미국항공우주국(NASA, 이하 나사)이 가장 예술적인 달의 모습으로 ‘타이코 센트럴 피크’라는 달 크레이터의 중앙봉을 선정했다. 나사는 18일(현지시간) 달정찰궤도탐사선(LRO) 운용 5주년 기념일을 맞아 최근 2주간(4월23일~5월6일) 일반인들의 투표를 통해 뽑은 가장 예술적인 달 사진 콘테스트 결과를 발표했다. 가장 예술적인 달 사진으로 뽑힌 ‘타이코 센트럴 피크’는 아마추어 천문학자들에게 가장 인기있는 조사 지역이라고 한다. 타이코 크레이터 전체 지름은 약 82km. 사진에 나타난 화구속 중앙봉의 지름은 약 15km이며 정상까지의 높이는 약 2km에 달한다. 흔히 달 정찰위성으로 불리는 달정찰궤도탐사선(LRO)은 지난 2009년 6월 8일 미국 플로리다주(州)에 있는 케이프커내버럴 우주센터에서 발사, 4일간의 여정 끝에 달 궤도에 성공적으로 안착했다. 이후 지난 5년간 달 표면의 놀랍고 흥미로운 모습과 정보를 보내오고 있다. 이 탐사선의 프로젝트를 맡고 있는 존 켈러 박사는 “LRO는 앞으로 5년 뒤에도 획기적인 발견을 계속 이어갈 것”이라고 밝힌 바 있다. 한편 LRO는 미국 워싱턴 NASA 본부에 있는 과학임무부서(SMD)와 고다드 우주비행센터가 운용한다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

태양과 같은 별은 수백억 년 일생의 마지막 단계가 되면 불안정해져 외층을 방출한다. 남겨진 중심 핵은 고온의 백색왜성이 돼 강한 자외선을 방출한다. 이때 비춰진 외층이 우리가 보는 행성상 성운인데 이런 천체에서 처음으로 물 생성에 필수적인 분자를 천문학자들이 발견했다고 유럽우주기구(ESA, 이하 이에스에이)가 17일(현지시간) 발표했다. 행성상 성운은 지금까지 강한 자외선의 영향으로 분자가 파괴되거나 새로운 분자의 생성이 제한되는 것으로 여겨졌다. 네덜란드 라이덴대학 이사벨 알레만 박사가 이끈 연구팀이 이에스에이 허셜 우주망원경을 사용해 11개의 행성상 성운을 관측·분석한 결과, 그중 3개의 행성상 성운에서 물 생성에 필수조건이 되는 분자인 ‘OH+’ 이온을 발견했다. 이들 3개 천체의 공통점은 중심에 섭씨 10만 도가 넘는 고온 상태의 백색왜성이 존재하고 있다는 것이다. 또 스페인 과학연구위원회(CSIC)의 미레야 엣살루즈 박사팀은 물병자리의 방향으로 지구로부터 약 490광년 거리에 있는 나선성운인 ‘NGC 7293’를 관측 대상으로 했다. 나선 성운의 중심에 있는 별은 질량이 태양의 절반 정도이지만 표면 온도는 약 12만도로 태양(약 6000도)보다 훨씬 높다. 이 성운의 분자의 분포를 조사한 결과, 일단 별에서 방출된 일산화탄소(CO) 분자가 강한 자외선에 파괴될 수 있는 영역에 있으면서도 매우 풍부하게 존재하는 것으로 나타났다. 일산화탄소는 산소 원자가 되기 쉬우며 이는 여러 수소와 결합해 ‘OH+’ 분자 이온을 만들 수 있다. 따라서 자외선이 물 생성을 방해하기는 커녕 자극하는 것은 아닐까라는 가설도 생각할 수 있다고 한다. 이런 관측 결과는 행성상 성운에서 물 생성에 필요한 분자를 발견한 최초의 성과라고 한다. 실제로 물 생성에 이를지 여부는 아직 불분명하지만, 허셜 계획에 참여 중인 예란 필브렛 박사는 “허셜은 별 형성이 진행되는 분자 구름부터 태양계의 소행성 벨트에 이르기까지 우주 전체에 걸쳐 물의 존재를 조사해왔다”면서 “이번 연구성과로 태양과 같은 별이 일생의 마지막 시기에 있어도 우주의 물 생성에 기여할 수 있다는 것이 밝혀졌다”고 말했다. 한편 이번 두 연구결과는 ‘천문학 & 천체 물리학 저널’(the journal Astronomy & Astrophysics) 최신호에 게재됐다. 사진=ESA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국항공우주국(NASA, 이하 나사)이 가장 예술적인 달의 모습으로 ‘타이코 센트럴 피크’라는 달 크레이터의 중앙봉을 선정했다. 나사는 18일(현지시간) 달정찰궤도탐사선(LRO) 운용 5주년 기념일을 맞아 최근 2주간(4월23일~5월6일) 일반인들의 투표를 통해 뽑은 가장 예술적인 달 사진 콘테스트 결과를 발표했다. 가장 예술적인 달 사진으로 뽑힌 ‘타이코 센트럴 피크’는 아마추어 천문학자들에게 가장 인기있는 조사 지역이라고 한다. 타이코 크레이터 전체 지름은 약 82km. 사진에 나타난 화구속 중앙봉의 지름은 약 15km이며 정상까지의 높이는 약 2km에 달한다. 흔히 달 정찰위성으로 불리는 달정찰궤도탐사선(LRO)은 지난 2009년 6월 8일 미국 플로리다주(州)에 있는 케이프커내버럴 우주센터에서 발사, 4일간의 여정 끝에 달 궤도에 성공적으로 안착했다. 이후 지난 5년간 달 표면의 놀랍고 흥미로운 모습과 정보를 보내오고 있다. 이 탐사선의 프로젝트를 맡고 있는 존 켈러 박사는 “LRO는 앞으로 5년 뒤에도 획기적인 발견을 계속 이어갈 것”이라고 밝힌 바 있다. 한편 LRO는 미국 워싱턴 NASA 본부에 있는 과학임무부서(SMD)와 고다드 우주비행센터가 운용한다. 사진=NASA(http://lro.gsfc.nasa.gov/moonartgallery.html) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난 11일(현지시간) 미 항공우주국 나사(NASA)가 토성의 위성 포이베(Phoebe)의 최근접 사진을 공개해 관심을 끌고있다. 나사와 유럽우주기구(ESA)가 공동으로 개발한 토성 탐사선 카시니호가 최근 촬영한 이 사진은 매우 선명한 화질로 울퉁불퉁한 포이베의 모습을 고스란히 담고있다. 나사 측이 이 사진을 공개한 것은 정확히 10년 전인 2004년 6월 11일 카시니호가 사상 처음으로 포이베에 불과 2,000km 거리로 스쳐 지나가는 저공 비행에 성공했기 때문이다. 카시니호의 탐사로 베일이 벗겨진 포이베는 지름이 220km이며 50km에 달하는 초대형 크레이터를 비롯 수많은 크레이터들이 표면을 촘촘히 장식하고 있다. 토성의 많은 위성 중 학자들이 포이베에 큰 관심을 갖는 이유는 이 위성이 특이하게도 토성의 반대 방향으로 공전하는 수수께끼 ‘역행 위성’이기 때문이다. 이같은 이유로 전문가들은 포이베가 태양계 외곽에서 형성돼 이후 토성의 궤도로 빨려 들어가 위성이 됐을 것으로 보고있다. 한편 토성은 60개가 넘는 달을 가지고 있으며 이중 대부분은 얼음 덩어리로 이루어져 있다. 천문학자들은 토성의 많은 달이 몇 개의 큰 천체가 깨어져 생성된 것으로 추측하고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

외형은 적색 초거성이지만, 그 중심에는 삼켜진 중성자별이 존재하는 ‘손-지트코프 천체’(Thorne-Zytkow object, TZO). 이 이상한 별은 40년 전쯤 나온 이론상의 존재였지만, 그에 해당하는 후보가 처음으로 발견돼 학계가 주목하고 있다. TZO는 1975년에 물리학자 킵 쏜과 천문학자 안나 지트코프가 발표한 적색 초거성과 중성자별이 합쳐진 일종의 하이브리드 별이다. 겉으로는 오리온자리의 베텔게우스와 같은 적색 초거성과 비슷하지만 이 천체 내부에서 일어나고 있는 독특한 활동을 짐작하게 하는 스펙트럼은 일반적인 적색 초거성과는 확실히 다르다. TZO의 생성 메커니즘은 명확하게 밝혀지지 않지만, 일반적으로 받아들여지고 있는 이론은 발달 단계에서 2종의 천체가 서로 영향을 주고 훨씬 더 큰 적색 초거성이 중성자별을 삼켰다는 것이다. 즉 중성자별이 적색 초거성의 중심으로 나선형을 그리며 떨어졌다는 것. 보통 적색 초거성이 핵융합 반응으로 에너지를 생산하지만, TZO는 삼켜진 중성자별의 특이한 활동을 에너지원으로 삼고 있다. 따라서 이 TZO의 발견은 이전까지는 천문학자들에게 발견되지 않았던 항성 내부 모형의 증거를 제공한다. 미국 콜로라도대학 볼더캠퍼스의 에밀리 레베스크 박사가 이끈 연구팀은 칠레 라스 칸파나스 천문대에 설치된 구경 6.5m 마젤란 클레이 망원경을 사용해 TZO 후보를 발견했다. 여러 적색 초거성의 스펙트럼을 관측해 어떤 원소가 존재하는가를 조사한 결과, 소 마젤란구름에 존재하는 ‘HV 2112’의 스펙트럼 특성이 매우 특이한 것으로 밝혀졌다. 희미한 스펙트럼 선상에 루비듐과 리튬, 몰리브데넘이 과도하게 포함돼 있었다. 보통 항성에서도 이들 원소는 생성되지만, 일반적인 적색 초거성의 온도에서 이들 원소가 많다는 것은 모두 TZO의 증거가 된다. 하지만 HV 2112 스펙트럼의 특징은 이론 모델과 완전히 일치하지 않는다. 연구에 참여한 로웰 천문대의 필립 매시 박사는 “당연히 이번 관측이 오류일 수도 있다. 이번 데이터와 이론에서의 예측 사이에는 작은 차이가 있지만, 이론은 꽤 오래됐고 많은 개선이 필요했으므로 이번 발견이 이론적 연구를 더욱 진전시킬 수도 있다”고 말했다. 한편 이번 관측 결과는 국제 학술지인 ‘영국 왕립천문학회 월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 최신호에 게재됐다. 사진=손-지트코프 천체 상상도(NASA) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

비밀 속에 쌓여 있던 달의 ‘어두운 뒷면’에 대한 미스터리가 마침내 풀렸다. 미국 펜실페이니아주립대의 천체물리학자들이 달의 반대편에 ‘바다’(Maria)가 거의 없는 이유를 밝혀냈다고 외신들이 보도했다. 여기서 달의 바다는 평탄하고 어두워 보이는 지형을 말한다. 연구팀은 달의 뒷면에 바다가 없는 이유가 달의 형성과 진화의 과정에서 나타난 앞면과 뒷면의 지각 두께에 대한 차이 때문이라고 설명했다. 연구에 참여한 제이슨 라이트 부교수는 “어린 시절, 달의 모형을 처음 봤을 때 앞뒤 양면이 너무 달라 놀랐었다”고 회상하며 “달의 뒷면에 산과 크레이터(충돌구 혹은 운석공)로만 이뤄진 것은 지난 1950년대부터 수수께끼였다”고 말했다. 이런 의문은 옛소련의 탐사선 ‘루나 3호’가 달 뒷면을 최초로 관측하면서 불거졌다. 천문학자들은 이를 ‘달의 반대편에 있는 고지에 대한 의문’(Lunar Farside Highlands Problem)이나, 그 이유를 규명할 수 없다는 이유로 ‘달의 어두운 이면’이라고 불렀다. 오늘날 달의 기원은 지구가 형성된 지 얼마 되지 않은 시기에 화성 크기의 천체 ‘테이아’가 지구에 충돌해 부서지면서 나온 파편으로부터 탄생했다는 ‘달 거대 충돌설’이 널리 받아들여지고 있다. 이에 대해 연구를 주관한 스타인 시구르드손 교수는 “이 충돌로 곧 지구와 달은 엄청나게 뜨거워졌다”고 말했다. 물론 이 충돌로 두 천체가 녹지는 않았지만, 암석과 마그마 등의 파편 일부가 증발해 지구를 원반 구조로 둘러쌓았다는 것이다. 이 시점의 달은 오늘날보다 10~20배 정도 지구와 가까웠던 것으로 추정된다고 이번 연구를 이끈 석사과정의 아르피타 로이 연구원은 말했다. 연구팀은 오늘날 달이 항상 얼굴이 되는 앞면을 지구로 향한 채 자전하며 지구를 공전하는 일정한 궤도주기에서 아이디어를 얻었다. 달은 지구보다 훨씬 작아서 충돌 이후 식는 것도 빨랐으며 지구를 향해 한쪽 면(앞면)을 처음부터 향하고 있었던 것으로 여겨지므로 달의 앞면만 섭씨 2500도 이상의 고온이었다고 한다. 이는 지구로부터 복사열을 받아 걸쭉하게 녹은 상태였던 것. 이 앞면과 뒷면의 온도 변화가 달의 지각이 형성하는 데 중요한 역할을 했다고 연구팀은 보고 있다. 달의 표면에는 알루미늄이나 칼슘 등 증발하기 어려운 물질이 밀집해 있는 데 “증기가 식기 시작하면서 먼저 쌓인 물질은 알루미늄과 칼슘이었다”고 시구르드손 교수는 설명했다. 이런 물질은 상대적으로 빠르게 식어가는 달 뒷면의 대기 중에서 응축했다. 이후 수천 만 년에서 수백만 년이 지난 끝에 달의 맨틀 중에 있는 규산염과 결합해 사장석을 형성했고 결국 표면으로 이동해 지각을 형성하게 됐다. 즉 달 뒷면의 지각은 앞면보다 광물이 많아 더 두꺼워진 것이다. 지금은 달이 완전히 식어 표면 아래도 굳어버렸지만, 형성된 지 얼마 되지 않은 무렵에는 큰 천체가 달의 앞면에 충돌하고 심지어 지각에까지 도달해 대량의 현무암질 용암을 방출하도록 만들어 오늘날 볼 수 있는 달의 바다를 형성한 것이다. 반면 뒷면에 충돌한 대부분 천체는 두꺼운 지각을 관통할 수 없었고 따라서 현무암질 용암이 분출하지 않아 크레이터와 계곡, 고지대가 형성됐을 뿐이라고 연구팀은 설명했다. 이번 연구성과는 ‘아스트로피지컬 저널 레터스’(Astrophysical Journal Letters) 9일 자로 게재됐다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

달의 뒷면에 대한 미스터리가 마침내 풀린 듯하다. 미국 펜실페이니아주립대의 천체물리학자들이 달의 반대편에 ‘바다’(Maria)가 거의 없는 이유를 밝혀냈다고 ‘아스트로피지컬 저널 레터스’(Astrophysical Journal Letters) 9일 자로 발표했다. 여기서 달의 바다는 평탄하고 어두워 보이는 지형을 말한다. 연구팀은 달의 뒷면에 바다가 없는 이유가 달의 형성과 진화의 과정에서 나타난 앞면과 뒷면의 지각 두께에 대한 차이 때문이라고 설명했다. 연구에 참여한 제이슨 라이트 부교수는 “어린 시절, 달의 모형을 처음 봤을 때 앞뒤 양면이 너무 달라 놀랐었다”고 회상하며 “달의 뒷면에 산과 크레이터(충돌구 혹은 운석공)로만 이뤄진 것은 지난 1950년대부터 수수께끼였다”고 말했다. 이런 의문은 옛소련의 탐사선 ‘루나 3호’가 달 뒷면을 최초로 관측하면서 불거졌다. 천문학자들은 이를 ‘달의 반대편에 있는 고지에 대한 의문’(Lunar Farside Highlands Problem)이나, 그 이유를 규명할 수 없다는 이유로 ‘달의 어두운 이면’이라고 불렀다. 오늘날 달의 기원은 지구가 형성된 지 얼마 되지 않은 시기에 화성 크기의 천체 ‘테이아’가 지구에 충돌해 부서지면서 나온 파편으로부터 탄생했다는 ‘달 거대 충돌설’이 널리 받아들여지고 있다. 이에 대해 연구를 주관한 스타인 시구르드손 교수는 “이 충돌로 곧 지구와 달은 엄청나게 뜨거워졌다”고 말했다. 물론 이 충돌로 두 천체가 녹지는 않았지만, 암석과 마그마 등의 파편 일부가 증발해 지구를 원반 구조로 둘러쌓았다는 것이다. 이 시점의 달은 오늘날보다 10~20배 정도 지구와 가까웠던 것으로 추정된다고 이번 연구를 이끈 석사과정의 아르피타 로이 연구원은 말했다. 연구팀은 오늘날 달이 항상 얼굴이 되는 앞면을 지구로 향한 채 자전하며 지구를 공전하는 일정한 궤도주기에서 아이디어를 얻었다. 달은 지구보다 훨씬 작아서 충돌 이후 식는 것도 빨랐으며 지구를 향해 한쪽 면(앞면)을 처음부터 향하고 있었던 것으로 여겨지므로 달의 앞면만 섭씨 2500도 이상의 고온이었다고 한다. 이는 지구로부터 복사열을 받아 걸쭉하게 녹은 상태였던 것. 이 앞면과 뒷면의 온도 변화가 달의 지각이 형성하는 데 중요한 역할을 했다고 연구팀은 보고 있다. 달의 표면에는 알루미늄이나 칼슘 등 증발하기 어려운 물질이 밀집해 있는 데 “증기가 식기 시작하면서 먼저 쌓인 물질은 알루미늄과 칼슘이었다”고 시구르드손 교수는 설명했다. 이런 물질은 상대적으로 빠르게 식어가는 달 뒷면의 대기 중에서 응축했다. 이후 수천 만 년에서 수백만 년이 지난 끝에 달의 맨틀 중에 있는 규산염과 결합해 사장석을 형성했고 결국 표면으로 이동해 지각을 형성하게 됐다. 즉 달 뒷면의 지각은 앞면보다 광물이 많아 더 두꺼워진 것이다. 지금은 달이 완전히 식어 표면 아래도 굳어버렸지만, 형성된 지 얼마 되지 않은 무렵에는 큰 천체가 달의 앞면에 충돌하고 심지어 지각에까지 도달해 대량의 현무암질 용암을 방출하도록 만들어 오늘날 볼 수 있는 달의 바다를 형성한 것이다. 반면 뒷면에 충돌한 대부분 천체는 두꺼운 지각을 관통할 수 없었고 따라서 현무암질 용암이 분출하지 않아 크레이터와 계곡, 고지대가 형성됐을 뿐이라고 연구팀은 설명했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

초신성은 흔히 질량이 큰 별이 삶을 마감할 때 엄청난 폭발로 자신의 흔적을 남기는 것이지만, 모든 초신성이 이런 방식으로 발생하진 않는다. ‘la형’으로 불리는 초신성은 작고 밀도가 높지만 이미 죽은 별인 백색왜성의 폭발과 관련이 있다고 한다. 이런 보기 드문 la형 초신성 폭발의 잔해를 천문학자들이 최근 미국항공우주국(NASA) 스피처 우주망원경으로 관측했다고 ‘천체물리학 저널’ 최신호에 발표했다. 이번 결과는 연구진이 어떻게 이런 강력한 초신성 폭발이 다양하게 일어날 수 있는지 종합하는 데 도움이 됐다. 연구를 이끈 NASA 고다드 우주비행센터의 브라이언 윌리엄스 박사는 “마치 탐정이 된 듯했다”면서 “우린 그런 볼 수 없는 영역에서 어떤 일이 일어났는지 이해하기 위해 단서를 찾아냈다”고 말했다. la형 초신성은 일관된 방식으로 폭발하는 경향이 있다고 한다. 따라서 이는 수십년간 우리 우주의 크기와 팽창을 이해하는 데 도움이 되고 있다. 또한 예외적으로 지난 10년간 2개의 백색왜성이 공전하며 충돌할 때도 폭발이 발생한다는 여러 증거도 나오고 있다. 1604년 천문학자 요하네스 케플러가 발견해 그의 이름을 따서 명명된 ‘케플러의 초신성’은 하나의 백색왜성과 나머지 동반성으로 늙은 별인 적색거성에 의해 발생한 것으로 여겨졌다. 이제 그 적색거성에 의해 방출된 가스와 먼지 웅덩이가 이번에 관측된 잔해와 비슷한 것으로 나타났다. 스피처가 새롭게 관측한 초신성 잔해는 지구로부터 약 16만광년 떨어진 우리 은하 근처에 있는 작은 은하인 대마젤란운 속에 있다. ‘N103B’로 명명된 이 초신성 잔해는 약 1000년 전 발생했다. 월리엄스 박사는 “이 잔해가 케플러의 초신성 잔해보다 더 오래됐다”고 설명했다. 또한 N103B는 늙은 동반성인 적색거생에서 방출된 가스와 먼지 구름 속에 있으며 이 영역은 엄청나게 밀집돼 있다고 한다. 케플러의 초신성 잔해와 달리 N103B가 생성한 폭발에 대한 역사적 기록은 발견되지 않았다. 케플러의 초신성 폭발과 N103B의 폭발 둘 다 백색왜성을 공전하는 동반성인 적색거성이 있었던 것으로 여겨지고 있다. 이런 적색거성이 벗겨지면서 방출된 물질 중 일부가 백색왜성으로 흡수됐다. 이는 백색왜성의 질량을 키워서 불안정하게 만들었고 폭발을 일으키는 원인이 됐다고 한다. 이런 시나리오는 매우 드물게 일어날 수 있다고 연구진은 말한다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

이론상으로만 존재하고 실체는 확인되지 않았던 미스터리별의 정체가 40년 만에 규명될 것으로 보여 관심이 집중되고 있다. 미국 우주과학전문매체 스페이스닷컴은 미국 콜로라도 대학 보더 캠퍼스·영국 캠브리지 대학·로웰 천문대·카네기 천문대 공동 연구진이 이론 속에만 존재해왔던 하이브리드 항성의 실체를 포착하는데 성공했다고 6일(현지시간) 보도했다. 연구진에 따르면, ‘HV2112’라고 불리는 이 항성은 지구로부터 20만 광년 떨어진 왜소은하-소 마젤란 성운에 위치해있으며 칠레 천문대의 6.5m급 광학 망원경인 ‘마젤란 클레이 망원경’에 포착됐다. 이 항성의 겉모습은 오리온자리에 위치한 태양질량 20배 크기 적색 거성인 베텔기우스와 유사하지만 세부적으로 살펴보면 적색항성, 중성자 별로 나뉘는 2개의 천체가 함께 공존하고 있는 기이한 모습을 하고 있다. 쉽게 말해 태양 속에 또 하나의 태양이 있는 형태인데 우주에서도 극히 드문 형태다. 본래 이 항성은 지난 1975년, 영국 캠브리지 대학 천문학자 안나 지트코프와 물리학자 킵 쏜에 의해 이미 이론화된 바 있다. 이들은 당시 우주에 존재하는 거대 질량의 두 항성이 공존하다 질량이 더 큰 항성이 초신성 폭발(슈퍼노바)로 최후를 맞이한 뒤, 남은 중성자별을 흡수한 형태가 존재할 것이라 예측하고 이를 ‘쏜-지트코프 천체’라 이름 붙였다. 그 뒤, 40년 간 이론 속에만 존재했던 미스터리 천체는 최근 지구로부터 20만 광년 떨어진 곳에 실제로 살아 숨쉬고 있던 것이다. 해당 항성은 이중 천체인 만큼 타 항성과 차원이 다른 강렬한 스펙트럼 광선을 우주로 전파하는데 ‘HV2112’는 거대한 양의 루비듐, 리튬 광선을 내뿜는 것으로 드러나 최초로 실체가 규명된 제1호 쏜-지트코프 천체로 확인됐다. 이를 처음 이론화한 뒤, 40년 후 관측에 성공한 영국 캠브리지 대학 천문학과 안나 지트코프 박사는 “과거 우리의 이론적 예측이 사실로 규명된 것에 대해 매우 기쁘게 생각한다”며 “해당 항성에 대한 정확한 모델링 구축을 위한 추가 연구를 진행할 것”이라 전했다. 한편 이 연구결과는 국제 학술지인 ‘영국왕립천문학회월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 게재될 예정이다. 사진=Penn State University/Phil Massey, Lowell Observatory 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

작은 은하군끼리 충돌해 생긴 ‘총알 은하군’에서 고온의 가스와 암흑물질이 분리하는 모습이 관측됐다. 질량이 큰 은하단 외에 이런 현상이 나타난 것은 처음이다. 유럽우주기구(ESA) XMM-뉴턴우주망원경의 데이터로 합성한 이 이미지는 지구로부터 바다뱀자리 방향으로 약 40억 광년 떨어진 ‘총알 은하군’의 모습이다. 분홍색은 X선으로 관측한 은하 사이의 고온 가스. 파란색은 암흑물질의 분포를 나타낸 것으로, 이는 직접 관측할 수 없으므로 배경이 되는 천체의 빛이 일그러져 보이는 ‘중력렌즈 효과’를 통해 측정한 것이다. 천문학자들은 이 총알 은하군이 2개의 은하군이 충돌한 것으로 보고 있다. 좌우 2개로 나뉜 파란색 부분 중 오른쪽이 화면 왼쪽 아래에서 오른쪽 방향으로 이동해 ‘총알처럼’ 부딪쳐온 은하군으로 예측되고 있다. 두 은하군에서 각각의 은하와 암흑물질 분포는 거의 그대로 유지하지만, 고온의 가스는 전자기 상호작용으로 뒤섞여 하나의 큰 덩어리가 됐다. 이런 고온 가스와 암흑물질의 분리는 용골자리의 ‘총알 은하단’ 등 소수의 질량 큰 은하단을 통해 알려졌었지만, 바다뱀자리 총알 은하군과 같은 작은 천체에서는 최초로 관측된 것이다. 수십 개의 은하가 모인 은하군은 수백~수천 개의 은하가 모인 질량이 큰 은하단보다 훨씬 많이 존재한다. 천문학자들은 총알 은하군과 같은 천체를 표본으로 암흑물질과 일반물질과의 상호작용을 조사하면 암흑물질이 우주 전체에서 어떤 역할을 하고 있는지를 새로운 관점에서 살펴볼 수 있으리라고 말하고 있다. 사진=ESA/XMM-Newton 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

이론상으로만 존재하고 실체는 확인되지 않았던 미스터리별의 정체가 40년 만에 규명될 것으로 보여 관심이 집중되고 있다. 미국 우주과학전문매체 스페이스닷컴은 미국 콜로라도 대학 보더 캠퍼스·영국 캠브리지 대학·로웰 천문대·카네기 천문대 공동 연구진이 이론 속에만 존재해왔던 하이브리드 항성의 실체를 포착하는데 성공했다고 6일(현지시간) 보도했다. 연구진에 따르면, ‘HV2112’라고 불리는 이 항성은 지구로부터 20만 광년 떨어진 왜소은하-소 마젤란 성운에 위치해있으며 칠레 천문대의 6.5m급 광학 망원경인 ‘마젤란 클레이 망원경’에 포착됐다. 이 항성의 겉모습은 오리온자리에 위치한 태양질량 20배 크기 적색 거성인 베텔기우스와 유사하지만 세부적으로 살펴보면 적색항성, 중성자 별로 나뉘는 2개의 천체가 함께 공존하고 있는 기이한 모습을 하고 있다. 쉽게 말해 태양 속에 또 하나의 태양이 있는 형태인데 우주에서도 극히 드문 형태다. 본래 이 항성은 지난 1975년, 영국 캠브리지 대학 천문학자 안나 지트코프와 물리학자 킵 쏜에 의해 이미 이론화된 바 있다. 이들은 당시 우주에 존재하는 거대 질량의 두 항성이 공존하다 질량이 더 큰 항성이 초신성 폭발(슈퍼노바)로 최후를 맞이한 뒤, 남은 중성자별을 흡수한 형태가 존재할 것이라 예측하고 이를 ‘쏜-지트코프 천체’라 이름 붙였다. 그 뒤, 40년 간 이론 속에만 존재했던 미스터리 천체는 최근 지구로부터 20만 광년 떨어진 곳에 실제로 살아 숨쉬고 있던 것이다. 해당 항성은 이중 천체인 만큼 타 항성과 차원이 다른 강렬한 스펙트럼 광선을 우주로 전파하는데 ‘HV2112’는 거대한 양의 루비듐, 리튬 광선을 내뿜는 것으로 드러나 최초로 실체가 규명된 제1호 쏜-지트코프 천체로 확인됐다. 이를 처음 이론화한 뒤, 40년 후 관측에 성공한 영국 캠브리지 대학 천문학과 안나 지트코프 박사는 “과거 우리의 이론적 예측이 사실로 규명된 것에 대해 매우 기쁘게 생각한다”며 “해당 항성에 대한 정확한 모델링 구축을 위한 추가 연구를 진행할 것”이라 전했다. 한편 이 연구결과는 국제 학술지인 ‘영국왕립천문학회월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 게재될 예정이다. 사진=Penn State University/Phil Massey, Lowell Observatory 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

‘소용돌이 은하’로 유명한 나선은하 M51의 아름다운 모습을 미국항공우주국(NASA)이 3일(현지시간) 공개했다. 공개된 이미지에서 보라색 처리된 부분은 NASA의 찬드라 위성으로 관측한 X선 데이터와 허블 우주망원경으로 본 가시광 데이터를 합성한 것이다. 여기서 광범위하게 펼쳐진 X선 방사 대부분은 거대한 별이 일으키는 초신성 폭발로 나타난 고온 상태의 가스이며 눈부시게 빛나는 원형의 여러 점은 X선을 방출하는 천체로 대부분 ‘쌍성’을 이루고 있다. 이런 항성계는 두 항성 중 밝은 주성과 좀 더 어두운 반성이 짝을 이루지만, 한 별이 진화해 나타나는 중성자별이나 블랙홀과 짝을 이룬 반성으로부터 다량의 물질을 흡수하면서 고온이 돼 X선을 방출한다. 사냥개자리에 있는 M51은 지구로부터 약 3000만 광년 떨어져 있다. 천문학자들은 이 멀리 떨어진 은하에서 X선을 방출하는 천체들을 관측한 것이다. 찬드라가 M51에서 관측한 약 400개의 X선 원 중 적어도 10개의 쌍성에는 블랙홀이 존재하고 있으며, 그중 8개는 블랙홀이 태양보다 훨씬 큰 주변 반성으로부터 물질을 흡수하는 것으로 나타났다. 또한 M51은 이미지 윗부분의 작은 위성은하와 합체하고 있는 데 그 영향으로 별 형성이 발생하는 것으로 여겨지고 있다. 이중 질량이 큰 별은 수백만 년간 진화하고 붕괴하는 과정에서 중성자별이나 블랙홀이 된다. 이런 블랙홀이 존재하는 M51의 X선 쌍성 대부분은 별 형성 영역과 가까운 곳에 있으므로 은하 간 합체와도 관련성을 나타내고 있다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

태양계 아홉 번째 행성에서 탈락해 소행성으로 전락한 명왕성. 이 차갑고도 먼 왜소행성이 자신과 쌍성을 이루는 가장 큰 위성인 카론과 대기를 공유하고 있을 듯하다. 천문학자들의 시뮬레이션을 통해 명왕성 대기에 있는 질소가 카론으로 향하고 있는 것을 확인했다고 영국 과학잡지 뉴사언티스트가 6일(현지시간) 보도했다. 이런 현상이 실제로 확인되면 명왕성과 카론은 대기권을 공유하는 행성과 위성의 첫 번째 사례가 된다. 카론은 명왕성의 절반 크기로 이 위성이 명왕성을 도는 궤도는 지구를 도는 달보다 훨씬 가깝다. 1980년대 연구에서 두 천체는 가스 교환의 가능성이 시사된 바 있었지만, 당시 연구는 명왕성의 대기가 주로 메탄으로 구성돼 있어 가스가 상대적으로 높은 속도로 탈출하고 있다고 가정했다. 천문학자들은 지구에 있는 천체 망원경들을 사용해 명왕성에서 오는 빛을 상세히 관측하고 이를 스캔해 이 왜소행성의 조성에 대한 실마리를 얻을 수 있었다. 그 결과, 명왕성의 대기는 주로 질소로 이뤄져 있으며 탈출 속도는 낮은 것으로 밝혀졌다. 참고로 질소는 메탄보다 무겁다. 연구를 이끈 로버트 존슨 미국 버지니아대학교수는 “카론이 이런 과정에서 대기를 얻고 있다고 해도 그간 이를 관측하기에는 너무 얇은 것으로 여겨졌다”고 말했다. 이제, 존슨 교수팀은 명왕성의 초고층대기에 대한 모델을 업데이트했다. 이는 질소 분자가 움직이며 서로 충돌하는 운동성을 고려하도록 한 것이다. 연구팀의 시뮬레이션은 왜소행성 명왕성의 대기가 지금까지 생각했던 것보다 따뜻하고 이전 예측보다 3배나 두꺼운 것을 보여준다. 이는 명왕성의 일부 가스가 카론의 중력에 끌려 이 위성의 대기를 얇게 덮을 정도의 충분한 공간까지 퍼진 것을 의미한다. 미국항공우주국(NASA)의 뉴허라이즌스호는 오는 2015년 7월 명왕성 계를 지날 예정이다. 이 비행선에 탑재된 장비는 카론 주위에 대기가 존재하면 이를 자동으로 인식하고 구성을 해명하게 된다고 이 임무를 이끌고 있는 사우스웨스트연구소의 앨런 스턴 박사는 말했다. 카론 주변 가스의 성질과 농도를 아는 것은 이 위성의 대기가 명왕성에서 흘러나온 것인지 또는 다른 방법으로 만들어진 것인지를 결정하는 데 필요하다. 즉 카론 내부 가스가 간헐천이나 배출구를 통해 빠져나와 얇은 대기를 형성할 수도 있는 것이라고 한다. 스턴 박사의 최신 연구는 카론 표면에 혜성 충돌이 가스 구름을 방출하고 일시적으로 대기를 형성하는 것을 보여준다. 하지만 명왕성과 카론이 대기를 공유하고 있으면 이 왜소항성계는 두 천체 사이에서 ‘가스 전이’가 일어날 수 있는 실례가 되므로, 은하의 다른 곳에서도 일어날 수 있는 현상으로 기존 모델을 개정하도록 하는 것이다. 존슨 교수는 “쌍성과 주성의 근처에 있는 외계행성의 경우, 천문학에서는 항상 일어나고 있다고 생각할 수 있다”면서 “계산과 컴퓨터 모델은 하나의 가능성이지만, 우리에게는 (명왕성과 카론에) 접근 비행해 시뮬레이션을 직접 테스트할 우주선(뉴허라이즌스호)이 있어 매우 흥분된다”고 말했다. 한편 이번 시뮬레이션에 대한 성과는 미국 천문학회가 발행하는 행성과학저널인 ‘이카루스’(Icarus) 5월 21일 자로 공개됐다. 사진=ESO 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

현재까지도 정확히 밝혀진 바 없는 달의 생성에 대한 새로운 증거가 나왔다. 최근 독일 GAU 대학 연구팀은 달의 월석을 분석한 결과 다른 행성과의 충돌로 생겼다는 연구결과를 과학저널 ‘사이언스’ 최신호에 발표했다. 　 그간 달의 생성에 대한 이론은 다양하게 제기되어 왔다. 처음 달 ‘출생의 비밀’을 들춰낸 것은 찰스 다윈의 아들인 천문학자 조지 다윈(1845~1912)이다. 그는 생성 초기의 지구가 두 부분으로 쪼개지면서 달이 만들어진 것이라고 주장했다. 이후 이와 관련된 다양한 학설이 나왔지만 현재까지 가장 정설로 받아들여지는 주장이 바로 ‘자이언트 임팩트’(Gaint Impact)설이다. 이 이론은 45억 년 전 초기 지구가 소위 테이아(Theia)라 불리는 거대 천체와 충돌했으며 이 결과로 탄생한 것이 ‘달’이라는 설이다. 이번에 GAU 대학 연구팀이 제시한 증거는 과거 아폴로 11호, 12호, 16호가 달 탐사 후 가져온 월석을 분석해 얻어졌다. 새로운 분석기술로 연구한 결과 지구의 돌과 월석이 화학적 차이가 있음을 밝혀냈으며 또한 형성 과정 또한 서로 다르다는 것이 확인됐다.　　 연구를 이끈 다니엘 헤어발츠 교수는 “많은 전문가들이 ‘자이언트 임팩트 설’을 주장하는데 이번 연구는 이에대한 확고한 증거” 라면서 “45억 년 전 화성만한 크기의 테이아와 지구가 충돌한 결과물이 바로 달”이라고 설명했다. 이어 “달은 두 행성의 충돌당시 생긴 물질이 50대 50으로 섞여 생성된 것일 수도 있다”고 덧붙였다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구로 부터 무려 121억 광년 떨어진 우주에서 벌어진 ‘감마선 폭발’(gamma-ray burst)이 포착됐다. 최근 미국 텍사스에 위치한 서던메소디스트 대학 연구팀은 ROTSE-IIIB 망원경으로 촬영한 비교적 선명한 화질의 감마선 폭발 모습을 공개했다. GRB 140419A라고 명명된 이 감마선 폭발은 최대 수분 동안 지속되는 우주에서 가장 격렬한 폭발현상으로 거대 별의 마지막 순간에 일어난다. 연구팀에 따르면 이번 감마선 폭발은 단 10초 만에 우리의 태양이 100억년 동안 방출하는 에너지 양을 가뿐하게 넘어섰다.학계에서 감마선 폭발에 큰 관심을 기울이는 것은 관측이 쉽지 않을 뿐 아니라 태초 우주 빅뱅의 비밀을 담고있기 때문이다. 우주 빅뱅이 일어난 시기를 대략 137억년 전으로 본다면 121억년은 비교적 초창기 우주의 모습을 갖고있는 셈이다. 연구를 이끈 로버트 케호 교수는 “감마선 폭발은 빅뱅 이래 우주에서 가장 강력한 폭발”이라면서 “상당히 중요한 현상임에도 이에대한 연구가 천문학자 사이에서도 상당히 부족하다”고 설명했다. 이어 “감마선 폭발은 일반적으로 태양보다 50배 이상 무거운 별이 죽거나 중성자별 두개가 충돌할 때 발생한다”고 덧붙였다. 한편 지난 2009년 미 항공우주국(NASA)의 스위프트(Swift) 위성은 무려 131억 광년 떨어진 감마선 폭발을 관측한 바 있다. GRB 090423이라고 명명된 이 감마선 폭발 우주 빅뱅이 일어난지 불과 6억 년 뒤에 발생해 학자들에게 많은 연구자료를 안겼다. 또한 지난해 연말에도 나사 측은 지구에서 불과 37억 광년 떨어진 감마선 폭발을 관측한 바 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

불과 얼마 전, 지구에서 560광년 떨어진 용자리 근처에서 발견된 ‘케플러-10C’ 행성은 지구무게의 17배에 달하는 크기에 대부분이 암석으로 구성되어 있어 외계 생명체가 존재할 가능성이 높다는 가능성이 제기돼 화제를 모은 바 있다. 대기와 물이 존재해 생명체가 존재할 가능성이 높은 지구 유사 행성, 즉 ‘슈퍼지구’를 찾고자 하는 노력은 세계 각국 우주센터에서 지금도 계속되고 있다. 그런데 최근 미국 카네기 연구소의 연구결과에 따르면 이런 지구 유사 행성 중 가장 생명체가 살기에 적합한 환경을 가진 행성이 우리 태양계에서 (기존 지구 유사 행성 후보들보다 비교적 가까운 거리인) 13광년 떨어진 곳에 있다고 해 화제를 모으고 있다. 미국 카네기 연구소 천문학자 파멜라 아리아가다 박사는 국제 학술지인 ‘영국왕립천문학회월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 이번 달 호에 지구에서 13광년 떨어져있는 ‘캅테인 B(Kapteyn B)’가 가장 ‘슈퍼지구’에 근접한 행성이라는 연구결과를 발표했다. 지구로부터 13광년 떨어져있는 캅테인B는 태양계로부터 25번째로 가까운 외계 행성으로 캅테인 항성계의 구성 행성 중 하나다. 캅테인 항성계는 거대 오메가 센타우리 성단에서 파생된 적색왜성에 기원을 두고 있는 것으로 파악된다. 후에 이 항성계는 우리 은하에 흡수되면서 현재 위치에 고정된 것으로 천문학자들은 추측한다. 캅테인 B의 생성연대는 약 115억년에 달해 지구의 2배를 훌쩍 넘는다. 미국 하와이 마우나케아산 전파망원경과 칠레 ALMA 전파망원경에 관찰된 이 행성에서는 미세한 떨림이 포착됐는데 연구진은 이것이 지구와 비슷한 ‘중력’이 존재하는 증거라고 판단한다. 또한 역사가 오래된 만큼 만일 생명체가 존재한다면 이들은 고도로 발달된 지능을 가지고 있을 것으로 추측된다. 지구 규모의 5배에 달하는 캅테인 B는 액체 상태의 물이 풍부하고 기후가 온난해 생명체가 살기에 알맞은 환경으로 추정된다. 인근 행성인 캅테인 C(Kapteyn C)도 있지만 이곳은 물이 존재하기에 너무 기온이 낮아 생명체 징후가 발견되기는 어려울 것이라 연구진은 말한다. 행성이름은 네덜란드 천문학자 야코부스 캅테인에서 이름을 따왔다. 연구진은 차세대 장비를 활용해 해당 행성의 대기 상태를 측정하는 세부 연구를 진행할 예정이다. 사진=Planetary Habitability Laboratory (UPR Arecibo)　　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

중심부분인 특이점의 중력이 너무 거대해 해당 경계를 지나면 빛조차 빠져나올 수 없는 시공간 영역인 블랙홀, 이론적으로만 존재해왔지 실체가 규명된 적은 없는 신비의 실마리가 잡힌 것일까? 미국 항공 우주국(NASA)은 일반 광학망원경으로 볼 수 없는 우주감마선을 관측하기 위한 망원경인 NASA 감마선 우주 망원경에 블랙홀의 잔재라 일컬어지는 거대 발광체, 즉 블레자(Blazar)의 세부 형태가 포착됐다고 3일(현지시간) 발표했다. 블레자는 블랙홀로 빨려 들어가는 물질이 많을 때, 다 흡수되지 못하고 위 아래로 분출되는 물질로 우주에서 가장 강력한 현상 중 하나로 일컬어진다. 블래자는 블랙홀이 주변 물질을 집어삼키는 에너지에 의해 형성되는 거대 발광체인 퀘이사(quasar)의 작은 형태로 이는 중심부에 블랙홀 둔 채 엄청난 전자에너지를 방출하는 전파은하의 일부분이기도 하다 이 모습을 관측한 이들은 미국 클렘슨 대학 천체 물리학자 마르코 아젤로, 이탈리아 우주 과학 데이터 센터 천문학자 다리오 가스파리니, 미국 스텐포드 대학 카빌 우주론연구소 천체물리학자 로저 로마니다. 이들은 페르미 감마선 우주 망원경에 의해 모니터링 된 2가지 형태의 전파은하를 분석하는 과정에서 블레자 현상을 발견했다. 이들 전파은하는 각각 밀집(compact), 확장(extended)된 형태로 나뉘어 관찰됐는데 스펙트럼 상에서는 강력한 감마선이 포착된 것이 특징이다. 연구진은 이것이 은하 중심부에 블랙홀이 있기 때문으로 추정한다. 블레자는 전파 은하에서 방출되는 가장 높은 에너지 유형 중 하나로 광범위한 감마 광선 스펙트럼을 통해 빛을 방출하는데 페르미 망원경이 잡아내는 감마선 소스의 절반 이상을 차지했다. 지난 3일, 미국 보스턴에서 열린 미국 천문학회 회의에서 이들 공동연구팀은 블랙홀의 특정 에너지가 이 블래자를 유지시키는 배터리 역할을 하는 것 같다고 밝혔다. 클렘슨 대학 마르코 아젤로 박사는 “포착된 블레자는 두 가지인데 비유하자면 한 가지는 에너지 효율이 높은 전기 자동차 같은 존재고 나머지 하나는 가스를 많이 소비하는 자동차 형태다”라며 “이것은 블랙홀이 일종의 하이브리드 형태로 에너지를 흡수하고 있다는 것을 보여준다”고 설명했다. 연구진에 따르면, 큰 은하와 무수히 작은 은하들이 충돌하고 합쳐지며 공간이 팽창되면 거대한 가스와 회전 에너지가 발생하고 이것이 블랙홀의 동력이 될 수 있다. 블랙홀이라는 강력한 존재가 우주에서 버티기 위해서는 지속적인 에너지 공급원이 필요한데 블래자 현상은 이런 블랙홀이 방출하는 무수한 에너지 형태 중 가장 강력한 것으로 블랙홀의 생성과 유지 방법에 대한 실마리를 제공해 줄 수 있어 이번 관측이 가지는 의미는 크다. 연구진은 “지속적인 관측을 통해서 더 많은 블래자 현상 샘플을 확보해 블랙홀 실체에 조금 더 근접해나갈 예정”이라고 전했다. ☞☞동영상 보러가기 동영상·사진=NASA Goddard Space Flight Center 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

무려 1만 개에 달하는 은하를 한눈에 볼 수 있도록 만든 사상 최고화질의 아름다운 우주사진이 공개돼 눈길을 끌고 있다. 미국 NBC방송과 허핑턴포스트 등 주요외신에 따르면 천문학자들이 지금까지 허블 우주망원경으로 관측한 데이터를 토대로 사상 가장 깊이 있고 다채로운 우주 이미지를 만들어냈다. ‘UVUDF’(울트라바이올렛 커버리지 오브 더 허블 울트라 딥 필드)라는 새로운 조사를 통해 완성된 이 사진은 단순히 아름다운 것만은 아니다. 이는 별의 형성 과정을 이해하는 데 도움이 될 수 있다는 것. 천문학자들은 2003년부터 2012년까지 ‘허블’이 지구를 841번 공전하는 동안 남반구 별자리인 화로자리(포르낙스) 내 소영역을 관측한 데이터를 사용해 약 5500개의 은하를 나타낸 ‘HUDF’(허블 울트라 딥 필드) 사진을 지난 2012년 공개했다. 이는 우리 눈에 보이는 가시광선과 이런 빛에 가장 가까운 근적외선, 그리고 파장이 190~1나노미터(nm)의 범위인 원자외선 데이터를 사용해 나타낸 것으로, 여기에는 가시광선에 가장 가까운 근자외선은 포함되지 않았었다. ‘UVUDF’ 프로젝트 총괄책임자인 미국 캘리포니아공과대학의 해리 테플리츠는 “아이들에 대한 이해 없이 가족의 역사를 이해하기 어려운 것처럼 기존 이미지에는 정보가 부족했었다”면서 “이 새롭게 확대된 이미지는 아이들 같은 어린 은하 속의 별 형성 과정을 이해하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다. 이번 연구성과는 미국 보스턴에서 열린 미국 천문학협의회(american astronomical society) 회의에서 발표됐다. 사진=CalTech(칼텍)/NASA(미국항공우주국)/ESA(유럽우주기구) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

1954년 일본에서 만들어진 괴수 영화 주인공 ‘고질라’(Godzilla)를 연상시키는 거대한 바위 행성이 발견돼 화제를 모으고 있다. 또한 해당 행성에 외계생명체가 존재할 수 있다는 가능성도 함께 제기돼 천문학계의 이목이 집중되고 있다. 미국 하버드 스미소니언 천체물리센터(Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics)는 새로운 지구형 행성 ‘케플러-10C’(Kepler-10c)가 발견됐다고 2일(현지시간) 발표했다. ‘케플러-10C’는 지구와 유사한 환경을 가진 외계행성을 찾기 위해 우주로 발사된 케플러 망원경에 포착됐다. 이 행성은 지구로부터 약 560광년 떨어진 용자리(Draco constellatio)-고양이 눈 성운(Cat‘s Eye Nebula, NGC 6543) 근처에 위치한 것으로 알려져 있다, 이 행성은 지구무게의 17배, 크기는 약 2배에 달하며 구성성분 대부분이 암석, 즉 바위인 것으로 추정됐다. 해당 크기 정도의 행성이라면 일반적으로 목성처럼 액체와 가스로 구성되는 경우가 일반적이지만 이 행성은 기존 인식을 뒤집는 형태이기에 천문학자들은 큰 관심을 표하고 있다. 표면이 암석이라면 다른 가스 행성과 달리 생명체가 땅에 발을 딛고 움직이는 것이 가능해 어느 때보다 외계생명의 존재 가능성이 높을 것으로 예측된다. 하지만 여기에는 이견이 갈리고 있는데, 이 행성의 공전궤도가 항성과 지나치게 가까워 표면이 뜨겁기에 생명체 존재는 힘들다는 견해도 있다. 실제로 지난 2011년, 인근 궤도에서 발견된 케플러-10b 행성은 표면 기온이 1300도로 생명체 존재 가능성이 없을 것으로 의견이 모인 바 있다. 이 행성의 형성 시기는 110억년 전으로 추정돼 45억년에 불과한 지구보다 훨씬 오랜 역사를 지니고 있다. 스미소니언 연구센터 라스 부치브 박사는 “이 행성이 오랜 시간을 지나오며 기존 가스성분을 암석화 했을 가능성이 있다”며 “앞으로 더 많은 유사 지구행성이 발견 될 것으로 기대하는 중”이라고 밝혔다. 한편 케플러 계획(Kepler Mission)은 NASA 케플러 우주 망원경을 통해 태양계 이외의 지구형 행성을 찾는 우주 프로젝트다. 이 계획은 독일 천문학자 요하네스 케플러의 이름에서 유래한다. 자료사진=wikipedia/NASA 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

미국 항공우주국(NASA) 찬드라 우주망원경이 거대한 타원은하에 왜 어린 별이 적거나 없는지 비밀을 풀게 될 것으로 보인다. 새로운 증거는 은하의 진화에 있어 그 중심의 거대질량 블랙홀이 중요한 역할을 하고 있음을 강조한다. 별의 탄생이 거의 없는 대부분의 거대 타원은하에는 대개 작은 질량에 붉은색으로 보이는 ‘장수별’들이 존재한다. 따라서 천문학자들은 이런 은하를 ‘붉게 죽어가는’(red and dead) 은하라고 부른다. 기존에는 이런 은하에 젊고 어린 별이 부족한 이유로 별 형성의 연료가 되는 엄청난 양의 ‘차가운 가스’를 포함하지 않기 때문으로 여겼다. 하지만 천문학자들은 유럽우주기구(ESA)의 허셜 우주망원경을 통해 놀라울 정도로 많은 양의 차가운 가스가 일부 거대 타원은하 안에 있는 것을 확인했다. 관측된 8개의 은하 중 6개에는 차가운 가스가 다량 축적돼 있었다. 이는 천문학자들이 하나의 거대 은하단이 아닌 다양한 거대 타원은하 중에서 대량의 차가운 가스를 확인한 최초의 발견이다. 이런 엄청난 양의 차가운 가스를 통해 천문학자들은 타원은하에도 많은 별이 형성되리라 생각했지만 관측 결과는 예상 밖이었다. 이런 모순을 규명하기 위해 천문학자들은 엑스선과 전파를 포함한 다른 파장을 이용해 이들 은하를 연구했다. 찬드라 관측은 이런 은하 속에 있는 뜨거운 가스의 밀도와 온도를 보여준다. 사진으로 공개된 ‘NGC 4636’, ‘NGC 5044’와 같은 차가운 가스가 풍부한 6개의 은하는 엑스선 데이터에서 뜨거운 가스가 차가운 가스로 냉각되는 증거를 제공한다. 이는 허셜로 관측된 차가운 가스와 같은 것이다. 하지만 이런 은하의 냉각 과정은 차가운 가스가 별 형성을 위한 응축 전에 멈춰있었다. 연구진은 별 형성을 막은 강력한 증거를 찬드라를 통해 확인했다. 차가운 가스를 지닌 6개의 은하 중심부에 있는 뜨거운 가스는 차가운 가스가 자유로운 영역보다 훨씬 불안정했다. 이는 중심의 블랙홀과 아주 가까운 영역에서 물질들이 방출된 것을 의미한다. 이 방출은 부분적으로 블랙홀로 빨려 들어간 덩어리진 차가운 가스 때문에 발생할 수 있다. 즉 엄청난 에너지를 뿜어낸 방출이 별 형성을 위한 차가운 가스를 데워버린 것이다. 또한 ‘NGC 1399’, ‘NGC 4472’와 같은 또 다른 은하는 별을 형성하지만 매우 다른 양상을 보였다. 이런 은하에는 차가운 가스가 전혀 관측되지 않았으며 그 중심에 있는 뜨거운 가스로 인해 그 영역은 매끄럽게 보였다. 참고로 이런 은하는 미국과학재단(NSF)의 ‘칼 G. 얀스키 전파망원경’(VLT)으로 관측한 전파 이미지에서 고에너지 입자로 구성된 강력한 블랙홀 제트를 갖고 있었다. 이런 제트는 뜨거운 가스가 거대질량 블랙홀 쪽으로 흡수되면서 일어나는 것이다. 찬드라 이미지에서 이런 제트는 뜨거운 가스를 밀어냄으로써 거대한 공동(空洞)을 형성하고 차가운 가스를 뜨겁게 달궈 별 형성을 막았다. ‘NGC 1399’와 ‘NGC 4472’의 중심부에서는 아마 더 강력한 제트가 중심으로부터 나와 더 멀리까지 공동을 형성해 엑스선 관측에서는 다른 은하보다 그 형태는 매끄럽고 희미하며 중심에 남겨진 밝은 핵은 안정돼 보인다. 한편 이런 관측 결과는 미국 스탠퍼드대학 노르베르트 베르너 박사팀이 영국 ‘왕립천문학회월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 최근호를 통해 게재했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr