한번 보면 결코 잊지 못할 아름다운 야경 사진이 6일(현지시간) 우주 전문 사이트 스페이스닷컴에 소개되어 우주 마니아들의 눈길을 끌고 있다. 이 화제의 사진은 밤하늘에 곧추선 북두칠성을 잡은 것으로, 포르투갈의 알키바 별빛 보호구역(the Alqueva Dark Sky Reserve)에 있는 풀로 도 로보에서 찍은 것이다. 북두칠성이 산마루 위에 거의 수직으로 곧추서 있는 인상적인 이 장면은 별자리를 구성하는 밝고 화려한 별들을 보여준다. 큰곰자리의 꼬리 부분에 해당하는 북두칠성 같은 별 무리를 성군(星群)이라 하는데, 북두칠성은 밤하늘에서 가장 찾기 쉬운 성군일 것이다. 이런 이유로 북두칠성은 밤하늘에서 관측 대상을 찾는 데 길잡이별로 잘 이용된다. 예컨대 북두칠성 주걱 부분의 두 끝별 두베 (Dubhe)와 메라크(Merak)를 잇는 선분을 5배쯤 연장하면 밝은 별 하나가 빛나는 것을 볼 수 있는데, 그것이 바로 폴라리스, 즉 북극성이다. 그래서 두 끝별을 지극성(指極星)이라 한다. 사진의 전경에 보이는 풀로 도 로보는 포르투갈 알렌테 주(Alentejo) 메르톨라에서 북쪽 약 18km 떨어진 과디아나 강의 빼어난 경승지로, 여기서 강은 폭이 수 미터에 이르는 좁은 협곡으로 진입하여 높이 4m의 작은 폭포로 흘러들어간다. 이 사진을 찍은 미구엘 클라로는 포루투갈의 천문학자이자 작가, 과학 커뮤니케이터로, 수많은 밤하늘의 장관을 연출한 전문 사진작가이기도 하다. 위의 작품에 버금갈 만한 사진을 찍어 스페이스닷컴과 공유하고 싶다면 spacephotos@space.com의 편집장 타리크 말리크(Tariq Malik)에게 이미지와 설명을 보내면 된다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

심연의 우주 속에 숨겨진 보석상자가 한꺼번에 열린듯한 환상적인 성운(星雲)의 모습이 공개됐다. 지난 3일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 수많은 별들이 태어나는 '별들의 고향' 모습을 홈페이지에 공개했다. 사진 속 중심에 별들이 빼곡히 모여 빛나는 지역이 성단 'NGC 3603'이다. 지구에서 약 2만 광년 떨어진 용골자리에 위치한 NGC 3603은 우리 은하계에서 가장 많은 별들이 탄생하는 지역으로 유명하다. 이 중심에는 우리의 태양보다 질량이 큰 수천 개의 어린 별들이 존재하며 사진에서처럼 별들이 빽빽이 모여있는 것으로 정평이 나있다. 특히 NGC 3603 중심에는 3개의 '울프-레이에'(Wolf-Rayet)별도 존재해 더욱 신비롭게 빛난다. 프랑스 천문학자 샤를 울프의 이름을 딴 이 별은 우리 태양 질량의 20배 이상 되는 극대거성으로 자체 ‘연료’를 빠르게 소모하는 탓에 결국 초신성 폭발을 일으키면서 찬란한 최후를 맞는다. 수명이 수십 만년 밖에 되지 않아 우주의 시간에서는 그야말로 굵고 짧게 생을 마감하는 셈. 이 사진은 지난 2009년 8월과 12월 허블우주망원경이 촬영한 것으로 이번에 공개한 이유는 미국의 독립기념일인 7월 4일을 기념하기 위한 것이다. 이날 미 전역에서는 성대한 불꽃놀이가 열리는데 NASA 측은 이 사진에 '천체의 불꽃놀이'(Burst of Celestial Fireworks)라는 제목을 달았다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

2021년 8월 부산에서는 제31회 국제천문연맹(IAU) 총회가 열린다. 100여개국 약 1만 3000명 천문학자로 구성된 국제천문연맹은 3년마다 총회를 열어 새로운 연구 결과와 동향을 발표한다. 부산 총회 국내 준비위원회는 총회 엠블럼을 공모했고 4개의 후보작 중에서 최종 엠블럼을 결정했다. 엠블럼은 ‘일월오봉도’와 부산을 상징하는 광안대교를 소재로 디자인됐다. 이 엠블럼을 보면서 일월오봉도가 새겨져 있는 1만원권 지폐 도안이 떠올랐다.필자는 외국 천문학자들이 한국에 오면 경복궁에 데려가 소개한다. 유홍준 교수의 ‘나의 문화유산답사기’와 박상진 교수의 ‘궁궐의 우리 나무’라는 책 덕분에 민간 문화와 나무 해설사 역할을 쉽게 할 수 있다. 특히 경복궁 근정전 어좌 뒤편에 있는 일월오봉도를 설명할 때는 지갑에서 1만원권 지폐를 꺼내 앞면의 세종대왕 초상, 용비어천가, 일월오봉도를 보여 준다. 세종대왕은 집현전 학자들과 함께 훈민정음을 알기 쉽게 풀이한 해례본을 집필해 한글을 창제, 공표했다는 점과 새로 만든 한글을 활용하기 위해 집현전 학자들과 용비어천가를 만들었다고 설명한다. 또 세종대왕은 과학자들에게 천문관측기기, 해시계, 물시계를 만들고 역법을 정리하게 하는 등 한국 역사상 가장 과학이 발달한 시대를 이끌었다는 점도 빠뜨리지 않는다. 사실 우리나라 1만원권 뒷면은 천문학을 주제로 디자인돼 있다. 혼천의, 천상열차분야지도와 우리나라에 설치된 가장 큰 망원경인 보현산 천문대의 1.8m급 망원경이 조화롭게 도안됐기 때문이다. 혼천의는 고려대 박물관에 소장되어 있는 국보 제230호 ‘혼천시계’의 일부에 해당하는 것으로 해와 달, 행성의 위치를 측정하는 천문기기이다. 천상열차분야지도는 조선 태조 때 고구려 천문도(圖) 탁본을 비석에 새긴 천문도이다. 조선 숙종 때는 태조 석각본을 다시 비석에 새겨 두었다. 태조와 숙종 때 만들어진 석각 천상열차분야지도는 경복궁 고궁박물관에 각각 국보 제228호와 보물 제837호로 지정돼 보관 중이다. 천상열차분야지도는 고구려 시대 전체 하늘의 별을 표현한 지도로 세계에서 가장 오래된 별자리 모습을 보여 주고 있다. 마지막으로 보현산 천문대 1.8m 망원경은 1996년 경북 영천시 보현산에 설치된 직경 1.8m 광학망원경으로 국내 천문우주과학의 위상을 세계적 수준으로 끌어올리는 데 큰 역할을 했다. 경복궁 사정전 앞에 설치된 해시계 앙부일구의 원리를 설명하고 고궁박물관에 있는 천상열차분야지도를 보여 주면서 이런 설명을 이어 가면 외국 천문학자들은 세종 시대 천문학의 우수성을 인정하고 1만원권 뒷면 디자인이 매우 흥미롭고 이례적이라는 찬사를 아끼지 않는다.

지난해 10월 ‘외계에서 온 첫 손님’으로 화제가 된 소행성이 사실은 혜성이라는 새로운 연구결과가 나왔다. 최근 유럽우주국(ESA) 소속의 이탈리아 천문학자 마르코 미첼리 박사 연구팀은 '오무아무아'가 소행성이 아닌 혜성이라는 연구결과를 세계적인 과학저널 '네이처' 최신호에 발표했다. 하와이말로 ‘제일 먼저 온 메신저’를 뜻하는 오무아무아(Oumuamua)는 길이가 400m 정도인 소행성으로 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형을 가진 것이 특징이다. 지난해 10월 처음으로 천체망원경에 포착됐는데 당시 오무아무아는 베가(Vega)성 방향에서 시속 9만2000㎞의 빠른 속도로 날아와 태양계를 곡선을 그리며 방문한 후 페가수스 자리 방향으로 날아갔다. 흥미로운 점은 당초 전문가들은 오무아무아의 정체를 혜성으로 추측했다는 사실이다. 그러나 태양 인근을 지나가면서도 오무아무아가 혜성의 특징인 꼬리 분출같은 현상이 보이지 않아 소행성으로 '신분'이 바뀌었다. 한때는 두려움과 경이의 대상이었던 혜성은 타원 혹은 포물선 궤도로 정기적으로 태양 주위를 도는 작은 천체를 말한다. 소행성과의 가장 큰 차이점은 소행성이 바위(돌) 등으로 구성된 것과는 달리 혜성은 얼음과 먼지로 이루어져 있다. 이 때문에 혜성이 태양에 가깝게 접근하면 내부 성분이 녹으면서 녹색빛 등의 아름다운 꼬리를 남긴다. 그러나 미첼리 연구팀은 이번 연구를 통해 오무아무아를 다시 혜성이라고 결론지었다. 미첼리 박사는 "오무아무아가 태양의 중력으로 설명될 수 있는 비행 궤적에서 약간 벗어나있는데 이는 혜성 자체에서 나오는 먼지와 가스로 인한 제트의 영향 때문"이라면서 "오무아무아의 표면에서 나오는 가스가 궤적에 작은 변화를 주고있다"고 설명했다. 이어 "소량의 가스가 분출되는 탓에 직접적으로 관측되지 않은 것"이라고 덧붙였다. 한편 지난해 미국 하와이 대학 연구팀은 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)으로 오무아무아의 움직임을 관측해 첫번째 지구를 찾아온 인터스텔라(interstellar·성간) 천체로 규정했다. 정식명칭은 ‘1I/2017 U1‘로 이름에 붙은 ‘1I’의 의미도 첫번째 인터스텔라(interstellar)라는 뜻이다. 오무아무아가 지구와 최근접한 것은 지난해 10월 14일로 당시 거리는 2400만㎞였으며 현재는 7억㎞ 이상 떨어져 태양계를 벗어나고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

요즘도 잡지나 일간지에 '오늘의 운세'라든가 '별점 코너' 같은 게 실려 있는 것을 심심찮게 볼 수 있다. 과연 별자리 점이 맞을까? 일단 이 꼭지를 다 읽고 스스로 판단해볼 문제다. 달에 갈 수 있는 지금 세상에 아직도 그런 점 같은 거 믿는 사람이 있나, 생각하기 쉽지만, 독일의 한 여론조사 전문기관이 여론조사를 해본 결과, 여전히 3분의 1의 사람이 믿는 경향을 보였고, 반 가까운 사람들이 다소 믿는 쪽이라는 조사결과를 내놓았다. 우리가 생각하는 것보다 예상 외로 많은 사람들이 미신과 점을 믿는다는 것을 보여준다. 별점은 물론 서양의 점성술(astrology)에서 나온 것이다. 인간세계에서 일어나는 모든 일들은 천문학상의 현상과 깊은 관계가 있다고 믿는 신앙체계에서 나온 것이 바로 점성술이다. 고대 이집트인들은 시리우스가 지평선 위로 떠오르면 곧 우기가 시작되고 나일강이 범람한다는 것을 알았다. 이는 농사 준비를 서둘러야 한다는 것을 뜻한다. 이처럼 별의 운행을 보고 미래에 일어날 자연현상을 예측하는 패턴 읽기는 어느덧 역전되어, 시리우스가 뜸으로써 나일강이 범람하는 것으로 인식하기에 이르렀다. 이것이 천체의 운행을 사람의 운명과 결부시키게 된 동기다. 점성술의 탄생은 여기서 비롯되었다. 점성술의 시조는 최초로 황도 12궁 별자리를 만든 바빌로니아의 칼데아인으로 추정되고 있다. 기원전 1700년부터 1500년 사이에 이 지역에서 만들어진 비석을 살펴보면, 7개 행성의 위치와 전쟁, 기근, 왕위 교체 등과 관련된 예언이 발견되고 있다. 이것이 점성술에 관해 확인할 수 있는 가장 오래된 문헌이다. 이후 이들은 기원전 625년 신바빌로니아 제국을 건설했고, 점성술은 서서히 체계를 갖추어갔다. 황도 12궁과 일곱 행성(태양, 달, 수성, 금성, 화성, 목성, 토성)과의 관계에서 성립된 고대 바빌로니아의 점성술에서 태양과 달을 포함하는 7개의 행성은 신이며, 의지를 갖고 움직이는 존재들이었다. 그들이 모두 같은 궤도 위에서 움직이기 때문에, 각 궁에 나름대로의 의미가 생성되어, 행성과 행성의 관계뿐만 아니라, 각각의 행성과 그 행성이 머물고 있는 궁과의 관계도 예언 속에서 연관 맺게 되었다. 그 결과, 구체적이고 다방면에 걸친 예언이 가능해지게 되었다. 이 바빌로니아 점성술은 유럽뿐만 아니라 널리 이집트, 인도까지 퍼져나갔다. 기원 2세기 천동설의 결정판인 '알마게스트'(Almagest)를 쓴 프톨레마이오스도 생업은 점성술사였다. 이 분야에서 가장 권위 있는 책인 '테트라비블로스'(Tetrabiblos)를 쓴 사람이 바로 그였다. 하지만 그는 자신의 저서에는 "천문학은 제1의 과학이며 독립적인 것이다. 점성술은 제2의 과학이며, 제1의 과학의 응용에 지나지 않는다. 그 자체는 2류의 과학이다"라고 토로하기도 했다. 하긴 천문학을 하면서 점성술로 밥을 먹은 사람은 그뿐이 아니다. 17세기에 행성운동의 3대 법칙을 발견한 불세출의 천문학자 요하네스 케플러도 궁해지면 점성술로 돌아오곤 했다. 슬픈 자기 합리화를 하면서. “점성술은 어머니인 천문학을 먹여살리는 창녀일 뿐이다.” 그 시절에는 천문학과 점성술의 경계가 모호하기는 했다. 코페르니쿠스의 지동설이 갈릴레오와 케플러에 의해 굳건히 자리잡음에 따라 천문학과 점성술은 비로소 확연히 나뉘게 되었고, 점성술은 크게 힘을 잃기에 이르렀다. 1755년 11월 1일 토요일 기독교 성인들을 기리는 만성절 날 아침, 포르투갈의 리스본에 진도 9의 대지진이 일어났다. 포르투갈 왕국을 덮친 역대급 재앙인 리스본 대지진은 화재와 해일까지 불러와 리스본의 건물 중 85%가 파괴되고 10만 가까운 사람들이 희생되었다. 역사상 최악의 지진이었다. 당시 충격받은 유럽 지식층 일각에서는 이런 말이 나왔다고 한다. “만약 점성술이 맞다면 각기 다른 별자리에 태어난 10만 명의 사람이 어찌 한날한시에 다 같이 죽을 수 있단 말인가?” 현대 서양점성술에서 사용되고 있는 것은 주로 황도 12궁이다. 12궁의 각각은 탄생 시기를 나타내며, 사람의 성격을 분석하고 점성학적 자료를 통해 미래를 예측한다. 동양에서 12간지로 하는 띠별 운세와 비슷하다. 점성술사는 새로 바뀐 별자리에는 관심을 두지 않으며, 천체의 실제 위치보다는 2000년 넘게 내려온 오래된 별자리를 이용하여 관습적으로 점을 본다. 별점을 믿고 안 믿고는 개인이 선택할 문제임을 알 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

낮 기온 30도를 웃도는 무더위가 이어지고 있다. 한여름의 초입이다. 한국관광공사에서 7월에 가볼 만한 곳을 추천했다. 여름밤 별을 보며 더위를 식히기 좋은 곳이 테마다. 아이돌과 함께 가면 좋을 천문대, 낭만이 가득한 산책길 등 다양한 곳이 선정됐다.①1010m에서 보는 밤하늘 ‘화천 조경철천문대’ 강원 화천에는 ‘아폴로 박사’로 유명한 천문학자 조경철을 기리는 조경철천문대가 있다. 광덕산에 자리잡은 천문대는 밤하늘을 바라보는 데 최적의 조건을 갖췄다. 일반인이 접근할 수 있는 국내 천문대 중 가장 높은 곳(해발 1010m)에 있다. 시민천문대 중 가장 구경이 큰 1m 망원경도 설치돼 있다. 연간 관측 일수가 130일 이상이어서 별이 쏟아질 듯한 비경을 만나기 좋다. 매일 저녁 8시 ‘별 헤는 밤’ 강연과 밤 11시부터 밤새 별을 보는 ‘심야관측’ 프로그램은 천문학에 대한 이해를 돕는다. 관측기법을 배우는 별사진학교와 다양한 실습과정도 운영된다. 천문대에 자세한 내용을 확인하고 예약 후 참가하는 것이 좋겠다. 천문대 근처 광덕계곡에는 숙박시설이 많아 물놀이를 하기에 제격이다. 곡운구곡의 절경, 파로호전망대, 한국수달연구센터, 평화의댐 등을 함께 둘러봐도 좋다. 화천 조경철천문대 (033)818-1929.②‘거인의 눈동자’로 보는 증평 좌구산천문대 좌구산천문대는 충북 증평과 청주 일대 최고봉인 좌구산(657m)에 자리해 있다. 주변에 도시의 불빛이 없어 맑고 깨끗한 밤하늘이 펼쳐진다. 국내에서 가장 큰 356㎜ 굴절망원경은 ‘거인의 눈동자’라는 별명으로 불리기도 한다. 경통 길이만 4.5m, 천체를 최대 700배까지 확대해서 볼 수 있다. 작은 망원경으로 볼 수 없는 다양한 천체의 모습을 관찰하는 데 유용하다. 여름철에는 토성과 목성 등을 찾아볼 수 있어 아이들에게 인기다. 1층 천체투영실의 돔형 스크린에 펼쳐지는 별자리 이야기와 2층 ‘스페이스 랩’의 로켓 시뮬레이션 등 전시물도 볼거리다. 천문대 밖으로 펼쳐진 좌구산자연휴양림은 여름밤 휴식을 취하기 좋은 산책로다. 천문대 주차장에서 좌구산 정상까지 바람소리길이 40분쯤 이어진다. 휴양림에서 하루 묵은 뒤 증평민속체험박물관, 증평대장간 등을 둘러보는 것도 좋다. 증평군 문화체육과 (043)835-4146.③숲에 별 쏟아질 듯 ‘장흥 정남진편백숲우드랜드’ 전남 장흥 억불산에 자리한 정남진편백숲우드랜드는 맑고 투명한 하늘을 이고 있어 빛 오염 없이 별 구경하기 좋은 곳이다. 여름은 별을 관측하기에 최적의 시기는 아니지만 억불산 주변은 대기가 맑아 머리 위로 별이 쏟아질 듯하다. 정상 부근에는 정남진천문과학관이 있다. 주관측실에는 600㎜ 반사망원경과 152㎜ 굴절망원경이 설치돼 있어 성운, 성단, 은하 등을 관측할 수 있다. 보조관측실에는 태양의 홍염과 흑점을 살필 수 있는 망원경 6대가 있다. 2층 전시실의 천상열차분야지도와 별자리 탐험 등 전시물도 흥미롭다. 억불산 편백숲을 걸으며 별을 올려다보는 것도 좋다. 푹신푹신한 톱밥산책로를 걸으며 심호흡을 하면 상쾌한 피톤치드향이 밀려든다. 정남진편백숲우드랜드에는 황토흙집, 목조주택, 삼나무한옥 등 다양한 숙박시설이 갖춰져 있다. 인근 한승원소설문학길, 이청준 생가 등을 돌아봐도 좋다. 장흥군 문화관광과 (061)860-0257.④별빛 조명 삼은 반딧불이 군무 ‘영양 천문대’ 무공해 청정지역으로 이름난 경북 영양에는 국제밤하늘보호공원과 반딧불이천문대가 있다. 주변에 민가 불빛이 없어 칠흑 같은 어둠 속에서 영롱한 별빛과 반딧불이 군무를 만날 수 있다. 국제밤하늘협회(IDA)는 왕피천생태경관보전지구 일부를 포함한 반딧불이생태공원 일대 390만㎡(약 120만평)를 아시아 최초 국제밤하늘보호공원(IDS Park)으로 지정했다. 반딧불이천문대에서는 낮에는 태양망원경으로 흑점과 홍염을, 밤에는 주관측실 406.4㎜ 반사굴절망원경 등으로 행성, 성운, 성단 등을 관측할 수 있다. 전문해설사의 별 이야기도 흥미롭다. 반딧불이천문대 야간 관측은 저녁 7시 30분부터 10시까지다. 월요일과 공휴일 다음날은 휴관이다. 영양군청소년수련원에서 반딧불이생태학교까지 수하계곡 일대 1㎞에는 6월 말부터 반딧불이가 나타난다. 반딧불이가 많을 때는 나무가 크리스마스트리처럼 반짝이는 진풍경이 펼쳐진다. 영양군 문화관광과 (054)680-6413.⑤낮엔 조랑말 밤엔 별구경 명당 ‘제주 마방목지’ 낭만의 섬 제주는 별과 함께 여름을 보내기에 최적의 장소다. 바닷가에서도 별을 볼 수 있지만 불빛이 없는 곳을 찾으면 더 아름다운 밤하늘을 볼 수 있다. 5·16도로에 위치한 마방목지는 낮에 조랑말을 보러 사람들이 찾는 장소지만 밤에는 인적이 끊겨 별을 즐기기 좋다. 아이와 함께 별을 보고 싶다면 제주별빛누리공원이 제격이다. 별과 우주를 주제로 한 천문 공원으로 4D입체상영관, 천체투영실 등이 있다. 3층 관측실에는 600㎜ 카세그레인식 반사망원경과 소형 망원경도 마련돼 있다. 1100고지휴게소는 사진가들이 손꼽는 별 구경 명당이다. 가로등 하나 없는 길을 굽이굽이 올라야 해 운전에 주의할 필요가 있다. 별 이름이 붙은 새별오름도 별 구경 명소다. 오름 정상은 해발 519.3m. 가는 길이 잘 정비돼 있어 30분이면 오를 수 있다. 마방목지에서 차로 5분 거리의 사려니숲길을 걸으며 쉬어 가는 것도 좋다. 제주관광정보센터 (064)740-6000.⑥천문 테마파크 ‘양주 송암스페이스센터’ 경기 양주 계명산 자락에 자리한 송암스페이스센터는 ‘천문 테마파크’다. 별을 관측하는 천문대와 교육공간간 스페이스센터부터 호텔급 숙소, 레스토랑까지 갖추고 있다. 스페이스센터 천체투영관에서는 360도 반구형 스크린을 통해 실감 나는 우주여행 영상을 볼 수 있다. 영어 버전 동영상을 갖춰 외국인이 찾기에도 적당하다. 아시아 최초로 문을 연 챌린저러닝센터에서는 ‘인류 최초 목성 탐사’ 시나리오에 맞춘 기본훈련을 체험할 수 있다. 단체 이용만 가능하다. 스페이스센터 맞은편 트램스테이션에서는 천문대로 올라가는 케이블카가 출발한다. 탁 트인 전망을 보며 627m를 오르면 천문대가 나온다. 국내 기술로 처음 만든 600㎜ 주망원경이 있는 뉴턴관(주관측실)에서는 시간대별로 가장 멋진 모습을 뽐내는 천체를 볼 수 있다. 인근 양주시립장욱진미술관, 장흥자생수목원 등도 둘러볼 만하다. 양주시 문화관광과 (031)8082-4114. 이정수 기자 tintin@seoul.co.kr 한국관광공사 제공

중국의 우주실험실 톈궁-1이 지구로 추락해 지구촌 민폐가 된 지 2달 만에 제2 우주실험실 톈궁-2의 움직임도 예사롭지 않다고 우주 전문 사이트 스페이스닷컴이 25일(현지 시간) 보도했다. 미국 하버드-스미소니언 천체물리학 센터 천문학자인 조나단 맥도웰에 따르면, 6월 들어 중국의 무인 우주선 톈궁-2가 예기치 않게 지구로 향해 뛰어들었는데, 2주 전에 비해 고도가 95km나 떨어졌다가 지난 22일 다시 원래 고도인 390km로 되돌아갔다. 이 같은 고도 변화는 중국이 톈궁-2를 궤도에서 이탈시키기 위한 준비단계인 것으로 보인다고 맥도웰은 추측했다. 톈궁-2의 이러한 기동의 증거는 미국 정부가 수집한 데이터를 추적하여 얻은 것이다. 이 같은 톈궁-2의 기동은 중국이 2016년 9월에 발사한 톈궁-2의 하부 시스템에 대한 추가 데이터를 수집하기 위한 것으로 맥도웰은 추측하고 있다. 이들 하부 시스템 중 많은 부분, 특히 우주 실험실의 추진장치는 중국이 목표로 하는 우주정거장에 탑재될 것으로 보인다. 중국은 2022년까지 우주정거장을 지구 궤도에 올릴 것을 목표로 하고 있다. 따라서 중국 당국자들은 추진 시스템이 어떻게 작동하며, 얼마나 신뢰할 수 있는지, 2년 후 우주에서 얼마나 잘 작동될 것인지에 대한 기준선을 원할 것이라고 맥도웰은 밝혔다. 일종의 보너스로 실행되었던 이번 고도 변화 기동은 남은 연료를 소진시킴에 따라 최종적인 지구 대기 재진입 때 충격을 크게 줄여줄 것이라고 맥도웰은 덧붙였다. 재진입이 언제 있을지는 불분명하지만, 이달의 기동은 중국이 9.5톤에 이르는 톈궁-2에 대한 통제력을 가지고 있음을 보여주며, 만약 그들이 원한다면 궤도 이탈을 계획할 수 있을 것으로 맥도웰은 보고 있다. 따라서 지난번 톈궁-1의 추락과 같은 위험한 상황은 현재로서는 일어나지 않을 것으로 보인다. 중국 최초의 우주실험실인 톈궁-1은 2011년 9월에 발사됐으며, 2012년 6월과 2013년 6월 두 차례 우주비행사가 방문하기도 했다. 톈궁-1과 지상 관제실 간의 데이터 전송은 2016년 3월에 끝났고, 거대한 우주선은 지난 4월 1일 지구로 떨어지면서 불탔으며 잔해는 남부 태평양에 추락했다. 다행히 추락에 따른 특별한 피해는 발생하지 않았다. ‘하늘의 궁전’ 이란 뜻의 ‘톈궁’ 시리즈는 중국이 우주정거장을 건설하는 데 필요한 랑데뷰와 도킹 기술을 습득하기 위한 것이다. 톈궁-2에는 2016년 10월 -11월에 우주 비행사 2명이 방문했으며, 여러 차례의 로봇식 연료 보급 시연을 위한 기지로 사용되었다. 마지막 시연은 2017년 9월에 마무리되었다. 톈궁-2는 그 이후로 일종의 동면 상태에 들어갔고, 궤도를 유지하기 위해 몇 개월마다 사소한 엔진 점화를 수행했다. 이러한 움직임과 이달의 기동은 중국이 여전히 우주실험실을 통제하고 있음을 보여준다. 그러나 앞으로 3년 동안 궤도에 머물 것으로 보이는 톈궁-2가 언제 고장을 일으켜 다시 지구촌에 비상을 걸지는 두고볼 일이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

허블우주망원경이 잡은 우주의 10대 신비 중 독수리 성운(M16)의 ‘창조의 기둥'(Pillars of Creation)이 자기장의 힘으로 유지되고 있다는 사실이 한국 과학자들이 참여한 연구에서 밝혀졌다. 지구에서 약 7000광년 떨어진 곳에 위치한 독수리성운은 고밀도의 수소와 먼지들로 꽉 차있으며 이곳에서 셀 수 없는 수많은 별들이 탄생하고 있는 ‘별들의 부화장’이다. 그중 창조의 기둥은 압도적인 형태와 규모를 자랑하는데, 왼쪽의 가장 높은 기둥은 바닥에서 꼭대기까지 거리가 무려 1광년에 달한다. 한국천문연구원 연구진이 참여한 국제연구팀 ‘BISTRO’(B-Fields in Star-Forming Region Observations)는 전파관측을 통해 창조의 기둥 내 자기장 방향이 기둥과 나란히 위치하고, 그 세기는 기둥 구조를 유지할 수 있을 정도로 강하다는 것을 처음으로 규명했다. 별들은 낮은 온도와 높은 밀도 때문에 대부분의 가스가 분자 형태로 존재하는 분자구름에서 중력수축으로 만들어진다. 하지만 분자구름 속의 대부분의 가스와 먼지는 별을 만드는 데 사용되지 않는다. 이는 중력수축을 방해하는 작용이 있음을 암시한다. 별 탄생 영역의 자기장은 먼지로부터 나오는 열복사 관측을 통해 연구할 수 있다. 길쭉한 먼지알갱이들은 자기장 속에서 일정한 방향으로 정렬되고 자기장 방향에 수직으로 편광된 전파를 방출한다. 이런 원리를 바탕으로, 밀리미터 또는 서브밀리미터 파장의 전파관측으로 편광 현상을 관측하면 자기장 방향을 추정할 수 있다. 연구진은 전파관측을 통해 ‘창조의 기둥’ 내 자기장을 연구해 자기장의 방향이 기둥에 나란하며 그 세기가 기둥의 구조를 유지할 수 있을 정도로 강하다는 것을 처음으로 밝혔다. 이런 자기장이 없었다면 기둥을 둘러싸고 있는 플라즈마의 압력에 의해 그 구조가 파괴되어 기둥대신 올챙이 모양이나 구형으로 변했을 것이다. 연구진이 참여하고 있는 국제 프로젝트 BISTRO는 JCMT 전파망원경의 대규모 과제 중 하나로 별 탄생 영역에서 자기장의 역할을 연구한다. 전 세계 120여 명의 연구진 중 한국에서는 28명의 천문학자가 참여하고 있으며 한국의 연구책임자는 한국천문연구원 권우진 박사다. 권 박사는“별 탄생에서의 자기장 역할은 수십 년간 논란이 되고 있는 난제이며, 이번 연구는 독수리성운의 별 탄생 기둥이 자기장에 의해 그 구조가 유지된다는 것을 처음으로 밝혔다”며 “BISTRO 과제에 참여하고 있는 한국 연구자들은 다른 별 탄생 영역의 자기장 형태와 세기를 연구하고 있어 다양하고 흥미로운 연구결과들이 계속 이어질 것”이라고 말했다. 해당 연구 논문은 '아스트로피지컬 저널 레터스'(The Astrophysical Journal Letters) 6월 10일 자에 게재되었다. 　 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

약 1억5000만 광년 거리에 있는 거대한 블랙홀 하나가 항성을 잡아먹는 모습이 포착됐다. 태양보다 질량이 2000만 배 이상 큰 이 괴물 천체에서 별을 빨아먹는 과정에서 트림하듯 나온 ‘제트’ 현상을 천문학자들이 관측하는 데 성공한 것이다. 이런 초질량 블랙홀은 평소 잠을 자듯 가만히 있지만 별이 사정권 안에 들어오면 본격적인 사냥을 시작한다. 그런데 블랙홀의 강력한 중력에 붙잡힌 별은 가까운 쪽과 먼 쪽에 작용하는 중력의 크기가 달라 마치 면 가락을 뽑듯 가늘고 길게 늘어난다. 그러면 블랙홀은 이를 마치 국수 먹듯 삼킨다. 이른바 ‘조석파괴사건’(TDE·tidal disruption event)으로 불리는 이 우주 현상은 지금까지 극히 일부에서만 발견됐지만, 우주 초기에는 더 흔한 일이었다고 천문학자들은 추정한다. 미국국립전파천문대(NRAO)가 주도한 국제천문학연구팀은 세계 각지에 있는 여러 전파망원경과 적외선망원경을 사용해 ‘Arp 299’로 불리는 충돌하는 두 은하 중 한쪽에서 이런 조석파괴사건을 발견할 수 있었다. 두 은하 중 한쪽 중심에 있는 초질량 블랙홀은 태양보다 질량이 두 배 이상 큰 별 하나를 흡수하며 조석파괴사건에서 중요한 세부적인 내용을 보여줬다. 천문학자들은 이 불운한 별에서 뜯겨 나온 물질들이 블랙홀 주위에 회전 원반을 형성하고 일부 물질이 블랙홀 자전축 양방향으로 고속으로 분출하는 제트를 형성한다고 말한다. 이번 관측 연구에 공동저자로 참여한 스페인 안달루시아 천체물리학연구소의 미겔 페레스-토레스 박사는 “지금까지 조석파괴사건에서 제트의 형성과 진화 과정이 직접 관측된 적은 없었다”고 말했다. ‘Arp 299’에 블랙홀이 존재한다는 것을 보여주는 첫 번째 증거는 2005년 1월 30일에 나왔다. 당시 천문학자들은 카나리아제도에 있는 윌리엄허셜망원경을 사용해 두 은하 중 한쪽 중심에서 방출된 밝은 적외선 폭발을 포착했다. 같은해 7월 17일 미국 전역에 설치된 10개의 전파망원경 네트워크인 ‘베리롱베이스라인어레이’(VLBA)에서도 Arp 299의 같은 위에서 방출된 새로운 별개의 전파를 확인했다. 거의 10년 동안에 걸쳐 시행된 VLBA와 유럽 VLBI 전파망원경 네트워크(EVN), 그리고 또다른 전파망원경들을 사용한 지속적인 관측에서 블랙홀의 제트 분출 현상은 예상대로 한 방향에서 폭발하는 전파 방출임을 보여줬다. 관측된 전파 팽창은 제트 속 물질이 평균적으로 빛의 속도의 약 4분의 1로 이동했음을 보여줬다. 다행히 전파는 은하 속 블랙홀로 흡수되지 않고 지구까지 도달할 수 있었다. 대부분 은하 중심에는 태양의 몇백만 배에서 몇십억 배의 질량을 가진 초질량 블랙홀이 존재한다. 블랙홀 하나에는 질량이 너무 많이 집중돼 있어 중력이 너무 강해 빛조차 빠져나갈 수 없다. 하지만 블랙홀이 주변 물질을 흡수하는 과정에서 제트 분출이 일어나 블랙홀의 존재를 보여준다. 이는 전파 은하와 퀘이사에서 볼 수 있는 현상이다. 페레스-토레스 박사는 “하지만 대부분의 경우 초질량 블랙홀은 어떤 것도 파괴할 만큼 활동적이지 않아 조용한 상태”라면서 “조석파괴사건은 우리에게 강력한 블랙홀 부근에서 제트 형성과 진화에 대한 이해를 증진할 특별한 기회를 줄 것”이라고 말했다. Arp 299의 초기 적외선 폭발은 충돌하는 두 은하에서 초신성 폭발을 감지하기 위한 프로젝트 진행 도중 발견됐다. Arp 299에서는 수많은 별이 폭발하며 초신성이 된다. 이 때문에 Arp 299는 초신성 공장으로도 불린다. 블랙홀 제트 분출 역시 처음에는 초신성 폭발로 여겨졌다. 처음 관측된지 6년 뒤인 2011년에서야 전파 방출 부분이 증가하기 시작했다. 그후 관측에서는 이런 전파 팽창이 증가했고 과학자들은 자신들이 보고 있는 것이 초신성이 아니라 제트임을 알 수 있었다. 자세한 연구 성과는 세계적 학술지 사이언스(Science) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

수많은 크레이터와 크고 작은 상처들로 가득한 토성의 달 모습이 사진으로 공개됐다. 지난 4일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 토성탐사선 카시니호가 촬영한 위성 테티스(Tethys)를 홈페이지에 공개했다. 지표면의 '숨구멍'까지 생생히 보일만큼 선명한 이 사진은 지난 2015년 8월 17일 카시니호가 4만 4500㎞ 거리에서 촬영한 것이다. 흑백이 절묘하게 대비되는 모습이 한편으로는 비현실적인 그림처럼 보일 정도다. 이 사진에서 가장 관심을 끄는 부분은 마치 누군가에게 얻어맞은 듯 동그랗게 보이는 거대 크레이터다. 천체와의 충돌로 생긴 이 크레이터의 이름은 ‘오디세우스’(Odysseus)로, 지름은 450㎞에 달한다. 테티스의 지름이 1071㎞인 것과 비교해 보면 얼마나 거대한 규모인지 알 수 있는 대목. 지난 1684년 프랑스 천문학자인 장 도미니크 카시니가 발견한 테티스는 그리스 신화에서 이름을 따온 ‘바다의 여신’이다. 특히 테티스는 표면 물질이 대부분 물로 이루어진 얼음으로 이는 토성 고리의 성분과도 비슷하다. 한편 토성과 주위 위성들의 '민낯'을 보여준 카시니호는 지난해 9월 15일 오전 7시 55분(한국시각 15일 저녁 8시55분)께 토성 대기권으로 뛰어들어 장렬한 죽음을 맞았다. 　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

거대한 두 개의 은하가 서서히 충돌해 생긴 '우주의 혼돈'이 카메라에 포착됐다. 지난달 31일(현지시간) 유럽우주국(ESA)은 허블우주망원경으로 촬영한 NGC 3256의 모습을 사진으로 공개했다. 지구에서 무려 1억 광년 떨어진 곳에 위치한 NGC 3256은 히드라-센타우루스 초은하단( Hydra-Centaurus Supercluster)의 구성원으로 전체적인 사이즈는 우리 은하와 비슷하다. 천문학자들의 관심을 끄는 이유는 두 개의 은하가 서로 접근해 충돌하고 있기 때문이다. 전문가들은 약 5억년 전 부터 두 개의 나선은하가 충돌을 시작해 지금은 막바지 단계에 접어든 것으로 보고있다. 결과적으로 지금의 모습은 두 은하의 '합병'이 남긴 혼돈을 사진으로 보여주고 있는 셈이다. 다만 두 은하가 합병한다고 해도 각각의 별들이 직접적으로 충돌할 가능성은 거의 없다. 이는 천체들의 먼 거리 때문이지만 그 주위를 둘러싼 가스와 먼지등은 지금도 활발히 충돌하고 있을 것으로 보인다. 한가지 더 흥미로운 사실은 합병 과정에서도 수많은 별들은 탄생하고 있다는 점이다. 사진 속에서 파랗게 빛나는 점들은 새롭게 태어난 어린 별들로 가스와 먼지의 충돌이 만들어낸 결과물이다. 　 　 　 　　 사진=NASA, ESA 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

외계 생명체에 혼란 줄 수도 “슬픈 광경이다. 저곳에도 누군가 살고 있다면 얼마나 많은 비극과 어리석음이 있을 것인가. 저곳들에 아무도 살고 있지 않다면 이 얼마나 심각한 공간 낭비인가.” 영국의 비평가이자 역사학자 토머스 칼라일(1795~1881)은 ‘여러 세계들에 관하여’라는 글에서 밤하늘의 반짝이는 별들을 보며 느낀 감정을 이렇게 표현했습니다.이런 인문학적 의문은 실제 천문학자와 우주생물학자들의 관심으로 이어지고 있습니다. 외계 문명의 숫자를 추정할 수 있는 수식인 ‘드레이크 방정식’을 만든 프랭크 드레이크 박사가 1960년 외계 지적생명체탐사 프로젝트 ‘세티’(SETI)를 시작한 뒤 2016년 영국 왕립학회가 새로 선보인 외계 생명체 탐사프로젝트 ‘돌파구 계획’에 이르기까지 말입니다. 외계 문명에 대한 탐사 노력은 인류가 로켓 기술을 확보해 우주로 위성을 쏘아 올리게 되면서 본격화하기 시작했습니다. 그 시작은 1977년 발사된 보이저 1, 2호라고 할 수 있을 것입니다. 보이저호는 현재 태양계를 벗어나 인류 역사상 처음으로 성간(Interstellar) 여행을 하고 있는 우주선입니다. 여기에는 외계인들과 ‘조우’했을 경우 지구의 문명과 환경에 대해 알리기 위한 ‘골든 레코드’가 실려 있습니다. 골든 레코드는 말 그대로 지름 30㎝ 크기의 금박을 입힌 LP레코드판입니다. 여기에는 지구와 생명의 진화를 표현한 19개 소리, 지구와 인류의 모습이 담긴 118장의 사진, 바흐와 스트라빈스키 등 클래식 음악부터 불가리아 민속음악까지 지구를 대표하는 음악 27곡, 55개 지구언어로 된 인사말이 실려 있습니다. ‘안녕하세요’라는 한국어 인사말도 포함돼 있습니다. 그런데 지난 24~27일 미국 로스앤젤레스에서 열린 전미우주학회(NSS)의 국제우주개발콘퍼런스(ISDC)에서 오하이오 보울링그린주립대 언어학자와 심리학자들은 골든 레코드가 외계인들에게 지구문명에 대한 오해를 갖게 만들어 오히려 지구와의 조우를 피하게 만들 가능성이 크다는 분석 결과를 발표해 주목받고 있습니다. 외계 생명체들에게 지구 문명을 이해시키기 위한 수단이 의도와는 달리 전혀 다른 메시지를 전달하게 될 수 있다는 말입니다. 이번 분석을 주도한 셰리 웰슨 얀센 언어학 교수는 “골든 레코드를 만든 사람들은 외계 생명체도 인간과 똑같은 오감을 갖고 있다는 가정에서 시작했다”며 “골든 레코드는 인간이 자신을 어떻게 보고 싶어 하는지를 보여 주는 아름다운 예술품일 뿐”이라고 비판했습니다. 연구팀은 외계 생명체들이 인간과 달리 오감 중 어느 한 감각이 없거나 인간에게는 없는, 그리고 전혀 예상치 못한 감각 기능을 갖고 있다면 골든 레코드를 접했을 경우 심각한 혼란에 빠질 수 있다고 강조했습니다. 레코드 속 사진과 소리를 일치시켜 볼 수 있는 방법이 없기 때문에 외계인들은 수선화가 호랑이 포효소리를 낸다고 이해할 수도 있다는 것입니다. 여기에 여러 나라 언어로 녹음된 인사말들은 마치 말다툼이나 무질서함으로 해석될 수도 있다고 지적했습니다. 골든 레코드는 ‘코스모스’로 유명한 칼 세이건 박사를 비롯해 각 분야의 최고 전문가들이 제작에 참여했지만 ‘외계문명도 우리와 비슷할 것‘이라는 무의식적 편견에서는 벗어나지 못했던 모양입니다. 최고 전문가들도 이럴진대 일반인들은 나 이외의 존재에 대한 선입견이나 편견에 더 쉽게 빠질 수 있을 것입니다. 많은 철학자들이 타인과 만났을 때 상대를 있는 그대로의 ‘존재’로 받아들여야지 내가 ‘소유’하고 있는 잣대로 봐서는 안 된다고 조언하는 것도 그런 이유 때문이 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr

검은 과부거미(black widow spider)는 짝짓기 이후 암컷이 수컷을 잡아먹기 때문에 이같은 명칭이 붙었다. 그런데 천문학자들도 동반성을 흡수하는 중성자별에 같은 이름을 붙였다. 블랙 위도우 펄서(black widow neutron star/pulsar)는 강력한 중력으로 동반성을 흡수해 몸집을 키운다. 중성자별은 초신성 폭발 후에 남은 잔해가 뭉쳐서 형성되는 천체로 전체가 중성자로 구성된 하나의 원자핵이나 마찬가지다. 작은 크기에도 불구하고 질량은 태양보다 커서 그 표면 중력은 빛의 속도로만 겨우 탈출할 수 있는 수준이다. 만약 이보다 더 질량이 커지면 그때는 빛조차도 빠져나오지 못하는 블랙홀이 된다. 보통 중성자별은 초신성 폭발의 결과로 생성된다. 그런데 동반성을 가진 초신성이 초신성 폭발 이후에도 동반성을 계속 거느리고 서로의 주위를 공전하는 경우가 있다. 일반적인 별과 중성자별의 쌍성계는 거리가 먼 경우 안정적으로 유지되지만, 만약 거리가 가까운 편이면 중성자별의 중력이 작용해 동반성이 흡수되는 운명에 처한다. 이는 이론적으로는 쉽게 예측할 수 있으나 중성자별이 대부분 멀리 떨어져 있어 그 구체적인 모습은 알기 어려웠다. 캐나다 토론토 대학의 로버트 마인과 동료 과학자들은 작년에 푸에르토리코에 있는 아레시보 전파 망원경으로 지구에서 6500광년 떨어진 중성자별인 'PSR B1957+20'를 관측했다. 이 중성자별은 초당 600회라는 엄청난 속도로 회전하고 있어 밀리세컨드 펄서로 분류된다. 그런데 이 중성자별에서 매우 가까운 거리에는 태양 지름의 1/3 정도 되는 갈색왜성(brown dwarf)이 존재한다. 갈색왜성은 목성 질량의 13배에서 80배 사이의 천체로 행성과 달리 핵융합 반응을 일으킬 수 있으나 안정적인 핵융합 반응을 유지할 수 없어 흔히 실패한 별로 불린다. 연구팀은 역대 최고 분해능인 20km로 이 쌍성계를 관측하는 데 성공했다. 이는 명왕성에서 지구 표면에 벼룩을 관측한 것과 비교할 수 있는 수준으로 중성자별 관측 사상 가장 정밀한 관측이다. 관측 결과 중성자별과 갈색왜성 간의 거리는 200만km에 불과했다. 이는 지구 달 거리의 5배 정도로 중성자별의 강력한 중력과 방사선을 생각하면 대단히 가까운 것이다. 일반적인 갈색왜성의 온도는 낮지만, 이 갈색왜성은 중성자별에서 나오는 강력한 방사선의 영향으로 표면 온도가 태양과 비슷한 섭씨 6000도에 달한다. 이로 인해 표면 물질이 증발해 마치 혜성의 꼬리 같은 구조물을 만들고 있다. 그리고 이렇게 증발한 물질이 중성자별의 강력한 중력에 의해 흡수되는 것이다. 아마도 이 갈색왜성은 과거에는 지금보다 크기가 더 컸을 것이며 어쩌면 평범한 별이었는데 갈색왜성으로 크기가 감소했을 가능성도 있다. 물론 과거사와 관계없이 이 갈색왜성의 운명은 중성자별로 흡수되는 것이다. 연구팀은 이번 관측을 통해 이론적으로 예측되었던 사실을 다시 확인했을 뿐 아니라 지금까지 정확히 원인을 몰랐던 여러 가지 현상에 대한 단서를 얻었다. 하지만 과학자들은 당연히 여기에서 만족하지 않고 앞으로 더 정밀한 관측을 통해 우주의 비밀을 풀어나갈 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

천문학자들이 지구에서 가장 가까운 ‘별들의 요람’을 그 어느 때보다 자세하게 보여주는 새로운 지도를 만들어냈다. 이 요람은 오리온 성운 중에서 ‘오리온 A 분자구름’으로 불리는 곳이다. 오리온 성운은 은하수로 불리는 우리 은하에 속하며 지구에서 약 1350광년 거리에 있다. 성운은 성간 가스와 먼지가 널리 펼쳐진 구름을 말하는데 오리온 성운의 질량은 태양의 2000배에 달한다. 이 곳에는 다양한 진화 단계에 있는 별들이 있어 천문학자들은 별들이 어떻게 태어나고 진화하면서 주변 환경에 어떤 영향을 미치는지를 관측을 통해 배울 수 있다. 이번 지도 제작을 주도한 미국 예일대의 숴 콩 박사후연구원은 “우리 지도는 별들이 어떻게 분자구름 속에서 형성되고 그 어린 별들이 부모가 되는 분자구름에 다시 어떻게 영향을 주는지 연구하는 데 필요한 광범위한 물리적 척도를 제시한다”고 말했다. 지도 제작에는 캘리포니아주(州)에 있는 카르마(CARMA·Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy) 전파간섭계와 일본 나가노에 있는 노베야마 전파관측소(NRO·Nobeyama Radio Observatory) 망원경의 데이터가 쓰였다. 연구팀은 이들 정보를 통해 오리온 A 분자구름이라는 별 형성 영역의 상세한 지도를 만들 수 있었다. 이번 프로젝트에 참여한 제시 페더슨 연구원은 “이번 조사는 독특하게도 특성이 서로 다른 두 망원경의 데이터를 조합한 것”이라면서 “우리는 CARMA의 확대 데이터와 NRO의 광각 데이터를 결합해 형성 중인 각 별의 모습은 물론 분자구름의 전반적인 형태와 움직임까지 동시에 포착해냈다”고 말했다. 이에 대해 헥터 아르세 예일대 천문학과 교수는 “우리가 공개한 이 자료는 별들의 형성과 진화 과정에 관한 광범위한 연구에 도움이 될 것”이라고 말했다. 또 연구팀은 이번 지도가 은하수 바깥 영역에 관한 연구를 진행하기 위해 별 형성 모델을 만드는 데도 유용하게 쓰일 것이라고 생각한다. 미국 국립과학재단(NSF)의 프로그램 책임자 글렌 랭스턴은 “결합한 관측 자료는 천문학자들이 별들이 얼마나 빠르고 효율적으로 형성되는지를 이해하는 데 큰 도움이 된다”면서 “예를 들어, 이 지도는 질량이 큰 별들이 방출하는 에너지가 분자구름 환경에 커다란 영향을 미치는 것을 보여준다”고 말했다. 한편 이번 연구 성과는 천문학 분야 권위지인 ‘천체물리학저널 중보’(The Astrophysical Journal Supplement Series) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

태양 같은 별의 마지막은 갖고 있던 가스를 우주 공간으로 방출하고 중심부에 있던 물질이 뭉쳐 작고 조밀한 천체인 백색왜성이 되는 것이다. 이 과정은 별의 전체 일생보다 매우 짧은 시간 동안 발생하지만, 이 시기가 별의 생애에서 가장 아름다운 순간이 될 수 있다. 주변으로 퍼진 가스가 독특한 모양과 색으로 빛나는 행성상 성운을 만들기 때문이다. 각양각색의 행성상 성운은 천문학자는 물론 일반 천문 애호가들 사이에서도 인기가 높다. 하지만 행성상 성운의 가치는 단지 아름답다는데 그치지 않는다. 별이 마지막 순간에 우주로 방출하는 가스에는 다음 세대의 별과 행성을 만들 다양한 물질이 담겨 있다. 따라서 이 과정을 이해하는 것은 별의 마지막 순간을 파악하는 것은 물론 은하와 별의 진화를 이해하는 데 중요하다. 최근 유럽우주국(ESO)의 허셜 우주망원경은 지구에서 8000광년 떨어진 거리에 있는 ‘개미 성운’(Ant Nebula, Menzel 3)에서 매우 독특한 파장의 빛을 검출했다. 이를 분석한 국제 천문학자 팀에 따르면 이는 수소 재조합 레이저 방출 (hydrogen recombination laser emission)이라는 매우 드문 현상으로 자연적으로 생기는 레이저 방출이다. 특정 파장의 빛이 자연적으로 증폭돼 레이저 형태로 방출되는 현상은 가끔 행성상 성운에서 발견할 수 있지만, 여러 가지 조건이 우연히 일치해야 가능하다. 따라서 반대로 이를 확인하면 보통은 관측이 어려운 행성상 성운 내부의 상태를 파악할 수 있다. 연구팀은 개미 성운 내부에 있는 백색왜성 주변에 성운의 다른 부위보다 몇천 배 높은 밀도의 가스 원반이 있을 것으로 추정했다. 가장 가능성이 큰 설명은 두 개의 별이 쌍성계를 이루고 있는데 먼저 죽은 동반성이 백색왜성의 형태로 공전하고 있다가 다른 동반성이 가스를 방출할 때 중력을 통해 영향력을 행사한다는 것이다. 개미처럼 생긴 독특한 성운의 모습 역시 동반성이 있다고 가정하면 쉽게 설명할 수 있다. 비록 쌍성계의 모습 자체는 가스에 가려 보이지 않지만, 과학자들은 이론적 모델과 관측 결과를 비교해 내부의 모습을 파악할 수 있다. 레이저를 방출하는 개미 성운은 우주에 독특한 천체가 얼마나 많은지 보여주는 사례 가운데 하나다. 물론 아직 밝혀지지 않은 비밀을 간직한 행성상 성운도 여럿 존재한다. 이들이 지닌 비밀 역시 과학 앞에 하나씩 모습을 드러낼 것이다. 사진=NASA, ESA & the Hubble Heritage Team (STScI/AURA) 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

우리 은하에서 가까운 이웃 은하들의 모습을 그 어느 때보다 선명하게 보여주는 이미지가 공개됐다.미국항공우주국(NASA)은 17일(현지시간) 천문학자들이 허블우주망원경으로 이웃 은하들을 관측해 고해상도 이미지를 만들어냈다고 밝혔다. 이들 연구자는 허블우주망원경의 새로운 적외선 관측 자료를 기존 자료와 결합해 무수히 많은 별이 만들어지고 있는 나선은하와 왜소은하 등 이웃 은하 50개의 이미지를 제작했다. ‘레거스’(LEGUS·Legacy ExtraGalactic UV Survey)로 명명된 이 프로젝트는 각 은하의 이미지뿐만 아니라 그 안에 있는 성단과 항성 목록까지 포함돼 있다. 이번 조사연구를 이끈 미국 매사추세츠대 애머스트캠퍼스의 다니엘라 칼제티 교수는 “지금까지 자외선 관측 자료를 포함한 성단과 항성 목록이 작성된 적은 없다”면서 “자외선은 천문학자들이 항성의 나이는 물론 형성 방법을 알아내는 데 도움을 주는 가장 뜨겁고 어린 별 집단을 추적하는 주요 인자”라고 설명했다. 성단 목록에는 100만 년부터 5억 년까지 약 8000개의 젊은 성단이 포함됐다. 이런 ‘항성 군집’(별들이 모여있는 것)은 우리 은하에서 볼 수 있는 가장 큰 성단보다 10배 더 크다. 또 항성 목록에는 우리 태양보다 최소 5배 더 큰 항성이 3900만 개가 있다. 가시광선 자료에는 100만 년에서 몇십억 년 사이에 있는 별들이 있고, 자외선 자료에는 100만 년에서 1억 년 사이에 있는 가장 어린 별들이 있다. 이같은 허블의 관측 자료는 이웃 은하들을 분석하기 위한 모든 정보를 제공해준다. 미국 우주망원경과학연구소(STScI)의 엘레나 새비 박사는 “우리는 다른 천문학자들에게도 항성과 성단 목록 자료를 해석하는 데 도움이 되도록 컴퓨터 모델을 제공한다”면서 “예들 들면 연구자들은 하나의 특정 은하나 일련의 은하에서 별들이 형성되는 방법을 조사할 수 있다”고 말했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난 15일(이하 현지시간) 미 항공우주국(NASA)이 우주에서 촬영된 흥미로운 사진 한장을 공개했다. 심연의 어둠 속에서 작은 점으로 빛나는 두 천체는 바로 우리가 사는 지구와 달이다. 이 사진은 화성으로 향하던 큐브샛 '마르코'(MarCo)가 지난 8일 100만㎞ 떨어진 지점에서 촬영했다. 장착된 고성능 안테나가 제대로 펴지는 지 확인하는 과정에서 지구와 달이 점으로 함께 찍힌 것이다. 이에대해 NASA 제트추진연구소 마르코 담당 수석 엔지니어 애디 클래시는 “이 사진을 보이저호에 대해 경의를 표한 것으로 봐달라”면서 “큐브샛이 이처럼 멀리 비행한 적이 없기 때문에 기념비적인 것”이라고 의미를 부여했다. 그가 보이저호에 경의를 표한 이유는 있다. 지금으로부터 28년 전인 지난 1990년 '인류의 척후병' 보이저 1호가 태양계를 벗어나기 전 카메라를 지구로 돌렸다. 당시 보이저 1호와 지구와의 거리는 약 60억㎞로 우리가 사는 세상은 '창백한 푸른 점'에 불과했다. 당시 촬영된 이 사진은 미국의 유명 천문학자인 칼 세이건(1934~1996)의 바람이 실현이 된 것으로 그는 1994년 저서인 ‘창백한 푸른 점’(Pale Blue Dot)을 저술하면서 다음과 같은 명언을 남겼다. “지구는 우주에 떠있는 보잘 것 없는 존재에 불과함을 사람들에게 가르쳐주고 싶었다.” 물론 인류의 척후병과 화성으로 가는 작은 위성을 직접 비교하는 것은 무리가 있지만 마르코도 우주사에 의미있는 한 장을 장식 중이다. 마르코는 NASA가 만든 초소형 인공위성이다. 지난 5일 NASA는 화성 땅에 착륙해 지하를 탐사할 '인사이트'를 아틀라스5 로켓에 실어 발사하면서 큐브샛 2대도 함께 실어보냈다. NASA가 멀고 먼 화성에 작은 위성을 보내는 이유는 있다. 멀리 떨어진 화성에서 지구까지 데이터를 안정적으로 보내는 것은 어렵다. 여기에 화성 역시 지구처럼 자전하기 때문에 화성 표면의 탐사선은 주기적으로 한동안 지구와 연락을 취할 수 없게 된다. 이같은 단점을 한방에 극복하는 대안은 화성에 인공위성을 띄우는 것인데 문제는 막대한 비용이다. 그러나 마르코와 같은 큐브샛은 바로 비용 문제를 절감하는 최고의 방법으로 크기가 36.6 x 24.3 x 11.8cm에 불과해 우주선의 자투리 공간에 수납할 수 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

최근 재미있게 봤던 방송 프로그램 중 하나가 ‘알쓸신잡’(알아두면 쓸데없는 신비한 잡학사전)이다. 방송에 나오는 잡학 지식이 우리가 알고 있어야 하는 것인지 의문이 들기도 했지만 한편으로 출연자들이 쏟아내는 다양한 지식에 감탄하기도 했다. 많은 사람들은 연구자들을 오직 자기 분야에만 몰두하는 사람이라고 생각한다. 정말 그럴까. 최근 발표된 연구 결과들을 살펴보면 암 연구가 이제는 단순히 세포나 동물실험 등 하나의 분야에만 몰두하는 연구가 아니라는 것이 잘 나타난다. 암 연구자들은 사회과학연구인 ‘소셜네트워크 연구법’을 암 연구에 적용하고 있다. 세포 안에서는 많은 유전자와 단백질이 끊임없이 상호작용해 기능한다. 연구자들은 이런 상호작용 중 특별하고 이상한 변화를 보인 유전자나 단백질을 찾고 그 변화만 집중 연구했다. 그러나 이런 변화도 정상세포처럼 다양한 상호작용을 통해 성장이나 전이를 일으키고 약제에 대한 효과나 내성도 일으킨다는 사실을 알게 됐다. 이젠 개별 이상을 넘어서 시스템 차원에서 접근해야 한다는 사실을 알게 된 것이다. 이를 ‘시스템 생물학’이라고 한다. 최근 미국 애리조나대 연구진은 사회관계도처럼 암 세포 안에서도 일종의 지도를 만들 수 있고 나아가 보다 효과적인 치료법을 제시할 수 있다고 밝혔다. 사회 전체와 개인이 맺는 관계가 신체와 세포가 맺는 관계로, 세포와 유전자가 맺는 관계로 서로 치환될 수 있다는 것이다. 인공지능(AI)과 딥러닝(심화학습) 기술도 이미 의학연구와 임상현장에 적용하고 있다. 최근 학술지 ‘플로스 원’에 발표된 한 연구에 따르면 일부 컴퓨터 영상분석 기술이 인간보다 수행능력이 더 우수했다. 심부전은 해당 기술의 진단 정확도가 97%로 두 명의 병리과 의사가 보여 준 정확도 74%와 73%보다 훨씬 높았다. 또 컴퓨터단층촬영(CT) 영상에 이 기술을 적용했더니 폐결절의 악성 및 양성 여부를 2명의 영상전문가보다 5~8% 정도 더 잘 구별했다. 자기공명영상촬영(MRI)에서도 영상의학과 전문의가 미처 발견하지 못한 전립선암을 70% 정도 더 찾기도 했다. 딥러닝 기술은 암 연구에서 이미 주류 연구 분야의 하나다. 지난달 미국 시카고에서 열린 미국 암연구협회 연례회의에서는 대학이나 연구소 소속의 유명한 암 연구자가 아닌 구글에서 일하는 연구자가 나와 인공지능과 딥러닝 기술을 접목한 병리 판독결과를 보여 줬다. 암을 효과적으로 치료하기 위해서는 보다 좋은 영상자료를 얻고 이를 통해 보다 정확하게 판독해야 한다. 그러나 현실은 말처럼 쉽지 않다. 가장 큰 이유는 종양이 갖고 있는 이질성 또는 다양성 때문이다. 같은 환자에게서 얻는 종양 조직조차 모양과 범위가 다르다. 치료에 대한 반응도 차이를 보인다. 영국 맨체스터대에서는 화성을 연구하기 위해 천문학자들이 개발한 영상촬영법과 분석기술을 종양을 찾는 데 썼다. 종양도 화성처럼 매우 다양하고 복잡한 모습을 갖고 있고 치료에 따라 변하기 때문이다. 이 기술은 암 치료효과 판정능력을 4배 높였다. 암 연구자들이 다른 과학자들이 개발한 기술에 무임승차한 셈이다. 과거에는 한 분야 기술을 다른 분야에 적용하는 것이 쉽지 않았다. 이제는 분야를 넘나드는 기술들이 많아지고 있다. 학제 간 소통도 보다 원활하게 이뤄지고 있다. 그리고 학문 간 소통, 즉 ‘통섭’을 통한 연구 성과들이 점점 더 많이 보고되고 있다. 아마도 앞으로는 ‘쓸데없는 지식’이라는 말은 없어져야 할 것 같다.

별들도 사람처럼 태어나고 늙고 죽는다. 우리 태양 역시 50억 년 후에는 최후를 맞는다. 그러면 태양의 삶이 끝난 후에는 어떻게 될까? 태양을 태우는 연료인 수소가 바닥나면 태양은 무섭게 팽창하기 시작해 적색거성이 되고, 그 다음 별의 외곽이 우주로 떨어져나가 행성상 성운을 만들며, 중심에는 별의 속고갱이라 할 수 있는 백색왜성이 남는 것으로 예측된다. 그러나 최근 천문학자들은 이에 대한 새로운 결론을 이끌어내어 학계의 주목을 받고 있다. 별의 수명은 그 별의 질량과 밀접한 관계가 있다. 질량이 큰 별일수록 수명이 짧다. NASA에 따르면 우리 태양은 지구의 약 109 배인 140만km의 지름을 가진 황색왜성이다. 이런 별은 수명이 약 100억 년으로, 우리 태양은 태어난 지 약 45억 년이므로 중년의 별인 셈이다. 앞으로 50억 년 후면 태양은 수소가 소진되고, 헬륨 같은 더 무거운 원소를 태우는 단계로 돌입한다. 이 단계는 결렬하게 진행되는데, 태양의 몸피가 현재 크기의 100 배 이상으로 팽창하면서 금성 궤도에까지 이를 것이다. 이른바 적색거성의 길을 걷는 것이다. 그 다음은 어떻게 되는가? 태양의 외곽을 이루는 껍질이 우주로 방출되어 거대한 가스 고리의 행성상 성운을 이루게 되어 저 명왕성 궤도에까지 이를 것이며, 별의 속심은 지구 크기의 고밀도 백색왜성으로 축소된다. 이 백색왜성은 은은한 빛으로 자신을 둘러싼 가스 고리를 비출 것으로 보이는데, 문제는 이 가스 고리 성운이 눈에 보일 것인가 하는 것이 천문학계의 오랜 퍼즐이었다. 이 같은 가스 고리는 죽어가는 별의 약 90 %가 방출하는 것으로, 수천 년 동안 그 형태를 유지하는 것으로 알려져 있다. 이미 수십 년 전에 이룩한 컴퓨터 모델에 따르면, 태양 질량의 약 2배 이상인 별만이 밝은 가스 고리 성운을 생성할 수 있는 것으로 나와 있다. 그러나 이 예측은 관측 사실에 일치하지 않는 것으로 밝혀졌다. 국제적인 연구팀의 새로운 연구에 의하면, 무거운 질량의 별도 가시적인 가스 고리를 만들지만, 오래된 타원은하 속의 낮은 질량 별 역시 그러한 가스 고리를 만든다는 관측 결과를 내놓았다. 기존 이론과는 명백히 배치되는 이 ‘오랜 수수께끼’를 풀기 위해 과학자들은 별의 라이프 사이클을 예측할 수 있는 새로운 컴퓨터 모델을 개발했다. 이 새로운 모델에 따르면, 적색거성이 방출한 먼지와 가스 성운은 이전 모델에 비해 3배 빠르게 가열된다. 이처럼 빠른 성운의 가열 상태는 태양 같은 낮은 질량의 별들 역시 가시적 성운을 만들 수 있는 것으로 나타났다. 또한 태양 질량의 1.1 배 미만인 별은 더 희미한 성운을 생성하고, 태양 질량의 3배 이상인 큰 별은 더 밝은 성운을 생성한다는 것으로 밝혀졌다. 이로써 태양 질량의 별이 최후에 남기는 고리 성운의 퍼즐은 25년 만에 해결을 보게 되었다. 결론은, 앞으로 50억 년 후 태양은 적색거성의 길을 걷게 되고, 명왕성 궤도에까지 이르는거대한 고리 성운을 남길 것이며, 그 고리 성운 속에는 한때 인류가 지구 행성에서 이룩했던 문명의 잔해들도 틀림없이 포함되어 있을 것이다. 만약 인류가 지구 종말 이전에 다른 행성으로 이주해서 살고 있다면 분명 고향 행성의 잔해들이 섞여 있는 아름다운 태양 고리 성운을 멀리서 지켜볼 수 있을지도 모른다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

허블 우주 망원경은 천문학을 한 단계 끌어올린 획기적인 망원경이었다. 1990년대부터 맹활약을 펼친 허블우주망원경 덕분에 천문학자들은 우주의 놀라운 비밀들을 파헤칠 수 있게 됐다. 하지만 세월이 흘러 이제 허블우주망원경보다 더 강력한 망원경이 필요해졌다. 이제 발사를 앞둔 제임스 웹 우주 망원경은 2.4m 구경의 허블우주망원경보다 훨씬 큰 6.5m 지름의 반사경을 지녀 천문학의 수준을 한 단계 더 끌어올릴 것으로 기대되고 있다. 하지만 10조 원에 달하는 엄청난 비용으로 논란이 된 적이 있다. 앞으로 천문학의 발전을 위해서는 더 강력한 우주 망원경이 필요한데, 제임스 웹 우주 망원경보다 더 큰 망원경의 발사 비용을 어떻게 감당할지 고민인 것이다. 미 항공우주국(NASA)은 제임스 웹 우주 망원경의 후속으로 12m 지름의 반사경을 지닌 고해상도 우주 망원경 HDST(High-Definition Space Telescope)를 검토 중이지만, 비용 문제가 큰 걸림돌이다. 따라서 NASA는 대안적인 우주 망원경 기술에 대한 연구를 지원하고 있다. 코넬 대학의 드미트리 사브란스키와 그 동료들은 우주에서 스스로 조립되는 모듈식 우주 망원경을 제안했는데, NASA는 NIAC(NASA Innovative Advanced Concept) 1단계 사업으로 이 연구를 지원하기로 결정했다. 개념은 매우 간단해서 30m 크기의 반사경을 한 번에 발사하는 것이 아니라 1,000개로 쪼갠 후 우주에서 조립하는 것이다. 이미 지상에 건설되는 10m 이상 대형 망원경은 한 번에 반사경을 만들기 어렵기 때문에 여러 개의 육각형 거울을 이어 붙이는 방식으로 제작되고 있다. 제임스 웹 우주 망원경 역시 작은 육각형 거울을 접어서 발사했다가 우주에서 펼치는 방식이다. 그렇다면 차라리 작은 조각을 나눠서 발사하자는 주장도 설득력이 있다. 작은 조각들이 서로 결합하는 방식을 사용할 경우 망원경의 크기를 이론적으로 무한대로 확장할 수 있을 뿐 아니라 수리가 편리해지고 무엇보다 한 번에 모든 것을 걸지 않아도 되는 장점이 있다. 그런 일은 없어야 하겠지만, 만약 제임스 웹 우주 망원경이 발사과정에서 문제가 생기면 엄청난 시간과 비용을 들여 개발한 망원경을 사용 못 하게 될 수 있다. 하지만 모듈 구조는 여러 번 나눠서 발사하기 때문에 이와 같은 위험을 분산시킬 수 있으며 한 번 발사에 실패해도 프로젝트 전체가 실패하지 않는다. 하지만 사람의 도움 없이 작은 반사경 조각들이 우주에서 결합해서 하나의 큰 반사경으로 작동하는 기술은 아무도 성공한 적이 없는 미지의 영역이다. NASA는 1단계에서 13.5만 달러의 자금을 지원해 개념을 검증하고 타당성이 있다고 생각하면 실제 프로토타입까지 개발하는 2단계 프로젝트로 진행할 계획이다. 여기서 기술적 가능성이 검증되면 실제 모듈 몇 개를 우주에 발사해 실현 가능성을 최종적으로 검토하게 될 것이다. 이 단계까지는 상당한 시간이 소요될 것으로 보이는데, 28년이나 현역으로 활동하는 허블우주 망원경처럼 제임스 웹 우주 망원경도 바로 교체하기 어렵기 때문에 시간은 충분할 것이다. 천문학의 발전은 망원경의 발전과 함께했다고 해도 과언이 아닐 것이다. 태초 우주에 어떤 일이 있었는지, 생명체는 지구에만 존재하는지 같은 근원적인 질문에 답하기 위해서 과학자들은 지금보다 훨씬 크고 강력한 차세대 망원경이 필요하다. 물론 쉽지 과제지만, 인류는 언젠가 해답을 찾아낼 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com