우리 은하수에 있는 무려 8400만개 이상의 별을 담은 초고화질 사진이 공개돼 화제가 되고 있다. 24일(현지시각) 유럽남방천문대(ESO)가 공개한 이 사진은 칠레 파라날 관측소에 있는 VISTA 망원경(가시적외선 천문학 망원경)으로 포착한 것으로, 그 해상도는 자그마치 9기가픽셀(90억 픽셀)에 가깝다. 이 사진을 일반 사진의 해상도로 인화하면 가로 9m, 세로 7m 크기이며, 이 안에는 총 8400만개 이상의 별이 담겨져 있다고 한다. 하지만 이 어마어마한 크기의 사진으로도 천체 전체의 1%(약 315평방도) 밖에 담지 못한다. 또한 천문학자들은 지난 2010년부터 ‘비아락테아’(Via Lactea) 조사라는 이름으로 3개의 적외선 필터를 사용해 우리 은하수에 있는 별의 수를 세고 있다. 현재까지 확인한 별의 수는 약 1억 7300만개로, 이 사진에 나타난 별의 수는 그 절반에도 미치지 못한다. 은하 중심부는 상당히 많은 별과 가스 구름이 존재하기 때문에 가시광선 영역보다는 적외선 관측이 훨씬 유리하다. 천문학자들은 이 사진이 “세계에서 가장 큰 천문학적 사진일 뿐만 아니라 은하수에 있는 별들을 가장 많이 실은 결과물”이라고 전했다. 한편 이번 연구는 ‘천문학과 천체물리학’ 학술지에 실렸다. 사진=ESO 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

천문학자들 사이에서 여전히 ‘미지의 영역’으로 불리고 있는 ‘죽어가는 별’과 이를 둘러싼 행성상 성운의 모습이 언론을 통해 공개돼 눈길을 끌고 있다. 행성상 성운은 죽어가는 늙은 별에서 방출된 가스 성운으로, 천문학 초기 이 같은 성운을 관측했을 때 행성으로 착각했다고 하여 이 같은 이름을 갖게 됐다고 한다. 11일(현지시각) 영국 일간지 데일리메일을 통해 공개된 이들 행성상 성운의 모습은 미국항공우주국(NASA)의 찬드라 X선 우주망원경을 통해 촬영한 자주색 계열과 허블우주망원경으로부터 얻은 붉은색과 녹색, 푸른색 계열의 이미지를 합친 것이다. 첫 번째 이미지는 일명 ‘고양이의 눈’(캣츠 아이)으로 널리 알려진 NGC 6543이며, 그 옆에는 ‘푸른 눈 뭉치’(블루 스노볼)로 불리는 NGC 7662의 모습이다. 또 그 아래에는 각각 NGC 7009와 NGC 6862로 불리는 행성상 성운의 모습이다. 행성상 성운은 우리 태양이 향후 수십억 년 뒤 경험할 별의 진화 과정 중 하나이기 때문에 천문학자들은 이에 주목하고 있다. 태양과 같은 별은 중심부의 수소를 모두 사용하면 수십 배에서 수백 배 크기로 팽창하는 데 이를 적색거성이라고 부른다. 이때 핵을 감싸고 있던 외층들이 떨어져 나가고 나면 중심부의 뜨거운 핵만 남는데 이는 곧 압축돼 밀도가 높은 백색왜성이 된다. 또한 뜨거운 중심에서 나오는 항성풍은 핵의 외층이 떨어져 나와 생긴 대기층 쪽으로 강하게 불어 외부로 밀어내는 데 이 같은 모습이 공개된 이미지들이다. 천문학자들은 행성상 성운의 찬드라 X선 탐사 계획을 통해 미지의 영역을 밝히려고 노력하고 있다. 이 계획은 지구로부터 약 5,000광년 이내에 있는 21개의 새로운 행성상 성운과 기존에 발견된 비슷한 거리에 있는 14개의 성운을 체계적으로 분석하는 것이다. 연구를 이끈 뉴욕 로체스터 공과대학 조엘 카스트너 교수는 “행성상 성운은 앞으로 100년 이상 동안은 천체물리학자들에게 죽어가는 별에 대한 ‘실험실’을 제공할 것”이라고 말했다. 이어 그는 “이들 성운은 별의 진화 이론에 대한 시험무대를 제공하고 우주에서 온 중원소의 기원을 밝히도록 도와 줄 것”이라고 덧붙였다. 한편 이번 연구 결과는 학술지 천문학 저널 8월호를 통해 실렸다. 사진=데일리메일 캡처 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

우리 은하 중심에 있는 거대한 블랙홀 주변을 빠르게 회전하는 별이 발견됐다고 4일(현지시각) 미국 내셔널지오그래픽 뉴스가 보도했다. 이는 이번 발견이 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 사상 가장 큰 규모로 검증할 기회이기 때문이라고 한다. ‘S0-102’로 명명된 이 어두운 항성은 블랙홀 주변을 약 11.2년의 주기로 공전하고 있는데 그 속도는 최대 1만 600km나 되며, 지금까지 발견된 대형 천체 중 우리 은하 중심의 블랙홀과 가장 가까운 거리에서 공전하고 있다. 블랙홀에 근접한 궤도로 공전하는 항성의 발견은 이번이 두 번째라고 한다. 최초의 블랙홀 근접 항성은 ‘SO-2’라고 하며 궤도 주기는 약 16년으로 알려졌다. 논문의 공동저자인 앤드리아 게츠 미국 캘리포니아 대학 로스앤젤레스 캠퍼스(UCLA) 천체물리학 교수는 “이 초질량 블랙홀과 근접한 항성을 연달아 찾아낸 것은 천문학 분야의 급성장을 보여준다.”면서 “이번에 발견된 항성(SO-102)은 블랙홀의 ‘사건의 지평선(사상 수평선)’에 지금까지 발견한 천체보다 100배나 가깝다.”고 말했다. ‘사건의 지평선’은 탈출속도가 빛의 속도가 되는 부분으로서 블랙홀과 우주의 경계가 되는 것을 말하며, 일단 경계선 안에 들어가 버리면 빛조차도 빠져나갈 수 없게 된다. 게츠 교수에 따르면 연구진의 첫 번째 목표가 블랙홀에 근접한 천체의 발견이었다면 다음 단계는 연구를 통해 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 검증하는 것이다. 이 이론에 따르면 질량은 시간과 공간을 왜곡하기 때문에 시간의 흐름을 늦출 뿐 아니라 거리를 늘리거나 줄일 수 있다. 은하 중심의 블랙홀은 태양의 400만 배나 되는 질량을 갖고 있지만 그 크기는 불과 10배밖에 안 된다. 이 블랙홀은 지구로부터 약 2만 6,000광년 거리에 떨어져 있는데 같은 방향에 있는 별자리의 이름을 따서 ‘궁수자리 A’라고 부르고 있다. 연구진은 이번 발견으로 거대한 블랙홀 주변을 도는 별의 궤도를 확인할 수 있게 됐다고 밝혔다. 질량이 시공간을 왜곡하는 일반 상대성 이론이 옳다면 항성이 자전 1회를 할 때마다 궤도가 조금씩 어긋날 것이다. 즉 이 항성은 공전 시 같은 지점으로 되돌아오는 것이 아니라 장기적으로 봤을 때는 데이지 꽃잎 형상을 그리게 된다고 한다. 블랙홀의 효과를 검증할 가장 확실한 방법은 이 항성의 궤도를 처음부터 끝까지 관측하는 것이다. 특히 항성이 블랙홀에 가장 가까이 근접했을 때 어떻게 되는 지가 중요하다고 연구진은 설명했다. 또한 이번 항성과 기존에 발견된 항성의 궤도 주기가 짧은 것도 중요한 의미가 있다고 한다. 은하계 중심의 블랙홀을 공전하는 대부분의 항성은 60년이나 그 이상에 걸쳐 궤도를 일주하기 때문에 이들 별을 통해서 불가능했던 관측을 이번 항성의 발견으로 가능하게 됐다고 한다. 이번 발견에 참여하지는 않았지만 천체물리학에 저명한 아비 로브 하버드대 교수는 “이번 발견은 매우 중요하다.”면서 “블랙홀 주변의 항성은 연구 대상인 중력장이 강할수록 효과도 확실하기 때문”이라고 말했다. 이번 항성의 밝기는 기존 항성의 16분의 1밖에 되지 않지만 기술의 급격한 발전 덕분에 발견할 수 있었다. 이에 대해 로브 교수는 “궁수자리 A 근처를 도는 항성은 이들 외에도 상상 이상으로 많을 수 있다.”고 말했다. 따라서 다른 천체가 주변에 있다면 아인슈타인이 예측한 공간의 왜곡 효과는 하나의 항성만으로 검증하기가 쉽지 않다. 이는 이번 항성의 궤도가 궁수자리 A 이외에 다른 천체로부터도 중력의 영향을 받을 수 있기 때문이다. 하지만 이번 두 번째 항성의 발견으로 서로 다른 천쳬의 중력을 설명할 수 있게 됐다고 로브 교수는 설명했다. 이와 함께 게츠 교수는 “블랙홀 주변의 시공간에 대한 기하학적인 해석은 두 항성의 발견으로 처음 가능하게 됐다. 이런 측정은 항성 하나만으로는 할 수 없기 때문”이라고 말했다. 궁수자리 A에서 더 가까운 항성이 앞으로도 발견될 가능성은 있지만 블랙홀에 근접할 수 있는 거리에는 한계가 있다. 블랙홀은 중력이 매우 강력해서 한계를 넘어 접근한 천체가 있다면 집어삼킬 것이다. 이 때문에 연구진은 궁수자리 A 주변에 항성이 있다면 늙은 별일 것이라고 예측했지만, 놀랍게도 SO-2는 젊은 항성으로 알려졌다. 따라서 이번에 발견된 SO-102도 아직 어린 별일 가능성이 있기 때문에 향후 연구를 계속해 봐야 알 것이라고 연구진은 전했다. 한편 이번 논문은 사이언스지 10월 5일 자를 통해 발표됐다. 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

미국항공우주국(이하 NASA)가 우리 은하계가 엄청난 규모의 뜨거운 가스에 둘러싸여 있는 있다는 사실을 밝혀냈다. NASA의 천문학자들은 찬드라 엑스선 우주망원경을 이용해 관찰한 결과 이 같은 사실을 확인했으며, 만약 가스 무리의 규모와 질량을 측정할 수 있다면 은하에서 사라지고 있는 것으로 알려진 바리온(중입자)에 대한 오랜 의문도 풀 수 있을 것으로 기대하고 있다. 바리온은 우주에서 발견할 수 있는 원자들의 잘량 중 99.9%이상을 차지하는 양성자, 중성자 등의 입자를 뜻한다. 현재 우리은하계와 인접 은하의 별과 가스에 남아있는 바리온의 총량은 우주 탄생 이후 절반 수준에 머무른다. 연구팀은 은하계와 다른 은하들은 10만~100만 켈빈의 뜨거운 가스에 둘러싸여 있으며, 지금까지 은하 주변의 가스 온도에 대해서는 일정부분 밝혀졌지만 그 질량과 규모에 대해서는 여전히 의문이 가득하다고 설명했다. 이번 연구에서는 대략적으로 이 가스의 규모를 측정했다는 점에서 매우 큰 의의를 지닌다. 연구를 이끈 미국 오하이오 주립대 스미타 마더 박사는 “가스의 질량은 태양 100억 개에 해당하며, 크기는 태양 600억 개가 모인 것과 비슷하다.”고 설명했다. 전문가들은 은하 주위를 둘러싼 가스의 질량과 온도 등을 연구하면 은하에서 사라진 바리온입자의 ‘행방’을 알 수 있을 것으로 기대하고 있으며, 현재까지는 이 거대한 가스의 무리 속에 바리온입자가 숨어있을 것으로 추정하고 있다. 한편 이번 연구결과는 천체물리학 저널 최신호에 게재됐다. 송혜민기자 huimin0217@seoul.co.kr

건국대(총장 직무대행 한성일)는 27일 조용민 서울대 천체물리학부 교수를 석학교수로 초빙했다. 조 교수는 입자물리학이론과 우주론 분야에서 탁월한 연구 성과를 보였으며 자연계에 존재하는 모든 힘을 하나의 통일된 이론으로 설명하고자 하는 고차원 통일장 이론을 최초로 확립하기도 했다.

해외 연구팀이 우리 은하계 중심에서 지금까지 발견된 것 중 가장 거대하고 활동이 활발한 기체상태의 분자 덩어리를 발견했다고 밝혀 학계의 관심이 집중되고 있다. 토모하루 오카 도쿄 게이오기주쿠대학 부교수는 나가노의 노베야마 전파망원경과 칠레의 아스테(ASTE)전파망원경을 이용해 관찰한 결과, 지구에서 3만 광년 떨어진 곳에서 이 같은 기체상태의 분자 덩어리인 성운 집단을 발견했다. 우리 은하계 중심을 에워싸고 있는 이것은 총 4개이며, 질량이 태양보다 400만 배 가까이 큰 것으로 보고 있다. 이 분자 집단 주위에는 엄청난 양의 가스가 운집해 있으며 별이 생성되기에 매우 적합한 조건을 갖췄다. 태양의 400만 배에 달하는 규모를 가질 수 있는 것은 이 안에서 생성된 별들이 탄생과 죽음을 반복할 때 발생하는 폭발 때문인 것으로 추측하고 있다. 엄청난 규모와 지속적인 별의 생성 및 폭발 현상을 나타난다는 점에서 전문가들은 이를 ‘블랙홀의 근원’(Seeds of Black Holes)이라 부르고 있다. 이 분자 집단의 비밀이 밝혀진다면 블랙홀의 시초 및 우주의 탄생 비밀 역시 풀릴 것이라는 기대도 나온다. 오카 교수는 “이것의 주위를 둘러싼 농도 높은 가스와 우주먼지 등으로 육안 관찰이 어렵기 때문에 전파 망원경을 이용했다. 현재는 정확한 온도와 밀도 등을 체크하고 있다.”면서 “이번 연구로 거대 블랙홀의 메커니즘과 은하계 물리학의 최대 수수께끼의 답 등을 알 수 있을 것”이라고 전했다. 한편 이번 연구결과는 미국 천체물리학 저널(Astrophysical Journal)에 실렸다. 송혜민기자 huimin0217@seoul.co.kr

“지구서 달에 있는 사람 머리카락 자라는 속도 재는 격” “우리 은하는 40억년 뒤 안드로메다은하와 첫 충돌하고 65억년 뒤면 하나로 합쳐져 더 큰 은하를 형성하게 될 것입니다. 그렇다고 걱정할 필요는 없습니다. 은하는 거의 빈 공간이고 별간 거리도 멀어 태양과 다른 별이 실제로 충돌할 확률은 없다고 봅니다. 다만 그때까지 지구 상에 생명체가 존재한다면 그들이 보는 밤하늘은 지금과는 현격히 다를 것입니다. 먼저 은하가 다가오는 동안 안드로메다는 점점 커질 것이고 충돌 전엔 하늘의 상당 부분을 차지하게 될 것입니다. 40억년 뒤엔 두 은하 모두 충돌로 모양이 훼손돼 지금의 모습은 찾아볼 수 없을 것입니다. 끝으로 65억년 뒤엔 하늘에 은하수 대신 타원은하가 대부분을 차지하게 될 것입니다.” 한국 출신의 과학자 손상모(36) 박사는 자신의 연구 결과를 토대로 미래 상황에 대해 위와 같이 예측했다. 미국항공우주국(NASA) 연구기관 우주망원경과학연구소(STScI)에서 롤랜드 반더마렐 박사 연구팀에 참여한 손 박사는 “이상의 미래 예측은 허블의 관측 결과가 없었다면 근거가 없는 억측으로 치부될 수 있었지만, 이제는 안드로메다의 정확한 궤적을 알기 때문에 신빙성을 더할 수 있다.”고 설명했다. 이처럼 우리은하와 안드로메다가 미래에 겪게 될 일에 대한 놀라운 내용(두·세 번째 논문 1 저자는 반더마렐 박사며 손 박사는 공동저자다.)은 손 박사가 충돌 시기를 계산한 첫 번째 논문 결과와 함께 천문학 분야 최고 권위인 ‘천체물리학저널’ 7월 1일 호에 실렸다. 특히 이 같은 예측을 위해서는 정확한 측정 결과를 요하는 데 그 중요성 때문에 손 박사의 논문은 지난 5월 31일 미국 워싱턴에서 열린 NASA 기자회견에서 핵심 내용으로 다뤄졌다. 우리은하를 향해 안드로메다가 다가오고 있다는 사실은 이미 100여 년 전부터 알려졌다. 하지만 어떤 식으로 다가오는지는 알려진 정보가 없었다. 손 박사는 “야구공에 비유하면 타자가 공이 다가오는 것은 아는데 직구로 오는지 큰 커브를 그리면서 오는지에 대해서는 모르고 있다는 것과 마찬가지”라면서 “그러나 이번 연구 결과로 공이 직구, 그것도 정확히 어떤 코스로 날아오고 있는지 확신을 할 수 있게 됐다.”고 설명했다. 안드로메다가 우리은하로 다가오는 건 오래전부터 도플러 효과를 통해서도 알 수 있었다. 손 박사는 “도플러 효과의 원리는 경찰들이 과속차량을 단속할 때 쓰거나 야구에서 공의 속도를 측정할 때 쓰는 스피드건과 같다. 그러나 좌우로의 움직임(천문학에서는 이를 고유운동이라고 한다.)은 워낙 미세한 정도의 움직임이기 때문에 측정하기가 어려운 것”이라고 말했다. 손 박사에 따르면 어떤 천체가 좌우로 움직이는 운동을 잴 때 사용하는 원리는 다음과 같다. 어느날 망원경을 통해 영상을 찍고, 몇 년 뒤 다시 똑같은 영역의 영상을 찍는 것이다. 그리고 그 영상 안에 관심 있는 천체가 얼마만큼 움직였는지 거리를 재면 천체의 이동 속도가 나온다. 손 박사는 “이번 연구 결과도 이 원리를 이용한 것”이라면서 “다만 이전 연구와 다른 점은 안드로메다 정도 되는 거리의 천체에 대해 이런 측정을 아무도 해 본 적이 없다는 것”이고 설명했다. 다음은 손상모 박사와의 이메일 인터뷰. →안드로메다은하가 다가오는 속도는 어떻게 측정했는지 허블로 관측한 영상은 5~7년이라는 시간차이를 두고 촬영했다. 이 기간에 안드로메다가 움직인 거리는 허블에 달린 초고해상도 디지털카메라에서 고작 약 1/100 픽셀(화소 단위)이다. 이런 움직임은 기존의 많이 쓰는 기술로는 측정할 수 없다. 따라서 본인이 주도적으로 약 1년 반가량을 여러 가지 아이디어와 실험을 통해 기술과 프로그램을 개발하는데 보냈고 마침내 만족할 만한 정밀도로 측정이 가능해졌다. 결과적으로 우리가 측정한 속도를 비유하면 ‘지구에서 달에 있는 사람의 머리카락이 자라는 속도를 재는 격’이라고 할 수 있다. →전 세계적으로 이번 연구가 주목을 받았다. 감회가 어떤지 과학자는 주로 논문을 통해 자신의 연구 내용을 세상에 알리고 업적을 평가받는다. 논문의 내용이 중요하다고 판단되면 자의 또는 타의 적으로 보도자료를 내고 이를 주요 언론들이 조명하기를 기대한다. 그렇지만 NASA에서는 기자회견을 할 정도의 기회가 그리 많은 과학자에게 주어지지 않는다. 그런 면에서 이번 연구 성과에 대해 매우 영광스럽고 한편으로는 여러 가지 조건이 맞아떨어져 운도 따랐다고 생각한다. 허블을 이용한 수많은 연구 논문 중에서 NASA가 유독 이번 우리 연구팀의 결과에 주목하고 기자회견까지 한 이유는 허블이 아니면 측정할 수 없는 결과, 결과의 신빙성, 그리고 대중에게 호소할 수 있는 내용 (은하끼리의 충돌이라는 점) 때문으로 판단된다. NASA에선 여러 형태로 보도자료를 내는데, 이번 연구는 Science Update(사이언스 업데이트) 형식으로 보도됐다. Science Update는 NASA에서 행하는 대외 보도 중 최상위 것으로 1년에 10여 개를 내고 그중 천문학 논문에 대한 것은 1년에 한 번 정도 있을까 말까 한 것이다. 이런 중요성을 입증하듯 미국 내의 대부분 주요 매체뿐만 아니라 전 세계 언론에서 이번 연구 결과를 다뤘다. 개인적으로는 이번 보도 덕분에 캐나다의 라디오 방송과 브라질의 과학 잡지와 인터뷰를 하는 등 색다른 경험도 하게 됐다. →STScI에 들어간 계기는 캘리포니아공과대(칼텍)에서 방문연구원으로 재직할 당시 STScI의 롤랜드 반더마렐 박사가 허블을 이용해 안드로메다의 고유운동을 측정하는 연구를 한다는 정보를 듣고 해당 연구원을 뽑는 자리에 지원했다. 천문학자들에게도 안드로메다의 고유운동은 정밀한 관측과 복잡한 분석을 요구하기 때문에 매우 중요하지만 까다로운 일로 알려졌다. 또 결과 자체가 어떻게 나올지 불분명하기에 빠른 결과를 중시하는 현대 과학계 풍토에서 이런 일에만 전적으로 매달리는 걸 꺼리는 천문학자도 많다. 이런 불안한 요소를 알고 있음에도 난 관측천문학자로서 어려운 일을 하는 데 대한 도전 의식 같은 것이 발동해 STScI로 진로를 정했다. 이곳에 와서 좋은 결과도 발표하고 새로 배우고 개발한 기술도 많아서 지금으로서는 전혀 후회 없다. 국외 진출한 한국학자들은 얼마나 되고 이들 간에 교류는 있는지 다른 분야도 그렇다시피 갈수록 한국 과학자들의 잠재성이 인정돼 대학원생이나 연구원으로 해외 진출한 천문학자가 늘어가는 추세다. 그렇지만 절대적인 수로 해외 진출한 한국인 천문학자는 그리 많지 않기에 서로 잘 아는 편이다. 특히 1년에 두 번 열리는 큰 학회인 미국천문학회 회의 때는 공식 또는 비공식적으로 한국인 천문학자끼리 모여 인사를 나누고 각자의 연구 분야를 소개하는 시간을 가진다. 이외에도 해외 진출한 한국인 천문학자로 이뤄진 그룹이 페이스북에 있고, 주소록/연락처 데이터베이스가 매년 업데이트된다. →천문학자를 꿈꾸게 됐던 이유는 무엇인지 직업이 뭐냐는 질문에 천문학자라고 답하면 많이 듣는 말이 있다. 바로 ‘나도 한때 우주에 대해 관심이 많았고 공부하고 싶었다.’는 것이다. 그만큼 누구나 우주에 관한 관심은 어느 정도 있는 것 같다. 난 정확히 5살 때부터 천문학자를 꿈꿨다. 당시 주재원으로 파견되신 부친을 따라 미국 뉴저지에 3년간 살면서 어린이들을 위한 우주 관련 서적을 많이 접하게 된 것이 꿈을 키우는 데 큰 역할을 한 것으로 확신한다. →향후 연구 계획은 무엇이고 진로는 어떠한지 이번 연구로 연구팀의 업적이 인정돼 허블을 이용한 연구 프로젝트가 몇 가지 채택됐다. (허블을 이용하려면 논문에 가까운 지원서를 작성해 8대 1 이상의 경쟁률을 뚫고 채택돼야 한다.) 현재 연구 중인 내용은 가까운 은하들의 고유운동을 통해 은하 형성과 진화 역사를 규명하는 일이다. 여기서 사용하는 기술은 안드로메다 연구에서 사용했던 기술과 거의 같다. STScI에서는 계약이 4~5년으로 정해져 있고 앞으로는 좋은 연구원이나 대학교로 기회가 주어지는 대로 지원할 예정이다. 직업적인 꿈 외에도 천문학자로서 이루고 싶은 꿈들이 있다. 우주라고 하면 일반인들이 막연하게 신비하다고 생각하는 경향이 있는데 대중에게 좀 더 구체적으로 천문학에 대해 알리고 싶다고 오래전부터 생각했다. 특히 이를 위해 언젠가 강연도 하고 책을 쓰고 싶기도 하다. →천문학자가 꿈인 이들에게 조언 한마디 부탁한다 지금은 한국에도 좋은 (천문학 관련) 책이 넘쳐나고 있다. 그만큼 훌륭한 천문학자도 많고 사회적인 분위기도 이전의 ‘춥고 배고픈 학문’이라는 선입견보다는 차세대를 주도할 학문이라는 긍정적 면이 두드러지는 방향으로 가기 때문인 듯하다. 천문학자가 되는 길은 과학과 적성이 맞는다면 누구에게나 열려 있다. 그러나 가장 까다로운 부분은 어떤 유혹이나 역경에도 그 꿈을 버리지 않는 것이다. 실제로 천문학을 할 정도의 열정이 있는 사람 중에 현실의 벽에 부딪혀서 다른 분야로 간 경우를 자주 봤다. 막연한 동경과 신비로움 때문에 꿈이 생겼다면 책이나 다른 자료들을 통해 그 꿈을 구체화해가는 것이 좋은 길이라고 생각한다. 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

태양 크기의 수백 배에 달하는 초대형 블랙홀들이 자신의 본래 은하에서 벗어나 우주를 떠돌고 있으며, 우리 은하계를 스쳐 지나갈 것이라는 전문가들의 예측이 나왔다. 과학전문매체인 스페이스닷컴 등의 7일자 보도에 따르면, 미국항공우주국(이하 NASA)의 허블 우주망원경으로 조사한 결과, 지구에서 40억 광년 떨어진 곳에서 CID-42로 불리는 매우 밝은 천체를 발견했다. 이 초대형 블랙홀은 본래 궤도에서 벗어나 시속 500만㎞의 엄청난 속도로 이동하며, 중력파 방출의 힘에 의해 은하 중심부에서 바깥으로 쫓겨나고 있는 것으로 추측된다. 중력파는 아인슈타인이 일반상대성이론을 발표하면서 예측한 이론으로, 블랙홀의 충돌 또는 별의 폭발 등이 발생하면서 시공간의 뒤틀림이 나타나고, 이것이 파동으로 전달되는 현상을 뜻한다. 천문학계는 이 현상이 오랫동안 가설로 존재해왔을 뿐 실제로 확인된 바가 없지만, 이번 발견을 통해 중력파를 입증할 할 수 있을 것이라는 기대를 내놓고 있다. 프란세스카 시바노 하버드-스미스소니언 천체물리학연구소(CfA) 소속 과학자는 “이렇게 거대한 블랙홀이 엄청난 속도로 움직인다는 것은 매우 믿기 어렵다.”면서 “이번 발견은 아인슈타인이 주장했지만 눈으로 확인하기 어려웠던 중력파에 대한 근거가 될 것”이라고 설명했다. 한편 전문가들은 NASA의 챈드라 망원경을 이용해 광원을 분리하고 X선 관측을 한 결과, X선이 둘이 아닌 하나로부터만 나온다는 사실도 밝혀냈다. 이는 이 초대형 블랙홀이 두 개의 은하가 충돌한 뒤 중심부의 블랙홀이 하나로 합쳐져 탄생했으며, 당시 충돌에 의해 생긴 중력파의 영향으로 우주 바깥공간으로 밀려나고 있다는 가설의 근거가 되고 있다. 만약 이 가설이 사실로 밝혀진다면, 우주에는 홀로 자유롭게 떠도는 태양 크기 수백 배의 초대형 블랙홀이 매우 많을 것이라는게 전문가들의 예측이다. 이번 연구결과는 미국 천문학회전문지 ‘아스트로피지컬 저널’(The Astrophysical Journal) 6월 호에 실릴 예정이다. 송혜민기자 huimin0217@seoul.co.kr

약 40억년 뒤 우리은하가 이웃의 안드로메다은하와 충돌할 것이라는 결과를 발표한 미국의 연구진에 한국 출신의 천문학자가 참여한 사실이 뒤늦게 알려졌다. 지난달 31일 미국 워싱턴에서 열린 미국항공우주국(NASA)의 기자회견에서 우주망원경과학연구소(STScI) 연구진은 허블우주망원경을 통해 관측한 결과 약 37억5000만년 뒤 우리 은하와 안드로메다은하와 충돌할 것임을 밝혔다. 이 같은 성과는 두 은하의 충돌 시기가 처음으로 정확하게 예측된 것이기 때문에 학계는 물론 해외 주요언론이 주목하고 있다. 그런데 주요 언론을 통해 보도된 STScI의 토니 손 박사가 한국천문학연구원(KASI) 출신의 과학자라는 사실이 일부 네티즌을 통해 알려졌다. 손박사의 한국 이름은 손상모. 지난 2006년 4월까지 KASI에서 근무했으며 현재 메릴랜드 주에 거주하며 STScI에 근무하는 것으로 나타났다. 100년만에 천문학계의 최대 관심사를 해결한 연구에 한국 출신의 과학자가 참여했다는 사실만으로도 놀라울 따름이다. 손박사는 당시 해외 언론과의 인터뷰에서 “(학자들은) 거의 한 세기동안 우리은하와 안드로메다에 대한 미래의 운명을 예측해 왔고, 마침내 향후 수십억년간에 걸쳐 발생할 사건(은하 충돌)이 어떻게 전개될 지를 나타낸 명확한 그림(시뮬레이션)을 얻게 됐다.”고 설명했다. 인류가 생존할지조차 알 수 없는 먼 미래에 발생할 사건이지만, 연구진은 허블망원경의 놀라운 성능 덕분에 안드로메다의 고유운동까지 관찰해 우리가 살고 있을 지구와 태양은 파괴되지 않고 무사할 것이라고 전했다. 한편 이번 연구는 천체물리학 저널 다음 호에 상세히 실릴 예정이다. 사진=NASA 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

우리 은하 중심부에 있는 블랙홀에서 약 100만년 전 발생한 감마선 폭발 이미지가 공개돼 눈길을 끌고 있다. 25일 라이브사이언스닷컴에 따르면 미국 하버드-스미스소니언 천체물리학 센터 연구진이 우리 은하가 과거 활동성 은하였음을 입증하는 사례를 천체물리학저널(Astrophysical Journal)’ 최신호에 발표했다. 연구진은 연구 결과와 함께 은하계 중심의 초질량 블랙홀로부터 뿜어져 나오는 감마선 제트와 플라스마 거품을 형상화한 이미지를 공개했다. 연구를 이끈 멩 수 연구원은 “유령 혹은 잔상처럼 보이는 것은 약 100만년 전 존재했던 감마선 제트와 거품”이라고 설명했다. 공개된 이미지를 보면 원반 형태의 은하 중심으로부터 위아래 양방향으로 두 개의 거대한 빛줄기가 뿜어져 나오고 있으며 그 주위로 플라스마 거품이 둘러싸여 있다. 연구진에 따르면 감마선 제트와 플라스마 거품의 거리는 약 2만7000광년에 달한다. 그런데 거품이 은하 평면을 중심으로 대칭을 이루고 있지만 제트는 약 15도의 각도로 기울어져 있다. 이는 초질량 블랙홀을 둘러싸고 있는 가스나 먼지로 이뤄진 응축 원반의 기울기가 반영됐을 수 있다고 연구진을 설명했다. 한편 공동 저자인 더글라스 핑크바이너 교수는 “블랙홀은 대식가이기 때문에 흡수한 물질의 일부를 밖으로 내뿜을 때 감마선 제트가 발생한다.”고 설명했다. 사진=하버드-스미스소니언 천체물리학 센터 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

최근 미항공우주국(나사·NASA)이 지구를 위협하는 소행성이 약 4700개가 존재한다고 발표한 가운데 충돌 가능성이 높은 상위 10개국이 공개돼 충격을 주고 있다. 18일 영국 데일리메일 보도에 따르면 영국 사우스햄턴대 연구진이 소행성이 떨어질 위험이 큰 국가로 중국, 인도네시아, 인도, 일본, 미국, 필리핀, 이탈리아, 영국, 브라질, 나이지리아를 꼽았다. 이번 결과는 나사 산하 지구근접물체(네오·NEO) 프로그램 연구소의 소프트웨어인 네오임펙터(NEOimpactor)를 이용해 목록으로 산정됐다. 연구진은 광역적외선탐사망원경(와이즈·WISE)을 통해 밝혀진 지구위협소행성(PHA) 자료를 활용해 분석했다. 따라서 이번 임무는 네오와이즈(NEOWISE)로 불리게 됐다. 네오임펙터 담당 연구원인 린들리 존슨은 “네오와이즈 분석은 지구를 위협하는 소행성을 조사하기 위해 시작됐다.”면서도 “그런데 너무 많은 소행성을 찾게 됐고 향후 지구에 심각한 피해를 줄 수 있는 것을 분류하기 위해서는 앞으로 수십년의 노력이 필요할 것”이라고 말했다. 그렇다면 소행성의 충돌 위협을 이대로 방치해야만 할까. 이에 대해서는 너무 걱정할 필요는 없는 듯하다. 최근 보도에 따르면 나사는 지구로 날아오는 소행성을 파괴할 임무를 수행할 우주인을 뽑아 훈련 중에 있다. 또한 이번 분석에서 충돌 가능성이 높은 즉, 낮은 궤도로 접근하는 지구위협소행성은 약 20~30%로 기존 이론보다 감소한 것으로 나타났다. 따라서 향후 상세한 연구가 더 필요할 것으로 보인다. 나사가 발표한 약 4700개의 소행성은 지구에서 약 800만km 이내를 통과할 수 있는 지름 100m 이상의 것을 산출한 갯수로 오차 범위 1500개 내외로 알려졌다. 여기서 800만㎞는 지구에서 달까지 거리의 약 20 배에 해당한다. 나사 측은 “당황할 필요는 없으나 주의는 기울이고 있다.”고 밝혔다. 한편 네오와이즈에 대한 연구 결과는 천체물리학저널(The Astrophysical Journal) 최신호에 실릴 예정이다. 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

헤아릴 수 없는 은하수의 별들 사이에 생명체를 가진 행성이 무수히 많이 존재한다면? 영국 버킹검대학 우주생물학 센터의 챈드라 위크라마싱에 교수가 이끄는 연구진이 생명체가 존재하는 지구 크기의 떠돌이 행성 수백 조(兆)개가 은하의 성간 우주에 존재할 가능성이 크다는 연구 결과를 천체물리학과 우주과학 저널 봄호에 발표했다고 사이언스 데일리가 지난 10일(현지 시간) 보도했다. 연구진은 생명체가 살 수 있는 행성들은 빅 뱅 이후 수백만년 뒤의 초기 우주에서 생성됐으며, 이른바 ‘사라진 질량’ 대부분을 형성하는 것으로 보인다고 주장했다. 존재가 처음 보고된 1995년 이후 외부행성을 추적하는 작업은 점차 열기를 더해왔지만 지금까지 알려진 750여개의 행성들은 모두 별 주위를 돌고 이중 아주 극소수 만이 생명체가 존재할 것으로 추정된다. 최근 일부 연구진들은 은하에 이런 행성들이 수십억개 존재할 것이라고 주장하고 있으나 위크라마싱에 교수등 버킹검대 연구진은 은하의 별 하나하나 마다 이런 별들이 수천개씩 모두 수백조개가 될 것이며 이들은 우주의 원초적인 유산을 그대로 숨기고 있을 것이라고 주장했다. 인터넷 뉴스팀

동반은하 혹은 구상성단으로 구성된 거대 ‘구조물’이 우리 은하를 돌고 있는 것으로 밝혀져 학계를 놀라게 했다. 이는 이 발견이 암흑물질 이론에 의문을 제기할 수 있기 때문이다. 1일 미국 내셔널지오그래픽 뉴스에 따르면 독일 본대학 마르셀 바울루스키 박사팀은 은하계에 속한 동반은하(위성은하) 등의 위치를 모델로 재현한 결과 왜소은하를 포함한 동반은하와 구상성단 20여개가 은하원반을 수직으로 도는 것으로 나타났다고 밝혔다. 본대학팀은 이번 연구를 위해 20세기 사진건판부터 슬론디지털스카이서베이(SDSS)의 최신 이미지까지 다양한 소스를 활용했다. 공동 저자인 본대학의 파벨 크루파 박사는 “기존 이론의 결과와는 정 반대”라면서 “어떠한 방향에서 관측하더라도 몇개의 동반은하가 발견되며 거의 구형 분포로 나타났다.”면서 “이는 암흑물질이 존재하지 않는다는 것을 보여준다.”고 설명했다. 여기서 암흑물질은 빛에 반응하지 않기 때문에 눈에 보이지 않는 수수께끼의 물질로, 우주의 질량의 약 23%를 차지하는 것으로 여겨지고 있다. 현재 은하 형성에 대한 이론도 암흑물질의 존재를 인정하는 것을 전제로 한다. 이 일반론에 따르면 초기 우주는 암흑물질이 중력적인 발판이 되어 그 위에 일반물질이 합쳐져 은하를 형성한다. 이후 우리 은하와 같은 대형 은하가 탄생하게 되면 나머지 물질이 모여 수백개의 작은 동반은하가 형성돼 주변에 균일하게 분포한다. 이 같은 기존 이론에 대해 연구팀은 약 110억년전 우리 은하가 가까운 은하와 충돌했을 수 있다는 가설을 제시했다. 이 시점은 지금껏 알려진 동반은하 중 가장 오래된 왜소은하의 나이와 일치한다. 연구를 이끈 바울루스키 박사는 “은하계의 은하수는 은하간 충돌로 떨어진 물질(파편)이 중력 작용으로 모여 왜소은하와 구상성단이 됐을 수 있다.”고 설명했다. 이후 이 같은 거대 구조물이 평면적으로 분포하면서 우리 은하를 돌게 됐다고 한다. 즉 이 모델이 암흑물질에 대해 중대한 의문을 나타낼 것이라고 연구팀은 주장한다. 이론상의 물질인 암흑물질이 존재하지 않아도 은하가 형성될 수 있기 때문이다. 이에 크루파 박사는 “기존 우주론을 처음부터 다시 생각해야 할지도 모른다.”면서 “그 우주론은 이제 괴멸 상태다.”고 말했다. 하지만 이 같은 주장에 회의적인 반응도 나타났다. 미국 플로리다 애틀랜틱대학의 천체물리학자 스카냐 차크라바티 박사는 “이번 발견이 은하 형성 이론을 갈아치웠다고 단언할 수는 없다고 생각한다.”고 말했다. 이어 “두 은하가 충돌했다고 가정하면 왜소은하의 위치를​ 설명할 수는 있지만 그 모델만으로 왜소은하의 움직임은 설명할 수 없다.”고 덧붙였다. 왜소은하는 일반 물질의 질량만으로는 이해할 수 없는 움직임을 보여주는데 이는 암흑물질의 존재를 인정할 수 있는 주된 이유 중 하나라고 과학자들은 추정한다. 따라서 차크라바티 박사는 대체 이론을 제시하려면 “물질의 위치 뿐만 아니라 질량도 재현해야 한다”고 지적했다. 이어 “우리 은하 내 동반은하의 의외적인 배치가 암흑물질에 대한 기존 시뮬레이션을 설명할 수 없어도 이상하지 않다.”면서 “은하 형성에 관한 시뮬레이션은 아직 불완전하지만, 암흑물질이 유망한 이론이란 사실에는 변함이 없다.”고 설명했다. 한편 이번 연구는 ‘왕립천문학회월간보고’(MNRAS) 최신호에서 자세히 실릴 예정이다. 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

암흑물질 검출 실험에서 인체에는 평균 1분에 1개의 암흑물질 입자가 충돌하고 있다는 연구 결과가 나왔다고 25일 미국 내셔널지오그래픽뉴스가 전했다. 암흑물질은 빛에 반응하지 않기 때문에 눈에 보이지 않지만, 은하 및 은하단 등에서 중력의 영향으로 관측되기 때문에 우주에는 이 수수께끼의 물질이 80% 이상 차지할 것으로 추정되고 있다. 지금까지 암흑물질을 구성하는 입자가 특별히 정해진 바는 없으나 가장 유력한 후보는 윔프(WIMP·Weakly Interacting Massive Particles)라 불리는 입자 그룹이다. 윔프는 ‘일반 물질과 전자기적인 상호작용이 거의 없는 무거운 입자들’을 지칭한다. 명칭에서 알 수 있듯이 중입자(바리온)라는 일반 물질에 대해 거의 영향을 미치지 않는다. 인체를 포함한 우주 대부분의 물질을 통과해 버리는 것으로 알려졌다. 하지만 일정한 질량을 가진 윔프는 때때로 원자핵과 충돌할 수 있으며 그 충돌은 지금까지의 생각보다 자주 일어날 수 있다고 한다. 연구를 이끈 미시간대 미시간이론물리센터의 천체물리학자 캐서린 프리즈 교수는 “이전에는 윔프가 인체 내의 원자핵과 부딪힐 확률이 일생에 1번 정도로 생각했지만, 이번 연구 결과 1분마다 충돌할 수도 있다.”고 말했다. 이론에 의하면 윔프는 다른 물질과 마찬가지로 우주의 탄생인 빅뱅 당시 생성됐다. 일반 물질과는 거의 상호작용하지 않지만 윔프끼리 충돌하면 모두 소멸하고 모든 질량은 에너지로 변한다. 연구에 참여한 스웨덴 스톡홀름대 오스카클라인센터 연구원 크리스토퍼 세비지는 “우주가 (팽창한 뒤) 식을 때 (윔프는) 매우 광범위하게 퍼져 더이상 소멸하지 않고 단지 그 위치에 갇혀 있는 것”이라고 설명했다. 실험 모델을 따르면 현재 지구와 인류는 초당 수십억 개의 윔프 내에 빠져 있다. 게르마늄 결정 등의 특정 물질에 윔프가 충돌할 확률과 그 충돌에서 발생하는 에너지의 양에 따라 윔프를 검출하는 실험이 몇 가지 고안되고 있다. 이번 실험에서도 연구진은 이런 계산 방법을 이용해 여러 종류의 윔프 질량과 수를 조사해 그 입자가 인체에 많이 들어있는 원자핵과 얼마나 자주 상호작용할지를 추산했다. 이에 대해 세비지는 “계산 방법은 있지만 실제로 인체를 대상으로 실험할 수 는 없었다.”고 말했다. 추산 결과, 산소와 수소는 비교적 윔프와 충돌하기 쉬운 것으로 나타났다. 인체는 많은 물(H₂0)을 포함하기 때문에 윔프와 상호작용할 가능성이 높다. 이번 연구에 따르면 600억 전자볼트(60GeV, 1GeV=양성자 1개의 질량에 갇혀있는 에너지)의 질량인 무거운 윔프는 몸무게 70kg의 인체에 포함되는 원자핵으로 매년 약 10개가 부딪힌다. 그런데 질량이 10~20GeV인 비교적 가벼운 윔프는 평균적인 인체의 원자핵에 매년 10만 개 단위로 충돌하는 것으로 추정된다. 물론 상호작용이 약하다는 것은 윔프가 부딪혀도 인체에 큰 위험은 없다는 말이다. 하지만 윔프끼리 충돌하면 소멸시 매우 큰 에너지 반응이 일어난다. 프리즈 교수는 “각각 양성자 100배의 질량을 가진 윔프끼리 충돌하면 양성자 질량의 200배 이상의 에너지가 발생한다. 이는 상당한 에너지”라고 말했다. 이어 “윔프가 인체 내에서 소멸하면 인체에 좋지 않으며 돌연변이의 원인이 될 수 있지만 그럴 가능성은 매우 낮다.”고 덧붙였다. 한편 지난 9일 논문 초고 등록사이트 아카이브(arXiv.org)를 통해 공개된 이번 연구 결과는 물리학 분야의 세계적 권위지인 미국 ‘피지컬 리뷰 레터스’(Physical Review Letters)에도 게재될 예정이다. 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

1980년대 중국의 민주화 운동을 이끌었던 천체물리학자 팡리즈(方勵之·76)가 망명지 미국 애리조나주 투손에서 6일(현지시간) 별세했다. 1936년 항저우(杭州)의 우체국 직원 아들로 태어난 그는 16살인 1952년 베이징대학에 입학해 이론물리학과 핵물리학을 전공했다. 문화혁명 때도 연구 활동을 계속해 국제적 명성을 쌓았고, 레이저 이론 분야를 개척했다. 팡리즈는 안후이(安徽)성 허페이(合肥) 과학기술대 부학장 시절인 1986~89년 중국 민주화개혁 운동의 최일선에 섰다. 반체제 작가 왕뤄왕(王若望)·류빈옌(劉賓雁)과 함께 1986년 12월 중국의 수십개 도시에서 정치적 자유를 요구하는 학생 민주화운동 조직을 만들었다. 사회적 책무로서 인권과 민주화를 강조하다 공산당에서 제명됐고 학교에서 쫓겨났다. 그는 중국 톈안먼(天安門) 사태 주역 세대의 정신적 스승으로 꼽힌다. 7주간의 톈안문 민주화운동이 탱크에 의해 진압된 1989년 6월 그는 아내와 함께 미국 영사관으로 피신하며 망명을 신청했다. 중국 당국은 13개월간 영사관에 머무는 그에 대해 범죄가 사형에 해당한다며 신병 인도를 요구했으나 미국 측은 거부했다. 중국 최고지도자 덩샤오핑(鄧小平)과 미국 측의 헨리 키신저가 담판을 지어 팡리즈는 1990년 6월 중국 땅을 벗어났다. 팡리즈는 이후 약 20년 동안 애리조나대학에서 천체물리학과 우주론을 강의했다. 톈안먼 민주화 운동의 지도자 왕단(王丹)은 “중국인들은 팡리즈와 같은 사상가를 결코 잊지 못할 것”이라며 “‘89세대’에 영감을 불어넣었고, 국민들에게 인권과 민주화에 대한 열망을 일깨워 줬다.”고 말했다. 이기철기자 chuli@seoul.co.kr

해외 천문학자들이 직사각형 형태의 희귀한 은하를 발견했다고 영국 일간지 데일리메일이 21일 보도했다. 호주, 독일, 스위스, 핀란드 학자들로 구성된 연구팀이 찾은 이 은하는 지구에서 7000만 광년 떨어져 있으며, 약 250개의 크고 작은 은하가 뭉쳐 형성됐다. 대부분의 은하는 타원체나 원형 또는 울퉁불퉁한 모양을 가지고 있지만, 이것은 지금까지의 알려진 것들과 전혀 다른 모습을 가져 학자들의 관심을 한 몸에 받고 있다. 전문가들이 일본 수바루망원경(Subaru Telescope)과 미국 하와이의 마우나케아산에 설치한 켁망원경(Keck Telecope)으로 포착·측정한 결과 시간당 10만 ㎞의 속력으로 회전한다는 사실을 알아냈다. 앨리스터 그레이엄 호주 스윈번과학기술대학 천문학 교수는 “‘직사각형 은하’는 마치 피사의 사탑처럼, 매우 아이러니하면서 자연의 법칙을 거스르는 새로운 형태”라면서 “매우 보기 드문 은하임이 틀림없다.”고 설명했다. 이어 “이러한 희귀한 은하를 찾기 어려운 이유 중 하나는 크기가 다른 별의 50분의1 정도로 작기 때문”이라면서 “이러한 형태의 은하가 다른 은하와 다른 점을 파악한다면 외계 생명체를 찾는 데에도 도움을 줄 것”이라고 덧붙였다. 현재 전문가들은 이 은하가 두 나선형은하의 충돌로 생겨났다고 추측하고 있지만, 더욱 자세한 정보는 밝혀지지 않은 상태다. 한편 이번 연구결과는 천체물리학저널(The Astrophysical Journal) 최신호에 실릴 예정이다. 송혜민기자 huimin0217@seoul.co.kr

지구와 비슷한 ‘슈퍼지구’에서 수증기로 가득한 두꺼운 대기층이 발견됐다. 이 행성은 ‘물 천지’로 표현될 만큼 많은 수분을 함유하고 있는데 전문가들은 지구에서는 볼 수 없는 ‘외계 물질’이 있을 가능성에 주목한다. 미국 하버드 스미스소니언 천체물리학연구센터(CfA) 등 국제 연구진은 지구로부터 약 40광년 떨어진 행성 ‘GJ 1214b’를 허블 우주 망원경으로 관찰한 결과 “지금까지 우리가 알고 있는 것과는 전혀 다른 종류의 행성임을 확인했다.”고 천체물리학저널 최신 호에 발표했다. 이 행성은 2009년 지상 망원경을 통해 발견됐으며 지름이 지구의 2.7배이고 질량은 약 7배이다. 온도는 섭씨 230도 정도로 추정된다. 연구진은 이 행성의 질량이 대부분 물로 이뤄진 것으로 나타났다고 밝혔다. CfA 과학자들은 2010년에도 “GJ 1214b의 대기 주성분이 물인 것 같다.”고 밝혔으나 토성의 위성 타이탄처럼 짙은 연무질로 덮여 있을 가능성도 배제하지는 못했다. 그러나 허블 우주 망원경의 광역 카메라를 이용해 대기의 성분을 분석한 결과 이 행성의 대기가 연무질이 아닌 짙은 수증기인 것으로 확인됐다. 특히 행성의 밀도로 미뤄볼 때 GJ 1214b에 지구보다 더 많은 수분이 있을 가능성도 있어 보인다. 행성의 내부 구조가 지구와는 완전히 다른 형태일 가능성이 있다는 얘기다. 유대근기자 dynamic@seoul.co.kr

뜨거운 수증기로 가득한 새로운 형태의 외계행성이 확인돼 학계 주목을 받고 있다. 21일 미국 스페이스닷컴 등에 따르면 미 하버드 스미스소니언 천체물리학연구센터를 비롯한 국제 연구팀이 외계행성 ‘글리제 1214b’(GJ 1214b)를 분석한 결과 새로운 종류의 행성임을 확인했다고 천체물리학 저널 온라인 최신호에 발표했다. 지난 2009년 12월 지상 망원경을 통해 발견된 글리제 1214b는 지구에서 약 40광년 거리에 있는 뱀주인자리에 속한 외계행성으로, 생명체가 존재할 가능성이 커 ‘슈퍼지구’ 혹은 ‘제2의 지구’ 등으로 알려졌다. 이 슈퍼지구 후보는 지름은 지구의 약 2.7배, 질량은 약 7배로 꽤 크며, 중심별인 적색왜성 글리제 1214의 200만km 떨어진 거리를 38시간 만에 한 차례씩 공전하고 있어 온도는 230℃ 정도로 분석된다. 연구팀은 지난 2010년에도 이 행성의 대기를 측정해 주성분이 물인 것으로 추정했지만 토성의 위성 타이탄의 대기처럼 짙은 연무질(기체에 고체와 액체의 미세한 입자가 섞여 있는 혼합체)로 덮여 있을 가능성도 배제할 수는 없었다. 이에 학자들은 미항공우주국(NASA) 허블우주망원경의 광대역카메라를 이용해 이 행성이 중심별 앞을 지나갈 때 대기권을 지나는 빛을 관측하고 대기 성분을 분석해 대기가 연무질이 아닌 짙은 수증기임을 확인했으며 그 밀도를 분석해 지구보다 더 많은 양의 물이 있을 것으로 추정하고 있다. 연구를 이끈 선임학자 자코리 베르타는 “고온 고압에 의해 ‘뜨거운 얼음’이나 ‘초유동체 물’ 같은, 지구와는 완전히 다른 낯선 물질이 형성됐을 가능성도 있다”고 밝혔다. 한편 글리제 1214b는 탄생초기 이후 어느시기까지는 중심별로부터 먼 곳에 있었기 때문에 물과 얼음 성분인 상태로 존재해 생명체가 서식했을 가능성이 있으나 그 시기가 얼마나 지속했을 지는 밝혀지지 않았다. 이 행성은 오는 2018년 발사 예정인 NASA의 차세대 제임스 웹 우주망원경(JWST)의 우선 연구 대상이 될 것이라고 연구팀은 밝혔다. 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

우주의 행성들, 지나치게 ‘예술적’? 푸에르토리코 대학의 한 물리학자가 지금까지 미국항공우주국(NASA)가 케플러망원경 등으로 발견한 일부 외계행성들의 모습이 ‘진짜’가 아니라며, 더욱 실물에 가까운 모습을 재현할 수 있는 프로그램을 개발했다고 밝혔다. 사이언스뉴스 등 전문매체의 보도에 따르면 아델 멘데스 박사는 지금까지 대부분의 천체물리학자들은 지구를 포함한 우주의 행성과 별을 관측할 때, 과학적 데이터를 근거로 그린 ‘예술적 그림’에 의존해 왔다고 주장했다. 이어 자신이 개발한 소프트웨어인 SER(Scientific Exoplanet Renderer)를 이용해 행성들을 더욱 실제에 가깝게 재구성할 수 있다고 덧붙였다. SER은 우주망원경을 이용한 화학적 탐사와 행성의 크기, 표면온도 등의 데이터, 실제 우주 사진 등을 종합해 가장 실제와 유사한 이미지를 그려낼 수 있으며, 3D로도 제작할 수 있어 우주 행성을 연구하는데 더욱 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. 멘데스 박사는 “최근 NASA가 공개한 ‘케플러 22-b‘의 행성 외부 색깔은 비교적 정확하지만 이를 감싸고 있는 대기의 형태는 다소 다를 것으로 예상된다.”면서 “SER은 지구처럼 돌이나 물을 가진 별 또는 가스에 둘러싸인 행성의 실제 모습을 그려낼 수 있다.”고 설명했다. 이 소프트웨어는 막바지 테스트를 거쳐 내년 정식 공개될 것으로 알려졌다. 송혜민기자 huimin0217@seoul.co.kr

우리 은하계 중심에 있는 거대한 블랙홀이 주위 물체를 흡수하는 장면을 직접 관찰할 수 있을 것으로 알려져 학계의 관심이 쏠리고 있다. 독일 막스 플랑크 천체물리학연구소(Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics)의 스테판 길레센 교수 연구팀에 따르면, 우리은하 중심에 있는 거대한 블랙홀을 향해 거대한 가스 구름이 모이고 있는 모습이 관측됐다. 만약 이 가스 구름이 지속적으로 블랙홀에 접근한다면 1~2년 내에 블랙홀의 ‘죽음의 나선 영역’(물체가 빨려들어가기 시작하는 영역)에 도달할 것이며, 천체연구 역사상 최초로 주위의 별이나 에너지를 집어 삼키는 블랙홀의 모습을 포착할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 지금까지 블랙홀이 먼 은하의 별을 삼키는 신호는 포착된 적 있지만, 블랙홀에 빨려 들어가는 에너지와 별을 흡수하는 과정을 관찰할 기회가 생긴 것은 이번이 처음이다. ‘궁수자리 A*‘이라는 이름의 이 블랙홀은 지구에서 2만7000광년 떨어진 곳에 있으며 질량은 태양의 400배에 달한다. 반면 블랙홀로 향하고 있는 가스구름은 질량이 지구 3배 정도이며, 초속 2359㎞로 움직이고 있다. 이 속도라면 2013년 중반 블랙홀의 나선 영역에 도달할 것으로 예측된다. 연구팀은 “블랙홀이 가까워질수록 가스구름의 형태는 길쭉한 모양으로 변할 것”이라면서 “가수 구름의 절반은 블랙홀에 흡수되고, 나머지 절반은 블랙홀 바깥쪽에서 떠돌 것으로 보인다.”고 설명했다. 천문학자들은 우주 탄생의 실마리를 가진 블랙홀이 실제로 주위 에너지 등을 빨아드리는 과정을 관측함으로서, 블랙홀의 미스터리를 풀 수 있을 것으로 기대하고 있다. 한편 이 연구결과는 과학전문매체인 네이처 최신호에 게재됐다. 송혜민기자 huimin0217@seoul.co.kr