 태양 활동이 활발해지면서 흑점의 크기도 커질 수 있다”고 전했다.거대 흑점이 포착된 지 3일 후인 지난 8일에는 국제우주정거장(ISS)이 AS2770 흑점 앞을 유유히 지나가는 모습이 공개되기도 했다. 한편 일반적으로 태양 표면의 폭발 강도는 5개 등급(A, B, C, M, X)으로 나뉘며, 등급이 한 단계 올라갈 때마다 방출되는 에너지가 10배씩 증가한다. M이나 X등급의 폭발이 일어나면 지구 통신 시스템과 전력, 위성 등이 큰 영향을 받을 정도의 지자기폭풍이 몰려온다. 일명 ‘킬러 태양 폭풍’으로 불리는 강력한 태양 활동은 100년에 한 차례씩 관찰될 정도로 드물다. 1849년과 1989년에 각각 강력한 태양 폭풍이 발생해 지구에 영향을 미쳤었다. 이번에 관찰된 AR2270는 M이나 X등급의 강력함을 가지고 있진 않지만, 태양의 활동 주기를 미리 예측하는데 도움이 될 것으로 기대를 모았다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

태양 표면에서 화성의 크기와 맞먹는 거대한 흑점이 포착됐다. 우주환경정보 사이트인 스페이스웨더닷컴에 따르면 이번에 포착된 거대 흑점은 그 크기와 활동 상태로 보아 지구에 영향을 미칠 가능성이 있는 것으로 알려졌다. 태양 표면에서 강한 자기 활동의 영향으로 주변보다 온도가 낮아 표면이 검게 보이는 영역을 의미하는 흑점은 대체로 11년 주기에 따라 개수와 규모가 달라지는 것으로 알려져 있다. 미국 플로리다에 사는 아마추어 천문학자가 지난 5일 태양을 관찰하던 중 거대한 흑점을 발견했으며, 이 흑점은 공식적으로 ‘AR2770’이라는 이름을 얻었다. 흑점 AR2770은 지름이 8050만㎞에 달하며, 이 주변에서 플레어가 발생할 경우 우리 지구에 곧바로 영향을 미칠 정도의 수준일 가능성도 제기됐다.아직 태양 물질을 내뿜는 코로나질량방출(CME)의 흔적은 보이지 않지만, 흑점의 크기가 지금보다 커질 수 있기 때문에 주의 깊게 살필 필요가 있다는 것이 전문가들의 의견이다. 스페이스웨더닷컴은 “현재 AR2770의 자기장 폭발 단계는 비교적 낮은 B등급 정도지만, 앞으로 수일 내에 태양 활동이 활발해지면서 흑점의 크기도 커질 수 있다”고 전했다.거대 흑점이 포착된 지 3일 후인 지난 8일에는 국제우주정거장(ISS)이 AS2770 흑점 앞을 유유히 지나가는 모습이 공개되기도 했다. 한편 일반적으로 태양 표면의 폭발 강도는 5개 등급(A, B, C, M, X)으로 나뉘며, 등급이 한 단계 올라갈 때마다 방출되는 에너지가 10배씩 증가한다. M이나 X등급의 폭발이 일어나면 지구 통신 시스템과 전력, 위성 등이 큰 영향을 받을 정도의 지자기폭풍이 몰려온다. 일명 ‘킬러 태양 폭풍’으로 불리는 강력한 태양 활동은 100년에 한 차례씩 관찰될 정도로 드물다. 1849년과 1989년에 각각 강력한 태양 폭풍이 발생해 지구에 영향을 미쳤었다. 이번에 관찰된 AR2270는 M이나 X등급의 강력함을 가지고 있진 않지만, 태양의 활동 주기를 미리 예측하는데 도움이 될 것으로 기대를 모았다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

습도 낮고 대기오염 적어야 별 잘 보여프랑스·이탈리아 남극기지 돔C ‘각초’칠레·하와이보다 관측질 10~12% 우수“우리 주위에는 별들이 계속해서 많은 양떼처럼 말없이 조용히 움직여 갔습니다. 나는 몇 번이나 별들 가운데서 가장 곱고 가장 빛나는 별 하나가 길을 잃고 내려와 내 어깨에 기대어 잠들었다고 생각해 보았습니다.” 고등학교 국어교과서에 실린 프랑스 작가 알퐁스 도데의 단편소설 ‘별’은 뭇 남학생들에게 가슴 설레는 첫사랑과 맑은 밤하늘 별보기에 대한 기대감을 안겨 준 작품이다. 미국 천체물리학자 칼 세이건은 저서 ‘코스모스’에서 “우리 조상들이 태양과 별들을 우러름의 대상으로 삼은 것은 아주 당연한 선택이었다. 천문학 연구는 바로 이러한 경외감에서 시작된다”며 예술가만이 별에서 경이로움을 느끼는 것은 아니라는 점을 말하고 있다. 국가나 개인의 미래를 점친 점성술이나 천문을 관측하고 정확한 농사 시기를 예측했던 조선시대 관상감은 모두 별과 관련이 돼 있다. 서양과학도 별을 보고 천체의 움직임과 질서를 파악한 것에서 시작됐다.역대 가장 긴 장마로 기록된 제주를 비롯해 남부지방은 이번 주, 중부지방은 다음주 초를 전후해 장마가 마무리 단계에 접어든다. 장마가 끝난 뒤 빛 공해가 적은 시골의 밤하늘에는 반짝이는 별들이 흩뿌려져 무더위에 시달린 이들의 눈을 즐겁게 만들어 주곤 한다. 첨단 기술의 발전에도 불구하고 현대 천문학에서도 여전히 ‘별을 본다는 것’은 중요한 작업이다. 이 때문에 별을 가장 잘 관측할 수 있는 장소를 찾는 것은 천문학자들의 중요한 일이다. 중국 국립천문대, 텐진사범대 천체물리학연구센터, 상하이 극지연구소, 캐나다 브리티시 컬럼비아대 물리천문학과, 호주 뉴사우스웨일스대 물리학과 공동연구팀은 지구에서 별을 보기 가장 좋은 곳은 남극이라는 연구결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 30일자에 발표했다. 현재 지구상에서 별을 관측하기 가장 좋은 곳은 남미 칠레와 하와이가 꼽힌다. 맑은 날이 많고 습도가 낮은 데다 대기오염이 적고 주변에 불빛이 적어 빛 공해로부터 자유롭기 때문이다. 광학망원경이나 적외선망원경을 이용한 관측 질은 대기 난류라고 불리는 공기의 흔들림에 영향을 받는다. 허블이나 제임스 웹 같은 우주망원경을 띄우는 이유는 천체관측의 방해꾼인 대기의 영향을 받지 않기 위해서다.천문시상은 대기 난류 때문에 천체가 흐릿하게 보이거나 깜박거리는 현상이다. ‘반짝반짝 작은 별’은 천문시상을 설명하는 대표적인 표현이다. 천문시상은 흔히 ‘각초’(아크초)라는 단위로 측정한다. 각초가 작을수록 별을 선명하게 관측할 수 있다는 의미다. 칠레나 하와이에서의 각초는 0.6~0.8 수준으로 알려져 있다. 연구팀은 중국 쿤룬기지가 있는 돔A, 프랑스·이탈리아 공동기지인 돔C, 일본 후지기지가 있는 돔F, 미국 아문센·스콧기지가 있는 남극점 등 남극의 4곳을 대상으로 각초를 측정했다. 돔(Dome)은 남극대륙에서 해발고도가 높은 곳을 말한다. 분석 결과 이들 지역은 모두 각초가 칠레나 하와이보다 낮아 선명하게 천체를 관측할 수 있는 것으로 나타났다. 특히 돔C의 각초는 0.23~0.36로 가장 우수한 관측지역으로 꼽혔다. 마빈 캐나다 브리티시 컬럼비아대 박사는 “남극은 칠레나 하와이보다 10~12% 정도 관측질이 우수한 것으로 나타났다”고 설명했다. 한국천문연구원 관계자는 “이론적으로는 남극이 지구상 다른 지역보다 각초가 낮아 선명한 관측이 가능하겠지만 춥고 고립된 환경이 망원경 같은 관측장비를 설치하기에 적합한지는 또 다른 문제”라고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

15세의 어린 나이인 두 여학생이 지구 근접 소행성을 새로 발견해 화제에 올랐다. 지난 28일(현지시간) 로이터 통신 등 외신은 인도의 10학년 두 소녀가 지구를 향해 서서히 궤도를 이동 중인 한 소행성을 발견했다고 보도했다. 이들이 발견한 소행성의 이름은 'HLV2514'로 아직 공식적인 이름은 아니다. 이 소행성은 현재 화성 근처에 있으며 서서히 궤도를 돌며 접근 중이지만 지구에 위협이 될 가능성은 없는 것으로 알려졌다. 당당히 소행성 발견자로 이름을 올리게 된 화제의 여학생은 인도 구자라트 주 수라트 시에 사는 10학년 학생인 라디카 라카니와 바이데히 베카리야. 둘다 15세인 이들은 스페이스 인디아와 미국의 시민과학자들로 구성된 IASC(International Astronomical Search Collaboration)의 공동 프로젝트에 참가해 놀라운 업적을 남겼다. 두달 동안 진행된 이 프로젝트에서 참가자들은 하와이에 설치돼 있는 판-스타스 망원경의 데이터로 기반으로 첨단 소프트웨어로 소행성 등 천체를 찾는 일을 한다. 곧 지구에 위협이 될 만한 천체를 찾아 추적하고 감시하는 일에 민간이 참여하는 것. 베카리야는 "지난 6월 프로젝트를 시작했으며 우리의 분석 결과를 NASA에 보냈다"면서 "최종적으로 이메일을 통해 우리가 발견한 천체가 지구 근접 소행성으로 확인됐다"며 기뻐했다. 이어 "언젠가 새로 발견할 소행성에 이름을 붙일 기회를 얻기를 꿈꿔왔다. 장차 우주비행사가 되고 싶다"고 덧붙였다. 스페이스 인디아의 수석 교육자 겸 천문학자인 아카시 드와비디는 "인도 전역의 학생들에게 판-스타스 망원경이 수집한 영상을 분석하는 소프트웨어를 이용해 천체를 발견하는 방법을 가르쳤다"면서 "이 프로젝트는 과학과 천문학에 관심있는 학생들을 참여시켜 교육하기 위한 것"이라고 밝혔다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우주 전문 사이트 스페이스닷컴(Space.com)에서 정리해 19일(현지시간)에 보도한 네오와이즈 혜성에 관한 '빅 퀘스천' 10개를 약간 가공해 소개한다. 북반구 별지기들에게 큰 기쁨을 주고 있는 네오와이즈 혜성은 어떤 특별한 점이 있을까? 지난 3일 네오와이즈 혜성은 태양에 가장 가까운 근일점에 도착했으며, 오는 23일 지구에 가장 근접하는데, 이때 거리는 약 1억㎞로 지구와 태양 거리의 약 3분의 2 지점까지 다가온다. 네오와이즈 혜성의 가장 특이한 사실은 지금 지구 하늘을 떠나면 6800년 후에나 다시 돌아오는 장주기 혜성이라는 점이다. 따라서 지난번 도래 때는 인류가 자연과 악전고투하면서 살던 구석기 시대였다는 뜻이다. 네오와이즈가 다음번에 도래할 때는 과연 인류가 어떤 상황에 있을지 자못 궁금하다. 참고로, 지난 1975년 발견된 웨스트 혜성은 현재까지 가장 긴 주기를 가진 혜성의 하나로 기록되고 있는데, 그 주기가 무려 55만 8300년이다. 1. 네오와이즈 혜성은 무엇인가? 공식적인 이름이 C/2020 F3으로 불리는 네오와이즈 혜성은 올해 3월 27일 미 항공우주국(NASA)에서 발사한 광역적외선 우주망원경(WISE)을 이용해 지구에 근접하는 천체를 찾는 네오와이즈 프로젝트에 의해 발견되어 이 같은 이름을 얻었다. 혜성은 크게 머리와 꼬리로 구분된다. 머리는 다시 안쪽의 핵과, 핵을 둘러싸고 있는 코마로 나누어진다. 핵이 탄소와 암모니아, 메탄 등이 뭉쳐진 얼음덩어리라는 사실이 최초로 밝혀진 것은 1950년 하버드 대학의 천문학자 위플에 의해서였다. 그러니 혜성의 정체가 제대로 알려진 것은 반세기 남짓밖에 되지 않은 셈이다.2. 네오와이즈 혜성을 볼 수 있을까? 물론 볼 수 있다. 그것도 맨눈으로 관측이 가능하다. 그만큼 네오와이즈 혜성이 밝기 때문이다. 특히 혜성이 위도 45도의 극지방에 있기 때문에 해 뜨기 직전 새벽과 해 진 직후 저녁 둘 다 볼 수 있다. 7월 17일부터는 혜성이 큰곰자리의 북두칠성에 방면으로 들어서기 시작했다. 현재 북두칠성 아래를 지나는 이 혜성을 관측하려면 해진 직후나 새벽녘 시간에 가능하다. 그러나 현재 약 3등급 이하로 밝기가 떨어져 초보자가 찾아내기엔 약간 어려울 수도 있다. 발견 요령은 일몰한 시간 후 서북쪽으로 북두칠성 됫박 아래를 쌍안경으로 찬찬히 훑어보는 것이다. 3. 천체망원경이 필요한가? 고배율의 천체망원경은 필요치 않다. 네오와이즈는 밝아서 약간 숙련된 별지기라면 쉽게 발견할 수 있다. 단, 현재 한국은 장마철이라 대기 중에 수증기가 많아 시야가 좋지 않다. 10배율 안팎의 쌍안경이나 작은 천체망원경으로 관측한다면 충분히 혜성을 즐길 수 있다. 어쨌든 이번 혜성은 1997년 헤일밥 혜성 이후 거의 사반세기 만에 우리나라에서 맨눈으로 관찰할 수 있는 밝은 혜성이다. 4. 이 혜성은 밤하늘에서 어떻게 보이나? 빛공해가 적고 하늘 상태가 아주 좋은 곳이라면 맨눈으로 볼 때 네오와이즈는 안드로메다 은하를 맨눈으로 볼 때처럼 흐릿한 빛뭉치에 꼬리가 달린 모습으로 보인다. 물론 빛공해가 심한 도시에서는 보기 어려울 것이다. 쌍안경이나 작은 망원경을 챙겨 어두운 곳으로 가선 관측한다면, 당신은 6800년의 사이클에 참여해 아름다운 혜성의 모습을 즐길 수 있다. 5. 이 혜성에는 물이 얼마나 있을까? 네오와이즈는 ‘올림픽 수영 경기장 풀 1300만 개 정도를 채울 수 있는 물’을 갖고 있다고 NASA 제트추진연구소 연구원 에밀리 크레이머 박사가 지난 15일 기자회견에서 밝혔다. 그리고 “대부분의 혜성은 반은 물, 반은 먼지로 구성되어 있다”고 덧붙였다.6. 네오와이즈는 꼬리가 하나인가? 여느 혜성처럼 네오와이즈도 두 개의 꼬리를 갖고 있다. 혜성의 꼬리는 코마의 물질들이 태양풍의 압력에 의해 뒤로 밀려나서 생기는 것이다. 이 황백색을 띤 꼬리는 태양과 반대방향으로 넓고 휘어진 모습으로 생기며, 태양에 다가갈수록 길이가 길어진다. 꼬리가 긴 경우에는 태양에서 지구까지의 거리 2배만큼 긴 것도 있다. 태양에 가까이 다가가면 두 개의 꼬리가 생기기도 하는데, 앞에서 말한 먼지꼬리 외에 가스 꼬리 또는 이온 꼬리라고 불리는 것이 생긴다. 태양 반대쪽으로 길고 좁게 뻗는 가스 꼬리는 이온들이 희박하여 눈으로는 잘 보이지 않지만, 사진을 찍어 보면 푸른색을 띤 꼬리가 길게 뻗어 있는 것을 볼 수 있다. 네오와이즈의 꼬리는 나트륨 성분으로 이루어져 있다. 7. 네오와이즈는 얼마나 큰가? 적외선 관측 결과 혜성의 핵 지름은 5㎞ 내외로 추정된다. 이 같은 크기는 보통 혜성 크기의 평균치라고 크레이머 박사가 밝혔다. “네오와이즈의 밝기는 아주 드문 예”라고 설명하는 크레이머 박사는 “우리가 흔히 보는 이 정도 크기의 혜성은 보통 태양으로부터 너무나 멀리 떨어져 있기 때문에 어둡게 보이지만, 네오와이즈는 태양과 지구로부터 그리 멀지 않은 곳을 지나므로 밝게 보이는 것"이라고 덧붙였다. 8. 네오와이즈는 얼마나 빠른가? 이 혜성의 속도는 약 초속 64㎞에 달한다. 시속으로는 23만1000㎞다. 이는 대략 총알 속도의 64배라고 보면 된다. 지금까지 인간이 만들어낸 가장 빠른 속도는 명왕성 탐사선 뉴호라이즌스가 기록한 초속 20km(시속 7만5200㎞)인데, 이보다 3배 이상 빠르다는 뜻이다. 네오와이즈 임무 수석연구원인 조에 마시에로는 ”혜성이 태양 주위를 도는 지구 속도보다 약 2배 빠르게 움직이고 있지만, 이 빠른 속도가 계속 지속되지는 않을 것“이라고 설명한다. 혜성이 아주 길쭉한 타원형 궤도를 돌기 때문에, 태양과의 거리에 따라 속도가 달라진다. 즉, 태양에 멀수록 속도가 떨어지는 것이다. 네오와이즈는 현재 태양 근일점을 돌아 외부 태양계로 되돌아가는 중이다.9. 이 혜성이 지구와 충돌할수 있나? 지구와 충돌한 우려는 전혀 하지 않아도 된다. 혜성의 궤도는 지구의 궤도 평면과 어긋나 있을 뿐 아니라, 23일 지구에 가장 가까이 접근할 때도 지구-태양간 거리의 3분의 2인 1억km나 된다. 오히려 수성 궤도에 더 가까운 지점이다. 10. 이 혜성은 성간공간에서 온 것인가? 네오와이즈 혜성의 출발지는 태양계 내부다. 지금까지 발견된 성간공간에서 태양계로 진입한 천체는 단 두 개로, 오우아무아와 보리소프 혜성이다. ”우리는 이것이 성간 천체가 아님을 알고 있다. 혜성의 움직임을 보면 태양의 중력에 구속되어 있음을 알 수 있다”고 밝히는 크레이머 박사는 “이것은 매우 빠르게 내부 태양계로 들어왔다가 다시 돌아가는 중인데, 앞으로 6800년 후에 다시 돌아올 것”이라고 덧붙였다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

태양계 9번째 행성은 지난 몇 년간 과학자들 사이에서 격렬한 논쟁을 불러일으킨 주제였다. 본래 태양계 9번째 행성으로 지목된 명왕성은 처음에는 지구 크기의 행성으로 생각되었으나 이후 관측에서 행성이라고 부르기에는 상당히 작은 천체라는 사실이 밝혀졌다. 결정적으로 태양계 가장자리에 비슷한 크기의 왜소 행성이 생각보다 많다는 사실이 밝혀지면서 명왕성은 9번째 행성의 지위를 상실했다. 결국 태양계의 행성은 8개뿐이었다. 하지만 이것은 논쟁의 시작에 불과했다. 이후 천문학자들은 태양계 가장자리 천체의 궤도가 특이하다는 사실을 발견하고 혹시 지금까지 발견하지 못한 9번째 행성이 중력을 행사한 결과가 아닌지 의심했다. 반면 다른 과학자들은 굳이 9번째 행성의 존재 없이도 얼마든지 궤도를 설명할 수 있다고 맞섰다. 논쟁을 끝낼 수 있는 가장 좋은 방법은 9번째 행성을 망원경으로 관측하는 것이지만, 현재까지 누구도 이를 발견하지 못했다. 그런데 일부 과학자들은 9번째 행성을 발견하지 못하는 다른 이유가 있다고 생각한다. 예를 들어 9번째 행성이 사실은 행성이 아니라 빅뱅 초기에 만들어진 행성 질량의 초미니 블랙홀인 원시 블랙홀(Primordial black holes)이라는 가설이다. 원시 블랙홀은 블랙홀 연구에 지대한 영향을 미친 스티븐 호킹 박사의 주요 이론적 예측 중 하나로 만약 존재한다면 행성 질량이라도 크기는 볼링공 하나 수준에 불과해 사실상 관측이 불가능하다. 미국 하버드 대학의 과학자들은 관측이 불가능해 보이는 초미니 블랙홀이라도 관측할 방법이 있다는 연구 결과를 천체물리학 저널 회보(Astrophysical Journal Letters)에 발표했다. 연구팀이 주목한 기회는 태양계 외곽에 존재하는 얼음 천체의 모임인 오르트 구름(Oort cloud)이다. 오르트 구름은 장주기 혜성의 고향으로 알려져 있는데, 연구팀은 이 얼음 천체가 블랙홀의 중력에 잡혀 흡수되는 시나리오를 가정했다. 만약 이런 일이 일어난다면 블랙홀 주변에 강착원반과 제트가 형성되면서 갑자기 에너지가 방출되는 플레어 현상이 일어난다. 연구팀은 현재 건설 중인 차세대 망원경인 LSST(Legacy Survey of Space and Time)의 성능이면 이 플레어를 검출할 수 있다고 주장했다. LSST는 8.4m 지름 주경을 지닌 망원경에 32억 화소의 고성능 이미지 센서를 결합한 천체 관측 장비로 하늘 전체를 상세히 관측할 수 있는 것이 특징이다. 그런 만큼 원시 블랙홀의 플레어 현상이 일어난다면 가장 먼저 알아낼 가능성이 크다. 물론 운이 없다면 우연히 오르트 구름 천체가 블랙홀 주변을 지나는 일이 100년간 일어나지 않을 수 있기 때문에 실제로 원시 블랙홀이 있다고 해도 LSST로 알아낼 기회가 없을 수도 있다. 그러나 만약 9번째 행성이 실제로 원시 블랙홀이라는 증거를 발견한다면 이는 단순히 새로운 행성을 추가하는 게 아니라 엄청난 과학적 성과로 남게 될 것이다. 따라서 미리 그 가능성을 인지하고 연구할 필요가 있다. 9번째 행성의 실체가 무엇이든 간에 이를 밝혀낸 과학자는 전 세계의 주목을 받게 될 것이다. 과연 그 영예를 누가 차지하게 될지 궁금하다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

모처럼 ‘큰놈’이 나타났다. 요즘 새벽 하늘에서 볼 수 있는 네오와이즈 혜성이다. 1997년 헤일밥 혜성 이후 거의 사반세기 만에 가장 웅장한 모습을 보여주는 네오와이즈(C/2020 F3)는 우리나라에서 맨눈으로 관찰할 수 있는 밝은 혜성이다. 지난 3월 27일 미 항공우주국(NASA)에서 발사한 적외선 우주망원경을 이용해 지구에 근접하는 천체를 찾는 네오와이즈 프로젝트에 의해 발견된 이 혜성은 프로젝트의 이름을 따서 네오와이즈라는 이름을 얻었다. 6월 9일 7등급 밝기로 눈으로 관측이 불가능할 정도였지만, 6월 27일 NASA의 소호(SOHO) 태양관측위성의 LASCO-3 카메라의 시야에 나타났을 때 100배로 밝아져 2등급을 기록했다. 맨눈으로 볼 때 가장 밝은 별이 1등급, 가장 어두운 별이 6등급이다.네오와이즈 혜성은 이달 23일 지구에 가장 근접하는데 이때 거리는 약 1억㎞로 지구와 태양 거리의 약 3분의 2 지점까지 다가온다. 혜성의 주기는 약 4500년에서 6800년 정도로 알려진 장주기 혜성에 속한다. 이번에 놓치면 두번 다시 이 혜성을 보기는 불가능하다. 참고로, 1975년에 발견된 웨스트 혜성은 현재까지 가장 긴 주기를 가진 혜성의 하나로 기록되고 있는데, 그 주기가 무려 55만 8300년이다. 혜성은 크게 머리와 꼬리로 구분된다. 머리는 다시 안쪽의 핵과, 핵을 둘러싸고 있는 코마로 나누어진다. 핵이 탄소와 암모니아, 메탄 등이 뭉쳐진 얼음덩어리라는 사실이 최초로 밝혀진 것은 1950년 하버드 대학의 천문학자 위플에 의해서였다. 그러니 혜성의 정체가 제대로 알려진 것은 반세기 남짓밖에 되지 않은 셈이다. 핵을 둘러싼 코마는 태양열로 인해 핵에서 분출되는 가스와 먼지로 이루어진 것으로, 혜성이 대개 목성궤도에 접근하는 7AU 정도 거리가 되면 코마가 만들어지기 시작한다. 우리가 혜성을 볼 수 있는 것은 이 부분이 햇빛을 반사하기 때문이다. 코마의 범위는 보통 지름 2만~20만km 정도로 목성 크기만 하기도 하고, 때로는 지구와 달까지 거리의 약 3배나 되는 100만km를 넘는 것도 있다.혜성은 꼬리는 코마의 물질들이 태양풍의 압력에 의해 뒤로 밀려나서 생기는 것이다. 이 황백색을 띤 꼬리는 태양과 반대방향으로 넓고 휘어진 모습으로 생기며, 태양에 다가갈수록 길이가 길어진다. 꼬리가 긴 경우에는 태양에서 지구까지의 거리 2배만큼 긴 것도 있다니, 참으로 장관일 것이다. 태양에 가까이 다가가면 두 개의 꼬리가 생기기도 하는데, 앞에서 말한 먼지꼬리 외에 가스 꼬리 또는 이온 꼬리라고 불리는 것이 생긴다. 태양 반대쪽으로 길고 좁게 뻗는 가스 꼬리는 이온들이 희박하여 눈으로는 잘 보이지 않지만, 사진을 찍어 보면 푸른색을 띤 꼬리가 길게 뻗어 있는 것을 볼 수 있다. 지금까지 네오와이즈 혜성은 새벽 북동쪽 수평선 근처에서 관측할 수 있었다. 혜성은 꼬리가 먼저 솟아 오르고, 머리나 코마가 뒤 따르며 1등성 별처럼 밝게 빛난다. 혜성의 위치는 다음 주부터 저녁 하늘로 옮겨 가는데, 해가 지고 어둠이 내리기 전 북서쪽 하늘에서 볼 수 있다. 다음 주의 예상 밝기는 약 2등급 정도로 도시에서도 맨눈으로 혜성의 긴 꼬리를 충분히 관측할 수 있을 정도이다. 14일 이후 혜성의 고도는 급격히 낮아진다. 혜성 관측의 최적기는 아직 지나지 않은 만큼 이 기회를 놓치면 후회할 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지구에서 7500광년 떨어진 별인 용골자리 에타별(Eta Carinae)은 태양 질량의 100배와 30배에 달하는 두 개의 초거성이 5.5년 주기로 서로의 주변을 공전하는 초거성 쌍성계다. 밝기는 더 엄청나서 태양 밝기의 500만 배와 100만 배에 달한다. 이렇게 큰 별 두 개가 태양-해왕성 거리에서 태양-화성 거리 정도의 거리를 두고 막대한 에너지와 가스를 내뿜고 있는데, 5000년 동안 이 가스를 모으면 태양 하나의 질량이 나올 정도다. 5000년은 인간에게는 길지만, 천문학적으로는 눈 깜짝할 사이라는 표현도 모자랄 정도로 짧은 시간이다. 천문학자들은 이렇게 극단적인 물질과 에너지가 방출되는 용골자리 에타별의 비밀을 밝히기 위해 많은 연구를 진행했다. 용골자리 에타별 쌍성계에서 나온 가스가 주변에 눈사람 모양으로 모인 호문클루스 성운 때문에 관측이 쉽진 않았지만, 과학자들은 최첨단 관측 기기를 이용해 이 독특한 초거성 쌍성계가 어떻게 항성풍과 에너지를 방출하는지 알아냈다. 여기서 밝혀진 가장 흥미로운 사실은 가까운 두 개의 초거성에서 나온 고에너지 입자가 서로 충돌해 거대한 충격파를 만들고 있다는 것이다.이 충격파에서는 극도로 강력한 항성풍 두 개가 서로 충돌하면서 섭씨 5000만 도의 고에너지 입자가 생성된다. 독일 전자 싱크로트론 연구소(Deutsches Elektronen-Synchrotron, 약자 DESY)의 과학자들은 아프리카 나미비아에 설치한 특수 망원경인 고에너지 스테레오스코픽 시스템 (High Energy Stereoscopic System, H.E.S.S.)를 이용해 용골자리 에타별을 관측했다. 연구팀은 엄청난 충격파로 뜨거워진 고에너지 입자가 X선 영역은 물론 감마선 영역에서도 에너지를 내놓을 것으로 기대했다. 그런데 관측 결과는 기대 이상이었다. 연구팀이 확인한 에너지는 400GeV(기가 전자볼트(eV))인데, 이는 가시광 영역의 1000억 배에 달한다. 그런데 아무리 두 초거성의 충격파가 크더라도 이렇게 높은 에너지가 나오기는 어렵다. 입자 가속기처럼 입자의 에너지를 더 높이는 경우만이 이런 관측 결과를 설명할 수 있었다. 따라서 연구팀은 용골자리 에타별에서 입자 가속기와 비슷한 현상이 일어날 수 있는 가능성을 검토했다. 참고로 입자 가속기는 강력한 자기장으로 입자를 가속하는 장치로 입자를 고속으로 충돌시켜 여러 가지 물리 현상을 실험하고 검증하는 장치다. 연구팀은 용골자리 에타별 주변의 초고온 환경과 강력한 자기장에서 두 가지 형태의 입자 가속이 가능하다는 가설을 세웠다. 전자를 가속하는 형태와 원자핵을 가속하는 형태가 그것이다. 두 가지 가능성 가운데 100GeV 이상의 높은 에너지를 설명할 수 있는 형태는 원자핵을 가속하는 경우로 좁혀진다. 저 멀리 우주에 원자핵을 가속하는 천연의 우주 입자 가속기가 존재한다는 이야기다. 우주에는 태양 질량의 수백억 배에 달하는 거대 질량 블랙홀이나 1초에 수백 번 자전하는 중성자별인 밀리세컨드 펄서처럼 좀처럼 생각하기 어려운 극단적인 천체가 존재한다. 용골자리 에타별은 여기에 더해 천연 입자 가속기처럼 더 생각하기 힘든 기상천외한 자연 현상도 있다는 것을 보여줬다. 인간이 무엇을 상상하든 자연은 항상 그 이상을 보여준다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

시간당 수백 만㎞의 속도로 빠르게 움직이는 은하의 모습이 허블우주망원경에 포착됐다. 미국항공우주국(NASA)이 현지시간으로 6일 공개한 이미지는 막대형 나선은하인 ‘NGC 7513’을 담은 것으로 지구에서 약 6000만 광년 떨어진 남쪽 하늘에 있는 조각가자리(Sculptor constellation) 인근에서 이동 중이다. 허블우주망원경의 소식을 제공하고 있는 NASA 허블 사이트에 따르면 이 은하는 현재 시속 563만 2700㎞로 이동하고 있으며, 초당 이동 거리는 1564㎞에 달한다. 참고로 지구는 초당 30㎞의 속도로 태양 주위를 공전하고 있다. 이번에 공개된 이미지는 허블우주망원경에 장착된 3번 광시야 카메라(WFC3)를 이용해 포착한 것으로, 3번 광시야 카메라는 허블우주망원경이 취역한 지 19년째 되던 해인 2009년 5월, 우주비행사가 올라가 설치한 고성능 장비다. 허블우주망원경 연구진은 다양한 파장을 관측하기 위해 각기 다른 3개의 필터를 사용했으며, 이번에 공개된 이미지는 각각의 필터를 이용해 수집한 데이터를 합성해 만든 것이다. NGC 7513처럼 지구에서 빠른 속도로 멀어지는 은하를 찾는 것은 그리 어려운 일이 아니다. 우주가 끊임없이 팽창하는 과정에서 외부 은하는 꾸준히 우리 은하로부터 ‘멀어지고’ 있기 때문이다. 허블우주망원경 이름의 시초가 된 미국 천문학자 에드윈 허블(1889~1953)은 우주 팽창과 관련해 은하가 스스로 멀어지는 것이 아니라, 우주가 팽창하고 있어서 은하가 달아나는 것처럼 관측되고, 멀리 있는 은하일수록 적색이동이 심하다는 ‘우주팽창론’을 주장한 바 있다. NASA 역시 NGC 7513 은하가 우주 팽창의 결과로 우리 은하로부터 시간당 약 564만㎞씩 멀어지고 있다고 설명했다. 한편 빠른 속도로 이동하는 은하의 모습을 포착하는데 성공한 허블우주망원경은 NASA가 개발한 천문관측용 우주망원경으로, 1990년부터 활동을 시작했다. 지구대기권 600㎞ 상공의 궤도에서 다양한 우주 활동을 관측한다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr