​‘기적의 해’ 1666년* “사과는 떨어지는데 달은 왜 안 떨어지지?” ​1666년 어느 날 저녁, 고향집 마당에 있는 사과나무 아래서 졸던 뉴턴의 머리 위로 사과 한 개가 뚝 떨어졌다. 깜짝 놀라 깨어난 뉴턴의 눈에 때마침 저녁 하늘에 떠 있는 달이 들어왔을 순간에 머리를 스친 생각이다. 24살의 뉴턴은 케임브리지에서 공부하다가 잠시 고향에 내려오게 됐는데, 런던 시가지의 5분의 4가 불타는 대화재가 일어난데다 흑사병까지 창궐하는 바람에 학교가 문을 닫았기 때문이다. ‘왜 달은 안 떨어질까?’ 하는 생각이 드는 다음 순간, 달도 지금 떨어지고 있는 중이라는 생각이 퍼뜩 떠올랐다. 하지만 달은 지구로 떨어지는 동시에 옆으로 진행하고 있으므로, 이 두 운동의 결합이 지구 주위를 도는 궤도로 나타난다는 데까지 생각이 미쳤다. 만약 지구가 달을 끌어당기는 작용을 하지 않는다면 달은 일직선으로 지구를 지나쳐버렸을 것이다. 그런데 사실 달도 지구를 향해 계속 떨어지고 있지만, 지구의 곡률로 인해 지표에는 영원히 닿지 못하고 있다. 아래 그림에 나타나듯, 달이 떨어진 거리만큼 지표 역시 아래로 내려가기 때문이다. 달의 지구 공전속도는 초속 약 1㎞로, 발산된 총알과 비슷한 빠른 속도인데, 이 속도보다 낮아진다면 달은 지구에 추락할 것이다. 만약 어느 산 위에서 사과를 충분히 빠른 속도로 던진다면 그 사과는 땅에 떨어지지 않고 달처럼 지구를 돌 것이다. 후배 과학자들은 뉴턴의 업적을 기리기 위해 그런 가상의 산을 ‘뉴턴의 산’이라 불렀다. 인공위성이 지구 둘레를 도는 것은 바로 이 원리다.이리하여 뉴턴은 마침내 사과가 아래로 떨어지는 데는 어떤 힘이 작용하며, 그 힘은 행성을 포함해 우주 만물에 적용된다는 사실을 깨달았다. 지구가 태양 둘레를 도는 것 역시 마찬가지라는 생각이 들었다. 지구와 태양은 서로를 잡아당긴다. 말하자면 서로를 향해 끊임없이 떨어지고 있는 것이다. 사과가 땅에 떨어지는 것은 지구에 비해 사과가 너무나 가볍기 때문이다. 물체가 떨어지는 일은 태초부터 있었다. 갈릴레오도 물체의 자유낙하를 실험해본 적이 있었다. 달이 지구 둘레를 돈다는 사실 역시 옛적부터 알려진 것이었다. 그러나 이 두 가지 현상이 같은 힘에 의해 일어난다는 엄청난 사실을 인류 최초로 깨달은 사람은 뉴턴이었다. 뉴턴의 중력 법칙을 만유인력의 법칙이라고 하는 까닭이 바로 여기에 있다. 뉴턴은 달의 궤도로부터 달이 초당 얼마만큼 지구를 향해 떨어지는지 계산할 수 있었는데, 그것은 사과보다 훨씬 더 느리게 떨어지고 있었다. 이는 필시 달이 사과보다 훨씬 더 먼 거리에 있어 지구 인력이 거리에 비례하여 감소하기 때문일 거라고 뉴턴은 생각했다. 빛의 강도는 거리의 제곱에 반비례한다는 사실이 알려져 있었으므로, 지구의 인력도 그와 같은 방식으로 ‘역제곱 법칙’에 따를 것이라 생각하고 계산 끝에 달의 낙하속도를 구했는데, 그것은 실제값의 8분의 7이었다. 우주의 작동 원리를 풀어낸 만유인력의 법칙은 이렇게 발견됐다. 질량이 있는 물체는 서로를 끌어당긴다. 사과 한 알이 떨어지거나 새 한 마리가 날더라도 우주 만물이 그에 조응한다는 뜻이다. 그후 중력 이론은 잊혀진 채 있다가 20년이나 지난 뒤인 1684년에 다시 뉴턴의 관심사가 됐다. 모교의 교수로 있던 뉴턴에게 어느 날 동료 천문학자인 에드먼드 핼리(핼리 혜성의 주인공)가 찾아와, 만약 태양의 인력이 거리 제곱에 반비례한다면 태양 주위를 도는 혜성의 궤도는 어떤 모양일까 하고 물었다. 뉴턴이 대뜸 말했다. “그야 타원이지요” “그걸 어떻게 알지요?” “전에 한번 계산해본 적이 있으니까요. 한 20년 전부터 혜성의 궤적을 망원경으로 관측해왔는데, 헤성 운동에 중력법칙을 적용하면 타원궤도가 나오지요” 계산한 것을 보여달라는 핼리의 요구에 그러나 뉴턴은 응할 수 없었다. 성서와 연금술(당시 그는 납을 금으로 바꾸는 연구에 몰두해 있었다), 수학 등 갖가지 내용이 담긴 종이더미가 산처럼 쌓인 속에서 그 계산한 메모지를 찾아내기란 불가능했기 때문이다. 그래도 핼리는 크게 고무됐다. 당대 최고의 물리학자인 뉴턴이 근거 없는 말을 할 리가 없다고 생각했던 터이다. 뉴턴 역시 핼리에게 고무돼, 다시 한번 그 증명을 하고 이번에는 아예 이론으로 완성해 보여주겠노라는 약속을 했다.*기적의 해 알베르트 아인슈타인(1879~1955)이 26살인 1905년, 광양자 가설, 브라운 운동, 특수상대성 이론 등 과학사에 길이 남을 중요한 이론을 불과 몇 달 사이 세 편의 논문으로 발표했기 때문에 이렇게 불린다. 유엔이 그 100주년 되는 2005년을 ‘물리의 해’로 선포, 인류에 끼친 아인슈타인의 공적을 기렸다. 우주의 작동원리를 밝힌 ‘인류 최고의 지적 유산’ 이즈음 뉴턴은 미적분 이론을 완성해 그 계산에 필요한 수단을 갖고 있었다. 게다가 프랑스의 천문학자 장 피카르가 1671년 새로운 지구 반지름 측정값을 발표했는데, 이것은 뉴턴이 1666년의 계산에 사용했던 것보다 훨씬 정확한 값이었다. 그는 다시 계산했고, 이번에 나온 결과들은 현상과 이론이 딱 일치하는 것이었다! 뉴턴은 크게 숨을 내쉬었다. 그러나 이것만으로는 부족하다는 생각이 들었다. 태양계 역학 이전에 먼저 모든 운동, 즉 역학의 일반 법칙을 세울 필요가 있었다. 그후 18개월 동안 뉴턴은 먹는 것도 잊을 정도로 무서운 집중력을 보이며 연구에 몰입하여 그 결과물로 1687년 세 권의 책을 세상에 내놓았다. 이것이 인류의 가장 위대한 지적 유산이라고 평가받는 <자연철학의 수학적 원리>다(자연철학이란 형이상학적 관념이 포함된 자연해석이란 뜻. 여기선 자연과학의 뜻). 흔히 ‘프린키피아’로 불린다. <프린키피아>에서 제시된 뉴턴의 운동의 세 법칙은 다음과 같다. 1. 외부에서 힘이 가해지지 않으면 물체는 등속 직선 운동을 계속한다.(관성의 법칙) 2. 물체의 운동(운동량)의 변화는 외부에서 가한 힘의 크기에 비례하며, 그 방향은 외부에서 작용하는 힘의 방향과 같다.(가속도의 법칙) 3. 한 물체가 다른 물체에 힘을 가하면, 힘을 받는 물체는 힘을 가하는 물체에 반대 방향으로 똑 같은 힘을 미친다.(작용-반작용의 법칙) 뉴턴은 운동의 세 법칙에서 중력의 법칙을 이끌어냈다. 뉴턴은 <프린키피아>에서 만유인력의 법칙을 설명하기에 앞서, “나는 이제 세계의 기본 얼개를 선보이겠다”고 자랑스레 선언했다. 일찍이 케플러가 행성 궤도가 타원임을 밝혔지만, 그 원인은 여전히 풀리지 않는 수수께끼였다. 뉴턴은 케플러의 행성 운동에 관한 제3법칙(조화의 법칙)에 자신의 원심력 법칙을 적용해 역제곱 법칙을 이끌어냈다. 그것은 두 물체 사이의 중력이 두 물체 중심 간 거리의 제곱에 반비례한다는 법칙이다. 곧, 우주의 모든 물질은 질량의 곱에 비례하고 거리에 반비례하는 힘으로 서로를 끌어당긴다는 것이다. 이른바 만유인력의 법칙이다. 이것은 다음과 같은 간단한 식으로 표현할 수 있다. F=Gmm‘/r·2(F는 인력, G는 만유인력 상수, m, m’는 두 물체의 질량, r은 두 물체 사이의 거리) 여기서 알 수 있겠지만, 뉴턴의 중력법칙은 우주 어디에서나 성립하는 보편 법칙이다. 뉴턴은 이 법칙 하나로 하늘과 땅을 통합한 것이다. 우주 안의 만물은 이 공식으로 서로 감응한다.‘나’라는 존재도 온 우주의 만물과 서로 중력을 미치고 있다. 우리 집 마당에 사과 한 알이 떨어져도 온 우주가 그 사실을 알고 감응한다는 말이다. 만유인력의 법칙은 태양 중심주의를 물리학적으로 완전히 규명해낸 것으로, 이로써 코페르니쿠스 체계가 옳다는 것이 결정적으로 증명됐다. <프린키피아>에서 뉴턴은 행성의 운동을 비롯해, 조석의 움직임, 진자의 흔들림, 사과의 낙하 같은 다양한 현상들을 단일한 원리로 통일하고, 다시 그것을 수학적으로 완벽하게 제시했다. 이 놀라운 솜씨는 마침내 지상의 물리학과 천상의 물리학을 하나로 통합했다. 이것은 갈릴레이가 그토록 이루기를 갈망했으나 끝내 성공하지 못했던 것이었다. 당시 철학자들은 운동의 개념을 물리적, 정신적인 것까지 포함한 모든 현상의 기초라고 생각했다. 이 모든 운동의 뒤에 숨어 있는 유일한 원동력, 즉 중력을 뉴턴이 찾아냈던 것이다. 뉴턴 물리학은 이 세계 안에서 비물질적인 것이 영향을 미친다는 생각의 여지를 허용하지 않았다. 뉴턴 이전에는 땅의 세계와 하늘의 세계가 엄격히 구분돼 있었다. 땅의 세계는 불완전한 사멸과 변화의 세계고, 천상의 세계는 비물질적이며 완전하고 불변하는 신의 세계였다. 그러나 뉴턴으로 인해 우주에서 비물질적이고 관념적인 것들을 모두 걷어내고 천상과 지상의 물리학을 하나로 통합시킴으로써, 인류는 문명사 6000년 만에 비로소 우주를 이성적으로 사고할 수 있게 된 것이다. ‘뉴턴이 있으라 하자 만물이 밝아졌다’ 뉴턴 역학으로 인해 우리는 우주에 대해 깊은 이해에 도달할 수 있는 열쇠를 갖게 된 것이다. 지금도 지구 궤도를 돌고 있는 수많은 인공위성들의 궤도 계산이나 로켓 발사, 그리고 우주 탐사선의 우주 여행 등이 모두 300여 년 전에 확립된 뉴턴의 이론적 모델에 기초하고 있다는 것만 보더라도 뉴턴의 공적이 얼마나 큰 것인지 알 수 있다. 사람들은 뉴턴을 가리켜 ‘신의 마음에 가장 가까이 간 사람’이라 평했다. <프린키피아>로 일약 명사의 반열에 오른 뉴턴은 그밖에도 뉴턴식 반사 망원경을 만드는 등 광학과 수학에서 많은 업적을 남겼다. 그리고 사회적으로는 왕립학회 회장, 국회의원, 조폐국 장관 등을 역임하고 기사작위를 받는 등, 영달의 길을 걸었지만, 개인적으로 볼 때 행복한 삶을 살았다고 하기는 어려웠다. 신은 한 사람에게 모든 것을 다 주지는 않는 모양이다. 뉴턴은 평생 결혼하지 않은 채 독신으로 살았다. 로맨스라고는 대학 입학 전 하숙집 딸을 잠시 좋아했던 것이 꼴랑 전부였다. 늙어서는 조카딸 내외의 보살핌을 받았는데, 한때 몰두했던 연금술 연구에서 얻은 수은 중독 때문에 만년엔 심한 신경쇠약을 앓기도 했다. “지난 1년 동안 제대로 먹지도 자지도 못했네. 이젠 친구도 그만 만나야 될 것 같애”라는 더없이 슬픈 편지를 친구에게 쓰기도 했다. 자신이 발견한 것을 남에게 빼앗길까봐 늘 전전긍긍했고, 동료 과학자들과 무섭게 경쟁적이었던 나머지 평생을 수많은 적들을 만들고 그들과 싸웠던 뉴턴은 영국 작가 올더스 헉슬리의 말마따나 ‘우정, 사랑, 부성애 결핍 등 인간적인 면에서는 최악’이었을지도 모른다. 그러나 그가 인류에게 준 선물로 인해 인류는 오늘의 문명사회로 성큼 다가서게 되었다는 점을 부정할 수 없을 것이다.뉴턴은 1727년 3월 20일 새벽녘, 폐렴 발작과 통풍으로 숨을 거두었다. 향년 85세. 예수 다음으로 인류에게 큰 영향을 미친 위인으로 평가받는 뉴턴은 성대한 장례식을 치른 후 명사들이 묻히는 웨스트민스터 사원에 묻혔다. 묘비명으로는 뉴턴과 동시대인인 곱사등이 시인 알렉산더 포프가 성경 구절을 차용한 다음과 같은 시가 새겨졌다. 자연과 자연의 법칙들이 어둠 속에 숨어 있었다. 신께서 “뉴턴이 있으라” 하시자, 만물이 밝아졌다. 죽기 바로 전 뉴턴은 스스로를 돌아보는 다음과 같은 아름다운 글을 남겼다. “내가 세상 사람들에겐 어떻게 보였을는지 모르지만, 내게는 바닷가에서 노는 아이로 보였을 뿐이다. 인간의 발길이 전혀 닿지 않은 드넓은 진리의 바다, 그 앞에서 이따금씩 여느 것보다 더 매끄러운 조약돌이나 더 예쁜 조가비를 발견하고는 즐거워하는 아이였을 뿐이다” 이광식 과학컬럼니스트 joand999@naver.com

르네상스 시대의 천문학 책 속에 아직 발견되지 않은 논문이 숨겨져 있을지도 모른다는 사실이 발표되어 화제를 모으고 있다. ​ 최근 뉴욕 주 버팔로 서쪽에 위치한 로체스터 공과대학(RIT)에 기증된 천문학 서적 두 권 중 한 권은 팔림프세스트(palimpsest)라는 사실이 밝혀졌다. 다시 말해, 이 책이 부분적 또는 전체적으로 지워진 이전 자료 위에 덮어 씌어진 책이란 뜻이다.​ 고급 양피지는 르네상스 시대에 값비싼 재료였다. 따라서 돈을 절약하기 위해 양피지를 재사용하기도 했다. 천문학 전문가들은 기증된 책의 내용 아래에 13세기 학자이자 수도사인 요하네스 데 사크로보스코의 작품을 15세기 버전으로 만든 오래된 텍스트가 숨어 있을 것으로 보고 있다. 대학 관계자에 따르면, RIT 영상 과학과 학생들은 지워진 단어를 해독하려고 노력하는 중이라 한다.​ 또 다른 기증 도서는 폴란드 천문학자 니콜라우스 코페르니쿠스가 1543년에 쓴 유명한 저작이다. 코페르니쿠스는 17세기 초 망원경이 발명되기 여러 세대 전, 지구가 아닌 태양이 태양계의 중심이라는 사실을 수학적 증명과 천체 관측을 통해 보여주었다. 코페르니쿠스는 또한 태양이 우주의 중심에 있다고 제안했는데, 이는 나중에 과학과 수학적 계산이 향상되면서 반증되었다.​ “우리 가족은 귀중한 텍스트를 개인 수집가에게 판매하기보다는 적극적으로 연구하고 사용할 수 있는 곳에 기증하는 데 동의했다”라고 기증자 이레네 콘리는 말하면서 “책이 RIT에 도착하자 학생들이 조심스럽게 책의 포장을 풀며 고급 작업과 연구에 사용할 계획이라는 사실을 알고 매우 기뻤다”고 덧붙였다. 그의 동생 마틴 해리스는 RIT 출신이다.​ 이 두 권의 책은 르네상스 시대에 천문학이 얼마나 빠르게 변화했는지를 보여준다. 사크로보스코가 쓴 라틴어 책 <세계의 구체에 대하여>는 알렉산드리아 천문학자 클라우디우스 프톨레마이오스가 12세기 전에 제안한 모델에 따라 지구를 우주의 중심에 두었다.​ 16세기에 코페르니쿠스는 태양이 우주의 중심에 있다고 확신하는 천문학자 중의 하나였다. 사회에 널리 받아들여지는 견해는 아니었지만(가톨릭 교회는 지구 중심의 우주관을 지지하는 그룹 중 하나임), 그는 오랫동안 지속되어 온 ‘기존 사고방식’을 사용했다고 코페르니쿠스의 저작을 분석한 미국의회도서관(LOC)이 강조했다.​ 예를 들어, 고대 그리스 천문학자 플라톤과 에우독소스는 르네상스 이전에 1000년 이상 진행된 과학 연구를 바탕으로 수성과 금성이 항상 태양 가까이에 머물렀다는 사실을 잘 알고 있었다. 지난 몇 세기 동안 수많은 모델이 사모스 출신 아리스타르코스의 태양 중심 우주와 같은 다양한 태양계 모델을 제안했다. 또는 5세기에 마르티아누스 카펠라는 지구가 우주의 중심이지만, 수성과 금성이 태양을 공전한다고 제안했다.​ LOC 성명서는 “비록 주류는 아니지만 이것들은 모두 코페르니쿠스가 구축한 아이디어였다”고 덧붙였다. 사실 코페르니쿠스는 논란을 피하기 위해 <천구의 회전에 관하여>로 알려진 그의 저작을 출판하기까지 약 30년을 기다려야 했다.​ 그러나 코페르니쿠스가 제안한 태양 중심 모델은 실제 현실과는 크게 다르다. 코페르니쿠스는 행성이 타원 궤도로 움직이는 것이 아니라 완벽한 원으로 움직인다고 생각했다. 따라서 움직임의 편차를 설명하기 위해 그는 프톨레마이오스가 이전에 사용한 것처럼 주전원(周轉圓​, epicycle)을 사용했다고 LOC는 밝혔다.​ 그럼에도 불구하고 기존의 과학을 재평가한 코페르니쿠스의 작업은 매우 중요하다. 그로부터 수십 년 후 튀코 브라헤와 요하네스 케플러는 부분적으로 코페르니쿠스의 연구를 사용하여 행성의 움직임을 보다 정확하게 기술할 수 있었기 때문이다.

미국 하버드대학의 한 천문학자가 태평양에서 발견한 우주 파편에서 우리 태양계에는 없는 ‘외계 요소’를 발견했다고 밝혀 학계의 관심이 쏠렸다. 성간 물체 ‘오무아무아’가 외계 탐사선일 가능성이 높다고 주장하면서 유명해진 아비 로브 박사는 지난해 6월부터 ‘실버 스타호’라는 탐사선과 함께 탐사팀을 꾸린 뒤 운석의 흔적을 찾기 위해 남태평양 탐사를 시작했다. 이후 해수면 2㎞ 아래에서 직경 약 0.55㎜의 소구체 50개를 포함한 ‘파편’을 바다에서 회수한 뒤 이를 정밀 분석했다. 그 결과 둥근 형태의 물체는 석탄재 등 지구의 물질이 아닌, 지금까지 발견된 적이 없는 새로운 원소 구성이라는 사실을 확인했다고 로브 박사는 주장했다.그는 영국 일간지 데일리메일에 “작은 구체 형태의 파편에서는 지구에서 발견되는 베릴륨, 란타늄, 우라늄 등이 포함돼 있지만, 지구의 것과는 일치하지 않는 패턴으로 배열돼 있다”면서 “우리는 12개 이상의 ‘파편’을 연구했으며, 의심의 여지없이 석탄과는 완전히 다른 우주의 물질로 구성돼 있다는 것을 알게 됐다”고 말했다. 이어 “우리 연구진은 해당 소구체를 ‘분화된 행성’이라고 부른다. 분화된 행성의 지각 암석에서 파생됐을 가능성이 높다는 의미”라면서 “해당 소구체는 암석과 같은 물체에서 분리된 물질이 분명하지만, 화학적인 구성은 태양계 물질과 다르다”고 덧붙였다. 또 “소구체의 원소 구성은 과학계에 보고된 적이 없으며, 태양계에서 친숙한 물질들과도 다르다”면서 “우리는 이것이 태양계 외부에서 온 것이라고 보고 있다”고 전했다. 로브 박사와 연구진은 태평양에서 회수한 물질이 9년 전 태평양에 떨어진 IM1이라는 물체의 파편이며, IM1은 태양계 밖에서 지구를 향해 떨어진 성간 유성이라고 주장해 왔다. IM1의 이루고 있는 성분이 인듐 함유량이 비정상적으로 많아 인간이 만든 것이 아닌 태양계 밖에서 날아온 물체일 가능성이 있으며, 행성간을 항해하는 우주선 유래의 물질일 수 있다는 게 로브 박사의 주장이다.다만 이러한 주장은 결정적 증거가 부족하다는 이유로 학계에서 비판을 받아왔다. 모니카 그레이디 영국 오픈대학 교수는 “해당 소구체의 니켈 함량이 적어 태양계 안에서 날아온 운석이 아니라는 가능성은 인정한다”면서도 “태양계 안에서 날아온 운석이 아니라는 것이 태양계 밖에서 날아온 운석이다라는 의미는 아니다. 원래부터 지구상에 존재했던 물질이었을 가능성도 있다”고 지적했다. 애리조나주립대학의 스티브 데쉬 박사와 앨런 잭슨 박사도 지난해 “로브 박사가 분석한 것은 외계 행성에서 온 입자가 아니다. 태양계 기원과 구성 요소가 수만 년 동안 해저에 머물면서 변형된 것으로, 전 세계에서 발견되는 것과 동일한 것으로 추정된다”고 반박했다. 현재 학계에서는 로브 박사가 발견하고 분석한 소구체가 산업 혁명 이후 인간 활동에서 생겨난 석탄재의 일종이라고 보는 시각이 많다.

지난달 21일(이하 현지시간) 독일 베를린 외곽에 떨어져 폭발한 소행성이 남긴 운석이 수거됐다. 지난 5일 민간 과학단체인 SETI 연구소(SETI Institute) 측은 베를린 인근에서 수거된 운석을 분석한 결과 희귀 운석인 ‘오브라이트’(Aubrite)로 확인됐다고 밝혔다. 앞서 지난달 21일 새벽 직경 1m 크기의 초소형 소행성이 지구 대기권에 진입해 독일 동부 상공을 통과하면서 유성으로 떨어져 현지의 밤하늘을 환하게 밝혔다. 국제천문연맹(IAU)에 의해 공식적으로 ‘2024 BX 1’으로 명명된 이 소행성은 놀랍게도 지구로 떨어지기 불과 몇 시간 전 헝가리 피스케스테퇴 천문대 천문학자 크리스티안 사르네츠키가 처음 발견했다. 그리고 미 항공우주국(NASA)도 2024 BX 1가 지구에 떨어지기 불과 90분 전 확인하고 이를 소셜미디어에 공지했다.실제로 2024 BX 1은 거의 수직으로 떨어지면서 환하게 불꽃을 발하며 사라졌으며 피해는 발생하지 않았다. 소행성이 지구에 충돌하기 직전 발견된 것은 이번이 8번째다. 이번에 발견된 운석은 2024 BX 1이 지구 대기권을 통과하며 타다 남은 것으로 베를린 북서쪽으로 약 80㎞ 떨어진 리벡 마을 들판에서 여러 개가 발견됐다. 베를린 자유대학 등 학생들과 함께 운석을 발견한 SETI 유성 과학자 피터 제니스켄은 “운석을 찾아 며칠에 걸쳐 수십㎞를 걷고 또 걸었다”면서 “처음 운석을 발견하고는 믿을 수 없을 만큼의 안도감마저 느껴졌다”고 털어놨다. 이어 “운석은 대체로 어둡고 매끄러운 모양을 하고있어 구별하기가 쉽지만 이번 운석은 지구 암석과 비슷해 찾기 힘들었다”고 덧붙였다.SETI 에 따르면 이 운석은 오브라이트로 옅은 색깔에 산소 함량이 낮고 소량의 금속을 함유하고 있는 것이 특징이다. 특히 오브라이트는 알려진 샘플이 87개에 불과할 만큼 매우 희귀한데 이는 지구상에서 발견된 전체 운석 중 단 1%에 해당된다. 한편 높은 가치 때문에 이른바 ’우주의 로또‘라고도 불리는 운석은 흔히 말하는 별똥별, 곧 유성체가 타다 남은 암석을 말한다. 지구상에 떨어지는 대부분의 운석은 지구에서 약 4억㎞ 떨어진 화성과 목성 사이에 위치한 소행성대에서 온다. 운석은 보통 1년에 4만 톤씩 지구에 떨어지지만 대부분 바다로 향해 찾기가 어렵다.

아폴로 11호가 최초로 지구 이외의 천체인 달에 착륙한 것이 1969년이니까, 인류의 우주 탐사도 어언 반세기를 넘어선 셈이다. 인류가 외계 생명체에 대해 구체적으로 관심을 기울이기 시작한 것은 20세기 후반 들어 미국의 아폴로 시리즈 등으로 본격적인 우주 진출에 나선 직후부터였다. 지금은 화성에까지 착륙선을 보내고 있는 인류의 우주 탐사에서 최대 목표로 삼고 있는 것은 바로 외계 생명체의 발견이다. 그러나 아직까지 지구 외의 천체에서는 아메바 한 마리도 발견하지 못한 것이 우주 탐사의 현주소다. 관측 가능한 우주에만도 수천억 개의 은하들이 존재한다. 또 은하마다 수천억 개의 별들이 있으니, 생명이 서식할 수 있는 행성의 수는 그야말로 수십, 수백조 개가 있을 거란 계산이 금방 나온다. 외계문명에 대한 언급으로는 이탈리아의 천재 물리학자인 엔리코 페르미가 제안한 ‘페르미 역설’이 유명하다. 우주의 나이와 크기에 비추어볼 때 외계인들이 존재할 것이라는 가정하에 방정식을 만든 결과, 그는 무려 100만 개의 문명이 우주에 존재해야 한다는 계산서를 내놓았다. “그런데 수많은 외계문명이 존재한다면 어째서 인류 앞에 외계인이 나타나지 않았는가? 대체 그들은 어디 있는 거야?“라는 질문을 페르미가 던졌는데, 이를 ‘페르미의 역설’이라 한다. 이 역설은 아직까지 풀리지 않고 있다. 페르미의 역설과 밀접한 관계가 있는 방정식이 또 하나 1960년대에 나타났는데, 미국 천문학자 프랭크 드레이크가 만든 ‘드레이크 방정식’이다. 우주의 크기와 별들의 수에 매혹된 드레이크는 우리은하에 존재하는 별 중 행성을 가지고 있는 별의 수를 어림잡고, 거기서 생명체를 가지고 있는 행성의 비율을 추산한 다음, 다시 생명이 고등생명으로 진화할 수 있는 환경을 가진 행성의 수로 환산하는 식을 만들었다. 그 결과, 우리와 교신할 수 있는 외계의 지성체 수를 계산하는 다음과 같은 방정식이 만들어졌다. ‘N=R*·fp·ne·fl·fi·fc·L’ N은 우리은하 속에서 탐지 가능한 고도문명의 수, R*은 지적 생명이 발달하는 데 적합한 환경을 가진 항성이 태어날 비율, fp는 그 항성이 행성계를 가질 비율, ne는 그 행성계가 생명에 적합한 환경의 행성을 가질 비율, fl은 그 행성에서 생명이 발생할 확률, fi는 그 생명이 지성의 단계로까지 진화할 확률, fc는 그 지적 생명체가 다른 천체와 교신할 수 있는 기술문명을 발달시킬 확률, L은 그러한 문명이 탐사 가능한 상태로 존재하는 시간.　 이 식에 기초해 드레이크 자신이 예측하는 우리은하 내 문명의 수는 약 1만 개에서 수백만 개에 이른다. 드레이크는 이에 그치지 않고, 전파망원경을 이용해 외계로부터의 신호를 찾기 위해 가까이 있는 두 별의 주변에서 오는 신호를 찾는 시도를 한 것이 공식적인 외계 지적 생명체 탐사, 곧 SETI의 출발점이 되었다. 우리은하에만도 슈퍼지구가 3억 개 인류는 지난 100년간 놀라운 발전을 이루었다. 그러나 이 기간은 우주의 나이 138억 년에 비하면 그야말로 눈 깜짝할 찰나에 지나지 않는다. 그렇다고 우리가 미래에 다른 별을 방문하는 상상을 할 수 없는 것은 아니다. 우주에는 우리 외에도 다른 문명이 있을 거라는 데 많은 과학자들은 동의하고 있다. 우리은하에만도 슈퍼지구가 3억 개나 되는데도 우리는 왜 외계인들을 한번도 본 적이 없는가? 그 이유로 항성 간 거리가 너무나 멀기 때문에 어떤 문명도 그만한 거리를 여행할 수 있는 기술을 확보하지 못한 거라고 과학자들은 생각하고 있다. 인류의 현재 기술수준으로는 이 거리의 장벽을 넘을 수가 없다. 예컨대, 태양계에서 가장 가까운 4.2광년 떨어진 프록시마 센타우리 별까지 가는 데만도 지금 로켓 속도로는 10만 년 가까이 걸린다. 만약 우리가 광속으로 날리는 로켓을 개발했다고 쳐도 우리은하를 가로지르는 데만도 10만 년이 걸린다. 하지만 이 은하도 우주 속에서는 한 개의 조약돌에 지나지 않는다. 이 모든 상황을 감안해볼 때 우리가 다른 행성으로 가서 산다는 것은 거의 불가능한 일일 것으로 보인다. 이것이 바로 외계인을 만날 수 없는 가장 근본적인 장애이다. 장애의 또 하나는 통신수단의 문제이다. 비록 외계 문명이 존재한다 하더라도 그들과 교신하기에는 우리의 통신수단이 너무나 원시적이라 소통불능일지도 모른다는 사실이다. 그리고 외계인들이 신호를 보내온다 하더라도 우리 기술로는 그것을 포착하지 못할 수도 있다는 것이다. 외계 생명체의 단골 메뉴 UFO 정말 있나? 여론조사에 의하면, 미국인의 거의 절반이 외계인이 과거나 근래에 지구를 방문한 것으로 믿고 있다고 한다. 그리고 그 비율은 갈수록 높아지고 있는 추세다. 일반적으로 과학자들은 이러한 믿음이 실제 과학적인 근거를 갖지 못한 것으로 보고 일축한다. 하지만 그들은 지적 외계인의 존재를 부정하지 않는다. 그러나 그들은 다른 항성계의 지성체들이 우리를 방문했다는 증거에 높은 기준을 설정했다. 칼 세이건이 일찌기 언명했듯이 ”특별한 주장에는 특별한 증거가 필요“하기 때문이다. UFO 목격은 오랜 역사를 가지고 있다. UFO는 글자 그대로 ‘미확인 비행체’라는 뜻으로, 그 이상도 이하도 아니다. UFO에 대한 미 공군의 연구는 1940년대부터 계속되고 있다. 1947년 미국 뉴멕시코 주 로스웰에서 UFO에 관련된 ‘그라운드 제로’가 발생했다. 로스웰 사건은 군용 고고도 감시용 풍선의 추락을 많은 사람들이 목격함으로써 빚어진 것인데, 미군은 지금까지 일관되게 로스웰 사건이 외계인 관련 사건이 아니며, 군에서 운용하던 감시용 기구가 추락한 사건이라고 확인해주고 있다. 그러나 로스웰 사건은 아직도 현재 진행형이다. 모든 정황으로 미루어볼 때 로스웰 사건 역시 흔한 음모론 중 하나일 뿐이며, 이 가짜 뉴스가 끈질기게 확대재생산되는 이면에는 책 판매와 관광수입을 노리는 일부의 비즈니스가 작동하고 있다는 게 전문가들이 대체적인 시각이다. 또한 대부분의 UFO는 미국 사람들 앞에 나타나는 현상이다. 아시아와 아프리카는 인구가 많음에도 불구하고 UFO 목격자가 거의 없다는 것이 흥미로운 점이며, 또 희한하게도 캐나다와 멕시코 국경에서 딱 멈춘다는 게 놀라운 일이다. 대부분의 UFO 목격은 대체로 평범한 천문적인 현상으로 설명된다. 절반 이상이 유성이나 화구(火球·큰 불덩어리 운석)이거나, 워낙 밝은 금성 때문에 일어나는 소동이다. 이러한 밝은 ‘천체‘는 천문학자에게 친숙하지만 일반인의 의식에는 익숙하지 않기 때문이다. UFO는 현대인의 신화이자 종교UFO의 목격 보고는 약 10년 전에 정점에 도달했다. UFO를 본 적이 있다고 말하는 많은 사람들은 개를 데리고 산책하거나 담배 피우는 사람들이다. 왜 그럴까? 그들이 가장 많이 바깥에 있기 때문이다. 술에 거나해서 휴식을 취하는 저녁 시간, 특히 금요일에 UFO 목격이 급증한다. 외계인에 의한 납치와 외계인이 만든 미스터리 서클에 대한 설명을 포함하여 지금까지의 UFO는 음모론의 일종에 지나지 않는다. 우수한 기술을 가진 지적인 존재가 지구 밭의 밀을 누르기 위해 수조 마일을 여행할 것이라고 당신은 믿을 수 있는가? UFO는 하나의 문화적 현상으로 간주하는 것이 적절하리라 본다. 노스캐롤라이나 대학의 다이아나 파술카 교수는 신화와 종교는 인간이 상상할 수 없는 경험을 다루는 수단이라고 지적한다. 이런 시각에서 볼 때 UFO는 일종의 새로운 미국 종교라고 본다. 젊은 성인을 대상으로 한 연구에 따르면, UFO의 신념은 조현형 성격, 사회적 불안, 편집증적인 생각 및 일시적인 정신병에 대한 경향과 관련이 있음이 밝혀졌다. 만약 당신이 UFO를 믿는다면, 자신이 어떤 편집적 신념을 갖고 있지 않는지 살펴볼 필요가 있다. 전 NASA 직원 제임스 오버그 같은 사람들은 수십 년에 걸친 UFO 목격담을 끈질기게 추적해 진상을 파헤쳤다. 그러나 어떤 과학적 증거도 발견할 수 없었다. 그래서 대부분의 천문학자들은 외계인 방문에 대한 가설을 믿을 수 없는 것으로 치부하고, 지구 너머 외계 생명체에 대한 과학적 탐구에 에너지를 집중하고 있다. 우리는 우주에서 혼자인가? UFO가 인기있는 대중문화로 자리잡는 동안 과학자들은 UFO가 제기한 큰 질문, 곧 우주에서 ’우리는 혼자인가?‘에 답하려 노력하고 있다. 지금까지 천문학자들은 다른 별을 공전하는 4000개 이상의 외계행성을 찾아냈다. 이 수는 2년마다 두 배씩 증가하고 있다. 이들 외계행성 중 일부는 지구와 질량이 비슷하고 모성에서 적당한 거리에 있어 표면에 물이 있기 때문에 거주 가능한 것으로 간주된다. 이 거주 가능한 행성들 중 가장 가까운 행성은 우리 우주의 ’뒤뜰‘에서 20광년도 안되는 거리에 있다. 이 슈퍼지구들은 생명체가 발현하고 지성체와 문명이 출현하는 데 충분한 시간인 수십억 년 전에 형성된 것들이다. 천문학자들은 지구 너머의 생명체가 있다고 확신한다. “우주는 분명 생물학적 성분이 넘치고 있다”고 천문학자이자 외계행성 일급 사냥꾼인 제프 마시는 단언한다. 생명체에 적합한 조건을 가진 지구에서 별에서 별로 호핑하는 지적 외계인에 이르기까지 많은 단계가 있지만, 천문학자들은 드레이크 방정식을 사용하여 우리은하의 외계 문명 수를 추정한다. 비록 드레이크 방정식에는 많은 불확실성이 있지만 최근 외계행성 발견에 비추어 해석하면 우리가 유일한 또는 최초의 진보된 문명 일 가능성이 거의 없는 것으로 과학자들은 보고 있다. 지적인 외계인이 존재하더라도 우리가 그들을 찾지 못하거나 그들이 우리를 찾지 못할 여러 가지 이유가 있다. 우주의 시간이 너무나 장구하며 그 공간이 너무나 광대하기 때문이다. 장구한 우주의 시간과 거대한 우주의 크기가 견고한 장벽이 되어 우리를 외부 세계와 격리해놓고 있는 것이다. 그러나 과학자들은 외계인의 존재를 부정하지는 않는다. 다만 그들은 보다 확실한 과학적인 증거를 요구하고 있는 것이다. 우리 인류가 비록 은하의 시간 척도로 볼 때 극히 짧은 시간대에 존재하고 있지만, 만약 우리가 우주 속에서 홀로라면 우주 속에서 차지하는 우리의 진정한 위치를 탐구하기 위해 우리의 노력을 멈추지 말아야 하며, 다른 세계로 진출하기 위한 진보를 계속해야 할 것이다. 마지막으로 칼 세이건의 유명한 격언을 내려놓는다. “열린 마음을 유지하는 것은 가치 있는 일이지만 너무 많이 마음을 열면 머리가 빠진다.” 이광식 과학 칼럼니스트 joand999@naver.com

매우 작은 크기의 소행성이 지구와 충돌하기 불과 몇 시간 전 발견된 것으로 확인됐다. 특히 이 천체는 실제로 독일 베를린 외곽에 유성으로 떨어져 현지의 밤 하늘을 환하게 밝혔다. 지난 21일(이하 현지시간) 미국 CBS뉴스 등 외신은 이날 새벽 직경 1m 크기의 초소형 소행성이 지구 대기권에 진입해 독일 동부 상공을 통과하면서 불타 사라졌다고 보도했다. 국제천문연맹(IAU)에 의해 공식적으로 ‘2024 BX 1’으로 명명된 이 소행성은 이날 지구로 떨어지기 불과 몇 시간 전 헝가리 피스케스테퇴 천문대 천문학자 크리스티안 사르네츠키가 발견했다.그리고 미 항공우주국(NASA)도 2024 BX 1의 존재를 확인하고, 지구에 떨어지기 20분 전 소셜미디어 엑스를 통해 ‘초소형 소행성이 베를린 서쪽에 무해한 불덩어리로 붕괴될 것’이라고 공지했다. 실제로 2024 BX 1은 거의 수직으로 떨어지면서 환하게 불꽃을 발하며 사라졌으며 피해는 발생하지 않았다. 보도에 따르면 소행성이 지구에 충돌하기 직전에 발견된 것은 이번이 8번째다. 이번 사례는 지구를 위협하는 소행성 이야기가 단순히 영화 속 일이 아니라는 사실을 보여준다. 다만 영화에서는 지구로 날아올 소행성의 덩치가 커 일찌감치 그 존재가 확인됐지만 이번처럼 초소형 천체는 그렇지 못하다. 이에앞서 지난 2022년 3월에도 천문학자 사르네츠키는 약 2ｍ 크기의 초소형 소행성 ‘2022 EB5’를 제일 먼저 발견해 화제를 모은 바 있다. 이 소행성은 지구와 충돌하기 불과 2시간 전 관측됐으며 결국 북극해 노르웨이령 화산섬 얀 마이엔 남서쪽 상공 대기권에서 사라졌다.그러나 이처럼 초소형 소행성이 충돌 몇시간 전에서라도 발견된 것은 사실 긍정적인 면이 크다. 그만큼 희미한 작은 천체도 찾아낼 만큼 관측 기술이 발달됐다는 것을 의미하기 때문이다. 미 항공우주국(NASA) 지구근접천체연구센터(CNEOS) 폴 코다스 소장은 과거 인터뷰에서 “지구를 위협하는 초소형 소행성은 무수히 많다”면서 “이같은 소행성은 지구에 근접하기 전 매우 희미하고, 관측 시점과 방향까지 맞아 떨어져야 포착할 수 있다”고 밝힌 바 있다.

‘별지기 중에서 이 별자리를 모르는 사람이 있을까.’ 오리온자리는 1등성을 두 개씩이나 가진 별자리의 왕자이지만, 미셸 구찌니(Michele Guzzini)의 사진은 우리가 볼 수 있는 것보다 더욱 완전한 오리온자리를 볼 수 있다. 이 같은 오리온 자리 사진은 장노출 디지털 카메라 이미징과 후처리를 통해서만 드러난다. 사진 왼쪽 위 모서리에서 가장 밝게 빛나는 거성 베텔게우스는 짙은 오렌지색을 띠고 있다. 크기는 태양의 약 900배다. 만약 베텔게우스를 우리 태양계 중심에 놓는다면 그 표면은 소행성대를 넘어 화성 궤도 너머까지 미칠 것이다. 또 수성, 금성, 지구, 화성은 베텔게우스에 먹혀 사라질 가능성이 크다. ​ 현재 베텔게우스는 밤하늘 별들 중 천문학자들이 가장 주목하고 있는 별자리다. 조만간 초신성 폭발을 앞두고 있기 때문이다. 천문학에서 ‘조만간’이란 몇달 또는 몇 년 후일 수도 있지만, 수만, 수십만 년 후일 수도 있다. ​만약 이 별이 터진다면 인류는 400년 만에 가장 가까운 초신성 폭발을 보게 될 것이며, 낮에도 베텔게우스를 볼 수 있을 뿐더러 약 2주 동안 지구에는 밤이 없어질 것이라고 한다. 밤에도 신문을 볼 수 있을 정도로 훤해진다는 뜻이다. 거리가 약 640광년이니까 현장에서는 벌써 터졌을는지도 모른다. 우주에서는 빛보다 빠른 것은 없으니까, 그 빛이 640년을 달려 우리에게 와야 비로소 알 수 있게 된다. 만약 639년 전에 폭발했다면 우리는 1년 뒤에 그 폭발 광경을 볼 수 있다는 얘기가 된다. ​ 오리온 자리의 뜨겁고 푸른 별은 무수히 많다. 오른쪽 아래에 보이는 초거성 리겔이 베텔게우스와 균형을 이루고 있고, 오른쪽 위에는 벨라트릭스가 있다. 오리온자리 허리띠에는 약 1500광년 거리에 있는 세 개의 별이 등간격으로 줄지어 있는데, 오리온 삼성으로 불리는 이 별들은 잘 연구된 성간 구름에서 탄생한 것이다. ​ 오리온자리 벨트 바로 아래에는 친숙해 보일 수도 있는 밝지만 흐릿한 빛뭉치가 있다. 바로 오리온성운으로 알려진 별의 산란장이다. ​ 마지막으로 육안으로는 거의 보이지 않지만 여기에서 매우 눈에 띄는 것은 버너드 고리(Barnard‘s Loop)다. 버너드 고리는 오리온 벨트와 성운을 둘러싸고 있는 거대한 가스 방출 성운으로 100년 전 선구적인 오리온 전문 사진작가 E. E.에 의해 발견됐다. 이광식 과학 칼럼니스트 joand999@naver.com​

니콜라스 코페르니쿠스는 5세기 전 태양이 지구를 중심으로 회전하는 것이 아니라 지구가 태양을 중심으로 공전한다는 천동설을 주장한 천문학자였다. 진정한 르네상스맨이었던 그는 수학자, 엔지니어, 작가, 경제 이론가 및 의사로도 활동했다. 1543년 폴란드 프롬보르크에서 사망한 코페르니쿠스는 지역 대성당에 안장되었다. 그 후 몇 세기 동안 그의 무덤의 위치는 역사 속으로 사라졌고, 아무도 그 정확한 위치를 알 수 없었다. 코페르니쿠스는 어떤 사람이었나? 코페르니쿠스는 1473년 폴란드의 중부 도시 토룬에서 태어났다. 그는 지역 상인에게서 태어난 네 자녀 중 막내였다. 아버지가 죽은 후 코페르니쿠스의 외삼촌이 그의 교육을 책임졌다. 코페르니쿠스는 18살인 1491년부터 1494년 사이에 크라쿠프 대학교에서 공부했고, 나중에는 이탈리아로 유학하여 볼로냐, 파도바, 페라라에서 공부했다. 의학, 교회법, 수리천문학, 점성술을 공부한 코페르니쿠스는 30살인 1503년에 집으로 돌아왔다. 그 후 그는 바르미아의 주교후(主敎侯)였던 영향력 있는 외삼촌 루카스 바첸로데 밑에서 일했다. 코페르니쿠스는 수학 연구를 계속하면서 의사로 일했다. 당시에는 천문학과 음악이 모두 수학의 한 분야로 간주되었다. 이 기간 동안 그는 두 가지 영향력 있는 경제 이론을 공식화했다. 1517년 그는 화폐수량론을 발전시켰는데, 이 이론은 나중에 존 로크와 데이비드 흄에 의해 다시 심화되었고, 1960년대 밀턴 프리드먼에 의해 대중화되었다. 1519년 코페르니쿠스는 화폐의 유통과 가치 평가를 다루는 화폐 원리인 그레셤의 법칙으로 알려진 개념도 도입했다. 코페르니쿠스의 우주 모델 과학에 대한 코페르니쿠스의 공헌의 초석은 그의 혁명적인 우주 모델이었다. 지구가 우주의 고정된 중심이라고 주장하는 일반적인 프톨레마이오스 모델과 달리 코페르니쿠스는 지구와 다른 행성들이 태양을 중심으로 회전한다고 주장했다. 나아가 코페르니쿠스는 행성 궤도의 크기를 태양과 지구 사이의 거리로 표현하여 비교할 수 있었다. 그러나 코페르니쿠스는 자신의 연구가 교회와 동료 학자들에게 어떻게 받아들여질지 두려워했다. 그의 대작〈천구의 운동에 관하여>는 1543년 그가 사망하기 직전에야 출판되었다. 이 저작의 출판은 우주에 대한 우리의 이해에 획기적인 전환을 위한 발판을 마련했으며, 코페르니쿠스가 죽은 지 20여 년 후에 태어난 갈릴레오와 같은 미래의 천문학자들을 위한 길을 열었다. 코페르니쿠스는 어디에 묻혔나?프롬보르크 대성당은 100명이 넘는 사람들의 마지막 안식처 역할을 하고 있으며, 이들 무덤들은 대부분 이름이 없다. 16세기와 17세기까지 거슬러올라가는 코페르니쿠스의 유해 찾기 시도는 여러 번 실패를 거듭했다. 또 다른 실패한 한 사례는 1807년 아일라우 전투 이후 프랑스 황제 나폴레옹에 의해 이루어졌다. 수학에 밝았던 나폴레옹은 코페르니쿠스를 박식가, 수학자, 천문학자로 높이 평가했다. 나폴레옹은 근대 천문학의 문을 연 위대한 천문학자 코페르니쿠스의 무덤이 어디에 있는지조차 알 수 없다는 사실에 크게 놀랐다. 2005년에 폴란드 고고학자 그룹이 마침내 본격적인 수색에 착수했다. 프롬보르크 대성당의 참사원 위원을 지냈던 코페르니쿠스가 재임 기간 동안 자신이 담당했던 대성당 제단 근처에 묻혔을 것이라고 보는 역사가 예지 시코르스키의 주장에 따라 제단 근처를 조사했다. 이 제단은 현재 성십자가 제단으로 알려진 성 바츠와프 제단이다. 이 제단 근처를 집중적으로 발굴한 결과, 60~70세 남성의 불완전한 해골을 포함해 13개의 해골이 발견되었고, 그중 한 해골이 코페르니쿠스의 것으로 확인되었다. 법의학이 밝혀낸 ‘코페르니쿠스’제단 근처에서 발견된 문제의 두개골은 얼굴 재구성의 기초가 되었다. 형태학적 연구 외에도 DNA 분석은 역사적 유물이나 고대 유물을 식별하는 데 자주 사용된다. 재구성된 두개골의 얼굴은 코페르니쿠스와 비슷했지만, 이것으로 완전한 증거가 될 수는 없었다. 코페르니쿠스로 추정되는 유해의 경우 치아 상태가 잘 보존돼 있어 유전자 식별이 가능했다. 그러나 그 DNA를 비교할 만한 대상이 없었다. 코페르니쿠스의 친척에 대해서는 알려진 바가 없었다. 그러나 2006년 과학사에서 있을 법하지 않은 괴이한 사건이 일어났다. 코페르니쿠스의 새로운 DNA 참고자료가 발견된 것이다. 그것은 코페르니쿠스의 머리카락으로, 코페르니쿠스가 수년 동안 사용했던 천문학 장서의 책갈피 사이에 끼어져 있었던 것이다. 이 책은 17세기 중반 스웨덴의 폴란드 침공 이후 전쟁 전리품으로 스웨덴으로 반출되었다. 현재 웁살라 대학교 구스타비아눔 박물관에 소장되어 있었다. 책을 면밀히 조사한 결과, 책의 주요 사용자인 코페르니쿠스의 것으로 추정되는 머리카락 몇 올이 발견되었다. 결과적으로 이 머리카락은 무덤에서 회수된 치아 및 뼈 물질과의 유전적 비교를 위한 참고자료로 평가되었다. 머리카락은 발견된 해골의 치아와 뼈에서 나온 DNA와 비교한 결과, 치아의 미토콘드리아 DNA와 골격 샘플은 모두 머리카락의 DNA와 일치하여 그 유해가 실제로 코페르니쿠스의 것임을 강력히 시사했다. 고고학 발굴, 형태학적 연구 및 고급 DNA 분석을 포함한 다학제적 노력을 통해서도 역시 설득력 있는 결론에 도달했다. 프롬보르크 대성당의 성십자가 제단 근처에서 발견된 유해는 코페르니쿠스의 것일 가능성이 확정적이다. 이 기념비적인 발견은 과학사에서 가장 영향력 있는 인물 중 한 사람의 마지막 안식처를 밝혀낸 것일 뿐만 아니라, 역사적 데이터를 뒷받침하는 현대 법의학의 개가로 평가되고 있다. 코페르니쿠스의 유해는 아무 묘비도 없이 무명으로 묻혔다가 사망한 지 5세기 만에 최고의 예우를 갖춰 ‘영웅’으로 재안장됐다. 대성당측은 코페르니쿠스의 사망 467주기 다음날 치러진 장례에서 코페르니쿠스의 지동설에 대한 가톨릭 교회의 탄압에 대해서도 유감을 표시했다. 폴란드 국민들은 코페르니쿠스를 국민영웅으로 칭송하는 추모행사를 갖기도 했다. 새로 세워진 검은 화강암의 묘비에는 지동설을 표시하는 태양계의 도형을 새겨넣어 500년 전 그의 업적을 기렸다. 살아 생전에는 자기 학설도 발표하지 못했던 조심스러운 영웅의 부활답다고나 할까. 이광식 과학 칼럼니스트 joand999@naver.com

헤성도 아닌 외계행성이 지구과 달 사이 거리의 1.5배에 달하는 56만 ㎞나 되는 거대한 꼬리를 달고 있어 천문학자들을 흥분시키고 있다. 행성이 모항성과 함께 어떻게 진화하는지에 대한 새로운 질문을 촉발하고 있기 때문이다. ​지구에서 160광년 떨어진 뜨겁고 푹신한 거대 외계행성 ‘WASP-69b’는 3.9일의 빠른 주기로 모성을 공전하고 있다. 이 행성이 천문학자들에게 관심을 끌게 된 것은 2018년 행성 대기에서 누출되는 긴 가스 꼬리를 발견되면서부터다. 헬륨 입자로 이뤄진 희미한 흔적으로 여겨졌던 그 꼬리가 실제로 존재한다면 그 길이는 최소 56만 3270㎞, 즉 해당 행성 지름의 약 7배일 것으로 추정된다. 이 헬륨 대기는 모성에서 쉼없이 불어닥치는 태양풍에 의해 뜯겨나가고 있는 중이다. 미국 캘리포니아대 로스앤젤레스 캠퍼스(UCLA)의 에릭 페티구라 천문학·천체물리학과 조교수는 “WASP-69b 시스템은 실시간으로 대기 질량 손실을 연구할 수 있는 드문 기회를 천문학자들에게 제공하는 보석 같은 존재”라고 밝혔다. 연구 공동저자인 다코타 타일러 UCLA 천체물리학 박사과정 연구원은 지난 9일 뉴올리언스에서 열린 제243차 미국천문학회 회의의 언론 브리핑에서 “이 행성은 방사선에 휩싸여 있다”고 밝히면서도 “만약 당신이 은퇴를 고려하고 있다면 이 행성으로 은퇴하는 것은 고려하지 말 것을 제안하고 싶다”고 조크를 덧붙였다. 타일러 연구원은 브리핑에서 해당 외계행성의 누출 대기에 대한 하와이 케크 천문대의 새로운 데이터를 공유했다. 이는 지난 9일 ‘천체물리학 저널’(ApJ)에 발표된 논문에도 설명돼 있다. 최근 관측에 따르면, 대기는 초당 200만 t의 속도로 행성에서 방출돼 이전에 볼 수 없었던 거대한 혜성 같은 꼬리를 형성하고 있는 것으로 나타났다.이번 연구 성과는 주로 이 행성을 관찰했던 이전 망원경보다 더 많은 빛을 수집하는 케크 천문대의 대형 망원경 덕에 이뤄졌다. 그러나 천문학자들이 말하는 별의 변동성이 모성의 행동을 변화시킬 수도 있다고 타일러 연구원은 설명하면서 “별 자체 내에서 정확히 어떤 유형의 변동성이 일어나고 있는지는 파악하기는 어렵다”고 덧붙였다. 뿜어져나오는 대기 덕분에 이 행성은 10억 년마다 지구 한 개 질량만큼 대기를 잃고 있는데, 이는 ‘상당히 적은 양’이라고 타일러 연구원은 말했다. 그러면서 “‘뜨거운 목성’의 경우에 있어서는 실제로 그다지 많은 양은 아니다”고 부연했다. 휘날리는 꼬리를 관찰하면 이 행성의 대기가 모항성과 어떻게 상호작용하는지를 알 수 있으며, 각각의 별과 함께 행성의 진화에 대한 빛을 밝힐 수 있다. 페티구라 교수는 성명을 통해 “대부분의 알려진 외계행성의 경우 대기 손실 기간이 오래 전에 끝난 것으로 추정한다”고 밝히면서도 “WASP-69b 시스템은 실시간으로 대기 질량 손실을 연구하고 다른 행성을 형성하는 중요한 물리학을 이해할 수 있는 드문 기회를 제공하고 있다”고 말했다. 타일러 연구원은 성명서에서 과학적 매력 외에도 끊임없는 항성풍에 직면한 행성의 회복력은 또한 이 행성의 미래에 대한 예측을 가능케 해준다고 밝히면서 “WASP-69b와 같이 우리 역시 우리가 직면하는 수많은 과제에도 불구하고 계속해서 나아갈 수 있는 능력을 갖추고 있다”고 했다. 이광식 과학 칼럼니스트

우주비행사들은 우주에서 나는 특이한 냄새를 묘사했는데, 이는 그곳의 화학적 성질이 지구에서의 화학적 성질과 크게 다르다는 점을 고려하면 그리 놀라운 일이 아니다. 그렇다면 우주에서 나는 냄새는 어떤 냄새이며, 이러한 냄새가 나는 까닭은 무엇일까?​ 우주는 공기가 없는 진공 상태이므로 원칙적으로 우주에서는 어떤 냄새도 맡을 수 없다. 냄새를 맡는 시도를 하다가는 목숨을 잃을 수도 있다. 그러나 우주는 완전한 진공이 아니다. 그곳에는 온갖 종류의 분자들이 떠돌고 있으며, 그중 일부는 우리가 지구에서 냄새를 맡을 때 강한 냄새를 풍긴다. 우주의 다양한 부분에서 어떤 냄새가 나는지 배우는 것은 우주 화학을 더 잘 이해할 수 있는 멋진 방법이다.​ 우주비행사들은 어떤 냄새를 맡을까?​ 아폴로 달 착륙 중에 우주 비행사들은 에어록으로 다시 기어올라 달 착륙선의 경계에 들어가 헬멧을 벗은 후 종종 화약 같은 냄새에 대해 언급하곤 했다. 마찬가지로 우주 유영 후 국제우주정거장으로 돌아온 우주비행사들은 화약 냄새와 오존 냄새, 구운 스테이크 같은 냄새를 맡았다는 보고를 했다.​ 이 같은 냄새는 과연 어디에서 오는 걸까? 과학자들은 두 가지 이론을 제시한다. 하나는 우주비행사가 우주 유영을 하는 동안 단일 산소원자가 우주복에 달라붙을 수 있으며, 그들이 에어록에 다시 들어가 압력을 가하면 분자 산소(O2 또는 산소 원자 2개)가 에어록으로 흘러들어와 결합한다는 것이다. 단일 산소원자는 오존 또는 O3를 형성한다. 이것이 바로 ‘시큼한’ 금속 냄새를 만드는 재료다.​ 그럼 다른 냄새의 원인은 무엇일까? 아마도 다른 원인일 것으로 추정된다. 탄 토스트나 바비큐 고기 등 탄 음식에서 발견되는 다환방향족탄화수소(PAH)도 우주에서 일상적으로 발생한다. 실제로 대부분의 성간 탄소는 PAH에 갇혀 있다. 또한 태양계에도 풍부하기 때문에 우주비행사가 쉽게 묻혀 우주정거장이나 우주 캡슐 안으로 가져올 수 있다. 이것이 아마 우주비행사들이 보고하는 탄 고기 냄새의 원인일 것이다.​ 실제로 NASA는 우주 냄새를 단순한 호기심 이상으로 다루고 있다. 2008년에 이 기관은 향수 및 향료 전문 기업의 화학자인 스티븐 피어스에게 우주 냄새를 재구성하도록 의뢰했다. 우주비행사는 우주복에 묻은 PAH 냄새와 우주정거장에서의 위험한 화학물질 누출을 구별할 수 있어야 하기 때문이다.​냄새나는 혜성 우리는 지구 근처 공간의 냄새가 어떤지 알 수 있다. 하지만 더 먼 심우주의 냄새는 어떨까?​ 우주의 다른 곳에서도 독특한 냄새가 날 것이다. 우리가 그 냄새를 맡기 위해 그렇게 멀리 여행할 수만 있다면 어떤 냄새인지 알아낼 수 있을 것이다.​ 2014년 유럽 우주국의 로제타 우주선이 혜성 67P/추류모프-게라시멘코에 접근했을 때 혜성의 고체 핵을 둘러싸는 가스 후광인 혜성의 핵에서 다양한 분자를 발견했다. 이 분자 중에는 황화수소가 있는데, 이는 썩은 계란에 불쾌한 악취를 풍깁니다. 이 암모니아는 소변의 역겨운 냄새를 연상시킨다. 그리고 시안화수소는 독성으로 유명한데도 불구하고 매력적인 아몬드 냄새가 난다. ​ 이 냄새의 조합은 코를 찡긋하게 만들 것이다. 그러나 냄새가 있다 하더라도 혜성 핵의 대부분이 수증기와 이산화탄소이기 때문에 냄새는 꽤 약할 것이다.석유 냄새 나는 위성 토성의 가장 큰 달인 타이탄은 냄새를 품을 수 있는 대기를 가지고 있다. 하지만 그 대기는 우리가 냄새를 맡는 데 실제로 도움이 되지 않는다. 산소가 없고, 섭씨 영하 179.6도로 엄청 춥다. 따라서 우주복 헬멧을 벗고 깊게 숨을 쉬는 것은 불가능하다. 그러나 타이탄에서 석유 냄새가 나는 것은 알아챌 수 있을 것이다.​ 석유는 메탄, 에탄과 같이 수소와 탄소 원자로 구성된 분자인 탄화수소가 풍부한 원유로 만들어진다. 타이탄의 대기에는 짙은 탄화수소 스모그가 포함되어 있으며, 그 표면에서는 액체 탄화수소가 호수와 강을 형성하고 있다. 하지만 타이탄의 주된 탄화수소인 메탄은 아무 냄새도 나지 않는다. 그렇다면 위성의 악취는 무엇이 만드는 걸까?​ 토성 탐사선 카시니는 NASA의 지구 실험실 실험에서 타이탄의 흐릿한 대기에서 알려지지 않은 화학물질을 확인했는데, 이는 질소, 메탄 및 벤젠을 포함하고 PANH(다환 방향족 질소 헤테로사이클)라고 불리는 분자 계열에 속하는 분자였다. 특히, 타이탄에 석유 악취를 풍기는 것은 PANH의 벤젠이다. 벤젠은 석유에서도 자연적으로 발견되기 때문이다.양조장 냄새 나는 가스 구름 이처럼 태양계는 냄새라는 차원에서 매우 자극적인 곳이지만 그 너머의 우주는 어떨까?​ 은하수 중심에서 400광년 미만 떨어진 곳에 별을 형성하는 가스와 먼지로 이루어진 거대한 성간 분자구름인 궁수자리 B2에는 온갖 종류의 방향족 화학작용이 일어나고 있다. 우선 맥주에 들어 있는 알코올의 일종인 비닐알코올, 메탄올, 에탄올 등 알코올이 많이 함유되어 있다.​ 2009년에 천문학자들은 궁수자리 B2에서 에틸 포르메이트 분자도 발견했다. 포름산에틸은 라즈베리와 럼에 달콤한 향기를 주는 화학물질이다. 따라서 우리 은하계 중심에서 궁수자리 B2 가스 구름은 양조장 냄새가 나는 기분 좋은 곳으로 예상된다.​

우리 은하에 가장 가까운 은하 중 하나인 소마젤란은하 뒤에 또 다른 은하가 숨어 있다는 새로운 연구 결과가 발표됐다. 소마젤란은하는 대마젤란은하와 함께 우리 은하의 위성 은하로 천문학자들에게 매우 친숙한 은하다. 새로운 연구 결과에 따르면 지구에서 약 19만 9000광년 떨어진 곳에 있는 소마젤란 은하는 지금까지 하나의 은하처럼 보였지만 실제로는 2개의 은하로 이루어진 것이다. 한 은하가 소마젤란 은하 뒤에 숨어 있었던 것이다. 소마젤란은하 뒤의 숨어 있었던 은하 발견  이번 발견을 위해 메릴랜드 우주망원경과학연구소의 천문학자인 클레어 머레이가 이끄는 연구진은 소마젤란운 주변의 가스 구름과 그 안에서 태어나는 어린 별들의 움직임을 추적했다. 연구진은 폭이 우리 은하의 5분의 1에 약간 못 미치는 약 1만 8900광년 떨어진 이 작은 은하에 서로 수천 광년 떨어진 2개의 별 산란실이 있다는 것을 발견했다. 연구 결과는 천체물리학 저널(The Asphysical Journal)에 게재됐으며, 온라인 저널 '아카이브'(arxiv.org)를 통해 제공됐다.  소마젤란은하와 대마젤란은하는 모두 우리 은하에 중력적으로 묶여 있으며, 먼 미래에 충돌과 합병을 위해 우리 은하를 향해 꾸준히 끌려오고 있는 왜소 은하들이다.  대마젤란은하는 우리 은하와 비슷한 원반 모양을 하고 있는 반면에 소마젤란운은 불규직 은하에 속한다. 소마젤란은하의 질량은 대마젤란의 3분의 1에 불과하지만 질량은 태양 질량의 약 70억배에 달한다.   가스구름으로 가득찬 왜소 은하의 '난파선' 판단  연구진은 소마젤란은하가 우리 은하 및 대마젤란과의 중력 상호작용에 의해 찢어져나간 가스구름으로 가득 찬 왜소 은하의 '난파선'일 것으로 판단했다. 소마젤란은하에 대한 새로운 조사를 위해 그들 연구진은 서호주 지역에 있는 안테나 36개로 구성된 ASKAP(Australian Square Kilometer Array Pathfinder) 전파 망원경을 사용해 왜소 은하계의 수소 가스에서 방출되는 전파를 집중 관측했다. 연구진은 현재 은하계 별의 3D 지도를 작성하고 있는 유럽 우주국(ESA)의 가이아 우주선을 사용해 1000만년 이상 더 어린 소마젤란은하에 있는 수천 개의 별의 속도와 방향을 추적했다.연구진은 가스와 먼지로 이루어진 2개의 별 탄생 영역을 발견했다. 두 영역의 구름 덩어리는 수소나 헬륨보다 무거운 원소인 '금속'의 함량이 서로 다랐다. 연구진이 풀고자 하는 미스터리 중 하나는 두 별 영역의 탄생이 중력에 의해 서로 끌어당겨졌는지, 아니면 대마젤란운과의 중력 상호작용에 의해 분리되어 나온 가스로 구성되어 있는지의 여부였다.  이 같은 설명을 뒷받침하는 증거는 두 구름이 비슷한 질량을 갖고 있다는 사실이다. 만약 하나가 다른 하나로부터 분리된 것이라면 '딸 구름'은 '조상 구름'보다 작을 것이라는 것이 합리적이다. 반면 두 구름이 서로 관련이 없다면 소마젤란은하가 하나가 아니라 두개의 천체라는 것을 의미한다.  많은 과학자들은 소마젤란은하에 새로운 이름이 필요할 수도 있다는 사실에 찬성하고 있다. 두 왜소 운하는 15~16세기 포르투갈의 탐험가 페르디난드 마젤란의 이름을 따서 붙여진 것인데 마젤란이 대마젤란운이나 소마젤란운을 최초로 발견한 사람이 아니고, 지구를 탐험하면서 수천 명의 원주민을 죽이고 노예로 삼은 데 책임이 있는 만큼 명예롭지 못한 이름이라는 이유 때문이다.

미 항공우주국(NASA)의 소행성 샘플 채취 우주선 오시리스-아펙스(OISRIS-APEX)는 2029년에 흥미진진한 새로운 임무를 맡게 된다. 이때 인류 역사상 그 어느 때보다도 흥미진진한 소행성과의 만남을 보게 될 것이다.​ 이전에 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)로 알려졌던 우주선은 고대 이집트의 ‘혼돈의 신(god of chaos)의 이름을 딴 소행성 아포피스(Apophis)를 2029년 조우하는데, 이때 소행성은 지구에 밀착하다시피 다가와 일부 지역에서 맨눈으로도 볼 수 있을 것으로 예측된다.​ 소행성 베누에서 채취한 샘플을 지구로 가져온 이 우주선은 최근 ’보너스 임무‘를 부여받아 오시리스-아펙스(OSIRIS-APEX)라는 이름으로 개명했다. ​엠파이어 스테이트 빌딩 높이(340m)에 달하는 크기로 추정되는 아포피스 소행성은 2029년 4월 13일 지구에 32,000km까지 접근하는데, 이는 일부 위성보다 더 가까운 거리다.​아시리스-아펙스 프로젝트 과학자인 에이미 사이먼은 성명에서 “우주선은 이러한 만남 직후 아포피스를 연구하여 지구의 중력과 상호작용하여 소행성 표면이 어떻게 변하는지 확인할 수 있을 것”라고 밝혔다.​ 아포피스는 2004년 지구에 위협이 될 만큼 큰 크기의 접근 소행성으로 잠재적 영향을 미칠 수 있는 가능성으로 우리의 경각심을 불러일으켰다. 그러나 2021년 3월, 소행성 99942라고도 알려진 이 우주암석의 궤도를 관찰한 결과 천문학자들은 이 암석이 최소 100년 이내에는 지구에 그다지 위협이 되지 않는다는 결론을 내렸다.​ NASA 과학자들은 2029년 지구-아포피스의 만남이 324일 주기로 태양 주위를 도는 아포피스의 궤도에 어떤 영향을 미칠지 여전히 알고 싶어한다. 아포피스가 지구 시간으로 7,500년에 한 번 이같이 지구에 접근하면, 그 영향으로 지진과 산사태가 발생하여 소행성 표면이 흔들릴지도 모른다고 과학자들은 생각하고 있다. ​ 이것이 소행성에게는 재앙처럼 들리겠지만, 이는 아포피스 표면 아래에 무엇이 있는지 드러날 수 있는 기회이기도 하므로, 오시리스-렉스는 가까운 거리에서 소행성의 모든 비밀을 밀착 조사할 예정이다.​ 오시리스-아펙스 수석 연구원인 애리조나 대학의 다니 멘도사 델라기우스티나는 “밀착 접근 방식은 훌륭한 자연 실험”이라고 말하면서 “우리는 조석력과 잔해 더미 물질의 축적이 행성 형성에 중요한 역할을 할 수 있는 기본 과정이라는 것을 알고 있다”고 밝히고 “그들은 초기 태양계의 잔해에서 본격적인 행성으로 어떻게 이동했는지 알려줄 수 있다”고 덧붙였다. ​ 소행성은 약 45억 년 전 원시 태양 주위에 행성이 형성되고 남은 물질로 구성되었기 때문에 이번 조사를 통해 지구를 비롯한 다른 암석행성의 구성 요소가 무엇인지 밝힐 수 있을 것으로 보인다.​아포피스는 규산염 물질과 니켈-철로 만들어졌기 때문에, 오시리스-아펙스가 2023년 9월 지구에 떨어뜨린 샘플을 수집하기 위해 2020년 10월에 방문한 탄소가 풍부한 소행성 베누와는 상당히 다르다. ​ 오시리스 우주선은 2029년 4월 13일 아포피스에 도달하여 약 6개월 동안 소행성 주변에서 탐사할 예정이다. 이 기간 동안 우주선은 베누에서 했던 것과 같은 조사, 즉 아포피스의 표면과 화학적 구성을 분석하는 작업을 수행한다.​ 그리고 베누에서 그랬던 것처럼 우주선은 소행성 표면에서 약 5m 이내로 낙하한 후 추진기로 폭발시켜 소행성의 내부 물질을 드러내는 방식으로 이 조사를 마무리할 것이다.​ “우리는 베누에서 많은 것을 배웠다”고 말하는 사이먼은 “하지만 이제 우리는 다음 목표를 위해 훨씬 더 많은 질문으로 무장했다”라고 결론지었다. 

2년 전 크리스마스날 천문학자들과 우주 마니아들은 30년을 기다려온 큰 선물을 받았다. 이는 별과 은하를 탐사하기 위한 세계 최대이자 최고가인 제임스웹 우주망원경(JWST)의 발사였다. 무려 10조 원이 투입된 웹은 기대에 어긋나지 않게 올해도 숨막힐 듯 아름답고, 과학적으로 가치 있는 우주 이미지를 전해왔다. 우주에 대한 우리의 이해를 바꿔놓은 JWST이 2023년 발견한 '12장면'을 정리했다.  1. 제임스웹이 잡아낸 태양계의 새로운 모습들 JWST는 우주 최초의 별과 은하를 보는 것이지만 태양계의 새로운 이미지들도 선사했다. JWST는 지난 10월 폭이 4800㎞가 넘는 목성의 거대한 고속 제트기류가 시속 515㎞로 이동하는 모습을 보여줬다. 지난 6월에는 목성의 얼음 위성 유로파의 염분 액체 바다에서 처음으로 이산화탄소를 확인했다. 또한 가스 행성인 토성의 섬세한 고리 시스템을 비롯해 146개의 달 중 3개를 포착한 이 이미지는 토성에 대한 새로운 시각을 제공했다. NASA에 따르면 JWST의 적외선 눈을 통해 본 토성은 섬뜩할 정도로 어둡다. 이 파장에서 메탄가스가 대기에 떨어지는 햇빛을 거의 모두 흡수하기 때문이다.  또 천왕성의 가장 밝은 위성과 13개의 먼지 고리 중 11개의 이미지도 포착했다.    2.  생명체에 필요한 분자가 풍부한 가까운 외계행성 가설 뒷받침  JWST는 지난 9월 지구에서 120광년 떨어진 차가운 별을 돌고 있는 'K2-18 b'라는 외계행성의 대기에서 메탄과 이산화탄소를 발견했다. 태양계에서 꽤 가까운 이 외계행성은 지구보다 크지만 태양계의 거대 행성보다는 작다.  과거 허블 우주망원경으로 관측할 당시에 K2-18 b는 지각 아래 액체 물로 이루어진 바다가 있으며, 수소가 풍부한 대기가 있는 미니 해왕성급 외계행성인 '하이션(Hycean) 행성'일 수 있는 것으로 나타났다. JWST의 최근 관찰 결과는 풍부한 메탄과 이산화탄소에 대한 증거를 증명했고, 암모니아는 거의 없다는 가설을 뒷받침했다.  캠브리지 대학 천문학자 사바스 콘스탄티노는 "이는 K2-18 b에 대한 단 두 차례의 관측에서 나온 것이며, 앞으로 더 많은 관찰이 진행될 예정"이라면서 "우리의 연구가 웹이 생명체 서식 가능 외계행성에 대한 초기 시연에 불과하다는 것을 의미한다"고 덧붙였다.    3.  지금까지 관측된 최소 천체를 발견 JWST는 지난 2월  화성과 목성 사이의 소행성대에 묻혀 있는 작은 소행성을 예상치 못하게 발견했다.  그 지역에 있는 대부분 천체들은 미국 워싱턴 기념비(높이 169.29m)만 한 우주 암석들로 태양계 형성의 잔재로 추정된다. 이는 태양계 진화에 관한 흥미로운 역사를 간직하고 있다.    4.  원시 우주에서 거대하고 신비한 은하 발견 지난 2월 과학자들은 빅뱅 이후 불과 5억~7억년 후 우주 풍경을 담은 JWST의 우주 이미지에서 우리 은하만큼 거대한 새로운 은하를 발견했다. 기존 이론과 모델에 따르면 JWST가 발견한 은하는 과학자들의 예상치보다 크며, 그 안에 있는 성숙한 붉은 별은 나이가 무척 오래된 항성들이다.  펜 스테이트 대학의 천문학자 조엘 레자는 "이것은 초기 은하 형성의 전체 그림에 의문을 제기한다"고 말했다. 5.  우주의 팽창 속도에 대한 격렬한 논쟁 우주가 점점 더 빠른 속도로 팽창하고 있다는 것을 알려져 있지만 얼마나 빠른지는 정확히 알려지지 않았다. 이는 우주의 팽창률을 추정하는 데 중요한 값인 허블 상수의 정확한 값을 결정하는 것을 뜻하는데, 아직까지 논쟁이 계속되고 있다. 올해 JWST는 세페이드 변광성으로 알려진 종류의 별을 관찰했다. 이 별은 일반적으로 태양보다 약 10만배 더 밝은 별로 우주 거리를 측정하고, 우주의 팽창 속도를 알아내는 데 있어 매우 신뢰할 수 있는 자료다. 그러나 JWST의 새로운 데이터는 논쟁을 해결하기 보다는 허블 상수에 대한 논쟁을 더욱 격화시켰다.  존스홉킨스 대학의 천문학자이자 노벨상 수상자인 아담 리스는 “허블 상수의 값이 어떻게 나오든 상관하지 않는다”면서 "나는 우리가 가진 최고의 도구, 즉 표준 도구가 서로 일치하지 않는 이유를 이해하고 싶다"고 밝혔다.    6. 최초의 초거대 블랙홀 관측 올해 JWST는 천문학자들이 최초의 초거대 블랙홀 중 하나가 출현했다고 생각하는 두 개의 초기 은하에서 별빛을 볼 수 있도록 도왔다. JWST는 우주의 나이가 10억년 미만이었을 때의 은하계를 관찰해 시간이 지남에 따라 블랙홀이 어떻게 태양의 수백만 또는 수십억 배에 달하는 아마무시한 질량을 갖게 되는지를 보여주었다. 7. 원시 은하의 복잡한 유기분자 발견  지난 6월 천문학자들은 JWST가 우주 나이가 현재 나이의 10%에 불과했던 120억년 전 우주에서 지구상의 석유나 석탄 매장지에서 발견된 것과 유사한 탄소 기반 분자를 발견했다고 밝혔다. 우주에서는 이런 분자가 아주 작은 먼지 알갱이와 결합하는데, 지금껏 망원경의 한계로 인해 이를 발견하기 어려웠다. 그러나 텍사스 A&M 대학의 천문학자 저스틴 스필커는 "웹을 사용하면 유기분자를 쉽게 찾을 수 있을 것으로 보인다"고 말했다.    8. 우주 탄생 후 가장 초기의 '메이지 은하' 발견 지난해 여름 JWST는 메이지 은하로 알려진 흐릿한 주황색 덩어리를 촬영했다. 천문학자들은 이것이 지금까지 발견된 가장 초기의 은하 중 하나라고 발표했다. 이 은하는 우주의 나이가 고작 3억 9000만년이었을 때 존재했던 것으로 보이며, 이는 지금까지 발견된 4개 은하 가운데 가장 초기 은하로 추정하고 있다.  지난해 발견된 메이지 은하계는 높은 별 형성률을 가지고 있다. 그것을 발견한 사람의 9살짜리 딸의 이름을 따서 '메이지 은하'라는 이름이 붙었다. 오스틴에 있는 텍사스 대학의 천문학자인 스티븐 핀켈스타인은 "이것은 우리가 JWST로 은하계를 찾아보기 전까지 은하계가 어떻게 형성되었는지, 어떻게 생겼는지 전혀 알 수 없었던 미지의 개척지였다"고 밝혔다. 9. 가장 먼 거리의 초대질량 블랙홀 발견 천문학자들은 지난 7월 JWST가 지금까지 본 것 중 가장 멀리 떨어져 있는 활동성 초대질량 블랙홀을 발견했다고 발표했다. 이 블랙홀의 모은하는 빅뱅 이후 불과 5억 7000만년 후에 형성됐다. 그러나 이 고대 블랙홀은 질량이 태양의 900만 배에 불과할 정도로 매우 작다. 일반적으로 대부분의 블랙홀은 태양 질량의 10억 개가 넘는 무게를 가지고 있다. 연구진은 “우주가 시작된 직후에 그것이 어떻게 형성되었는지 설명하는 것은 여전히 쉽지 않다”고 말했다.    10. 원시 우주의 유령 은하 발견 먼지 구름 깊숙한 곳에 묻혀 있는 흐릿한 은하를 잡은 JWST 이미지는 최근 천문학자들의 관심을 끌었다. 부분적으로는 최초의 별이 나타난 빅뱅 이후 불과 9억 년 후에 나타난 것으로 보이기 때문이다.  텍사스 대학 오스틴 캠퍼스의 천문학자인 제드 맥키니는 "이는 아직 우리가 발견하지 못하고 있는 은하계가 엄청나게 많을 것이라는 사실을 말해주는 것"이라고 말했다.11. 전설적인 3개의 '다크 스타' 발견 천문학자들은 지난 7월 JWST가 그레이트풀 데드의 노래 '다크 스타'에 나온 '어두운 별'로 추정되는 세 개의 밝은 천체를 발견했다고 보고했다. 그 '별들'은 원래 지난해 JWST에 의해 은하로 지정된 것이었다.  텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스의 물리학 교수인 캐서린 프리스는 “제임스 웹 데이터를 보면 이러한 천체에 대해 두 가지 경쟁 가능성이 있다는 것을 알 수 있다”면서 "하나는 수백만 개의 평범한 종족 III 별을 포함하는 은하계라는 것이고, 다른 하나는 그들이 어두운 별이라는 것이다. 그리고 믿기 어렵지만, 어두운 별 하나가 은하계 전체와 맞먹을 만한 밝기의 빛을 가지고 있다"고 말했다.  천문학자들은 이러한 유형의 별들이 우리 우주 물질의 85%를 구성하지만, 우리 눈에는 보이지 않는 암흑물질에 의해 구동된다고 생각한다. 만약 '어두운 별'이 정말로 존재한다면 그들의 존재는 JWST가 관찰한 것처럼 아주 어린 우주가 어떻게 그렇게 많은 큰 은하들을 생성하도록 성장했는지에 대한 수수께끼를 푸는 데 도움이 될 것이라고 연구자들은 말한다. 12.  우리 은하와 비슷하게 보이는 놀라운 초기 은하들 은하 진화 이론은 우리 우주에서 가장 초기의 은하가 너무 어려서 나선 팔이나 막대 또는 고리와 같은 특징을 만들어내지 못했을 것으로 예측됐다. 천문학자들은 이러한 복잡한 구조가 빅뱅 이후 약 60억년 후에 나타나기 시작했을 것으로 생각해왔다. 그러나 올해 JWST는 이처럼 섬세한 특징을 가진 은하가 빅뱅 이후 37억 년 만에 존재할 수 있다는 사실을 발견했다. 영국 맨체스터 대학 천문학 교수인 크리스토퍼 콘셀리스는 "우리의 관측 결과를 바탕으로 천문학자들은 최초의 은하 형성과 지난 100억 년 동안 은하의 진화가 어떻게 일어났는지에 대한 우리의 이론을 재고해야 할 것"이라고 말했다.

매년 12월 말에 쏟아지는 마지막 유성우인 작은곰자리 유성우(Ursids)가 23일 최고조에 달한다. 모처럼 들이닥친 한파를 무릅쓸 각오가 되어 있는 별지기라면 오늘밤 밝은 빛줄기와 간헐적으로 발생하는 '불덩어리(화구)'의 유성우를 보는 마지막 기회를 잡을 수 있을 것이다. 작은곰자리 유성우는 지난 18일부터 27일 사이에 활성화되는 중급 유성우로, 크리스마스 이브와 크리스마스 날까지 유성을 볼 수 있다는 장점을 갖고 있다. ​별똥별이라는 이름으로 더 잘 알려진 유성은 혜성이나 소행성에서 부서진 잔해가 지구 대기권과 충돌하면서 마찰열로 인해 밝게 빛나는 것을 말한다. 큰 덩어리는 미처 다 타지 못한 채 지상으로 떨어지기도 하는데, 이것을 운석이라 한다. 유성우는 평상시보다 많은 유성이 집중적으로 떨어질 때를 말한다. ​작은곰자리 유성우는 터틀 혜성(8P/Tuttle)의 잔해가 만들어내는 천체현상이다. 13.6년을 주기로 태양을 도는 터틀은 중간 크기 혜성으로 분류되지만, 지름은 여전히 약 4.5km로 맨해튼 섬 크기와 비슷하며 알려진 혜성의 약 99%보다 크다. 터틀이 지구에 마지막으로 접근하고 태양계 내부를 통과한 것은 지난 2008년 1월이었다. 이 혜성이 남긴 잔해들이 만들어내는 작은곰자리 유성우는 작은곰자리 방향에서 퍼져나오는 것처럼 보이기 때문에 이런 이름을 얻었다. 천문학자들은 이 활동성이 높은 지점을 유성우의 복사점이라고 부른다. ​작은곰자리는 북극성을 포함하는 별자리이기 때문에 항상 지평선 위에 있다. 따라서 북반구 별지기들이 가장 편하게 지평선 위로 볼 수 있는 유성우인 셈이다. 작은곰자리 유성우의 극대기는 정확히 23일 오후 1시경이며, 최대 시간당 10개가 떨어지는 것으로 나와 있다. 따라서 우리나라에서는 극대기의 유성우를 볼 수 없지만, 하늘이 어두워지면 상당 개수의 유성을 볼 수 있을 것으로 예상된다. ​북극성은 북두칠성의 두 끝별 사이 선분을 5배 연장하면 만나게 되는 2등성이니, 어렵지 않게 찾을 수 있다. 서울 기준으로 올려다본 각은 약 38도인데, 이것은 서울이 북위 38도쯤 된다는 뜻이다. 한 가지 안 좋은 소식은 월령 10.5의 달이 좀 밝다는 점이다. 하지만 그에 벌충할 만한 보너스가 있다. 바로 달과 천왕성이 2.5도 간격으로 근접하며, 달의 오른쪽에 빛나는 목성을 감상할 수 있다는 점이다. ​긴 궤적을 그으며 순간적으로 나타났다 사라지는 유성은 하늘이 어둡고 사방이 트인 곳이라면 육안으로도 쉽게 관측할 수 있는 만큼 빛공해가 적고 남동쪽이 툭 트여 있는 곳을 찾아 관측하는 것이 요령이다. 밤공기가 차가우므로 철저한 방한대책을 잊어서는 안되겠다. 끝으로 별똥별을 발견하는 순간에 빌 수 있는 소원 한 개씩을 꼭 준비하자. 별지기들은 그때 비는 소원은 이루어질 확률이 높다는 믿음을 가진 사람들이니까.

지구 표면에 서 있으면 지구가 초속 30km, 시속 10만7800km 이상의 속도로 태양 주위를 맹렬히 공전하고 있다는 사실을 체감하기 힘들다. 뿐더러 우리 별 태양 둘레를 지구와 비슷한 속도로 돌고 있는 다른 7개의 행성이 있다는 사실이나, 지구를 포함한 8개 행성이 모두 수십억 년 동안 끊임없이 태양 둘레를 돌고 있다는 사실을 떠올리기가 쉽지 않다. 하지만 각 행성이 태양 주위를 얼마나 오래 여행하고 있는지 알아낼 수 있다면, 이는 정말 우리 마음을 충분히 사로잡을 수 있는 흥미로운 사실임을 실감할 수 있을 것이다. 이것은 언뜻 계산하기 까다로울 듯지만, 생각 외로 아주 간단한 수학일 뿐이다. 행성의 궤도는 수십억 년 전 그들이 탄생이 이후부터 지금까지 크게 변하지 않았기 때문이다. 태양계는 약 46억 년 전, 이전의 어떤 거대한 항성이 폭발 뒤에 남겨진 먼지 구름, 곧 성운 속에서 형성되기 시작했다. 천문학자들이 태양계 성운이라 이름 붙인 그 성운의 중심에서 태양이 탄생했다. 그리고 약 45억 9000만 년 전, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성과 같은 거대한 행성들이 탄생했다. 행성협회(The Planetary Society)에 따르면, 약 45억 년 전에 더 작고 암석으로 이루어진 수성, 금성, 지구, 화성 행성이 형성되었다. 그러나 행성들이 탄생했을 때 태양 주위의 궤도는 오늘날의 궤도(특히 거대 행성의 궤도)와 같지 않았다. 최초의 행성이 형성된 후 약 1억 년 동안 그들 사이에는 ‘역학적 불안정’이 있었고, 이로 인해 큰 천체들 사이에 중력 줄다리기가 일어나 나머지 외태양계의 행성 물질이 생겨났다.프랑스 보르도 천체물리학 연구소 천문학자이자 행성 전문가인 션 레이먼드는 “바로 이 물질들이 새로운 원시 행성을 생성했으며, 그것들이 서서히 제자리를 잡아감으로써 태양계 전체 그림이 완성되었고, 그후로 행성들은 크게 변하지 않은 가운데 일관되고 안정적인 궤도에 안착했다”고 라이브 사이언스(Live Science)와의 인터뷰를 통해 설명했다. 그는 “태양계 수명의 98~99% 동안 행성의 궤도는 매우 안정적이었다”며 “그 결과 행성의 현재 궤도 역학을 사용하여 태양 주위를 얼마나 많이 여행했는지 매우 정확하게 계산해낼 수 있다”고 덧붙였다. 지구의 예를 들어보면, 우리 행성은 태양을 공전하는 데 1년이 걸리며, 45억 년 동안 존재했으니까 대략 45억 번 정도 태양 둘레를 돌았다는 계산이 나온다. 그러나 궤도를 돈 총 횟수는 다른 행성들에 비해 크게 다르다. 그 이유는 다른 행성들의 공전 주기가 지구보다 짧거나 길기 때문이다. 태양에 가장 가까운 행성인 수성은 태양 주위를 한 바퀴 도는 데 고작 88일(지구 1년 365.25일 기준으로 약 0.24년)밖에 걸리지 않는다. 따라서 수성은 지난 45억 년 동안 약 187억 회의 태양 궤도를 완성했다. 그러나 태양에서 가장 먼 행성인 해왕성은 궤도를 완료하는 데 약 60,190일(또는 164.7년)이 걸린다. 이는 해왕성이 존재한 45억 9000만 년 동안 태양 주위를 약 2,790만 번 돌았다는 것을 의미한다. 이는 수성이 해왕성보다 태양 주위를 670배 더 많이 공전했다는 뜻이다. 간추리면, 태양계 여덟 행성의 나이는 약 46억 년으로 비슷하지만, 그 공전 주기는 수성의 88일부터 가장 바깥 행성인 해왕성의 60,759일로 아주 다양하며, 따라서 그 궤도 횟수도 수성 187억 회, 금성 73억 회, 화성 24억 회, 목성 3억 8700만 회, 토성 1억 5600만 회, 천왕성 5,500만 회, 해왕성 3,800만 회 등이다. 이것은 엄청난 숫자처럼 들리지만, 대부분의 행성은 남은 수명 동안 그 2배에 달하는 궤도 횟수를 기록할 것으로 예측된다. 약 45억 년 후 태양은 부풀어올라 지구 궤도에 도달하며, 적색 왜성으로 변해 수성, 금성, 지구를 집어삼킬 것이다. 그 밖의 다른 행성들은 불타지 않으면 한동안 살아남을 수 있겠지만 궤도는 크게 바뀔 가능성이 높다. 

해와 달과 별이 지구 둘레를 도는 것이 아니라, 이 거대한 땅덩어리 자체가 태양 둘레를 도는 것이라고 인류 중 처음 알아낸 사람은 2,300년 전 고대 그리스 천문학자인 아리스타르코스(BC 310-230)였다. 그가 지구-달-태양의 상대적 거리와 크기를 측정하고 행성들을 태양 주위에 정확히 배설했음에도 불구하고, 인간의 고정관념은 그의 지동설을 1800년 동안이나 묻어뒀다가 16세기에 이르러서야 다시 지상으로 복구시켰다. 1543년 폴란드의 천문학자 니콜라스 코페르니쿠스의 <천구의 회전에 관하여>로 되살아난 지동설은 1610년 갈릴레오 갈릴레이의 <별에서 온 메신저(Sidereus Nuncius)>에 이르러 천동설을 완전히 퇴장시키고 인류의 정신세계에 확고히 뿌리내리게 되었다. 서양 천문학을 소개 갈릴레오가 자작 망원경으로 금성의 위상변화를 관측하고 목성의 4대위성을 발견함으로써 천동설의 관짝에 마지막 대못을 박은 시점인 1610년, 당시 조선은 막 임진왜란을 지난 광해군 즉위 초로 임해군과 영창대군이 유배당하고 죽임당하던 격동의 시기였다. 이런 조선에서 여전히 하늘을 바라보며 우주를 사색하던 조선의 ‘우주 덕후’들 중 최초로 지동설을 주장하는 사람이 나타났다. 포천 출신의 역학자이며 호가 대곡(大谷)인 김석문(金錫文, 1658-1735)으로, 그가 지은 <역학이십사도총해>라는 책에서 조선 사람으로서는 최초로 지동설을 주장했다. 그의 책에는 지동설이 아니라 ‘지전설'(地轉說)이라 칭했다. 어쩌면 이 용어가 지구의 움직임을 나타내는 데 더 정확한 표현이라 할 수 있다. 그의 이력서 첫머리를 살펴보면, 숙종 때 음보로 영소전 참봉(종9품)에 기용되었으며, 그 뒤 여러 관직을 거쳐 1726년 통천군수를 지냈던 것으로 나온다. 김석문은 40살에 완성한 <역학이십사도총해>라는 저서에서 한국인으로서는 최초로 지동설을 주장했는데, 그 내용은 대략 다음과 같다. 일찍이 동양의 우주론이라 할 수 있는 역(易)에 관심을 가지고 주돈이, 정이, 장재 등 성리학 형성에 중추적 구실을 한 사상가들의 우주론을 두루 익힌 뒤 이 책을 짓게 되었다고 한다. 성리학이란 남송의 주희(朱熹:朱子)가 집대성한 신유학의 한 갈래로, 이(理)·기(氣)의 개념을 구사하면서 우주의 생성과 구조, 인간 심성(心性)을 고찰하는 철학 체계를 말한다. 여담이지만, 성리학을 확립한 주희는 10살 때 유학자인 아버지에게 “하늘 바깥으로는 무엇이 있나요?”라고 물었다는 얘기가 전한다. 이 같은 성리학을 섭렵한 김석문은 나아가 당시 청나라에서 활약하던 서양 신부 자크 로(중국명 羅雅谷)의 <오위역지(五緯曆指)>에 소개된 천체관을 접한 뒤 크게 영향을 받아 그의 독자적인 지전설을 개척해나간 끝에 <역학도해>를 편찬했던 것으로 보인다. 여기에는 고대 그리스 천문학자인 프톨레마이오스의 천동설과, 지구를 중심으로 그 둘레를 달과 태양 및 항성이 회전하며 다시 태양의 둘레를 수성·금성·목성·화성·토성 등이 회전해 우주를 형성한다는 튀코 브라헤(1546-1601)의 천체관이 소개되어 있다. 김석문은 이 가운데서도 브라헤의 영향을 받아 독자적인 지전설을 개척했다. 이 책에서 주목할 만한 것은 지구와 달, 태양을 비롯해, 수성, 금성, 화성, 목성, 토성 등 5성(星)의 상대적인 크기가 제시되어 있고, 지구가 남북극을 축으로 하여 하루에 한 바퀴 자전하면서 1년에 총 366번 회전한다고 설명했다. 그리고 태양 주위를 행성들이 공전하고 있으며, 이들은 다시 지구를 중심으로 회전한다고 설명했는데, 이것은 튀코의 우주관에서 볼 수 있는 구조다. 특히 브라헤의 천체관에서 영향을 받았으면서도 지구는 자전하지 않는다는 브라헤의 주장에 반박하면서, 낮과 밤은 분명히 지구가 자전하기 때문에 발생하는 것이라는 견해를 밝혔는데, 이 시기에 처음 대두된 지구 구형설을 수용하여, 누구나 자기가 서 있는 곳이 땅의 중심이라고 주장했다. 이 같은 종합적 판단 능력은 높이 평가받는 부분이다. 세차 문제로 순환적 역사철학 펼치다 김석문의 우주체계는 삼대환공부설(三大丸空浮說)로 널리 유포되었으며, 그의 저서 가운데 '천체가 지구 둘레를 도는 것이 아니고, 지구가 회전함으로써 낮과 밤의 하루가 이루어진다. 그것은 마치 배를 타고 산과 언덕을 바라보되, 산과 언덕이 움직이는 것이 아니고 배가 움직이고 있음을 깨닫지 못함과 같다'고 설명하는 것으로, 지금까지 알려진 조선학자의 지전설 중 가장 체계가 있는 논리라 하겠다. 당시 조선인의 우주관을 담은 김석문의 역작 <역학도해>는 모두 그림 44점, 해설 14,500여 자로 되어 있다. 그러나 김석문의 지전설은 세밀한 천문관측을 통해 자연과학적 논리로써 체계화한 것이 아니었다. 스스로 <역학도해>의 서문에서 밝혔듯이, 성리학의 미비점을 보충하기 위한 설명으로서의 천체관이었으며, 따라서 여기에 한계점이 있다.　 김석문은 또, 일정한 시기를 주기로 인류 역사와 문명 그리고 자연현상까지도 흥망성쇠를 되풀이한다는 순환론적 역사철학을 주장했다. 그는 또 ‘세차 문제’를 언급하며, 하지·동지에 적도와 황도가 23.5°의 상거각도를 이루는데, 그 각도는 때때로 달라진다는 점, 고비사막처럼 옛날에 바다였던 곳이 육지가 되기도 하고 지금 해안의 어느 곳은 해저로 가라앉고 있다는 점, 지구의 각 지점마다 받는 태양의 광량(光量)이 달라 한서(寒暑)·흉풍(凶豊)·정치윤리의 변화가 일어난다는 점 등을 들어 중국 중심의 세계관·역사관에서 탈피하려 했다는 점도 높이 평가된다. 요컨대, 오늘날 중국이 문화의 원천지로서 영광된 역사를 누리는 것은 인문 생활에 알맞은 온대지역이기 때문이지만, 어느 때에 동토(凍土)로 변해 소멸하지 않는다는 보장은 없다는 것이다. 반대로 지금은 비록 삭막한 한대지방이지만 문화가 꽃필 수 있는 온대지역으로 변할 수도 있다는 논리이기도 하다. 이 같은 김석문의 지전설은 조선 후기 성리학자 김원행(金元行)과 제자 황윤석, 안정복 등에 의해 높이 평가되었다. 또한 실학파 홍대용, 박지원의 지전설·역사철학은 그로부터 전수받은 것이었다. 김석문은 만년에 포천 다대곡(多大谷)에 살면서 자연을 벗삼아 유유자적 세월을 보내다가, 아이작 뉴턴이 죽은 지 8년 뒤인 1727년 78세의 나이로 타계했다. 

┃적외선분광기, 2024년부터 연구에 활용 한국천문연구원(이하 천문연)이 세계 정상급 대형망원경인 제미니천문대에 쓸 적외선 고분산 분광기 ‘아이그린스-투’(이하 IGRINS-2, Immersion GRating INfrared Spectrograph)를 개발해 첫 관측에 성공했다고 발표했다. 분광기는 천체관측 망원경을 통해 모아진 빛을 파장별로 분해해 분석하는 장비로, 천체의 구성성분이나 천체의 속도 등을 파악하기 위해서 필수적이다. 빛을 나눈다는 의미의 분산은 얼마나 자세하게 나누느냐에 따라 고분산, 중분산, 저분산 등으로 구분한다.IGRINS-2 분광기는 내년 상반기에 추가 시험 관측과 성능검증 과정을 거쳐 이르면 하반기부터 세계 천문학자들이 연구에 활용하도록 제공될 예정이다. 제미니천문대는 미국 하와이와 칠레 세로파촌에 1기씩 세워진 지름 8.1m의 대형망원경으로 구성된 국제 공동 운영 천문대다. 현재 단일경으로는 스바루 망원경과 함께 세계에서 가장 큰 광학망원경으로 꼽힌다. 천문연 관측기기 개발팀은 지난 10월 해발 4200m 하와이 마우나케아에 있는 천문대에 분광기를 설치했고, 백조자리의 행성상성운 NGC 7027의 팽창 중인 기체 방출선을 성공적으로 포착했다.첫 관측 대상인 행성상성운 NGC 7027은 지구로부터 약 3000광년 떨어져 있으며, 질량은 태양보다 3~4배 질량이 크고 항성 진화의 마지막인 죽음 단계에 있는 별이다. 개발팀은 IGRINS-2를 이용해 중심부로부터 팽창하는 기체로부터 나오는 다양한 분광선들을 성공적으로 포착했다.IGRINS-2 분광기는 별과 행성계의 탄생과 진화 과정, 외계행성의 발견 및 특성 규명 연구에 특화된 관측기기다. 실리콘 담금격자를 핵심 부품으로 이용해 기존의 분광기보다 작은 부피로 넓은 파장 대역을 높은 감도로 관측할 수 있다. 특히 적외선 영역인 H-밴드(1.49-1.80마이크로미터)와 K-밴드(1.96-2.46마이크로미터) 대역을 동시에 관측할 수 있어 천체의 물리적 특성을 자세히 분석할 수 있다. 개발 책임자인 박찬 천문연 책임연구원은 “개발 기간의 대부분 동안 코로나-19 팬데믹 상황의 영향을 받았음에도 일정 지연이 없이 개발과 시험 관측을 완료했다는 점에서 국내 천문기술 개발 역량에 자부심을 확고히 하는 계기가 됐다”고 말했다. 박병곤 천문연 대형망원경사업단장 책임연구원은 “우리나라 최초로 8m급 대형망원경의 주력 관측기기를 개발해 활용하게 됐다는 점에서 의의가 크다”고 평가했다. 천문연은 2019년부터 미국, 캐나다, 브라질, 아르헨티나, 칠레 등과 함께 제미니천문대를 국제 공동 운영하고 있다. 천문연은 2014년 미국 오스틴 텍사스대학교와 공동으로 개발했던 IGRINS 분광기가 제미니천문대 커뮤니티에서 성능을 인정받자 그 성능을 개량한 IGRINS-2를 2020년부터 제미니천문대 전용으로 개발해왔다.

조선 ‘우주 덕후’들의 꿈의 직장 만약 당신이 천문·우주 분야에 관심이 깊고 관련 정부기관에서 일하고 싶다면, 먼저 대학에서 천체물리학과 등에서 공부하고 한국천문연구원에 시험 봐서 취업하면 된다. 그런데 만약 조선시대에 태어났다면 어떻게 하면 될까? 관상감(觀象監)이란 기관에 취직하면 되는데, 우선 이 기관에 대해 미리 잘 공부해둬야 한다. 관상관은 한국천문연구원에다가 기상청까지 겸한 기구로, 천문학뿐 아니라, 지리학·역수(曆數 ·책력)·측후(測候)·각루(刻漏) 등의 업무를 두루 맡아보던 관청이었다. 관상감의 우두머리는 영사(領事)이며, 보통 정1품으로 영의정이 겸임하고, 제조(提調) 2인을 두었다. 관상감은 잡과에 합격한 65명 구성되어 있으며, 이들이 관장하던 업무를 크게 나누면, 측우기와 각루, 천문관측, 책력 제작 등을 맡은 천문학 파트, 풍수를 다루는 지리학 파트, 운명, 길흉, 화복 따위를 연구하는 명과학 파트가 있었으며, 각 파트는 교수 1명(종6품)과 훈도 2명(정9품)으로 이루어져 있었다. 말하자면 이들이 조선의 자연과학을 이끄는 전문 과학자 집단이었다. 관상감은 또한 각 분야의 인재들을 양성하는 교육기관으로서의 기능도 수행했다. 이들 피교육자를 생도라 했는데, 천문학 20명, 지리학 15명, 명과학 10명의 생도를 각각 두었다. 이들은 거의 양반이 아닌 양가(良家)의 자제나 양반의 서얼들이었다. 이 과정을 수료한 생도만이 3년마다 열리는 잡과에 응시할 자격이 주어지며, 시험은 초시와 복시를 다 통과해야 한다. 선발인원은 천문학이 초시 10명, 복시 5명, 지리학·명과학은 초시 각 4명, 복시에서 각 2명을 뽑았다. 1등 합격자는 종8품, 2등은 정9품, 3등은 종9품 품계를 주어 관상감의 권지(權知·견습)로서 분속시켰다가 자리가 나는 것을 기다려 실직(實職)을 주었다. 이 잡과 시험은 결코 쉽지 않은 과정인데, 우주 덕후는 그때나 지금이나 있게 마련이어서, 이들은 이 치열한 경쟁에서 승리해 비로소 관상감의 관료로 조선의 하늘을 책임지게 되는 것이다. 그런데 조선시대의 우주 덕후들은 우주에 대해 어떻게 생각했을까? 중국 고전 <회남자(淮南子)>에는 ‘예부터 오늘에 이르는 것을 주(宙)라 하고, 사방과 위아래를 우(宇)라 한다’는 말이 있다. 조선 우주 덕후들은 이 <회남자>의 말에 따라 우주가 시간과 공간이 얽혀 있는 것으로 파악하고 있었을 것이다. 천문 관료들이 하는 업무는 궁궐과 도성 안의 측우기를 관리하고 강우량을 측정하며, 천문관측을 행하는 것이었다. 관측은 하루에 15차례 실시되었는데, 3인 1조로 하여 교대로 행했다. 이렇게 밤새 관측을 한 후 하늘의 특이 사항을 보고서로 작성한 아침 궁궐문이 열리면 입시해 보고했다. 특히 헤성 같은 이변이 나타나면 방중에라도 왕에게 보고되었다고 한다. 이들은 낮에 태양을 관찰하기도 했는데, 오수정을 사용하여 태양의 흑자(黑子, 흑점)를 관측한 기록을 남기기도 했다. 갈릴레오 갈릴레이가 최초로 태양흑점을 발견했다고 주장하는 1610년보다 최소 수백 년은 빠른 것이었다. 일관(日官)이라고도 불린 이들은 오늘날로 치면 천문학자로서 일식과 월식을 예보하는 일도 맡았는데, 세종 때 구식례를 행할 때 이 예보가 약 15분 어긋나는 바람에 관련 일관이 곤장을 맞았다는 기록이 <실록>에 전한다. 조선 우주덕후들이 남긴 기록 유네스코로…어쨌든 이들 덕분에 조선은 세계 최고의 천체관측기록인 <성변측후단자(星變測候單子)>를 남겼다. 별의 위치나 빛에 생긴 이변을 성변(星變)이라 하며, 이러한 변화를 관측하여 기록한 것이 성변측후단자이다. 여기에는 조선시대 천문관측 체계가 생생하게 담겨 있다. 당시 관상감의 천문학자들은 천문현상 중 혜성, 초신성, 운석을 기록하도록 했다. 특히 이 성변측후단자에는 유일하게 맨눈으로 볼 수 있는 혜성인 ‘핼리혜성’에 대한 기록도 담겼다. 핼리혜성의 존재를 처음으로 확인한 영국의 천문학자 에드먼드 핼리가 세상을 떠난 뒤 처음으로 남겨진 핼리혜성 관측 기록이다. 점성학에서 의미 있는 천문현상 가운데 절대 다수는 흉조라는 것이 동아시아의 오랜 전통이다. 성변이 계속될 경우에 임금은 수시로 중신들을 모아 이에 대한 대응책을 논의하는 것이 관례였다. 성변측후단자에는 1759년 당시 관측된 핼리 혜성의 모습이 매우 상세하게 적혀 있다.'3월 11일 신묘 밤 5경 파루 이후에 혜성이 허수(虛宿) 별자리 영역에 보였다. 혜성이 이유(離瑜) 별자리 위에 있었는데, 북극에서의 각거리는 116도였다. 혜성의 형태나 색갈은 어제와 같았다. 꼬리의 길이는 1척 5촌이 넘었다' 성변측후단자에 실린 3건의 혜성 관측 사료는 국가 공공기록물로서 현장의 기록을 담고 있다. 이 두 가지 조건을 모두 갖춘 사료는 일본과 중국은 물론 서양에서도 발견된 사례가 없는 희귀한 자료로, 한국천문학회 등 관련 기관과 학계에서는 2025년을 목표로 유네스코 세계기록유산 등재를 추진하고 있다. 조선 천문학자들의 열정이 고스란히 담겨 있는 성변측후단자에서 보듯 우주 덕후이자 기록 덕후인 선조들 덕분에 당시 조선의 천문학은 세계 최고 수준을 자랑했으며, 결코 서양에 뒤지지 않았다. 

천문학자들이 제임스웹 우주망원경(JWST)을 사용하여 ‘우주 산란실’에서 갓 태어난 별을 잡아냈다. 이 아기별은 아직 가스와 먼지로 뒤덮은 빛나는 물질 구름 속에서 숨쉬고 있었다. 이른바 '허빅-아로 천체'(Herbig-Haro Object)로 불리는 이 천체는 갓 태어난 별들이 가스나 먼지구름과 초속 수백㎞의 속력으로 충돌할 때 방출되는 가스로 이루어진 작은 성운 뭉치다. 일반적으로 갓 태어난 별에서 가스 제트가 분출되면서 별이 탄생한 가스와 먼지에 충격파를 일으키면서 생성된다. 웹 망원경의 근적외선 카메라(NIRCam)로 포착한 해당 이미지에서 아래쪽 절반을 차지하고 있는 허빅-아로 천체는 HH 797로 지정되었다. 항성이 탄생한 ‘별 산란실’은 지구로부터 약 1000광년 거리에 있는데, 이곳은 페르세우스 암흑운 복합체의 동쪽 가장자리에 있는 산개성단 IC 348 에 가까운 위치다. NIRCam과 같은 적외선 장비는 어린 별을 연구하고 허빅-아로 천체를 조사하는 데 적합하다. 이러한 천체는 종종 초기에 형성되었던 가스와 먼지 잔재로 둘러싸여 있어 별에서 방출되는 다른 파장의 빛을 흡수, 차단하기 때문이다. 반면에 적외선은 이 먼지 가스막을 관통할 수 있다. 웹 망원경은 NIRCam으로 갓 태어난 별을 관찰해 충격과 충돌로 인해 수천 도까지 가열된 분자운을 잡아냄으로써 천문학자들이 어린 별에서 유래하는 구조를 결정할 수 있게 되었다. HH 797은 그간 지상 망원경으로 광범위하게 연구되었으며, 이전 관측에서는 가스가 지구에서 멀어지면서 남쪽에서 파장이 늘어나 ‘적색편이’되는 반면, 북쪽의 가스는 지구를 향해 이동하고 있음을 나타내는 ‘청색이동’이 발생하는 것으로 나타났다. 우주 팽창은 지구를 향하는 빛의 파장을 늘려 전자기 스펙트럼에서 낮은 주파수 영역인 ‘붉은색’ 쪽으로 이동시키는 적색이동을 만든다. 천문학자들은 또한 HH 797의 동쪽 가장자리에서 서쪽 가장자리의 가스보다 더 많은 가스가 적색이동을 보이고 있음을 발견했다. 이러한 변화는 이전에 HH 797에서 유출된 가스가 회전함으로써 나타난 것으로 여겨진다. 그러나 웹 망원경 이미지의 고해상도를 통해 유출된 것으로 보였던 것이 실제로는 두 개의 평행 제트로서, 각각 일련의 충격을 일으키는 것으로 밝혀졌다. 이로써 HH 797 주변의 가스 속도의 비대칭성을 설명할 수 있게 되었다. 이러한 쌍둥이 유출의 원인은 이미지 오른쪽의 어두운 빈 공간에 있다. 유출의 이중 특성은 이 어두운 거품에 하나가 아닌 두 개의 별이 존재함을 시사한다.

김하일 카이스트 의과학대학원 교수, 선양국 한양대 에너지공학과 교수, 한상욱 한국과학기술연구원(KIST) 양자정보단장이 올해 과학자로 선정됐다. 한국과학기자협회(회장 유용하)는 이들을 포함해 ‘2023 과학언론상’ 수상자 10명과 4분기 과학취재상, 머크의학기사상을 선정했다고 27일 밝혔다. ‘기자가 뽑은 올해의 과학자상’ 수상자로 선정된 김하일 교수는 에너지 대사, 비만, 당뇨 등 질병 원인 규명과 치료를 위한 연구를 하는 의사 과학자로 한국형 의사 공학자 양성, 의생명과학 정책 수립 등에 주도적 역할을 한 공로를 인정받았다. 선양국 교수는 안정성과 수명을 획기적으로 개선한 배터리 연구개발로 한국이 이차전지 선도국 반열에 오르게 했다는 평가를 받았으며 한상욱 단장은 국내 양자 연구 선도와 양자 산업화에 이바지하는 한편 양자 기술을 대중에게 알리기 위한 과학 소통에도 노력했다는 공로를 인정받았다. 또 올해 ‘대한민국 과학기자상’은 YTN 정혜윤 기자에게 돌아갔다. 20년 이상 기상 분야를 담당한 정 기자는 과학적 원리와 예측 정보를 담아 시청자 눈높이에 맞는 보도와 함께 전국 9000여개의 CCTV를 확보해 실시간으로 정확한 재난 상황을 송출할 수 있는 재난 보도 시스템 구축에도 이바지하는 등 기상 재난 보도 수준을 높였다는 평가를 받았다. 과학언론 활성화와 과학문화 확산이 기여한 공로가 큰 사람들에게 시상하는 ‘과학커뮤니케이터상’은 고생물학의 학술연구와 대중화에 앞장선 허민 전남대 지구환경과학부 교수와 천문학자로 대중과 활발한 과학적 소통을 펼쳐온 강성주 모어사이언스 이사에게 돌아갔다. 김회철 기상청 대변인, 김나영 한국해양과학기술원 홍보문화실장, 이종성 한국과학기술정보연구원 대외협력실장, 이채원 한국원자력의학원 커뮤니케이션팀장도 과학커뮤니케이터상 수상자로 선정됐다. 또 ‘4분기 과학취재상’ ‘과학환경기사상’에는 김민경 KBS 기상전문기자의 ‘밥상으로 보는 기후위기보고서’ 시리즈, 한국일보 미래기술탐사부의 ‘출구 없는 사회적 공해, 악취’ 시리즈, 조선일보 테크부 황규락·유지한 기자의 ‘기초과학 R&D 예산 다시 늘린다’, 이준기 디지털타임스 기자의 ‘항우연 핵심인력 대거 한화 이직 논란’이 선정됐고 ‘머크의학기사상’은 이데일리 바이오플렛폼센터의 ‘천연물, K바이오 도약 선봉’ 연속보도에 돌아갔다. 한편 이날 시상식에는 과학언론 발전과 과학문화 확산에 이바지한 공로로 이영완 조선비즈 과학 에디터(전 과학기자협회장)에게 공로패가 주어진다. 과학 언론상 심사위원장인 이재신 중앙대 미디어커뮤니케이션학부 교수는 “과학기술의 역할이 날로 증가하면서 이와 관련된 다양한 위험 역시 늘고 있어 과학에 대한 대중의 관심과 지식이 어느 때보다 중요해지고 있다”라며 “과학과 대중 사이를 이어주는 중개자로서 과학 기자의 지속적 역할과 노력을 해주길 당부한다”라고 말했다. 과학 언론상은 한국과학창의재단과 한국머크 바이오파마가 후원한다. ‘2023 과학 언론상’은 오는 12월 1일 서울 중구 롯데호텔 서울 소공동점에서 열리는 ‘과학 기자의 밤’ 행사에서 시상된다.