'신비의 행성'으로 불리는 토성은 신비하고 아름다운 고리만 가진 것은 아니다. 확인된 것만 무려 62개의 위성을 가진 '달부자' 이기도 하다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 카시니호가 촬영한 토성의 달 ‘디오네’(Dione)의 표면 사진을 공개해 관심을 끌고있다. 지난 16일(미 현지시간) 디오네에서 불과 516km 떨어진 곳에서 촬영된 이 사진은 울퉁불퉁한 표면 모습이 손에 잡힐듯 생생히 드러나 있다. 크고 작은 수많은 크레이터가 표면 곳곳에 생성돼 있어 얼핏보면 우리의 달처럼 보일 정도. 디오네는 1684년 천문학자 지오바니 카시니가 발견한 것으로, 지름 1120㎞, 공전주기는 2.7일이며 토성의 강력한 자기권 안에 있다. 특히나 디오네에 학자의 관심이 쏠리는 것은 2년 전 NASA 제트추진 연구소가 표면 아래에 거대한 바다가 숨겨져 있을 가능성을 언급했기 때문이다. 현재 태양계 내에는 토성 위성 ‘엔셀라두스’와 ‘타이탄’, 목성 위성 ‘유로파’에 물이 있는 것이 확실시 되며 ‘디오네’도 유력 후보로 올라있는 상태다. 한편 NASA에 따르면 현재 디오네에 근접한 카시니호는 오는 10월 경 엘셀라두스(Enceladus)에 접근한다. 엔셀라두스는 지름이 500km에 불과한 작은 위성이지만 수증기와 얼음의 간헐천이 뿜어져 나온다는 사실이 확인되면서 큰 관심을 모으고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지금으로부터 5억 년 전쯤, 우리 지구의 이웃 금성에는 활발한 화산활동이 있었다고 과학자들은 생각하고 있다. 왜냐하면 오늘날 우리는 금성에서 지금도 화산활동이 활발하게 일어난 증거를 찾을 수 없었기 때문이다. 그런데 지금 유럽우주국(ESA)의 금성탐사선 비너스익스프레스호(號)가 이런 금성에서 여전히 화산활동이 일어나고 있음을 보여주는 증거를 찾아냈다고 천문학자들이 밝혔다. 이들 학자는 금성의 화산활동에 관한 이런 증거는 금성이 어떻게 비슷한 크기인 우리 지구와 달리 다른 진화의 길을 걸었는지 설명하는 데 도움이 될 수 있다고 말하고 있다. 천문학자들은 금성 표면에서 확연히 드러나는 열점(핫스팟)들을 조사했다. 연구에 참여한 독일 막스플랑크 태양계연구소 유진 샬리긴 연구원은 “우리는 금성 표면의 한 열점이 갑자기 더 뜨거워졌다가 다시 식는 현상을 수차례 관측했다”고 밝혔다. 또 “이런 열점들은 레이더 영상에서 구조상 열곡대(평행한 두 단층애로 둘러싸인 좁고 긴 골짜기인 열곡이 길게 이어져 형성된 띠)로 알려졌지만, 하루하루 온도가 변하는 것을 관측한 것은 처음이다”며 “이는 아직 화산활동이 활발하다는 것을 시사하는 증거”라고 말했다. 열곡대는 지각 밑에서 분출하는 마그마와 종종 관련 있는 지표면의 균열로 발생한다. 이 과정에서 용암류로 인한 균열로 뜨거운 물질이 지표면으로 분출할 수 있다. 연구팀은 ‘보고 대상 A’(Object A)로 알려진 한 열점은 크기가 약 1㎢, 온도가 섭씨 830도로 측정됐다고 밝혔다. 이는 지구에 있는 열점이 평균 섭씨 480도인 것보다 훨씬 높은 것이다. 이런 최신 조사결과는 가장 최근 화산 활동을 암시한 비너스익스프레스호의 또 다른 데이터와도 일치한다. 2010년, 여러 화산으로부터 나온 적외선 영상은 수천에서 수백만 년 동안 용암류가 존재했음을 보여줬다. 몇 년 뒤, 학자들은 금성의 초고층 대기에서 이산화황도 확인했다. 이는 활발한 화산활동에 관한 또 다른 잠재적 신호이다. 하지만 이 결과는 며칠 간격으로 촬영된 영상에서 과학자들이 금성 표면 사이의 밝기 변화를 처음 발견한 것이어서 확정할 수는 없다. ESA의 금성 프로젝트 담당자인 호칸 스베뎀 박사는 “우리는 마침내 태양계 내에서 격렬하게 활동하는 작은 모임에 금성을 포함할 수 있을 듯하다. 이 연구는 금성이 현재도 활발하고 변화하고 있음을 보여준다”며 “이는 지구와 금성이 다른 진화를 걷게 된 역사를 이해하는 탐구에서 중요한 단계”라고 말했다. 사진=ESA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

빅뱅 직후 우주의 비밀을 간직한 '태초의 별'이 발견됐다. 지난 17일(현지시간) 유럽남방천문대(ESO)는 칠레 VLT(Very Large Telescope) 망원경으로 이론으로만 존재하던 초기 우주의 모습을 담은 은하를 발견했다고 발표했다.약 137억 년 전 빅뱅이 일어난 후 8억 년이 지나 생성된 것으로 추정되는 이 은하의 이름은 'CR7'로 유별나게 밝은 것이 특징이다. 그간 천문학자들은 빅뱅 직후 생성된 태초의 물질로 만들어진 별이 존재했을 것이라는 가설을 세워왔다. 이를 '종족 III'(Population III)라 부르는데 질소와 헬륨, 리튬으로만 만들어졌으며 이들 중 거대한 질량을 가진 별들은 초신성으로 폭발해 그 뒤를 잇는 종족 I (우리 태양이 여기에 속함), 종족 II 별들에 '재료'를 제공했다. 곧 종족 III는 우주에서 최초로 탄생한 제 1 세대 별로 정의됐지만 문제는 실제 존재한다는 관측 결과가 한번도 나오지 않은 것이다. 이는 종족 III가 200만 년 정도의 굵고 짧은 삶을 살다갔기 때문으로 이번에 ESO측이 이를 처음으로 입증했다. 연구를 이끈 데이비드 소브랄 박사는 "심우주를 관측하던 중 마치 야광처럼 빛나는 멀고 먼 은하를 우연히 발견했다" 면서 "이 은하는 빅뱅 이후 초기 우주 형성의 다리 역할을 한 것"이라고 설명했다. 이어 "이번 발견은 빅뱅 이후 태초의 우주가 어떻게 형성됐는지 그 단서를 제공해줄 수 있다" 고 덧붙였다. 이번 연구결과는 국제학술지인 ‘천체물리학회지’(The Astrophysical Journal) 최신호에 발표됐다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구 사이즈의 절반만한 크기지만 질량은 놀랍도록 가볍고 뜨거운 외계행성이 발견됐다. 최근 미국의 대표적인 민간 과학단체인 SETI 연구소(SETI Institute)측은 케플러 우주망원경으로 외계행성 '케플러-138b'(Kepler-138b)를 발견했다고 발표했다. 지구로부터 약 200광년 떨어진 거문고 자리에 위치한 케플러-138b는 항성 '케플러-138' 주위를 공전하는 행성이다. 이번 연구가 더욱 가치가 높은 것은 케플러-138b의 크기와 질량을 측정하는데 성공했다는 사실이다. 일반적으로 지구보다 작은 크기의 행성은 발견하기가 쉽지 않고 그 사이즈를 측정하는 것도 어렵다. 그러나 연구팀은 행성과 항성과의 사이에서 발생하는 중력과 인력의 소위 '줄다리기' 힘을 측정해 케플러-138b의 크기와 질량을 계산했다. 연구팀에 따르면 케플러-138b의 크기는 지구의 절반 만하지만 질량은 지구의 15분의 1에 불과하다. 또한 '케플러-138' 주위를 단 10일 만에 공전할 만큼 항성과 매우 가까운 위치에 놓여있다. 이 때문에 케플러-138b는 매우 '핫'(hot) 한 행성으로 추정되지만 항성 '케플러-138'는 우리 태양만큼 뜨겁지는 않다. 그 이유는 케플러-138가 질량이 작고 어두운 적색빛을 내는 '적색왜성'이기 때문이다. 사실 이에앞서 케플러-138 주위를 도는 2개의 외계행성이 먼저 발견된 바 있다. 케플러-138c와 케플러-138d가 그 주인공으로 지구보다 약간 큰 이 행성들은 각각 14일, 23일 만에 항성 주위를 돈다. 연구를 이끈 펜실베이니아 주립대 천문학자 다니엘 존토프-허터는 "케플러-138b는 사이즈와 질량이 측정되고 지구보다 작은 외계행성으로는 첫번째 발견된 것" 이라고 의미를 부여했다. 이어 "표면온도가 대략 320℃에 달해 물이 존재할 가능성은 없다" 면서도 "이같은 수많은 외계행성의 발견은 태양계라는 존재가 우주의 표준은 아니라는 것을 말해준다"고 덧붙였다. 이번 연구결과는 세계적인 학술지 네이처(Nature) 18일자에 게재됐다.　 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

빅뱅 직후 우주의 비밀을 간직한 '태초의 별'이 발견됐다. 지난 17일(현지시간) 유럽남방천문대(ESO)는 칠레 VLT(Very Large Telescope) 망원경으로 이론으로만 존재하던 초기 우주의 모습을 담은 은하를 발견했다고 발표했다.약 137억 년 전 빅뱅이 일어난 후 8억 년이 지나 생성된 것으로 추정되는 이 은하의 이름은 'CR7'로 유별나게 밝은 것이 특징이다. 그간 천문학자들은 빅뱅 직후 생성된 태초의 물질로 만들어진 별이 존재했을 것이라는 가설을 세워왔다. 이를 '종족 III'(Population III)라 부르는데 질소와 헬륨, 리튬으로만 만들어졌으며 이들 중 거대한 질량을 가진 별들은 초신성으로 폭발해 그 뒤를 잇는 종족 I (우리 태양이 여기에 속함), 종족 II 별들에 '재료'를 제공했다. 곧 종족 III는 우주에서 최초로 탄생한 제 1 세대 별로 정의됐지만 문제는 실제 존재한다는 관측 결과가 한번도 나오지 않은 것이다. 이는 종족 III가 200만 년 정도의 굵고 짧은 삶을 살다갔기 때문으로 이번에 ESO측이 이를 처음으로 입증했다. 연구를 이끈 데이비드 소브랄 박사는 "심우주를 관측하던 중 마치 야광처럼 빛나는 멀고 먼 은하를 우연히 발견했다" 면서 "이 은하는 빅뱅 이후 초기 우주 형성의 다리 역할을 한 것"이라고 설명했다. 이어 "이번 발견은 빅뱅 이후 태초의 우주가 어떻게 형성됐는지 그 단서를 제공해줄 수 있다" 고 덧붙였다. 이번 연구결과는 국제학술지인 ‘천체물리학회지’(The Astrophysical Journal) 최신호에 발표됐다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국항공우주국(이하 NASA)이 달에서 먼지로 이뤄진 ‘링’(Ring)을 발견했다. NASA 소속 천문학자들은 달 주변에서 밀도가 비교적 높은 거대한 먼지 구름을 발견했으며, 이는 마치 목성의 띠처럼 기울어진 채 달 주변을 에워싸고 있다고 밝혔다. 이 먼지 띠는 달 주변에 항상 존재하며, 전문가들은 아폴로 우주선의 우주비행사들이 태양이 떠오를 때 달 지평선에서 목격한 기이한 잔광(빛)의 정체가 이것이었을 것으로 추측하고 있다. 띠를 이루고 있는 이 달 먼지는 매우 작은 티끌 알갱이로 이뤄져 있고, 전기성질을 가져 공중으로 날아오르는 특성이 있다. 달 주변에 치우쳐진 채 존재하는 먼지 구름의 특성을 찾아낸 것은 NASA의 달 대기 및 먼지 관측용 궤도선 라디(Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer, LADEE)다. 미국 콜로라도대학 볼더캠퍼스의 물리학자 미할리 호라니 박사는 “우주 먼지들이 태양계에서 어디에 위치해 있는지를 아는 것은 매우 중요한 일”이라면서 “이를 알면 미래에 인류가 우주를 탐사할 때 우주선이나 우주비행사들을 위협할 수 있는 먼지 입자를 피하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다. 특히 이번 발견은 래디 탐사선에 장착된 LDEX(Lunar Dust Experiment) 분석장비가 큰 역할을 했다. 우주 대기중의 입자를 살피는 LDEX는 콜로라도대학 볼더캠퍼스 연구진이 개발한 것으로, 2013년 9월 미션을 시작한 뒤 다양한 데이터를 전송해 왔다. 라디는 2013년 발사된 뒤 주어진 임무를 모두 마치고 지난해 4월 달 표면과 충돌했다. NASA 연구진은 약 6개월 간의 미션 기간동안 라디와 LDEX가 보내온 데이터를 분석해 달 표면에 영구적인 먼지 띠가 존재한다는 사실을 밝혀냈다. 한편 이번 발견은 네이쳐지 최신호에 실릴 예정이다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지구 대기권에 떠서 태양풍을 바람 삼아 유유히 '항해' 하던 우주 돛단배가 결국 장렬히 '전사'했다. 최근 미국의 비영리단체 행성협회(Planetary Society)는 "지난 14일(이하 현지시간) 우주 돛단배 '라이트세일'이 성공적으로 임무를 마치고 지구 대기에서 연소됐다"고 밝혔다. 행성협회가 앞장서 우주에 띄운 라이트세일(LightSail)은 태양풍(태양으로부터 끊임없이 방출되는 플라즈마의 흐름)을 에너지 삼아 항해하는 우주 돛단배다. 전기 절연 재료인 마일라(mylar)로 제작된 라이트세일은 32㎡의 큰 돛을 달고있으며 태양풍을 사용하는 덕에 따로 연료가 필요없어 심우주 탐사에 유리하다. 이 아이디어는 40년 전 유명 천문학자 칼 세이건(1934∼1996)이 내놓았다. 우주 다큐멘터리 ‘코스모스’의 진행자로 명성을 떨친 그는 한 TV 토크쇼에 출연해 태양풍 만을 에너지 삼아 우주를 항해하는 우주선 제작 구상을 밝힌 바 있다. 라이트세일은 지난달 20일 플로리다주(州) 케이프커내버럴 공군기지에서 미 항공우주국(NASA)의 로켓 ‘아틀라스 5호’에 실려 대기권 상층부에 도달했다. 이어 8일 간 통신이 두절되는 우여곡절을 겪었으나 돛이 제대로 작동하는지, 기체가 자세를 잘 유지하는지 등의 테스트를 성공적으로 마쳤다. 행성협회 빌 나이(58) 회장은 "임무를 성공적으로 마친 라이트세일이 계획대로 하강하면서 작별을 고했다" 면서 "이번 테스트 결과를 바탕으로 내년에는 실제로 우주로 나아가는 ‘라이트세일-B’를 발사할 예정" 이라고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구 대기권에 떠서 태양풍을 바람 삼아 유유히 '항해' 하던 우주 돛단배가 결국 장렬히 '전사'했다. 최근 미국의 비영리단체 행성협회(Planetary Society)는 "지난 14일(이하 현지시간) 우주 돛단배 '라이트세일'이 성공적으로 임무를 마치고 지구 대기에서 연소됐다"고 밝혔다. 행성협회가 앞장서 우주에 띄운 라이트세일(LightSail)은 태양풍(태양으로부터 끊임없이 방출되는 플라즈마의 흐름)을 에너지 삼아 항해하는 우주 돛단배다. 전기 절연 재료인 마일라(mylar)로 제작된 라이트세일은 32㎡의 큰 돛을 달고있으며 태양풍을 사용하는 덕에 따로 연료가 필요없어 심우주 탐사에 유리하다. 이 아이디어는 40년 전 유명 천문학자 칼 세이건(1934∼1996)이 내놓았다. 우주 다큐멘터리 ‘코스모스’의 진행자로 명성을 떨친 그는 한 TV 토크쇼에 출연해 태양풍 만을 에너지 삼아 우주를 항해하는 우주선 제작 구상을 밝힌 바 있다. 라이트세일은 지난달 20일 플로리다주(州) 케이프커내버럴 공군기지에서 미 항공우주국(NASA)의 로켓 ‘아틀라스 5호’에 실려 대기권 상층부에 도달했다. 이어 8일 간 통신이 두절되는 우여곡절을 겪었으나 돛이 제대로 작동하는지, 기체가 자세를 잘 유지하는지 등의 테스트를 성공적으로 마쳤다. 행성협회 빌 나이(58) 회장은 "임무를 성공적으로 마친 라이트세일이 계획대로 하강하면서 작별을 고했다" 면서 "이번 테스트 결과를 바탕으로 내년에는 실제로 우주로 나아가는 ‘라이트세일-B’를 발사할 예정" 이라고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

칠레에 있는 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)으로 약 200광년 저편의 별 ‘고물자리 L2’(L2 Puppis)의 모습이 상세하게 포착됐다. 고물자리 L2는 지구에서 가까운 적색거성으로 일생의 마지막을 맞이하고 있는 늙은 별이다. 천문학자들은 VLT에 장착된 ‘분광편광계에 의한 고대비 외계행성 연구’(SPHERE)라는 장비의 ‘취리히이미징편광계’(ZIMPOL) 모드로 ‘대기의 요동’이라는 영향을 크게 줄이는 ‘극도의 적응 광학’을 사용한 가시광선 관측을 시행했다. 이는 허블 우주망원경보다 3배 이상 선명한 이미지로 최고의 해상도를 얻을 수 있다. 덕분에 밝은 광원 근처에 있는 희미한 천체와 그 구조를 자세히 볼 수 있게 됐고 고물자리 L2 별을 둘러싼 원반 모양의 먼지가 놀라울 정도로 자세히 찍혔다. 이 먼지 원반은 중심 별에서 약 9억 km 거리에서 시작되는 데 이는 태양에서 목성까지의 거리보다 약간 먼 정도다. 원반은 바깥쪽으로 불타오르면서 중심 별을 둘러싼 깔대기 모양의 대칭적인 구조가 만들어지고 있는 것도 확인됐다. 연구팀은 또 고물자리 L2 별에서 약 3억 km(태양과 지구 사이 거리의 약 2배)의 거리에 또 다른 천체를 관측했다. 이는 고물자리 L2 별보다 조금 가벼운 적색거성으로 짝별로 여겨지고 있다. 천천히 별의 일생을 마치면서 어마어마한 양의 먼지에 둘러싸여 있고 여기에 동반된 짝별 있다는 것은 양극성 성운의 조건을 갖추고 있는 것을 의미한다. 우주에 떠 있는 고치 같은 먼지에서, 원반 위아래 방향으로 원뿔 구조가 관측된 것으로 보아 날개짓을 하는 나비 성운이 탄생할 가능성이 높다. 한편 이번 관측결과는 ‘천문학 & 천체 물리학 저널’(the journal Astronomy & Astrophysics) 최신호에 게재됐다. 사진=ESO/P. Kervella(위), ESO/IAU/Sky & Telescope 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

이번 주 팔라스가 ‘충’에 도달 태양계에서 두 번째로 큰 소행성 팔라스(Pallas)를 이번 주에 볼 수 있다. 팔라스가 작은 쌍안경만 있으면 볼 수 있는 위치와 밝기인 태양의 정반대 쪽인 ‘충’(衝)의 자리에 왔기 때문이다. 팔라스는 ‘올베르스의 역설’로 유명한 천문학자 하인리히 올베르스가 1802년 발견한 소행성 2번이다. 지름 608㎞로 소행성 중 두 번째 크기이며, 공전주기 4.6년, 궤도의 긴 반지름 2.8AU(천문단위)이다. 이 팔라스의 발견으로 소행성이 1개가 아님을 알게 되었으며, 그 후 수천 개의 소행성이 발견되었다. 11일 팔라스가 충의 자리에 온 위치는 헤르쿨레스자리에서 네 번째로 밝은 4등성 람다 별 근처이다. 팔라스는 일주일에 1도(보름달 크기의 2배)씩 서진하고 있는데, 앞으로 3주 후면 헤르쿨레스자리의 델타 별인 3등성 사린에 근접한다. 충에 달한 이후 팔레스의 밝기는 9.4등급이다. 이때는 쌍안경으로 봐도 팔라스의 뚜렷한 자태를 감상할 수 있다. 지구로부터의 거리는 약 2.4AU, 3억 6천만km 정도 되는데, 1AU는 태양-지구 간 거리인 1.5억km이다. 소행성들이 최초로 발견되기 시작한 것은 19세기 초로, 1801년에서 1806년까지 6년 동안 팔라스를 포함하여 4개의 소행성이 처음으로 발견되었다. 그 후 38년간 잠잠하다가 1845년에 이르자 20년간 수십 개의 소행성이 무더기로 발견되었다. 나중에 사진술이 발명되자 소행성 발견의 숫자는 기하급수적으로 늘어나 1923년에는 1000번째 소행성이 발견되었으며, 2013년 1월 30일 기준 35만 3926개의 소행성에 공식적으로 숫자가 부여되었다. 소행성 발견 초창기에 천문학자들은 소행성을 작은 행성이라고 생각했지만, 무더기로 발견되기 시작하자 이들을 위한 특별 범주를 만들어 ‘소행성’(asteroids)이라는 이름을 붙여주었다. 이 말은 ‘항성과 닮은’이라는 뜻이다. 대부분의 소행성은 암석으로 이루어져 있으며, 화성과 목성 사이에 있는 소행성대에서 태양 궤도를 돌고 있다. 이 소행성대에 수많은 소행성이 모여 있지만, 영화나 게임 화면에서 보듯이 그렇게 복작대고 있는 것은 아니다. 대부분 공간은 텅 비어 있으며, 한 소행성 위에서 가장 가까운 소행성을 보려 해도 쌍안경이 필요할 정도로 뚝 떨어져 있다. 따라서 두 소행성이 충돌할 확률은 거의 영(0)에 가깝다. 최초로 발견된 소행성 세레스는 지름 952km로 명왕성, 에리스와 함께 왜소행성으로 재분류되었다. 팔라스와 베스타는 크기가 거의 비슷해, 각각 524km, 512km이다. 지름이 10m 이하인 것은 '유성체'라고 한다. 소행성에 대한 인류의 탐사 노력도 꾸준히 계속되어, 미국의 니어 슈메이커호(號)는 253 마틸다 소행성에 접근한 데 이어, 2001년에는 433 에로스 소행성에 착륙하는 데 성공했으며, 2005년에는 일본의 하야부사 탐사선이 이토카와 소행성에 착륙하여 표본을 수집하기도 했다. 소행성을 관측하려면 쌍안경이 필요하다. 쌍안경으로 보면 희미한 별처럼 보이지만, 밝은 별들을 배경으로 빠르게 움직이는 것을 확인할 수 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

우주에는 있는 수많은 은하는 충분한 공간이 있어도 서로 모이는 경향이 있다. 예를 들어 우리 은하(은하수)는 50여 개의 은하가 모인 ‘국부 은하군’에 속한다. 이런 은하군이 모이면 은하단이라는 훨씬 더 큰 규모의 천체를 이루며 은하단이 더 많이 모이면 거대한 초은하단을 이룬다. 우리 은하를 둘러싼 3500만 광년 지름의 구(球)형 공간을 ‘로컬 볼륨’(Local Volume)이라고 하는데 여기에는 지금까지 알려진 은하 수백 개가 존재한다. 미국항공우주국(NASA)이 12일(현지시간) 공개한 사진에 찍힌 아름다운 은하는 NASA와 유럽우주국(ESA)이 공동으로 운용하는 허블 우주망원경의 관측 대상으로, 왜소불규칙은하 PGC 18431이다. 이 은하는 비둘기자리 방향으로 약 3100만 광년 떨어져 있어 역시 로컬 볼륨에 속한다. 이 은하는 사진에서 우주를 얼룩지게 한 듯 보이지만, 사실 보이는대로 나타난 것은 아니다. 허블 망원경을 사용한 이런 관측은 은하군은 로컬 볼륨 상에 존재하는 은하단이 어떻게 움직이고 있는지 알아내기 위한 목적을 갖고 있다. 허블의 고해상도 관측 능력은 천문학자들이 중간 정도 거리에 떨어져 있는 은하 속 별들 특히 적색거성 계열 별들을 관측할 수 있도록 한다. 여기서 나온 정보는 은하의 조성은 물론 가장 중요한 정보로 해당 은하까지의 거리를 알아내는 데 사용된다고 한다. 우리는 은하간 거리를 알게 됨으로써 정확한 3D 은하 지도를 그릴 수 있다. 이는 우주의 우리 이웃들을 좀 더 잘 이해하고 관측 시선에서 발생할 수 있는 착시 현상을 제거하기 위한 핵심이 되는 방법이라고 한다. 사진=NASA/ESA/허블 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

물 위에만 돛단배가 다니는 것은 아니다. 지금 이시간 우주에서도 태양 에너지를 '바람' 삼아 돛단배가 '항해' 중이다. 　 지난 9일(이하 현지시간) 미국의 비영리단체 행성협회(Planetary Society)가 '태양광 돛단배' 모습을 사진으로 공개해 관심을 끌고있다. 전기 절연 재료인 마일라(mylar)로 만들어진 이 돛단배의 이름은 ‘라이트 세일’(LightSail). 행성협회가 앞장 서 우주에 띄운 라이트 세일은 지난달 20일 플로리다주(州) 케이프커내버럴 공군기지에서 미 항공우주국(NASA)의 로켓 ‘아틀라스 5호’에 실려 대기권 상층부에 도달했다. 행성협회 CEO 빌 나이(58) 트위터에 공개된 이 사진은 라이트 세일에 장착된 웹캠으로 촬영된 것이다. 32㎡의 큰 돛을 우주에서 활짝 편 라이트 세일은 우주를 바다 삼아, 태양빛을 바람삼아 현재 항해 테스트를 진행 중이다. 행성협회 측은 이번 테스트를 통해 돛이 제대로 작동하는지, 기체가 자세를 잘 유지하는지 등을 연구할 예정이며 이를 통해 내년에는 실제로 우주를 항해하는(나아가는) '라이트세일-B'를 발사한다. 다소 황당한 프로젝트지만 이 아이디어는 40년 전 유명 천문학자 칼 세이건(1934∼1996)이 내놓았다. 우주 다큐멘터리 ‘코스모스’의 진행자로 명성을 떨친 그는 한 TV 토크쇼에 출연해 태양빛 만을 에너지 삼아 우주를 항해하는 우주선 제작 구상을 밝힌 바 있다. 빌 나이 회장은 "우주에서 본 라이트 세일의 완벽한 이미지로 우주 여행의 미래" 라면서 "지난 7일부터 날개를 펼쳐 본격적인 테스트를 시작했다"고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

물 위에만 돛단배가 다니는 것은 아니다. 지금 이시간 우주에서도 태양 에너지를 '바람' 삼아 돛단배가 '항해' 중이다. 　 지난 9일(이하 현지시간) 미국의 비영리단체 행성협회(Planetary Society)가 '태양광 돛단배' 모습을 사진으로 공개해 관심을 끌고있다. 전기 절연 재료인 마일라(mylar)로 만들어진 이 돛단배의 이름은 ‘라이트 세일’(LightSail). 행성협회가 앞장 서 우주에 띄운 라이트 세일은 지난달 20일 플로리다주(州) 케이프커내버럴 공군기지에서 미 항공우주국(NASA)의 로켓 ‘아틀라스 5호’에 실려 대기권 상층부에 도달했다. 행성협회 CEO 빌 나이(58) 트위터에 공개된 이 사진은 라이트 세일에 장착된 웹캠으로 촬영된 것이다. 32㎡의 큰 돛을 우주에서 활짝 편 라이트 세일은 우주를 바다 삼아, 태양빛을 바람삼아 현재 항해 테스트를 진행 중이다. 행성협회 측은 이번 테스트를 통해 돛이 제대로 작동하는지, 기체가 자세를 잘 유지하는지 등을 연구할 예정이며 이를 통해 내년에는 실제로 우주를 항해하는(나아가는) '라이트세일-B'를 발사한다. 다소 황당한 프로젝트지만 이 아이디어는 40년 전 유명 천문학자 칼 세이건(1934∼1996)이 내놓았다. 우주 다큐멘터리 ‘코스모스’의 진행자로 명성을 떨친 그는 한 TV 토크쇼에 출연해 태양빛 만을 에너지 삼아 우주를 항해하는 우주선 제작 구상을 밝힌 바 있다. 빌 나이 회장은 "우주에서 본 라이트 세일의 완벽한 이미지로 우주 여행의 미래" 라면서 "지난 7일부터 날개를 펼쳐 본격적인 테스트를 시작했다"고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난 2006년 행성을 지위를 잃고 '계급'이 강등된 비운의 천체가 있다. 바로 우리 태양계 끝자락에 위치한 '저승신' 명왕성이다. 최근 미국 메릴랜드 대학 연구팀이 명왕성 주위를 도는 달들을 분석한 연구결과를 내놔 관심을 끌고있다. 미 항공우주국(NASA)의 허블우주망원경으로 포착한 이 달들은 길쭉하고 울퉁불퉁한 모양새로 마치 굴러 넘어지는 것처럼 희한하게 움직인다. 그러나 이같은 무질서한 움직임 속에서도 각 위성들이 명왕성 주위를 안정적으로 돈다는 것이 연구팀의 설명. 　　 지금은 ‘134340 플루토’(134340 Pluto) 라는 정식 이름을 가진 명왕성은 총 5개의 달을 가지고 있다. 각각의 이름은 카론(Charon), 케르베로스(Kerberos), 스틱스(Styx), 닉스(Nix), 히드라(Hydra)로 모두 그리스 신화에 나오는 저승과 관련있다. 이중 명왕성의 '물귀신'이 된 위성이 바로 죽은 자를 저승으로 건네준다는 뱃사공 카론이다. 애초 명왕성의 위성이라고 생각됐던 카론이 서로 맞돌고 있는 사실이 확인돼 명왕성이 행성에서 퇴출되는데 결정적인 원인이 됐기 때문이다. 이번 연구에서는 서로 맞돌고 있는 명왕성과 카론의 주위를 각 4개의 위성이 안정적으로 돌고있으며 이중 닉스, 스틱스, 히드라는 사이좋게 궤도 공명(공전하는 천체가 서로에게 규칙적이고 주기적인 중력을 미치는 것)하는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 더글라스 해밀턴 교수는 "공명 덕에 3개의 위성은 서로 충돌하지 않고 예측 가능한 범위 내에서 궤도를 돈다" 면서 "이같은 이유 때문에 작은 크기의 명왕성(우리 달의 3분 2 크기)이 많은 달을 거느릴 수 있는 것"이라고 설명했다. 이어 "명왕성의 위성 중 케르베로스는 숯처럼 어두운 반면 나머지 위성들은 하얀 모래처럼 밝다" 면서 "정확한 원인은 알 수 없지만 운석 충돌의 영향일 수 있다"고 덧붙였다.　 한편 1930년 처음 발견된 이후 태양계의 9번째 행성이었던 명왕성은 지난 2006년 왜소행성(dwarf planet)으로 격하됐다. 그 이유는 지난 2006년 국제천문연맹(IAU)이 행성 분류 정의를 변경했기 때문인데 크게 3가지 조건이 필요하다. 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. 그러나 명왕성을 발견하고 탐사선 뉴호라이즌스까지 보낸 미국 천문학자들은 지금도 이에 반발하고 있으며 이후 툭하면 명왕성의 복권을 주장하고 있다. 지난 2006년 1월 발사된 뉴호라이즌스는 오는 7월 아직까지 알려진 것이 거의 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

-서기 14000년 왕좌 차지한 '직녀성 베가' 지구의 세차운동을 찍은 놀라운 사진이 1일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴에 발표되어 화제가 되고 있다. 이 사진을 제작한 천체사진 작가 미구엘 클라로는 스페이스닷컴에 보낸 이메일에서 직녀성 베가를 '북극성'으로 한 별들의 일주사진 촬영기법을 개발했다고 밝혔다. '세차운동'은 회전하고 있는 강체에 돌림힘 작용할 때, 회전하는 물체가 이리저리 흔들리는 현상을 말한다. 팽이를 돌릴 때, 회전 속도가 줄면서 팽이의 축을 중심으로 한 팽이의 회전이 아닌 축 자체가 팽그르르 도는 것과 같은 현상이다. ​ 지구의 세차운동은 공전궤도면에 대해 23.4도 기울어진 지구 자전축의 꼭지각이 일으키는 원추운동을 말한다. 일명 끄뜩질이라고도 하는데, 타원체인 지구의 부풀어 있는 적도 부분에 작용한 달과 태양의 힘이 가장 큰 원인이다. 이 운동으로 인해 춘분점이 황도를 따라 1년에 50.3"(초)씩 서쪽으로 이동하여 2만 5800년 주기를 갖게 된다. 기지구의 세차운동은 기원전 125년경 고대 그리스의 천문학자 히파르코스가 발견했다. 지구 자전축이 변하는 이 세차에 의하여 춘분점이 변하는 속도는 1년에 약 50.3"(초)이다. 이 때문에 천구북극을 가리키는 '북극성'의 위치도 바뀌어 지금부터 4,600년 전에는 용자리 α 가 북극성이었고, 앞으로 5,600년이 지난 후에는 세페우스자리 α 가, 그리고 1만 2000년 후에는 거문고자리 베가가 북극성이 된다. 하지만 베가는 천구 북극에서 5도 이내로 접근하는 일은 결코 없다고 클라로는 쓰고 있다. 그렇다면 베가가 북극성이 될 때인 서기 1만4,000년의 하늘은 어떤 모습일까? 클라로는 자신의 웹사이트 포스트에서 폴라리스와 베가 두 별을 중심으로 한 북반구 별들의 일주사진(위)을 보여주며 설명하는 한편, 동영상 클립 공유 사이트인 비메오(video of the skywatching feat on Vimeo)에도 동영상을 올려놓고 있다. 동영상 주소= https://vimeo.com/126868949 이광식 통신원 joand999@naver.com　

다른 어떤 은하나 별보다 먼 ‘은하간 공간’의 어두운 텅 빈 공간에서 떠돌고 있는 세 초신성이 폭발하는 모습이 포착됐다. 서로 다른 위치에서 단독 생활을 하던 세 별은 초신성 폭발을 일으켰다. 주위 행성은 폭발로 사라지기 전 별이 거의 없는 하늘을 갖고 있었을 것이다. 또 수천 별이 좁은 공간에 밀집한 구상 성단으로 추정되는 곳에서 초신성이 처음으로 발견됐다. UC버클리 천문학자들은 이런 광경을 허블 우주망원경을 사용해 발견했다. 공개된 사진은 각각 지구로부터 약 10억 광년 떨어진 세 별이 Ia형 초신성으로 폭발하는 과정을 보여줬다. Ia형 초신성은 작은 백색왜성이 너무 많은 물질을 취해 결국 자신의 질량 때문에 폭발할 때 발생한다. 대부분 초신성은 100년에 1개 꼴로 발생하는 별이 수천억 개가 모인 은하 속에서 발견된다. 하지만 이번에 발견된 초신성은 은하간 공간에 홀로 있는 상태에서 폭발한 매우 보기 드문 광경이다. 이런 초신성에 관한 연구는 과학자들에게 얼마나 많은 별이 은하에 속하지 않고 우주를 떠도는지 추정하는데 도움이 될 수 있다. 이 세 별의 가장 가까운 이웃별은 우리 태양에서 가장 가까운 별인 프록시마 센타우리까지의 거리인 4.24광년보다 70배 이상 먼 100광년 정도 떨어져 있다고 한다. 연구를 이끈 멜리사 그레이엄 박사는 “이런 별 주위에 있던 행성은 별이 거의 없는 밤하늘을 갖고 있었을 것”이라고 말했다. 이런 밀도는 우리가 지구에서 볼 수 있는 별의 약 100만 분의 1이다. 그레이엄 박사는 “가장 가깝고 가장 밝은 은하단 은하에서 가끔 희미하게 퍼지는 가스로 채워지므로 실제로는 상당히 어두운 밤하늘이었을 것”이라고 말했다. 또 지구로부터 10억 광년 거리에 있는 또 다른 초신성은 작은 은하나 구상 성단일 수 있는 빨갛고 둥근 영역 안에 있는 것으로 나타났다. 이 경우는 100만 개 미만 별이 밀집한 작은 구상 성단 안에서 처음 발견되는 초신성이 될 것이라고 한다. 대부분 별과 초신성은 은하 내부에 있지만, 거대한 성단의 일부인 은하는 가진 별의 15%가 거대한 중력의 작용으로 움직일 수 있다. 이때 고립된 별은 성단과의 중력 결합을 유지하고 따라서 은하간 공간을 떠돌며 나머지 삶을 보낼 운명인 것이다. 한번 고립된 이런 별은 초신성으로 폭발하지 않는 한 너무 희미해 잘 보이지 않는다. 따라서 연구팀은 이런 보이지 않는 별의 수를 결정하기 위해 홀로 생활하는 초신성을 찾고 있다. 이런 정보는 우주에서 대규모로 나타나는 이런 현상이 어떻게 일어나는지 단서를 제공할 수 있다. 이번 연구성과는 국제 학술지 ‘천체물리학 저널’(Astrophysical Journal)에 실릴 예정이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난 2006년 행성을 지위를 잃고 '계급'이 강등된 비운의 천체가 있다. 바로 우리 태양계 끝자락에 위치한 '저승신' 명왕성이다. 최근 미국 메릴랜드 대학 연구팀이 명왕성 주위를 도는 달들을 분석한 연구결과를 내놔 관심을 끌고있다. 미 항공우주국(NASA)의 허블우주망원경으로 포착한 이 달들은 길쭉하고 울퉁불퉁한 모양새로 마치 굴러 넘어지는 것처럼 희한하게 움직인다. 그러나 이같은 무질서한 움직임 속에서도 각 위성들이 명왕성 주위를 안정적으로 돈다는 것이 연구팀의 설명. 　　 지금은 ‘134340 플루토’(134340 Pluto) 라는 정식 이름을 가진 명왕성은 총 5개의 달을 가지고 있다. 각각의 이름은 카론(Charon), 케르베로스(Kerberos), 스틱스(Styx), 닉스(Nix), 히드라(Hydra)로 모두 그리스 신화에 나오는 저승과 관련있다. 이중 명왕성의 '물귀신'이 된 위성이 바로 죽은 자를 저승으로 건네준다는 뱃사공 카론이다. 애초 명왕성의 위성이라고 생각됐던 카론이 서로 맞돌고 있는 사실이 확인돼 명왕성이 행성에서 퇴출되는데 결정적인 원인이 됐기 때문이다. 이번 연구에서는 서로 맞돌고 있는 명왕성과 카론의 주위를 각 4개의 위성이 안정적으로 돌고있으며 이중 닉스, 스틱스, 히드라는 사이좋게 궤도 공명(공전하는 천체가 서로에게 규칙적이고 주기적인 중력을 미치는 것)하는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 더글라스 해밀턴 교수는 "공명 덕에 3개의 위성은 서로 충돌하지 않고 예측 가능한 범위 내에서 궤도를 돈다" 면서 "이같은 이유 때문에 작은 크기의 명왕성(우리 달의 3분 2 크기)이 많은 달을 거느릴 수 있는 것"이라고 설명했다. 이어 "명왕성의 위성 중 케르베로스는 숯처럼 어두운 반면 나머지 위성들은 하얀 모래처럼 밝다" 면서 "정확한 원인은 알 수 없지만 운석 충돌의 영향일 수 있다"고 덧붙였다.　 한편 1930년 처음 발견된 이후 태양계의 9번째 행성이었던 명왕성은 지난 2006년 왜소행성(dwarf planet)으로 격하됐다. 그 이유는 지난 2006년 국제천문연맹(IAU)이 행성 분류 정의를 변경했기 때문인데 크게 3가지 조건이 필요하다. 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. 그러나 명왕성을 발견하고 탐사선 뉴호라이즌스까지 보낸 미국 천문학자들은 지금도 이에 반발하고 있으며 이후 툭하면 명왕성의 복권을 주장하고 있다. 지난 2006년 1월 발사된 뉴호라이즌스는 오는 7월 아직까지 알려진 것이 거의 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

지구의 세차운동을 찍은 놀라운 사진이 1일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴에 발표되어 화제가 되고 있다. 이 사진을 제작한 천체사진 작가 미구엘 클라로는 스페이스닷컴에 보낸 이메일에서 직녀성 베가를 '북극성'으로 한 별들의 일주사진 촬영기법을 개발했다고 밝혔다. '세차운동'은 회전하고 있는 강체에 돌림힘 작용할 때, 회전하는 물체가 이리저리 흔들리는 현상을 말한다. 팽이를 돌릴 때, 회전 속도가 줄면서 팽이의 축을 중심으로 한 팽이의 회전이 아닌 축 자체가 팽그르르 도는 것과 같은 현상이다. ​ 지구의 세차운동은 공전궤도면에 대해 23.4도 기울어진 지구 자전축의 꼭지각이 일으키는 원추운동을 말한다. 일명 끄뜩질이라고도 하는데, 타원체인 지구의 부풀어 있는 적도 부분에 작용한 달과 태양의 힘이 가장 큰 원인이다. 이 운동으로 인해 춘분점이 황도를 따라 1년에 50.3"(초)씩 서쪽으로 이동하여 2만 5800년 주기를 갖게 된다. 기지구의 세차운동은 기원전 125년경 고대 그리스의 천문학자 히파르코스가 발견했다. 지구 자전축이 변하는 이 세차에 의하여 춘분점이 변하는 속도는 1년에 약 50.3"(초)이다. 이 때문에 천구북극을 가리키는 '북극성'의 위치도 바뀌어 지금부터 4,600년 전에는 용자리 α 가 북극성이었고, 앞으로 5,600년이 지난 후에는 세페우스자리 α 가, 그리고 1만 2000년 후에는 거문고자리 베가가 북극성이 된다. 하지만 베가는 천구 북극에서 5도 이내로 접근하는 일은 결코 없다고 클라로는 쓰고 있다. 그렇다면 베가가 북극성이 될 때인 서기 1만4,000년의 하늘은 어떤 모습일까? 클라로는 자신의 웹사이트 포스트에서 폴라리스와 베가 두 별을 중심으로 한 북반구 별들의 일주사진(위)을 보여주며 설명하는 한편, 동영상 클립 공유 사이트인 비메오(video of the skywatching feat on Vimeo)에도 동영상을 올려놓고 있다. 동영상 주소= https://vimeo.com/126868949 이광식 통신원 joand999@naver.com　

칼 세이건의 꿈이 물거품이 될 뻔했다. 지난달 멋지게 우주로 발사된 ‘태양광 돛단배’가 일주일 이상 통신두절 상태였던 것이 뒤늦게 밝혀졌다. ‘태양광 돛단배’ 혹은 ‘솔라 세일’로 불리는 우주 요트 ‘라이트세일’(LightSail-A)은 5월 20일(이하 현지시간) 미 플로리다주(州) 케이프커내버럴 공군기지에서 미국항공우주국(NASA)의 로켓 ‘아틀라스 5호’에 실려 대기권 상층부에 도달했었다. 순조롭게 작동했던 라이트세일은 ‘항해’ 이틀 만인 22일 지상 관제센터와 교신이 되지 않는 문제가 발생했다. 시스템 소프트웨어의 결함으로 늘어난 로그가 메모리를 압박한 것. 이후 8일이 지난 30일에서야 가까스로 라이트세일과의 통신에 성공했다고 운영단체인 ‘행성협회’가 밝혔다. 현재는 문제를 일으킨 시스템 소프트웨어를 업데이트하고 라이트세일의 핵심인 ‘태양광 돛’을 가동하기 위한 준비 단계에 있다. 라이트세일이 교신 불능에 빠진 원인은 시스템에 의해 방출되는 신호의 전송 로그가 32MB를 넘을 때까지 늘어나 처리 속도가 현저하게 떨어졌던 것. 로그의 비대화는 이미 알려진 문제점이었는데, 발사 전까지 해결되지 않았던 것으로 보인다. 이런 버그는 지상에서 수 차례 전송한 시스템 재시작 명령으로도 좀처럼 실행되지 않아 라이트세일은 실질적으로 교신 불능 상태에 빠졌던 것이다. 시스템이 정지 상태가 되면 재시작 명령을 보내도 응답을 기대할 수 없다고 한다. 그렇다고 기술자가 대기권 상층부에 있는 라이트세일까지 날아가 전원 버튼을 누를 수도 없다. 당시 행성협회는 라이트세일의 시스템이 스스로 재가동하는 것을 바랄 수밖에 없었다. 그리고 통신두절 8일째인 5월 30일 가까스로 라이트세일과의 통신 재개에 성공한 것이다. 라이트세일의 시스템이 어떻게 재시작됐는지 현재로선 알 수 없다. 다만 중요한 점은 통신 가능 상태를 유지하는 것. 이번 프로젝트에 협력하고 있는 미 조지아공대는 시스템의 업데이트 패치를 준비하면서 로그 재설정을 위한 빠른 수동 재부팅을 계획하고 있다. 행성협회는 본래 목적인 태양광 돛의 전개를 가능한 한 빨리 실행할 수 있도록 준비하고 있다. 발사 당시 크기가 불과 가로 10cm, 세로 30cm, 높이 10cm의 라이트세일이 탑재한 태양광 돛을 가동하면 그 면적은 약 32㎡ 크기로 펼쳐지게 될 것이다. 참고로 이런 통신두절 사고는 인공위성 등에서도 일어난다. 탑재된 컴퓨터가 가끔 우주선에 비친 태양광에 의해 메모리나 회로의 전하량이 흐트러져 시스템이 갑자기 재부팅되는 것. 이는 지상에서도 일어날 수 있는 현상으로, 예를 들어 네트워크 장비 등에 메모리 패리티 에러(Memory Parity Error)라는 기록이 남으며 실제로 재부팅하는 경우가 있다. 한편 라이트세일의 이번 임무는 태양광 돛의 전개와 자세제어 시스템 테스트가 목적이다. 실제로 태양광 돛을 사용해 추진을 확인하는 항행 테스트는 오는 2016년 발사하는 라이트세일(LightSail-B)의 임무를 통해 이뤄진다. 이 임무를 위해 행성협회는 현재 크라우드펀딩 사이트인 킥스타터를 통해 자금을 모으는 캠페인을 하고 있다. 날짜는 아직 20여 일이 남아 있지만, 최종 목표액인 100만 달러에 거의 근접한 상황이다. 비영리단체인 행성협회는 TV 프로그램 ‘코스모스’로 유명한 천문학자 칼 세이건(1934년 11월~1996년 12월)이 1980년 주도해 설립했다. 그는 생전 유명 TV 쇼인 투나잇 쇼에 출연해 미래 우주여행에서 혁신을 불러일으킬 ‘태양광 돛단배’를 대중에게 소개해 이목을 끌었다. 사진=행성협회(https://youtu.be/bI_FH_2Cqr8) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

천문학자들이 미국항공우주국(NASA)의 허블 우주망원경을 사용해 빠르게 늙어가는 거대 별에 관한 새롭고 놀라운 단서를 발견해냈다. 이는 우리 은하에서는 발견된 적이 없다. 천문학자들은 이 별이 너무 이상하다고 여겨 공식 명칭인 ‘NaSt1’을 빗대 ‘네스티원’(Nasty 1, 첫번째 못된 것의 의미)이라는 별칭으로 부르고 있다. 네스티원은 초거대 별들의 진화에서도 극히 짧은 진화 단계를 갖는 대표 별로 여겨진다. 수십 년 전, 처음 발견된 네스티원은 우리 태양보다 훨씬 무거운 질량을 갖고 있으면서 빠르게 진화하는 볼프레이에(Wolf-Rayet, WR) 별로 식별됐다. WR 별은 수소로 가득 채워져 있는 외각 껍질층을 빠르게 잃고 헬륨이 타오르고 있는 극도로 밝은 초고온의 핵을 드러낸다. 반면 네스티원은 이런 전형적인 WR 별과는 다른 모습을 보여줬다고 천문학자들은 말한다. ■ 거대한 가스 원반 과학자들은 허블 망원경을 이용해 별의 반대 방향으로 흘러들어가는 두 개의 가스 구체를 볼 수 있을 것으로 기대했었다. 그 모습은 아마 WR 별의 후보인 용골자리 에타별(에타 카리네, Eta Carinae)에서 뿜어져 나오는 가스와 유사할 것으로 예측됐다. 하지만 허블에 나타난 네스티원은 팬케이크 모양의 가스 원반을 둘러싸고 있었다. 가스 원반의 너비는 약 3조2000억km에 달하며, 아마 새로 생성된 WR 별의 외곽 가스를 집어삼키고 있는 눈에 보이지 않는 동반성 때문에 형성된 것으로 예측된다. 현재 측정치에 의하면 이 두 별을 둘러싸고 있는 구름의 나이는 고작 수천 년 정도 수준으로, 지구로부터의 거리는 3000광년 밖에 되지 않는다. 연구를 이끈 존 마우어핸(UC버클리)은 “이 원반 구조가 쌍성 간의 상호작용으로 WR 별이 생성되고 있는 증거일 수 있으므로 이를 봤을 때는 정말 놀랐다”면서 “이런 예는 이 과정 자체가 너무 짧은 기간에 일어나 우리 은하에서 정말 보기 어렵다”고 말했다. 이어 “아마 그 시간은 10만 년 정도 수준에 지나지 않을 것인데 이런 시간 규모에서도 원반을 발견할 시기는 고작 1만 년 정도에 지나지 않을 것”이라고 덧붙였다. 연구팀이 제안한 시나리오에서 거대 별은 빠르게 진화하고 수소 연료가 떨어지기 시작할 때 몸집이 부풀어 오른다. 외층을 둘러싸고 있는 수소 껍질은 점점 더 느슨하게 풀리고 근처에 있는 동반성의 중력에도 쉽게 벗겨져 나갈 수 있는 상태가 된다. 그 과정에서 더 밀도높게 뭉쳐있는 동반성이 질량을 얻게 되고, 원래 무거운 질량을 가지고 있었던 주성은 수소 껍질을 잃게 되면서 헬륨 핵이 노출돼 WR 별이 되고 만다는 것이다. 또 다른 시나리오는 무거운 별이 자신의 수소층을 대전입자가 가득한 강력한 항성풍과 함께 분출해 형성된다는 것이다. 동반성이 존재하는 쌍성 간의 상호작용에 의한 모델이 천문학자들에게 좀더 매력을 끄는 데 이는 거대 별들의 최소 70%가 동반성을 거느린 쌍성계이기 때문이다. 하나의 별이 직접 질량을 잃는다는 가정은 우리 은하에서 아직 덜 진화한 거대 별들에 관련한 WR 별들의 숫자를 설명하지 못한다. 연구에 참여한 나단 스미스(애리조나대)는 “우리는 전통적인 항성풍 이론으로는 우리가 관측한 모든 WR 별의 형성을 설명하기가 어렵다는 것을 알아냈다”며 “왜냐하면 질량 손실은 우리가 생각했던것처럼 그다지 강력한 작용이 아니기 때문”이라고 설명했다. 이어 “쌍성계에서 질량의 교환은 WR 별이나 이들이 만들어내는 초신성을 설명하는데 있어 필수적인 것처럼 보인다”며 “짧은 생애 주기를 지닌 쌍성들을 발견하는 것은 이런 과정을 이해하는데 도움을 줄 것”이라고 덧붙였다. 하지만 이 거대한 쌍성계에서의 질량이 이동하는 과정이 항상 효율적인 것은 아니다. ■ 쌍성 간의 중력 싸움 한 별로부터 벗겨져나간 일부 물질은 별 간에 일어나는 역동적인 중력 싸움 도중 유실될 수 있으며 이 때문에 주위에는 가스 원반이 형성될 수 있다. 마우어핸은 “바로 그것이 바로 네스티원에서 발생하고 있는 사건이라고 생각한다”며 “WR 별이 숨겨져 있는 성운은 이런 물질 전달 과정으로 생성된 것”이라고 말했다. 이어 “바로 이런 별들 사이에 만연한 ‘항성 포식’(stellar cannibalism)이 그 이름에 걸맞는 네스티원을 만든 것”이라고 덧붙였다. 네스티원의 공식 명칭인 NaSt1은 1963년 이 별을 각각 처음으로 발견해 논문을 제출한 두 명의 천문학자인 제이슨 나소우(Jason Nassau)와 찰스 스페픈슨(Stephenson)의 머릿글자를 따서 만들어졌다. ■ 연구 과정 네스티원의 관측은 쉽지 않은 일이었다. 이 쌍성계는 너무나 두꺼운 가스와 먼지속에 갇혀있으며 이 먼지와 가스들은 허블 망원경의 시야도 가리고 있다. 연구팀은 각 별의 질량과 서로 떨어져 있는 거리, 그리고 동반성으로 흘러들어간 물질의 양 따위를 측정할 수 없었다. 따라서 네스티원에 관한 이전 관측자료가 가스 원반에 관한 정보를 제공했다. 예를 들어 가스 원반의 물질은 외부 성운에서 시속 3만 5,200km의 속도로 움직이고 있는데 이는 다른 비슷한 별들보다 느린 속도이다. 이처럼 상대적으로 느린 속도는 시속 수십만 km의 속도로 움직이는 가스가 존재하는 용골자리 예타별의 폭발적인 분출보다는 훨씬 덜 파괴적인 사건에 의해 물질들이 분출되고 있음을 알려주는 것이다. 또한 네스티원은 물질을 산발적으로 분출할 수도 있다. 적외선을 이용한 이전 연구는 중심에 있는 별들에서 매우 가깝게 붙어있는 뜨거운 먼지덩어리를 관측한 바 있다. 연구팀이 칠레 라스캄파나스 천문대(LCO)의 마젤란 망원경을 이용한 최근 관측은 중심 별들로부터 발생한 빛들이 간접적으로 산란되면서 식별된 것으로 보이는, 이전 연구보다 비교적 차가우면서 거대한 먼지 덩어리를 발견했다. 이런 따뜻한 먼지가 존재한다는 것은 이들이 아마도 분출과정을 통해 최근에 두 개 별 폭풍으로부터 쏟아져나온 화확적으로 풍부한 조성을 가진 물질이 서로 다른 방향으로 충돌하고 뒤섞이며 밀쳐 나가면서 식는 과정을 통해 형성됐을 것이라는 것을 암시한다. 항성풍의 강도나 동반성이 주성의 수소 껍질을 빼앗아오는 비율의 산발적인 변화는 가스 원반의 최외곽부에서 관측되는 덩어리 구조나 간극을 설명해줄 수 있을른지도 모른다. 각 별에서 초음속의 항성풍을 측정하기 위해 천문학자들은 찬드라 X선망원경도 사용했다. ■ 결과... 그리고 예측 그 결과, 구름에서 맹렬하게 이글거리는 플라즈마가 관측됐는데 이는 두 별로부터 쏟아져나오는 폭풍이 충돌하면서 X선에서 빛을 내는 고에너지 충격파를 양산해내고 있음을 의미하는 것이다. 이런 결과는 천문학자들이 다른 WR 별들로부터 발견하는 현상과 일치하는 것이었다. 혼란스러운 물질 전달 과정이 WR 별이 모든 물질을 소진할 때까지 계속될 것이다. 결국, 가스 원반 상의 먼지는 모두 뿔뿔이 사라져버릴 것이고 쌍성계만을 선명하게 볼 수 있게 될 것이다. 마우어핸은 “이 별이 어떤 진화의 과정을 겪게 될지는 불확실하지만, 그 과정이 지루하지 않을 것이라는 것은 확실하다”면서 “네스티원은 또 하나의 용골자리 에타별과 같은 별로서 진화해 갈 수 있을 것”이라고 말했다. 또 “이런 변화의 여정에서 질량을 획득한 동반성은 거대한 폭발을 경험할 수 있을 것”이라면서 “왜냐하면 새로 형성된 WR 별로부터 획득한 물질과 연관된 몇몇 불안정성이 있기 때문”이라고 말했다. 이어 “아니면 WR 별 자체가 초신성으로 폭발할 수도 있다”면서 “항성 간 충돌은 이 별들의 공전궤도에 관한 변화 양상을 봤을 때 또 하나의 가능성 있는 결과다”고 덧붙였다. 한편 이번 연구성과는 ‘영국왕립천문학회월간보고’(MNRAS) 최근호(5월 21일자) 개재됐다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr