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

중심부분인 특이점의 중력이 너무 거대해 해당 경계를 지나면 빛조차 빠져나올 수 없는 시공간 영역인 블랙홀, 이론적으로만 존재해왔지 실체가 규명된 적은 없는 신비의 실마리가 잡힌 것일까? 미국 항공 우주국(NASA)은 일반 광학망원경으로 볼 수 없는 우주감마선을 관측하기 위한 망원경인 NASA 감마선 우주 망원경에 블랙홀의 잔재라 일컬어지는 거대 발광체, 즉 블레자(Blazar)의 세부 형태가 포착됐다고 3일(현지시간) 발표했다. 블레자는 블랙홀로 빨려 들어가는 물질이 많을 때, 다 흡수되지 못하고 위 아래로 분출되는 물질로 우주에서 가장 강력한 현상 중 하나로 일컬어진다. 블래자는 블랙홀이 주변 물질을 집어삼키는 에너지에 의해 형성되는 거대 발광체인 퀘이사(quasar)의 작은 형태로 이는 중심부에 블랙홀 둔 채 엄청난 전자에너지를 방출하는 전파은하의 일부분이기도 하다 이 모습을 관측한 이들은 미국 클렘슨 대학 천체 물리학자 마르코 아젤로, 이탈리아 우주 과학 데이터 센터 천문학자 다리오 가스파리니, 미국 스텐포드 대학 카빌 우주론연구소 천체물리학자 로저 로마니다. 이들은 페르미 감마선 우주 망원경에 의해 모니터링 된 2가지 형태의 전파은하를 분석하는 과정에서 블레자 현상을 발견했다. 이들 전파은하는 각각 밀집(compact), 확장(extended)된 형태로 나뉘어 관찰됐는데 스펙트럼 상에서는 강력한 감마선이 포착된 것이 특징이다. 연구진은 이것이 은하 중심부에 블랙홀이 있기 때문으로 추정한다. 블레자는 전파 은하에서 방출되는 가장 높은 에너지 유형 중 하나로 광범위한 감마 광선 스펙트럼을 통해 빛을 방출하는데 페르미 망원경이 잡아내는 감마선 소스의 절반 이상을 차지했다. 지난 3일, 미국 보스턴에서 열린 미국 천문학회 회의에서 이들 공동연구팀은 블랙홀의 특정 에너지가 이 블래자를 유지시키는 배터리 역할을 하는 것 같다고 밝혔다. 클렘슨 대학 마르코 아젤로 박사는 “포착된 블레자는 두 가지인데 비유하자면 한 가지는 에너지 효율이 높은 전기 자동차 같은 존재고 나머지 하나는 가스를 많이 소비하는 자동차 형태다”라며 “이것은 블랙홀이 일종의 하이브리드 형태로 에너지를 흡수하고 있다는 것을 보여준다”고 설명했다. 연구진에 따르면, 큰 은하와 무수히 작은 은하들이 충돌하고 합쳐지며 공간이 팽창되면 거대한 가스와 회전 에너지가 발생하고 이것이 블랙홀의 동력이 될 수 있다. 블랙홀이라는 강력한 존재가 우주에서 버티기 위해서는 지속적인 에너지 공급원이 필요한데 블래자 현상은 이런 블랙홀이 방출하는 무수한 에너지 형태 중 가장 강력한 것으로 블랙홀의 생성과 유지 방법에 대한 실마리를 제공해 줄 수 있어 이번 관측이 가지는 의미는 크다. 연구진은 “지속적인 관측을 통해서 더 많은 블래자 현상 샘플을 확보해 블랙홀 실체에 조금 더 근접해나갈 예정”이라고 전했다. ☞☞동영상 보러가기 동영상·사진=NASA Goddard Space Flight Center 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

1954년 일본에서 만들어진 괴수 영화 주인공 ‘고질라’(Godzilla)를 연상시키는 거대한 바위 행성이 발견돼 화제를 모으고 있다. 또한 해당 행성에 외계생명체가 존재할 수 있다는 가능성도 함께 제기돼 천문학계의 이목이 집중되고 있다. 미국 하버드 스미소니언 천체물리센터(Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics)는 새로운 지구형 행성 ‘케플러-10C’(Kepler-10c)가 발견됐다고 2일(현지시간) 발표했다. ‘케플러-10C’는 지구와 유사한 환경을 가진 외계행성을 찾기 위해 우주로 발사된 케플러 망원경에 포착됐다. 이 행성은 지구로부터 약 560광년 떨어진 용자리(Draco constellatio)-고양이 눈 성운(Cat‘s Eye Nebula, NGC 6543) 근처에 위치한 것으로 알려져 있다, 이 행성은 지구무게의 17배, 크기는 약 2배에 달하며 구성성분 대부분이 암석, 즉 바위인 것으로 추정됐다. 해당 크기 정도의 행성이라면 일반적으로 목성처럼 액체와 가스로 구성되는 경우가 일반적이지만 이 행성은 기존 인식을 뒤집는 형태이기에 천문학자들은 큰 관심을 표하고 있다. 표면이 암석이라면 다른 가스 행성과 달리 생명체가 땅에 발을 딛고 움직이는 것이 가능해 어느 때보다 외계생명의 존재 가능성이 높을 것으로 예측된다. 하지만 여기에는 이견이 갈리고 있는데, 이 행성의 공전궤도가 항성과 지나치게 가까워 표면이 뜨겁기에 생명체 존재는 힘들다는 견해도 있다. 실제로 지난 2011년, 인근 궤도에서 발견된 케플러-10b 행성은 표면 기온이 1300도로 생명체 존재 가능성이 없을 것으로 의견이 모인 바 있다. 이 행성의 형성 시기는 110억년 전으로 추정돼 45억년에 불과한 지구보다 훨씬 오랜 역사를 지니고 있다. 스미소니언 연구센터 라스 부치브 박사는 “이 행성이 오랜 시간을 지나오며 기존 가스성분을 암석화 했을 가능성이 있다”며 “앞으로 더 많은 유사 지구행성이 발견 될 것으로 기대하는 중”이라고 밝혔다. 한편 케플러 계획(Kepler Mission)은 NASA 케플러 우주 망원경을 통해 태양계 이외의 지구형 행성을 찾는 우주 프로젝트다. 이 계획은 독일 천문학자 요하네스 케플러의 이름에서 유래한다. 자료사진=wikipedia/NASA 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

지금까지 촬영된 것 중 가장 선명한 모습의 ‘토성 오로라’ 사진이 공개돼 화제를 모으고 있다. 또한 천문학자들은 해당 이미지를 통해 토성 오로라 현상 발생 원리가 지구와 유사하다는 주장을 제기해 이목을 끌고 있다. 최근 영국 레스터 대학 연구진은 NASA(미 항공 우주국) 허블 우주망원경과 카시니 토성 탐사선이 작년 4~5월에 촬영한 정밀한 토성 오로라 이미지를 분석한 결과, 발생 원리가 지구의 것과 유사하다는 견해를 밝혔다. 오로라는 태양에서 뿜어져 나온 대전입자가 지구 자기장과 충돌하면서 극지방 상층 대기에서 나타나는 일종의 방전현상이다. 본래 태양은 항상 양성자와 전자로 구성된 대전입자를 방출하는데 이 대전입자가 지구 자기장에 이끌려 대기로 들어오면 공기 분자와 충돌하게 되고 신비한 빛이 발생되는데 이것이 우리가 목격하는 오로라인 것이다. 레스터 대학 연구진은 이미지 속 토성 오로라 역시 태양 대전입자 토성의 자기권 꼬리(자기권이 태양풍의 압력을 받아 길게 뻗어 있는 부분)와 충돌하면서 발생된다고 주장한다. 이미지 속 토성 극지방이 스펙트럼 자외선 범위에서 밝게 빛나는 것이 결정적 증거라는 것. 레스터 대학 천체물리학과 조나단 니콜스 박사는 “토성 북극 지역에서 매우 빠르게 이동하는 오로라의 모습은 토성 자기장과 충돌하는 태양풍의 모습을 보여주며 이것은 지구 오로라와 유사한 발생 패턴이라는 것을 알려 준다”며 “허블 우주 망원경이 포착한 이 이미지는 너무도 선명해 최초로 오로라의 모습을 자세히 관찰할 수 있었다”고 설명했다. 한편 이 연구결과는 ‘국제 지구물리학회 학회지(Journal of the American Geophysical Union)’에 발표됐다. 사진=NASA/University of Leicester 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

남녀가 만나는 순간이 있다. 여자가 “팔꿈치 핥아 봤어요?”라는 황당한 질문을 던진다. 여자는 대화를 이어 가려고 말을 늘어놓지만 남자는 “사귀는 사람 있습니다”라고 응답하고는 끝. 암전. 불이 켜지고 또 묻는다. “팔꿈치 핥아 봤어요?” 중얼중얼 말하는 여인에게 남자가 말한다. “여친이랑 진짜 힘들게 헤어졌거든요. 뭐 그렇다고요”라고는 끝. 또 암전. 다시 불이 켜지면 여자는 또다시 묻는다. “팔꿈치 핥아 봤어요?” 영국 극작가 닉 페인(30)의 연극 ‘별무리’(Constellations·연출 류주연)의 형식은 매우 독특하다. 만남의 시작, 첫 데이트, 외도, 이별, 재회, 죽음 등 다양한 상황에 놓인 남녀의 대화가 여러 번 반복된다. 대사와 감정에서 조금씩 변주한 것은, 같은 상황에서도 다른 반응과 결과를 낼 수 있다는 의미다. 아홉 가지의 상황과 그 속에 각각 서너 가지 가능성, 해서 48개 장면이 90분 동안 쉼 없이 이어진다. 지구인 듯 우주인 듯, 커다란 돌덩이 같은 단순한 무대 위에서 끊임없이 또박또박 대사를 내뱉는 두 배우도 참 대단하다. “대본 복사가 잘못된 줄 알았다니까요.” 서울 서초구 서초동 예술의전당에서 만난 주인영(36)은 대본을 받은 첫인상을 이렇게 말했다. “보통 드라마는 기승전결이 있잖아요. 이 작품은 그게 애매해요. 상황도 잘게 쪼개지니까, 어디서 힘을 줄지, 또 빼야 할지 도통 모르겠더라고요.” 그는 연습을 이어 가면서 “나름의 고리를 갖고 있다는 것을 깨닫고, 자연스럽게 흐름을 잡게 됐다”며 조리 있게 재잘거렸다. 조용히 주인영의 말을 듣던 최광일(44)은 “공연을 올리기 전에는 ‘과연 관객들이 우리를 이해할 수 있을까’ 의문이 들었는데, 그 자잘한 시간 안에도 시작과 끝이 있고, 장면마다 공감을 끌어낼 수 있다는 확신이 들면서 조금씩 수월해졌다”고 돌이켰다. 최광일이 연기하는 롤란드는 양봉업자다. 주인영의 마리안은 천체물리학자이니 ‘벌무리’와 ‘별’의 만남이다. 큰 우주와 대비되는 작은 벌의 날갯짓이자, 벌과 같은 작은 만남은 수많은 별처럼 쏟아지고 그것들이 삶과 우주가 된다는 뜻도 있다. 그 연장선에서 꺼내 든 것은 우리 인생이 다중 우주 어딘가에서 또 진행되고 있을지도 모른다는 ‘평행우주론’이다. “재미있는 이론이죠. 나와 비슷한 사람이 다른 삶을 살고 있다는 거잖아요. 근데 다른 우주에는 이런 나는 없었으면 좋겠어요. 거기에도 이 불행한 놈이 있다니….” 농담도 진지한 표정으로 하던 최광일은 ‘별무리’에 “지금 이곳에 사는 내게는, 이전의 삶을 묻게 하는 새로운 시작”이란 의미를 담았다. ‘에쿠우스’, ‘클로저’ 등 여러 작품에서 강렬한 인상을 준 그는 지난 1년간 무대를 떠나 있었던 터라 ‘시작’이라는 말이 더 묵직하게 들린다. ‘경숙이 경숙 아버지’, ‘야끼니꾸 드래곤’에서 개성 있는 연기로 호평받은 주인영도 출산과 육아로 2년 6개월 만에 무대에 돌아왔다. “육아와 일을 동시에 하면서 이 나라에는 정말 보육대책이 없다는 걸 뼈저리게 느꼈다”며 한숨을 내쉬더니 “그래도 행복하다”고 했다. “지금 이렇게 사랑하고 싸우고 소모하는 건 참 행복한 일이죠. 지치고 귀찮다고 그냥 넘어가는 게 아니라 에너지를 갖고 감정을 쓸 수 있다는 거요.” 두 배우의 열연으로 지금 이 우주의 삶을 이야기하는 ‘별무리’는 다음 달 1일까지 예술의전당 자유소극장에서 공연된다. 2만 5000~4만원. (02)580-1300. 최여경 기자 cyk@seoul.co.kr

지금까지 촬영된 것 중 가장 선명한 모습의 ‘토성 오로라’ 사진이 공개돼 화제를 모으고 있다. 또한 천문학자들은 해당 이미지를 통해 토성 오로라 현상 발생 원리가 지구와 유사하다는 주장을 제기해 이목을 끌고 있다. 최근 영국 레스터 대학 연구진은 NASA(미 항공 우주국) 허블 우주망원경과 카시니 토성 탐사선이 작년 4~5월에 촬영한 정밀한 토성 오로라 이미지를 분석한 결과, 발생 원리가 지구의 것과 유사하다는 견해를 밝혔다. 오로라는 태양에서 뿜어져 나온 대전입자가 지구 자기장과 충돌하면서 극지방 상층 대기에서 나타나는 일종의 방전현상이다. 본래 태양은 항상 양성자와 전자로 구성된 대전입자를 방출하는데 이 대전입자가 지구 자기장에 이끌려 대기로 들어오면 공기 분자와 충돌하게 되고 신비한 빛이 발생되는데 이것이 우리가 목격하는 오로라인 것이다. 레스터 대학 연구진은 이미지 속 토성 오로라 역시 태양 대전입자 토성의 자기권 꼬리(자기권이 태양풍의 압력을 받아 길게 뻗어 있는 부분)와 충돌하면서 발생된다고 주장한다. 이미지 속 토성 극지방이 스펙트럼 자외선 범위에서 밝게 빛나는 것이 결정적 증거라는 것. 레스터 대학 천체물리학과 조나단 니콜스 박사는 “토성 북극 지역에서 매우 빠르게 이동하는 오로라의 모습은 토성 자기장과 충돌하는 태양풍의 모습을 보여주며 이것은 지구 오로라와 유사한 발생 패턴이라는 것을 알려 준다”며 “허블 우주 망원경이 포착한 이 이미지는 너무도 선명해 최초로 오로라의 모습을 자세히 관찰할 수 있었다”고 설명했다. 한편 이 연구결과는 ‘국제 지구물리학회 학회지(Journal of the American Geophysical Union)’에 발표됐다. 사진=NASA/University of Leicester 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

불과 한 찻숟가락의 양이 약 10억톤의 질량을 갖는 초고밀도 천체 ‘마그네타’의 비밀을 풀게 된 것으로 보인다고 천문학자들이 14일 발표했다. 마그네타는 자기장이 우리 지구보다 수백만 배나 큰 별로, 그 외층에서 성진(별의 지진)이라는 갑작스러운 변화가 일어날 때 대량의 감마선을 방출한다. 하지만 이런 특징이 어떤 과정을 통해 일어나는지 명확하게 밝혀지지 않고 있다. 또한 마그네타는 중성자별의 일종으로 간주된다. 이런 중성자별은 질량이 큰 별이 자신의 중력에 의해 붕괴해 초신성 폭발을 일으킨 뒤 일반적으로 블랙홀이 되지만 이처럼 마그네타가 될 수 있다. 우리 은하에는 지금까지 24개의 마그네타가 확인됐다. 그중에서도 종종 연구 대상이 되는 별은 제단자리(Ara)의 ‘웨스터룬드 1’ 성단 안에 있는 한 마그네타(CXOU JI64710.2)다. 이는 지구에서 약 1만 6000광년 거리에 떨어져 있다. 이전 연구에서는 이 마그네타가 태양 질량의 40배인 한 거대한 별이 초신성 폭발을 일으켜 탄생한 것이라고 결론지었다. 하지만 이번 연구로 그에 대한 보다 자세하고 새로운 비밀이 밝혀졌다. 이번 연구를 이끈 유럽남방천문대(ESO)의 사이먼 클라크 박사는 “질량이 큰 별이 (블랙홀이 아니라) 어떻게 마그네타가 되는지 알지 못했었다”고 말했다. 이들 천문학자는 칠레 아타카마사막에 있는 유럽남방천문대의 초거대망원경(VLT)을 사용해 해당 마그네타가 속한 성단의 ‘웨스터룬드 1-5’라는 한 거대한 별에서 단서를 발견했다. 이 별(웨스터룬드 1-5)은 초신성 폭발 힘의 영향으로 이 성단에서 밖으로 초고속으로 이동하고 있다고 한다. 연구팀은 이 별의 고도와 속도를 통해 이 천체가 해당 마그네타(CXOU J164710.2)의 형성에 어떤 역할을 했다는 증거를 제공한다고 설명했다. 연구팀의 시뮬레이션으로는 ‘웨스터룬드 1-5’는 한때 마그네타와 쌍성을 이룬 조금 작은 별이었다. 당시 쌍성 중 더 큰 주성은 에너지 부족을 일으키기 시작해 그 외층이 오늘날의 작은 마그네타로 변하기 시작했고, 그와 동시에 더 작은 동반성은 급격하게 회전하기 시작하면서 강력한 자기장을 형성하게 됐다. 그런 변화는 동반성의 크기를 너무 커지게 했고 이때 새로 얻은 질량 대부분을 다시 방출하게 했다. 이때 방출된 질량은 중력의 작용으로 대부분 주성으로 흡수돼 오늘날의 웨스터룬드 1-5가 됐다. 따라서 주성은 폭발로 마그네타와 같은 중성자별이 됐고 웨스터룬드 1-5는 성단 밖으로 빠르게 밀려나게 됐다는 것이다. 클라크 교수는 “이런 물질 교환의 과정을 통해 독특한 화학적 특성이 부여돼 블랙홀 대신 마그네타가 형성될 정도로 별의 질량은 감소했다”고 설명했다. 이런 설명은 은하의 모든 마그네타에 적용될 수 있다고 유럽남방천문대 측은 말한다. 연구팀은 “이런 과정이 마그네타 형성에 필수적인 요소일지도 모른다”면서 “초강력 자기장 형성에는 두 별간 큰 질량의 이동으로 발생하는 빠른 회전이 필요한 것으로 보이며 그다음으로 큰 질량의 이동에 따라 마그네타 후보였던 별은 죽음 직전에 블랙홀이 되지 않을 수준으로 가벼워졌을 것”이라고 결론지었다. 한편 이번 연구내용은 학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics)을 통해 실릴 예정이다. 사진=AFPBBNEWS/NEWS1 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구로 부터 약 1400광년 떨어진 오리온 자리에 위치한 NGC 2024 성운의 모습이 공개됐다. 최근 미 항공우주국 나사(NASA)는 찬드라 X-선 망원경과 스피처 우주망원경이 관측한 이미지를 합성해 만든 NGC 2024의 중심부를 공개했다. NGC 2024는 발광성운(發光星雲)으로 중심에 위치한 고온의 별에서 빛을 발하는 기체운이다. 이 성운에 관심이 쏠리는 것은 나이가 20만년으로 매우 젊은 별이기 때문으로 우리의 태양과 같은 별이 어떻게 형성되는지 힌트를 제공해 주기 때문이다. 특히 나사 측은 중심부에 위치한 NGC 2024 외곽의 별들이 오히려 150만년 나이로 측정돼 기존 별 형성이론과는 다르다는 점에 주목했다. 기존 이론에서는 가스와 먼지로 이루어진 고밀도 영역의 중심부에서 별 형성이 시작되는 것으로 추측해 왔기 때문이다. 연구를 이끈 미국 펜실베이니아 주립대 천체물리학자 콘스탄틴 게트박 교수는 “찬드라 X-선 망원경의 X선 데이터와 스피처 우주망원경의 적외선 데이터를 합성해 이 이미지를 만들었다” 면서 “발광성운 중심부의 비밀이 이번에 드러난 것”이라고 설명했다. 이어 “중심부 성운이 오히려 주변 보다 나이가 적다는 것은 기존 학계의 추측과 상반된다” 면서 “태양과 같은 항성이 어떻게 형성되는지 새로운 관점에서 다시 생각할 필요가 있다”고 설명했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

관측 사상 우주에서 가장 오래된 은하가 확인돼 학계가 주목하고 있다. 미국 과학잡지 사이언티픽 아메리칸은 7일(현지시간) ‘세구에 원’(Segue 1)이라는 왜소은하가 지금껏 알려진 어떤 은하보다도 오래된 빅뱅 초기에 생성된 것으로 추정되는 연구결과를 학자들이 밝혀냈다고 전했다. 학자들은 이 은하에 있는 별들은 지난 138억년간 그 어떤 새로운 별도 생산하지 않고 있어 그야말로 우주에 남겨진 ‘화석’이라고 설명한다. 이번 성과는 미국 매사추세츠공과대(MIT) 안나 프레벨 교수가 이끈 연구팀이 칠레 라스캄파나스천문대(LCO)와 하와이 W.M.켓천문대에 있는 데이터를 조사하면서 밝혀졌다. 지구로부터 약 7만5000광년 떨어진 이 은하에 있는 별들의 성분은 대부분 수소와 헬륨 같은 가벼운 원소이며 철 등의 무거운 원소는 거의 없는 것으로 확인됐다. 이는 이 은하가 지금까지 알려진 은하 중에서 가장 화학적으로 별의 진화가 더딘 것을 의미한다고 연구팀은 설명하고 있다. 즉 우주 초기 때 형성된 은하일수록 그 내부에 있는 별들에는 수소와 헬륨 같은 가벼운 원소가 주를 이룬다. 하지만 이런 별이 진화를 거듭한 끝에 초신성 폭발을 하면서 철 등의 무거운 원소를 방출한다. 따라서 이후 형성된 별에는 이런 무거운 원소의 함량이 점점 높아지는 것 이를 통해 추론해볼 때, 중량이 가벼운 별이 주를 이루는 ‘세구에 원’ 왜소은하가 지금껏 알려진 어떤 은하에 있는 별들보다도 형성 시기가 더 오래됐다는 것이다. 연구팀은 “이 은하는 (약 150억년 전 발생한) 우주의 시작인 ‘빅뱅’을 경험하고 살아 남은 최초의 은하가 될 수 있다”면서 기대감을 표했다. 이번 결과는 미국 코넬대학 도서관이 운영하는 물리학 분야의 권위있는 온라인논문저장 사이트(arxiv.org)를 통해 공개됐으며 국제학술지인 천체물리학회지(Astrophysical Journal) 최신호에 실릴 예정이다. 사진=세구에 원 은하 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주에 널리 분포하는 것으로 추정하지만 그 실체는 한 번도 제대로 규명되지 못해 지난 수십 년간 천체물리학계의 과제로 남아있던 ‘암흑물질’의 실제 형체가 최초로 구현된 것으로 알려져 관심이 집중되고 있다. 영국 과학전문매체 뉴사이언티스트는 미국 일리노이 주 국립 페르미 가속기연구소 연구진들이 암흑물질이 유력한 것으로 추정되는 특정 형체를 이미지화하는데 성공했다고 4일(현지시간) 보도했다. 연구진은 최근 NASA(미 항공 우주국) 페르미 우주망원경이 왜소은하(dwarf galaxy) 부근을 촬영해 보내온 우주 사진 데이터를 정밀 분석한 끝에 해당 이미지를 얻을 수 있었다. 이 데이터는 왜소은하 중심에서 뿜어져 나오고 있는 감마선들이 어지럽게 서로 충돌하고 있고 촘촘히 푸른색의 입자들이 박혀있는 모습인데 연구진은 이것이 감마선 충돌을 일으키는 주요 원인인 ‘암흑 물질 입자’일 가능성이 높다고 판단했다. 지난 2009년부터 5년에 걸쳐 암흑 물질 데이터를 연구해온 페르미 연구소 댄 후퍼 교수는 “해당 신호는 현재까지 파악된 암흑물질 후보 중 가장 강력한 것”이라며 “정확한 검증을 위해 다른 은하에서 나오는 신호들과 비교해보는 추가 연구를 진행 중”이라고 전했다. 암흑물질은 우주를 구성하는 총 물질의 약 70%를 차지하고 있지만 빛과 상호작용하지 않아 육안으로 관찰이 불가능하며 오직 중력을 통해서만 질량을 짐작할 수 있어 천문학계의 미스터리로 남아있었다. 특히 암흑 물질 분포가 현 태양계 형성이 지대한 영향을 미쳤을 것이라는 주장이 제기되고 있어 이번 발견이 가지는 의미는 상당한 것으로 여겨진다. 사진=뉴사이언티스트 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

우주 생성 초기의 신비 일부가 풀렸다. 138억년 전 빅뱅(대폭발) 직후 우주가 만들어지는 과정인 ‘우주 인플레이션(급팽창)’ 이론에 대한 직접 증거가 사상 처음 관측됐기 때문이다. 미국 하버드 스미스소니언 천체물리센터는 17일(현지시간) 전 세계에 인터넷으로 생중계된 기자회견에서 빅뱅 직후 극히 짧은 순간에 우주가 급속도로 팽창하면서 지금과 같은 균일한 우주가 형성됐다는 인플레이션 가설의 근거를 발견했다고 밝혔다. 이는 남극에 설치한 우주망원경 ‘바이셉2’를 이용해 우주 배경 복사의 편광 성분을 3년간 분석한 결과 ‘중력파 패턴’을 관측한 데 따른 것이다. 바이셉2가 관측한 중력파 패턴은 빅뱅 후 38만년에 생성된 것으로, 우주 초기 인플레이션이 존재했다는 거의 유일한 증거로 꼽힌다. 1983년 세상에 나온 빅뱅 이론에 따르면 138억년 전 소립자보다 작은 우주가 대폭발로 10의 32승분의1초라는 극히 짧은 시간에 빛보다 더 빠르게 급팽창했다. 빅뱅의 근거는 우주 전체에 고르게 퍼져 있는 초단파 영역의 전자기파인 우주 배경 복사이다. 중력에 의해 생긴 중력파도 우주로 퍼져나가면서 시간과 공간에 고유한 뒤틀림을 일으키는데, 이 뒤틀림이 우주 배경 복사에 특별한 패턴의 흔적을 남겼다. 연구팀은 “남극에 설치한 망원경을 이용해 지금도 우주의 모든 방향에서 쏟아지는 우주 배경 복사에서 원시 중력파의 영향으로 일어난 특징적인 패턴을 확인했다”고 밝혔다. 빅뱅 후 38만년은 인류가 관측할 수 있는 가장 오래된 시점이다. 중력파의 이론적 근거는 1916년 알베르트 아인슈타인이 발표한 일반상대성이론에서 나왔다. 이번 발견은 인류가 우주의 초기부터 현대까지 우주 생성 과정을 보다 명확히 이해할 수 있어 21세기의 가장 중요한 과학적 성과 가운데 하나로 꼽힌다. 검증되면 노벨상 수상이 확실시된다고 AFP 등 외신이 전했다. 이기철 기자 chuli@seoul.co.kr

”교수님! 빅뱅 증거를 찾았습니다” 지난 17일(이하 현지시간) ‘우주 인플레이션’(급팽창) 이론에 대한 직접 증거가 발견됐다는 소식이 과학계에 ‘빅뱅’을 일으킨 가운데 이에대한 다양한 뒷이야기가 쏟아지고 있다. 특히 해외매체들은 이번 증거가 발견되기에 앞서 이 이론을 만들어낸 물리학자들의 반응을 연일 보도하고 있다. 지난 18일 미국 스탠퍼드 대학 측은 이번 발견의 기반이 된 지난 1983년 ‘카오스 인플레이션 이론’을 주장한 안드레이 린데 교수의 모습을 영상으로 공개해 화제를 모았다. 영상은 이번 발견에 주도적으로 참여한 같은 대학 차오린 쿠오 조교수가 린데 교수의 집을 방문하는 것으로 시작된다. 이번 증거 발견 소식을 누구보다도 기뻐할 린데 교수에게 제일 먼저 알리고 싶었던 것. 증거 발견 소식을 전해들은 린데 교수는 놀라움을 감추지 못하며 순간순간 울컥한 감정까지 드러냈다. 곧 두 교수는 샴페인을 따 건배를 하며 기쁨을 자축했다. 린데 교수는 “누군가 현관문을 두드려 처음에는 배달을 온 것이라 생각했다” 면서 “생각해보니 30년 전에 내가 주문한 것”이라며 웃었다. 이어 “쿠오 교수의 말을 듣고 너무 놀라 나도 모르게 다시한번 말해 달라고 했다”고 밝혔다. 또한 ‘인플레이션 우주’의 창시자인 MIT 앨런 구스 교수도 기쁨을 감추지 못했다. 구스 교수는 “처음 소식을 듣도 놀라 뒤로 자빠졌다” 면서 “죽기 전에 내 이론에 대한 증거가 나올지는 몰랐다”며 말했다. 한편 미국 하버드 스미스소니언 천체물리센터는 17일 “빅뱅 직후 극히 짧은 순간에 우주가 급속도로 팽창하면서 지금과 같은 균일한 우주가 형성됐다는 인플레이션 가설의 근거를 발견했다”고 밝혀 과학 역사에 획을 그었다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

한때 불가능할 것으로 여겨지던 중력파 직접 탐지가 성공했다는 소식에 18일 국내외 과학계는 흥분했다. 아인슈타인의 일반상대성 이론 발표 이후 100여년 동안 중력파를 직접 찾기 위한 노력이 결실을 거둔 데다 ‘중력파 천문학’이 꽃을 피우기 시작할 것이란 기대감 때문이다. 이번 연구는 미국 하버드·스미스소니언 천체물리센터, 스탠퍼드대와 스탠퍼드 선형 가속기센터(SLAC) 국립연구소, NASA JPL과 캘리포니아공과대, 미네소타대 등이 주도했다. 편광 신호를 탐지하는 관측 장비와 곤충의 겹눈처럼 여러 개의 탐지기를 함께 작동하는 ‘바이셉2’로 관측에 성공했다. 연구진은 이전 관측의 10배 수준인 512개의 탐지기를 사용, 정밀도를 높였다. 관측 장비를 남극에 설치한 이유는 지구상에서 가장 온도가 낮고, 습도도 낮고, 대기의 불안정함도 가장 덜한 지역이기 때문이다. 추가 연구에 대한 기대감도 높아졌다. 이번에 탐지에 성공한 연구진은 2560개의 탐지기를 사용하는 추가 실험에 돌입한 상태다. 이번에 나온 결과는 올해 말 유럽우주기구(ESA)의 플랑크 위성이 검증할 계획이다. 미국 주도 중력파 검출 국제공동 연구단인 라이고(LIGO) 그룹과 유럽의 버고(Virgo) 등도 장치 업그레이드를 통해 올해 검출 역량을 키울 계획이다. 국내에서는 20여명의 연구진이 2009년 한국중력파연구협력단(중력파연구단)을 구성, 라이고 그룹과 일본의 카그라(KAGRA) 그룹과 협력해 중력파에 관한 데이터 분석 연구를 하고 있다. 한국천문연구원(천문연)은 “이번 중력파 관측으로 가설에 불과했던 인플레이션(급팽창) 이론이 검증됨으로써 인류가 우주를 이해하고자 도입했던 가정이 거의 정설임이 밝혀졌다”면서 “천문연도 연구소 내에 올해부터 우주론 그룹을 결성해 앞으로 진행될 연구에 공헌할 것”이라고 밝혔다. 천문연은 다음 달 16~18일 ‘우주론 워크숍’을 열기로 했다. 중력파연구단 소속인 강궁원 한국과학기술정보연구원 박사는 “전파 망원경이 천문학의 새로운 연구방법을 개척했다면 이제 중력파 천문학을 통해 그동안 보지 못하던 우주현상을 새롭게 볼 수 있게 될 것”이라고 기대했다. 17세기 갈릴레오의 광학 망원경이 태양계 질서를 발견하고 20세기 광학망원경이 X레이와 적외선 등을 통해 빛으로 감지되지 않던 우주현상을 이해시켜 줬다면 새롭게 중력파를 감지해 우주 현상과 우주 탄생의 순간을 더 깊이 이해할 수 있게 됐다는 뜻이다. 강 박사는 “이번 중력파 탐지 소식이 국내에서 현재 진행 중인 소규모 중력파 검출 장비 개발과 중력파 분석 연구에 활기를 불어넣어 줄 것”이라고 덧붙였다. 홍희경 기자 saloo@seoul.co.kr