지난 1977년 9월 인류의 원대한 꿈을 실은 무인 우주탐사선이 발사됐다. 바로 다시는 돌아오지 못하는, 전인미답의 우주를 여행 중인 미 항공우주국(NASA)의 보이저 1호다. 최근 NASA가 보이저 1호에 실린 소위 ‘골든 레코드’ 의 소리를 웹사이트(voyager.jpl.nasa.gov/spacecraft/goldenrec.html)를 통해 공개해 관심을 끌고있다. 세간에 널리 알려져 있지는 않지만 보이저 1호에는 골든 레코드라 불리는 LP 3장이 실려 있다. 이 속에는 지구인이 우주인에게 보내는 메시지가 담겨있는데 55개 인류 언어로 된 인사말이 대표적이다. 물론 한국어 인사말도 담겨있는데 여성의 목소리로 '안녕하세요' 라고 녹음돼 있다. 또한 파도와 바람같은 자연 소리, 동물 소리 그리고 모차르트와 베토벤의 클래식 음악도 저장돼 있다. 여기에 수학 기호와 해부 사진, 태양계 모습 등이 담긴 이미지도 115장이 포함돼 있어 지구와 인류에 대한 많은 것들이 기록돼 있다. 지구인이 우주인에게 보내는 이 메시지는 유명 천문학자인 칼 세이건(1934∼1996)이 선정한 것으로 NBC 뉴스등 현지언론은 "NASA가 처음으로 해당 사운드를 누구나 쉽게 들을 수 있도록 공개했다"고 평가했다. 한편 보이저 1호는 2년 전 인류 역사상 처음으로 태양권을 벗어나 ‘성간 우주’(태양권 밖의 우주)에 진입했다. 현재까지 보이저 1호가 여행한 거리는 약 190억㎞로 1차 목표인 목성과 토성 및 두 행성의 위성과 고리를 탐사하는 임무는 성공적으로 수행했다. 특히 보이저 1호는 쌍둥이 탐사선으로, 보이저 2호(1977년 8월 20일 발사)보다 보름 늦게 발사됐지만 ‘1호’라는 명칭을 얻었다. 2호보다 더 빨리 우주를 탐험하도록 설계돼 현재 지구-태양 간 거리의 132배 거리에서, 그리고 2호는 150억㎞ 거리에서 태양계 바깥을 향해 날아가고 있다. 인간이 만든 피조물로 가장 멀리 날아간 셈. 보이저 1호의 수명은 애초 20년으로 예상됐으나, 플루토늄 배터리를 이용해 여행을 계속하고 있다. 수명 예측은 이제 2025년 혹은 2030년까지 늘어났다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

“이 드넓은 우주에서 지구에만 생명체가 존재한다면 엄청난 공간 낭비다.”(미국 천문학자 칼 세이건) 많은 사람들이 하늘을 쳐다볼 때마다 우주 어딘가에 우리와 비슷하거나 아니면 우리보다 더 뛰어난 외계 생명체가 있을 것이라고 상상한다. 이런 외계 생명체가 생존하기 위해서는 최소한 지구와 비슷한 환경이어야 할 것이다. 외계에서 지구와 비슷한 행성을 찾는 것은 어딘가 있을지 모르는 생명체를 찾기 위한 기본 조건이기도 하다. ●‘케플러와 다윈’ 지금도 외계 지구 탐색 중 지난 23일 미국 항공우주국(NASA)은 지구에서 빛의 속도로도 1400년을 가야 닿을 수 있는 1경 3254조㎞ 떨어진 백조자리에서 항성 ‘케플러452’와 그 주변을 도는 행성 ‘케플러452b’를 발견했다고 밝혔다. 케플러452b는 지구보다 1.6배 크고, 항성과 1억 5700만㎞ 떨어져 있으며 공전 주기도 385일로 모든 조건이 지구와 비슷한 행성이다. 케플러452b를 찾아낸 것은 대기권 밖 우주공간에 떠 있는 ‘케플러 우주망원경’이다. 행성 운동법칙을 발견한 17세기 독일 천문학자 요하네스 케플러의 이름에서 따온 케플러 우주망원경은 태양계 밖에 있는 지구 형태의 행성을 찾는 ‘케플러 미션’을 수행 중이다. 케플러는 372.5일 주기로 태양 주위를 공전하며 15만여개의 별을 관측하고 있다. 지구와 비슷한 형태의 외계 행성을 발견하는 것이 쉽지 않기 때문에 케플러는 넓은 영역을 동시 다발적으로 관찰하고 있다. 유럽우주국(ESA)도 케플러 미션과 비슷한 개념의 ‘다윈 프로젝트’를 진행하고 있다. 다윈은 지구에서 150만㎞ 상공에 천체망원경 네트워크를 구축해 외계에서 지구형 행성을 찾으며 생명체의 존재 가능성을 탐사하고 있다. ●미세한 빛과 중력의 변화가 행성 탐사 단서 천문학자들은 외계 행성을 찾는 것이 강력한 서치라이트 불빛 옆에 켜져 있는 미미한 백열전구의 빛을 구별해 내는 것만큼이나 어렵다고 입을 모은다. 그렇다면 어떻게 지구에서 멀리 떨어져 있는 곳의 행성을 찾을 수 있을까. 우선 별(항성)과 주위를 도는 행성의 빛의 미미한 변화를 통해 행성을 찾아낸다. 행성은 스스로 빛을 내지 못하고 항성의 빛을 받아 빛난다. 만약 항성 주변에 행성이 있다면 행성이 항성 주위를 돌 때 빛을 가리면 어두워지고, 빛을 반사하면 항성과 행성을 더한 만큼 밝아지게 된다. 케플러 우주망원경도 이런 빛반사 탐색 방식으로 외계 행성을 찾고 있다. 또 질량이 큰 행성은 중력도 크기 때문에 항성의 위치에도 미세하게 영향을 미친다. 지구에서 항성의 위치를 측정할 때 거리가 좁아지면 파장이 더 짧게(청색편이), 멀어지면 파장이 더 길게(적색편이) 관측되는 ‘도플러 효과’가 나타난다. 적색편이와 청색편이가 규칙적으로 관찰되는 항성이 있다면 주변에 큰 행성이 있다는 말이다. 아인슈타인의 일반상대성 이론을 적용해 행성의 존재를 추적하기도 한다. 빛도 중력에 따라 경로가 휘어지는데 이러한 빛의 휘어짐을 정밀하게 분석하는 것이다. 이 밖에도 별이 움직이는 경로를 추적하거나 전파신호를 내보내는 중성자별의 신호주기 변화를 측정해 행성을 찾아내기도 한다. ●“우주엔 수백만개 문명 존재 가능하다” 지난 20일 영국 왕립학회는 스티븐 호킹 케임브리지대 교수와 제프 머시 미국 버클리대 교수, 외계 지적생명체 탐사 프로젝트인 ‘세티’(SETI) 창설자 프랭크 드레이크 박사 등이 참여하는 새로운 외계 생명체 탐사프로젝트 ‘돌파구 계획’을 발표했다. 러시아 재벌인 유리 밀너는 이 프로젝트를 위해 10년간 1억 달러(약 1160억원)를 투자하겠다고 나서기도 했다. 이 프로젝트는 외계 생명체 신호를 찾는 ‘듣기’와 디지털 메시지를 외계로 쏘아 보내는 ‘메시징’ 프로그램으로 짜여 있다. 듣기 프로그램은 외계 생명체가 우주로 보냈을 수도 있는 신호들을 전파망원경으로 찾아 분석하는 것이고, 메시징은 디지털 메시지를 외계로 쏘아 보내는 것으로 기존에 세티에서도 해오던 것들이라 새로울 것은 없다. 단지 노력에 비해 성과가 없다 보니 투자가 줄어들고 있어 세계적인 과학자들과 새로운 투자자가 나서서 주목도를 높인 것이다. 이 프로젝트를 통해 우리가 만날 수 있는 외계 생명체는 얼마나 있을까. 이번 돌파구 계획에 참여하는 드레이크 박사는 1961년 미국 국립과학원 우주과학위원회에서 인간과 교신할 수 있는 지적인 외계 생명체 수를 계산하는 방정식인 ‘드레이크 방정식’을 발표한 바 있다. 드레이크 방정식에 들어가 있는 변수 중에는 은하에 있는 별의 개수와 행성을 갖는 항성의 비율 정도만 알려져 있을 뿐 나머지 변수들에 대해서는 정확한 정보가 없기 때문에 학자들에 따라 은하에 존재할 수 있는 문명의 수는 10개 정도에서 수백만개까지 다양하다. 답이 없는 문제를 찾는 무모한 프로젝트에 세계적인 과학자들이 뛰어든 이유에 대해 전문가들은 “외계의 지적 생명체를 찾고 지구와 같은 행성을 찾는 등 다양한 형태의 외계 탐사가 생명의 기원과 본질을 이해하는 데 도움을 주기 때문”이라며 “우주과학과 천문학에 대한 관심을 이끌어내 해당 분야에 대한 투자를 유도하기 위한 의도도 있다”고 설명한다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

-천년 이상 지식인의 머리를 옥죈 성구 '한 문장' 천문학의 발전에 있어 최악의 장애물을 하나 꼽자면 다른 것도 아닌 다음의 한 문장일 것이다. “여호와께서 아모리 사람들을 이스라엘 자손에게 붙이시던 날에 여호수아가 여호와에게 고하되, 이스라엘 목전에서 가로되, 태양아 너는 기브온 위에 머무르라 달아 너도 아얄론 골짜기에 그리할지어다 하매, 태양이 머물고 달이 그치기를 백성이 그 대적에게 원수를 갚도록 하였느니라. 야살의 책에 기록되기를 태양이 중천에 머물러서 거의 종일토록 속히 내려가지 아니하였다 하지 않았느냐.” '구약 성서' 중 여호수아 10장 12~13절의 내용이다. 이 성구만큼 중세 지식인들의 정신을 옥죈 고문 도구도 없을 것이다. 이 한 문장이 1000년 이상 두고두고 문제가 되어 지식인들에게 엄청난 고통을 강요했다. 브루노가 로마 광장에서 화형을 당하고, 갈릴레오가 피렌체 자택에 종신연금을 당한 것도 이 한 문장 때문이라 해도 과언이 아닐 것이다. '성서는 천국으로 가는 방법을 말해주는 것이지 하늘의 운행을 말해주는 것은 아니다'란 갈릴레오의 항변도 이 한 마디로 무력화되었다. 종교개혁가 마르틴 루터가 코페니르쿠스에게 '멍청이'라고 욕한 것도 이 한 문장에 기댄 것이었다. 그는 이렇게 반문했다. 만약 태양이 움직이지 않고 정지해 있는 것이라면 어떻게 여호수아가 태양에게 멈추라고 명령할 수 있겠는가. 결국 지동설은 성서에 대한 해석과 진리 문제로 귀결되는 것이다. 루터가 코페르니쿠스를 비난한 말을 옮기면 다음과 같다. “코페르니쿠스라는 어떤 신출내기 점성술사가 나타나, 이 하늘, 해, 달이 아니라 지구가 움직인다고 주장하는 것에 사람들이 귀를 기울인다고 한다. 이 멍청이는 이제까지의 모든 천문학을 뒤집어엎으려 하고 있다. 하지만 신성한 성경에서 이르기를, 여호수아는 지구가 아닌 태양에게 그대로 머물러 있으라고 말하였다.”​ 하긴 루터만 탓할 일이 아닐지도 모른다. 1,800년 전 아리스타르코스가 지동설을 발표했을 때도 독신죄에 몰렸었는데, 코페르니쿠스 시대야 더 말해 무엇하랴. 21세기에 사는 미국 인구 중 21%가 아직도 태양이 지구 둘레를 돈다고 믿으며, 7%는 모르거나 관심이 없다고 한다. 인간이란 원래 완고한 법이다. -루터와 천문학자 간의 악연 그러니 16세기 사람인 루터가 그렇게 말했다고 해서 하등 놀랄 일은 아니다. 하지만 루터가 천문학의 발전에 악영향을 끼쳤다는 사실만은 부정하기 힘들다. 더욱이 마녀사냥의 열렬히 지지자였던 루터는 평소 어느 누가 마녀 혐의가 나오더라도 무조건 태워죽여야 한다고 주장했는데, 이런 마녀몰이에 또 피해를 입은 사람이 16세기 천문학의 영웅 요하네스 케플러였다. 케플러의 어머니가 마녀라는 혐의를 받고 투옥당해 몇 년 동안 재판을 받았는데, 케플러는 어머니에게 씌워진 마녀 혐의를 벗기기 위해 재판정으로 관공서로 뛰어다니며 엄청난 시간과 에너지를 쏟아부어야 했다. 천문학의 입장에서 볼 때 크나큰 손실이 아닐 수 없다. 루터를 비롯한 중세인들의 머리에는 '신의 형상을 닮은' 인간은 고귀하며 당연히 우주의 중심에 거하는 것이 마땅하다는 인간 중심의 오만함이 도사리고 있었고, 따지고 보면 이런 오만함이 수많은 희생자들을 양산해내고 천문학의 발전을 가로막았다고 할 수 있다. 천문학의 역사는 어떤 면에서는 우주 속에서 인간이 차지하는 위치에 관한 역사이기도 하다. 기원전 3세기에 걸출한 천재인 아리스타르코스라는 사람이 나타나서 우주 속에서의 인간의 위치를 정확히 말하고 최초로 행성들의 배치를 정확하게 그려냈음에도 불구하고, 그후 1,800년 동안 인류 중 누구도 이 사실을 제대로 받아들이지 않았다. 여전히 지구는 우주의 중심에 있으며, 인간은 우주의 중심적인 존재로 군림해왔다. 서구인들은 인간만이 신의 은총을 받은 존재인 양 행세하며, 이단 박멸, 이교도 말살 같은 깃발을 올리고 십자군 전쟁도 여러 차례 일으켰다. ​-​'만물의 중심에는 태양이 있다' 이런 잘못된 우주관을 뒤엎은 사람이 바로 지동설을 들고 나온 니콜라우스 코페르니쿠스였다. 그는 우주의 중심에 놓인 지구를 가차없어 끌어내리고 태양을 거기다 갖다놓았다. 그래서 코페르니쿠스적 전환이라는 말이 나왔다. 그런데 어째서 대명천지에서 1,800년이나 지나서야 지동설이 다시 나온 걸까? 인류 지성이란 게 무색해지는 장면이라 하지 않을 수 없다. 그렇다. 뒤에서 무소불위의 절대권력 교회가 버티고 있었기 때문이다. 맹신은 사람을 저능화한다. 이 분야에서 집단 저능화 현상이 나타나 오랜 동안 지속되었다고 볼 수밖에 없을 것이다. 그 동안 내로라 하는 천재들이 왜 없었겠는가. 그러나 아무리 천재라 하더라도 시대의 대세를 거스르기란 쉽지 않은 법이다. 그런 면에서 지동설을 세상에 내민 코페르니쿠스는 진정 영웅이었다. 하지만, 무척 조심스런 영웅이었다. 그는 자신의 태양중심 우주론을 담은 첫 저서 ‘소론’을 완성하고도 바로 출판하지 않았다. 요즘 말로 하자면, 획기적 학설을 담은 베스트셀러를 쓰고도 세상에 내놓지 않았다는 뜻이다. 몇몇 필사본이 돌아다니는 정도였다고 한다. 코페르니쿠스는 사실 프로 천문학자가 아니었다. 대학에서 의학과 함께 잠시 천문학을 공부한 적은 있지만, 본업은 어디까지나 교회의 행정직원이자 의사였다. 그는 평소 프톨레마이오스의 천동설 우주론에 커다란 불만을 갖고 있었다. 프톨레마이오스의 이론대로 정말 지구가 중심에 자리잡고 있다면 화성의 역행 같은 현상은 결코 일어나서는 안된다고 그는 생각했다. 또한 금성과 수성이 실제로 지구 둘레를 돈다면 가끔씩 태양으로부터 멀어질 때가 있어야 하는데, 그러한 현상이 전혀 관측되지 않았던 것이다. 코페르니쿠스는 오랜 탐구 끝에 마침내 수많은 원들을 필요로 하는 프톨레마이오스의 천동설을 버리고 1,700년 전 아리스타르코스의 지동설로 되돌아갔다. 그가 이러한 결론에 이른 것은 아리스타르코스처럼 태양의 거대한 크기를 생각한 결과에서가 아니고, 태양을 중심으로 모든 행성들이 돈다고 생각하면 행성의 움직임을 예측하는 수학이 더욱 아름답고 간단해지며, 행성의 역행 운동도 아주 쉽게 설명할 수 있었기 때문이다(원래의 원고에서 코페르니쿠스는 아리스타르코스를 언급했다가 무슨 이유에선지 나중에 선을 그어 지워버렸다). 어쨌든 신에게 특별히 은총받은 인간의 지구가 우주 중앙에 딱 버티고 있는 것이 아니라, 저 불덩어리 태양 둘레를 돌고 있는 행성에 지나지 않는다, 이런 혁명적인 주장을 담은 코페르니쿠스의 책은 입소문을 타고 삽시에 번져나갔다. 지식인 사회에서는 큰 화제가 되고 열띤 토론거리가 되었지만, 그래도 코페르니쿠스는 그런 자리에 일절 나가지 않았다. 한마디로 몸조심한 거다. 이러한 코페르니쿠스의 지동설에 대해 비판과 반발이 나온 것은 당연한 일이다. 그 비판의 선두에 섰던 사람이 바로 마르틴 루터였다. 그는 직접 자기 눈으로 마귀를 보았다는둥, 툭하면 마귀 얘기를 꺼내곤 했는데, 귀머거리, 장님, 절름발이 등 장애인들은 그의 기준으로 볼 때 무조건 마귀에 씌인 사람들이었다. 수많은 사람들이 마귀로 몰려 참혹한 죽음을 당한 것은 기독교의 대표적 흑역사에 속한다. 14세기 후반부터 18세기 중반에 걸쳐 50만 명에 달하는 사람들이 마녀재판에서 마녀 혹은 마법사라는 죄목으로 처형되었다고 역사는 전한다. 어쨌든, 코페르니쿠스의 천동설을 담은 책이 정식으로 출판된 것은 그가 70살의 나이로 눈을 감기 바로 직전이었다. '소론'이 나온 후 30년이나 지난 뒤였다. 그만큼 코페르니쿠스는 교회와의 마찰을 극도로 두려워했다. 코페르니쿠스가 인쇄된 '천구의 회전에 관하여'란 책을 받아본 것은 바로 임종 때였다. 뇌졸중으로 의식을 잃었는데, 책을 쥐어주자 잠깐 눈을 떴다가 영면했다고 한다. 향년 70세. 평생 독신으로 살았다. 1616년에 '배교적 저술'로 금서목록에 올랐다가 1999년에야 풀려난 그 책에는 다음과 같은 코페르니쿠스의 유명한 문장이 있다. “만물의 중심에는 태양이 있다. 전체를 동시에 밝혀주는 휘황찬란한 신전이 자리잡기에 그보다 더 좋은 자리가 또 어디 있단 말인가. 어떤 이는 그것을 빛이라 불렀고, 또 어떤 이는 영혼이라 불렀고, 다른 이는 세상의 길라잡이라 불렀으니, 그 얼마나 적절한 표현인가. 태양은 왕좌에서 자기 주위를 선회하는 별들의 무리를 굽어본다.” 코페르니쿠스는 각각의 천체들은 제각기 고유한 무게를 갖고 있으며, 이 무거운 천체들은 자체의 중심으로 향하는 속성을 지니고 있다고 주장했다. 이 생각이 궁극적으로는 만유인력에 이르게 되지만, 당시의 코페르니쿠스는 이러한 문제에 답할 만한 ‘물리학’을 갖고 있지 못했다. 그 답은 뉴턴이 출현하기까지 200백 년 이상을 기다리지 않으면 안되었다. -천지불인(天地不仁), 인간은 우주의 중심이 아니다 근대과학은 코페르니쿠스가 우주의 중심에서 지구를 치워버린 해인 1543년에 시작되었다고 할 수 있다. 이후 인간은 어떤 의미에서도 우주의 중심이 아니라는 사고가 하나의 원리로서 확립되었다. 이미 오래 전 노자(老子)가 한 말처럼 천지불인(天地不仁), 곧 자연은 인간에 연연해하지 않는다는 것이다. 갈릴레오가 코페르니쿠스를 가리켜 지동설의 부활자로 일컬었듯이, 코페르니쿠스가 지동설의 최초 주창자는 아니다. 그러나 그의 지동설은 중세의 암흑시대를 벗어나 근대과학의 출발을 알리는 신호탄이 되었고, 인류 역사상 가장 중요한 전환을 가져왔던 것이다. 지구가 우주의 중심이고, 인간은 그 위에 사는 존엄한 존재이며, 달 위의 천상계는 영원한 신의 영역이다. -이 같은 중세의 우주관을 폐기시키는 결과를 가져왔던 코페르니쿠스. 괴테의 다음과 같은 말은 그에 대한 가장 감동적인 찬사일 것이다. “모든 발견과 견해 중에서 코페르니쿠스의 지동설만큼 인간 정신에 큰 영향력을 끼친 것은 다시없을 것이다. 우주의 중심에 위치한다는 엄청난 특권의 포기를 요구받기 이전까지, 지구는 둥글고 그 자체로서 완결된 것이라는 사실이 거의 알려지지 않았다. 인류에게 이보다 더 큰 변혁을 가져온 것은 결코 없었다. 왜냐하면, 이 사실을 인정함으로써 그토록 많은 것들이 연기처럼 허공 속으로 사라져버렸기 때문이다." 나폴레옹이 정복군을 이끌고 폴란드 코페르니쿠스 생가를 방문했을 때 위대한 과학자를 기념하는 동상 하나 세워져 있지 않은 걸 보고는 깜짝 놀랐다고 한다. 동상은커녕 무덤조차 밝혀지지 않았다. 그런데 지난 2005년, 코페르니쿠스 유해가 사후 5세기 만에 발견되었다. 그가 재직한 폴란드의 프롬보르크 대성당 지하묘지에서 발견됐는데, 코페르니쿠스가 사용한 책에서 나온 두 올의 머리카락 DNA 검사를 통해 유해임이 확인되었다. 코페르니쿠스의 유해는 아무 묘비도 없이 무명으로 묻혔다가 사망한 지 5세기 만에 최고의 예우를 갖춰 ‘영웅’으로 재안장됐다. 대성당측은 코페르니쿠스의 사망 467주기 다음날 치르진 장례에서 코페르니쿠스의 지동설에 대한 가톨릭 교회의 탄압에 대해서도 유감을 표시했다. 폴란드 국민들은 코페르니쿠스를 국민영웅으로 칭송하는 추모행사를 갖기도 했다. 새로 세워진 검은 화강암의 묘비에는 지동설을 표시하는 태양계의 도형을 새겨넣어 500년 전 그의 업적을 기렸다. 역시 조심스러운 영웅의 부활답다고나 할까. 이광식 통신원 joand999@naver.com

최근 러시아 억만장자인 유리 밀너(Yuri Milner)는 영국 왕립 학회에서 외계인을 찾기 위한 연구를 위해 1억 달러를 투자하겠다고 발표했다. 스티븐 호킹 박사를 비롯한 과학계 인사들은 즉시 환영의 뜻을 보였다. 그런데 사실 외계인 찾기 프로젝트는 지난 수십 년간 막대한 연구비와 인력만 투입되고 실제로 외계인을 찾는 성과는 거두지 못했다. SETI처럼 처음에는 국가 기관의 지원을 받았던 연구도 지원금이 끊겨 어려움을 겪고 있다. 가능성이 크지 않은 사업에 국민의 세금을 투입할 수는 없는 일이기 때문이다. 이런 실정인데 도대체 왜 유리 밀너는 이 사업에 거금을 투자했고 과학자들은 여기에 환영의 뜻을 내비쳤을까? 결론부터 말하면 이 연구에서 찾는 것은 단지 외계인이 아니다. 좀 더 넓게 보면 사실상 전파 천문학 지원 사업이라고 할 수 있다. - 눈으로 보이는 것을 넘어선 전파 망원경 인류는 우선 두 눈을 이용해서 천문을 관측했다. 눈의 한계를 뛰어넘는 광학 망원경의 발명은 과학의 역사의 한 획을 그은 대도약이었다. 하지만 동시에 우주에는 눈에 보이지 않는 것도 많다. 즉, 가시광 파장 외의 파장으로만 볼 수 있는 천문 현상도 많다는 것이다. 눈으로는 볼 수 없는 다양한 파장의 관측이 필요한 이유이다. 이 중에서 전파 망원경의 발명은 광학 망원경에만 의존해야 했던 관측의 한계를 획기적으로 개선했다. 이제 천문학자들은 다양한 파장의 전파 신호를 수신해서 우주에서 일어나는 현상을 파악하는 데 사용하고 있다. 덕분에 세계 곳곳에는 거대한 접시 모양의 안테나를 가진 대형 전파 망원경들이 등장했다. 수십에서 수백m 지름의 전파 망원경으로도 만족할만한 성능을 얻을 수 없을 때, 천문학자들은 여러 개의 전파 망원경을 사용해서 하나의 큰 전파 망원경 같은 성능을 낼 수 있다는 사실을 알아냈다. 이렇게 해서 엄청난 크기의 전파 망원경이 서로 일정한 거리를 두고 관측을 하는 알마(ALMA) 같은 거대 전파 망원경 시스템도 등장했다. 더 나아가 아예 전 세계의 거대 전파 망원경들을 하나로 묶어 하나의 강력한 망원경처럼 사용하는 프로젝트도 진행 중이다. 우리 은하 중심에 있는 블랙홀을 관측하기 위한 이벤트 호라이즌 망원경(Event Horizon Telescope (EHT))이 대표적 사례다. - 전파 천문학에 단비 같은 기부 하지만 인간의 가진 자원, 특히 돈은 무한할 수가 없다. 국가적으로 새로운 망원경에 집중해야 하거나 혹은 관련 예산을 확보하지 못했다는 단순한 이유로 전파 망원경이 폐쇄될 위기에 처할 수 있다. 유리 밀너의 통 큰 기부로 새 생명을 찾게 된 파크스 전파 망원경(Parkes radio telescope)이 그런 대표적 사례다. 호주 정부가 스퀘어 킬로미터 어레이(SKA. Square Kilometer Array)라는 새로운 전파 망원경에 집중하기로 하면서 파크스 전파 망원경은 2016년 폐쇄될 운명이었나 단비 같은 이번 기부로 새 생명을 찾았다. 148m의 높이에 100m 지름을 가진 유명한 그린뱅크 전파 망원경(Greenbank telescope, 사진 참조) 역시 2017년까지 새로운 기부 파트너를 찾지 못하면 폐쇄될 운명에 처했지만, 이번 기부를 통해 생명 연장의 꿈을 이뤘다. 세티(SETI)프로젝트에 속한 여러 전파 망원경들은 앞으로 10년에 걸쳐 더 다양한 관측을 할 수 있게 됐다. 여기서 수집된 다양한 정보들은 외계인을 찾는 데만 쓰이는 것이 아니라 천문학자들에게 귀중한 정보를 제공해서 과학 발전에 이바지하게 될 것이다. 그것이 과학자들이 이번 기부에 적극 환영 의사를 보인 이유 중 하나다. - 외계인을 찾을 수 있을까? 그러나 이번 기부의 목적 가운데 여전히 외계인 찾기는 가장 중요한 목표다. 많은 과학자가 생명 현상이 우주에 결코 드문 일이 아니라고 생각하고 있다. 하지만 문명을 지닌 외계인을 찾는 것은 별개의 문제다. 지구에서 생명의 역사는 30억 년 이상이라고 생각되지만, 인류의 등장은 20만 년 전이며 그나마 인류가 전파를 통신 수단으로 사용한 것은 100년 정도밖에 되지 않았기 때문이다. 따라서 미국 항공우주국(NASA)이나 유럽 우주국은 과거 물이 있었던 화성이나 유로파처럼 현재 물이 있을 것으로 생각되는 장소에서 외계 생명체 탐사에 힘을 집중하고 있다. 더 현실적인 가능성이 있기 때문이다. 물론 찾을 수 있는 생명체는 단순한 박테리아가 될 가능성이 제일 크다. 그러면 전파로 통신을 할 수 있는 외계인과 만날 가능성은 '0'일까? 아직은 알 수 없다. 이번 기부로 과학자들은 계속해서 연구를 진행할 것이고 이중에서는 자연적으로 생겼다고 보기에는 이상한 전파 신호가 들어있을지도 모른다. 우주라는 거대한 바다에서 모래알 하나 찾기나 다를 바 없지만, 그래도 가능성이 '0'이라고 단언할 수는 없는 일이다. 유리 밀너는 가장 가능성 있는 디지털 전파 신호에 100만 달러의 상금을 걸었다. 이런 투자에도 불구하고 외계 문명을 찾을 가능성은 여전히 희박하다. 하지만 이 과정에서 얻은 정보는 과학 발전과 인류를 위해 유용하게 쓰일 것이다. 그리고 만에 하나라도 진짜 외계 문명을 발견하게 되면 이는 역사상 가장 위대한 투자로 기록될 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

영국의 천재 물리학자 스티븐 호킹이 러시아의 부호와 손잡고 외계인 찾기에 본격적으로 나선다. 러시아의 인터넷기업가이자 벤처투자가인 유리 밀너와 호킹은 20일(현지시간) 영국 런던에서 전파 신호를 이용한 외계 생명체 탐사 프로젝트 ‘브레이크스루 리슨’을 시작한다고 발표했다. 밀너가 10년간 1억 달러(약 1160억원)를 투자하며 프로젝트는 영국의 왕실 천문학자 마틴 리스가 이끈다. 호킹은 “우주 어딘가에서 어쩌면 지적인 생명체가 우리가 보낸 빛의 의미를 이해하며 보고 있을 수 있다”면서 “이보다 더 큰 의문은 없다. 지구 이외에 존재하는 생명체에 대한 해답을 찾을 때”라고 의미를 부여했다. 외계 생명체 탐사는 미국 과학자 프랭크 드레이크가 1960년 처음 우주에 전파 신호를 보낸 이후 55년간 이어져 왔으나 뚜렷한 성과가 나타나지 않자 재정 지원이 축소되는 등 지지부진한 상황이었다. 이번 밀너의 투자로 기존에 비용 문제로 전파 망원경을 1년에 24~36시간밖에 이용하지 못했던 세계 과학자들은 지구 상에서 가장 큰 전파 망원경을 통해 1년에 수천 시간 우주에서 오는 전파를 관측할 수 있게 됐다. 과학자들은 이번 투자로 기존보다 10배 많은 천체를 관측하고 300배 빠르게 신호를 처리할 수 있을 것으로 기대했다. 박기석 기자 kisukpark@seoul.co.kr

‘저 하늘 끝에는 무엇이 있을까. 사람과 똑같은 생명체가 살고 있을까.’ 맑고 청명한 여름날 밤하늘을 바라보면서 누구나 한 번쯤은 우주비행사나 천문학자를 꿈꿔 본 적이 있을 것이다. 지난주는 전 세계인이 하늘을 쳐다보며 이런 꿈을 다시 생각하게 했던 시간이었다. 미국 항공우주국(NASA)의 명왕성 탐사 계획에 따른 ‘뉴허라이즌스’호의 명왕성 근접 통과 덕분이다. 태양계 경계 탐사선 뉴허라이즌스호는 2006년 1월 미국 플로리다 케이프 커내버럴 기지에서 발사돼 9년 6개월여의 항해 끝에 지난 14일 오전 7시 49분 57초(미국 동부시간 기준)에 명왕성과 1만 2500㎞ 떨어진 최근접점을 통과하고 지금은 얼음과 소행성들로 구성된 태양계의 끝자락인 ‘카이퍼 벨트’와 ‘오르트 구름대’를 탐사하기 위해 전진하고 있다. ●우주선 자세까지 때에 맞게 바꿔야 지구와 48억㎞ 이상 떨어진 명왕성을 지나쳐 지금도 계속 멀어지고 있는 뉴허라이즌스호가 지상 통제센터에서 명령을 받아 회신하기까지는 9시간 가까이 걸린다. 빛의 속도로도 4시간 30분이나 걸리는 거리에 있는 뉴허라이즌스호는 어떻게 목적지인 명왕성을 정확하게 찾아갈 수 있었을까. 차선이 그려져 있지 않은 하늘과 바다를 항해하는 비행기와 선박, 지도조차 없는 공간에서 움직이는 인공위성과 우주탐사선 등은 유도항법을 이용해 목적지를 찾아간다. 유도항법은 물체를 어느 한 지점에서 다른 지점으로 일정 시간에 도착할 수 있도록 다양한 장비와 기술로 이끄는 방법이다. 보통 항공기나 선박 같은 경우는 목적지와 항로를 알고, 현재 위치와 속도만 알 수 있다면 원하는 장소까지 유도하기가 쉽다. 그러나 우주선은 위치와 속도뿐만 아니라 자세 정보도 필요하다. 우주선이나 인공위성은 태양광을 에너지원으로 하는 경우가 많아 태양전지판이 항상 태양 쪽으로 향하고 있어야 하고, 지구와의 통신을 위해 안테나 방향이 지구를 향하도록 끊임없이 자세를 조정해야 한다. 이 때문에 우주선이 목적지까지 실수 없이 도착하기 위해서는 속도나 위치뿐만 아니라 현재 자세정보까지 정확한 데이터가 필요하다. ●우주에서 길 찾는 4가지 방법 우주선이 목적지까지 가기 위해 이용하는 길찾기 방법은 크게 네 가지다. 첫 번째는 지문(地文)항법으로 지상에서도 많이 쓰이는 길찾기 방법이다. 광학 또는 레이더 영상으로 현재 자기의 위치를 확인하면서 입력된 목적지를 찾아가는 것이다. 대륙간 탄도미사일이 정확한 타격을 위해 끊임없이 레이더와 실제 영상을 비교하면서 길을 찾는 것과 유사하다. 지구와 가까운 달을 탐사할 경우 쓸 수 있는 방법으로, 달 표면에 대해서는 비교적 상세히 알고 있기 때문에 우주선은 발사 뒤 광학계나 레이더를 이용해 정확한 도착지를 찾아낸다. 다음으로는 천문(天文)항법이 있다. 항행 중에 태양이나 달, 행성 등 천체 간 두 점 사이의 각도를 정밀하게 관측해, 관측값과 관측 시간에 따라 ‘천측계산표’를 이용해 현재 위치를 찾는 방법이다. 또 우주선이 지나가면서 촬영한 별의 패턴과 별 카탈로그에 있는 별의 패턴을 비교해 좌표를 식별해 위치를 확인하기도 한다. 세 번째는 우주선의 운동에 의해 생기는 관성을 이용하는 관성항법이다. 우주선에는 회전운동을 측정하는 자이로와 직선운동을 측정하는 가속도계로 구성된 관성항법 장치가 설치돼 있다. 우주선은 관성항법 장치로 시시각각 변하는 가속도를 측정한 뒤 내부 프로그래밍된 미적분 계산식을 통해 현재 속도와 위치, 즉 지구로부터의 거리를 알 수 있게 된다. 마지막으로는 전파항법이 있다. 전파는 속도가 일정하며, 직진하고, 장애물이 있으면 통과하는 것이 아니라 반사된다는 특성들을 이용한 것이다. 우주선에는 지향성 회전안테나가 설치돼 있는데 여기서 마이크로파를 지구로 쏘면 지상에서는 이를 수신해 현재 방위와 거리를 알아낸다. 우주선은 이 네 가지 중 하나를 선택해 쓰는 것이 아니라 두세 가지를 결합시켜 위치를 파악하며 길을 찾는다. ●행성의 인력으로 먼 우주 여행 태양계에서 화성보다 바깥쪽인 심우주를 탐사할 때는 주변 행성의 중력을 이용하는 스윙바이(swingby) 또는 플라이바이(flyby)라는 항법을 사용한다. 뉴허라이즌스호가 명왕성까지 길을 찾아간 것도 바로 이 방법을 이용해서다. 우주선이 행성의 옆쪽으로 접근하면 행성의 중력에 의해 끌려 들어가면서 속도가 빨라진다. 중력권에 끌려 들어가면 우주선은 추락하게 된다. 그렇지만 행성의 자전과 공전이라는 회전력과 가속도를 이용해 끌려 들어가기 직전에 행성의 중력권을 벗어나면 속도가 빨라진 상태로 목적지를 향해 갈 수 있게 되는 것이다. 1961년 나사의 제트추진연구소(JPL)에서 인턴으로 근무하던 대학원생 마이클 미노비치가 제안한 것이다. 우주선 궤도를 잘 설계해 목표 행성까지 가는 동안 거치는 행성들의 중력권에 접근시키면 그 행성의 인력에 따라 속도가 빨라지고, 여러 행성들을 거칠 때마다 가속도를 얻어 더 먼 거리를 여행할 수 있다는 획기적인 아이디어로 1974년 나사에서 발사한 ‘매리너 10호’에 처음 적용됐고 보이저 1, 2호도 스윙바이 항법으로 태양계를 벗어날 수 있었다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

은하에도 사람처럼 젊은 시기와 늙은 시기가 존재한다. 우주의 탄생인 빅뱅 직후 형성된 은하는 별은 적고 가스는 많은 상태이다. 따라서 내부에서는 젊은 별이 수없이 형성되고 밖에서는 주변의 가스와 다른 은하를 흡수하면서 점차 더 크게 성장하게 된다. 그러나 화무십일홍(花無十日紅)이라는 이야기는 은하도 예외가 될 수 없다. 인간과는 비교도 안 되게 오랜 삶을 살아가지만, 별의 재료가 되는 가스가 소진되면 은하도 늙기 시작한다. 새로 형성되는 별은 없고 기존의 별이 늙어가면서 점차 붉은색의 노쇠한 은하가 되는 것이다. 이 단계에 이르면 천문학자들은 이를 '죽은 은하'(dead galaxy)라고 부른다. 지구에서 3억 광년 떨어진 '콤마 은하단'(Coma galaxy cluster)에는 이런 죽은 은하들이 다수 존재한다. 이를 관측하던 지구의 과학자들은 이 은하들의 구성을 보고 깜짝 놀랐는데, 아무리 죽은 은하라지만 너무 별이 적었기 때문이다. 이렇게 별이 적다면 사실 은하는 유지될 수가 없고 산산조각이 나야 정상이다. 하지만 과학자들은 이 은하들이 우리의 눈에 보이지 않는 암흑 물질을 통해서 형태를 유지하고 있다는 사실을 발견했다. 죽은 은하들은 사실 수소같이 우리가 알고 있는 물질의 비중은 1%에 지나지 않지만 99%에 달하는 암흑 물질을 통해서 그 형태를 유지하고 있었다. 이는 보통 은하가 20대 80 정도 비율인 것과 비교해서 암흑 물질의 비중이 매우 높은 것이다. 따라서 이들 은하는 사실 '암흑 은하'(dark galaxy)라고 할 수 있다. 국제 전파 천문학 연구 센터(ICRAR: International Centre for Radio Astronomy Research) 소속의 캐머런 요진(Cameron Yozin)과 그의 동료들은 이런 독특한 은하가 생긴 이유를 조사했다. 이들은 지름 2,000만 광년에 이르는 콤마 은하단의 진화를 시뮬레이션으로 연구했다. 콤마 은하단 내의 초기 은하는 보통의 은하들과 비슷하게 진화했다. 그러나 은하가 점차 성장하던 도중 콤마 은하단 중앙에 있는 거대 가스의 중력에 의해 내부의 수소 가스를 대부분 빼앗긴 것으로 보인다. 따라서 이 사건 이후 은하들은 새로운 별을 생성하지 못하는 죽은 은하가 되었다. 하지만 은하의 형태를 유지하는 데 필요한 중력을 제공하는 암흑 물질 때문에 은하 자체는 살아남게 된다. 연구팀은 이와 같은 일이 70억 년 전 발생했다고 보고 있다. 가스를 뺏긴 후 이 은하들은 영겁의 세월을 새로운 별의 탄생 없이 살아온 것이다. 이 죽은 은하를 사라지지 않게 잡아준 유령 같은 존재가 바로 암흑 물질이다. 과학자들은 암흑 물질이 생성하는 중력을 통해서 암흑 물질의 존재를 확신하고 있지만, 이것이 정확히 어떤 물질인지는 알지 못한다. 눈에 보이는 물질보다 더 많은 암흑물질의 존재를 알아내는 것은 우주의 미래를 정확히 예측하기 위해서 중요하다. 그 정체를 알기 위한 연구는 지금도 계속되고 있다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

우리 돈으로 6000조원이 넘는 어마어마한 가치를 지닌 소행성이 지구로 접근하고 있어 천문학계는 물론 일반인들의 관심이 쏠리고 있다. 영국 일간지 데일리메일에 따르면, 오는 19일 오후 11시(현지시간) 소행성 ‘2011 UW-158’이 지구 최근접점을 통과한다. 영국과 시차는 8시간이므로 한국시간으로는 20일 오전 7시다. 지름 452~1011m가량인 이 소행성은 지구로부터 240만 km까지 접근할 예정이다. 이는 지구와 가장 가까운 행성인 화성보다 30배 가까운 거리다. 이 소행성이 우리 지구에 접근하는 과정은 각국 천문학자들이 연구를 위해 관측하는데 일반인들도 볼 수 있도록 천체망원경 감상 사이트인 슬루(Shooh)를 통해 생중계한다. 이 영상은 스페인 카나리아 제도에 있는 천체망원경으로 관측된다. 특히 이 소행성의 중심 핵에는 백금 1억 톤가량이 있는 것으로 분석되고 있어 소행성 채굴 기업인 ‘플래니터리 리소시스’도 큰 관심을 보이고 있다. 백금 1억 톤의 가치는 5조 4000억 달러, 우리 돈으로는 6000조원이 넘는다. 이 소행성이 이번에 지구를 스쳐 지나가면 앞으로 2년 뒤쯤 다시 지구를 찾는데 플래니터리 리소시스는 이렇게 주기적으로 지구를 찾는 소행성을 수차례 분석함으로써 소행성 채굴 실천에 한발짝 더 다가설 예정이다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리 돈으로 6000조원이 넘는 어마어마한 가치를 지닌 소행성이 지구로 접근하고 있어 천문학계는 물론 일반인들의 관심이 쏠리고 있다. 영국 일간지 데일리메일에 따르면, 오는 19일 오후 11시(현지시간) 소행성 ‘2011 UW-158’이 지구 최근접점을 통과한다. 영국과 시차는 8시간이므로 한국시간으로는 20일 오전 7시다. 지름 452~1011m가량인 이 소행성은 지구로부터 240만 km까지 접근할 예정이다. 이는 지구와 가장 가까운 행성인 화성보다 30배 가까운 거리다. 이 소행성이 우리 지구에 접근하는 과정은 각국 천문학자들이 연구를 위해 관측하는데 일반인들도 볼 수 있도록 천체망원경 감상 사이트인 슬루(Shooh)를 통해 생중계한다. 이 영상은 스페인 카나리아 제도에 있는 천체망원경으로 관측된다. 특히 이 소행성의 중심 핵에는 백금 1억 톤가량이 있는 것으로 분석되고 있어 소행성 채굴 기업인 ‘플래니터리 리소시스’도 큰 관심을 보이고 있다. 백금 1억 톤의 가치는 5조 4000억 달러, 우리 돈으로는 6000조원이 넘는다. 이 소행성이 이번에 지구를 스쳐 지나가면 앞으로 2년 뒤쯤 다시 지구를 찾는데 플래니터리 리소시스는 이렇게 주기적으로 지구를 찾는 소행성을 수차례 분석함으로써 소행성 채굴 실천에 한발짝 더 다가설 예정이다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구에서 730광년쯤 떨어진 쌍성계에서 짝별의 질량을 빨아들이는 초고밀도의 백색왜성이 발견됐다고 천문학자들이 17일(현지시간) 밝혔다. 지난해 8월 유럽우주국(ESA) 가이아 위성이 발견한 이 쌍성계는 ‘Gaia14aae’로 명명됐다. 당시 이 항성계는 단 하루 동안 지금보다 5배 이상 밝게 빛났기에 발견될 수 있었다. 연구에 참여한 영국 케임브리지대 연구팀은 이런 현상은 백색왜성이 다른 쪽보다 큰 수반별로 가스를 빨아들였기에 일어났던 것으로 추정하고 있다. 연구팀은 “고온에서 초고밀도의 백색왜성은 중력 효과도 매우 크므로 짝별이 거대한 풍선처럼 크게 부풀기를 계속해 별 사이 거리도 좁혀지고 있다”고 설명했다. 짝별의 부피는 태양의 약 125배이지만, 백색왜성의 것은 지구와 거의 같다. 이는 열기구와 구슬 정도의 차이지만, 질량 면에서는 짝별이 가벼워 백색왜성의 1% 정도밖에 되지 않는다. 앞으로 이 백색왜성이 짝별을 삼켜버릴지 아니면 초신성 폭발의 단계로 접어들지는 과학자들도 알 수 없다고 한다. 한편 이번 연구성과는 ‘영국왕립천문학회 월간보고’(MNRAS)에 게재될 예정이다. 사진=마리사 그로브/케임브리지 천문학연구소 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

1930년 미국 천문학자 클라이드 톰보가 발견한 지 85년 만에 속살을 드러낸 태양계 최외곽 왜소행성 명왕성에 높이 3500m 수준의 얼음산맥이 존재한다는 사실이 새롭게 밝혀졌다. 미국항공우주국(NASA)과 존스홉킨스대 응용물리학연구소는 태양계 경계 탐사선 ‘뉴허라이즌스’호가 지난 14일 명왕성 1만 2500㎞ 상공을 근접 통과하면서 촬영한 명왕성 표면사진과 위성 ‘카론’의 사진을 16일 오전(한국시간)에 공개했다. 이번에 공개된 사진은 명왕성 지표면의 1% 정도에 해당하는 부분으로, 3500m 높이의 산맥과 얼음으로 이뤄져 있다. NASA의 알란 스턴 박사는 “현재까지 받은 사진에서는 명왕성 표면에서 운석 등과 부딪쳐 생긴 충돌 크레이터가 보이지 않고 있으며, 얼음산도 약 1억년 전에 형성된 것으로 보인다”며 “태양계의 나이가 45억년이라고 할 때 1억년이라면 가장 젊은 행성이라고 할 수 있을 것”이라고 설명했다. 이번에 공개된 사진 중에는 명왕성의 5개 위성 중 하나인 ‘히드라’의 모습도 있다. 또 다른 위성 ‘닉스’와 함께 2005년 발견된 히드라는 그동안 크기와 형태 등이 알려지지 않았다. 이번에 뉴허라이즌스호가 보내온 사진에 따르면 화소당 3㎞의 해상도를 보여 자세히 보이지는 않지만, 명왕성은 가로·세로 지름이 각각 43㎞와 33㎞로 서로 다른 ‘찌그러진 얇은 감자’ 모양을 보이고 있다. 또 히드라의 표면 역시 얼음으로 뒤덮여 있을 것으로 추정되고 있다. 현재 뉴허라이즌스호는 LTE 무선통신 전송속도보다 10만배 정도 느린 초당 2000비트 정도의 속도로 데이터를 전송하고 있어 이미지와 데이터 전송이 완료되기까지는 앞으로 1년 6개월 정도가 걸릴 것으로 예상된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난해 개봉해 1000만 관객을 돌파한 영화 '인터스텔라'에는 다음과 같은 명대사가 나온다. “우리는 답을 찾을 것이다. 늘 그랬듯이" 한국시간으로 지난 14일 오후 8시 49분 57초 미 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스호가 성공적으로 명왕성에 근접 통과하며 '저승신'의 정확한 모습을 지구로 보내왔다. 이 사진을 촬영하기 위해 뉴호라이즌스호는 무려 56억 7000만㎞의 거리를 정확히 3462일간 시속 5만 km 속도로 날아갔다. 명왕성이 발견된 것은 85년 전인 지난 1930년이다. 발견자는 미국인 천문학자 클라이드 W. 톰보(1906~1997)로 그의 유골 일부는 뉴호라이즌스호에 실려 이번 임무를 함께했다. 당시 망원경에 관측된 명왕성은 하나의 점에 불과했지만 당당히 태양계의 9번째 행성으로 자리매김했다. 그로부터 명왕성은 '증명사진'도 없는 미스터리한 행성으로 남았다. 너무나 멀고 어두워 최첨단 망원경으로도 관측이 힘들었기 때문이다. 지금까지 우리가 봐온 대부분의 명왕성 사진은 물론 그래픽 이미지다. 그로부터 긴 세월이 지난 2006년 허블우주망원경이 명왕성의 모습을 촬영했다. 옛날의 '점'보다 훨씬 커져 이젠 '빛'으로 보이지만 제대로 윤곽이 보이지 않는 것은 마찬가지. 사진 속 중앙에 가장 큰 빛이 명왕성이며 주위에 카론, 닉스 등이 '보너스'로 함께 포착됐다. 그리고 지난 2010년 NASA는 역사상 가장 디테일한 명왕성 사진이라며 지난 2002~2003년 허블우주망원경이 촬영한 사진을 뒤늦게 공개했다. 일부 가공된 이 명왕성 이미지는 표면의 명암이 일부 드러날 뿐 역시나 만족도 높은 사진은 아니다. 또한 지난해에도 더 선명한(?) 명왕성 이미지가 공개됐다. 세계 최고 성능의 전파망원경 ‘알마'(ALMA)로 촬영됐지만 사진 속 명왕성은 역시 두개의 거대한 불빛으로만 보였다. 그러나 이 관측은 뉴호라이즌스호의 궤도 수정에 활용될 만큼 이번 탐사에 큰 도움이 됐다. 그리고 올해 초부터 명왕성은 탐사선 뉴호라이즌스호에 의해 그 자태를 드러내기 시작했다. 지난해 말 부터 작은 점으로 보이던 명왕성은 점점 크기를 키우다 결국 확실한 모습을 드러냈다. 명왕성의 진짜 모습을 보고싶었던 85년 세월의 궁금증이 영화 대사처럼 답을 찾은 것이다. 늘 그랬듯이... 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

인류가 최초로 발사한 태양계 경계 탐사선 ‘뉴허라이즌스’호가 14일 오후 8시 49분 57초(한국시간) 명왕성을 근접 통과한 이후 수행하게 될 다음 임무에 관심이 높아지고 있다. 미국항공우주국(NASA)과 존스홉킨스대 응용물리학연구소에 따르면 인류 최초로 명왕성 탐사를 마친 뉴허라이즌스호는 초당 14㎞의 속도로 명왕성을 지나쳐 ‘카이퍼 벨트’라는 새로운 탐사지로 방향타를 변경했다. 뉴허라이즌스호는 2017년 카이퍼 벨트에 진입해 2020년까지 탐사를 마친 뒤 앞서 태양계를 벗어난 ‘보이저1호’처럼 성간(星間·인터스텔라) 여행에 들어가게 된다. 보이저1호는 목성, 토성과 그 위성을 탐사하는 임무를 마치고 지금은 관성의 법칙에 따라 떠도는 수준으로 우주를 여행하고 있다. 반면 뉴허라이즌스호는 명왕성과 태양계 외곽 관측을 목표로 하고 있기 때문에 태양계를 벗어난 뒤에도 다양한 영상과 정보를 보내 올 예정이다. 카이퍼 벨트는 46억년 전 태양계가 탄생했을 때의 흔적을 고스란히 간직하고 있다. 명왕성보다 조금 작은 지름 수백㎞ 크기의 천체들이 명왕성과 비슷한 궤도에서 띠 형태를 이뤄 돌고 있는 우주공간이다. 1949년 아일랜드 천문학자 에지워스와 1951년 미국 천문학자 제라드 카이퍼가 각각 해왕성 바깥쪽에 지금까지 알지 못했던 천체가 존재할 가능성이 있다고 발표하면서 존재가 알려지기 시작했다. 태양에서 45억~150억㎞ 사이에 납작한 형태로 퍼져 있을 것으로 추정되고 있다. 천문학자들은 카이퍼 벨트에 있는 얼음과 운석은 3만 5000개가 넘는 것으로 추정하며, 이들은 태양계 탄생 당시 행성으로 성장하지 못하고 남은 것이라고 보고 있다. 태양계 가장 바깥쪽 행성인 해왕성의 위성인 ‘트리톤’도 카이퍼 벨트에서 떨어져 나온 것으로 추측되고 있다. 카이퍼 벨트 바깥쪽에 있는 ‘오르트 구름대’도 뉴허라이즌스호의 다음 탐사 장소다. 나사 천문학자들은 “수소와 헬륨이 주성분인 오르트 구름대는 태양계가 탄생하는 과정에서 태양으로부터 너무 멀리 떨어져 있어 행성으로 만들어지지 못하고 태양의 중력권 안에 남은 것으로 보인다”며 “뉴허라이즌스호가 명왕성과 카이퍼 벨트, 오르트 구름대에 관한 정보를 전송하면 태양계 탄생의 비밀을 풀어 낼 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최초의 무인 소행성 탐사선인 뉴호라이즌스호가 9년 6개월, 3462일 만에 오늘 명왕성(한국시간 14일 오후 8시 49분 57초)에 도착한다. 뉴호라이즌스호가 명왕성에 도착하는 오늘을 전후로 이 왜소행성에 관한 정보들이 날마다 쏟아져 들어오면 이제껏 신비에 싸여 있던 명왕성의 비밀이 웬만큼은 드러나게 될 것이다. 명왕성은 1930년 고학생 출신으로 윌슨 천문대의 임시직이었던 미국의 클라이드 톰보에 의해 발견돼 태양계 마지막 행성으로 등극했다. 그러나 한 세기도 채 채우기도 전인 2006년 행성 지위에서 퇴출당하며 왜소행성으로 강등되었지만, 역설적이게도 대중에게는 그 전보다 더욱 유명하게 되었다. ■ 왜 명왕성은 행성에서 퇴출당했나? 명왕성 너머에서 명왕성보다 더 큰 소행성이 발견된 것이 결정적인 이유였다. 클라이드 톰보가 70여 년 전 명왕성을 찾을 때와 같은 방법으로 큰 사냥감을 찾아 헤매던 미국의 천문학자 마이클 브라운은 2003년, 지름 2,300km인 명왕성보다 더 큰 지름 2,600km인 소행성 에리스를 발견했던 것이다. 그 후로도 비슷한 크기의 소행성들이 잇달아 발견됨으로써 국제천문연맹(IAU)은 2006년 행성의 정의를 아래와 같이 정하기에 이르렀다. 1. 태양을 도는 궤도를 가져야 하며, 자신의 중력으로 둥근 구체를 형성할 정도가 돼야 한다. 2. 천체 자신의 공전궤도 상에 있는, 자신보다 작은 이웃 천체를 ‘청소해야’ 한다. 이 정의에 따라 IAU 총회에서 표결에 부친 결과, 명왕성은 행성 반열에서 퇴출당하고 왜소행성으로 지위가 바뀌었다. 카이퍼 띠처럼 궤도를 어지럽히는 얼음 부스러기들을 청소하기에 명왕성은 덩치가 너무 작았던 것이다. 이로써 명왕성이 발견된 지 76년 만에 태양계는 행성 하나를 잃었다. 하지만 아직도 미국에서는 명왕성의 행성 지위 회복을 줄기차게 주장하고 있다. 이번 뉴호라이즌스의 명왕성 탐사가 이러한 상황에 어떤 영향을 미칠는지 관심이 쏠리고 있다. ■ 희한한 위성을 거느린 명왕성 태양으로부터의 평균 거리가 약 60억 km(40AU/천문단위)인 명왕성은 근일점일 때는 해왕성 궤도 안쪽까지 들어온다. 태양에 가장 가까울 때는 29.7AU이고, 가장 멀 때는 49.7AU까지 벌어진다. 1979~1999년까지는 해왕성 궤도 안쪽으로 들어와 있기도 했다. 하지만 공전 면이 달라 충돌할 가능성은 거의 없다. 명왕성의 공전주기는 248.5년이며, 자전주기는 6일 9시간이다. 표면엔 얼음과 흙이 아주 많고 매우 춥다. 표면 온도가 무려 섭씨 영하 230도다. ​명왕성이 얼마나 작은지 알게 된 건 1977년에 위성이 발견된 후이다. ‘카론’은 명왕성의 위성 3개 중에선 가장 크지만 지름이 1,180km에 불과하다. 그래도 명왕성과 비교하면 큰 편이다. 명왕성과 카론은 각각 서로 중심에 두고 그 둘레를 돈다. 그런데 중력으로 너무나 단단히 묶여 있는 나머지 서로 한쪽 얼굴만을 보며 윤무를 추듯이 돌고 있다. 이런 우아한 균형이 가능한 것은 카론이 비교적 크기 때문이다. 태양계에서 유일한 진풍경이다. 둘은 단단히 결속돼 있어서 다리를 놓아도 될 정도다. ■ 카론에는 바다가 있을까? 태양에서 그렇게나 멀리 떨어져 있는 카론에 바다가 있을 거라고는 생각하기 어렵다. 하지만 한 연구가 바다가 있을 가능성을 제기하고 있다. 그 같은 근거는 명왕성의 조석력에 있다. 명왕성의 중력이 만드는 조석력이 일찍부터 카론의 내부를 잡아 늘여 얼음이 액체가 될 만큼 온도를 높일 수 있다는 주장이다. 또한 과거처럼 궤도가 심하게 일그러지지 않아서 바다가 얼어붙었을 가능성도 있다고 한다. 카론의 생성 역시 지구의 달처럼 수십억 년 전 명왕성에 충돌한 천체의 잔해들이 뭉쳐져 만들어졌을 거라고 추정되고 있다. 명왕성의 다른 위성들이 카론과 정확히 공명하는 궤도를 도는 것으로 보아 역시 같은 충돌 잔해로 만들어진 것으로 보고 있다. ​ ■ 명왕성에도 대기와 고리가 있다? 명왕성은 아주 작은 천체다. 따라서 기체를 붙들어둘 힘이 없다고 생각되어 대기가 없을 거라고 믿고 있었지만, 아주 희박하나마 대기가 있는 것으로 밝혀졌다. 이런 대기를 ‘외기권’이라 한다. 그것이 발견된 것은 1985년, 명왕성이 뒤의 별을 가리는 엄폐가 일어났을 때인데, 별빛이 명왕성에 가려지는 순간 약간 굴절되는 현상을 보였던 것이다. 명왕성의 대기는 주로 질소와 메탄으로 이루어져 있으며, 태양으로부터 멀어질 때는 얼어붙는 것으로 생각된다. 그리고 명왕성이 둘레에 아주 희미한 고리를 가지고 있을 가능성을 말하는 과학자들도 있지만, 확인된 것은 아니다. 이번에 뉴호라이즌스가 해결해야 할 밝혀낼 또 하나의 숙제다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

인류 최초의 태양계 경계 탐사선 ‘뉴허라이즌스’호가 태양계 최외곽의 왜소(矮小)행성 명왕성과 드디어 오늘 저녁 만난다. 미국항공우주국(NASA)과 미국 존스홉킨스대 응용물리학연구소는 뉴허라이즌스호가 9년 6개월여의 항해 끝에 14일 오전 7시 49분 57초(미국 동부시간 기준, 한국시간 14일 오후 8시 49분 57초)에 명왕성과 1만 2500㎞ 떨어진 최근접점을 통과한다고 13일 밝혔다. 2006년 1월 미국 플로리다 케이프커내버럴 공군기지에서 발사된 뉴허라이즌스호는 2007년부터 7년 동안 동면에 들어갔다가, 지난해 12월 깨어나 명왕성 탐사 준비에 돌입했다. 임무수행을 열흘가량 앞둔 지난 4일에는 81분 동안 지구와 교신이 중단돼 탐험 무산의 위기감이 돌기도 했다. 명왕성은 1930년 3월 미국 천문학자 클라이드 톰보에 의해 발견됐다. 이 때문에 특히 많은 미국인에게 사랑을 받았다. 2006년 국제천문연맹(IAU)에서 태양계 행성 지위를 박탈하고 왜소행성으로 분류했을 때는 반대시위까지 일어났을 정도다. 뉴허라이즌스호는 명왕성과 위성 ‘카론’을 근접 통과하면서 0.5㎞급 해상도의 컬러사진과 100m급 해상도의 흑백 사진을 촬영하는 한편 대기 및 토양정보를 수집하게 된다. 뉴허라이즌스호는 지구와 48억㎞ 정도 떨어져 있어 정보가 오기까지 4시간 30분이 걸린다. 존스홉킨스대 앤디 리브킨 박사는 “그동안 명왕성은 천문학자들에게 미지의 공간으로 남아 있었는데, 뉴허라이즌스호의 근접 통과로 많은 수수께끼가 풀릴 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난해 9월 미국 매사추세츠주에 위치한 하버드 스미스소니언 천체물리센터에서 이색적인 토론회가 열렸다. 이날 토론의 주제는 ‘행성이란 무엇인가?’로 도마 위에 오른 것은 바로 명왕성이었다. 토론 참가자로 나선 전문가들은 하버드대의 오웬 깅그리치 천문학 명예교수와 디미타 사세로브 교수, 그리고 국제천문연맹 산하 소행성센터의 가레스 윌리암스 박사로 그 면면도 쟁쟁했다. 　 먼저 포문을 연 것은 하버드대 교수들이었다. 깅그리치 교수는 “행성의 정의는 시대에 따라 시점에 따라 변할 수 있다” 면서 “명왕성은 역사적으로 또한 문화적으로 이미 태양계의 한 행성”이라고 주장했다. 　 사세로브 교수도 “명왕성은 별과 별의 잔유물로 형성된 작은 구체 덩어리로 볼 수 있다”며 역시 명왕성의 행성 복귀를 지지하고 나섰다. 그러나 윌리암스 박사는 이같은 주장을 단칼에 반박했다. 윌리암스 박사는 “명왕성은 다른 행성들과 달리 궤도면과 황도면의 경사각이 17도나 기울어져 있으며 그 지역의 지배적인 천체도 아니다” 면서 “만약 명왕성이 행성이 된다면 태양계 행성은 향후 계속 늘어날 것”이라고 밝혔다.　 무려 9년 6개월, 일수로 3462일, 거리로 56억 7000만 ㎞를 날아간 뉴호라이즌스호의 명왕성 도착(7월 14일)이 눈 앞에 온 지금 또하나의 해묵은 논란이 다시 일어날 조짐이다. 바로 명왕성의 복권(復權) 논란이다. 사실 '수금지화목토천해명' 이라는 순서로 우리에게도 익숙한 명왕성은 지난 2006년 행성의 지위를 잃고 왜소행성(dwarf planet)으로 격하됐다. 공식이름은 외우기도 힘든 ‘134340 플루토’. 지난 몇 년 사이 미국 천문학계를 중심으로 명왕성의 지위를 다시 회복하자는 움직임이 일어나고 있으며 뉴호라이즌스호가 명왕성을 통과하고 나면 이같은 논란은 한층 더해질 전망이다. 명왕성이 행성에서 퇴출된 이유는 지난 2006년 국제천문연맹(IAU)이 행성의 분류 정의를 바꿨기 때문이다. 당시 IAU는 행성의 정의를 크게 3가지 조건으로 제시했다. 첫째 태양 주위를 공전하며, 둘째 충분한 질량과 중력을 가지고 구(sphere·球) 형태를 유지해야 하며 셋째 그 지역의 가장 지배적인 천체여야 한다. 문제는 2000년대 들어 명왕성 인근에서 카론 등 새로운 천체가 발견되면서 시작됐다. 처음에는 명왕성의 위성으로 생각됐던 카론에 명왕성이 휘둘린다는(맞돌고 있는) 사실이 확인됐기 때문이다. 결과적으로 명왕성이 행성이 되면 인근 카론, 제나, 케레스 등도 모두 행성이 돼 태양계의 행성 숫자는 최대 12개로 늘어날 수도 있는 상황이 됐다. 이에 유럽 천문학자들을 중심으로 행성의 정의를 위와같은 3가지 조건으로 정리하며 투표를 통해 명왕성 행성 퇴출을 결정했다. 이에 미국 천문학계가 반발한 것은 당연한 일. 특히 명왕성이 퇴출되기 직전인 그해 1월 미 항공우주국(NASA)은 7억 달러라는 큰 돈을 들여 명왕성 탐사선 뉴호라이즌스호를 발사한 바 있다. 또한 명왕성은 태양계 행성 중 미국인이 발견한 유일한 행성이기도 하다. 바로 LA다저스의 에이스 클레이튼 커쇼의 증조부이기도 한 클라이드 W. 톰보(1906~1997)로 그의 유골 일부는 뉴호라이즌스호에 실려있다. 일단 명왕성 복권 찬성에 대한 일반인들의 여론은 높은 편이다. 그러나 천문학자들의 과학적 주장 또한 명쾌해 당분간 명왕성은 '내 마음 속의 행성'으로만 남을 가능성이 높다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난 2006년 1월 19일(현지시간) 미국 플로리다주 케이프커내버럴 공군 기지. 인류의 원대한 꿈을 안고 한번도 가보지 못한 ‘그곳’을 향해 한 대의 로켓이 치솟아 올랐다. 바로 탐사선 뉴호라이즌스호를 실은 아틀라스 V-551 로켓이었다. 무게 약 450kg의 불과한 뉴호라이즌스호는 역대 탐사선 중 가장 빠른 속도인 시속 5만 km 속도로 멀고 먼 태양계 끝자락을 향해 끝없는 여정을 시작했다. 뉴호라이즌스호는 발사 후 9시간 만에 달을 지나쳤으며 1년 후 태양계 ‘큰형님’ 목성과 조우했다. 이어 2011년 3월 18일 천왕성 궤도를 지났으며 3년 후인 2014년 8월 1일 해왕성과 만났다. 그리고 이제 내일(7월 14일)이면 무려 9년 6개월, 일수로 3462일 만에 56억 7000만 ㎞를 날아가 목적지인 ‘저승신’ 명왕성에 도착한다. 하나의 점에 불과했던 명왕성 모습 드러내다　 1년 전인 지난해 8월 뉴호라이즌스호가 보내온 명왕성과 위성 카론의 사진은 하나의 점에 지나지 않았다. 당시 명왕성과의 거리가 4억 km 이상이나 남아 있었기 때문. 그러나 NASA 관계자들은 마치 아기 초음파 사진에 아빠들이 기뻐하듯 사진이라고 할 것도 없는 이 이미지에 흥분했다. 그리고 올해 1월부터 뉴호라이즌스호의 본격적인 '명왕성 출사'가 시작됐고 그동안 제대로 된 사진 한장 없던 '저승'이 모습을 드러냈다. 특히 지난주 NASA가 공개한 명왕성 사진은 '고래'와 '도넛'을 연상시키는 표면의 모습도 보일만큼 확실한 윤곽이 나타났다. 뉴호라이즌스호의 끝없는 모험과 특별한 '승객' 뉴호라이즌스호는 단지 명왕성을 지나쳐 갈 뿐 그곳이 종착지가 아니다. 14일 뉴호라이즌스호는 명왕성과 최근접 위치인 1만 3,695km 거리를 지나친 후 또다시 정처없는 여행을 떠난다. 이후 뉴호라이즌스호는 2016년~2020년 사이 카이퍼 띠 천체들을 지나 오는 2029년 태양계를 완전히 떠나게 된다. 　 뉴호라이즌스호에는 특히 임무와 별 상관없는 물건 9개가 실려있다. 가장 눈에 띄는 물건은 바로 인간의 ‘유골’. 다소 무시무시하지만 유골의 일부가 탐사선에 실려있는 이유는 그 주인이 바로 명왕성의 발견자인 클라이드 W. 톰보(1906~1997)이기 때문이다. 용기 표면에는 다음과 같은 문장이 새겨져 있다. “이 용기의 내용물은 명왕성과 태양계의 세 번째 영역을 발견한 미국인 클라이드 톰보의 유해이다. 그는 아델과 무론의 자식이었으며, 패트리샤의 남편이었고, 안네트와 앨든의 아버지였다. 천문학자이자 교사이자 익살꾼이자 우리의 친구, 클라이드 W. 톰보(1906~1997)" 또한 탐사선에는 이 프로젝트에 참여하기 원했던 43만 4000명의 이름이 저장된 CD-ROM 1장, 뉴호라이즌스호 프로젝트 팀원들의 사진이 실린 CD-ROM 1장, 플로리다주 25센트 동전(우주선 발사장소), 매릴랜드주 25센트 동전(뉴호라이즌스 제작 장소), 미국 국기, 명왕성의 그림이 인쇄된 1991년 미국 우표 등이 실려있다. <뉴호라이즌스의 여정> - 2011년 3월 18일/천왕성 궤도를 지나다 - 2014년 8월 1일/ 해왕성 궤도를 지나다 - 2015년 7월 14일/국제 표준시(UTC) 기준 11시 47분 명왕성 접근 통과(명왕성에서 13,695km 거리, 초속 13.78km) - 2015년 7월 14일/국제 표준시(UTC) 기준 12시 01분 명왕성의 위성인 카론 접근 통과(카론에서 29,473km 거리, 초속 13.87km) - 2016년~2020년/카이퍼 띠 천체들 접근 통과 - 2029년 - 태양계를 떠남 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

멀고 먼 태양계 끝자락에 위치한 역대 최고 화질의 ‘저승' 모습이 포착됐다. 지난 11일(이하 미 현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 명왕성의 표면 모습이 확실히 드러나 보이는 사진을 공개했다. 이 사진은 지난 9일 탐사선 뉴호라이즌스가 명왕성과 540만 km 떨어진 곳에서 촬영한 것으로 해상도는 픽셀당 27km다. 뉴호라이즌스 연구원 커트 니버는 "명왕성 남반구에 오른쪽으로 헤엄쳐가는 고래의 꼬리를 닮은 지형과 그 위 복잡한 지형 패턴이 고스란히 보인다" 면서 "적도 부근에 다각형 지형 모습도 촬영돼 그야말로 흥미로운 상상을 자아낸다"며 놀라워했다. NASA 측은 흥미로운 명왕성의 이 지형이 화산 폭발에 의한 것인지 혹은 소행성같은 천체와의 충돌에 의해 생성된 것인지 아직 명확한 결론은 내리지 못하고 있다. 사실 우리 달의 3분의 2 정도에 불과할 만큼 작은 명왕성은 특이하게도 총 5개의 위성을 거느리고 있다. 이 때문에 명왕성 자체도 흥미로운 연구대상이지만 그 주위를 도는 5개의 달도 수많은 비밀을 품고있다. 　　　 지금은 ‘134340 플루토’(134340 Pluto)라 불리며 행성 지위를 잃고 ‘계급’이 강등된 명왕성은 카론(Charon), 케르베로스(Kerberos), 스틱스(Styx), 닉스(Nix), 히드라(Hydra) 등 총 5개의 달을 거느리고 있으며 모두 그리스 신화에 나오는 저승과 관련된 이름을 가지고 있다. 이중 명왕성의 ‘물귀신’이 된 것이 바로 죽은 자를 저승으로 건네준다는 뱃사공 카론이다. 애초 명왕성의 위성이라고 생각됐던 카론이 서로 맞돌고 있는 사실이 확인된 것. 그 이유는 이렇다. 지난 2006년 국제천문연맹(IAU)이 행성 분류 정의를 변경했는데 크게 3가지 조건이 붙었다. 첫째 태양 주위를 공전하며, 둘째 충분한 질량과 중력을 가지고 구(sphere·球) 형태를 유지해야 하며, 셋째 그 지역의 가장 지배적인 천체여야 한다. 문제는 2000년대 들어 카론 등 새로운 천체가 발견돼 명왕성의 지배적인 위치가 흔들리면서 시작됐다. 이에 유럽 천문학자들을 중심으로 투표를 통해 명왕성 행성 퇴출을 결정했다. 이에 가장 크게 반발한 것은 역시 미국이다. 태양계 행성 중 유일하게 미국인이 발견한 것은 물론 행성 퇴출 전인 지난 2006년 1월 이곳에 뉴호라이즌스까지 보냈기 때문이다. 명왕성의 발견자는 LA 다저스 에이스 클레이튼 커쇼의 증조부인 천문학자 클라이드 톰보(1906-1997)로 특히 그의 유골 일부는 뉴호라이즌스호에 실려있기도 하다. 지난 2006년 1월 발사돼 9년을 쉼없이 날아간 뉴호라이즌스는 이틀 후면 아직까지 알려진 것이 없는 바로 이곳 ‘저승’에 도착한다. <뉴호라이즌스의 여정> * 2006년 1월 발사 * 2011년 3월 18일/천왕성 궤도를 지나다 * 2014년 8월 1일/ 해왕성 궤도를 지나다 * 2015년 7월 14일/국제 표준시(UTC) 기준 11시 47분 명왕성 접근 통과(명왕성에서 13,695km 거리, 초속 13.78km) * 2015년 7월 14일/국제 표준시(UTC) 기준 12시 01분 명왕성의 위성인 카론 접근 통과(카론에서 29,473km 거리, 초속 13.87km) * 2016년~2020년/카이퍼 띠 천체들 접근 통과 * 2029년 - 태양계를 떠남 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

천문학자들은 멀리 떨어진 천체들을 관측하기 위해서 거대한 망원경을 사용한다. 현재 지상과 우주에는 강력한 망원경들이 관측을 위해 오늘도 하늘을 향하고 있다. 그런데 사실 천문학자들이 관측을 위해서 사용할 수 있는 가장 큰 렌즈는 사실 저 멀리 우주에 있다. 아인슈타인이 예언했고 실제로 그 존재가 증명된 중력렌즈가 바로 그것이다. 아인슈타인의 상대성 이론은 빛의 경로가 중력에 의해서 휘어짐을 예언했다. 영국의 천문학자 에딩턴은 개기일식 때 실제로 태양의 중력에 의해 빛이 휘어진다는 것을 입증했고 이는 아인슈타인의 상대성 이론이 옳다는 결정적인 증거를 제시했다. 아인슈타인은 더 나이가 은하 같은 거대한 천체의 중력이 멀리서 오는 빛을 휘어지게 해 마치 렌즈와 같은 역할을 하게 될 것이라고 예언했다. 이 중력렌즈 현상은 오늘날 은하나 혹은 은하들이 모인 집단인 은하단에 의해서 실제로 관측된다. 단순히 관측되는 것뿐만이 아니라 천문학자들이 수십억 광년 떨어진 천체들을 관측할 때 매우 요긴하게 사용되는 것이 중력렌즈다. 최근 국제 천문학자 팀은 PKS 1830-211라는 거대 질량 블랙홀을 관측하기 위해서 다른 은하를 중력렌즈로 사용했다. 이 경우 관측하려는 천체와 지구 사이에 거대한 질량을 가진 은하나 은하단이 존재해야 한다. 이 경우에는 물론 운 좋게 그런 '렌즈'를 구할 수 있었다. 제네바 대학의 안드리 네로노프(Andrii Neronov of the University of Geneva, Switzerland)와 그의 동료들은 블랙홀에서 나오는 강력한 물질의 흐름인 제트와 주변 구조를 이해하기 위해 거대 은하를 중력렌즈로 사용해 이를 관측했다. 지구 근처에서 이를 관측한 위성들은 나사와 유럽 우주국의 스위프트, 페르미, 인테그랄 위성이다. 거대 질량 블랙홀은 대개 은하의 중심에 위치한다. 아무리 질량이 크다고 해도 그 크기는 은하보다 매우 작아서 천문학자들은 이를 관측하는 것이 마치 달에 있는 개미 한 마리를 관측하는 것과 같다고 비유했다. 천문학자들은 매우 작은 부위를 확대한 미세 중력 렌즈(micro gravitational lens)를 이용해 멀리 떨어진 블랙홀의 중앙부의 데이터를 얻는 데 성공했다. 감마선 영역에서 관측은 사실 처음 얻은 것이라고 한다. 이 데이터를 분석함으로써 앞으로 거대 질량 블랙홀의 내부 구조를 이해하는 데 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 종종 자연은 인간에게 예기치 않은 선물을 주는 경우들이 있는데, 이와 같은 미세 중력 렌즈 효과 역시 자연이 인간에게 준 또 하나의 선물이다. 이를 관측한 과학자들의 노고에 못지않게 우리가 자연의 은혜에 고마워해야 하는 이유다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

멀고 먼 태양계 끝자락에 위치한 ‘저승신‘과 ’저승의 뱃사공‘이 뚜렷한 모습을 드러냈다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 탐사선 뉴호라이즌스가 촬영한 명왕성과 카론의 모습을 사진과 함께 공개했다. 지난 8일(이하 미 현지시간) 명왕성과 590만 km 떨어진 곳에서 촬영된 이 사진은 기존 이미지와 달리 명왕성과 카론의 전체적인 윤곽이 확실히 보인다. 사진 속 오른쪽 화성처럼 보이는 천체가 명왕성이며 그 옆 우리의 달처럼 희미하게 떠있는 것이 카론이다. NASA 뉴호라이즌스 수석 연구원 알란 스턴 박사는 "두 천체가 마치 함께 손잡고 피겨스케이팅을 하는 것 같다" 면서 "수십 억 년 이상 같은 궤도를 돌고 있지만 두 천체는 완전히 다른 성질을 가졌다" 고 밝혔다. 이어 "명왕성은 지구와 성분이 다른 대기를 가지고 있지만 카론은 없다" 면서 "카론의 표면은 얼음과 암모니아 복합물로 이루어져 있다" 고 덧붙였다.　 지금은 ‘134340 플루토’(134340 Pluto)라 불리며 행성 지위를 잃고 ‘계급’이 강등된 명왕성은 특이하게도 총 5개의 달을 가지고 있다. 각각의 이름은 카론(Charon), 케르베로스(Kerberos), 스틱스(Styx), 닉스(Nix), 히드라(Hydra)로 모두 그리스 신화에 나오는 저승과 관련이 있다. 이중 명왕성의 ‘물귀신’이 된 것이 바로 죽은 자를 저승으로 건네준다는 뱃사공 카론이다. 애초 명왕성의 위성이라고 생각됐던 카론이 서로 맞돌고 있는 사실이 확인된 것. 그 이유는 이렇다. 지난 2006년 국제천문연맹(IAU)이 행성 분류 정의를 변경했는데 크게 3가지 조건이 붙었다. 첫째 태양 주위를 공전하며, 둘째 충분한 질량과 중력을 가지고 구(sphere·球) 형태를 유지해야 하며, 셋째 그 지역의 가장 지배적인 천체여야 한다. 문제는 2000년대 들어 카론 등 새로운 천체가 발견돼 명왕성의 지배적인 위치가 흔들리면서 시작됐다. 이에 유럽 천문학자들을 중심으로 투표를 통해 명왕성 행성 퇴출을 결정했다. 이에 가장 크게 반발한 것은 역시 미국이다. 태양계 행성 중 유일하게 미국인이 발견한 것은 물론 행성 퇴출 전인 지난 2006년 1월 이곳에 뉴호라이즌스까지 보냈기 때문이다. 명왕성의 발견자는 LA 다저스 에이스 클레이튼 커쇼의 증조부인 천문학자 클라이드 톰보(1906-1997)로 특히 그의 유골 일부는 뉴호라이즌스호에 실려있기도 하다. 지난 2006년 1월 발사돼 9년을 쉼없이 날아간 뉴호라이즌스는 오는 14일 아직까지 알려진 것이 없는 바로 이곳 ‘저승’에 도착한다. * 2015년 7월 14일/국제 표준시(UTC) 기준 11시 47분 명왕성 접근 통과(명왕성에서 13,695km 거리, 초속 13.78km) * 2015년 7월 14일/국제 표준시(UTC) 기준 12시 01분 명왕성의 위성인 카론 접근 통과(카론에서 29,473km 거리, 초속 13.87km) 박종익 기자 pji@seoul.co.kr