재미란 무엇인가. 우리가 일상생활 속에서 자주 쓰는 말 ‘재미’는 원래 ‘양분이 많고 좋은 맛’이라는 한자어 ‘자미’(滋味)에서 온 것이다. 국어사전에서 찾아보면 ‘아기자기하게 즐거운 기분이나 느낌’이라고 풀이한다. 하지만 재미는 이처럼 단순한 개념이 아니다. 부연하자면, 재미란 어떠한 것에 대한 흥미이고 그것에 관한 일종의 만족감이자, 마음이 편한 기쁨, 즐거움, 떠들썩한 유쾌함 등으로 정의된다. 이런 재미는 사람의 수많은 육체적-정신적 활동에서 비롯된다. ​인류는 본능적으로 재미를 추구해왔다. 춤과 노래, 축제와 게임 등이 그 대표적인 목록들이다. 이러한 성향을 유희정신이라고 하는데, 이처럼 뛰고, 소리치고, 노는 유희정신은 어린아이들의 행동에서 가장 선명하게 드러난다. ​아이들에게 재미는 놀이와 밀접한 관련이 있으며, 자연스럽고 창의적인 방식으로 재미를 추출하는 능력이 뛰어나다. 놀이는 즐거움을 누릴 수 있는 능력, 즉 잠시만이라도 무한히 즐길 수 있는 능력과 관련된다. ​독일의 시인 프리드리히 실러는 “인간은 놀이를 즐기고 있을 때만이 완전한 인간이 된다”고 말했다. 이렇게 유희는 인간 활동에서 커다란 부분을 차지하며, 인간의 가장 기본적 ·정신적 요소의 하나인 것이다. ​재미는 또한 사람들의 긴장을 푸는 데 도움이 되고 삶의 보람을 주기 때문에 때때로 ‘인생의 즐거움을 더하고’, ‘스트레스에 대한 완충 역할’을 하는 윤활유로 간주되며, 인간의 육체적-심리적 상태를 개선하는 데 큰 영향을 끼치기도 한다. 이 정도면 재미가 우리 삶에서 얼마나 중요한 요소인가를 알 수 있을 것이다. 우리가 추구하는 행복의 속고갱이가 바로 다름 아닌 재미라 할 수 있다. 그래서 일찍이 장자(BC 369-286)는 “인생은 한바탕 신명나게 잘 놀다 가는 놀이터”라고 ‘소요유(逍遙游)’편에서 설파했다. ​근엄한 유교문화 속에서 오래 몸담고 살아온 우리는 자칫 이 재미란 항목을 가벼이 취급하는 경향이 있는데, 이는 바람직한 태도라 하기 어렵다. 사람에게 행하는 어떤 교육도 재미가 없으면 임팩트가 없고 따라서 입력이 잘 안된다. 재미가 있을 때에야 비로소 사람은 그것을 잘 받아들이고 임팩트를 느끼며 자신을 변화시킬 수 있는 것이다. ​그러니 재미가 없는 영화, 재미없는 소설은 만들 것이 못되며 재미없는 강의나 수업은 하지 말아야 한다. ​ 재미있는 수학은 수포자를 줄일까​그러면 어떤 요소가 사람을 재미있게 하는 것일까. ​사람들이 재미를 느끼는 요소들을 들자면, 극적인 변화, 통찰과 개안(開眼)을 주는 것, 상상을 벗어난 것, 놀라운 반전 같은 것을 들 수 있다. ​재미는 또한 하나의 중요한 속성을 갖고 있는데 그것은 바로 역제곱 법칙이라는 것이다. 이 역제곱 법칙은 특정 물리량에 해당되는 정보가 보존되면서, 그 원인으로부터 정보가 3차원 공간을 퍼져나갈 때 만족하는 법칙이다. 예컨대 촛불을 2배 먼 거리에서 보면 그 밝기는 4분의1로 줄어든다. ​뉴턴의 만유인력 법칙이 대표적인 역제곱 법칙의 하나인데, 두 물체 m1, m2 사이에 작용하는 인력은 두 물체 사이 거리의 역제곱에 비례한다는 것이다. 재미 삼아 공식을 내려놓으면 다음과 같다. ​재미의 역제곱 법칙은 중력의 법칙처럼 ‘나’와 ‘사건’ 사이 거리의 역제곱에 비례한다. ​쉬운 예를 들어보자. 외신에 이런 뉴스가 떴다. ‘미국 앨라배마주의 흑인대학으로 알려진 터스키기 대학에서 10일 새벽(현지시간) 총격 사건이 발생해 1명이 숨지고 16명이 다쳤다고 AP 통신 등 미국 언론이 당국을 인용해 보도했다. ​일상사처럼 반복되는 미국의 총기 사건이 우리에게 어떤 관심을 불러일으킬까? 우리와는 지구 반대편에 있는 총기의 나라 미국에서 툭하면 벌어지는 사건이니 으레 그러려니 하고 넘어가는 게 대부분의 반응일 것이다. 하지만 만약 내가 사는 아파트 같은 동에서 살인사건이 일어났다면 누구나 신경을 곤두세우고 관심을 쏟을 것이 분명하다. 재미의 역제곱 법칙도 이와 다를 것이 없다. 어떤 사건이 나와 가깝고 때로는 직결된 것이라면 관심을 기울이지 않을 수 없다. 자기의 손익과 밀접한 관계가 있기 때문이다. 사람은 누구나 자기의 손익에는 민감하게 마련이니까. 따라서 우리가 사람들에게 무언가를 전하려 할 때는 그 ‘사건’이 그들과 밀접한 관계를 가지고 있는 지점을 적극 공략해야 한다. 이 지점을 놓쳐버리면 영화든 소설이든 강의든 성공하기 힘들다. ​고3 교실의 3분의2는 수학을 포기한 학생, ​‘수포자’라고 한다. 이것은 꼭 수학이 어려운 과목이기 때문만이라고는 할 수 없다. 인류 최고의 천재로 게임 이론을 창시한 미국의 물리학자이자 수학자인 폰 노이만은 “수학을 어렵다고 생각하는 사람들은 인생이 얼마나 어려운지를 잘 모르는 사람이다”라는 명언을 남기기도 했다. 아이들을 수포자로 만든 더 큰 원인은 수학 교사가 이들이 ‘수학 하는 재미’를 느끼게 하지 못했다는 사실이 아닐까 생각한다. 아이들이 ‘이 어렵기만 한 수학이 대체 내 삶과 무슨 관계가 있다는 건가?’ 하고 생각하게 되면 수학은 재미없는 과목으로 전락한다. 그렇다면 수학을 어떻게 가르치는 것이 좋을까? 그 교실로 기원전 3세기 고대 그리스의 수학자이자 천문학자인 아리스타르코스(BC 310쯤~230)를 수학 교사로 초빙하는 것이 좋은 방법일 것이다. ​지금으로부터 무려 2300년 전 고대인인 아리스타르코스는 인류 역사상 최초로 지동설을 발견한 사람이다. 그가 지동설을 세운 것은 오로지 직각삼각형 하나를 이용한 수학의 삼각법이었다. ​어느 날 해질녘 아리스타르코스는 중천에 뜬 반달을 보았다. 그 시각 해는 지평선에 걸려 있었고, 달은 정확히 반달이었다. 그 순간 번개 같은 아이디어가 그의 머리에 반짝 불을 켰다. “아! 저 달과 지구-태양이 이루는 각은 직각이고, 세 천제는 지금 직각삼각형을 만들고 있구나!” ​아리스타르코스의 천재성은 여기서 멈추지 않았다. 그는 이 직각삼각형의 한 예각을 알 수 있으면 삼각법을 사용하여 세 변의 상대적 길이를 계산해낼 수 있다고 생각했다. ​그는 먼저 달-지구-태양이 이루는 각도를 쟀다. 87도가 나왔다(참값은 89.5도). 세 각을 알면 세 변의 상대적 길이는 삼각법으로 금방 구해진다. 그런데 희한하게도 달과 태양은 겉보기 크기가 거의 같다. 이는 곧, 달과 태양의 거리 비례가 바로 크기의 비례가 된다는 뜻이다. 아리스타르코스는 이 점에 착안하여, 다음과 같이 세 천체의 상대적 크기를 또 구했다. 태양은 달보다 19배 먼 거리에 있으며(참값은 400배), 지름 또한 19배 크다(참값은 400배). 고로 달의 3배인 지구보다는 7배 크다(참값은 109배). 따라서 태양의 부피는 7의 세제곱으로 지구의 약 300배에 달한다고 결론지었다. 그의 수학은 정확했지만 도구가 좀 부실했던 모양이다. ​하지만 본질적인 핵심은 놓치지 않았다. “지구보다 300배나 큰 태양이 지구 둘레를 돈다는 것은 모순이다. 태양이 우주의 중심에 자리하고 있으며, 지구가 스스로 하루에 한 번 자전하며 1년에 한 번 태양 둘레를 돌 것이다.” ​우주의 중심에서 인류의 위치를 몰아낸 지동설은 이렇게 한 천재의 기하학으로부터 탄생했다. 따지고 보면 직각삼각형 하나가 인류에게 지동설을 알려준 것이라고도 할 수 있다. 이것이 바로 수학의 위력이자 매력이 아닌가! 수학 개념으로 발견한 우주의 원리​천문학사에는 이런 예가 수두룩하지만, 하나만 더 들어보자면 아리스타르코스보다 약 한 세대 뒤에 태어난 에라토스테네스의 예가 또 쏠쏠하게 재미있다. ​역시 천문학자이자 수학자인 에라토스테네스(BC 276~194)는 역사상 최초로 한 천체의 크기를 측정한 위대한 업적을 남겼다. 그가 잰 천체는 물론 지구였다. ​에라토스테네스는 터무니없이 간단한 방법으로 인류 최초로 지구 크기를 쟀는데, 참값에 비해 10% 오차밖에 나지 않은 놀라운 성과를 얻었다. 그가 이용한 방법은 작대기 하나를 땅에다 꽂는 거였다. 해의 그림자를 이용한 측정법이었다. ​구체적으로는 이 역시 기하학을 이용한 건데, 어느 날 도서관에서 책을 뒤적거리다가 ‘남쪽의 시에네 지방(아스완)에서는 하짓날인 6월 21일 정오가 되면 깊은 우물 속 물에 해가 비치어 보인다’는 문장을 읽었다. 이것은 그날 해가 그 지역에서 바로 수직으로 떠 있다는 것을 뜻한다. ​그리스인들은 지역에 따라 북극성의 높이가 다른 사실 등을 근거로 지구가 공처럼 둥글다는 것을 알고 있었다. 구체인 지구의 자전축은 궤도 평면상에서 23.5도 기울어져 있다. 하짓날 시에네 지방에 해가 수직으로 꽂힌다는 것은 곧 시에네의 위도가 23.5도란 뜻이다. 이 지점이 바로 북회귀선, 곧 하지선이 지나는 지역이다. 여기서 천재의 발상법이 나온다. 그는 실제로 6월 21일을 기다렸다가 막대기를 수직으로 세워보았다. 하지만 시에네와는 달리 알렉산드리아에서는 막대 그림자가 생겼다. 그는 여기서 이는 지구 표면이 평평하지 않고 곡면이기 때문이라는 점을 깨달았다. ​그리하여 에라토스테네스가 파피루스 위에다 지구를 나타내는 원 하나를 컴퍼스로 그리던 그 순간, 엄청난 일이 일어났다. 이것은 수학적 개념이 정확한 관측과 결합됐을 때 얼마나 큰 위력을 발휘하는가를 확인해주는 수많은 사례 중의 하나다. ​​​에라토스테네스가 그림자 각도를 재어보니 7.2도였다. 햇빛은 워낙 먼 곳에서 오기 때문에 두 곳의 햇빛이 평행하다고 보고, 엇각과 동위각은 서로 같다는 원리를 적용하면, 이는 곧 시에네와 알렉산드리아 사이의 거리가 지구 대원(大圓)의 7.2도 원호라는 뜻이 된다. ​에라토스테네스는 걸음꾼을 시켜 두 지점 사이의 거리를 걸음으로 재본 결과 약 925㎞라는 값을 얻었다. 그 다음 계산은 간단하다. 여기에 곱하기 360/7.2 하면 답은 약 4만 6250이라는 수치가 나오고, 이는 실제 지구 둘레 4만㎞에 10% 미만의 오차밖에 안 나는 것이다. ​이로써 인류는 우리가 사는 행성의 크기를 최초로 알게 되었고, 이를 아리스타르코스의 태양과 달까지 상대적 거리에 대입시켜 비록 큰 오차가 나는 것이긴 하지만 그 실제 거리를 알게 된 것이다. ​2300년 전 고대에 막대기 하나와 각도기, 사람의 걸음으로 이처럼 정확한 지구의 크기를 알아낸 에라토스테네스야말로 위대한 지성이라 하지 않을 수 없다. 그는 또 수학사에도 이름을 남겼는데, 소수(素數)를 걸러내는 ‘에라토스테네스의 체’를 고안해낸 수학자이기도 하다. 아리스타르코스나 에라토스테네스와 같이 학생들에게 수학을 가르친다면 누가 수학을 재미없는 과목이라 하겠는가. 수포자는커녕 수학의 위대한 매력에 푹 빠져들 것이다. 우리에게 눈이 두 개 있는 것은 그 시차(視差)로 나와 사물 간의 거리를 어림할 수 있게 하기 위함이다. 지금이라도 한쪽 눈을 감고 길을 걸어본다면 무척 갑갑함을 느낄 것이다. 수학을 모르고 세상을 사는 것은 어쩌면 이렇게 외눈박이로 사는 것과 비슷하다고 할 수 있다. 이처럼 수학이 바로 나의 삶과 밀접한 관련이 있음을 학생들에게 주지시켜야 한다. 그러면 분명 수학에 큰 관심을 갖게 될 것이다. 아울러 무엇을 강의하거나 수업하든 교사는 항상 ‘나와 사건의 거리’에 초점을 맞추어야 한다. 그 지점을 놓쳐버리면 ‘재미’를 생산하기 힘들며, 학생들을 사로잡기 어려울 것이다. ​나아가 교사는 자신의 지식을 학생들에게 전하는 데 있어 가장 재미있는 방법에 대해 항상 연구하고 고민하는 자세를 가져야 한다. 무엇보다 스스로 그 일을 즐겁고 재미있게 받아들여야 한다. 자신이 재미있어 하는 것을 가르치는 사람과 별 흥미를 느끼지 못한 채 가르치는 사람은 그 표정부터가 다르다는 사실을 피교육자는 민감하게 감지한다. 가르치는 사람의 열정이 상대에게 전해지고 그들을 변화시킨다는 사실을 깊이 새길 필요가 있다.

5년 후 지구를 향해 날아오는 소행성 아포피스에 대한 흥미로운 연구결과가 나왔다. 최근 미국 존스홉킨스 대학 응용물리학 연구소는 지구에 최근접한 아포피스가 지구 중력의 영향으로 진동과 산사태가 발생해 변형될 수 있다는 연구결과를 내놨다. ‘혼돈의 신’을 뜻하는 이집트 신화 속 아펩에서 이름을 따온 아포피스(Apophis)는 지름이 약 340m의 소행성이다. 지난 2004년 6월 처음 발견됐는데 최근까지 아포피스는 지구와 충돌 가능성이 가장 높은 소행성으로 꼽혀왔다. 이에 붙은 별칭 역시 ‘도시 파괴자’로 만약 지구와 직접 충돌한다면 지구 전체를 파괴하지는 못하지만 핵폭탄의 수십~수백 개가 폭발하는 것과 같아 반경 수백 ㎞를 흔적도 없이 사라지게 할 수 있다. 특히 천문학자들은 아포피스가 2029년 4월 지구와 최근접할 것으로 예상했는데, 놀랍게도 발견 당시만 해도 아포피스가 지구와 충돌할 확률을 무려 2.7%로 예측하기도 했다. 그러나 다행히 최근 연구결과 아포피스가 지구와 약 3만1860㎞ 거리를 두고 지나갈 것으로 예측돼 지구와 충돌할 가능성은 거의 없다. 다만 이 정도 거리도 지구와 달 사이의 약 12분의 1에 불과할 정도로 가깝다. 이번에 존스홉킨스 대학 연구팀은 아포피스와 유사한 소행성을 기반으로 시뮬레이션 모델을 만들어 지구를 스쳐 지나가는 아포피스의 물리적 변화를 예측했다. 연구를 이끈 로날드 루이스 발루즈 연구원은 “아포피스의 중력은 지구보다 약 25만 배나 작다”면서 “지구 중력으로 인해 지구와 가까워지기 1시간 전 부터 소행성에 지진과 같은 진동이 이어질 수 있다”고 설명했다. 이어 “이 진동이 얼마나 강할 지 말하기는 어렵지만 아포피스 표면의 바위를 우주로 내 보내 외형을 바꿀 수 있을 것”이라면서 “지구의 중력은 아포피스의 회전 패턴을 바꿀 수 있어 산사태를 촉발해 표면 아래에 있는 층이 드러날 수도 있다”고 덧붙였다. 한편 지구를 방문하는 아포피스를 가깝게 지켜볼 수 있는 희귀한 기회를 맞아 국제 협력도 커지고 있다. 앞서 지난 7월 부산 벡스코에서 개막한 우주분야 세계 최대 규모 국제 학술행사인 ‘국제우주연구위원회’(COSPAR·코스파)에서도 아포피스 탐사와 관련한 국제협력이 언급된 바 있다.

‘별지기’라는 말을 흔히들 사용하지만, 사실 이 단어는 국어사전에 없는 말이다. 유행어를 수집해놓은 오픈사전에조차 없다. 그렇다면 정확한 낱말 뜻은 무엇이고, 어떻게 이런 단어가 나타났는가를 한번 따져볼 필요가 있다. 일단 별지기의 ‘별’은 그렇다 치고, ‘지기’란 무엇일까? 사전에는 고지기(庫直-)란 말이 나온다. 옛날 관아의 창고나 능묘, 정자 등을 지키는 관리를 일컫는다. 창고를 지키는 사람을 창고지기, 묘를 지키는 사람을 묘지기, 문을 지키는 사람을 문지기, 산을 지키는 사람을 산지기라 한다. 별지기의 ‘지기’는 여기서 나왔다는 것을 쉬 추론할 수 있다. 영어권에서는 별지기를 ‘별을 지켜보는 사람’이라는 뜻으로 스타게이저(stargazer)라 하는데, 원래는 점성가나 천문학자들을 가리키는 별칭이었으나, 요즘은 거의 별지기라는 뜻으로 쓰인다. 그렇다면 이들 별지기는 무엇을 하는 사람들인가? 한마디로 아마추어 천문학을 하는 아마추어 천문가이다. 즉, 천문학을 직업으로 하거나 천문학 분야의 학문적인 교육을 받지 않고 취미로 천문을 연구하고, 천체를 관측한다. 천체 관측에 있어서는 안시관측을 주로 하는 안시파와, 천체사진을 주로 하는 사진파로 나눠지며, 양자를 겸하는 경우도 적지 않다. 또 특이하게도 망원경 제작에 진심인 별지기도 있다는 점이다. 관측 대상은 달과 태양, 일식과 월식, 혜성과 유성우, 그리고 성운, 성단, 은하 등이 목록에 포함된다. 그중 가장 인기있는 것이 <메시에 목록>에 수록된 110개의 유명 천체들을 두루 관측하는 것이다. 이들 아마추어 천문가들은 대개 초심자지만, 일부는 높은 수준의 천문 지식을 탑재하고 있어 종종 전문적인 천문가를 돕는 협업의 경우도 드물지 않다. 전 세계에는 많은 수의 별지기와 아마추어 천문학 단체들이 있으며, 아마추어 천문학에 관심이 있는 이들의 만남의 장소의 역할을 하고 있다. 천문 단체는 또한 천체망원경 제작 같은 특별한 관심사를 갖는 사람들의 모임의 장소가 된다. 참여자들이 갖는 관심의 정도는 서로 다르다. 규칙적인 모임은 관측회나 발표회 같은 활동을 포함하기도 한다. 우리나라의 경우는 아마추어 천문학이 삼국시대부터 있었다는 기록이 나온다. 신라 진평왕 때 ‘혜성가’를 지은 융천사를 비롯, 조선 영조 때 우주론을 담은 <의산문답>을 쓴 홍대용이 그러한 예가 될 것이다. 근대 이후로는 1972년 쟈코비니 유성우 관측을 계기로 한국 아마추어 천문학회가 결성되어 관측회와 자작 망원경 전시 등을 활동을 벌였으며, 이후 각 대학별로 천문 동아리가 결성되어 활동하고 있다. 현재 전 세계적으로 수많은 별지기들이 황동하고 있는데, 그중에서도 미국과 일본의 아마추어 천문학이 단연 선두권을 형성한다고 할 수 있다. 두 나라의 경우 천문잡지만 해도 여러 종이 발간되고 있는 데 비해 한국은 인터네 신문을 포함해 단 하나의 천문잡지도 없는 실정이다. ‘망원경을 보는 성자’ 존 돕슨별지기들의 마음속에 이 문장 씌어져 있지 않은 사람은 거의 없을 것이다. “우리가 매일 저녁 단 한 번이라도 별을 보며 명상한다면, 이 세상은 한결 아름다워질 것이다.” 아프리카의 성자로 불리는 알버트 슈바이처 박사가 한 말이다. 이 슈바이처의 이념을 평생 온몸으로 신천해온 별지기가 있는데, 바로 ‘망원경을 보는 성자’로 불리는 미국의 별지기 존 돕슨이다. 돕소니언 망원경을 발명한 존 돕슨은 수도승 출신으로, 일찍이 청빈 서약을 하여 평생 가난하게 살았다고 한다. 돕슨이 남긴 가장 위대한되는 유산은 현재 ‘돕소니언 망원경’으로 불리는 대형 휴대형 저가 반사 망원경의 설계를 개량하고 홍보한 것이다. 천문관측의 역사는 돕소니언 망원경 이전과 이후로 나뉜다는 평가를 받을 만큼 그의 발명품은 많은 사람들에게 사랑을 받았지만, 자신의 발명품을 특허등록하지 않아 누구나 만들어 쓰게 했을 뿐 아니라, ‘많은 사람이 보는 망원경이 좋은 망원경이다’라는 믿음을 가지고 평생 사람들에게 우주를 보여주며 떠돌이 삶을 살았다. 돕슨은 1987년 7월 미국 버몬트주 스프링필드 부근 산꼭대기에 있는 관측장소 스텔라파네(별들의 성지)에서 아마추어 망원경 제작자들에게 다음과 같은 연설을 했는데, 이는 별지기 동네에선 아직까지 전설로 회자되고 있다. “저는 망원경의 크기가 얼마이고, 광학장비가 얼마나 정교하고, 얼마나 아름다운 사진을 찍을 수 있는가 하는 것은 그리 중요하게 생각지 않습니다. 이 광대한 세계에서 여러분보다 혜택을 덜 누리는 사람들이 함께 망원경을 들여다보고 우주를 이해할 수 있는 기회를 가지느냐 하는 것이야말로 제가 가장 중요하게 여기는 가치입니다. 저를 계속 앞으로 나아가도록 충동질하는 유일한 신념은 바로 이것입니다.” 이러한 존 돕슨의 신조에 따라, 어느 나라의 별지기라 할 것 없이 별지기라면 ‘많은 사람이 보는 망원경이 좋은 망원경이다’라는 믿음을 가지고, 기꺼이 자기 망원경을 내놓고 보여주는 사람들이다. 요즘도 주말에 청계천 같은 곳에서는 망원경을 세워놓고 “토성 보고 가세요. 목성 보고 가세요” 하며 별 세일을 하는 사람들이 더러 있다. 별지기들의 모임인 천제관측회는 보통 스타 파티라 불리는데, 어떤 사람이라도 이 잔치에 참가하는 것은 환영받으며, 어떤 망원경이라도 보고 싶다면 그 주인은 기꺼이 망원경을 내어준다. 이것이 바로 돕슨으로부터 배운 별지기의 공유 정신이다. 이처럼 존 돕슨은 전 세계의 별지기들의 사표가 되고 있다. 지난 2014년 99세의 나이로 우주로 떠났다. 별지기들은 별과 우주를 사랑하며, 이를 이웃들과 기꺼이 공유하려는 마음자리를 지니고 있다. 한마디로 별지기는 그 속성상 ‘우주교’ 전도사라 할 수 있다.

과학소설(SF)이나 아이들이 좋아하는 만화에는 자동차나 동물이 로봇으로 변신하는 장면이 자주 등장한다. 변신 로봇까지는 아니지만 과학자들도 자연이나 동물로부터 영감을 받아 발견과 발명을 하는 경우가 많다. 이 책에서는 자연의 메커니즘을 모방하는 생체 모방, 자연 모사로 만들어 낸 13가지 독창적 아이디어를 만날 수 있다. 천체물리학자나 천문학자들이 블랙홀, 중성자별, 은하계의 활동과 밝기 변화 등을 연구할 때는 가시광선보다 짧은 파장을 가진 X선을 이용한 망원경을 사용한다. 미국 애리조나대학의 천문학자 로저 에인절은 X선 망원경의 아이디어를 바닷가재에서 찾았다. 바닷가재는 사람의 주간 시력보다 256배나 뛰어난 시력으로 어둠 속에서도 물체를 식별할 수 있다. 새까만 눈은 천문대 돔 지붕처럼 수백만 개의 아주 작은 반사관으로 구성돼 있어 모든 각도에서 빛을 모아 망막 한 지점에 집중시키기 때문에 가능한 일이다. 드론의 군집 비행 기술은 개미나 벌의 사회를 관찰해 개발했고, 제2형 당뇨병 치료제는 파충류 ‘힐라몬스터’를 참고했으며, 시멘트 제조 과정에서 발생하는 탄소 배출을 최소화하는 방법은 산호가 바다에서 몸집을 키우는 방식을 관찰해 찾았다. 이런 사례들을 통해 저자는 “온도 조절, 운송 수단, 식량, 에너지 등 인류가 직면한 문제들을 자연은 이미 오래전에 해결했다”며 “자연은 지속 가능성의 실마리를 보여 준다”고 말한다. 책을 읽다 보면 곳곳에서 저자의 자연에 대한 애정 어린 시선을 느낄 수 있다. 그는 자연이 단순히 과학적 아이디어의 원천이라는 것을 말하고 있지 않다. 인류의 과학 발전을 위해 자연을 활용하더라도 생태계 보전과 생명 다양성 보존이라는 올바른 방향으로 나아갈 필요가 있음을 은연중에 드러낸다. 그렇기 때문에 “인간이 도구를 만드는 재능을 부주의하게 남용한다면 쓰레기 산, 자원 고갈, 환경 악화 문제는 끊이지 않을 것이며 결국 지구는 희망 없는 세상으로 변할 것”이라는 저자의 경고가 더 무겁게 다가온다.

‘별지기’라는 말을 흔히들 사용하지만, 사실 이 단어는 국어사전에 없는 말이다. 유행어를 수집해놓은 오픈사전에조차 없다. 그렇다면 정확한 낱말 뜻은 무엇이고, 어떻게 이런 단어가 나타났는가를 한번 따져볼 필요가 있다. 일단 별지기의 ‘별’은 그렇다 치고, ‘지기’란 무엇일까? 사전에는 고지기(庫直-)란 말이 나온다. 옛날 관아의 창고나 능묘, 정자 등을 지키는 관리를 일컫는다. 창고를 지키는 사람을 창고지기, 묘를 지키는 사람을 묘지기, 문을 지키는 사람을 문지기, 산을 지키는 사람을 산지기라 한다. 별지기의 ‘지기’는 여기서 나왔다는 것을 쉬 추론할 수 있다. 영어권에서는 별지기를 ‘별을 지켜보는 사람’이라는 뜻으로 스타게이저(stargazer)라 하는데, 원래는 점성가나 천문학자들을 가리키는 별칭이었으나, 요즘은 거의 별지기라는 뜻으로 쓰인다. 그렇다면 이들 별지기는 무엇을 하는 사람들인가? 한마디로 아마추어 천문학을 하는 아마추어 천문가이다. 즉, 천문학을 직업으로 하거나 천문학 분야의 학문적인 교육을 받지 않고 취미로 천문을 연구하고, 천체를 관측한다. 천체 관측에 있어서는 안시관측을 주로 하는 안시파와, 천체사진을 주로 하는 사진파로 나눠지며, 양자를 겸하는 경우도 적지 않다. 또 특이하게도 망원경 제작에 진심인 별지기도 있다는 점이다. 관측 대상은 달과 태양, 일식과 월식, 혜성과 유성우, 그리고 성운, 성단, 은하 등이 목록에 포함된다. 그중 가장 인기있는 것이 <메시에 목록>에 수록된 110개의 유명 천체들을 두루 관측하는 것이다. 이들 아마추어 천문가들은 대개 초심자지만, 일부는 높은 수준의 천문 지식을 탑재하고 있어 종종 전문적인 천문가를 돕는 협업의 경우도 드물지 않다. 전 세계에는 많은 수의 별지기와 아마추어 천문학 단체들이 있으며, 아마추어 천문학에 관심이 있는 이들의 만남의 장소의 역할을 하고 있다. 천문 단체는 또한 천체망원경 제작 같은 특별한 관심사를 갖는 사람들의 모임의 장소가 된다. 참여자들이 갖는 관심의 정도는 서로 다르다. 규칙적인 모임은 관측회나 발표회 같은 활동을 포함하기도 한다. 우리나라의 경우는 아마추어 천문학이 삼국시대부터 있었다는 기록이 나온다. 신라 진평왕 때 ‘혜성가’를 지은 융천사를 비롯, 조선 영조 때 우주론을 담은 <의산문답>을 쓴 홍대용이 그러한 예가 될 것이다. 근대 이후로는 1972년 쟈코비니 유성우 관측을 계기로 한국 아마추어 천문학회가 결성되어 관측회와 자작 망원경 전시 등을 활동을 벌였으며, 이후 각 대학별로 천문 동아리가 결성되어 활동하고 있다. 현재 전 세계적으로 수많은 별지기들이 황동하고 있는데, 그중에서도 미국과 일본의 아마추어 천문학이 단연 선두권을 형성한다고 할 수 있다. 두 나라의 경우 천문잡지만 해도 여러 종이 발간되고 있는 데 비해 한국은 인터네 신문을 포함해 단 하나의 천문잡지도 없는 실정이다. ‘망원경을 보는 성자’ 존 돕슨별지기들의 마음속에 이 문장 씌어져 있지 않은 사람은 거의 없을 것이다. “우리가 매일 저녁 단 한 번이라도 별을 보며 명상한다면, 이 세상은 한결 아름다워질 것이다.” 아프리카의 성자로 불리는 알버트 슈바이처 박사가 한 말이다. 이 슈바이처의 이념을 평생 온몸으로 신천해온 별지기가 있는데, 바로 ‘망원경을 보는 성자’로 불리는 미국의 별지기 존 돕슨이다. 돕소니언 망원경을 발명한 존 돕슨은 수도승 출신으로, 일찍이 청빈 서약을 하여 평생 가난하게 살았다고 한다. 돕슨이 남긴 가장 위대한되는 유산은 현재 ‘돕소니언 망원경’으로 불리는 대형 휴대형 저가 반사 망원경의 설계를 개량하고 홍보한 것이다. 천문관측의 역사는 돕소니언 망원경 이전과 이후로 나뉜다는 평가를 받을 만큼 그의 발명품은 많은 사람들에게 사랑을 받았지만, 자신의 발명품을 특허등록하지 않아 누구나 만들어 쓰게 했을 뿐 아니라, ‘많은 사람이 보는 망원경이 좋은 망원경이다’라는 믿음을 가지고 평생 사람들에게 우주를 보여주며 떠돌이 삶을 살았다. 돕슨은 1987년 7월 미국 버몬트주 스프링필드 부근 산꼭대기에 있는 관측장소 스텔라파네(별들의 성지)에서 아마추어 망원경 제작자들에게 다음과 같은 연설을 했는데, 이는 별지기 동네에선 아직까지 전설로 회자되고 있다. “저는 망원경의 크기가 얼마이고, 광학장비가 얼마나 정교하고, 얼마나 아름다운 사진을 찍을 수 있는가 하는 것은 그리 중요하게 생각지 않습니다. 이 광대한 세계에서 여러분보다 혜택을 덜 누리는 사람들이 함께 망원경을 들여다보고 우주를 이해할 수 있는 기회를 가지느냐 하는 것이야말로 제가 가장 중요하게 여기는 가치입니다. 저를 계속 앞으로 나아가도록 충동질하는 유일한 신념은 바로 이것입니다.” 이러한 존 돕슨의 신조에 따라, 어느 나라의 별지기라 할 것 없이 별지기라면 ‘많은 사람이 보는 망원경이 좋은 망원경이다’라는 믿음을 가지고, 기꺼이 자기 망원경을 내놓고 보여주는 사람들이다. 요즘도 주말에 청계천 같은 곳에서는 망원경을 세워놓고 “토성 보고 가세요. 목성 보고 가세요” 하며 별 세일을 하는 사람들이 더러 있다. 별지기들의 모임인 천제관측회는 보통 스타 파티라 불리는데, 어떤 사람이라도 이 잔치에 참가하는 것은 환영받으며, 어떤 망원경이라도 보고 싶다면 그 주인은 기꺼이 망원경을 내어준다. 이것이 바로 돕슨으로부터 배운 별지기의 공유 정신이다. 이처럼 존 돕슨은 전 세계의 별지기들의 사표가 되고 있다. 지난 2014년 99세의 나이로 우주로 떠났다. 별지기들은 별과 우주를 사랑하며, 이를 이웃들과 기꺼이 공유하려는 마음자리를 지니고 있다. 한마디로 별지기는 그 속성상 ‘우주교’ 전도사라 할 수 있다.

요즘은 스마트폰으로 쉽게 찾아볼 수 있지만, 사실 지도는 인류 발전을 이끈 중요한 수단이었다. 과학사적으로 보더라도 그리스 천문학자이자 지리학자 프톨레마이오스가 최초로 만든 세계 지도는 지구에 대한 인류의 생각을 바꿨고, 천문학자 튀코 브라헤의 천체 지도는 우주에 대한 관점을 변화시켰다. 갈레노스, 레오나르도 다빈치, 베살리우스가 만든 인체 지도는 현대 의학을 발전시키는 계기가 됐다. 뇌과학자들이 완벽한 뇌신경 지도를 만들려는 이유도 인간을 더 잘 이해하기 위해서다. 미국 매사추세츠공과대(MIT) 뇌 연구소, 뇌·인지과학과, 영국 케임브리지대 인지·뇌과학 연구실, 캐나다 맥길대 몬트리올 신경학 연구소와 구글 딥러닝 인공지능(AI) 연구팀인 구글 브레인 공동 연구팀은 영화를 보는 동안 뇌를 스캔해 사람, 무생물, 움직임, 대화가 등장하는 장면을 처리하는 데 관여하는 뇌 부위와 기능을 보여 주는 상세한 지도를 제작했다. 이 연구 결과는 신경학 분야 국제 학술지 ‘뉴런’ 11월 7일 자에 실렸다. 지금까지 뇌 기능 네트워크에 관한 대부분의 연구는 휴식 중인 사람의 기능성 자기공명영상(fMRI)을 기반으로 이뤄졌다. 문제는 외부 자극이 없으면 뇌의 많은 부분은 완전히 활성화되지 않아, 뇌 기능을 명확히 파악하기 어렵다는 점이다. 이에 연구팀은 뇌 기능 네트워크가 복잡한 시청각 자극에 어떻게 반응하는지 분석에 나섰다. 연구팀은 휴먼 커넥톰 프로젝트에서 수집한 자료를 활용했다. 휴먼 커넥톰 프로젝트는 뇌의 동작 원리를 파악하기 위해 뇌신경 연결 지도를 만들기 위한 대형 연구였다. 연구팀은 젊은 남녀 176명을 대상으로 다양한 독립 영화와 ‘인셉션’, ‘소셜 네트워크’, ‘나 홀로 집에’ 등 할리우드 영화의 짧은 클립을 1시간 시청하는 동안 찍은 fMRI 데이터를 조사했다. 연구팀은 모든 실험 참가자의 뇌 활동을 정량화한 뒤 AI 머신러닝 기술로 대뇌 피질의 뇌 네트워크를 구분했다. 영화의 장면별, 상황별 콘텐츠에 따라 뇌 네트워크가 어떻게 변화하고 연결되는지 조사했다. 분석 결과 사람의 얼굴이나 신체, 움직임, 장소, 사람과 무생물 간 상호작용, 언어, 사회적 상호작용 등 감각과 인지 처리 영역에서 24개의 서로 다른 뇌 네트워크가 있다는 점을 발견했다. 또 사람들이 계획하고 문제를 해결하며 정보의 우선순위를 정하는 뇌의 집행 통제 영역과 구체적 기능을 수행하는 뇌 영역 사이에는 반비례 관계가 있는 것으로 나타났다. 집행 통제 영역은 인지 부하가 높은 어려운 상황에서 활성화된다. 영화 내용이 이해하기 어렵거나 모호할 때는 실행 통제 영역이 활발하지만, 이해하기 쉬운 장면에서는 언어 처리 같은 구체적 기능을 가진 뇌 영역이 우세해진다. 연구를 이끈 로버트 데시먼 MIT 교수(신경과학)는 “이번 연구는 자연스러운 상황에서 활성화되는 뇌의 다양한 영역과 네트워크를 파악한 첫 시도”라며 “비슷한 환경이라도 의미론적, 사회적 맥락에 따라 뇌가 어떻게 활성화되고 뇌 네트워크가 형성하는지 추가 연구할 것”이라고 말했다.

토성은 지구의 밤하늘에서 밝게 빛난다. 외행성인 토성은 거대한 가스 행성으로, 아름다운 고리를 두르고 있는 태양계의 멋쟁이다. 이런 연유로 여러 대의 망원경들이 줄지은 스타 파티에서 토성은 늘 스타가 된다. 토성 고리를 처음으로 발견한 사람은 갈릴레오 갈릴레이다. 그는 1610년 손수 만든 망원경으로 토성을 관찰하고는 “토성에 귀가 달렸다”면서 크게 놀랐다. 그런데 그 귀가 나타났다 사라지기를 반복하는 것을 보고는 더욱 놀랐다. 훗날 그가 죽고 50년 후인 1659년 네덜란드의 천문학자인 하위헌스에 의해 그것이 토성 본체와는 분리된 고리라는 것이 밝혀졌다. 훗날 토성 탐사선 이름이 카시니-하위헌스라 지어진 것은 그 때문이다. 카시니는 토성 고리에서 카시니 간극을 발견한 프랑스 천문학자다. 토성의 밤과 그 고리를 잡은 이 놀라운 광경은 지구 근처의 망원경으로는 결코 볼 수 없는 것이다. 지구는 태양계에서 늘 토성보다 안쪽 궤도를 돌므로 언제나 토성의 낮 부분만을 볼 수 있을 따름이다. 넓고 복잡한 토성 고리 체계에 밤의 어둠이 드리워진 토성이 뒤쪽에서 햇살을 받는 모습은 흡사 초승달처럼 보인다. 지구 행성에 사는 우리에게는 영원히 감추어진 이 토성 이미지는 그럼 대체 누가 본 걸일까? 바로 카시니 우주선이 촬영한 것이다. 지구에서 외부 태양계로 진출한 토성 탐사선 카시니는 2017년 9월 15일에 거대 가스행성의 대기로 돌입하여 최후를 맞기 전까지 13년 동안 토성 궤도를 집 삼아 떠돌았다. 이 웅장한 모자이크는 카시니의 광각 카메라가 마지막 돌입하기 불과 이틀 전에 촬영한 프레임으로 구성되어 있다. 이 진귀한 풍경의 토성의 밤은 지구에서 온 또 다른 우주선이 외부 태양계로 진출하기 전에는 다시 볼 수 없다. 내년에는 12년을 주기로 파도타기 하는 이 토성 고리가 우리의 시선 방향과 나란해져서 망원경으로도 관측할 수 없게 되므로 올해 마지막으로 토성 고리 관측에 나서보자.

토성은 지구의 밤하늘에서 밝게 빛난다. 외행성인 토성은 거대한 가스 행성으로, 아름다운 고리를 두르고 있는 태양계의 멋쟁이다. 이런 연유로 여러 대의 망원경들이 줄지은 스타 파티에서 토성은 늘 스타가 된다. 토성 고리를 처음으로 발견한 사람은 갈릴레오 갈릴레이다. 그는 1610년 손수 만든 망원경으로 토성을 관찰하고는 “토성에 귀가 달렸다”면서 크게 놀랐다. 그런데 그 귀가 나타났다 사라지기를 반복하는 것을 보고는 더욱 놀랐다. 훗날 그가 죽고 50년 후인 1659년 네덜란드의 천문학자인 하위헌스에 의해 그것이 토성 본체와는 분리된 고리라는 것이 밝혀졌다. 훗날 토성 탐사선 이름이 카시니-하위헌스라 지어진 것은 그 때문이다. 카시니는 토성 고리에서 카시니 간극을 발견한 프랑스 천문학자다. 토성의 밤과 그 고리를 잡은 이 놀라운 광경은 지구 근처의 망원경으로는 결코 볼 수 없는 것이다. 지구는 태양계에서 늘 토성보다 안쪽 궤도를 돌므로 언제나 토성의 낮 부분만을 볼 수 있을 따름이다. 넓고 복잡한 토성 고리 체계에 밤의 어둠이 드리워진 토성이 뒤쪽에서 햇살을 받는 모습은 흡사 초승달처럼 보인다. 지구 행성에 사는 우리에게는 영원히 감추어진 이 토성 이미지는 그럼 대체 누가 본 걸일까? 바로 카시니 우주선이 촬영한 것이다. 지구에서 외부 태양계로 진출한 토성 탐사선 카시니는 2017년 9월 15일에 거대 가스행성의 대기로 돌입하여 최후를 맞기 전까지 13년 동안 토성 궤도를 집 삼아 떠돌았다. 이 웅장한 모자이크는 카시니의 광각 카메라가 마지막 돌입하기 불과 이틀 전에 촬영한 프레임으로 구성되어 있다. 이 진귀한 풍경의 토성의 밤은 지구에서 온 또 다른 우주선이 외부 태양계로 진출하기 전에는 다시 볼 수 없다. 내년에는 12년을 주기로 파도타기 하는 이 토성 고리가 우리의 시선 방향과 나란해져서 망원경으로도 관측할 수 없게 되므로 올해 마지막으로 토성 고리 관측에 나서보자.

밤하늘에 가장 밝은 별 가운데 하나인 베텔게우스는 사실 지구에서 600광년 이상 멀리 떨어진 별이다. 과학자들은 베텔게우스의 지름이 태양의 700배 이상이고 부피는 4억 배 정도 되는 것으로 보고 있다. 밝기는 태양의 최대 10만 배 수준이고 질량은 태양의 14~19배나 되는 초거성이다. 이 정도로 밝기 때문에 멀리 떨어진 지구에서도 망원경 없이 볼 수 있었던 것이다. 하지만 베텔게우스가 과학자들의 시선을 집중시킨 데는 다른 이유가 있다. 이 별은 지구 주변의 초거성 가운데 보기 드물게 초신성 폭발이 임박한 별이기 때문에 임종을 앞둔 별의 마지막 순간과 초신성 폭발의 전과정을 상세히 관측할 수 있는 다시없는 기회로 여겨지고 있다. 특히 2020년에는 별의 밝기가 갑자기 어두워져 폭발이 직전 단계가 아니냐는 예측도 나왔다. 하지만 천문학자들에게는 아쉽게도 베텔게우스는 밝기를 회복했고 아직 폭발하지 않고 있다. 물론 과학자들은 크게 실망하지 않고 대신 베텔게우스의 불규칙한 밝기 변화의 원인을 밝히기 위해 연구했다. 미국 와이오밍 대학 및 플라티론 연구소의 자레드 골드버그가 이끄는 연구팀은 지금까지의 관측 데이터를 종합해 베텔게우스의 밝기 변화를 설명할 수 있는 새로운 가설을 제시했다. 바로 지구에서 관측하기 어려운 숨은 동반성이 있다는 것이다. 연구팀에 따르면 베텔게우스의 밝기 변화는 1년 주기의 단주기 변화가 기본적으로 존재하고 여기에 6년 이상 주기의 장주기 변화가 같이 나타난다. 이 가운데 단주기 변화는 별 자체의 내재적 변동으로 추정된다. 중심부 핵연료가 떨어진 상태에서 핵융합 반응이 안정적으로 유지되지 않기 때문이다. 하지만 갑작스러운 밝기 변동을 유발한 장주기 밝기 변화는 이렇게 설명할 수 없다. 따라서 다른 과학자 그룹은 이전 연구에서 베텔게우스에서 나온 가스와 먼지가 주변에서 빛을 가린 때문이라는 가설을 제시했다. 연구팀은 여기서 한 걸음 더 나아가 가스와 먼지를 몰고 다니는 동반성이 있다고 주장했다. 주변 궤도를 따라 넓게 퍼지지 않고 일정한 주기로 밝기를 크게 변화시키기 때문이다. 연구팀은 이 동반성에 베텔버디(Betelbuddy)라는 별명을 붙였다. (인포그래픽 참조) 예상되는 크기는 태양과 비슷하거나 좀 더 큰 수준이다. 하지만 사실 베텔버디나 가스 구름 모두 현재로서는 직접 관측하기 어렵다. 베텔게우스는 태양계에 있다면 화성궤도 너머까지 별이 부풀어 있고 밝기가 태양보다 10만 배 밝아 그 앞을 지나는 구름이나 별 모두 관측이 어려울 수밖에 없기 때문이다. 다만 앞으로 베텔게우스의 밝기 변화 패턴을 자세히 관측하면 어떤 가설이 사실에 더 가까운지를 파악할 수 있을 것이다. 폭발을 앞둔 별 주변에서 아슬아슬한 삶을 살아가는 베텔버디가 실제로 존재할지, 그리고 존재한다면 폭발에서 살아남을 수 있을지 후속 연구가 주목된다.

지구에서 발견되는 운석 상당수는 화성과 목성 사이에 있는 소행성대의 소행성에서 날아든다. 미국 항공우주국(NASA)의 조사에 따르면 지금까지 발견된 운석은 약 5만개로, 이 중 99.8%가 소행성에서 왔다. 다양한 이유로 소행성에서 떨어져 나간 파편들이 우주를 떠돌다가 지구 중력에 이끌려 지구에 떨어지게 된 것이다. 그런데, 과학자들이 지구에 도달하는 가장 흔한 운석은 몇 가지 소행성 파괴로 인해 날아 온 것이며, 그것 중에는 비교적 최근에 발견한 것들도 상당수라는 사실을 밝혀냈다. 이 같은 사실은 과학 저널 ‘네이처’ 10월 17일 자에 2편의 논문으로 실렸다. 운석의 한 종류인 ‘O-콘드라이트’는 지구에 가장 많이 낙하하는 운석으로 약 80%를 차지한다. 시원적 석질운석(primitive stony meteorites)이라고도 불리는 이 운석은 약 4억 6600만 년 전 강력한 충돌 사건과 관련된 운석들도 많다. 앞선 연구들에 따르면 O-콘드라이트 운석은 지구화학적, 암석 화학적으로 H, L, LL 세 그룹으로 나뉜다. 지구 운석 중 약 70%는 H와 L 콘드라이트로 알려진 조성을 갖고 있다. 특히 L 콘드라이트 운석에 대한 ‘아르곤-아르곤 연대측정’을 한 결과, 약 4억 7000만 년 전에 초음속으로 충돌한 소행성 하나에서 부서져 나온 것으로 나타났다. 이에 유럽 남방 천문대(ESO), 미국 매사추세츠공과대(MIT), 노던 애리조나대, 애리조나대, 프랑스 엑스 마르세이유대, 소피아 앙티폴리스대, 체코 천문학 연구소, 영국 라이세스터대, 이스라엘 바이츠만 과학 연구소 소속 천문학자, 지질학자, 물리학자로 구성된 연구팀은 화성과 목성 사이 소행성대에 있는 소행성들의 분광학적 자료를 수집해 분석했다. 그 결과, ‘마살리아 족(族)’으로 불리는 소행성 집단이 지구에서 발견된 L 콘드라이트 운석의 조성과 유사하다는 것을 발견했다. 연구팀은 컴퓨터 가상 실험을 통해 약 4억 5000만년 전에 L 콘드라이트 소행성이 파괴되는 충돌 사건으로 마살리아 족이 형성되고, 이 중에서 파괴된 조각들이 운석으로 지구에 유입된 것으로 추정했다. 체코 카를로바대, 프랑스 엑스 마르세이유대, ESO, 미국 MIT, 사우스웨스트 연구소 소속 천문학자, 수학자, 물리학자, 지질학자로 구성된 또 다른 연구팀은 현재 지구로 떨어진 H와 L 콘드라이트 운석은 지질학적으로 비교적 최근에 발생한 충돌 사건으로 발생한 것들이라고 추정했다. 연구팀에 따르면 각각 580만 년, 760만 년, 4000만 년 전에 발생했으며, 지름 30㎞ 이상의 소행성이 파괴됐다. 좀 더 구체적으로 보면 상대적으로 젊은 코로니스족과 코로니스 족의 하위 소행성족인 카린족에서 발생한 충돌과 약 4000만 년 전 마살리아 족에서 두 번째 충돌 사건으로 생긴 것들이 현재 지구에 떨어지는 운석이라고 설명한다. 첫 번째 논문 연구를 이끈 마이클 마세트 ESO 수석 연구원은 “이번 발견은 지금까지 지구에 충돌한 가장 흔한 운석들이 어디에서 왔는지, 그리고 그런 충돌이 지구 역사에 어떤 영향을 미쳤는지 파악하는 데 도움을 줄 것”이라고 말했다.

무려 8만 년 만에 지구를 방문한 혜성의 모습이 공개됐다. 태양을 향해 움직이는 혜성 ‘C/2023 A3(Tsuchinshan-ATLAS)’는 지난해 2월 남아프리카공화국에 있는 ‘소행성 충돌 최종 경보시스템’(ATLAS) 천문대에서 최초로 발견됐다. 중국 쯔진산 천문대의 천문학자들도 지난해 1월 9일 혜성을 독립적으로 발견했기 때문에 두 천문대 명칭 모두 혜성의 정식 이름(이하 C/2023 A3)으로 사용됐다. 천문학자들은 C/2023 A3가 태양 주위를 한 차례 공전하는 주기를 약 8만 660년이며, 현재 초당 약 70㎞의 속도로 지구 가까이로 이동 중인 것으로 보고 있다. 지구에서는 혜성이 태양과 가장 가까운 지점인 ‘근일점’에 도달하는 지난달 말부터 관측이 가능할 것으로 예상해 왔다. 공개된 사진은 C/2023 A3 혜성이 미국 사우스캐롤라이나주(州)하늘을 가로지르는 모습을 생생하게 담고 있다. 특히 사우스캐롤라이나주 콜롬비아 인근 수력발전소 위, 캘리포니아주 샌프란시스코 골든게이트브리지 위로 긴 꼬리를 그리며 이동하는 혜성의 모습은 컴퓨터그래픽으로 만든 이미지처럼 매우 선명했다. 미국항공우주국(NASA)은 해당 혜성이 예상보다 지구에 훨씬 더 가까이 접근하면서, 맨눈으로도 혜성을 볼 수 있을 것으로 내다봤다. 또한 남반구뿐만 아니라 북반구에서도 앞으로 몇 주 동안은 일몰 직후 밤하늘에서 8만 년 만에 찾아온 혜성의 모습을 관찰할 수 있을 것이라고 설명했다. 천문학자들은 이번 달 혜성의 밝기가 더욱 밝아지면서 도심에 사는 사람들도 혜성을 볼 수 있을 것이라고 기대했다. 앞서 천문학자들은 8만 년 만에 지구를 방문하는 혜성이 ‘살아남을지’에 관심을 기울여왔다. 혜성은 얼음과 암석, 먼지로 이루어져 있는데, 태양에 접근해 가열되기 시작하면 얼음과 암석 등의 구성이 부서질 수 있기 때문이다. 다행히 혜성은 태양의 열기를 견뎌내고 살아남았으며, 국내에서도 지난 주말 혜성의 모습이 포착됐다. 이번에 지구를 지나간 후에는 8만 년 후에나 다시 지구 근처를 방문할 것으로 보인다.

무려 8만 년 만에 지구를 방문한 혜성의 모습이 공개됐다. 태양을 향해 움직이는 혜성 ‘C/2023 A3(Tsuchinshan-ATLAS)’는 지난해 2월 남아프리카공화국에 있는 ‘소행성 충돌 최종 경보시스템’(ATLAS) 천문대에서 최초로 발견됐다. 중국 쯔진산 천문대의 천문학자들도 지난해 1월 9일 혜성을 독립적으로 발견했기 때문에 두 천문대 명칭 모두 혜성의 정식 이름(이하 C/2023 A3)으로 사용됐다. 천문학자들은 C/2023 A3가 태양 주위를 한 차례 공전하는 주기를 약 8만 660년이며, 현재 초당 약 70㎞의 속도로 지구 가까이로 이동 중인 것으로 보고 있다. 지구에서는 혜성이 태양과 가장 가까운 지점인 ‘근일점’에 도달하는 지난달 말부터 관측이 가능할 것으로 예상해 왔다. 공개된 사진은 C/2023 A3 혜성이 미국 사우스캐롤라이나주(州)하늘을 가로지르는 모습을 생생하게 담고 있다. 특히 사우스캐롤라이나주 콜롬비아 인근 수력발전소 위, 캘리포니아주 샌프란시스코 골든게이트브리지 위로 긴 꼬리를 그리며 이동하는 혜성의 모습은 컴퓨터그래픽으로 만든 이미지처럼 매우 선명했다. 미국항공우주국(NASA)은 해당 혜성이 예상보다 지구에 훨씬 더 가까이 접근하면서, 맨눈으로도 혜성을 볼 수 있을 것으로 내다봤다. 또한 남반구뿐만 아니라 북반구에서도 앞으로 몇 주 동안은 일몰 직후 밤하늘에서 8만 년 만에 찾아온 혜성의 모습을 관찰할 수 있을 것이라고 설명했다. 천문학자들은 이번 달 혜성의 밝기가 더욱 밝아지면서 도심에 사는 사람들도 혜성을 볼 수 있을 것이라고 기대했다. 앞서 천문학자들은 8만 년 만에 지구를 방문하는 혜성이 ‘살아남을지’에 관심을 기울여왔다. 혜성은 얼음과 암석, 먼지로 이루어져 있는데, 태양에 접근해 가열되기 시작하면 얼음과 암석 등의 구성이 부서질 수 있기 때문이다. 다행히 혜성은 태양의 열기를 견뎌내고 살아남았으며, 국내에서도 지난 주말 혜성의 모습이 포착됐다. 이번에 지구를 지나간 후에는 8만 년 후에나 다시 지구 근처를 방문할 것으로 보인다.

현대 천체물리학에 따르면 태초의 우주는 엄청나게 작지만, 밀도가 크고 뜨거운 상태였는데 어느 순간 ‘쾅’(bang)하고 폭발하면서 현재와 같은 엄청나게 큰 우주가 됐다는 것이 ‘빅뱅 우주론’이 정설이다. 영국, 미국, 독일, 스페인, 호주, 이탈리아, 프랑스 7개국 21개 대학과 연구기관 과학자로 구성된 국제 공동 연구팀은 빅뱅 이후 7억 년 만에 원시 우주에서 은하계 안쪽에서 바깥으로(인사이드 아웃) 성장하는 은하를 제임스 웹 우주망원경(JWST)으로 관찰했다고 13일 밝혔다. 영국 케임브리지대 우주학 연구소, 캐번디시 연구소, 런던대(UCL), 옥스퍼드대, 하트퍼드셔대, 미국 하버드-스미스소니언 천체물리학 연구센터, 콜로라도 볼더대, 캘리포니아 산타크루즈대(UCSC), 스탠퍼드대 입자 천체물리학 및 우주학 연구소, 애리조나대, 텍사스 오스틴대, 존스홉킨스대, 우주 망원경 과학 연구소, 위스콘신 메디슨대, 국립 광적외선 천문학 연구소, 독일 유럽 남방 천문대(ESO), 막스 플랑크 천문학 연구소, 스페인 천체생물학 연구센터(CAB), 호주 멜버른대, 전(全)우주 3차원 천체물리 연구센터(ASTRO 3D), 이탈리아 피사 고등사범학교, 프랑스 소르본대 천문학자와 물리학자 등이 참여했다. 이 연구 결과는 천문학 분야 국제 학술지 ‘네이처 천문학’ 10월 11일 자에 실렸다. 현재 관측되는 은하는 가스를 비롯한 우주 물질을 끌어들이거나, 더 작은 은하와 통합하면서 성장하는 2가지 메커니즘으로 성장하는 것으로 알려졌다. 그런데 초기 우주에서도 이런 방법으로 은하가 확장됐는지에 대해서는 명확한 설명을 내놓지 못하고 있다. JWST는 이런 초기 우주의 성장 과정을 밝혀내기 위한 임무도 수행하고 있다. 이번에 관측한 은하는 우리은하보다 100배나 작은 크기지만 초기 우주에서는 놀랍도록 성숙한 상태였다. 마치 큰 도시처럼 은하 중심에는 별(항성)이 밀집해 있지만 외부로 갈수록 밀도가 낮아지는 것이 확인됐다. 도시가 안에서 바깥으로 확장해 나가는 것처럼 이 은하 역시 안쪽에서 바깥쪽으로 뻗어나고 있음이 관찰됐다. 연구팀은 가스 방출, 우주먼지 흡수를 포함한 성장 모델링을 사용한 결과, 은하 중심에서 가장 오래된 별을 발견할 수 있었으며 주변 원반 구성 요소에서 매우 활발하게 별이 형성되고 있음을 확인했다. 이번 은하 주변에는 대략 1000만 년마다 별의 질량이 두 배씩 늘어나는 것으로 나타났다. 우리은하의 경우는 1000억 년마다 질량이 두 배로 증가하는 것과 비교한다면 매우 빠른 속도다. 연구팀에 따르면 이번에 관측된 은하는 안쪽에서 바깥쪽으로 확장, 성장하는 은하의 보기 드문 사례다. 이와 유사한 은하를 연구함으로써 가스 구름에서 오늘날 우리가 흔히 볼 수 있는 복잡한 구조의 은하로 어떻게 변화됐는지를 이해할 수 있을 것으로 기대한다. 연구를 이끈 샌드로 타첼라 영국 케임브리지대 교수(천체물리학)는 “은하가 우주적 시간 동안 어떻게 진화해왔는지는 천체물리학에서 매우 중요한 질문”이라며 “JWST 덕분에 우주 역사 초기 첫 10억 년을 탐구할 수 있게 됐다”고 말했다. 타첼라 교수는 “은하가 성장하고 별의 형성이 증가함에 따라 피겨 스케이팅 선수가 팔을 모으면서 회전속도를 높이는 것처럼 은하도 비슷한 방식으로 더 멀리서 가스를 끌어들이며 회전 속도가 증가해 나선형 또는 디스크 모양을 형성하는 것”이라고 덧붙였다.

제임스웹 우주망원경(JWST)이 많은 수증기를 지닌 외계 행성을 처음으로 관측했다. 13일 미국천문학회(AAS)가 지난 4일 발간하는 ‘천체물리학 저널 레터’에 따르면 ​지구에서 약 100광년 떨어진 이 외계 행성은 두꺼운 증기로 둘러싸여 있다. ‘GJ 9827 d’로 명명된 이 행성은 크기는 지구의 약 2배이며, 질량은 3배 더 무겁다. 대부분이 수증기로 구성된 대기를 가지고 있다. ​몬트리올 대학 트로티에 외계행성연구소의 캐롤라인 피올레-고라예브가 이끄는 연구팀은 ‘투과 분광법’이라는 기술을 사용하여 ‘GJ 9827 d’의 증기적 특성을 발견했다. ​투과 분광법은 원소와 이를 구성하는 화학물질이 특징적인 전자기파에서 빛을 흡수하고 방출한다는 사실에 기초하고 있다. 별에서 나오는 빛이 행성의 대기를 통과할 때, 그 대기의 원소는 특정 파장을 흡수해 빛 스펙트럼에 ‘갭’을 남긴다. 이러한 갭은 그 대기의 특정 원소와 분자의 ‘지문’이다. 피올레-고라예브 연구팀은 ​“GJ 9827 d는 태양계의 지구형 행성과 같이 무거운 분자가 풍부한 대기를 감지한 최초의 행성”이라면서 “이것은 엄청난 진전”이라고 강조했다. 또 위스콘신-매디슨 대학에 재학 중인 연구원인 에샨 라울은 성명을 통해 ​“이런 외계행성을 보는 것은 처음”이라면서 “이 행성은 대부분 뜨거운 수증기로 구성되어 있는 것으로 보이므로 ‘증기 세계’라고 부른다”고 말했다. 천문학자들은 ‘GJ 9827 d’와 같은 ‘증기 세계’가 존재할 수 있다고 오랫동안 추측해왔지만, 이같은 외계행성이 관찰된 것은 이번이 처음이다. 이 행성에는 생명체가 살 수 있을 가능성이 아주 낮지만 지구와 해왕성 크기 사이의 다른 거주 가능한 작은 외계행성을 연구하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 천문학자들은 보고 있다. ‘​GJ 9827 d’는 2017년 케플러 우주망원경에 의해 처음 발견되었다. 이 외계행성은 모항성 ‘GJ 9827’에서 840만㎞ 떨어져 있다. 이는 지구와 달 거리의 약 22배, 지구와 태양 사이 거리의 6% 수준이다. 이러한 근접성으로 인해 ‘GJ 9827 d’는 지구 기준으로 6일 만에 궤도를 완료한다. 이 별 주변에서 발견된 3개의 알려진 외계행성 중 세 번째다.​ 지난해 허블 우주망원경은 ‘GJ 9827 d’의 대기에서 수증기의 첫 단서를 발견했다. JWST와 근적외선 이미저 및 슬릿리스 분광기(NIRISS) 기기의 민감성 덕분에 연구팀은 이 외계행성이 수증기의 흔적만 있는 것이 아니라, 은유적으로 수증기에 잠겨 있다는 사실을 알아낼 수 있었다.​ 연구팀은 ‘GJ 9827 d’와 같은 세계가 더 많이 발견될 것으로 보고 있으며, 이는 증기 행성과 물의 세계가 매우 흔해질 수 있음을 시사하는 것으로 보고 있다.​

지구에서 처녀자리 방향으로 5,300만 광년 떨어진 M87 (메시에 87) 혹은 처녀자리 A 은하는 거리에도 불구하고 아주 오래전부터 알려진 은하다. 1781년에 프랑스의 천문학자 샤를 메시에가 처음 관측해서 메시에 천체 목록에 올렸는데, 뒤집어 말하면 이 거리에서도 초기 망원경으로 관측될 만큼 밝은 은하라는 이야기다. M87은 우리 은하보다 적어도 2배에서 5배 정도 무거운 은하다. 하지만 M87 은하에서 정말 유명한 존재는 바로 중심에 있는 거대 질량 블랙홀이다. M87 은하 중심에 있는 초거대 질량 블랙홀은 태양 질량의 65억 배에 달해 가장 큰 은하 중심 블랙홀 중 하나로 알려져 있다. 우리 은하 중심 블랙홀이 태양 질량의 400만 배 수준인 점을 생각하면 얼마나 큰 블랙홀인지 짐작할 수 있다. 인류가 지구의 전파 망원경을 엮어 만든 지구 크기 망원경인 EHT가 처음으로 직접 관측한 블랙홀도 M87 은하 중심 블랙홀이었다. M87 중심 블랙홀은 주변에서 엄청난 물질을 흡수하는데, 아무리 큰 블랙홀이라도 모든 물질을 다 흡수하지는 못한다. 사실 블랙홀의 중력에 잡힌 물질 중 상당수는 블랙홀에 흡수되는 것이 아니라 제트의 형태로 분출된다. 광속에 가까운 속도로 분출되는 제트는 검은 구멍인 블랙홀에서 나왔지만, 아이러니하게도 엄청난 에너지를 지녀 우주에서 가장 밝은 천체 현상이다. 특히 M87 거대 질량 블랙홀의 제트는 길이만 3000광년에 달한다. 그런데 과학자들은 M87 은하 중심 블랙홀의 제트를 관측하던 중 주변에 신성(Nova)이 이상하게 많다는 사실을 발견했다. 신성은 백색왜성이 갑자기 밝아지는 현상으로 지구에서 보면 없던 별이 새로 나타난 것처럼 보여 이런 명칭이 붙었다. 하지만 사실은 새로운 별이 아니라 죽은 별이 다시 빛나는 현상이다. 태양 같은 별이 죽은 후 생기는 백색왜성이 죽을 때가 가까워진 동반성과 함께 공전하고 있으면 동반성에서 물질을 흡수할 수 있다. 이렇게 흡수한 물질이 백색왜성 표면에 축적되어 핵융합 반응에 필요한 온도와 압력에 도달하면 폭발하는 것이 신성의 원리이다. 스탠퍼드 대학의 알렉 레싱과 동료들은 허블 우주 망원경 데이터를 분석해서 M87 은하 중심 블랙홀 제트 주변에 진짜로 신성이 많은 지 검증했다. 그 결과 제트 주변을 집중 관측하면서 우연히 더 많은 신성을 찾은 게 아니라 실제로 신성의 발생 빈도가 주변부보다 두 배 높다는 사실을 확인했다. 연구팀은 제트 주변에 신성이 많은 이유에 대해 제트의 강력한 에너지가 수소 가스를 밀어 백색왜성에 추가로 공급했다는 가설과 동반성을 뜨겁게 만들어 가스 배출을 도왔다는 가설 등을 제시했다. 다만 정확한 기전은 아직 모른다. M87 은하 중심의 거대 질량 블랙홀은 오래전부터 과학자들을 매료시킨 존재로 현재도 활발한 연구가 진행되고 있다. 이 블랙홀의 엄청난 크기와 강력한 에너지 덕분에 블랙홀에 대한 연구가 수월하기 때문이다. 앞으로도 과학자들은 M87 은하 중심 블랙홀에서 더 많은 블랙홀의 비밀을 밝혀낼 것이다.

지구에서 처녀자리 방향으로 5,300만 광년 떨어진 M87 (메시에 87) 혹은 처녀자리 A 은하는 거리에도 불구하고 아주 오래전부터 알려진 은하다. 1781년에 프랑스의 천문학자 샤를 메시에가 처음 관측해서 메시에 천체 목록에 올렸는데, 뒤집어 말하면 이 거리에서도 초기 망원경으로 관측될 만큼 밝은 은하라는 이야기다. M87은 우리 은하보다 적어도 2배에서 5배 정도 무거운 은하다. 하지만 M87 은하에서 정말 유명한 존재는 바로 중심에 있는 거대 질량 블랙홀이다. M87 은하 중심에 있는 초거대 질량 블랙홀은 태양 질량의 65억 배에 달해 가장 큰 은하 중심 블랙홀 중 하나로 알려져 있다. 우리 은하 중심 블랙홀이 태양 질량의 400만 배 수준인 점을 생각하면 얼마나 큰 블랙홀인지 짐작할 수 있다. 인류가 지구의 전파 망원경을 엮어 만든 지구 크기 망원경인 EHT가 처음으로 직접 관측한 블랙홀도 M87 은하 중심 블랙홀이었다. M87 중심 블랙홀은 주변에서 엄청난 물질을 흡수하는데, 아무리 큰 블랙홀이라도 모든 물질을 다 흡수하지는 못한다. 사실 블랙홀의 중력에 잡힌 물질 중 상당수는 블랙홀에 흡수되는 것이 아니라 제트의 형태로 분출된다. 광속에 가까운 속도로 분출되는 제트는 검은 구멍인 블랙홀에서 나왔지만, 아이러니하게도 엄청난 에너지를 지녀 우주에서 가장 밝은 천체 현상이다. 특히 M87 거대 질량 블랙홀의 제트는 길이만 3000광년에 달한다. 그런데 과학자들은 M87 은하 중심 블랙홀의 제트를 관측하던 중 주변에 신성(Nova)이 이상하게 많다는 사실을 발견했다. 신성은 백색왜성이 갑자기 밝아지는 현상으로 지구에서 보면 없던 별이 새로 나타난 것처럼 보여 이런 명칭이 붙었다. 하지만 사실은 새로운 별이 아니라 죽은 별이 다시 빛나는 현상이다. 태양 같은 별이 죽은 후 생기는 백색왜성이 죽을 때가 가까워진 동반성과 함께 공전하고 있으면 동반성에서 물질을 흡수할 수 있다. 이렇게 흡수한 물질이 백색왜성 표면에 축적되어 핵융합 반응에 필요한 온도와 압력에 도달하면 폭발하는 것이 신성의 원리이다. 스탠퍼드 대학의 알렉 레싱과 동료들은 허블 우주 망원경 데이터를 분석해서 M87 은하 중심 블랙홀 제트 주변에 진짜로 신성이 많은 지 검증했다. 그 결과 제트 주변을 집중 관측하면서 우연히 더 많은 신성을 찾은 게 아니라 실제로 신성의 발생 빈도가 주변부보다 두 배 높다는 사실을 확인했다. 연구팀은 제트 주변에 신성이 많은 이유에 대해 제트의 강력한 에너지가 수소 가스를 밀어 백색왜성에 추가로 공급했다는 가설과 동반성을 뜨겁게 만들어 가스 배출을 도왔다는 가설 등을 제시했다. 다만 정확한 기전은 아직 모른다. M87 은하 중심의 거대 질량 블랙홀은 오래전부터 과학자들을 매료시킨 존재로 현재도 활발한 연구가 진행되고 있다. 이 블랙홀의 엄청난 크기와 강력한 에너지 덕분에 블랙홀에 대한 연구가 수월하기 때문이다. 앞으로도 과학자들은 M87 은하 중심 블랙홀에서 더 많은 블랙홀의 비밀을 밝혀낼 것이다.

18세기 프랑스 천문학자 샤를 메시에(1730~1817)는 밤하늘에서 혜성을 찾아 헤매던 혜성 사냥꾼이었다. 당시 ‘혜성 발견자’는 단번에 유명인사로 등극하는 만큼 너도 나도 혜성 사냥에 진심이었다. 메시에는 망원경으로 혜성을 탐사하면서 분명히 혜성이 아닌 것들을 부지런히 목록으로 정리했다. 혜성 사냥꾼들의 수고로움을 덜어주고자 하는 갸륵한 마음에서다. 이렇게 해서 작성된 천체 목록이 바로 그 유명한 ‘메시에 목록’이다. 모두 110개의 천체들이 수록돼 있으며, 차례대로 M(메시에)1, M2 등으로 부른다. 사진 속 천체는 그의 ‘혜성 아님’ 목록에서 27번째로 M27이다. 물론 혜성이 아닌 것은 맞지만, 당시 메시에는 이것이 무엇인지 그 정체를 확실히 몰랐다. 21세기 천문학자들은 이것을 행성상 성운으로 분류한다. 작은 망원경으로 보면 둥글고 행성처럼 보여 ‘행성상’이란 이름을 얻었지만 사실 행성도 아니다. M27은 태양과 비슷한 별이 핵연료를 고갈시키면서 생성된 기체 방출 성운의 훌륭한 예다. 성운은 별의 바깥층이 우주로 방출되면서 형성되며, 죽어가는 별의 강렬하지만 보이지 않는 자외선에 의해 여기된 원자에 의해 눈에 보이는 빛이 생성된다. ​아령 성운이라는 대중적 이름으로 알려진, 아름답게 대칭적인 이 우주 가스 구름은 폭이 2.5광년이 넘고, 지구에서 작은여우자리 방향으로 약 1200광년 떨어져 있다. 이 인상적인 컬러 이미지는 중앙 영역 내의 세부사항과 성운의 바깥쪽 후광에 있는 희미한 특징들을 잘 잡아냈다. 여담이지만, 메시에가 별지기들의 편의를 위해 작성한 ‘메시에 목록’은 총 110개의 천체들을 담고 있는데, 후세에 이르러 천문학 분야에서 최고의 베스트셀러가 됐다. 별지기라면 누구든 ‘메시에 목록’의 110개 천체를 모두 관측하는 것을 하나의 ‘성배’로 여기고 있기 때문이다. 그러나 메시에는 이 목록 하나로 천문학사에 불후의 이름을 남기리라고는 당시에는 상상도 못했을 것이다.

지구가 우주의 중심에 있다는 생각이 당연하던 때가 있었다. 인류는 꽤 오랫동안 이 믿음에 이의를 제기하지 않았고 잘못된 사실이었지만 그럼에도 별문제 없이 잘 지내왔다. 지구가 우주의 중심인 것은 신이 부여한 질서로서 굳건하게 자리 잡았다. 그러나 별을 보고 꿈을 꾸던 사람들은 달랐다. 아무도 관심이 없는 사실에 끊임없이 질문을 던졌고 그렇게 작지만 위대한 변화가 시작됐다. 지구가 돈다는, 그때 기준으로는 황당하고 무모한 상상력을 발휘했던 사람들의 환상적인 이야기가 뮤지컬 ‘시데레우스’에 담겼다. 독일의 천문학자 요하네스 케플러(1571~1630)는 자신이 쓴 ‘우주의 신비’라는 책을 이탈리아의 대학자 갈릴레오 갈릴레이(1564~1642)에게 보낸다. 관심이 생기면 함께 연구해보자는 제안과 함께. 잘나가던 갈릴레오는 일면식도 없는 무명 학자의 제안을 거절하지만 케플러의 끈질긴 구애에 결국 그의 말에 귀를 기울이게 된다. 작품은 이렇게 함께하게 된 두 사람이 꿈을 꾸며 세상을 바꾼 감동적인 이야기를 그려냈다. 작품 제목인 ‘시데레우스’는 갈릴레오의 저서 ‘시데레우스 눈치우스’에서 따왔는데 라틴어로 ‘별의 소식을 전하는 자’라는 의미다. 과학의 영역이 대개 그렇듯 어렵게 다가올 수 있음에도 작품은 두 사람의 케미를 살려 과학적인 이야기를 인간적인 이야기로 흥미롭게 풀어냈다. 무대 양옆에 각자의 공간을 둠으로써 두 사람의 물리적 거리감을 직관적으로 표현했고 중간중간 관객들의 배꼽을 빠지게 하는 유머로 작품 보는 재미를 더했다. 여기에 영상으로 과학의 내용을 효과적으로 표현함으로써 이해하기 쉽게 도왔다. 지금은 당연해진 지동설이지만 당시에는 꽤 많은 용기가 필요했다. 갈릴레오가 재판을 받고 교회 권력에 굴복해 결국 자신의 주장을 굽혔다는 사실은 익히 알려져 있다. 그가 법정을 나오면서 “그래도 지구는 돈다”고 말했다는 근거 없는 소문도 유명하다. 작품은 이런 상황에서도 “상상해봐요. 재밌지 않나요?”라고 말하며 순수한 앎에 대한 열정으로 가득했던 두 사람의 낭만을 보여준다. 자신이 좋아하는 것에 대해 알아가는 순수한 기쁨과 그 존재에 대한 아름다움을 느꼈던 이들의 낭만은 관객들에게도 감동적으로 다가온다. 별들의 내밀한 사연을 알려주고 싶었던 이들의 반짝이는 모험이 삶에 필요한 용기와 위로를 신비롭고 뭉클하게 전하는 작품이다. 시와 그림이 아닌 관찰과 계산과 실험으로 별들의 이야기를 전했던 두 사람은 비록 사는 동안 어려움을 겪었지만 훗날 역사의 물줄기를 바꾸는 위대한 업적을 남긴다. 이토록 대단한 사람들이지만 좌충우돌하는 친근한 인물들로 변주해내 관객들이 애정을 갖게 되는 게 ‘시데레우스’의 매력이다. 원과 반원, 별자리 영상을 활용해 우주를 표현한 무대 연출, 작품의 서사에 따라 감정을 더 풍성하게 하는 넘버들로 보는 재미에 듣는 재미까지 더했다. 무엇보다 뮤지컬을 통해 우주에 대해 더 많은 것을 궁금하게 하는 작품이다. 무대에서 다 못 보여준 갈릴레오와 케플러에 관한 흥미로운 이야기가 프로그램북에 알차게 담겨있으니 함께 읽어보면 더 좋다. 갈릴레오 역에 이창용·안재영·김지철, 케플러 역에 기세중·정휘·윤석호, 갈릴레오의 딸이자 수녀인 마리아 역에 유낙원·박슬기가 출연한다. 13일까지 서울 종로구 플러스씨어터.

2006년까지 과학 시간에 태양계 행성이라고 하면 ‘수금지화목토천해명’으로 배웠다. 그렇지만, 2006년 8월 24일 국제천문연맹(IAU)은 태양계 막내 행성인 명왕성에서 행성 자격을 박탈하고, 왜소행성으로 구분했다. 명왕성은 5개의 위성을 갖고 있으며, 그중 가장 큰 위성은 ‘카론’이다. 명왕성이 행성 자격은 잃었지만, 태양계 생성의 다양한 비밀을 품고 있는 천체이기 때문에 과학자들에게 여전히 관심의 대상이 되고 있다. 이런 가운데, 미국과 프랑스 15개 대학과 연구기관 소속 천문학자, 물리학자 등이 참여한 국제 공동 연구팀은 제임스 웹 우주망원경(JWST)의 관측 데이터를 바탕으로 명왕성의 가장 큰 위성인 카론 표면에서 이산화탄소(CO2)와 과산화수소(H2O2)를 검출했다고 6일 밝혔다. 이 연구에는 미국 콜로라도 볼더 사우스웨스트 연구소, 텍사스 샌안토니오 사우스웨스트 연구소, 샌안토니오 텍사스대, 항공우주국(NASA) 고다드 우주비행 센터, 아메리칸대, 우주망원경 과학연구소(STSI), 애리조나 로웰 천문대, 노던 애리조나대, 존스홉킨스대 응용물리학 연구소, 핀헤드 연구소, SETI 연구소, 센트럴 플로리다대 우주연구소, 천문학 연구 연합대학, 프랑스 우주천체물리 연구소, 리옹 1대 과학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 10월 2일 자에 실렸다. 카론은 1978년 미국 워싱턴DC에 있는 미 해군 천문대의 천문학자 제임스 크리스티에 의해 발견됐다. 발견 이후 과학자들이 광범위하게 연구했지만, 이전 스펙트럼 데이터는 2.5㎛(마이크로미터) 이하 파장으로 제한돼 있어서 표면 구성에 대한 이해에 한계가 있었다. 물이 언 얼음, 암모니아 포함 화합물, 유기 화합물의 존재는 이전에도 알려졌지만, 그 외의 화합물을 검출하기는 스펙트럼 범위가 좁았다. 연구팀은 JWST 근적외선 분광기를 사용해서 1.0~5.2㎛ 파장에서 카론 표면을 관측했다. 연구팀은 서로 다른 경도에서 네 번 더 관측하고, 실험실 실험 및 스펙트럼 모델링을 실시했다. 그 결과, 결정형 물 얼음과 암모니아 존재를 재확인했고, 이산화탄소와 과산화수소의 존재를 확인했다. 연구팀에 따르면 과산화수소는 카론 표면에서 방사선과 강한 햇빛으로 물 얼음이 활성적으로 처리되면서 만들어지고, 이산화탄소는 카론 형성 이후 지하에 포집돼 있던 것이 혜성이나 소행성 같은 천체와 충돌하면서 표면으로 노출된 것이다. 연구를 이끈 콜로라도 볼더 사우스웨스트 연구소의 실비아 프로토파파 박사(천문학)는 “이번 연구는 카론의 표면 구성과 화학적 조성에 대한 새로운 통찰을 제공한다”라며 “외측 태양계(outer solar system)의 천체 역학과 표면 구성, 태양 복사의 영향을 탐구하는 데도 도움을 줄 것”이라고 말했다. 프로토파파 박사는 “카론의 표면 조성 화합물을 이해하는 것은 명왕성과 다른 왜소 행성이 위치한 카이퍼 벨트에서 얼음 천체의 기원을 연구하는 데 매우 중요하다”라고 이번 연구 의미를 설명했다.

무려 8만 년 만에 지구를 찾아온 혜성의 놀라운 모습이 국제우주정거장(ISS)에서 포착됐다. 지난 29일(현지시간) 미 항공우주국(NASA) 소속으로 현재 ISS에 머물고 있는 매튜 도미닉은 혜성 ‘C/2023 A3’(Tsuchinshan-ATLAS)의 모습을 자신의 소셜미디어 엑스에 영상과 함께 공개했다. 해당 영상을 보면 지구 위로 환상적으로 넘실거리는 오로라를 배경으로 특유의 꼬리를 길게 늘어뜨리며 이동하는 천체가 바로 혜성 C/2023 A3이다. 지구 궤도에서 혜성을 보는 관점이 지상에서 보는 것과 또다른 느낌을 주는데, C/2023 A3은 지난 27일 태양과 가장 가까운 지점인 ‘근일점’에 도달했다. C/2023 A3는 지난해 2월 남아프리카공화국에 있는 ‘소행성 충돌 최종 경보시스템’(ATLAS) 천문대에서 처음으로 발견됐다. 천문학자들은 C/2023 A3가 태양 주위를 한 차례 공전하는 주기가 약 8만 660년이며, 현재 초당 약 70㎞의 속도로 이동 중인 것으로 보고 있다. 앞서 도미닉은 지난 20일에도 ISS에서 포착한 C/2023 A3의 타임랩스 영상을 공개한 바 있다. 이에대해 그는 “이 혜성이 태양에 더 가까워지면 정말 멋진 이미지를 보여줄 것”이라고 밝힌 바 있다. 이처럼 태양계 끝자락에서 8만 년에 걸쳐 날아온 ‘방랑객’인 혜성은 타원 혹은 포물선 궤도로 정기적으로 태양 주위를 도는 작은 천체를 말한다. 특히 혜성은 얼음과 먼지로 이루어져 있어 태양에 가깝게 접근하면 내부 성분이 녹으면서 녹색빛 등의 아름다운 꼬리를 남긴다.