미 항공우주국(NASA)이 놀라운 미스터리 은하의 영상을 공개했다. 과학자들은 어쩌면 SF영화에나 나올 법한 모습의 이 은하가 우주의 형성에 관한 비밀을 알려줄지도 모른다고 기대하고 있다. 'IC 335'로 불리는 이 렌즈형 은하는 새로운 NASA/ESA 허블 우주 망원경이 6000만 광년 거리의 심우주에서 잡아낸 것으로, 화학로자리에 있는 3개의 다른 은하들이 포함된 은하단의 일원이다. 은하의 형태 분류에 따르면, 렌즈형 은하는 타원은하와 나선은하의 중간형에 속한다. 나선은하와 같이 원반을 갖고 있는 점은 공통적이지만, 렌즈형 은하는 이미 성간물질을 많이 잃어버려 별은 거의 형성되지 않는다. 따라서 타원은하처럼 주로 나이 많은 별들로 이루어져 있다. 렌즈형 은하는 나선팔이 거의 발달하지 않아 IC 335처럼 시선방향에 나란히 놓여 가장자리만 보일 때는 종종 타원은하로 오인되기도 한다. 사진에서 보이듯이 IC 335 원반은 지구에서 시선방향으로 나란히 위치하는 바람에 가장자리만 보인다. 그래서 이것이 어떤 은하 형태를 가진 건인지 알고 싶어하는 천문학자들을 곤혹스럽게 하는 것이다. 은하의 특성을 결정짓는 나선팔이나 중심을 가로지르는 막대는 은하를 정면으로 보았을 때 드러나는 특징이다. 렌즈형 은하는 원반과 팽대부가 얇다는 점에서는 나선은하와 같지만, 전형적인 나선은하와는 반대로 성간물질들을 거의 소진한 은하이기 때문에 별들을 생산할 능력이 거의 없는 은하다. 어쩌다가 새로운 별들이 태어나기는 하지만, 그 형성 비율이 아주 낮은 편이다. 따라서 전반적으로 렌즈형 은하들은 늙은 별들로 이루어져 있으며, 별들의 수도 타원형 은하와 비슷하다. 렌즈형 은하는 또 두 형태의 은하와 같은 공통점을 갖고 있는데, 크기와 스펙트럼 형태(분광형태)가 그것들이다. 이는 은하 진화 과정의 초기에 나타나는 특성으로 간주되고 있다. 　어쨌든 타원은하가 비록 지금은 천천히 진화하고 있지만, 과거에는 하나같이 격렬한 은하 충돌을 겪었다는 공통점을 갖고 있다. 이와는 대조적으로, 렌즈형 은하는 다른 은하와는 한번도 상호작용하지 않는 흐릿한 늙은 나선 은하이거나, 또는 과거에 두 나선은하가 충돌하여 하나로 합병된 결과물이다. 하지만 이들 은하의 정확한 성격이나 상호관계는 아직까지 확실히 밝혀지지 않았다. 　사진설명 1=허블 우주망원경이 심우주에서 잡아낸 IC 335 은하. 희귀한 렌즈형 은하다사진설명 2=실꾸리 은하로 불리는 NGC 5866. 용자리에 있는 렌즈형 은하　이광식 통신원 joand999@naver.com　　

400년 전쯤 우리 은하 내 초신성 폭발 이후, 지구에서 가장 가까운 곳에서 폭발한 초신성 1987A의 잔해에서 미지의 방사선이 발견됐다. 이는 초신성 폭발의 흔적에서 생성되는 중성자별일 수 있어 천문학계의 관심이 집중되고 있다. 24일(현지시간) 미국 우주전문 스페이스닷컴에 따르면 국제전파천문학연구센터(ICRAR) 서호주대학(UWA) 연구소 천문학자들이 칠레 ALMA 전파망원경과 호주 ATCA 망원경을 사용해 초신성 1987A 속에서 중성자별(혹은 펄서)로 여겨지는 천체의 흔적을 발견했다. 초신성 1987A(SN 1987A)는 16만 광년 저편에 있는 대마젤란 은하라는 왜소 은하 속 독거미 성운 근처에 있는 초신성 잔해이다. 1987년 2월에 출현한 이 초신성은 광도 2.9등까지 밝아진 뒤 남은 잔해는 지금도 여러 연구의 대상이 되고 있다. 이 연구소(ICRAR UWA) 소속 지오반나 잔나르도 박사가 이끈 연구팀은 이번에 그 잔해 속에서 중성자별일 수도 있는 천체의 흔적을 발견한 것이다. 초신성 잔해는 내부에서 일어나는 다양한 방사선으로 빛을 발하고 있지만, 칠레 아타카마사막에 있는 세계 최대 전파망원경인 ALMA(Atacama Large Millimeter-submillimeter Array)와 호주 뉴사우스웨일스주(州)에 있는 업그레이드 된 ATCA(Australia Telescope Compact Array)를 이용해 원적외선과 전파로 관측하고 잔해 속 먼지가 방출하는 방사선을 제거한 결과, 지금까지 볼 수 없었던 방사선이 남아 있는 것을 확인했다. 이는 중성자별의 강한 자기장으로 주위로 부는 펄서풍 성운일 수도 있다고 연구팀은 설명했다. 즉 28년에 걸친 SN 1987A에 관한 탐사에서 중성자별의 흔적을 처음 발견했다는 것이다.　함께 연구에 참여하고 있는 토비 포터 박사는 전파 관측으로 볼 수 있는 초신성 폭발(SN 1987A)의 비대칭 형태에 관한 풀리지 않은 비밀을 파헤치고 있다. 초신성 폭발이 비대칭 형태로 일어나는 것을 재현하기 위해 주위 가스 조성의 조건을 바꾸는 것으로 펼쳐지는 충격파의 입체 시뮬레이션을 시행한 결과, 충격파의 한쪽이 다른 한쪽보다 빠르게 확산하는 것을 재현하는 데 성공했다는 것이다. 이는 초신성 잔해가 형성되는 구조나 초신성 폭발의 주변 환경에 대해 이해하는 성과를 얻을 수 있다고 한다. 한편 이번 연구성과는 국제학술지 ‘천체물리학 저널(Astrophysical Journal)’ 최근호에 실렸다. 사진=ICRAR, http://vimeo.com/111111756 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리 은하는 크고 작은 50여 개의 은하가 모인 ‘국부 은하군’에 속한다. 잘 알려진 안드로메다 은하 역시 마찬가지다. 러시아와 미국의 천문학자들이 이제 우리 ‘이웃’에 새로운 ‘식구’를 하나 더 추가했다고 영국 왕립천문학협회(RAS)가 22일(현지시간) 발표했다. 러시아과학원(RAS) 산하 특별천체물리학관측소(SAO) 소속 이고르 카라체셰프 교수가 이끈 러시아와 미국의 공동 연구팀이 국부 은하군에 속한 새로운 은하를 허블 우주망원경의 첨단관측카메라(ACS)를 사용해 지난 8월 발견했다. 이 은하는 ‘KKs 3’으로 명명된 왜소타원은하로 지구에서 물뱀자리 방향으로 약 700만 광년 거리에 있으며 그 질량은 우리 은하의 1만분의 1 정도 된다. 왜소타원은하는 가스나 먼지 등의 별 형성 재료가 없으므로 새로운 별이 태어나는 것이 아니라, 어둡고 늙은 별들로만 이뤄져 있다. 그 대부분은 큰 은하 옆에 있어 가스와 먼지 등을 빼앗기고 있지만, 이 은하(KKs 3)는 드물게 고립된 상태로 국부 은하군에서는 1999년 연구팀이 발견한 ‘KKR 25’에 이어 두 번째 목격된 것이다. 이런 소수의 은하는 폭발적으로 별을 만들어 생성 물질을 다 써버렸을 것으로 추정되고 있다. 또한 이 연구에 참여한 SAO 소속 드미트리 마카로프 교수는 “이런 천체를 찾는 것은 허블 우주망원경과 같은 것을 사용한다고 하더라도 힘든 일이지만, 인내심을 갖고 찾아가면서 조금씩 은하계 주변의 모습이 드러나면서 의외로 많은 천체가 존재한다는 것이 밝혀지고 있다”고 말했다. 이어 “아직 발견되지 않은 왜소타원은하가 무수히 존재할 수도 있고 만약 그렇다면 우주의 진화에 관한 기존의 이해를 크게 바꿀 가능성도 있다”고 덧붙였다. 연구팀은 앞으로 제임스 웨브 우주망원경과 유럽 초대형 망원경 등 고성능 망원경의 개발이 완료되면 왜소타원은하 탐사가 수월해져 더 많은 성과를 올릴 수 있을 것이라고 기대하고 있다. 한편 이번 연구성과는 ‘영국 왕립천문학회 월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, MNRAS) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

태양 흑점의 활동이 활발해지면서 강력한 플레어 방출이 잦아지고 있다. 지난 20일 오전 9시 10분쯤(한국시간), 지구 방향의 한 태양 흑점에서 X등급 태양 플레어를 방출했다고 스페이스닷컴이 보도했다. 미국항공우주국(NASA)의 태양활동관측위성(SDO)이 관측한 이번 플레어는 정확히 X1.8등급으로, 이날 오전 9시 20분쯤 호주와 남태평양 일부에 강력한 전파 장애를 유발했다고 미국 해양대기청(NOAA) 산하 우주기상예측센터(SWPC)는 밝혔다. 이는 태양 플레어가 에너지와 엑스선으로 이뤄져 빛의 속도로 8~10분만에 지구에 도달하기 때문. SWPC에 따르면 이번 태양 플레어는 ‘2242 활동영역’(AR 2242)에서 발생한 것으로 지구를 향해 태양풍을 방출했다. 전문가들은 “2242 활동영역은 크고 복잡하며 앞으로도 중간 정도의 전파 장애를 유발할 수 있다”고 예측하고 있다. 이번 태양 플레어는 태양풍 활동 주간의 정점을 찍고 있다. 지난 주 초부터 태양 흑점 AR 2241에서는 M등급 태양 플레어가 두차례나 발생했다. 17일, 18일에 각각 M8.7등급, M6.9등급의 태양 플레어가 일어났다. 태양 플레어가 발생하는 태양 흑점은 강력한 자기장의 활동 영역이다. 태양 플레어 중 가장 강력한 X등급은 지구의 통신장비나 GPS 내비게이션 체계를 교란하고 심지어 우주의 위성이나 우주비행사들을 위협할 수 있다. 또한 이번 플레어 발생으로 코로나질량방출(CME)이 일어났을 것으로 예상되고 있다. CME는 태양 물질로 이뤄진 대형 가스 구름으로 지구까지 도달하는데 1~3일이 걸린다. 우주기상감시 웹사이트 스페이스웨더닷컴의 천문학자 토니 필립스는 이번 X1.8등급 태양 플레어의 발생으로 호주와 남태평양 일대에 고주파 장애가 유발됐다고 밝혔다. 현재 태양은 24번째 순환기에 있으며 태양의 흑점은 약 11년 주기로 증가·감소를 거듭한다. 가장 최근 최대주기는 지난해였지만, 태양은 올해 과거보다 놀라운 활동성을 보이고 있다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

이일하 교수의 생물학 산책/이일하 지음/궁리/384쪽/1만 8000원 과학의 책/애덤 하트데이비스 등 지음/박유진·최윤희 옮김/지식갤러리/352쪽/3만 8000원 우리가 생물학, 물리학, 화학 등 과학을 제대로 이해하지도 못하고, 재미없는 학문으로 여기는 이유는 중고등학교에서 받은 암기식 교육의 영향이 크다. 서울대 생물학과 이일하 교수는 이런 점이 안타까워 일반인, 중고생, 문과생들도 생물학의 기본 개념을 이해할 수 있는 생물학 입문서를 자신의 첫 저서로 내기로 했다. 신간 ‘이일하 교수의 생물학 산책’에서 그는 빅뱅부터 현대까지 이어지는 생명의 역사와 다양한 과학의 전반적인 역사와 원리들도 쉽고 재미있게 이해할 수 있도록 정리했다. 30여 년 동안 공부하고 연구하며 깨달아 온 저자의 생명과학 교육에 대한 노하우를 오롯이 담은 쉽고도, 친절한 책이다. 내용은 생물학에만 국한되지 않는다. 생물학을 좀 더 쉽고 명쾌하게 이해하는 데 필요한 물리학과 화학, 천문학 등 과학 전반의 역사와 원리들을 동원해 생명현상을 설명해 준다. 저자가 서문에서 밝혔듯이 “고 1인 우리 아이에게 생물을 이해시킨다는 관점”으로 눈높이를 낮춰 풀어나갔지만 그 안에는 상당히 높은 수준의 전문적인 내용들이 녹아있다.총 5부로 ‘생명은 흐름이다→생명은 반복한다 →생명은 해독기다→생명은 정보다→생명은 진화한다’는 순서로 풀어간다. 탄소, 수소, 산소, 질소, 인, 황 등 생명체의 기본원소에서 어떻게 생물이 빚어지는지부터 체세포와 생식세포의 생산과 유전법칙, 유전정보의 전사와 해독과정의 원리, 게놈(유전체) 속에 숨겨진 내용, 생명 탄생을 수행하는 보이지 않는 손, 생명의 진화까지를 아우른다. ‘과학의 책’은 일식을 관찰하며 과학적인 연구작업을 최초로 수행한 밀레투스의 탈레스(기원전 624~546)부터 아르키메데스, 뉴턴, 다윈, 아인슈타인을 거쳐 태양계 너머의 행성을 연구하는 천문학자 제프리 마시(1954~)까지 위대한 과학자들이 이룬 위대한 이론과 발견들을 연대기로 정리했다. 짧고 간결한 설명, 얽히고설킨 이론을 풀어서 알려주는 다이어그램, 이해를 돕는 삽화들로 과학에 대한 흥미를 돋운다. 영국의 저명한 과학 저술가들이 대거 참여해 집필한 만큼 군더더기 없이 핵심을 짚어가며 과학자들의 개성 넘치는 생애와 세상을 바꾼 위대한 발견들을 체계적으로 배우고 느낄 수 있다. 함혜리 선임기자 lotus@seoul.co.kr

광활한 우주에서도 충돌 사고는 일어날 수 있다. 별은 물론이고 은하끼리도 서로 충돌할 수 있다는 것은 이미 잘 알려진 사실이다. 그런데 최근 천문학자들은 저 멀리 외계 행성계에서 명왕성만 한 크기의 소행성이 충돌한 흔적을 발견했다. 우리 태양계에서라면 당장에는 일어나기 힘든 일이지만 저 멀리 새롭게 형성되는 행성과 소행성의 모임인 원시행성계원반(protoplanetary disk)에서는 이런 충돌 사고가 자주 발생할 수 있다. 그러나 거리가 워낙 멀리 떨어진 장소에서 일어난 일이라 지금까지 그 증거를 발견하지는 못했는데, 이번에 그 증거가 발견된 것이다. 하버드-스미스소니언 천문학센터(CfA)의 루카 리치를 비롯한 천문학자들은 세계에서 가장 강력한 전파 망원경인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, 알마)를 이용해서 이 드문 현상을 관측하는 데 성공했다. 본래 이들이 HD 107146을 관측한 이유는 우리 태양계의 어린 시절을 연구하기 위해서였다. 시간을 거꾸로 되돌리지 않는 이상 태양계 초기의 모습이 어떠했는지를 직접 관측하기는 불가능하다. 하지만 태양과 비슷한 별이 탄생하는 장소를 망원경으로 관측하면 태양계 초기에 일어났던 일을 재구성할 수 있다. 우리가 사는 태양 역시 우주를 지배하는 일반적인 물리 법칙에 의해 생성된 만큼 과거에 있었던 일이 지금도 반복되기 때문이다. 그런데 ALMA의 데이터를 분석한 과학자들은 매우 흥미로운 사실을 발견했다. 이 별은 태양의 젊었을 때와 매우 흡사한 모습을 하고 있어서 연구 대상으로 선정되었는데, 독특하게도 태양 - 해왕성 거리의 2.5배에 달하는 거리인 모항성에서 130억km 떨어진 지점에 거대한 먼지와 가스의 고리가 존재한다. 그런데 이 고리에서 밀리미터 크기의 먼지의 농도가 갑자기 증가한 것이 천문학자들의 눈길을 끈 것. 이미 천문학자들은 시뮬레이션과 관측 결과를 통해 이 고리에서 명왕성만 한 크기의 천체들이 형성되었다는 것을 추정한 바 있다. 시간이 지나면서 먼지 고리의 입자와 가스들은 중력에 의해 뭉쳐 소행성과 행성으로 성장하게 될 것이다. 그런데 거꾸로 작은 먼지의 숫자가 급증했다는 것은 놀라운 일이다. 이것을 설명할 가장 가능성 높은 이론은 위의 그림처럼 명왕성만큼 큰 천체가 그보다 약간 작은 소행성과 충돌해 산산조각이 났다는 것이다. 그러면 갑자기 작은 입자의 수가 증가한 것을 잘 설명할 수 있다. 마치 자동차가 부딪치면 사고 현장 주변에 작은 파편들이 깔리는 것과 비슷한 이치다. 아마도 이와 같은 일은 아직 성장 중인 원시 행성계 원반에서 드물지 않게 일어날 것이다. 소행성들과 미행성들이 합체되어 점점 더 크게 자라기 위해서는 적당한 각도에서 적당한 크기의 천체들이 적당한 속도로 충돌해야 한다. 큰 천체에 작은 소행성이 충돌하면, 결국 흡수되어 크기가 더 커질 것이다. 하지만 크기가 거의 비슷한 천체들이 전속력으로 충돌한다면 둘 다 파괴될 수밖에 없다. 행성 하나가 탄생하기까지는 아마도 수많은 충돌과 파괴, 합체의 역사가 있었을 것이다. 우리 지구 역시 현재의 모습이 되기 전에 테이아(Theia)라는 화성 크기의 천체와 충돌한 것으로 여겨지고 있다. 이 충돌의 결과로 지구와 달이 탄생했다는 충돌설이 현재 가장 설득력 있게 받아들여지고 있는데, 우주에서의 충돌은 더 큰 창조를 위한 밑거름인 셈이다. 과연 HD 107146에서의 충돌은 미래에 어떤 결과를 낳게 될지 궁금하다. 사진= ⓒ 포토리아 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

올 한해도 여러 인연의 고리들이 새로 엮이기도 하고 소멸되기도 했을 것이다. 아름다운 인연으로 인생의 동반자, 진실한 우정, 사랑스런 혈육을 만나기도 했을 것이고, 마음의 준비도 없이 겪은 여러 형태의 가슴 아픈 이별의 순간도 있었으리라. 여기 별들의 세계에서도 그러한 인연의 고리들이 존재하는 것이 아닐까. 우주에는 태양처럼 단독으로 존재하는 별도 있지만 사실 두 별이 서로의 질량 중심을 공전하는 형태의 쌍성들이 매우 흔하다. 이렇게 두 개, 혹은 그 이상의 별이 서로 같이 공존하는 경우는 대개 같은 장소에서 같이 생성된 경우들이 많다. 마치 운명처럼 말이다. 최근 천문학자들은 세계에서 가장 강력한 전파 망원경인 ALMA(tacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해서 지구에서 460광년 떨어진 아기 별인 L1551 NE를 관측했다. 이 원시별(protostar)은 태양질량의 0.67배 정도인 것과 태양질량의 0.13배 정도 되는 것 두 개가 서로 쌍성계 시스템을 구성하고 있다. 마치 모포로 감싼 아기처럼 이 아기별들은 가스와 먼지에 둘러싸여 있다. 가스가 뭉쳐 새로운 별이 탄생하는 만큼, 새롭게 태어나는 별의 탄생 장소는 안개 같은 짙은 가스가 둘러싸는 것이 보통이다. 따라서 지구에서 관측했을 때, 가시광선 영역에서는 그 정체를 쉽게 파악할 수 없다. 대신 서브 밀리미터 파장에서 관측할 수 있다. 이 파장의 전자기파는 먼지와 가스를 뚫고 나오기 좋기 때문이다. 천문학자 타카쿠와 시게히사(Shigehisa Takakuwa)와 그의 동료들은 ALMA를 이용한 0.9mm 파장 영역의 관측을 통해 두 원시별과 주변의 가스의 모습을 생생하게 포착했다. 그리고 이 결과를 슈퍼컴퓨터인 ATERUI를 통해 분석해서 더 선명하게 주변 모습을 포착했다. 이 이미지는 기존의 서브 밀리미터 관측 이미지보다 1.6배 해상도가 높고 6배 정도 민감도가 높은 것이라고 한다. 그 결과 두 개의 원시별은 145 AU(약 217억km) 떨어진 위치에서 서로를 공전하고 있으며, 그 주변에는 반지름 300 AU(약 450억km)에 달하는 거대한 나선 가스 소용돌이가 형성되어 있었다. 이 가스는 중력에 의해 끌어당겨져 내부에 별로 흡수되는 것으로 보인다고 한다. 아직은 형성 중인 별이지만 시간이 흐르고 나면 완전히 성장해 주변의 가스는 대부분 흡수되거나 흩어져 버릴 것이다. 그 후에는 두 개의 별이 공전하는 모습이 광학 망원경을 통해서도 관측될 수 있다. 앞으로 이 두 별은 100억 년 이상의 시간을 같이 보내게 될 가능성이 높다. 질량이 큰 별도 태양 질량보다 작은 만큼 주변의 가스를 좀 더 흡수한다 해도 100억 년 이상 흘러야 백색 왜성으로 최후를 맞이하게 될 가능성이 높다. 작은 별의 경우 적색 왜성이라는 아주 어둡고 극도로 긴 수명을 가진 별이 될 공산이 크다. 어쨌든 이 두 아기별도 인간처럼 생로병사의 모든 과정을 오랜시간 함께 거친뒤 또다시 우주라는, 자연이라는 거대한 엄마의 품속으로 다시 돌아갈 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com 　

광활한 우주에서도 충돌 사고는 일어날 수 있다. 별은 물론이고 은하끼리도 서로 충돌할 수 있다는 것은 이미 잘 알려진 사실이다. 그런데 최근 천문학자들은 저 멀리 외계 행성계에서 명왕성만 한 크기의 소행성이 충돌한 흔적을 발견했다. 우리 태양계에서라면 당장에는 일어나기 힘든 일이지만 저 멀리 새롭게 형성되는 행성과 소행성의 모임인 원시 행성계 원반 (protoplanetary disk)에서는 이런 충돌 사고가 자주 발생할 수 있다. 그러나 거리가 워낙 멀리 떨어진 장소에서 일어난 일이라 지금까지 그 증거를 발견하지는 못했는데, 이번에 그 증거가 발견된 것이다. 하버드 - 스미스소니언 천문학 센터의 루카 리치(Luca Ricci)를 비롯한 천문학자들은 세계에서 가장 강력한 전파 망원경인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해서 이 드문 현상을 관측하는 데 성공했다. 본래 이들이 HD 107146을 관측한 이유는 우리 태양계의 어린 시절을 연구하기 위해서였다. 시간을 거꾸로 되돌리지 않는 이상 태양계 초기의 모습이 어떠했는지를 직접 관측하기는 불가능하다. 하지만 태양과 비슷한 별이 탄생하는 장소를 망원경으로 관측하면 태양계 초기에 일어났던 일을 재구성할 수 있다. 우리가 사는 태양 역시 우주를 지배하는 일반적인 물리 법칙에 의해 생성된 만큼 과거에 있었던 일이 지금도 반복되기 때문이다. 그런데 ALMA의 데이터를 분석한 과학자들은 매우 흥미로운 사실을 발견했다. 이 별은 태양의 젊었을 때와 매우 흡사한 모습을 하고 있어서 연구 대상으로 선정되었는데, 독특하게도 태양 - 해왕성 거리의 2.5배에 달하는 거리인 모항성에서 130억km 떨어진 지점에 거대한 먼지와 가스의 고리가 존재한다. 그런데 이 고리에서 밀리미터 크기의 먼지의 농도가 갑자기 증가한 것이 천문학자들의 눈길을 끈 것. 이미 천문학자들은 시뮬레이션과 관측 결과를 통해 이 고리에서 명왕성만 한 크기의 천체들이 형성되었다는 것을 추정한 바 있다. 시간이 지나면서 먼지 고리의 입자와 가스들은 중력에 의해 뭉쳐 소행성과 행성으로 성장하게 될 것이다. 그런데 거꾸로 작은 먼지의 숫자가 급증했다는 것은 놀라운 일이다. 이것을 설명할 가장 가능성 높은 이론은 위의 그림처럼 명왕성만큼 큰 천체가 그보다 약간 작은 소행성과 충돌해 산산조각이 났다는 것이다. 그러면 갑자기 작은 입자의 수가 증가한 것을 잘 설명할 수 있다. 마치 자동차가 부딪치면 사고 현장 주변에 작은 파편들이 깔리는 것과 비슷한 이치다. 아마도 이와 같은 일은 아직 성장 중인 원시 행성계 원반에서 드물지 않게 일어날 것이다. 소행성들과 미행성들이 합체되어 점점 더 크게 자라기 위해서는 적당한 각도에서 적당한 크기의 천체들이 적당한 속도로 충돌해야 한다. 큰 천체에 작은 소행성이 충돌하면, 결국 흡수되어 크기가 더 커질 것이다. 하지만 크기가 거의 비슷한 천체들이 전속력으로 충돌한다면 둘 다 파괴될 수밖에 없다. 행성 하나가 탄생하기까지는 아마도 수많은 충돌과 파괴, 합체의 역사가 있었을 것이다. 우리 지구 역시 현재의 모습이 되기 전에 테이아(Theia)라는 화성 크기의 천체와 충돌한 것으로 여겨지고 있다. 이 충돌의 결과로 지구와 달이 탄생했다는 충돌설이 현재 가장 설득력 있게 받아들여지고 있는데, 우주에서의 충돌은 더 큰 창조를 위한 밑거름인 셈이다. 과연 HD 107146에서의 충돌은 미래에 어떤 결과를 낳게 될지 궁금하다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

마치 SF(공상과학) 영화 ‘스타워즈’의 한 장면처럼 거대한 우주선이 우주 공간에 떠 있는 듯한 사진 한 장이 공개돼 눈길을 끌고 있다. 유럽우주국(ESA)은 9일(이하 현지시간) 거대한 국제우주정거장(ISS)을 적외선 카메라로 촬영한 사진을 공개했다. 이는 지난 8월 12일 ESA의 마지막 무인우주화물선(ATV)-5가 ISS와 도킹할 당시 약 70m 거리에서 ‘레이저적외선영상센서’(LIRIS)라는 장치로 촬영한 것이다. 당시 태양은 지구에 의해 완전히 가려졌는데 이 장치를 통한 적외선 영상으로 안전하게 도킹할 수 있었던 것으로 전해졌다. 사진 속 ISS는 마치 거대 우주전함 같은 위용을 자랑한다. ISS의 폭은 약 110m에 달한다. 20세기 벨기에 천문학자 조르주 르메트르의 이름을 따 조르주 르메트르호(號)라고도 불리는 ATV-5는 ISS 비행사들을 위한 식량과 연료, 과학장비 등 총 7톤에 달하는 물자를 이송했다. ATV-5는 오는 2월까지 ISS에서 나온 각종 쓰레기를 실은 뒤 지구 쪽으로 재진입하는 과정에서 연소될 예정이다. 한편 지구 위 약 350km의 궤도를 돌고 있는 ISS는 1998년 11월 러시아가 첫 구조물인 ‘자랴’(새벽이란 뜻) 모듈을 쏘아 올림으로써 건설이 시작됐고 현재 미국·러시아·캐나다·유럽·일본 등이 운영에 참여하고 있다. ISS의 임무는 적어도 오는 2020년까지는 계속 이어질 예정이다. 사진=ESA/Sodern 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주에는 태양처럼 단독으로 존재하는 별도 있지만 사실 두 별이 서로의 질량 중심을 공전하는 형태의 쌍성들이 매우 흔하다. 이렇게 두 개, 혹은 그 이상의 별이 서로 같이 공존하는 경우는 대개 같은 장소에서 같이 생성된 경우들이 많다. 최근 천문학자들은 세계에서 가장 강력한 전파 망원경인 ALMA(tacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해서 지구에서 460광년 떨어진 아기 별인 L1551 NE를 관측했다. 이 원시별(protostar)은 태양질량의 0.67배 정도인 것과 태양질량의 0.13배 정도 되는 것 두 개가 서로 쌍성계 시스템을 구성하고 있다. 마치 모포로 감싼 아기처럼 이 아기별들은 가스와 먼지에 둘러싸여 있다. 가스가 뭉쳐 새로운 별이 탄생하는 만큼, 새롭게 태어나는 별의 탄생 장소는 안개 같은 짙은 가스가 둘러싸는 것이 보통이다. 따라서 지구에서 관측했을 때, 가시광선 영역에서는 그 정체를 쉽게 파악할 수 없다. 대신 서브 밀리미터 파장에서 관측할 수 있다. 이 파장의 전자기파는 먼지와 가스를 뚫고 나오기 좋기 때문이다. 천문학자 타카쿠와 시게히사(Shigehisa Takakuwa)와 그의 동료들은 ALMA를 이용한 0.9mm 파장 영역의 관측을 통해 두 원시별과 주변의 가스의 모습을 생생하게 포착했다. 그리고 이 결과를 슈퍼컴퓨터인 ATERUI를 통해 분석해서 더 선명하게 주변 모습을 포착했다. 이 이미지는 기존의 서브 밀리미터 관측 이미지보다 1.6배 해상도가 높고 6배 정도 민감도가 높은 것이라고 한다. 그 결과 두 개의 원시별은 145 AU(약 217억km) 떨어진 위치에서 서로를 공전하고 있으며, 그 주변에는 반지름 300 AU(약 450억km)에 달하는 거대한 나선 가스 소용돌이가 형성되어 있었다. 이 가스는 중력에 의해 끌어당겨져 내부에 별로 흡수되는 것으로 보인다고 한다. 아직은 형성 중인 별이지만 시간이 흐르고 나면 완전히 성장해 주변의 가스는 대부분 흡수되거나 흩어져 버릴 것이다. 그 후에는 두 개의 별이 공전하는 모습이 광학 망원경을 통해서도 관측될 수 있다. 앞으로 이 두 별은 100억 년 이상의 시간을 같이 보내게 될 가능성이 높다. 질량이 큰 별도 태양 질량보다 작은 만큼 주변의 가스를 좀 더 흡수한다 해도 100억 년 이상 흘러야 백색 왜성으로 최후를 맞이하게 될 가능성이 높다. 작은 별의 경우 적색 왜성이라는 아주 어둡고 극도로 긴 수명을 가진 별이 될 공산이 크다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com 　

거대한 두 별이 ‘합체’하는 보기 드문 천문 현상이 포착됐다. 스페인 알리칸테대 등 국제 연구팀이 지구로부터 약 1만 3000광년 떨어진 ‘알리칸테 1’이라는 작은 개방 성단 내 ‘기린자리 MY’(MY Camelopardalis)라는 쌍성계를 관측한 결과, 항성계 내 두 별이 서로 병합 중인 것을 확인했다. 이는 스페인 칼라르 알토 천문대의 2.2m 천체망원경을 사용한 관측으로 확인됐으며 두 별의 온도와 형태도 알 수 있었다. 홀로 존재하는 우리 태양과 달리, 은하에는 두 별이 서로 영향을 주는 쌍성계나 그 이상인 다중성계가 훨씬 더 많다. 현재 기린자리 MY 속에 있는 두 별은 서로 시속 100만 km의 속도로 공전하고 있어 공전 주기는 1.2일 정도 된다. 두 별의 생성 시기는 200만 년 이하로 추정되며 각 별의 반지름은 우리 지구보다 약 700배 이상 크지만 자전 주기는 거의 같다. 질량은 각각 우리 태양의 38배, 32배 정도 된다. 이는 두 별의 외기권이 이미 맞닿아 서로 교류 상태에 있을 정도로 매우 가깝기 때문이라고 연구팀은 말한다. 두 별은 결국 하나의 별로 병합할 것이라고 이들은 믿고 있다. 연구팀에 따르면 두 별의 병합으로 생성된 초거대 별의 질량은 최소 태양보다 60배 정도 클 것으로 추정된다. 이런 별의 병합 과정에서는 막대한 양의 에너지가 빠르고 폭발적으로 방출될 수도 있다고 한다. 따라서 극초거성이 되지 않더라도 천문학자들은 이런 쌍성계의 병합이 극도로 거대한 별들의 형성 과정을 더 잘 설명할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 극초거성의 질량은 태양의 100배 이상으로 무거우며 에너지는 수백에서 수천 배에 달하는 것으로 예상된다. 이처럼 극도로 큰 별은 초기 우주에서는 일반적으로 존재했으나 오늘날 우주에서는 극히 드물다고 천문학자들은 설명했다. 한편 이번 관측결과는 ‘천문학 & 천체 물리학 저널’(the journal Astronomy & Astrophysics) 최신호에 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미래의 인류가 어떻게 우주를 여행할 것인지를 보여주는 동영상이 8일 미국항공우주국(NASA)이 운영하는 오늘의 천문사진(Astronomy Picture of the Day) 사이트에 발표되었다. '방랑자들'(Wanderers)이라는 제목의 이 단편영화는 스웨덴의 배우 겸 희곡작가인 에릭 베른키스트가 만든 작품이다. 원래 '비메오'(Vimeo)에 공개된 이 4분 영화로, '인류 미래를 가장 아름답고 현실적으로 묘사했다'는 평을 받았다. 화성의 저녁놀, 토성 위성 아이아페투스의 신비로운 산마루들, 목성 위성 유로파의 빙토 등 숨막히는 풍경들이 펼쳐지는 속에서 인류는 태양계 끝을 누비며, 토성 고리 사이를 지나고, 목성을 바로 옆에서 바라보며, 중력이 낮은 천왕성 위성의 절벽 위에서 몸을 날려 뛰어내리는 환상적인 여정이 아름답게 수놓아지고 있다. 마지막 장면, 토성의 구름 위를 나는 우주선을 바라보는 한 여자의 눈빛이 무적 감동적이다, 마치 사무치는 그리움으로 고향을 바라보는 둣한. 인류는 미래를 예측할 순 없지만, 물리적으로든 지적으로든 한계를 뛰어넘는 모험정신으로 지금까지 이 지구 행성에서 살아왔다. 우리 인류가 지금까지 이 험난한 우주에서 생존해온 것도 그 모험정신 때문이라고 비디오는 말하고 있다. 우주의 저편을 거닐며 탐험하는 인류의 오랜 꿈을 그린 이 영화 속 모든 장면은 공상의 세계가 아니다. NASA가 촬영한 사진과 데이터를 이용해 다시 만든 우리 태양계다. 비디오에 나오는 감미로운 목소리의 주인공은 천문학자이자 세계적으로 유명한 '코스모스'의 작가 칼 세이건 박사다. 메시지의 내용도 아름답기 그지없다. 몇 해 전 작고한 칼 세이건의 내레이션을 헤드폰과 함께 감상할 것을 추천한다. "물질적 풍요로움에도 불구하고 정착생활은 인류를 불안하게 하고, 또 불만족스럽게 만들었다. 마을과 도시에서 400세대를 정착해 살았음에도 불구하고, 인류는 아직 방랑의 로망을 잊지 않았다. 마치 오래 전 어린 시절 잊혀진 노래처럼 열린 길들은 끊임없이 인류를 부른다. 인류는 저 머나먼 곳을 낭만의 눈으로 바라본다. 이런 이끌림은 인류가 생존을 위해, 자연에서 도태되지 않고 살아남기 위해 길들여진 것이리라. 긴 여름, 따스한 겨울, 풍년, 그 어떤 것도 영원하지는 않다. 인류는 미래를 알 수 없다. 재앙은 우리가 알지못하는 새 다가온다. 당신의 삶, 당신의 부족, 또는 당신 종족의 삶 전체는 어쩌면 몇몇 열의에 찬 이들에게 의존하고 있는 건지도 모른다. 알 수 없는 어떤 것, 아직 발견되지 않은 땅과 새로운 세계로 늘 이끌리는 그들 말이다. 허먼 멜빌은 '백경'에서 한 시대를 풍미한 방랑자들에 대해 이렇게 말했다. '저 머나먼 것에 대한 끝없는열망이 나를 괴롭힌다. 나는 금지된 바다를 항해하기를 원한다.' 어쩌면 아직은 조금 이를지도 모른다. 때는 오지 않았을지도 모른다. 하지만 저 다른 세계, 약속된 기회가 인류에게 손짓하고 있다. 고요하게, 세계는 태양의 주위를 돌고 있다. 우리를 기다리면서" ['방랑자들'(Wanderers) 보기 http://www.youtube.com/embed/Q6goNzXrmFs] ] 이광식 통신원 joand999@naver.com

명왕성 탐험을 위해 떠난 로봇탐사선 ‘뉴허라이즌스’가 9년 만에 동면에서 깨어났다고 AFP통신이 6일(현지시간) 보도했다. 2006년 1월 19일 미국 항공우주국(NASA)이 발사한 뉴허라이즌스는 48억㎞를 날아간 끝에 그간의 전자수면에서 깨어나 미국 워싱턴 인근 존스홉킨스대 응용물리학 실험실의 통제센터와 첫 교신을 하는 데 성공했다. NASA도 1년에 두번 정도 탐사선을 깨워 정상적인 작동 여부를 점검했고 뉴허라이즌스 역시 매주 정기적으로 지구에 각종 비행 관련 사항들을 보고해 왔다. 실험 통제관 앨리스 보먼은 “아주 건강하고 안정적인 상태인 것으로 확인됐다”고 말했다. 뉴허라이즌스의 주 임무는 명왕성과 카론 등 5개의 위성 및 인근 카이퍼 벨트에 대한 자료 수집이다. 명왕성은 1930년대에 발견돼 태양계의 9번째 행성으로 인정됐으나 지름이 2300㎞에 그치고 질량도 지구의 500분의1에 불과한 데다 태양계 행성 가운데 공전 궤도가 가장 특이한 형태여서 과연 태양계 행성이 맞느냐는 논란이 끊이지 않았다. 이 논란 끝에 천문학자들은 2006년 명왕성의 태양계 행성 지위를 박탈했다. 카이퍼 벨트는 해왕성과 명왕성 사이에 넓게 분포한 각종 소행성과 얼음덩어리들로 현재까지는 태양계 생성 당시 행성으로 뭉쳐지지 못하고 남은 것들로 간주된다. 탐사를 위해 뉴허라이즌스에는 적외선·자외선 분광계, 다색 카메라 등의 장비가 실려 있다. 내년 1월 15일부터 명왕성에서 2억 6000만㎞ 떨어진 곳에서부터 탐사 작업을 시작해 6개월간 조사를 수행하면서 7월 14일쯤 명왕성 가장 가까이에 접근하게 된다. 명왕성과 위성들을 조사한 뒤 뉴허라이즌스는 카이퍼 벨트로 진입한다. 조태성 기자 cho1904@seoul.co.kr

세계에서 가장 큰 망원경 제작에 돌입한다는 공식적인 선언이 발표됐다. 2024년 이 망원경이 완공되면 엄청난 ‘하늘의 눈’이 우주 깊숙한 곳으로 향하게 될 것이다. 집광면적만도 무려 39m 너비를 자랑하는 세계 최대의 이 유럽 초대형 망원경(Extremely Large Telescope·E-ELT)은 칠레 아타카마 사막의 세로 아마조네스의 정상에 건설될 것이라고 유럽남방천문대(ESO)가 4일(현지시간) 공식 발표했다. ESO 드 제우 사무총장은 “평의회(ESO의 최고 의결기관)의 이번 결정으로 망원경 건설이 공식적으로 시작되었다" 면서 "E-ELT의 주요 산업적 건축을 위한 자금은 계획에 따라 조달될 것"이라고 밝혔다. 총 건설비 10억 3400만 달러(역 1조 1,529억원)에 달하는 어마어마한 금액의 이 망원경은 계획대로 건설되면 현존하는 망원경 중 세계 최대의 망원경이 된다. 드 제우 사무총장은 "이 망원경은 외부 태양계에서 슈퍼 지구를 찾는 데 맹활약을 할 것으로 기대된다" 면서 "심우주를 관측하는 초고감도의 망원경으로 기능할 뿐만 아니라, 가까운 은하들의이 별 수를 알아내는 데도 유용할 것" 이라고 밝혔다. 하지만 E-ELT가 지상에 건설 중인 유일 최대의 망원경은 아니다. 역시 칠레의 라스 캄파나스 정상에 건설 중인 거대 마첼란 망원경(GMT)도 머지않아 완공될 예정이다. 이 망원경은 8.4m 지름의 반사경 7장을 모아서 주경을 이루게 되어, 지름 24.5m인 단일 반사경과 동일한 분해능을 갖게 된다. 거대마젤란 망원경의 집광력은 현존 최대 구경의 케크 망원경(지름 10m)의 집광력보다 6배가 크다. 2021년에 우주의 첫 빛을 받을 거라고 제작자들은 밝혔다. 이 망원경을 건설하는 데는 한국천문연구원도 참여하여, 완공 후에 한국도 1년에 한 달 가량 이를 이용할 수 있다. 이 망원경들이 본격적으로 작동하기 시작하면 우주의 대부분을 만들고 있는 암흑 에너지와 암흑물질의 미스터리를 포함해 천문학의 굵직한 질문들이 해답을 얻을 수 있을 것으로 천문학자들은 기대하고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

“소행성은 지구에 위협을 가하지 않을 것이다? 천만의 말씀!” 전 세계 물리학자들의 일부가 소행성의 위협을 강조하고 나섰다. 지금까지 미국우주항공국(NASA)의 주장과는 사뭇 다른 내용이어서 관심이 쏠리고 있다. 미국 시사주간지인 뉴스위크 등 해외 언론의 보도에 따르면 영국 캐임브리지대학 마틴 리스 명예교수와 록밴드 퀸의 기타리스트이자 천체물리학자인 브라이언 메이 등은 내년 6월 30일을 ‘세계 소행성의 날’(World Asteroid Day)로 정하고 소행성 충돌 위험의 경각심을 불러일으켜야 한다고 주장했다. 이들은 소행성 충돌이 현재와 미래에 인류가 당면할 가장 큰 위협 중 하나이며, 매년 추적하는 소행성의 수를 100배 이상 늘려야 한다고 강조했다. 이들은 “직경 50m의 작은 소행성이라 할지라도 지구와 정면으로 충돌하면 도시 하나가 쑥대밭이 될 것”이라면서 “지구와 충돌 위기에 있는 소행성이나 혜성 등은 약 100만개 정도지만, 지금까지 지구에서 발견한 것은 1%에 불과한 1만 여개 뿐”이라고 지적했다. 이어 “이러한 정보는 소행성이 언제든 지구의 대기권에 들어와 지구를 파괴할 수 있다는 것을 뜻한다”라며 “우선 소행성의 진로를 바꾸는 방법을 연구해야 한다”고 강조했다. 지금까지 발견된 소행성 중 가장 큰 것은 면적이 2000㎢에 달하는 것으로, 대도시의 크기와 맞먹는 거대한 규모다. 가장 최근 피해는 지난 해 2월 러시아를 강타한 유성 폭발로, 당시 지름 20m로 추정되는 유성이 지각에 충돌하기 전 폭발하며 1600여 명의 사람들이 부상을 입었다. 1998년부터 나사는 지름이 1㎞ 이상이며 지구를 향하고 있는 소행성 탐사를 시작해 왔지만, 러시아 유성 폭발과 마찬가지로 수 십 m 규모의 작은 소행성, 혜성 등이 지구에 큰 영향을 미칠 수 있다는 사실은 이미 증명됐다. 영국 왕립학회장을 역임했던 천문학자 마틴 리스 경이 이끄는 국제천문학자그룹은 ‘딥 임팩트’(소행성 지구 충돌)에 대처하기 위한 법안 마련을 촉구하는 캠페인을 이번 주부터 실시했다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

인간의 눈은 일정 속도 이상으로 빠르게 움직이는 대상은 잘 보지 못한다. 그래서 우리는 빠르게 움직이는 물체를 자세히 보기 위해 초당 수백에서 수천 프레임의 사진을 찍을 수 있는 고속 카메라를 사용한다. 고속 카메라를 사용하면 아슬아슬한 차이로 결승점에 도달하는 빙상 선수나 경주마들 가운데 누가 가장 먼저 도착했는지 알 수 있다. 물방울이 수면과 충돌하면서 보여주는 독특한 왕관 모양의 모습 역시 고속 카메라 없이는 생동감 있게 볼 수 없을 것이다. 이런 고속 카메라는 때때로 예술의 영역과도 닿아있다. 하지만 사실 세상에서 가장 빠른 속도로 사진을 찍을 수 있는 고속 카메라를 사용하는 영역은 스포츠 판정이나 영화가 아닌 과학 분야이다. 생물학자들은 매우 빠른 속도로 움직이는 곤충이나 심지어 박테리아의 편모 하나를 초당 1,000프레임 이상의 고속 카메라로 찍어서 세밀하게 관찰하고 연구한다. 입자의 운동을 연구하는 과학자들은 더 극단적인 고속 카메라를 사용하기도 한다. ▲ 5 나노초 이내에 컴퓨터 이미지 처리 워싱턴 대학의 리홍 왕(Lihong Wang) 교수가 이끄는 연구팀이 과학저널 네이처지 최신호에 발표한 내용에 의하면 현재까지 개발된 것 가운데 세계에서 가장 빠른 2D 카메라(World's fastest 2-D camera)가 개발되었다고 한다. 이 카메라는 초당 1,000억 프레임(100 billion frames per second)이라는 믿기 힘든 속도로 사진을 찍을 수 있다. 물론 이 카메라는 물론 우리가 생각하는 디지털카메라와는 많이 다른 구조로 되어 있다. 연구팀은 자신들의 카메라 기술을 압축 초고속 촬영술(compressed ultrafast photography (CUP))이라고 명명했다. 이들의 카메라는 레이저 빔과 복잡한 물리 현상을 동원해 극도로 짧은 시간 동안 일어난 일을 기록할 수 있다. 이렇게 얻은 데이터는 5 나노초(nanosecond, 10억분의 1초) 이내에 CCD 소자를 통해서 컴퓨터로 전송된 후 컴퓨터 이미지 처리를 통해서 볼 수 있게 된다. ▲ 의학 및 화학,우주 연구에 큰 도움 기대 그런데 왜 이렇게 ‘빠른 카메라’가 필요한 것일까? 이 연구를 후원한 미국 국립 보건원(NIH)의 리처드 콘로이(Richard Conroy, PhD)박사는 이 연구를 통해 발명된 카메라가 앞으로 의학 및 화학 연구에 크게 이바지할 수 있을 것으로 내다봤다. 극도로 짧은 시간 동안 일어나는 화학 반응 및 생물학적 반응을 고속 카메라로 찍을 수 있다면 그 메커니즘을 이해하기가 한결 수월해질 것이기 때문이다. 천문학자들은 초신성 폭발과 같은 매우 빠르게 일어나는 자연 현상을 분석할 수 있다고 보고 있다. 이외에도 CUP 기술은 여러 분야에서 응용이 될 가능성이 있다. 이전에도 초당 1,000만 프레임으로 사진을 찍을 수 있는 기술은 있었다. 이 기술은 기존의 기술적 한계를 1만 배로 돌파했다. 인류가 피코초(Picosecond, 1조분의 1초) 단위의 일을 사진으로 찍을 수 있는 기술적 토대가 마련된 것이다. 비록 일상생활에서 우리가 이런 카메라를 사용할 일은 없겠지만, 이 기술을 이용한 연구들이 신약 개발이나 신물질 개발에서 큰 성과를 보인다면 우리의 삶에도 큰 영향을 미칠 가능성은 있다고 하겠다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

우리 태양과 비슷한 항성 앞을 지구와 비슷한 외계행성이 가로 지르는 모습이 지상에서 처음으로 관측됐다. 하버드-스미소니언 천문학센터(CfA)는 1일(현지시간) 지구에서 약 40광년 거리에 있는 태양과 비슷한 항성의 앞을 조그만 지구형 행성이 통과하는 모습을 지상 망원경으로 처음 관측했다고 밝혔다. 국제 천문학자들이 주목한 항성계는 게자리 방향의 ‘게자리 55’라는 항성계. 맨눈으로도 볼 수 있는 모항성 ‘게자리 55a’의 주위에는 지금까지 5개의 행성이 발견되고 있다. 그중 가장 안쪽에 있는 행성 ‘게자리 55e’가 모성 앞을 통과할 때 별빛이 아주 살짝 약해지는 감광 현상을 스페인령 라 팔마 섬에 있는 구경 2.5m 노르딕 광학망원경으로 포착한 것이다. 이 망원경은 현재 기준으로 그 크기가 중간급이지만 관측을 위한 최신 장비를 갖추고 있다. 사실 ‘게자리 55e’의 존재는 10년 전부터 알려져 왔으며, 지구의 약 두 배 크기를 갖고 있어 거대 지구형 행성을 뜻하는 이른바 슈퍼지구로 알려졌다. 공전주기가 18시간인 이 행성이 별 앞을 통과하는 2시간 동안 해당 별빛은 약 0.05% 차단됐다. 미국항공우주국(NASA)의 ‘스피처’와 캐나다우주국(CSA)의 ‘모스트’(MOST)라는 우주망원경으로 ‘통과법’으로 관측된 적은 있지만, 지상의 망원경으로 이 정도의 경미한 감광을 파악한 것은 처음이다. 이번 관측은 태양과 비슷한 유형의 별(게자리 55a)에서 슈퍼지구(게자리 55e)의 통과를 지상의 망원경으로 포착한 최초의 예이다. 거대 가스 행성이 아니라 지구와 크게 다르지 않은 크기의 행성이 이동하는 것을 관측하는 것으로, 앞으로 다수의 비슷한 크기의 행성에 관한 대기 성분을 지상에서도 조사할 수 있는 가능성이 제시됐다. 외계행성의 통과 동안 별빛 일부는 행성의 대기 너머로 닿기 때문이다. 이번 연구에 참여한 메르세데스 로페즈-모랄레스 연구원은 “조금씩이지만 지구 인근에 있는 지구형 행성에서 삶의 흔적을 탐험할 가능성에 접근하고 있다”고 말한다. 한편 이번 연구성과는 ‘천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 최신호에 실렸다. 사진=지구(왼쪽)와 슈퍼지구 ‘게자리 55e’의 크기를 비교한 이미지. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

태양계 안에서 외계 생명체가 살고 있을 확률이 가장 높은 곳으로 천문학자들은 목성과 그 위성들을 꼽고 있다. 머나먼 심우주 속의 바다 속에 살고 있을 외계 생명체를 탐색할 주스(Juice; Jupiter icy moons explorer) 미션이 야심찬 출발을 선언했다. 유럽우주기구(ESA)가 2022년에 목성 탐사선을 띄우는 작업에 본격 착수한 것이다. 중량 5톤의 탐사선은 2030년 목성에 도착해 목성 자기권을 비롯해 빈약한 목성 고리들을 탐사할 예정이라고 지난 30일 에사가 발표했다. ▲ ESA, 2022년 발사 작업 본격 착수 주스 호는 목성 궤도를 돌면서 목성의 다양한 위성들, 곧 화산활동이 활발한 이오, 얼음 위성 유로파, 암석-얼음 위성 가니메데와 칼리스토를 관측할 예정이다. 이 네 위성은 갈릴레이 갈릴레오가 스스로 만든 망원경으로 발견하여 '갈릴레이 위성'이라 불리는데, 미니판 태양계라 할 만한 목성 체계를 보여주고 있다. 이 목성 체계의 발견은 천문학사적으로 중요한 의미를 지니는데, 이 발견으로 갈릴레오는 지동설의 결정적인 증거를 잡아 그때까지 기승을 부리던 천동설을 잠재울 수 있었던 것이다. 주스 호 탐사의 초점은 가니메데에 맞추어져 있다. 갈릴레이 위성 중 가장 큰 가니메데는 반지름이 2,631km로 수성보다 크다. 주스 호는 태양계 위성 중 달을 제외하고는 최초로 가니메데의 위성 궤도를 돌게 되는 기록을 세울 것으로 보인다. 올해 초, 과학자들은 가니메데가 클럽 샌드위치처럼 층층으로 된 얼음과 바다를 가지고 있을 것으로 예상했다. 그 전에는 아래 위 두 개의 얼음 층 사이에 수심 깊은 바다가 있을 것으로 생각되었지만, 지금은 여러 층의 바다가 있을 것으로 추정하고 있다. 과학자들은 생명이 가장 발생하기 쉬운 곳으로 물과 암석이 상호작용하는 장소를 꼽고 있다. 일례로, 지구의 바다 밑바닥에 거품이 올라오는 구멍이 생명체의 출발지가 될 가능성이 가장 높다는 말이다. 최근까지만 해도 가니메데의 바다 밑바닥 암석층은 물이 아닌 얼음으로 뒤덮여 있다고 여겨, 이것이 생명의 출현에 문제가 되는 것으로 인식되어 왔다. 주스 호는 태양계에서의 크기가 가니메데·티탄에 이어 세번째 위성인 칼리스토를 방문할 것이며. 유로파를 두 번 스쳐 지나면서 유로파의 얼음층 두께를 측량하고 미래의 탐사를 위한 후보지를 조사할 예정이다. 예전 갈릴레오 미션에서 유로파의 소금 바다가 해저에 암석층과 접촉하고 있다는 뚜렷한 증거를 발견한 바 있다. ▲ 위성 '유로파' 바다에 수증기 기둥... 외계 생명 기대감 바다와 얼음층 사이에 물질이 순환하는 데는 단순한 생명체의 형태를 유지시킬 수 있는 화학적 에너지가 공급될 수 있다고 과학자들은 여기고 있다. 그들은 목성 위성 유로파의 해저에 더운 물이 솟구치는 열수공이 있다면, 그곳에서 외계 생명체가 발견될 확률이 가장 높을 것으로 예상한다. 이 같은 예측은 2013년 12월, 허블 우주 망원경이 유로파 바다에서 솟구치는 수증기 기둥을 관측한 데 따른 것이다. 당시 유로파의 남반구 지역에서 거대한 물기둥 2개가 각각 200㎞ 높이로 치솟는 현상이 발생했는데, 이런 물기둥 분출 현상은 특정한 장소에서 일어났으며, 일단 발생하면 7시간 이상 지속되는 것으로 관측됐다. 이 현상은 유로파가 목성에서 멀리 떨어져 있을 때 생겼으며, 목성에 가까이 다가갔을 때는 발생하지 않았다. 이런 점으로 미뤄볼 때 이 현상은 유로파와 목성 사이의 거리에 따라 유로파의 표면에 덮인 얼음이 갈라지면서 일어나는 현상으로 추정되었다. 이는 지구와 달이 서로에게 힘을 미쳐 ‘밀물-썰물’이라는 현상이 생기듯이, 목성과 힘을 주고받는 유로파 표면의 특정 지역에서 얼음에 틈이 생겨 그 바로 밑 ‘바다’에 있는 물이 뿜어져나온다는 해석이다. "목성은 태양계뿐 아니라, 다른 외부 항성계에서 발견되는 거대 행성의 전형입니다"라고 에사의 로봇 탐사팀장인 알바로 히메네스 카녜테 교수가 '주스 미션' 기자회견에서 말하면서, "주스 호는 거대 가스 행성과 그 위성들이 어떻게 형성되었는지, 그리고 생명체를 과연 품고 있는지에 대해 더욱 확실한 정보를 우리에게 알려줄 것입니다" 하고 주스 미션에 대해 큰 기대를 표현했다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

알마 전파망원경이 천문학계에서 가장 유명한 적색거성 중 하나인 ‘미라’(Mira)의 은밀한 사생활을 캐냈다고 유럽의 천문학자들이 지난달 28일(현지시간) 밝혔다. 국제 천문학 연구진은 칠레에 있는 알마 망원경을 사용해 고래자리의 변광성인 미라를 둘러싼 성운의 모습을 관측해냈다. 미라별은 미라 A와 미라 B라는 두 별이 서로 역학적 관계를 갖고 공전하는 쌍성계로, 지구로부터 약 400광년 떨어진 곳에 있다 미라 A는 늙은 별이며, 이 별에서 천천히 분출하는 가스 즉 항성풍에 의해 주변의 성운이 천천히 밀려나고 있다. 반면 미라 B는 별의 일생을 마친 뒤에 남겨진 별의 중심 즉 백색왜성으로 여겨지며 격렬하게 빠른 항성풍을 터뜨리고 있다고 한다. 두 별의 거리는 태양에서 해왕성까지의 약 두 배에 달하는 먼 거리에 떨어져 있지만, 이들은 오랫동안 서로 강하게 영향을 미치고 있다. 이번 새로운 관측으로 두 별에서 항성풍이 아름답고 복잡한 성운을 일으키고 있는 것으로 밝혀졌다. 중심부의 하트 모양의 구멍 구조는 미라 A에서 부드럽게 흘러나온 가스 안으로 미라 B의 활발한 항성풍이 불어 형성된 것으로 여겨진다. 이 하트 모양은 지난 400여 년 간에 걸쳐 생긴 것으로 추정되며, 그 외측 가스는 두 별이 긴 시간을 들여 만들어온 성운임을 말해주고 있다. 지금까지 여러 망원경이 밝혀온 바와 같이 늙은 별 혹은 죽어가는 별 중에는 신기한 모양을 한 것이 많이 있다. 하지만 이런 별이 태양처럼 ‘솔로’인지 아니면 미라처럼 ‘커플’인지 명확하지 않은 경우도 있다. 천문학자들은 미라형 별을 관찰함으로써 홀로인 별과 짝을 이루는 별 사이에서 가스분출 방식이 어떻게 다른지, 은하계 전체 환경에 미치는 영향이 어떻게 다른지를 확인할 수 있다고 설명한다. 사진=ESO 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구에서 용골자리 방향으로 약 1300광년 거리에 있는 산개성단 NGC 3532. 이 밝은 별무리의 최신 관측 이미지를 유럽남방천문대(ESO)가 26일(현지시간) 공개했다. 이 아름다운 이미지는 칠레 아타카마 사막 북부 해발 2400m 고산에 자리잡고 있는 ‘라 시쟈’(La Silla) 관측소에 있는 ‘MPG/ESO 2.2m 지상 망원경’으로 촬영한 것이다. 이 성단 내 별들은 마치 우물에 소원을 담아 던져진 수많은 동전처럼 보인다고 하여 ‘소원의 우물 성단’(Wishing Well Cluster)이라고도 불린다. 산개성단 NGC 3532는 남반구에서 맨눈으로도 관측할 수 있는데 18세기 프랑스 천문학자 니콜라 루이 드 라카유(1713~1762년)가 오늘날 남아프리카공화국에 있는 케이프타운에서 관측했다고 보고한 바 있다. 성단의 형성으로부터 형성 시기는 3억 년 정도 지나고 있을 것으로 추정되며, 일반적인 산개성단과 비교하면 ‘중년’의 부류에 들어간다. 이미지에서 하얗게 빛나는 천체는 중간 크기의 항성이고, 주황색 천체는 에너지원인 수소를 소진한 적색거성이다. 이보다 질량이 작은 별은 수명이 길며, 노란색부터 빨간색까지 다소 약한 빛을 발하고 있다. NGC 3532는 약 400개의 항성으로 이루어져 있다. 사진=G. Beccari/ESO 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr