지난달 30일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)의 '오늘의 천체사진'(APOD)에 소개된 금성의 이미지 하나가 화제가 되고 있다. 우리가 늘 보던 금성의 모습과는 달라도 너무나 다르기 때문이다. ‘이거 금성 사진 맞아?’라는 소리가 나올 법하다. 사정을 말하면 다음과 같다. 일본의 금성 탐사선 아카쓰키는 계획에도 없는 내부 태양계를 에두르는 5년에 걸친 곡예 비행 끝에 지난 2015년 마침내 금성 궤도에 안착하는 데 성공했다. 아카쓰키는 예정된 수명을 넘어 아직까지 정상작동하고 있으며 계획했던 미션들을 거의 다 수행했다. 금성 기후 궤도선으로 알려진 아카쓰키는 탑재된 장비로 지구의 자매 행성인 금성에 관해 알려지지 않은 정보들을 수집했다. 예컨대, 금성에 아직 활화산이 존재하는가를 비롯해, 짙은 대기 속에서 번개 현상이 일어나는가, 왜 풍속이 자전속도보다 훨씬 빠른가 등에 관한 정보들이다. 아카쓰키의 IR2 카메라로 촬영한 위의 이미지는 적외선으로 본 금성의 표면이다. 위의 밝은 갈색 부분은 가상색으로 금성의 적도대이며, 검은 띠는 금성의 하층 뜨거운 대기 중의 구름이 적외선을 흡수한 까닭이다. 지구에서 볼 때 금성이 하늘에서 그렇게 밝고 아름답게 빛나는 것은 실제 금성의 표면이 아니라, 금성을 뒤덮고 있는 짙은 황산 구름의 반사 덕분이다. 위의 이미지는 적외선으로 그 황산 구름층을 뚫고 본 금성의 민얼굴인 셈이다. 금성의 표면은 황산으로 이루어진 짙은 구름으로 덮여 있어 아주 뜨겁고 건조할 뿐 아니라, 표면 온도는 온실가스 효과로 인해 500도에 달하며, 두터운 대기층으로 인해 대기압은 지구의 90배에 이른다. 만약 사람이 금성 표면에 내린다면 그 즉시로 납짝하게 짜부러지고 말 것이다. 게다가 황산으로 이루어진 구름에서 때때로 황산비가 내린다. 이 모든 조건에서 볼 때 태양계에서 가장 지옥에 닮은 곳이 있다면 금성일 거라고 천문학자들은 입을 모은다. 금성의 영어 이름은 미의 여신 비너스(Venus)인데, 엄청 위험한 미녀인 셈이다. 금성을 지옥처럼 만든 주범이 이산화탄소임이 밝혀진 것은 20세기 들어서였다. 이산화탄소는 금성 대기에서 96.5%를 차지한다. 열을 잡아가두는 대표적인 온실기체로 지구 온난화의 주범으로 꼽히는 이산화탄소는 동물들의 호흡이나 화석연료의 연소에서 나오는 것으로 식물의 광합성에 사용되는 기체다. 지구에서도 이산화탄소 배출이 빠른 속도로 증가하면서 지구온난화를 재촉하고 있다. 지구도 이대로 가면 금성의 뒤를 밟아 지옥으로 변하지 않을까 우려를 사고 있다. 파리 기후협약을 탈퇴한 도널드 트럼프 미국 대통령이 비난받는 것도 이런 이유 때문이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

31일(현지시간) 홍콩 천문학자들이 빅토리아 하버에서 천체망원경을 설치하고 있다. 개기월식이 일어날 것으로 예견된 이날은 35년 만에 ‘슈퍼문’, ‘블루문’, ‘블러드문’ 총 3가지 천문현상이 관측될 것으로 보인다. 사진=AP 연합뉴스 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

31일 달이 지구 그림자에 완전히 가려져 사라지는 개기월식과 검붉은 달을 의미하는 ‘슈퍼 블루 블러드문’이 동시에 뜨는 우주쇼가 벌어져 천문학계의 관심이 집중되고 있다.한국천문연구원에 따르면 달은 30일 오후 8시 48분부터 부분월식을 시작해 오후 9시 51분부터 개기월식을 이룰 예정이다. 이 개기월식은 오후 11시 7~8분에 절정에 달할 것으로 보이며 1일 오전 1시 10분까지 볼 수 있다. 이번 달은 개기월식과 함께 보름달이 지구와 가까워져 크게 보이는 슈퍼문과 블루문 현상이 동시 관찰할 수 있어 검붉은 달을 볼 수 있는 절호의 기회라고 천문연측은 설명했다. ‘수퍼 블루 블러드문’은 1982년 12월 이후 35년 만이다. 검붉은 달은 달이 지구 그림자 안으로 들어갔을 때 지구 대기를 통과한 태양빛이 꺾여 달에 도달하게 되는데 지구 대기를 지난 이 빛이 산란이 일어나 달이 검붉게 보여 ‘블러드문’이라고 부른다. 슈퍼 블루문 개기월식은 19년 뒤인 2037년 1월 31일에나 다시 볼 수 있다. 천문연 측은 페이스북을 통해 이번 개기월식을 실시간으로 중계한다. 개기월식을 제대로 보기 위해서는 주변 천문대를 방문하거나 지대가 높은 곳을 찾으면 좀더 잘 관측할 수 있다. 개기월식은 해마다 한두차례 일어난다. 두 번째 개기월식은 7월 28일이다. 이때는 오후 3시 24분 부분월식을 시작해 개기월식이 오후 4시 30분에 이뤄져 오후 5시 37분까지 관측할 수 있다. 완전한 개기월식의 과정을 볼 수 있는 건 6년 만이다. 다음 개기월식의 전 과정을 지켜 보려면 7년 뒤인 2025년 9월 7일에야 가능하다.2014년 10월 9월에는 달빛이 붉은 색으로 바뀌는 이른바 ‘레드문’ 개기월식이 일어나 관심을 집중시켰다. 한편, 올 연말인 12월 13일에는 1948년 미국 천문학자 칼 비르타넨이 발견한 5.4년 단주기 혜성인 비르타넨 혜성이 태양과 가장 가까워지는 지점인 근일점을 통과한다. 근일점을 통과할 때는 맨 눈으로 관측이 가능하며 같은 달 유성우도 쏟아질 예정이다. 강주리 기자 jurik@seoul.co.kr

은하 주변의 공간이라고 해도 사실 아무것도 없는 빈 공간은 아니다. 별 사이에 공간에 성간 가스라는 매우 희박한 가스가 있듯이 은하 외부 공간에도 은하 간 가스가 있다. 은하 사이의 가스라고 해봐야 사실 인간의 관점에서는 진공 상태나 다를 바 없지만, 워낙 공간이 크기 때문에 오히려 은하보다 총질량이 더 크다. 그리고 이 공간에 미스터리한 암흑 물질이 존재한다. 천문학자들은 은하 주변의 물질 분포를 확인하기 위해 암흑 에너지 조사(Dark Energy Survey, DES) 연구를 진행 중이다. 사실 우리가 아는 수소나 헬륨 같은 물질은 우주에서 차지하는 비중이 매우 낮다. 우주에 있는 물질과 에너지 대부분은 암흑 에너지이며, 물질의 80%도 사실은 그 정체를 모르는 암흑 물질이다. 비록 그 정체는 모르지만, 과학자들은 암흑 물질이 행사하는 중력을 통해 그 존재를 알 수 있다. DES에서는 2013년부터 5억7000만 화소의 암흑 에너지 카메라(Dark Energy Camera)와 고성능 망원경을 이용해서 전체 하늘의 1/8에 해당하는 지역의 사진 4만 장을 확보했다. 그리고 이를 다시 분석해 우리 은하 주변의 물질 분포를 연구했다. 그 결과 새로운 11개의 별의 흐름(stellar stream)을 발견할 수 있었다. (개념도 참조) 사실 개념도처럼 쉽게 파악할 수 있을 정도로 많은 별이 존재하지는 않지만, 거의 별이 없는 공간을 흐르는 별과 가스의 집단이 있기 때문에 이런 명칭이 붙었다. 과거 23개의 별의 흐름이 알려져 있었고 이번에 11개를 새로 찾아냈는데, 아직도 발견되지 않은 별의 흐름이 우리 은하 주변에 존재할 가능성이 있다. 이런 별의 흐름은 과거 은하 간 상호 중력 작용이나 혹은 흡수된 위성 은하의 흔적 등이 원인이다. 비록 오래전 원인이 되는 천체는 사라졌지만, 그때 작용한 중력이 물질과 암흑 물질을 끌어당겨 긴 꼬리를 남긴 것이다. 좀 더 서정적으로 표현하면 은하 주변을 흐르는 별의 강이나 시냇물 정도로 표현할 수 있다. DES 연구팀은 이 별의 흐름에 보이지 않는 암흑 물질의 분포가 중력을 통해 큰 영향을 행사한다고 보고 있다. 이를 연구하면 암흑 물질의 분포를 파악하는 것은 물론 그 정체에 대해서 한 발 더 다가설 수 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

16일(이하 현지시간) 밤 미국 미시간주(州) 하늘에서 유성이 폭발한 뒤 그 잔해인 운석을 찾기 위해 미 전역에서 운석 사냥꾼들이 몰려들었다. 미국항공우주국(NASA)에 따르면, 이번 유성은 폭 1.8m로 추정되며 약 32㎞ 상공에서 폭발했다. 그때 대부분 잔해가 주내 햄버그 타운십에 떨어진 것으로 추정되고 있다. 그 첫 번째 잔해들은 18일 애리조나주(州) 출신 운석 전문 탐사팀에 의해 발견됐다. 오전 9시쯤 래리 앳킨스의 첫 번째 발견을 시작으로 15분 뒤 로버트 워드 역시 운석 조각을 발견했다. 이렇게 해서 래리 앳킨스가 2개, 로버트 워드가 3개, 대릴 랜드리가 1개를 각각 발견했다. 지난 몇 년 동안 전 세계에서 600개가 넘는 운석을 수집했다는 로버트 워드는 현지 매체와의 인터뷰에서 자신이 발견한 운석 중 하나를 손에 들고 “이건 굉장한 표본이다. 이틀 전 이것은 몇십만 마일에 달하는 거리를 지나 여기 내 손에 들어왔다”면서 “정말 좋은 하루였다”고 말했다. 또 그는 이번 운석을 찾기 위해 “지진 기록 자료와 도플러 레이더, 목격자 정보를 토대로 어느 곳을 탐색해야 할지 범위부터 줄였다”면서도 “운석 전문 사냥꾼들은 조사하기 전 땅 소유주의 허가를 받는다”고 설명했다. 천문학자들도 이번 유성 폭발에 의한 운석 3조각을 발견했으며 롱웨이 플라네타륨(천체 투영관) 소속 과학자들은 전시회를 개최했다. 소행성이나 혜성에서 떨어져 나온 작은 덩어리를 유성체라고 하는데 그 덩어리가 지구 대기권에 진입하면 유성이 된다. 유성은 불덩어리나 슈팅스타로도 불린다. 그리고 유성이 땅에 떨어지면 운석이라고 하는데 이는 수집가들 사이에서 높은 가격에 거래된다. 크리스티 경매사의 운석 컨설턴트인 뉴욕 거주자 데릴 피트는 최소 1㎏이 나가는 운석을 2만 달러(약 2100만 원)에 사고 있다고 밝혔다. 그는 “난 더 많은 사람에게 (운석을) 보여주고 싶다”면서 “운석은 놀라울 정도로 희소한데 이제 세상은 이런 운석이 얼마나 특별한 것인지 받아들이기 시작했다”고 말했다. 사진=AP 연합뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

천문학자들도 찾지 못한 지구형 행성을 과학에 관심을 가진 일반인들이 5개나 찾아내 주목을 받고 있다.세계적인 과학저널 ‘사이언스’와 영국 BBC는 아마추어 천문학자들로 구성된 시민과학자(citizen scientist)들이 새로운 행성계를 발견해 지난주 미국 워싱턴DC에서 열린 ‘제231회 미국천문학회’에서 발표했다고 21일 밝혔다. 이번 성과는 현재 약 100만명의 일반인들이 참여하고 있는 대표적인 시민과학 사이트인 ‘주니버스’(Zooniverse)에서 이뤄냈다. 시민과학자들이 발견한 5개의 행성은 지구의 1.6~3.3배 크기의 ‘지구형 행성’으로 ‘K2-138계(界)’로 이름이 붙여졌다. 시민과학자들은 미국항공우주국(NASA)에서 운용하고 있는 케플러우주망원경에서 보내온 데이터를 면밀히 분석한 결과 기존의 외계행성에서 보내오는 신호와 다른 패턴을 찾아내 이번 발견을 이끌어 냈다. 이번에 발견된 행성계에 과학자들이 주목하는 것은 독특한 움직임 때문이다. 우리 은하의 태양계를 포함해 많은 행성의 움직임은 ‘공명사슬’이라는 수학적 원리를 따르고 있다. 행성이 항성(별) 주변을 공전할 때 바깥쪽 궤도에 있는 행성은 바로 안쪽에 있는 행성보다 공전시간이 50% 정도 더 걸린다는 것이 공명사슬 원리다. 그런데 이번에 발견된 K2-128계는 4번째 행성과 5번째 행성의 공전주기가 공명사슬 원리를 따르지 않는 독특한 움직임을 보이고 있다. 이 때문에 4번째와 5번째 행성 사이에 아직 발견하지 못한 행성이 있거나 그렇지 않다면 완전히 새로운 형태의 행성 움직임이 가능하다는 설명이다. 시민과학자들의 연구를 도운 캘리포니아공대(칼텍) 천문학자 제시 크리스티안슨 박사는 “비과학자와 남녀노소 관계없이 많은 사람들이 집단지성을 통해 새로운 형태의 천체 시스템을 발견했다는 점에 과학자들도 주목하고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

블랙홀은 무엇이든지 흡수하는 괴물 같은 천체다. 하지만 아무것도 탈출할 수 없다면 이를 관측하는 일은 매우 어렵다. 블랙홀의 존재가 이론적으로 예측되었음에도 한동안 그 존재가 의문시되었던 이유다. 하지만 이제 과학자들은 수많은 블랙홀의 존재를 직접 관측하고 그 안에 숨겨진 비밀을 탐구하고 있다. 그것이 가능한 이유는 블랙홀 자체는 빛을 내지 않지만, 블랙홀에 흡수되는 물질과 제트(jet)의 형태로 방출되는 물질이 막대한 에너지를 내놓기 때문이다. 특히 은하 중심에는 태양 질량의 수백만 배에 달하는 거대 질량 블랙홀(supermassive black hole)이 존재해 많은 연구가 이뤄지고 있다. 하지만 블랙홀에는 거대 질량 블랙홀만 있는 것은 아니다. 블랙홀을 크게 두 가지 형태로 분류하면 은하 중심에 존재하는 거대 질량 블랙홀과 별과 비슷한 질량을 지닌 항성 질량 블랙홀로 나눌 수 있다. 항성 질량 블랙홀은 거대한 질량을 가진 별이 초신성 폭발을 일으키면서 중심부에 있는 물질이 뭉쳐 생성된다고 보고 있다. 별이 최후를 맞이할 때 남은 질량이 많으면 블랙홀이 되고 그보다 작은 경우 중성자별이 되는 것이다. 당연히 은하에 보통 하나뿐인 거대 질량 블랙홀보다 항성 질량 블랙홀이 훨씬 흔할 것이다. 하지만 항성 질량 블랙홀의 경우 동반성에서 흡수하는 물질이 없다면 사실상 알아낼 방법이 없다. 글자 그대로 검은 구멍으로 아무것도 빠져나오지 못하기 때문이다. 그러나 예외적인 경우도 있다. 유럽 남방 천문대(ESO)의 거대 망원경 (VLT)에 설치된 MUSE 장치는 구상성단 NGC 3201에서 숨어 있는 블랙홀의 증거를 발견했다. 구상성단은 수천에서 수만 개의 별이 중력으로 느슨하게 묶인 집단으로 보통 나이가 많은 별들의 모임이다. 우리 은하에만 150개가 넘는 구상성단이 있다. 본래 천문학자들은 블랙홀을 찾기 위해서가 아니라 구상성단의 별을 연구하기 위해 관측을 진행했으나 별 하나가 매우 이상하게 움직이는 것이 관찰됐다. 태양 질량의 0.8배 정도 되는 별이 167일을 주기로 시속 수십만km라는 엄청난 속도로 움직이고 있었던 것이다. 하지만 아무리 관측해도 이 별의 동반성은 관측되지 않았다. 이 현상을 설명할 수 있는 유일한 방법은 관측이 안 될 정도로 어둡지만 태양 질량의 4배 정도 되는 천체가 중력을 행사하고 있다고 가정하는 것이다. 그리고 이 정도 질량을 지닌 천체인데도 아무것도 방출하지 않는다면 물질을 흡수하지 않는 블랙홀일 가능성이 가장 크다. 이런 블랙홀은 주변을 지나는 빛을 흡수하거나 굴절시키긴 하지만 방출하는 에너지가 사실상 없기 때문에 아무리 성능 좋은 망원경으로도 관측이 어렵다. 그래도 중력은 말없이 그 존재를 증명한다. 천문학자들은 숨어 있는 블랙홀의 숫자와 질량에 대해서 많은 궁금증을 가지고 있으나 사실 이렇게 우연한 기회가 아니면 관측이 쉽지 않다. 하지만 아직 모르는 것이 많기에 더 호기심을 불러일으키는 존재라고 할 수 있다. 앞으로도 블랙홀의 숨은 비밀을 찾기 위한 연구가 계속 진행될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

대상이 무엇이든 사람은 그 나이를 알고 싶어한다. 골동품이라면 얼마나 오래된 건가 묻고, 또래를 만나면 ‘민증 까보기’부터 한다. 지구와 은하, 우주에 대해서도 마찬가지다. 하지만 이들의 나이를 알아내기란 그리 쉬운 일이 아니다. 과학자들의 숱한 땀과 노력을 요구했다. 지구의 나이는 약 46억 년으로 밝혀졌지만, 지질학자들이 1세기에 가까운 노력을 기울인 끝에 겨우 알아낸 사실이다. 지구의 민증을 까는 데는 방사성 연대측정법을 이용했다. 방사성 원소의 붕괴는 오로지 시간에만 관련될 뿐, 주위의 압력이나 온도 등에는 전혀 영향받지 않고 규칙적으로 붕괴한다. 이들 원소가 붕괴되어 반으로 줄어드는 시간을 반감기라 한다. 탄소-14의 반감기는 6,000년이고, 우라늄 235와 238의 반감기는 각각 7억 400만 년, 44억 7천만 년이다. 이 방법을 이용해 지구의 암석에 들어 있는 방사성 원소의 반감기를 정밀 측정해서 얻은 값이 약 46억 년이다. 우주의 나이는 분명 지구 나이보다는 많을 게 뻔하다. 우주의 나이를 어림하는 데 최초로 사용된 것은 늙은 별들의 집단인 구상성단이다. 구상성단 속에서 가장 늙은 별을 조사해본 결과 120억 년에 근접한다는 사실을 알아냈다. 은하계에 있는 구상성단들의 평균 나이가 이 정도였기 때문에 우주의 나이가 적어도 120억 년보다는 많다는 계산이 나온다. 이에 비해 46억 살 가량인 우리 태양계는 우주에서 한참 어린 신참자라는 사실을 알 수 있다. 천문학자들은 이에 만족하지 않고 다른 도구를 찾아나섰다. 은하계를 샅샅이 뒤진 끝에 찾아낸 것은 죽은 별의 시체라 할 수 있는 백색왜성이었다. 크기는 지구만 하지만 질량은 태양 정도여서, 각설탕만 한 크기가 1톤에 이를 만큼 놀라운 밀도를 가진 별이다. 백색왜성은 중간 이하의 질량을 지닌 항성이 핵융합을 마치고 적색거성이 된 다음, 외부 대기는 우주공간으로 방출되며 행성상 성운을 만들고, 별의 중심핵만 남은 천체다. 말하자면, 에너지를 생성하는 별로서는 폐업하고 차츰 식어가는 일만 남은 셈인데, 가장 차가운 백색왜성의 표면온도는 수천 도 가량 된다. ​이 별의 냉각 시간을 계산해본 결과, 이에 이르는 시간은 110~120억 년으로 추산되었다. 이 역시 구상성단의 나이와 비슷하게 맞아떨어지는 것으로 보아 120억 년을 우주 나이의 기준선으로 설정하게 되었다. 우주 나이에 관한 결정적인 물증은 르메트르의 빅뱅과 허블의 우주팽창에서 나왔다. 우주가 한 원시원자에서 출발해서 오늘까지 팽창을 계속하고 있다면, 이 시간을 영화 필름 돌리듯 거꾸로 돌리면 우주 탄생의 시점에 도달할 수 있을 것이 아닌가! 너무나 간단한 방법이었다. 곧, 우주의 팽창속도를 측정하고, 이 값으로부터 거꾸로 우주의 크기가 0이 될 때까지의 시간을 계산함으로써 우주의 나이를 추론할 수 있게 되는 것이다. 우주의 팽창속도는 허블 상수가 말해준다. 허블 상수는 지구로부터 100만 파섹(326만 광년) 거리당 후퇴속도를 나타낸다. 이 허블 상수를 이용해 우주가 지금의 크기로 팽창하는 데 걸리는 시간을 계산할 수 있는데, 허블 상수의 역수를 취하면 바로 그게 허블 시간(Hubble time)이라고 부르는 우주의 나이다. 허블 상수가 50일 때는 우주 나이가 약 200억 살, 100일 때는 약 100억 살이 나온다. 그런데 문제는 허블 상수를 정하는 게 그리 간단치가 않다는 점이다. 허블이 처음 구한 허블 상수는 500이었다. 이 값을 대입하면 우주 나이가 지구 나이보다 적은 것으로 나온다. 그러나 차츰 정밀한 관측으로 허블 상수가 조정되면서 137억 년이란 우주 나이를 얻게 되었다. 2013년 3월, 유럽우주국의 플랑크 위성이 정밀한 우주배경복사 관측으로부터 얻은 데이터로 구한 허블 상수는 약 67.80km/s/Mpc이었다. 이 값으로 다시 계산하면 우주의 나이는 137.98±0.37억 년으로, 이는 오차가 0.268%에 불과한 정확도를 가진 값이다. 그러니 우리는 간단하게 우주의 나이를 138억 년으로 기억하자. 138억 년이란 얼마나 오랜 시간일까? 우리가 100살을 산다고 칠 때, 이를 초 단위로 나타내면 약 30억 초다. 그러니 138억 년이란 시간은 우리 인간에겐 거의 영겁이라 해도 무방하지 않을까? 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

대상이 무엇이든 사람은 그 나이를 알고 싶어한다. 골동품이라면 얼마나 오래된 건가 묻고, 또래를 만나면 ‘민증 까보기’부터 한다. 지구와 은하, 우주에 대해서도 마찬가지다. 하지만 이들의 나이를 알아내기란 그리 쉬운 일이 아니다. 과학자들의 숱한 땀과 노력을 요구했다. 지구의 나이는 약 46억 년으로 밝혀졌지만, 지질학자들이 1세기에 가까운 노력을 기울인 끝에 겨우 알아낸 사실이다. 지구의 민증을 까는 데는 방사성 연대측정법을 이용했다. 방사성 원소의 붕괴는 오로지 시간에만 관련될 뿐, 주위의 압력이나 온도 등에는 전혀 영향받지 않고 규칙적으로 붕괴한다. 이들 원소가 붕괴되어 반으로 줄어드는 시간을 반감기라 한다. 탄소-14의 반감기는 6,000년이고, 우라늄 235와 238의 반감기는 각각 7억 400만 년, 44억 7천만 년이다. 이 방법을 이용해 지구의 암석에 들어 있는 방사성 원소의 반감기를 정밀 측정해서 얻은 값이 약 46억 년이다. 우주의 나이는 분명 지구 나이보다는 많을 게 뻔하다. 우주의 나이를 어림하는 데 최초로 사용된 것은 늙은 별들의 집단인 구상성단이다. 구상성단 속에서 가장 늙은 별을 조사해본 결과 120억 년에 근접한다는 사실을 알아냈다. 은하계에 있는 구상성단들의 평균 나이가 이 정도였기 때문에 우주의 나이가 적어도 120억 년보다는 많다는 계산이 나온다. 이에 비해 46억 살 가량인 우리 태양계는 우주에서 한참 어린 신참자라는 사실을 알 수 있다. 천문학자들은 이에 만족하지 않고 다른 도구를 찾아나섰다. 은하계를 샅샅이 뒤진 끝에 찾아낸 것은 죽은 별의 시체라 할 수 있는 백색왜성이었다. 크기는 지구만 하지만 질량은 태양 정도여서, 각설탕만 한 크기가 1톤에 이를 만큼 놀라운 밀도를 가진 별이다. 백색왜성은 중간 이하의 질량을 지닌 항성이 핵융합을 마치고 적색거성이 된 다음, 외부 대기는 우주공간으로 방출되며 행성상 성운을 만들고, 별의 중심핵만 남은 천체다. 말하자면, 에너지를 생성하는 별로서는 폐업하고 차츰 식어가는 일만 남은 셈인데, 가장 차가운 백색왜성의 표면온도는 수천 도 가량 된다. ​이 별의 냉각 시간을 계산해본 결과, 이에 이르는 시간은 110~120억 년으로 추산되었다. 이 역시 구상성단의 나이와 비슷하게 맞아떨어지는 것으로 보아 120억 년을 우주 나이의 기준선으로 설정하게 되었다. 우주 나이에 관한 결정적인 물증은 르메트르의 빅뱅과 허블의 우주팽창에서 나왔다. 우주가 한 원시원자에서 출발해서 오늘까지 팽창을 계속하고 있다면, 이 시간을 영화 필름 돌리듯 거꾸로 돌리면 우주 탄생의 시점에 도달할 수 있을 것이 아닌가! 너무나 간단한 방법이었다. 곧, 우주의 팽창속도를 측정하고, 이 값으로부터 거꾸로 우주의 크기가 0이 될 때까지의 시간을 계산함으로써 우주의 나이를 추론할 수 있게 되는 것이다. 우주의 팽창속도는 허블 상수가 말해준다. 허블 상수는 지구로부터 100만 파섹(326만 광년) 거리당 후퇴속도를 나타낸다. 이 허블 상수를 이용해 우주가 지금의 크기로 팽창하는 데 걸리는 시간을 계산할 수 있는데, 허블 상수의 역수를 취하면 바로 그게 허블 시간(Hubble time)이라고 부르는 우주의 나이다. 허블 상수가 50일 때는 우주 나이가 약 200억 살, 100일 때는 약 100억 살이 나온다. 그런데 문제는 허블 상수를 정하는 게 그리 간단치가 않다는 점이다. 허블이 처음 구한 허블 상수는 500이었다. 이 값을 대입하면 우주 나이가 지구 나이보다 적은 것으로 나온다. 그러나 차츰 정밀한 관측으로 허블 상수가 조정되면서 137억 년이란 우주 나이를 얻게 되었다. 2013년 3월, 유럽우주국의 플랑크 위성이 정밀한 우주배경복사 관측으로부터 얻은 데이터로 구한 허블 상수는 약 67.80km/s/Mpc이었다. 이 값으로 다시 계산하면 우주의 나이는 137.98±0.37억 년으로, 이는 오차가 0.268%에 불과한 정확도를 가진 값이다. 그러니 우리는 간단하게 우주의 나이를 138억 년으로 기억하자. 138억 년이란 얼마나 오랜 시간일까? 우리가 100살을 산다고 칠 때, 이를 초 단위로 나타내면 약 30억 초다. 그러니 138억 년이란 시간은 우리 인간에겐 거의 영겁이라 해도 무방하지 않을까? 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

태양 같은 별 수천 억 개가 모여야 우리 은하 같은 대형 은하를 이룰 수 있다. 따라서 은하는 정말 큰 천체이지만, 우주에서 가장 큰 천체는 아니다. 사실 거대한 은하 수천 개가 모인 은하단에 비교하면 은하 하나는 작은 점에 불과하다. 은하단은 물질과 암흑물질이 만드는 중력에 의해 묶인 은하들은 집단으로 일정한 속도로 우주를 여행하면서 다른 은하단과 충돌해 더 거대한 은하단을 만든다. 과학자들은 많은 관측을 통해서 이 과정을 상세하게 연구했다. 그 가운데 ‘1RXS J0603.3+4214’는 천문학자들 사이에서 ‘칫솔 은하단’(Toothbrush galaxy cluster)이라는 별명으로 더 잘 알려졌다. 은하단 자체가 칫솔 모양으로 생긴 건 아니지만, 대신 은하단 사이 가스(intracluster gas)가 거대한 칫솔 모양으로 뭉쳐져 관측할 수 있기 때문이다. 사실 은하 사이 공간은 별 사이 공간과 마찬가지로 인간의 관점에서 보면 진공 상태나 마찬가지다. 하지만 우주 공간 어디에도 물질의 밀도가 0이 되는 장소는 없다. 아무리 희박해도 약간의 물질은 있게 마련이다. 은하단 내 가스 역시 밀도가 매우 낮지만, 적어도 은하단 밖의 우주 공간보다는 더 높은 밀도의 물질을 지니고 있다. 사실 은하 사이 공간이 워낙 넓기 때문에 은하단 사이 가스를 모두 합치면 은하단의 별의 질량보다 더 크다고 생각된다. 따라서 은하단 사이 가스는 은하단의 진화와 형성에 매우 중요한 역할을 한다. 칫솔 은하단의 경우 두 개의 은하단이 서로 충돌하면서 가스의 밀도와 온도가 높아져 전파 망원경으로 관측이 가능한 경우로 생각된다. 하버드 - 스미스소니언 천체물리 센터의 연구팀은 거대 전파 망원경인 VLA(Very Large Array)를 이용해서 칫솔 은하단을 세밀하게 관측했다. 연구팀은 이 독특한 모양의 가스 구름이 생성된 이유로 은하단 충돌 가설이 가장 타당하다는 결론을 내렸다. 비록 밀도는 낮지만, 중력에 이끌려 서로 충돌한 은하단의 충돌 에너지로 인해 은하단 내 가스의 온도는 섭씨 1000만 도까지 상승한다. 고온의 가스가 방출하는 에너지는 지구에서도 관측이 가능하다. 사진에서는 붉은색으로 보이는 것이 전파 망원경 관측 부위이며 치약처럼 보이는 아래의 파란 구름은 은하단 주변 가스인 헤일로의 X선 관측 결과다. 그리고 이 두 관측 결과를 광학 망원경 관측 사진과 합쳐 위의 사진을 만든 것이다. 지구에서 봤을 때 칫솔처럼 보이는 것은 물론 우연의 일치지만, 칫솔 손잡이와 브러쉬 부분까지 구분이 가능할 정도로 닮았다는 점은 흥미롭다. 하지만 과학자들에게 정말 흥미로운 부분은 우주에서 가장 큰 충돌 사건인 은하단 충돌에서 은하단 사이 가스의 역할을 밝히는 데 큰 도움이 되고 있다는 점이다. 앞으로 이 과정을 더 상세하게 밝히기 위한 연구가 계속 진행될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

해골을 닮았다고 해서 ‘해골 소행성’으로 불리는 ‘2015 TB145’가 2015년에 이어 내년에도 지구를 찾을 것으로 보인다. 소행성 2015 TB145는 직경이 최대 700m에 달하며, 2015년 10월 초 발견됐다. 미국 하와이에 있는 NASA 적외선 천문대(IRTF)는 이를 관찰한 결과 태양 주위를 수없이 돌면서 핵을 에워싸고 강렬한 빛을 내는 코마와 긴 꼬리가 사라진 이른바 ‘죽은 혜성’이라는 결론을 내렸다. 2015년 10월 31일, 핼러윈 축제가 벌어지는 당일 지구 가까이를 스쳐 지나갔다고 해서 ‘핼러윈 소행성’이라는 별칭이 붙기도 한 소행성 2015 TB145는 당시 지구와 49만 9000㎞까지 접근했다. 이는 지구와 달 사이 거리보다 약간 더 먼 거리(약 1.3배)다. 과학자들은 이 소행성이 시속 12만 5500㎞의 속도로 우주를 날고 있으며, 이 같은 속도로 볼 때 오는 2018년 11월, 다시 한 번 지구에 근접하게 다가올 것으로 내다봤다. 해골처럼 생긴 기괴한 모양과 지구와 근접한 거리를 지나간다는 사실 때문에 천문학자뿐만 아니라 일반인에게도 큰 관심을 받은 이 소행성은 2015년 당시 지구에 별다른 영향을 끼치지는 않았다. 올해에도 2015년 당시와 비슷한 거리에서 지구를 지나갈 것으로 예상되며, 북반구 오리온 자리에서 천체 망원경으로 관측이 가능할 것으로 보인다. 한편 현재까지 미국항공우주국(NASA)이 파악한 ‘잠재적 위험 소행성’(지름 140m 이상의 크기를 가지고 지구로부터 750만km 이내의 거리에서 지나가는 소행성)은 1400여개다. 이는 전체에 비하면 극히 일부에 지나지 않는다. 또한 파악된 소행성이라도 천체 중력이나 충돌에 의해 얼마든지 방향을 틀어 우리에게 날아올 가능성은 존재한다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

우주 전문사이트 스페이스닷컴이 ‘2017년 천체물리학계 10대 발견'을 선정, 발표했다. 올해는 특히 굵직한 발견들이 줄을 이은 탓에 선정에 애를 먹었다. 심우주의 별을 도는 지구 크기의 행성 7개가 발견되었으며, 2004년 토성에 도착한 카시니 탐사선이 13년에 걸친 미션을 완수한 후 토성 대기 속으로 뛰어드는 그랜드 피날레를 끝으로 산화했다. 그러나 이 모든 것에 앞서 첫자리를 차지한 것은 심우주에서 일어난 두 중성자별의 충돌이었다. 1. 중성자별 충돌 8월 17일(현지시간) 천문학사에 획을 긋는 대발견이 이루어졌다. 약 1억 3000만 광년 떨어진 심우주에서 중성자별 2개가 나선형을 그리며 서로 가까워지다 충돌을 일으킨 후 하나로 병합되는 현장이 잡혔던 것이다. 두 별의 질량은 각각 태양의 1.36∼1.60배, 1.17∼1.36배로 추정된다. 중성자별의 충돌을 최초로 감지한 것은 지난 8월 레이저중력파간섭계연구소인 미국의 라이고(LIGO)와 유럽의 비르고(VIRGO)였다. 두 관측소의 과학자들은 동시에 새로운 중력파를 포착하고 수십 초에서 몇 시간, 며칠, 길게는 2주 뒤 이 천체 현상에서 발생한 신호를 포착했다. 중성자별이 충돌 후 블랙홀이 되면서 중력파를 비롯해 엄청난 양의 라디오파, X선, 감마선, 가시광선 등을 내뿜었다. 이런 현상을 이론으론 ‘킬로노바’ 현상이라고 하는데, 이번에 관측을 통해 처음 입증된 것이다. 천문학자들이 최초로 발견한 이 우주적인 대사건은 천문학에서 새로운 관측시대를 활짝 연 역사적인 순간이었다. 중성자별이 충돌하면서 중력파의 관측으로 인해 이른바 '다중신호 천문학'(multi-messenger astronomy)이 탄생한 것이다. 이제껏 인류는 오로지 전자기파에 의해서만 우주를 들여다볼 수 있었지만, 중력파라는 새로운 우주의 창을 얻게 된 셈이다. 이제 우리는 중력파를 통해 우주의 소리를 들을 수 있게 되었으며, 이를 기존의 전자기파 관측과 연계시키면 시너지 효과까지 기대할 수 있게 되었다. 이러한 요인들이 중성자별의 충돌을 올해의 최대 발견으로 꼽게 된 이유다. ​ ​‘시공간의 잔물결’로 불리는 중력파는 별의 폭발, 블랙홀 생성 등 우주에서 질량이 있는 물체가 가속운동을 할 때 발생하는 에너지 파동으로 시공간을 휘게 한다. 중력파로 조기에 포착한 천체를 다양한 천체 관측법을 이용해 다각도로 분석해낸 것은 이번이 처음이다. 중성자별이 충돌할 때는 금과 같은 중원소들이 대량 생성되는 것으로 알려져 있다. 스페이스닷컴이 선정한 10대 발견들은 다음과 같다. 2. TRAPPIST-1 주위를 도는 7개 지구 크기 행성 발견 3. 미국대륙의 개기일식 4. 토성 위성 엔셀라두스에서 바다 발견 5. 카시니 탐사선 '그랜드 피날레'로 토성 미션 종료 6. 중력파의 지속적인 발견 7. 태양계에서 최초의 성간 천체 발견 8. 왜행성 세레스에서 생명 조성 물질 발견 9. 지구 크기의 외계행성에서 대기 발견 10. 화성 표면에서 액체가 흐른 흔적 발견 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

“강연을 끝내며 마지막으로 한마디만 더 하겠습니다. 오늘 우리가 살펴본 양초는 주위 환경과 조화롭게 영향을 주고받으며 자기를 태워 빛을 냅니다. 이 자리에 있는 여러분도 양초처럼 이웃을 위한 밝은 빛이 되고 주위 환경과 잘 어울려 살 수 있는 사람이 되길 바랍니다. 양초의 불꽃 같은 아름다움으로 인류 복지를 위해 모든 노력을 아낌없이 바쳐 주기를 간절히 바랍니다.”1860년 크리스마스를 며칠 앞두고 69세의 노신사가 영국 왕세자와 어린이들 앞에서 ‘양초의 화학사’라는 주제로 ‘크리스마스 과학강연’을 마치며 한 말이다. 노신사는 ‘전자기학의 아버지’로 불리는 영국의 실험물리학자 마이클 패러데이(1791~1867) 영국왕립연구소(RI) 풀러화학석좌교수였다. 패러데이는 산업혁명으로 과학에 대한 관심이 높아진 일반인들에게 최신 연구성과를 쉽게 알려주고자 1800년부터 대중 강연을 시작했다. 성인을 대상으로 시작했지만 아이들과 함께 오는 사람이 늘면서 1825년부터는 ‘아이들에게 과학강연을 선물해 꿈과 희망을 주자’는 취지로 크리스마스 시즌에 맞춰 청소년과 대중을 위한 과학강연을 선보였다. 192년 전통의 ‘크리스마스 과학강연’의 시작이다. 크리스마스 과학강연 첫해인 1825년에는 존 밀링턴 왕립연구소 교수가 동역학, 광학, 전자기학 등을 내용으로 한 자연철학(물리학) 강연을 했다. 크리스마스 강연을 제안한 패러데이는 1827년부터 시작해 1860년 마지막 강연까지 19번이나 강연자로 섰다. 이 중 6번을 양초 한 자루만으로 화학의 기초인 물질의 특성과 상호작용에 대해 설명하는 등 대중 강연에도 탁월한 능력을 보였다. 패러데이는 양초에 처음 불을 붙일 때 생기는 불꽃의 종류와 밝기, 구조를 보여 주고 수소와 산소의 성질, 공기와 연소의 관계, 이산화탄소가 갖는 화학적 특성, 탄소란 무엇인지, 생물체 내에서 호흡과 연소에는 어떤 상호작용을 하는지를 설명했다. 여섯 번의 강연은 1860년 ‘양초의 화학사 강의’라는 책으로 엮여 지금까지도 화학 고전으로 읽히고 있다.1936년 조프리 잉그램 테일러 경의 ‘배’에 관한 강연은 15분짜리 TV프로그램으로 만들어지기도 했는데 최초의 TV 과학프로그램으로 기록됐다. 이후 1966년부터는 영국 공영방송사 BBC가 크리스마스 강연을 바탕으로 ‘이상한 나라의 과학자들’이라는 과학다큐멘터리를 만들기 시작해 매년 강연 내용을 바탕으로 프로그램을 제작하고 있다. 또 20세기 중후반부터는 왕립연구소 연구원들뿐만 아니라 외국의 유명 연구자들도 강연자로 나서고 있다. 대표적인 강사로 아인슈타인의 뒤를 잇는 20세기 최고의 물리학자로 불리는 리처드 파인만 교수, ‘코스모스’로 유명한 천문학자 칼 세이건 박사, ‘이기적인 유전자’로 대표되는 진화학자 리처드 도킨스 영국 옥스퍼드대 석좌교수 등이 있다.올해 크리스마스 강연자로는 음성인식 및 감정, 언어생성, 웃음과 관련한 신경과학을 중점적으로 연구하는 대표적인 인지신경과학자 소피 스콧 런던대(UCL) 교수가 나섰다. 스콧 교수는 지난 16일 ‘생명의 언어’(The Language of Life)라는 제목으로 강연했으며 이 강연은 오는 27~28일 영국 BBC4에서 3부작으로 방영될 예정이다. 스콧 교수는 인간과 동물이 소리를 이용해 어떻게 소통하는지, 소리는 어떻게 만들어지고 들을 수 있는지를 설명하고 소리를 내지 않는 몸짓이나 표정 등 비음성적 소통 방법에 대해서도 다양한 사례를 들며 강연을 했다. 소통 과정에서 나타나는 뇌의 인지과정을 보여 주면서 흔히 ‘텔레파시’라는 방법으로 사람들이 뇌를 통해 직접 의사소통을 할 가능성은 있을까에 대해서도 알기 쉽게 설명했다. 이은경 전북대 과학학과 교수는 “왕립연구소의 크리스마스 강연은 최근 수많은 과학관과 과학센터에서 이뤄지는 강연, 전시, 공연, 체험 등 다양한 형식의 과학프로그램 원조”라며 “일반인들이 과학에 좀더 관심을 두고 가깝게 느끼게 하려면 크리스마스 강연처럼 각 분야 전문가들이 사람들의 여러 관심사를 과학과 연결한 새롭고 흥미로운 프로그램이 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올 한해에도 미지의 영역인 우주를 향한 인간의 도전은 계속됐다. 지상에서는 ‘역대 최고의 우주쇼‘로 불렸던 개기일식이 북미 대륙을 중심으로 펼쳐졌고 장기간 임무를 펼쳤던 토성 탐사선 카시니호는 '유작'을 남기고 장렬히 산화했다. 또 '태양계 큰형님' 목성은 탐사선 주노에 의해 그 속살을 일부 드러냈다. 최근 해외언론들은 2017년을 결산하는 ‘올해의 우주사진’(The Best Space Photos of 2017)을 선정해 발표했다. 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA) 그리고 국제우주정거장(ISS)의 우주비행사, 천체 사진작가들이 촬영해 공개한 사진들에는 우주에 대한 인류의 경외감이 오롯이 담겨있다. 올해 촬영된 우주 사진과 국내에서 인기를 모았던 사진을 일부 가감해 소개한다. 　 -우주에 뜬 '비행접시' 지난 4월 토성탐사선 카시니호가 지구로 보내 온 ‘UFO’ 사진이다. 진짜 UFO처럼 생긴 이 천체는 토성의 위성인 아틀라스(Atlas)로 생긴 모습이 둥글납작해서 비행접시라는 별명을 갖고 있다. 60개가 넘는 토성의 위성들 중에서 가장 이색적인 모습을 한 아틀라스는 가운데가 혹처럼 솟아올랐고, 가장자리가 펑퍼짐하다. 사실 우리 눈에는 만두처럼 보이기도 하는데 실제 서구에서는 이탈리아 만두인 '라비올리'(ravioli) 위성이라고도 부른다. 촬영당시 카시니호와 아틀라스와의 거리는 불과 1만 1,000km로, 이는 역대 최단거리다. - 초신성 폭발 후 남은 게성운 NASA와 ESA가 공동운영하는 허블우주망원경과 찬드라 X레이 망원경, 스피처우주망원경 등 총 5개의 천체망원경이 합작해 만든 게성운 사진으로 지난 5월 공개됐다. 게성운(Crab Nebula)은 지구로부터 6500광년 거리에 있으며 지름은 약 5광년이다. 게의 등딱지처럼 생겨 게성운이라는 재미있는 이름이 붙었으며 사실 별의 진화 마지막 단계인 초신성이 폭발해 만들어진 초신성 잔해다. 성운 중심에는 지름 30km에 달하는 중성자별인 펄서가 존재하며 1초에 30.2회 자전하면서 전자기파를 방출한다. 세계적인 통신사인 로이터가 선정한 올해의 우주사진이기도 하다.　 - '우주의 불꽃' 베텔게우스　 지난 7월 프랑스 파리천문대 등의 국제 천문학자들이 세계 최대 전파망원경 ‘알마’(ALMA)로 포착한 역대 촬영된 것 중 가장 선명한 베텔게우스의 모습이다. 적색 초거성인 베텔게우스는 오리온자리의 좌상 꼭짓점에 있으며 지구와의 거리는 약 650광년으로 별 중에서는 그나마 가깝다. 붉게 타오르는 듯한 베텔게우스의 ‘신상’ 이미지가 볼품없는 것처럼 보이지만 지구와의 거리 때문에 사실 점 수준으로도 촬영하기는 쉽지 않다. 베텔게우스는 여러 모로 흥미로운 별이다. 먼저 베텔게우스의 크기는 태양의 1400배로 50만배나 밝게 빛난다. 만약 베텔게우스를 우리의 태양 자리에 끌어다 놓는다면 목성의 궤도까지 잡아먹을 정도다. 또한 나이가 ‘불과’ 850만 년으로 젊디젊지만, 조만간 임종을 앞둔 별이기도 하다. 곧 수명을 다해 초신성으로 폭발할 운명으로 어쩌면 현장에서는 이미 폭발했을지도 모른다. 만약 오늘 초신성으로 폭발했다면 우리는 650년 후에나 ‘우주의 불꽃놀이’를 지켜볼 수 있다. - 역대 최고 우주쇼 개기일식 미국 현지시간으로 8월 21일 오전 10시 15분(한국시간 22일 새벽 2시 15분) 오리건주를 시작으로 달이 태양을 완전히 덮는 개기일식이 일어났다. 이날 미국인들은 모두 ‘해를 품는 달’의 진기한 모습을 지켜보며 ‘역대 최고의 우주쇼’를 지켜봤다. 이처럼 미국 대륙을 후끈 달아오르게 만든 99년 만의 개기일식은 땅 위에서만 주목한 이벤트는 아니다. 미 국립해양대기국(NOAA)의 최신형 기상위성 GOES16이 촬영해 공개한 사진에는 북미 대륙 위에 덮여 있는 검은 구름 같은 존재가 보인다. 바로 우주에서 본 달 그림자다. 또한 국제우주정거장에 머물고 있는 이탈리아 출신의 우주비행사 파올로 네스폴리가 촬영한 사진에도 개기일식이 잡혔다. 사진 속 지구 아래편으로 보이는 검은 형체가 달 그림자다. 한때는 저주와 재앙의 상징처럼 여겨졌던 개기일식은 달이 태양을 완전히 가리는 천체 현상이다. 이는 궤도 선상에 태양-달-지구 순으로 늘어서면서 발생하는데, 지구가 태양을 도는 궤도와 달이 지구를 공전하는 궤도의 각도가 어긋나 있어 부분일식은 자주 일어나지만 개기일식은 통상 2년마다 한 번씩 찾아온다. 한반도에서의 개기일식은 2035년 9월 2일 예정돼 있으나 그나마 평양에서나 온전히 볼 수 있으며 남한에서는 부분일식으로만 관측된다. 　 - 목성탐사선 주노가 촬영한 목성의 '민낯' 지난 9월 1일 탐사선 주노가 목성 옆을 통과하는 플라이바이를 실시하면서 8분 간격으로 가스 행성의 민낯을 잡아냈다. 사진에는 목성 표면의 수많은 구름띠와 폭풍 소용돌이가 연출하는 놀라운 형상이 생생하게 담겨있다. 이 사진은 주노 탐사선과 시민 과학자 제럴드 아히슈테트 션 도런의 합작품이다. 도런은 주노가 보내온 1차 데이터를 색보정해 이같은 목성의 민낯을 보여주는 사진을 만들었다. - 토성탐사선 카시니호의 유작 토성탐사선 카시니호는 지난 9월 15일 오전 7시 55분(한국시각 15일 저녁 8시55분)께 토성 대기권으로 뛰어들어 장렬한 최후를 맞았다. 지난 1997년 케네디 우주센터에서 발사된 지 20년 만에 임무를 모두 마친 것으로 카시니호는 결국 토성의 일부가 됐다. 이렇게 카시니호는 마지막 불꽃을 태우며 산화했지만 최후까지도 주어진 미션을 성공적으로 마무리했다. 토성 대기와의 마찰로 불타기 전 2분 동안 토성 대기성분 데이터와 사진들을 지구로 전송했기 때문이다. 카시니호가 마지막으로 보낸 데이터는 토성의 대기 속을 찍은 사진으로, 이 사진을 전송한 후 45초 만에 전소됐다. 또 토성을 배경으로 얼굴을 빼꼼히 내민 위성 엔셀라두스의 모습은 마치 고된 임무를 마친 카시니호와 작별인사를 하는 듯 하다. 카니시호와 마지막 작별이 있던 이날 NASA의 전현직 연구원들은 마지막 신호를 뒤로하고 서로 끌어안고 눈물을 흘리며 아쉬움을 함께 했다. 　 - 거대 목성의 달 그림자 적색의 행성 표면에 작은 그림자 하나가 드리워졌다. 이 행성은 목성, 작은 그림자는 위성인 아말테아(Amalthea)다. 목성에서 18만㎞ 떨어진 곳에서 공전 중인 아말테아는 지름이 약 240㎞ 정도로 못생긴 감자처럼 제멋대로 생겼다. 이 사진은 지난 10월 NASA가 공개했으며 '촬영자'는 물론 목성탐사선 주노다. 　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

이제 인공지능(AI)이 과학연구까지 하게 되는걸까.AI가 주도적으로 연구를 이끈 것은 아니지만 AI의 도움을 받아 8개의 행성을 가진 외계 태양계를 추가로 발견한 것이어서 과학계는 물론 인공지능 연구자들까지 비상한 관심을 끌고 있다. 14일(현지시간) 미국 항공우주국(NASA)는 케플러 우주망원경과 구글의 인공지능 기술을 활용해 ‘케플러-90계’라는 ‘제2의 태양계’를 발견했다고 밝혔다. 케플러-90계는 지구에서 2545광년 떨어져 있고 태양계와 마찬가지로 8개의 행성으로 구성돼 있고 14.4일 주기로 공전하는 것으로 알려졌다. 8개의 행성들은 지구처럼 암석으로 이뤄진 암석형 행성이기는 하지만 표면 온도가 426도에 달해 생명체가 존재할 수는 없는 환경으로 분석됐다. 태양계로 따지면 태양과 가장 가까운 수성과 비슷한 수준으로 보인다. 나사가 ‘케플러-90i’라고 명명한 이번 미니 태양계의 발견이 주목할 것은 머신러닝을 활용해 케플러 우주망원경이 수집한 행성신호 3만 5000여건을 기반으로 스스로 학습해 얻어낸 것이라는 점이다. 구글 인공지능은 연구팀과 함께 케플러 우주망원경의 기존 관찰 정보에 순식간에 지나가는 미약한 빛까지 분석해 이번 성과를 낼 수 있었다. 구글의 선임 소프트웨어 엔지니어 크리스토퍼 샬루는 “이번 연구는 말그대로 건초더미에서 바늘 찾기와 같았다”며 “사람이 스스로 검색할 수 없을 정도로 너무 많은 양의 정보가 있을 때 머신러닝 기술이 빛을 발했다”고 설명했다. 실제로 구글은 이번에 활용된 AI 프로그램이 천문학자들의 연구생산성을 높이는데 도움을 줄 것으로 기대하는 한편 일반인들도 외계행성 탐색을 할 수 있도록 프로그램 코드를 공개할 계획이다. 구글에 따르면 이번에 쓰인 머신러닝 기술은 특별한 하드웨어 없이 일반 가정용 컴퓨터로도 활용이 가능하다. 나사는 앞으로도 이 프로그램을 활용해 기존 케플러 우주망원경이 관측한 15만 건 이상의 별을 분석하는 작업을 진행할 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2018년 개띠의 해에도 재미있는 천문현상들이 우리를 즐겁게 해줄 전망이다.한국천문연구원은 15일 내년에 일어나는 주요 천문현상들을 발표했다. 우선 새해에 가장 먼저 우리를 찾을 천문현상은 1월 31일에 있을 개기월식이다. 개기월식은 달이 지구의 그림자에 가려지는 천문현상이다. 1월에 있을 개기월식은 월식 전체 과정을 관측이 가능하다. 서울 기준 오후 8시 48분 1초에 달의 일부분이 지구에 가려지는 부분월식이 시작되고 완전히 가려지는 개기월식은 오후 9시 51분 4초에 시작돼 밤 10시 29분 9초에 절정에 달해 밤 11시 8분 3초까지 지속된다.자정이 넘어선 2월 1일 0시 11분 6초까지 부분월식 현상을 보이다가 새벽 1시 10분에 월식의 전 과정이 종료된다. 개기월식은 7월 28일에도 또 있을 전망이다. 28일 새벽 3시 24분 2초 부분월식이 시작돼 개기월식은 새벽 4시 30분부터 시작될 전망이다. 7월 개기월식은 28일 새벽 5시 21분 7초에 최대가 될 것으로 보이며 달이 지는 새벽 5시 37분까지 관측이 가능할 것으로 천문연은 전망했다. 특히 개기월식이 일어날 때는 검붉은 색의 달, 일명 ‘블러드 문’을 볼 수 있다. 서양이나 동양을 막론하고 블러드 문은 흉조로 여겨졌지만 실제로는 월식이 일어날 때 지구 대기를 통과한 태양광이 굴절되며 달에 도달하는데 지구 대기를 지나면서 산란이 일어나 붉은 색만 달에 도달하기 때문에 나타나는 현상이다. 2018년 마지막 달인 12월에는 비르타넨 혜성과 유성우를 관찰할 수 있다.12월 13일에 비르타넨 혜성은 태양과 가장 가까워지는 지점인 근일점을 통과하는데 이 때는 맨눈으로도 관측이 가능하다. 비르타넨 혜성은 1948년 미국 천문학자 칼 비르타넨이 발견한 혜성으로 지구를 5.4년 주기로 찾아온다. 또 12월 4~17일 사이에는 쌍둥이자리 유성우를 즐길 수 있다. 유성우가 쏟아지는 극대기는 12월 14일 밤 11시 30분 이후에는 달도 지고 없어서 시간당 120개 정도의 유성을 관측할 수도 있을 것으로 보인다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영국의 천문학자들이 판타지 소설이자 영화의 주인공 해리포터와 은퇴한 육상 황제 우사인 볼트 등 오늘날 유명한 인물들에서 영감을 얻어 새로운 별자리들을 만들어냈다. 영국 일간 텔레그래프 등 현지언론은 12일(현지시간) 영국 청소년 과학교육 행사인 ‘빅뱅 페어’ 측이 영국 버밍엄대의 천문학 연구팀과 협력해 아동·청소년들에게 별에 관심을 두게 하기 위한 프로젝트 ‘룩 업 투 더 스타스’를 위해 새로운 별자리들을 고안했다고 전했다. 이번에 제안된 별자리는 모두 8개로 노벨평화상 수상자 말랄라 유사프자이의 책(2월), JK 롤링의 소설 속 등장인물 해리포터의 안경(3월), 동물학자 데이비드 아텐버러의 고래(4월), 우주비행사 팀 피크의 우주선(4월), 장거리 육상 스타 모 패러의 하트 세리머니 포즈(6월), 테니스 여제 세레나 윌리엄스의 라켓(9월), 단거리 육상 황제 우사인 볼트의 번개 세리머니 포즈(11월), 영국 아동작가 마이클 본드의 페딩턴 베어(12월)가 있다. 새로운 별자리들을 고안한 이유로 빅뱅 페어 측은 “더 많은 젊은이에게 우주에 관심을 두게 하기 위해”라고 말했다. 또한 기존 별자리는 황도 십이궁을 비롯해 고대 그리스 신화와 로마 신화의 등장인물들에 기초한 것이므로 “기존 별자리들이 오늘날 아이들에게 꼭 밤하늘을 봐야겠다는 생각이 들게 하고 있다고 보기 어렵다”고 지적했다. 실제로 빅뱅 페어 측이 인용한 한 조사에서는 7~19세 청소년의 29%가 고전 별자리를 하나도 알아볼 수 없다고 답한 것으로 나타났다. 또 아동의 72%는 밤에 별자리를 찾아본 적이 한 번도 없다고 답했다. 새로운 별자리들을 고안한 연구팀을 이끈 엠마 윌릿 연구원은 “다양한 연령층의 사람들에게 이런 새로운 별자리가 우주와 천문학에 관심을 두게 하는 계기가 되길 진심으로 기대한다”고 말했다. 사진=AFP 연합뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난 10월 태양계 밖 ‘외계에서 날아온 손님’이 처음으로 천체 관측 망원경에 포착돼 큰 화제를 모았다. 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형을 가진 이 소행성의 이름은 ‘1I/2017 U1’이다. 하와이말로 '오무아무아'(Oumuamua·제일 먼저 온 메신저라는 뜻)라는 별칭이 붙었다. 지름이 채 400m도 되지 않는 1I/2017 U1은 베가(Vega)성 방향에서 시속 9만 2000㎞의 빠른 속도로 날아와 태양계를 곡선을 그리며 방문한 후 페가수스 자리 방향으로 날아갔다. 전문가들이 이 소행성을 ‘외계 방문자’로 지목한 이유는 그 움직임이 일반적인 태양계의 소행성 궤도로는 설명할 수 없었기 때문이다. 당시 하와이 대학 등 연구팀은 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)으로 1I/2017 U1의 움직임을 관측해 첫번째 인터스텔라(interstellar·성간) 천체로 규정했다. 이름에 붙은 ‘1I’의 의미도 첫번째 인터스텔라(interstellar)라는 뜻. 얼마 전 일부 천문학자들이 오무아무아가 외계문명에서 보낸 우주선일 가능성이 있다는 주장을 펼쳐 화제가 되고 있다. 실제 한 연구재단은 현재 지구와 태양의 거리보다 2배 이상 떨어진 곳을 비행 중인 오무아무아를 향해 전파망원경을 돌렸다. 최근 러시아 억만장자 유리 밀너가 후원을 맡고 있는 '브레이크스루 리슨'(Breakthrough Listen) 측은 오무아무아에서 나올 지도 모르는 전파신호를 잡기 위해 직경 100m의 세계 최대 전파망원경인 그린뱅크 망원경을 가동할 것이라고 밝혔다. 이름이 다소 생소한 브레이크스루 리슨은 혹시 있을지 모를 외계문명에서 송출된 신호를 찾는 프로젝트 재단으로 밀너가 1억 달러를 대고 영국의 천재 물리학자 스티븐 호킹 등 저명 학자들이 지지하며 주목을 받아왔다. 지난 2015년 부터 프로젝트를 시작해 여러 건의 특이한 신호를 잡아낸 바 있으나 아직까지 뚜렷한 성과는 없다. 연구에 나선 하버드대 천문학과 아비 로브 교수는 "오무아무아는 매우 특이하게 생긴 천체로 외계문명이 만든 탐사선일 수도 있다"면서 "성간 사이를 날아다니기에 매우 이상적인 모양"이라고 설명했다. 이어 "만약 오무아무아가 외계문명이 보낸 메신저라면 방출하는 신호를 전파망원경으로 감지할 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

영국 출신의 물리학자이자 천문학자, 수학자로 명성을 떨친 아이작 뉴턴(1642~1727)이 어릴 적 남긴 '그림'이 발견됐다. 최근 BBC뉴스 등 현지언론은 영국 동부 링컨셔에 위치한 뉴턴의 생가인 울스소프 매너(Woolsthorpe Manor)의 벽난로 옆 벽에서 풍차를 그린 것으로 보이는 그림이 발견됐다고 보도했다. 뉴턴의 생가인 울스소프 매너는 과학적으로 큰 의미가 있는 장소다. 바로 이 집 마당에 만유인력 법칙의 영감을 준 사과나무가 있기 때문이다. 오랜 시간 보존돼 지금은 관광지가 된 울스소프 매너는 현재 영국의 자연 및 사적 보호단체인 내셔널트러스트가 관리하고 있다. 뉴턴은 지난 1642년 이 집에서 태어나 어린 시절을 이곳에서 보냈다. 역사 자료에 따르면 뉴턴은 이 집에 살면서 벽과 지붕 등에 목탄으로 동물, 사람, 수학기호, 도형 등 수많은 그림을 남겼다. 물론 어린시절에 그린 '낙서'에 불과하지만 그 주인공이 뉴턴이라는 점에서 역사적 가치는 다르다. 350년 이상이나 뉴턴의 그림이 발견되지 않은 것은 오랜 세월로 인해 눈에 쉬 띄지 않았기 때문이다. 이번에 노팅험 트렌트 대학 연구팀은 RTI(Reflectance Transformation Imaging)라는 촬영기법을 사용해 숨겨진 뉴턴의 그림을 찾아냈다. RTI는 인공조명으로 그림자를 만들어 음각된 글자의 모양을 촬영하는 판독 신기술이다. 연구를 진행한 크리스 픽업 박사는 "RTI 기술을 활용해 울스소프에 남긴 더 많은 뉴턴의 흔적을 찾을 수 있을 것"이라면서 "대과학자인 뉴턴을 이해하는 데 있어 어린시절을 연구하는 것은 큰 의미가 있다"고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

1980년 천문학자 칼 세이건은 ‘코스모스’라는 제목의 대중 과학서를 출간한다. 이제 한국에서도 스테디셀러로 자리잡은 ‘코스모스’ 1장은 이렇게 시작한다. “코스모스는 과거에도 있었고 현재에도 있으며 미래에도 있을 그 모든 것이다. 코스모스를 정관(靜觀)하노라면 깊은 울림을 가슴으로 느낄 수 있다. 나는 그때마다 등골이 오싹해지고 목소리가 가늘게 떨리며 아득히 높은 데서 어렴풋한 기억의 심연으로 떨어지는 듯한, 아주 묘한 느낌에 사로잡히고는 한다. 코스모스를 정관한다는 것이 미지 중 미지의 세계와 마주함이기 때문이다. 그러므로 그 울림, 그 느낌, 그 감정이야말로 인간이라면 누구나 하게 되는 당연한 반응이 아니고 무엇이겠는가.”(홍승수 옮김)‘질서 정연한 우주’라는 뜻을 가진 코스모스에 관한 칼 세이건의 설명을 듣고 있으면, 누구라도 ‘미지 중 미지의 세계’와 마주하는 ‘깊은 울림’을 느끼게 된다. 실제로 그렇다. 세상이 치졸하고, 나의 삶이 비루해도, 그래서 불행에 휩싸여 있다고 해도, 우리의 고민은 우주와 대면하는 순간 아무것도 아닌 게 돼 버린다. 이런 시구가 괜히 쓰인 것이 아니다. “뼈에 저리도록 ‘생활’은 슬퍼도 좋다/ 저문 들길에 서서 푸른 별을 바라보자.”(신석정, ‘들길에 서서’) 푸른 별을 바라보는 데 그치지 않고 거기에 직접 가 보려고 시도한 사람들도 있었다. 엄밀히 말해 이것은 코스모스로 향하는 순수한 의지는 아니었다. 미국과 소련 중 어느 쪽이 우주를 선점할 것인가 하는 체제 경쟁의 산물이었다.그렇다면 당시 소련은 무슨 프로젝트를 진행했을까. 그들에게 1985년은 제어불능 상태가 된 우주정거장 살류트 7호를 처리하기 위해 무던히도 애썼던 해로 기억될 것이다. ‘스테이션7’은 여기에 투입된 두 명의 우주비행사 블라디미르(블라디미르 브도비첸코프)와 빅토르(파벨 데리비앙코)의 실화를 영화로 만든 작품이다. 이들에게 주어진 과제는 성공 확률이 극히 낮았다. 영화에서도 언급되지만, 그것은 흡사 ‘빠른 속도로 움직이는 주차장에 안전하게 차를 대라’와 같은 불가능한 임무의 연속이었다. 그런데 도저히 할 수 없는 것처럼 보이는 그 일을 두 사람은 하나씩 수행해 간다. 논리로는 해명하기 어려운 기적이다. 이를 이해하는 데 칼 세이건이 ‘코스모스’에서 쓴 다음 문장이 도움이 될지도 모르겠다. “인간과 우주는 가장 근본적인 의미에서 연결돼 있다. 인류는 코스모스에서 태어났으며 인류의 장차 운명도 코스모스와 깊게 관련돼 있다.” 코스모스 아래에서 과학과 주술의 거리는 생각보다 멀지 않다. 7일 개봉. 12세 관람가. 허희 문학평론가·영화칼럼니스트