체험형 교육과학벨트 완성 우주 탄생·생명 진화 한눈에서울 노원구가 청소년들의 창의력과 탐구력을 높이기 위해 ‘노원우주학교’를 조성하고 22일 문을 연다. 기존에 있던 서울영어과학교육센터를 리모델링해 천문우주과학관으로 탈바꿈시켰다. 지상 6층, 지하 1층 규모로 구는 12억원의 예산을 투입했다. 구청 관계자는 “지난 5월 관내에 문을 연 서울시립과학관과 연계해 교육과학도시 이미지를 구축할 계획”이라면서 “관측 중심의 천문우주교육에서 벗어나 천문우주에 대한 전반적 이해를 돕는 전문과학관으로 만들어 갈 방침을 갖고 있다”고 설명했다. 3층의 빅히스토리관과 4층의 코스모스관은 꼭 둘러봐야 할 장소다. 빅히스토리관은 ▲우주의 탄생(빅뱅에서 태양계 형성, 지구 탄생까지의 과정 소개) ▲지구의 탄생(원시지구와 바다, 지구를 구성하는 물질들) ▲생명의 진화(시대별 화석 표본, 모형을 이용한 지질연대표)존으로 구성됐다. 코스모스관은 미 천문학자인 칼 세이건의 저서 ‘코스모스’를 패널과 영상, 모형, 게임형 체험물로 구성했다. 지하 1층에는 영어카페를 조성하고 지상 1층에는 북카페를 마련했다. 2층은 스페이스홀(3D영상관), 과학교실(생명실, 지구실) 등 교육, 커뮤니티 공간으로 꾸몄다. 5~6층은 망원경의 원리와 작동 방법을 소개하고, 천체 관측을 해 볼 수 있는 우주 체험장으로 마련됐다. 노원우주학교 관람은 화요일부터 일요일까지 오전 9시 30분부터 오후 5시 30분까지 가능하다. 야간 관측은 금요일부터 일요일까지 오후 7시 30분부터 9시 30분까지 진행된다. 입장료는 8월까지 무료다. 김성환 노원구청장은 “마들근린공원의 지구의 길과 노원우주학교 그리고 서울시립과학관이 연결돼 체험형 과학벨트가 완성됐다”며 “노원이 입시 명문 교육도시를 넘어 제4차 혁명을 선도할 창의적 교육도시로 부상하는 계기가 될 것으로 기대한다”고 말했다. 이범수 기자 bulse46@seoul.co.kr

미국항공우주국(NASA)은 19일(현지시간) 케플러 우주망원경을 사용한 관측 연구에서 새로운 태양계 밖 외계 행성 후보군 219개를 찾았으며, 그중 10개는 생명체가 살 수 있는 행성으로 보인다고 밝혔다. 연구를 주도한 NASA 산하 아메스연구센터에 따르면, 이번 발견으로 케플러 망원경이 지난 4년간 찾은 행성과 행성 후보군은 총 4034개로 늘었다. 지금까지 케플러 망원경이 발견한 행성 후보군 중 행성으로 확정된 2335개 가운데 약 30개는 지구와 크기가 비슷하고 생명체 거주 가능 영역인 이른바 ‘골디락스 존’에 속해있다. 또한 이번에 발견된 219개 행성 후보군 중 10개 역시 지구와 크기가 비슷하고 항성으로부터 떨어진 거리도 적절해 생명체가 거주할 수 있는 환경을 지닌 것으로 보인다. 이에 대해 연구진은 이번 발견이 외계생명체를 탐색하는 데 큰 도움이 될 거라고 기대감을 드러냈다. NASA 천체물리학부 소속 과학자 마리오 페레즈 박사는 “이번 발견은 행성과 은하의 여러 형태를 이해하는 데 도움을 주고 행성 생성에 대한 지식을 진보시킬 것”이라고 밝혔다. 한편 케플러 우주망원경은 독일 천문학자 요하네스 케플러의 이름을 딴 것으로, 지금까지 수많은 행성을 발견해 ‘행성 사냥꾼’이라는 별명까지 얻었다. 2009년 발사돼 2010년 1월 처음 지구로 조사 결과를 보내기 시작한 이 망원경은 2012년 공식적으로 임무를 마쳤지만, 아직 ‘현역’으로 뛸 수 있다고 판단돼 행성뿐만 아니라 소행성이나 초신성까지 관측하는 새로운 임무 ‘K2’를 부여받기도 했다. 또 케플러 망원경은 2013년 관측 방향을 조정하는 장치가 파손되고 2016년에는 연료 문제가 발생해 그대로 임무가 종료되는 게 아니냐는 전망이 나오기도 했지만, 탐사 임무는 계속됐다. 이 망원경은 지난해에도 104개의 외계 행성을 발견한 바 있다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr오경진 수습기자 oh3@seoul.co.kr

우주에는 태양처럼 단독으로 존재하는 별만큼이나 두 개의 별이 중력에 의해 서로의 질량 중심 사이를 공전하는 쌍성계가 흔하다. 여기에 다른 별이 끼어들어 삼성계나 사성계가 되는 일도 드물지 않다. 예를 들어 태양에서 가장 가까운 이웃 별인 알파 센타우리의 경우 두 개의 별이 쌍성계를 이루고 적색왜성인 프록시마 센타우리가 그 주변을 도는 삼성계를 이루고 있다. 보통은 같이 태어난 비슷한 질량의 별이 쌍성계를 이루지만, 한쪽의 질량이 훨씬 큰 경우 더 빨리 최후를 맞는 경우도 드물지 않다. 후자의 경우 남은 물질이 뭉쳐서 생긴 천체인 백색왜성, 중성자별, 블랙홀과 일반적인 별이 한동안 같이 공존하게 된다. 그런데 우주에는 일반적인 별만큼이나 이보다 작은 천체인 갈색왜성(brown dwarf)도 흔하다. ‘실패한 별’(failed star)로 불리는 갈색왜성은 행성보다는 크지만, 안정적인 수소 핵융합 반응을 유지하는 데 필요한 질량(보통 태양 질량의 8%, 혹은 목성 질량의 80배)이 부족해 매우 어둡게 보이는 천체다. 따라서 매우 흔하지만, 실제로 관측하기가 어렵다. 과학자들은 죽은 별의 잔재인 백색왜성과 실패한 별인 갈색왜성의 쌍성계가 우리 은하에 드물지 않다고 생각하지만, 둘 다 어두운 천체라 관측은 쉽지 않았다. 최근 국제천문학자 팀은 케플러 우주 망원경 데이터와 SDSS 데이터를 이용해서 ‘WD1202-024’라고 명명된 백색왜성-갈색왜성 커플을 발견했다. 이들은 각기 태양질량의 40%에 달하는 백색왜성과 6.7%에 달하는 갈색왜성으로 놀라운 사실은 두 별이 매우 가까운 위치에서 아주 빠르게 공전하고 있다는 것이다. 이 쌍성계의 공전 주기는 71.2분에 지나지 않는다. 이렇게 공전주기가 짧아진 것은 본래 태양보다 약간 큰 별이었던 동반성이 백색왜성이 되는 과정에서 가스를 방출하면서 갈색왜성의 공전 주기를 줄였기 때문으로 추정된다. 결국, 너무 가까이 다가간 갈색왜성은 표면 중력이 큰 백색왜성에 의해 흡수되는 운명을 맞이하게 된다. 마지막에는 갈색왜성은 사라지고 백색왜성 단독으로 영겁의 세월을 보내게 될 것이다. 이번 관측은 갈색왜성-백색왜성 쌍성계의 존재를 확인했을 뿐 아니라 이들의 독특한 진화과정에 대해서도 중요한 단서를 제공했다. 비록 실패한 별과 죽은 별로 불리지만, 이들은 과학자에게 별 진화의 마지막 단계를 보여주는 소중한 존재다. 모든 사람이 그러하듯 별에도 저마다의 사연이 있고 의미가 있는 셈이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

아인슈타인이 예견한 중력렌즈 현상으로 천체의 질량을 구할 수 있는 새로운 측정기법이 개발되었다고 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 지난 7일(현지시간) 보도했다. 뜨거운 가스 공인 별들은 지구로부터 수십억 킬로미터 떨어져 있다. 그래서 아무리 배율 높은 망원경으로 보아도 하나의 빛점으로밖엔 안 보인다. 반면에 가까운 거리에 있는 행성들은 원판으로 보인다. 새 연구결과에 따르면, 천문학자들은 별의 진화과정에서 종착역에 다다른 '백색왜성'의 질량을 정확히 측정할 수 있는 기법을 개발했다고 한다. 몇 광년이나 떨어진 곳에 있는 불타는 가스 공의 무게를 대체 어떻게 잴 수 있을까? 테리 오스월트 엠브리리들 항공대학 공학 물리학과 교수는 최근 ‘사이언스’에 백색왜성의 질량 측정법에 관한 글을 기고하면서“천문학자들이 별이나 행성, 그리고 은하들의 질량을 잴 수 있는 유일한 방법은 천체들의 중력 상호작용을 이용한 것”이라고 설명했다. 목성 궤도를 도는 위성의 경우, 위성의 궤도에 미치는 목성의 중력을 측정하면 그 질량을 구할 수 있다. 이 같은 방법은 별의 질량 측정에도 적용된다. 우리 은하의 다른 쪽에 있는 모항성의 둘레를 공전하는 행성이 모항성을 끌어당길 때 모항성은 미세한 속도 변화를 보이는데, NASA의 케플러 우주망원경 같은 민감한 장치는 그러한 행성까지 관측할 수 있다고 오스월트 교수는 밝혔다. 이 같은 속도변화를 측정하면 그 별의 질량을 알 수 있다. 쌍성의 경우처럼 두 별이 서로의 둘레를 공전할 때, 천문학자들은 스피드건의 원리인 도플러 효과를 이용해 별들의 공전속도를 알아낼 수 있다. 속도위반을 찍어 벌금 딱지를 날리는 데 사용되는 도로의 감시 카메라도 이 원리를 장착한 것이다. 그는 “별빛의 스펙트럼을 이용해 그 별의 질량을 간접적으로 측정하는 몇 가지 방법도 있지만 그 별의 대기 모델을 정확히 알아야만 가능한 방법인데, 사실 그걸 알기란 불가능한 일”이라고 덧붙였다. 지난 7일자 ‘사이언스’ 온라인판을 통해 발표한 새로운 측정기법은 망원경으로 관측하기 어려운 별과 다른 천체들, 곧 희미한 백색왜성, 블랙홀, 항성계에서 튕겨저나온 떠돌이 행성 등의 질량을 측정할 수 있는 기술이다. 볼티모어 소재의 우주망원경연구소 천문학자들이 주도한 이 연구는 연구자들이 가까운 백색왜성 스타인 2051 B(Stein 2051 B)의 질량을 측정하는 것을 시연해 보였다. 이 새로운 기법은 별빛이 중력에 의해 받는 영향을 이용한 것이다. “아인슈타인의 유명한 방정식 E =mc^2은 질량과 에너지는 같은 것임을 나타낸 것입니다. 빛은 아주 작은 에너지 조각입니다. 그런데 중력에도 영향을 받습니다.” 오스월트 교수의 설명이다. 아인슈타인은 빛도 강한 중력장을 지나올 때 약간 휘어질 것이라고 예측했다. 예컨대, 먼 별빛이 큰 질량을 가진 천체 옆을 자날 때는 경로가 휘어진다는 것이다. 오스월트 교수는 “백색왜성의 뒤쪽 일직선상에 있는 별빛이 지구까지 오면서 약간 경로가 휘어지는 바람에 별은 실제 위치보다 그만큼 다른 곳에 있는 것처럼 보이게 된다. 그래서 백색왜성은 배경의 별을 천천히 가로지르게 되는데, 그 결과 배경의 별이 작은 고리를 그리는 것처럼 보인다”고 밝힌다. 그는 또한 “기본적인 아이디어는 배경 별의 위치변화는 백색왜성의 중력, 곧 질량과 직접 연계되어 있다는 것”이라면서 “그 둘의 함수관계를 밝히면 백색왜성의 질량이 구해진다”고 덧붙였다. 중력에 의해 별빛이 휘어지는 현상을 중력렌즈 효과라 하는데, 이는 아인슈타인이 예측한 것으로, 1919년 태양이 개기일식을 맞을 때 영국의 천문학자 에딩턴이 태양 옆을 지나는 별빛을 측정함으로써 사실로 입증되었다. 심우주에 있는 은하들의 경우, 빛이 오는 경로상에 거대한 질량체가 있으면 빛이 크게 휘어져 고리처럼 보이기도 하는데, 이를 아인슈타인의 고리(Einstein ring)라 한다. 실제로 스타인 2051 B 백색왜성처럼 가까운 거리에서 중력렌즈 현상을 관측할 수 있는 경우는 아주 드물지만, 유럽우주기구(ESA)의 가이아 관측위성 같은 것을 사용하면 이러한 중력렌즈 현상을 보이는 천체들을 더욱 많이 관측할 수 있을 것이며, 그에 대한 연구도 더욱 활발해질 것으로 오스월트 교수는 기대하고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

지구가 황소자리 유성군(Taurids)에서 나온 미지의 소행성과 충돌할 위험이 커지고 있다고 체코의 천문학자들이 6일(현지시간) 경고하고 나섰다. 여기서 황소자리 유성군은 10월 말부터 11월 하순까지 활동하는 유성우로, 엥케 혜성과 관련이 깊다. 체코 과학원(CAS) 소속 천문학 연구진이 황소자리 유성군 중에서 지구 대기 중에 폭발한 대형 유성 144개의 흐름을 분석한 결과, 지름 200~300m의 소행성을 적어도 2개 포함하는 새로운 분지(branch)를 발견했다. 연구진은 “또한 이 분지에는 지금까지 알려지지 않은 지름 수십 m의 소행성이 다수 존재할 가능성이 높다”면서 “따라서 지구는 이 행성간 물질의 흐름과 만나 몇 년에 한 번은 소행성과 충돌할 위험이 크게 커진다”고 설명했다. 이 새로운 분지는 태양 주위를 집단으로 공전하는 천체들로 이뤄져 있으며 이런 천체는 몇 년에 한 번 3주 동안에 걸쳐 지구와 만난다. 따라서 “이 동안, 지구는 지름이 수십 m가 넘는 거대한 천체와 충돌할 확률이 크게 높아진다”고 연구진은 말했다. 물론 이런 소행성은 매우 부서지기 쉽지만, 거대한 것은 지구 대기의 깊숙한 곳까지 도달해 실제로 지구와 충돌할 가능성도 생각할 수 있다고 한다. 그렇지만 연구진은 지역적으로나 심지어 대륙 전체에 걸쳐 대재앙을 일으킬 만큼 충분히 큰 잠재적 위험 천체(PHO·potentially hazardous object)에 관한 더 자세한 정보를 얻기 위해서는 추가 연구가 필요하다고 말했다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 천문학과 천문물리학(Astronomy and Astrophysics) 최신호에 실릴 예정이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리에게는 토성의 거대한 고리가 가장 유명하지만, 사실 태양계의 가스 행성들은 저마다 작은 고리를 지니고 있다. 과학자들은 당연히 다른 외계 행성 역시 고리를 가지고 있으며 이 중에는 토성보다 매우 큰 고리를 지닌 행성도 있을 수 있다고 추정하고 있다. 이를 직접 관측하는 일은 현재 과학 기술로도 쉬운 일이 아니지만, 과학자들은 간접적인 방법으로 고리의 증거를 유추할 수 있다. 워릭 대학, 하버드 대학, 밴더빌트 대학, 라이덴 관측소의 연구팀으로 이뤄진 국제 천문학자팀은 태양보다 약간 큰 별인 PDS 110 주변에서 이런 동반 천체의 증거를 찾아냈다. WASP(Wide Angle Search for Planets) 및 KELT(Kilodegree Extremely Little Telescope) 데이터를 조사한 결과 2008년과 2011년에 걸쳐 2.5년 간격으로 수 주간에 걸쳐 별빛이 약해지는 주기적인 식현상(transit·별빛이 다른 동반성 등에 의해 가려서 어두워지는 것)이 관측되었는데, 이는 동반성이나 가스 성운의 존재로는 설명되지 않는 매우 장기간의 밝기 변화였다. 연구팀이 여러 가지 가능한 가설을 검토한 결과 매우 큰 고리를 지닌 천체가 별빛을 가렸을 가능성이 가장 큰 것으로 나타났다. 토성보다 매우 큰 고리를 지닌 행성이 있어서 2.5년 주기로 별빛을 가린다고 보면 밝기 변화를 쉽게 설명할 수 있다는 것이다. 다만 이를 위해서는 행성의 크기가 매우 커야 하는 것으로 나타났다. 예상되는 크기는 최대 목성의 50배 수준으로 이 경우 행성보다 더 큰 천체인 갈색왜성(brown dwarf·목성 질량의 13-80배 사이 질량을 가진 천체)의 가능성도 있다. 물론 이 경우에도 갈색 왜성 주변의 거대 고리를 찾아내는 셈이라서 상당히 흥미로운 과학적 발견이다. 갈색왜성은 안정적인 수소 핵융합 반응을 유지하는데 필요한 질량이 부족해 실패한 별로 불리는데, 태양계에는 존재하지 않지만 우리 은하에 매우 흔한 천체다. 이론적으로는 행성처럼 거대한 고리나 위성을 지닐 수 있다. 다만 결론을 내리기 위해서는 추가 관측이 필요하다. 만약 이 가설이 옳다면 올해 9월에 다시 밝기 변화를 관측할 수 있을 것이다. 국제 천문학자 팀은 더욱 확실한 결론을 내리기 위해 관측을 준비 중이다. 별빛을 가릴 정도로 큰 고리가 실제로 존재한다면 대형 위성 등 다른 중요한 정보 역시 발견될 수 있을 것으로 기대된다. 만약 대형 위성이 존재할 경우 생명체가 목성과 토성의 위성처럼 생명체 존재 가능성을 생각할 수 있어 매우 흥미로운 결과가 될 것으로 보인다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

블랙홀이 빛난다? 빛도 빠져나올 수 없는 강한 중력을 가진 천체인 ‘블랙홀’(검은 구멍)이 빛난다니 역설적인 표현일까. 아니다.블랙홀 중 일부는 강력하게 에너지를 방출하며 빛을 낸다. 과학자들은 블랙홀을 여러 체급으로 분류하는데, 태양의 100만 배 이상 질량을 가진 블랙홀을 ‘초대형 블랙홀’이라고 부른다. 덩치에 걸맞게 초대형 블랙홀은 블랙홀 중에서도 가장 밝게 빛난다. 블랙홀이 빛나는 이유는 블랙홀이 주변의 별이나 가스구름을 끌어당길 때 발생하는 마찰력 때문이다. 지구에 운석이 떨어질 때 엄청난 빛과 소음이 발생하는 것과 비슷한 이치다. 초대형 블랙홀은 강한 중력을 지니고 있어서 블랙홀로 빨려들어가는 물체가 만들어내는 마찰 에너지는 엄청나다. 블랙홀로 끌려들어가는 물질은 토성의 고리처럼 원반 모양의 띠를 이루며 들어가기 때문에 블랙홀은 밝은 ‘불의 고리’를 두르고 있을 것으로 추측된다. 블랙홀 고리의 밝기는 얼마나 많은 물질이 블랙홀로 끌려들어가는지와 밀접한 관계가 있다. 블랙홀은 중력이 강하기 때문에 빛이 나오면서 고리 모양이 왜곡돼 보일 것으로 과학자들은 예상하고 있다. 보석이 박힌 고리처럼 한쪽 가장자리가 빛나고 블랙홀에 가려서 보이지 않아야 할 블랙홀 뒤편의 고리까지도 뒤틀려 보이게 된다는 것이다. 영화 ‘인터스텔라’에서도 이런 블랙홀의 모습이 등장했다. 현대 천문학에서는 모든 은하의 중심에 초대형 블랙홀이 적어도 하나씩은 있다고 본다. 최근 들어서는 초대형 블랙홀이 은하와 은하들의 집단인 은하단과 상호작용하며 진화하고 있다는 증거도 찾아냈다. 초대형 블랙홀 중 일부는 밝게 빛날 뿐 아니라 은하 전체는 물론 별과 행성의 생성에도 영향을 줄 수 있다는 설명이다. 블랙홀에 대한 활발한 연구가 진행되고 있지만 사실 아직까지는 ‘빛나는 블랙홀’이 직접 관측된 적은 없다. 천문학자들은 궁수 별자리 방향에 있는 우리 은하 중심에도 태양의 400만 배 정도 질량을 가진 초대형 블랙홀이 있을 것이라 예측하고 있다. 우리 은하 중심에 있는 초대형 블랙홀은 얌전한 축에 속해 2만 8000광년쯤 떨어진 우리 태양계에 별다른 영향을 주지는 않지만 상당한 빛을 뿜어내고 있다고 본다. 지난 4월 한국을 비롯한 여러 나라의 천문학자들이 함께 우리에게서 가장 가까이 있는 이 블랙홀을 직접 관측하는 ‘이벤트호라이즌 망원경’(EHT) 프로젝트를 시작했다. 전 세계의 전파망원경을 ‘간섭계 기술’로 연결해 지구만 한 가상의 망원경으로 초대형 블랙홀이 만든 ‘불의 고리’에 대한 관측을 수행했다. 자료의 종합 분석에 들어가는 올겨울 즈음에는 인류가 처음으로 블랙홀을 볼 수 있을지도 모르겠다.

지구에서 21광년 떨어진 곳에 ‘슈퍼 지구’가 존재한다는 것을 과학자들이 발견해 냈다. 슈퍼 지구는 물과 생명체가 존재할 가능성이 제기된 지구형 행성으로, 질량이 지구보다 큰 천체를 말한다.●물·생명체 존재 가능성 있는 행성 ‘GJ625’ 발견 카나리아제도 천체물리학연구소(IAC) 연구진은 M형 왜성이자 적색왜성인 글리제625(GJ625)에서 약 0.08천문단위(AU·1AU는 지구~태양 간 거리) 떨어져 있는 곳에서 새로운 암석 행성 GJ625 b를 발견했다. 이 암석 행성이 바로 슈퍼지구의 0순위 후보로 떠오른 것이다. 이들 천문학자는 카나리아제도에 있는 로크 데 로스 무차초스 천문대의 3.6m 구경 갈릴레오국립망원경(TNG)의 북반구용 고정밀 시선속도측정 행성탐사기(HARPS-N)를 사용해 3년 6개월 동안 스펙트럼 151개를 얻었다. 연구진은 이 중에서 시선속도(천체가 관측자의 시선 방향에 가까워지거나 멀어지는 속도)에 생긴 작은 변화를 찾아내 슈퍼 지구의 존재를 밝혀냈다. ●지구보다 질량 2.8배… 14일 주기 공전 이 행성은 분석 결과 질량은 지구의 약 2.8배로, 생명거주가능구역에서 안쪽 가장자리를 따라 약 14일을 주기로 공전하고 있어 액체 상태의 물을 유지하기에 충분한 서늘한 온도를 가진 암석 세상일 가능성이 큰 것으로 나타났다. 이에 대해 연구를 이끈 알레한드로 수아레스 마스카레뇨 연구원은 “GJ625는 비교적 서늘한 별이므로, 이 행성은 생명거주가능구역 가장자리에 있어 표면에는 액체 상태의 물이 존재할 수 있다”면서 “사실 이 행성의 대기를 덮는 구름과 자전 속도를 살펴봐도 이 행성은 잠재적으로 생명체가 거주할 수 있는 곳”이라고 설명했다. ●지구 태양계와 비교적 가깝고 가장 닮아 특히 이번 행성은 지구에서 약 21광년 거리에 있어 태양계와 비교적 가깝고 지금까지 발견된 슈퍼 지구들 중 가장 적은 질량을 갖고 있다고 연구진은 설명한다. 이 행성이 지구와 가장 유사한 환경을 갖고 있음을 뜻한다. 또 다른 연구 저자인 라파엘 레볼로 교수에 따르면 앞으로 과학자들은 이 행성이 다시 모성(GJ625) 앞을 지날 때를 자세히 관측해 밀도와 반지름은 물론 대기 특성 등 더 상세한 정보를 알아낼 계획이다. 이번 연구 성과는 지난달 18일 미국 코넬대학 도서관이 운영하는 물리학 분야의 권위 있는 온라인 논문저장 사이트인 ‘아카이브’(ArXiv.org)에 공개됐으며, 조만간 국제 천문학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics)에 실릴 예정이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구에서 21광년 떨어진 곳에 ‘슈퍼 지구’가 존재한다는 것을 과학자들이 발견해냈다. 슈퍼 지구는 물과 생명체가 존재할 가능성이 제기된 지구형 행성으로, 질량이 지구보다 큰 천체를 말한다. 카나리아 제도 천체물리학연구소(IAC·Instituto de Astrofísica de Canarias) 연구진은 M형 왜성이자 적색왜성인 글리제625(GJ625)에서 약 0.08천문단위(AU·1AU는 지구-태양 간 거리) 떨어져 있는 곳에서 새로운 암석 행성 GJ625 b를 발견했다. 이 암석행성이 바로 슈퍼지구의 0순위 후보로 떠오른 것이다. 이들 천문학자는 카나리아 제도에 있는 로크 데 로스 무차초스 천문대의 3.6m 구경 갈릴레오국립망원경(TNG·Telescopio Nazionale Galileo)의 북반구용 고정밀 시선속도측정 행성탐사기(HARPS-N·High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher for the Northern Hemisphere)를 사용해 3년 6개월 동안 스펙트럼 151개를 얻었다. 연구진은 이 중에서 시선속도(천체가 관측자의 시선 방향에 가까워지거나 멀어지는 속도)에 생긴 작은 변화를 찾아내 슈퍼 지구의 존재를 밝혀냈다. 이 행성은 분석 결과, 질량은 지구의 약 2.8배로, 생명거주가능구역(HZ·habitable zone)에서 안쪽 가장자리를 따라 약 14일을 주기로 공전하고 있어 액체 상태의 물을 유지하기에 충분한 서늘한 온도를 가진 암석 세상일 가능성이 큰 것으로 나타났다. 이에 대해 연구를 이끈 알레한드로 수아레스 마스카레뇨 연구원은 “GJ625(이번에 발견된 슈퍼 지구의 모성)는 비교적 서늘한 별이므로, 이 행성은 생명거주 가능구역 가장자리에 있어 표면에는 액체 상태의 물이 존재할 수 있다”면서 “사실, 이 행성의 대기를 덮는 구름과 자전 속도를 살펴봐도 이 행성은 잠재적으로 생명체가 거주할 수 있는 곳”이라고 설명했다. 특히 이번 행성은 지구에서 약 21광년 거리에 있어 태양계와 비교적 가깝고 지금까지 발견된 슈퍼 지구들 중 가장 적은 질량을 갖고 있다고 연구진은 말한다. 이 말은 지구와 가장 유사하다는 것. 또 다른 연구 저자인 라파엘 레볼로 교수에 따르면, 앞으로 과학자들은 이 행성이 다시 모성(GJ625) 앞을 지날 때를 자세히 관측해 밀도와 반지름은 물론 대기 특성 등 더 상세한 정보를 알아낼 계획이다. 이에 대해 레볼로 교수는 “카나리아 대형망원경(GTC·Gran Telescopio Canarias)의 고정밀 고안정 분광기나 30m 망원경(TMT·Thirty Meter Telescope)과 같은 북반구의 차세대 망원경을 사용하면 된다”고 말했다. 또한 공동 저자 중 한 명인 조네 곤살레스 에르난데스 박사는 “앞으로 측광 관측을 진행할 때 새로운 관측 연구는 모성을 가로지르는 행성 통과를 탐지하는 것이 필수적”이라면서 “GJ625 주변 생명거주가능지역에 암석 행성이 더 있을 가능성이 있으므로 계속해서 탐사를 진행할 것”이라고 말했다. 이번 연구 성과는 지난 18일 미국 코넬대학 도서관이 운영하는 물리학 분야의 권위있는 온라인 논문저장 사이트인 ‘아카이브’(ArXiv.org)에 공개됐으며, 조만간 국제 천문학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics)에 실릴 예정이다. 사진=IAC 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

가까운 은하 중심 부근에 있는 두 개의 ‘괴물 블랙홀’이 충돌 코스에 진입한 것이 확실시된다는 새 연구가 발표되었다. 천문학자들은 백조자리 A 중심에 있는 알려진 초질량 블랙홀에서 1500광년 떨어진 거리에 있는 엄청난 광도의 천체를 발견했다. 백조자리 A는 지구로부터 8억 광년 떨어진 은하로, 천문학자들에게 가장 흥미로운 연구 대상이 되고 있는 은하 중 하나다. 미국 국립전파천문대(NRAO) 소속 크리스 카릴리 논문 공동 저자는 발표문을 통해 “우리는 이 은하에서 제2의 초질량 블랙홀을 발견한 것으로 생각하고 있다”면서 “이 블랙홀은 천문학적으로는 비교적 가까운 과거에 이 은하에 다른 은하가 합병되었음을 말해주는 것”이라고 밝혔다. 이 전파천문대는 미국 국립 과학재단에서 운영하는 전파천문 연구시설로 뉴멕시코에 소재하고 있다. 그는 “이 두 블랙홀은 지금껏 발견된 블랙홀들 중 가장 가까운 거리에 위치한 것으로 머지않은 미래에 충돌, 합병될 것으로 보인다”고 덧붙였다. 논문을 집필한 연구자들은 2015년에서 2016년까지 이 천문대의 장기선 간섭계(Very Large Array; VLA)를 이용해 백조자리 A 은하를 연구했다. 전파망원경에 의해 발견된 이 수수께끼 같은 밝은 천체는 1980년대와 90년대의 백조자리 A 이미지에서는 발견되지 않은 것이었다. 1994년에서 2002년 사이에 허블 우주망원경과 하와이의 케크 망원경의 자외선 이미지로 잡은 이미지를 보면 같은 지점에서 희미한 빛을 내는 천체가 잡혀 있다. 이 수수께끼의 천체는 처음에는 무리지은 별들의 집단으로 추정되었지만, 최근 급격히 밝아지기 시작한 것으로 보아 다른 가능성이 제기된 것이다. 연구자들은 두 개의 가능성을 놓고 저울질하고 있는데, 폭발 단계에 들어선 초신성이거나 아니면 초질량 블랙홀일 거라고 연구자들은 보고 있다. 연구팀이 선호하는 가설은 초질량 블랙홀이다. 왜냐하면, 어떤 초신성 타입도 그토록 오래 밝게 빛난 사례가 없었기 때문이다. 제2의 초질량 블랙홀이 지금처럼 활동적인 된 것은 주변의 별이나 가스를 엄청나게 폭식한 탓으로 보인다고 연구자들은 덧붙였다. 영국 리버풀 존 무어스 대학 천체물리학 연구소 소속 대니얼 펄리 논문 대표저자는 “아직까지 풀리지 않은 의문들은 앞으로 계속될 관측에서 실마리를 얻을 수 있을 것으로 본다”면서 “만약 이것이 제2의 블랙홀로 밝혀진다면 우리는 다른 은하에서도 이 같은 예를 발견할 수 있을 것”이라고 말했다. 새 연구는 조만간 천문학 분야 권위지 '천체물리학 저널'에 발표될 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

“기획력 탁월”… 盧·朴때 靑 근무 공직사회 동요 줄이고 화합 의지11일 문재인 정부의 초대 국무조정실장에 임명된 홍남기(57) 미래창조과학부 1차관은 재정·예산 업무에 정통한 경제관료 출신이다. 기획재정부 정책조정국장을 거쳐 박근혜 정부 당시 대통령비서실 기획비서관을 지내는 등 정책 기획·조정 업무에 뛰어나다는 평가를 받는다. 특히 박근혜 정부의 상징적인 부처인 미래부의 고위직 인사가 장관급으로 승진 발탁됐다는 점에서 이례적인 인사로 받아들여진다. 일각에서는 공직사회의 동요를 줄이고 화합과 통합을 구현하려는 문재인 대통령의 의중이 담긴 게 아니냐는 해석이 나온다. 홍 실장은 참여정부 시절에도 청와대 경제수석비서관실 행정관과 정책실 정책보좌관으로 근무했으며, 당시 노무현 대통령에게 정책 개발과 혁신에 기여한 공로를 인정받아 격려금을 받기도 했다. 진보·보수 성향 정부에서 잇따라 청와대 근무를 하며 업무 능력을 인정받은 셈이다. 청와대도 이날 보도자료에서 “정책 기획·조정 업무에 탁월한 역량을 갖춘 인사”라며 “부드러운 인품과 강한 추진력을 겸비해 공직사회에서 존경받는 공직자로 평가받는다”고 인선 배경을 밝혔다. 이어 “4차 산업혁명과 신성장동력을 주도할 국가 지원체계를 구축하는 데도 남다른 전문성을 갖고 있다”고 강조했다. 통합형인 이낙연 국무총리 후보자를 뒷받침해 문 대통령의 국정 어젠다를 구체적인 정책 로드맵으로 만들고 각 부처의 이해를 조율하는 역할을 수행해 나갈 것이라는 기대감도 내비쳤다. 홍 실장은 이날 미래부 출입기자들과 이임 인사를 나누며 “공직을 접는가 했는데 총리실에서 더 일하게 됐다”며 “무엇을 하든 열심히, 바르게 하려고 노력하겠다”고 밝혔다. 홍 실장은 강원 춘천 출신으로 1984년 경제기획원 대외경제조정실에서 공직을 시작했다. 업무에서는 직원들을 강하게 이끌고 가지만, 보고를 끝내고 나가는 직원들에게 어김없이 웃으며 “고생했다”는 말을 빼놓지 않을 정도로 성품이 인자하고 바르다는 평을 받는다. 업무 감각이 뛰어나 처음 맡는 일도 금세 파악하며 한눈에 큰 그림을 잘 그리는 편이라고 미래부 직원들은 전했다. 고등학교 때 꿈이 천문학자일 정도로 과학기술에 애정과 관심을 갖고 있으며, “미래부 업무가 재미있다”고 입버릇처럼 말하곤 했다. 과학기술계에서도 평이 좋은 편이다. ▲강원 춘천 ▲춘천고, 한양대 경제학과 ▲행시 29회 ▲기획예산처 예산기준과장 ▲16대 대통령비서실 경제수석실 행정관·정책실 정책보좌관 ▲기획재정부 복권위원회 사무처장·대변인·정책조정국장 ▲18대 대통령직인수위 경제1분과 전문위원 ▲대통령비서실 기획비서관 ▲미래부 1차관 박찬구 선임기자 ckpark@seoul.co.kr 윤수경 기자 yoon@seoul.co.kr

‘가디언즈 오브 갤럭시 VOL. 2’의 개봉 기념 은하 이미지 공개 ‘스타로드’(Star-Lord)라는 마블 코믹스는 우주의 영웅을 다룬 이야기지만, 우주에는 실제로 슈퍼 히어로라 할 만한 존재가 있어 우리가 상상하는 것 이상으로 은하들을 수호해주고 있다. 미국의 SF 코미디 액션 영화 ‘가디언즈 오브 갤럭시 VOL. 2’의 개봉을 기념하기 위해 지난 5일(현지시간) 허블 우주망원경 관련 과학자들이 놀라운 은하 이미지를 공개했다. 허블의 이미지가 보여주는 이들 은하의 풍경은 무수히 늘어선 은하들과 그 어마무시한 스케일로 우리를 압도하는데, 영화 속 마블 은하 같은 것은 거의 하찮게 보일 정도다. 우리가 사는 우주에는 은하만 해도 약 2000억 개 정도가 있다. 그런데 이 모든 은하의 총량보다 더 많은 미지의 물질이 은하들을 수호하고 있는데, 그것이 바로 암흑물질이라 불리는 존재다. ​우주망원경과학연구소 천문학자인 댄 코 박사는 허블이 잡은 이 은하단의 모습을 보면 암흑물질이 우주의 은하들을 어떻게 하나로 묶어주고 있는가를 알 수 있다고 설명한다. 그는 “사실 우주를 구성하고 있는 물질은 거의 암흑물질입이다. 우리 주위를 가득 채우고 있지만 아직까지 정체가 밝혀지지 않은 신비한 물질이다”면서도 “하지만 우리는 중력 렌즈 현상을 이용해 암흑물질 분포 지도를 만들 수 있다”고 말했다. 중력 렌즈 현상이란 천체의 중력이 빛의 경로를 휘어지게 하는 렌즈의 역할을 하는 현상으로, 중력이 클수록 이 현상은 더욱 크게 나타난다. “만약 이런 암흑물질이 없다면 우주의 은하들이 다 뿔뿔이 흩어지고 말았을 것”이라고 설명하는 댄 코 박사는 암흑물질이 은하의 진정한 수호자라고 밝힌다. 물론 암흑물질이 은하를 장악하려는 악당들을 물리칠 수는 없지만, 다행히도 과학자들은 허블 망원경이 잡은 우주에서 어떤 악당도 발견되지 않고 있다고 밝혔다. 참고로, 우주 구성물질의 비중을 보면, 암흑 에너지가 74%로 압도적인 비중을 차지하고, 그 다음이 암흑물질이 22%를 차지한다. 이 둘만 합해도 무려 96%다. 가시 물질이 나머지 4%인데, 그중 3.6%는 은하들 사이에 산재하는 가스이고, 관측 가능한 우주의 모든 것, 즉 모든 은하와 그 안에 있는 모든 별이 우주라는 ‘파이’에서 차지하는 양은 고작 0.4%에 지나지 않는다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

공포와 SF를 믹스한 영화로 인기몰이를 하고 있는 영화감독 리들리 스콧이 최근 한 인터뷰에서 호전적인 외계인이 지구를 침공한다면 공상 과학소설을 능가하는 참사가 벌어질 수도 있다는 섬뜩한 전망을 내놓았다. '마션'을 감독하기도 한 스콧의 주장에 따르면, 수백 종의 외계인들이 '먼 우주 어느 곳'에 존재하는데, 지구인들은 그들의 침공에 대비해야 할 필요가 있다고 한다. 그러나 한 과학자는 호전적인 외계인에 관한 그 같은 스콧의 주장은 아무런 근거가 없는 것이라고 반박했다. 리들리 스콧은 AFP와의 인터뷰에서 오는 19일(현지시간) 미국에서 개봉될 예정인 그의 최근작 '에이리언: 커버넌트'에 관해 설명하면서 우리보다 '우월한 존재'인 외계인에 관한 자신의 생각을 밝혔다. 만약 성간 여행을 할 수 있는 외계인이 지구에 도래한다면 그들은 틀림없이 기술적으로 우리보다 월등할 것이며, 아주 호전적일 가능성이 높다고 스콧은 경고했다. 그는 또한 만약 인류가 그들과 맞서 싸운다면 헐리우드 영화와는 달리 승리자가 되기는 어려울 것이라고 전망했다. 스콧은 "만약 당신이 어리석게도 그들에게 도전한다면 3초 내에 제거되고 말 것"이라면서 "우주에는 100에서 200개 정도의 고도로 발달된 문명의 행성들이 존재하는데, 이들은 우리와 비슷한 진화과정을 밟았지만, 우리보다 월등한 수준에 도달해 우리는 결코 그들의 상대가 되지 못할 것"이라고 말했다. 비록 스콧이 숙련된 SF 영화감독이긴 하지만, 그 역시 대본 개작 전문가의 도움을 받고 있다. 외계 지성체를 찾는 프로젝트를 진행 하는 SETI 연구소의 천문학자인 세트 쇼스택에 따르면, 스콧이 주장하는 외계문명의 수는 전혀 입증되지 않은 사실이라고 밝혔다. "외계문명이 몇 개나 되는지에 관해서 우리는 아무런 정보도 갖고 있지 못합니다." 사실 우주에 존재하는 은하와 행성의 개수를 생각하면 상당한 수의 외계문명이 존재할 확률이 얻어진다는 것은 널리 알려진 사실이다. 우리은하에만 해도 1조 개의 행성이 있는데, 우주에는 은하가 2000억 개나 있다. 여기에서 '페르미의 역설'이 나온다. 이탈리아의 천재 물리학자로 노벨 상을 받은 엔리코 페르미는 1950년 4명의 물리학자들과 식사를 하던 중 우연히 외계인에 대한 얘기를 하게 되었는데, 그들은 우주의 나이와 크기에 비추어볼 때 외계인들이 존재할 것이라는 데 의견 일치를 보았다. 그러자 페르미는 그 자리에서 방정식을 계산해 무려 100만 개의 문명이 우주에 존재해야 한다는 계산서를 내놓았다. 그런데 수많은 외계문명이 존재한다면 어째서 인류 앞에 외계인이 나타나지 않았는가 라면서,"대체 그들은 어디 있는 거야?"라는 질문을 던졌는데, 이를 '페르미 역설'이라고 한다. 어쨌든 스콧의 경고는 좀 오버한 감이 있긴 하지만, 한 가지 점만은 정곡을 찔렀다고 쇼스택은 설명한다. 만약 외계인이 성간여행을 할 수 있는 우주선을 만들어 우리 지구까지 올 수 있다면, 우리 인류보다 기술적으로 훨씬 우원한 존재들일 거라는 사실이다. 어느 날 갑자기 외계인들의 우주선이 지구 상공에 나타난다면 스콧이 말한 대로 인류는 결코 그들의 상대가 되지 못할 거라고 쇼스택은 인정했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

밤하늘의 유명 천체 고리성운의 발견자가 18세기 혜성 사냥꾼 샤를 메시에임이 밝혀졌다고 2일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 메시에 57 또는 NGC 6720으로 불리는 이 유명한 성운은 지금까지 천문학사에서는 18세기 프랑스의 천문학자 앙투안 다르키에르가 발견한 것으로 나와 있다. 어쨌든 천문학자 도널드 올슨, 텍사스 주립대의 한 물리학자, 이탈리아의 조반니 마리아가 메시에와 다르키에르의 관측기록을 검토해본 결과 238년 만에 작은 차이점 하나를 밝혀냈다. 연구자들은 1779년 1월 31일자 메시에 관측 노트에 보데의 혜성 경로 가까이에서 '작은 빛뭉치' 하나를 발견했다는 기록이 있는 것을 찾아냈다. "오늘 아침 혜성을 거문고자리 베타(β) 별과 비교해 보던 중 망원경 시야에 작은 빛뭉치 하나가 떠 있는 걸 보았다. 둥근 형태를 한 이 빛뭉치는 거문고자리 베타별과 감마별 사이에 있었다." 새 연구는 이 둥근 빛뭉치가 1779년 2월에 다르키에르가 발견한 성운과 같은 것이라고 밝혔다. 그러나 메시에가 고리성운을 최초로 본 사람이지만 역사는 다르키에르가 고리성운의 발견자로 기록하고 있다. 왜냐하면 '메시에 목록'의 M57 항목에서 메시에는 "툴루즈의 다르키에르가 보데의 혜성을 관측하던 중 그 성운을 발견했다"고 써놓았기 때문이다. 바로 이 기록 때문에 고리성운의 최초 발견자가 메시에가 아닌 다르키에르로 역사에 기록되게 된 것이라고 연구자들은 밝혔다. 다르키에르는 1779년 9월 자신의 관측기록을 편지와 함께 메시에에게 보냈는데, 여기서도 다르키에르가 고리성운의 최초 발견자가 아니라는 사실을 확인할 수 있다. 다르키에르는 "2월 둘쨋 주 이전에는 보데의 혜성 경로 주변을 관측하지 않았다"고 쓰여 있다. 다르키에르가 거문고자리의 베타별과 감마별 사이 구역을 관측하기 시작한 것은 메시에의 혜성 관측기를 읽은 이후의 일이었다고 새 연구는 밝히고 있다. 고리성운은 '메시에 목록'에 올라 있는 심우주 천체 110개 중 하나인 M57을 가리킨다. 메시에 목록은 18세기 프랑스 천문학자이자 혜성 사냥꾼인 샤를 메시에가 혜성을 발견하는 데 혼란을 주는 천체들을 정리한 목록으로, 메시에는 이 목록 하나로 천문학사에 길이 이름을 남기게 되었다. 후대 천문가들은 모두 이 목록에 의지해 천체관측을 했기 때문이다. 고리성운은 지구로부터 약 2000광년 떨어진 거문고자리의 행성상 성운으로, 지름이 1광년에 이른다. 우리 태양 같은 중간치 크기 별이 생애의 마지막에 폭발하면 저런 행성상 성운을 만들게 된다. 천체관측에 입문한 사람 치고 이 고리성운을 보지 않은 이가 없을 정도로 별지기들에게 사랑받는 관측대상이다. 이와 관련된 새 연구는 '하늘과 망원경' 7월호에 발표될 예정이다. -------------------------- 1. 2. 3. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

지난 3월 미국 천문학회 학술지에 우주 나이가 6억년이었을 때 은하를 ‘알마’(ALMA) 전파망원경으로 관측했다는 연구 결과가 실렸다. 현재 우주의 나이인 138억년을 100살이라고 한다면 우주의 나이가 4살 때의 은하를 발견한 것이다. 지구 나이가 45억년이니, 이 은하는 지구가 있기 훨씬 이전에 존재했다. 천문학자들은 빛의 속도를 이용해 과거를 본다. 빛은 1초 동안 약 30만㎞를 이동한다. 태양 표면에서 출발한 빛이 우리 눈에 도달하는 데 걸리는 시간은 약 8분이다. 그러니 우리 눈에 들어온 태양의 모습은 8분 전의 것이다. 태양계에서 가장 멀리 떨어진 행성인 해왕성의 경우 우리는 약 4시간 전 모습을 보고 있는 셈이다. 만화영화에서 자주 등장하는 안드로메다 은하는 250만년 전 모습이다. 이번에 학술지에 발표된 은하는 약 130억년 전에 출발한 빛이 지금 지구에 도달한 것이다. 천문학자들은 어떻게 멀리 떨어진 은하의 거리를 알 수 있을까? 거리를 알아야 은하에서 나온 빛이 지구에 도달하는 데 걸리는 시간을 추정할 수 있다. 지구에서 멀리 떨어진 은하일수록 빠른 속도로 멀어져 간다. 이 사실은 1929년 미국 천문학자 에드윈 허블이 밝혀내 ‘허블 법칙’이라고 불리며 현대 빅뱅 우주론의 근간이 됐다. 허블 법칙에 따라 은하의 속도를 알면 은하까지의 거리를 계산할 수 있다. 은하의 속도는 도플러 효과를 이용해 쉽게 측정한다. 기차역으로 접근하는 기차의 기적 소리는 멀어져 가는 기적 소리보다 작게 들린다. 이는 멀어져 가는 기적 소리의 파장이 길어지기 때문이다. 같은 원리로 천체에서 오는 특정한 파장이 얼마나 길어졌나를 재면 그 천체가 얼마만큼 빠른 속도로 멀어져 가고 있는가를 확인할 수 있다. 천문학이 궁극적으로 답하려고 하는 질문은 ‘우주는 어떻게 만들어졌는가’이다. 이를 위해 천문학자들은 멀리 보기 경주를 하고 있다. 멀리 볼수록 더 오래된 과거를 볼 수 있기 때문이다. 우주 생성 초기를 봐야만 우주가 어떻게 만들어졌는가에 대해 정확한 답을 찾을 수 있다. 같은 밝기의 천체라도 멀리 떨어져 있을수록 어두워진다. 2013년에 완성된 알마 망원경은 지름이 12m인 50개 안테나를 동시에 사용해 이전에는 볼 수 없었던 어두운 천체들을 관측하고 있다. 현재 지상에 건설된 가장 큰 망원경은 직경이 10m 정도이다. 2022년 완공 예정인 거대한 마젤란 망원경의 직경은 25.5m나 된다. 두 거대 망원경 사업 모두 한국이 참여하고 있다. 멀리 보기 경주에 동참한 한국 천문학자들이 우주의 기원에 관한 좋은 연구 결과를 발표할 것으로 확신한다.

마치 얼굴 한 쪽에 칼자국이 난 듯 무서워보이는 외모를 가진 위성이 있다. 바로 '달부자' 토성의 위성인 테티스(Tethys)다. 지난 24일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 오늘 9월 최후를 맞는 토성탐사선 카시니호가 촬영한 테티스의 모습을 홈페이지에 공개했다. 사진(왼쪽 사진) 속 길게 뻗어있는 칼자국처럼 보이는 지형은 테티스의 대계곡인 이타카 카스마(Ithaca Chasma)다. 계곡의 폭은 약 100km, 깊이는 4km 정도로 테티스의 북극 쪽에서 남극 쪽으로 길게 내리 뻗어있는 것이 특징. 또한 테티스는 천체와의 충돌로 생긴 대형 크레이터 ‘오디세우스’(Odysseus)로도 유명하다. 사진(오른쪽 사진) 속 커다한 멍자국처럼 보이는 오디세우스는 지름이 445km에 달하는 원형이다. 지난 1684년 프랑스 천문학자인 장 도미니크 카시니가 발견한 테티스는 지름 1062km의 크기를 가진 ‘얼음 달’이다. 그리스 신화에서 이름을 따온 '바다의 여신' 테티스는 구성하고 있는 표면 물질이 대부분 물로 이루어진 얼음으로 이는 토성 고리의 성분과도 비슷하다. 한편 지난 2004년 토성에 도착해 임무를 수행해왔던 카시니호는 연료가 바닥남에 따라 오는 9월 15일 토성 대기 속으로 뛰어드는 ‘그랜드 피날레’로 최후를 맞는다. 카시니호의 핵연료가 혹시나 타이탄과 엔셀라두스의 바다를 오염시킬 위험성을 제거하려는 조치다. 사진=NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국의 유명 천문학자인 칼 세이건(1934~1996)은 지난 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." 그의 저서에 모티브가 된 '창백한 푸른점'은 바로 지구를 말한다. 인류 역사상 '가장 철학적인 천체사진'이라 불리는 이 사진은 지난 1990년 2월 미 항공우주국(NASA)의 보이저 1호가 태양계를 벗어나기 전 카메라를 지구로 돌려 촬영한 것이다. 당시 보이저 1호와 지구와의 거리는 약 60억 km로 우리가 사는 세상은 작은 하나의 점에 불과하다. 그로부터 27년이 흐른 지난 21일, 이번에는 토성탐사선 카시니호가 토성의 고리 사이에 얼굴을 내민 지구의 모습을 보내왔다. NASA가 따로 설명해주지 않으면 알 수 없을 정도로 작은 지구는 그저 빛나는 작은 점으로만 보인다. 카시니호와 지구와의 거리는 14억 km로 더 놀라운 점은 사진을 확대하면 지구 왼편으로 달도 보인다는 사실. 1억 2700만 km 떨어진 화성 궤도에서도 지구와 달은 촬영됐다. 지난해 11월 NASA의 화성정찰위성(MRO)이 촬영한 작품에는 왼편의 달과 오른편의 지구가 어슴푸레 얼굴을 드러낸다. 실제 달은 지구보다 훨씬 어둡기 때문에 이 사진은 일부 합성됐다. 보다 진기한 사진도 있다. 화성 땅 위에서 하늘을 본다면 과연 지구가 보일까라는 호기심을 풀어주는 사진이다. 호기심 해결사는 NASA의 화성 탐사로봇 큐리오시티다. 지난 2014년 1월 화성 땅 위에서 바라본 지구는 70억 인구가 아웅다웅 싸울 것이라 믿기지 않는 작은 점으로만 빛난다. 　 칼 세이건 박사는 저서 '창백한 푸른점'에서 다음과 같은 육성 소감을 남겼다. "다시 저 점을 보라. 저것이 우리의 고향이다. 저것이 우리다. 당신이 사랑하는 모든 사람들, 당신이 아는 모든 이들, 예전에 삶을 영위했던 모든 인류들이 바로 저기에서 살았다.우리의 기쁨과 고통의 총량, 수없이 많은 그 강고한 종교들, 이데올로기와 경제정책들, 모든 사냥꾼과 약탈자, 영웅과 비겁자, 문명의 창조자와 파괴자, 왕과 농부, 사랑에 빠진 젊은 연인들, 아버지와 어머니들, 희망에 찬 아이들, 발명가와 탐험가, 모든 도덕의 교사들, 부패한 정치인들, 모든 슈퍼스타, 최고 지도자들, 인류 역사 속의 모든 성인과 죄인들이 여기 햇빛 속을 떠도는 티끌 위에서 살았던 것이다. 지구는 우주라는 광막한 공간 속의 작디작은 무대다. 승리와 영광이란 이름 아래, 이 작은 점 속의 한 조각을 차지하기 위해 수많은 장군과 황제들이 흘렸던 저 피의 강을 생각해보라. 이 작은 점 한구석에 살던 사람들이, 다른 구석에 살던 사람들에게 보여주었던 그 잔혹함을 생각해보라. 얼마나 자주 서로를 오해했는지, 얼마나 기를 쓰고 서로를 죽이려 했는지, 얼마나 사무치게 서로를 증오했는지를 한번 생각해보라. 이 희미한 한 점 티끌은 우리가 사는 곳이 우주의 선택된 장소라는 생각이 한갓 망상임을 말해주는 듯하다. 우리가 사는 이 행성은 거대한 우주의 어둠에 둘러싸인 한 점 외로운 티끌일 뿐이다. 이 어둠 속에서, 이 광대무변한 우주 속에서 우리를 구해줄 것은 그 어디에도 없다. 지구는, 지금까지 우리가 아는 한에서, 삶이 깃들일 수 있는 유일한 세계다. 가까운 미래에 우리 인류가 이주해 살 수 있는 곳은 이 우주 어디에도 없다. 갈 수는 있겠지만, 살 수는 없다. 어쨌든 우리 인류는 당분간 이 지구에서 살 수 밖에 없다. 천문학은 흔히 사람에게 겸손을 가르치고 인격형성을 돕는 과학이라고 한다. 우리의 작은 세계를 찍은 이 사진보다 인간의 오만함을 더 잘 드러내주는 것은 없을 것이다. 이 창백한 푸른 점보다 우리가 아는 유일한 고향을 소중하게 다루고, 서로를 따뜻하게 대해야 한다는 자각을 절절히 보여주는 것이 달리 또 있을까?" 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

별똥별 떨어질 때 금속성 소리 단순 환청 아닌 극저주파 진동 “전자기파·대기 마찰 현상 때문” ‘음파 전환’ 가설이 가장 설득력 日은 인공 별똥별 프로젝트 진행“별똥별이 떨어지는 순간에/ 내가 너를 생각하는 줄/ 넌 모르지/ 떨어지는 별똥별을 바라보는 순간에/ 내가 너의 눈물을 생각하는 줄/ 넌 모르지 /내가 너의 눈물이 되어 떨어지는 줄/ 넌 모르지” (정호승 시인의 ‘별똥별’) 별똥별(유성)은 각종 문학작품이나 예술작품에서 다양하게 쓰인다. 시인 정호승은 별똥별이 떨어질 때 ‘너’를 그리고, 알퐁스 도데는 소설 ‘별’에서 유성으로 순수한 사랑을 지킨다. 별똥별은 혜성이나 소행성에서 떨어져 나온 잔해인 유성체가 지구 중력에 이끌려 들어오면서 대기와 마찰로 불타는 현상이다. 별똥별을 보면서 소원을 빌면 이루어진다는 속설이 있다. 하지만 유성체가 빛을 내는 시간은 0.01초~수 초에 불과하다. 소원을 빌기엔 턱없이 부족하다. 때문에 유성들이 비처럼 쏟아지는 유성우를 기다리는 이들도 있다. 지난 1월 3일 밤에는 ‘사분의자리 유성우’가 쏟아지는 장관이 벌어지기도 했다.유성은 지구가 탄생하면서부터 시작된 우주현상이지만 여전히 풀리지 않은 비밀을 품고 있다. ‘유성 음악’(music of the meteors)이 대표적이다. 유성 음악은 유성이 하늘을 지나갈 때 ‘쉬익’ 하고 나는 금속성 소리를 말한다. 수십㎞ 상공에서 나온 빛은 수천분의1초 만에 관측자가 볼 수 있지만 소리의 속도는 빛보다 느리기 때문에 유성이 지나간 한참 후에야 소리를 듣는 것이 물리학적으로 맞다. 이 때문에 유성이 지나가는 동시에 들리는 소리는 단순한 ‘환청’으로 치부됐다. 그러나 2000년대 초반 호주 과학자들은 유성 소리가 ‘전자음향 효과’ 때문에 생기는 것이라고 주장했다. 유성이 떨어지면서 지나가는 궤적에는 눈에 보이는 가시광선뿐만 아니라 극저주파가 함께 발생한다. 극저주파가 지표 근처에 있는 가느다란 철사, 솔잎, 머리카락 등을 진동시키는데, 극저주파 속도는 빛의 속도와 비슷해 극저주파가 일으킨 소리가 유성의 움직임과 거의 동시에 나타난다는 설명이다. 지난 2월에는 미국 샌디아 국립연구소와 체코 국립과학원 천문학연구소 공동연구팀이 유성 소리에 대한 연구결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’에 발표했다. 이들은 유성에서 나오는 가시광선이 머리카락이나 안경, 침엽수 잎 등을 가열시켜 열(熱) 진동을 일으키고 음파를 만든다는 가설을 제시했다. 하지만 이들의 가설은 유성의 빛이 ‘슈퍼 보름달’보다 밝아야 가능하다는 반론에 부딪혔다. 최근 또 다른 연구가 나왔다. 미국 코넬대 전자컴퓨터공학부 마이클 켈리 교수와 이스라엘 텔아비브대 지구과학과 콜린 프라이스 교수 공동연구팀은 유성의 음악은 극지방에서 볼 수 있는 오로라처럼 전자기파와 대기의 마찰 현상 때문이라는 연구 결과를 냈다. 이는 물리학 분야 국제학술지 ‘지오피지컬 리서치 레터’ 9일자에 실렸다. 유성은 지구 대기와 부딪치면서 주변 공기를 이온화시켜 무겁고 양전하를 띤 이온과 음전하를 띤 전자로 분리시킨다. 이온은 유성을 따라 움직이고 전자는 지구 자기장에 끌려간다. 이 과정에서 전자가 음파로 전환된다는 설명이다. 음파의 주파수는 유성의 크기와 낙하 속도에 따라 달라질 수 있다고도 연구진은 가정했다. 미국 보스턴대 천문학자 미어스 오펜하이머 박사를 비롯한 연구자들은 “프라이스와 켈리 박사의 가설은 유성의 소리에 대한 가장 합리적 가설”이라면서도 “유성이 내는 소리의 원인을 정확하게 파악하는 것은 쉽지 않은 일”이라고 분석했다. 유성 음악의 원인을 파악하기도 전에 인공 유성이 세상에 나올 수도 있다. 일본의 우주벤처기업 ‘ALE’과 도호쿠대, 도쿄메트로폴리탄대 등 5개 대학 공동연구팀은 6년 전부터 인공위성을 활용해 지구 상공에 인공 별똥별을 만드는 프로젝트를 진행하고 있다. 지상 80㎞ 상공에 있는 인공위성에서 작은 알갱이를 분사하면 이것들이 대기권으로 들어와 고속 낙하하면서 불타 ‘별똥별 쇼’를 만든다는 구상이다. 내년에 인공 별똥별 발사용 소형 인공위성을 쏘아 올리고 2019년에 인공 별똥별 쇼를 처음 선보일 예정이다. 계획이 성공하면 2020년 도쿄 올림픽 개막식 때도 별똥별 쇼를 볼 수 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과학자들은 태양계의 끝인 해왕성과 명왕성 궤도 밖에도 많은 얼음 천체가 존재한다고 믿어왔다. 카이퍼 벨트나 오르트 구름 같은 얼음 천체의 모임이 있다는 사실은 혜성의 주기로부터 예측되었던 일이지만, 최근에는 실제로도 많은 천체가 발견되어 이론을 뒷받침하고 있다. 하지만 태양에서 멀리 떨어진 천체일수록 어두워서 관측이 매우 어려워 현재까지 발견한 천체들은 지구 - 태양 거리의 100배 이내 (150억km)에 위치한 것이 대부분이다. 궤도가 분명하게 확인된 천체 가운데 지금까지 가장 먼 거리에서 발견된 것은 에리스로 현재 태양 - 지구 거리의 96배 정도 거리에 있다. 이보다 조금 더 먼 장소에서 발견된 천체로 V774104라는 후보 천체가 있으나 아직 궤도가 확실히 확인되지 않아 확실치 않은 부분이 있다. 따라서 현재까지 확인된 태양에서 두 번째로 먼 천체는 2014 UZ224로 태양 - 지구 거리의 91.6배 (약 137억km)에 있다. 먼 왜소행성(distant dwarf)이라는 뜻의 디디(DeeDee)라는 별명으로 불리는 이 천체는 아무리 강력한 망원경으로 봐도 작은 점으로밖에 보이지 않는다. 최근 국제 천문학자 팀이 세계에서 가장 강력한 전파 망원경인 알마(ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해서 디디의 모습을 포착했다. 워낙 춥고 어두운 천체라서 다른 파장보다 밀리미터파에서 관측이 더 쉽기 때문이다. 비록 해상도가 낮아서 작은 얼룩처럼 보이지만 (사진) 과학자들은 이 관측 데이터를 이용해서 여러 가지 사실을 알아냈다. 디디의 표면 온도는 30K (영하 -243.15도)에 불과하다. 비록 에리스보다 태양에 약간 가깝지만, 표면 온도는 에리스보다 더 낮다. 동시에 매우 어두워 받은 태양 빛의 13% 정도만 반사하는 것으로 보인다. 아마도 표면이 얼음 대신 어두운 물질로 덮여있을 가능성이 있지만, 그럼에도 온도가 이렇게 낮은 이유는 아직 확실치 않다. 확실한 것은 디디의 지름이 630km 정도로 에리스의 2300km보다 훨씬 작다는 점이다. 크기가 작고 표면까지 어두워 현재까지 태양계 외곽에서 발견된 천체 가운데 관측이 가장 힘든 천체인 셈이다. 과학자들은 디디처럼 어두워서 잘 보이지 않지만, 더 먼 장소에도 비슷한 왜소 행성들이 있을 것으로 추정하고 있다. 그리고 어쩌면 9번째 행성이 숨어 있을 가능성도 있다. 현재 망원경보다 더 강력한 차세대 망원경이 건설되면 지구 - 태양 거리의 100배 이상 먼 거리에 위치한 어두운 천체들이 하나씩 모습을 드러낼 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

전 세계 9곳에 설치된 초대형 전파망원경을 연결해 거대한 블랙홀을 직접 관측하는 ‘이벤트 호라이즌 망원경’(EHT). 이 국제적인 프로젝트에 참가한 천문학자들이 12일(현지시간) 블랙홀 촬영에 사상 처음 성공했을 가능성이 있다고 밝혔다. 데이터를 조합해 실물 이미지를 만드는 데는 몇 달이 걸릴 예정이지만 성공한다면 우주의 조성과 탄생에 관한 수수께끼의 해명에 도움이 될 것이다. 천문학자들이 관측 중인 거대질량 블랙홀은 지구에서 약 2만6000광년 떨어진 우리 은하 중심부에 있는 ‘궁수자리 A별’(Sagittarius A* 혹은 Sgr A*). 질량은 태양의 400만 배다. 관측에는 미국 하와이에서 남극, 스페인까지 전 세계의 전파망원경이 이용되고 있다. 프로젝트 책임자인 유럽 국제 전파천문학연구소(IRAM)의 천문학자 마이클 브레머는 “거대한 망원경을 만들어도 무게를 견디지 못해 자괴해 버릴 가능성이 크기 때문에, 그 대신 8개의 망원경을 거대한 렌즈처럼 결합했다”면서 “이렇게 해서 지름 약 1만 ㎞로 지구와 비슷한 크기의 가상 망원경을 사용할 수 있었다”고 말했다. 망원경은 클수록 해상도가 올라 대상물을 세세한 부분까지 관찰할 수 있다. 브레머는 “우리는 사상 처음으로 블랙홀을 상세하게 관측할 수있는 기술력을 갖고 있다”고 지적했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr