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

해가 진 뒤 밤이 조용히 찾아온다. 인적은 없고 매미만 시끄럽게 울어댄다. 고개 들어 까맣디 까만 하늘을 바라본다. 빛나는 큰 별, 그리고 그 옆에 반짝반짝 작은 별. 우리가 보는 별은 ‘물체’가 아닌, ‘빛’이다. 빛이 빠르다는 사실은 학교에서 배웠다. 우주는 아주 넓다. 빛이 아무리 빠르게 달려도 밤하늘 건너 우리에게 온 저 별의 빛은 결국 아주 오래전 것이란 이야기다. 문득 궁금증이 생긴다. 이 우주는 얼마나 크고, 어떻게 작동하는 것일까. 그 궁금증을 따라 우주를 다룬 신간 3권을 펼쳐본다. ◆빛 분석해 우주 지도 그린다-매일 밤 우리가 보는 수천 개의 별은 우리 은하(Milky Way galaxy)의 별에 지나지 않는다. 눈으로 보지는 못하지만, 우주 안에는 모양·크기·나이가 제각각인 수천억개의 은하가 있다. 은하마다 또 수천억 개의 별을 저마다 거느린다. 우리 지구는 이런 은하들이 각기 방출하고 흡수한 뒤 결합한 빛을 온몸으로 받는다. 이 빛을 연구한다면 우리는 우리 은하와 외부 은하의 지도를 그릴 수 있다. 또 우주의 구성 성분도 밝혀낼 수 있다. ‘우주의 지도를 그리다’(글항아리 사이언스) 저자 제임스 기치는 관측 천문학자로, 우주를 더 깊이, 더 멀리, 더 자세히 들여다보고자 매일 빛을 모은다. 광자 가운데 일부를 포착하고 분석해 그것이 어디서 왔고, 어떻게 방출되었는지 알아내고자 노력한다. 저자는 이를 통해 우리 은하와 다른 은하의 존재를 최초로 입증했던 100년 전 ‘나선성운들’로 독자를 데려간다. 그 여정에서 우리는 은하가 어떻게 형성·진화했는지 배울 수 있다. 저자는 우리 은하에서 극도로 멀리 떨어져 있는 은하의 성질과 진화 방식에 관한 최신 관측 자료는 물론, 급속도로 발전하고 있는 관측 천문학 연구 분야 사례를 풍부하게 소개한다. 나아가 우주에 대한 ‘세계 모형(world model)’과 컴퓨터 시뮬레이션을 깊이 있게 다룬다. 특히 108장에 이르는 컬러 도판이 우주의 모습을 생생하게 그려낸다. ◆몰랐던 우주물리학 쉽고 재밌게-우주의 크기는 얼마나 클까. 그런데 왜 우주는 텅텅 비어 있는 것처럼 보일까. 그리고 우주 너머에는 무엇이 있을까. 우리는 우주에 관해 꽤 많은 것을 알고 있다고 생각한다. 그러나 그것은 착각일뿐이다. 우주는 인류의 직관과 전혀 다른 방식으로 작동한다. 이런 우주를 ‘코스모스 오디세이’(사회평론) 저자 호르헤 챔과 대니얼 화이트슨이 우주물리학으로 풀어낸다. 상대성이론, 양자역학, 강입자 충돌기(LHC)처럼 많이 들어봤지만 알지 못하는 개념에서 암흑물질, 암흑에너지, 쿼크와 반물질 등 우리가 밝혀내야 할 미지의 존재까지 드넓은 우주의 세계로 안내한다. 호르헤 챔은 앞서 스탠퍼드 대학원 재학 시절, 대학원생의 고달픈 삶과 이공계의 현실을 그린 ‘PHD COMICS’를 연재해 큰 인기를 끌었다. 미국에서는 드라마로까지 만들어질 정도로 유명세를 탔다. 저자는 우주물리학의 개념과 원리를 일러스트와 적절한 설명으로 알려준다. 예컨대 ‘질량’이 무엇인지에 관해 ‘질량이란 그 안에 있는 물질의 양이 아니라 입자에 붙여진 신비한 양자 이름표’라고 설명하는 식이다. 페이지마다 등장하는 유머러스한 삽화는 이해를 돕고 책을 지루하지 않게 한다. 암흑물질, 암흑에너지, 반물질, 물질을 이루는 가장 기본적인 원소, 중력과 공간, 그리고 시간과 차원 등을 비롯해 빅뱅과 우주 너머까지, 우주물리학을 재밌게 즐겨보자. ◆우주 바라보고 인간을 돌아보다-천체를 관측하기 가장 좋은 곳은 어딜까. 태평양 한가운데에 있는 하와이 마우나케아 천문대다. 버지니아대 천체물리학 교수 트린 주안 투안이 북반구에서 가장 아름다운 밤하늘을 관측할 수 있는 이곳을 찾았다. 청색 밀집 왜소은하에 관한 연구를 위해서다. 망원경을 설치하고 밤이 내려오기를 기다리는 저자는 땅거미에서 새벽녘까지 은하를 분석하고, 우주의 기원을 발견하려고 수십억 년을 거슬러 올라가고, 흑색물질의 수수께끼를 조사한다. 그러면서 세상의 아름다움과 덧없음, 인간 존재에 대한 이런저런 질문을 던진다. 저자는 어린 시절 베트남 전쟁을 겪었다. 그에게 밤이란 포탄소리가 울리는, 언제 어디서 공격을 받을지 모르는 위험한 시간이었다. 이후 스위스의 로잔으로 유학을 떠난 저자는 밤중에 유탄이 날아들까 봐 걱정하지 않아도 되고 안심하며 돌아다닐 수 있다는 사실에 놀랐다. 자신의 내면에 자리 잡은 밤에 관한 이런 생각을 저자는 다양한 문학·예술작품과 함께 녹였다. 라이너 마리아 릴케가 쓴 ‘밤에 드리는 시’를 비롯해 고흐, 샤갈, 피카소, 뭉크, 르네 마그리트에 이르기까지 예술가들의 작품을 통해 밤을 돌아본다. 사랑과 두려움, 신비로움에 대한 이야기가 감성적으로 다가온다. 해발 4207m의 천문대 연구 과정과 결과, 그곳에서 찍은 사진, 그리고 명화와 글이 잘 어울린다. ‘과학과 아름다운 예술의 조화’라는 찬사 속에 프랑스 천문학회가 뽑은 ‘2018년 올해의 천문학 도서’로 선정됐다. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

초속 190km로 태양에 급강하 　 수십 년에 걸친 과학자들의 치열한 토론과 제작 기간을 거친 끝에 마침내 최초의 태양 밀착 탐사선 파커 솔라 프로브(PSP)가 지난 12일 태양으로의 장도에 올랐다. 총 15억 달러(한화 1조 7000억원)가 투입된 PSP는 앞으로 어떤 행로를 그리며 태양 미션을 수행할까? 우주탐사 역사상 최초로 작열하는 태양 대기 속으로 뛰어들 파커 탐사선의 운명은 과연 어떻게 될까? 발사에서부터 마지막 순간까지 따라가보도록 하자. 가로 1m, 세로 3m, 높이 2.3m, 건조중량 555kg인 파커가 일단 지구 중력을 끊고 우주로 탈출하는 데 사용한 로켓은 강력한 델타 IV 헤비 로켓으로, 세 개의 부스터로 구성된 것이다. 로켓 발사에서부터 약 6분 만에 탐사선은 1단 로켓과 페이로드 페어링(원뿔 모양 보호덮개)을 분리한 데 이어, 2단 로켓과 3단 로켓까지 차례로 분리한 뒤, 발사 40분 뒤에는 PSP가 모든 추진체로부터 분리되어 태양전지판을 펼치고 자체 동력으로 비행하기 시작했다. 그렇다고 탐사선이 곧장 태양을 향해 날아가는 것은 아니다. 태양의 가공할 중력을 버티며 태양 궤도를 선회하려면 탐사선 속도가 엄청나야 한다. ​ 태양이 태양계 전 천체들의 질량에서 차지하는 비중이 무려 99.84%나 되며, 중력의 크기는 지구의 몇십 배에 달한다. 따라서 태양 중력에 붙잡혀 태양 속으로 곤두박질하지 않으려면 탐사선 속도가 초속 190km 이상을 유지해야 한다. 이는 서울-대전 간을 1초에 주파하고, 서울-뉴욕 간 거리 1만 1000km를 1분에 주파하는 속도로, 인류가 만든 비행체로 최고속도를 기록하게 된다. 이 같은 어마무시한 속도는 로켓 힘만으로는 결코 만들어낼 수가 없다. 이럴 때 천체물리학자들이 사용하는 전가의 보도가 있는데, 바로 중력도움이라는 것이다. 중력보조라고도 하는 이 중력도움은 영어로는 스윙바이(swing-by), 또는 플라이바이(fly-by)라고도 하는데, 한마디로 ‘행성궤도 근접 통과’로 행성의 중력을 슬쩍 훔쳐내어 우주선의 가속을 얻는 기법이다. 행성의 입장에서 본다면 우주선의 엉덩이를 걷어차서 가속시키는 셈으로, 이론상으로는 행성 궤도속도의 2배에 이르는 속도까지 얻을 수 있다. PSP가 중력도움을 얻을 대상 천체는 태양으로 가는 길목에 있는 금성이다. 파커는 발사 6주 후인 9월 말경에 금성에 도착하여 9월 28일, 태양과 계산된 중력 춤을 추도록 고안된 기동을 조심스럽게 시작하여 금성을 7차례 ‘플라이바이’한 끝에 태양에 최접근할 때는 시속 69만km까지 가속한다. 물론 파커가 금성을 플라이바이할 때도 그냥 놀게 두지는 않는다. 미 항공우주국(NASA)의 알뜰한 과학자들은 그 기회를 이용해 턱없이 부족한 금성의 과학 데이터를 부지런히 수집하는 '알바'를 시킬 예정이다. 태양풍과 코로나의 비밀을 풀어라 지구를 떠난 지 3달 후인 11월 11일, PSP는 처음으로 태양에 접근해 근일점에서 태양을 중심으로 24궤도 중 첫 번째 궤도 비행을 시작한다. 태양을 밀착 비행하는 각 궤도는 꽃잎 모양을 이루는데, 탐사선은 이 꽃잎 궤도를 따라 우주 멀리 갔다가 다시 태양으로 근접해오는 선회비행을 계속하게 된다. PSP의 ‘태양을 터치하라!'(Touch the Sun)라는 미션 이름은 기존의 어떤 태양 탐사선보다 태양에 가까이 접근하기 때문에 붙여진 것이다. 목표 접근 거리는 616만km로, 이는 1976년 헬리오스 2호가 세운 기록(4300만km)보다 7배나 가까운 거리다. 그렇다고 PSP가 댓바람에 그 거리까지 접근하는 것은 아니다. 궤도를 돌 때마다 조금씩 좁혀나가, 오는 11월 태양에서 2400만km 떨어진 궤도에 처음 진입한 뒤, 2025년 6월쯤 616만km까지 접근한다. 태양과 지구 사이의 거리를 100m라 한다면 태양에 4m까지 바짝 접근하는 셈이다. 이번 태양 미션의 2대 과제는 태양 대기인 코로나가 태양 표면 온도 6000도보다 수백 배나 높은 이유, 그리고 태양풍의 엄청난 풍속이 어디서 기인하는가 하는 비밀을 푸는 것이다. 또한 태양이 어떻게 태양 플레어 같은 현상을 일으키는지 알아내는 것도 포함된다. 태양풍과 태양 플레어는 우주여행, 인공위성, 심지어 지구에서의 삶에 심각한 영향을 미친다. 심우주를 탐사하는 우주인의 건강을 지키기 위해서도 태양풍에 관한 연구는 필수적이다. PSP가 이들에 관한 모든 데이터를 수집하는 동안 지구와의 통신은 중단된다. 대신, 가능한 한 많은 관측을 하는 데 집중할 것이며, 그런 다음 대량의 정보를 일괄적으로 전송한다. 과학자들은 PSP가 오는 11월 최초로 근일점을 통과할 때 태양에 관한 놀라운 통찰을 보여줄 것으로 기대하고 있다. 파커 미션의 기간은 7년으로 2025년 중반까지 지속될 예정이다. 그때까지 탐사선이 여전히 열 방패 뒤에 숨겨진 섬세한 장비를 보호하기 위한 자세 제어용 연료를 가지고 있다면, 담당 과학자들은 파커에게 연장 근무를 명령할 것이 분명하다. 거금을 쏟아부은 만큼 최대한 뽑아내야 하기 때문이다. 그러나 머잖아 연료는 바닥날 것이며, 탐사선은 무동력 상태로 떨어져 하이테크 열 방패도 더이상 쓸모없어진다. 그러면 PSP의 운명은 어떻게 될까? 과학자들은 탐사선의 각종 장비와 골격은 열 차폐막을 제외하곤 아무것도 남지 않을 때까지 천천히 떨어져나갈 것이라고 예상한다. PSP 프로젝트 매니저인 앤드류 드리스먼 박사는 파커의 마지막을 이렇게 시적으로 표현한다. “탐사선이 연료를 소진한 후 장비들이 하나씩 해체되는 데는 10년, 20년이라는 긴 시간이 걸린다. 그러면 이들로 인해 생긴 탄소 디스크가 태양 궤도를 따라 떠돌 것이다. 태양이라는 별이 자신의 에너지로 길러냈던 인간이 기술을 개발해 만들어낸 물건이 자신의 품으로 날아들어 산화하고, 그 유물이 외로이 태양 궤도를 떠돌게 되는 셈이다. 우리는 그것이 얼마나 오래 태양 궤도를 떠돌 것인지 짐작할 수 있다. 아마도 그 탄소 디스크는 태양계가 종말을 맞을 때까지 그렇게 태양 주위를 떠돌 것이다.” 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

현재 지구 행성 북반구를 뜨겁게 달구고 있는 태양을 향해 인류 최초의 태양 탐사선이 대장정에 올랐다. 미 항공우주국(NASA)은 12일 새벽 3시 31분(한국시간 오후 4시 31분) 플로리다 주 케이프 커내버럴 공군기지에서 탐사선을 실은 델타4 로켓을 성공적으로 발사했다. 애초 NASA는 11일에 발사할 예정이었으나, 기술적인 문제가 발생하여 한 차례 연기한 끝에 이날 성공적으로 발사한 것이다. NASA 수석 과학자 인 짐 그린은 “정말 경이롭다. 우리는 유진 파커가 일어나서 ‘나는 태양이 태양풍을 방출하고 있다고 생각한다’라고 말한 이래 60년 동안 이 일을하고 싶었다”면서 파커 발사에 대한 감회를 표현했다. 이번에 태양으로 쏘아 보내는 탐사선 이름은 '파커 솔라 프로브'(Parker Solar Probe)다. ‘파커’는 60년 전 태양풍의 존재를 밝히는 등, 평생을 태양 연구에 바친 미국 천체물리학자 유진 파커(1927~)를 기리는 뜻에서 따온 것이다. 생존 인물의 이름을 탐사선 이름으로 삼은 것은 이번이 최초이다. 유진 파커 박사는 태양의 2대 비밀 중 하나인 코로나의 고온에 대해 유력한 가설을 내놓은 천문학자다. 태양 대기의 상층부, 곧 코로나의 온도는 태양 표면 6000℃보다 무려 200배나 높은 수백만℃나 된다. 모닥불에서 멀어질수록 열기는 낮아진다. 그런데도 코로나가 이처럼 고온인 것은 대체 무슨 조화일까? 그 이유는 태양 대기 속에서 초당 수백 번씩 일어나는 작은 폭발(nanoflares)들이 코로나 속의 플라스마를 가열시키기 때문이라는 것이 파커의 이론이다. 이번 태양 미션은 태양의 2대 미스터리를 풀어줄 양질의 데이터를 얻기 위해 탐사선을 전례 없이 태양에 가까이 접근시킬 계획이다. ​‘터치 선'(Touch Sun·태양을 터치하라)이라는 프로젝트 명칭처럼 탐사선은 태양으로부터 620만㎞까지 7차례 근접비행을 하는데, 이는 이전 어떤 탐사선의 접근 거리보다 7배나 가까운 것이다. 지금까지 태양에 가장 가까이 접근한 우주선은 1976년 옛 서독의 우주과학센터(DFVLR)와 NASA의 헬리오스B 탐사선으로, 태양 표면으로부터 4300만㎞ 떨어진 지점까지 접근했다. 파커의 목표 접근 거리는 태양과 가장 가까운 행성인 수성-태양 사이 거리(5790만㎞)의 10분의 1 수준이다. 이 정도만 접근해도 태양은 지구에서 보는 것보다 23배나 크게 보인다. 더 이상 접근한다면 텅스텐도 녹여버리는 지옥불 속으로 떨어지는 꼴이 되고 만다. 문제는 1,370℃까지 치솟는 엄청난 실외 온도, 지구에 비해 475배 강한 태양 복사로부터 어떻게 탐사선과 기기들을 보호하느냐 하는 점인데, 이를 위해 파커 탐사선은 11.43cm 두께의 탄소복합체 외피로 된 열방패로 실내온도 27℃를 유지하도록 설계되었다. 이 태양 탐사선에는 전자기장과 플라스마, 고에너지 입자들을 관측할 수 있는 장비들과 태양풍의 모습을 3D 영상으로 담을 수 있는 카메라 등이 탑재된다. 이 장비들로 태양의 대기 온도와 표면 온도, 태양풍, 방사선 등을 정밀 관측한다. 태양의 두 번째 수수께끼는 태양풍의 속도에 관한 것이다. 태양풍이란 말 그대로 태양에서 불어오는 대전된 입자 바람으로 ‘태양 플라스마’라고도 한다. 태양은 쉼 없이 태양풍을 태양계 공간으로 내뿜고 있는데, 우리 지구 행성을 비롯해 태양계의 모든 천체들은 이 태양풍으로 멱을 감고 있다고 보면 된다. 이런 태양풍이 어떨 때는 엄청난 에너지를 뿜어내기도 하는데, 이를 ‘코로나 질량 방출'(CME)이라 한다. 태양 흑점 등에서 열에너지 폭발이 발생하면 거대한 플라스마 파도가 지구를 향해 초속 400~1000㎞로 돌진한다. 이럴 경우 마치 지구 자기장에 구멍이 난 것처럼 대량의 입자들이 지구에 영향을 미치는데, 이를 ‘태양폭풍’이라 한다. 가장 최근 관측된 태양폭풍은 2013년 10월 말부터 11월 초 사이에 일어났다. 이로 인해 태양을 관측하던 인공위성인 SOHO가 고장나고 지구 궤도를 돌던 우주선들이 크고 작은 손상을 입었으며, 국제우주정거장에 있던 우주인들은 태양폭풍이 뿜어내는 강력한 방사선을 피해 안전지역으로 대피해야 했다. 그런데 이 태양풍의 엄청난 속도가 어떻게 만들어지는지를 아직까지 모르고 있다. 태양 표면에서는 그런 속도를 만들 만한 기제가 없다. 따라서 태양풍은 태양 표면에서 행성까지 오는 공간에서 그런 속도를 얻는다고 볼 수밖에 없는데, 그 원인을 전혀 파악하지 못하고 있다는 말이다. 이것이 이번 태양 미션에서 풀어내야 할 큰 미스터리다. 태양풍에 대한 정확한 관측이 필요한 것은 이를 미리 예측하고 대비해야 인적·물적 피해를 줄일 수 있기 때문이다. 또한 태양풍의 영향을 이해하는 것은 인간이 달과 화성, 나아가 심우주를 탐험하는 데 필수적이다. 파커 솔라 프로브는 이를 위해 2018년에서 2025년까지 24차례 태양에 근접비행하며 태양 궤도를 24차례 돈 후 태양 코로나 속으로 급강하할 예정이다. NASA는 태양으로 보내는 탐사선에 파커 박사의 사진과 그의 논문이 담긴 메모리 칩을 탑재했다. 메모리 칩에는 '앞으로 무슨 일이 벌어질지 두고 보자'(Let’s see what lies ahead)라는 파커 박사의 메시지도 담겨 있다. 10월 초 7차례 금성에 중력 도움을 받은 뒤 11월 태양 궤도에 진입할 것으로 예상되는 파커 솔라 프로브가 과연 태양의 2대 비밀을 풀 실마리를 찾아낼 수 있을 것인지, 과학자들은 기대에 부풀어 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　　

차세대 '행성 사냥꾼'이 본격적인 임무수행에 앞서 거한 '몸풀기'로 존재감을 과시했다. 지난 6일(이하 현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 우주망원경 '테스'가 촬영한 혜성 'C/2018 N1'의 모습을 영상으로 공개했다. 차세대 외계행성 탐색 우주망원경인 테스(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)는 지금까지 임무를 수행해 온 케플러 우주망원경의 후임이다. 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓은 TESS는 20만 개의 별이 조사 범위로 이 때문에 차세대 행성 사냥꾼이라는 별칭이 붙었다. 이번에 NASA가 공개한 C/2018 N1 영상은 지난달 25일 TESS가 촬영한 것으로, 본격적인 가동에 앞선 테스트 성격으로 이루어졌다. 화면 상에서 C/2018 N1은 오른쪽에서 왼쪽으로 움직이는 밝은 점으로 보인다. 또한 혜성 특유의 '꼬리'는 태양풍의 영향으로 인해 움직이며 이 밖에도 희미하게 빛나는 화성과 여러 소행성의 모습도 영상에서 확인할 수 있다. C/2018 N1은 지난 6월 25일 지구에 근접하는 천체를 감시하는 NASA의 ‘네오와이즈'(Neowise) 프로젝트를 통해 처음 포착됐으며 거리는 지구 기준 약 4800만㎞ 떨어져 있다. NASA 천체물리학 부서 책임자인 폴 허츠 박사는 "우리의 새 행성 사냥꾼이 우주를 볼 준비가 됐다는 사실에 기분이 오싹할 정도"라면서 "우주에는 별보다 더 많은 행성이 존재하는데 낯설고 환상적인 그곳을 발견할 날을 학수고대하고 있다"고 밝혔다. 한편 지난 2009년 발사된 케플러 우주망원경은 외계 행성 탐사에 혁명이라고 불릴 만큼 큰 성과를 거뒀다. 지금까지 확인된 외계행성만 2342개, 또한 2245개의 외계행성 후보가 케플러 우주망원경의 ‘작품’이다. 이중 수십 개는 지구와 비슷한 크기와 환경을 가지고 있을 가능성이 높다. 그간 케플러 우주망원경이 심각한 고장에도 임무를 성실히 수행하는 사이 지구 상에서는 이를 대신할 더 강력한 행성 사냥꾼을 준비해왔는데 그 결실이 바로 TESS다. 지난 4월 발사된 TESS는 지구 고궤도에 올라 13.7일에 한 바퀴 씩 지구를 돌면서 300~500광년 떨어진 별들을 집중 조사하게 된다. 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. 이어 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

정처없이 우주를 떠도는 일명 '떠돌이 행성'이 미국 연구팀에 의해 새롭게 이름을 올렸다. 최근 미국 애리조나 주립대학 등 연구팀은 지구에서 약 20광년 떨어진 곳에 위치한 ‘SIMP J01365663+0933473’이 떠돌이 행성으로 확인됐다는 연구결과를 ‘천체물리학저널'(The Astreophysical Journal)에 발표했다. 태양계의 '큰형님' 목성보다 질량이 12.7배나 더 큰 SIMP J01365663+0933473은 사실 지난 2016년 거대 전파 망원경인 VLA(Very Large Array)에 처음 포착됐다. 당시 전문가들은 이 천체를 갈색왜성으로 분류하고 연구를 진행해왔으나 이번에 연구팀은 떠돌이 행성으로 결론지었다. 갈색왜성은 목성 질량의 13배에서 80배 사이의 천체로 행성과 달리 핵융합 반응을 일으킬 수 있으나 안정적인 핵융합 반응을 유지할 수 없어 흔히 실패한 별로 불린다. 곧 태양같은 항성이라고 하기에는 작고 그렇다고 행성으로 보기에는 큰 것이 갈색왜성이다. 이에반해 떠돌이 행성은 이름만큼이나 흥미로운 특징을 가졌다. 일반적으로 행성은 지구처럼 모성(母星)인 태양 주위를 공전하지만 우주에는 드물게 ‘엄마’ 없이 정처없이 떠도는 행성도 있다. 전문가들은 이를 '고아 행성', '떠돌이 행성' 혹은 '유목민 행성'이라고도 부른다. 모항성의 중력권 내에서 공전하지 않는 이들 떠돌이 행성은 그렇다고 제멋대로 떠돌아다니는 것은 아니다. 홀로 외로이 은하 중심에 대하여 공전하고 있는 것이다. 과학자들은 떠돌이 행성이 원래는 모항성 주위를 돌다가 어떤 이유로 중력 균형을 잃어버려 튕겨져나왔거나, 애초에 성간물질들이 중력으로 뭉쳐져 항성이나 갈색왜성처럼 홀로 태어났을 것으로 추측하고 있다. 이번에 연구팀이 밝혀낸 SIMP J01365663+0933473의 특징은 먼저 2억 년 정도의 어린 나이로 표면 온도는 825°C로 '핫'하다는 사실이다. 특히 이 행성에서 지구의 오로라와 같은 현상이 관측됐는데 연구팀은 목성의 약 200배에 달하는 강한 자기장이 이와 연관돼 있을 것으로 보고있다. 논문의 선임저자인 멜로디 카오 박사는 "SIMP J01365663+0933473는 행성과 갈색왜성의 경계에 서있다"면서 "항성과 행성에서 발생하는 자기장을 이해하는데 도움을 줄 수 있을 것"이라고 설명했다. 이어 "전파 망원경을 이용한 이번 연구를 통해 향후 좀처럼 찾기힘든 다른 떠돌이 행성을 비롯한 여러 외계행성을 발견할 수 있을 것"이라고 내다봤다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)의 새로운 행성사냥꾼이 공식적으로 업무를 시작했다. 태양에서 비교적 가까운 거리에 있는 별들의 행성계를 찾아내기 위해 설계된 TESS(Trans Exoplanet Survey Satellite) 우주망원경은 지난 25일(현지시간)부터 과학 데이터를 수집하기 시작했다고 TESS 미션팀이 발표했다. TESS는 8월에 이 초기 데이터를 지구로 전송할 것이며, 1궤도 주기인 13.5일 후 새로운 관측이 이루어질 것이라고 미션팀이 성명서에서 밝혔다. NASA 천체물리학 파트의 폴 헤르츠 부장은 “우리 행성 사냥꾼이 새로운 세계를 찾기 위해 태양계 뒤뜰을 빗질할 준비가 된 것을 기쁘게 생각한다”면서 “우주에는 별보다 더 많은 행성들이 있는데, 우리는 이상하고 환상적인 세계를 발견해낼 수 있기를 기대한다”고 소감을 밝혔다. TESS는 지난 4월 18일 지구 주위의 궤도에 진입한 다음 기기들의 작동 상태를 확인하기 위해 테스트를 받았고, 5월에 첫 번째 사진인 테스트 이미지를 보내왔다. 그 이미지는 20만 개의 별을 보여주었는데, 그 중 많은 별들이 적어도 각각 하나의 행성을 갖고 있을 거라고 보고 있다. TESS는 태양의 이웃에 있는 수십만 개의 별들을 조사하고, 외계행성들이 모항성의 앞을 가로지를 때 일어나는 밝기의 감소를 검색하는 방법으로 외계행성을 찾아낸다. 이를 트랜싯 방법이라 하는데, NASA의 유명한 케플러 우주망원경은 이 기법을 사용해 현재까지 발견된 3750개의 외계행성 중 약 70%를 발견했다. 그러나 TESS 팀은 미션이 끝나면 케플러보다 훨씬 더 많은 업적을 올릴 수 있을 거라고 자신있게 말했다. 그러나 케플러는 1차 임무 중 하늘의 한 작은 한 구역을 작업장으로 제한한 반면, TESS는 계획된 2년 간의 관측기간 동안 거의 모든 하늘을 '빗질'할 계획이다. 이 조사는 하늘에 있는 20만 개의 가장 밝은 별에 중점을 둘 것이다. 말하자면 별지기들에게 친숙한 별자리의 거의 모든 별들 주위를 뒤져 외계행성을 찾아낸다는 듯이다. 미션 팀은 TESS가 지구 크기를 포함한 외계행성 약 1600개를 새로 발견해낼 것으로 기대하고 있다. TESS가 발견할 일부 행성들은 앞으로 발사될 제임스웹 우주망원경의 연구 대상이 된다. 제임스웹은 해당 행성의 대기를 연구하는 등, TESS가 관리할 수 있는 것보다 더 자세하게 행성의 특징을 파악하게 될 것이다.​ TESS의 최종 과학궤도는 다른 우주선이 사용하지 않던 궤도로, 지구상에서 가까이는 10만 8000km, 멀리는 37만 3000km 거리의 13.5일짜리 타원형 궤도이다. 이 궤도는 매우 안정적이며 TESS는 낮은 방사능 노출과 온도 편차의 환경에 있을 것이라고 TESS팀원들이 설명했다. TESS의 기본 미션은 적어도 2년 동안 지속될 예정이다.​ 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

화성의 남북극을 덮고 있는 얼음층인 극관의 1.5㎞ 아래에 액체 상태의 물이 모여 있는 지름 20㎞ 크기의 호수가 있다는 연구 결과가 나왔다. 이탈리아 국립천체물리연구소(INAF) 연구진은 25일 국제학술지 ‘사이언스’(Science)에 레이저를 이용한 화성 표면 탐사를 통해 밝혀낸 이같은 연구 결과를 발표했다. 화성에 액체 상태의 물이 존재하는지에 대한 연구는 생명체 존재 가능성을 시사하는 강력한 단서가 된다는 점에서 수십년간 천문학계의 논쟁거리였다. 이탈리아 연구진이 내놓은 이 연구 결과는 화성에 액체 상태의 물이 존재함을 보여주는 강력한 증거로 평가된다. 연구진은 유럽 최초의 화성탐사선인 ‘마스 익스프레스’에 탑재된 레이더 탐사장비인 ‘MARSIS’(화성 심층부 및 전리층 음향탐사 레이더)가 수집한 데이터를 분석했다. 이 레이더는 특정 주파수의 전파를 지상으로 쏘고, 반사된 파장을 관측해 지형은 물론 지표면 아래 구조에 대한 정보를 수집할 수 있다. 연구진은 2012년 5월부터 2015년 12월까지 수집한 데이터를 분석, 극관 아래 1.5km 깊이에 지름이 20km 정도인 지형에서 레이더 신호가 크게 달라지는 것을 발견했다.이 분석을 통해 파악한 이 지형의 특징은 지구에서 남극과 그린란드의 빙하 아래에서 발견된 호수와 비슷했다. 또 이 지형을 메우고 있는 물질의 전기적 특성도 액체 상태의 물과 유사하다는 사실도 확인했다. 연구진은 이를 토대로 화성 남극에 하얗게 보이는 ‘극관’ 아래에 액체 상태의 물이 모여 있는 곳이 있을 가능성이 크다는 결론을 내렸다. 또 액체 상태의 물이 모인 곳은 지름이 약 20km 정도인 ‘호수’ 형태일 것으로 추정했다. 이들은 화성이 액체 상태의 물이 존재하기에는 온도가 낮지만, 압력이 높은 극관 아래에는 액체 상태의 물이 존재할 수 있을 것으로 추정하고 있다. 또 이 물에 화성 바위에서 나온 마그네슘, 칼슘 등이 녹아 있는 점도 화성 극지방에서 물이 액체 상태를 유지할 수 있게 하는 ‘비결’일 것으로 보고 있다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

미국에서 11살밖에 안 된 한 소년이 벌써 대학 졸업장을 받아 화제가 되고 있다. CNN 등 현지언론은 22일(이하 현지시간) 미국 플로리다주(州)에 사는 11세 소년 윌리엄 메일리스가 지난 21일 같은 주에 있는 세인트피터즈버그 칼리지 졸업식에서 준학사 학위를 수여받았다고 전했다. 메일리스는 또래 아이들과 달리 조기에 학위를 받은 이유는 천체물리학자라는 꿈 때문이다. 소년은 “과학을 통해 세상에 신의 존재를 입증하고 싶다”며 포부를 드러내기도 했다. 이날 대학총장 톤주아 윌리엄스 박사는 CNN 계열 베이뉴스9과의 인터뷰에서 “메일리스가 이룬 성과에 완전히 매료됐다”면서 “메일리스는 매우 똑똑할 뿐만 아니라 매우 개방적이고 협동적”이라며 칭찬을 아끼지 않았다. 소년은 2년 전인 2016년 고등학교를 조기에 졸업하고 이 대학에 입학하면서 한 차례 여러 언론의 주목을 받았다. 당시 메일리스의 부모는 아들이 뭔가를 배우는 속도가 항상 빨랐다고 말했다. 소년의 부친에 따르면, 아들은 1세 때 덧셈, 2세 때는 곱셈까지 간단한 산수를 깨우쳤고 4세 때는 방정식을 푸는 등 대수학을 배웠다. 메일리스는 왜 그렇게 공부를 잘 하느냐는 질문에 “누구나 신에게 선물을 받게 되는 데 난 지식과 과학, 그리고 역사 분야에 대한 선물을 받은 것 같다”고 답했다. 소년은 이미 2년제 대학을 졸업했지만 앞으로 학업을 계속해 나갈 생각이다. 이미 4년제 대학인 사우스플로리다대에 입학이 허가돼 다음 달부터 수업을 받는 것으로 전해졌다. 끝으로 메일리스는 “이제 내 목표는 18세가 될 때까지 박사 학위를 취득하는 것”이라며 자신감을 드러냈다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

중국의 우주실험실 톈궁-1이 지구로 추락해 지구촌 민폐가 된 지 2달 만에 제2 우주실험실 톈궁-2의 움직임도 예사롭지 않다고 우주 전문 사이트 스페이스닷컴이 25일(현지 시간) 보도했다. 미국 하버드-스미소니언 천체물리학 센터 천문학자인 조나단 맥도웰에 따르면, 6월 들어 중국의 무인 우주선 톈궁-2가 예기치 않게 지구로 향해 뛰어들었는데, 2주 전에 비해 고도가 95km나 떨어졌다가 지난 22일 다시 원래 고도인 390km로 되돌아갔다. 이 같은 고도 변화는 중국이 톈궁-2를 궤도에서 이탈시키기 위한 준비단계인 것으로 보인다고 맥도웰은 추측했다. 톈궁-2의 이러한 기동의 증거는 미국 정부가 수집한 데이터를 추적하여 얻은 것이다. 이 같은 톈궁-2의 기동은 중국이 2016년 9월에 발사한 톈궁-2의 하부 시스템에 대한 추가 데이터를 수집하기 위한 것으로 맥도웰은 추측하고 있다. 이들 하부 시스템 중 많은 부분, 특히 우주 실험실의 추진장치는 중국이 목표로 하는 우주정거장에 탑재될 것으로 보인다. 중국은 2022년까지 우주정거장을 지구 궤도에 올릴 것을 목표로 하고 있다. 따라서 중국 당국자들은 추진 시스템이 어떻게 작동하며, 얼마나 신뢰할 수 있는지, 2년 후 우주에서 얼마나 잘 작동될 것인지에 대한 기준선을 원할 것이라고 맥도웰은 밝혔다. 일종의 보너스로 실행되었던 이번 고도 변화 기동은 남은 연료를 소진시킴에 따라 최종적인 지구 대기 재진입 때 충격을 크게 줄여줄 것이라고 맥도웰은 덧붙였다. 재진입이 언제 있을지는 불분명하지만, 이달의 기동은 중국이 9.5톤에 이르는 톈궁-2에 대한 통제력을 가지고 있음을 보여주며, 만약 그들이 원한다면 궤도 이탈을 계획할 수 있을 것으로 맥도웰은 보고 있다. 따라서 지난번 톈궁-1의 추락과 같은 위험한 상황은 현재로서는 일어나지 않을 것으로 보인다. 중국 최초의 우주실험실인 톈궁-1은 2011년 9월에 발사됐으며, 2012년 6월과 2013년 6월 두 차례 우주비행사가 방문하기도 했다. 톈궁-1과 지상 관제실 간의 데이터 전송은 2016년 3월에 끝났고, 거대한 우주선은 지난 4월 1일 지구로 떨어지면서 불탔으며 잔해는 남부 태평양에 추락했다. 다행히 추락에 따른 특별한 피해는 발생하지 않았다. ‘하늘의 궁전’ 이란 뜻의 ‘톈궁’ 시리즈는 중국이 우주정거장을 건설하는 데 필요한 랑데뷰와 도킹 기술을 습득하기 위한 것이다. 톈궁-2에는 2016년 10월 -11월에 우주 비행사 2명이 방문했으며, 여러 차례의 로봇식 연료 보급 시연을 위한 기지로 사용되었다. 마지막 시연은 2017년 9월에 마무리되었다. 톈궁-2는 그 이후로 일종의 동면 상태에 들어갔고, 궤도를 유지하기 위해 몇 개월마다 사소한 엔진 점화를 수행했다. 이러한 움직임과 이달의 기동은 중국이 여전히 우주실험실을 통제하고 있음을 보여준다. 그러나 앞으로 3년 동안 궤도에 머물 것으로 보이는 톈궁-2가 언제 고장을 일으켜 다시 지구촌에 비상을 걸지는 두고볼 일이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

우리 은하 같은 대형 은하는 다른 은하와 충돌을 통해 규모를 키워 성장한다. 물론 과학자들이 타임머신을 타고 과거로 가서 그 사실을 확인한 것은 아니지만, 다른 은하의 성장 과정을 살펴보니 일반적인 과정이 그렇다는 이야기다. 네덜란드 흐로닝언 대학(University of Groningen)의 연구팀은 유럽 우주국의 가이아(Gaia) 위성 데이터를 이용해서 우리 은하의 과거를 규명했다. 가이아는 항성의 밝기, 위치와 이동방향 등 여러 가지 정보를 대규모로 측정해 데이터를 공개하는데, 최근에 17억개의 별 데이터를 내놓았다. 연구팀은 이 데이터를 이용해서 태양에서 비교적 가까운 3000광년 이내의 은하 헤일로(halo) 별의 위치와 이동 방향을 분석했다. 은하계의 별은 대부분은 중앙과 나선 팔이 있는 디스크 부분에 몰려 있다. 소수의 별이 그 주변 공간인 헤일로에 존재한다. 가스 밀도가 낮은 헤일로에서 별이 생성되기 어렵기 때문에 이 별은 어디선가 온 별로 생각할 수 있는데, 이들의 이동 방향을 측정하면 과거 우리 은하에 있었던 충돌 사건을 재구성할 수 있는 것이다. 연구팀은 가이아 데이터에서 적어도 충돌 사건 5건의 흔적을 찾아냈다. 가까운 은하 헤일로 별만 대상으로 해 이 정도 흔적만 확인했다. 이 흔적을 통해 은하 헤일로 별이 무작위로 분포하는 것이 아니라 거대한 방울(blob) 모양으로 모여 있으며, 이는 과거 우리 은하로 합쳐진 다른 은하의 흔적이라고 설명했다. 물론 과학자들은 우리 은하가 다른 대형 나선 은하와 마찬가지로 이보다 더 많은 충돌을 거쳐 지금처럼 커졌을 것으로 보고 있다. 이 연구 결과는 천체물리학 저널 (The Astrophysical Journal)에 발표됐다. 역사상 가장 큰 별 데이터 가운데 하나인 가이아 데이터는 현재도 분석이 진행 중이며 앞으로 많은 연구 결과가 쏟아져 나올 것으로 기대된다. 여기에 우리 은하가 어떻게 성장했고 앞으로 어떻게 될 것인지에 대한 대답이 담겨 있을지 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　 　

약 1억5000만 광년 거리에 있는 거대한 블랙홀 하나가 항성을 잡아먹는 모습이 포착됐다. 태양보다 질량이 2000만 배 이상 큰 이 괴물 천체에서 별을 빨아먹는 과정에서 트림하듯 나온 ‘제트’ 현상을 천문학자들이 관측하는 데 성공한 것이다. 이런 초질량 블랙홀은 평소 잠을 자듯 가만히 있지만 별이 사정권 안에 들어오면 본격적인 사냥을 시작한다. 그런데 블랙홀의 강력한 중력에 붙잡힌 별은 가까운 쪽과 먼 쪽에 작용하는 중력의 크기가 달라 마치 면 가락을 뽑듯 가늘고 길게 늘어난다. 그러면 블랙홀은 이를 마치 국수 먹듯 삼킨다. 이른바 ‘조석파괴사건’(TDE·tidal disruption event)으로 불리는 이 우주 현상은 지금까지 극히 일부에서만 발견됐지만, 우주 초기에는 더 흔한 일이었다고 천문학자들은 추정한다. 미국국립전파천문대(NRAO)가 주도한 국제천문학연구팀은 세계 각지에 있는 여러 전파망원경과 적외선망원경을 사용해 ‘Arp 299’로 불리는 충돌하는 두 은하 중 한쪽에서 이런 조석파괴사건을 발견할 수 있었다. 두 은하 중 한쪽 중심에 있는 초질량 블랙홀은 태양보다 질량이 두 배 이상 큰 별 하나를 흡수하며 조석파괴사건에서 중요한 세부적인 내용을 보여줬다. 천문학자들은 이 불운한 별에서 뜯겨 나온 물질들이 블랙홀 주위에 회전 원반을 형성하고 일부 물질이 블랙홀 자전축 양방향으로 고속으로 분출하는 제트를 형성한다고 말한다. 이번 관측 연구에 공동저자로 참여한 스페인 안달루시아 천체물리학연구소의 미겔 페레스-토레스 박사는 “지금까지 조석파괴사건에서 제트의 형성과 진화 과정이 직접 관측된 적은 없었다”고 말했다. ‘Arp 299’에 블랙홀이 존재한다는 것을 보여주는 첫 번째 증거는 2005년 1월 30일에 나왔다. 당시 천문학자들은 카나리아제도에 있는 윌리엄허셜망원경을 사용해 두 은하 중 한쪽 중심에서 방출된 밝은 적외선 폭발을 포착했다. 같은해 7월 17일 미국 전역에 설치된 10개의 전파망원경 네트워크인 ‘베리롱베이스라인어레이’(VLBA)에서도 Arp 299의 같은 위에서 방출된 새로운 별개의 전파를 확인했다. 거의 10년 동안에 걸쳐 시행된 VLBA와 유럽 VLBI 전파망원경 네트워크(EVN), 그리고 또다른 전파망원경들을 사용한 지속적인 관측에서 블랙홀의 제트 분출 현상은 예상대로 한 방향에서 폭발하는 전파 방출임을 보여줬다. 관측된 전파 팽창은 제트 속 물질이 평균적으로 빛의 속도의 약 4분의 1로 이동했음을 보여줬다. 다행히 전파는 은하 속 블랙홀로 흡수되지 않고 지구까지 도달할 수 있었다. 대부분 은하 중심에는 태양의 몇백만 배에서 몇십억 배의 질량을 가진 초질량 블랙홀이 존재한다. 블랙홀 하나에는 질량이 너무 많이 집중돼 있어 중력이 너무 강해 빛조차 빠져나갈 수 없다. 하지만 블랙홀이 주변 물질을 흡수하는 과정에서 제트 분출이 일어나 블랙홀의 존재를 보여준다. 이는 전파 은하와 퀘이사에서 볼 수 있는 현상이다. 페레스-토레스 박사는 “하지만 대부분의 경우 초질량 블랙홀은 어떤 것도 파괴할 만큼 활동적이지 않아 조용한 상태”라면서 “조석파괴사건은 우리에게 강력한 블랙홀 부근에서 제트 형성과 진화에 대한 이해를 증진할 특별한 기회를 줄 것”이라고 말했다. Arp 299의 초기 적외선 폭발은 충돌하는 두 은하에서 초신성 폭발을 감지하기 위한 프로젝트 진행 도중 발견됐다. Arp 299에서는 수많은 별이 폭발하며 초신성이 된다. 이 때문에 Arp 299는 초신성 공장으로도 불린다. 블랙홀 제트 분출 역시 처음에는 초신성 폭발로 여겨졌다. 처음 관측된지 6년 뒤인 2011년에서야 전파 방출 부분이 증가하기 시작했다. 그후 관측에서는 이런 전파 팽창이 증가했고 과학자들은 자신들이 보고 있는 것이 초신성이 아니라 제트임을 알 수 있었다. 자세한 연구 성과는 세계적 학술지 사이언스(Science) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

여러 은하 중심에는 저마다 거대질량 블랙홀이 존재한다. 이런 블랙홀은 평소 잠을 자듯 가만히 있지만, 별이 옆을 지나치게 되면 본격적인 '사냥'을 시작한다. 그런데 블랙홀의 강력한 중력에 붙잡힌 별은 가까운 곳과 먼 곳에 작용하는 중력의 크기가 달라 마치 면가락을 뽑는 것처럼 가늘고 길게 늘어난다. 그러면 블랙홀이 이를 마치 국수 먹듯 호로록 삼키는 것이다. 우주에서 가장 폭력적인 사건 중 하나로 이른바 ‘조석파괴사건’(TDE·tidal disruption event)으로 불리는 이 현상을 이론 천체물리학자들은 새롭게 조명했다. 덴마크 코펜하겐대 산하 닐스보어연구소와 미국 캘리포니아대 산타크루스캠퍼스 공동 연구진은 빠르게 성장하고 있는 블랙홀 연구 분야에 새로운 이론적 관점을 제시했다. 연구에 공동저자로 참여한 코펜하겐대의 엔리코 라미레스-루이스 교수는 “지난 10여 년 동안 우리는 TDE를 다른 은하계 현상과 구별해낼 수 있었고 새로운 이번 모델은 이런 사건(TDE)을 이해하는 기본적인 틀을 제공할 것”이라고 말했다. 대다수 은하 중심에 있는 블랙홀은 소강상태라서 별의 잔해와 같은 물질을 적극적으로 삼키지 않아 빛을 내뿜지 않는다. 블랙홀이 별을 삼키는 조석파괴사건은 일반적인 은하에서 1만 년에 1번 발생할 정도로 드문 현상이기 때문이다. 하지만 운 나쁜 별 하나가 블랙홀에 너무 가까이 접근하면 갈가리 찢기고 만다. 그러면 블랙홀은 한동안 별의 잔해를 먹다가 과식해 강력한 방사선을 내뿜는 것이다. 연구를 이끈 코펜하겐대의 제인 리신 다이 조교수는 “이런 극한 상황에서 (별의) 물질이 블랙홀로 어떻게 들어가는지 관측하는 것은 흥미로운 일이다”면서 “블랙홀은 별의 가스를 삼키며 엄청난 양의 방사선을 방출한다”고 말했다. 또 “그 방사선은 우리가 관측할 수 있는 것으로 이를 이용해 우리는 물리학을 이해하고 블랙홀의 특성을 계산할 수 있다”면서 “이는 조석파괴사건을 찾아나서는 것을 매우 흥미롭게 한다”고 말했다. 지금까지 관측된 약 20건의 조석파괴사건에서는 모두 똑같은 물리학적인 현상이 일어난 것으로 예상되지만, 이들 사건의 관측에서 나타난 특성은 크게 달랐다. 어떤 사건은 대부분 X선을 방출하지만, 또 다른 사건은 대부분 가시광선과 자외선을 방출했다. 과학자들은 이런 다양성을 이해하기 위해 고심하고 있으며 퍼즐 조각 같은 차이점을 일관성 있게 수집하고 있다. 연구진은 일반 상대성 이론과 자기장, 방사선, 가스 유체역학 등의 요소를 결합해 새로운 모델을 만들었고 블랙홀이 별을 먹을 때 방출하는 방사선에 차이가 생기는 이유를 관찰자의 시야각에 있다고 설명한다. 라미레스-루이스 교수는 “이는 마치 어떤 짐승 한 마리의 일부분을 베일로 덮어놓은 것과 같다. 어떤 각도에서 우리는 짐승의 노출된 부분을 볼 수 있지만, 또 다른 각도에서는 베일에 덮인 부분만을 볼 수 있는 것”이라면서 “이 짐승은 같지만 우리의 인식이 다른 것”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 ‘천체물리학저널 레터’(ApJL·Astrophysical Journal Letters) 최신호에 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

천문학자들이 지구에서 가장 가까운 ‘별들의 요람’을 그 어느 때보다 자세하게 보여주는 새로운 지도를 만들어냈다. 이 요람은 오리온 성운 중에서 ‘오리온 A 분자구름’으로 불리는 곳이다. 오리온 성운은 은하수로 불리는 우리 은하에 속하며 지구에서 약 1350광년 거리에 있다. 성운은 성간 가스와 먼지가 널리 펼쳐진 구름을 말하는데 오리온 성운의 질량은 태양의 2000배에 달한다. 이 곳에는 다양한 진화 단계에 있는 별들이 있어 천문학자들은 별들이 어떻게 태어나고 진화하면서 주변 환경에 어떤 영향을 미치는지를 관측을 통해 배울 수 있다. 이번 지도 제작을 주도한 미국 예일대의 숴 콩 박사후연구원은 “우리 지도는 별들이 어떻게 분자구름 속에서 형성되고 그 어린 별들이 부모가 되는 분자구름에 다시 어떻게 영향을 주는지 연구하는 데 필요한 광범위한 물리적 척도를 제시한다”고 말했다. 지도 제작에는 캘리포니아주(州)에 있는 카르마(CARMA·Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy) 전파간섭계와 일본 나가노에 있는 노베야마 전파관측소(NRO·Nobeyama Radio Observatory) 망원경의 데이터가 쓰였다. 연구팀은 이들 정보를 통해 오리온 A 분자구름이라는 별 형성 영역의 상세한 지도를 만들 수 있었다. 이번 프로젝트에 참여한 제시 페더슨 연구원은 “이번 조사는 독특하게도 특성이 서로 다른 두 망원경의 데이터를 조합한 것”이라면서 “우리는 CARMA의 확대 데이터와 NRO의 광각 데이터를 결합해 형성 중인 각 별의 모습은 물론 분자구름의 전반적인 형태와 움직임까지 동시에 포착해냈다”고 말했다. 이에 대해 헥터 아르세 예일대 천문학과 교수는 “우리가 공개한 이 자료는 별들의 형성과 진화 과정에 관한 광범위한 연구에 도움이 될 것”이라고 말했다. 또 연구팀은 이번 지도가 은하수 바깥 영역에 관한 연구를 진행하기 위해 별 형성 모델을 만드는 데도 유용하게 쓰일 것이라고 생각한다. 미국 국립과학재단(NSF)의 프로그램 책임자 글렌 랭스턴은 “결합한 관측 자료는 천문학자들이 별들이 얼마나 빠르고 효율적으로 형성되는지를 이해하는 데 큰 도움이 된다”면서 “예를 들어, 이 지도는 질량이 큰 별들이 방출하는 에너지가 분자구름 환경에 커다란 영향을 미치는 것을 보여준다”고 말했다. 한편 이번 연구 성과는 천문학 분야 권위지인 ‘천체물리학저널 중보’(The Astrophysical Journal Supplement Series) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr