“소행성은 지구에 위협을 가하지 않을 것이다? 천만의 말씀!” 전 세계 물리학자들의 일부가 소행성의 위협을 강조하고 나섰다. 지금까지 미국우주항공국(NASA)의 주장과는 사뭇 다른 내용이어서 관심이 쏠리고 있다. 미국 시사주간지인 뉴스위크 등 해외 언론의 보도에 따르면 영국 캐임브리지대학 마틴 리스 명예교수와 록밴드 퀸의 기타리스트이자 천체물리학자인 브라이언 메이 등은 내년 6월 30일을 ‘세계 소행성의 날’(World Asteroid Day)로 정하고 소행성 충돌 위험의 경각심을 불러일으켜야 한다고 주장했다. 이들은 소행성 충돌이 현재와 미래에 인류가 당면할 가장 큰 위협 중 하나이며, 매년 추적하는 소행성의 수를 100배 이상 늘려야 한다고 강조했다. 이들은 “직경 50m의 작은 소행성이라 할지라도 지구와 정면으로 충돌하면 도시 하나가 쑥대밭이 될 것”이라면서 “지구와 충돌 위기에 있는 소행성이나 혜성 등은 약 100만개 정도지만, 지금까지 지구에서 발견한 것은 1%에 불과한 1만 여개 뿐”이라고 지적했다. 이어 “이러한 정보는 소행성이 언제든 지구의 대기권에 들어와 지구를 파괴할 수 있다는 것을 뜻한다”라며 “우선 소행성의 진로를 바꾸는 방법을 연구해야 한다”고 강조했다. 지금까지 발견된 소행성 중 가장 큰 것은 면적이 2000㎢에 달하는 것으로, 대도시의 크기와 맞먹는 거대한 규모다. 가장 최근 피해는 지난 해 2월 러시아를 강타한 유성 폭발로, 당시 지름 20m로 추정되는 유성이 지각에 충돌하기 전 폭발하며 1600여 명의 사람들이 부상을 입었다. 1998년부터 나사는 지름이 1㎞ 이상이며 지구를 향하고 있는 소행성 탐사를 시작해 왔지만, 러시아 유성 폭발과 마찬가지로 수 십 m 규모의 작은 소행성, 혜성 등이 지구에 큰 영향을 미칠 수 있다는 사실은 이미 증명됐다. 영국 왕립학회장을 역임했던 천문학자 마틴 리스 경이 이끄는 국제천문학자그룹은 ‘딥 임팩트’(소행성 지구 충돌)에 대처하기 위한 법안 마련을 촉구하는 캠페인을 이번 주부터 실시했다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

우리 태양과 비슷한 항성 앞을 지구와 비슷한 외계행성이 가로 지르는 모습이 지상에서 처음으로 관측됐다. 하버드-스미소니언 천문학센터(CfA)는 1일(현지시간) 지구에서 약 40광년 거리에 있는 태양과 비슷한 항성의 앞을 조그만 지구형 행성이 통과하는 모습을 지상 망원경으로 처음 관측했다고 밝혔다. 국제 천문학자들이 주목한 항성계는 게자리 방향의 ‘게자리 55’라는 항성계. 맨눈으로도 볼 수 있는 모항성 ‘게자리 55a’의 주위에는 지금까지 5개의 행성이 발견되고 있다. 그중 가장 안쪽에 있는 행성 ‘게자리 55e’가 모성 앞을 통과할 때 별빛이 아주 살짝 약해지는 감광 현상을 스페인령 라 팔마 섬에 있는 구경 2.5m 노르딕 광학망원경으로 포착한 것이다. 이 망원경은 현재 기준으로 그 크기가 중간급이지만 관측을 위한 최신 장비를 갖추고 있다. 사실 ‘게자리 55e’의 존재는 10년 전부터 알려져 왔으며, 지구의 약 두 배 크기를 갖고 있어 거대 지구형 행성을 뜻하는 이른바 슈퍼지구로 알려졌다. 공전주기가 18시간인 이 행성이 별 앞을 통과하는 2시간 동안 해당 별빛은 약 0.05% 차단됐다. 미국항공우주국(NASA)의 ‘스피처’와 캐나다우주국(CSA)의 ‘모스트’(MOST)라는 우주망원경으로 ‘통과법’으로 관측된 적은 있지만, 지상의 망원경으로 이 정도의 경미한 감광을 파악한 것은 처음이다. 이번 관측은 태양과 비슷한 유형의 별(게자리 55a)에서 슈퍼지구(게자리 55e)의 통과를 지상의 망원경으로 포착한 최초의 예이다. 거대 가스 행성이 아니라 지구와 크게 다르지 않은 크기의 행성이 이동하는 것을 관측하는 것으로, 앞으로 다수의 비슷한 크기의 행성에 관한 대기 성분을 지상에서도 조사할 수 있는 가능성이 제시됐다. 외계행성의 통과 동안 별빛 일부는 행성의 대기 너머로 닿기 때문이다. 이번 연구에 참여한 메르세데스 로페즈-모랄레스 연구원은 “조금씩이지만 지구 인근에 있는 지구형 행성에서 삶의 흔적을 탐험할 가능성에 접근하고 있다”고 말한다. 한편 이번 연구성과는 ‘천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 최신호에 실렸다. 사진=지구(왼쪽)와 슈퍼지구 ‘게자리 55e’의 크기를 비교한 이미지. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

별이 모이면 은하를, 이런 은하의 모임은 은하군을, 은하군은 다시 은하단을, 은하단은 이보다 더 큰 초은하단을 이룬다. 그런데 이런 초은하단 이상 큰 규모의 천체를 우리는 ‘우주의 거대구조’(혹은 우주의 대규모구조)라고 부른다. 이런 우주의 거대구조는 필라멘트나 거미줄처럼 얽힌 형태를 보이고 있는데 최근 유럽의 천문학자들이 그에 속한 블랙홀의 자전축이 이 구조의 배열을 따르고 있음을 밝혀냈다. 이는 우주 진화 과정을 탐구하는 데 중요한 단서가 될 것으로 보인다. 벨기에 리에주대학 다미앵 헛세메커스 박사가 이끄는 국제 연구팀이 유럽남방천문대(ESO)의 초대형망원경(VLT)을 사용한 최신 관측 연구에서 수십억 광년을 사이에 두고 떨어져 있는 퀘이사 93개(정확히 그속에 있는 블랙홀)의 자전축 방향이 거미줄처럼 얽힌 우주의 거대구조와 일치하는 것을 밝혀냈다. 퀘이사는 하늘에서 별처럼 보이지만 사실은 수천에서 수만 개의 별로 이뤄진 은하로, 지구에서 가장 먼 거리에 있는 은하의 중심핵에 있는 거대 블랙홀이 주변 물질을 집어삼키는 에너지에 의해 엄청나게 밝게 빛난다. 이때 중력에 의해 모인 물질은 소용돌이치며 초고온 상태의 원반을 이루며 내부 블랙홀은 자전축에 따라 제트를 분출한다. 이번 관측에서 이런 자전축과 제트 자체가 확인된 것은 아니지만, 연구팀은 각각의 퀘이사가 갖는 편광(빛의 진동 방향) 등에서 원반의 각도, 나아가 자전축의 방향을 파악할 수 있었다. 특히 연구팀은 이런 자전축 방향이 우주의 거대구조로 불리는 필라멘트를 따르는 경향도 발견했다. 수십억 광년 규모에 달하는 거대 은하 집단의 분포는 일정하지 않고 그물망 구조로 배열되는데 이를 우주의 거대구조라고 부른다. 헛세메커스 박사는 “퀘이사들로부터 주목한 첫 번째 이상한 점은 이들은 수십억 광년씩 서로 떨어져 있음에도 자전축이 서로 정렬된 양상을 보였다”면서 “한 걸음 더 나아가 만약 이 자전축이 서로 연결돼 있다면 이는 단순히 서로 연결된 것이 아니라 우주에 더 거대한 규모의 구조를 형성하고 있을 것”이라고 설명했다. 연구팀은 이번에 관측된 결과가 우연일 가능성은 1% 미만으로 추정하고 있다. 퀘이사(블랙홀)의 방향이 우주의 거대구조와의 관련성이 관측으로 확인된 것은 이번이 처음이다. 한편 이번 연구성과는 국제학술지 ‘천문학 및 천체물리학’(Astronomy and Astrophysics) 22일 자로 게재됐다. 사진=ESO 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

비수기인 가을 극장가가 영화 ‘인터스텔라’의 흥행 열기로 후끈 달아올랐다. 169분의 긴 상영 시간, ‘이과용 영화’라 불릴 만큼 어려운 영화 속 물리학 소재도 걸림돌이 되지 않았다. ‘인터스텔라’는 개봉 2주 만인 지난 19일까지 544만명의 관객을 동원했다. 국내에서 거둔 매출액만도 433억원. 평일에도 꾸준히 20여만명의 관객이 들고 있다. 북미를 제외하고는 중국에 이어 세계에서 두 번째로 높은 성적이다. 영국이나 프랑스보다도 높다. 제작사인 워너브러더스가 한국에서 흥행 성적이 유별나게 도드라지는 현상에 의아해할 정도다. 영화가에서는 이 영화의 국내 흥행 배경을 한국 사회의 특수성과 관련이 있는 것으로 해석한다. 무엇보다 정보통신 세계 최강국의 국민답게 새로운 기술에 대한 ‘얼리어답터’ 성향이 흥행 배경으로 꼽힌다. 영화 관계자들은 “세계적 물리학자 킵 손의 웜홀 이론을 통해 충분히 이론적 검증을 거쳤고, 각본 작업을 맡은 크리스토퍼 놀런 감독의 동생 조너선 놀런이 일부러 대학에 가서 4년 동안 물리학을 공부했다는 사실은 한국 관객들을 자극하기에 충분했다”고 짚는다. ‘메멘토’, ‘인셉션’ 등 이전 작품들에서 펼쳤던 감독의 상상력에 대한 신뢰도 큰 몫을 했다. 강유정 영화평론가는 “빠른 정보통신기술이나 소셜네트워크서비스(SNS) 문화의 확산에서 알 수 있듯 한국 관객들은 최첨단에 대한 지적 호기심이 강렬하다”며 “거기에 문화 담론에서 소외되기 싫어하고 동참하려는 욕구가 강한 것이 흥행 원인”이라고 분석했다. 일찍이 영화를 관람한 김재민(25)씨는 “영화를 본 뒤 인터넷에서 천체물리학 관련 용어를 찾아봤다. 이후 한 번 더 보고 싶다는 생각이 들었다”고 말했다. ‘부자유친’(父子有親)의 따뜻한 동양적 정서도 한몫했다. 영화에서는 인류의 생존을 위해 목숨을 걸고 새로운 별을 찾아 나선 사람들의 숭고한 희생정신이 강조됐다. 그 정서를 관통하는 것은 부성애. 이는 가족을 동반한 중장년층 아버지들을 극장으로 끌어내는 요인이기도 하다. 영화평론가 정지욱씨는 “기존의 할리우드 영화와 비교해 영웅주의보다는 내 가족과 후손을 위해 희생하겠다는 가족애 등 동양적 메시지가 부각돼 공상과학(SF) 영화에 대한 거부감을 상쇄시켰다”고 말했다. 관객들 사이에서 ‘반드시 극장에서 봐야 할 영화’로 입소문 나고 있는 것도 흥행세가 이어지는 주요 요인이다. 주말이면 암표까지 나돌 정도로 매진 사례를 이어 가는 아이맥스관의 인기가 이를 뒷받침한다. 영화를 홍보하는 올댓시네마의 김태주 실장은 “제작비 1800억원이 들어간 우주 SF 영화를 실감 나는 아이맥스 화면으로 보고 싶어 하는 관객이 많다”고 말했다. 이은주 기자 erin@seoul.co.kr

국내에서도 큰 흥행 열기를 이어가고 있는 영화 '인터스텔라'를 천체물리학자들은 어떻게 봤을까? 최근 대중적으로도 인지도가 높은 유명 천체물리학자인 미 자연사박물관 헤이든 플라네타륨 소장 닐 더그래스 타이슨 박사가 이에대한 재미있는 의견을 트윗에 남겨 관심을 끌고있다. 지난해 우주를 주제로 호평을 받은 영화 '그래비티'의 오류를 과학적으로 지적해 화제를 모은 그는 '우주여행 안내자' 칼 세이건의 후배로 유명하다. 지난 1996년 작고한 칼 세이건 전 코넬대 교수는 30여년 전 전세계 시청자들에게 감동을 선사한 우주과학 다큐멘터리 ‘코스모스’ 의 진행자로도 명성을 떨쳤다. 세이건 교수와 사적인 인연을 가진 사람이 바로 타이슨 박사로 특히 올해 '코스모스' 후속편의 진행을 맡아 화제를 모은 바 있다. 이번에 타이슨 박사가 영화 '인터스텔라'를 보고 지적한 사항은 다소 얌전한(?) 편이다. 박사가 남긴 인터스텔라의 9가지 미스터리 중 일부만 소개한다. 　(스포일러가 포함되어 있습니다) 1. 책을 터치하고 사물을 쿡쿡 찌를수 있다면 왜 노트에 적어주지 않았을까? 2. 우주에 블랙홀보다 별(태양)들이 압도적으로 많은데 왜 블랙홀 궤도의 행성이 최고의 지구형 행성이 됐을까? 3. 만약 웜홀이 실제 존재한다면 왜 토성이 아니라 지구 가까이에 생기지 않았을까? 4. 솔직히 주인공들이 여행하는 새 행성보다 화성이 더 안전하다 5. 헬멧에 금이 생겨도 계속 싸울 수 있다면 외계 행성의 공기가 그리 나쁜 것은 아니다 6. 웜홀을 통해 지구를 떠나는 것 보다 지구를 고치는 게 낫다　　　 한편 '인터스텔라'는 세계 각국의 정부와 경제가 완전히 붕괴된 미래에, 시공간 사이에 열린 틈을 통해 우주로 나가 인류를 구하는 임무를 그린 SF 영화다. 특히 크리스토퍼 놀란 감독은 블랙홀을 가장 실제와 유사하게 표현하기 위해 미국 캘리포니아공과대학의 세계적인 이론물리학자인 킵 손(Kip Thorn)과 손잡았다. 킵 손 박사는 1988년 발표한 논문 ‘시공간의 웜홀과 행성 간 여행에서의 유용성(Wormhole in space-time and their use for interstella travel)에서 우주에 있는 소규모의 웜홀을 이용해 시간 여행이 가능하다고 주장한 바 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

별들의 모임인 은하. 이 중 일부 은하는 별의 탄생이 더딘데, 그 원인 중 하나가 ‘은하 사이의 바람’ 때문이라는 것을 캐나다와 미국의 천문학자들이 밝혀냈다. 캐나다 토론토대 던랩연구소와 미국 애리조나주립대 공동 연구팀은 나사(미국항공우주국)의 스피처와 허블 우주망원경을 사용해 우주에 홀로 떠다니는 필드 은하가 은하단과 접촉할 때 발생하는 ‘은하간 바람’(인터갤럭틱 윈드)이 별이 탄생하는데 필요한 주요 가스를 날려버린다는 증거를 발견했다. 이런 과정은 NGC 4522, CGCG 97-073, ESO 137-001, NGC 1427a라는 네 은하에서 관측됐다. 이들 은하가 각각 거대 중력을 가진 은하단 속으로 끌려 들어갈 때 발생하는 ‘램압력’(어떤 물체를 향해 어떤 액체나 기체가 빠른 속도로 다가가면 생기는 압력)으로, 은하단 내에서 물질을 빼앗기는 ‘램압 벗기기’(RPS, Ram-Pressure Stripping) 과정에서 분자 형태의 수소가스를 잃는다는 것이다. 즉 은하간 바람이 불어 특정 은하 내의 별 형성 재료가 벗겨진다는 것. 연구를 이끈 연구소의 수레쉬 시바난담 박사는 “불을 켠 양초를 방에 옮길 때 흘러나오는 연기처럼 수소가스가 은하로부터 날아가는 것을 발견했다”고 설명했다. 연구에 참여한 조지 리케 애리조나대 교수는 “지난 40여 년간 우리는 우리 은하처럼 은하단 속 일부 은하가 다른 은하와 달리 젊은 별이 적은 것을 이해하기 위해 노력해왔지만, 이제 별 탄생을 막는 담금질을 보게 됐다”고 말했다. 연구팀은 이번 연구를 위해 스피처와 허블의 광학 및 적외선, 수소배출 정보뿐만 아니라 여러 지상 망원경의 데이터까지 분석했다. 이번 연구결과는 미국 천체물리학회지(Astrophysical Journal) 10일 자에 게재됐다. 사진=별 형성 가스를 빼앗기고 있는 은하 NGC 4522 이미지 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

전기적으로 중성이며 질량이 영(0)에 가까운 경입자족에 속하는 소립자로 다른 물질과 거의 반응하지 않아 이른바 ‘유령 입자’로도 불리는 중성미자(뉴트리노). 그런데 이런 입자가 거대 블랙홀에서 대량으로 방출하고 있음을 시사하는 연구결과가 나와 관심이 쏠리고 있다. 미국 위스콘신주립대(매디슨캠퍼스) 연구팀은 우리 은하 중심에 있는 밝고 작은 전파원으로 거대 블랙홀로 추정되고 있는 천체 ‘궁수자리 A별’(Sagittarius A* 혹은 Sgr A*)에서 고에너지 중성미자가 발생하고 있음을 나타내는 증거를 발견했다고 미국물리학회가 발간하는 권위지 ‘피지컬리뷰디’(Physical Review D) 최신호에 발표했다. 연구에 참여한 바이양 물리학과 조교수는 “오늘날 천체물리학에서 가장 큰 문제 중 하나는 고에너지 중성미자가 어디에서 발생하는지 이해하는 것”이라고 말했다. 지난 2010년, 미국 국립과학재단(NSF) 아문젠-스콧 남극기지 내에 세워진 아이스큐브 중성미자 관측소에서는 지금까지 36개의 고에너지 중성미자를 검출했다. 이는 얼음 속 수소 이온과 부딪히는 상호작용에서 관측되는 것. 연구팀은 여기서 얻은 데이터가 엑스선 관측 임무를 수행하는 ‘찬드라 위성’과 주로 감마선 폭발(GRB)을 관측하는 ‘스위프트 위성’, 그리고 고에너지 엑스선을 관측하는 ‘누스타'(NuSTAR) 위성으로부터 나온 데이타와 일치하는 것을 찾아냈다. 이 중 찬드라 위성에 관측된 데이터에서 가장 큰 폭발이 감지돼, 우리 은하 중심에 있는 궁수자리 A별로부터 나온 것임을 알아냈다고 연구팀은 설명했다. 일반적으로 중성미자는 태양과 같은 항성에서 끊임없이 대량으로 방출된다. 하지만 고에너지 중성미자는 우주에서 발생하는 가장 강력한 수준의 현상으로, 은하 충돌이 일어날 때나 물질이 거대 블랙홀로 흡수될 때, 고속으로 회전하는 펄서에 둘러싸인 소용돌이 안에서만 생성된다고 연구팀은 설명하고 있다. 사진=NASA　 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난 6일 개봉한 영화 ‘인터스텔라’에서 우주의 블랙홀은 절멸의 위기에 처한 인류를 구원하기 위해 필수적으로 통과해야 했던 공간이다. 그리고 ‘인터스텔라’는 한국 영화시장의 블랙홀이 됐다. 국내 개봉 5일 만에 관객 210만명을 훌쩍 넘겼다. 매출 점유율이 무려 80%에 이를 정도로 극장가를 집어삼킬 기세다. 중력렌즈 공식, 일반상대성이론 등 난해한 천체물리학, 우주과학 이론을 전면에 등장시키면서도 감각적이고 신비한 우주 공간을 그려냈다는 호평이 쏟아졌다. 영화를 만든 크리스토퍼 놀런(44) 감독을 중국 현지 개봉을 앞두고 10일 상하이에서 만났다. 13억 인구의 중국 영화시장은 ‘5000만명밖에 보지 않아 망했다’는 우스갯소리가 있을 정도로 거대한 곳이다. 놀런 감독의 부인이자 제작자인 에마 토머스, 남녀 주연 배우 매슈 매코너헤이와 앤 해서웨이가 인터뷰에 함께 참석했다. 놀런 감독은 한국 관객들이 ‘인터스텔라’에 열광하는 이유에 대해 “(영화가) 판타스틱하지 않나?”라고 농담처럼 답하더니 “아주 흥분되는 일이다. 과학에 대한 관심이 커서 그런 게 아닐까 싶다”고 말했다. 북미를 제외하고는 현재까지 한국이라는 조그만 나라에서만 1410만 달러에 달하는 매출로 세계 1위의 실적을 올리고 있으니 감독으로서는 놀라지 않을 수 없는 노릇이다. 그는 “세계적인 물리학자 킵 손을 거치며 지금까지는 확실히 입증된 과학적 사실에 근거해 영화를 만들었다”며 자신의 작품에 대한 자부심을 드러냈다. 하지만 그는 “007 영화를 볼 때 폭탄 만드는 방법을 모른다고 재미가 없나? 복잡한 과학 이론을 몰라도 영화에 빠져들 수 있고 공감대를 형성하는 데는 아무런 문제가 없을 것”이라며 자신만만한 표정을 지었다. 그의 자신감은 배우들도 더불어 확인해 줬다. 이미 ‘다크나이트 라이즈’에서 캣 우먼 역을 맡아 놀런 감독과 호흡을 맞춘 적 있는 여배우 해서웨이는 “그가 함께 영화를 만들자고 제안했을 때 대본도 보지 않고 바로 동의했다”면서 “그는 매우 독특하다. 배우들의 질문이 있을 때 매우 친절하게 도움을 준다”고 말했다. 올해 아카데미 남우주연상을 받은 매코너헤이 역시 “놀런 감독과 작업하고 싶었다. 그의 영화 한편, 한편이 내가 그동안 출연한 영화를 모두 모은 것보다 성공적”이라고 감독에 대한 경의를 나타냈다. 놀런 감독은 영화의 스포일러에 매우 엄격한 것으로 유명하다. 영화 마지막 장면에서의 쿠퍼(매코너헤이)와 아멜리아(해서웨이)의 감정 기류 변화 등 스포일러와 관련된 질문이 있을 때마다 단호하게 “말할 수 없다”고만 대답했다. 대신 영화를 만들었던 속내에 대해서는 상세히 이야기를 풀어 갔다. “스탠리 큐브릭 감독의 ‘2001 스페이스 오디세이’에 대한 오마주(존경심)라고 볼 수 있을 것입니다. 실제로 무의식적으로도 여러 가지 오마주를 담았습니다. 예를 들자면 영화 속 로봇 디자인도 ‘스페이스 오디세이’에 나오는 로봇 모놀리스처럼 군더더기 없이, 최대한 간단한 모습으로 고도의 지능을 갖고 있는 모습을 구현하고 싶었습니다.” 그는 “우주에 대한 얘기는 의도적이었다”면서 “차가운 우주와 따뜻한 인간 감성의 극명한 대비를 통해 우주에서 인간의 위치가 어디인지, 우리가 누구인지도 얘기하고 싶었다”고 말했다. 놀런 감독은 스타일리시하면서도 철학적인 영화를 만들기로 정평이 나 있다. 기억과 무의식의 세계에 천착하는, 할리우드에서 요즘 가장 ‘핫’한 감독으로 꼽힌다. 단기 기억 상실증으로 10분밖에 기억력을 지속할 수 없는 이야기를 다룬 ‘메멘토’(2000)로 시선을 끈 그는 ‘배트맨 비긴즈’(2005), ‘다크 나이트’(2008)를 거쳐 상대방의 꿈속에 들어가 생각을 훔친다는 기발한 착상을 그린 ‘인셉션’(2010) 등으로 국내 마니아 팬층을 확보했다. 감독은 디지털 대신 35㎜ 필름을 고수하는 것으로도 유명하다. 35㎜와 아이맥스 필름으로 만들기는 이번에도 마찬가지다. 그 이유에 대해서는 “이미지와 해상도가 디지털보다 더 좋기 때문이다. 대체할 더 좋은 수단이 나오지 않는 한 아마도 35㎜를 계속 고수할 것”이라고 말했다. 상하이 박록삼 기자 youngtan@seoul.co.kr

우리 은하 중심의 거대 블랙홀로 향하는 것으로 보였던 가스 구름이 그 ‘괴물의 입’에 삼켜지지 않고 살아남은 것으로 관측됐다. 최신 연구에 따르면 가스 구름으로 생각됐던 천체 ‘G2’는 사실 외층 대기가 팽창한 거대 별로, 중력은 거대 블랙홀을 떨쳐낼 만큼 강력하다. 연구 공동저자인 UCLA(캘리포니아대학 로스앤젤레스캠퍼스)의 안드레아 게즈 교수는 “단순한 가스 구름이라면 블랙홀의 중력장에 대항할 수 있을 정도의 질량은 생각할 수 없다”고 말했다. 거의 모든 은하에는 적어도 하나의 초질량 블랙홀이 숨어있으리라 생각된다. 은하계 중심의 ‘궁수자리 A별’(Sagittarius A*)도 마찬가지. 이 천체는 태양보다 430만 배 이상의 질량을 지닌 블랙홀로 여겨진다. 이런 거대 블랙홀이 주변의 가스 구름을 ‘삼키고 찢어버리는’ 메커니즘은 은하 형성에 일정한 역할을 하고 있다고 볼 수 있다. 천문학자들은 지난 3월 G2가 이 블랙홀에 가장 가까이 접근했을 때를 주목했다. ◆ 쌍성계 가능성 하지만 G2의 정체는 아직 분명하지 않다. 게즈 교수팀은 이전부터 단순한 가스 구름이라는 가설에는 회의적이었는데 이 궁수자리 A별의 강력한 중력장은 장기간 존재할 수 없는 것이라고 주장하고 있다. 게즈 교수는 “G2의 발견 직전에 가스 구름이 형성됐다고 생각할 수는 있지만, 우연치고는 너무 작위적”이라고 말했다. G2가 블랙홀에 가장 접근한 시점에서 그 의혹은 강해졌다. 미국 하와이에 있는 W. M. 켁 천문대와 다른 관측 이미지를 통해 G2는 삼켜지지 않고 머물고 있다는 사실이 밝혀졌다. 게즈 교수팀은 “실제로는 (이전과) 별 차이 없다”는 결론에 도달했다. 이에 대해 게즈 교수는 “꺼림칙한 점이 하나 남아 있다. 별로서는 상당히 변화하고 있다”면서 “질량은 태양 2배 정도에 불과하지만 크기는 100배 안팎으로 예상을 초과하고 있다”고 설명했다. 논의 끝에 두 개의 작은 별이 합체해 G2가 형성됐다고 생각하면 앞뒤가 맞는다고 한다. 게즈 교수는 “많은 별이 연속성계를 구성하고 있는 사실은 200여 년 전에 발견됐다. 블랙홀 근처의 쌍성에서는 합병이 자주 일어날 것”이라고 설명했다. ◆ 시가형으로 성장? 독일 막스플랑크 천체물리학연구소의 스테판 길레센 교수팀은 이번 라이벌의 해설에 이의를 제기하고 있다. 2011년 칠레 초거대 망원경(VLT)로 G2를 처음 발견한 것은 길레센 교수팀이었다. 길레센 교수는 “블랙홀 중력의 영향으로 시가형으로 뻗은 가스 구름을 생각해도 의문점은 없다. 관측 각도에서 뻗어있는 모습은 확인할 수 없지만 블랙홀에 접근해 탄생한 것은 고밀도 가스 구름으로 보이며 밀도가 높으면 붕괴되지 않을 수도 있다”고 설명했다. 미 하버드대학의 천문학과장 에이브러햄 로브 교수는 “두 시나리오 중 어느 것이 맞는지 아직 모르겠다. 두 팀은 오랜 경쟁 관계로 의견이 일치하는 것은 드물다”고 밝혔다. 로브 교수 역시 G2를 연구하고 있지만, 두 팀과는 모두 거리를 두고 있다. 그는 “진실은 하나다. 어느 쪽 해석이 옳은 것인지 언젠가 밝혀질 것”이라면서 “어쨌든 G2와 거대 블랙홀의 ‘춤’추는 모습은 좀처럼 보기 드문 것”이라고 말했다. 이어 “물리학자들은 실험을 통해 아이디어를 시도할 수 있지만, 천문학자들은 자연의 섭리를 받아들일 수밖에 없다”고 덧붙였다. 한편 이번 연구성과는 ‘천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 온라인판 11월 3일 자로 게재됐다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구로 부터 약 450광년 떨어진 황소자리에서 행성이 탄생하는 모습을 담은 선명한 장면이 망원경에 포착됐다. 최근 국제천문학 공동연구팀은 칠레 ALMA 전파망원경으로 관측한 행성의 탄생 모습을 담은 역대 가장 선명한 이미지를 공개했다. 사진 속 디스크 중앙에 위치한 것이 우리의 태양같은 별인 'HL Tau'로 나이가 채 100만년도 안돼 아기별에 속한다. 이 관측이 상당한 연구가치를 갖는 이유는 수많은 시간을 거쳐 이 (원시행성) 디스크 속에서 지구와 같은 행성, 소행성, 혜성 등이 만들어지기 때문이다. 일반적으로 태양(별)은 오랜시간 우주의 수많은 가스와 먼지가 뭉친 후 핵융합을 거쳐 탄생한다. 그리고 여기서 남은 가스와 같은 '재료'로 형성되는 것이 바로 행성으로 태양계 역시 이같은 과정을 거쳐 현재의 지구가 탄생한 것으로 추측되고 있다. 따라서 이번 관측은 초기 태양계가 어떻게 형성됐는지 알아낼 수 있는 소중한 자료가 된다. 유럽남방천문대 팀 드 쥬 박사는 "오늘날 우리가 알고있는 행성 탄생에 대한 지식은 말 그대로 이론일 뿐" 이라면서 "이번에 실제 촬영된 이 이미지는 이같은 이론의 증거가 된 것" 이라고 의미를 부여했다. 영국 옥스퍼드 대학 천체물리학자 아파지타 버마 박사도 "행성이 생성되는 초창기의 모습을 관찰할 수 있게 됐다" 면서 "기존 예상보다 훨씬 빠른 속도로 행성계가 형성되는 것으로 보인다"고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구의 나이보다 훨씬 오랜 기간인 50억 년이 지나도록 단 1초의 오차도 허락하지 않는 세계에서 가장 정밀한 ‘원자시계’가 화제를 모으고 있다. 미국 IT전문매체 기즈모도(Gizmodo)는 지구에서 가장 정확한 원자시계로 공인된 ‘스트론튬 격자 시계(strontium lattice clock)’의 자세한 사항을 3일(현지시간) 소개했다. 미국 실험천체물리학합동연구소(Joint Institute for Laboratory Astrophysics), 미국표준기술연구소(National Institute of Standards and Technology) 그리고 콜로라도 대학(University of Colorado) 연구진까지 공동으로 참여해 완성된 해당 시계는 세계에서 가장 정확한 시간 표시로 유명하다. 기본적으로 원자시계 종류는 원자 고유 공명주파수를 기준으로 삼아 시간을 표시하기에 오차가 날 확률이 극히 드물다. 이와 관련해, 해당 시계는 알칼리토금속원소 중 하나인 스트론튬 (strontium) 내부의 수천 개 원자가 광학 레이저 기둥 안에서 두 개의 에너지 레벨에 조정되며 정확도를 더욱 극한으로 끌어올린다는 이색적인 특징을 가진다. 해당 시계에서 초당 스트론튬 원자가 안정적으로 진동하는 횟수는 약 430조번으로, 이를 통해 ‘째깍’ 소리가 나는 1초를 정확히 감지해 표시한다. 이는 지난 50억년 동안 단 한 번의 오차도 발생되지 않았다 해도 될 만큼 정밀한 것이다. 특히 스트론튬 격자 시계(strontium lattice clock)는 지금까지 가장 정확한 시계라고 알려져 있던 미국표준기술연구소(National Institute of Standards and Technology)의 양자시계(quantum logic clock)보다 무려 50%나 더 정밀하다. 문제는 해당 시계의 민감도가 지나치게 뛰어나 지구 중력까지 시간표시에 반영한다는 점이다. 연구진에 따르면, 스트론튬 격자 시계(strontium lattice clock)는 장소가 달라질 때마다 약간의 시간적 차이를 드러내는데 이는 아인슈타인의 상대성 원리에 따른 어쩔 수 없는 한계다. 어찌 보면 해당 시계가 그만큼 극도로 예민하다는 것을 역설적으로 증명해주는 부분일 수도 있다. 연구진은 만일 해당 시계의 성능을 가장 정확히 측정하려면 중력의 영향이 미치지 않는 우주공간에서 실험이 진행돼야 할 것이라고 설명했다. 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

지구와 달 사이에는 얼마나 많은 행성이 들어갈까. 설마 전부 들어가겠느냐고 말한다면 틀린 답이다. 지구와 달 사이에 지구를 뺀 태양계 일곱 행성이 그대로 쏙 들어간 영상이 영국 일간 데일리메일 28일 자 보도에 실려 관심을 끌고 있다. 물론 이런 일이 실제로 일어난다는 건 결코 아니다. 다만 지구와 달 사이가 얼마나 먼 거리인가 하는 것을 실감 나게 알려주고자 만든 이미지일 뿐이다. 미국 최대 소셜사이트 레딧닷컴에 카픈트립(CapnTrip)이라는 아이디의 사용자가 올린 그래픽을 보면, 왼쪽 끝에 지구가 있고 오른쪽 끝에는 달이 있다. 비례 관계는 같다. 그 사이에 수성, 금성, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 꼭 끼어 있다. 지구-달 사이의 평균거리 38만 4400km에서 '7행성 지름의 합'을 빼고도 약간의 공간이 남아돈다. (참고로 각 행성의 지름은 수성 4879km, 금성 1만 2104km, 화성 6771km, 목성 13만 9822km, 토성 11만 6464km, 천왕성 5만 724km, 해왕성 4만 9244km로 총 합계가 38만 8km다) 지구-달 사이의 거리는 일정하지가 않아, 36만 3104km에서 40만 5696km까지 오락가락한다. 따라서 가장 가까울 때는 아쉽게도 해왕성이 들어갈 자리가 없다.　미국 우주·천문 뉴스사이트 ‘유니버스 투데이’(UT)의 설립자 프레이저 케인에 따르면, 지구-달 사이 평균 거리 속에 7행성을 다 채우더라도 4392km가 남는다는 계산이 나온다. 이는 명왕성을 비롯한 다른 왜소행성들을 다 끼워 넣을 수 있는 공간이다. 단, 에리스는 열외다. 이 왜행성은 명왕성보다 25%나 더 크다. 만일 이런 행성이 위 사진처럼 실제로 지구-달 사이에 일렬횡대로 들어선다면, 각 행성에는 무슨 일들이 일어날까? 영국 켄트대학의 마이클 스미스 물리학과 교수는 “만약 그런 놀라운 사태가 벌어진다면, 슈퍼행성이 될 것”이라고 밝혔다. 이어 “먼저 암석 행성인 수성과 금성, 지구, 화성이 목성에 잡아먹힌 다음, 가스 행성인 토성, 천왕성, 해왕성이 역시 목성으로 떨어질 것”이라면서 “어마어마한 충격으로 목성의 바깥층을 우주로 날려버릴 것”이라고 덧붙였다. 스미스 박사가 이어서 들려주는 시나리오는 좀 섬뜩한 바가 있다. 그는 “그후 토성은 목성에 잡아먹히고, 목성 내부에는 거대 핵이 만들어지고 총질량의 4분의 1이 우주 공간으로 방출될 것”이라면서 “엄청난 에너지가 풀려나는 만큼 온 은하가 환히 밝혀질 것”이라고 말했다. 이런 모든 일이 일주일 안에 다 일어날 것이라고 말하는 그는 “그러면 인류는 있을지 없을지도 모르는 다른 문명권으로 띄워 보낸 희미한 메시지만 남을 뿐, 완전히 잊힌 존재가 될 것”이라면서 “더 이상 뭐 걱정할 거라도 있겠느냐?”고 되물었다. 반면 영국 러스터대학 천체물리학과의 존 브리지 박사는 “이 시나리오가 터무니없는 것처럼 보이지만, 100% 그런 것만은 아니다”고 밝혔다. 이어 “다른 행성계에서는 스미스 교수가 말하는 것처럼은 아니지만, 태양계 외부의 행성이 끼어들어 와 거대 행성으로 자리 잡는 경우가 있다. 이는 ‘뜨거운 목성’이라고 알려진 것”이라고 덧붙였다. 그는 “행성끼리의 충돌은 태양계 외부의 행성계 형성기에 반드시 일어나는 현상이다. 우리 태양계도 초창기에는 그랬다”면서 “그래도 위 사진과 같은 극단적인 상황은 일어나지 않을 테니 걱정하지 않아도 된다”고 말했다. 사진 위에서부터=지난해 천문 미술가 론 밀러는 눈에 확 띄는 그림을 발표했다. 태양계의 다른 행성들을 끌어와 지구 밤하늘의 달 있는 곳에다 놓는다면 어떻게 보일까 궁금해서 그린 것이다. 위의 그림은 태양계 최대 행성인 목성을 달 위치에다 그린 것이다.(첫번째 사진) 이 놀라운 영상은 나사의 주노 탐사선이 2011년 8월, 목성으로 가는 길에 찍은 것이다. 지구(왼쪽)와 달 사이의 거리가 얼마나 먼가 잘 보여준다. 현재 이 둘 사이의 거리는 40만 2,000km다. 970만km 거리에서 찍었다.(두번째 사진) 마지막 세번째 사진은 ‘뜨거운 목성’이 다른 항성의 둘레를 공전하는 상상화. 이런 슈퍼 행성이 벌써 열 개 남짓 발견되었다. 크기는 목성보다 큰데, 항성과의 궤도 거리는 태양-수성 간보다 가까워 엄청 뜨겁다. 천문학자들의 연구 대상이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

한 쌍의 별이 서로 영향을 주는 항성계인 쌍성계. 우리 은하에 있는 별 중 절반 이상이 이런 쌍성계를 이루고 있으며 일각에서는 우리 태양도 쌍성이라는 가설을 주장하기도 한다.　그런데 이런 쌍성계에서 행성 탄생에 관여하는 고리 형태의 가스 흐름에 관한 존재가 세계 최대 전파망원경인 알마(ALMA)의 관측으로 규명돼 학계가 주목하고 있다. 프랑스 국립과학연구소(CNRS)와 보르도천체물리학연구소(LAB) 연구팀이 알마 망원경으로 황소자리 GG 별 A(GG Tau-A)라는 항성 주위의 가스와 먼지의 분포를 조사했다. 이 천체는 태어난지 수백만 년밖에 되지 않은 젊은 항성으로, 황소자리 방향으로 지구로부터 약 460광년 거리에 있다. 이 천체는 황소자리 GG 별 Aa(GG Tau-Aa)와 GG 별 Ab(GG Tau-Ab)로 이뤄진 쌍성이다. 이 쌍성계를 둘러싼 형태로 큰 고리가 있으며 황소자리 GG 별 Aa 주위에 작은 고리가 존재한다. 이 작은 고리에는 목성과 같은 정도의 질량 밖에 없어 고리의 물질이 황소자리 GG 별 Aa로 계속 빨려 들어가고 있지만 이 고리가 안정하게 유지되는 것은 큰 의문이었다. 알마 망원경으로 황소자리 GG 별 A를 관측한 결과, 이 두 고리 사이에서 가스 덩어리가 발견됐다. 공개된 이미지는 외부 고리로부터 내부 고리를 향해 가스가 흘러들어가고 있는 것을 보여준다. 따라서 이 고리는 이른바 ‘생명의 고리’라고도 할 수 있다. 연구를 이끈 안느 듀트리 박사는 “외부 고리로부터 내부 고리에 가스가 흘러들어가는 모습은 컴퓨터 시뮬레이션으로 예측되고 있었지만 실제로는 관찰되지 않았었다”면서 “이번 관측으로 예측된 가스가 확실하게 존재하는 것을 알 수 있었다”고 말했다. 이를 두고 듀트리 박사는 황소자리 GG 별 Aa 주위의 작은 고리가 마치 외부 고리에 ‘미끼’를 던지는 것 같다고 말하고 있다. 또 그는 “이번 관측으로 외부 고리 덕분에 내부 고리가 장기간 존재할 수 있는 것을 알 수 있었다”면서 “이는 내부 고리에서 행성이 형성됨을 나타내는 중요한 성과이다”고 말했다. 행성은 별이 생성된 뒤에 남겨진 물질이 모여 탄생한다. 행성 탄생은 수천만 년의 시간이 걸리는 것으로 여겨지므로 별 주위의 고리가 그만큼의 기간 동안 안정적으로 존재해야 그 속에서 행성이 태어날 수 있다는 것이다. 이번 발견과 같이 외부 고리에서 내부 고리로 물질이 공급되는 것이 다른 다중성계에서도 보편적으로 일어나고 있는 현상이라면 지금까지 생각했던 것보다 훨씬 많은 장소에서 행성이 탄생할 수 있다고 한다. 현재 외계행성을 찾기 위한 움직임이 활발하게 진행되고 있다. 그 역사를 되돌아보면 외계행성 탐사는 우선 태양처럼 단독 별 주위에서 시작됐다. 지금까지의 연구에서는 다중성계를 도는 목성형의 거대 가스행성이 많이 발견되고 있다. 또 다중성계를 이루는 개별 별 주위에 행성이 존재할 가능성이 논의되고 있다. 이번 알마 망원경의 관측결과는 그런 행성이 존재할 가능성이 높다는 것을 나타내고 있어 외계행성 사냥꾼들에게 새로운 ‘사냥터’를 개방하는 결과라고 할 수 있다. 공동 연구자인 엠마누엘 드폴코는 “별의 절반 이상이 쌍성으로 태어난다. 즉 이번 발견은 우주에 존재하는 많은 별 주위에 행성 형성 과정을 적용할 수 있는 것”이라면서 “행성 형성을 포괄적으로 이해하기 위한 매우 중요한 단계”라고 말했다. 한편 이번 연구성과는 세계적인 학술지 네이처 30일 자로 게재됐다. 사진=ESO/L. Calçada 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

당신은 이 사진을 보고 무엇을 떠올리는가. 혹시 인간의 얼굴을 떠올리고 있는가. 이는 파레이돌리아(변상증)라는 심리적 현상으로, 흔히 구름이나 암석 등에서 특정한 패턴을 추출해 그 모습과 유사한 것과 연관시키는 것을 말한다. 나사(NASA, 미국항공우주국)는 24일 ‘우주운 속의 환상’이란 제목으로 오늘의 사진을 공개했다. 우주운은 은하 안에 존재하는 성간물질의 집합체를 말한다. 공개된 사진은 지구로부터 약 1만 7000광년 거리에서 고속으로 회전하는 중성자별(펄서) PSR B1509-58을 관측한 것이다. 사실 이 중성자별은 지난 2009년 나사의 찬드라 엑스선관측선으로 촬영해 공개한 이미지 속에서 마치 거대한 사람의 손처럼 보여 크게 주목받았고 사람들에게 ‘신의 손’으로 불렸다. 이번에 공개된 이미지에서 금빛은 엑스선으로 관측한 찬드라 망원경의 데이터이며, 빨강과 초록, 파랑은 적외선으로 포착한 와이즈(WISE, 광역적외선탐사위성) 망원경의 데이터로 나타낸 것이다. 이를 두고 일부 사람들은 ‘신의 얼굴’이라고 부르고 있다. 또한 나사는 이 중성자별의 성운을 나타내기 위해 원자스펙트럼 배열 망원경인 누스타(NuSTAR)의 엑스선 데이터도 사용했다. 이는 찬드라 데이터보다 고에너지 엑스선을 나타낸다. 와이즈 망원경 임무는 미국 캘리포니아공과대(칼텍)에 있는 제트추진연구소(JPL), 찬드라 프로그램은 앨라배마주(州)의 마셜우주비행센터, 찬드라 기술과 운항 통제는 매사추세츠주(州)의 스미스소니언 천체물리학센터가 맡고 있다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

4억 5800만년 전쯤, 두 소행성이 지구에 연달아 충돌해 현재 스웨덴에서 볼 수 있는 운석 충돌구를 형성했다는 연구논문이 네이처 온라인 자매지 ‘사이언티픽 리포츠’ 23일 자로 발표됐다. 스페인 마드리드에 있는 우주생물학센터(CAB) 옌스 오르모 박사팀은 이 사건의 발단은 그보다 1200만년 전쯤에 소행성 벨트에서 발생한 태양계 사상 ‘최대 우주 재앙의 하나’인 강력한 충돌로 예측할 수 있다고 말한다. 이 충돌로 지름 200km짜리 소행성이 산산이 부서졌고 커다란 운석 덩어리가 주위로 확산했다. 일부는 나중에 지구 궤도를 횡단했고, 이 중 2개가 지구와 격돌한 것이라고 연구논문은 밝히고 있다. 위치는 현재 스칸디나비아 지역으로 당시에는 주변 일대에 얕은 바다가 펼쳐져 있었다. 지각의 융기마저 가져온 이 충돌의 흔적은 스웨덴 중부에 존재한다. 스토르호(湖) 동쪽 연안에 자리한 웨스테르순드로부터 약 20km 남쪽에 있는 지름 7.5km짜리 로크네(Lockne) 충돌구와 마린겐 근교에 있는 지름 700m짜리 충돌구가 바로 그것이다. 이번 연구는 서로 16km밖에 떨어져 있지 않은 이들 충돌구가 쌍을 이루며 이동하는 ‘이중소행성’이 일으킨 ‘이중 충돌’이라는 오랜 추측을 뒷받침한다. 연구팀은 이들 충돌구에서 시추 조사를 시행했고 충돌 충격으로 변성된 퇴적물의 흔적을 찾아냈다. 또 충돌구를 둘러싼 것처럼 펼쳐지 충돌 분출물을 대치한 결과, 충격으로 튕겨 붕괴한 퇴적물은 충돌구를 중심으로 고리 모양으로 퍼지고 있어 내부의 충돌구에서 최대 수십 km 떨어진 지점까지 도달했다. 로크네 충돌구는 길이 약 600m의 천체에 의해 형성됐고 마린겐 충돌구는 길이 약 150m의 천체였다고 연구팀은 지적하고 있다. 이 천체는 이른바 ‘돌무더기’(rubble pile)소행성이나 다수의 파편이 뭉쳐 날아온 것이라고 한다. 다만 ‘이중소행성’은 천체물리학 분야에서 논의의 대상이 되고 있다. 지구에 접근하는 소행성 모델 중에서 이런 천체(이중소행성)는 약 16%로 쌍을 이루고 날아오고 있음을 시사하지만, 현재 지구상에서 알려진 충돌구 188개 중 이중소행성의 유력한 후보로는 캐나다, 러시아, 독일, 핀란드, 브라질에 있는 10개에 불과하다. 4억 5800만 년 전에 일어난 이중 충돌은 소행성 벨트에서 큰 분열이 발생한 뒤 지구에 쏟아진 유성우 일부로 간주되고 있으며, 이에 따라 지구 기후와 생태계에 극적인 결과가 초래돼 오르도비스기 생물다양성 대급증 사건(Great Ordovician Biodiversification Event)이라는 생물 종의 폭발적 증가를 촉진했다는 가설을 주장하는 전문가들도 있다. 사진=ESO(이중소행성의 모습) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

당신은 이 사진을 보고 무엇을 떠올리는가. 혹시 인간의 얼굴을 떠올리고 있는가. 이는 파레이돌리아(변상증)라는 심리적 현상으로, 흔히 구름이나 암석 등에서 특정한 패턴을 추출해 그 모습과 유사한 것과 연관시키는 것을 말한다. 나사(NASA, 미국항공우주국)는 24일 ‘우주운 속의 환상’이란 제목으로 오늘의 사진을 공개했다. 우주운은 은하 안에 존재하는 성간물질의 집합체를 말한다. 공개된 사진은 지구로부터 약 1만 7000광년 거리에서 고속으로 회전하는 중성자별(펄서) PSR B1509-58을 관측한 것이다. 사실 이 중성자별은 지난 2009년 나사의 찬드라 엑스선관측선으로 촬영해 공개한 이미지 속에서 마치 거대한 사람의 손처럼 보여 크게 주목받았고 사람들에게 ‘신의 손’으로 불렸다. 이번에 공개된 이미지에서 금빛은 엑스선으로 관측한 찬드라 망원경의 데이터이며, 빨강과 초록, 파랑은 적외선으로 포착한 와이즈(WISE, 광역적외선탐사위성) 망원경의 데이터로 나타낸 것이다. 이를 두고 일부 사람들은 ‘신의 얼굴’이라고 부르고 있다. 또한 나사는 이 중성자별의 성운을 나타내기 위해 원자스펙트럼 배열 망원경인 누스타(NuSTAR)의 엑스선 데이터도 사용했다. 이는 찬드라 데이터보다 고에너지 엑스선을 나타낸다. 와이즈 망원경 임무는 미국 캘리포니아공과대(칼텍)에 있는 제트추진연구소(JPL), 찬드라 프로그램은 앨라배마주(州)의 마셜우주비행센터, 찬드라 기술과 운항 통제는 매사추세츠주(州)의 스미스소니언 천체물리학센터가 맡고 있다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

4억 5800만년 전쯤, 두 소행성이 지구에 연달아 충돌해 현재 스웨덴에서 볼 수 있는 운석 충돌구를 형성했다는 연구논문이 네이처 온라인 자매지 ‘사이언티픽 리포츠’ 23일 자로 발표됐다. 스페인 마드리드에 있는 우주생물학센터(CAB) 옌스 오르모 박사팀은 이 사건의 발단은 그보다 1200만년 전쯤에 소행성 벨트에서 발생한 태양계 사상 ‘최대 우주 재앙의 하나’인 강력한 충돌로 예측할 수 있다고 말한다. 이 충돌로 지름 200km짜리 소행성이 산산이 부서졌고 커다란 운석 덩어리가 주위로 확산했다. 일부는 나중에 지구 궤도를 횡단했고, 이 중 2개가 지구와 격돌한 것이라고 연구논문은 밝히고 있다. 위치는 현재 스칸디나비아 지역으로 당시에는 주변 일대에 얕은 바다가 펼쳐져 있었다. 지각의 융기마저 가져온 이 충돌의 흔적은 스웨덴 중부에 존재한다. 스토르호(湖) 동쪽 연안에 자리한 웨스테르순드로부터 약 20km 남쪽에 있는 지름 7.5km짜리 로크네(Lockne) 충돌구와 마린겐 근교에 있는 지름 700m짜리 충돌구가 바로 그것이다. 이번 연구는 서로 16km밖에 떨어져 있지 않은 이들 충돌구가 쌍을 이루며 이동하는 ‘이중소행성’이 일으킨 ‘이중 충돌’이라는 오랜 추측을 뒷받침한다. 연구팀은 이들 충돌구에서 시추 조사를 시행했고 충돌 충격으로 변성된 퇴적물의 흔적을 찾아냈다. 또 충돌구를 둘러싼 것처럼 펼쳐지 충돌 분출물을 대치한 결과, 충격으로 튕겨 붕괴한 퇴적물은 충돌구를 중심으로 고리 모양으로 퍼지고 있어 내부의 충돌구에서 최대 수십 km 떨어진 지점까지 도달했다. 로크네 충돌구는 길이 약 600m의 천체에 의해 형성됐고 마린겐 충돌구는 길이 약 150m의 천체였다고 연구팀은 지적하고 있다. 이 천체는 이른바 ‘돌무더기’(rubble pile)소행성이나 다수의 파편이 뭉쳐 날아온 것이라고 한다. 다만 ‘이중소행성’은 천체물리학 분야에서 논의의 대상이 되고 있다. 지구에 접근하는 소행성 모델 중에서 이런 천체(이중소행성)는 약 16%로 쌍을 이루고 날아오고 있음을 시사하지만, 현재 지구상에서 알려진 충돌구 188개 중 이중소행성의 유력한 후보로는 캐나다, 러시아, 독일, 핀란드, 브라질에 있는 10개에 불과하다. 4억 5800만 년 전에 일어난 이중 충돌은 소행성 벨트에서 큰 분열이 발생한 뒤 지구에 쏟아진 유성우 일부로 간주되고 있으며, 이에 따라 지구 기후와 생태계에 극적인 결과가 초래돼 오르도비스기 생물다양성 대급증 사건(Great Ordovician Biodiversification Event)이라는 생물 종의 폭발적 증가를 촉진했다는 가설을 주장하는 전문가들도 있다. 사진=ESO(이중소행성의 모습) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

태양과 같은 항성에서 암흑물질이 방출되고 있음을 시사하는 연구결과가 나와 학계의 관심이 쏠리고 있다. 이는 아직 가설 수준이지만 앞으로 확인만 된다면 우주라는 거대 수수께끼를 이해하는 큰 걸음이 될 것으로 보인다. 암흑물질은 보이지 않는 수수께끼의 물질이지만, 우주 전체의 약 85%를 차지하고 있어 우주에 관한 수수께끼를 해명하기 위해서는 반드시 풀어야할 숙제 같은 요소이다. 우주를 구성하는 이런 암흑물질은 지금까지의 물리학을 이용해도 직접적으로 감지할 수 없었다. 그런 가운데 영국 레스터대학 연구팀이 유럽우주기구(ESA)의 엑스엠엠-뉴턴(XMM-Newton) 관측위성이 15년간 수집해온 데이터에서 이상 신호를 포착해냈다고 영국 일간 가디언이 16일(현지시간) 보도했다. 이를 두고 관련 천문학자들은 암흑물질 입자를 최초로 감지한 것일 수 있다고 말하고 있다. 레스터대 연구팀이 발견한 이 신호는 엑스선을 관측하는 이 우주 망원경이 상승할 때 엑스선 강도가 약 10% 증가한 것으로, 이들은 이 신호가 관측될 때마다 항상 지구 자기장의 경계선이 태양을 향해 형성되는 것을 확인했다. 이에 대해 연구를 이끈 앤디 리드 박사는 “우주에서 엑스선 강도는 언제 관측해도 같을 것”이라면서 기존의 우주에 관한 인식으로는 이 현상을 설명할 수 없다고 밝혔다. 현재의 이론으로도 설명할 수 없는 엑스선 강도의 증가 현상을 해명하기 위해 연구팀은 기존의 물리학이 아니라, 존재하지만 볼 수 없는 암흑물질에 눈을 돌리고 있다. 암흑물질에도 여러 종류가 존재하는 것으로 알려지고 있으며, 천체물리학적으로나 양자이론적으로 존재 여부를 가정해야 하는 것까지 다양하다. 그런 암흑물질 속에서 엑스선 강도의 변화에 대해 설명할 수 있는 것으로, 양자색역학(소립자의 강한 상호작용을 쿼크의 색으로 불리는 양자수 사이에 작용하는 힘으로서 다루는 이론)에서 존재가 기대되고 있는 소립자 ‘액시온’(axion)이 있다. 액시온은 강한 자기장과 부딪칠 때 엑스선이 변화하는 물질로 간주되고 있으며, 태양 핵에서 방출된 액시온이 지구의 자기장과 부딪치면서 엑스선이 변화하고 이로 인해 관측위성에서는 엑스선 강도가 증가한 곳을 찾을 수 있었다고 연구팀은 예상하고 있다. 또 연구팀은 논문에서도 “암흑물질의 하나인 액시온은 태양 핵에서 생성된 것으로 지구의 자기장과 부딪히는 과정에서 엑스선이 변화한다”고 기술하고 있다. 이번 연구결과는 ‘영국 왕립천문학회 월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, MNRAS)에 게재됐다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

천문학자들이 허블 우주망원경으로도 볼 수 없었던 가장 멀리 떨어진 은하 중 하나를 이른바 ‘우주 돋보기’라고 할 수 있는 중력렌즈를 이용해 관측하는 데 성공했다고 나사(NASA, 미국항공우주국)가 16일(현지시간) 발표했다. 지구로부터 약 130억 광년 거리에 있는 것으로 계산되는 이 은하는 빙산의 일각일 수는 있지만 우주 초기의 모습을 엿볼 수 있다고 관련 학자들은 말한다. 연구를 이끈 미 칼텍(캘리포니아공과대)의 천문학자 아디 지트린 박사는 “이 작은 은하는 우주의 시발점인 빅뱅이 발생한지 5억년쯤 지났을 때부터 존재한 것으로, 관측 사상 가장 먼거리에 있는 은하 중 하나”라고 설명했다. 이번 연구는 허블은 물론 스피처 우주망원경과 찬드라 X선망원경이 함께 하는 ‘프론티어 필드’라는 협력 프로그램의 일환이다. 공동 연구팀은 지구로부터 약 35억 광년 거리에 있는 ‘아벨 2744’라는 거대 은하단을 관측 대상으로 삼았다. 이 거대 은하단의 엄청난 중력은 공간을 구부려 훨씬 멀리 떨어진 배경 은하들의 모습을 더 밝게 확대해 보여주는 ‘중력렌즈’로 활용됐다. 말 그대로 우주의 돋보기를 사용해 무려 130억 광년에 달하는 거리에 있는 관측 사상 가장 먼 은하들을 포착하는 데 성공한 것이다. 이들 은하는 중력렌즈 효과로 원래 관측될 크기보다 최소 10~20배 더 확대돼 나타난다. 관측된 은하는 우리 은하인 은하수보다 훨씬 작은 데 지름이 약 850광년으로 측정됐다. 은하수에서는 매년 하나의 별이 탄생하는 데 이 은하에서는 3년 간격으로 별이 형성되고 있다고 한다. 지트린 박사는 이 은하의 크기와 질량이 작다는 점을 감안하면 실제로는 빠르고 효율적으로 진화가 이뤄지고 있는 것이라고 설명했다. 한편 이번 연구성과는 지난달 ‘천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 온라인판에 게재됐다. 사진=NASA윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

푸르스름한 빛을 내는 신비의 행성 천왕성과 똑닮은 행성이 새롭게 발견됐다. 최근 미국 오하이오 주립대 연구팀은 지구에서 2만 5000광년 떨어진 쌍성계(OGLE-2008-BLG-092L)에서 우리의 천왕성과 닮은 행성을 발견했다고 발표했다. 천왕성의 4배 크기인 이 행성이 특별한 이유는 얼음형으로 추정된다는 점과 태양과 천왕성의 거리와 비슷한 거리의 별을 공전 중이기 때문이다. 우리 태양계에는 지구와 같은 암석형과 목성과 같은 가스형, 그리고 천왕성과 해왕성 같은 얼음형이 존재한다. 지금까지 학자들이 풀지못한 숙제 중 하나는 우리 태양계에서 얼음형으로 분류되는 천왕성과 해왕성의 생성 과정과 왜 멀고 먼 태양계 끝자락에 위치해 있느냐는 점이었다. 그 대답의 힌트가 될 단서들이 이번 연구팀의 발견으로 일부 드러났다. 먼저 쌍성계 속에 위치한 이 행성은 우리 태양 질량의 2/3 만한 별 주위를 돌고있으며 1/6 만한 별의 영향도 동시에 받고있다. 그러나 천왕성이 태양을 돌듯 이 행성 역시 제 1 별을 천왕성의 궤도와 비슷하게 돌고있다. 연구를 이끈 앤드류 굴드 교수는 "태초에 천왕성과 해왕성은 지금보다 훨씬 태양과 가까운 위치에서 생성됐을 것"이라면서 "그러나 목성과 토성의 힘으로 태양계 끝자락으로 멀리 밀려난 것"이라고 설명했다. 이어 "이번에 발견된 행성 역시 목성과 토성 역할을 한 제 2 별의 영향으로 지금과 같은 거리로 밀려났을 것"이라고 덧붙였다. 한편 이번에 발견된 행성을 포함, 천왕성이 푸르게 보이는 이유는 그 대기의 특징 때문이다. 천왕성의 대기는 태양빛의 적색 파장은 흡수하는 반면 청색과 녹색의 파장들은 상당량 반사한다. 이번 연구결과는 국제학술지인 ‘천체물리학회지’(The Astrophysical Journal) 최신호에 발표됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr