과학자들은 새로 탄생한 어린 별의 밝기가 갑자기 밝아지는 현상을 오래전 발견했다. 예를 들어 수많은 별이 탄생하는 오리온자리의 'FU Orionis' 별의 경우 밝기가 250배가량 밝아지는 현상이 관측되었다. 그러나 그 이유는 정확하게 알지 못했다. 10년 전 이 현상을 설명하기 위해서 빈 대학의 천문학자인 에두아르두 보로표브와 동료들은 어쩌면 새로 탄생한 별이 주변에 형성되고 있는 원시행성(protoplanet)을 잡아먹어서 이와 같은 밝기 변화가 일어날지 모른다고 설명했다. 이 가설에 의하면 원시별 주변에 형성되는 가스와 먼지의 구름인 원시 행성계 원반(protoplanetary disc) 주변에는 거대한 가스의 덩어리가 형성되는 데 이중 상당수는 행성으로 성장하지 못하고 원시별의 중력에 의해 집어삼켜진다는 것이었다. (위의 모식도) 동시에 충돌 때문에 원시별의 밝기가 갑자기 밝아지게 된다. 이와 같은 이론은 ‘천문학적인 규모의 카니발리즘'(cannibalism on astronomical scales)이라고 불린다. 이 이론에 따르면 목성처럼 거대한 가스 행성은 사실 자식을 잡아먹는 어미별에서 살아남은 생존자다. 이 가설을 검증하기 위해서 히로시마 대학이 이끄는 국제 천문학팀은 8.2m 구경의 스바루 망원경을 이용해서 실제 4개의 젊은 별의 이미지를 상세하게 분석했다. 이 가설이 옳다면 원시별 주변의 가스 디스크는 매우 불규칙한 모습과 덩어리진 구조물을 가지고 있을 것이다. 관측 결과 이론에서 예측했던 것과 같이 원시별 주변의 가스와 먼지 고리가 불규칙한 모양을 할 뿐 아니라 덩어리 같은 모양을 지니고 있는 것이 확인되었다. 이는 원시별 주변에서 가스 덩어리가 형성된 후 일부는 행성으로 자라나지 못하고 다시 흡수될 수 있음을 시사하는 것이다. 물론 더 정확한 결론을 내리기 위해서는 더 강력한 망원경의 힘을 이용해서 원시별 주변 구조와 변화를 확인할 필요가 있을 것이다. 만약 이 이론이 사실이라면 목성을 비롯한 우리 태양계의 행성들도 어쩌면 구사일생으로 살아남은 생존자들인지도 모른다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com　

신비로운 토성의 고리를 배경으로 태양빛을 받아 빛나는 위성의 모습이 카메라에 포착됐다. 지난 9일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 토성의 고리 사이에 붕 떠있는듯 보이는 위성 테티스(Tethys)의 모습을 공개했다. 1684년 프랑스 천문학자인 장 도미니크 카시니가 발견한 토성 위성인 테티스는 지름 1062km의 크기를 가진 '얼음 달'이다. 흥미로운 점은 사진에도 드러나듯 한쪽 표면이 어떤 물체와 충돌하면서 생긴 커다란 ‘상처’(크레이터·crater)가 있다는 점. 테티스를 구성하고 있는 표면 물질은 대부분 물로 만들어진 얼음으로 추정되며 이는 토성 고리의 성분과도 비슷하다. '엣지' 있게 보이는 토성의 고리 역시 대부분 얼음으로 이루어져 있으며 우주 먼지와 화합물이 약간 섞여있다. 특히 이 얼음 때문에 전문가들은 태양계 초기 토성이 ‘물 많은’ 혜성의 영향을 받은 것으로 추측하고 있으나 일부에서는 토성의 강한 중력으로 산산히 쪼개져 생긴 위성의 잔해물이라고 주장하고 있다. 토성의 주요 고리는 3개로 바깥 쪽부터 A, B, C라 칭해졌으며 이후 추가로 D, E, F, G고리의 존재가 확인됐다. 　 이 사진은 지난해 11월 23일 토성탐사선 카시니호가 촬영했으며 테티스와의 거리는 6만 5000km(픽셀당 4km)다. 사진=NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

블랙홀은 우주에서 가장 기이하고도 환상적인 천체라 할 수 있다. 물질밀도가 극도로 높은 나머지 빛마저도 빠져나갈 수 없는 엄청난 중력을 가진 존재다. ​ 이 괴이쩍은 존재를 최초로 예언한 사람은 1783년, 영국의 과학자 존 미첼이었다. 그는 뉴턴 역학을 기반으로, 충분히 무거운 별의 경우 탈출 속도가 광속보다 더 커, 빛마저도 탈출할 수 없을 것이라고 추측했다. 13년 뒤 피에르시몽 라플라스도 비슷한 제안을 한 데 이어, 그로부터 1세기를 훌쩍 뛰어넘어 1916년, 아인슈타인이 일반상대성 이론에서 블랙홀을 이론적으로 선보였다. ​일반 상대성 이론은 중력을 구부려진 시공간으로 간주하며, 질량을 가진 천체는 주변 시공간을 휘게 만든다는 이론이다. 사실 이전에는 ‘블랙홀’이란 이름조차 없었다. 그 대신 ‘얼어붙은 별’, ‘붕괴한 별’ 등의 이상한 이름으로 불려왔다. '블랙홀'이란 용어를 최초로 쓴 사람은 미국 물리학자 존 휠러로, 1967년에야 처음으로 일반에 소개되었으며, 블랙홀의 실체가 발견된 것은 1971년이었다. 그 존재가 예측된 지 거의 60년이 지나서야 이름을 얻고 실체가 발견되었으니, 그 또한 심상한 일은 아니다. 블랙홀에도 종류가 있다 그런데 이 블랙홀에도 종류가 있다는 사실을 일반 사람들은 잘 모르고 있는 듯하다. 블랙홀이라고 다 같은 것은 아니고, 세 가지 유형이 있는데, 곧 항성 블랙홀과 초대질량 블랙홀 그리고 중간질량 블랙홀이 그것들이다. ♦항성 블랙홀— 작지만 강하다 항성이 생애의 마지막에 이르러 남은 연료를 다 태우고 나면 중력붕괴를 일으킨다. 내부에서 더이상 에너지가 생성되지 않기 때문에 천체 자체의 압력을 감당하지 못해 내부로 무너지는 것이다. 이때 태양 질량의 약 3배가 못되는 별은 중성자별이 되거나 백색왜성이 된다. 하지만 그보다 덩치가 큰 별들은 중력붕괴가 극도로 진행되어 항성 블랙홀을 만든다. 개별적인 별이 중력붕괴를 일으켜 만들어지는 블랙홀은 대체로 작지만 물질밀도는 놀라울 정도로 높다. 태양질량의 3배 정도 되는 별이 한 도시 크기 로 압축된다. 이 천체의 중력은 끔찍할 정도로 강해서 주위의 모든 가스와 먼지들을 끌어당겨 삼킴으로써 덩치를 키워간다. 하버드-스미소니언 천체물리학 센터에 따르면, 우리은하에 이러한 항성 블랙홀이 수억 개 정도는 된다고 한다. ♦거대질량 블랙홀— 어떤 가설이 맞을까?작은 블랙홀들은 은하의 곳곳에 존재하지만, 거대질량 블랙홀은 은하 중심부에 자리잡고 그 은하를 중력적으로 지배한다. 그 덩치는 놀랍게도 태양 질량의 수백만 배 또는 수십억 배에 달하기도 한다. 그러나 지름의 크기는 우리 태양과 비슷하다. 어마어마한 물질 밀도를 가지고 있다는 뜻이다. 이러한 블랙홀이 거의 모든 은하의 중심부에 있는 것으로 보이며, 우리 은하의 중심부에도 똬리를 틀고 있다. 이런 거대질량의 블랙홀이 어떻게 생성되었는가에 대해서 과학자들은 아직까지 정확한 답안을 작성하지 못하고 있다. 어쨌든 이런 블랙홀이 은하 중심에 자리잡고 나면 주변에 풍부한 물질들을 닥치는 대로 탐식하고, 그 결과 엄청난 질량의 블랙홀로 성장한다는 정도만 알려져 있다. 과학자들은 이 같은 거대질량 블랙홀이 무수히 많은 작은 불랙홀들의 합병 결과물이 아닐까 하고 생각하고 있다. 또는 거대한 가스 구름이 급격한 중력붕괴를 일으켜 이런 블랙홀로 발전한 것일 수도 있다고 본다. 세번째 가능성은 성단을 이루던 별들이 한 점으로 대함몰을 일으켜 블랙홀이 되었다는 가설이다. 나라면 어떤 가설에 손을 들어줄까 생각해보는 것도 재미있는 일이다. ♦중간질량 블랙홀— 블랙홀도 中庸의 미덕이?원래 과학자들은 블랙홀이 아주 작은 것과 엄청 큰 것, 두 종류만 있다고 생각해왔다. 그런데 최근 블랙홀에도 미디엄 사이즈(IMBHs)가 있다는 사실이 발견되었다. 이런 블랙홀은 성단 안에서 별들이 연쇄충돌을 일으킨 결과 태어나는 것으로 알려졌다. 이런 블랙홀들이 같은 지역에서 여럿 만들어지면 결국에는 합병과정을 밟게 되는데, 은하 중심의 거대질량 블랙홀은 이 같은 경로를 거쳐 생성된 것으로 보고 있다. 2014년에 마침내 천문학자들은 한 나선은하의 팔에서 중간질량 블랙홀이 탄생하는 것을 발견했다. 그들의 존재는 알고 있었지만 오랫동안 물증을 찾지 못했던 천문학자들이 애타게 기다리던 발견이었다. 블랙홀 존재 — 어떻게 알 수 있나?블랙홀은 엄청난 질량을 갖고 있지만 덩치는 아주 작다. 그만큼 물질밀도가 극도로 높다는 뜻이다. 따라서 중력이 극강이어서 어떤 것도 블랙홀을 탈출할 수가 없다. ​ 지구 탈출속도는 초속 11.2km이며, 빛의 초속은 30만km다. 블랙홀의 중력이 너무나 강해 탈출속도가 30만km를 넘기 때문에 빛도 여기서 탈출할 수가 없는 것이다. 따라서 우리는 블랙홀을 볼 수가 없다. 그런데 과학자들은 블랙홀의 존재를 확인할 수가 있다. 어떻게? 블랙홀이 주변의 가스와 먼지를 강력히 빨아들일 때 방출하는 X-선 복사로 그 존재를 알 수 있는 것이다. 우리 은하 중심부에 있는 거대질량 블랙홀은 두터운 먼지와 가스로 뒤덮여 있어 X-선 방출을 막고 있다. 물질이 블랙홀로 빨려들어갈 때 블랙홀의 사건지평선 입구에서 안으로 들어가지 않고 스쳐지나가는 경우도 더러 있다. 블랙홀이 직접 보이지는 않지만, 물질이 함입될 때 발생하는 강력한 제트 분출은 아주 먼 거리에서도 볼 있다. 블랙홀은 특이점과 안팎의 사건 지평선으로 구성된다. 특이점이란 블랙홀 중심에 중력의 고유 세기가 무한대로 발산하는 시공간의 영역으로, 여기서는 물리법칙이 성립되지 않는다. 즉, 사건의 인과적 관계가 보장되지 않는다는 뜻이다. 이 특이점을 둘러싸고 있는 것이 안팎의 사건 지평선으로, 바깥 사건지평선은 물질이 탈출이 가능한 경계이지만, 안쪽의 사건 지평선은 어떤 물질이라도 탈출이 불가능한 경계다. 기존의 고전 역학에서 볼 때 빛까지도 이 중력장에서 벗어날 수가 없다는 결론을 내렸지만, 양자역학으로 오면 사정이 좀 달라진다. 블랙홀도 무언가를 조금씩 내놓을 수 있다는 것이다. '블랙홀이 완전히 검지는 않다'​ 1970년대 영국의 물리학자 스티븐 호킹은 블랙홀이 양자 요동(quantum fluctuation)으로 인해 무언가를 내놓는다는 것을 보여주는 이론을 완성했다. 양자론에 따르면, 아무것도 없는 진공에서 난데없이 입자와 반입자(antiparticle)로 이루어진 가상 입자 한 쌍이 나타날 수 있으며, 이 한 쌍은 매우 짧은 시간 존재하다가 쌍소멸된다. 대부분의 상황에서 이들 입자 쌍은 관측하기 힘들 정도로 매우 빠르게 생겼다가 소멸는데, 이를 양자 요동 또는 진공 요동이라 한다. 과학자들은 실제로 이 양자 요동의 존재를 실험적으로 확인했다. ​이 양자 요동 가운데 하나가 블랙홀의 사건 지평선 근처에서 일어난다면, 한 쌍의 입자가 사건 지평선 근처에서 생겨날 때는 블랙홀의 강한 기조력 때문에 헤어지기 쉽다. 즉, 두 입자 중 하나는 지평선을 가로질러 떨어지는 반면, 다른 하나는 밖으로 탈출하는 일이 발생할 수도 있다. 탈출한 입자는 블랙홀에서 에너지를 가지고 나간 것으로, 이 과정이 반복적으로 일어나면 외부의 관측자는 블랙홀에서 나오는 빛의 연속적인 흐름을 보게 된다. 호킹의 주장에 따르면, 이 같은 양자 요동 효과 때문에 블랙홀이 빛을 방출한다는 것이다. 이를 '블랙홀 증발'이라 하고, 이때 빠져나오는 빛을 '호킹 복사(Hawking radiation)'라 한다. 그래서 호킹은 '블랙홀이 실제로는 완전히 검지 않다'는 말로 이 상황을 표현했다. 호킹의 이론대로 블랙홀이 계속 증발한다면, 수조 년의 시간이 흐르면 블랙홀 자체가 완전히 사라질 수도 있다는 얘기가 된다. 블랙홀에는 질량과 전하, 각운동량 외에는 아무 정보도 얻을 수 없다. 그래서 흔히들 블랙홀에는 세 가닥의 털밖에 없다고 말한다. 이처럼 인류는 아직까지 블랙홀에 대해 아는 것보다 모르는 것이 더 많은만큼 블랙홀은 21세기 천문학과 물리학에서도 여전히 화두가 될 것으로 보인다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

지구의 이웃 행성 화성은 세간에 널리 알려져있지는 않지만 2개의 초미니 달을 가지고 있다. 울퉁불퉁 감자모양을 닮은 지름 27km의 포보스(Phobos)와 지름 16km의 데이모스(Deimos)가 그 주인공이다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 3D 모델링한 포보스의 모습을 영상과 함께 공개했다. 과거 화성 탐사선이 촬영한 데이터를 바탕으로 만들어진 이 영상에는 360도 회전하는 포보스의 표면 모습이 생생히 담겨있다. 마치 누군가에게 얻어맞은듯 군데군데 파여있는 수많은 크레이터와 생기다만듯한 모양이 근사한 우리의 달과는 비교조차 안될 정도. 지난 1877년 미국 천문학자 아사프 홀에 의해 발견된 포보스는 생김새와 크기 모두 볼품없지만 풀리지 않는 미스터리를 갖고있는 위성이다. 포보스는 화성 표면에서 불과 6000km 떨어진 곳을 돌고 있는데 이는 태양계의 행성 중 위성과 거리가 가장 가깝다. 지구와 달의 거리가 평균 38만 ㎞에 달하는 것과 비교해보면 얼마나 가까운 지 알 수 있는 대목. 더욱 특이한 것은 포보스가 원래는 소행성일 가능성이 높다는 점이다. 최초 태양계를 떠돌던 소행성이 화성의 중력에 포획돼 달이 됐다는 가설이다. 이같은 특징때문에 결국 포보스는 화성의 중력을 견디지 못하고 점점 가까워져 사라질 운명이다. 지난해 11월 NASA 고나드 연구센터 측은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 포보스가 당초 예측인 3000만년보다 훨씬 짧은 수백만 년 안에 갈가리 찢겨지고 일부 파편은 화성으로 떨어져 사라질 것이라는 연구결과를 발표한 바 있다. 한편 포보스와 데이모스 이름은 그리스 신화에서 따왔다. 아레스와 아프로디테 사이에서 태어난 쌍둥이 형제인 포보스는 ‘공포’를, 데이모스는 ‘패배’를 뜻한다. 이 때문에 전문가들은 언젠가 사라질 운명인 포보스가 딱맞는 이름을 갖고 있다고도 평한다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

그야말로 ‘겨울왕국’이 따로 없다. 지구 곳곳이 폭설과 혹한에 바들바들 떨었고, 끝도 없이 떨어지기만 하는 수은주에 피해도 속출했다. 각국 전문가들은 저마다 지나친 추위의 원인과 배경을 분석하고 나섰는데, 그 와중에 빈번하게 등장한 단어는 바로 빙하기다. 지피지기(知彼知己) 백전불태(百戰不殆), 상대를 알고 자신을 알아야 백번 싸워도 위태롭지 않다는 말처럼 인류가 어쩌면 빙하기에 대해 그 어느 때보다 더 자세히 파헤치고 이해하는 과정을 통해 빙하기를 대비해야 할 위기에 봉착했는지도 모른다. 영화에서나 보아 왔던 빙하기가 정말 현실로 다가온다면 지구와 인류는 어떤 모습으로 변화할까. ●태양 활동 약해져 2030년부터 평균기온 1.5도↓ 공룡이 멸종했을 정도의 강력한 빙하기가 당장 오늘 내일 시작되는 것은 아니지만, 약한 빙하기로 볼 수 있는 미니 빙하기 즉 ‘소빙하기’가 불과 15년 내에 시작될 것이라는 예측이 있다. 영국 노섬브리아대학 연구진은 지난해 열린 국립천문학회의에서 태양 흑점 활동이 기후변화와 연관이 있다는 내용의 연구 결과를 발표했다. 일반적으로 태양의 흑점은 4만~5만개로 관측되지만 17세기 소빙하기에 관측된 흑점은 50개에 불과했다. 태양의 활동이 줄어들고 흑점의 숫자가 낮아지면 지구 기온도 내려가고, 반면 태양의 활동이 왕성해서 흑점이 많아지면 지구 기온도 올라간다는 것이다. 연구진은 태양 흑점 주기 데이터를 분석한 결과 약 15년 후인 2030년이 되면 태양의 활동이 60%까지 감소하고 이후 약 10년간은 지구 평균 기온이 1.5℃ 낮아지는 소빙하기가 찾아올 것으로 내다봤다. 오로라의 출연 횟수가 소빙하기와 연관이 있다는 주장도 있다. 미국의 천문학자 J 에디는 1976년 발표한 논문에서 과거 소빙하기 때 오로라가 훨씬 적게 출현했던 만큼 오로라를 지속적으로 관찰하고 연구하는 것이 소빙하기를 예측할 수 있는 방법이라고 설명했다. ●인간 체온 보호 위해 근육·체모 많아질 가능성 과거 소빙하기의 흔적과 영향은 역사 곳곳에서 찾아볼 수 있다. 약 13세기에서 19세기까지 소빙하기가 찾아왔을 무렵 유럽에서는 마녀사냥이 급속하게 증가했다. 마녀가 날씨를 조종해 신의 노여움이 시작됐다는 대중의 오해가 아픈 역사의 한 페이지를 만든 것이다. 추워진 날씨로 시작된 대기근은 프랑스 역사에 길이 남은 프랑스혁명과 같은 대규모 시민혁명으로 이어지기도 했다. 독일에서는 추위로 인해 포도 생산이 힘들어지고 와인을 마실 수 없게 돼 본격적으로 보리를 이용한 맥주를 음용하기 시작했고, 그것이 현재의 ‘맥주 명가’ 자리를 만들어 냈다. 이러한 과학적 분석과 기록은 빙하기가 우리 인류의 역사에 어떤 영향을 미쳤으며 어떤 변화를 유발했는지를 확인케 한다. 그리고 빙하기를 포함한 기후변화는 유명한 역사적 사건이나 먹거리의 변화뿐만 아니라 인류의 외모, 더 나아가 유전자까지 바꾸어 놓을 것으로 보인다. 최근 영국 켄트대학 연구진은 지구온난화로 극지의 얼음이 녹아 해수면이 상승하며 일명 ‘워터 월드’가 되거나 소행성 충돌로 인해 빙하기가 찾아오거나, 혹은 인류 전체가 다른 행성으로 이주하게 되는 시나리오에 따라 미래 인류의 외모가 달라질 것이라고 예측했다. 특히 인류의 피부는 지금보다 훨씬 창백한 빛을 띨 가능성이 높은 것으로 예측됐다. 피부빛이 옅어지면 적은 양의 자외선만으로도 비타민D 합성이 쉬워지기 때문이다. 또 체온 보호를 위해 체모와 근육이 현재보다 더 많아질 수 있으며, 차가운 공기로 둘러싸인 환경에서 뜨거운 공기를 더 많이 들이마시기 위해 코의 크기도 커질 것으로 내다봤다. 이러한 외모의 변화는 유전자의 변화와도 떼려야 뗄 수 없는 관계에 있다. 전문가들은 인류가 변화하는 환경에서 살아남기 위해 스스로 유전자 변형을 택하며, 특히 신체 일부는 자연적으로 변화하기보다 필요에 의해 변화를 선택한다고 설명한다. 즉 빙하기와 같은 기후변화가 유전자의 변형을 유발하고, 이러한 현상이 지금과는 다른 인류의 외모를 만들어 낸다는 것이다. ●“지구온난화로 빙하기 10만년 지연” 주장도 빙하기를 향한 두려움이 높아지는 가운데, 문젯거리로 인식돼 온 지구온난화가 빙하기를 지연시킨다는 연구 결과가 눈길을 사로잡았다. 최근 독일 포츠담기후영향연구소(PIK)는 18세기 산업혁명 이후 시작된 지구온난화 때문에 빙하기를 유발할 만한 요소가 줄어들었고, ‘훈훈한 지구’가 적어도 10만년은 지속될 것으로 보인다고 밝혔다. 이산화탄소 등 온실가스가 지구상의 생명체 90%를 멸종시킨 빙하기를 미뤄 주는 ‘고마운 존재’라는 사실은 매우 역설적이다. 지구와 인류는 빙하기로 인한 격한 변화를 피할 수 있게 되면서 졸지에 지구온난화의 덕을 보게 생겼지만, 온실가스와 지구온난화는 여전히 다양한 부작용과 황폐화를 유발하는 ‘공공의 적’과 다름없다. 급격한 빙하기와 온난화 등의 기후변화를 막기 위한 노력은 개인뿐만 아니라 인류 전체와 역사에도 영향을 미칠 수 있다는 사실을 기억해야 한다. huimin0217@seoul.co.kr

그야말로 ‘겨울왕국’이 따로 없다. 지구 곳곳이 폭설과 혹한에 바들바들 떨었고, 끝도 없이 떨어지기만 하는 수은주에 피해도 속출했다. 각국 전문가들은 저마다 지나친 추위의 원인과 배경을 분석하고 나섰는데, 그 와중에 빈번하게 등장한 단어는 바로 ‘빙하기’다. 마치 당장이라도 빙하기가 시작될 것만 같은 조짐은 세계 곳곳에서 나타나고 있다. 워싱턴과 뉴욕 등 미국 동부는 무려 100년 만의 폭설로 28명이 숨지고 재산피해만 1조 2000억 원에 달했다. 중국 내몽고 지역에는 영하 60℃의 혹한이 찾아왔고, 아열대 지역인 대만에서는 60여 명이 갑작스러운 한파로 인한 저체온증과 심근경색으로 숨졌다. 그리고 서울의 기온은 영하 19℃까지 떨어졌고 ‘따뜻한 남쪽’ 제주는 폭설과 한파로 공항이 폐쇄되면서 수만 명의 발이 묶이는 초유의 사태까지 벌어졌다. 지피지기 백전불태, 상대를 알고 자신을 알아야 백번 싸워도 위태롭지 않다는 말처럼 인류가 어쩌면 빙하기에 대해 그 어느 때보다 더 자세히 파헤치고 이해하는 과정을 통해 빙하기를 대비해야 할 위기에 봉착했는지도 모른다. 영화에서나 보아 왔던 빙하기가 정말 현실로 다가온다면 지구와 인류는 어떤 모습으로 변화할까. ◆‘빙하기 예언’을 뒷받침하는 과학적 증거 공룡이 멸종했을 정도의 강력한 빙하기가 당장 오늘 내일 시작되는 것은 아니지만, 약한 빙하기로 볼 수 있는 미니 빙하기 즉 ‘소빙하기’가 불과 15년 내에 시작될 것이라는 예측이 있다. 영국 노섬브리아대학교 연구진은 지난해 열린 국립천문학회의에서 태양 흑점 활동이 기후변화와 연관이 있다는 내용의 연구결과를 발표했다. 일반적으로 태양의 흑점은 4만~5만개로 관측되지만 17세기 소빙하기에 관측된 흑점은 50개에 불과했다. 태양의 활동이 줄어들고 흑점의 숫자가 낮아지면 지구 기온도 내려간다. 반면 태양의 활동이 왕성해서 흑점이 많아지면 지구 기온도 올라간다는 것이다. 연구진은 태양 흑점 주기 데이터를 분석한 결과 약 15년 후인 2030년이 되면 태양의 활동이 60%까지 감소하고 이후 약 10년 간은 지구 평균 기온이 1.5℃ 낮아지는 소빙하기가 찾아올 것으로 내다 봤다. 오로라의 출연 횟수가 소빙하기와 연관이 있다는 주장도 있다. 미국의 천문학자 J. 에디는 1976년 발표한 논문에서 과거 소빙하기 시기에 오로라가 현저히 뜸하게 나타났음을 감안하면, 오로라를 지속적으로 관찰하고 연구하는 것이 소빙하기를 예측할 수 있는 방법이라고 설명했다. ◆빙하기가 가져온, 혹은 가져올 변화 과거 소빙하기의 흔적과 영향은 역사 곳곳에서 찾아볼 수 있다. 약 13세기에서 19세기까지 소빙하기가 찾아왔을 무렵 유럽에서는 마녀사냥이 급속하게 증가했다. 마녀가 날씨를 조종해 신의 노여움이 시작됐다는 대중의 오해가 아픈 역사의 한 페이지를 만든 것이다. 추워진 날씨로 시작된 대기근은 프랑스 역사에 길이 남은 프랑스 혁명과 같은 대규모 시민혁명으로 이어지기도 했다. 독일에서는 추위로 인해 포도 생산이 힘들어지고 와인을 마실 수 없게 되자, 본격적으로 보리를 이용한 맥주를 음용하기 시작했고 그것이 현재의 ‘맥주 명가’ 자리를 만들어냈다. 이러한 과학적 분석과 기록은 빙하기가 우리 인류의 역사에 어떤 영향을 미쳤으며 어떤 변화를 유발했는지를 확인케 한다. 그리고 빙하기를 포함한 기후변화는 유명한 역사적 사건이나 먹을 거리의 변화뿐만 아니라 인류의 외모, 더 나아가 유전자까지 바꾸어 놓을 것으로 보인다. 최근 영국 켄트대학교 연구진은 지구가 지구온난화로 극지의 얼음이 녹아 해수면이 상승해 일명 ‘워터 월드’가 되거나 소행성 충돌로 인해 빙하기가 찾아오거나, 혹은 인류 전체가 다른 행성으로 이주하게 되는 시나리오에 따라 미래 인류의 외모가 달라질 것이라고 예측했다. 이중 빙하기가 찾아올 경우, 인류의 피부는 지금보다 훨씬 창백한 빛을 띨 가능성이 높은 것으로 예측됐다. 피부빛이 옅어지면 적은 양의 자외선만으로도 비타민D 합성이 쉬워지기 때문. 또 체온보호를 위해 체모와 근육이 현재보다 더 많아질 수 있으며, 차가운 공기로 둘러싸인 환경에서 더 많은 뜨거운 공기를 들이마시기 위해 코의 크기도 커질 것으로 내다봤다. 이러한 외모의 변화는 유전자의 변화와도 떼려야 뗄 수 없는 관계에 있다. 전문가들은 인류가 변화하는 환경에서 살아남기 위해 스스로 유전자 변형을 택하며, 특히 신체 일부는 자연적으로 변화하기보다 필요에 의해 변화를 선택한다고 설명한다. 즉 빙하기와 같은 기후변화가 유전자의 변형을 유발하고, 이러한 현상이 지금과는 다른 인류의 외모를 만들어 낸다는 것이다. ◆빙하기 지연시킨다는 지구 온난화, 아군인가 적군인가 빙하기를 향한 두려움이 높아지는 가운데, 문젯거리로 인식되어 온 지구 온난화가 빙하기를 지연시킨다는 연구결과가 눈길을 사로잡았다. 최근 독일 포츠담기후영향연구소(PIK)는 18세기 산업혁명 이후 시작된 지구 온난화 때문에 빙하기를 유발할만한 요소가 줄어들었고, ‘훈훈한 지구’가 적어도 10만 년은 지속될 것으로 보인다고 밝혔다. 이산화탄소 등 온실가스가 지구상의 생명체 90%를 멸종시킨 빙하기를 미뤄주는 ‘고마운 존재’라는 사실은 매우 역설적이다. 지구와 인류는 빙하기로 인한 격한 변화를 피할 수 있게 되면서 졸지에 지구 온난화의 덕을 보게 생겼지만, 온실가스와 지구 온난화는 여전히 다양한 부작용과 황폐화를 유발하는 ‘공공의 적’과 다름없다. 급격한 빙하기와 온난화 등의 기후변화를 막기 위한 노력은 개인뿐만 아니라 인류 전체와 역사에도 영향을 미칠 수 있다는 사실을 기억해야 한다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

그야말로 ‘겨울왕국’이 따로 없다. 지구 곳곳이 폭설과 혹한에 바들바들 떨었고, 끝도 없이 떨어지기만 하는 수은주에 피해도 속출했다. 각국 전문가들은 저마다 지나친 추위의 원인과 배경을 분석하고 나섰는데, 그 와중에 빈번하게 등장한 단어는 바로 ‘빙하기’다. 마치 당장이라도 빙하기가 시작될 것만 같은 조짐은 세계 곳곳에서 나타나고 있다. 워싱턴과 뉴욕 등 미국 동부는 무려 100년 만의 폭설로 28명이 숨지고 재산피해만 1조 2000억 원에 달했다. 중국 내몽고 지역에는 영하 60℃의 혹한이 찾아왔고, 아열대 지역인 대만에서는 60여 명이 갑작스러운 한파로 인한 저체온증과 심근경색으로 숨졌다. 그리고 서울의 기온은 영하 19℃까지 떨어졌고 ‘따뜻한 남쪽’ 제주는 폭설과 한파로 공항이 폐쇄되면서 수만 명의 발이 묶이는 초유의 사태까지 벌어졌다. 지피지기 백전불태, 상대를 알고 자신을 알아야 백번 싸워도 위태롭지 않다는 말처럼 인류가 어쩌면 빙하기에 대해 그 어느 때보다 더 자세히 파헤치고 이해하는 과정을 통해 빙하기를 대비해야 할 위기에 봉착했는지도 모른다. 영화에서나 보아 왔던 빙하기가 정말 현실로 다가온다면 지구와 인류는 어떤 모습으로 변화할까. ◆‘빙하기 예언’을 뒷받침하는 과학적 증거 공룡이 멸종했을 정도의 강력한 빙하기가 당장 오늘 내일 시작되는 것은 아니지만, 약한 빙하기로 볼 수 있는 미니 빙하기 즉 ‘소빙하기’가 불과 15년 내에 시작될 것이라는 예측이 있다. 영국 노섬브리아대학교 연구진은 지난해 열린 국립천문학회의에서 태양 흑점 활동이 기후변화와 연관이 있다는 내용의 연구결과를 발표했다. 일반적으로 태양의 흑점은 4만~5만개로 관측되지만 17세기 소빙하기에 관측된 흑점은 50개에 불과했다. 태양의 활동이 줄어들고 흑점의 숫자가 낮아지면 지구 기온도 내려간다. 반면 태양의 활동이 왕성해서 흑점이 많아지면 지구 기온도 올라간다는 것이다. 연구진은 태양 흑점 주기 데이터를 분석한 결과 약 15년 후인 2030년이 되면 태양의 활동이 60%까지 감소하고 이후 약 10년 간은 지구 평균 기온이 1.5℃ 낮아지는 소빙하기가 찾아올 것으로 내다 봤다. 오로라의 출연 횟수가 소빙하기와 연관이 있다는 주장도 있다. 미국의 천문학자 J. 에디는 1976년 발표한 논문에서 과거 소빙하기 시기에 오로라가 현저히 뜸하게 나타났음을 감안하면, 오로라를 지속적으로 관찰하고 연구하는 것이 소빙하기를 예측할 수 있는 방법이라고 설명했다. ◆빙하기가 가져온, 혹은 가져올 변화 과거 소빙하기의 흔적과 영향은 역사 곳곳에서 찾아볼 수 있다. 약 13세기에서 19세기까지 소빙하기가 찾아왔을 무렵 유럽에서는 마녀사냥이 급속하게 증가했다. 마녀가 날씨를 조종해 신의 노여움이 시작됐다는 대중의 오해가 아픈 역사의 한 페이지를 만든 것이다. 추워진 날씨로 시작된 대기근은 프랑스 역사에 길이 남은 프랑스 혁명과 같은 대규모 시민혁명으로 이어지기도 했다. 독일에서는 추위로 인해 포도 생산이 힘들어지고 와인을 마실 수 없게 되자, 본격적으로 보리를 이용한 맥주를 음용하기 시작했고 그것이 현재의 ‘맥주 명가’ 자리를 만들어냈다. 이러한 과학적 분석과 기록은 빙하기가 우리 인류의 역사에 어떤 영향을 미쳤으며 어떤 변화를 유발했는지를 확인케 한다. 그리고 빙하기를 포함한 기후변화는 유명한 역사적 사건이나 먹을 거리의 변화뿐만 아니라 인류의 외모, 더 나아가 유전자까지 바꾸어 놓을 것으로 보인다. 최근 영국 켄트대학교 연구진은 지구가 지구온난화로 극지의 얼음이 녹아 해수면이 상승해 일명 ‘워터 월드’가 되거나 소행성 충돌로 인해 빙하기가 찾아오거나, 혹은 인류 전체가 다른 행성으로 이주하게 되는 시나리오에 따라 미래 인류의 외모가 달라질 것이라고 예측했다. 이중 빙하기가 찾아올 경우, 인류의 피부는 지금보다 훨씬 창백한 빛을 띨 가능성이 높은 것으로 예측됐다. 피부빛이 옅어지면 적은 양의 자외선만으로도 비타민D 합성이 쉬워지기 때문. 또 체온보호를 위해 체모와 근육이 현재보다 더 많아질 수 있으며, 차가운 공기로 둘러싸인 환경에서 더 많은 뜨거운 공기를 들이마시기 위해 코의 크기도 커질 것으로 내다봤다. 이러한 외모의 변화는 유전자의 변화와도 떼려야 뗄 수 없는 관계에 있다. 전문가들은 인류가 변화하는 환경에서 살아남기 위해 스스로 유전자 변형을 택하며, 특히 신체 일부는 자연적으로 변화하기보다 필요에 의해 변화를 선택한다고 설명한다. 즉 빙하기와 같은 기후변화가 유전자의 변형을 유발하고, 이러한 현상이 지금과는 다른 인류의 외모를 만들어 낸다는 것이다. ◆빙하기 지연시킨다는 지구 온난화, 아군인가 적군인가 빙하기를 향한 두려움이 높아지는 가운데, 문젯거리로 인식되어 온 지구 온난화가 빙하기를 지연시킨다는 연구결과가 눈길을 사로잡았다. 최근 독일 포츠담기후영향연구소(PIK)는 18세기 산업혁명 이후 시작된 지구 온난화 때문에 빙하기를 유발할만한 요소가 줄어들었고, ‘훈훈한 지구’가 적어도 10만 년은 지속될 것으로 보인다고 밝혔다. 이산화탄소 등 온실가스가 지구상의 생명체 90%를 멸종시킨 빙하기를 미뤄주는 ‘고마운 존재’라는 사실은 매우 역설적이다. 지구와 인류는 빙하기로 인한 격한 변화를 피할 수 있게 되면서 졸지에 지구 온난화의 덕을 보게 생겼지만, 온실가스와 지구 온난화는 여전히 다양한 부작용과 황폐화를 유발하는 ‘공공의 적’과 다름없다. 급격한 빙하기와 온난화 등의 기후변화를 막기 위한 노력은 개인뿐만 아니라 인류 전체와 역사에도 영향을 미칠 수 있다는 사실을 기억해야 한다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

마치 반짝반짝 빛나는 보석을 우주에 뿌린 것처럼 보이는 환상적인 은하의 모습이 공개됐다. 지난 22일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 유럽우주국(ESA)과 공동으로 운영하는 허블우주망원경이 촬영한 NGC 5408의 모습을 사진으로 공개했다. 다양한 색채를 자랑하는 은하인 NGC 5408은 지구에서 1600만 광년 떨어진 켄타우루스자리에 위치해 있다. 인류와의 인연은 지난 1834년 영국의 천문학자 존 허셜에 의해 이루어졌으며 오랜시간 ‘행성상 성운’(planetary nebula·전체적인 모습이 행성처럼 원형으로 생긴 것)으로 잘못 알려져 있었다. 그러나 이후 NGC 5408은 완벽한 하나의 은하로 확인됐으며 일정한 모양을 갖추지 않아 불규칙 은하(irregular galaxy)로 분류됐다. 일반적으로 은하는 타원형의 모습을 갖는 타원은하(elliptical galaxy)와 나선팔을 가진 나선은하(spiral galaxy)로 분류되며 그 중간의 모습을 띤 렌즈형 은하(lenticular galaxy)도 있다. 지구가 속한 우리 은하와 안드로메다가 바로 나선은하이며 우리와 가장 가까운 이웃인 마젤란 은하가 불규칙 은하에 속한다. NGC 5408이 학계의 관심을 끄는 이유는 이곳에서 초고광도의 X선이 분출된다는 점으로 전문가들은 중간 질량 블랙홀을 그 원인으로 보고있다. 　 　 　　 사진=ESA/Hubble & NASA 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

안녕, 난 ‘블랙홀’이야, 반가워. 요즘은 현대 물리학과 천문학 분야의 대표적인 상징으로 인정받고 있지만 출생과 성장 과정을 들어보면 그 어떤 드라마나 영화보다 재미있을 거야.내가 태어난 건 1915년 알베르트 아인슈타인 박사님이 발표한 ‘일반 상대성이론’ 덕분이야. 중력에 의해 공간이 휜다는 내용인데, 당시 상대성이론의 중력장 방정식은 물리학 역사상 가장 어려운 방정식이어서 완전히 풀어낼 수 있을지 다들 의문이었대. 내가 태어나기는 했지만 살아남을 수 있을지가 불투명했던 상황이었지. 그런데 예상보다 빨리 1916년 독일 천체물리학자 칼 슈바르츠실트 박사님이 회전하지 않는 천체의 중력장 방정식의 해답을 구했어. 그 답에 따르면 중력이 큰 태양 바로 주변에서 빛이 휘어야 한다는 것이었지. 빛은 직진한다고 알고 있던 사람들은 그 답에 반신반의했대. 그 사실이 밝혀지지 않으면 나는 실제로 태어난 것이 아니라 머릿속에서 상상으로만 태어난 아이가 되는 거였어. 그런데 1919년 영국 천문학자 아서 에딩턴 경께서 아프리카에서 발생한 개기일식 때 빛이 휘는 것을 관측하는 데 성공해서 내가 실제로 존재한다는 사실을 밝혀내셨지. 좀 부끄러운 얘기지만 1969년까지 난 이름이 없었어. 무려 54년을 이름 없이 살았던 거야. 그러다가 1969년 미국 이론물리학자 존 아치볼드 휠러 박사님께서 ‘블랙홀’이라는 멋진 이름을 지어주셨지. 그 이전까지는 ‘얼어붙은 별’, ‘빛까지 빨아들이는 지옥별’ 등으로 불렸어. 멋진 이름을 갖기는 했지만, 사람들에게 나는 모든 것을 빨아들여 파괴하는 나쁜 이미지로 각인됐지. 그런데 영국의 스티븐 호킹 박사님이 “블랙홀은 생각만큼 검지도 않고 영원한 감옥도 아니다”라고 선언하시고 “빛보다 빠르게 에너지를 방출하기도 한다”고 발표하셔서 파괴자의 이미지를 버릴 수 있게 됐어. 이제 과학계에서는 ‘블랙홀이 있나 없나’가 아니라 ‘블랙홀은 얼마나 많이, 어떻게 만들어지나’를 궁금해하고 있대. 최근에 일본 게이오대 천문학자들이 나가노의 노베아먀 전파천문대에 있는 지름 45m 전파망원경으로 우리 은하를 관측한 결과, ‘궁수자리A’ 별에서 200광년 떨어져 있는 거리에서 태양 질량보다 10만배 더 큰 블랙홀을 발견했대. 천문학 분야 국제학술지인 ‘천체 물리학 레터’ 1월호에 발표된 이번 연구결과 덕분에 천문학자들은 태양의 수백~10만배 정도의 중간 형태 블랙홀이 결합을 반복하면서 거대한 블랙홀을 만드는 과정을 이해할 수 있게 됐다고 하네. 내 얘기에 과학자들만 관심을 갖는다는 건 오해야. 우리 덕분에 ‘웜홀을 통한 시간여행’처럼 SF 작가들의 작품 소재가 훨씬 풍부해졌잖아. 사실 내 자신에 대해서 내가 모르는 이야기들은 아직도, 여전히 많아. 그게 무엇일지 궁금하지 않아? 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

천문학자들이 세계 최대의 전파 망원경인 알마(ALMA)를 이용해서 지구에서 124억 광년 떨어진 위치에 있는 은하 W2246-0526을 찾아냈다. 이 은하가 이렇게 먼 거리에서도 발견될 수 있는 이유는 적외선 영역에서 밝기가 태양의 350조 배에 달하기 때문이다. 이렇게 밝은 은하가 존재할 수 있는 이유는 은하의 진화와 연관이 있다. 124억 광년 떨어진 은하라는 것은 124억 년 전 우주 초창기의 은하라는 이야기다. 이 시기에는 별은 적고 가스는 풍부한 초기 은하들이 존재했다. 이 은하 중심에는 거대 질량 블랙홀이 존재하는데, 막대한 가스를 흡수하는 과정에서 막대한 에너지를 방출하게 된다. 블랙홀 주변에는 흡수되는 물질의 고리인 강착 원반이 형성되고 이 원반의 수직 방향으로 강력한 물질의 흐름인 제트가 방출되는데, 여기서 나오는 에너지는 매우 막대해서 은하 자체의 에너지를 능가할 수 있다. 현재는 이런 은하가 드물지만, 과거에는 이런 활동성 은하가 흔했다. 이번에 발견된 은하 역시 이런 은하 중 하나인데, 더 극단적으로 많은 에너지를 내놓는 것이 특징이다. 연구의 리더인 로베르토 아세프 교수에 의하면 중심 블랙홀에서 나오는 에너지 자체는 가스와 먼지에 가려있고 실제로 관측이 되는 것은 여기서 나온 에너지에 의해 이온화되고 가열된 성간 가스이다. 블랙홀에서 나오는 에너지가 워낙 크다 보니 은하계 전체에 있는 가스와 먼지들이 고온으로 가열되어 적외선 영역에서 에너지를 내놓는 것이다. 이 가스에서 나오는 적외선 에너지는 지구로 올 때쯤엔 밀리미터 파장으로 관측된다. 과학자들은 이 은하 중심 블랙홀의 밝기가 은하 전체 밝기의 100배에 달한다고 보고 있다. 이는 우주 초기에는 매우 활발한 블랙홀의 성장과 은하의 진화가 일어났다는 증거이다. 그러나 이 은하의 경우 그 대가로 사실상 거의 모든 성간 가스를 잃게 되었을 것이다. 연구팀은 이 은하의 성간 물질이 초속 500~600km라는 매우 빠른 속도로 소용돌이치는 증거를 발견했다. 그렇다면 지금쯤 이 은하는 가스를 대부분 잃어 거의 활동이 없는 매우 정적인 은하일 것이다. 인간 세상에서도 과거엔 잘 나가다가 어느 순간 세간의 관심에서 사라진 유명인이 존재하는 것처럼 은하 역시 지금은 잠잠하지만, 과거에는 격렬하고 화려한 과거를 가진 것들이 있다. 과학자들은 멀리 떨어진 은하를 관측해서 이렇게 과거를 들여다볼 수 있다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com　

우리 은하에서 관측 사상 두 번째로 큰 블랙홀이 발견돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 일본 게이오대 오카 토모하루 교수팀은 나가노의 노베야마 45m 전파망원경을 이용해 정밀 관측한 결과, 은하수 중심에 있는 궁수자리 A별로부터 약 200광년 거리에 있는 특이 분자 구름에서 태양보다 질량이 10만 배 더 큰 블랙홀이 있는 것으로 추정되는 흔적을 찾았다. 이들 천문학자는 CO-0.40-0.22로 명명된 이 분자 구름 중심에 태양의 10만 배 질량을 지닌 소형 중력원이 있다는 것을 발견하고 그 위치에 대응하는 천체가 보이지 않으므로 블랙홀일 가능성이 크다고 밝혔다. 특히 이번 블랙홀 추정체는 우리 은하에서 가장 큰 블랙홀 추정체로 태양보다 430만 배 이상의 질량을 지닌 궁수자리 A별에 매우 가까운 거리에 있는 것에 큰 의미가 있다고 한다. 이에 대해 연구팀은 “이번 발견은 이런 블랙홀과 비슷한 태양의 수백 배에서 10만 배 정도에 이르는 ‘중간 질량 블랙홀’이 합체를 반복함으로써 중심핵에 있는 거대한 블랙홀을 형성하는 데 이바지하는 시나리오를 지지한다”고 말했다. 이어 “성간 가스의 운동을 관측해서 블랙홀을 간접적으로 감지하는 방법을 개척했다는 점에서도 의의가 크다”고 덧붙였다. 사실 이번 성과는 어느 정도 예측됐던 것이다. 연구팀은 지난 2012년 우리 은하 중심을 에워싸고 있는 총 4개의 분자 구름을 발견했고 이번에 그중 하나를 정밀 관측해 블랙홀 추정체를 발견해낸 것이다. 한편 이번 연구결과는 ‘천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 최신호(1월 1일)에 게재됐다. 사진=일본 게이오대 오카 토모하루 교수 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리 은하에서 관측 사상 두 번째로 큰 블랙홀이 발견돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 일본 게이오대 오카 토모하루 교수팀은 나가노의 노베야마 45m 전파망원경을 이용해 정밀 관측한 결과, 은하수 중심에 있는 궁수자리 A별로부터 약 200광년 거리에 있는 특이 분자 구름에서 태양보다 질량이 10만 배 더 큰 블랙홀이 있는 것으로 추정되는 흔적을 찾았다. 이들 천문학자는 CO-0.40-0.22로 명명된 이 분자 구름 중심에 태양의 10만 배 질량을 지닌 소형 중력원이 있다는 것을 발견하고 그 위치에 대응하는 천체가 보이지 않으므로 블랙홀일 가능성이 크다고 밝혔다. 특히 이번 블랙홀 추정체는 우리 은하에서 가장 큰 블랙홀 추정체로 태양보다 430만 배 이상의 질량을 지닌 궁수자리 A별에 매우 가까운 거리에 있는 것에 큰 의미가 있다고 한다. 이에 대해 연구팀은 “이번 발견은 이런 블랙홀과 비슷한 태양의 수백 배에서 10만 배 정도에 이르는 ‘중간 질량 블랙홀’이 합체를 반복함으로써 중심핵에 있는 거대한 블랙홀을 형성하는 데 이바지하는 시나리오를 지지한다”고 말했다. 이어 “성간 가스의 운동을 관측해서 블랙홀을 간접적으로 감지하는 방법을 개척했다는 점에서도 의의가 크다”고 덧붙였다. 사실 이번 성과는 어느 정도 예측됐던 것이다. 연구팀은 지난 2012년 우리 은하 중심을 에워싸고 있는 총 4개의 분자 구름을 발견했고 이번에 그중 하나를 정밀 관측해 블랙홀 추정체를 발견해낸 것이다. 한편 이번 연구결과는 ‘천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 최신호(1월 1일)에 게재됐다. 사진=일본 게이오대 오카 토모하루 교수 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

50억 년 뒤 우리은하의 이름 만약 40억 년 후에도 지구에 인류가 생존해 있다면 우리 은하 이름도 바뀌어 있을 것이다. 밀키웨이(Milky Way)가 아니라 '밀코메다(Milkomeda)'라 불리게 된다. 밀키웨이와 안드로메다의 합성어다. 약 40억 년 뒤 우리 은하가 이웃의 안드로메다은하와 충돌할 것이라는 게 천문학계의 공통된 예측이기 때문이다. 이 같은 결과는 미국의 한 연구진에 의해 발표되었는데, 그 속에 반갑게도 한국 출신의 천문학자인 손상모 박사가 참여한 사실이 뒤늦게 알려졌다. 지난 2014년 미국 워싱턴에서 열린 미항공우주국(NASA)의 기자회견에서 우주망원경 과학연구소(STScI) 연구진은 허블 우주망원경을 통해 관측한 결과, 약 37억5000만 년 뒤 우리 은하와 안드로메다은하와 충돌할 것이라는 예측을 하였고, 이 같은 성과는 두 은하의 충돌 시기가 처음으로 정확하게 예측된 것으로 학계는 물론 해외 주요언론으로부터 조명을 받았다. 100년 만에 천문학계의 최대 관심사를 해결한 연구에 한국 출신의 과학자가 참여했다는 사실만으로도 놀라울 따름이다. 손박사는 당시 해외 언론과의 인터뷰에서 “(학자들은) 거의 한 세기 동안 우리은하와 안드로메다에 대한 미래의 운명을 예측해왔고, 마침내 향후 수십억 년간에 걸쳐 발생할 사건(은하 충돌)이 어떻게 전개될지를 나타낸 명확한 그림(시뮬레이션)을 얻게 됐다”고 설명했다. 인류가 생존할지조차 알 수 없는 먼 미래에 발생할 사건이지만, 연구진은 허블 망원경의 놀라운 성능 덕분에 안드로메다의 고유운동까지 관찰한 결과, 밀코메다가 출현하더라도 우리가 살고 있을 지구와 태양은 파괴되지 않고 무사할 것이라고 전했다. 두 은하의 충돌을 보여주는 새로운 시뮬레이션은 두 초질량 블랙홀이 합쳐지는 것을 포함해 충돌 후 나타날 복잡한 과정을 잘 보여주고 있다. 이 시뮬레이션은 서부 호주에 있는 국제 라디오파 천문연구 센터(Icrar)가 제작한 것이다. 시뮬레이션을 보면, 두 은하가 서로 접근할 때 어떤 상호작용을 하는지 잘 보여주고 있다. 첫째, 최초의 만남에서 두 은하는 빠르게 서로를 덮칠 것이다. 그리고 각자의 소용돌이 팔에 있는 일부 별들의 궤도는 어지럽혀질 것이다. 그런 다음 두 은하는 분리되었다가 다시 서로를 향해 맹렬히 돌진할 것이다. 안드로메다은하는 우리 은하보다 크다. 우리 은하가 3000억 개의 별을 가진 데 비해 안드로메다는 무려 1조 개의 별을 갖고 있다. 따라서 엄밀히 말하면 안드로메다가 우리 은하를 잡아먹는 셈이다. 우리 은하 역시 언젠가 가까운 왜소은하 두 개를 잡아먹을 것으로 보이는데, 그 두 은하는 바로 대-소 마젤란은하다. 연구는 우리 국부 은하단에서 세 번째로 큰 은하, 곧 삼각형자리 은하 M33이 우리 은하와 안드로메다은하의 충돌에 가담할 것으로 예측한다. 비디오를 보면 가스는 푸른색으로 새로 생성된 별은 붉은색으로 보이는데, 이는 시뮬레이션이 진행되는 동안 만들어졌음을 뜻한다. 두 은하가 최초로 충돌할 때 받는 충격은 그다지 크지 않지만, 상호 작용하는 중력이 소용돌이 팔 안에서 가스와 별들을 바깥으로 날려버린다. 강력한 충격은 두 번째 충돌과 그 후 이어지는 일련의 충돌 때문에 발생한다. 거대한 가스 구름이 충격을 받아 폭발적인 별들의 생성을 촉발하고, 이것이 초신성 폭풍을 일으킬 것으로 예측된다. 마지막으로는 은하에서 퇴출당한 가스는 회전하는 원반으로 급속히 흡입된다. 우리는 새로 태어난 별들을 볼 뿐이지만, 우리 은하와 안드로메다은하의 팽대부와 별들의 원반은 합체되어 럭비공처럼 생긴 거대한 타원은하를 만듦으로써 두 은하의 충돌 시나리오는 막을 내린다. 안드로메다은하(아래)는 우리 은하(위)보다 크다. 우리 은하가 3천억 개의 별을 가진 데 비해 안드로메다는 무려 1조 개의 별을 갖고 있다. 따라서 엄밀히 말하면 안드로메다가 우리 은하를 잡아먹는 셈이다. 두 은하가 충돌하더라도 별들끼리 서로 부딪치는 일은 거의 발생하지 않는다. 별들 사이의 간격이 워낙 넓기 때문이다. 그럼에도, 두 은하의 중심에 있는 초질량 블랙홀들은 하나로 합쳐질 것이다. 밀코메다의 중심 부근에서 두 블랙홀이 합쳐지면서 수백만 년에 걸쳐 별들에 궤도 에너지를 전달해줄 것이다. 시뮬레이션은 이런 충돌 과정에서 지구가 거대 은하 바깥으로 튕겨 나가기 전에 밀코메다의 중심부로 끌려들어 간다고 예측한다. 궁극적으로는 우주의 모든 은하가 중력으로 뭉쳐져 이 같은 몇 개의 초질량 거대 은하들을 만들 것으로 보인다. 비록 수십억, 수백억 년 이후의 일이기는 하지만. 인류가 그때까지 살아남았다면 지구 밤하늘에서 두 은하가 충돌하는 장관을 감상할지도 모른다. 사진=스페이스립 이광식 통신원 joand999@naver.com

한국인이 가고 싶은 곳 1위, 세계 3대 야경, 세계 6대 관광 명소. 무엇에 근거했는지는 불분명하지만, 모두 체코 프라하를 상찬하는 표현인 것만은 분명하다. 프라하는 흔히 ‘백탑(百塔)의 도시’라 불린다. 뾰족한 첨탑을 인 고풍스런 건물들이 많아서다. 어디 첨탑뿐이랴. 골목과 골목, 건물과 건물 사이에 깃든 중세의 신비를 따라 돌자면 하루해도 모자란다. 프라하는 블타바강을 경계로 두 지역으로 나뉜다. 강 서쪽은 프라하성, 동쪽은 구시가지 광장이 중심이다. 이 두 지역을 연결하는 게 카를 다리다. 돌아볼 곳 많은 프라하에선 특히 시간 안배에 신경을 써야 한다. 해가 짧은 겨울에는 낮 시간 내내 프라하성과 카를 다리 일대를 꼼꼼하게 살피는 게 좋다. 저물녘 풍경은 카를 다리에서 맞는다. 블타바강과 프라하성을 시뻘겋게 물들이는 장면이 더없이 로맨틱하다. 그리고 구시가지는 밤에 돌아보는 것으로 동선을 짠다. 1200년의 낭만 켜켜이 새긴 프라하성 새벽녘 스트라호프 수도원으로 간다. 현지 가이드가 기막힌 풍경이 숨겨져 있다고 너스레를 떨었던 곳이다. 프라하성 뒤편 언덕에 있다. 모차르트가 연주한 오르간이 있다는 수도원은 1140년 세워졌다. 수도원 앞마당에서 작은 쪽문을 지나면 페트르진 공원이다. 여기서 맞는 여명의 시간이 더없이 서정적이다. 프라하성과 블타바강, 그리고 프라하 일대를 한눈에 담을 수 있다. 체코 관광청이 선정한 ‘프라하 톱 10’에 이름을 올렸는데도 뜻밖에 찾는 이들은 많지 않다. 프라하성은 1200여년 전 처음 세워졌다. 로마네스크와 고딕, 르네상스, 바로크 등의 건축 양식이 뒤섞여 있다. 프라하성은 사실 하나의 건물이 아니다. 성당과 왕궁, 수도원, 정원, 대통령 관저 등을 한데 묶어 부르는 이름이다. 구석구석 살피자면 하루해도 짧다. 성 비트 성당, 황금 소로 등의 명소는 물론 성 뒷문의 계단 길까지 꼼꼼하게 돌아보길 권한다. ‘황금소로 22번지’는 체코를 대표하는 문인 프란츠 카프카(1883~1924)가 대표작 대부분을 집필했다는 곳이다. 카프카 박물관은 카를 다리 아래쪽에 있다. 카를 다리 신부상에 바친 사랑의 맹세 프라하성 쪽에서 블타바강을 건너 구시가지 쪽으로 건너가는 다리가 저 유명한 카를 다리다. 체코의 위대한 왕 카를 4세의 이름을 딴 석조 다리다. 명소들로 가득한 프라하에서도 특히 연인들의 가슴을 ‘저격’한다고 할 만큼 로맨틱한 풍경을 선보이는 곳이다. 원래 나무로 세워졌으나 지금의 면모를 갖춘 건 1402년께다. 520m 길이의 다리 난간에는 30개의 보헤미아 성인상이 세워져 있다. 그 가운데 머리 뒤로 다섯 개의 별을 두른 신부의 석상 앞에 유독 관광객들이 몰린다. 고해성사로 알게 된 왕비와 정부(情夫)의 비밀을 끝까지 지켜 왕에게 죽임을 당했다는 신부다. 동상 아래 동판을 만지면 소원 성취한다니, 한번 시도해 보시길. 카를 다리 아래 오른쪽은 캄파지구다. 좁은 수로로 연결된 작은 섬인데, 워낙 사람들의 내왕이 잦다 보니 사실상 뭍처럼 인식된다. 영화 ‘미션 임파서블’(1996)의 팬이라면 이 일대를 꼼꼼하게 살펴볼 필요가 있다. ‘톰 아저씨’(톰 크루즈)가 ‘형’이었던 시절 찍은 시리즈의 첫 작품으로, 영화 초반부의 강렬한 액션 장면들이 죄다 이 일대에서 촬영됐다. 예컨대 카를 다리에선 팀의 책임자 짐 펠프스(존 보이트)가 총에 맞은 척 떨어지는 장면을 찍었다. 이단 헌트(톰 크루즈)와 여성 요원 사라(크리스틴 스콧 토머스)가 짐짓 연인인 척하던 담벼락, 또 다른 여성 요원 한나(잉게보르가 다프쿠나이트)의 차량이 폭발한 주차장, 글리츤(마르첼 유레스)과 사라가 크리거(장 르노)의 칼에 찔려 죽은 골목 등이 모두 캄파지구 안에 있다. 카를 다리 너머 구시가지는 야경이 멋들어지다. 겨울밤이 긴 덕에 카를 다리의 불타는 노을을 감상한 뒤 느린 걸음으로 찾아도 넉넉하다. 목적지는 구시가지 광장이다. 너른 광장 주변으로 볼거리들이 빼곡하다. 가장 먼저 만나는 명소는 천문시계탑이다. 1410년 만들어진 시계는 ‘오를로이’라고도 불리는데 지금도 작동된다. 시간 너머의 끝을 알리는 천문시계 천문시계는 매시 정각에 독특한 ‘퍼포먼스’를 선보인다. 시계 오른쪽에 붙은 해골이 줄을 당기면 두 개의 창이 열리고, 12사도를 형상화한 인형들이 차례로 얼굴을 선보인다. 이어 베드로의 수탉이 홰를 치면서 창이 닫힌다. 퍼포먼스는 채 1분을 넘기지 않는다. 그리 대수롭지 않아 보이지만, 수많은 관광객들이 구름처럼 몰려드는 이유는 따로 있다. 천문시계는 다양한 조각물로 묵직한 메시지를 전한다. 시간 너머에 죽음이 와 있다는 걸 뻔히 알면서도 부질없는 욕망을 꿈꾸는 인간을 꾸짖는 것이다. 시계를 설계한 천문학자 이야기도 전한다. 다른 나라에서 천문시계에 관심을 보이자 똑같은 시계를 만들지 못하도록 천문학자의 눈을 멀게 만들었다는 것이다. 물론 사실 여부는 불분명하다. 천문시계는 위아래 두 개의 큰 시계로 이뤄졌다. 위는 칼렌다륨, 아래는 플라네타륨이라 불린다. 칼렌다륨은 천동설에 따라 해와 달, 천체의 움직임에 맞춰 1년에 한 바퀴씩 돌며 연, 월, 일, 시간을 나타낸다. 플라네타륨은 당시 보헤미아의 12계절별 농경생활을 보여 준다고 한다. 천문시계탑 꼭대기까지 올라갈 수 있다. 걷기보다 엘리베이터를 타야 조금이라도 시간을 아낄 수 있다. 광장 가운데 얀 후스의 동상이 서 있다. 마르틴 루터보다 100년 앞서 가톨릭의 개혁을 주장하다 이단으로 몰려 화형당한 종교개혁가다. 동상 너머는 틴 성당이다. 높지거니 솟은 성당의 두 첨탑이 우아하면서도 당당한 자태로 이방인들을 굽어보고 있다. 흰빛의 성당은 흰색 조명이 켜지는 밤에 더욱 화려하게 변한다. 구시가지 끝은 화약탑이다. 1475년 세워진 고딕 양식의 탑으로, 화약 창고로 쓰였다고 해서 화약탑이다. 오래전 체코 왕들은 대관식에 가기 위해 화약탑을 들머리 삼았다고 한다. 지금도 화약탑에서 구시가지와 카를 다리를 거쳐 성 비트 성당까지 이어진 길을 ‘왕의 길’이라 부른다. 한 잔의 사치, 황금빛 맥주의 고향 플젠 꼭 찾아야 할 프라하 외곽 지역 한 곳만 덧붙이자. ‘황금빛 맥주’의 고향 플젠이다. 프라하에서 차로 한 시간쯤 떨어졌다. 체코 맥주인 필스너 우르켈은 몰라도 ‘라거’라는 맥주 스타일은 한번쯤 들어봤을 터. 그 유명한 ‘라거의 원조’ 필스너 우르켈이 처음 세상에 나온 곳이 플젠이다. ‘우르켈’의 뜻 또한 우리말로 ‘원조’라니, 체코 사람들의 자국 맥주에 대한 자긍심이 여간 아닌 듯하다. 필스너 우르켈 공장은 해마다 25만명의 관광객이 찾는 명소다. 공장 투어 프로그램에 따라 맥주 제조 과정을 낱낱이 살필 수 있다. 필스너 우르켈은 아직도 전통적인 양조 방식으로 만들어진다. 1차 세계대전 때나 쓰였을 법한 옛 동굴 속 오크통에서 발효와 숙성 과정을 거친다. 무엇보다 좋은 건 날것 그대로의 맥주를 맛볼 수 있다는 것이다. 살균이나 여과를 하지 않아 효모가 그대로 살아 있는 맥주를 오크통에서 곧바로 따라 준다. 그만큼 맛과 향이 짙고 풍부하다. 글 사진 프라하(체코) 손원천 기자 angler@seoul.co.kr ■여행수첩 인천공항에서 체코 프라하까지 직항편이 운항되고 있지만, 가격 대비 만족도로는 터키항공 쪽이 나아 보인다. 비수기 때 유럽 도시 왕복항공료가 70만원대까지 낮아지기도 한다. 인천에서 이스탄불을 경유해 프라하까지 간다. 체코의 공식 통화는 코루나다. 1코루나는 약 50원이다. 유로화도 통용된다. 한국과의 시차는 8시간이다. 프라하에선 매일 저녁 실내악부터 오페라, 재즈 등 다양한 공연이 열린다. 워낙 인기가 높아 현지에서 당일 표를 구하는 건 거의 불가능하고 인터넷(www.pragueticketoffice.com)으로 예약해야 한다. 체코 특산물을 찾는다면 ‘마누팍투라’를 권한다. 간단한 귀국 선물로 딱이다. 카를로비 바리의 온천수에 맥주 효소를 첨가해 만든 맥주 화장품이다. 황금소로와 구시가지 틴 성당 인근에 매장이 있다. 핸드 크림이나 립밤 등 값싼 제품들이 많다.

게 등딱지처럼 생겨 ‘게성운’(Crab nebula)이란 이름으로 유명한 M1 성운 중심에 있는 ‘펄서’가 관측 사상 가장 강력한 방사선을 방출했다고 천문학자들이 밝혔다. 이는 지금까지의 천문학 이론을 무시하는 것이라고 연구를 주도한 독일 막스플랑크 연구소는 설명하고 있다. ‘펄서’는 강한 자기장을 갖고 고속 회전을 하며, 주기적으로 전파나 엑스선을 방출하는 천체로, 이른바 ‘빠르게 회전하는 중성자별’을 뜻한다. 이번 발견이 이뤄진 펄서는 게성운 안에 있어, 쉽게 ‘게펄서’(Crab pulsar)라는 이름으로 불린다. 천문학자들은 카타리나 제도에 있는 매직(Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov, MAGIC) 망원경의 2011년 관측 데이터를 사용해 게펄서에서 가장 강력한 방사선 방출이 있었던 것을 발견했다. 그 수치는 무려 1테라전자볼트(TeV=1조 전자볼트)에 해당했다. 연구팀은 이번 발견이 중성자 별이 어떻게 작동하는지 예측한 여러 최신 이론을 뒤집는 결과가 될 수 있다고 말하고 있다. 이번 발견으로, 연구팀은 게펄서의 지름이 약 10km밖에 안 되지만 질량은 태양의 1.5배, 공전 횟수는 초당 30회나 되는 것으로 추정하고 있다. 또 게펄서를 둘러싼 거대 자기장은 우리 태양의 자기장보다 10조배 더 강력한 것으로 밝혀졌다. 특히 이 자기장은 전하의 움직임마저 지배할 정도로 강해 그 힘으로 별이 표면 회전 속도와 똑같이 회전한다. 이런 자기장에 지배되는 공간을 자기권이라고 부른다. 이뿐만 아니라 이 자기장에서는 별 표면에 있는 전자들을 찢어낼 만큼 강력한 전기장을 발생시키고 있었다. 이렇게 가속한 전자의 흐름은 배를 비추는 등대의 불빛처럼 시선 방향으로 가로지르는 빛의 복사를 만들어낸다고 한다. 게펄서는 지구로부터 약 6500광년 거리에 있다. 따라서 이 펄서가 방출한 가장 강력한 방사선은 사실 6500년 전에 발생했다는 것이다. 게펄서는 서기 1054년 기록으로 ‘SN 1054’로 불리는 초신성이 폭발해 남긴 잔해인 게성운 중심부에 존재한다. 한편 이번 연구성과는 국제 천문학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics) 최신호(1월 12일자)에 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주 최초의 별들이 남긴 ‘가스 고리’가 발견돼 화제가 되고 있습니다. 폭이 3000광년에 달하는 이 고리형 가스 구름은 우리 지구에서 수십억 광년 거리에 있다는데요. 이 구름을 연구하면 초기 우주에 관한 숨겨진 비밀을 밝힐 수 있다고 천문학자들은 말하고 있는데요. 137억 년 전쯤 ‘빅뱅’(대폭발)이 일어난 뒤 18억 년이 지나 생성된 것으로 추정되고 있습니다. 이는 이 구름이 지닌 탄소와 산소, 철 같은 무거운 원소 이른바 ‘중원소’가 태양 1000분의 1에 해당하는 극히 소량인 것에 있는데요. 빅뱅 당시의 우주에는 수소와 헬륨 같은 가벼운 원소밖에 없어, 그 외 모든 원소는 별 속에서 생성되거나 별의 마지막 단계인 초신성으로 폭발할 때 만들어졌다고 하네요. 7일(현지시간) 개최된 미국 천문학협의회(AAS) 연례회의에서는 천문학자들이 이 가스 고리를 칠레 초거대망원경(VLT)을 사용해 발견했다고 발표했습니다. 이번 천문연구에 주저자로 참여한 호주 스윈번공대 천체물리학·슈퍼컴퓨팅센터의 닐 크라이튼 박사는 “이런 중원소는 빅뱅 동안에는 없었고 모두 나중에 만들어졌습니다”라고 설명하면서 다음과 같이 말했습니다. “최초의 별들은 완전히 깨끗한 가스에서 만들어져 오늘날 별들과는 상당히 다른 별이었다고 우리 과학자들은 생각하고 있습니다” 빅뱅 직후 형성된 이런 최초의 별들은 흔히 ‘종족 III’(Population III)이라고 불리고 있는데요. 이는 우주에 처음 탄생한 제1세대 별을 뜻합니다. 1세대 별들의 특징은 덩치가 엄청나게 크다는 것에 있다는데요. 이때문에 항성 진화 과정을 아주 짧은 시간 안에 마치고 초신성 폭발로 인해 별의 삶을 끝낼 수 있었다고 합니다. 이때 최초의 별 속에서 생성된 철 이하의 중원소들이 우주 공간으로 뿜어져 나왔고 철보다 무거운 원소들은 초신성 폭발 때의 고온과 압력으로 형성돼 이들 역시 우주 공간으로 흩어졌죠. 자연에 존재하는 92개의 원소 가운데 수소와 헬륨을 제외한 것들은 모두 이렇게 별에서 만들어졌다고 하는데요. 현재 당신 손가락에 끼워진 금반지 역시 초신성 폭발 때 만들어졌다는 것이죠. 이처럼 우주 공간의 가스에 포함된 원소 비율을 분석해보면 그 가스의 내력을 알 수 있다는데요. 말하자면 별이나 가스의 원소 성분은 지문과도 같은 것이죠. 이렇게 발생한 물질을 삼아 형성된 다음 세대의 별들이 ‘종족 II’, 우리 태양과 같은 그다음 세대의 별들은 ‘종족 I’로 분류되고 있다고 하네요. 그런데 천문학자들이 그동안 발견해 왔던 기존의 가스 구름은 중원소 비율이 큰데 이것은 2, 3세대 별들의 잔해가 섞여 1세대 별의 모든 특성을 왜곡했을 것이라고 크라이튼 박사는 설명하고 있습니다. 즉 이번에 발견된 가스 구름만이 정확히 1세대 별의 특성을 품고 있다는 말이죠. 또 이번 연구에 공동저자로 참여한 마이클 머피 스윈번공대 교수 역시 “이번에 발견된 태초의 가스 고리에는 최초의 별만이 보여줄 수 있는 지극히 낮은 중원소 비율을 갖고 있다”라고 말했습니다. 또 다른 공동저자인 존 오메라 미국 세인트마이클대 교수에 따르면, 현재 연구팀은 이 가스 고리에서 탄소와 규소라는 두 원소의 비율을 측정할 수 있다는데요. 연구팀은 앞으로 몇 가지 다른 원소 비율을 더 측정해 연구 성과를 확장할 수 있기를 기대하고 있습니다. 이번 연구성과는 다음 주 발행되는 ‘영국 왕립천문학회 월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 게재될 예정입니다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

보통 은하 중심에는 거대질량 블랙홀이 있다. 은하에서 물질의 밀도가 가장 높은 장소이기 때문에 블랙홀이 거대하게 성장할 수 있기 때문이다. 덕분에 태양 질량의 100만 배에서 10억 배가 넘는 거대질량 블랙홀이 형성된다. 천문학자들은 블랙홀로 빨려 들어가는 물질이 내놓는 X선 파장을 분석해서 거대질량 블랙홀의 존재와 특징을 연구한다. 은하 중심 블랙홀은 대부분 한 개지만, 종종 2개가 있는 경우가 있다. 지금까지 적어도 12개의 이중 중심 블랙홀이 발견되었는데, 대부분은 은하가 충돌하는 과정에서 생성된 것으로 보고 있다. 이런 거대질량 블랙홀은 결국 서로의 중력에 이끌려 충돌한 후 하나의 더 큰 블랙홀로 재탄생한다. 과학자들은 은하의 진화과정에서 이런 일이 자주 생겼다고 보고 있다. 콜로라도 대학의 줄리에 코머포드와 동료들은 미 항공우주국(NASA)의 찬드라 X선 망원경을 통해서 지구에서 10억 광년 떨어진 은하의 이중 중심 블랙홀을 찾아냈다. 그런데 이번에 발견된 새로운 블랙홀들은 이전과는 다른 특징을 가지고 있었다. 보통 블랙홀이 두 개라도 엄청난 양의 물질을 흡수하면서 에너지를 내놓기 때문에 둘 다 X선 영역에서는 매우 밝게 보인다. 그러나 이번에 발견된 새로운 블랙홀은 하나는 밝지만 하나는 상대적으로 어두웠다. (사진에서 분홍색) 이 관측 결과가 의미하는 것은 두 블랙홀 가운데 하나는 물질을 마구 폭식하는 반면 다른 쪽은 거의 굶고 있다는 것이다. 과학자들은 왜 블랙홀 사이에도 빈부 격차가 발생했는지 궁금해하고 있다. 현재 제안되는 가설은 은하 충돌 과정에서 한 블랙홀이 주변 물질을 다른 블랙홀에게 대부분 빼앗겼을 가능성이다. 다만 정확한 원인을 밝히기 위해서는 더 많은 연구가 필요할 것으로 보인다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com　　

-우주팽창이 생명체 탄생에 필수적 만약 블랙홀이 우주를 지배한다면, 거기에는 '한 번의 찬스'가 있었을 수 있다. 바로 지구 같은 복잡한 생명체들을 품을 수 있는 행성의 스위치를 켤 한 번의 찬스가 있었을 수 있다는 연구결과가 발표되었다고 우주전문 웹사이트 스페이스닷컴이 7일(현지시간) 보도했다. 블랙홀에서 나오는 초고에너지 입자와 초신성 폭발에 대해 연구하고 있는 천체물리학자 폴 메이슨의 작업은 이 같은 가능성이 필연적으로 일어남을 보여주고 있다. 지구에서 생명이 출현하기 이전에 지구 행성은 젊고 힘 좋은 태양이 뿜어내는 치명적인 방사선뿐만 아니라, 초신성 폭발과 은하 중심의 거대 블랙홀에서 방출되는 고에너지 입자, 곧 우주선으로 멱을 감고 있었다. 어느 시점에 우주선 폭풍은 지구에서 생명체가 태동할 수 있을 정도로 잦아들었다. 물론 은하 속의 다른 지구형 행성들에서도 그런 현상이 일어났을 것이다. "전 우주에 걸쳐서 우주선의 강도가 떨어지고 초신성 폭발 같은 사건이 감소함으로써 생명이 태동할 수 있는 환경이 조성되기 시작했다"고 메이슨 박사는 '디스커버리 뉴스'와의 회견에서 밝혔다. 메이슨 박사는 현재 라스크루케스에 있는 뉴멕시코 주립대학 교수로 있으며, 이번 연구는 지난 수요일 플로리다 주 키시미 시에서 열린 미국천문학협의회 연례회의에서 발표되었다. 생명서식 환경에 배치되는 사건들, 예컨대 적색거성 같은 별들의 종말인 초신성 폭발 같은 사건들이 별들의 생성비율이 높았던 우주 초창기에는 아주 빈번하게 일어났다. 이에 못지않게 생명탄생에 유해했던 것은 은하 중심에서 거대 블랙홀이 물질을 집어삼킬 때 방출하는 고에너지의 방사선 폭풍이었다. 이 같은 블랙홀의 발작적인 방사선 방출은 초창기 우주에서 흔히 일어난 사건으로서, 은하 내의 친생명환경들을 거의 불모화시킬 정도로 강력한 것이었다고 메이슨 교수는 밝혔다. 지금도 심우주의 원시은하들이 그러한 현상을 보여주고 있는 것을 천문학자들은 확인하고 있다. 생명과 관련된 초창기 우주의 핵심적인 문제는 아주 작은 우주공간 안에 물질들이 극도로 밀집되어 있었다는 사실이다. 따라서 작고 젊은 우주 안에서는 강력한 우주선의 세례에서 피할 수 있는 공간이 없었다. 우주가 팽창하여 넓은 공간을 품어 우주선 수프가 충분히 묽어지기까지에는 수십억 년의 시간이 더 필요했다. "이는 곧, 생명의 탄생에 우주 팽창이 필수적이라는 사실을 시사해주는 것"이라고 메이슨 교수는 설명한다. 우주가 팽창하지 않았다면 방사선 샤워를 피할 수 없었을 것이고, 따라서 생명체도 나타날 수가 없었을 것이라는 얘기다. 생명체 탄생에 또 하나의 결정적인 역할을 한 것은 초신성이 폭발하고 남긴 잔해들이다. 별들은 우주의 주방이라 할 수 있다. 철 이하의 원소들, 곧 산소, 탄소 같은 원소들은 모두 별의 핵융합으로 만들어지며, 철보다 무거운 중원소들은 초신성이 폭발할 때 그 엄청난 온도와 압력으로 만들어진다. 산소와 질소 같은 원소들은 지구 대기를 구성하는 물질들로, 강력한 우주선으로부터 지구를 보호해주는 기능을 한다. 여기서 하나의 흥미로운 의문이 제기되는데, 지구가 과연 우주에서 최초의 생명을 잉태한 행성인가 하는 문제다. 메이슨 박사는 그에 대해 "아직까지 지구가 최초의 생명체 행성인가 하는 문제에 대해서는 전혀 밝혀진 게 없지만, 연구해볼 만한 아주 흥미로운 주제인 것만은 틀림없다"고 덧붙였다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

'실종된 개념'도 넉넉히 껴안아줄 만큼 우리에게 친숙한 은하가 있다. 바로 ‘은하철도 999’를 탄 철이가 가고자 했던 그 곳, ‘안드로메다 은하’(The Andromeda Galaxy)다. 지난 5일(현지시간) 미 항공우주국(NASA) 고나드 우주비행센터 연구팀은 안드로메다에서 최대 수준의 X선 방출을 포착하는데 성공했다는 연구결과를 미 연례 천문학회에서 발표했다. NASA가 블랙홀을 추적하기 위해 우주로 쏘아올린 위성망원경 '누스타'(Nuclear Spectroscopic Telescope Array·NuSTAR)에 포착된 이 현상은 전문용어로 'X선 쌍성계'(X-ray binaries)라 부른다. 일반적으로 은하에는 블랙홀과 중성자별이 존재하는데 이 천체 중 하나가 다른 별과 쌍성계를 이루면 가스 등 주위 물질들이 뜨거워져 강력한 X선을 만들어낸다. 전문가들이 이 같은 우주 이벤트에 관심을 두는 이유는 이 과정이 은하계 생성의 비밀을 밝힐 수 있는 단초를 제공해주기 때문이다. 특히 안드로메다는 우리 은하와 불과(?) 200만 광년 떨어진 이웃 은하이기 때문에 이번처럼 직접 관측할 수 있는 살아있는 연구자료가 된다. 연구를 이끈 다니엘 윅 박사는 "비교적 가까운 거리에 안드로메다가 있기 때문에 그 안을 자세히 관측할 수 있다"면서 "블랙홀과 중성자별이 우주간 가스를 뜨겁게 만들어 은하계 생성과 진화에 결정적인 역할을 하는 것으로 여겨진다"고 설명했다. 이어 "안드로메다에는 극단적으로 많은 별들이 존재하는데 이는 우리 은하와는 다르게 형성됐을 가능성을 말해준다"고 덧붙였다. 한편 나선형 ‘몸매’를 자랑하는 안드로메다는 모습이 우리 은하와 거의 비슷하지만 질량은 2배 이상이다. 최소 1억 개 부터 1조 개 까지 정확한 별의 숫자도 모를 만큼 연구할 것이 많은 안드로메다는 영겁의 시간이 지나면 흥미롭게도 우리 곁으로 다가온다. 전문가들에 따르면 현재 두 은하는 시간당 40만 km 속도로 접근하고 있는 중이다. 결과적으로 37억 년 정도 후면 두 은하가 충돌하고 65억 년 뒤면 완전히 합체해 거대한 타원은하가 된다. 천문학자들이 태어나지도 않은 이 은하에 붙여놓은 이름은 두 은하의 이름을 합친 ‘밀코메다‘(Milkomeda)다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

'실종된 개념'도 넉넉히 껴안아줄 만큼 우리에게 친숙한 은하가 있다. 바로 ‘은하철도 999’를 탄 철이가 가고자 했던 그 곳, ‘안드로메다 은하’(The Andromeda Galaxy)다. 지난 5일(현지시간) 미 항공우주국(NASA) 고나드 우주비행센터 연구팀은 안드로메다에서 최대 수준의 X선 방출을 포착하는데 성공했다는 연구결과를 미 연례 천문학회에서 발표했다. NASA가 블랙홀을 추적하기 위해 우주로 쏘아올린 위성망원경 '누스타'(Nuclear Spectroscopic Telescope Array·NuSTAR)에 포착된 이 현상은 전문용어로 'X선 쌍성계'(X-ray binaries)라 부른다. 일반적으로 은하에는 블랙홀과 중성자별이 존재하는데 이 천체 중 하나가 다른 별과 쌍성계를 이루면 가스 등 주위 물질들이 뜨거워져 강력한 X선을 만들어낸다. 전문가들이 이 같은 우주 이벤트에 관심을 두는 이유는 이 과정이 은하계 생성의 비밀을 밝힐 수 있는 단초를 제공해주기 때문이다. 특히 안드로메다는 우리 은하와 불과(?) 200만 광년 떨어진 이웃 은하이기 때문에 이번처럼 직접 관측할 수 있는 살아있는 연구자료가 된다. 연구를 이끈 다니엘 윅 박사는 "비교적 가까운 거리에 안드로메다가 있기 때문에 그 안을 자세히 관측할 수 있다"면서 "블랙홀과 중성자별이 우주간 가스를 뜨겁게 만들어 은하계 생성과 진화에 결정적인 역할을 하는 것으로 여겨진다"고 설명했다. 이어 "안드로메다에는 극단적으로 많은 별들이 존재하는데 이는 우리 은하와는 다르게 형성됐을 가능성을 말해준다"고 덧붙였다. 한편 나선형 ‘몸매’를 자랑하는 안드로메다는 모습이 우리 은하와 거의 비슷하지만 질량은 2배 이상이다. 최소 1억 개 부터 1조 개 까지 정확한 별의 숫자도 모를 만큼 연구할 것이 많은 안드로메다는 영겁의 시간이 지나면 흥미롭게도 우리 곁으로 다가온다. 전문가들에 따르면 현재 두 은하는 시간당 40만 km 속도로 접근하고 있는 중이다. 결과적으로 37억 년 정도 후면 두 은하가 충돌하고 65억 년 뒤면 완전히 합체해 거대한 타원은하가 된다. 천문학자들이 태어나지도 않은 이 은하에 붙여놓은 이름은 두 은하의 이름을 합친 ‘밀코메다‘(Milkomeda)다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr