천문학자들은 지금까지 수천 개 이상의 외계 행성을 찾아냈다. 이 가운데는 지구와 매우 흡사해 제2의 지구라고 불릴 만한 행성도 존재한다. 하지만 이들은 우리 은하계에 존재할 수천억 개 이상의 행성 중 극히 일부에 불과하다. 과학자들은 이들 가운데 지구처럼 생명체가 존재하는 행성이 어딘가 있을 것으로 기대하고 연구를 계속하고 있다. 그런데 여기서 한 가지 의문이 들 수 있다. 우리가 외계 행성들을 찾아낼 수 있다면 외계인 역시 똑같이 지구를 찾아낼 수 있지 않을까? 나사의 행성 사냥꾼 케플러 우주 망원경은 식현상(transit)을 이용해서 외계 행성을 찾는다. 지구에서 관측할 때 별 앞으로 외계 행성이 지나가면서 미세하게 밝기가 줄어드는 것을 포착하는 것이다. 물론 반대로 외계 행성에서 봤을 때 지구가 태양 앞을 지나면 미세하게 밝기가 감소하는 것을 알 수 있다. 퀀즈 대학 및 막스 플랑크 연구소의 과학자팀은 지구 - 태양의 식현상을 관측할 수 있는 외계 행성을 조사했다. 연구 결과 우리 은하계에서 태양을 관측할 경우 지구를 포함해 가장 안쪽 궤도를 공전하는 행성 3개 중 하나를 발견할 가능성은 1/40 정도인 것으로 나타났다. 2개를 발견할 가능성은 그 10분의 1 정도이고 3개 모두를 관측할 수 있을 가능성은 다시 그 10분의 1 정도로 매우 낮았다. 세 행성 중 지구를 관측할 수 있는 위치는 우리 은하계에서 옆으로 누운 S자 모양으로 분포한다. (위의 사진에서 파란색 선) 연구팀은 지금까지 알려진 외계 행성 가운데 68개에서 태양계에 암석형 행성이 하나 이상 있다는 사실을 확인할 수 있으며 지구의 존재를 확실히 알 수 있는 행성은 9개 정도라고 발표했다. 이는 물론 외계인이 지구인과 동일한 수준의 기술력을 가지고 있다고 가정할 경우다. 다만 아쉽게도 이 9개 행성 가운데 생명체가 살수 있는 외계 행성은 없다. 하지만 우리가 발견한 외계 행성은 전체의 극히 일부라서 이 연구만으로 결론을 내리기는 어렵다. 우리가 다른 별을 보고 외계인이 있을까 궁금해하는 것처럼 지적 외계인도 지구를 보면서 혹시 생물체가 사는 것은 아닐까 하고 호기심을 가질지도 모른다. 이 질문에 대한 답을 얻기 위해서는 지금보다 더 강력한 망원경과 관측 장비가 필요하다. 그리고 인류는 여기에 끊임없이 투자하고 있다. 당장에는 어려울지 모르지만, 미래의 인류는 이 질문의 답을 알아낼 가능성이 크다. 어쩌면 외계인도 마찬가지일지 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

토성 탐사선 카시니가 20년에 걸친 미션을 끝내고 오는 15일(국내시간) 토성 대기권으로 뛰어들어 최후를 맞는다. 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA), 이탈리아 우주국이 합작한 카시니-하위헌스 토성 탐사선은 1997년 10월 발사되어 7년의 비행 끝에 2004년 6월 30일 토성에 도착했다. 모두 32억 달러가 투입된 대규모 프로젝트인 카시니-하위헌스 호는 크게 NASA 카시니 궤도선과 ESA 하위헌스 탐사선으로 이루어져 있다. 카시니-하위헌스는 토성 주위를 공전하는 탐사선으로는 최초이며, 토성을 방문한 기체로는 네 번째이다. 카시니는 이탈리아 출신의 프랑스 천문학자 조반니 카시니의 이름에서 따왔고, 하위헌스는 네덜란드의 천문학자이자 물리학자인 크리스티앙 하위헌스(흔히 호이겐스로 불림)의 이름에서 따왔다. 두 사람 모두 토성 관측에 큰 업적을 남긴 과학자로, 카시니는 토성 고리 사이의 틈인 카시니 틈을 발견했고, 하위헌스는 갈릴레오가 토성의 귀라고 생각했던 토성 고리가 토성 본체와는 완전히 격리된 고리임을 처음으로 밝혔다. 하위헌스 탐사선은 카시니에 탑재되어 토성까지 간 후 2005년 1월 본체에서 분리되어 토성의 최대 위성인 타이탄의 표면에 연착륙하는 데 성공했다. 이는 외부 태양계 천체에 최초로 성공한 연착륙이다. 한편, 카시니 궤도선은 토성에 도착한 다음날 궤도 진입에 성공한 이래 현재까지 13년 동안 토성을 선회하면서 탐사를 계속하고 있는 중이며, 이제 며칠 뒤 토성 대기층으로 뛰어들어 스스로를 파괴함으로써 20년 미션의 종지부를 찍을 예정이다. 카시니의 주요 탐사성과 중에는 얼음 위성 엔셀라두스의 남극 지역에서 뿜어져나오는 물과 기타 물질로 이루어진 간헐천의 발견을 들 수 있다. 미션 과학자들은 이 간헐천의 존재가 엔셀라두스의 지각 아래 거대한 바다가 있다는 증거라고 보고, 그 바다에 어쩌면 생명체가 서식하고 있을지도 모른다는 가능성을 조심스레 내놓았다. 토성 최대의 위성 타이탄의 지표에서 액체 탄화수소로 이루어진 바다와 호수를 발견한 것도 카시니였다. 이는 지구 바깥의 천체에서 발견된 최초의 액체 바다로, 이 메탄 바다에 미생물이 살고 있을 가능성이 있다고 과학자들은 생각하고 있다. NASA가 카시니를 토성 궤도에 그대로 방치하지 않고 굳이 토성과의 충돌 코스로 틀어 토성 대기층에서 불태우려 하는 것은 혹시 토성계에 존재할지도 모르는 생명체를 보호하기 위한 것이다. 만약 카시니가 이들 위성에 떨어진다면 카시니에 있을지도 모르는 지구 미생물과 발전용으로 쓰던 플루토늄 방사성 물질이 환경을 오염시켜 치명적인 결과를 가져올 수도 있기 때문이다. 8년 동안 목성 궤도를 돌면서 미션을 수행한 NASA의 갈릴레오 탐사선이 2003년 9월 21일에 목성과의 총돌로 최후를 맞은 것도 같은 이유였다. 연료가 소진되어 가는 카시니를 더이상 통제할 수 없게 되기 전에 지구의 관제소에서 충돌 코스로 방향을 잡으라는 명령을 보낼 것이며, 카시니는 그 명령에 따라 토성 대기층으로 뛰어들게 된다. 불타 없어지기 전까지 토성 대개층의 성분 데이터를 지구로 송신하는 것이 카시니의 최후의 미션이 될 것이다. 카시니는 속력을 줄이기 위해 12일 오전 타이탄을 지나는 마지막 비행을 시작한다. 죽음의 다이빙은 9월 15일 오후 9시로 예정되어 있으며, 카시니가 토성 대기 1500㎞ 상공에 도달하면 엄청난 열로 인해 1분 안에 소진될 것으로 예상된다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

현재 지구촌 천문학자들이 가장 주목하고 있는 별은 겨울의 대표적인 별자리인 오리온자리의 알파별 베텔게우스다. 적색 초거성인 베텔게우스는 엄청난 덩치로 인해 채 태어난 지 1000만 년도 안되어 별의 종말, 곧 초신성 폭발을 눈앞에 두고 있기 때문이다. 임종이 가까운 베텔게우스는 현재 무섭게 팽창하고 있는데, 질량은 태양의 12배에 지나지 않지만, 지름은 태양의 900배나 되어 무려 13억㎞에 달한다. 이는 곧 태양에서 지구까지 거리의 9배에 가까운 크기다. 이것이 얼마만한 크기일까? 시속 900㎞의 비행기로 지구를 한 바퀴 도는 데는 2일이면 족하다. 그러나 이 별 둘레를 한 바퀴 돌려면 무려 518년이 걸린다. 만약 베텔게우스를 태양 자리에다 갖다놓는다면 수성, 금성, 지구, 화성은 확실히 베텔게우스에 먹혀 사라지고, 적색거성의 표면은 목성 궤도에 육박할 것이다. 과학자들에 따르면, 이 초거성 베텔게우스가 수명이 다해 조만간 초신성으로 폭발하는 광경이 지구에서 최소한 1~2주간 관측될 가능성이 있는 것으로 예상됐다. 천문학적으로 조만간이라면 며칠도 될 수 있고, 수천 년, 수만 년도 될 수 있지만 말이다. 베텔게우스는 지구로부터 640광년이나 떨어져 있다. 그러니까 지금 내가 보고 있는 베텔게우스의 붉은 별빛은 이성계가 위화도에서 고려 군사를 되돌릴 때 그 별에서 출발한 빛인 셈이다. 사진에서 보이는 베텔게우스의 확장된 가스층은 그 지름이 약 600억㎞로, 태양-지구 간 거리의 400배에 달한다. 그런데 이 베텔게우스가 과거에 태양 크기의 동반성을 잡아먹었다는 연구결과가 얼마 전 발표되어 다시 한 번 사람들의 이목을 끌고 있다. 일반적으로 이런 초거성은 각운동량 보존법칙에 따라 덩치가 큰 만큼 자전속도가 느리다. 피겨 스케이트 선수가 회전할 때 팔을 오므리면 속도가 더 빨라지는 것과 같은 이치다. 그런데 베텔게우스는 예외다. 이 초거성은 시속 5만 3900㎞라는 폭풍 같은 속도로 회전하고 있다. 이는 보통 별들이 자전속도보다 150배나 빠른 속도다. 이처럼 비정상적으로 빠른 베텔게우스의 자전속도는 무엇으로부터 나왔나 하는 의문에 대해 과학자들은 10만 년 전 베텔게우스가 태양 질량만한 그의 동반성을 잡아먹은 것이 그 답이라는 컴퓨터 모델을 도출해냈다. 두 별의 합병 결과 동반성의 궤도 운동이 베텔게우스에게 그대로 전달되었다는 것이다. 그것이 곧 베텔게우스의 폭풍 같은 자전속도로 이어졌다는 것이 연구자들의 설명이다. 한 별이 다른 별을 집어삼키면 일종의 우주 트림 현상을 보이는데, 초속 3만 6000㎞에 달하는 물질 구름을 우주공간으로 내뿜는다. 베텔게우스가 뿜어낸 물질 구름이 별을 껍질처럼 둘러싸고 있는 것이 발견되었는데, 이는 베텔게우스가 과거에 모종의 격변을 겪었음을 말해주는 증거로 보고 있다. 우리 태양 같은 별은 보통 약 100억 년을 살지만, 이런 덩치 큰 별들은 강한 중력으로 인해 급격한 핵융합이 일어나므로 연료 소모가 빨라 얼마 살지 못한다. 베텔게우스는 아직 1천만 년이 채 안되었는데도 임종의 증세를 보이고 있는 것이다. 이 별이 초신성으로 폭발한다면 어떤 현상이 벌어질까? 일단 지구 행성에서 약 2주간 밤이 없어질 것이라 한다. 지구가 형성된 이후 가장 밝은 빛으로 기록될 수 있을 정도일 것으로 예상된다. 문제는 베텔게우스의 정확한 폭발시점으로, 호주의 사우스퀸즐랜드대 브래드 카터 교수는 향후 100만 년 이내에 언제라도 가능하지만, 내년이 오기 전에 일어날 가능성이 있다고 말했다. 어쩌면 벌써 터졌을 수도 있다. 그래 봤자 우리는 640년 후에나 알 수 있을 테니까 말이다. 통계적으로 한 은하에서 100년에 2, 3차례 초신성 폭발이 일어나지만, 우리 은하에서는 지난 17세기 한 세대 간격으로 터진 튀코 초신성과 케플러 초신성 이후 400년 동안 초신성 폭발이 없었다. 그래서 천문학자들은 초신성은 위대한 천문학자가 있는 시대에만 터진다는 우스갯소리를 하곤 한다. 과연 우리 세대에 베텔게우스가 폭발하는 장엄한 광경을 볼 수 있을 것인가, 천문학자와 별지기들은 목 빼고 기다리고 있는 중이다. 이번 겨울 오리온자리를 사수하자. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

중성자별은 별의 잔해가 모인 천체다. 별이 죽은 후 남은 잔해는 자체 중력으로 뭉치게 되는데, 질량이 커질수록 더 강한 중력으로 단단하게 뭉치게 된다. 대략 태양 질량의 1.4배 이하는 백색왜성, 그 이상은 중성자별이 된다. 중성자별은 강한 중력으로 양성자와 전자까지 뭉쳐져 전부 중성자처럼 되는 것으로 별 자체가 하나의 원자핵이나 다름없다. 펄서(pulsar)는 이런 중성자별이 에너지를 방출하면서 매우 빠르게 자전하는 경우를 말한다. 지구에서 관측하면 자전주기에 따라 규칙적인 신호를 내는 천체로 관측된다. 이 중에는 자전 속도가 매우 빨라 1초 미만인 것도 존재한다. 이들은 밀리세컨드 펄서라고 부른다. 태양 질량보다 큰 천체가 이렇게 빨리 회전해도 파괴되지 않는 건 중성자별이 강력한 중력으로 매우 단단하게 결합해 있기 때문이다. 원자의 구조는 축구장 중심에 축구공이 하나 있고 축구장 가장자리에 개미가 돌아다니는 것으로 묘사할 수 있다. 가운데 있는 축구공은 원자핵이고 개미는 전자다. 원자의 대부분은 사실 아무것도 없는 빈 공간이다. 중성자별은 강한 중력으로 여러 개의 축구공과 개미들이 모두 달라붙어 움직이지 못하는 상태로 표현할 수 있는데, 이렇게 되면 밀도와 중력은 엄청나게 커진다. 동시에 빈자리 없이 촘촘히 메워진 상태이므로 그 강도는 우주에서 비교할 천체가 없다. 따라서 매우 빨리 회전해도 파괴되지 않는다. 최근 네덜란드 왕립천문대(ASTRON)가 이끄는 국제 천문학자 팀은 지상 망원경과 미항공우주국(NASA)의 페르미 감마선 우주 망원경을 이용해 지구에서 3200~5700광년 정도 거리에 있는 새로운 밀리세컨드 펄서 ‘PSR J0952-0607’를 발견했다. 이 펄서는 1분 동안 4만 2000회의 회전 속도를 지녀 역대 두 번째로 빠른 펄서로 기록되었다. 가장 빠른 펄서가 분당 4만 3000회인 점을 생각하면 큰 차이가 없는 수준이다. 하지만 더 빠른 펄서가 있을 가능성은 여전히 존재한다. 과학자들은 펄서의 자전 속도의 이론적 한계가 분당 7만 2000회라고 보고 있다. 이번에 발견된 초고속 펄서는 혼자 있는 중성자별이 아니다. 아직 살아있는 동반성을 거느리고 있는데, 불과 6.4시간 주기로 그 주변을 공전한다. 이렇게 가까운 거리에서 강력한 에너지를 분출하면서 공전하기 때문에 동반성은 막대한 물질을 잃고 있다. 분당 4만 2000회 회전하면서 다른 별과 6.4시간 주기로 공전하는 중성자별은 우주에서 가장 기이하고 극단적인 천체 가운데 하나다. 이보다 더 극단적인 천체는 더 강한 중력으로 중성자마저 버티지 못하고 하나의 점으로 붕괴하는 블랙홀뿐이다. 블랙홀이라는 더 극단적인 천체 때문에 상대적으로 SF 영화나 소설에서 별로 다뤄지지 않지만, 중성자별이나 백색왜성 모두 매우 독특하고 흥미로운 사연을 지닌 천체다. 엄청난 속도로 회전하는 펄서 역시 블랙홀 못지않은 우주의 신비다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

역대 관측된 것 중 가장 큰 덩치를 가진 것에 속하는 ‘지구근접 소행성’이 예상대로 별 영향없이 지구를 지나쳤다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 지름이 약 4.5km에 달하는 소행성 ‘플로렌스’(3122 Florence)가 1일 오전 8시 5분(미 동부시간 기준)경 지구를 지나갔다고 밝혔다. 소행성 플로렌스는 ‘지구 근접 소행성’(near-Earth asteroid)으로 ‘잠재적 위험 소행성’(PHA·Potentially Hazardous Asteroid)에 속한다. 일반적으로 지름이 140m가 넘고 지구에서 750만㎞ 이내를 지나가면 PHA로 분류한다. 만약 플로렌스가 지구에 떨어진다면 상상하기도 힘들 정도의 재앙을 불러올 수준으로, 지난 2013년 러시아 첼랴빈스크에 떨어져 세상을 깜짝 놀라게 만든 소행성의 크기는 20m에 불과하다.　 　 이번에 플로렌스는 지구와 달 사이의 거리보다 약 18배나 먼 700만㎞ 거리를 두고 지나가 지구에 미치는 영향은 없었다. 그러나 오랜 만에 찾아온 '손님'이 학자들에게 두고 간 '선물'은 많았다. 먼저 천문학자들은 레이더 등으로 플로렌스의 모양과 표면에 대한 정보를 얻었으며 특히 2개의 위성을 가지고 있다는 사실을 밝혀냈다. 이 두 위성의 지름은 약 100~300m로, 안쪽 위성은 8시간, 바깥쪽 위성은 27시간에 걸쳐 플로렌스의 주위를 도는 것으로 추정된다. 한편 플로렌스는 지난 1981년 3월 처음 발견됐으며 ‘백의의 천사’ 플로렌스 나이팅게일(1820-1910)을 기려 이같이 명명됐으며 다음 근접비행은 2500년 쯤으로 추정된다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

2017년 9월 23일 지구와 행성이 충돌해 인류가 멸망할 것이라는 주장이 해외 웹사이트와 유튜브를 통해 계속해 제기되고 있다. 종말론자들은 2012년과 2015년 9월·12월에도 지구 멸망을 예고했었다.지구 멸망설을 주장하고 있는 과학자는 데이비드 미드로 그는 자신의 저서 ‘플래닛엑스 Planet X-The 2017 Arrival’를 통해 “행성 X로 불리는 니비루가 지구 방향으로 빠르게 접근하고 있으며 2017년 8월 지구와 근접하고 이로인해 지구에 쓰나미와 지진 등 자연재해가 일어나 인류의 절반이 멸망할 것”이라고 말하고 있다. 그의 주장대로라면 오는 9월 21일, 99년만에 가장 큰 개기일식 현상이 나타나면서 태양이 가려지고 지구는 어둠 속에 기온이 급격히 낮아진다. 그는 “이러한 현상들이 행성 충돌의 전조 증상인데 그로부터 정확히 33일이 지난 9월23일, 지구는 행성 니비루와 충돌해 완전히 멸망할 것”이라고 강조했다. 성경의 내용을 근거로 삼기도 했다. 미드는 신약성경 요한계시록 12장에 나오는 종말 때 하늘에 나타난다는 이적을 들었다. “하늘에 큰 이적이 보이니 해를 옷 입은 한 여자가 있는 그 발 아래에는 달이 있고 그 머리에는 열두 별의 관을 썼더라”의 성경구절처럼 9월20~23일에 별자리가 형성된다는 것이다. 미국항공우주국(NASA)은 이미 2012년 “근거 없는 낭설”이라면서 “만약 그런 것들이 있었으면 지난 10년간 천문학자들이 이를 추적·관찰해 지금쯤 육안으로도 보여야 한다”며 일축했지만 네티즌들은 “매번 낚인다”면서도 관심을 보이고 있다. 김유민 기자 planet@seoul.co.kr

미국을 포함해 6개 나라 천문학자로 구성된 국제 연구팀이 580년 전 조선 천문학자들이 남긴 기록을 바탕으로 신성의 기원과 진화 과정을 규명하는 데 성공했다. 서양 과학자들이 동양의 역사문헌에 나타난 옛 기록을 바탕으로 천문 현상의 기원을 규명한 것은 매우 이례적이다. 영국 데일리메일이 지난 30일(현지시간) 보도한 내용에 따르면 미국 자연사박물관과 영국 리버풀존무어대, 폴란드 과학아카데미 등이 참여한 국제연구진은 작년에 관측한 별이 세종실록에 기술된 객성(客星·손님별)'과 동일한 별임을 확인하고, 관측기록을 통해 이 별에서 '신성'(新星·nova) 현상 등이 일어났음을 찾아냈다.​ 신성이란 폭발변광성의 하나로, 잘 보이지 않던 어두운 별이 갑자기 밝아져 수일 내에 빛의 밝기가 수천 배에서 수만 배에 이르는 별을 말한다. 연구진은 1934년, 1935년, 1942년에는 이 별이 왜소신성 현상을 일으켰다는 사실도 확인했다. 그간 신성 폭발이 일어나고 다음 신성 폭발이 일어나기까지 별이 어떤 상태를 지나는지 알지 못했는데, 이 사이에 왜소신성이 수차례 발생한다는 것을 최초로 확인한 것이다. 지난해 6월 연구진은 전갈자리에 있는 한 별을 둘러싼 가스 구름을 관측했다. 또 이 별에 대한 1919∼1951년의 관측 기록을 미국 하버드대에서 찾았다. 연구진은 이 기록들을 바탕으로 별이 움직인 방향과 속도를 계산한 결과, 조선의 천문학자들이 1437년 세종실록에 기술한 별과 동일한 것임을 확인했다. ​1437년(세종 19년) 3월 11일 조선의 천문학자들이 우리은하에서 ‘객성’ 하나가 출현한 것을 관측했다. 여러 세기가 흐른 현재, 과학자들은 그 객성이 사실 동반별로부터 물질을 흡수한 백색왜성이 마침내 중력붕괴로 폭발하는 이른바 ‘신성 폭발’이라는 사실을 발견했다. 백색왜성은 거대한 별이 죽은 후 남기는 고밀도의 별로 엄청난 중력을 갖고 있는데, 그 중력으로 가까운 동반별의 물질을 끌어당겨 자신의 표면 위로 차곡차곡 쌓아가다가 이윽코 한계질량에 이르면 폭발로 표피층을 날려버리는 유형의 별이다. 이때 내뿜는 초신성 빛의 강도는 엄청난데, 조선의 천문학자들이 발견한 신성의 밝기는 태양의 30만 배에 이르는 것으로 추정된다. 당시 ‘신성 출현’은 전갈자리에서 나타난 것으로, 국립 천문대인 관상감 학자들이 발견해 세종실록 76권에 “객성(客星·손님별)이 처음에 미성(尾星)의 둘째 별과 셋째 별 사이에 나타났는데, 셋째 별에 가깝기가 반 자 간격쯤 되었다. 무릇 14일 동안이나 나타났다”(세종 19년 2월 5일/1437년 3월 11일)고 기록되어 있다. 이 기록에 나타난 '객성'은 '신성' 현상을 가리킨다. 객성은 밝게 빛나다가 차츰 어두워지더니 14일 후에는 사라졌다. 초신성 폭발의 잔해는 백색왜성의 주위로 거대한 행성상 성운을 이루고 있지만 맨눈으로는 보이지 않는다. 이번 연구를 이끌고 있는 미국자연사박물관의 마이클 새러 박사는 이 신성은 2500년에 이르는 한국과 중국, 일본의 천체관측 기록들 중 최초로 확인된 사례라고 밝혔다. 백색왜성을 동반별로 갖고 있는 쌍성계에서 일어나는 신성 폭발은 백색왜성은 지구만한 크기이지만 태양 질량에 맞먹는 엄청난 질량이 응축된 별로, 근처에 동반성을 갖고 있을 경우 그 별의 물질을 빨아들여 수천 년의 주기로 반복적인 신성 폭발을 일으키게 된다. 또한 신성폭발 주기 사이에는 신성보다 폭발 규모가 작은 ‘왜소신성’(dwarf nova) 현상도 있다.현재 전갈자리 신성은 왜소신성 상태에 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

오는 21일(현지시간) 북미 대륙에서 펼쳐질 ‘역대 최고의 우주 쇼’를 앞두고 미국뿐만 아니라 전 세계가 들썩이고 있다. 이날 낮 미국에서는 서부 해안부터 동부 해안까지 미국 대륙 전체를 스쳐 지나가는 개기일식이 일어난다. 미국 항공우주국(NASA)은 이번 일식을 ‘그레이트 아메리칸 이클립스’(Great American Eclipse)라고 이름 붙이고 몇 달 전부터 대대적인 홍보에 나섰다.●똑같은 위치서 발생한 것은 375년만 지구 전체적으로 본다면 개기일식은 평균 18개월에 한 번 일어나는 천문 현상이지만 이번처럼 미국 본토 전체를 가로지르는 것은 1918년 이후 99년 만이다. 이번 일식은 1시간 30분 정도 지속된다. 태양면이 달에 완전히 가려지면서 깜깜해지는 하이라이트는 약 2분 40초 정도로 예상된다. 태양과 달, 지구가 일직선상에 놓여 달이 태양면을 가리며 생기는 천체 현상인 일식은 월식보다 자주 일어난다. 부분일식은 1년에 1~2번, 개기 일식은 1~2년에 한 번 정도 발생하는데 대부분 바다에서만 관측이 가능하기 때문에 일반인들이 일식을 관측하기란 쉽지 않다. 미국 본토를 가로지르는 일식은 99년 만이지만 정확히 이번 일식과 똑같은 위치에서 발생하는 것은 375년 만이다. 따라서 1776년 미국 독립 이후 첫 번째 관측되는 대규모 일식이다. 태양면이 100% 가려지는 개기일식이 시작되면 주위가 어두워지고 붉게 노을이 지며 햇빛이 가려지면서 밤이 된 것처럼 별도 볼 수 있게 된다. 태양빛이 가려지면서 기온도 곧바로 2~3도 정도 내려가고 해안이나 산악 지역 같은 경우는 5~10도까지 떨어지는 경우도 나타난다. 보기 드문 천문 현상인지라 나사 연구진은 물론 전 세계 과학자들도 미국 대륙 곳곳에서 동시다발적으로 관측에 나선다. 나사는 우주선 11대, 관측 비행기 3대, 풍선형 관측기 50여개 등 첨단 관측 장비를 총동원한다. 심지어 국제우주정거장(ISS)의 우주비행사까지 투입해 지상과 대기권, 우주에서 개기 일식을 입체적으로 관측할 예정이다. 나사TV는 생중계도 한다.한국천문연구원 우주과학본부도 미국으로 건너가 나사와 공동 관측에 나선다. 한국 관측팀은 미국 중서부 와이오밍주의 소도시인 잭슨에서 태양 코로나 관측을 담당하게 된다. 코로나는 태양 대기 가장 바깥층을 구성하는 부분으로 개기일식 때는 달에 가려지면서 그 둘레가 백색으로 빛난다. 태양의 실제 크기를 관측하거나 태양의 다양한 움직임을 관측하는 데 유용하다. 개기일식은 태양빛의 영향 없이 다른 천체를 관측할 수 있기 때문에 과학적 발견도 가능하게 해 준다. 시공간이 중력에 의해 휘어질 수 있다는 아인슈타인의 일반 상대성이론이 처음 입증된 것도 1919년 개기일식을 통해서다. 전문가들은 이번 개기일식 이후 수많은 관련 논문들이 쏟아져 나올 것으로 기대하고 있다. 나사는 일반인들의 과학 연구 참여 열기를 높여 ‘시민과학’도 활성화될 것으로 보고 있다. 시민과학은 전문가 영역으로만 여겨졌던 과학과 과학기술 정책에 일반인들이 직접 참여하도록 하는 것으로 유럽을 중심으로 일어나고 있는 일종의 과학 대중화 운동이다. 전문가들이 일반인들과 동떨어진 연구나 정책 결정을 내리는 것을 견제하기 위한 수단으로도 활용된다. ●NASA ‘일식 시민과학’ 프로젝트 나사의 이번 ‘일식 시민과학’ 프로젝트에는 미국 전역에서 수만 명의 일반인들이 참여한다. 각자 68개 팀으로 쪼개져 저마다의 관측 임무를 수행한다. 개기일식이 진행되는 동안 대기의 온도 변화를 측정하고 동물들의 움직임을 관찰해 기록하는 것이 주된 임무다. 일식 과정 중에 동물의 이상 행동에 대한 소문은 많지만 이에 대한 연구는 희박한 실정이다. 시민 참여를 통해 이런 연구가 본격화될 수 있을 것이라는 게 과학계의 기대다. 미국 국립태양관측소 소속 천문학자이자 시민과학 프로젝트를 이끌고 있는 매트 펜 박사는 “일반인들이 직접 과학 연구에 참여함으로써 실제 과학자들의 연구뿐만 아니라 시각장애인들에게 일식 경험을 체험하기 위한 애플리케이션 개발에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

천문학자라고 하면 사람들은 뭘 연구하느냐고 묻곤 한다. 그러면 나는 “별을 만든다”고 답한다. 엄밀히 따지면 별이 만들어지는 과정을 밝히는 사람이지만 말이다. 우주 공간을 가득 채우고 있는 별이 어떻게 만들어지는지 알아내는 일은 천문학에서 중요한 연구과제다. 천문학의 연구 대상은 크기와 시간 면에서 실험실의 짧은 시간 동안 어찌해 볼 수 있는 대상이 아니다. 때문에 관측된 현상을 실험이 아닌 컴퓨터로 구현해 낸다. 나 역시 슈퍼컴퓨터를 이용해 태양과 같은 별이 어떻게 만들어지고 있는가를 연구하고 있다. 별은 기체와 먼지로 이루어진 성간운의 중력 수축에 의하여 형성된다. 별과 별 사이란 뜻을 갖는 ‘성간’은 인터스텔라(interstellar)를 번역한 말이다. 많은 사람들이 별 사이의 공간은 아무것도 없는 진공이라고 생각한다. 하지만 이 공간에는 기체와 먼지로 이루어진 성간물질이 있다. 우리 은하 내 성간물질은 별들의 전체 질량의 수 퍼센트에 해당하는 어마어마한 양이 존재한다. 천문학자들은 전파망원경을 통해 성간물질의 분포를 파악하고 있다. 기체와 먼지가 주변보다 많이 분포하는 곳이 존재하는데 그 모습이 구름과 비슷해 성간구름(성간운)이라 부른다. 이런 성간운에서 별이 만들어진다. 성간운 안에 작용하는 강한 자기장과 기체의 난류 운동 때문에 성간운 전체가 중력 수축을 하지 않는다. 그러나 성간운 내의 밀도는 제각각이기 때문에 밀도가 높은 곳은 자기장과 난류의 저항을 극복하고 중력 수축을 하기도 한다. 이때 자전하면서 중력 수축하기 때문에 호떡 모양의 원반이 형성되고 원반의 중심에는 별이, 중심으로부터 떨어진 곳에서는 행성들이 만들어진다. 이 시나리오는 현재 태양계의 모습, 즉 ‘태양은 여러 행성들의 궤도 중심에 위치하고 여러 행성들의 궤도면들은 거의 한 평면에 존재한다’는 사실을 잘 설명해준다. 칠레에 있는 알마(ALMA) 전파망원경은 태양에서 가까운 ‘바다뱀자리 어린별 TW’와 ‘황소자리 어린별 HL’에서 원반과 행성 형성의 증거를 보여 주었다. 필자는 별 생성 시나리오를 검증하기 위해서 슈퍼컴퓨터를 이용한 수치 계산 연구를 하고 있다. 좀 더 구체적으로 말하면 우리 태양계보다 약 1000배 큰 공간에서 자기장과 자체 중력을 받고 있는 성간 기체의 운동을 기술하는 방정식을 풀어 어린 별이 생성되는 장면을 추적한다. 넓은 성간 공간에서 어린 별은 분해할 수 있어야 하며 천만년 정도의 진화를 추적해야 하기 때문에 성능 좋은 슈퍼컴퓨터를 이용한다. 컴퓨터 계산 결과와 관측 사실을 비교해 별 만드는 시나리오를 좀 더 정교하게 만드는 작업이 천문학자의 일이다.

독일과 체코의 한 천문학자 그룹이 우리은하 중심에 있는 초질량 블랙홀 근처의 한 성단 속에서 기묘한 움직임을 보이는 세 개의 항성을 관측했다고 9일(현지시간) 우주 전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 연구자들은 칠레에 있는 초거대망원경을 이용해 이 세 별이 블랙홀 주위에서 어떤 움직임을 보이고 있는가를 면밀히 추적했다. 이 중 하나의 별인‘S2’는 궤도에서 약간 벗어나는 움직임을 보이는데, 이는 상대성이론에 따른 효과일 것으로 연구자들은 보고 있다. 만약 이 관측 결과가 사실로 확인된다면, 아인슈타인의 일반상대성이론이 극단적인 상황, 곧 태양질량의 400만 배에 이르는 블랙홀이 만드는 엄청난 중력장에서도 유효하다는 것을 뜻한다. 일반상대성이론에 따르면, 거대 질량체는 주위의 시공간을 왜곡시키고, 빛의 경로는 왜곡된 시공간을 따라 휘어지며, 천체 역시 왜곡된 시공간에 의해 궤도를 약간 이탈하게 된다. “지금까지 이루어진 상대성이론에 대한 실험은 거의 태양을 대상으로 한 것으로, 태양질량의 1배 또는 기껏해야 2,3배를 넘지 못하는 질량체를 대상으로 한 실험이었다"고 설명하는 연구팀장 안드레아스 에카르트 쾰른 대학 실험물리학 교수는 “레이저 간섭계 중력파관측소(LIGO)에서 한 실험은 태양질량의 수십 배 정도였다”고 밝혔다. 연구팀이 관측한 세 별은 블랙홀에 너무나 근접해 있어서 광속의 1~2%나 되는 고속으로 움직이고 있었다. 세 별과 블랙홀이 거리는 겨우 지구-태양 간 거리의 100배(100천문단위)를 넘지 않은 것으로 밝혀졌는데, 이는 은하적인 스케일에서 보면 놀랄 정도로 근접한 것이라고 에카르트 교수는 설명한다. 참고로, 명왕성은 태양에서 평균 39천문단위 거리의 궤도를 돌고 있으며, 1천문단위는 약 1억 5000만㎞다. 이번 블랙홀 근접 항성들이 보이는 움직임을 정밀하게 관측한 것은 상대성이론 검증 사상 최초의 실험으로, 초질량 블랙홀 주변의 시공간이 굽어 있음을 보여주는 것이다. 그러나 아직 시공간의 왜곡 정도를 정확히 파악한 것은 아니라고 밝히는 에카르트 교수는 앞으로의 연구에서 보다 명확한 결론을 이끌어낼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 다음 연구에서는 분광사진술을 이용해 S2 별의 움직임을 보다 정밀하게 파악할 계획이라고 한다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

오는 21일(현지시간) 미 대륙 전역에서 관측될 '개기일식'에 현지가 뜨겁게 달아오르고 있다. 미국 본토에서 개기일식이 마지막으로 관측된 것은 1918년이다. 꼬박 99년 만에 말그대로 '세기의 우주쇼'가 펼쳐지기 때문이다. 한때는 저주와 재앙의 상징으로 여겨졌던 개기일식(皆旣日蝕·total solar eclipse)은 달이 태양을 완전히 가리는 천체현상을 말한다. 이는 궤도 선상에 태양-달-지구 순으로 늘어서면서 발생하는데, 지구가 태양을 도는 궤도와 달이 지구를 공전하는 궤도의 각도가 어긋나있어 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. 그렇다면 일식은 태양계의 다른 행성에서도 관측이 가능할까? 캐나다 브리티시 콜롬비아 대학 천문학 박사 크리스타 반 레어헤븐 박사는 과학매체 라이브 사이언스와의 인터뷰에서 "일식을 보기 위해서 첫 번째 필요한 것이 바로 달"이라면서 "이 때문에 달이 없는 수성과 금성에서는 일식이 불가능하다"고 설명했다. 물론 일식을 관측하기 위해서는 행성 위에서 하늘을 쳐다봐야 가능하지만 인류 누구도 다른 행성에 발을 디딘 바 없다. 그러나 탐사로봇은 인류 대신 이를 직접 지켜봤다. 2013년 8월 20일 화성을 탐사 중인 미 항공우주국(NASA)의 탐사로봇 큐리오시티는 화성에서 벌어진 일식 현상을 촬영해 지구로 전송했다. 3초 간격으로 촬영된 이 사진에서 태양 앞을 가로막고 있는 것은 위성 포보스(Phobos)다. 화성의 달 중 하나인 포보스는 울퉁불퉁 감자모양을 닮은 위성으로 지름이 27㎞에 불과해 정확히 태양 앞을 막더라도 완전히 가리지는 못한다.　 흥미로운 점은 가스행성인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성에도 일식이 있다는 사실이다. 칼세이컨센터 소속 천문학자 마티아 쿡 박사는 "이들은 모두 가스행성이기 때문에 땅을 딛고서서 일식을 관측하는 것은 불가능하다"고 밝혔다. 그러나 박사는 "만약 우주선을 타고 대기 속에서 일식을 본다면 태양과 거리가 멀어 희미하게 보일 것"이라면서 "목성의 달 중 하나에 착륙해서 일식을 본다면 다른 달이 태양을 가리는 모습을 볼 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우주에 있는 은하와 별은 저마다 빛을 내면서 자신의 존재를 알리지만, 지구에서 모두 쉽게 관측이 되는 것은 아니다. 아무리 밝고 가까이 있어도 이를 가리는 가스나 먼지가 중간에 있으면 지구에서 보이지 않는다. IC 342는 지구에서 700만~1100만 광년 떨어진 은하로 가리는 물체만 없다면 쌍안경만으로도 지구에서 관측이 가능할 정도로 밝은 은하다. 문제는 이 은하가 우리 은하의 디스크 적도면 방향에 있어 우리 은하의 가스와 먼지 때문에 잘 보이지가 않는다는 것이다. 따라서 이 은하를 정밀하게 관측하는 일은 천문학자 사이에서도 어렵기로 정평이 나 있다. 천문학자들은 IC 342에 ‘숨어있는 은하’(Hidden Galaxy)라는 별명을 붙였다. 하지만 미항공우주국(NASA)의 허블 우주 망원경은 우리 은하의 가스와 먼지를 뚫고 IC 342의 중심부를 관측하는 데 성공했다. 이 은하는 우리 은하와 비슷한 나선 은하로 파란색으로 빛나는 젊은 별이 많이 생성되는 가스 성운을 가지고 있다. 수소가 풍부한 가스 성운에서는 새로운 별이 탄생하는데, 이는 은하의 신생아실이나 마찬가지다. 우리 은하에서 가까운 대형 나선 은하는 안드로메다은하를 비롯해 몇 개 없어서 IC 342의 관측 결과는 천문학자들에게 중요한 정보를 제공한다. 이미 천문학자들은 2003년 관측에서 이온화된 수소가 풍부한 HII 핵(HII nucleus)의 존재를 확인했으나 위치상 관측이 힘들어 상세한 구조는 알기 어려웠다. 이번 관측에서는 검붉은 가스 사이로 마치 보석을 뿌려놓은 것처럼 밝고 젊은 별이 파랗게 빛나는 모습을 확인할 수 있다. 그 모습은 마치 우주에서 피어난 파란 장미처럼 보인다. 거리와 관측의 어려움을 생각하면 이번 관측은 적지 않은 성과라고 할 수 있다. 이렇게 천문학자와 숨바꼭질하듯이 숨어 있는 천체는 적지 않다. 그 대상은 은하나 별이 될 수도 있고 블랙홀이나 중성자별이 될 수도 있다. 이를 관측하는 방법은 가시광보다 긴 파장에서 관측하는 전파 망원경을 사용하거나 혹은 허블 우주 망원경처럼 강력한 망원경을 사용하는 것이다. 앞으로 발사될 제임스 웹 우주 망원경은 허블 우주 망원경을 뛰어넘는 강력한 성능으로 여기저기 숨어서 존재를 좀처럼 드러내지 않는 은하와 별을 밝혀낼 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

우주 저 멀리에서 두 블랙홀이 병합할 때 생긴 시공간의 파문이 30억 광년을 날아와 지난 1월 4일 미국 대륙에 있는 두 대의 ‘라이고’ 중력파 검출기에 검출됐다. 세 번째로 검출된 이번 중력파는 태양 질량의 32배인 블랙홀과 19배인 블랙홀이 합쳐지면서 태양 질량의 49배인 블랙홀이 생겼고, 그 과정에서 태양 질량의 2배에 해당하는 에너지가 파동을 만들어 우주로 방출된 것이다. 처음 두 블랙홀은 서로 중력으로 묶여 공전하고 있었다. 공전할 때마다 계속 중력파를 내면서 에너지와 각운동량을 잃어서 더욱 다가가게 된다. 가까이 다가갈수록 공전 주기는 짧아지므로 두 블랙홀은 더 가까워지고 점점 강하고 높은 진동수의 중력파가 만들어진다. 이 시기의 중력파는 호수에 돌을 던졌을 때 사방으로 퍼져 가는 물결과 같은 파장으로 나타난다. 두 블랙홀이 병합해 하나의 블랙홀이 만들어진 직후에는 블랙홀이 출렁거리기 때문에 특유의 파문이 나타난다. 이 출렁거림은 1000분의1초 동안만 나타난다. 그 직후에는 블랙홀이 조용해진다. 그런데 블랙홀은 자전도 한다. 두 블랙홀의 자전축 방향이 다르면 ‘맥놀이 현상’이 일어나게 되고 자전축이 정렬돼 있다면 맥놀이 현상은 나타나지 않는다. 맥놀이는 원래 소리와 부딪혀 되돌아오는 소리가 마주치면서 진폭이 커졌다 작아졌다 하는 현상이다. 이번에 검출된 세 번째 중력파의 파형은 두 블랙홀이 서로 다가가던 때 방출된 시공간의 파문이 오랫동안 관측됐다. 분석 결과 두 블랙홀은 공전축에 대해서 자전축이 수직 방향으로 정렬하지 않고 있었음을 알 수 있었다. 천문학자들은 만일 두 블랙홀이 처음에 쌍성으로 묶여 있었던 별들이었다면 별들의 진화 단계에서 서로 강하게 영향을 미쳐서 각각의 자전축이 공전면에 수직으로 정렬할 것으로 예측하고 있었고 만일 자유롭게 날아다니던 두 블랙홀이 포획되어 블랙홀 쌍성이 됐다면 자전축이 정렬할 까닭이 없다고 예측하고 있었다. 그러므로 블랙홀 자전축이 정렬되어 있지 않았다는 사실로부터 블랙홀 쌍성이 어떻게 만들어졌는지를 추론해 볼 수 있었다. 지난 6월 25~30일 세종시 인근 한 대학에서는 중력파 여름학교가 열렸다. 80명의 학생과 20명의 중력파 천문학자들이 모여서 상대성 이론, 중력파 천체물리학, 유체역학, 인공지능 등에 관해 집중적으로 공부했다. 여름학교가 진행되는 동안에도 전 세계의 과학자들은 우주와 생명, 자연의 비밀을 밝혀내고 있다. 우리나라도 이제 그런 수준에 올라가야 할 때다. 조선 세종 시대의 천문학 발전을 보면 단 한 세대라는 짧은 시간에도 그런 위대한 역사를 만들어 낼 수 있다. 문제는 행동이고, 그 행동은 우리의 의식을 개혁해야 나올 것이다.

우리 은하에서 가장 빠르게 나는 별은 작은 이웃 은하를 탈출한 도망자라는 사실이 새 연구에서 밝혀졌다. 우리 은하에서 ‘초고속도’ 별로 알려진 1만개 가량의 별들은 모두 우리 은하의 위성 은하인 대마젤란 은하에서 태어난 별들이라고 과학자들은 생각하고 있다. 이들 별은 처음에는 서로를 공전하는 쌍성계의 한쪽 별이었다. 그러나 폭발적인 분열로 인해 서로를 묶고 있던 중력이 끊겼으며, 그 속도로 자신들의 고향 은하를 탈출해 우리 은하로 틈입하게 되었다고 새 연구는 설명하고 있다. 영국 케임브리지 대학의 연구자들은 슬로언 디지털 스카이 서베이(Sloan Digital Sky Survey)의 데이터를 이용해 은하 간을 여행하는 이 초고속도 별이 동반성의 폭발로 얼마만한 추진력을 얻어야 대마젤란 은하를 탈출할 있는지 컴퓨터 시뮬레이션으로 연구를 진행했다. 우리 은하에서 이런 초고속도 별을 직접적으로 관측할 수 있는 숫자는 20개 정도밖엔 안된다. 그러나 연구자들은 이런 별이 적어도 수천 개는 될 거라고 예상하고 있다. 천문학자들은 이미 오래 전 우리 은하 중심에 있는 초질량 블랙홀을 지나치면서 엄청난 중력 도움을 받은 초고속도 별들이 결국엔 우리 은하의 중력 사슬을 끊고 탈출할 거라는 예측을 내놓았다. 그리고 어떤 초고속도 별들은 초신성 폭발로 추동력을 얻었을 것이라는 연구결과도 발표된 적이 있다. 케임브리지대 천문학연구소 박사과정의 더글러스 바우버트 논문 대표저자는 “초고속도 별의 기원에 대한 초기 연구들은 미흡한 점이 많이 보인다”면서 “초고속도 별은 대부분 사자자리와 육분의자리에서 발견되는데, 그 이유는 아직까지 확실히 밝혀지지 않았다”고 말했다. 연구자들은 아마도 대마젤란 은하의 운동에 그 원인이 있지 않을까 추측하고 있다. 한때 대마젤란 성운으로 불리기도 했던 이 은하는 현재 시속 144만km라는 맹렬한 속도로 우리 은하에 접근하고 있는 중이다. 초고속도 별들은 이 달리는 열차에서 뛰어내린 별들일 거라고 연구자들은 생각하고 있다. 또한 대마젤란 은하를 탈출한 수천 개의 별들이 우리 은하로 유입되고 있을 뿐만 아니라, 수백만을 헤아리는 도망자 중성자별, 블랙홀까지 우리은하 속으로 유입되었을 것으로 연구자들은 생각하고 있다. 바우버트 대표저자는 “우리는 곧 이 같은 사실을 확인할 수 있을 것”이라면서 “유럽우주국의 가이아 위성이 내년에 수십억 개의 별에 관한 데이터를 보내올 예정인데, 그 속에는 북반구의 사자자리와 육분의자리를 가로지르는 초고속도 별들의 궤적이 포함되어 있을 것”이라고 밝혔다. 이 연구결과는 ‘왕립천문학회 월례보고’에 게재될 예정이며, 7일 잉글랜드 헐에서 열리는 국립천문학회에서 발표된다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

제1세대 별들의 놀라운 ‘운명’ 빅뱅 직후의 우주 공간에 가장 먼저 나타났던 제1세대 별들의 놀라운 운명이 밝혀졌다고 우주 전문 사이트 스페이스닷컴이 지난달 29일(현지시간) 보도했다. 천문학자들이 2만7000광년 떨어진 우리 은하의 중심부를 들여다보려면 늘 성가신 존재를 만나게 된다. 요동치는 가스와 먼지 덩어리들이 시선을 가로막는 것이다. 그러나 거기서 방출되는 강력한 전파 신호는 이런 방해물을 거뜬히 통과해 우리에게까지 도달하고 있다. 천문학자들은 이제 우리 은하 중심부에서 전파 신호를 방출하고 있는 ‘궁수자리 A’ 전파원이 지름 4400만km(대략 태양-수성 간의 거리)에 태양 질량의 400만 배인 블랙홀일 거라고 거의 확신하고 있다. 우리 은하의 거의 모든 천체는 이 괴물 같은 블랙홀을 중심으로 돌고 있다. 태양계 역시 마찬가지로 이 블랙홀을 중심으로 해 우리 은하의 가장자리를 돌고 있다. 그러나 궁수자리 A 그 자체보다 더욱 놀라운 것은 과연 이 괴물 블랙홀이 어디서 왔느냐는 근원 문제이다. 과학자들의 오랜 관측과 우주론에 기초한 연구와 추론, 그리고 가설을 종합해보더라도 이 괴물 블랙홀의 근원에 대해서는 아직 어떤 확실한 단서도 얻지 못하고 있었다. 빅뱅이 일어나고 약 백만 년이 지났을 무렵, 그 까마득한 태초의 우주 공간에 최초의 별들이 태어났다. 원시 가스 구름 속에서 태어난 이 제1세대 별들을 만든 것은 빅뱅에서 생겨난 수소와 헬륨이었다. 원시 별들은 엄청난 양의 수소와 헬륨을 포식했고, 그 결과 우리 태양의 수백 배 되는 거대한 덩치를 지닌 별로 성장했다. 이처럼 거대한 덩치의 괴물 별은 현재 우주에서는 찾아볼 수 없다. 질량이 무거울수록 별 속의 핵융합 속도는 기하급수적으로 빨라져 별들은 엄청난 에너지를 만들며 빛나다가 순식간에 소진되고 만다. 우리 태양이 수십억 년을 사는 데 비해 그런 괴물 별은 200만 년을 버티기가 힘들다. 우주적인 척도에서 볼 때 거의 폭죽같이 빛나다가 한순간에 끝난 셈이다. 그러나 별의 죽음이 모든 것의 종말을 뜻하는 것은 아니다. 그 별들은 살아 있을 때보다 더 중요한 역할을 우주에서 수행한다고 볼 수도 있다. 별이 살아생전에 자기 몸속에서 만들었던 중원소들을 우주 공간에 흩뿌림으로써 새로운 별들을 잉태하게 해 수많은 다른 별로 환생하게 되는 것이다. 오늘날 우주를 채우고 있는 수많은 은하와 별들은 이런 별들의 윤회에 다름 아닌 것이다. 미국 뉴욕주 리먼 대학의 매트 오다우드 천체물리학 교수는 “원시 우주에서 태어났던 수많은 거대 별은 죽은 뒤 블랙홀을 남겼을 것”이라고 말했다. 이와 함께 “괴물 별들로 이뤄진 무리는 거대 블랙홀 집단으로 진화했다. 그리고 연쇄적인 병합을 통해 태양 질량의 수백만 배가 되는 괴물 블랙홀로 성장해갔다”면서 “우리 은하의 중심에 똬리를 틀고 있는 블랙홀도 그런 블랙홀을 씨앗 삼아 태양질량의 수백만 또는 수십억 배 되는 초질량 블랙홀로 성장했을 것”이라고 설명했다. 따라서 궁수자리 A 블랙홀은 우리 은하의 심장이라 할 수 있는데, 태초의 우주 공간에 나타났던 제1세대 별들이 그 근원이었을 거로 과학자들은 생각하고 있다. 또한 우주를 채우고 있는 2000억 개의 다른 은하들 역시 이런 블랙홀을 품고 있을 것으로 보인다. 그러나 아직 완전한 결론이 난 것은 아니다. 천문학자들이 첨단 망원경을 만들고, 매일 밤 망원경에 매달려 우주를 들여다보는 것은 이런 의문들을 해소하고 더욱 견고한 우주론을 구축하기 위한 것이다. 이제 차세대 우주망원경인 제임스 웨브가 머지않아 우주 공간으로 발사된다. 천문학자들은 이 망원경을 통해 태초의 우주에 나타났던 제1세대 별의 모습을 볼 수 있기를 기대하고 있다. 만약 그렇게 된다면 우리 은하의 심장인 궁수자리 A의 근원을 확인하고 우주의 탄생에 대한 근원적인 통찰을 얻게 될 수도 있다. 그 근원은 우리 인간의 근원이기도 하다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

러시아가 오는 14일(현지시간) 밤하늘에 가장 반짝이는 별을 쏘아올릴 예정이다. 소형 위성 큐브샛(CubeSat)의 일종인 마약(Mayak)은 겉보기 등급이 -10등급 정도로 -4.5정도인 금성보다 밝고 -12.5정도인 달보다는 덜 밝을 것으로 예상된다. 밝기 등급은 숫자가 작을수록 밝다. 럭비공보다 작은 마약은 낙하산 모양을 하고 있어 우주의 부산물들과도 큰 충돌없이 대기권을 통과할 수 있도록 설계됐다. 전원이나 제어 시스템 모두 머리카락보다 20배 가는 반사형 고분자 필름으로 만들어졌다. 놀라운 것은 이 소형위성을 만드는 데 2000만~3000만원밖에 들지 않았다는 사실이다. 마약의 제작자인 모스크바 폴리테크닉 대학의 학생들은 러시아의 크라우드 펀딩 사이트를 통해 “적은 돈을 가진 소규모 팀도 우주에 위성을 쏘아올릴 수 있다는 걸 보여주고 싶다”면서 기금을 요청했다. 한편 마약의 밝은 빛 때문에 우려섞인 목소리를 내는 천문학자도 있다. 노섬벌랜드(Northumberland)의 킬더 천문대 소속 천문학자인 닉 하우스(Nick Howes)는 "지구 주변의 천체를 연구하기 위해 분투하고 있는데 크라우드펀딩으로 추진된 말도 안되는(Nonsense) 일이 연구를 망칠 수도 있다고 생각하면 절망적”이라고 말했다. 이러한 우려와는 달리 마약의 밝기가 그리 높지 않을 것이라는 전망도 있다. 아이플사이언스(IFLScience)는 큐브셋의 밝기를 약 -3.6등급일 수 있다고 추정했다. 마약은 러시아연방우주청의 도움을 받아 소유즈 2 로켓에서 발사될 예정이다. 프로젝트의 리더는 알렉산더 셴코(Alexander Shaenko)는 "세계 어디에서든 밤하늘에서 가장 밝은 별, 마약를 볼 수 있을 것"이라고 말했다. 사진=cosmomayak.com 안정은 기자 netineri@seoul.co.kr 민나리 수습기자 mnin1082@seoul.co.kr

지구촌 천문학자들이 즐겨 찾는 별 베텔게우스가 최근 가장 선명한 모습을 드러내 화제다.최근 프랑스 파리천문대 등의 국제 천문학자들은 세계 최대 전파망원경 ‘알마’(ALMA)로 포착한 베텔게우스의 모습을 지난 26일(현지시간) 공개했다. 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’ 850만년으로 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. 연구에 참여한 이몬 오고르만 박사는 “수십 년간 베텔게우스를 관측해 왔는데 표면뿐 아니라 내부 온도까지 일정치 않다”면서 “자기장에 의해 온도 변동이 이루어지는 것으로 보이는데 이는 우리 태양과 유사하다”고 설명했다. 이어 “베텔게우스는 태양계와 가장 가까운 곳에 위치한 별은 아니지만 엄청난 크기 덕분에 알마로 관측하는 데 이상적”이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

2029년 지구를 스쳐지나갈 소행성이 멀지 않은 미래에 심각한 위협이 돼 돌아올 가능성이 있다고 지난 28일(현지시간) 폭스뉴스가 전했다. 2013년 1월 지구 옆 145만km까지 접근해 큰 화제가 됐던 소행성인 ‘99942 아포피스’는 2004년 처음 발견됐다. 당시 천문학자들은 2029년 4월 13일에 지구와 충돌할 가능성이 2.7%라고 발표해 ‘지구 종말론’과 맞물려 세간의 주목을 받기도 했다. 이후 소행성 궤도 예측 기술이 정밀해지면서 미항공우주국(NASA)은 99942아포피스가 2029년에 지구를 가까이 스쳐지나갈 뿐 충돌 가능성은 없다고 발표했다. 하지만 이탈리아 천문학자 알베르토 셀리노는 이 소행성이 2029년 지구를 통과한 이후엔 궤도를 예측하기 어려워질 거라고 주장했다. 그는 천문학 전문매체 아스트로왓치와 가진 인터뷰에서 “2029년 충돌 가능성은 배제할 수 있다”면서도 “그 이후엔 현재 기술로는 예측하기 힘들 정도로 궤도가 많이 바뀔 수 있다”고 말했다. 그러면서 “지금으로서는 소행성을 장기간에 걸쳐 추적하기 힘들다”고 덧붙였다. 이 소행성은 2029년에 겨우 3만2000km 이내의 고도로 지구 상공을 통과한다. 지구에서 쏘아 올리는 정지궤도위성의 고도가 보통 3만km다. 이때 지구의 중력이 99942아포피스의 궤도를 바꿔놓아 향후 관측 기술이 더 발전하기 전까지는 그 움직임을 예측하는 건 불가능해진다는 것이다. 과학자들은 99942아포피스가 다시 돌아올 시기를 2036년 4월로 예측하고 있다. 특히 이 소행성은 규모가 크기 때문에 더욱 위협적이다. 지름이 약 365m로 63빌딩(249m)보다 훨씬 크다. 과학자들은 지구와 충돌할 경우 750메가톤의 폭발력이 발생할 거라고 예측했다. 1908년 러시아의 시베리아 산림 지대를 파괴하고 1000여 마리의 사슴을 몰살시킨 ‘퉁구스카 폭발 사건’의 폭발력이 겨우 10메가톤이었다는 점을 고려하면 어마어마한 위력이라 할 수 있다. 폭스뉴스는 이 소행성이 지구와 충돌할 경우 ‘대격변’(catastrophic event)이 이루어질 거라고 전했다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr 나상현 수습기자 greentea@seoul.co.kr

지구촌 천문학자들이 즐겨찾는 별 베텔게우스(Betelgeuse)의 역대 가장 디테일한 이미지가 포착됐다. 최근 프랑스 파리천문대 등 국제 천문학자들은 세계 최대의 전파 망원경인 알마(ALMA·Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)로 포착한 베텔게우스의 모습을 공개했다. 붉게 타오르는 듯한 베텔게우스의 '신상' 이미지가 볼품 없는 것처럼 보이지만 지구와의 거리 때문에 사실 점 수준으로도 촬영하기는 쉽지 않다. 적색 초거성인 베텔게우스는 오리온자리의 좌상 꼭짓점에 위치해 있으며 지구와의 거리는 약 650광년으로 별 중에서는 그나마 가깝다. 베텔게우스는 여러모로 흥미로운 별이다. 먼저 베텔게우스의 크기는 태양의 무려 1400배로 50만 배나 밝게 빛난다. 만약 베텔게우스를 우리의 태양 자리에 끌어다 놓는다면 목성의 궤도까지 잡아먹을 정도.(사진 아래 참조) 또한 나이가 ‘불과’ 850만 년으로 젊디 젊지만, 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 있는 셈이다. 　 연구에 참여한 이몬 오고르만 박사는 "수십 년 간 베텔게우스를 관측해왔는데 표면 뿐 아니라 내부 온도까지 일정치 않다"면서 "자기장에 의해 온도 변동이 이루어지는 것으로 보이는데 이는 우리 태양과 유사하다"고 설명했다. 이어 "베텔게우스는 태양계와 가장 가까운 곳에 위치한 별은 아니지만 엄청난 크기 덕분에 ALMA로 관측하기에 이상적"이라고 덧붙였다. 사진=ESO/NAOJ/NRAO)/E. O’Gorman/P. Kervella　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

인류를 없앨 소행성이 지구에 충돌할 시기는 단지 시간문제일 뿐이라고 한 저명한 천체물리학자가 경고하고 나섰다. 지구 주위에는 수천 개에 달하는 잠재적 위협이 되는 천체(PHO)가 존재한다는 게 그 이유다. 북아일랜드 벨파스트 퀸스대(QUB) 천체물리학연구소 소속 앨런 피츠시먼스 박사는 20일(이하 현지시간) 영국 일간 데일리메일과의 인터뷰에서 “오늘날 세계에서 예기치 못한 소행성 충돌로 대도시는 쉽게 파괴될 수 있고 더 큰 소행성은 잠재적으로 인류를 멸망시킬 수 있다”고 경고했다. 이 전문가는 “과학자들과 기술자들이 지구 근접 소행성(NEA·Near-Earth Asteroid)들을 탐지하고 그 위협을 이해하기 위해 노력해 왔다는 것을 아는 것이 중요하다”면서 “지금까지 1800개가 넘는 잠재적 위협이 되는 천체가 발견됐지만, 앞으로 더 많이 발견될 것”이라고 지적했다. 또한 “천문학자들은 매일 지구 근접 소행성들을 발견하고 있으며 그 대부분은 위험한 것은 아니다”면서 “하지만 앞으로 퉁구스카 대폭발 사건을 일으킨 것과 같은 소행성이 우리를 놀라게 할 수 있는데 우리는 큰 소행성을 발견하기가 쉬워졌지만, 그런 소행성을 대비할 준비는 아직 돼 있지 않다”고 말했다. 피츠시먼스 박사는 오는 6월 30일 ‘국제 소행성의 날’을 맞아 네덜란드 룩셈부르크에서 영국의 물리학자 겸 BBC 방송 진행가 브라이언 콕스 박사와 아폴로 9호에 탑승했던 우주비행사 러스티 슈바이카르트, 그리고 국제우주정거장(ISS)에 머물렀던 우주비행사 니콜 스토트 등 천문학자들과 함께 온라인 생방송(asteroidday.org)으로 소행성 충돌에 관한 이야기를 나눌 예정이다. 국제 소행성의 날은 1908년 같은 날 오전 7시쯤 중앙 시베리아 퉁구스카 지역에 지름 60~190m 정도 되는 소행성이 5~10㎞ 상공에서 폭발해 2000㎢의 숲이 황폐해진 이른바 퉁구스카 대폭발 사건을 기억하고 소행성 충돌에 관한 인식을 높이고자 지정된 날이다. 당시 소행성 폭발은 히로시마 원자폭탄 185개가 동시에 터진 것과 같은 위력이었던 것으로 알려졌다. 사진=ⓒ elzloy / Fotolia(위), 앨런 피츠시먼스 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr