최근 밝기가 40%까지 급격히 떨어져 천문학자들의 비상한 관심을 집중시켰던 오리온자리 알파별 베텔게우스의 기이한 변화는 일시적으로 항성의 표면 절반을 가린 흑점 현상 때문이라는 연구 결과가 발표되었다. 오리온자리는 북반구 하늘에서 유일하게 1등성 두 개를 가지고 있는 겨울 별자리의 왕자다. 이 별자리의 왼쪽 위 귀퉁이를 보면 불그스레 빛나는 별 하나가 있는데, 요즘 지구촌 밤하늘에서 가장 '핫'한 별인 베텔게우스다. 칼을 쳐들고 있는 사냥꾼 오리온의 오른쪽 겨드랑이 부근에서 유난히도 밝게 빛나는 베텔게우스는 그래서 아라비아어로 ‘겨드랑이 밑’이라는 뜻을 갖고 있다. 밝기가 변하는 변광성인 베텔게우스는 크기가 무려 태양 지름의 900배에 달하는 적색 초거성으로, 밝기는 태양의 10만 배를 훌쩍 넘는다. 만약 베텔게우스를 우리 태양 자리에 끌어다 놓는다면 수성, 금성, 지구, 화성은 확실히 베텔게우스에 먹혀 사라질 것이며, 별의 표면은 소행성대를 지나 목성 궤도 너머까지 미칠 것이다.덩치가 큰 별일수록 강한 중력으로 핵융합이 급격히 진행되는 바람에 연료 소모가 빨라 얼마 살지 못한다. 베텔게우스의 나이는 800만 년 정도로, 아직 1000만 년이 채 안되었는데도 별이 부풀어오르고 급격한 밝기 변화를 보이는 등 말기 증세를 보여, 천문학자들은 이 별이 조만간 폭발할 것으로 예측하고 있다. 슈퍼노바(supernova), 곧 초신성 폭발을 눈앞에 두고 있다는 얘기다. 그러나 베텔게우스는 올봄 희미한 상태에서 벗어났으며, 5월에 들어서자 원래의 밝기를 되찾았다. 일부 천문학자들은 베텔게우스의 이 같은 회복은 별이 커가는 과정에서 별을 탈출한 물질이 넓은 공간에 퍼져 있는데, 이 물질이 별빛을 가렸기 때문이라는 분석을 내놓았다. 이번 새로운 연구는 베텔게우스의 밝기가 떨어진 것은 베텔게우스 자체에 그 원인이 있음을 시사한다. 연구자들은 올해 1월에서 3월까지 하와이의 제임스 클러크 맥스웰 망원경(JCMT)의 서브밀리미터 파를 사용하여 이 초거성을 정밀 조사했다. 그런 다음 연구팀은 이 데이터를 칠레의 아타카마 패스파인더 실험 망원경(APEX)의 서브밀리미터 파 관측으로 얻은 이미지를 포함하여 지난 13년 동안 이루어진 베텔게우스의 관측치와 비교했다. 파장이 가시광선의 수천 배에 달하는 서브밀리미터파는 별먼지를 관통할 수 있어 성간 먼지를 연구하는 데 이용된다.독일 막스플랑크 천문학연구소 박사후 연구원인 타비샤 다마와르데나 대표저자는 “베텔게우스는 서브밀리미터 이하 파장의 빛에서도 20%나 어두워졌다는 사실에 놀랐다"면서 "이는 곧 급격한 광도 저하의 원인 중 하나로 지목됐던 먼지와는 관련이 없으며, 별 자체의 원인으로 그 같은 큰 변화가 일어났다는 것을 알게 되어 무척 흥미로웠다"고 밝혔다. 또한 "앞으로 몇 년간 관측하면 베텔게우스의 급격한 감광이 흑점 사이클과 관련된 것인지 알아낼 수 있을 것"이라면서 "어떤 경우든 베텔게우스는 미래 연구에서도 흥미로운 대상으로 남아 있을 것"이라고 덧붙였다. 베텔게우스의 표면온도는 대략 3230℃ 정도인데, 이 결합 데이터는 베텔게우스의 감광이 표면 온도가 약 200℃도 떨어진 것과 관련이 있음을 보여준다. 연구팀은 또 베텔게우스의 고해상도 이미지에 나타난 광도가 비대칭적 차이를 보이는 점을 근거로 광구의 50~70%가 거대한 흑점으로 덮여 있으며, 이 구역이 밝은 구역보다 낮은 온도를 보이는 것으로 분석했다. JCMT의 선임 과학자 스티브 마이어스도 “베텔게우스와 같은 이전 세대의 별들은 실제로 지구상이나 우리 몸에서 발견되는 대부분의 원소들을 초신성 폭발로 은하계에 분포시켰다”고 설명한 후 “우리는 이 별이 언제 폭발할지 예측할 수 없지만, 밝기를 추적하면 흥미로운 별의 진화를 더 잘 이해할 수 있을 뿐 아니라 우리가 살고 있는 이 우주의 역사를 더욱 잘 알 수 있게 될 것”이라고 덧붙였다. 이번 연구는 6월 29일(현지시간) ‘천체 물리학 저널 회보’에 게재되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

태양보다 180배 정도 어린 별을 공전하는 해왕성 크기의 외계행성을 천문학자들이 발견했다. 이는 지구의 행성 진화 과정을 엿볼 수 있어 학계의 주목을 받고 있다. 미국과 캐나다 등 국제연구진은 차세대 ‘행성 사냥꾼’으로 불리는 테스 우주망원경(TESS)과 지금은 은퇴한 스피처 우주망원경의 관측자료를 분석해 지구에서 약 32광년 떨어진 적색왜성 ‘현미경자리 AU’(AU Mic)의 주위를 공전하는 가스형 행성 ‘현미경자리 AU b’(AU Mic b)를 발견했다.이들 연구자가 이 행성을 거느린 별에 주목한 이유는 이 항성이 비교적 가까운 곳에 있고 어리기 때문이다. 이 별은 지구에서 태양 다음으로 가까운 별인 센타우루스자리 프록시마보다 약 8배 더 먼 곳에 있으며 태양이 존재해온 기간인 약 45억 년과 비교했을 때 겨우 2000만 년에서 3000만 년 정도밖에 되지 않았다. 따라서 이 젊은 별은 자체 중력으로 물질을 중심핵으로 끌어당겨 압축할 때 생기는 고열 탓에 종종 강력한 빛을 내뿜는 데 이를 플레어링 현상이라고 한다. 태양의 절반 정도 크기인 이 별은 아직 그 주변에 먼지와 가스로 된 원시행성 원반을 거느리고 있다. 연구에 참여한 미국 메릴랜드대 볼티모어캠퍼스 우주과학기술센터의 토머스 바클리 박사는 이번 연구 전까지 이 젊은 별이 태양처럼 행성계를 형성했는지에 의문을 품고 있었다고 밝혔다. 그는 “우리가 이해하고 싶은 것 중 하나는 이 행성이 행성계에서 언제 형성됐고 초기에 어떤 일이 벌어졌는가다”면서 “상대적으로 어린 이 행성계는 행성 형성을 연구하는 특별한 실험실로 태양계가 어떻게 형성됐는지를 밝히는 데 도움이 될 수 있다”고 설명했다. 이어 “이 별은 아직 작은 암석형 행성을 만들어낼 시간이 없었을 것”이라면서 “이 행성계는 우리에게 지구나 금성 같은 암석형 행성이 형성되기 전 어떤 일이 일어났는지 알 기회를 준다”고 덧붙였다. 연구를 이끈 미국 조지메이슨대 조교수인 피터 플라브찬 박사는 동료 연구자들과 함께 2018년 이 별을 공전하는 행성의 첫 번째 신호를 탐지했었다. 이 관측은 2019년 스피처 우주망원경의 관측자료에서 다시 한번 확인됐다. 또 다른 연구 참여자인 캐나다 몬트리올대 외계행성연구소의 천체물리학자 조나탕 가네 박사는 현미경자리 AU와 같은 작은 별은 대개 매우 강력한 자기장을 지녀 매우 활동적이라면서 이는 1970년대 확인된 플레어링 활동이 잘 설명해준다고 말했다.이들 연구자는 현미경자리 AU b 행성이 모항성의 앞을 통과할 때 이 행성에 의해 차단된 빛의 양을 분석함으로써 행성의 크기와 공전 주기를 계산할 수 있었다. 테스 프로젝트의 부책임자이기도 한 토머스 바클리 박사는 항성의 이런 밝기 감소는 행성 크기에 관한 많은 정보를 제공한다고 덧붙였다.이를 통해 연구진은 현미경자리 AU b 행성이 크기는 해왕성 정도 되고 지구의 약 58배에 조금 못 미치는 질량을 지니고 있으며 공전 주기는 8.5일 정도 된다는 것을 알아냈다. 참고로 태양에서 가장 가까운 행성인 수성의 공전 주기는 88일이다. 그만큼 이 행성은 모항성에 가까운 곳에 있을 가능성이 크다. 연구진은 또 다음 연구의 일부 단계로 이 행성의 대기 상태에 대해 더 많은 정보를 얻고 싶어한다. 바클리 박사는 “이 행성은 우리가 볼 수 있는 속도로 대기를 빠르게 잃고 있을지도 모른다”고 말했다. 대기를 구성하는 물질을 결정하면 형성된 행성은 모항성에서 일정 거리에만 존재하므로 어떻게 형성됐는지도 확인할 수 있다. 이 점은 행성이 새로운 행성계에서 어떻게 형성되고 움직이는지에 관한 정보를 제공하면서, 처음 발견된 이후로 어떻게 이동하고 있는지에 관한 단서를 제공할 것이다. 바클리 박사는 또 현미경자리 AU b 행성은 목성이나 토성, 해왕성 또는 천왕성 같이 태양계의 가스형 행성과 매우 비슷하지만, 더 뜨겁다고 말했다. 이어 행성들의 움직임을 이해하는 것은 정말 어려운 문제라고 덧붙였다. 이들 연구자는 현미경자리 AU는 행성계와 거기서 만들어지는 파편이나 가스와 어떻게 상호작용하는지를 이해하는 데 특히 유용하다고 말했다. 이런 행성계는 거의 알려져 있지 않으며 심지어 이만큼 지구와 가까운 것으로 알려진 행성계는 거의 없다. 게다가 현미경자리 AU 행성계는 지구와 가까워 더 밝게 빛이 나므로 다양한 장비로 관측할 수 있다. 현미경자리 AU는 우주의 같은 영역에서 거의 동시에 형성된 젊은 별들의 모임 일부분이다. 그중 화가자리 베타(Beta Pictoris)라는 이름이 붙여진 항성 역시 원시행성 원반을 갖고 있다. 하지만 이 행성계에서는 모항성이 태양 질량의 1.75배로 더 크고, 행성들도 목성의 11배와 9배로 상당히 크다. 따라서 이 행성계는 현미경자리 AU 행성계와 같은 방식으로 진화하지 않은 것으로 추정된다. 연구진은 공통점이 많지만 서로 다른 이 두 행성계를 연구하면서 행성 형성의 매우 다른 두 시나리오를 비교할 수 있다. 시간이 지남에 따라 그리고 더 많은 관측을 통해 이들 연구자는 초기 행성 형성의 본질과 행성이 모항성 중심에서 외부로 이동하는지 아니면 제자리에 형성되는지 이해할 수 있기를 바란다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 세계적 학술지 네이처(Nature) 최신호(6월24일자)에 실렸다. 사진=NASAS 고다드 우주비행센터 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

오늘날 많은 민족들은 자기 민족의 역사에서 전통과학을 자랑하고 있다. 서양 과학의 그늘에 가려있었던 한국의 전통과학의 역사는 한 민족의 역사만큼이나 오랜 전통을 가지고 있다. 한국의 전통과학으로 첨성대, 금속활자, 고려청자, 한글, 측우기, 자격루, 각종 해시계, 거북선 등 우수한 전통 과학 유물들을 자랑하고 있다. 특별히 하늘을 보면서 우주에 대한 원초적 호기심은 누구나 갖고 있지만 우리 민족은 천문에 관한 한 유구한 역사를 일궈 낸 자랑스러운 전통이 있다. 경주 첨성대(瞻星臺)는 우리나라의 천문대의 모체라 할 수 있을 것이다. 이와 비슷한 시기에 백제의 천문학자들은 일본에 건너가 점성대(占星臺)라는 천문대를 축조하기도 하였다. 적극적인 천문활동을 통해 일월식 외에 오행성의 움직임과 각종 천변현상을 ‘삼국사(三國史)’ 기록으로 남겼다. 하늘과 땅과 사람의 관계를 유기적인 관계로 여기며 당시 제왕과 국가의 안일을 천문현상을 통해 해석하였기 때문에, 천변의 관측은 국가적으로 매우 중요한 일이며 신중했고 정확해야 했다. 이러한 천문활동은 과학적 의미뿐만 아니라 정치적 의미도 갖고 있었다. 고려와 조선시대의 천문 관청인 서운관은 1308년에 설립한 천문, 역법, 기상, 지리, 표준시각 등의 관련 업무를 맡아보던 관청이다. 조선시대에 관상감으로 개칭되었던 이 서운관은 오늘날의 과학기술을 총괄하는 부서였던 셈이다. 서운관은 약 600년 동안 지속하면서 고려사 천문지, 조선왕조실록, 승정원일기, 천변등록에 천변현상 등 ‘하늘의 역사’를 기록하고 천문관측기기를 설명한 세계적으로 귀중한 자랑스러운 천문 유산들이다. 조선을 새로 건국한 태조는 하늘의 뜻에 의해 세워진 왕조를 내세우기 위해 고구려의 천문도를 구하여 돌 위에 별자리를 새겨 넣었다. 이른바 천상열차분야지도(1395년)로 알려진 이 석각천문도는 국보 228호로 지정되어 있다. 한편, 세종대왕은 중국과 이슬람의 과학기술을 융합한 원나라의 천문관측기기를 재현했을 뿐아니라 이들을 자동화, 소형화, 다기능화하는 독창적인 관측기기를 개발하기도 하였다. 즉 소간의, 일성정시의, 자격루(보루각루), 옥루(흠경각루), 측우기 등은 조선 천문학의 주요 천문관측기기로 자리잡았고, 이를 통해 수십만 건의 천문관측기록을 남겼다. 천문관측기기의 개발을 통해 새로 완성한 칠정산내·외편은 한양을 중심으로 한 달력이었다. 이 달력을 통해 전국에 농업을 장려할 수 있었고, 해상교통을 통해 국가의 세금을 원활하게 징수할 수 있었다. 조선에는 동아시아의 대표하는 혼천시계의 역사를 가지고 있다. 세종실록등의 기록을 보면, 혼천의에 수력(水力)의 시계장치를 연결하고 태양과 달과 항성들의 모형을 설치하여 계절과 시간에 따라 자동으로 운행시키게 하였다. 이러한 혼천시계는 조선 기계시계의 전통으로 유럽보다 이른 시기인 오스만제국의 기계시계와 맞먹는 것이다. 현종 10년(1699년)에 이민철과 송이영의 혼천시계가 세종의 기계시계의 명맥을 이었다. 충남 부여 태생인 이민철은 영의정 이경여(李敬輿)의 아들로써, 각종 수차와 혼천의 제작자로 훌륭한 업적을 남겼는데, 우암 송시열이 화양계곡에 은거할 때 제자들을 교육한 혼천의를 직접 제작하기도 했다. 한편 현존하고 있는 국보 230호의 혼천시계는 송이영이 제작한 것으로 동서양의 전통을 융합한 시계로 평가받는다. 서운관은 일제 강점기에 조선총독부 측후소로 개칭되었다. 광복 후 국립중앙관상대를 거쳐 1974년 국립천문대가 설립되었고, 현재의 한국천문연구원으로 서운관의 전통이 이어지고 있다. 오늘날 과학의 모든 것들은 옛 선조들의 과학적 슬기와 연구 정신의 바탕으로 이룩된 것이다. 서운관의 한 지류였던 기상에 대한 과학관과 박물관이 한국에 다섯 곳에나 건설되는 동안, 정작 인류문명의 중심이었던 고천문을 위한 과학관이 없다는 것이 안타깝다. 중국과 일본처럼 선조들이 천문 관측을 통해 전해준 과학기술의 전통을 되살려서, 미래의 주역들이 세계의 과학문화를 선도할 수 있는 시대를 만들어야 할 것이다. 우리의 자랑스런 전통 과학정신이 깃들인 고천문과학관이 국가의 지원으로 건립하기를 고대해본다.

천문학의 대중화를 위해 다양한 활동을 펼치고 있는 미국 천문학자 폴 M. 셔터 박사가 제9 행성의 탐색 상황에 대해 16일 스페이스닷컴에 기고한 칼럼을 소개한다. 지난 몇 년간, 태양계의 가장 바깥쪽 변두리에 새로운 행성이 있을 가능성은 과학자들과 일반인들 모두를 놀라게 했다. 그러나 수년간의 연구와 탐색 끝에도 천문학자들은 그 영역에서 새로운 행성을 발견하는 데 실패했다. 과학자들은 지난 수십 년 동안 해왕성 궤도 너머의 태양계의 영역을 연구해 왔지만, 천문학에 있어 이 과제는 무척 어려운 숙제이다. 사냥감은 매우 작을 뿐만 아니라 엄청 먼 곳에 있다. 이것이 문제 해결을 어렵게 만들고 있다. 1930년에 운좋게 발견된 명왕성 외에, 해왕성 너머 태양계 형성기서 얼어붙은 잔해들로 이루어진 카이퍼 벨트에서 최초로 천체를 발견한 1992년까지 외부 태양계에 대한 천문학자들의 이해는 거의 백지 상태였다. 그 이후로, 연구자들은 카이퍼 벨트 속에서 그러한 천체들을 수천 개 발견하고 분류작업을 계속해왔다. 그들은 ‘해왕성 궤도 너머 가장 먼 천체'(eTNO) 무리를 집중적으로 조사하기 시작했다.2003년 천문학자들은 아마도 가장 이상한 eTNO에 속하는 세드나(Sedna)를 발견했다. 세드나는 명왕성 크기의 약 절반이지만 참으로 기묘한 궤도를 도는 천체다. 1만1000년 동안(기록된 인류 역사의 2배) 세드나는 76AU(1AU는 태양-지구 간의 거리)에서 900AU 이상 날아간 뒤 다시 돌아왔다. 세드나의 궤도는 너무 이상해서 설명이 필요하다. 거의 행성 크기의 세드나가 어떻게 태양계에서 완전히 방출되지 않은 채 그 같이 분리된 궤도를 유지할 수 있을까? 이는 세드나를 끈으로 묶어놓은 다른 것이 있다고 해석할 수밖에 없는 것이다.최근 두 집단의 천문학자 팀이 다른 이상한 eTNO를 발견하기 시작했다. 즉, 비슷한 궤도를 가진 6개의 물체로 이루어진 그룹은 거의 같은 곡률의 타원 궤도를 가졌으며 그 타원들은 모여 있다. 이는 분명 특이한 현상이다. 우연히 이런 종류의 궤도들이 생겼을 리는 없기 때문이다. 천문학자들이 내놓은 가장 좋은 설명은 새로운 행성인 제9 행성이 그 같은 궤도를 만들고 양치기하듯이 몰아가고 있다는 것이다. 천왕성의 이상한 궤도를 연구하다가 해왕성을 발견한 것이 그 선례라 할 수 있다. 그래서 해왕성은 종이와 연필로 발견한 행성이라는 평을 들었다. 어쨌든 그 후로 밀집한 궤도에서 그 같은 eTNO들이 더 많이 발견되었다. 그러나 제9 행성의 문제가 화제가 된 후로는 그 같은 천체들이 더 이상 발견되지 않았다. 만약 제9 행성이 존재한다면 그것은 지극히 작을 뿐 아니라 아주 먼 곳에 있을 것인 만큼 발견하기가 쉽지는 않을 것이다. 만약 발견된다면 그것은 천문학사에 한 획을 긋는 사건이 될 것이다. 일부 천문학자들은 ‘특별한 eTNO’가 그렇게 특별하지 않다고 주장한다. 만약 의도적인 관측을 수행한다면 그 같은 기묘한 궤도를 가진 eTNO를 발견할 가능성이 높다는 것이다. 이는 곧, 이러한 eTNO가 외부 태양계의 신비한 존재에 의해 양치기되고 있지 않다는 뜻이다. 또한 현재 이해하고있는 태양계의 형성으로 9번째 행성의 존재를 예측한다는 것은 어렵다. 제9 행성의 존재에 대한 확실한 증거가 없다면, 천문학 공동체는 외부 태양계에 있는 몇몇 얼음 덩어리의 기묘한 움직임으로 흔들리지는 않을 것이다. 그래서 지금은 새로운 행성에 대한 탐색이 계속되고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

과학자들이 우주론의 기본 모델을 다시 조사해야 하는 상황이 일어날지도 모른다. 천문학자들은 우주 거리의 새로 측정한 값을 사용하여 허블 상수 계산을 세분화했다. 허블 상수는 우주의 특정 지점을 기준으로 우주가 얼마나 빨리 팽창하는가를 나타내는 값이다. 새로운 측정 결과 과학자들은 이 중요한 수치의 수정을 검토하고, 나아가 우주의 기본 특성을 설명하는 이론인 ‘우주론 표준 모델’을 개선해야 한다는 생각을 지지했다. 전 세계의 다양한 망원경들을 사용하여 수행한 이 새로운 측정은 허블 상수의 이전 측정치와 ‘표준 모델’에 의해 예측된 허블 상수의 값 사이의 불일치를 드러냈다. ‘표준 모델’은 알려진 모든 기본 입자를 분류하고 자연계의 4가지 기본 힘 중 3가지, 곧 강력, 약력, 전자기력을 기술한다. 이 이론은 중력을 포함되지 않는다. 새 연구에서 연구원들은 거리 측정에 있어 지구에서 1억 6800만 광년에서 4억 3100만 광년의 거리에 있는 4개의 은하에 대한 거리 측정과 추가적으로 이전에 이루어진 2개의 은하까지의 거리 측정으로 세분화했다. 그 결과 연구원들은 허블 상수, 즉 우주 팽창 속도가 메가파섹당 초당 73.9km(73.9km/s/Mpc)라는 값을 도출했다. 이는 지구로부터 326만 광년 거리에서 우주공간이 초당 73.9km 속도로 팽창하고 있다는 뜻이다. 그런데 문제는 이값이 표준 모델에서 예측한 값인 초당 67.4km와는 상당한 차이를 보인다는 점이다. 하버드 스미소니언의 천체물리학 센터의 연구원이자 새 논문의 수석저자인 돔 페스는 성명서에서 “허블 상수를 최고의 정밀도로 측정해야 하는 만큼 표준 모델을 테스트하는 것은 정말 어려운 문제”라고 전제하면서 “허블 상수의 예측값과 측정값 사이의 불일치는 모든 물리학에서 가장 근본적인 문제 중 하나를 제기하는 것인 만큼 문제를 검증하고 모델을 테스트하는 여러 개의 독립적인 측정이 필요하다”고 밝혔다. 이어 “우리의 방법은 기하학적이며 다른 모든 것과 완전히 독립적으로 이루어진 측정으로 불일치를 확연히 드러낸 것”이라고 덧붙였다. 이번 새로운 측정에는 독일의 에펠스베르크 전파망원경을 비롯해, 미국국립과학재단의 초장기 전파간섭계(VLBA), 잔스키 전파망원경, 그린뱅크 망원경(GBT) 등이 동원되었다. 허블 상수를 측정하는 메가매서 우주론 프로젝트를 지도하는 국립전파천문대의 제임즈 브라츠는 “우리는 은하들이 다른 방법의 거리 측정을 사용한 기존 표준 모델의 예측값보다 더 가깝다는 것을 발견했다“면서 “문제가 모델 자체에 있는지 또는 모델 테스트에 사용된 측정에 있는지에 대한 논쟁이 있었지만, 우리의 연구는 다른 모든 것과 완전히 독립적인 거리 측정 기술을 사용한 것으로, 측정된 값과 예측값 사이의 불일치를 확실히 보여준다”고 밝혔다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

코로나19 팬데믹으로 전 세계가 멈춰버린 가운데, 천문학자들이 우려를 감추지 못하고 있다. 세계 최대 망원경이 코로나19로 ‘눈’을 닫아버렸기 때문이다. 세계 최고의 성능을 자랑하는 망원경은 대부분 칠레에 자리잡고 있다. 전파망원경 배열인 아타카마 대형 밀리미터 집합체(ALMA)를 포함해 다양한 전파망원경이 가동돼왔다. 하지만 지난 3월, 칠레 당국은 방문객과 연구자들의 코로나19 감염 위험을 막기 위해 전파망원경 가동을 중단했다. 예상보다 가동 중단 기간이 길어지자, 전문가들이 우려하고 나섰다. 이미 상당수의 연구 프로젝트가 영향을 받은데다, 지구로 향하는 소행성이나 우주과학 분야에서 꼭 필요한 초신성 또는 신물질 발견이 가능한 감마선 폭발 천체(GRB)등의 관찰이 중단되면서 학문 발전에도 차질이 생기고 있기 때문이다. ALMA 소속 천문학자인 존 카펜터는 AFP와 한 인터뷰에서 “초신성이나 감마선 폭발 천체의 발견은 우리가 우주망원경을 폐쇄한 순간에도 언제든 일어날 수 있다”면서 “우리는 다양한 우주 관찰의 기회를 놓치게 될 것이다. 우주의 특별한 현상은 매우 빠르게 지나가며 두 번 다시 나타나지 않기 때문”이라고 밝혔다. 실제로 2011년 가동을 시작할 당시 세계 최대 규모였던 ALMA는 지난해 4월 최초의 블랙홀 관측에 동원되는 등 굵직한 천문 연구에 공을 세웠다. 또 ALMA와 400㎞ 떨어진 지역에 있는 유럽남방천문대(ESO)가 운영하는 가장 강력한 지상망원경으로 꼽히는 초거대 망원경(VLT)이 자리잡고 있지만 역시 가동이 중단된 상황이다. ESO의 한 관계자는 “천문대에는 최소한의 직원들이 남아 일을 하고 있지만, 망원경이 가동되는 것은 아니다”라며 “코로나19 팬데믹이 끝나고 다시 망원경을 가동하기 위해서는 몇 개월이 더 필요할 것으로 보인다”고 밝혔다. 이어 “이는 매우 심각한 (우주연구의) 지연 상황”이라면서 “ALMA는 매년 4000시간 가까이 우주를 관찰해 왔지만, 우리는 지난 6개월간 코로나19 봉쇄로 인해 2000시간의 손실이 발생했다”고 덧붙였다. 한편 칠레는 세계 각국의 천문 연구진이 모이는 ‘천문 강국’으로, 전 세계 천문학 투자의 70%가 칠레로 몰린다. 칠레 북부 사막 지역은 대기가 맑고 안정적이어서 천문 관측의 최적지로 꼽힌다. 하지만 첫 코로나19 확진자가 발생한 지난 3월 이래 칠레에서는 3000~5000명의 누적 사망자와 약 17만 5000명의 확진자가 발생했고, 당국은 감염 확산을 막기 위해 대부분의 천문대를 봉쇄했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

우리가 육안으로 볼 수 있는 우주에서 가장 큰 별은 과연 얼마나 클까? 2014년 프랑스 니스 코트다쥐르 천문대의 올리비에 쉐스노 박사가 이끈 국제 연구팀이 발견한 'HR 5171 A' 별은 관측 사상 가장 큰 10개의 별 중 하나로 확인되었다. 특히 이 별은 태양의 1300배 이상 크기로 눈길을 끌 뿐만 아니라 짝별이 놀라울 정도로 가까이 접근해 있어 독특한 쌍성계를 이루고 있다. 따라서 마치 거대한 땅콩(gigantic peanut)처럼 보이는 이색적인 형태를 갖고 있다. 여러 천문대에서 이 별을 관측하여 HR 5171이 식쌍성계임을 알아냈다. 이 별은 반지름이 지금까지 알려진 황색 초거성 중 가장 큰데, 그 이유는 대부분이 가까이 붙어 있는 짝별과의 상호작용 때문이다. 이 두 별은 몸만 붙어 있는 것이 아니다. 짝으로 붙어 있는 다른 한 별이 본 별인 HR 5171 A의 운명에 큰 영향을 끼치고 있다. 이 쌍성계는 별들의 상호작용을 설명하는 데 도움이 될 수 있는 것으로 알려져 천문학자들이 연구 대상으로 많은 관심을 갖고 있다.HR 5171 A는 별의 생애 주기에서 불안정하고 매우 빠른 변화를 보이는 단계이며, 이 별이 속한 황색 극대거성은 매우 희귀하며 우리 은하에서도 고작 12개 정도만 알려졌다. 변화가 강력하게 일어나는 시기에 놓인 HR 5171 A는 자신의 옆에 붙어 있는 별을 모두 흡수할 것으로 보인다. HR 5171 A는 이 같은 과정을 통해 앞으로 다른 모습으로 진화할 가능성이 큰 것으로 예측된다. V766의 근접 동반성은 주성을 1300일 주기로 1회 돈다. 이들 근접쌍성을 다시 멀리서 돌고 있는 B형 짝별이 있다. 이 별을 관측하기 위해 연구팀은 유럽남방천문대(ESO)의 초대형 망원경 간섭계(VLTI)를 이용했다. 이 기술은 여러 망원경으로부터 빛을 모아 지름 140m에 달하는 거대 망원경의 효과를 만들어낸다. HR 5171 A는 지구에서 약 1만2000광년에 이르는 먼 곳에 떨어져 있지만, 방출하는 빛과 에너지가 매우 강해 맑은 밤하늘에는 육안으로 확인이 가능하다.우주에서 가장 큰 별은 태양과 같은 노란색으로 보이는 만큼 표면 온도는 섭씨 5000도로 추정되고 있으며, 지구에서 약 1만2000광년에 달하는 먼 거리에 떨어져 있지만 강한 빛과 에너지를 방출하고 있어 맑은 밤하늘에서 육안으로도 확인할 수 있다. 두 번째 사진에서 중앙에 보이는 노란 부분이 바로 ‘우주에서 가장 큰 별’이 존재하는 곳이며, 세 번째 사진에서 붉은 동그라미로 표시된 부분은 별이 관측되는 위치다. 한편, 현재까지 관측된 항성 중 우주에서 가장 큰 별은 ‘VY 캐니스 메이저리스’로 그 크기가 태양의 1450배에 달하는 것으로 알려졌다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

태양을 연구하는 과학자들을 반세기 넘게 괴롭히는 문제가 있다. 바로 태양 주변에 있는 태양 코로나가 태양 표면보다 훨씬 뜨겁다는 사실이다. 태양 표면 온도는 6000℃ 정도이지만, 코로나의 온도는 100만℃에 달한다. 지금까지 여러 가지 가설이 제시되었지만, 이 현상을 만족스럽게 설명할 수 있는 이론은 없는 상태다. 그런데 과학자들을 이보다 더 곤란하게 할 수 있는 새로운 연구 결과가 발표됐다. 미국 오하이오 주립대의 스미트 매터 교수가 이끄는 연구팀은 코로나19로 인해 온라인으로 개최된 미 천문학 연례 학회에서 우리은하를 둘러싼 가스인 은하 헤일로(Halo)의 온도가 기존에 알려진 것보다 10배 이상 높은 1000만K(kelvin)에 달한다는 연구 결과를 발표했다. 은하 헤일로는 매우 희박한 가스 구름이지만, 은하계 자체보다 훨씬 넓게 펼쳐져 있어 그 질량은 막대하다. 이런 가스가 초고온 상태로 존재한다는 것은 놀라운 일이다. 연구팀은 유럽우주국이 발사한 XMM-뉴턴(XMM-Newton) 관측 위성을 이용해서 한쪽 방향에서 은하 헤일로를 관측했다. XMM-뉴턴은 섭씨 수백만도의 초고온 물질에서 나오는 X선을 관측할 수 있는데, 이 데이터를 분석한 결과 우리 은하 주변의 헤일로가 1000만도에 달하는 고온임이 밝혀진 것이다. 천문학자 안잘리 굽타는 이 관측 결과를 검증하기 위해 일본의 스자쿠 X선 위성을 통해 은하 헤일로를 네 방향에서 다시 관측했다. 이번에도 관측 결과는 같았다. 우리 은하의 헤일로는 은하 자체보다 훨씬 뜨거웠다. 과학자들은 우리 은하 주변 헤일로가 왜 이렇게 뜨거운지, 그리고 이런 초고온 상태가 다른 은하에서도 일반적인지 알기 위해 연구를 진행 중이다. 최근 관측 기술의 발달로 과학자들은 헤일로가 생각보다 복잡하고 지금까지 알지 못했던 미스터리가 많은 장소라는 사실을 확인했다. 은하 코로나(Galactic corona)라고 불리는 매우 뜨거운 입자가 존재하는 지역과 은하에 가까운 위치에 별이 존재하는 별 헤일로(Stellar halo), 그리고 아직 그 정체를 모르는 암흑 물질이 은하 헤일로에 존재하면서 은하의 형태를 유지한다. 이제 은하 헤일로는 단순히 은하 주변 가스가 아닌 은하 진화를 이끄는 더 큰 존재로 주목받고 있다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

1980년대 천문학 역사에 큰 획을 그었던 발견을 담고 있는 데이터 창고에서 천문학자들이 일련의 시간여행을 계속했으며, 이는 오랫동안 풀리지 않고 있는 우주의 미스터리를 해결하기 위한 것이라고 한다. 일단의 연구진이 하와이의 마우나 케아에 있는 케크 천문대와 미 항공우주국(NASA)의 찬드라 X-선 천문대가 보유하고 있는 오랜 데이터를 뒤졌는데, 이는 엄청난 양의 빛을 방출하는 퀘이사, 곧 활동 은하핵에 관한 데이터들이다. 그들이 관측한 것은 아인슈타인 고리라 불리는 것으로, 퀘이사와 지구 사이의 거대 질량체의 중력에 의해 휘어진 빛의 고리이다. 이 같은 고리는 휘어진 빛으로 인해 일종의 렌즈 기능을 하여 '중력 렌즈'라 일컬어지기도 한다. 따라서 거대 질량체의 후면에 있는 은하 등이 크게 확대되어 보인다. 질량이 시공간을 휘게 한다는 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따른 현상으로, 아인슈타인 고리라는 이름을 얻었다.그러나 연구팀은 최초로 발견된 아인슈타인 고리인 '1131 + 0456'보다 더 오래된 아인슈타인 고리를 발견하는 데는 실패했다. 1131 + 0456는 1987년 뉴멕시코의 초대형 전파망원경 네트워크(VLA)를 사용하여 최초로 관찰된 것으로, 발견 당시에는 해당 천체까지의 거리나 적색이동(멀리 떨어진 물체가 방출하는 빛의 파장이 늘어나서 스펙트럼상에서 붉은 쪽으로 치우쳐 보이는 현상) 값은 알려지지 않다. 그러나 이번 새로운 연구를 통해 연구팀은 해당 천체까지의 거리를 결정할 수 있었는데, 그 값은 지구로부터 100억 광년 거리로, 적색이동 z = 1.849였다.　​ 이 같은 결과를 산출한 연구자는 공동저자인 캘리포니아 패서디나 소재 NASA 제트추진연구소의 선임 연구원 대니얼 스턴과 영국 케임브리지 대학 천문학연구소의 도미니크 월턴 STFC 어니스트 러더퍼드 팰로이다. 스턴 박사는 성명에서 “아인슈타인 고리가 처음 발견되었을 때는 베를린 장벽이 여전히 서 있을 무렵이었고, 우리 논문에 제시된 모든 데이터는 지난 2000년의 데이터”라고 밝혔다. “우리가 더 깊이 파고들자, 그렇게 유명하고 밝은 빛을 내는 천체인데도 측정한 거리가 없다는 사실에 놀랐다”고 말하는 스턴 박사는 “중력 렌즈를 이용해 거리를 측정하는 것은 우주 팽창 과정이나 암흑물질을 연구하는 모든 추가 연구에 필요한 첫 번째 단계”라고 덧붙였다. 이 연구는 6월 1일 ‘천체물리학 저널 레터스’에 게재되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

미국의 첫 민간 유인우주선 ‘크루 드래건’을 성공적으로 국제우주정거장(ISS)에 도킹시킨 스페이스X가 불과 나흘 만에 스타링크 위성 60기를 지구 궤도에 올려놓았다. 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)가 이끄는 스페이스X 측은 3일(미 동부시간 기준) 오후 9시 25분 플로리다 주 케이프 커내버럴의 케네디 우주센터에서 위성 60기를 실은 팰컨9 로켓을 성공적으로 발사했다고 발표했다. 지난주 세계의 주목 속에 더그 헐리(53)와 밥 벤켄(49)을 ISS로 보낸 지 불과 나흘 만에 위성 60기를 우주로 보낸 셈.흥미로운 사실은 이번에 위성 60기를 실어나른 로켓이 이미 과거에 4번이나 사용된 '중고' 팰컨9 로켓이라는 점이다. 팰컨9 로켓의 1단 발사체는 우주로 쏘아올려진 후 다시 돌아와 재활용이 되기 때문에 발사 비용이 크게 절감된다. 결과적으로 이번이 5번째 발사로 로켓의 겉모습에는 과거 대기권을 다녀온 검게 그을린 흔적이 남아있었다. 스타링크 위성은 머스크 회장의 만화같은 계획과 맞물려있다. 머스크는 전 세계에 사각지대가 없는 무료 인터넷망을 구축하겠다는 신념으로 '우주 인터넷망'을 구축 중인데 그 핵심이 되는 것이 바로 스타링크 위성이다. 지난해부터 꾸준히 발사된 스타링크 위성은 이번 60기를 포함해 현재 총 480기가 우리 머리 위에 떠있다. 향후 스페이스X는 이같은 우주 인터넷 구상을 실현하기 위해 무려 1만2000개의 위성을 띄울 예정이다. 우주 인터넷망 구축은 스페이스X 만의 구상은 아니다. IT 공룡인 아마존 역시 전세계에 초고속 인터넷을 제공하기 위해 3000개 이상의 위성으로 네트워크를 구축할 계획이다. 또한 지난 2월 세계적인 통신회사 원웹 역시 스타링크와 같은 목적으로 인터넷 위성 34개를 하늘로 보냈다.원웹은 2021년까지 총 648개 위성을 띄워 전세계에 무선 인터넷을 공급한다는 계획이다. 이 때문에 일각에서는 오는 2029년이면 지구 궤도를 도는 인공위성이 무려 5만 7000개에 달할 것이라는 전망도 내놓고 있어 과장하면 별 볼일 보다 위성 볼일이 더 많아질 판이다.이에 영국 임페리얼 칼리지 런던 천문학자인 데이브 클레멘트는 “밤하늘은 누구나 볼 수 있는 공유물”이라면서 “스타링크와 같은 수많은 위성은 잠재적 위험 소행성이나 퀘이사 등 관측의 모든 것을 방해한다”고 주장했다. 이탈리아 토리노 천체물리학관측소의 로널드 드리믈도 “스타링크 위성 군집의 잠재적 위협은 인류가 우주를 바라보는 데 큰 도전을 받게 된다는 것을 의미한다”며 “하늘을 망치는 결과를 가져올 수 있다”라고 경고했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

수많은 별들이 빽빽히 모여있는 아름다운 성단의 모습이 사진으로 공개됐다. 지난 1일(현지시간) 유럽우주국(ESA)은 허블우주망원경으로 촬영한 구상성단(球狀星團·별이 공처럼 둥글게 모여있다는 의미) NGC 6441의 사진을 공개했다. ESA 측이 눈송이처럼 보인다고 표현한 수많은 점들은 숫자로 세기도 힘든 수많은 별이다. 지구에서 약 4만4000광년, 우리은하 중심을 기준으로 1만3000광년 떨어진 곳에 위치한 NGC 6441은 우리은하에서 가장 거대하고 밝은 구상성단 중 하나다. 성단은 형태에 따라 산개성단(散開星團)과 구상성단으로 나뉘어지는데 산개성단은 대개 수백 개에서 수천 개의 젊고 푸른 별들이 느슨한 구조를 이루고 있다. ESA 측은 "천문학자들도 NGC 6441의 정확한 별 수는 알기 어렵다고 할만큼 수많은 별들이 모여있다"면서 "다만 이 별들의 무게를 합치면 태양 질량의 160만 배에 달할 것으로 보고있다"고 전했다. 전문가들에 따르면 우리은하에는 대략 150개의 구상성단이 알려져지만 이들 성단의 기원과 진화 과정은 여전히 연구과제다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

영국에 사는 아마추어 천문학자가 태양 폭풍이 이글거리는 절묘한 순간을 집 마당에서 포착하는데 성공했다. 잉글랜드 켄트주 도버에 사는 66세 남성 폴 앤드류는 자신의 집 앞마당에서 태양의 표면을 생생하게 찍기 위해 직접 망원경을 구입해 촬영을 이어왔다. 그 결과 지구에서 1억 5000만㎞ 떨어진 태양의 이글거리는 표면과, 심연의 우주 공간에서 붉게 타오르는 태양의 플라스마를 생생하게 담아내는데 성공했다. 언뜻 보면 컴컴한 밤에 불타오르는 숲처럼 보일 정도로 생생한 태양의 열기를 느낄 수 있으며, 격렬하게 활동하는 태양의 흑점도 자세히 포착됐다. 또 태양 표면 아래의 대류 운동으로 생성되는 흑점 주변의 쌀알 무늬도 선명하게 담겼으며, 태양의 가장 바깥 대기인 코로나에서 시작해서 행성간 공간으로 나아가는 플라스마의 흐름도 볼 수 있다. 태양의 표면 온도는 약 5800℃로 알려져 있다. 태양 표면을 벗어나서 대기층인 코로나 영역으로 가면 오히려 그 온도가 100만℃ 이상에 이를 정도로 매우 뜨거워진다. 이 사이에서 태양풍과 같은 항성풍이 나타난다. 전문가 못지않은 태양 표면 사진을 찍는데 성공한 앤드류는 대학에서 사진학을 강의하는 사진 전문가였으나, 은퇴한 뒤 평소 관심을 가져왔던 천문학과 자신의 전공을 융합해 보리라는 야심 찬 계획을 세웠다. 그는 현지 언론과 한 인터뷰에서 “태양의 표면을 찍기에 가장 좋은 시기는 여름이다. 왜냐하면 구름에 의한 방해가 가장 적고 더욱 오랫동안 태양을 관찰할 수 있는 계절이기 때문”이라고 설명했다. 이어 “태양은 언제나 움직이며 변화한다. 그렇기 때문에 내가 망원경을 이용해 태양의 어떤 모습을 담을 수 있을지 예상하기 어려웠다”면서 “태양의 표면을 찍는 일은 기술적으로 매우 어렵기 때문에, 어느 정도는 운에 기대야 했다”고 덧붙였다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

미국항공우주국(NASA 나사)가 지구로 거대한 소행성이 날아오고 있다고 밝혔다. 17일(현지시간) 영국 일간 데일리스타는 나사 발표를 인용해 미국 동부시간 21일 오후 9시 45분쯤 엄청난 크기의 소행성이 지구 궤도에 접근할 것으로 예상된다고 보도했다. 보도에 따르면, 지구로 향하고 있는 소행성의 크기는 지름 670m~1.5km로 추정되며 초당 11.68km, 시속 4만2047km로 이동하고 있다. 이 소행성은 1997년 1월 한 점성술사에 의해 관측됐으며 당시 136796(1997 BQ)라는 이름이 붙었다. 소행성은 현재 지구와 태양 사이 1억5500만km에 이르는 1.3 천문단위 내에 들어올 것으로 예상돼 ‘근지구’ 물체로 등록돼있다. 앞서 나사는 보고서를 통해 직경 1km의 소행성도 지구를 파괴할 수 있다고 언급하면서, 소행성 충돌은 전 세계에 지진과 쓰나미 등을 일으킬 수 있다고 전했다. 나사는 “직경이 약 10km에 이르는 소행성이 6500만 년 전 유카타반도를 강타했을 당시 공룡의 멸종을 불렀던 것으로 생각된다”고 전했다. 한편, 현재 천문학자들이 지구를 위협할 수 있다면서 추적하고 있는 소행성과 혜성 및 기타 물체 2000여 개에 달한다. 임효진 기자 3a5a7a6a@seoul.co.kr

1957년 10월 4일 구소련의 스푸트니크 1호가 세계 최초의 인공위성으로 역사에 이름을 올렸다. 밤하늘을 가로지르는 이 위성의 모습에 사람들은 감탄했고 그때 한 미국인 소년도 마음을 사로잡혔다. 소년은 이를 계기로 로켓에 눈을 떠 나중에 미국항공우주국(NASA)의 기술자가 되는데 그가 바로 호머 히컴(77)이다. 그의 이야기는 1999년 ‘옥토버 스카이’라는 이름의 영화로 제작되기도 했다. 이후 세계 각지에서는 인공위성 개발 경쟁이 격화해 오늘날까지 몇천 회가 넘는 발사 작업이 이뤄졌다. 그 결과, 지구 저궤도대에는 인공위성의 파편이 무수히 흩어지게 됐고 현재 여러 문제를 일으키고 있다고 마틴 매쿠스트러 영국 헤리엇와트대 화학물리학과 교수가 최근 더컨버세이션에 밝혔다. 더컨버세이션은 대학교수나 연구원들의 글만으로 기사를 생산해 기성 언론의 대안으로도 주목받는다. 파편 탓에 별 찾을 수 없게 된다고? 인공위성은 고장이나 충돌에 의해 파손, 분해돼 그 조각은 파편으로 남는다. 크기는 몇 ㎛(마이크로미터)에서 몇십 m로 다양하다. 그중 대부분은 대기권에 돌입해 불타 사라지지만, 지금도 4500t이 넘는 파편들이 우리 지구를 둘러싸고 있다.스코틀랜드 스트래스클라이드대의 항공우주 전문가 스튜어트 그레이 연구원은 인공위성 파편의 증가를 충실하게 재현한 영상을 유튜브에 게시해 화제를 일으킨 바 있다. 이를 보면 해마다 위성 파편이 급격히 늘어나고 있다는 것을 알 수 있다. 영상에 나오는 파편은 지름 10㎝가 넘는 것들뿐이지만, 이것만으로도 2만 개가 넘는다. 유럽우주국(ESA)의 지난 2월 발표에 따르면, 지름이 10㎝ 이상인 파편은 3만4000개이고 지름이 1㎝에서 10㎝ 사이인 파편은 90만 개, 그리고 지름이 1㎜에서 1㎝ 사이의 파편은 1억2800만 개에 달한다. 이 때문에 많은 천문학자는 지금도 기하급수적으로 늘어나고 있는 이런 파편에 우려를 나타내고 있다. 문제는 파편의 표면이 태양광을 반사해 지구를 향해 강한 직사광을 만들어낸다는 것이다. 이 빛은 별의 미약한 빛보다 훨씬 더 강해 천체를 관측하는 임무를 방해한다. 이 문제에 대처하기 위해 스페이스X의 스타링크 인공위성 등을 만든 오늘날 기술자들은 위성의 표면을 검게 제작함으로써 빛의 반사를 억제하기 위해 애쓰고 있다. 하지만 이미 지구 궤도상에 셀 수 없이 많이 남아있는 파편들을 처리하지 않고서는 이 문제는 해결되지 않을 것이다. 우주 유영 중인 우주 비행사의 목숨이 위험하다문제는 이뿐만이 아니다. 위성 파편은 유인 임무를 수행하는 우주 비행사들에게도 위험이 된다. 파편은 그냥 떠 있을 분이지만 실제로는 초당 3~10㎞의 고속으로 이동한다. 만일 그중 하나가 우주 유영(선외활동·EVA)을 하고 있는 우주 비행사에게 맞기라도 한다면 다치거나 목숨을 잃을 위험이 크다. 이에 관한 문제는 이미 2013년 영화 ‘그래비티’에서도 그려졌다. 또 이런 파편은 우주선이나 가동 중인 인공위성에 충돌해 고장을 일으키는 원인이 될 수 있다. 오늘날 인류의 쓰레기 문제는 단지 지구 안에 머무르지 않고 우주에까지 이르렀다. 이런 문제를 해결하지 않고서는 우주 분야의 새로운 발전을 진행해서는 안 될 것이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

중국의 구경 500미터 전파망원경 톈옌(天眼·FAST)이 지구로부터 약 2만7000광년 떨어진 헤르쿨레스자리의 구상성단 M92에서 최초로 동반성을 잡아먹고 있는 펄서를 발견했다. 새 연구에 따르면 'PSR J1717 + 4307A'와 'M92A'라는 두 개의 이름을 가진 이 천체는 빠르게 회전하면서 맥동하는 펄서로, 식 쌍성계의 일원이라고 한다. 세계 최대의 전파망원경인 FAST를 운영하는 중국과학원(NAOC) 국립천문대 소속 지첸 판과 리 디가가 이끄는 연구팀은 M92A가 초당 316.5번이라는 빠른 속도로 회전하면서 0.18 태양 질량으로 우리 태양보다 더 밝은 별과 함께 공동 궤도를 공전하고 있다. 연구진은 FAST를 사용하여 이 쌍성계에서 한 천체가 동반성 앞쪽을 지나갈 때 나타나는 두 차례의 일식 현상을 관찰했다. 연구에 따르면 일식은 약 5000초 동안 지속되었고, 1000초와 2000초 사이에 도달한 두 번째 식은 500초 동안 지속되었다. M92A는 약간 느리게 움직이는 펄서의 수프업 버전인 밀리초 펄서(millisecond pulsar)로 알려져 있다. 밀리초 펄서는 강한 자기장을 띤 중성자별로, 30밀리초 미만의 속도로 빠르게 회전한다. 1967년 케임브리지대 천문학과 대학원생인 조슬린 벨 버넬이 최초로 펄서를 발견한 이래 천문학자들은 은하계에서만 수천 개에 이르는 고속 회전 천체를 발견했으며, 이들은 대개 은하 질량이 대부분을 차지하고 있는 은하면에 모여 있는 것으로 밝혀졌다. 그리고 일부는 우리 은하의 중심을 공전하는 구상성단 안에 자리잡고 있다. 보통의 펄서는 거성의 생애 마지막 단계에 생겨난다. 거성이 초신성 폭발로 마지막을 장식하면 별먼지가 자욱한 속에서 별의 시체라 할 수 있는 중성자별이 모습을 드러내는데, 펄서란 짧고 강한 자기장을 갖고 빠른 속도로 회전하는 중성자별을 가리킨다. 이 중성자 별은 부피는 작지만 태양 질량의 몇 배나 되는 물질이 20~24km 지름 속에 극도로 압축되어 있어 성냥갑만한 부피의 질량이 약 5조 톤에 이른다.밀리초 펄서는 훨씬 고속으로 회전하는 펄서로, 초신성 폭발에서 살아남은 동반자 별의 가스를 빨아들여 중성자별 주위의 디스크에 쌓는데, 이 디스크를 강착원반이라 한다. 이 강착원반은 초당 수백 번 회전한다. 국립 전파천문대에 따르면, 이 과정에서 X-선 쌍성계로 관측된다. 그런 다음 강착 과정이 끝나면 중성자별은 밀리초 라디오 펄서 단계에 이른다. M92와 같은 구상성단에서는 이러한 과정이 약간 다르게 진행되는 것으로 알려졌다. 두 천체가 중력으로 너무나 꽉 묶여 있기 때문에 오래된 중성자별이 동반성과 더 쉽게 상호작용하여 정상적인 쌍성계를 이루고 있다. M92A의 경우, 펄서는 동반성으로부터 맹렬하게 물질를 빨아들이는데, 이는 마치 자신의 수컷을 잡아먹는 악명 높은 호주의 붉은등과부거미와 비슷하다고 연구원들은 성명서에서 말했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

태양과 같은 별 '케플러-88'을 공전하는 헤비급 챔피언인 행성 '케플러-88c'는 더 이상 '케플러-88 시스템'에서 중력의 신인 외계행성이 아닌 것으로 밝혀졌다. 최근 이 항성 시스템에서 새로 확인된 외계행성이 태양계 최대 행성인 목성보다 무려 3배에 이르는 질량을 가진 것으로 알려졌다. 하와이 마우나 케아의 케크 천문대에서 수집한 6년 간의 데이터를 기반으로 하와이 대학 천문연구소(UH IfA)는 세 번째 외계행성 궤도의 케플러-88d를 새롭게 발견했다. 이 외계행성은 4년 주기로 모항성 케플러-88 둘레를 천천히 공전한다. UH IfA의 베아트리체 왓슨 패런트 박사후 연구원인 로렌 바이스 대표저자가 이끄는 연구팀은 구경 10m 케크 망원경에 부착된 고해상도 HIRES(High-Resolution Echelle Spectrometer) 장비를 이용해 이번의 획기적인 발견을 일구어냈다. 바이스 대표저자는 “목성 질량의 3배에 달하는 케플러-88d은 ‘왕’이라 불리는 목성 질량의 케플러-88c보다 케플러-88 항성계의 역사에 더 큰 영향을 미쳤을 것"이라면서 "아마도 케플러-88d는 이 행성 제국의 새로운 황후일 것"이라고 밝혔다. 지구에서 1200광년 떨어져 있는 거문고자리의 케플러-88 시스템은 2013년에 2개의 외계행성이 발견된 이래 천문학자들로부터 주목을 받아왔다. 2개의 외계행성 중 더 큰 케플러-88c는 형제인 기체행성 케플러-88b와 함께 모항성 주위를 공전하면서 긴밀한 상호작용을 하는 것으로 보인다. 외계행성 케플러-88b는 11일마다 궤도를 일주하는데, 이는 케플러-88c의 궤도 일주에 비해 딱 절반에 해당한다. 케플러-88c는 케플러-88b보다 20배 더 무겁기 때문에 두 행성이 서로 궤도를 쓰쳐지날 때 더 큰 행성의 중력이 안쪽을 도는 케플러-88c에 강한 중력을 행사해 궤도에 영향을 미친다. 다시 말해, 케플러-88b가 궤도를 두 차례 돌 때마다 덩치 큰 형제에 의해 펌핑된다고 케크 천문대는 밝혔다.천문학자들이 관찰한 이같은 현상은 이른바 ‘평균 운동 공명’으로 알려진 기이한 역학으로, 바이스 연구팀에 따르면, 시계 방식으로 행동하는 것처럼 보이는 두 궤도의 상호작용은 그네 탄 아이를 밀어주는 부모와 비슷하다. 현재는 퇴역한 미 항공우주국(NASA)의 케플러우주망원경(연료 부족으로 2018년 10월 30일 공식적으로 작동중단)의 도움으로 케플러-88 시스템에서 행성의 정밀한 궤도 타이밍이 얻어졌다. 케플러 망원경은 외계행성이 모항성 앞을 지날 때 나타나는 광도 변화를 포착하는 트랜싯 기법으로 외계행성을 발견하며, 이 방법으로 이동 시간 변동 값을 얻을 수 있었다. 태양계의 경우 목성이 중력의 왕으로, 고리를 두른 토성의 2배, 지구의 300배나 되는 질량을 자랑한다. 따라서 목성의 움직임은 다른 태양계 천체들은 물론, 심지어 수십억 년 전 지구에 물을 가져다준 혜성 무리에까지 중력적 영향을 미친다. 바이스 박사는 케플러-88d가 새로 형성된 암석 행성에 물을 함유한 혜성들을 향하게 하는 데 영향을 미치는지 여부는 연구팀에게 중요한 사항이라고 밝혔다. 자세한 연구 성과는 저명한 천문학 분야 학술지 ‘천문학 저널’(AJ·The Astronomical Journal) 최신호(4월 29일자)에 실렸다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지구에 소행성이 접근했다는 소식이 자주 들린다고 느낄지도 모르겠다. 이는 미국항공우주국(NASA)의 행성방어조정실(PDCO)이나 유럽우주국(ESA)의 행성방어실(PDO)과 같은 소행성 충돌대비 전문기관이 소행성을 찾아 추적하는 데 매우 능숙해졌기 때문이다. 최근 NASA와 ESA에 따르면, 일단 소행성이 발견되면 전 세계 천문대가 연계해 그 크기와 궤도를 예측해 지구에 위협이 되는지를 파악한다. 다만 커다란 소행성은 비교적 먼 거리에서도 잘 탐지되지만, 작은 소행성의 경우 레이더망을 피해 전혀 예상하지 못한 가까운 거리까지 오고 나서야 발견될 때가 있다. 그런데 최근 작은 소행성 하나가 달 궤도 안쪽까지 다가오고 나서야 발견됐다는 사례가 공개됐다.지난달 27일(이하 현지시간) 미국 하와이 할레아칼라 천문대는 판-스타스 망원경으로 이 소행성을 처음 발견했다. 천문학자들이 이 소행성을 1시간가량 관측한 결과, 다음날인 28일 달 궤도 안쪽까지 접근할 뿐만 아니라 지구에 충돌할 확률이 10% 정도 되는 것으로 나타났다. 이 미지의 소행성에 관한 보고가 나오자 전 세계 천문대는 즉시 대응을 시작했다. 보고 50분 만에 중국 신장웨이우얼 자치구 주도 우루무치에 있는 싱밍 천문대가 최초의 추적을 시작해 소행성의 위치와 이동 그리고 밝기 등에 관한 자료를 얻는 데 성공했다.이어 ESA PDO의 협력기관인 독일 타우텐부르크에 있는 카를슈바르츠실트 천문대가 이 소행성의 감시를 시작하면서 그 모습을 영상에 담았다. 이렇게 모인 자료는 즉시 검증돼 해당 소행성이 지구와 충돌할 가능성은 없으리라는 결론에 이르렀다.다만 이 시점에서 이 소행성은 다음 날인 4월 28일 가장 가까이 다가왔을 때 인공위성이 밀집한 정지궤도 근처까지 다가오는 것으로 밝혀졌다. 이 소행성의 크기는 지름 4~8m 사이로, 이 정도라면 만일 지구와 부닥치더라도 대기권에서 모두 불타버릴 가능성이 커 이렇다 할 위협은 되지 않는 것으로 분석됐다. 만일의 경우 소행성이 인공위성과 충돌할 수도 있어 전 세계 천문학자들이 그 가능성을 계산한 결과, 그런 위협마저 없는 것으로 나타났다. 결국 이번 소행성은 아무런 위험 없이 지구 근처까지 왔다가 간 것이지만, 이는 전 세계 천문대가 소행성을 발견하고 나서 신속하게 추적을 시작해 놀라울 정도로 그 궤도를 정확하게 예측하는 능력을 보여준 매우 흥미로운 사례라는 점에서 주목된다.최근 들어 소행성 접근 소식이 자주 들리는 이유도 이처럼 전 세계 천문대가 연계해 집중적으로 소행성을 추적하는 체제를 갖추고 있기 때문이다. 물론 지금까지 지구에 명확하게 위협이 되는 소행성은 아직 발견되지 않았지만, 중생대 번성한 공룡은 소행성이 떨어져 멸종한 것으로 알려졌고 그런 재앙이 언제 또다시 지구에 다가올지는 아무도 알 수 없다. 따라서 전 세계 우주 기관은 다가올지도 모르는 위협적인 소행성을 대비해 이처럼 공 들어 방어 체제를 갖춘다. 현재 NASA는 위협이 되는 소행성에 탐사선을 충돌해 궤도를 수정하는 ‘다트’(DART·Double Asteroid Redirection Test) 임무를 주도하고 있는데 만일 이 기술의 효용성이 입증되면 인류는 위협적인 소행성을 피할 수단을 하나 갖게 되는 것이다. 2020 HS7으로 명명된 이번 소행성은 정지궤도의 가장 가까운 인공위성에 약 1200㎞까지 접근했지만 다행히 아무런 피해도 주지 않고 지나갔다. 따라서 이번 사례는 우리에게 매우 좋은 행성 방어 훈련이 됐을 것이라고 전문가들은 평가하고 있다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

모처럼 하늘이 맑다. 코로나 시대, 가장 큰 역설이다. 깨끗한 하늘이 유독 반가운 이들이 있다. 지친 일상의 활력소를 하늘과 별에서 찾는 이들이 모인 ‘한국 아마추어 천문학회’ 회원들이다. 복잡하고 어려운 천문학 지식은 필요치 않다. 회장 원치복 서울 계성고 교사는 “별을 사랑하는 마음만 있으면 누구나 천체 관측을 시작할 수 있다”고 말했다. 지난 7일 그를 만나 밤하늘을 만끽하며 사는 삶에 대해 물었다.-아마추어 천문학이라는 개념이 낯설다. “천문학은 망원경 등을 통해 우주를 연구하는 학문이다. 일반적으로는 대학에서 전문적으로 연구하는 것을 가리킨다. 반면 아마추어 천문학은 그야말로 천문학을 ‘취미’로 접근하는 방법이다. 아마추어라는 말에는 ‘사랑한다’는 의미가 담겼다. 별과 하늘을 사랑하면서 천체를 관측하는 취미로 뭉친 사람들이 바로 아마추어 천문인들이다.” -가끔 ‘프로 천문학자’들이 하지 못하는 놀라운 발견으로 학계의 이목을 끌기도 한다는데. “경우에 따라서 학자들은 자신이 연구하는 별이나 은하 등 하나의 대상을 관찰하는 데에 평생을 바치기도 한다. 천문학이 그만큼 무궁무진한 영역으로 연구할 게 많다는 의미다. 아마추어는 그렇지 않다. 어느 하나에 매달릴 필요가 없다. 자기가 보고 싶은 하늘을 어느 때고 마음껏 본다. 그러다 보니 때때로 학자들이 놓친 것들을 발견하는 순간이 오기도 한다.” -한국 아마추어 천문학회는 어떤 곳인가. “취미로 천문학을 하는 사람들이 모인 곳이다. 동시에 다른 사람에게 ‘별 보기 길잡이’ 역할도 한다. 1991년 출범했고 올해로 30년이 됐다. 회원은 2000명 정도고 실제로 회비를 내는 사람은 500여명이다. 전국 15개 지부가 있다. 전국 학생 천체 관측대회를 개최하며 천체 관측과 관련된 다양한 교육과 봉사활동도 한다. 천체망원경이 있는 곳에서 일반인들을 상대로 강의를 하거나 일식, 월식 등 중요한 천체 이벤트가 있으면 이를 보여 주기도 한다.” -전문적인 천문학 지식이 없어도 되는지. “별을 보는 일은 누구에게나 평등하다. 부담을 가질 필요가 전혀 없다. 보면서 더 깊이 알고 싶다는 마음이 생길 때 공부하시라. 물론 아는 만큼 보이는 것도 사실이다. 고등학교 지구과학 수준의 지식이면 충분하다고 본다.” -제대로 즐기는 방법이 따로 있나. “아마추어 천문인들의 활동은 크게 세 가지로 나뉜다. 먼저 쌍안경과 망원경 등으로 천체를 직접 보는 안시관측이 있다. 두 번째는 사진기를 연결해 천체사진을 촬영하는 사진관측이다. 마지막으로는 망원경을 직접 제작하는 이들도 있다. 본인의 취향에 따라서 선택하면 된다.” -초보자들은 어떻게 시작하면 좋을까. “천체 관측을 시작하려는 초보자들이 가장 많이 하는 실수가 있다. 바로 제대로 시작하기도 전에 고가의 망원경부터 덜컥 구매하는 것이다. 그렇게 시작하면 거의 실패한다. 진정한 재미를 느끼지 못하고 비싸게 주고 산 망원경이 애물단지로 전락해 집 한구석에 처박히기 일쑤다. 일단은 눈으로 시작해 보면 좋다. 한 푼도 들지 않는다(웃음). 그러다가 점점 관심이 생기고 더 알고 싶어지면 동호회를 찾아라. 전국 각지에 천문 동호회가 많이 있다.” -돈이 많이 드는 취미일 것 같다. “맨눈으로 시작해 쌍안경, 망원경으로 이어지는 순서다. 쌍안경은 ‘2배 쌍안경’이 10만원부터 시작한다. ‘25배 쌍안경’은 100만원대에 구입할 수 있는데 아주 좋은 수준이다. 초보자는 30만~50만원대인 ‘10배 쌍안경’ 정도면 충분하다. 그다음은 망원경이다. 비용은 천차만별이지만 초보자들에게는 100만원대 정도면 쓸 만하다고 본다. 물론 비쌀수록 더 멀리 있는 별을 볼 수 있는 건 사실이다. 수억원들 들여서 장비를 갖추는 애호가들도 있다. 그러나 모두가 그런 단계까지 가야 하는 건 절대로 아니다. 작은 망원경 하나로도 평생 하늘에 있는 별들 다 보지 못하고 죽는다. 돈이 없어서 즐기지 못한다는 것은 핑계다. 자기가 융통할 수 있는 범위에서 즐겁게 즐기시라.” -천문지도사 자격증은 무엇인가. “최근 민간에서 운영하는 천문대가 많아지고 있다. 천문지도사 자격증이 있으면 일반인들을 상대로 천체 관측을 가르칠 수 있다. 국가공인 자격증은 아니고 아마추어 천문학회가 주관하는 민간 자격증이다. 3급을 기준으로 매년 200명 정도가 도전한다. 무척 어렵고 난해한 지식이 필요한 것은 아니다. 필기시험과 관측, 사진촬영, 망원경 조립 등 실기를 치른다. 3급부터 1급까지 있다. 1급이면 아마추어 중 최고수다.” -별을 보기에 좋은 시기가 있는지. “일식이나 월식, 으뜸달, 유성우 등 특별한 천문현상이 있을 때다. 달이 밝으면 별을 보는 데 방해가 되기에 달이 밝지 않은 음력 1일 전후도 좋다. 코로나19 때문에 최근 하늘이 맑아졌는데 별이 잘 보이는 게 사실이다. 특별한 계절이 있는 것은 아니다. 겨울에는 눈에 잘 보이는 밝은 별들을 많이 볼 수 있다. 여름에는 머리 위로 은하수가 올라온다. 계절마다 각기 다른 매력이 있다.” -왜 밤하늘을 보는가. “하늘과 별을 보면서 편안함을 느낀다. 별이 우리의 고향이라서다. 우리는 ‘초신성의 후예’라고들 하지 않나. 우리 몸을 이루는 원소들은 초신성이 폭발할 때 생긴 것들이다. 초신성의 후예라는 말은 그런 뜻이다. 별을 볼 때마다 고향에 가는 기분이다. 별을 보러 가기 위해 계획을 세울 때 설렌다. 그리고 실제로 가서 관측에 성공했을 때는 짜릿한 성취감을 느낀다. 그것이 우리가 밤하늘을 들여다보는 이유다.” 오경진 기자 oh3@seoul.co.kr

지구에서 가장 가까운 거리의 블랙홀이 발견되었다. 이 블랙홀은 현재까지 최단 거리에 있는 블랙홀로 기록되었으며, 망원경 없이도 밤하늘에서 해당 영역을 찾을 수 있는 것으로 알려졌다. 남반구 별지리인 망원경자리에 숨어 있는 이 블랙홀은 거리가 약 1000광년으로, 맨눈으로도 보이는 두 밝은 별로 이루어진 쌍성계에 속한다. 블랙홀까지 친다면 삼중성계가 되는 셈이다. 물론 블랙홀은 관측할 수가 없다. 극도로 강한 중력으로 인해 주변의 모든 것을 집어삼키며, 빛까지도 거기에서 탈출할 수 없기 때문이다. 이 블랙홀의 발견은 천문학자들이 쌍성계 또는 질량 중심을 도는 이중성계를 연구하다 건진 뜻밖의 성과라 할 수 있다. 칠레의 라실라 천문대에서 MPG / ESO 2.2 미터 망원경을 사용하여 이중성계에 대한 광범위한 연구의 일환으로 HR 6819로 알려진 쌍성계를 관찰하고 자료를 분석한 결과, 연구원들은 쌍성계에서 제3의 천체, 곧 블랙홀이 숨어 있음을 발견하고 충격을 받았다. 천문학자들은 블랙홀을 직접 관찰할 수 없었지만, 삼중성계를 이루는 다른 두 천체와의 중력 상호작용을 계산하여 블랙홀 존재를 유추할 수 있었다. 몇 달 동안 시스템을 관찰함으로써 별의 궤도를 알아낸 결과, 보이지 않는 또 다른 거대한 질량이 이 시스템을 유지하고 있다는 결론을 내렸다. 관측에 따르면 두 별 중 하나가 40일마다 보이지 않는 천체 둘레를 일주하는 반면, 다른 별은 블랙홀에서 훨씬 더 먼 거리의 궤도를 돌고 있었다. 그들은 그 물체가 별 질량인 블랙홀, 즉 죽어가는 별의 붕괴로 형성되는 블랙홀로, 태양 질량의 약 4배인 것으로 계산해냈다. 새로운 연구를 주도한 유럽남부천문대의 토마스 리비니우스 대표저자는 성명에서 “적어도 태양 질량 4배의 질량을 가진 보이지 않는 물체는 블랙홀밖에 없다”면서 “이 시스템은 우리가 알고 있는 지구에 가장 가까운 블랙홀을 갖고 있다”고 밝혔다.HR 6819 블랙홀을 제외하고 지구에서 가장 가까운 블랙홀은 외뿔소자리의 블랙홀로, 지구에서 약 3000 광년 거리에 있다. 하지만 이보다 더 가까운 거리에서 블랙홀이 발견될 가능성도 배제할 수는 없다. 천문학자들은 우리은하에만도 수백만 개의 블랙홀이 있을 것으로 추정한다. HR 6819 블랙홀은 우리은하에서 발견된 최초의 별 질량 블랙홀 중 하나로, 강한 X-선을 방출하지 않는 대신 동반 별과 격렬하게 상호작용한다. 이 같은 블랙홀 발견은 이와 비슷한 ‘조용한’ 블랙홀을 발견하는 데 도움이 될 것으로 과학자들은 기대하고 있다. HR 6819 쌍성계를 찾는 방법은 일단 남반구에서만 가능하다. 남반구의 별지기들은 쌍안경이나 망원경의 도움 없이 밤하늘에 HR 6819 시스템의 별을 관측할 수 있다. 쌍성은 공작새자리와 망원경자리의경계 근처에 있으며, 5등성의 한 개 별처럼 보인다. 맨눈으로 볼 수 있는 별 등급의 한계는 6.5등성이다. 현재 이 별은 5.4등으로 우리 눈에 겨우 보일 정도다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지난 1990년 4월 24일(현지시간) 우주의 심연을 들여다 보고 싶은 인류의 꿈을 담은 우주망원경 한 대가 미 항공우주국(NASA)의 디스커버리호에 실려 힘차게 날아올랐다. 지난 24일 부로 발사 30주년을 맞은 ‘허블우주망원경’(Hubble Space Telescope)이다. 최근 NASA는 발사 30주년을 자축하며 수많은 별들이 태어나는 아름다운 성운인 NGC 2014(사진 오른쪽)와 이웃한 NGC 2020(사진 왼쪽)의 사진을 공개했다. 별들의 요람인 두 성운은 이웃 은하 가운데 가장 가까운 대마젤란은하(Large Magellanic Cloud)의 일부로 지구와의 거리는 무려 16만 3000광년이다.허블우주망원경이 가시광으로 촬영한 NGC 2014와 NGC 2020은 적색과 청색으로 확연히 구분되는데 이는 주변 가스의 화학적 조성이 다르기 때문이다. 이중 수많은 별들이 탄생하는 NGC 2014는 그 모양 때문에 '우주의 산호초'(Cosmic Reef)라는 별칭이 있다. 이에반해 NGC 2020의 중심에는 우리 태양보다 20만 배나 밝은 ‘울프-레이에별’(Wolf-Rayet Star)이 존재해 청색을 발산한다. 울프-레이에별은 우리 태양 질량의 20배 이상 되는 극대거성으로 자체 ‘연료’를 빠르게 소모하는 탓에 결국 초신성 폭발을 일으키면서 찬란한 최후를 맞는다.30년 째 지상 569㎞ 높이에서 97분 마다 지구를 돌며 먼 우주를 관측하고 있는 허블우주망원경은 대기의 간섭없이 멀고 먼 우주를 관측하기 위해 제작됐다. 허블우주망원경은 30년의 세월동안 140만 건이 넘는 관측 활동을 벌였으며 이를 통해 천문학자들은 1만 7000건 이상의 논문을 발표했다. 그간 몇 번의 수리 과정을 거치는 우여곡절을 겪었지만 허블우주망원경은 지상 천체망원경보다 10~30배의 해상도를 가진 사진을 지금도 충실히 전송해오고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr