지구와 비슷한 크기의 외계행성(태양계 밖 행성)이 발견됐다. 지름은 지구와 유사하지만 온도가 훨씬 높은 점은 금성을 닮았다. AP는 11일(현지시간) 재커리 버타 톰슨 미국 매사추세츠 공과대학(MIT) 연구팀이 새로운 외계행성을 발견해 학술지 네이처에 발표했다고 보도했다. 연구팀은 지난 5월 칠레 천문관측소에서 허블 우주 망원경으로 이 외계행성을 찾아냈다. 지구에서 39광년(약 370조㎞) 떨어진 태양계 밖 우주에서 발견된 이 행성의 이름은 ‘GJ1132b’이다. 지름은 1만 4806㎞로 지구(1만 2756㎞)보다 16%가량 크고 질량은 60% 크다. ‘GJ1132b’는 모성(母星)인 적색왜성 ‘GJ1132’를 1.6일에 한 바퀴씩 돈다. 적색왜성 ‘GJ1132’는 크기가 태양의 5분의1에 불과하다. 바위와 철로 이뤄진 이 행성은 모성과의 거리가 225만㎞로 가까워 온도가 섭씨 232도에 달할 정도로 매우 뜨겁다. 연구팀은 금성 온도가 470도인 점을 들어 ‘금성의 쌍둥이’라고 불렀다. ‘GJ1132b’의 표면이 뜨거운 만큼 물이 존재할 가능성은 희박하다. 연구팀은 대기는 존재할 수 있다고 예측했다. 연구팀은 “지금까지 발견된 외계행성 중 가장 중요한 행성”이라면서 “태양계 밖 행성의 대기 상태에 대해 연구할 수 있다”고 말했다. 천문학자들은 2018년 제임스 웹 우주망원경이 도입되면 더 자세히, 빛의 방해를 최소화한 상태에서 연구할 수 있으리라 기대하고 있다. 연구팀에 속한 하버드 스미스소니언 천체물리학센터의 천문학자 데이비드 샤르보노는 “우리의 최종 목표는 지구의 쌍둥이를 찾는 것”이라면서 “그 과정에서 금성 쌍둥이를 찾았다”고 말했다. 이민영 기자 min@seoul.co.kr

지금까지 발견된 은하단 가운데 가장 크고 멀리 떨어진 은하단이 발견돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 천문학자들은 미국항공우주국(NASA)의 스피처 우주망원경과 와이즈(WISE, Wide-Field Infrared Survey Explorer) 망원경을 사용해 지구로부터 85억 광년 거리에 있는 거대 은하단 ‘MOO(Massive Overdense Object) J1142+1527’을 발견했다. 은하단은 수천억 개 이상의 별로 이뤄진 은하가 다시 수천 개 이상 모여 형성된 천체를 말한다. 이런 천체는 시간이 흐를수록 중력에 의해 새로운 은하를 끌어들여 점점 더 거대해진다. 이번 연구에 참여한 NASA 제트추진연구소(JPL)의 와이즈 프로젝트 담당자인 피터 아이젠하트 박사는 “초기 우주에서 은하단이 진화하는 방법에 관한 우리의 이해를 통해, 이 은하단은 당시 존재한 가장 큰 다섯 은하단 가운데 하나였을 것으로 추정된다”고 설명했다. 연구진은 오는 2016년에 스피처 망원경을 사용해 가장 크고 멀리 떨어진 은하단 후보 1700여 개를 추가로 분석해 가장 큰 것을 가려낼 계획이다. 이에 대해 연구를 이끈 미국 플로리다주립대 게인즈빌캠퍼스의 앤서니 곤살레스 박사는 “우리가 가장 크고 먼 은하단을 발견하게 되면 이런 극한적인 환경에서 은하가 진화하는 방법을 연구할 수 있을 것”이라고 말했다. 빛이 우리에게 도달하려면 시간이 필요하다. 따라서 우리는 과거에 존재했던 매우 먼 천체들을 볼 수 있다. 예를 들어, 이번에 새롭게 확인된 은하단(MOO J1142+1527)은 지구로부터 85억 광년 거리에 있다. 그런 먼 은하로부터 이동해오는 빛은 우주의 확장으로 더 크게 확산한다. 와이즈와 스피처 망원경은 그런 빛을 관측하고 있는 것이다. 적외선을 관측하는 이런 망원경에서 먼 은하를 찾는 것은 나무에서 잘 익은 열매를 따는 것과 같다. 스피처 망원경으로 생성된 적외선 이미지에서 이런 먼 은하는 붉은 점처럼 보이지만 가까운 은하는 하얗게 보인다. 천문학자들은 가장 크고 멀리 떨어진 은하단 후보를 가리기 위해 처음으로 와이즈 조사 목록을 샅샅이 뒤졌다. 와이즈 조사는 2010년부터 2011년까지 망원경을 통해 전 하늘을 촬영한 수천억 천체의 이미지를 목록화한 것이다. 이후 연구진은 스피처 망원경을 사용해 가장 가능성이 있는 천체 200개를 추려낸 ‘WISE의 거대하고 밀집한 은하단 조사’(Massive and Distant Clusters of WISE Survey, MaDCoWS)라는 프로젝트를 시행했다. 이에 대해 곤살레스 박사는 “우리가 하늘에서 2억 5000개 천제 가운데 가장 거대한 은하단을 찾기 위해 스피처와 와이즈 데이터를 조합했다”고 설명했다. 이 관측으로 MOO J1142+1527이라는 은하단은 가장 큰 것 중 하나로 확인됐다. 또 연구진은 하와이 마우나케아에 있는 W.M.켁 천문대와 제미니 천문대의 망원경을 사용해 이 은하단이 지구로부터 85억 광년 떨어져 있다는 것을 계산해냈다. 이후 이들은 미국 캘리포니아주(州) 오언스 밸리 인근에 있는 CARMA(Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy) 망원경의 데이터를 사용해 그 은하단의 질량이 우리 태양보다 1000조 배 더 크다는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 과학자들은 이 은하가 초기 우주에 있던 소수의 크고 무거운 은하단 가운데 하나일 것으로 추정하고 있다. 한편 이번 연구성과는 ‘천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 최신호(10월 20일자)에 게재됐다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구에서 4.3광년 거리 ‘센타우루스자리 α별 Bb’ 분석 결과, 실제 존재하지 않는 별 가능성 커 영화 ‘아바타’와 ‘트랜스포머’ 캐릭터들의 고향 과학자들이 하나의 유명한 외계행성을 소멸시켜버렸다. 최신 연구에 따르면, 태양계에서 가장 가까운 외계행성으로도 알려진 ‘센타우루스자리 α별 Bb’가 사실 관측 데이터에 나타났던 실제로는 존재하지 않는 ‘유령’에 지나지 않았다. 2012년 세계적인 학술지 ‘네이처’(Nature)에 발표됐던 이 행성은 추정 질량이 지구와 비슷해서 획기적인 발견으로 평가됐었다. 특히 이 별의 항성계인 ‘센타우루스자리 α별’ 계는 지구로부터의 거리가 불과 4.3광년으로, 영화 ‘아바타’와 ‘트랜스포머’ 등의 공상과학(SF) 작품에 등장하는 캐릭터들의 고향으로 설정되기도 했다. 이처럼 가까운 거리에 생명체가 살고 있을지도 모르는 행성이 발견됐다는 소식에 많은 사람이 흥분을 감추지 못했었다. 하지만 이 행성은 생명체가 살 수 있는 적합한 곳이 아니었다. 주별(모성)과의 거리가 태양에서 수성까지의 거리의 불과 10분의 1 정도밖에 안 돼 행성 표면은 매우 뜨거워 암석이 걸쭉하게 녹아 덮여 있는 상태로 예상됐기 때문이다. 그런 ‘센타우루스자리 α별 Bb’는 이제 지구 크기의 행성을 찾는 게 얼마나 어려운지 행성 사냥꾼들에게 다시 한 번 되새겨주고 있다. 최근 미 코넬대 도서관이 운영하는 물리학 분야의 권위있는 온라인논문저장 사이트인 아카이브(arXiv.org)에 게시됐으며, 조만간 ‘영국 왕립천문학회 월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 게재될 새로운 연구논문은 지구에서 가장 가까운 외계행성이 사실 존재하지 않는다고 밝히면서도 그 행성의 배경으로 찍힌 노이즈(잡신호)가 실제 행성에 관한 희미한 단서인지 구별하는 것은 매우 어려운 것이라고 설명하고 있다. 외계행성 ‘센타우루스자리 α별 Bb’를 처음 발견했던 연구진도 현재 같은 의견을 나타냈다. 미 하버드-스미스소니언 천체물리학센터 소속 사비에르 두무스크 박사는 “이는 정말 괜찮은 연구”라고 평가하면서도 “100% 확신하는 것은 아니지만 아마 그 행성은 존재하지 않았던 것 같다”고 인정했다. ■ 그렇다면 행성은 어떻게 사라지게 됐는가 이처럼 외계행성이 뒤늦게 없다고 판명된 사례는 이번이 처음은 아니다. 2005년 폴란드 천문학자 마치에이 코나츠키는 서로 강하게 연결된 삼중성계 HD 188753에 목성을 닮은 거대한 가스 행성이 있다는 증거를 발견했다고 발표해 천문학계에 파란을 일으켰다. 행성 형성 이론에 따르면, 삼중성계의 중력장은 그런 거대한 행성의 형성을 방해하기 때문이다. 하지만 2년 뒤, 다른 연구진이 문제의 행성을 관측하려고 했지만 결국 확인하지 못해 코나츠키의 발견은 착각이었던 것으로 밝혀졌다. 두무스크 박사가 센타우루스자리 α별 Bb를 발견했을 때 사용한 방법은 도플러 분광법이다. 별의 주위에 행성이 있다면 항성이 중력에 끌려 약간 흔들리는 운동을 보여 이는 항성의 빛 변화로 파악된다. 경찰차가 다가올 때 사이렌 소리가 높아지고 멀어질 때 낮아지는 것처럼 별이 지구에 가깝도록 움직일 때 파장이 청색으로 어긋나고 멀어지도록 움직일 때는 빨간색으로 어긋난다. 두무스크 박사가 센타우루스자리 α별 B를 관찰한 결과, 스펙스럼이 일정하게 붉은색이나 파란색으로 어긋나 있었던 것이다. 이런 변화는 항성이 작은 행성에 끌려 약 3일 주기로 비틀거리고 있다고 생각하면 잘 설명할 수 있다고 한다. 당시 별의 흔들림을 이용해 존재가 추정된 행성은 수백 개였지만 모두 센타우루스자리 α별 Bb보다 큰 행성이었다. 따라서 일부 연구자는 두무스크 박사의 발견에 회의적이었고 외계행성을 찾는 선구자인 미국 예일대의 천문학자 아티 하체스 박사도 부정적인 분석 결과를 발표했었다. 그런데 이번 최신 연구로 당시 발견됐던 외계행성은 산발적으로 모은 자료 탓에 실제로 존재하지 않는 것이 나타났던 것으로 밝혀졌다. 피아노 협주곡을 들으려 할 때 10가지 소리 중 1가지 소리만도 귀에 들리지 않으면, 전문가들도 바흐를 베토벤으로 착각할 수 있다고 한다. 이와 마찬가지로 센타우루스자리 α별 Bb를 발견했던 망원경은 1주일에 몇 번밖에 별을 관측하지 않았으므로, 산발적인 데이터를 본 천문학자들이 아무것도 없는 곳에 행성이 있다고 착각했다는 것이다. 영국 옥스퍼드대에서 천체물리학을 전공하고 있는 대학원생 비네시 라즈팔 연구원은 별의 흑점을 관측하는 장비의 ‘전자 노이즈’나 또 다른 별에 의한 ‘중력’ 등 행성과 무관한 원인이 항성 표면에 희미한 빛 패턴을 만들어 그것이 행성으로 착각될 수 있다고 밝혔다. ■ 가짜 행성을 만들다 이런 주장을 증명하기 위해 라즈팔 연구원은 컴퓨터 시뮬레이션에서 행성이 없는 별을 만들고 산발적으로 관측했다. 이후 관측 데이터를 합성한 결과, 갑자기 존재하지 않는 행성이 출현한 것이다. 라즈팔 연구원에 따르면 지금까지 5600개 이상의 외계행성 후보가 발견되고 있지만 그 대부분은 훨씬 크기 때문에 문제는 없다. 케플러 우주망원경은 지구보다 작은 외계행성을 발견했지만 이쪽도 문제는 없다. 케플러 망원경은 하늘의 한 획을 연속적으로 관측하는 다른 방법을 사용하고 있는데 두무스크 박사가 사용한 도플러 분광법은 다른 행성이 별 앞을 통과할 때 별의 밝기가 약간 어두워지는 현상을 이용해 행성을 찾고 있기 때문이다. 외계행성을 찾는 어려움을 잘 아는 두무스크 박사는 최근 동료 전문가들을 대상으로 작은 행성을 발견하는 대회를 주최했다. 그는 크고 작은 행성을 가진 항성이나 행성이 없는 별을 시뮬레이션으로 만들고 행성을 찾도록 했다. 그 결과, 별의 흔들림 때문에 큰 행성을 찾은 전문가팀의 정답률은 90%였다. 작은 행성의 경우, 가장 성적이 좋았던 팀도 정답률은 불과 10%로 많은 오차가 있는 것으로 나타났다. 사진=ESO 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

　지구 최후의 날은 어떤 모습일까. 　그동안 과학자들은 하늘에서 갑작스럽게 날아든 혜성에 받혀 45억년 전 태양계의 일원으로 탄생한 지구가 종말을 고할 것이란 그럴 듯한 시나리오를 펼쳐 왔다. 지난 8월에는 ‘9월 혜성 충돌설’이 불거지면서 미국 항공우주국(NASA·나사)이 이례적으로 보도자료를 내 “근거없는 낭설”이라고 반박하기도 했다. 　하지만 최근 지구의 마지막 순간을 유추할 수 있는 결정적 장면이 나사가 운용하는 케플러 우주 망원경에 의해 포착됐다고 영국 일간 가디언이 21일(현지시간) 전했다. 　단서를 제공한 별은 지구로부터 570광년 떨어진 처녀자리 성좌에서 발견됐다. ‘백색왜성’(흰빛을 내는 밀도가 높은 작은 별) 형태의 이 별 주위에선 거대한 원반 형태의 먼지 부스러기들이 자리했다. 이 부스러기들은 궤도를 이루며 넓게 퍼져 있었고, 주변 행성들과 부딪혀 5시간마다 4.5개의 조각들을 새롭게 쏟아냈다. 　이렇게 백색왜성 주변의 행성들은 먼지 부스러기들과 충돌했고, 점차 원반 형태의 띠도 늘어갔다. 　연구진은 이 별이 애초 태양과 비슷한 모습으로, 점차 죽어가면서 지구 정도 크기로 찌그러진 뒤 식어가는 단계라고 봤다. 이 별이 핵반응을 거쳐 대폭발을 일으키기 전까지 수성, 금성, 지구와 같은 주변 행성들을 잇따라 먼지 부스러기처럼 깨뜨려 나간다는 설명이다. 지구도 결국 거대한 암석들에 휘말려 증발된다는 뜻이다. 　백색왜성 발견에 사용된 케플러 우주 망원경은 2009년 처음 우주에 발사돼 ‘외계 행성 사냥꾼’으로 불릴 만큼 성공적으로 임무를 수행해 왔다. 　연구에 참여한 하바드-스미스소니언 천체물리학센터의 앤드류 밴더버그 연구원은 “지금까지 어떤 인간도 보지 못했던 장면”이라며 “50억년 뒤 태양계가 절멸할 때 지구도 같은 운명을 맞을 것”이라고 말했다. 　이번 연구는 과학전문잡지인 ‘네이처’게 게재될 예정이다. 　오상도 기자 sdoh@seoul.co.kr

“거대망원경은 일종의 ‘타임머신’입니다. 빛이 도달하는 시간에서 오는 차이 때문에 현재 우리가 보는 우주는 과거의 모습입니다. 과거로 거슬러 올라가 은하계의 처음은 어떻게 시작됐는지, 그리고 어떻게 우주가 진화해 왔는지, 태양계는 어떻게 형성됐는지를 알려 주는 것이 거대망원경이지요.” 필 다이아몬드(57) SKA거대전파망원경 프로젝트 단장(영국 맨체스터대 천체물리학과 교수)은 20일 “기초과학이든 응용과학이든 연구의 필수조건은 인프라 개발”이라고 거대망원경의 의미를 설명했다. 그는 대전 유성구 대전컨벤션센터에서 열리고 있는 세계과학정상회의 참석차 방한했다. 2024년 완공 예정인 SKA거대전파망원경은 약 3000개의 전파안테나를 한데 묶은 것으로, 신호를 받을 수 있는 집광 면적이 1㎢에 이르는 거대망원경 시스템이다. SKA거대전파망원경은 우주의 탄생과 진화, 외계생명체 신호 등을 찾는 데 활용될 예정이다. SKA거대전파망원경 프로젝트와 같은 기초과학이 우리 사회에 미치는 영향에 대해 그는 “스핀오프(파급) 효과”라고 답했다. “저와 제 동료들은 우주를 이해하기 위해 과학을 합니다. 그렇지만 그 과정에서 나오는 새로운 기술들은 결국 산업계나 대중의 생활에 큰 영향을 미치게 됩니다. 와이파이나 빅데이터 같이 현재 아무렇지 않게 활용되는 기술들도 모두 거대망원경처럼 일상과는 상관없어 보이는 기초과학에서 나온 것들입니다.” 그는 “성과에 대해 조바심을 내면 기초과학은 망가진다”고 강조했다. “아인슈타인의 상대성이론을 바탕으로 위성항법장치(GPS)가 만들어졌고 컴퓨터의 기본 소자인 트랜지스터도 기초과학의 산물입니다. 예를 들자면 끝도 없겠지만 기초과학 투자가 대중에게 혜택으로 돌아오도록 하기까지는 오랜 시간이 걸린다는 것을 정부가 이해하고 꾸준히 지원해야 합니다.” 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

행성이 형성 중인 것으로 보이는 아름답고 화려한 이중 고리를 두른 젊은 ‘엄마 별’이 세계 최대 알마(ALMA) 전파망원경에 포착됐다. 지구로부터 이리자리(Lupus) 방향으로 약 456~619광년 거리에 있는 ‘이리자리 IM’(IM Lup)이라는 이름을 가진 이 별은 나이가 50만~175만 년으로, 약 45억 년 된 우리 태양과 비교해 보면 아직 어린 수준이다. 천문학자들은 알마 망원경을 사용해 이 젊은 별 주위에서 행성 형성 원반인 고리를 2개나 관측해냈다. 이들은 지름이 90AU인 내부 고리를 볼 수 있을 것으로 예상했지만 지름이 300AU인 외부 고리가 관측 가능하다고는 예상하지 못했다. 연구진은 분석 연구를 통해 이중 고리가 우주에서 가장 흔한 중이온(중원소의 양이온, 전자기를 띠는 분자) 중 하나인 ‘중수소로 치환된 포르밀 양이온’ DCO+(중수소-탄소-산소)로 이뤄져 있다는 것을 확인했다. 우주에는 ‘포르밀 양이온’ HCO+(수소-탄소-산소)라는 중이온이 더 많이 분포하고 있는데 DCO+는 HCO+의 수소 원자가 ‘수소-중수소 교환’ 반응을 통해 중수소로 바뀐 것. 연구를 이끈 미국 하버드 스미스소니언 천체물리학센터의 카린 외베리 박사는 “알마 망원경을 통해 행성이 형성 중인 원반에 일어나는 화학적 성질을 관찰할 수 있게 됐다”면서 “이번 발견은 원시 행성계 원반의 외부 본질을 이해하는 새로운 단서가 된다”고 말했다. 연구진은 이 별에서 DCO+로 이뤄진 내부 고리의 존재는 DCO+ 형성에 필수적인 ‘낮은 온도’와 ‘풍부한 일산화탄소(CO) 가스’의 적절한 조합으로부터 형성됐다고 추정하고 있다. 이 별에 더 가까운 조건은 또한 DCO+가 생기기에는 너무 따뜻하다. 하지만 좀 더 먼 곳에서는 쌓여있는 일산화탄소(CO)가 모두 얼어붙어 지름이 미크론으로 측정되는 고체 입자인 미립자(dust grains)와 원시행성으로 합쳐질 가능성이 있는 여러 미행성(planetesimals) 위에 얼음층을 형성한다. 또 연구진은 외부 고리의 존재로부터 다음과 같은 가정도 도출하고 있다. 중심 별로부터 멀어질수록 주위 환경은 차갑고 어두워지지만, 외부 고리일지라도 원반 밀도가 매우 낮은 부분은 중심 별의 빛이 외부 고리 안까지 파고들어 가는 것으로 연구진은 가정하고 있다. 이런 빛을 통해 얼어있던 일산화탄소가 승화하고 내부 순환을 통해 DCO+의 생성이 다시 일어나고 있다는 것이다. 이에 대해 연구진은 중수소로 이뤄진 무거운 분자가 지금까지 예상하지 못했던 장소에서 만들어질 가능성이 있다고 설명하고 있다. 이번 연구를 통해 이런 무거운 분자가 우리 태양계와 다른 행성계가 어떻게 만들어지는지 그 역사를 탐구하는 유력한 수단이 될 것이라고 연구진은 말하고 있다. 외베리 박사는 “무거운 분자는 어디서 어떻게 다양한 분자로 형성됐는지를 우리에게 가르쳐주는 이른바 별들 사이의 메신저”라고 말했다. 또한 “예를 들어 지구의 바다는 중수소와 산소로 이뤄진 물인 ‘중수’가 많이 포함돼 있어 지구의 물 대부분이 태양이 지금처럼 빛나기 전인 원시 태양계 성운일 때부터 존재했음을 보여준다”면서 “즉 해수는 태양보다 오랜 역사를 가지고 있다는 것”이라고 말했다. 한편 이번 연구성과는 국제학술지인 ‘천체물리학회지’(The Astrophysical Journal) 최신호(9월 4일자)에 발표됐다. 사진=카린 외베리(CfA), 알마 (NRAO/ESO/NAOJ); 빌 색스턴 (NRAO/AUI/NSF) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

세계적으로 유명한 과학자인 스티븐 호킹(영국 천체물리학자, 73) 박사가 외계 생명체의 침입 가능성에 대해 경고했다. 호킹 박사는 "옛날 콜럼버스가 아메리카 땅을 발견하고 원주민들을 한 짓을 보라"고 예를 들면서 "아메리칸 원주민들에게 결코 좋지않은 결과가 있었듯 외계 생명체가 우리를 파괴할 수 있다"고 말했다고 영국 미러가 스페인 매체 엘 파이스를 인용, 보도했다. '화성에 흐르는 물이 존재한다'는 증거를 찾았다는 미국 우주항공국(NASA)의 발표와 관련해 이 발언이 새삼 주목받고 있는데 이는 생명체가 살았거나 살고 있을 가능성이 높아졌기 때문이다. 그는 또한 "진화된 외계 생명체는 그들이 다다르는 행성을 정복하고 식민지로 만드는 유목민(nomad)과 같을 것"이라고 말했다. 이 73세의 노 물리학자는 외계 생명체의 존재는 의심할 여지가 없으며 수학적으로 볼때 외계인에 대한 자신의 생각은 이성적이며 "문제는 이들이 어떤 존재인지 알아내는 것"이라고 덧붙였다. 또한 호킹 박사는 "재해로 지구가 파괴될 위험이 점점 증가하고 있고, 인류을 위한 최상의 생존 전략은 새로운 행성에 '새로운 삶의 터전'(home)을 찾는 것"이라며 우주 연구의 중요성을 피력했다. 즉 그가 외계 생명체의 침략과 인류 생존 경고를 통해 전하고자 하는 것은 우주 비행의 중요성에 대한 대중인식을 높이는 것이라고 강조했다. 호킹 박사는 외계인의 존재에 대해, 또한 그들과의 접촉은 피하는 게 좋다는 경고 메시지를 대중에게 보낸 적이 있다. "어딘가 우주에서 아마도 지적 생명체들이 우리가 보낸 시그널들의 의미를 이미 알면서 그 빛들을 지켜보고 있을지도 모른다." 그리고 자기 행성의 자원을 고갈시킨 문명이 우리를 발견하면 어떤 행동을 할지 뻔하다고 경고하며 다음과 같은 인상적인 말을 남기기도 했다. "지능이 높은 생명체는 절대로 접촉하고 싶지 않은 생명체로 진화할 것이라는 점은 우리 자신을 보면 잘 알 수 있다." 사진=미러 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

천문학자들에게 우리은하의 중심부는 신성불가침의 영역이다. 수만 광년이나 떨어져 있을 뿐만 아니라, 엄청난 우주먼지로 뒤덮여 있어 그 속을 들여다볼 방법이 없기 때문이다. 그래서 그곳은 아직까지 미스터리의 영역으로 남아 있다. 하지만 이 우리은하 중심부도 머지않아 우리에게 그 속살을 드러낼 것으로 보인다. 한 과학자 집단이 마침내 그 속을 들여다볼 기술을 개발했기 때문이다. 기술의 핵심은 라디오파를 이용한 것이다. 라디오파는 은하 중심부에서 초음속으로 운동하는 별들이 내는 긴 파장의 파로, 이것을 강력한 안테나로 잡아 은하 속살을 들여다보겠다는 것이다. "우리은하 중심부에 대해서 우리는 거의 아는 게 없습니다. 하지만 우리는 그것을 알아내야 합니다." 하고 하버드-스미소니언 천체물리센터(CfA)의 이단 긴즈버그 대표저자가 말한다. "이 기술을 사용하면 이제까지 아무도 보지 못했던 은하 중심부의 별들을 볼 수 있을 것입니다." 은하 중심부는 회전하고 있으며, 초질량의 블랙홀을 품고 있는 것으로 알려져 있다. 지구에서 은하 중심부까지 이르는 수만 광년의 먼 경로는 엄청난 우주 먼지가 가로막고 있어, 1조 개의 광자당 단 한 개의 광자가 겨우 우리 망원경에 도달할 수 있을 뿐이다. 하지만 전자기파의 일종인 라디오파는 이 먼지들을 헤집고 우리에게까지 오는 데 큰 어려움이 없다. 파장이 길어 먼지로 인한 산란이 비교적 적게 일어나기 때문이다. ​ 라디오파는 별들이 가스 속을 초음속으로 움직일 때 형성되는 것으로, 성풍이 성간공간의 가스체와 충돌할 때 그 충격파에서 나오는 것이다. 싱크로트론 복사로 불리는 이 과정을 통해 ​충격파에 의해 가속된 전자가 라디오파를 방사하고, 그 라디오파를 지상의 안테나가 포착한다는 개념이다. "이것은 비행기의 초음속 돌파음의 우주 버전이라 할 수 있습니다" 하고 긴즈버그 박사는 밝혔다. 충격파가 생성되려면 별들이 초속 수천 km로 날아야 하는데, 우리은하 중심부에 있는 엄청난 중력을 가진 초질량의 블랙홀이 그 같은 운동을 가능하게 만들어주고 있다. 궤도를 도는 별이 블랙홀에 근접하면 그만한 속도는 쉽게 얻을 수 있다. 연구자들은 S2라고 불리는 별에서 이 같은 효과를 확인할 계획이다. 이 별은 아주 뜨겁고 밝아서 짙은 우주먼지에도 불구하고 자외선으로 관측할 수 있는데, 2017년 말에서 2018년 초 사이에 블랙홀에 최근접할 것이라고 한다. 그때가 되면 전파 천문학자들은 충격파에서 라디오파가 방사되는지를 확인할 수 있게 될 것이다. 논문 공동저자인 CfA의 아비 로에브 박사는 "S2가 우리의 리트머스 시험지"라고 말하면서, "만약 그 별을 라디오파로 볼 수 있다면 이제까지 보지 못했던 작고 희미한 별들도 이 방법으로 관측할 수 있다는 얘기가 됩니다" 하고 기대감을 나타냈다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

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

-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

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

휴먼 3.0/피터 노왁 지음/김유미 옮김/새로운현재/332쪽/1만 5000원 과학기술의 진보를 둘러싼 명암의 논의는 극명하게 교차된다. 긍정 쪽은 부와 편리, 여가시간, 건강, 행복의 증대를 얘기한다. 반면 일자리의 박탈과 인간관계의 삭막함, 공동체 붕괴 같은 부작용 또한 익숙하게 들먹거려지는 부수적 해악이다. 이 가운데 최근 인공지능과 로봇기술의 급속한 발전을 주목하는 전문가들은 긍정보다 부정으로 기우는 경우가 많다. 기술발달의 끝은 전문가들이 예측하듯이 그렇게 우려할 만한 것일까. 요즘 과학계에서는 천체물리학 개념인 ‘싱귤래리티’가 빈번하게 등장한다. 일반인에겐 생소한 이 용어는 물리학 법칙이 더이상 적용되지 않는 시공간의 한 점을 가리킨다. 1450년 구텐베르크가 인쇄기를 발명하면서 소수의 특권층만 누렸던 독서며 정보습득이 일반 대중에게 확산된 대변혁이 좋은 사례일 것이다. 그 과학기술의 진보와 관련한 싱귤래리티를 들춘 이들은 숱하다. 미국 싱귤래리티 대학의 레이 커즈와일 교수는 기계가 인간의 지능을 뛰어넘을 시점을 2045년으로 예상하고 있다. 그런가 하면 스티븐 호킹 박사는 “100년 안에 로봇이 인간을 지배할 것”이라며 경고의 목소리를 높였다. 혹자는 트랜스포머처럼 기계화된 인류가 등장할 것이며 그런 사태를 막기 위해 당장 인공지능과 로봇 연구를 중단해야 한다는 주장을 내기도 한다. ‘휴먼 3.0’은 그 해악의 주장과는 다르게 과학기술의 끝을 낙관하는 미래예측서로 눈길을 끈다. 과학기술 발전을 주도한 전쟁, 포르노, 패스트푸드가 빚은 현대 과학기술의 역사를 살핀 ‘섹스, 폭탄, 그리고 햄버거’로 국내에도 친숙한 저자가 테크놀로지의 최전선에서 일하는 전문가들을 찾아 전 세계를 누빈 끝에 내놓은 분석서이다. 세계적인 인공지능 연구자이며 구글 최고기술책임자, 마이크로소프트 수석연구원 등의 인터뷰와 통계를 종합했다. 인류번영을 위협하는 고비는 숱했다. 인류는 탄생 시점부터 생물학적 발달과 환경 변화에 적응해 왔으며 생존과 번영을 결정지었던 큰 변혁은 진화의 순간이었다. 저자는 이전의 인류가 새 환경에 지배당했다면 앞으로의 인류는 환경을 지배하는 인류가 될 것이라며 새 인류를 ‘휴먼 3.0’이라고 명명한다. 그리고 인류가 경쟁과 협력 관계를 반복해 온 역사처럼 인류의 진화도 경쟁과 협력의 변증법적 통합으로 미래를 바꿀 것이라고 말한다. 물론 책에서도 과학기술 진보의 해악은 곳곳에서 거론된다. 이를테면 산업혁명 때처럼 일자리를 빼앗기고 피상적인 타인과의 교류를 겪게 될 것이며 생명공학 바이러스나 나노 기술로 대규모 재난이 발생한다는 우려들이다. 여기에 기하급수적인 발전을 거듭한 기술이 인간지능을 뛰어넘게 되면 단순한 신호등이나 휴대전화 같은 기계가 인류보다 똑똑하게 되고 인간이 기계에 종속당할지 모른다는 공포도 들어 있다. 이 대목에서 저자는 이미 겪고 있는 진화 과정이 긍정의 방향으로 향하는지를 아는 게 중요하다고 말한다. 인류가 더 향상되지 못한다면, 기술이 세상을 더 좋은 곳으로 만들지 못한다면 기술 발전이나 인류 진화가 존재할 이유가 없기 때문이다. 휴대전화의 경우를 보자. 휴대전화 중독으로 세상과 주변 사람들을 의식하지 않게 된다는 주장이 적지 않다. 하지만 휴대전화는 정보를 얻고 커뮤니케이션을 할 수 있는 새로운 자유를 선물했다. 특히 개발도상국에서 휴대전화는 훨씬 더 중요한 역할을 한다. 저자는 이스라엘의 경우를 덧붙여 설명한다. 1948년 이스라엘 건설 당시 국민들의 생활 수준은 1800년대 미국의 수준이었다. 20세기 후반에 이르러 하이테크 분야를 강력하게 육성한 결과 불과 50년 만에 60배의 경제성장을 이뤘고 현재 이스라엘은 유엔의 인간개발지수에서 가장 발전한 경제국가로 평가되고 있다. 저자의 지론은, 과학기술 발전은 경제를 발전시키고 그에 따라 부가 확대되면서 인류가 행복해진다는 도식으로 굳어진 듯하다. 하지만 책 뒷부분에 진정한 행복의 요인을 콕 짚었다. 세계화를 통한 조화와 개인주의가 변증법적인 통합으로 향할 것이란 낙관론의 바탕에, 남을 먼저 생각하고 이롭게 하는 ‘이타주의’에 대한 믿음이 확고하다. 한국어판 서문에서 저자는 이렇게 듣기 좋은 소감을 밝히고 있다. “한국의 테크놀로지는 조용히 삶의 배경 속에 성공적으로 녹아들어 사회를 향상시키는 역할을 해냈다. 그러면서도 경제 성장의 주요한 원동력이 되어 모든 사람이 그로 인한 혜택을 누리게 했다. 한국이 보여 준 테크놀로지와 사회의 자연스럽고 조화로운 융합은 모든 나라가 지향할 목표가 되어야 할 것이다.” 김성호 선임기자 겸 논설위원 kimus@seoul.co.kr

- 신이 과연 있는가? - 외계인이 있나? - 블랙홀 안으로 떨어지면 어떻게 되나? 일반 사람들이 천문학자를 만나면 대개 다음과 같은 세 가지 질문들을 가장 많이 하는 것으로 나타났다. 신이 과연 있습니까? 외계인이 있나요? 만약 블랙홀 안으로 떨어지면 어떻게 되나요? 이 유서 깊은 질문들에 대해 미국의 한 천체물리학자가 퍽 흥미로운 답을 내놓았다. 물론 과학적인 증거와 자신의 견해를 조합해 만든 것이다. 현재로서는 가장 모범적인 답안이라 생각되어 여기에 소개한다. 참고로 그의 이름은 류(Liu)이며, 뉴욕 스태튼 아일랜드 시립대학 교수임을 밝혀둔다. -신은 과연 있는가?​ 일반적으로 과학이나 천문학은 특별히 신의 존재에 대해 언급할 대목이 별로 없다. 말하자면 그것은 과학이 답할 수 있는 영역이 아니란 얘기다. 과학은 확인된 예측과 증거에 기초해 결론을 도출한다. 하지만 신의 존재는 그러한 결론을 도출할 수 있는 영역의 문제가 아니란 뜻이다. 과학은 존재하는 것에 대한 내용과 변화를 연구할 수 있을 뿐이다. 전임 베네딕트 교황이 다음과 같은 말을 한 적이 있다. “빅뱅 이론은 신이 존재한다는 것을 말해주는 것이다.” 하지만 사실은 그렇지 않다. 빅뱅은 우주의 시초에 일어난 사건일 뿐이다. 그로부터 시간과 공간이 출발한 것이다. 그 이전에는 시간도 공간도 없었다. 많은 사람들은 이러한 천문학적 발견은 신의 존재를 증명해주는 것이라고 굳게 믿는다. 반면에, 또 다른 사람들은 우주가 존재하는 데는 신이 필요치 않다, 신은 존재하지 않는다고 생각한다. 따라서 빅뱅이 신의 존재나 부재를 증명한다고 하는 주장은 터무니없는 것이다. 물론 빅뱅이 '날아다니는 스파게티 괴물'(우주를 창조했다고 우스개삼아 일컬어지는 신)의 존재 여부도 증명해주지 않는다. 이 말은 절대 농담이 아니다. 빅뱅과 신의 존재를 결부시켜 당신이 믿는 것은 맹신일 따름이다. 어떤 사람은 이런 질문까지 한다. “그렇다면 당신의 생각은 어떻습니까?“ “모르겠습니다.” 우주는 참으로 아름다우며 복잡하고 환상적이다. 나는 지금까지 이 우주를 존재케 한 어떤 전지전능한 신적 존재를 나타내주는 증거라고는 본 적이 없다. 하지만 신이 존재하지 않는다는 증거 역시 본 적이 없다. -외계인은 있는가? 우주는 너무나 광활한 곳이어서, 이 넓은 우주에서 오로지 한 곳에만 생명이 출현할 확률은 근본적으로 제로다. 한 곳에서 생명이 출현했다면 다른 곳에서도 당연히 출현할 수 있었을 것이다. 그러나 우리는 너무나 장구한 시간과 광막한 공간으로 격리되어 있어 그들의 존재를 감지할 수 없을 따름이다. 언젠가 만날 것이란 보장도 사실 없다. 하지만 지구상에 외계인 거주지가 있다든가, 뉴멕시코 로즈웰에 UFO가 추락했다든가 하는 얘기는 사실이 아니다. 외계인 존재에 관한 증거라고 하는 것들 중 엄격한 과학적 검증을 통과한 사례는 아직껏 하나도 없다. 외계인들과 언젠가 접촉할 수 있을까? 인류의 메시지를 싣고 지구에서 송출된 라디오파가 우주공간을 여행한 지가 50년이 되었다. 이는 곧 50광년의 거리, 곧 500조km를 내달렸다는 얘기다. 그런데 우리은하만 해도 지름이 그 2000배인 10만 광년, 즉 10^18km나 된다. 그 라디오파가 우리은하를 가로지르는 데만도 10만 년이 걸린다는 뜻이다. 따라서 외계인이 비록 우리은하 안에 존재하더라도 그 신호를 수신할 가능성은 거의 없다고 하겠다. 정말 우리와 가까운 데 있지 않는 한 말이다. 그 반대의 경우도 마찬가지다. 외계인이 만약 라디오파 신호를 보냈다 하더라도 정말 가까운 별이 아니면 우리가 수신할 가능성은 거의 없다고 할 수 있다. 그러면 우리가 외계 생명체와 만날 확률이 전혀 없다는 건가? 전혀 없다고는 할 수 없다. 하지만 그럴 경우가 생기더라도 참으로 아주 먼 미래의 일일 것이다. -내가 만약 블랙홀 안으로 떨어진다면 어떻게 될까요? 두 단계로 대답하겠다. 우리 지구에는 조수 현상이 있다. 달과 지구의 인력으로 일어나는 현상이다. 달의 인력이 작용하는 방향으로 지구가 늘어나는 것이라 보면 된다. 그런데 지구 본체는 대단히 단단하기 때문에 지표가 늘어나는 것은 거의 눈에 띄지 않지만, 바닷물은 다르다. 대단히 큰 움직임을 보이는 것이다. 그게 바로 밀물과 썰물이다. 이제 당신이 블랙홀 가까이 있다고 하자. 블랙홀의 인력은 상상을 초월하는 크기이기 때문에 만약 당신이 머리부터 다이빙한다면 그 머리와 발끝에 작용하는 인력(지구의 조석력과 근본적으로 같기 때문에 조석력이라 한다) 크기의 차이로 인해 당신 몸은 짜낸 치약처럼 엄청 길게 늘어날 것이다. 마틴 리스 경은 이 현상을 ‘스파게티화’라는 용어로 나타냈는데, 참으로 적절한 표현이라 하겠다. 당신의 마지막은 원자보다 작은 입자의 흐름으로 블랙홀 안으로 소용돌이치며 사라질 것이다. 그런데 블랙홀에 빠지더라도 어떻게든 조석력을 이겨내 생존할 수 있는 상황을 가상한다면 더욱 재미있는 사실을 알 수 있다. 블랙홀은 클수록 당신에게 덜 치명적이다. 만약 당신이 빠진 블랙홀이 지구 크기만하다면 당신은 스파게티가 될 운명을 피할 수가 없다. 하지만 그 블랙홀이 만약 태양계만하다면 블랙홀의 사건 지평선(블랙홀에서 되돌아올 수 없는 한계선)에서 느끼는 조석력이 그다지 크지 않아 당신의 몸은 그런대로 원형을 보존할 수 있을 것이다. 그렇다면, 아인슈타인의 일반상대성 이론에서 예측한 시공간의 휘어짐은 블랙홀에서 어떻게 나타날까? 먼저 당신이 블랙홀로 뛰어들 때 빛의 속도에 가깝게 가속하여 돌입한다면, 공간 속을 움직이는 속도가 빠를수록 시간은 느리게 흘러갈 것이다. 그럼 어떤 현상이 벌어지는가? 당신이 블랙홀 안으로 떨어질 때 당신 바로 앞에는 당신보다 먼저 떨어진 것들이 보일 것이다. 그것들은 당신보다 더 많은 시간 지체를 겪었기 때문이다. 만약 뒤쪽으로 돌아볼 수 있다면, 당신보다 늦게 블랙홀 안으로 떨어진 모든 것들을 볼 수 있을 것이다. 결론적으로 말해, 당신은 당신이 있는 그 지점의 우주의 전 역사, 곧 빅뱅에서 먼 미래까지의 역사를 동시에 볼 수 있다는 뜻이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

슈퍼지구 삼 형제가 발견됐다고 영국 일간 데일리메일 등 외신이 보도했다. 이들 가운데 ‘엄마 별’인 모성 옆에 있는 슈퍼지구는 지금까지 발견된 슈퍼지구 가운데 ‘엄마 별’과 가장 가까운 거리를 공전하고 있다고 천문학자들이 설명했다. 엄마 별 주위를 돌고 있는 슈퍼지구 삼 형제 가운데 가장 가까운 슈퍼지구는 너무 사이가 좋아서인지 그안은 너무 뜨겁게 달궈져 있다. 이 슈퍼지구는 북반구 별자리로 21광년 거리에 있는 카시오페이아자리 속에 숨겨져 있었다. 이 별자리는 M자나 W자, 혹은 3자라는 특징있는 모양으로 널리 알려졌다. ‘HD219134b’로 명명된 이 슈퍼지구는 엄마 별(HD219134)을 다른 두형제 슈퍼지구, 그리고 ‘큰 딸’ 거대 가스행성과 함께 공전해 하나의 ‘가족’ 같은 항성계를 이루고 있다. 연구논문에 따르면, 슈퍼지구 삼 형제는 모두 우리 지구보다 질량이 크다. 하지만, 목성이나 토성, 해왕성과 같은 가스형 행성보다는 가볍다. ‘엄마 별’과 가장 친한(?) 첫 번째 슈퍼지구는 공전궤도가 3일로, 우리 시점에서 보면 현재 엄마 별의 얼굴 앞을 가로지르고 있다. 천문학자들은 미국항공우주국(NASA)의 스피처 우주망원경과 지상 망원경 등의 관측 장비를 사용해 이 슈퍼지구의 질량이 우리 지구보다 4.5배 무거우며 크기는 1.6배 크다는 것을 확인했다. 연구에 참여한 스위스 제네바대 스테판 우드리 박사는 “이런 정보는 이 행성이 지구와 매우 비슷한 밀도와 구성을 가지고 있는 것을 시사한다”고 말했다. 또 “이 행성은 별에 매우 가까워 온도는 섭씨 427도 정도”라면서 “아마 지표면은 녹아 있고 녹은 용암과 화산들로 이뤄진 세계로 생명체가 살기에는 적합하지 않다”고 설명했다. 이 행성은 ‘생명체거주가능지역’(habitable zone)으로 불리는 위치에 있지 못해 녹은 물이 없어 사실 생명체가 살 수 없다는 것이다. 하지만 이 슈퍼지구에 천문학자들이 관심을 보이는 이유는 따로 있다. 이는 ‘엄마 별’과 가까운 행성 가운데 이 슈퍼지구가 지구에서 가장 가까운 거리에 있다는 것이다. 이에 대해 하버드-스미소니언 천체물리학센터의 라스 버츠해브 박사는 “대부분의 알려진 행성은 수백 광년 떨어져 있다”면서도 “그런데 이 행성은 사실상 옆집에 있는 이웃이나 마찬가지”라고 말했다. 즉 이 슈퍼지구는 ‘엄마 별’을 배경으로 행성 대기와 구성을 분석하는 추가 연구를 할 수 있는 기회를 제공하는 것이다. 우드리 박사는 “모성의 표면을 통과하는 이런 항성계는 별빛이 행성을 비추므로 행성 대기의 특성을 알 수 있게 하므로 특히 관심이 간다”고 말했다. 이번에 천문학자들의 큰 관심을 받게 된 슈퍼지구는 흥미롭게도 다른 두 슈퍼지구를 형제로 두고 있다. 엄마 별 옆에 두 번째로 있는 슈퍼지구는 지구보다 2.7배 무겁고 공전주기는 6.8일이다. 그다음 슈퍼지구는 지구보다 8.7배 무겁고 공전주기는 47일이다. 가장 멀리는 목성형 가스 행성의 공전주기는 3년이다. 한편 이번 연구성과는 국제 천문학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics) 최신호에 발표됐다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

전 세계 지식인과 인공지능 전문가 1000여명이 냉전 이후 새로운 군비 경쟁을 가져올 전쟁용 ‘킬러 로봇’의 금지를 요구하고 나섰다. 영국 천체물리학자 스티븐 호킹, 미국 스페이스엑스의 최고경영자 일론 머스크, 애플의 공동 설립자 스티브 워즈니악, 언어학자 놈 촘스키 등은 인공지능에 기반한 무기의 개발과 활용을 금지할 것을 촉구하는 공개서한을 27일(현지시간) 발표했다. 1000여명의 전문가가 공개서한에 서명했다. 공개서한 작성을 주도한 생명의미래재단(FLI)은 인터넷전화업체 스카이프의 공동 설립자 얀 탈린이 지난해 설립한 비영리 과학단체다. FLI는 인공지능 개발에 따르는 위험을 연구하고 이에 대처하는 활동을 주로 하며 호킹과 머스크가 자문을 맡고 있다. 전문가들은 공개서한에서 인공지능 무기가 핵무기보다 더 위협적이라고 경고했다. 이들은 “인간의 개입 없이 독자적으로 목표물을 판별해 공격할 수 있는 무기 체계의 개발은 화약과 핵무기의 발명에 이은 전쟁 분야의 3차 혁명”이라고 말했다. 이어 “인공지능 무기는 핵무기와 다르게 비싸고 희소한 원료를 필요로 하지 않는다”며 “기술이 발전하면 주요 강대국은 인공지능 무기를 대량 생산할 수 있을 것”이라고 강조했다. 이들은 인공지능 무기가 대량 생산돼 전 세계 국가들이 군비 경쟁을 벌이는 상황을 우려했다. 또한 인공지능 무기가 경쟁적으로 생산된다면 암시장을 통해 국민을 통제하려는 독재자, 소수 인종을 청소하려는 군벌, 테러리스트의 손에 인공지능 무기가 들어가는 것은 시간문제라고 경고했다. 이들은 “인공지능 무기는 암살, 국가 전복, 국민 탄압, 그리고 특정 민족 학살의 임무를 수행하는 데 최적의 수단”이라며 “이에 인간의 통제를 받지 않는 인공지능 무기의 개발 및 활용을 금지해 새로운 군비 경쟁을 막아야 한다”고 강조했다. 그러나 전문가들의 우려 속에서도 인공지능 무기의 연구·개발은 활발히 진행되고 있다. 미국 국방부는 전 세계에서 로봇 연구에 막대한 규모의 지원을 하는 단체 중 하나다. 2013년에는 750만 달러(약 87억원)를 로봇 연구를 수행하는 대학과 기관에 지원했다. 영국은 무기용 로봇 연구·개발에 있어 미국보다 더 엄격한 규정을 가지고 있었으나 최근 이 규정에 반대하는 목소리가 높아지고 있다. 인공지능 기술을 활용한 공중 무기는 이미 상당한 수준까지 개발돼 있다. 미 해군은 2013년에 무인용 드론을 항공모함에 시험 착륙시키는 데 성공했다. 이는 미국이 공습이 가능한 항공모함용 무인 전투기를 개발했다는 의미다. 또한 영국도 같은 해 ‘타라니스’라고 불리는 무인용 전투기의 시험 비행에 성공한 바 있다. 파이낸셜타임스는 미국 등 서구의 강대국이 이처럼 인공지능 연구에 박차를 가하는 이유는 새로 전개될 군비 경쟁에서 중국과 같은 잠재적 적들에게 뒤처질 수 있다는 두려움 때문이라고 분석했다. 박기석 기자 kisukpark@seoul.co.kr

지난해 9월 미국 매사추세츠주에 위치한 하버드 스미스소니언 천체물리센터에서 이색적인 토론회가 열렸다. 이날 토론의 주제는 ‘행성이란 무엇인가?’로 도마 위에 오른 것은 바로 명왕성이었다. 토론 참가자로 나선 전문가들은 하버드대의 오웬 깅그리치 천문학 명예교수와 디미타 사세로브 교수, 그리고 국제천문연맹 산하 소행성센터의 가레스 윌리암스 박사로 그 면면도 쟁쟁했다. 　 먼저 포문을 연 것은 하버드대 교수들이었다. 깅그리치 교수는 “행성의 정의는 시대에 따라 시점에 따라 변할 수 있다” 면서 “명왕성은 역사적으로 또한 문화적으로 이미 태양계의 한 행성”이라고 주장했다. 　 사세로브 교수도 “명왕성은 별과 별의 잔유물로 형성된 작은 구체 덩어리로 볼 수 있다”며 역시 명왕성의 행성 복귀를 지지하고 나섰다. 그러나 윌리암스 박사는 이같은 주장을 단칼에 반박했다. 윌리암스 박사는 “명왕성은 다른 행성들과 달리 궤도면과 황도면의 경사각이 17도나 기울어져 있으며 그 지역의 지배적인 천체도 아니다” 면서 “만약 명왕성이 행성이 된다면 태양계 행성은 향후 계속 늘어날 것”이라고 밝혔다.　 무려 9년 6개월, 일수로 3462일, 거리로 56억 7000만 ㎞를 날아간 뉴호라이즌스호의 명왕성 도착(7월 14일)이 눈 앞에 온 지금 또하나의 해묵은 논란이 다시 일어날 조짐이다. 바로 명왕성의 복권(復權) 논란이다. 사실 '수금지화목토천해명' 이라는 순서로 우리에게도 익숙한 명왕성은 지난 2006년 행성의 지위를 잃고 왜소행성(dwarf planet)으로 격하됐다. 공식이름은 외우기도 힘든 ‘134340 플루토’. 지난 몇 년 사이 미국 천문학계를 중심으로 명왕성의 지위를 다시 회복하자는 움직임이 일어나고 있으며 뉴호라이즌스호가 명왕성을 통과하고 나면 이같은 논란은 한층 더해질 전망이다. 명왕성이 행성에서 퇴출된 이유는 지난 2006년 국제천문연맹(IAU)이 행성의 분류 정의를 바꿨기 때문이다. 당시 IAU는 행성의 정의를 크게 3가지 조건으로 제시했다. 첫째 태양 주위를 공전하며, 둘째 충분한 질량과 중력을 가지고 구(sphere·球) 형태를 유지해야 하며 셋째 그 지역의 가장 지배적인 천체여야 한다. 문제는 2000년대 들어 명왕성 인근에서 카론 등 새로운 천체가 발견되면서 시작됐다. 처음에는 명왕성의 위성으로 생각됐던 카론에 명왕성이 휘둘린다는(맞돌고 있는) 사실이 확인됐기 때문이다. 결과적으로 명왕성이 행성이 되면 인근 카론, 제나, 케레스 등도 모두 행성이 돼 태양계의 행성 숫자는 최대 12개로 늘어날 수도 있는 상황이 됐다. 이에 유럽 천문학자들을 중심으로 행성의 정의를 위와같은 3가지 조건으로 정리하며 투표를 통해 명왕성 행성 퇴출을 결정했다. 이에 미국 천문학계가 반발한 것은 당연한 일. 특히 명왕성이 퇴출되기 직전인 그해 1월 미 항공우주국(NASA)은 7억 달러라는 큰 돈을 들여 명왕성 탐사선 뉴호라이즌스호를 발사한 바 있다. 또한 명왕성은 태양계 행성 중 미국인이 발견한 유일한 행성이기도 하다. 바로 LA다저스의 에이스 클레이튼 커쇼의 증조부이기도 한 클라이드 W. 톰보(1906~1997)로 그의 유골 일부는 뉴호라이즌스호에 실려있다. 일단 명왕성 복권 찬성에 대한 일반인들의 여론은 높은 편이다. 그러나 천문학자들의 과학적 주장 또한 명쾌해 당분간 명왕성은 '내 마음 속의 행성'으로만 남을 가능성이 높다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우리 태양의 1조 배가 넘는 질량을 가진 거대한 타원은하인 M87이 다른 중소 규모의 은하를 ‘수십억 년에 걸쳐 집어삼켰다’는 것이 관측 연구로 밝혀졌다. 천문학자들은 지금까지 M87과 같은 거대 은하는 작은 은하를 집어삼키면서 성장하고 있다고 예상했다. 하지만 이런 은하 합병 과정에서는 작은 은하의 별이 큰 은하의 별과 섞이므로 흔적이 남지 않아 증거를 발견하기가 쉽지 않다. 독일 막스플랑크 외계물리연구소의 알레시아 롱고바디가 이끄는 천문학 연구팀은 은하의 별을 관측하는 대신 은하 ‘해일로’(은하계 일부로서 은하와 우주공간의 경계)에 있는 행성상 성운에 주목했다. 행성상 성운은 태양과 같은 별이 일생의 마지막 단계를 보여주는 모습으로, 별에서 방출된 가스가 독특하고 연한 녹색 빛깔로 빛나 주변 별과 확연하게 구별할 수 있다. 연구팀은 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)에 장착된 분광기를 이용하면 행성상 성운의 움직임을 통해 과거 은하간 충돌의 단서를 얻을 수 있다고 판단했다. 이로써 사상 처음으로 행성상 성운 300개의 움직임을 추적 조사했고, 이 가운데 지구로부터 약 5000광년 떨어진 거대 타원은하인 M87의 해일로에 있는 행성상 성운에 주목했다. 연구팀은 그 움직임을 분석하는 것으로 과거에 은하 합병이 일어난 흔적을 발견할 수 있었다고 밝혔다. 롱고바디 연구원은 “이번 연구결과는 우주에서 가장 거대하고 밝은 구조에 해당하는 은하가 근본적인 방법으로 성장을 계속해 나가고 있음을 보여주는 것으로, 은하들은 결코 멈추지 않는다”며 “M87의 해일로 외곽 상당 부분에서 충돌이 발생하지 않았을 경우에 나타날 것으로 예상되는 밝기보다 두 배 이상 밝은 빛이 관측됐다”고 설명했다. 이번 연구에 참여한 막스플랑크 외계물리연구소의 오트빈 게하르드 박사는 “우리는 중간 크기 은하가 M87의 중심부를 통과하며 추락한 위치에서 거대한 중력조석작용의 결과로 최근 발생한 단일 강착 현상을 목격할 수 있었다”며 “이렇게 빨려든 은하에 자리잡고 있었던 별들은 원래 배치보다 100배나 더 광활한 영역으로 퍼져나간 상태였다”고 말했다. 연구팀은 또 M87의 외곽부에 존재하는 빛의 분포를 매우 주의깊게 분석해 과거 M87에 삼켜진 은하의 별들로부터 발생하는 여분의 빛이 있다는 증거를 발견했다. 이번 관측을 통해 M87에 삼켜진 은하가 M87에 비교적 젊고 푸른 빛의 별을 추가시켰다는 사실을 보여주므로, M87에 삼켜진 은하는 별의 생성이 진행중이던 나선은하였을 것으로 추측하고 있다. 이번 연구에 참여한 ESO의 마그다 아나볼디 박사는 “수십만 광년에 걸쳐 펼쳐진 은하의 해일로 속에 흩어져 있는 별들을 확인할 수 있다는 것은 정말 흥미롭다”면서 “녹색 빛을 발하는 행성상 성운은 마치 건초 더미 속에 숨겨져 있는 바늘을 찾는 것과 같은 것으로, 이런 특이 천체야말로 이런 별들에게 무슨 일이 일었는지 말하는 단서가 될 것”이라고 말했다. 이번 연구성과는 ‘천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 최신호에 실렸다. 사진=행성상 성운의 분포를 나타낸 타원은하 M87(Chris Mihos/ESO) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리 은하의 반대편에 있는 아주 먼 천체까지의 거리를 정확하게 측정하는 방법을 천문학자들이 고안했다. 이들은 미국항공우주국(NASA)의 찬드라 X선 망원경과 유럽우주국(ESA) XMM-뉴턴 망원경을 사용해 ‘컴퍼스자리 X-1’라는 천체 주위에서 X선 상에 빛나는 4개의 고리를 발견했다. 컴퍼스자리 X-1은 별의 폭발로 남겨진 핵인 중성자별과 짝별을 이루는 무거운 별을 품고 있는 연속성계이다. 천문학자들이 발견한 4개의 고리는 X선 폭발로 발생한 빛의 메아리이다. 이 메아리는 천체 주변에 있는 먼지구름을 스쳐 지나가면서 발생한다. 각 고리는 해당 천체의 폭발로 방출된 X선이 서로 다른 먼지 구름에 부딪히면서 생성된 것이다. 이런 구름이 우리와 가까울수록 고리는 더 크게 나타난다. 즉 찬드라 X선 망원경이 관측한 대로 동심원을 이루는 서로 다른 크기의 고리 구조가 우리로부터 서로 다른 거리에 있는 먼지구름에 의해 만들어진 것이다. 이 고리의 물리적 크기는 이미지에 표기된 대로 a 고리는 41광년, b 고리는 49광년, c 고리는 55광년, d 고리는 52광년이다. 찬드라 망원경이 수집한 빛의 메아리와 호주 모프라 전파망원경이 수집한 전파 자료를 함께 사용해 이 구름까지의 거리를 정할 수 있었다. 이를 통해 컴퍼스자리 X-1까지의 거리가 3만 700광년인 것을 추정할 수 있었고 이는 기존 예측치 1만 3000광년보다 2배 이상 먼 거리이다. 　 이번 연구성과는 ‘천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 최신호에 실렸다. 사진=NASA/Chandra X-ray Observatory 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난 27일(현지시간) 미국의 천체 망원경 커뮤니티 사이트인 '슬루’(Slooh)를 통해 재미있는 '우주 방송'이 중계됐다. 이날 '우주'라는 그라운드에 오른 선수는 외계행성 '다크나이트'(Dark Knight). 이 외계행성은 잠깐 동안이지만 방송을 통해 '얼굴'을 드러낸 후 이름처럼 다시 어둠 속으로 사라졌다. 아마추어를 포함한 천문학자들이 이 행성에 관심을 드러낸 이유는 '다크나이트'가 역대 발견된 것 중 가장 어두운 행성으로 이날 '트랜싯'(transit) 현상이 발생했기 때문이다. 일반적으로 행성은 스스로 빛을 내지 않기 때문에 주위 별 빛으로 그 존재가 확인된다. 행성이 항성 앞을 지나가는 경우 잠시 빛이 잠식되는 현상이 발견되는데 이같은 현상을 트랜싯이라 부른다. 석탄보다 더 어둡다는 다크나이트의 정식명칭은 'TrEs-2b' 로 4년 전 미 항공우주국(NASA)의 케플러 망원경으로 처음 존재가 드러났다. 지구에서 750광년 떨어진 용자리에 위치한 TrEs-2b는 '태양계의 큰형님' 목성 질량의 2배인 가스 행성이다. 흥미로운 사실은 이렇게 큰 행성이 항성과 불과 500만 km 떨어져 있다는 점이다. 태양과 가장 가까운 수성이 약 5700만 km 떨어져 있다는 것과 비교해 보면 얼마나 가까이 붙어있는지 알 수 있는 대목. 이 때문에 TrEs-2b의 표면 온도는 1,000°C에 이르러 전문가들은 발견된 외계행성 중 '가장 뜨겁고 큰 목성'이라는 별칭으로도 부른다. 그렇다면 이 행성은 왜 이렇게 어두운 것일까? 그 이유는 TrEs-2b가 빛 대부분을 흡수하고 고작 1% 이하만 반사하기 때문이다. 하버드-스미스소니언 천체물리학연구소에 따르면 TrEs-2b의 대기권에는 증발상태의 나트륨과 칼륨 또는 기체상태의 산화티타늄 등이 다량 함유돼 있어 빛을 흡수해 행성 자체를 어둡게 하는 것으로 추측된다. 그러나 이 설명만으로는 충분치 않아 전문가들은 대기를 어둡게 하는 요인을 밝혀낸다면, 지금까지는 알려지지 않은 새로운 화학성분을 발견할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구로부터 아주 먼거리에 있는 은하 속 ‘괴물 블랙홀’의 무게를 천문학자들이 알마 전파망원경의 도움으로 측정하는 데 성공했다고 미국과 일본의 천문학자들이 밝혔다. 이런 거대 블랙홀의 질량은 은하와 블랙홀의 진화 관계를 밝히는 데 매우 중요한 정보가 된다. 많은 은하 중심에는 거대한 블랙홀이 존재하는 것으로 여겨진다. 천문학자들은 우리 태양의 수백만 배에서 수백억 배에 달하는 것을 ‘초거대질량 블랙홀’이라고 부른다. 이런 블랙홀의 질량과 이를 포함한 은하(모은하) 중심(팽대부)의 질량 혹은 밝기 사이에는 상호관계가 있는 것으로 알려졌는데 은하의 성장과 발전에는 이런 거대한 블랙홀이 크게 영향을 주고 있는 것으로 시사된다. 즉 이런 관계를 확인하기 위해서는 초거대질량 블랙홀의 질량을 구하는 것이 중요하다. 블랙홀의 중력 영향을 받는 천체의 움직임을 측정하면 질량을 추정할 수 있지만, 고해상도 측정이 필요해 블랙홀 중력 이외의 영향을 고려해야 해 계산이 쉽지 않다고 한다. 천문학자들은 화로자리 방향으로 약 5200만 광년 거리에 있는 막대나선은하 NGC 1097을 알마 전파망원경으로 관측한 데이터를 이용해 이 은하 중심에 있는 초거대질량 블랙홀의 질량을 계산하는 데 도전했다. 이들이 사용한 방법은 은하 중심 부근 분자가스의 분포와 운동 모습을 전파 관측으로 정밀하게 측정하는 것이다. 분자가스는 주위의 영향을 받기 어려우므로 움직임을 측정하기 쉽고 블랙홀의 질량을 구하는 데 효과적이라고 한다. 이런 관측결과를 바탕으로 천문학자들은 천체모델을 만들고 분자가스의 움직임을 재현하기 위해 조건을 조사했다. 그 결과, NGC 1097의 중심부에 있는 초거대질량 블랙홀의 질량은 태양의 약 1억 4000만 배인 것으로 확인됐다. 연구에 참여한 미국 국립전파천문대의 카틱 쉬스 박사는 이런 막대나선은하를 비롯해 나선은하와 같은 만기형 은하에 대해 이런 방법으로 초거대질량 블랙홀의 질량을 측정한 사례는 이번이 처음이라고 설명했다. 연구를 이끈 일본 소고켄큐대학원대학의 오오니시 쿄코 연구원은 “알마 망원경은 단 2시간 정도 관측으로 은하 중심부 가스의 운동 데이터를 얻을 수 있었다”면서도 “은하 중심 블랙홀의 관계를 밝히기에는 다양한 형태의 많은 은하로부터 블랙홀 질량을 구할 필요가 있지만 알마 망원경을 사용하면 현실적인 시간에 많은 은하 관측을 수행할 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구성과는 국제 학술지 ‘천체물리학 저널’(Astrophysical Journal) 19일 자에 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr