오늘 백로, 맑은 가을 날씨에 큰 일교차… “아침과 낮 최고기온 10도 안팎 차이” 오늘 백로 8일 절기상 ‘백로’를 맞은 가운데 전국이 맑고 큰 일교차를 보이겠다. 기상청은 이날 동해 북부해상에 위치한 고기압의 영향을 받아 전국이 대체로 맑겠으나, 동풍의 영향을 받는 강원도 영동과 경상남북도 동해안은 가끔 구름이 많겠다고 예보했다. 기상청은 당분간 기온은 평년과 비슷하겠으나 내륙을 중심으로 일교차가 크겠다고 전망했다. 아침 최저기온은 11~19도로 전날과 비슷하거나 조금 낮겠고, 낮 최고기온은 23~29도로 전날과 비슷할 것으로 관측된다. 바다의 물결은 동해전해상과 남해먼바다, 남해동부앞바다, 제주도전해상에서 1.5~4m로 매우 높게 일겠고, 그 밖의 해상에서는 0.5~2.5m로 일겠다. 백로는 24절기 중 처서와 추분 사이에 있는 열다섯 번째 절기에 해당한다. 대개 음력 8월에 들며 가을이 본격적으로 시작하는 시기다. 천문학적으로는 태양이 황경 165도를 통과할 때를 뜻한다. 백로는 흰 이슬이라는 뜻으로 이때쯤이면 밤에 기온이 이슬점 이하로 내려가 풀잎이나 물체에 이슬이 맺히는 데서 그 이름이 유래했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

오늘 백로, 맑은 가을 날씨 “일교차 커 주의하세요” 오늘 백로 8일 절기상 ‘백로’를 맞은 가운데 전국이 맑고 큰 일교차를 보이겠다. 기상청은 이날 동해 북부해상에 위치한 고기압의 영향을 받아 전국이 대체로 맑겠으나, 동풍의 영향을 받는 강원도 영동과 경상남북도 동해안은 가끔 구름이 많겠다고 예보했다. 기상청은 당분간 기온은 평년과 비슷하겠으나 내륙을 중심으로 일교차가 크겠다고 전망했다. 아침 최저기온은 11~19도로 전날과 비슷하거나 조금 낮겠고, 낮 최고기온은 23~29도로 전날과 비슷할 것으로 관측된다. 바다의 물결은 동해전해상과 남해먼바다, 남해동부앞바다, 제주도전해상에서 1.5~4m로 매우 높게 일겠고, 그 밖의 해상에서는 0.5~2.5m로 일겠다. 백로는 24절기 중 처서와 추분 사이에 있는 열다섯 번째 절기에 해당한다. 대개 음력 8월에 들며 가을이 본격적으로 시작하는 시기다. 천문학적으로는 태양이 황경 165도를 통과할 때를 뜻한다. 백로는 흰 이슬이라는 뜻으로 이때쯤이면 밤에 기온이 이슬점 이하로 내려가 풀잎이나 물체에 이슬이 맺히는 데서 그 이름이 유래했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

영국 남부 솔즈베리 평원에는 세계적인 미스터리로 손꼽히는 선사시대인들이 남긴 유적이 있다. 바로 거대 입석(立石) 구조물인 스톤헨지(Stonehenge)다. 7일(현지시간) 영국 가디언등 현지언론은 솔즈베리 인근에서 땅 속에 잠자고 있는 스톤헨지가 새롭게 발견됐다고 일제히 보도했다. 　 이번에 새롭게 확인된 스톤헨지는 조각난 파편을 포함 총 90개 이상으로 옆으로 누워 묻혀있는 상태다. 이중 온전한 상태의 거석은 30개로 길이는 약 4.5m 정도. 이같은 사실은 브래드퍼드 대학 연구팀이 지반침투레이더(Ground Penetrating Radar)를 통해 이 지역을 탐사하던 중 드러났다. 현재까지의 조사결과 몇가지 흥미로운 사실도 확인됐다. 먼저 현 스톤헨지와 마찬가지로 이 거석 역시 약 4,500년 전에 만들어진 것으로 추정된다. 그러나 기존과 가장 큰 차이점은 현재의 스톤헨지가 원형으로 배치된 것과는 달리 새롭게 발견된 거석들은 일렬로 늘어서 있다. 연구를 이끈 빈스 가프니 교수는 "현 스톤헨지 지역과 불과 3km 떨어진 곳에서 발견됐다" 면서 "고고학적으로 매우 특별한 기념비적인 발견" 이라고 의미를 부여했다. 이어 "아마도 어떤 자연적인 원인에 의해 거석이 넘어져 땅 속에 묻힌 것으로 보인다" 면서 "당시 인류가 종교적인 목적으로 세운 것으로 추측된다"고 덧붙였다. 가프니 교수의 언급처럼 스톤헨지의 건립 목적은 아직 속시원하게 밝혀진 것이 없다. 많은 전문가들이 종교적인 목적으로 세웠다는 것에 방점을 찍는 가운데 천문시설, 공연장 심지어 외계인 표식설까지 다양한 추측이 난무하고 있다. 사실 이보다 더한 미스터리는 따로 있다. 스톤헨지를 만드는데 사용한 돌들이 최대 385km나 떨어진 곳에 존재한다는 사실이 확인되면서 당시 인류가 수t 짜리 돌을 어떻게 운반했는지도 풀지 못한 숙제로 남아있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

마치 우주를 헤엄치는 새우같은 모습을 하고있는 환상적인 성운의 모습이 공개됐다. 최근 유럽남방천문대(ESO)는 지구에서 약 6000광년 떨어진 전갈자리에 위치한 일명 '새우성운'(Prawn Nebula)의 모습을 이미지로 공개했다. 칠레에 위치한 라 실라 천문대(La Silla Observatory)의 2.2m 광시야(Wide Field Imager) 망원경으로 찾아낸 새우성운의 정식이름은 'Gum 56' 혹은 'IC 4628' 이다. 사진에도 나타나듯 이 성운 속에는 거대한 구름이 존재한다. 이 속에서 셀 수 없이 많은 별들이 탄생하고 이후에는 초신성 폭발로 서서히 사라져 간다. ESO는 이 사진에 '우주 재활용'(Cosmic Recycling)이라는 제목을 달았는데 그 이유는 초신성 폭발로 남은 물질들이 다시 새로운 별을 만드는 재료가 되기 때문이다. 곧 영겁의 세월동안 별의 탄생과 죽음이 동시에 공존하는 공간이 바로 새우성운으로 별의 보육실이면서도 장례식장이기도 한 셈이다. 특히 새우성운 속 별들 중에는 젊고 팔팔한 O-타입의 별이 2개나 확인됐다. 별은 그 온도에 따라 O, B, A, F, G, K, M 타입으로 나뉘는데 가장 뜨거운 것이 바로 ‘O-타입’이다. 우리의 태양이 중간 단계인 G-타입에 해당되는 것과 비교하면 O-타입이 얼마나 뜨거운 별인지 알 수 있다. 대부분의 O-타입 별은 태어난 지 얼마되지 않지만 에너지 소모 비율이 높아 수백 만 년 정도면 그 수명을 다한다. 곧 강렬한 파란색 빛을 방출하다 폭발, 새로운 별을 만드는데 필요한 무거운 원소들을 생산하고 짧은 생을 마감하는 것이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-아인슈타인이 예측한 중력파는 과연 존재하는가? 우주의 시공간 구조는 그 속에서 움직이는 물체에 따라 쉼 없이 뒤틀리거나 휘어진다. 이러한 시공간의 뒤틀림으로 발생한 요동이 파도처럼 광속으로 전달되어, 움직이는 물체 또는 계(界)로부터 바깥쪽으로 이동하는 파문(ripples)을 중력파라 한다. 주로 천체의 중력붕괴나 초신성 폭발 등으로 발생하는 이 중력파는 일찍이 아인슈타인이 일반상대성 이론에서 그 존재를 예측했지만, 아직 중력파를 검출하는 데 성공한 예는 없다. 그러나 간접적으로 그 존재가 알려졌는데, 1974년 조셉 테일러와 러셀 헐스는 펄서의 쌍성계인 PSR B1913+16을 발견하고 그 자전주기와 펄스 방출주기를 정밀하게 측정한 결과, 그 궤도주기가 점차 짧아지고 있음을 밝혀냈다. 이 현상은 중력파를 통해 에너지가 밖으로 방출되었다고 볼 때, 일반상대성 이론이 예측한 값과 오차범위 내에서 일치했다. 두 사람은 "중력 연구의 새로울 가능성을 여는 신형 쌍성 펄서의 발견" 업적으로 노벨 물리학상(1993년)을 받았다. 이처럼 천체물리학의 최대 화두가 되는 이 중력파 검출에 본격적으로 뛰어들 준비가 갖추고 있는 관측소가 있다. 미국의 루이지애나에 설치된 레이저간섭중력파관측소(LIGO: Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)는 업그레이드를 완료해 크게 향상된 감도로 중력파 검출에 나설 채비를 하고 있는 중이다. 연말께부터 관측을 시작하려고 하는 LIGO팀은 20년간의 노력 끝에 알베르트 아인슈타인이 약 한 세기 전에 예측한 파동을 어렴풋이 볼 수 있게 되기를 기대하고 있다. 어쨌든 천문학자들은 최상의 해상도를 확보할 방법으로 이 중력파를 검출하기를 열망하고 있다. 하지만 그들이 원하는 방법대로 하려면, 두 개의 인공위성을 우주로 띄워야 한다. 그리고 수백만 킬로미터 떨어진 곳에 각각 위치시킨 다음 그사이 시공간의 중력파를 검출을 시도하는 것이다. 이처럼 극단적으로 먼 거리를 잡는 것은 시공간의 뒤틀림이 극히 작아 중력파를 검출하기 위해 최대한 공간을 확보하기 위한 것이다. 다행히 중력파 검출을 열망하는 천문학자들에게 큰 지원군이 나타났는데, 유럽우주기구(ESA)에서 중력파 관측 탐사선을 쏘아 올릴 예정이라는 소식이다. ​아직 망원경의 디자인이 결정된 것은 아니지만, LISA 패스파인더(Laser Interferometer Space Antenna Pathfinder)와 NGO(New Gravitational wave Observatory)가 검토단계에 있는데, 둘 중 하나가 조만간 결정되면 2034년 우주로 올려보내질 예정이다. 그러나 LISA 패스파인더는 사실 중력파 사냥에 전적으로 투입되지는 않고, 약 20년에 걸쳐 보다 광범한 임무를 수행할 예정이다. "정말 내가 원하는 것은 중력파 천체물리학에 집중하는 것이다"라고 이 두 프로젝트에 관여하는 T 맥나마라가 '디스커버리' 지와의 인터뷰에서 밝혔다. 그는 1994년 21살의 나이로 LISA에서 과학자로서의 경력을 시작했다. 2034년 LISA 패스파인더가 우주로 떠나면 그도 은퇴할 나이에 이르게 된다. LISA 패스파인더는 어떤 우주선보다 정적이고 안정된 상태를 유지할 것이다. 패스파인더가 머물게 될 궤도는 지구에서 태양 쪽으로 150만km 떨어진 우주공간으로, 라그랑주 1 지점(L1)이라고 일컬어지는 곳이다. 여기에서 지구와 태양의 중력이 균형을 이루어 패스파인더는 안정된 자세를 유지할 수가 있다. LISA 패스파인더가 만약 탐사선이 중력파 검출에 성공한다면 우주의 거대 폭발 증거를 발견한 최초의 우주선이 될 것이다. 사진=ESA(아인슈타인이 예측한 중력파를 검출하기 위해 우주로 발사될 예정인 LISA 패스파인더 상상도) 이광식 통신원 joand999@naver.com

우리의 개념이 모이는 '그 곳' 안드로메다 은하 속 푸른 성단의 모습이 사진으로 공개됐다. 지난 3일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경으로 촬영한 안드로메다 은하의 모자이크 사진을 공개했다. 우리에게 가장 친숙한 은하인 '안드로메다 은하’(The Andromeda Galaxy)는 나선팔 구조를 가진 모습이 우리 은하와 거의 비슷하지만 질량은 2배 이상이다. 우리은하와 이웃한 은하에 속하지만 그 거리만 무려 200만 광년. 그러나 맑은 날 밤하늘을 올려다보면 맨 눈으로도 뿌옇게 보인다. 이번에 홈페이지를 통해 공개된 사진은 허블우주망원경이 촬영한 총 414장의 안드로메다 사진을 모자이크 한 것이다. 상단 사진은 안드로메다의 무수히 많은 별들과 산개성단(散開星團) 모습을 담고있다. 그리고 하단 왼쪽 사진은 상단 박스의 확대 사진이며 그 옆 6개의 푸른 성단 사진은 이를 다시 확대한 것이다. 성단(星團)은 중력으로 뭉쳐 있는 별들의 무리를 일컫는데 그 모양에 따라 구상성단(球狀星團)과 산개성단으로 나뉜다. 공처럼 둥글게 모여있는 것이 구상성단이며 모양이 일정치 않으면 산개성단으로 불린다. 특히 주로 늙은 별들이 모여 있는 구상성단에 비해 산개성단은 높은 온도의 푸른빛을 내는 '젊은이'들이 모여있다. 　 최소 1억 개 이상의 별들로 모여있을 것으로 추정되는 안드로메다 은하는 영겁의 시간이 지나면 흥미롭게도 우리 곁으로 다가온다. 전문가들에 따르면 현재 두 은하는 시간당 40만 km 속도로 접근하고 있는 중이다. 결과적으로 37억 년 정도 후면 두 은하가 충돌하고 65억 년 뒤면 완전히 합체해 거대한 타원은하가 된다. 천문학자들이 태어나지도 않은 이 은하에 붙여놓은 이름은 두 은하의 이름을 합친 ‘밀코메다‘(Milkomeda)다. 사진= NASA/ESA, J. Dalcanton, B.F. Williams, L.C. Johnson (Univ. of Washington), PHAT team, and R. Gendler 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-태양에서 약 200억km 인류가 우주로 띄워보낸 '병 속 편지' 보이저 1호가 2015년 9월 현재 지구로부터 약 200억km 떨어진 우주 공간을 날고 있는 중이다. 미국의 무인 우주탐사선 보이저 1호가 지구를 떠난 것이 지난 1977년 9월 5일이니까 오늘로 꼬박 만 38년을 날아가고 있는 셈이다. 총알 속도의 17배인 초속 17km의 속도로 날아가고 있는 보이저 1호는 인간이 만든 물건으로는 가장 우주 멀리 날아간 기록을 세우고 있는 중이다. 이 거리는 초속 30만km인 빛이 달리더라도 18시간이 넘게 걸리며, 지구-태양 간 거리의 130배(130AU)가 넘는 거리다. 보이저 1호가 태양계를 벗어나 성간 공간으로 진입한 것은 2012년 8월로, 탐사선을 스치는 태양풍 입자들의 움직임으로 확인되었다. 태양계 최외각의 행성들을 지나온 보이저는 최초로 성간 공간으로 진입한 우주선으로서 각종 데이터를 지구로 보내오고 있는 중이다. 데이터로부터 최근 확인된 상황은 ​태양으로부터 온 '거품(Bubbles)' 효과의 관측으로, 이것이 바로 보이저 1호가 성간 공간으로 들어섰다는 사실을 확인해준 것이다. 그리고 미 항공우주국(NASA)은 지난 2014년 7월 보이저 1호가 성간 공간을 날고 있다는 사실을 재확인했다. 인간의 모든 신화와 문명에서 절대적 중심이었던 태양, 그 영향권으로부터 최초로 벗어난 722㎏짜리 인간의 피조물이 지금 호수와도 같이 고요한 성간 공간을 주행하고 있다. 인류의 우주탐사 꿈을 싣고 한 세대를 지나는 세월 동안 고장 한번 나지 않은 기적의 항해를 이어가고 있는 보이저 1호는 목성, 토성을 지나며 보석 같은 과학 정보들을 지구로 보낸 후, 인류 역사상 처음으로 태양계를 벗어나 미지의 영역인 '검은 우주' 속으로 돌진하고 있는 것이다. 보이저 1호는 그간 수많은 탐사 신기록을 세웠다. 1979년 목성에 약 35만km까지 다가가 아름다운 목성의 모습을 촬영했다. 당시만 해도 미지의 행성이었던 목성의 대적반(거대 폭풍)과 대기가 보이저 1호에 처음 포착되면서 목성의 비밀이 하나씩 벗겨지기 시작했다. 이듬해에는 토성에서 12만km 지점에 접근해 토성의 고리가 1000개 이상의 선으로 이뤄졌고 고리 사이에는 틈새기가 있다는 사실을 밝혀냈다. -파이어니어 10호, 200만 년 후 알데바란에 도착 보이저 1호 다음으로 먼 곳을 달리는 것은 태양으로부터 157억km 떨어져 있는 파이어니어 10호다. 방향은 보이저 1호의 정반대편이다. 하지만 파이어니어 10호는 2003년 1월 23일 마지막으로 희미한 신호를 보내온 후 교신이 끊어졌다. 지구에서 100AU나 떨어진 깜깜한 우주공간에서 영원히 우주의 미아가 되어버린 것이다. 1972년 3월 지구를 떠난 지 꼭 31년 만이다. 미국 아이오와 대 반알렌 교수는 “탐사선은 아직도 태양의 온기를 쬐고 있을 것”이라며 파이어니어 10호가 태양계 언저리 어디쯤에 있을 것이라고 추측했다. 시속 4만 5000km의 맹렬한 속도로 우주공간을 주파하고 있는 파이어니어 10호는 3만 년쯤 후에는 황소자리 붉은 별 로스(Ross) 248별을 스쳐 지나고, 그후 100만 년 동안 10개의 별들 옆을 더 지나갈 것이다. 그리고 또 200만 년 후에는 지구로부터 65광년 떨어진 황소자리 1등성 알데바란 옆퉁이에 다다를 것이다. 겨울철 남쪽 하늘 오리온자리 옆구리에서 밝게 반짝이는 별이다. (겨울 밤하늘에서 알데바란을 볼 때 주의하기 바란다. 지구-알데바란 간 우주공간을 날고 있는 보이저 1호가 운좋으면 혹 눈에 띌지도 모르니까.^^ ) 한편, 보이저 2호와 파이어니어 11호는 둘 다 명왕성 궤도 바깥을 날고 있고, 또 다른 탐사선 뉴호라이즌 호는 지난 7월 14일 명왕성을 최근접 비행을 성공한 후 외부 태양계를 향해 날아가고 있다. 다음 목표물은 카이퍼 벨트에 있는 소행성 2014 MU69로, 2019년에 도착할 예정이다. 이상에서 보는 바와 같이 우주의 한 변방, 모래알만한 지구에 거주하는 인류라는 지성체가 바야흐로 그의 광막한 고향, 대우주를 탐색하기 위해 용약 분투하고 있는 중이다. -우주의 당구공 치기, 스윙바이 본래 태양계 바깥쪽의 거대 행성들인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 탐사하기 위해 발사된 보이저 1호는 당시 최신 기술이던 중력 보조를 사용하도록 설계된 탐사선이다. 중력 보조란 탐사선의 속도를 높이기 위해 중력을 이용한 슬링 숏 기법(새총쏘기)을 말하는 것으로, 행성의 중력을 이용해 우주선의 가속을 얻는 기법이다. 스윙바이(swingby) 또는 플라이바이라고도 하는 이것은 말하자면 우주의 당구공 치기쯤 되는 기술이다. 탐사선이 행성의 중력을 받아 미끄러지듯 가속을 얻으며 낙하하다가 어느 지점에서 진행각도를 바꾸면 그 가속을 보유한 채 튕기듯이 탈출하게 된다. 보이저는 이 기법을 이용해 목성 중력에서 시속 6만km의 속도 증가를 공짜로 얻었다. 보이저가 목성의 중력을 이용해 추진력을 얻을 때, 목성은 그만큼 에너지를 빼앗기는 셈이지만, 그것은 50억 년에 공전 속도가 1mm 정도 뒤처지는 것에 지나지 않는다. 현재까지 인류가 개발한 추진 로켓의 힘은 겨우 목성까지 날아가는 게 한계이지만, 이 스윙바이 항법으로 우리는 전 태양계를 탐험할 수 있게 된 것이다. 일명 ‘행성간 대여행’이라 불리는 행성의 배치가 행성간 탐사선의 개발에 영향을 주었는데, 이 행성간 대여행은 연속적인 중력 보조를 활용함으로써, 한 탐사선이 궤도 수정을 위한 최소한의 연료만으로 화성 바깥쪽의 모든 행성(목성, 토성, 천왕성, 해왕성)을 탐사할 수 있는 여행이다. 이 항법을 활용하기 위해 보이저는 행성들이 직선상 배열을 이루는 드문 기회(몇백 년에 한 번꼴)를 이용했는데, 목성의 중력이 보이저를 토성으로 내던지고, 토성은 천왕성으로, 천왕성은 해왕성으로, 그 다음은 태양계 밖으로 차례로 내던지게 되는 것이다. 하늘의 당구치기를 하면서 날아갈 보이저 1호와 2호는 이 여행을 염두에 두고 설계됐으며, 발사 시점도 대여행이 가능하도록 맞춰졌다. -보이저 2호, 30만 년 후 시리우스에 도착 쌍둥이 탐사선 보이저 2호는 1호보다 16일 먼저 지구를 떠났지만 1호와는 다른 경로를 택했다. 목성과 토성까지는 비슷한 경로로 날아갔지만, 그 뒤 보이저 1호는 태양계 밖으로 향했고, 2호는 천왕성과 해왕성을 차례로 관측하는 경로를 택했다. ​2015년 9월 현재 보이저 2호는 지구로부터 110AU(천문단위), 164억km 떨어진 태양권덮개(헬리오시스)에 있으며, 성간 가스의 압력에 의해 태양풍이 있는 태양권의 가장 바깥자리에서 항해 중이다. 빛의 속도로 15시간 걸리는 거리다. 이는 인류가 만든 확인된 물체 중 지구로부터 두 번째 멀리 떨어져 있는 것이다. 보이저 2호도 이미 태양권 덮개 영역으로 들어선 것으로 알려졌다. 29만 6천 년 후 보이저 2호는 지구로부터 8.6광년 떨어진, 밤하늘에서 가장 밝은 별인 큰개자리의 시리우스에 도착할 예정이다. 태양계를 완전히 벗어난 뒤 외계의 지적 생명체와 조우할 경우를 대비해 보이저 1호에는 외계인들에게 보내는 지구인의 메시지를 담은 금제 음반도 싣고 있다. 이 음반의 내용은 칼 세이건이 의장으로 있던 위원회에서 결정되었는데, 115개의 그림과 파도, 바람, 천둥, 새와 고래의 노래와 같은 자연적인 소리와 함께 수록된 55개 언어로 된 지구인의 인삿말에는 한국어도 포함되어 있다. 하지만, 보이저가 가장 가까운 별인 켄타우루스 프록시마 별까지 가는 데만도 4만 년 정도가 걸리고, 탐사선의 크기도 너무 작기 때문에 발견될 가능성은 극히 낮다. 따라서 이 음반을 정말 누군가가 받는다고 해도 영원처럼 먼 미래의 일일 것이다. 따라서 정말로 외계인과 교신하기 위한 시도라기보다는 상징적인 뜻이 더 많다. -인류가 보낸 ‘우주 척후병' 보이저 1호의 최후는? 태양계를 벗어난 보이저 1호는 어느 천체의 중력권에 붙잡힐 때까지 관성에 의해 계속 어둡고 차가운 우주로 나아갈 운명이다. 연료인 플로토늄 238이 바닥나는 2020년께까지 보이저 1호는 아무도 가보지 못한 태양계 바깥의 모습을 지구로 타전할 것이다. 지난 30여 년간 보이저 1호가 보내온 각종 영상과 데이터는 태양계에 대한 인간의 인식을 넓혀주었다. 1980년엔 최초로 완벽한 태양계의 모습을 촬영했다. 지구에서 60억km쯤 떨어진 명왕성 궤도 부근에서 찍어보낸 그 유명한 지구 사진, 흑암의 무한 공간 속에 한낱 먼지처럼 부유하는 '창백한 푸른 점'도 보이저 1호의 작품이다. 또한 목성에도 토성과 비슷한 고리가 있다는 사실, 토성의 고리가 1,000개 이상의 가는 선으로 이뤄졌다는 사실, 목성의 위성 유로파가 얼어붙은 바다로 덮여 있다는 사실 등이 모두 보이저 1호가 밝혀낸 것들이다. 보이저 프로젝트의 책임자인 에드 스톤 박사는 “지금까지 보이저 1, 2호가 우주에서 발견한 것들은 우리가 세상을 바라보는 생각을 변하게 했다”면서 보이저 1호 대장정의 의미를 규정했다. 3개의 원자력 전지가 전력을 공급받고 있는 보이저 1호는 2020년경까지는 지구와의 통신을 유지하는 데 충분한 전력을 공급받을 수 있을 것으로 보이나, 2025년 이후에는 전력 부족으로 더 이상 어떤 장비도 구동할 수 없게 되고, 지구와의 연결선이 완전 끊어지게 된다. 그러나 보이저의 항해는 그후로도 여전히 계속될 것이다. 태양계를 벗어난 보이저 1호가 먼저 만나게 될 천체는 혜성들의 고향 오르트 구름이다. 하지만 300년 후의 일이다. 이 오르트 구름 지역을 빠져나가는 데만도 약 30,000년이 걸린다. 그 다음부터 40,000년 동안에는 그 진로상에 어떤 별도 없다. 약 70,000년을 날아간 후 보이저 1호는 18광년 떨어진 기린자리의 글리제 445 별을 1.6광년 거리에서 지날 것이며, 그 다음부터는 적어도 10억 년 이상 아무런 방해도 받지 않고 우리은하의 중심을 돌 것이다. 인류가 우주로 띄워보낸 '병 속의 편지' 보이저 1호는 어쩌면 50억 년쯤의 시간이 흐르는 동안에도 누구의 손에 의해서도 회수되는 일 없이 항진을 계속할는지도 모른다. 그러면 인류의 메시지를 담은 음반이 재생되는 일도 영원히 없을 것이다. 50억 년이란 인류에겐 긴 세월이다. 장엄하게 빛나던 태양도 종말을 맞을 것이며, 이미 지구는 바짝 구워져 염열지옥이 되어버렸을 시간이다. 인류는 어떻게 되었을까? 다른 행성으로 떠나갔거나 지구에서 멸종되었거나 둘 중 하나일 것이다. 그때면 보이저 1호만이 사라져버린 지구 문명의 희미한 잔영을 지닌 채 우리은하를 벗어나 심우주로 몇조 년을 그대로 항행할지도 모른다. 지금 이 순간에도 태양계 바깥의 성간 공간에서 '검은 우주'를 향해 맹렬히 내달리고 있을 인류의 '병 속 편지' 보이저 1호는 과연 우주의 어느 언저리에서, 언제쯤 그 오랜 항해를 멈추고 영원한 잠에 빠져들 것인가 궁금하다. 동영상 넣기 https://www.youtube.com/embed/BXUAiKkfJtA 이광식 통신원 joand999@naver.com

-낭만적인 ‘가을철 별자리’ 여행 가을에도 세 가지가 있다. 절기로 따질 때는 입추(8월 7일경)부터 입동(11월 7일경) 전까지를 가을로 치고, 기상학에서는 이보다 조금 늦추어서 보통 9∼11월을 가을이라고 한다. 일반적으로도 9월부터 가을로 생각하는 경향이 강하다. 하지만 천문학적으로는 추분(9월 23일경)부터 동지(12월 21일경)까지를 말하며, 이 기간의 별자리를 가을철의 별자리라 한다. 그런데 아쉽게도 가을의 별자리는 계절을 닮아서인지 좀 쓸쓸하다. 다른 계절에 비해 상대적으로 밝은 별이 적어 스산한 밤하늘을 만들고 있기 때문이다. 하지만 그 덕분에 일부 별자리는 금방 눈에 띄는데다 나름대로 분위기 있는 별자리들도 꽤 있다. 아이들과 함께 낭만적인 가을 별자리 여행을 떠나보도록 하자. 가장 먼저 우리 눈길을 끄는 것은 단연 밤하늘 한가운데 버티고 있는 거대한 사각형이다. 바로 하늘의 말(天馬), 페가수스의 몸통 부분으로, '가을의 대사각형'이라고 불린다. 이 대사각형은 가을의 대표적인 별들이며, 다른 가을철 별자리들을 찾는 데 길라잡이로 쓰인다. 가을철 별자리의 대표선수는 이 페가수스자리를 비롯해, 안드로메다, 페르세우스, 도마뱀, 삼각형리, 양, 물고기, 조랑말, 남쪽물고기, 물병, 염소리, 고래 등이 줄을 잇는다. 먼저 공주의 누운 모습을 한 안드로메다자리를 찾으려면 가을의 대삼각형에 주목하면 된다. 이 대사각형에 속하는 네 개의 별 중에서 왼쪽 위의 별은 페가수스자리가 아니라 안드로메다자리의 알파별, 알페라츠이다. '말의 배꼽'이라는 뜻을 이 별을 정점으로, 천정 방향을 향해 h를 뒤집어놓은 듯한 형태로 별이 이어져 있다. 이 h형의 두 다리가 안드로메다의 양다리이다. 지구인들이 버린 '개념'을 몽땅 수집한다는 그 유명한 안드로메다 은하는 공주님의 구부린 오른쪽 무릎 부근에 있다. 거리는 250만 광년이고, 약 40억 년 후에는 우리은하로 충돌할 예정이다. 지금도 시간당 40만km 속도로 접근하고 있다. 눈이 좋은 사람은 맨눈으로도 이 은하를 볼 수 있는데, 만약 당신이 그것을 볼 수 있다면 인간의 맨눈으로 가장 먼 거리의 물체를 보는 셈이다. 안드로메다자리 동쪽에는 페르세우스자리가 붙어 있다. 그다지 밝은 별들은 아니지만, 이 별자리가 유명한 것은 β별 알골 때문이다. 알골은 하나의 별로 보이지만 실제로는 식쌍성으로, 서로의 주위를 돌면서 하나가 주기적으로 상대별이 내는 빛을 가리는 변광성이다. 최대 2.1등에서 최소 3.4등까지 변화한다. 지구에서 약 100광년 정도 떨어진 곳에 있다. 고대 중국에서는 알골이 관측되면 나라에 재난이 다가와 많은 시체가 쌓이게 된다 하여 ‘적시성(積屍星)’이라 불렀다. 알골의 뜻이 '악마'인 것과 일맥 상통하는 이미지다. 하지만 가을 밤하늘의 놓칠 수 없는 불거리이다. 토성을 보려면 저녁에 좀 서둘러야 한다. 8시 이후 남서쪽 지평선 바로 위 천칭자리에 있기 때문이다. 금성과 화성, 목성은 해뜨기 직전 동쪽 하늘에 떠오른다. 가을철 별자리는 이 정도만이라도 아이들과 함께 관측하고 설명하기에 그다지 부족함이 없을 것이다. 하늘 맑은 날 밤 아이들을 데리고 나가 가을 밤하늘의 아름다움을 보여주도록 하자. 분명 좋은 추억거리가 될 것이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

세계에서 가장 성능이 뛰어난 디지털카메라가 만들어진다. 이 카메라는 우주 관측에 쓰일 망원경에 장착되는 데 해상도가 무려 32억 화소나 된다. 이른바 ‘LSST’(Large Synoptic Survey Telescope, 대형 시놉틱 관측 망원경)로 불리는 차세대 천체망원경의 핵심이 될 이 카메라를 제조하는 것을 마침내 미국 에너지부(DoE)가 승인했다고 미국 스탠퍼드대 국립가속연구소(SLAC)가 발표했다. LSST 건설 계획에 참여하고 있는 SLAC에 따르면 이미 카메라 조립에 쓸 2000제곱피트(약 186㎡)짜리 ‘클린룸’(반도체 소자나 집적 회로 제조를 위하여 미세한 먼지까지 제거한 청정실)도 완성됐다. 스티븐 칸 LSST 프로젝트 책임자는 “‘3차 중대 결정’(Critical Decision 3)으로 알려진 이번 승인은 완성된 카메라를 망원경에 달기 전에 하는 마지막 절차였다”면서 “이제 부품을 입수해 만들 수 있게 됐다”고 설명했다. 칠레 파촌 산에 건설될 LSST에 장착될 카메라는 무려 3톤에 달하는 거대한 장비다. 32억 화소라는 세계 최대 해상도를 제공하는 것에 걸맞게 카메라 필름에 해당하는 CCD는 1600만 화소짜리 CCD 200개를 모자이크처럼 결합해 만들고 빛을 반사해 CCD에 투영할 주거울의 지름도 8.4m나 될 것으로 알려졌다. 이를 통해 찍은 한 장의 사진은 고화질TV(HDTV) 1500대 화면에 동시에 띄울 수 있을 정도로 매우 높은 해상도를 갖게 된다고 한다. 이 카메라는 또 필터링 교체를 통해 근자외선부터 근적외선에 이르는 넓은 범위의 파장을 관측할 수 있도록 지원한다. 또 천문 관측이라는 장기간 프로젝트를 진행해야 하는 특성상 카메라 자체에 1년에 600만GB 분량의 촬영 데이터를 저장할 수 있다. 600만GB는 800만 화소 디지털카메라로 매일 80만 장의 사진을 하루도 빠지지 않고 1년 동안 찍은 것과 맞먹는 분량이다. 천문학자들은 이렇게 쌓은 데이터에서 은하계 구조를 분석하거나 잠재적 위험 소행성, 초신성 폭발을 관측하고 암흑물질이나 암흑에너지에 관한 연구를 하는 등 다양한 분야에 이용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 미국 국립연구위원회(NRC)의 천문학과 천체물리학 10년 장기조사인 ‘아스트로 2010’(Astro2010)에 따르면 LSST는 앞으로 10년 안에 가장 많이 쓰일 관측장비가 된다. 현재 LSST 공식 사이트에는 기초공사 사진이 공개돼 있지만, 앞으로 카메라 제조와 검사 등 작업을 거치게 된다. 첫 번째 시험 가동은 오는 2019년이며 실제 관측은 2022년부터 이뤄질 예정이다. 사진=LSST/SLAC 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

“한 인간에게는 작은 발자국이지만 인류에게는 위대한 도약이다.” 1969년 7월 16일 닐 암스트롱과 버즈 올드린, 마이클 콜린스를 태운 아폴로 11호는 미국 플로리다 케이프커내버럴 케네디 우주센터에서 발사됐다. 7월 20일 선장 암스트롱은 인류 최초로 달 표면에 발자국을 남기며 이 유명한 말을 했다. 이후 1972년 12월 11일 아폴로 17호의 달 착륙을 마지막으로 달에 발을 디딘 사람은 더이상 없다. 대중의 관심은 줄어들고 유인 우주선 발사에 드는 비용은 천문학적이라는 이유로 외면했던 달 탐사에 대해 최근 미국과 러시아, 중국, 일본 등 우주 선진국들이 다시 관심을 갖고 있다. 최소 1900억원의 예산이 투입돼야 하는 달 탐사에 주요국이 다시 주목하는 이유는 뭘까. 한국항공우주연구원 조광래 원장은 “달 탐사 준비 과정에서 첨단 기술들이 대거 개발되는데 이 가운데 민간부문으로 확산(스핀오프)되는 것들이 상당하다”며 “달에는 미래 자원으로 불리는 희토류 같은 것들도 많은 것으로 알려져 있는 만큼 미래 세대에게 경제적 효과를 물려준다는 차원에서 투자가치가 높다”고 설명했다. ●미래 자원·우주의 기원 ‘두 토끼 잡기’ 현재 달에 궤도선을 쏘아 올린 국가는 미국과 러시아, 유럽, 일본, 중국, 인도뿐이다. 미국과 러시아를 제외하고 지금까지 달 착륙선을 보낸 나라는 2013년 ‘창어 3호’를 쏜 중국뿐이다. 심(深)우주 탐사와 함께 달 탐사는 우주 프로젝트를 계획하고 있는 나라들의 핵심목표 중 하나다. 많은 나라들이 달 탐사를 시도하는 이유는 과학소설에서 등장하는 것처럼 거주 목적이 아닌 달의 자원분포 파악과 우주의 기원에 대한 호기심 때문이다. 달 탐사 계획에서 가장 앞선 나라는 미국이다. 미국은 1972년 아폴로 프로젝트가 끝난 지 반세기 만인 오는 2020년까지 다시 달에 사람을 보내고, 2025년에는 달 표면에 유인기지를 건설하겠다는 계획을 세우고 있다. 중국도 2020년에 유인 우주실험실을 만들고, 2025년에 유인 달 탐사선 발사를 준비하고 있다. 일본도 2018년에 달 착륙선 ‘셀레네 2호’를 발사하고 2025년에 달에 사람을 보내겠다는 계획을 세우고 있다. 러시아와 유럽, 인도 등도 달 탐사 계획을 준비하고 있는 것으로 알려져 있다. 우리나라 역시 2018년 12월 달 궤도 위성 발사를 시작으로 2020년 달 착륙선 발사를 계획하고 있다. 현실성 있는 달 탐사 프로젝트를 진행하고 있다는 평가를 받고 있는 우리나라는 2018년 1단계 계획만 성공하더라도 달 탐사에 성공한 세계 7번째 나라로 이름을 올릴 수 있게 된다. ●‘우주인터넷’ 등 한국형 융합연구 성과 기대 한국항공우주연구원과 15개 정부출연연구기관은 지난 1년 동안 수행한 달 탐사 기초연구 성과를 공개하는 ‘한국형 달탐사 융합연구 및 우주핵심 기초연구 성과발표회’를 지난 20일 열었다. 이 자리에서는 달 탐사선 융합기술, 탑재체 기반연구, 지상국 및 로버(달탐사선) 등 달 탐사에 필요한 핵심기술들이 공개됐다. 우리나라는 2018년까지 미국항공우주국(NASA)의 도움으로 달에 시험용 궤도선을 보낼 계획이다. 2020년에는 우리 손으로 만든 한국형 발사체(KSLV2)에 달 궤도선과 달 착륙선을 실어 보내는 방안을 추진 중이다. 2018년 발사될 시험용 달 궤도선은 무게 550㎏으로 1년 동안 달의 100㎞ 상공을 돌며 우주인터넷과 달 탐사용 관측장비를 시험한다. 우주인터넷은 지구와 달 궤도선, 착륙선, 탐사용 로버 사이의 원활한 통신을 위한 필수 기술이다. 이를 위해 지름 26~34m 크기의 심우주네트워크(DSN) 안테나가 2018년 국내에 설치된다. 또 우주인터넷을 실험하기 위해 안드로이드 스마트폰을 탑재체로 하는 ‘미니 위성’(폰샛) 계획도 진행 중이다. 폰샛은 NASA에서도 시도해보지 않은 기술이다. 한국전자통신연구원(ETRI) 이병선 위성시스템연구실장은 “안드로이드 스마트폰에는 고성능 프로세서가 들어가 있어 웬만한 과학위성 기능을 충분히 수행할 수 있을 정도”라며 “폰샛은 달 궤도에서 지상사진을 찍고 우주인터넷 품질을 실험하는 임무를 맡게 된다”고 설명했다. ●원자력 전지·탐사선 보호 소재기술도 개발 폰샛뿐만 아니라 극한의 우주환경에서 탐사선과 착륙선에 원자력으로 전력을 공급하는 기술도 국내 최초로 개발되고 있다. 한국원자력연구원과 한국전기연구원, 현대자동차는 영하 180도 이하 환경에서 2주간 햇빛을 받지 못해도 전기를 안정적으로 공급할 수 있는 원자력 전지를 개발 중이다. 방사성 물질인 ‘스트론튬90’과 ‘이트륨90’에서 발생하는 붕괴열을 전기로 바꾸는 원자력 전지는 달 궤도선과 착륙선, 로버의 전원 공급에 활용된다. 전북대와 서울대 연구진은 달 탐사선이 발사 과정에서 폭발하거나 달 귀환선이 대기권을 들어오는 과정에서 타버릴 경우 원자력 전지 폭발을 막기 위한 보호소재를 개발 중이다. 우주선이 대기권으로 재진입할 때 외부 온도가 수천 도까지 올라가기 때문에 이 상황에서도 버틸 수 있는 소재를 찾는 것이다. 최기혁 항우연 달탐사연구단장은 “달 탐사를 위해 개발되는 소재와 에너지 기술은 대부분 해외에서 이전을 꺼리는 전략기술이기 때문에 향후 우주개발과 국방안보는 물론 무인기나 전기차 등 산업 분야에도 파급효과가 클 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“내년에 보라고요. 놀러 갔다 온 게 아니란 걸 알게 될 테니.”(2014년 11월 김기동 광진구청장) 서울 광진구에 벤치마킹 바람이 불고 있다. 변화의 중심에는 김기동 구청장 외 28명으로 구성된 ‘정책탐방단’이 있다. 광진구는 31일 지난해 11월 정책탐방단 직원들이 중심이 돼 자양 공공힐링센터 건립과 아차산 등산로 벽화거리 조성 등 다양한 사업을 진행하고 있다고 밝혔다. 구 관계자는 “새로운 아이디어를 찾는 것도 중요하지만 다른 지역에서 잘하는 사업을 우리 것으로 만드는 것도 효과가 크다”고 설명했다. 지난해 정책탐방단이 방문한 곳은 충북 충주시 ‘깊은 산속 옹달샘’, 대전 중구 농수산물유통센터 태양광발전시설, 부산 해운대구 광안대교 야간 경관조명, 부산 사하구 감천문화마을과 남포동 영화의 거리, 경남 통영시 우수벽화조성 동피랑마을 등 4개 지역 5곳이다. 먼저 정밀안전진단 D등급을 받아 신축사업을 진행하는 옛 노유동청사 자리에 세워지는 자양 공공힐링센터에선 충주의 깊은 산속 옹달샘처럼 걷기, 명상 등 다양한 프로그램이 운영될 예정이다. 도시재생에도 탐방단의 벤치마킹이 눈에 띈다. 먼저 중곡지역 일대 도시재생에는 감천문화마을 미술프로젝트에서 배운 팁들을 적용했다. 빈집이 300동이 넘고 65세 이상 노인인구가 20%에 육박하던 감천문화마을은 지역 예술가와 주민, 구청 등이 힘을 합쳐 지역 곳곳에 예술 작품을 설치해 마을 활성화에 성공했다. 구는 또 통영시 동피랑 벽화마을을 벤치마킹해 아차산 등산로 일대 주택가의 낙후된 옛 가옥들 벽에 동화 속 주인공을 담았다. 김동현 기자 moses@seoul.co.kr

마치 동그란 공이 두둥실 우주에 떠있는 것 같은 환상적인 천체 사진이 공개됐다. 지난 31일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 무인탐사선 카시니호가 지난 5월 포착한 토성에 '푹 안긴' 위성 디오네(Dione)의 모습을 뒤늦게 공개했다. 약 230만 km 거리에서 촬영된 이 사진 속 중앙의 줄은 바로 토성의 신비로운 고리다. 그 위 검은색으로 떠있는 천체가 디오네이며 뒷 배경이 거대한 크기를 자랑하는 토성이다. 이는 위성 디오네가 토성 앞을 지나가다 잠시 빛이 잠식되는 현상을 포착한 것으로 천문학계에서는 이를 트랜싯(Transit)이라 부른다. 이 사진에도 살짝 드러나듯 디오네는 수많은 상처와 곰보 자국으로 가득하다. 우리의 달처럼 디오네 역시 수많은 크레이터로 가득찬 이유는 소행성 등의 천체 충돌과 과거 얼음 화산의 활동으로 인한 것으로 추측된다. 특히 디오네는 마치 하얗게 화장을 한 듯 밝게 빛나는데 이는 이웃한 위성인 엔셀라두스(Enceladus) 때문이다. 지름이 약 500km에 불과한 엔셀라두스는 수증기와 얼음의 간헐천이 뿜어져 나오는 것이 특징이다. 이 간헐천은 위성의 표면을 눈송이처럼 하얗게 만드는데 수증기가 순식간에 얼어서 미세 얼음 입자가 되기 때문이다. 바로 이 미세입자가 이웃한 디오네의 표면까지 덮어 ‘상처’ 난 곳에 연고를 바르듯 표면을 밝게 만든 것이다. 1684년 천문학자 지오바니 카시니가 발견한 디오네는 지름 1123㎞, 공전주기는 2.7일이며 2년 전 NASA 제트추진 연구소가 표면 아래에 거대한 바다가 숨겨져 있을 가능성을 언급해 관심을 모은 바 있다. 사진=NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-하늘 지점과 달의 위상은 함께 간다 당신이 만약 우주 팬이라면, 앞으로 몇 달 동안 '슈퍼문'이라는 말을 여러 차례 듣게 될 것이다. 이 말은 천문학자들이 쓰는 전문 용어는 아니지만, 이것에 관련된 사실들이 어떻게 실제로 일어나는가 알아보기로 하자. 보름달은 태양과 지구, 달이 일직선상에 놓일 때 보인다. 지구가 둘 사이에 끼어 있어야 함은 물론이다. 지구상에서 볼 때, 달이 어느 쪽에도 이지르짐이 없이 원형으로 밝게 빛난다. 달이 태양의 정반대편에 있기 때문이다. 이때 달은 동쪽에서 떠오르고, 태양은 서쪽으로 진다. 일반적으로 보름달이 그날 밤 내내 보름달일 거라고 생각하지만, 엄격히 말하면 완벽한 보름달은 한순간에 지나지 않는다. 지구가 쉼없이 태양 둘레를 돌고, 달이 쉼없이 지구 둘레를 돌기 때문이다. 달이 정확히 태양의 반대편에 위치하는그 순간만이 완벽한 보름달이 되는 셈이다. 이 시각을 기준점으로 그 전의 달은 차는 달이고, 그 후의 달은 이우는 달이 되는 것이다. 이처럼 무상한 달 모양의 변화를 달의 위상 변화라 하는데, 여기에는 재미있는 하나의 규칙이 있다. 월출 시간, 달이 나타나는 하늘의 지점에 따라 달의 모양이 변함없이 같다는 사실이다. 무슨 얘기인고 하면, 반구형 하늘의 정서쪽을 0으로 하고, 정동쪽을 10으로 하여 10등분했을 때, 0지점에 나타나는 달은 항상 그믐달(0/10), 1지점은 초승달(1/10), 5지점, 곧 정남에 나타날 때의 달은 항상 반달(5/10), 정동에 나타날 때의 달은 항상 보름달(10/10)이라는 뜻이다. -달과 삼각형이 지동설을 낳았다 고대 그리스 천문학자 아리스타르코스(BC 310~230년)는 달이 정확하게 반달로 뜰 때 태양-달-지구가 이루는 각도가 직각이라는 사실에 착안하여, 직각삼각형의 나머지 두 각을 재어보니 달과 지구, 태양이 이루는 꼭지점의 각도는 87도로 나왔다. 그 다음은 간단하다. 삼각법을 쓰면 세 변의 상대적인 거리가 금방 나온다. 그 결과, 태양은 달보다 19배(참값은 400배) 먼 거리에 있다는 사실을 밝혀냈다. 그런데 희한하게도 달과 태양은 겉보기 크기가 거의 같다. 이는 곧, 달과 태양의 거리 비례가 바로 크기의 비례가 된다는 뜻이다. 이로써 지구와 태양, 달의 상대적인 크기까지 구해졌고, 태양이 지구보다 7배 크며(참값은 109배), 부피는 지구의 300배에 달한다고 결론지었다. 그의 수학은 정확했지만, 도구가 좀 부실했던 모양이다. 하지만, 본질적인 핵심은 놓치지 않았다. “지구보다 300배나 큰 태양이 지구 둘레를 돈다는 것은 모순이다. 지구가 스스로 자전하며 태양 둘레를 돌 것이다.” 여기에서 지금껏 인간의 감각에만 의존해왔던 오랜 천동설을 젖히고 인류 최초의 지동설이 탄생하게 된 것이다. 달과 직각삼각형이 가르쳐준 지동설의 진실이라고나 할까. -9월 보름달은 개기월식이다 어쨌든 이처럼 달은 지구 둘레를 돌면서 다양한 얼굴로 지구를 굽어보고 있다. 달이 지구 주위를 한 번 공전하는 데 걸리는 시간은 27.3일(항성월)로, 이는 달의 한 번 자전시간과 같은 것이다. 이는 지구와 달이 중력으로 단단히 서로 묶인 결과이다. 그래서 마치 달과 지구는 서로 어깨를 맞잡고 윤무를 추는 형상이다. 보름달에서 다음 보름달이 되는 삭망월은 29.5일이다. 이는 지구의 공전으로 그만큼 지체되기 때문이다. 그런데 지구 둘레를 도는 달의 공전 궤도는 완전한 원이 아니라, 약간 찌그러진 타원이다. 그래서 삭망월 길이도 조금씩 달라지고, 달과 지구 사이의 거리가 일정하지 않게 된다. 달이 지구에 가장 가까운 지점을 근지점, 가장 먼 지점을 원지점이라 한다. 별지기들이 가장 좋아하는 달은 물론 근지점에 올 때의 달이다. 30일 새벽 3시 35분의 이번 달의 보름달이 바로 근지점의 만월이었다. 이는 전 지구상에서 동일하다. 그러니 보름달을 볼 수 있는 지역이 있고, 없는 지역이 있는 셈이다. 지구와 달까지의 평균 거리는 약 38만km이고, 근지점일 때는 36만km 원지점일 때는 40만km쯤 된다. 그러니까 지구를 30개쯤 늘어놓으면 달까지 닿는다는 얘기다. 9월에 정확한 보름달이 되는 시각은 28일 11시 51분이다. 근지점에 올 때는 그보다 51분 빠른 11시이다. 이 근지점은 2015년에서 가장 가까운 지점으로 거리는 356,877km이며, 달이 가장 크게 보인다. 이것이 이른바 슈퍼문이다. 이때 조석 간만의 차이가 최대가 된다. 물론 한국에서는 볼 수가 없지만, 그날 저녁 날이 맑으면 그래도 환한 슈퍼문을 볼 수 있을 것이다. 9월의 보름달은 지구의 그늘 속을 운행할 것이다. 개기월식이 일어난다는 뜻이다. 하지만 유감스럽게도 우리나라에서는 볼 수가 없다. 남북 아메리카 대륙과 유럽, 아프리카 일원에서 볼 수 있을 따름이다. -아이들에게 슈퍼문의 추억을... 어쨌든 이번 슈퍼문은 쌍안경으로 월면 관측을 하기에 최고의 기회이다. 월면에 검게 보이는 부분은 어두운 현무암질의 넓고 편평한 지대로, 갈릴레오가 자작 망원경으로 달을 보았을 때 달의 고요한 바다와 같이 생각되어 바다라고 불렀다고 한다. 달의 북반구에는 지름이 약 1200km나 되는 '비의 바다'가 있으며, 폭풍의 바다, 평온의 바다 등이 있다. 이 세 바다가 지구에서 볼 때 마치 토끼처럼 보여 '옥토끼'라는 이름을 얻었다. 꼭 따낸 수박 꼭지 자국처럼 보이는 이색적인 튀코 크레이터도 놓쳐서는 안될 볼거리이다. 아래쪽 달의 남극 가까이 사방으로 밝은 빛줄기를 퍼뜨리고 있는 이 아름다운 크레이터는 약 1억 년 전 소행성의 충돌로 만들어진 것이다. 이번 슈퍼문 때는 아이들과 함께 달을 관측해보도록 하자. 우주를 알면 아이들의 생각과 마음이 커진다. 분명 아름다운 추억으로 아이들의 가슴속에 오래 남을 것이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

종종 '개념'도 보내버릴 만큼 우리에게 가장 친숙한 은하가 있다. 바로 '은하철도 999'를 탄 철이가 가고자 했던 그 곳 '안드로메다 은하'(The Andromeda Galaxy)다. 지난 30일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)이 나선형 '몸매'를 자랑하는 안드로메다 은하의 모습을 '오늘의 천체사진'으로 공개해 눈길을 끌었다. 미국의 아마추어 천문학자인 로버트 젠들러가 촬영한 이 사진은 총 20장의 이미지를 모자이크해 만든 것으로 거대한 위용을 자랑하는 안드로메다의 모습이 화려하게 담겨있다. 'M31'로도 불리는 안드로메다 은하는 나선팔 구조를 가진 모습이 우리 은하와 거의 비슷하지만 질량은 2배 이상이다. 우리은하와 이웃한 은하에 속하지만 그 거리만 무려 200만 광년. 그러나 맑은 날 밤하늘을 올려다보면 맨 눈으로도 뿌옇게 보일 만큼 우리에게 친숙하기도 하다. 최소 1억 개 부터 1조 개 까지 정확한 별의 숫자도 모를 만큼 연구할 것이 많은 안드로메다 은하는 영겁의 시간이 지나면 흥미롭게도 우리 곁으로 다가온다. 전문가들에 따르면 현재 두 은하당 시간당 40만 km 속도로 접근하고 있는 중이다. 결과적으로 37억 년 정도 후면 두 은하가 충돌하고 65억 년 뒤면 완전히 합체해 거대한 타원은하가 된다. 천문학자들이 태어나지도 않은 이 은하에 붙여놓은 이름은 두 은하의 이름을 합친 ‘밀코메다'(Milkomeda)다. 사진=Robert Gendler 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

오는 9월, 슈퍼문과 블러드문을 동시에 관측할 수 있을 것으로 예상돼 아마추어 천문학자들의 관심이 쏠리고 있다. 영국 일간지 텔레그래프의 30일자 보도에 따르면 영국 현지시간으로 28일 오전 2시(한국시간 28일 오전 10시), 달과 지구가 최단 거리를 유지하는 근일점에 가까워지면서 슈퍼문을 관찰할 수 있을 것으로 보인다. 조석 간만의 차가 최대치가 되는 순간인 슈퍼문이 떠오르면 지구와 달의 거리는 35만 6887㎞가 된다. 2015년 들어 지구와 달이 가장 가까워지는 순간이다. 특히 이날엔 슈퍼문과 개기월식으로 인한 '블러드문'(Blood Moon)이 동시에 모습을 드러낼 예정이어서 더욱 기대를 모으고 있다. 개기월식은 태양-지구-달의 순서로 위치할 때 일어나는 현상으로, 보름달 일 때에만 나타난다. 지구의 그림자에 달의 일부가 들어가면 부분월식, 달의 전부가 들어가면 개기월식이 일어난다. 개기월식에서 눈에 띄는 것은 바로 블러드문, 이름 그대로 붉은색의 달이다. 개기월식이 일어나면 달이 지구 그림자에 가려져 완벽하게 사라지는 것이 아니라 어두운 붉은 색으로 관측된다. 태양광선이 지구에 가려져 달에 도달하지 못하지만, 지구 대기에 의해 굴절된 빛이 달 표면에 닿으면서 달이 붉게 보이는 것. 개기월식은 보름달 일 때 나타나지만 반드시 슈퍼문 일 때 나타나는 것은 아니다. 그러므로 붉게 물든 블러드문이자 거대한 슈퍼문을 동시에 보는 것은 비교적 드문 일이라고 할 수 있다. 다만 슈퍼문일 때 달은 가장 크고 밝지만, 개기월식이 함께 일어나므로 크긴 크되 밝진 않고 붉은 달을 볼 수 있을 것으로 예상된다. 이번 슈퍼문과 블러드문은 영국을 포함한 유럽 일대와 아프리카, 남북아메리카 대륙 등지에서 관찰이 가능하다. 안타깝게도 이번에는 한국에서 슈퍼문과 블러드문 모두를 관찰하기 어렵지만, 추석 연휴인 28일 저녁 날씨가 맑다면 크고 둥근 달을 보는 것이 가능하다. 국내에서 개기월식으로 인한 블러드문이 마지막으로 관찰된 시기는 지난 4월 4일, 슈퍼문이 마지막으로 관찰된 시기는 2014년 8월 11일이며, 한국천문연구원은 3년 뒤인 2018년에야 한국에서 개기월식을 볼 수 있을 것이라고 전망했다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

-제단자리 ESO 179-13의 지름 5만 광년 고리 지름 5만 광년의 고리를 가진 은하계가 발견되었다고 미국 천문잡지 ‘스카이 앤드 텔레스코프’(S&T)지가 28일(현지시간) 인터넷판에 보도했다. 천문학자들이 한 쌍의 은하인 ESO 179-13을 최초로 발견한 것은 1974년이었다. 남반구 하늘 깊숙이 있는 제단자리에 자리한 이 은하계는 왜소 나선은하와 그 북동쪽에 있는 볼품없는 조그만 은하로 이루어져 있다. 그러나 ESO 179-13 은하계는 지난 몇십 년 동안 그다지 관심을 받지 못했다. 우리은하 원반면의 별들이 붐비는 장소에 자리잡고 있다는 것이 그 한 이유였다. 홍콩 대학과 호주 천문관측소에 적을 둔 쿠엔틴 파커와 그의 동료들은 이 소외된 은하계에 눈을 돌려 다양한 파장의 스펙트럼과 이미지를 조합해 면밀한 관측을 수행해왔다. 그 결과 하나의 놀라운 발견을 하게 되었는데, 이 은하계를 둘러싸고 있는 거대한 수소 가스 고리를 보았던 것이다. 고리는 크고 작은 덩어리들이 뭉쳐져 있는 형상으로 은하를 빙 두르고 있었다. 그것은 마치 화살 과녁처럼 보여 천문학자들은 왜소과녁은하(Dwarf Bull’s-eye Galaxy)라는 이름을 붙였다. 거대한 수소 가스 고리는 몇천만 년 전 작은 은하가 나선은하를 총알처럼 관통할 때 찢겨져나온 것으로 보인다. 천문학자들은 ESO 179-13 같은 유형의 은하를 적어도 20개 정도는 알고 있다. 형태가 마치 수레바퀴처럼 보여, 그 대표적인 은하인 ESO 350-40은 수레바퀴 은하라는 이름을 얻었다. ESO 179-13 은하계는 지구에서 겨우 3000만 광년밖에 떨어져 있지 않은 가장 가깝고도 가장 작은 우주 수레바퀴이다. 고리의 지름은 고작 2만 광년밖에 되지 않으며(그래도 우리 태양계의 약 700만 배나 되지만), 가운데 있는 나선은하의 질량은 우리은하의 동반 은하인 마젤란은하와 비슷하다. 어쨌든 이 ESO 179-13 은하계가 천문학자들에게 매력적으로 보이는 것은 우리은하 질량의 100분의 1밖에 안되는 작은 은하도 우주 공간에서 서로 충돌하며 이처럼 아름다운 고리를 가진 은하계를 만들어낸다는 사실 때문이다. ​ 사진=NASA(위), Ivan Bojicic 이광식 통신원 joand999@naver.com

-제단자리 ESO 179-13의 지름 5만 광년 고리 지름 5만 광년의 고리를 가진 은하계가 발견되었다고 미국 천문잡지 ‘스카이 앤드 텔레스코프’(S&T)지가 28일(현지시간) 인터넷판에 보도했다. 천문학자들이 한 쌍의 은하인 ESO 179-13을 최초로 발견한 것은 1974년이었다. 남반구 하늘 깊숙이 있는 제단자리에 자리한 이 은하계는 왜소 나선은하와 그 북동쪽에 있는 볼품없는 조그만 은하로 이루어져 있다. 그러나 ESO 179-13 은하계는 지난 몇십 년 동안 그다지 관심을 받지 못했다. 우리은하 원반면의 별들이 붐비는 장소에 자리잡고 있다는 것이 그 한 이유였다. 홍콩 대학과 호주 천문관측소에 적을 둔 쿠엔틴 파커와 그의 동료들은 이 소외된 은하계에 눈을 돌려 다양한 파장의 스펙트럼과 이미지를 조합해 면밀한 관측을 수행해왔다. 그 결과 하나의 놀라운 발견을 하게 되었는데, 이 은하계를 둘러싸고 있는 거대한 수소 가스 고리를 보았던 것이다. 고리는 크고 작은 덩어리들이 뭉쳐져 있는 형상으로 은하를 빙 두르고 있었다. 그것은 마치 화살 과녁처럼 보여 천문학자들은 왜소과녁은하(Dwarf Bull’s-eye Galaxy)라는 이름을 붙였다. 거대한 수소 가스 고리는 몇천만 년 전 작은 은하가 나선은하를 총알처럼 관통할 때 찢겨져나온 것으로 보인다. 천문학자들은 ESO 179-13 같은 유형의 은하를 적어도 20개 정도는 알고 있다. 형태가 마치 수레바퀴처럼 보여, 그 대표적인 은하인 ESO 350-40은 수레바퀴 은하라는 이름을 얻었다. ESO 179-13 은하계는 지구에서 겨우 3000만 광년밖에 떨어져 있지 않은 가장 가깝고도 가장 작은 우주 수레바퀴이다. 고리의 지름은 고작 2만 광년밖에 되지 않으며(그래도 우리 태양계의 약 700만 배나 되지만), 가운데 있는 나선은하의 질량은 우리은하의 동반 은하인 마젤란은하와 비슷하다. 어쨌든 이 ESO 179-13 은하계가 천문학자들에게 매력적으로 보이는 것은 우리은하 질량의 100분의 1밖에 안되는 작은 은하도 우주 공간에서 서로 충돌하며 이처럼 아름다운 고리를 가진 은하계를 만들어낸다는 사실 때문이다. ​ 사진=NASA(위), Ivan Bojicic 이광식 통신원 joand999@naver.com

이게 다 별이야? 수많은 별들이 마치 모래알처럼 모여 눈이 부실 정도인 우주의 성단(星團) 모습이 포착됐다. 최근 유럽우주기구(ESA)는 허블우주망원경이 포착한 구상성단 'NGC 1783'의 이미지를 홈페이지에 공개했다. NGC 1783은 우리은하와 가장 가까운 은하인 대마젤란운(Large Magellanic Cloud)의 가장 큰 구상성단이다. 구상성단(球狀星團·globular cluster)은 별들이 사진에서처럼 공같은 모양으로 강력하게 밀집돼 있는 것을 말한다. 1835년 영국의 천문학자 존 허셜이 발견한 NGC 1783은 지구로부터 약 16만 광년 떨어진 곳에 위치해 있으며 질량은 태양의 약 17만 배다. 특히 NGC 1783이 연구가치가 높은 것은 보통의 구상성단에 비해 나이가 어리기 때문이다. NGC 1783의 나이는 대략 15억년 미만으로 보통의 구상성단은 수십 억 년의 세월을 훌쩍 뛰어넘는다. 이 속에서 영겁의 시간동안 수많은 별들이 탄생하고 사라지며 또 다시 태어난다. 사진=ESA/Hubble & NASA　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-인류의 위대한 거보 내딛은 천문학자 케플러 20세기 천문학의 영웅 허블이 온갖 행운을 타고난 사람이라면, 17세기 천문학의 영웅 요하네스 케플러는 온갖 불행을 껴안고 태어난 사람이었다. 코페르니쿠스 이후 최고의 천재 천문학자로 꼽히는 케플러이지만, 그의 생애는 가난과 질병, 전쟁, 추방으로 점철된, 비참하기 이를 데 없는 삶이었다. 우선 그의 불행 목록을 잠시 요약해보기로 하자. 요하네스 케플러는 코페르니쿠스의 지동설이 발표된 지 28년 후인 1571년 12월 27일, 독일의 작은 도시 바일에서 태어났다. 칠삭둥이인데다 태어나면서부터 병약했다. 아버지는 “부도덕하고 거칠고 싸움꾼”인 용병이었고, 어머니는 술집 딸로 “성미가 까다롭고 수다스러운” 여자였다.(케플러의 표현) 양친 누구로부터도 그다지 사랑을 받지 못한 케플러는 4살 때 천연두를 앓아 그 후유증으로 근시에 복시(複視)까지 겹쳐 평생을 고통받으며 살았다. 내장기관도 좋지 않았고, 손가락도 온전하지 못해, 가족들이 보기에 장래에 선택할 수 있는 직업이라곤 성직자밖엔 없어 보였다. 아버지는 얼마 후 집을 떠나고는 다시는 돌아오지 않았다. 한마디로 모든 불운을 한 몸에 타고난 아이가 바로 어린 시절의 케플러였다. 가족들은 어린 케플러를 성직자로 만들기 위해 수도원 학교에 넣었다. 병약하고 내성적인 케플러가 동급생들에게 인기가 있을 리 없었다. 스스로도 “나는 성격도 별로 안 좋고...” 등등의 부정적인 묘사를 하기 일쑤였다. 아이들에게 왕따 당하거나 매 맞는 적도 드물지 않았다. 한마디로 3류 인생으로 온갖 멸시를 받으며 어린 시절을 보내야 했다. 그러나, 결코 무시할 수 없는 하나의 재능을 그는 갖고 있었다. 바로 명석한 두뇌였다. 그가 가난한 집안으로부터 거의 학비 지원을 받을 수 없었음에도 대학까지 갔던 것은 오로지 뛰어난 머리 덕분이었다. 항상 장학금을 받아냈던 것이다. 특히 수학에서 그는 발군의 재능을 보였다. 케플러는 대학에서 신학과 철학을 전공했지만, 틈틈이 수학과 천문학을 공부하며 과학적 지식을 쌓아나갔다. 수학의 천재였던 케플러는 프톨레마이오스 체계보다 코페르니쿠스 체계가 수학적으로 더욱 아름답다고 생각했다. 그는 유클리드 기하학을 배우면서 완전한 형상과 코스모스의 영광을 엿보았다는 느낌을 받았다. 그때의 심경을 케플러는 이렇게 표현했다. “기하학은 천지창조 이전부터 있었다. 기하학은 신의 뜻과 함께 영원히 공존한다. (...) 기하학은 천지창조의 본보기였다. (...) 기하학은 신 그 자체이다.” 대학을 졸업하고 신학 학위 과정에 들어가려 했던 케플러에게 그라츠의 한 개신교 학교에서 수학과 천문학을 가르쳐달라는 제안이 들어왔을 때, 22살의 그는 주저없이 목사의 길을 버리고 신학교를 떠났다. 그라츠에서 케플러에게 맡겨진 임무 중의 하나는 예언과 부합하도록 점성력(占星曆)을 뜯어고치는 일이었다. 당시 이런 일은 관행이었다. 16세기에는 천문학과 점성술은 그 경계가 모호했다. 케플러의 첫 달력이 나왔을 때 그가 예상치 못한 결과가 나타났다. 그는 터키의 침공과 추운 겨울을 예견했는데, 두 가지 예측이 모두 들어맞아 예언자로 명성을 얻게 되었던 것이다. 그는 살면서 궁할 때마다 점성술로 돌아오곤 했지만, 그 자신은 점성술을 믿지 않았다. 점성술에 대한 그의 한탄이 그것을 증명해준다. “점성술은 어머니인 천문학을 먹여살리는 슬픈 창녀일 뿐이다.” 케플러가 우주를 창조한 신의 마음을 알기 위한 기나긴 여행을 떠나게 된 것은 하나의 계시 때문이었다. 천문학의 일대 혁신을 가져온 계시의 순간은 어느 화창한 여름날 그가 학생들에게 기하학을 가르칠 때 찾아왔다. 행성들은 왜 코페르니쿠스가 알아낸 간격의 궤도만을 따라 도는가? 그 누구도 던져보지 못한 질문이었다. 케플러의 생각은 태양계 구조의 근본에까지 닿았던 것이다. 케플러는 행성 궤도와 기하학은 깊은 관련이 있을 거라는 자신의 가설을 입증하기 위해 기나긴 여정에 들어섰다. 그리고 이윽고 태양계의 비밀을 푸는 기하학적 열쇠를 손에 쥐었다고 확신했지만, 여전히 다른 의문들이 남아 있었다. ‘왜 바깥쪽 행성은 안쪽 행성보다 느리게 태양 둘레는 도는가?’ 이는 케플러 이전의 어떤 천문학자도 제기하지 않았던 문제였다. 케플러는 이에 대해 태양으로부터 나오는 빛과 같은 어떤 보이지 않는 힘이 행성들을 조종한다고 결론 내렸다. 케플러는 자신의 이런 이론을 담아 '우주의 신비'(1596)라는 제목으로 책을 출간, 여러 곳에 보냈다. 갈릴레오도 그 책을 받은 사람 중의 하나였지만, 서문만 읽어보고는 내용은 끝내 읽지 않았다. 반면 튀코 브레헤는 케플러의 이론에 감명받았을 뿐 아니라, 케플러의 ‘천재’를 알아보았다. '우주의 신비'는 케플러의 삶을 바꾸어놓았다. 시골 학교의 수학 선생에 지나지 않았던 케플러는 이 책으로 인해 유럽 천문학계에 어느 정도 이름이 알려졌고, 이것을 고리로 하여 황실 수학자이자 우라니엔보리 천문대장인 튀코 브라헤(1546~1601)의 초청을 받아 그와 같이 일하게 되었다. 역사상 가장 위대한 육안 관측 천문학자로 꼽히는 튀코는 당시 가장 정확하고 풍부한 행성 관측자료를 갖고 있었다. 그러나 그것을 요리할 만한 수학적인 밑천이 부족했다. 이에 반해, 케플러는 시력이 나빠 관측에는 약했지만, 강력한 이론적인 무기, 곧 수학을 갖고 있었다. 이런 면에서 본다면 둘은 어느 정도 궁합이 맞는 짝이라 할 수 있었다. 케플러의 '화성 전쟁' 케플러가 튀코의 조수로 가게 된 또 하나의 이유는 튀코가 가지고 있던 풍부한 관측자료에 있었다. 매의 눈을 가진 튀코는 망원경이 발명되기 35년 전부터 행성의 겉보기 운동을 측정하는 데 모든 것을 바친 인물이었다. 따라서 그가 행한 관측의 정밀도는 당대 최고였다. 54살의 튀코와 29살의 케플러의 만남은 그다지 부드럽지 못했다. 한 사람은 당대 최고의 기량을 자랑하는 관측의 귀재였고, 다른 한 사람은 제일의 이론가였다. 협력은 쉽지 않았다. 튀코의 경계심 때문이었다. 행인지 불행인지 케플러가 우라니엔보리에서 일한 지 18개월 만에 튀코는 병으로 급사했다. 어느 만찬에서 포도주를 과음한 뒤 소변을 참다가 방광염에 걸렸고, 그것이 악화되어 며칠 후 숨을 거둔 것이다. 브라헤는 숨을 거두기 직전 "내 삶이 헛되지 않았다고 하소서!" 하고 외친 튀코는 그토록 아끼던 관측자료를 케플러에게 모두 물려준다고 유언했다. 튀코가 죽은 후 케플러는 그 뒤를 이어 황실 수학자로 임명되었고, 튀코의 자료 분석에 밤낮 없이 매달렸다. 케플러가 가장 시간과 정열을 쏟아부었던 과제는 화성 궤도 계산이었다. 지구와 화성이 실제로 태양 주위를 어떤 식으로 운동하기에 화성이 우리 눈에 공중제비를 돌듯이 역행운동을 하는 것일까? 실제로 화성을 관측하노라면, 이제껏 왼쪽으로만 운행하던 화성이 어느 날부터 갑자기 오른쪽으로 방향을 틀어 움직이기 시작하는 것을 볼 수 있다. 그러다가 얼마 후엔 이윽고 다시 방향을 틀어 왼쪽으로 운행을 계속하는 것이다. 이것이 유명한 화성의 역행운동으로, 고래로부터 수많은 천문학자들로 하여금 머리를 싸매게 한 불가사의한 현상이었다. 기원전 6세기의 피타고라스부터 플라톤, 프톨레마이오스 등 모든 천문학자들이 행성들의 궤도는 원이라고 믿어 의심치 않았다. 원이야말로 가장 완벽한 기하학적 도형이므로, 완벽한 존재들인 천상의 천체들은 마땅히 원운동을 해야 하는 것이다. 갈릴레오, 튀코, 코페르니쿠스도 행성 궤도가 원이라는 데에 티끌만한 의심도 없었다. 케플러 역시 화성이 태양 주위를 원궤도에 따라 돈다고 간주하고 브라헤의 관측자료를 분석하고 궤도계산에 매달렸다. 쉽게 끝날 것 같았던 계산은 8년간이나 계속되었다. 그는 복잡하고 지루한 계산을 무려 70차례나 되풀이했다. 이른바 케플러의 ‘화성전쟁’이라 일컬어지는 지난한 작업이었다. 그는 자신의 책에서 이 과정을 지루하다고 느낄지도 모르는 독자를 위해 이런 각주를 달아두기까지 했다. “이 지루한 과정이 진력나시거든, 이런 계산을 적어도 70번이나 했던 저를 생각하시고 참아주십시오.” 케플러는 타원공식을 사용해 다시 자료분석을 시도했다. 그 공식은 고대 그리스의 페르가의 아폴로니오스(BC 262~190)가 처음 만들어낸 식이었다. 결과는 브라헤의 관측값과 완전 일치했다! 케플러는 탄성과 탄식을 함께 토해냈다. “자연의 진리가 나의 거부로 쫓겨났었지만, 인정을 받고자 겉모습을 바꾸고 슬그머니 뒷문으로 들어왔으니.... 아, 나야말로 정말 멍청이였구나!” 화성이 타원궤도를 돈다는 것은 이렇게 오랜 노역 끝에 얻어진 것이었다. 다른 행성들도 타원궤도를 돌지만, 화성보다는 훨씬 원에 가깝다. 태양은 타원궤도의 중심에 위치한 것이 아니라, 중심을 조금 벗어난 초점에 자리한다. 행성의 공전속도는 태양이 가까울수록 빨라지고 멀어질수록 느려진다. 이런 운동 때문에 행성이 태양을 향해 계속 떨어지는 중이지만, 결코 태양에 곤두박질하지는 않는다. ​우주의 이정표를 세우다 행성운동을 규정한 타원의 법칙과 동일면적의 법칙은 1609년에 그의 책 '새 천문학'에 발표했다. 그리고 그로부터 10년 후, '우주의 조화'에서 그의 제3법칙 조화의 법칙을 발표함으로써 케플러의 3대법칙은 완결되었다. 케플러 법칙을 문장으로 요약하면 다음과 같다. 1. 모든 행성의 궤도는 태양을 하나의 초점에 두는 타원궤도이다.2. 태양과 행성을 잇는 직선은 항상 일정한 넓이를 쓸고 지나간다.3. 행성의 공전주기의 제곱은 행성과 태양 사이 평균 거리의 세제곱에 비례한다. 케플러는 3대법칙을 완결한 후, 자신이 신이 우주를 설계한 논리를 발견했다고 믿었기 때문에 엄청난 희열감을 느꼈다. 행성운동의 법칙을 최초로 과학적으로 규명한 케플러 법칙은 행성운동의 거리와 시간관계를 밝힘으로써 60년 후 뉴턴의 중력 방정식을 선도한 것이기도 했다. 케플러는 놀랍게도 태양과 행성 사이에는 보이지 않는 어떤 힘이 작용하며, 행성운동의 근본 원인이 자기력과 유사한 성격의 것이라고 제안함으로써 중력 또는 만유인력을 예견했던 것이다. 이 점에 대해 '코스모스'의 저자 칼 세이건은 이렇게 말한 적이 있다. "뉴턴은 만유인력 법칙의 발견에 케플러의 신세를 엄청나게 졌다. 백 번을 감사하다는 말을 해도 모자랄 터인데, 그는 단 한 번도 케플러에게 감사의 말을 하지 않았다." 케플러는 연구가 수행되는 중에도 신변엔 고통이 떠나지 않았다. 1611년, 30년 전쟁의 군인들이 옮긴 전염병 탓에 그의 아내와 가장 사랑하던 아들이 세상을 떠났다. 엎친 데 덮친 격으로 그의 후견인이던 루돌프 황제가 폐위됨에 따라 케플러는 졸지에 일자리를 잃었다. 인류를 위한 우주로의 거보를 내디딘 존재였지만, 케플러의 만년은 흐린 겨울날처럼 스산했다. 30년 전쟁이 유럽을 휩쓰는 가운데 케플러는 모든 후원자를 잃고 가난에 내몰렸다. 그의 만년은 돈을 구하고 후원자를 찾는 피곤한 여정으로 메워졌다. 그러던 중 어느 추운 늦가을, 밀린 급료를 받기 위해 노구를 끌고 먼 길을 나섰다가, 독일 레겐스부르크에서 병을 얻어 며칠 고열에 시달리다 숨을 거두고 말았다. 1630년 11월 15일이었다. 향년 59세. 그날 밤 하늘에서 유성우가 내렸다고 한다. 출생에서부터 임종에 이르기까지 오로지 불우하기만 했던 이 거인의 유해는 성벽 밖 공동묘지에 쓸쓸히 묻혔다. 빗돌에는 그가 지은 다음과 같은 문장이 적혀 있었다. “어제는 하늘을 재더니, 오늘 나는 어둠을 재고 있다. 나는 뜻을 하늘로 뻗쳤혔지만, 육신은 땅에 남는구나.” 그러나 그의 무덤도 30년 전쟁 와중에 군대에 의해 훼손되어 사라지고 말았다. 케플러가 평생을 바쳐 고난과 싸우며 이룩해낸 그의 업적은 후세 과학사학자들에 의해 ‘과학혁명의 열쇠’라는 평가와 함께 케플러를 그 혁명의 중심 인물로 올려놓았다. 과학사가 제임스 R. 뵐켈은 케플러의 업적이 갈릴레오의 업적보다 천문학적으로 더욱 중요하다고 평가했다. 케플러는 행성운동 법칙 제3법칙을 연구할 당시, 지구에 적용되는 측정 가능한 물리 법칙들이 다른 천체들에도 똑같이 적용된다는 점을 간파했고, 이로써 인류사 최초로 천체 운동에서 신비주의가 배제되었던 것이다. 코페르니쿠스에서 한 걸음 더 나아가 천상의 비밀을 보다 확실하게 세상에 내보인 케플러는 행성운동에 대한 최초의 과학적인 이론인 ‘케플러 법칙’을 정립함으로써 문자 그대로 우주로 향한 인류의 위대한 거보(巨步)를 내딛었다. 영국 물리학자 스티븐 호킹은 케플러의 삶을 이렇게 평했다. "만약 절대적인 엄밀함을 추구하면서 평생 동안 가장 헌신적인 삶을 산 사람에게 주는 상이 있다면, 독일의 천문학자 요하네스 케플러가 그 상을 받았을 것이다.” 2009년, 미항공우주국(NASA)은 케플러의 천문학에 대한 기여를 기리기 위해 우주 망원경에 케플러의 이름을 붙였다. 이것이 케플러 계획이다. 그리고 유엔은 갈릴레오가 최초로 망원경 천체관측을 행하고 케플러가 그의 '새 천문학'을 발간한 지 400주년 되는 2009년을 '세계천문의 해'로 정해 그를 기렸다. 그러나 무엇보다 후학인 칼 세이건의 다음과 같은 말이 케플러를 위한 최상의 찬사가 될 것이다. “우주 탐사선이 광대한 우주를 가로질러 외계로 달려갈 때, 사람이고 기계고 가릴 것 없이 확고부동한 이정표가 하나 있다. 그것은 케플러가 밝혀낸 행성운동에 관한 세 가지 법칙이다. 그의 평생에 걸친 수고로 그는 발견의 환희를 맛보았고, 우리는 우주의 이정표를 얻었다.” 이광식 통신원 joand999@naver.com

두 빛이 그려낸 신비한 천문사진 한 장이 인터넷상에서 화제가 되고 있다. 미국항공우주국(NASA) 산하 제트추진연구소(JPL)는 24일(현지시간) 토성 제2위성 ‘엔켈라두스’를 관측한 사진 한 장을 공개했다. NASA가 유럽우주국(ESA)과 함께 공동운영하고 있는 토성 탐사선 카시니호(號)는 지난 5월 8일 관측한 엔켈라두스 데이터를 지구로 보내왔다. 사진에 찍힌 엔켈라두스의 모습은 카시니호의 위치 탓인지 절반 밖에 찍히지 않았지만, 좀 이상하다는 것을 알 수 있다. 이 엔켈라두스를 향해 오른쪽에서 빛이 비치고 있지만, 왼쪽에도 이 위성의 능선이 빛나고 있는 것이다. 일반적으로는 이런 현상은 발생하지 않는다고 전문가들은 말한다. NASA의 설명으로는 이때 태양은 카시니호에서 봤을 때 엔켈라두스 건너편에 있었고 이로 인해 이 위성의 능선이 빛날 정도로 강한 빛이 찍히게 됐다. 반면 엔켈라두스의 오른쪽 절반을 비추고 있는 것은 바로 토성의 고리다. 토성의 고리는 스스로 발광하는 것은 아니지만 얼음이 주성분이어서 태양광을 반사해 이런 사진이 찍히게 됐다는 것이다. 또한 이 위성 바로 밑에 아주 희미하게 보이는 것은 내부에서 수증기가 분출하는 현상이다. 한편 카시니호는 1997년 발사돼 2004년 토성 궤도에 도달했다. 이후 토성에서 여러 위성을 발견해냈다. 이 우주선은 토성의 제1위성 타이탄에 지구와 유사한 지표가 있다는 것을 밝혀내기도 했다. 아울러 이 위성에는 액체로 된 메탄과 에탄으로 이뤄진 바다와 강, 얼음 대지가 존재하며 이로 인해 비가 내리는 것이 확인되기도 했다. 카시니호는 또 얼음으로 뒤덮인 엔켈라두스의 지하에 바다가 있다는 사실도 알아냈다. 엔켈라두스 내부에는 섭씨 90도 이상의 뜨거운 물로 이뤄진 환경이 있으며 생명이 존재할 가능성이 큰 것도 확인했다. 카시니호는 지금까지 수차례에 걸쳐 운용 계획을 연장해왔으며 지난해에는 토성 도달 10주년을 맞기도 했다. 그런 카시니호도 연료가 바닥나면서 오는 2016년쯤 마지막 임무를 수행할 계획이다. 그 임무는 토성의 고리들 사이를 최근접 비행하며 관측한 뒤 그 이듬해인 2017년 9월 토성 대기층으로 뛰어들어 최후를 맞이하게 된다. 사진=NASA/JPL 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr