적어도 현재 지구상에 존재하는 바닷물의 반은 태양계 형성 시점보다 오래됐다는 주장이 제기돼 화제를 모으고 있다. 미국과학진흥협회에서 발행하는 세계적 과학전문저널 사이언스(Science)는 미국 미시건 대학 앤아버 캠퍼스·영국 엑서터 대학 연구진이 “지구상의 바닷물 중 적어도 50%는 태양계 형성 전, 다른 외계 행성에서 옮겨왔을 가능성이 있다”는 견해를 밝혔다고 25일(현지시간) 보도했다. 연구진은 지구상에 존재하는 다양한 운석 샘플 속에서 지구 태양계가 형성된 시점인 45억년 전 보다 오래된 것으로 추정되는 얼음결정을 추출, 이를 현 지구 바닷물 샘플과 비교·분석했다. 결과적으로, 연구진은 바닷물 일부에서 듀테륨(deuterium) 성분이 존재한다는 것을 확인했다. 듀테륨은 양성자 1개, 중성자 1개로 이뤄진 수소의 동위원소로 해당 성분이 물에 존재한다는 점은 바닷물 일부의 기원이 지구가 아닌 먼 우주공간이라고 가정해야만 성립할 수 있는 사실이라고 연구진은 주장한다. 이는 지구 바닷물 일부가 물이 가득한 외계 지구형 행성 어딘가에서 유래했을 수 있다는 화학적 지문으로 볼 수 있다. 지구와 유사한 환경을 가진 외부행성을 찾기 위해 우주로 발사된 케플러 우주 망원경은 오늘날까지 1000개에 달하는 태양계 밖 행성을 찾아냈으며 최근에는 메릴랜드 대학 연구진이 지구에서 약 124광년 떨어져있는 해왕성 크기 외계행성 HAT-P-11에 수증기가 존재한다는 사실을 확인하기도 했다. 이 모든 사실은 지구 바닷물이 태양계가 형성된 45억년 이전 또 다른 외계행성에 이미 존재하다가 해당 행성에서 떨어져 나간 소행성, 운석 파편에 담겨져 지구에 도착했다는 가설을 가능하게 만든다. 연구를 주도한 미시건 대학 앤아버 캠퍼스 천문학자 이시도르 클리브스 박사는 “이 시뮬레이션 결과는 지구 바닷물 모두가 자연생성된 것이 아닌 타 행성으로부터 ‘상속’ 됐을 수도 있다는 가능성을 품고 있다”고 설명했다. 사진=Bill Saxton/NSF/AUI/NRAO 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

지난 2006년 행성의 지위를 잃고 ‘아웃사이더’가 된 비운의 천체가 있다. 바로 태양계 끝자락에 위치한 명왕성이다. 현재 명왕성의 공식이름은 ‘134340 플루토’. 1930년 처음 발견된 이후 태양계의 9번째 행성이었던 명왕성은 지난 2006년 국제천문연맹(IAU)의 행성 분류 정의가 바뀌면서 왜소행성(dwarf planet)으로 격하됐다. 　 최근 미국 천문학계에서 명왕성의 지위를 다시 회복하자는 움직임이 일어나 관심을 끌고있다. 지난 18일(현지시간) 미국 매사추세츠주에 위치한 하버드 스미스소니언 천체물리센터에서 일반 청중들을 대상으로 한 이색적인 토론회가 열렸다. 이날 토론회의 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. 이들 전문가들 논쟁의 배경에는 사실 행성 정의에 대한 이견에 있다. 지난 2006년 국제천문연맹은 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. 그러나 명왕성에 탐사선까지 보낸 미국 천문학자들은 이에 반발하고 있으며 이후 툭하면 명왕성의 복권을 다시 주장하고 있다. 한편 이날 토론회를 마친 후 벌어진 찬반 투표에서 압도적으로 청중들은 명왕성의 행성 지위 복원에 찬성했다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

은하끼리 충돌하는 과정에서 높은 확률로 가스의 원반 구조를 가진 은하가 생성되는 것이 처음으로 확인됐다고 유럽남방천문대(ESO)가 17일(현지시간) 밝혔다. 이는 우리 은하와 같은 원반 은하의 기원에 바짝 다가가는 중요한 성과라고 관련 천문학자들은 말한다. 태양계가 속한 우리 은하는 약 1000억 개의 별과 대량의 가스와 먼지가 모인 천체로, 소용돌이 구조를 갖는 원반이 특징이다. 우주에 존재하는 은하의 70% 이상이 이런 원반 부를 가지는 ‘원반 은하’(나선은하, 막대나선은하, 렌즈형은하)로 간주되며, 수 천억 개의 별이 타원형으로 모인 ‘타원 은하’도 존재한다. 이런 은하는 주변의 은하와 충돌을 반복하면서 변화와 발전을 거듭해 온 것으로 여겨지지만, 충돌의 결과가 어떤 형태의 은하로 나타나는지는 지금까지 관측으로 명확하게 알지 못했다. 이에 국제 연구팀은 알마(ALMA) 전파망원경을 비롯해 카르마(CARMA), 스마(SMA) 등의 망원경으로 관측한 데이터 중에서 충돌의 최종 단계에 있는 은하들을 조사했다. 30개의 천체(충돌 중인 은하)에서 분자 가스가 전파망원경으로 감지됐는데 그중 24개의 천체에 있는 분자 가스가 원반 모양으로 분포하는 것으로 확인됐다. 즉, 적어도 약 4000만~6억 광년의 비교적 가까운 우주에서 은하 충돌로 가스 원반이 생성된다는 것. 또한 가스 원반이 각각의 은하 중심 주위를 회전하고 있는 것이나, 24개의 천체 중 11개의 천체에서는 가스 원반이 은하 중심부에 조밀한 별의 집단(은하의 팽창에 해당)보다 크게 확산하고 있는 것으로 나타났다. 연구팀을 이끈 일본의 천문학자 우에다 준코 박사는 “이렇게 많은 은하에서 가스 원반이 발견된 것은 의외였다. 큰 가스​​ 원반에서 대량으로 별이 태어나면 우리 은하처럼 원반이 명확한 은하가 되는 것으로 보인다”고 설명했다. 이어 “이번 결과는 원반 은하 탄생의 수수께끼에 바짝 다가서는 큰 걸음이다. 앞으로 가스 원반에서 별의 원반으로 진화하는 과정에 주목해 나갈 것”이라고 덧붙였다. 한편 이번 연구성과는 미국 코넬대학 도서관이 운영하는 물리학 분야의 권위있는 온라인논문저장 사이트(arxiv.org)에서 ‘은하의 천체물리학’(Astrophysics of Galaxies) 부분에 25일 공개됐으며, 국제학술지인 ‘천체물리학회지 부록’(Astrophysical Journal Supplement)에도 실렸다. 연구논문: http://arxiv.org/abs/1407.6873 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

‘우주의 이단아’라고 불리는 불규칙 은하 IC 559를 허블 우주망원경으로 관측한 이미지가 공개됐다. 사자자리에 있는 이 은하는 둥근 형태의 타원 은하나 소용돌이 같은 나선 은하 등 일반적 은하와 달리 뚜렷한 구조가 보이지 않는다. 하지만 천문학자들은 이런 은하가 만들어졌을 때부터 이단아였던 것이 아니라 예전에는 일반적인 타원 은하이거나 나선 은하였으리라고 추정하고 있다. IC 559는 사실 나선 은하와 불규칙 은하의 중간 형태인 ‘Sm형 은하’로 분류되는데 이런 과정에 속하는 은하의 발견이 나선 은하나 타원 은하가 불규칙 은하로 진화하는 것을 뒷받침하기 때문. 이런 변화 과정은 주변에 있는 다른 은하와의 중력 작용이나 합병 때문이라고 천문학자들은 생각하고 있다. 이미지 속 은하는 성운이 듬성듬성한 것처럼 보이지만 사실 새로운 별들이 탄생하는 가스와 먼지로 가득하다. 한편 이 은하는 1893년 처음 발견됐으며 이번에 공개된 이미지는 미국항공우주국(NASA)과 유럽우주기구(ESA)가 공동으로 운영하는 허블 우주망원경에 장착된 광시야 카메라(WFC-3)로 관측한 자외선, 가시광선, 적외선 데이터를 합성한 것이다. 사진=NASA/ESA/허블 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

흔히 은하수로 불리는 우리 은하가 어느 위치에 있는지 보여주는 새로운 우주 지도가 공개됐다. 이 지도는 우리 은하의 위치는 물론 주변에 있는 수많은 은하와의 관계를 보여준다. 연구팀은 이런 관계를 보여주는 더 큰 은하 집단을 ‘라니아케아’라고 명명했다. 이는 하와이어로 ‘끝없는 하늘’을 뜻하는 말이다. 이로써 우리 지구는 ‘라니아케아 은하수 태양계’라는 새 주소를 갖게 된 셈이다. 우주에서 은하는 서로 모여 거대한 구조를 형성하는 경향이 있다. 천문학자들은 이를 초은하단이라고 부르고 있다. 새롭게 공개된 우주 지도에 따르면 지구가 속한 은하는 지름 5억 광년인 라니아케아 초은하단의 가장자리 근처에 위치한다. 라니아케아 내부에는 무려 10만 개의 은하가 존재한다. 하지만 이런 대규모의 초은하단도 우주의 일부분에 불과하다. 우주는 관측할 수 있는 범위만 해도 900억 광년 이상으로 확대된다고 천문학자들은 설명하고 있다. 라니아케아라는 초은하단의 형성을 밝혀낸 연구팀을 이끄는 미국 하와이대학 천문학자 브렌트 툴리 박사는 “지도를 보면 위치감각을 얻을 수 있다”면서 “자신을 위해 위치감각을 얻고 그런 관계를 보는 것은 그 위치를 이해하는 데 매우 중요한 것”이라고 설명한다. 우리 은하 주변의 지도가 나온 것은 이번이 처음은 아니지만, 지금까지의 지도는 어떻게 은하들이 우리 은하가 속한 초은하단에서 나오는 중력에 의해 묶여 있는지를 확인할 수는 없었다. 툴리 박사가 이끄는 연구팀은 각 은하가 우주 공간에서 어떻게 운동하고 있는지를 관찰하고, 라니아케아의 경계와 그에 속하는 은하를 확정했다. 이를 위해 연구팀은 ‘특이 운동’이라는 측정 값을 사용했다. 이는 은하의 총 운동에서 우주 팽창에 의한 운동 성분을 뺀 값이라고 한다. 은하가 어떻게 움직이는지 나타내는 이 궤적에서 은하를 끌어 당기는 중력의 중심 이른바 ‘인력체’(Attractor)의 위치를 알 수 있다. 이런 인력체는 초은하단의 핵을 형성하고 거기에 속한 은하의 움직임을 지배하지만, 핵에 끌려 당기는 특이 운동을 밝히기는 쉽지 않다고 한다. “은하마다 그런 움직임을 관찰하는 것은 매우 어려운 것”이라고 미국 로렌스버클리 국립연구소의 물리학자 데이비드 슐레겔 박사는 말한다. 슐레겔 박사 역시 현재 2500만 개의 은하를 지도에 담아내는 프로젝트를 진행 중에 있지만, 자신이 대학원생이었던 시절 이번 연구와 비슷한 지도 제작에 상당한 시간을 보냈던 경험이 있다고 한다. 그는 “실제로 이런 종류의 지도 작성에 많은 연구자들이 노력해왔지만, 매우 성가신 연구이기에 결국 모두가 포기했다”면서 “그런데 이 연구팀, 특히 툴리 박사는 열심히 노력을 계속해왔다”고 말했다. 툴리 박사가 이끄는 연구팀은 8000개나 되는 은하의 특이 운동을 조사한 뒤 우리 은하와 주변 은하가 어떤 인력체에 의해 주도되고 있는지를 밝혀낼 수 있었다. 이들은 그런 정보를 사용해 라니아케아 초은하단의 범위를 확정할 수 있었다. 간단히 말하면, (센타우루스자리 방향에 있는) 라니아케아의 ‘거대 인력체’(Great Attractor)에 의해 움직이는 은하들은 라니아케아 초은하단에 속해 있다는 것이다. 또한 이런 은하는 라니아케아 초은하단 옆에 있는 물고기자리-페르세우스 초은하단에 있는 또 다른 인력체에 의해서도 영향을 받고 있다. 툴리 박사는 “우리는 (라니아케아의) 경계를 찾으려고 했다”면서 “이는 지구의 분수령(분수계)과 비슷한 데 이런 분수령의 윤곽은 록키 산맥과 달리 평지에서는 그다지 명확하지 않지만, 물이 어디로 흐를지 정해져 있는 것과 같다”고 말했다. 초은하단에 속하는 은하는 우주의 실에 꿴 구술처럼 이어져 있다. 각각의 실은 거대 인력체로 이어져 있다. 우리 은하는 이런 실 중 하나의 가장자리에 있는데 ‘로컬 보이드’(Local Void)라는 곳의 가장자리에 있다고 한다. 보이드(Void, 공동)는 이름 그대로 거의 아무것도 없는 공간이다. 이런 대규모의 우주 실과 보이드는 우주 전체에 흔히 존재한다. 하지만 툴리 박사는 라니아케아의 지도를 제작하는 과정에서 알게 된 정보에 크게 놀랐다고 말했다. 이는 라니아케아 초은하단이 ‘섀플리 밀집지역’(Shapley Concentration)으로 불리는 더 큰 은하 집단에 의해 끌려가고 있다는 것. 툴리 박사는 “이는 정말 큰 것으로, 우리는 그것에 끌려가고 있다”면서 “하지만, 우리는 아직 섀플리 밀집지역의 윤곽을 찾기 위한 충분한 정보를 갖고 있지 않다”고 말했다. 이어 “우리는 아마 훨씬 큰 무언가(섀플리 밀집지역)의 일부일지도 모른다”고 덧붙였다. 이번 연구논문은 세계적인 학술지 ‘네이처’(Nature) 온라인판에 9월 3일자로 게재됐다. 사진=네이처(위), NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구의 새 주소는 ‘라니아케아 은하수 태양계’ 흔히 은하수로 불리는 우리 은하가 어느 위치에 있는지 보여주는 새로운 우주 지도가 공개됐다. 이 지도는 우리 은하의 위치는 물론 주변에 있는 수많은 은하와의 관계를 보여준다. 연구팀은 이런 관계를 보여주는 더 큰 은하 집단을 ‘라니아케아’라고 명명했다. 이는 하와이어로 ‘끝없는 하늘’을 뜻하는 말이다. 이로써 우리 지구는 ‘라니아케아 은하수 태양계’라는 새 주소를 갖게 된 셈이다. 우주에서 은하는 서로 모여 거대한 구조를 형성하는 경향이 있다. 천문학자들은 이를 초은하단이라고 부르고 있다. 새롭게 공개된 우주 지도에 따르면 지구가 속한 은하는 지름 5억 광년인 라니아케아 초은하단의 가장자리 근처에 위치한다. 라니아케아 내부에는 무려 10만 개의 은하가 존재한다. 하지만 이런 대규모의 초은하단도 우주의 일부분에 불과하다. 우주는 관측할 수 있는 범위만 해도 900억 광년 이상으로 확대된다고 천문학자들은 설명하고 있다. 라니아케아라는 초은하단의 형성을 밝혀낸 연구팀을 이끄는 미국 하와이대학 천문학자 브렌트 툴리 박사는 “지도를 보면 위치감각을 얻을 수 있다”면서 “자신을 위해 위치감각을 얻고 그런 관계를 보는 것은 그 위치를 이해하는 데 매우 중요한 것”이라고 설명한다. 우리 은하 주변의 지도가 나온 것은 이번이 처음은 아니지만, 지금까지의 지도는 어떻게 은하들이 우리 은하가 속한 초은하단에서 나오는 중력에 의해 묶여 있는지를 확인할 수는 없었다. 툴리 박사가 이끄는 연구팀은 각 은하가 우주 공간에서 어떻게 운동하고 있는지를 관찰하고, 라니아케아의 경계와 그에 속하는 은하를 확정했다. 이를 위해 연구팀은 ‘특이 운동’이라는 측정 값을 사용했다. 이는 은하의 총 운동에서 우주 팽창에 의한 운동 성분을 뺀 값이라고 한다. 은하가 어떻게 움직이는지 나타내는 이 궤적에서 은하를 끌어 당기는 중력의 중심 이른바 ‘인력체’(Attractor)의 위치를 알 수 있다. 이런 인력체는 초은하단의 핵을 형성하고 거기에 속한 은하의 움직임을 지배하지만, 핵에 끌려 당기는 특이 운동을 밝히기는 쉽지 않다고 한다. “은하마다 그런 움직임을 관찰하는 것은 매우 어려운 것”이라고 미국 로렌스버클리 국립연구소의 물리학자 데이비드 슐레겔 박사는 말한다. 슐레겔 박사 역시 현재 2500만 개의 은하를 지도에 담아내는 프로젝트를 진행 중에 있지만, 자신이 대학원생이었던 시절 이번 연구와 비슷한 지도 제작에 상당한 시간을 보냈던 경험이 있다고 한다. 그는 “실제로 이런 종류의 지도 작성에 많은 연구자들이 노력해왔지만, 매우 성가신 연구이기에 결국 모두가 포기했다”면서 “그런데 이 연구팀, 특히 툴리 박사는 열심히 노력을 계속해왔다”고 말했다. 툴리 박사가 이끄는 연구팀은 8000개나 되는 은하의 특이 운동을 조사한 뒤 우리 은하와 주변 은하가 어떤 인력체에 의해 주도되고 있는지를 밝혀낼 수 있었다. 이들은 그런 정보를 사용해 라니아케아 초은하단의 범위를 확정할 수 있었다. 간단히 말하면, (센타우루스자리 방향에 있는) 라니아케아의 ‘거대 인력체’(Great Attractor)에 의해 움직이는 은하들은 라니아케아 초은하단에 속해 있다는 것이다. 또한 이런 은하는 라니아케아 초은하단 옆에 있는 물고기자리-페르세우스 초은하단에 있는 또 다른 인력체에 의해서도 영향을 받고 있다. 툴리 박사는 “우리는 (라니아케아의) 경계를 찾으려고 했다”면서 “이는 지구의 분수령(분수계)과 비슷한 데 이런 분수령의 윤곽은 록키 산맥과 달리 평지에서는 그다지 명확하지 않지만, 물이 어디로 흐를지 정해져 있는 것과 같다”고 말했다. 초은하단에 속하는 은하는 우주의 실에 꿴 구술처럼 이어져 있다. 각각의 실은 거대 인력체로 이어져 있다. 우리 은하는 이런 실 중 하나의 가장자리에 있는데 ‘로컬 보이드’(Local Void)라는 곳의 가장자리에 있다고 한다. 보이드(Void, 공동)는 이름 그대로 거의 아무것도 없는 공간이다. 이런 대규모의 우주 실과 보이드는 우주 전체에 흔히 존재한다. 하지만 툴리 박사는 라니아케아의 지도를 제작하는 과정에서 알게 된 정보에 크게 놀랐다고 말했다. 이는 라니아케아 초은하단이 ‘섀플리 밀집지역’(Shapley Concentration)으로 불리는 더 큰 은하 집단에 의해 끌려가고 있다는 것. 툴리 박사는 “이는 정말 큰 것으로, 우리는 그것에 끌려가고 있다”면서 “하지만, 우리는 아직 섀플리 밀집지역의 윤곽을 찾기 위한 충분한 정보를 갖고 있지 않다”고 말했다. 이어 “우리는 아마 훨씬 큰 무언가(섀플리 밀집지역)의 일부일지도 모른다”고 덧붙였다. 이번 연구논문은 세계적인 학술지 ‘네이처’(Nature) 온라인판에 9월 3일자로 게재됐다. 사진=네이처(위), NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

“마치 범죄현장에 숨어있던 도둑을 찾아낸 듯하다” 초신성 잔해 속에서 희미하게 빛나는 별을 찾아낸 미국 UC버클리 연구팀에 속한 알렉스 필리펜코 UC버클리 교수는 위와 같이 말한다. 이는 ‘도둑’으로 지목된 짝별 이른바 동반성이 쌍성계를 이루고 있던 초신성 폭발 전 천체인 주성으로부터 대량의 수소를 훔쳤기 때문. 연구팀은 미국항공우주국(NASA, 이하 나사)의 허블 우주망원경으로 관측한 자외선 데이터와 지상의 망원경으로 관측한 가시광선 데이터를 합성해 지금까지 존재할 것으로만 예측돼왔던 짝별의 연속 스펙트럼과 일치하는 것을 확인했다. 이는 초신성 잔해 뒤편에 짝별이 존재함을 입증한 것이다. 지금으로부터 21년 전인 1993년 발견된 초신성 SN 1993J는 10등성의 밝기를 갖고 있고 비교적 지구와 가까운 약 1100만 광년 거리에 있는 것은 물론 그 특성이 ‘IIb형’이라는 희귀 특성으로 분류돼 천문학자들의 주목을 받아왔다. 일반적으로 초신성은 폭발 후 관찰되는 빛의 분석과 밝기의 변화 등에 따라 수소선이 없는 I형과 수소선이 존재하는 II형으로 크게 분류되며 I형은 다시 Ia나 Ib 및 Ic형으로 분류되고 II형은 II-P/L/N형이나 IIb형으로 분류된다. 이런 차이는 폭발 전에 천체의 성질이나 폭발에 이르는 과정에 따라 생기는 것으로 예측되고 있다. 특히 IIb형 초신성은 원래의 천체가 쌍성을 이루는 동반성이 존재하는 경우와 홀로 존재하는 경우에서 볼 수 있는 모든 특성이 있지만 연료가 되는 수소가 적은 것이 특징 중 하나다. 이런 특성 때문에 IIb형 초신성은 “폭발 전의 천체가 짝별의 영향으로 외층의 수소를 대량으로 빼앗겼다”는 이론이 제기돼 왔다. 이런 모델을 뒷받침하는 증거로 초신성 SN 1993J으로부터 동반성을 찾기 위한 탐색이 이뤄져 왔지만, 초신성 잔해에 남은 잔광보다 동반성의 빛의 세기가 약해 21년이 지난 끝에서야 발견된 것이라고 연구를 이끈 오리 폭스 UC버클리 박사후연구원은 설명했다. 한편 이번 연구성과는 천체물리학저널(ApJ: Astrophysical Journal) 7월 20일 자로 게재됐다. 사진=NASA, ESA, STScI 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

초신성 잔해 근처에서 엄청나게 강력한 자기장을 가진 중성자별 ‘마그네타’가 발견됐다. 유럽우주기구(ESA)는 1일 XMM-뉴턴 엑스선 우주망원경이 초신성 잔해를 촬영한 이미지에서 두 가지 중성자별이 발견됐다고 발표했다. 공개된 이미지 중 큰 부분을 차지하는 거품 구조는 ‘케스테븐 79’라는 초신성 잔해. 이는 지구로부터 약 2만 3000광년 떨어진 독수리자리 방향에 있다. 초신성 잔해 속 고온 가스의 특징과 천체의 크기에서 그 나이는 5000~7000년 정도로 추정되고 있다. 천문학자들은 초신성 폭발을 일으킨 시점을 약 3만 년 전으로 보고 있다. 그 폭발로부터 비교적 약한 자기장을 가진 중성자별(케스테븐 79 중심의 파란 점)이 남겨졌다. 그 아래에는 푸른 반점 모양으로 보이는 천체가 존재한다. 이는 마그네타로 분류되는 엄청나게 강력한 자기장을 가진 중성자별(3XMM J185246.6+003317)이다. 마그네타는 자기장이 우리 지구보다 수백만 배나 큰 별로, 그 외층에서 성진(별의 지진)이라는 갑작스러운 변화가 일어날 때 대량의 감마선을 방출한다. 초신성 잔해 속에 있는 중성자별은 비교적 젊지만, 마그네타의 나이는 1만 년 정도로 추정된다. 즉 그 나이 차에서 케스테븐 79를 형성한 초신성 폭발로부터 마그네타가 형성됐을 가능성은 없다고 한다. 마그네타는 2008년과 2009년에 촬영된 이미지를 검토해 2013년 발견된 것이다. 발견 이후 같은 영역을 파악한 2008년 이전의 이미지를 조사한 결과 마크네타의 흔적은 전혀 보이지 않았다. 따라서 마그네타가 방출한 폭발적인 엑스선 자기장 구조가 극적인 변화를 일으킨 것이 아니냐는 추측이 제기되고 있다. 사진=ESA/XMM-뉴턴/핑 저우, 난징대학, 중국 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구로부터 약 70억광년 거리에 있는 은하끼리의 충돌 모습을 허블 우주망원경과 알마 망원경 등의 관측 정보를 합성해 만든 역대 ‘최고의 광경’(베스트뷰)이라는 사진이 공개됐다. 이는 앞에 있는 은하에 의한 중력렌즈 효과 덕분에 멀리서 충돌하는 은하를 상세하게 관찰할 수 있는 것이라고 천문학자들은 말한다. 처녀자리 방향에 떠 있는 천체 H-ATLAS J142935.3-002836(이하 H1429-0028)은 지금으로부터 약 70억 년 전 우주에서 일어난 은하 충돌의 현장이다. ‘H-ATLAS’(허셜-아틀라스)라는 조사로 발견된 뒤, 허블 우주망원경(HST)과 알마 전파망원경(ALMA)은 물론 켁II, 초대형간섭전파망원경군(VLA)과 같은 천체망원경으로 자세한 관측이 이뤄진 각각의 정보를 중첩함으로써 멀리 있는 충돌 은하의 것으로는 전에 없는 최고의 이미지가 만들어졌다. H1429-0028과 지구 사이에는 다른 은하계가 존재한다. 이 은하의 거대한 질량에 의해 중력이 렌즈와 같은 역할을 하는 중력렌즈 효과 덕분에 멀리 있는 H1429-0028을 자세히 조사할 수 있었던 것이다. 허블과 켁II 망원경은 렌즈가 된 앞의 은하 주위를 둘러싼 ‘빛의 고리’의 존재를 밝혀냈다(1번째 이미지). 또한 이 은하의 원반을 바로 측면에서 보는 위치 관계에 있는 것도 잡혔다. 또한 H1429-0028가 1개가 아닌 2개의 은하인 것도 HST와 켁 II의 관측을 통해 확인됐다. 알마 망원경은 은하에서 별 형성의 메커니즘과 물질의 움직임을 조사하는 수단이 되는 일산화탄소를 추적할 수 있다. 그 관측에서 H1429-0028는 은하 충돌이 한창으로, 1년에 수백 개 이상의 별을 낳고 있는 것으로 나타났다. 까마귀자리에 있는 유명한 충돌 은하인 안테나 은하에는 1년에 태양 수십 개분의 별이 탄생하고 있지만, 이번에 공개된 충돌 은하에는 그보다 훨씬 큰 태양 질량의 400배에 달하는 별들이 형성되고 있다. 또한 충돌 중의 한 은하가 회전하고 있는 징후도 볼 수 있어 이 은하는 충돌 전에 원반 은하였던 것으로 추정된다. 한편 이번 관측결과는 ‘천문학 & 천체 물리학 저널’(the journal Astronomy & Astrophysics) 최신호에 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구로부터 약 70억광년 거리에 있는 은하끼리의 충돌 모습을 허블 우주망원경과 알마 망원경 등의 관측 정보를 합성해 만든 역대 ‘최고의 광경’(베스트뷰)이라는 사진이 공개됐다. 이는 앞에 있는 은하에 의한 중력렌즈 효과 덕분에 멀리서 충돌하는 은하를 상세하게 관찰할 수 있는 것이라고 천문학자들은 말한다. 처녀자리 방향에 떠 있는 천체 H-ATLAS J142935.3-002836(이하 H1429-0028)은 지금으로부터 약 70억 년 전 우주에서 일어난 은하 충돌의 현장이다. ‘H-ATLAS’(허셜-아틀라스)라는 조사로 발견된 뒤, 허블 우주망원경(HST)과 알마 전파망원경(ALMA)은 물론 켁II, 초대형간섭전파망원경군(VLA)과 같은 천체망원경으로 자세한 관측이 이뤄진 각각의 정보를 중첩함으로써 멀리 있는 충돌 은하의 것으로는 전에 없는 최고의 이미지가 만들어졌다. H1429-0028과 지구 사이에는 다른 은하계가 존재한다. 이 은하의 거대한 질량에 의해 중력이 렌즈와 같은 역할을 하는 중력렌즈 효과 덕분에 멀리 있는 H1429-0028을 자세히 조사할 수 있었던 것이다. 허블과 켁II 망원경은 렌즈가 된 앞의 은하 주위를 둘러싼 ‘빛의 고리’의 존재를 밝혀냈다(1번째 이미지). 또한 이 은하의 원반을 바로 측면에서 보는 위치 관계에 있는 것도 잡혔다. 또한 H1429-0028가 1개가 아닌 2개의 은하인 것도 HST와 켁 II의 관측을 통해 확인됐다. 알마 망원경은 은하에서 별 형성의 메커니즘과 물질의 움직임을 조사하는 수단이 되는 일산화탄소를 추적할 수 있다. 그 관측에서 H1429-0028는 은하 충돌이 한창으로, 1년에 수백 개 이상의 별을 낳고 있는 것으로 나타났다. 까마귀자리에 있는 유명한 충돌 은하인 안테나 은하에는 1년에 태양 수십 개분의 별이 탄생하고 있지만, 이번에 공개된 충돌 은하에는 그보다 훨씬 큰 태양 질량의 400배에 달하는 별들이 형성되고 있다. 또한 충돌 중의 한 은하가 회전하고 있는 징후도 볼 수 있어 이 은하는 충돌 전에 원반 은하였던 것으로 추정된다. 한편 이번 관측결과는 ‘천문학 & 천체 물리학 저널’(the journal Astronomy & Astrophysics) 최신호에 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구로부터 약 70억광년 거리에 있는 은하끼리의 충돌 모습을 허블 우주망원경과 알마 망원경 등의 관측 정보를 합성해 만든 역대 ‘최고의 광경’(베스트뷰)이라는 사진이 공개됐다. 이는 앞에 있는 은하에 의한 중력렌즈 효과 덕분에 멀리서 충돌하는 은하를 상세하게 관찰할 수 있는 것이라고 천문학자들은 말한다. 처녀자리 방향에 떠 있는 천체 H-ATLAS J142935.3-002836(이하 H1429-0028)은 지금으로부터 약 70억 년 전 우주에서 일어난 은하 충돌의 현장이다. ‘H-ATLAS’(허셜-아틀라스)라는 조사로 발견된 뒤, 허블 우주망원경(HST)과 알마 전파망원경(ALMA)은 물론 켁II, 초대형간섭전파망원경군(VLA)과 같은 천체망원경으로 자세한 관측이 이뤄진 각각의 정보를 중첩함으로써 멀리 있는 충돌 은하의 것으로는 전에 없는 최고의 이미지가 만들어졌다. H1429-0028과 지구 사이에는 다른 은하계가 존재한다. 이 은하의 거대한 질량에 의해 중력이 렌즈와 같은 역할을 하는 중력렌즈 효과 덕분에 멀리 있는 H1429-0028을 자세히 조사할 수 있었던 것이다. 허블과 켁II 망원경은 렌즈가 된 앞의 은하 주위를 둘러싼 ‘빛의 고리’의 존재를 밝혀냈다(1번째 이미지). 또한 이 은하의 원반을 바로 측면에서 보는 위치 관계에 있는 것도 잡혔다. 또한 H1429-0028가 1개가 아닌 2개의 은하인 것도 HST와 켁 II의 관측을 통해 확인됐다. 알마 망원경은 은하에서 별 형성의 메커니즘과 물질의 움직임을 조사하는 수단이 되는 일산화탄소를 추적할 수 있다. 그 관측에서 H1429-0028는 은하 충돌이 한창으로, 1년에 수백 개 이상의 별을 낳고 있는 것으로 나타났다. 까마귀자리에 있는 유명한 충돌 은하인 안테나 은하에는 1년에 태양 수십 개분의 별이 탄생하고 있지만, 이번에 공개된 충돌 은하에는 그보다 훨씬 큰 태양 질량의 400배에 달하는 별들이 형성되고 있다. 또한 충돌 중의 한 은하가 회전하고 있는 징후도 볼 수 있어 이 은하는 충돌 전에 원반 은하였던 것으로 추정된다. 한편 이번 관측결과는 ‘천문학 & 천체 물리학 저널’(the journal Astronomy & Astrophysics) 최신호에 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

밤하늘 멀고 먼 황소자리에는 동서고금 사랑을 받아온 아름다운 별들이 있다. 바로 천문학자들 뿐 아니라 별을 좋아하는 일반인들에게도 잘 알려진 ‘플레이아데스 성단’(Pleiades star cluster)이다. 우리나라에서는 별들이 좀스럽게 모여있다고 해서 ‘좀생이별’로 불리는 플레이아데스 성단은 맑은 날 맨 눈으로도 6~7개의 별들이 뚜렷히 보여 서양에서는 세븐 시스터즈(Seven Sisters)라는 별칭도 있다. 최근 플레이아데스 성단과 지구와의 거리를 밝힌 새로운 연구결과가 나와 관심을 끌고있다. 미국 캘리포니아 주립대 샌디에이고 캠퍼스 등 공동 연구팀은 “지구와 플레이아데스 성단과의 거리가 정확히 443광년으로 확인됐다”고 밝혔다. 지금까지 학계에서는 지구와 이 성단까지의 거리를 놓고 다양한 주장이 있어왔다. 1990년대에는 430광년, 이후에는 390광년 등 연구팀에 따라 오락가락하는 차이를 보여 학자들 사이에서도 논란이 있었다.지구와 성단까지의 정확한 거리가 중요한 것은 별의 형성과 진화를 연구하는데 있어 중요한 자료가 되기 때문이다. 이번에 연구팀은 세계 각지에 흩어져 있는 전파 망원경을 연동시켜 플레이아데스 성단까지의 거리를 삼각 측량으로 정확히 재는데 성공했다. 연구를 이끈 칼 멜리스 박사는 “일반인들에게는 거리 차이가 별 의미가 없을지 모르지만 성단의 특징과 진화를 이해하는 학자들에게는 매우 중요한 데이터” 라면서 “향후 이같은 방식을 활용해 다른 성단에도 응용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 한편 지구에 가장 가까운 산개성단 중 하나인 플레이아데스 성단에는 푸른 빛을 내는 수천개의 별들이 모여있으며 연령은 1억년 정도로 추정된다. 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지금까지 발견된 천체 가운데 온도가 가장 낮다고 알려진 갈색왜성이 ‘물얼음’ 구름에 휩싸여 있을 가능성이 높은 것으로 나타났다고 미국 과학전문주간지 사이언스매거진이 25일(현지시간) 보도했다. 만일 질퍽질퍽한 얼음으로 이뤄진 이 구름이 실제로 존재하는 것으로 확인된다면 태양계 너머 외계에서 물로 된 구름을 ‘최초’로 발견하게 되는 것이다. 이 구름이 둘러싼 목성 크기의 천체는 지금까지 갈색왜성으로 알려져 있지만, 이는 사실 다른 항성을 공전 중인 차가운 거대 가스 행성의 한 유형일 수도 있다. 지구로부터 불과 7.3광년밖에 떨어져 있지 않은 이 천체는 미국 펜실베이니아주립대의 천문학자 케빈 루만 박사팀이 미국항공우주국(NASA) 와이즈(WISE) 적외선 우주망원경의 광범위 데이터(2010~2011년)를 조사하던 중 최근 발견했다. 갈색왜성은 흔히 ‘실패한 별’로 불리는데 질량이 매우 적어 지속적인 핵반응을 할 수 없으므로 차갑고 어둡다. WISE J085510.83-071442.5(혹은 WISE J0855-0714)로 명명된 이 갈색왜성은 지금까지 발견된 천체 중에서 가장 차가운 것으로 알려졌다. 이 천체의 온도는 물이 어는 점인 영(0)도보다 조금 더 낮아 지구의 평균 기온보다 더 춥지만, 목성보다는 조금 더 따뜻하다. 미국 카네기과학연구소의 천문학자 재클린 파허티는 “발견 이후 이 천체를 관측해왔다”고 말했다. 이 새로운 ‘이웃’은 거대 가스 행성과 비슷한 데 목성만큼 크며 질량은 3~10배 정도 된다. 하지만 이 천체는 우리 시야에서의 관측을 방해하는 항성이 없는 ‘외톨이’인 것으로 추정된다. 더욱이 이 천체는 ‘센타우루스자리 알파별’과 ‘바너드 별’, ‘루만 16’에 이어 우리 태양에서 네 번째로 가까운 것으로 알려졌다. 또한 이 천체는 작고 차가워 지상 기반의 천체망권경에서는 보이지 않을 정도로 매우 희미하다. 파허티는 “이번 발견을 얻기 위해 와이즈 적외선 우주망원경과 씨름했다”고 말했다. 그녀는 칠레 소재 6.5m 마젤란-바데 망원경를 사용해 얻은 151장에 달하는 근적외선 이미지를 3일 밤 내내 조사한 끝에 물얼음 구름과 황화나트륨 구름을 발견했다. 하지만 이 천체에 확실히 물얼음 구름이 존재하는지 확인하려면 좀 더 확실한 스펙트럼을 얻어야만 알 수 있다고 한다. 이 때문에 관련 천문학자들은 허블 망원경을 대체하기 위해 2018년 발사예정인 차세대 우주 망원경 제임스 웨브 우주 망원경(James Webb Space Telescope)을 기대하고 있다. 한편 이번 연구성과는 ‘천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 20일 자로 게재됐다. 사진=사이언스매거진 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

토성의 신비한 고리가 태양계 생성 초기인 무려 44억년 전 생성됐다는 연구결과가 나왔다. 최근 미국 콜로라도 대학 연구팀은 미 항공우주국 나사(NASA)의 토성탐사선 카시니호가 보내온 데이터를 바탕으로 분석한 논문을 발표했다. 그간 토성의 신비하고 아름다운 고리는 천문학자들 뿐 아니라 일반인 사이에서도 큰 관심을 불러 일으켰다. 토성의 고리를 둘러싼 학계의 논란은 과연 이 고리가 언제 어떻게 생성됐느냐는 것. 일각에서는 고리의 입자 성분이 비교적 순수하다는 점을 들어 수천만년 전 생성된 것이 아니냐는 주장도 제기됐으나 학계에서는 대체로 태양계 생성 초기에 만들어진 것으로 받아들이고 있다. 이번 연구는 지난해 같은 연구팀이 발표한 논문과 연장선상에 있다. 지난해 말 연구팀은 “고리 속의 물질이 평균 0.0000000000000000001g에 달할만큼 놀라울 정도로 작다” 면서 “이를 바탕으로 수학적으로 계산한 결과 고리의 나이가 44억년 전으로 추정돼 토성 생성시기와 비슷하다”고 주장한 바 있다. 이번 논문에서는 한발 더 나아가 44억 년 생성된 고리의 성분이 비교적 ‘깨끗한’ 의문에 대해 설명했다. 태양계 생성 초기부터 고리가 존재했다면 토성 밖에서 날아오는 각종 물질에 이미 오염이 됐을 것이라는 것이 합리적인 추론이기 때문이다. 이에대해 사스차 캠프 박사는 “지난 7년 간 토성 고리를 분석한 결과 토성 밖에서 날아와 고리에 쌓인 입자가 연간 20개 정도에 불과했다” 면서 “기존 생각보다 40배나 낮은 비율이었다”고 밝혔다. 결과적으로 토성의 고리가 ‘나잇살’을 덜 먹은 이유가 설명이 되는 셈. 　 익히 알려진 대로 토성 고리의 입자는 대부분 얼음으로 이루어져 있으며 그밖에 우주 먼지와 다른 화합물이 약간 섞여있다. 특히 이 얼음 때문에 전문가들은 태양계 초기 ‘물 많은’ 혜성의 영향을 받은 것으로 추측하고 있다. 그러나 일부에서는 토성의 강한 중력으로 산산히 쪼개져 생긴 위성의 잔해물 이라고 주장하고 있다. 한편 토성의 아름다움울 상징하는 고리는 지난 1655년 네덜란드 천문학자 크리스티앙 호이겐스가 처음 발견했다. 주요 고리는 3개로 바깥쪽부터 A, B, C라 칭해졌으며 이후 탐사기의 관측 결과 추가로 D, E, F, G고리의 존재가 확인됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

남극 빙하 깊은 곳에 사는 생명체가 새로 확인돼 학계의 관심이 집중되고 있다. 최근 미국·영국 등 국제공동연구팀은 남극 빙하 아래 800m 지점에 사는 약 4000종의 새로운 미생물을 확인했다고 발표했다. 외계 생명체를 찾는 천문학자들에게도 큰 관심을 불러 일으킨 이번 논문은 남극의 빙저호인 훨런스호에서 채취된 물을 분석해 얻어졌다. 남극처럼 기온이 낮은 지역에서만 나타나는 빙저호(氷底湖)는 빙하 밑에 위치한 호수를 말한다. 빙저호에 대한 연구가 시작된 것은 지난 1977년. 남극 호수 중 가장 큰 보스토크호를 필두로 학계의 본격적인 연구가 진행됐으며 지난해 초 미국 대학 연구팀은 이곳 훨런스호에서 미생물을 찾아냈다고 발표해 세상을 깜짝 놀라게 했다. 이번 연구는 이보다 한발 더 나아가 이 미생물의 정체를 밝혀냈다. 연구팀은 훨런스호 800m 아래에서 최소 3,931종의 미생물을 확인했으며 이 미생물들은 바위와 침전물로 부터 에너지를 얻은 것으로 드러났다. 논문의 선임저자 미국 루이지애나 주립대학 브렌트 크리스트너 교수는 “우리가 모르는 세상이 빙하 밑에 있었다” 면서 “많은 미생물들이 살고있는 것은 물론 새로운 생태계가 존재하고 있다는 사실이 밝혀졌다”고 의미를 부여했다. 학계가 ‘빙하 밑 세상’에 관심을 기울이는 것은 이곳이 햇볕은 물론 대기도 미치지 못한 채 수천 만 년간 나홀로 존재해 왔기 때문이다. 크리스트너 교수는 “이번 논문은 빙저호 연구에 있어 하나의 이정표” 라면서 “원시 지구의 모습을 살펴보고 생명체 진화 과정을 연구할 수 있는 살아있는 자료가 될 것”라고 설명했다. 이어 “빙저호와 유사한 환경을 가진 것으로 추정되는 태양계 내의 유로파, 타이탄 등에 외계 생명체가 존재할 가능성을 더욱 높인다”고 덧붙였다. 이번 연구결과는 유명저널 네이처(Nature) 20일자에 발표됐다.　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

머나 먼 우주 공간에 마치 다이아몬드처럼 영롱하게 빛나는 아름다운 성단의 모습이 포착됐다. 최근 유럽우주국(ESA)은 허블우주망원경이 촬영한 구상성단(球狀星團·globular cluster) ‘IC 4499’의 모습을 이미지로 공개했다. 지구로부터 무려 5만 5000광년 떨어진 곳에 위치한 IC 4499는 수백 만 개 이상의 별이 공 모양으로 빼곡히 밀집된 구상성단이다. 1990년 대 초까지만 해도 IC 4499의 나이가 은하계의 다른 구상성단과 비교해 훨씬 어린 것으로 관측돼 천문학자들을 많이 당황하게 만들었다. 그러나 1990년 4월 ESA와 미 항공우주국(NASA)이 공동 개발한 허블 우주망원경이 지구 밖에서 관측을 시작하면서 의문이 풀렸다. IC 4499의 나이가 120억년 정도로 다른 유사 성단과 비교해 별 차이가 없다는 것이 확인된 것. 나사 측은 “질량이 큰 규모의 구상성단은 여러 세대의 별들로 이루어진다” 면서 “이에반해 중간 규모의 IC 4499는 동시에 태어난 같은 세대 별로 이루어진 것이 특징”이라고 설명했다. 한편 대기의 간섭없이 멀고 먼 우주를 관측하고자 설계된 허블 우주망원경은 지상 569km 높이에서 97분 마다 지구를 돌며 먼 우주를 관측하고 있다. 허블우주망원경은 특히 지상 천체망원경보다 10~30배의 해상도로 우주 나이의 정확한 측정을 가능케 하고 있다. 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

유럽우주기구(ESA, 에사)의 마지막 무인우주화물선인 ‘ATV(에이티브이)-5’가 우리 시간으로 12일 오후 9시 반쯤 국제우주정거장(ISS)과 도킹을 시도한다. 이 장면은 미국항공우주국(NASA, 나사) 공식 유스트림 채널을 통해 한 시간 전인 오후 8시부터 실시간으로 중계된다. 20세기 벨기에 천문학자 조르주 르메트르의 이름을 따 조르주 르메트르호(號)라고도 불리는 ATV-5는 지난달 29일(현지시간) 남미 프랑스령 기아나 북부의 쿠루 우주기지에서 아리안5 로켓 상단부에 탑재돼 발사됐다. ATV-5는 ISS 비행사들을 위한 식량과 연료, 과학장비 등 7톤에 달하는 물자를 싣고 2주간에 걸쳐 비행 중이다. ISS에 탑승 중인 독일 우주 비행사 알렉산더 게르스트는 ISS와 도킹을 위해 궤도를 따라 항해 중인 ATV-5를 약 7km의 근접 거리에서 포착한 사진을 자신의 트위터를 통해 공개하기도 했다. 에사가 공개한 시뮬레이션 영상에는 ATV-5가 ISS와 랑데뷰할 때까지 복잡한 과정이 담겨있다. 도킹 이후 물자 전달 임무를 완수한 ATV-5는 6개월간에 걸쳐 ISS에서 나온 쓰레기를 채운 뒤 지구 쪽으로 재진입하는 과정에서 연소될 예정이다. http://www.esa.int/Our_Activities/Human_Spaceflight/ATV/Watch_ATV-5_docking 사진=ESA/NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

한때는 태양처럼 뜨거운 별이었지만 급속히 식어 차갑게 변해버린 ‘행성 닮은’ 희안한 천체가 발견됐다. 최근 국제 천문학 공동연구팀은 남쪽 하늘 별자리인 화로자리에 위치한 새로운 ‘Y형 갈색왜성’(WISE J0304-2705)을 발견했다고 발표했다. 이 천체는 가장 차까운 갈색왜성으로 분류된다. 지구로부터 약 33~55광년 거리에 떨어져 있는 이 천체가 천문학자들의 관심을 사로잡은 것은 한때 별로서 뜨거운 ‘영화’(榮華)를 누렸다가 어느날 갑자기 식어버렸기 때문이다. 과거 2000만 년에 걸쳐 적어도 2,800° C 온도에 달했던 이 별은 이후 1억 년간 1,500° C, 10억 년간 1,000° C로 낮아지더니 현재에 이르러서는 불과 100°~150° C 수준으로 차가운 몸이 됐다. 결과적으로 한때 항성 같은 기운을 뿜어내다가 지금은 일반적인 행성 수준의 온도를 갖게된 셈. 이 때문에 전문가들은 천체의 극단적인 퇴화 과정을 연구하는데 있어 WISE J0304-2705이 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 기대하고 있다. 연구에 참여한 칠레 대학교 마리아 테레사 루이즈 교수는 “나사(NASA) 광역적외선탐사망원경(WISE)의 강력한 성능 덕분에 이 천체를 발견할 수 있었다” 면서 “지구와 같은 바위형이라기 보다는 목성같은 가스형에 가깝다”고 설명했다. 이어 “크기는 목성의 20~30배 수준으로 거대한 별과 일반적인 행성 사이에 있는 천체”라고 덧붙였다. 이번 연구결과는 ‘영국왕립천문학회월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 최신호에 발표됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

알마 망원경으로 명왕성과 위성 카론의 위치가 매우 정밀하게 측정됐다고 영국 과학전문매체 피조그닷컴 등 외신이 5일(현지시간) 보도했다. 이 위치는 오는 2015년 명왕성에 접근하게 될 미 항공우주국(NASA, 나사)의 탐사선인 뉴호라이즌스호(號)의 궤도수정에 활용되고 있는 것으로 전해졌다. 명왕성 관측은 지금까지 대형 광학망원경으로도 계속 진행돼 왔지만, 탐사선을 보내야 하므로 학자들은 지금도 명왕성의 위치와 궤도를 정하기 위한 작업을 진행하고 있다. 태양에서 매우 먼 명왕성은 위치 측정에 있어 그 정확도를 높이기 위해 많은 노력이 필요하다. 그 궤도는 지구보다 40배 정도 크고, 한 바퀴 도는 공전 주기는 무려 248년이 걸린다. 따라서 명왕성이 발견된 시점이 고작 1930년이므로 지금까지 인류가 관측할 수 있었던 명왕성의 궤도는 고작 3분의 1에 지나지 않는다. 이에 대해 뉴호라이즌스호 임무 참여 학자인 미 존스홉킨스대 응용물리학연구소의 해럴드 위버 박사는 “인류는 한정된 데이터밖에 손에 넣지 못했으므로 명왕성의 위치는 수천 km의 오차가 있을지도 모른다”면서 “만일 큰 오차가 있다면 뉴호라이즌스호의 궤도수정을 계산하는데 지장이 생길 것”이라고 설명했다. 나사는 알마로 본 명왕성의 정보와 이 행성을 처음 발견했을 때부터 지금까지 가시광선으로 관측한 정보로 구한 위치를 바탕으로 뉴호라이즌스호의 첫 번째 궤도수정(TCM)을 지난 7월에 했다. 이는 적절한 시기에 적절한 분량만을 로켓 분사해 탐사선을 명왕성으로 향하게 하는 것이다. 이 탐사선은 명왕성에 도달한 뒤 더 멀리 있는 ‘에지워스 카이퍼 벨트 천체’의 탐사도 진행할 예정이다. 향후 탐사를 위해 가능한 연료를 아껴야 하므로 궤도 수정은 로켓 연료 소비를 최소화한다. 이를 위해 가능한 한 명왕성 위치를​​ 정밀하게 측정해야 하는데 이는 위치의 기준(지상 위도·경도의 기준이 되는 ‘삼각점’ 같은 것)을 확립하는 것이 필수적이지만, 이 넓은 우주에서 명왕성 같은 작은 천체의 위치와 궤도를 정밀 측정하기 위한 기준을 찾는 것은 쉬운 일이 아니다. 일반적으로 이런 기준에는 멀리 있는 별들이 사용된다. 먼 곳에 있는 별은 오랜 세월이 지나도 그 위치가 거의 바꾸지 않으므로, 이런 천체를 기준으로 명왕성 천구에서의 상대적인 위치를 결정한다. 반면 명왕성의 위치는 해마다 바뀌므로 탐사선을 정확하게 그 행성까지 이끌기 위해서는 더 정밀한 위치 기준이 필요하다고 한다. 인류가 관측한 천체 중 가장 멀리 있어 가장 명백하게 위치가 변하지 않는 천체는 100억 광년 이상 저편에 있는 퀘이사다. 이런 천체를 기준으로 명왕성의 상대적인 위치를 관측하면 더 정밀한 위치를 결정할 수 있다. 하지만 퀘이사는 가시광선상에서 매우 어두우므로 기존의 광학 망원경으로는 위치 결정이 어렵다. 따라서 알마 같은 고성능 망원경이 필요한 것이다. 퀘이사는 알마 망원경이 관측할 수 있는 전파(밀리미터파)를 매우 밝게 나타낸다. 현재 알마 시설에 머물고 있는 미 국립전파천문대 소속 천문학자 에드워드 포말론트 박사는 “알마로 관측한 명왕성의 위치는 측정 오차를 지금까지의 절반으로 줄이는 것을 목표로 한다”면서 “구체적으로는 J1911-2006라고 명명된 매우 전파가 강한 퀘이사를 위치 기준으로 사용했다”고 설명했다. 알마에 의한 관측은 퀘이사의 ​​위치를​​ 기준으로 명왕성 위치를​​ 측정한다. 관측은 명왕성과 그 위성 카론의 극저온 표면에서 나오는 전파를 포착할 수 있었다. 그 표면 온도는 영하 230℃가 될 수도 있다. 관측팀은 명왕성의 첫 관측을 2013년 11월에 시행했다. 이어 궤도를 정밀하게 결정하기 위해 2014년 4월에 1번, 7월에 두 차례의 관측을 진행했다. 또한 10월에도 추가 관측이 예정돼 있다. 포말론트 박사는 “지구가 태양 주위를 이동하므로 간격을 두고 여러 번 관측함으로써 명왕성을 다양한 위치에서 볼 수 있다”면서 “이를 통해 우리는 명왕성까지의 거리와 그 궤도를 정밀하게 결정할 수 있는 것”이라고 설명했다. 천문학에서는 천체의 위치를​​ 측정하려면 시차를 사용한다. 시차는 2지점에서 동일한 물체를 봤을 때의 겉보기 위치의 차이를 말하는 것으로, 삼각 측량과 같은 원리다. 천체의 위치를​​ 측정할 때는 지구가 태양 주위를 이동하는 것을 이용해 천체의 겉보기 위치에 관한 편차를 측정하고 거기에서 거리를 계산한다. 뉴호라이즌스 임무 책임자인 미 사우스웨스트 리서치 인스티튜트의 앨런 스턴 박사는 “최첨단 알마 망원경의 성과가 인류 최초의 역사적인 명왕성 탐사 사업을 지지하는 것에 우리는 매우 흥분하고 있다”면서 “우리는 탐사선을 위해 알마가 제공한 훌륭한 데이터와 이를 실현한 모든 알마 망원경 팀에게 감사하고 있다”고 말했다. 사진=NRAO/AUI/NSF 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

한때는 태양처럼 뜨거운 별이었지만 급속히 식어 차갑게 변해버린 특이한 행성같은 천체가 발견됐다. 최근 국제 천문학 공동연구팀은 남쪽 하늘 별자리인 화로자리에 위치한 행성같은 천체인 ‘WISE J0304-2705’를 발견했다고 발표했다. 지구에서 33~55광년 사이에 놓인 이 천체가 천문학자들의 관심을 사로잡은 것은 한때 별로서 뜨거운 ‘영화’(榮華)를 누렸기 때문이다. 과거 2000만 년에 걸쳐 적어도 2,800° C 온도에 달했던 이 별은 그러나 1억 년 후 1,500° C, 10억 년 후 1,000° C로 낮아지더니 현재에 이르러서는 불과 100°-150° C 수준으로 차가운 몸이 됐다. 결과적으로 과거 별같은 기운을 뿜어내다가 지금은 일반적인 행성 수준의 온도를 갖게된 셈. 이 때문에 전문가들은 천체의 극단적인 진화 과정을 연구하는데 있어 WISE J0304-2705이 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 기대하고 있다. 연구에 참여한 칠레 대학교 마리아 테레사 루이즈 교수는 “나사(NASA) 광역적외선탐사망원경(WISE)의 강력한 성능 덕분에 이 천체를 발견할 수 있었다” 면서 “지구와 같은 바위형이라기 보다는 목성같은 가스형에 가깝다”고 설명했다. 이어 “크기는 목성의 20-30배 수준으로 거대한 별과 일반적인 행성 사이 어딘가 있는 천체”라고 덧붙였다. 이번 연구결과는 ‘영국왕립천문학회월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 최신호에 발표됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr