우리 태양보다 약 5만 배 이상 거대한 질량을 가진 우주 최초 항성의 죽음 순간이 재현됐다. 미국 캘리포니아 대학 산타크루즈 캠퍼스는 해당 교 천체물리학과, 미네소타 대학 공동연구진이 1세대 초기 항성은 다른 항성과 달리 소멸 후 블랙홀화 되지 않았으며, 해당 과정에서 방출된 많은 화학 분자들이 오늘 날의 우주 전반 체계의 기초가 됐다는 점을 컴퓨터 시뮬레이션 재현을 통해 알아냈다고 29일(현지시간) 밝혔다. 연구진이 1세대 항성에 주목한 이유는 이들에게 우주 형성과정의 비밀이 숨겨져 있을 것으로 추측했기 때문이다. 특히 현재 우주 공간을 구성하고 있는 수소, 헬륨 등의 원소보다 더욱 무겁고 강력했던 최초 우주 원소의 등장이 이 1세대 항성의 소멸과 함께 나타났을 것으로 연구진은 추정했다. 연구진은 1세대 항성의 죽음 순간을 다시 모델링하기 위해 다차원 특수 천체 물리학 코드 카스트로(CASTRO—a multidimensional compressible astrophysics code)를 활용했으며 항성의 수명을 추측하는 과정에서는 1차원 진화 천체 물리학 코드인 케플러(KEPLER)를 사용했다. 이후, 미 국립 에너지 연구 과학 컴퓨팅 센터(NERSC, National Energy Research Scientific Computing Center)와 미네소타 대학 슈퍼컴퓨팅 연구센터(Minnesota Supercomputing Institute at the University of Minnesota)의 슈퍼컴퓨터로 시뮬레이션 된 1세대 항성의 죽음은 엄청난 계산수식을 거치며 놀라운 광경으로 재현됐다. 시뮬레이션에 따르면, 1세대 원시 항성은 우리 태양의 55000~56000 배에 달하는 막대한 질량이 합쳐진 거대 덩어리였고 일반 상대론적 효과에 따라 서서히 붕괴되기 시작했다. 그러다 슈퍼노바(초신성)화 되면서 해당 항성은 빠른 속도로 헬륨, 산소, 마그네슘, 실리콘 등의 무거운 원소를 합성하기 시작했다. 이는 어느 순간, 붕괴를 중단하고 현 시점의 다른 슈퍼노바와는 비교되지 않는 대규모 폭발을 1세대 항성이 일으키게 된 주원인이 됐다. 해당 항성이 폭발 하면서 흩어진 무수한 화학원소들은 주변 은하의 내용을 풍부하게 구성시켰으나 특이하게도 다른 별의 죽음과 달리 해당 항성의 죽음에서는 블랙홀 생성 흔적이 발견되지 않았다. 때문에 이것이 오늘 날의 우주 공간을 구성시킨 시발점이라는 가정을 연구진은 내리게 됐다. 이 모든 놀라운 순간은 슈퍼컴퓨터에 의한 철저한 계산 수식 결과로 이뤄진 것이며 마치 아름다운 추상화를 연상시키는 별의 죽음 순간은 미국 버클리 연구소가 개발한 시각화 모델링 툴인 ‘VisIt’로 형상화됐다.연구진은 “이는 기존 항성 죽음과 초신성 발생과정 연구에 새로운 물리적 프로세스를 제공한다는 점에서 의미가 크다”고 밝혔다. 한편 이 연구결과는 국제학술지 ‘천체물리학 저널(Astrophysical Journal)’에 게재됐다. 사진=UCSC, Astrophysical Journal 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

‘호킹 외계인 존재’ 천체물리학자 스티븐 호킹 박사가 외계인의 존재를 믿는 발언으로 시선을 끌었다. 최근 스페인 일간지 엘문도와의 인터뷰에서 스티븐 호킹 박사는 천문학 행사를 위해 카나리아 제도를 방문, 우주기원에 관한 자신의 이론을 설명하면서 외계인의 존재를 주장했다. 이 자리에서 스티븐 호킹은 “우리가 과학을 이해하기 전에는 신이 우주를 창조했다고 믿는 게 당연하다. 하지만 이제 과학은 더욱 설득력 있는 설명을 제공한다”고 전한 것으로 알려졌다. 이어 스티븐 호킹 박사는 “인류는 다른 행성을 식민지화함으로써 멸종을 피할 수 있다. 외계인은 존재하지만 외계인에게 지나친 관심은 갖지 말아야 한다”고 덧붙였다. 호킹 외계인 존재설에 네티즌은 “호킹 외계인 존재설, 대박” “호킹 외계인 존재설, 진짜일까” “호킹 외계인 존재설 있을 것 같기도 해” “호킹 외계인 존재..천재가 얘기했으니 가능할 듯?” “호킹 외계인 존재..믿을 수 없다”등의 반응을 보였다. 사진 = 서울신문DB (호킹 외계인 존재) 뉴스팀 chkim@seoul.co.kr

지난 2006년 행성의 지위를 잃고 ‘아웃사이더’가 된 비운의 천체가 있다. 바로 태양계 끝자락에 위치한 명왕성이다. 현재 명왕성의 공식이름은 ‘134340 플루토’. 1930년 처음 발견된 이후 태양계의 9번째 행성이었던 명왕성은 지난 2006년 국제천문연맹(IAU)의 행성 분류 정의가 바뀌면서 왜소행성(dwarf planet)으로 격하됐다. 　 최근 미국 천문학계에서 명왕성의 지위를 다시 회복하자는 움직임이 일어나 관심을 끌고있다. 지난 18일(현지시간) 미국 매사추세츠주에 위치한 하버드 스미스소니언 천체물리센터에서 일반 청중들을 대상으로 한 이색적인 토론회가 열렸다. 이날 토론회의 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. 이들 전문가들 논쟁의 배경에는 사실 행성 정의에 대한 이견에 있다. 지난 2006년 국제천문연맹은 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. 그러나 명왕성에 탐사선까지 보낸 미국 천문학자들은 이에 반발하고 있으며 이후 툭하면 명왕성의 복권을 다시 주장하고 있다. 한편 이날 토론회를 마친 후 벌어진 찬반 투표에서 압도적으로 청중들은 명왕성의 행성 지위 복원에 찬성했다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구에서 약 124광년 떨어져있는 해왕성 크기 외계행성에서 ‘수증기’ 존재가 확인돼 학계의 관심이 집중되고 있다. 미국 우주과학전문매체 스페이스닷컴은 메릴랜드 대학 연구진이 지구에서 124광년 거리에 존재하는 행성 ‘HAT-P-11’의 대기에 수증기가 존재한다는 사실을 발견했다고 24일(현지시간) 보도했다. 연구진은 NASA(미 항공 우주국) 허블 우주 망원경(Hubble Space Telescope)과 스피처 우주망원경(Spitzer Space Telescope)을 통해 행성 대기를 투과하는 빛스펙트럼을 분석하는 방식으로 HAT-P-11에 존재하는 수증기 흔적을 확인해냈다. 대기 중에 물이 존재한다는 것은 해당 행성의 생태계가 지구와 흡사하다는 의미로 외계생명이 존재할 수도 있다는 높은 가능성을 가지게 된다. 기존 학계에서는 대기와 물이 존재해 생명체가 존재할 가능성이 높은 지구 유사 행성을 찾아내기 위한 노력을 오랜 시간 지속해왔다. 실제로 몇몇 외계행성이 유력한 후보군에 오르기도 했지만 대부분 슈퍼지구(super-Earth·지구보다 질량이 2~10배)형 행성으로 크기가 목성에 육박하는 거대한 규모인 경우가 많았다. 또한 실제 관측 결과도 실망스러운 경우가 대부분이었다. 하지만 HAT-P-11b는 반지름이 지구의 4.58배 정도인 해왕성 크기 행성으로 대기 존재가 확인된 행성 중 가장 질량이 작다. 또한 태양계 밖에 존재하는 물 존재 행성 중에서도 가장 작은 크기이기에 특성상 연구진이 신호를 찾아내기 더욱 어렵다는 문제점이 있다. 이런 악조건 속에서도 HAT-P-11b의 대기 중 물 흔적을 발견해낸 것은 상당한 쾌거로 평가할 수 있다. 특히 가상으로 구현된 HAT-P-11b의 대기는 지구 하늘과 매우 유사한 것으로 나타나 외계 생명의 존재 가능성도 높게 제기되고 있다. HAT-P-11b는 백조자리 방향으로 지구에서 약 124광년 떨어져있는 오렌지색 왜성으로 지난 2009년, 하버드 스미소니언 천체물리학 센터 연구진이 소형자동망원경 HATNet 네트워크를 통해 존재를 최초로 확인했다. 한편 이 연구결과는 국제 과학학술지 네이처(Nature) 25일자 주요 이슈로 소개됐다. 사진=NASA, ESA 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

젊은 별의 에너지를 흡수해 약화하는 외계행성이 확인돼 학계가 주목하고 있다. 16일(현지시간) 미국항공우주국(NASA) 공식 웹사이트에 따르면 찬드라 엑스선 관측선으로 관측을 수행 중인 국제 연구팀이 지구로부터 약 330광년 거리에 있는 외계항성 WASP-18의 활동 수준이 떨어져 실제 나이보다 훨씬 나이가 든 것처럼 보인다는 것을 알아냈다. 실제로 이 별은 아직 매우 젊은데 그 나이는 5억~20억 년에 해당한다. 참고로 우리 별 태양의 나이는 약 50억 년으로 중년에 접어들었다. 이 별의 조기 노화는 그 주위를 공전하는 행성에 원인이 있는 것은 아니겠느냐고 생각돼왔다. 행성 WASP-18b는 목성의 10배에 달하는 질량을 가지고 있으며 항성에서도 매우 가까운 궤도를 공전하고 있는데 행성 분류 기준에 따라 ‘뜨거운 목성’으로 불리고 있다. 하지만 이 행성은 목성이 태양을 한 바퀴 도는 데 걸리는 12년이라는 세월과는 비교가 안 될 정도로 짧은 23시간이라는 공전 주기를 갖고 있다. 이런 행성의 근접이 분명히 모성의 앞날을 어둡게 하고 있는 것 같다고 연구팀은 말하고 있다. 즉 이 행성의 중력에 의해 별의 자기장에 왜곡이 발생할 가능성이 높고, 그 결과 엑스선 방출과 플레어(태양의 표면 폭발) 생성의 측면에서 활동 수준이 크게 저하해 실제 나이보다 노화가 진행된 것으로 나타난 것이다. 공동저자인 하버드-스미스소니언 천문물리학연구소의 스콧 월크는 “행성이 항성 내부를 엉망진창으로 만들면서 노화를 촉진하고 있다”고 말했다. 달의 중력이 지구에 영향을 주는 조수의 힘처럼 거대 행성의 중력이 별의 자기장을 망가뜨리는 것이라고 연구팀은 분석하고 있다. 한편 이번 연구성과는 국제학술지 ‘천문학 및 천체물리학’(Astronomy and Astrophysics) 최신호에 게재됐다. 사진=NASA/CXC/M. Weiss 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

은하끼리 충돌하는 과정에서 높은 확률로 가스의 원반 구조를 가진 은하가 생성되는 것이 처음으로 확인됐다고 유럽남방천문대(ESO)가 17일(현지시간) 밝혔다. 이는 우리 은하와 같은 원반 은하의 기원에 바짝 다가가는 중요한 성과라고 관련 천문학자들은 말한다. 태양계가 속한 우리 은하는 약 1000억 개의 별과 대량의 가스와 먼지가 모인 천체로, 소용돌이 구조를 갖는 원반이 특징이다. 우주에 존재하는 은하의 70% 이상이 이런 원반 부를 가지는 ‘원반 은하’(나선은하, 막대나선은하, 렌즈형은하)로 간주되며, 수 천억 개의 별이 타원형으로 모인 ‘타원 은하’도 존재한다. 이런 은하는 주변의 은하와 충돌을 반복하면서 변화와 발전을 거듭해 온 것으로 여겨지지만, 충돌의 결과가 어떤 형태의 은하로 나타나는지는 지금까지 관측으로 명확하게 알지 못했다. 이에 국제 연구팀은 알마(ALMA) 전파망원경을 비롯해 카르마(CARMA), 스마(SMA) 등의 망원경으로 관측한 데이터 중에서 충돌의 최종 단계에 있는 은하들을 조사했다. 30개의 천체(충돌 중인 은하)에서 분자 가스가 전파망원경으로 감지됐는데 그중 24개의 천체에 있는 분자 가스가 원반 모양으로 분포하는 것으로 확인됐다. 즉, 적어도 약 4000만~6억 광년의 비교적 가까운 우주에서 은하 충돌로 가스 원반이 생성된다는 것. 또한 가스 원반이 각각의 은하 중심 주위를 회전하고 있는 것이나, 24개의 천체 중 11개의 천체에서는 가스 원반이 은하 중심부에 조밀한 별의 집단(은하의 팽창에 해당)보다 크게 확산하고 있는 것으로 나타났다. 연구팀을 이끈 일본의 천문학자 우에다 준코 박사는 “이렇게 많은 은하에서 가스 원반이 발견된 것은 의외였다. 큰 가스​​ 원반에서 대량으로 별이 태어나면 우리 은하처럼 원반이 명확한 은하가 되는 것으로 보인다”고 설명했다. 이어 “이번 결과는 원반 은하 탄생의 수수께끼에 바짝 다가서는 큰 걸음이다. 앞으로 가스 원반에서 별의 원반으로 진화하는 과정에 주목해 나갈 것”이라고 덧붙였다. 한편 이번 연구성과는 미국 코넬대학 도서관이 운영하는 물리학 분야의 권위있는 온라인논문저장 사이트(arxiv.org)에서 ‘은하의 천체물리학’(Astrophysics of Galaxies) 부분에 25일 공개됐으며, 국제학술지인 ‘천체물리학회지 부록’(Astrophysical Journal Supplement)에도 실렸다. 연구논문: http://arxiv.org/abs/1407.6873 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

“마치 범죄현장에 숨어있던 도둑을 찾아낸 듯하다” 초신성 잔해 속에서 희미하게 빛나는 별을 찾아낸 미국 UC버클리 연구팀에 속한 알렉스 필리펜코 UC버클리 교수는 위와 같이 말한다. 이는 ‘도둑’으로 지목된 짝별 이른바 동반성이 쌍성계를 이루고 있던 초신성 폭발 전 천체인 주성으로부터 대량의 수소를 훔쳤기 때문. 연구팀은 미국항공우주국(NASA, 이하 나사)의 허블 우주망원경으로 관측한 자외선 데이터와 지상의 망원경으로 관측한 가시광선 데이터를 합성해 지금까지 존재할 것으로만 예측돼왔던 짝별의 연속 스펙트럼과 일치하는 것을 확인했다. 이는 초신성 잔해 뒤편에 짝별이 존재함을 입증한 것이다. 지금으로부터 21년 전인 1993년 발견된 초신성 SN 1993J는 10등성의 밝기를 갖고 있고 비교적 지구와 가까운 약 1100만 광년 거리에 있는 것은 물론 그 특성이 ‘IIb형’이라는 희귀 특성으로 분류돼 천문학자들의 주목을 받아왔다. 일반적으로 초신성은 폭발 후 관찰되는 빛의 분석과 밝기의 변화 등에 따라 수소선이 없는 I형과 수소선이 존재하는 II형으로 크게 분류되며 I형은 다시 Ia나 Ib 및 Ic형으로 분류되고 II형은 II-P/L/N형이나 IIb형으로 분류된다. 이런 차이는 폭발 전에 천체의 성질이나 폭발에 이르는 과정에 따라 생기는 것으로 예측되고 있다. 특히 IIb형 초신성은 원래의 천체가 쌍성을 이루는 동반성이 존재하는 경우와 홀로 존재하는 경우에서 볼 수 있는 모든 특성이 있지만 연료가 되는 수소가 적은 것이 특징 중 하나다. 이런 특성 때문에 IIb형 초신성은 “폭발 전의 천체가 짝별의 영향으로 외층의 수소를 대량으로 빼앗겼다”는 이론이 제기돼 왔다. 이런 모델을 뒷받침하는 증거로 초신성 SN 1993J으로부터 동반성을 찾기 위한 탐색이 이뤄져 왔지만, 초신성 잔해에 남은 잔광보다 동반성의 빛의 세기가 약해 21년이 지난 끝에서야 발견된 것이라고 연구를 이끈 오리 폭스 UC버클리 박사후연구원은 설명했다. 한편 이번 연구성과는 천체물리학저널(ApJ: Astrophysical Journal) 7월 20일 자로 게재됐다. 사진=NASA, ESA, STScI 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구로부터 약 335광년 떨어진 곳에서 행성이 되고 싶은 거대한 원시행성이 발견돼 관심을 끌고있다. 최근 미 해군연구소 등 국제 공동연구팀은 젊은 축에 속하는 별인 HD 100546 주위를 도는 원시행성(행성의 형성 단계 중 하나로 미행성체들이 충돌하면서 만들어진 초기 행성)을 발견했다고 발표했다. 장차 진짜 행성이 되고싶은 이 원시행성의 규모는 태양계의 ‘큰형님’인 목성의 무려 3배. 이번 발견 역시 다른 많은 과학적 발견처럼 우연히 이루어졌다. HD 100546 주위의 원시행성 디스크를 관측하던 도중 그 안에서 미묘한 변화를 감지해낸 것. 우주 먼지와 가스로 이루어진 이 디스크는 별의 주위를 돌며 성장해 가다 결국 행성을 낳는다. 이번 발견이 가치가 있는 것은 행성의 생성을 글로 만이 아닌 눈으로 직접 관찰해 볼 수 있는 기회가 되기 때문이다. 미 해군 연구소 존 카 박사는 “거대한 가스가 모여 행성이 만들어지는 것을 직접 관측해 볼 수 있는 희귀한 기회”라면서 “아마도 2년 안에 이 원시행성이 디스크 속으로 숨었다가 2030년경 재등장할 것”이라고 전망했다. 이어 “별과 원시행성과의 거리는 우리 태양과 토성과의 거리 정도” 라면서 “태양계 속 우리 지구가 어떻게 생성되고 성장해 왔는지 추측해 볼 수 있는 소중한 자료가 될 것”이라고 설명했다. 이번 연구결과는 국제학술지인 ‘천체물리학회지’(The Astrophysical Journal) 최신호에 발표됐다.　 　 　 　 　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

한번 죽은 별인 백색왜성이 재점화해 초신성 폭발을 일으키는 특이한 현상이 사상 최초로 증명됐다. 최근 독일과 러시아 공동 천문학 연구팀은 “초신성 폭발 시 생성된 방사성 물질에서 분출한 감마선 광선을 사상 처음으로 관측하는데 성공했다”고 밝혔다. 백색왜성(white dwarf)은 우리의 태양같은 항성이 진화 끝에 나타나는 종착지다. 곧 별이 죽으면 백색왜성이 되는 것인데 특이하게도 다시한번 빛을 발하며 ‘부활’하는 현상을 일으킨다. 학계에서는 이를 ‘Ia형 초신성’이라 부르는데 백색왜성이 주위 별의 도움을 받아 핵융합을 일으켜 다시 빛을 발하는 것으로 추측해 왔다. 독일과 러시아 공동 연구팀의 성과는 바로 이 과정에서 분출하는 방사성 물질을 실제 탐지하는데 성공한 것이다.　 이번에 연구대상이 된 초신성은 SN2014J로 지구에서 큰곰자리 방향으로 1,150만 광년 떨어진 곳에 위치해 있다. 지난 1월 처음 발견된 SN2014J는 다른 별에서 날아온 물질이 백색왜성에 쌓이다가 일정한 질량이 돼 폭발했다. 논문의 선임저자 막스플랑크 천체물리학 연구소 유진 츄르초프 박사는 “지금까지 Ia형 초신성 폭발은 너무 먼 곳에서 폭발해 감마선을 탐지할 수 없었다” 면서 “이에반해 SN 2014J는 지난 40년 동안 지구와 가장 가까운 곳에서 일어난 초신성 폭발”이라고 밝혔다. 이어 “이번 논문은 기존 이론에 대한 명백한 증거가 될 것”이라고 덧붙였다. 이번 연구결과는 유명 과학저널 네이처(Nature) 28일자에 게재됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

한번 죽은 별인 백색왜성이 재점화해 초신성 폭발을 일으키는 특이한 현상이 사상 최초로 증명됐다. 최근 독일과 러시아 공동 천문학 연구팀은 “초신성 폭발 시 생성된 방사성 물질에서 분출한 감마선 광선을 사상 처음으로 관측하는데 성공했다”고 밝혔다. 백색왜성(white dwarf)은 우리의 태양같은 항성이 진화 끝에 나타나는 종착지다. 곧 별이 죽으면 백색왜성이 되는 것인데 특이하게도 다시한번 빛을 발하며 ‘부활’하는 현상을 일으킨다. 학계에서는 이를 ‘Ia형 초신성’이라 부르는데 백색왜성이 주위 별의 도움을 받아 핵융합을 일으켜 다시 빛을 발하는 것으로 추측해 왔다. 독일과 러시아 공동 연구팀의 성과는 바로 이 과정에서 분출하는 방사성 물질을 실제 탐지하는데 성공한 것이다.　이번에 연구대상이 된 초신성은 SN2014J로 지구에서 큰곰자리 방향으로 1,150만 광년 떨어진 곳에 위치해 있다. 지난 1월 처음 발견된 SN2014J는 다른 별에서 날아온 물질이 백색왜성에 쌓이다가 일정한 질량이 돼 폭발했다. 논문의 선임저자 막스플랑크 천체물리학 연구소 유진 츄르초프 박사는 “지금까지 Ia형 초신성 폭발은 너무 먼 곳에서 폭발해 감마선을 탐지할 수 없었다” 면서 “이에반해 SN 2014J는 지난 40년 동안 지구와 가장 가까운 곳에서 일어난 초신성 폭발”이라고 밝혔다. 이어 “이번 논문은 기존 이론에 대한 명백한 증거가 될 것”이라고 덧붙였다. 이번 연구결과는 유명 과학저널 네이처(Nature) 28일자에 게재됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지금까지 발견된 천체 가운데 온도가 가장 낮다고 알려진 갈색왜성이 ‘물얼음’ 구름에 휩싸여 있을 가능성이 높은 것으로 나타났다고 미국 과학전문주간지 사이언스매거진이 25일(현지시간) 보도했다. 만일 질퍽질퍽한 얼음으로 이뤄진 이 구름이 실제로 존재하는 것으로 확인된다면 태양계 너머 외계에서 물로 된 구름을 ‘최초’로 발견하게 되는 것이다. 이 구름이 둘러싼 목성 크기의 천체는 지금까지 갈색왜성으로 알려져 있지만, 이는 사실 다른 항성을 공전 중인 차가운 거대 가스 행성의 한 유형일 수도 있다. 지구로부터 불과 7.3광년밖에 떨어져 있지 않은 이 천체는 미국 펜실베이니아주립대의 천문학자 케빈 루만 박사팀이 미국항공우주국(NASA) 와이즈(WISE) 적외선 우주망원경의 광범위 데이터(2010~2011년)를 조사하던 중 최근 발견했다. 갈색왜성은 흔히 ‘실패한 별’로 불리는데 질량이 매우 적어 지속적인 핵반응을 할 수 없으므로 차갑고 어둡다. WISE J085510.83-071442.5(혹은 WISE J0855-0714)로 명명된 이 갈색왜성은 지금까지 발견된 천체 중에서 가장 차가운 것으로 알려졌다. 이 천체의 온도는 물이 어는 점인 영(0)도보다 조금 더 낮아 지구의 평균 기온보다 더 춥지만, 목성보다는 조금 더 따뜻하다. 미국 카네기과학연구소의 천문학자 재클린 파허티는 “발견 이후 이 천체를 관측해왔다”고 말했다. 이 새로운 ‘이웃’은 거대 가스 행성과 비슷한 데 목성만큼 크며 질량은 3~10배 정도 된다. 하지만 이 천체는 우리 시야에서의 관측을 방해하는 항성이 없는 ‘외톨이’인 것으로 추정된다. 더욱이 이 천체는 ‘센타우루스자리 알파별’과 ‘바너드 별’, ‘루만 16’에 이어 우리 태양에서 네 번째로 가까운 것으로 알려졌다. 또한 이 천체는 작고 차가워 지상 기반의 천체망권경에서는 보이지 않을 정도로 매우 희미하다. 파허티는 “이번 발견을 얻기 위해 와이즈 적외선 우주망원경과 씨름했다”고 말했다. 그녀는 칠레 소재 6.5m 마젤란-바데 망원경를 사용해 얻은 151장에 달하는 근적외선 이미지를 3일 밤 내내 조사한 끝에 물얼음 구름과 황화나트륨 구름을 발견했다. 하지만 이 천체에 확실히 물얼음 구름이 존재하는지 확인하려면 좀 더 확실한 스펙트럼을 얻어야만 알 수 있다고 한다. 이 때문에 관련 천문학자들은 허블 망원경을 대체하기 위해 2018년 발사예정인 차세대 우주 망원경 제임스 웨브 우주 망원경(James Webb Space Telescope)을 기대하고 있다. 한편 이번 연구성과는 ‘천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 20일 자로 게재됐다. 사진=사이언스매거진 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

조선평민열전(허경진 편역, 알마 펴냄) 시인, 화가, 의원, 역관 등 남다르게 살다간 평민 110여명의 삶을 통해 19세기 조선의 또 다른 모습을 보여 준다. 12년 만에 나온 개정판으로 출판 항목을 추가해 ‘대동여지도’를 제작한 김정호, 서당교재를 출판했던 장혼, 책장수 조신선을 소개한다. 조선 시대는 양반·중인·상인·천인이라는 네 계층으로 나뉘었지만 지배와 피지배의 개념으로 보면 집권층인 양반과 나머지인 평민으로 양분할 수 있다. 임진왜란을 기점으로 양반의 무능과 허세가 드러나면서 여러 분야에서 실무와 기예를 담당했던 평민들의 활약이 두드러지기 시작한다. 문학, 그림, 의술, 천문, 출판, 역술, 서예 등의 분야에서 발군의 실력을 보인 평민들의 수는 후기로 갈수록 많아지고 남다르게 살았던 평민들의 삶은 전(傳) 형식으로 기록되기에 이른다. 508쪽. 2만 2000원. 탐욕경제(쑹훙빙 지음, 홍순도 옮김, 알에이치코리아 펴냄) 국제금융학자 쑹훙빙이 최근 2년간의 연구 결과를 집대성한 책이다. 2007년 출간된 ‘화폐전쟁’에서 미국발 금융위기와 금시장 변화를 정확히 예측해 파장을 일으켰던 저자는 이후 화폐전쟁 시리즈 2~4권을 통해 미국과 유럽, 아시아의 금융사를 돌아보고 달러와 유로, 아시아의 단일 통화로 그가 구상한 야위안((亞元)이 각축하는 화폐전국시대를 예고했다. 화폐전쟁 시리즈의 5권에 해당하는 이번 책에서 그는 슈퍼 글로벌 금융위기를 경고하고 있다. 그는 금융권력의 탐욕이 거대한 자산거품을 초래했지만 그 누구도 문제제기를 하지 않는 현실을 포착한다. 고대 로마와 북송의 쇠망사를 통해 ‘과도한 탐욕-부의 양극화-금융위기-몰락’이라는 공식이 동서고금에 유효함을 보여 주면서 아메리칸 드림과 차이나 드림을 경고한다. 600쪽. 2만 2000원. 상대성 이론이란 무엇인가?(제프리 베네트 지음, 이유경 옮김, 처음북스 펴냄) 세상에서 가장 유명한 이론이지만 가장 난해한 공식이기도 한 상대성 이론을 알기 쉽게 설명한 책. 저명한 작가이자 천체물리학자인 저자는 풍부한 그림과 명확하고 쉬운 글로 아인슈타인의 아이디어가 무엇이었으며 우리에게 어떤 영향을 미치는지를 보여 준다. 책은 어마어마한 중력을 지닌 블랙홀 이야기부터 시작한다. 만약 태양이 블랙홀이 된다면 지구가 거기에 빨려 들어갈 것으로 상상하지만 그런 일은 일어나지 않는다. 그저 블랙홀이 된 태양 주변을 맴돌 뿐이다. 답은 상대성 이론을 이해하면 구할 수 있다. 아인슈타인의 특수 상대성 이론은 ‘자연의 법칙은 누구에게나 똑같다, 빛의 속도는 누구에게나 똑같다’는 두 가지 원칙만 받아들이면 된다. 저자는 복잡한 수식없이 그림 몇 개와 종이접기로 설명한다. 248쪽. 1만 5000원. 개미들의 변호사, 배짱기업과 맞장뜨다(김주영 지음, 문학동네 펴냄) ‘개미투자자들을 위한 집단소송의 1인자’로 불리는 저자가 10년간 벌인 소송의 기록. 8년간의 끈질긴 법정투쟁 끝에 개미주주들에게 승리를 안긴 대우전자 분식회계소송을 비롯해 바이코리아펀드의 충격적인 불법 운용을 밝혀내 손해배상을 받아냈다. 현투증권 실권주 공모 관련 집단소송에서는 김앤장, 태평양, 바른 등 대형로펌들을 동원한 재벌계 금융사에 맞서 1500여명의 원고들과 배상액 200억원을 돌려받기도 했다. 대법관이었던 아버지의 영향으로 자연스럽게 법을 가까이 한 그는 사법시험을 패스하고 1992년부터 김앤장에서 변호사 생활을 시작했다. 우연히 맡은 장애인복지재단 사건을 통해 재판의 위력과 변호사의 보람에 눈을 뜬 그는 안정된 생활을 뒤로하고 개미들의 변호사가 된다. 344쪽. 1만 5000원.

너의 정확한 크기는 어떻게 되니? 이제까지 발견된 외계 행성 중 하나가 역대 가장 정확한 사이즈로 측정됐다. 최근 미국 워싱턴 대학 연구팀은 이른바 ‘슈퍼지구’ 로 불리는 ‘케플러-93b’(Kepler-93b)의 정확한 사이즈를 측정하는데 성공했다고 밝혔다. 연구팀이 밝힌 이 외계 행성의 정확한 사이즈는 지름 1만 8,800km (± 240km). 지구 지름이 1만 2,756.km인 것과 비교해보면 약 1.5배 커 사실상 지구 사이즈와 비슷하다. 오차가 단 1%에 불과할 만큼 행성의 사이즈를 정확히 재는 비법은 미 항공우주국 나사(NASA)의 두 우주망원경 덕분이다. 연구팀은 케플러와 스피처 우주망원경을 동원해 소위 ‘트랜싯법’이라는 기술로 이 외계 행성의 정확한 사이즈를 측정했다. 일반적으로 행성은 스스로 빛을 내지 못하기 때문에 그 크기는 물론 존재 자체도 찾기 힘들다. 이 때문에 전문가들은 행성이 별(태양과 같은 항성)앞으로 지나갈 때 일어나는 항성의 밝기 변화로 그 존재 유무와 사이즈를 계산한다. 연구를 이끈 워싱턴 대학 사라 발라드 박사는 “행성이 항성 앞을 지나가는 식(蝕·eclipse) 현상을 관측하는데 있어 고성능의 케플러와 스피처 우주망원경이 큰 역할을 한다” 면서 “이번 연구로 외계행성 관측의 수준을 한단계 더 높였다”고 설명했다. 한편 지구에서 300광년 떨어진 곳에 위치한 ‘케플러-93b’는 우리 태양 질량의 90%를 가진 항성을 돌고있다. 크기가 지구와 유사해 유력한 슈퍼지구 중 하나로 꼽히나 실제 생명체가 존재할 확률은 낮다. 그 이유는 항성과의 거리가 너무 가깝기(뜨겁기) 때문으로 태양계와 비교하면 태양과 화성 거리의 1/6에 불과하다. 한편 이번 연구결과는 미국 천체물리학저널(Astrophysical Journal) 최신호에 게재됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

금세기 최대 혜성으로 주목받은 아이손(ISON)이 태양과 가장 가까워지는 점(근일점)을 통과하기 전에 이미 중심핵을 잃고 활동을 중지했다는 정밀분석 결과가 나왔다고 외신들이 보도했다. 이로써 아이손 혜성이 근일점 통과 전 핵을 잃어버렸다는 가설은 기정사실화됐다. 지난해 11월 29일(이하 한국시간), 근일점을 통과하며 소멸한 아이손 혜성의 최후 모습이 태양관측위성 소호(SOHO)의 자외선 관측으로 밝혀졌다. 소호는 라스코(LASCO, 광각분광 코로나그래프) C3 측정기를 사용한 코로나 관측으로 소멸한 아이손 혜성의 궤도 등을 파악하고 있었다. 공표된 아이손 혜성의 근일점 통과 시간은 29일 오전 3시 50분쯤이다. 하지만 이 혜성은 이미 1시간 전, 코로나 관측을 위해 태양의 강력한 빛에너지를 가리기 위해 설치돼 있는 차광판의 그늘로 들어갔으므로, 이후 모습은 태양 복사광 자외선 측정기인 수메르(SUMER)로만 파악할 수 있었다. 이는 원래 태양 바깥층 대기인 플라스마 흐름과 온도, 밀도를 측정하는 장비이지만, 태양의 자외선이 비추는 혜성의 먼지 입자를 통해 그 궤적을 확인할 수 있었다. 공개된 이미지는 근일점 통과 시간의 약 30분 전부터 약 5분간 포착한 아이손 혜성의 모습이다. 여기서 24만 km 이상으로 늘어진 뾰족한 화살형 꼬리가 있지만 혜성 핵이 있어야 할 위치에는 아무것도 보이지 않는다. 3시 22분 이후 10분 간격으로 얻은 데이터에서도 혜성의 중심핵을 통해 나와야 할 플라스마 가스는 관측되지 않았다. 이를 분석한 독일 괴팅겐 막스플랑크 태양계연구소 베르너 쿠어트 박사팀은 아이손 혜성의 입자 크기와 방출 시간, 속도를 가정한 컴퓨터 시뮬레이션을 시행해, 혜성 꼬리 형상의 재현을 시도했다. 그 결과 얻어진 시나리오는 수메르 관측 시점에서 혜성은 이미 활동을 중지하고 있었다는 것이다. 시뮬레이션은 근일점 통과 시간보다 최소 8시간 30분 전쯤에 혜성 핵이 마지막 붕괴를 일으킨 분출(아웃 버스트)로 1만 톤 이상의 먼지를 방출했다는 것이다. 이는 혜성 꼬리 형상의 원인으로 이후 수 시간 안에 완전히 활동을 중지한 것으로 분석됐다. 이번 분석결과는 국제 천문학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics) 4일 자로 게재됐다. 사진=NASA/ESA, 막스플랑크 태양계연구소(MPS) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국항공우주국(이하 NASA)의 케플러 망원경이 지금까지 알려진 태양계외 행성 중 공전주기가 가장 긴 것을 발견했다고 영국 BBC, 스페이스닷컴 등 해외매체가 보도했다. 지구에서 1000광년 떨어진 곳에 있는 케플러-421b는 공전주기는 무려 704일에 달한다. 1년이 365일 주기인 지구와 비교했을 때 약 2배 더 긴 주기를 가진 셈이다. 전문가들은 케플러-421b가 지금까지 우주에서 발견한 태양계외 행성(지구의 태양계 밖에 있는 행성) 중 가장 긴 ‘1년’을 가진 행성이라고 설명했다. 케플러-421b의 크기는 천왕성과 유사하며 평균 온도는 영하 93℃에 달한다. 이를 발견한 미국 하버드-스미소니언 천문센터(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) 데이비드 키핑 박사는 “케플러-421b를 발견하는데 매우 큰 운이 따랐다”면서 “케플러-421b의 자전축인 행성은 지구의 태양보다 온도가 더 낮고 어두우며, 케플러-421b로부터 1억 6000만 ㎞가량 떨어져 있다”고 설명했다. 이 행성의 궤도에는 일명 ‘스노우 라인’(snow line)이 발견됐는데, 이는 지구와 같은 암석형 행성과 목성과 같은 가스형 대형 행성을 구분짓는 영역이다. 이 영역 밖에는 액체가 응결돼 이뤄진 얼음 알갱이들이 한데 뭉쳐져 있는 것을 확인할 수 있다. 키핑 박사는 “이 스노우 라인은 행성형성이론에서 매우 결정적인 증거 중 하나다. 우리는 모든 가스로 이뤄진 거대한 기체형 행성이 바로 이 스노우 라인 근처에서 형성됐을 것이라고 믿고 있다”고 설명했다. 이어 “대부분의 기체형 행성은 한자리에 머물러있지 않고 스노우 라인을 지나 빠르게 이동하지만, 케플러-421b는 가스형 행성이면서도 제자리에서 거의 움직이지 않는 시스템을 가졌다. 이 같은 성격의 행성을 발견한 것은 이번이 처음”이라고 덧붙였다. 한편 이번 발견은 미국 천체물리학저널(Astrophysical Journal) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

맑은 여름 밤, 북반구 하늘에서 쉽게 볼 수 있는 거문고자리의 ‘베가’, 독수리자리의 ‘알타이르’, 백조자리의 ‘데네브’는 가상의 삼각형을 이뤄 흔히 ‘여름의 대삼각형’이라고 불린다. 이 중 백조자리 바로 위, 베가 방향으로 녹색의 십자(十) 모양으로 표기된 곳은 우리 태양과 그 형태와 연대가 비슷해 ‘쌍둥이 태양’(Solar Twin)라고 할 수 있는 별이 존재한다고 하버드-스미소니언 천체물리학센터(CfA)가 지난 10일(현지시간) 밝혔다. 이미지 속 ‘쌍둥이 태양’은 KIC 12157617이라고 명명된 별로, 국제 학술지 ‘아스트로피지컬 저널 레터스’(Astrophysical Journal Letters) 8 일자로 공개된 22개의 태양형 항성 중 하나다. 이는 지구에서 멀리 떨어진 항성들의 자전속도를 분석해 나이를 산출하는 ‘자이로크로놀로지’(gyrochronology, 자이로연대학)라는 새로운 기법으로 태양형 항성을 가려낸 것이다. 이 기법을 통해 이미지 속 ‘쌍둥이 태양’은 25일 주기로 자전하고 있으며 형성 시기는 50억 년 정도된 것으로 알려졌다. 이런 태양형 항성이 탄생하면 곧 행성이 형성되므로, 그 별의 나이를 알면 그에 속한 행성도 생명이 탄생하고 진화할 수 있는 연령대에 있는지 알 수 있다고 한다. 발견된 22개의 태양형 항성에 지구와 같은 행성이 존재하는지는 아직 알려지지 않았으나, 이 연구는 지구형 행성 이른바 슈퍼지구가 존재할 가능성이 있는 항성 탐사에 중요한 단계가 된다고 이들 천문학자는 말하고 있다. 사진=하버드-스미소니언 천체물리학센터 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

아득히 먼 2억 광년 밖 은하에서 전해진 이상신호가 우주물리학의 미지영역으로 남아있는 ‘암흑물질’일 수 있다는 주장이 제기돼 학계의 관심이 집중되고 있다. 미국 과학전문매체 네이처 월드 뉴스는 하버드-스미소니언 천문센터(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) 연구진이 ‘암흑물질’이라 유력하게 추정되는 이상신호를 발견했다고 25일(현지시각) 보도했다. 미 항공 우주국(NASA) 찬드라(Chandra) X선 망원경과 유럽 우주국(ESA) XMM-뉴턴 망원경에 포착된 해당 신호의 발원지는 지구에서 약 2억 4천만 광년 떨어진 페르세우스자리 은하단(Perseus cluster of galaxies)으로 확인됐다. 연구진에 따르면, 이 이상신호는 기존 페르세우스 은하단에서 나온 X-선 강도와 다른 보기 드문 형태의 파장으로 구성되어 있다. 실시간으로 전해지는 이 이상신호를 분석해보면 중성미자가 붕괴될 때 나타나는 스펙트럼과 매우 유사한 것으로 나타났다. 흥미로운 것은 이 중성미자 붕괴 형태가 ‘단종 중성미자(sterile neutrino)’로 추정된다는 것이다. 단종 중성미자는 ‘전기적으로 중성에 질량이 0에 수렴하는 소립자’라는 기본 특성은 같지만 상호 작용을 하지 않는다는 점에서 다른 중성미자들과 구별된다. 또한 오랫동안 천문학계에서는 이 단종 중성미자가 암흑물질의 진짜 정체라는 가설이 유력한 설득력을 얻어오고 있었다. 암흑물질은 우주를 구성하는 총 물질의 약 70%를 차지하고 있지만 빛과 상호작용하지 않아 육안은 물론 적외선, 가시광선, 자외선, 감마선에도 잡히지 않는다. 오직 중력을 통해서만 질량을 짐작할 수 있을 뿐이다. 하버드-스미소니언 천문센터 측은 “다른 우주관측센터에서도 이와 유사한 신호가 포착되었는지 확인한 후, 추가적 파장 분석연구를 진행할 예정”이라고 밝혔다. 한편 이 연구결과는 국제 우주과학 학술지인 ‘천체물리학저널(The Astrophysical Journal)’ 20일자에 게재됐다. 사진=NASA/CXC/SAO 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

비밀 속에 쌓여 있던 달의 ‘어두운 뒷면’에 대한 미스터리가 마침내 풀렸다. 미국 펜실페이니아주립대의 천체물리학자들이 달의 반대편에 ‘바다’(Maria)가 거의 없는 이유를 밝혀냈다고 외신들이 보도했다. 여기서 달의 바다는 평탄하고 어두워 보이는 지형을 말한다. 연구팀은 달의 뒷면에 바다가 없는 이유가 달의 형성과 진화의 과정에서 나타난 앞면과 뒷면의 지각 두께에 대한 차이 때문이라고 설명했다. 연구에 참여한 제이슨 라이트 부교수는 “어린 시절, 달의 모형을 처음 봤을 때 앞뒤 양면이 너무 달라 놀랐었다”고 회상하며 “달의 뒷면에 산과 크레이터(충돌구 혹은 운석공)로만 이뤄진 것은 지난 1950년대부터 수수께끼였다”고 말했다. 이런 의문은 옛소련의 탐사선 ‘루나 3호’가 달 뒷면을 최초로 관측하면서 불거졌다. 천문학자들은 이를 ‘달의 반대편에 있는 고지에 대한 의문’(Lunar Farside Highlands Problem)이나, 그 이유를 규명할 수 없다는 이유로 ‘달의 어두운 이면’이라고 불렀다. 오늘날 달의 기원은 지구가 형성된 지 얼마 되지 않은 시기에 화성 크기의 천체 ‘테이아’가 지구에 충돌해 부서지면서 나온 파편으로부터 탄생했다는 ‘달 거대 충돌설’이 널리 받아들여지고 있다. 이에 대해 연구를 주관한 스타인 시구르드손 교수는 “이 충돌로 곧 지구와 달은 엄청나게 뜨거워졌다”고 말했다. 물론 이 충돌로 두 천체가 녹지는 않았지만, 암석과 마그마 등의 파편 일부가 증발해 지구를 원반 구조로 둘러쌓았다는 것이다. 이 시점의 달은 오늘날보다 10~20배 정도 지구와 가까웠던 것으로 추정된다고 이번 연구를 이끈 석사과정의 아르피타 로이 연구원은 말했다. 연구팀은 오늘날 달이 항상 얼굴이 되는 앞면을 지구로 향한 채 자전하며 지구를 공전하는 일정한 궤도주기에서 아이디어를 얻었다. 달은 지구보다 훨씬 작아서 충돌 이후 식는 것도 빨랐으며 지구를 향해 한쪽 면(앞면)을 처음부터 향하고 있었던 것으로 여겨지므로 달의 앞면만 섭씨 2500도 이상의 고온이었다고 한다. 이는 지구로부터 복사열을 받아 걸쭉하게 녹은 상태였던 것. 이 앞면과 뒷면의 온도 변화가 달의 지각이 형성하는 데 중요한 역할을 했다고 연구팀은 보고 있다. 달의 표면에는 알루미늄이나 칼슘 등 증발하기 어려운 물질이 밀집해 있는 데 “증기가 식기 시작하면서 먼저 쌓인 물질은 알루미늄과 칼슘이었다”고 시구르드손 교수는 설명했다. 이런 물질은 상대적으로 빠르게 식어가는 달 뒷면의 대기 중에서 응축했다. 이후 수천 만 년에서 수백만 년이 지난 끝에 달의 맨틀 중에 있는 규산염과 결합해 사장석을 형성했고 결국 표면으로 이동해 지각을 형성하게 됐다. 즉 달 뒷면의 지각은 앞면보다 광물이 많아 더 두꺼워진 것이다. 지금은 달이 완전히 식어 표면 아래도 굳어버렸지만, 형성된 지 얼마 되지 않은 무렵에는 큰 천체가 달의 앞면에 충돌하고 심지어 지각에까지 도달해 대량의 현무암질 용암을 방출하도록 만들어 오늘날 볼 수 있는 달의 바다를 형성한 것이다. 반면 뒷면에 충돌한 대부분 천체는 두꺼운 지각을 관통할 수 없었고 따라서 현무암질 용암이 분출하지 않아 크레이터와 계곡, 고지대가 형성됐을 뿐이라고 연구팀은 설명했다. 이번 연구성과는 ‘아스트로피지컬 저널 레터스’(Astrophysical Journal Letters) 9일 자로 게재됐다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

달의 뒷면에 대한 미스터리가 마침내 풀린 듯하다. 미국 펜실페이니아주립대의 천체물리학자들이 달의 반대편에 ‘바다’(Maria)가 거의 없는 이유를 밝혀냈다고 ‘아스트로피지컬 저널 레터스’(Astrophysical Journal Letters) 9일 자로 발표했다. 여기서 달의 바다는 평탄하고 어두워 보이는 지형을 말한다. 연구팀은 달의 뒷면에 바다가 없는 이유가 달의 형성과 진화의 과정에서 나타난 앞면과 뒷면의 지각 두께에 대한 차이 때문이라고 설명했다. 연구에 참여한 제이슨 라이트 부교수는 “어린 시절, 달의 모형을 처음 봤을 때 앞뒤 양면이 너무 달라 놀랐었다”고 회상하며 “달의 뒷면에 산과 크레이터(충돌구 혹은 운석공)로만 이뤄진 것은 지난 1950년대부터 수수께끼였다”고 말했다. 이런 의문은 옛소련의 탐사선 ‘루나 3호’가 달 뒷면을 최초로 관측하면서 불거졌다. 천문학자들은 이를 ‘달의 반대편에 있는 고지에 대한 의문’(Lunar Farside Highlands Problem)이나, 그 이유를 규명할 수 없다는 이유로 ‘달의 어두운 이면’이라고 불렀다. 오늘날 달의 기원은 지구가 형성된 지 얼마 되지 않은 시기에 화성 크기의 천체 ‘테이아’가 지구에 충돌해 부서지면서 나온 파편으로부터 탄생했다는 ‘달 거대 충돌설’이 널리 받아들여지고 있다. 이에 대해 연구를 주관한 스타인 시구르드손 교수는 “이 충돌로 곧 지구와 달은 엄청나게 뜨거워졌다”고 말했다. 물론 이 충돌로 두 천체가 녹지는 않았지만, 암석과 마그마 등의 파편 일부가 증발해 지구를 원반 구조로 둘러쌓았다는 것이다. 이 시점의 달은 오늘날보다 10~20배 정도 지구와 가까웠던 것으로 추정된다고 이번 연구를 이끈 석사과정의 아르피타 로이 연구원은 말했다. 연구팀은 오늘날 달이 항상 얼굴이 되는 앞면을 지구로 향한 채 자전하며 지구를 공전하는 일정한 궤도주기에서 아이디어를 얻었다. 달은 지구보다 훨씬 작아서 충돌 이후 식는 것도 빨랐으며 지구를 향해 한쪽 면(앞면)을 처음부터 향하고 있었던 것으로 여겨지므로 달의 앞면만 섭씨 2500도 이상의 고온이었다고 한다. 이는 지구로부터 복사열을 받아 걸쭉하게 녹은 상태였던 것. 이 앞면과 뒷면의 온도 변화가 달의 지각이 형성하는 데 중요한 역할을 했다고 연구팀은 보고 있다. 달의 표면에는 알루미늄이나 칼슘 등 증발하기 어려운 물질이 밀집해 있는 데 “증기가 식기 시작하면서 먼저 쌓인 물질은 알루미늄과 칼슘이었다”고 시구르드손 교수는 설명했다. 이런 물질은 상대적으로 빠르게 식어가는 달 뒷면의 대기 중에서 응축했다. 이후 수천 만 년에서 수백만 년이 지난 끝에 달의 맨틀 중에 있는 규산염과 결합해 사장석을 형성했고 결국 표면으로 이동해 지각을 형성하게 됐다. 즉 달 뒷면의 지각은 앞면보다 광물이 많아 더 두꺼워진 것이다. 지금은 달이 완전히 식어 표면 아래도 굳어버렸지만, 형성된 지 얼마 되지 않은 무렵에는 큰 천체가 달의 앞면에 충돌하고 심지어 지각에까지 도달해 대량의 현무암질 용암을 방출하도록 만들어 오늘날 볼 수 있는 달의 바다를 형성한 것이다. 반면 뒷면에 충돌한 대부분 천체는 두꺼운 지각을 관통할 수 없었고 따라서 현무암질 용암이 분출하지 않아 크레이터와 계곡, 고지대가 형성됐을 뿐이라고 연구팀은 설명했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

초신성은 흔히 질량이 큰 별이 삶을 마감할 때 엄청난 폭발로 자신의 흔적을 남기는 것이지만, 모든 초신성이 이런 방식으로 발생하진 않는다. ‘la형’으로 불리는 초신성은 작고 밀도가 높지만 이미 죽은 별인 백색왜성의 폭발과 관련이 있다고 한다. 이런 보기 드문 la형 초신성 폭발의 잔해를 천문학자들이 최근 미국항공우주국(NASA) 스피처 우주망원경으로 관측했다고 ‘천체물리학 저널’ 최신호에 발표했다. 이번 결과는 연구진이 어떻게 이런 강력한 초신성 폭발이 다양하게 일어날 수 있는지 종합하는 데 도움이 됐다. 연구를 이끈 NASA 고다드 우주비행센터의 브라이언 윌리엄스 박사는 “마치 탐정이 된 듯했다”면서 “우린 그런 볼 수 없는 영역에서 어떤 일이 일어났는지 이해하기 위해 단서를 찾아냈다”고 말했다. la형 초신성은 일관된 방식으로 폭발하는 경향이 있다고 한다. 따라서 이는 수십년간 우리 우주의 크기와 팽창을 이해하는 데 도움이 되고 있다. 또한 예외적으로 지난 10년간 2개의 백색왜성이 공전하며 충돌할 때도 폭발이 발생한다는 여러 증거도 나오고 있다. 1604년 천문학자 요하네스 케플러가 발견해 그의 이름을 따서 명명된 ‘케플러의 초신성’은 하나의 백색왜성과 나머지 동반성으로 늙은 별인 적색거성에 의해 발생한 것으로 여겨졌다. 이제 그 적색거성에 의해 방출된 가스와 먼지 웅덩이가 이번에 관측된 잔해와 비슷한 것으로 나타났다. 스피처가 새롭게 관측한 초신성 잔해는 지구로부터 약 16만광년 떨어진 우리 은하 근처에 있는 작은 은하인 대마젤란운 속에 있다. ‘N103B’로 명명된 이 초신성 잔해는 약 1000년 전 발생했다. 월리엄스 박사는 “이 잔해가 케플러의 초신성 잔해보다 더 오래됐다”고 설명했다. 또한 N103B는 늙은 동반성인 적색거생에서 방출된 가스와 먼지 구름 속에 있으며 이 영역은 엄청나게 밀집돼 있다고 한다. 케플러의 초신성 잔해와 달리 N103B가 생성한 폭발에 대한 역사적 기록은 발견되지 않았다. 케플러의 초신성 폭발과 N103B의 폭발 둘 다 백색왜성을 공전하는 동반성인 적색거성이 있었던 것으로 여겨지고 있다. 이런 적색거성이 벗겨지면서 방출된 물질 중 일부가 백색왜성으로 흡수됐다. 이는 백색왜성의 질량을 키워서 불안정하게 만들었고 폭발을 일으키는 원인이 됐다고 한다. 이런 시나리오는 매우 드물게 일어날 수 있다고 연구진은 말한다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr