이른바 은하수로 불리는 우리은하의 가장자리 뒤편에 놀라울 정도로 희미한 위성 은하 하나가 숨어있는 것으로 나타났다. 국제 천문학 연구진은 유럽우주국(ESA)의 ‘가이아 위성’ 관측자료를 검토하는 조사 중에 유령처럼 희미한 위성 은하 ‘안틀리아 2’(Antila 2)를 발견했다고 밝혔다. 이른바 ‘안트 2’(Ant 2)라는 약자로 불리는 이 위성 은하는 우리은하에서 공기펌프자리(constellation of Antlia) 방향으로 약 13만 광년 거리에 있어 이런 이름이 붙여졌다.특히 안트 2 은하는 지금까지 우리은하 근처에서 확인된 위성 은하 60여 개 중에서 가장 크다고 알려진 ‘대마젤란은하’(LMC) 만큼이나 크다. 따라서 이 은하는 우리 은하의 3분의 1 정도 크기로 확인되고 있지만, 밀도가 극도로 낮은 탓에 거기서 나오는 빛은 1만 분의 1 수준으로 어두워 지금껏 발견되지 않았다. 이에 따라 왜소 은하로 추정되고 있는 이 은하에는 ‘유령 은하’라는 별칭까지 붙었다. 연구를 이끈 대만 중앙연구원 산하 천문천체물리연구소(ASIAA)의 가브리엘 토렐바 박사는 “이는 그야말로 유령 은하다. 안트 2와 같은 확산 은하는 이전까지 간단하게 볼 수 없었다”면서 “이번 발견은 가이아 위성의 뛰어난 성능 덕분에 가능했던 일”이라고 설명했다.안트 2와 같은 왜소 은하들은 초기 우주에서 형성됐다. 연구진은 새로운 위성 은하를 찾기 위해 가이아 위성의 관측 자료에서 ‘거문고자리 RR형 변광성’(RR Lyrae stars)을 집중적으로 조사했다. 푸른 빛을 내는 이들 별은 생성 시기가 오래돼 금속 성분이 낮아 안트 2와 같은 왜소 은하에서만 발견돼 왔기 때문이다. 또 연구진은 거문고자리 RR형 변광성을 통해 이 은하의 좌표를 확인하는 후속 조사에서 지구의 움직임 탓에 몇 달 밖에 관측하지 못하는 문제에 직면하기도 했지만, 100개가 넘는 적색거성이 함께 움직이는 것을 스펙트럼상에서 확인함으로써 이 은하가 우리 은하와는 약 13만 광년의 거리를 유지하고 있다는 점을 확인할 수 있었다.이밖에도 연구진은 안트 2의 질량이 같은 크기 은하보다 100배나 적고 거느린 별도 훨씬 적다는 점을 확인했다. 하지만 오늘날 은하 형성 모델로는 안트 2의 크기에 질량이 이처럼 낮고 LMC보다 1만 분의 1 정도 어두운 점을 설명하지 못한다. 연구에 참여한 미국 카네기멜런대학 물리학과의 세르게이 코포소프 조교수는 “안트 2가 이처럼 적은 질량을 지닌 것으로 보이는 이유는 우리은하의 조석력에 의해 빼앗긴 것이라고 단순히 설명할 수는 있지만, 조석력으로 질량을 잃은 것이라면 크기가 줄어들지 안트 2처럼 크기가 큰 것은 아직 설명할 수 없는 부분”이라고 말했다. 물론 벨로쿠로프 박사는 이 은하에서 항성 진화가 활발한 탓에 그 크기가 커졌을 가능성도 있다고 말하지만, 이 은하의 비정상적인 크기와 광도 탓에 어떤 과정이 원인이 됐는지는 여전히 불명확하다. 연구에 동참한 매슈 워커 카네기멜런대 조교수도 “우리은하 옆에 있는 위성 은하 60여 개와 비교하면 안틸라 2는 그야말로 괴짜”라면서 “우리는 이 은하가 빙산의 일각일 뿐이며 이 은하와 비슷한 거의 보이지 않는 왜소 은하들이 우리 은하를 둘러싸고 있을지도 모른다”고 덧붙였다. 자세한 연구 성과는 미국 코넬대가 운영하는 온라인 논문저장 사이트 ‘아카이브’(arxiv)에 9일 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

태양계를 찾아온 첫 외계 천체인 오무아무아(Oumuamua)의 정체를 놓고 한바탕 논쟁이 한창이다. 최근 오무아무아의 첫 발견자인 캐나다 출신의 천문학자 로버트 웨릭 박사는 오무아무아가 외계인이 만들어 보낸 인공물이라는 주장은 터무니없다고 밝혔다. 지난 12일(현지시간) 웨릭 박사는 캐나다 CBC 방송과의 인터뷰에서 "일각에서 주장하는 오무아무아가 태양광을 이용하는데 사용되는 돛인 ‘솔라 세일‘과 유사하다는 주장은 한마디로 억측"이라고 반박했다. 이어 "일반적으로 태양계 천체는 태양의 중력으로 묶여질 수 있는 최대속도가 있다"면서 "오무아무아의 경우 이보다 더 빠르게 움직여 외계에서 온 천체로 생각했다"고 설명했다. 이에앞서 미국 하버드-스미스소니언 천체물리학연구소는 오무아무아가 우주선의 안정적인 추진을 위해 태양광을 이용하는데 사용되는 돛인 ‘솔라 세일‘(Solar sail)과 유사한 역할을 한다는 논문을 발표해 큰 관심을 모았다. 연구팀은 오무아무아가 태양 주위에서 속도가 줄어들지 않고 태양 주위를 맴도는 움직임을 보이는데, 이는 오무아무아가 솔라 세일의 역할을 하기 때문이라고 추측했다.연구진은 “오무아무아는 인터스텔라(성간)를 떠다니는 고성능 기기의 잔해일 가능성이 있다. 아마도 본체에서 솔라 세일의 역할을 하다가 떨어져 나왔을 것”이라면 “오무아무아가 외계 생명체가 지구 인근으로 보낸 탐색 기기라는 가능성도 있다”고 주장했다. 이에대해 웨릭 박사는 "하버드 연구원들이 오무아무아가 외계인의 인공물인지도 모른다는 다른 측면에 초점을 맞춰 연구를 진행한 것 같다"면서 "우리가 얻은 데이터로는 이는 사실이 아니다"라고 밝혔다. 이어 "오무아무아는 우주를 떠돌다가 그저 태양계로 왔고 우리는 운좋게 이를 관측한 것일 뿐"이라고 덧붙였다. 한편 하와이말로 ‘제일 먼저 온 메신저’를 뜻하는 오무아무아는 길이가 400m 정도인 천체로 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형을 가진 것이 특징이다. 다만 오무아무아가 혜성인지 소행성인지 혹은 이번처럼 외계의 인공물인지는 학자들마다 견해가 다르다. 지난해 10월 19일 웨릭 박사가 처음으로 천체망원경으로 포착했는데 당시 오무아무아는 베가(Vega)성 방향에서 시속 9만2000㎞의 빠른 속도로 날아와 태양계를 곡선을 그리며 방문한 후 페가수스 자리 방향으로 날아갔다. 정식명칭은 ‘1I/2017 U1‘로 이름에 붙은 ‘1I’의 의미도 첫번째 인터스텔라(interstellar)라는 뜻이다. 오무아무아가 지구와 최근접한 것은 지난해 10월 14일로 당시 거리는 2400만㎞였으며 현재는 7억㎞ 이상 떨어져 태양계를 벗어나고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우리 은하에 있는 블랙홀 하나가 빛의 속도에 가깝게 회전해 주변의 우주 공간 자체를 움직이고 있는 것으로 나타났다. 국제 천문학 연구팀은 태양에서 1만3047광년 거리에 있는 쌍성계 ‘4U 1630-47’ 안에 있는 블랙홀이 방출한 X선을 분석해 이런 특징을 알아냈다고 ‘천체물리학저널’(ApJ) 최신호(2일자)에 발표했다. 인도 천문학자들이 주도한 이번 연구는 인도우주연구기구(ISRO) 관측위성 ‘애스트로사트’의 소프트X선망원경(SXT)과 미국항공우주국(NASA)의 찬드라 X선 우주망원경에 포착된 고에너지 X선 파장을 분석해 블랙홀의 특성을 확인할 수 있었다. 연구팀은 2016년부터 시작한 관측 연구를 통해 해당 블랙홀이 주변에 있는 모든 우주 공간을 빨아들일 정도로 충분히 빠르게 회전하고 있다는 것을 알아냈다. 아인슈타인의 상대성 이론에 따르면, 블랙홀이 이렇게 빨리 회전하면 공간 자체를 회전할 수 있다. 분석에서 블랙홀의 회전 속도는 무려 빛의 속도인 초속 2억 9979만 2458m의 90% 수준이나 되는 것으로 나타났다. 덕분에 블랙홀은 주변에 있는 가스와 먼지 등의 파편을 더욱 많이 흡수할 수 있어 그 중량은 우리 태양보다 10배는 더 큰 것으로 확인됐다. 연구에 참여한 인도 타타기초연구소(TIFR)의 수딥 바타차리야 박사는 현지 언론에 “천체의 질량과 회전율은 블랙홀의 형성을 특징짓는 두 가지 특성”이라고 설명하면서 “블랙홀이 생성될 때는 중력이 작용하므로 질량은 더욱 쉽게 측정할 수 있다”고 말했다. 또한 연구를 이끈 영국 사우샘프턴대학의 마유크 파하리 박사는 “블랙홀은 특히 회전율을 측정하기가 매우 어려우므로, 정확한 상태의 쌍성계에서 고품질의 X선을 관측해야만 블랙홀이 물질을 흡수하는 것을 알 수 있다”고 설명했다. 한편 이 블랙홀은 지금까지 우리 은하에서 발견된 20개의 블랙홀 중에서 가장 빠르게 회전하는 5개의 블랙홀 중 하나로 알려졌다. 사진=블랙홀의 상상도(NASA/JPL) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난해 10월 19일 담배처럼 길쭉하게 생긴 적갈색의 외계 행성 하나가 태양계를 거쳐 우주 저편으로 날아갔다. 시간당 31만 5000여㎞속도로 태양계를 통과한 이 행성을 미국 하와이대 ‘팬스타스1’ 망원경이 포착했다. 이 행성에는 하와이어로 ‘저 멀리에서 최초로 도착한 메신저’라는 뜻의 ‘오무아무아’라는 이름이 붙여졌다. 미 항공우주국(NASA)은 이 행성이 별과 별 사이 공간을 일컫는 인터스텔라(성간) 천체라고 확인했다. 특정한 별의 항성계에 속해있지 않은 우주 공간에서 날아온 행성이란 의미다. 미 CNN방송은 5일(현지시간) ‘오무아무아’가 외계의 고등생명체가 보낸 메시지일 수 있다는 하버드대 연구 논문이 나왔다고 보도했다. 에이브러햄 러브 하버드 스미스소니언 천체물리학센터 교수와 슈무엘 비알리 박사 연구팀은 ‘태양 복사압이 오무아무아의 독특한 가속을 설명할 수 있는가‘라는 제목의 논문에서 “오무아무아는 발견 초기 태양을 지나며 속도가 줄어들 것으로 예상됐지만 반대로 속도가 빨라지는 등 독특한 가속 패턴을 보였다”면서 이같이 주장했다. 논문이 온라인 아카이브에 사전 공개되자 천문학자들은 회의적인 반응을 내놨다. 오무아무아가 혜성처럼 태양의 열로 표면에 있던 물질이 떨어져 나가면서 속도가 붙은 것이라는 반박이다. 하지만 연구팀은 “오무아무아가 태양 가까이 있을 때 가스가 빠져나가는 것이 관측되지 않았다”면서 “표면 물질이 떨어져 나가 속도가 빨라졌다면 오무아무아의 회전도 빨라져야 하는데 이런 현상은 일어나지 않았다”고 강조했다. 연구팀은 대신 오무아무아가 태양 빛의 복사압으로 속도를 높이는 ‘솔라 세일’ 형태일 가능성을 제기했다. 솔라 세일은 태양에서 나오는 광자를 연료 삼아 비행하는 기술이다. 일본은 이 기술을 이용해 우주선 이카로스를 발사했었다. 오무아무아를 보낸 외계의 고등생명체가 태양계를 탐사할 목적으로 솔라 세일 형태를 띤 오무아무아를 일부러 보냈을 가능성이 있다는 주장이다. 러브 교수는 “우주에 떠도는 인공물의 증거를 발견하는 것은 ‘우리가 유일한 것인가’라는 해묵은 질문에 확실한 대답을 제공하는 것”이라고 말했다. 최훈진 기자 choigiza@seoul.co.kr

우리 은하에서 가장 나이가 많은 것으로 추정되는 별의 존재가 확인됐다. 호주 모나쉬대학 연구진은 우리 은하의 별이 밀집된 ‘얇은 원반’에 있는 별 ‘2MASS J18082002–5104378 B’가 무려 135억 년 동안 우주에서 ‘생존’한 것으로 보인다는 연구결과를 발표했다. 이 별은 오랜 시간 우리 은하계 안에 있었지만 과학자들에게 쉽게 관찰되지 않았다. 연구진은 그 이유가 작은 질량 탓인 것으로 분석했다. 연구진에 따르면 이 별의 질량은 태양의 14% 정도밖에 되지 않는다. 뿐만 아니라 별의 특성상 태어난 지 얼마 되지 않을수록 금속의 함유량이 많은데, 이 별은 금속 함유량이 매우 적어서 관찰이 어려웠다. 연구진은 이 별의 금속 함유량이 매우 적고 질량이 작다는 점 등을 미뤄 봤을 때, 이 별이 135억 년 전 탄생한 것으로 보고 있다. 이는 거대한 폭발로 우주가 시작됐다는 이론인 빅뱅(대폭발)이 일어난 약 138억 년 전과 매우 근접한 시기이며, 해당 별이 우주 역사의 초기부터 존재한 매우 오래된 별이라는 사실을 짐작할 수 있다. 이 별은 탄생 초기 다른 별들과 마찬가지로 수소와 헬륨, 적은 양의 리튬 등으로 구성이 됐었을 것으로 추정된다. 하지만 시간이 지나면서 별의 중심에 헬륨보다 무거운 다른 요소들이 생겨나면서 가벼운 물질들은 우주 공간으로 날아갔고, 이후 초신성을 일으키면서 서서히 죽어갔을 것으로 보인다. 이 과정에서 현재는 약간의 금속 성분만 남게 됐는데, 이러한 성질은 중심부에 철과 니켈 등 무거운 성분만 남아있는 수성과 유사하다. 현재 이 별에 남아있는 금속 성분의 양은 지구가 가진 금속의 10%에 불과하다. 연구진은 지금까지 금속 성분이 매우 적은 고대 별이 30개 가량 발견됐지만 대부분 태양과 비슷한 질량이었으며, 이 별처럼 질량이 매우 작은 별은 극히 드물다고 밝혔다. 연구진은 “지금까지 학계에서는 빅뱅 이후 큰 별만 만들어졌으며 이 별이 모두 사라졌다고 생각해왔다. 하지만 이번 관찰을 통해 빅뱅 이후 질량이 작은 별이 만들어지고, 이러한 별이 매우 오랫동안 생존할 수 있다는 사실이 입증됐다”면서 “아마 2MASS J18082002–5104378 B보다 더 오랜 역사를 가진 별도 존재할 것”이라고 설명했다. 이번 연구결과는 천문학분야의 세계적인 저널인 천체물리학회지(The Astrophysical Journal Letter) 최신호에 실렸다.　 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

미국 매사추세츠공과대(MIT) 연구진이 인류의 존재를 먼 우주까지 알릴 수 있는 급진적인 방법을 제안했다. 세계적 학술지 ‘천체물리학저널’(ApJ·Astrophysical Journal) 최신호(5일자)에 실린 연구논문에서 MIT 연구진은 레이저 시스템으로 지구 근처에 행성 크기의 인공조명을 밝히면 외계인들에게 알릴 수 있다고 주장한다. 이 연구는 시스템의 계획 단계에서 그 시스템의 타당성을 조사하는 조사로, 우리가 지적 생명체의 신호를 찾는 것이 아니라 그들이 우리를 찾게 하는 시스템을 만든다는 것이다. 이 논문에서 연구진은 외계인이 탐지할 수 있는 인공조명 등을 만들기 위해 구경이 30m인 망원경을 통해 2㎿의 고출력 레이저를 우주 특정 공간에 쏘거나 구경 45m인 망원경을 통해 1㎿ 레이저를 쏘는 방법을 설명한다. 이런 시스템에서 나오는 적외선 방사선은 지적 생명체들이 태양과 같은 항성이 아니라 인공조명임을 알 수 있을 만큼 충분히 강력하다. 일단 인근 항성계에 존재할지도 모르는 외계인들이 이 조명을 포착하면 우리는 이를 통해 간단한 메시지를 보낼 수 있다. 연구에 주저자로 참여한 제임스 클라크 연구원(항공·항천학과)은 “만일 우리의 시스템이 성공해 (외계인들과) 의사소통이 시작되면 초당 수백 비트의 데이터 전송 속도로 메시지를 보낼 수 있으며 이런 메시지는 몇 년 안에 그곳에 도착할 것”이라고 말했다. 연구진에 따르면, 레이저 시스템은 기존 기술과 조만간 개발할 수 있는 기기로 만들 수 있다. 클라크 연구원은 “개발이 어렵기는 하겠지만 불가능하지 않다. 오늘날 제작 중인 이런 레이저와 망원경은 감지할 수 있는 신호를 발생할 수 있다”면서 “근처 지적 생명체들이 먼저 감지할지는 모르지만 확실히 더 많은 관심을 끌 것”이라고 말했다. 연구진은 개념 설계에 가장 적합한 두 가지 시스템 구성에 안착하기 전에 몇 가지 가능성을 조사했었다. 구경 30m 망원경을 통과한 2㎿ 레이저는 태양에서 가장 가까운 항성으로 약 4광년 떨어진 프록시마 센타우리에 있는 프록시마 b에서 뚜렷하게 볼 수 있는 신호를 생성할 수 있다. 그리고 45m 망원경을 통과한 1㎿ 레이저는 약 39광년 떨어진 트라피스트-1 항성계에서 쉽게 감지할 수 있다. 물론 두 시스템 모두 약 2만 광년 떨어진 곳에서도 탐지할 수 있다고 클라크 연구원은 말한다. 하지만 이 같은 시스템은 위험을 동반한다. 레이저 빔은 맨눈으로 볼 수 없지만, 우주 공간에 있는 탐사선의 기기에 장애를 입히거나 우주 비행사들 역시 직접 보면 시력이 손상될 수 있다. 이에 대해 클라크 연구원은 “이 시스템을 아무도 살지 않고 지구에서도 그리 많이 벗어나지 않은 달의 먼 쪽에 건설하면 더 안전할 수 있다”면서 “이 연구는 타당성 조사로 이 시스템이 좋은 생각인지 아닌지 그것은 앞으로 토론할 일”이라고 말했다. 이어 “만일 우리가 이 시스템의 조명을 찾는 입장이라면 현재 우리 기술로는 찾기 어려울 것”이라고 덧붙였다. 사진=MIT 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

태양계를 찾아 온 첫 외계 천체인 오무아무아(Oumuamua)의 정체가 외계 생명체가 보낸 일종의 ‘돛’일 수 있다는 연구결과가 나왔다. 지난해 10월 발견된 오무아무아는 태양계 밖에서 온 성간 천체로는 최초로 확인됐으며, 매우 빠른 속도로 태양계를 통과하고 있다. 미국 하버드-스미스소니언 천체물리학연구소(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, 이하 CfA)에 따르면, 이 천체는 우주선의 안정적인 추진을 위해 태양광을 이용하는데 사용되는 돛인 ‘솔라 세일‘(Solar sail)과 유사한 역할을 하는 것으로 보인다. 이 천체의 궤도와 속도 등을 정밀하게 분석한 결과, 오무아무아는 태양 주위에서 속도가 줄어들지 않고 태양 주위를 맴도는 움직임을 보이는데, 이는 오무아무아가 솔라 세일의 역할을 하기 때문이라고 추측했다. 이전 연구에서 전문가들은 오무아무아의 궤도가 태양 중력만으로는 설명이 되지 않는다는 연구결과를 내놓은 바 있다. 또 약 100만 년 전 고향 별에서 튕겨져 나온 것으로 추정했는데, 고향별에서 나와 현재와 같은 궤도를 유지하는 비결이 바로 ‘솔라 세일’이라는 게 연구진의 설명이다. 솔라 세일은 매우 얇은 돛이 태양빛을 받고 이를 연료로 나아가는데 필요한 기술이다. 연구진은 오무아무아가 궤도에서 움직이는 속도를 설명하기 위해서는 매우 가볍고 얇은 두께의 돛이 필요하며, 오무아무아가 바로 그 돛(솔라 세일)의 역할을 한 것으로 보인다고 설명했다. 연구진은 미국 과학잡지 사이언티픽 아메리칸에 기고한 글에서 “오무아무아는 인터스텔라(성간)를 떠다니는 고성능 기기의 잔해일 가능성이 있다. 아마도 본체에서 솔라 세일의 역할을 하다가 떨어져 나왔을 것”이라면 “오무아무아가 외계 생명체가 지구 인근으로 보낸 탐색 기기라는 가능성도 있다”고 설명했다. 오무아무아가 솔라 세일일 것이라는 예측이 매우 터무니없는 것은 아니다. 실제로 일본은 2010년 바람 한 점 없는 우주에서 태양 빛이 돛에 부딪힐 때 생기는 힘으로 날아가는 ‘이카로스’를 성공적으로 우주에 보냈다. 발사 후 약 7개월 후 금성에 도착했으며, 이후 금성을 지나 초속 400m 정도의 속도로 태양 주변을 돌고 있다. 한편 이번 연구결과는 지난 1일 미국 코넬대가 운영하는 온라인 논문저장 사이트 ‘아카이브’(ArXiv.org)에 공개됐다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

죽어가던 별이 블랙홀과 만나면 되살아나는 ‘좀비 별’이 실존할 수 있다는 내용의 연구결과가 나왔다고 지난달 31일 라이브 사이언스 등 해외 과학매체가 보도했다. 미국 캘리포니아에 있는 로렌스 리버모어 국립 연구소(Lawrence Livermore National Laboratory) 연구진이 슈퍼컴퓨터를 이용해 휴면기에 있는 백색왜성의 움직임과 에너지를 시뮬레이션 한 결과, 중간 질량의 블랙홀과 마주칠 경우 별이 다시 활동을 시작할 수 있다는 근거를 찾았다. 중간 질량의 블랙홀(intermediate-mass black hole)은 태양 1000~10만 개 질량에 해당하는 크기의 블랙홀이다. 일반적으로 백색왜성은 적색거성이 차갑게 식으며 쪼그라들면서 생기는 것으로, 작은 질량을 지닌 별들의 진화 마지막 단계다. 시간이 지나면서 천천히 식다가 빛을 내지 못하는 암체(스스로 빛을 내지 못하는 물체)로 일생이 끝나거나 쌍성을 이루는 거성으로부터 물질이 유입돼 초신성 폭발을 일으키기도 한다. 하지만 연구진의 시뮬레이션 결과 백색왜성이 차갑게 식어 빛을 내지 못하다가도, 블랙홀과 가까워질 경우 빛을 내는 단계로 역행하는 것을 확인했다. 이번 시뮬레이션 결과에서는 백색왜성이 블랙홀과 얼마나 가깝게 스쳐 지났는지에 따라 칼슘과 철 등의 성분이 각기 다른 양으로 융합된다는 사실도 확인됐다. 거리가 가까울수록 우주에서의 핵합성(다양한 핵반응을 통해 새로운 원소가 생성되는 과정)이 더욱 효율적으로 이뤄지고, 동시에 철의 생성량도 많아진다. 연구진은 “수많은 별들의 움직임과 데이터를 시나리오 삼아 이번 이론을 시뮬레이션 했다”면서 “이미 한 번 ‘죽은’ 별이 블랙홀과 근접하자 재점화될 수 있다는 사실을 확인했으며, 이 과정에서 발생하는 뚜렷한 전자파와 중력파 에너지는 지구 궤도 인근에서 관찰할 수 있을 정도일 것”이라고 설명했다. 이어 “다만 백색왜성이 ‘좀비 별’이 되기 위해서는 반드시 중간 질량의 블랙홀과 만나야 한다. 태양 질량보다 작은 블랙홀(스텔라질량 블랙홀)이나, 태양의 10만 배에 달하는 블랙홀(초대질량 블랙홀)과 만나면 백색왜성이 완전히 흡수될 수 있기 때문”이라고 덧붙였다. 이번 연구는 천문학분야의 세계적인 저널인 천체물리학회지(The Astrophysical Journal Letter) 9월 호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

우리 은하 중심에 거대한 블랙홀이 존재한다는 가설을 뒷받침 할 새로운 이미지가 공개됐다. 비즈니스인사이더 등 해외 언론의 지난달 31일 보도에 따르면 유럽남방천문대(ESO)가 칠레 남부 아타카마 사막에 있는 천체망원경 VLT(Very Large Telescop)를 이용해 우리 은하 중심에 있는 거대 블랙홀 ‘궁수자리(Sagittarius) A*’를 관찰한 결과, 주변에서 소용돌이치는 가스의 무더기가 확인됐다고 밝혔다. ESO에 따르면 궁수자리 A별 주변으로부터 적외선이 뿜어져 나오고 있었으며, 이를 정밀 관찰한 결과 소용돌이치는 가스의 무더기라는 사실을 확인했다. 이 가스들은 빛의 속도의 약 30% 빠르기로 소용돌이 치고 있으며, 모두 궁수자리 A별 바깥 경계에서 관찰됐다. 전문가들은 이를 통해 다시 한 번 우리 은하 중심에 있는 블랙홀의 존재가 확인됐다고 분석하고 있다. ESO가 공개한 것은 블랙홀 주변에서 소용돌이치는 가스의 형태를 이미지화 한 것으로, 지금까지 공개된 궁수자리 A별의 이미지 중 가장 근접한 모습을 보여준다. 영국 옥스퍼드대 천체물리학자 조세핀 피터스 교수는 “이번 연구는 블랙홀에 휩싸이지 않는 범위 내에서 가장 가까이 블랙홀에 접근한 관찰”이라면서 “궁수자리 A별은 우리와 가장 가까운 거리에 있는 거대 블랙홀이지만, 아직까지도 미스터리한 부분이 남아있다”고 설명했다. 이어 “이번 결과는 우리 가까이에 있는 ‘천문학적 괴물’(블랙홀)에 대해 더 자세히 이해하는데 도움이 될 것”이라고 덧붙였다. 한편 궁수자리 A별은 지구에서 약 2만 6000광년 떨어져 있으며, 지름은 약 2250만㎞. 질량은 태양의 400만 배에 달하는 것으로 알려져 있다. 지난 4월에는 궁수자리 A별 주위에 작은 크기의 블랙홀 12개가 추가로 존재한다는 사실이 확인되기도 했다. 이번 연구결과는 ‘천문학 & 천체 물리학 저널’(the journal Astronomy & Astrophysics) 10월 31일자에 실렸다. 사진=ESO 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

“케플러는 우리가 밤하늘을 바라보는 방식을 바꿨습니다.”미국항공우주국(NASA)이 2009년 발사해 지난 9년간 2600개 이상의 외계행성을 찾아낸 ‘케플러’ 우주망원경이 공식 은퇴한다. 케플러보다 2년 앞서 발사된 인류 최초의 소행성 탐사선 ‘돈’도 연료가 고갈돼 같은 절차를 밟게 될 전망이다. 30일(현지시간) 로스앤젤레스타임스(LAT) 등 미 언론에 따르면 NASA의 천체물리학 부문 책임자인 폴 허츠는 워싱턴DC 본부에서 “케플러는 우주 탐사의 새 시대를 열었고, 인류를 새롭게 정의했다”면서 “연료가 바닥 난 상황이라 다음주 안에 송신기를 끄라는 명령을 전달할 예정”이라고 밝혔다. 일명 ‘행성 사냥꾼’이란 별칭이 붙은 케플러는 현재까지 발견된 외계행성의 70%가량인 2681개를 찾아냈다. 이를 통해 우리 은하의 모든 별이 적어도 한 개 이상의 행성을 갖고 있다는 점을 알게 됐다. 케플러가 발견한 행성 10여개는 생명체가 거주할 수 있는 이른바 ‘골디락스’ 영역에 위치한 지구 크기 암석형 행성이다. 이 중 ‘케플러-22b’는 지구보다 크지만 해왕성보다 작은 슈퍼지구급으로 생명체 존재 가능성이 높은 곳으로 꼽힌다. 소행성 탐사선 돈은 2007년 9월 델타Ⅱ 중형 로켓에 실려 발사된 뒤 2011년 7월 화성과 목성 사이의 소행성 벨트에서 질량이 가장 큰 소행성인 ‘베스타’에 도착했다. 이듬해 9월까지 1년여간 궤도를 돌다 왜행성 ‘세레스’로 옮겨 2015년부터 탐사해왔다. 최훈진 기자 choigiza@seoul.co.kr

“케플러는 우리가 밤하늘을 바라보는 방식을 바꿨습니다.” 미국항공우주국(NASA)이 2009년 발사해 지난 9년간 2600개 이상의 외계행성을 찾아낸 ‘케플러’ 우주망원경이 공식 은퇴한다. 케플러보다 2년 앞서 발사된 인류 최초의 소행성 탐사선 ‘돈’도 연료가 고갈돼 같은 절차를 밟게 될 전망이다. 30일(현지시간) 로스앤젤레스타임스(LAT) 등 미 언론에 따르면 NASA의 천체물리학 부문 책임자인 폴 허츠는 워싱턴DC 본부에서 “케플러는 우주 탐사의 새 시대를 열었고, 인류를 새롭게 정의했다”면서 “연료가 바닥 난 상황이라 다음주 안에 송신기를 끄라는 명령을 전달할 예정”이라고 밝혔다. 태양에서 약 1억 5000만㎞ 떨어진 궤도에서 지구를 따라 돌고 있는 케플러는 이제 어두운 우주 궤도를 떠돌며 영면에 들게 된다. 일명 ‘행성 사냥꾼’이란 별칭이 붙은 케플러는 현재까지 발견된 외계행성의 70%가량인 2681개를 찾아냈다. 이를 통해 우리 은하의 모든 별이 적어도 한 개 이상의 행성을 갖고 있다는 점을 알게 됐다. 케플러가 발견한 행성 10여개는 생명체가 거주할 수 있는 이른바 ‘골디락스’ 영역에 위치한 지구 크기 암석형 행성이다. 이 중 ‘케플러-22b’는 지구보다 크지만 해왕성보다 작은 슈퍼지구급으로 생명체 존재 가능성이 높은 곳으로 꼽힌다. 케플러의 뒤를 잇는 우주망원경 ‘테스’는 지난 4월 발사돼 가동 중이다. 소행성 탐사선 돈은 2007년 9월 델타Ⅱ 중형 로켓에 실려 발사된 뒤 2011년 7월 화성과 목성 사이의 소행성 벨트에서 질량이 가장 큰 소행성인 ‘베스타’에 도착했다. 이듬해 9월까지 1년여간 궤도를 돌다 왜행성 ‘세레스’로 옮겨 2015년부터 탐사해왔다. 최훈진 기자 choigiza@seoul.co.kr

미국 하와이주 대법원은 30일(현지시간) 원주민 대표가 빅아일랜드의 마우나 케아 정상에 건설할 예정인 세계 최대 규모의 천체망원경 허가를 내준 하와이 주정부를 상대로 제기한 소송서 적법하다는 판결을 내렸다고 뉴욕타임스 등이 보도했다. ‘원주민의 성지’를 훼손한다는 반발해도 불구하고 미국 천체물리학계의 오랜 숙원이었던 직경 30m의 거대 천체망원경이 건립될 길이 열렸다.원주민 대표들은 그 동안 망원경 건설허가를 인정한 2심 판결과 건설허가를 내준 주정부 결정에 불복하고 재판을 진행해왔다. ‘30미터 망원경’(Thirty Meter Telescope·TMT)이라 불리는 이 망원경 건설은 2015년 최초로 건설계획이 발표된 이래 찬반이 격돌한 이슈였다. 1심 재판에서는 허가 절차에 하자가 있다며 건설계획을 백지화하고 처음부터 다시 단계를 밟으라는 명령이 나왔었다. 법원의 공사 백지화와 중지 명령이 내려지기 전에는 항의 시위대가 산에 이르는 도로를 봉쇄하고 공사를 방해했었다. TMT는 워낙 거대한 망원경인데다 이를 건설하기 위해 적지 않은 공사 장비와 자재를 산 정상으로 운반해야 하는 점이 주변 생태계와 하와이 원주민이 성소로 생각하는 마우나 케아 산 정상 지역을 훼손할 우려가 있다는 점이 제기됐기 때문이다. 건립 비용만 해도 최소 14억 달러(1조 5900억원)이 드는 것으로 추산된다. 원주민 성지에 대형망원경이 건설되서는 안된다며 중지 소송을 냈던 케알로하 피스치오타 원주민 대표는 “최종심 판결에 충격을 받았다”면서 “이런 판결에도 불구하고 마우나 케아가 성지라는 사실은 변함이 없다”고 주장했다. 하종훈 기자 artg@seoul.co.kr

빅뱅(우주 대폭발) 이후의 초기 우주가 지금까지 생각보다 훨씬 더 일찍 진화를 시작한 것일지도 모르겠다. 유럽남방천문대(ESO)는 17일(현지시간) 지구에서 육분의자리 방향으로 110억 광년 거리에서 태양보다 1000조 배 이상 큰 질량을 지닌 초은하단을 발견했다고 밝혔다. 초은하단은 은하들이 모여서 이룬 초대규모의 은하집단이다. ‘히페리온’(Hyperion)이라고 명명된 이 초은하단은 빅뱅 이후 23억 년이 흐른 초기 우주에서 형성된 ‘원생 초은하단’이다.　ESO에 따르면, 히페리온은 국제 천문학 연구팀이 칠레에 있는 ESO의 초거대망원경(VLT)에 장착된 ‘가시광선 다천체분광기’(VIMOS)를 사용해 처음 발견했다. 전문가들은 초기 우주에서도 엄청난 질량과 크기를 지닌 히페리온의 발견은 그야말로 놀라운 일이라고 말한다. 연구를 이끈 이탈리아 천체물리연구소(INAF)의 올가 쿠치아티 박사는 “빅뱅 이후 20억 년이 좀 더 흐른 시점에서 이렇게 초은하단이 확인된 사례는 이번이 처음”이라면서 “보통 초기 우주의 초은하단은 낮은 적색편이를 갖는데 이는 우주가 지금까지 생각보다 훨씬 더 일찍 진화를 시작했음을 보여준다”고 설명했다. 연구팀에 따르면, 히페리온은 비슷한 크기의 가까운 초은하단들과 구별되는 복잡한 구조를 갖는다. 이 거대한 우주 구조는 적어도 7개의 고밀도 은하가 필라멘트처럼 연결돼 있다는 것이다. 히페리온의 이런 특이한 구조는 초기 우주의 진화 과정과 관련이 있다고 연구팀은 보고있다. 근처에 있는 다른 은하단들은 중력으로 물질을 끌어당기기 위해 몇십억 년을 보냈지만, 히페리온의 경우 이 과정이 훨씬 더 짧았다는 것이다. 연구팀은 히페리온은 우리 은하가 있는 처녀자리 초은하단이나 슬론 장성(Sloan Great Wall)에 있는 초은하단들처럼 국소 우주에서 보이는 다른 큰 천체들과 비슷한 구조로 진화할 것이라고 말했다. 쿠치아티 박사는 “히페리온을 이해하고 이 천체가 비슷한 최근의 초은하단과 어떤 차이가 있는지를 이해하면 우주가 과거에 어떻게 발전했고 미래에 어떻게 진화할지를 예측할 수 있다”고 설명했다. 사진=ESO/올가 쿠치아티 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

금(金) 같이 세상에서 가장 희소한 원소를 생성하는 거대한 폭발 현상이 우주 전역에서 정기적으로 일어날 수 있음을 시사하는 연구 결과를 미국항공우주국(NASA)이 16일(현지시간) 발표했다. 이른바 ‘킬로노바’(Kilonova·메크로노바 또는 R-과정 초신성이라고도 한다)로 알려진 이 현상은 두 개의 중성자별이 충돌하면서 고에너지의 입자로 이뤄진 강력한 제트를 우주 공간으로 방출할 때 발생하는 빛을 말한다. 이때 금은 물론 백금, 우라늄과 같이 무거운 원소가 대량으로 생성된다. 지난해 10월 16일 킬로노바가 처음 발견됐을 때 각국의 천문학자와 물리학자로 이뤄진 한 연구팀은 ‘두 중성자별의 병합’으로 추정되는 광원에서 빛과 중력파를 처음으로 동시 검출한 사실을 발표했다. 이 폭발은 우주의 구조를 뒤흔들어 시공간을 왜곡했고, 이는 천체물리학계의 새로운 장을 연 것으로 여겨졌다. 이후 천문학자들은 이 역사적인 사건과 직접적인 관계가 있는 현상을 새롭게 확인했으며 이런 현상이 지금까지 생각보다 훨씬 더 흔할 수 있다고 주장한다. 이번 연구를 주도한 NASA의 엘레노라 트로자 연구원은 “이는 하나밖에 감지되지 않았던 현상이 두 개가 된 큰 진전”이라고 말했다. 새롭게 확인된 폭발은 지난 2015년 NASA의 닐 게릴스 스위프트 천문대에 의해 위치가 확인됐던 ‘감마선 폭발(GRB) 150101B’다. NASA 찬드라 X선망원경과 허블우주망원경(HST), 그리고 디스커버리채널망원경(DCT)의 후속 관측에 따라 GRB150101B는 지난해 레이저간섭계중력파관측소(LIGO)에 의해 발견됐으며 여러 집광 망원경에 의해 관측됐던 중성자별의 병합인 ‘중력파(GW) 170817’과 주목할 만큼 비슷한 점을 공유하는 것으로 나타났다. 이번 연구는 이처럼 서로 다른 두 천체가 실제로 직접적인 연관성이 있을 수 있음을 보여준다. 트로자 연구원은 “이번 발견은 GW170817과 GRB150101B 같은 사건이 완전히 새로운 종류의 폭발 현상을 나타내는 것일 수 있으며 이런 현상은 실제로 비교적 흔할 수 있다는 것을 보여준다”고 말했다. 연구에 참여한 NASA의 제프리 라이언 연구원은 “두 천체는 똑같아 보이고 똑같이 행동하며 비슷한 이웃 출신이므로 가장 간단하게 설명하면 이들은 같은 종류의 천체에서 나왔다는 것”이라고 말했다. GRB150101B와 GW170817이라는 두 가지 사례 모두 폭발은 비축(off-axis)으로, 즉 제트가 직접 지구를 향하지 않은 상태에서 확인됐을 가능성이 있다. 지금까지 천문학자들이 확인한 이런 사건은 두 번의 ‘비축 단기지속 감마선폭발’(off-axis short GRB)이다. GRB150101B의 광학적 방출은 스펙트럼상에서 대부분이 파란색 부분이며 이 사건은 GW170817에서 관측됐듯이 또다른 킬로노바의 중요한 단서를 제공한다. 트로자 연구원은 “모든 새로운 관측은 우리가 스펙트럼상의 고유 흔적이 있는 킬로노바를 확인하는 방법을 더 많이 배울 수 있도록 해준다”면서 “예를 들면 은은 파란색을 내지만 금과 백금은 빨간색을 내는 것”이라고 설명했다. 또 “우리는 중력파 관측 자료 없이도 이 같은 킬로노바를 확인할 수 있었으므로, 미래에는 감마선폭발을 직접 관측하지 않고도 이 작업을 수행할 수 있을 것”이라고 말했다. GRB150101B와 GW170817 사이에는 여러 공통점이 있지만, 매우 중요한 두 가지 차이점이 있다. 하나는 위치인데 GW170817은 지구에서 약 1억3000만 광년 거리에 있지만, GRB150101B는 약 17억 광년이나 떨어져 있다. 두 번째 중요한 차이점은 GW170817와 달리 GRB150101B에서는 중력파 자료가 존재하지 않는다는 것이다. 이런 정보가 없으면 연구팀은 병합된 두 천체의 질량을 계산할 수 없다. 따라서 GRB150101B는 두 중성자별이 아니라 블랙홀과 중성자별의 병합에서 비롯됐을 수 있다. 또다른 연구 참여자인 NASA의 알렉산더 쿠이트레프 연구원은 “물론 GW170817과 같은 또다른 사건이 중력파 자료와 전자파 영상을 모두 제공하는 것은 시간문제일 것”이라고 말했다. 이어 “다음에 이런 관측을 한다면 그것은 중성자별과 블랙홀의 병합일 것”이라면서 “이번 연구는 이런 사건을 훨씬 일찍 볼 수 있다는 새로운 희망을 준다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 네이처 자매지인 ‘네이처 커뮤니케이션스’(Nature Communications) 최신호(16일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

영국의 저명한 우주학자이자 천체물리학자인 마틴 리스 경이 ‘입자가속기에 관한 최악의 시나리오’를 공개했다. 이는 말 그대로 지구 종말을 의미한다. 영국 일간 텔레그래프 등 외신은 1일(현지시간) 영국 왕립협회 회장을 역임한 마틴 리스 교수가 신간에서 만일 입자가속기 실험이 잘못되면 블랙홀이 생기거나 지구가 지름 100m짜리 구체로 압축될 수 있다고 경고했다고 밝혔다. 리스 교수는 ‘미래에: 인류에 대한 전망’(On The Future: Prospects for Humanity)이라는 제목의 이 책에 “입자가속기는 우주에 관한 우리 이해에 엄청난 돌파구를 마련했지만 큰 위험 역시 가져온다”면서 “어쩌면 블랙홀이 발생해 주변 모든 것을 빨아들일 수 있다”고 썼다. 또 그는 “두 번째 가능한 위험은 쿼크가 기묘체(strangelet)로 불리는 압축 물체로 재구성되는 것이다. 그 자체는 해가 없을 수 있다”고 밝혔다. 여기서 쿼크는 양성자, 중성자와 같은 소립자를 구성하고 있다고 여겨지는 기본적인 입자를 말한다. 하지만 그는 “몇몇 가설에 따르면, 기묘체는 전염에 의해 접촉하는 다른 모든 물질을 새로운 형태로 바뀌어 지구 전체를 지름이 100m 정도 되는 초밀도 구체로 압축될 수 있다”면서 “이는 축구장 2개분을 합친 길이”라고 설명했다. 리즈 교수에 따르면, 입자가속기가 지구를 파괴할 수 있는 세 번째 방법은 “공간 자체를 집어삼키는 재앙”에 따른 것이다. 우선 그는 “물리학자들이 ‘진공’이라고 부르는 빈 공간은 단순한 공허 이상이다. 그곳은 모든 일이 일어나는 경기장”이라면서 “그 안에 물리적 세계를 지배하는 모든 힘과 입자가 잠재돼 있다”고 설명했다. 이어 “현재의 진공 상태는 깨지기 쉽고 불안정할 수 있다. 어떤 이들은 입자가 충돌할 때 발생하는 응축된 에너지가 우주 구조를 찢는 ‘단계 전환’을 유발할 수 있다고 추측한다”면서 “이는 단순히 지구만의 재앙이 아닌 우주 대재앙이 될 것”이라고 적었다. 하지만 그는 입자가속기의 필요성 역시 언급했다. 그는 “예를 들어, 대형강입자충돌기(LHC·Large Hadron Collider)는 과학자들이 힉스입자라는 가상 입자를 발견하도록 했다. 혁신은 종종 위험하지만 위험을 감수하지 않으면 이득을 잃을 수 있다”면서 “그런데도 물리학자들은 우주에서도 전례 없는 상황을 만드는 실험을 수행하는 데 신중해야 한다”고 지적했다. 이어 “많은 사람이 이런 위험을 SF 소설로 무시하는 경향이 있지만 가능성이 매우 적다고 해서 큰 위험을 무시할 수는 없다”고 덧붙였다. 하지만 얼마 전 세상을 떠난 스티븐 호킹 박사를 비롯해 많은 저망한 학자들은 입자가속기를 축복한다. 호킹 박사는 생전에 “LHC를 가동할 때 세상은 끝나지 않을 것이다. LHC는 절대적으로 안전하다”면서 “지구의 대기에서는 더 큰 에너지가 방출되는 충돌이 하루에도 수백만 번씩 일어나고 있지만 어떤 끔찍한 일도 일어나지 않았다”고 말했다. 실제로 LHC는 2009년부터 가동에 들어갔지만 우려는 그야말로 우려로 끝났다. 유럽입자물리연구소(CERN) 역시 홈페이지를 통해 “LHC는 안전평가그룹(LSAG)을 통해 LHC 충돌 실험이 위험하지 않으며 우려할 이유가 없다는 2003년 보고서의 결론을 재확인하고 확대했다”고 밝혔다. 사진=BBC/ATLAS Experiment/CERN 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

새로운 세상을 찾아나선 차세대 ‘행성 사냥꾼’의 첫번째 '작품'이 일반에 공개했다. 지난 18일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 우주망원경 ‘테스’(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)가 촬영한 첫번째 과학 이미지를 홈페이지에 공개했다. 심연의 우주 속에 수많은 천체들로 가득한 이 사진은 지난달 7일 TESS의 카메라가 30분 간 남반구 하늘을 촬영해 얻은 결과물이다. 사진 왼편 십자 모양으로 밝게 빛나는 천체는 황새치자리 R(R Doradus)로 불리는 별로 적색 초거성으로 분류된다. 사진 오른편 수많은 별들이 가득차 빛나는 지역은 대마젤란은하(Large Magellanic Cloud)다. 안드로메다 은하보다는 낯설지만 사실 우리 은하와 가장 가까운 이웃인 마젤란 은하는 대마젤란은하와 소마젤란은하로 구성돼 있는 불규칙 은하(일정한 모양을 갖추지 않은 은하)다. NASA 천체물리학 부서 책임자인 폴 허츠 박사는 "수많은 별들로 가득한 '우주의 바다'에서 TESS는 더 넓은 그물을 던져 유망한 행성들을 찾아낼 것"이라면서 "이번에 공개된 첫번째 과학 이미지는 TESS 카메라의 능력과 또 다른 지구를 찾을 수 있다는 가능성을 보여준다"고 설명했다. 한편 지난 4월 발사된 TESS는 지구 고궤도에 올라 13.7일에 한 바퀴 씩 지구를 돌면서 300~500광년 떨어진 별들을 집중 조사하게 된다. 특히 TESS에 '차세대'라는 명칭이 붙은 이유는 지금까지 임무를 수행해 온 케플러 우주망원경의 후임이기 때문이다. 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓은 TESS는 20만 개의 별이 조사 범위다. 케플러와 TESS가 이렇게 많은 별들 속 외계행성을 찾을 수 있는 이유는 식현상(transit)을 이용하기 때문이다. 천문학자들은 행성이 별 앞으로 지날 때 별의 밝기가 약간 감소하는 것을 포착해서 행성의 존재 유무를 확인한다. 이후 학자들은 추가 관측을 통해 외계 행성의 존재를 최종 판단하는데 향후 이 임무는 2021년 이후로 발사가 연기된 ‘제임스 웹 우주망원경’(JWST·James Webb Space Telescope)이 맡는다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

20세기 가장 중요한 천체 물리학 발견 중 하나인 라디오 펄서를 발견했지만 노벨상에서는 제외된 영국의 천체물리학자 조슬린 벨 버넬(75)이 기초과학 분야 최고 영예의 상인 ‘브레이크스루 상’의 특별 수상자로 선정됐다고 6일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 브레이크스루 상은 구글의 세르게이 브린, 페이스북의 마크 저커버그 등 IT·과학 분야 거두들이 후원해 ‘실리콘밸리의 노벨상’이라는 별명으로도 불리는 상으로, 기초학문 분야 상 가운데 상금이 가장 많다. 물리, 생명과학, 수학 분야에서 매년 1~4명씩 선정하며, 물리 분야에서 이 상을 받은 학자는 올해 타계한 스티븐 호킹, 중력파를 발견해 지난해 노벨물리학상을 받은 라이고 국제협력단 등이 있다. 버넬이 받을 수상 금액은 300만 달러(한화 34억원)로 알려졌다. 올해 시상식은 11월 4일 미국에서 열릴 계획이다. 버넬은 대학원생일 때인 1967년 펄서를 최초로 발견했는데, 이 펄서의 발견으로 인해 인류는 언젠가 태양계 바깥으로 진출하는 데 필수적인 ‘은하계 위치설정 체계’를 구축할 수 있게 되었다. 버넬은 그러나 펄서를 발견하고도 1974년 펄서 발견 업적에 수여된 노벨물리학상 수상자에서는 제외되었다. 그 대신에 노벨상은 그녀의 지도교수인 케임브리지 대학의 앤터니 휴이시와 동료 마틴 라일에게 돌아갔다. 휴이시는 그녀와 함께 필요한 전파망원경을 만들었지만, 펄서를 발견한 사람은 어디까지나 벨이었다. 1974년의 노벨 물리학상 수상은 노벨상이 가장 불공정하게 수여된 사례로 비판을 받는 등, 두고두고 많은 논란을 불러일으켰다. 그러나 버넬은 실망하지 않고 과학자로서의 경력을 성공적으로 쌓아간 끝에 영국 여성 과학자로서는 처음으로 에든버러 왕립학회장을 맡고 영국물리학회장을 역임했으며, 마이클 패러데이상 등 굵직한 상을 여럿 받은 끝에 펄서 발표 50주년을 맞는 올해 브레이크스루 상을 받은 것이다. 버넬이 발견한 펄서는 맥동전파원(脈動電波源)으로 불리는 빠르게 회전하는 작은 별이다. 놀랍게도 성분이 모두 중성자로 이루어진 천체로, 보통의 항성이 폭발로 생을 마감한 후 뒤에 남겨지는 속고갱이 같은 별이다. 중성자별의 밀도는 성냥갑 하나 부피의 물질이 무려 5조 톤에 달한다. 그러나 지름은 겨우 30km 정도로, 초당 수백 회에 이르는 회전을 하면서 라디오파나 X-선 빔을 우주공간으로 쏘아댄다. 이 빔이 지구 쪽으로 향하면 우리는 비로소 펄서 존재를 확인할 수 있게 된다. 펄서는 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 테스트 할 수있는 가장 훌륭한 도구 중 하나이기도 하다. 상대성 이론은 천문학자들이 할 수있는 가장 정교한 검증을 모두 통과하여 100년 이상 건재를 과시하고 있다. 그러나 우주가 어떻게 작동하는지에 대한 우리의 가장 성공적인 이론인 양자역학과는 아귀가 잘 맞지 않는다. 과학자들은 그래서 상대성 이론의 작은 결점이라도 찾아내기 위해 분투하고 있는 중이다. 펄서는 이 문제를 풀 수 있도록 도움을 줄 수 있다고 과학자들은 믿고 있다. 지금도 천문학자들에게 날밤을 새게 하는 것은 블랙홀 주변의 궤도에서 펄서를 찾아내고자 하는 열망이다. 이것은 일반 상대성 이론을 검증할 수 있는 가장 이상적인 시스템이기 때문이다. 어쨌든 펄서의 발견은 우주에 대한 인류의 이해를 크게 바꾸었으며, 그 진정한 중요성은 여전히 미지인 채로 펼쳐져 있다고 할 수 있다. “조슬린 벨 버넬의 펄서 발견은 천문학 역사상 가장 위대한 업적 중 하나가 될 것”이라고 규정한 브레이크스루 상 선정위원회 의장 에드워드 위튼은 “발견할 그 순간까지 중성자 별이 실제로 어떻게 존재하는지를 아무도 정확히 알 수 없었지만, 펄서의 발견으로 믿을 수 없을 만큼 정확한 방법으로 이러한 물체를 관찰할 수 있게 되었고 그후 엄청난 진보가 이루어졌다”고 밝혔다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

목성의 거대 폭풍인 대적점(Great Red Spot)이 목성에 물이 있는지 ‘답’을 갖고 있다는 사실이 최근 새로운 연구에서 밝혀졌다고 우주 전문 사이트 스페이스닷컴이 1일(현지시간) 보도했다. 우리 태양계에서 가장 큰 행성인 목성은 아주 특별한 세계이다. 미 항공우주국(NASA)에 따르면 목성은 태양을 만들고 남은 여분의 물질들을 몽땅 품고 있는 첫 번째 천체일 가능성이 높다. 그래서 과학자들이 목성이 태양과 똑같은 조성을 가지고 있다고 생각하는 것은 놀라운 일이 아니다. 그러나 지난 수십 년 동안 이 행성에 대한 후속 연구에 의해 목성의 사정은 더욱 복잡해졌다. 목성 대적점이 물의 힌트를 가지고 있을지도 모른다는 것은 NASA 고다드 우주비행센터의 천체물리학자 고든 뵤레이커의 최근 연구에서 비롯되었다. “목성을 도는 위성들은 주로 물의 얼음으로 이루져 있기 때문에 모두 물이 풍부하다”고 밝힌 뵤레이커는 “그렇다면 거대한 중력 우물인 모행성에 물이 없을 까닭이 없지 않은가?” 라고 NASA 성명서에서 반문했다. 뵤레이커와 동료 과학자들은 하와이의 마우나 케아산 정상에 있는 케크 천문대의 지구상에서 가장 강력한 적외선 망원경을 사용하여 목성에 대한 복사선 데이터를 수집했다. 또 NASA의 목성 탐사선 주노의 데이터로 보완함으로써 이전의 어떤 미션보다 목성의 구름 속을 더 깊이 탐사할 수 있었다. 현재 주노는 53일에 한 번 목성을 공전한다. 지상 장비를 사용하여 대적점의 깊은 곳에서 나오는 열 복사를 지켜본 결과, 연구팀은 이 폭풍의 심연에 있는 구름 위에서 물의 화학적 특성을 발견했다. 이론적으로나 컴퓨터 분석에 의한 모델 역시 목성에 ‘풍부한’ 물의 존재를 뒷받침한다. 연구팀은 물의 증거를 갖고 있는 대적점 내부의 가장 깊은 구름층은 지구의 대기압의 5배가 되어 온도가 물의 빙점에 도달한다는 사실도 아울러 발견했다. 이는 연구자가 목성에서 발견한 일산화탄소 수준과 더불어 목성이 산소가 풍부하다는 것을 확인하는 것으로 보이며, 이미 풍부한 양의 수소가 있다는 사실이 잘 알려져 있기 때문에 물 성분이 모두 존재하고 있는 것이다. 하지만 목성에 얼마나 많은 물이 있는가 하는 점은 앞으로 규명해야 할 과제로 남아 있다고 연구팀은 밝혔다. 캘리포니아주 패서디나 소재 NASA 제트추진연구소의 주노 프로젝트 과학자인 스티븐 레빈 박사는 “목성의 물은 우리에게 이 거대한 행성의 생성과정에 대해 많은 정보를 알려줄 것”이라면서 “그러나 문제는 목성 전체에 얼마나 많은 물이 있는지를 알아내는 일”이라고 밝혔다. 이번 연구 결과를 상세히 기술한 논문은 8월 17일 ‘아스트로노미컬 저널’(Astronomical Journal)에 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　​

우리 은하보다 1000배 더 빠르게 별이 태어나는 괴물 은하가 사상 처음으로 자세히 관측됐다. 국제 천문학 연구팀은 남미 칠레 고원에 있는 알마 전파망원경을 사용해 이 같은 은하를 포착하는 데 성공했다고 세계적 학술지 네이처 최신호(29일자)에 발표했다. 연구팀은 알마 망원경 덕분에 기존보다 10배 더 자세한 자료를 얻을 수 있었다. ‘COSMOS-AzTEC-1’로 명명된 이 은하는 지구에서 보면 육분의 자리 방향으로 약 124억 광년 떨어진 곳에 있다. 연구팀은 이 은하에서 나오는 전파를 관측하고 별이 태어나는 데 필요한 수소 등의 가스가 어떻게 분포하고 있는지를 분석했다. 또한 별이 태어나는 데 중요한 요소가 되는 가스의 움직임과 밀도도 조사했다. 그 결과, 이 은하의 가스 농도는 우리 은하의 약 30배에 달하는 것으로 나타났다. 즉 이 은하에서는 가스가 매우 짙게 몰려 있다는 것. 뿐만 아니라 중력을 벗어나려는 가스의 움직임이 약해 별의 탄생이 매우 활발하게 이뤄지고 있는 상태로 확인됐다. 심지어 별의 요람으로도 불리는 이런 가스 덩어리는 은하 중심부 외에도 그 주변에 2개 나 더 있었다. 가스 구름 자체의 중력이 커 가스가 쉽게 모이고 별이 빠르게 태어나고 있는 것이다. 연구팀은 이 속도라면 이 은하에 있는 모든 가스는 약 1억 년 안에 별이 되는 데 쓰이리라 추정한다. 이는 다른 은하에서 별이 태어나는 것보다 10배 빠른 것이다. 그리고 우리 은하보다는 약 1000배 더 빠른 속도로 별이 태어나고 있는 것이라고 연구팀은 덧붙였다. 연구팀은 이런 '괴물 은하'가 우리 은하의 초기 모습이라고 추측한다. 따라서 앞으로 더 많은 괴물 은하를 관측해 은하의 별 형성 비밀을 밝힐 것이라고 말했다. 한편 이번 연구에는 일본 국립천문대(NAOJ)와 도쿄대, 나고야대, 미국 매사추세츠 애머스트대, 멕시코 국립천체물리·광학·전자공학연구소(INAOE), 네덜란드 흐로닝언대, 독일 막스플랑크천문학연구소의 연구자들이 참여했다. 사진=NAOJ(위), ALMA(ESO/NAOJ/NRAO), 타다키 등 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

정확히 15년 전 지난 2003년 8월 25일 미국 케이프커내버럴 공군 기지에서 우주망원경 한 대가 실린 델타 II 로켓이 우주를 향해 발사됐다. 바로 인류에게 우주에 대한 새로운 지평을 열어 준 스피처 우주망원경(Spitzer Space Telescope)이다. 거대한 망원경을 우주공간에 띄우자고 최초 제안한 미국의 천문학자 라이먼 스피처(1914~1997)에서 이름을 따온 스피처 우주망원경은 이후 15년 째 우주의 비밀을 밝혀주는 데이터를 지구로 보내오고 있다. 스피처 우주망원경은 세상에 널리 알려진 허블 우주망원경보다 대중적인 유명세는 떨어지지만 이에 못지않은 수많은 과학적 성과를 남겼다. 10m 길이의 길쭉한 스피처 우주망원경은 적외선 영역을 관측하는 용도로 제작됐다. 그 이유는 우주의 셀 수 없이 많는 천체들이 구름과 먼지로 둘러쌓여 그 속을 가시광선으로는 들여다 볼 수 없기 때문이다. 스피처 우주망원경을 통해 인류는 우리 은하가 막대 나선 은하라는 사실을 알게됐으며 이웃한 안드로메다 은하의 구조를 보다 정확히 이해할 수 있었다. 또한 스피처 우주망원경으로 외계행성의 빛을 최초로 관측했으며 최근에는 물이 있을 것으로 추정되는 7개의 지구형 행성 ‘트라피스트-1'(TRAPPIST-1)을 찾아내는 성과도 올렸다. NASA에 따르면 스피처 우주망원경은 지금까지 총 10만 6000 관측시간을 기록했으며 여기서 얻어진 데이터는 8000건 이상의 논문 자료가 됐다. NASA 천체물리학 부서 책임자인 폴 허츠 박사는 "스피처 우주망원경은 우주에 대한 새로운 시각의 눈을 뜨게 해줬다"면서 "NASA의 다른 관측 장비와 협업해 수많은 천체의 신비를 볼 수 있었다"고 평가했다. 한편 NASA는 지난 1990년 허블 우주망원경을 시작으로 콤프턴 감마선 관측선(1991), 찬드라 X선 우주 망원경(1999), 스피처 우주 망원경(2003)을 차례차례 우주로 쏘아 올렸다. 망원경을 지구 밖으로 보내는 이유는 지상에서는 날씨와 대기의 영향을 받아 우주의 정보를 제대로 관측하기 힘들기 때문이다.　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr