2008년 11월 인도의 첫 달 탐사 위성인 찬드라얀 1호(Chandrayaan-1)가 발사 17일 만에 성공적으로 달 궤도 진입에 성공했다. 세계 6번째, 아시아에서는 일본과 중국에 이어 세 번째로 달 탐사국이 된 인도는 우주 강국 대열에 이름을 올리며 과학적 성과를 자축했다. 그러나 찬드라얀 1호는 2009년 8월, 발사한지 312일 만에 연락이 끊기며 달 궤도 어딘가를 배회하는 '우주 미아'가 되고 말았다. 이에 인도우주연구소(ISRO)는 찬드라얀 1호의 임무 종료를 아쉬워하면서도 주요 목표의 95%는 달성했다며 스스로 위로했다. 그로부터 8년 가까이 흐른 지난 9일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 우주 미아가 된 찬드라얀 1호를 찾았다고 발표했다. 연락이 끊긴 위성을, 그것도 달을 빠른 속도로 궤도 비행하는 위성을 찾는 것은 여간 어려운 일이 아니다. 여기에 찬드라얀 1호의 크기는 자동차 절반 만하며 달과의 거리도 평균 38만 ㎞나 떨어져 있다. '사막에서 바늘찾기'가 가능했던 것은 첨단 레이더 기술과 전파 망원경 덕이다. NASA 측은 먼저 찬드라얀 1호의 예상 경로인 달의 북극 방향으로 마이크로파를 쐈다. 이 역할을 맡은 것은 캘리포니아에 위치한 골드스톤 심우주 통신 콤플렉스(Goldstone Deep Space Communications Complex)의 70m 짜리 레이더 안테나. 그리고 수신은 웨스트버지니아에 위치한 그린뱅크(Green Bank) 전파망원경이 책임졌다. 곧 마이크로파가 찬드라얀 1호에 닿았고 그 반향이 다시 지구에서 탐지돼 위치가 확인된 것이다. NASA 측은 "멀리 떨어진 달 궤도에서 작은 물체를 찾는 것은 매우 힘든 일"이라면서 "달의 빛 때문에 광학 망원경으로는 이같이 작은 물체를 탐지하는 것은 불가능하다"고 밝혔다. 이어 "향후 이 레이더 기술은 우주의 다양한 천체를 탐지하는데 도움을 줄 것"이라고 덧붙였다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

■콘택트(EBS1 일요일 오후 1시 55분) 우주 탐사 분야의 선구자였던 천체 물리학자 칼 세이건의 수많은 저작 중 유일한 소설을 원작으로 했다. 칼 세이건은 그의 부인과 함께 프로듀서로 영화 제작에 참여하기도 했으나 개봉에 앞서 1996년 세상을 떴다. 엔딩에 나오는 ‘포 칼’(For Carl)이라는 문구는 세이건을 위한 것이다. 이 작품을 함께한 로버트 저메키스 감독과 조디 포스터는 스릴러 ‘플라이트’(2012)에서 다시 호흡을 맞췄다. 천재 천문학자 엘리(조디 포스터)는 남들의 비웃음을 사면서도 외계 지적생명체 탐색(SETI)에 매달린다. 천문대를 떠돌며 기부금을 받아 연구를 이어 가던 그녀는 외계 신호를 포착한 뒤 갑자기 주목받게 된다. 정부가 연구에 개입해 검열을 하기도 한다. 외계 신호에 포함된 설계도를 바탕으로 우주선이 건조되고, 엘리는 우여곡절 끝에 우주로 향하는데…. 1997년작. ■사이드 이펙트(OBS 일요일 밤 10시 10분) 할리우드 스타 채닝 테이텀이 영화 속에서 일찌감치 숨지며 관객들을 깜짝 놀라게 했던 스릴러다. 주드 로 등 여러 유명 배우가 등장하는데 가장 돋보이는 건 신예 루니 마라다. 우울증 때문에 처방받은 약의 부작용으로 자신도 모르게 남편을 살해한 가해자이자 동시에 피해자로 나오는 에밀리 역을 열연한다. 할리우드에서 리메이크한 ‘밀레니엄:여자를 증오한 남자들’(2011)에서 본격적으로 얼굴을 알렸고 ‘허’(2013)와 ‘캐롤’(2015)을 통해 연기파 배우로 자리매김했다. 스티븐 소더버그 감독 연출. 2013년작.

오는 2023년 10월 미 항공우주국(NASA)의 탐사선 한 대가 소행성을 향해 날아오른다. 화성과 목성 사이 소행성 벨트에 위치한 '16프시케'(16 Psyche)를 향해 장도에 오르는 탐사선의 이름은 '프시케'다. 16프시케는 지름 210km 정도 되는 비교적 큰 소행성으로 지구와의 거리는 약 3억 7000만 km다. 지난 1월 발표된 이 탐사 프로젝트가 언론의 주목을 받는 이유는 16프시케의 독특한 특징 때문이다. 일반적인 소행성이 암석과 얼음으로 이루어진 것에 반해 16프시케는 철과 니켈, 금 등 희귀 광물 덩어리로 가득찬 한마디로 '보물별'이다. 특히나 프시케 프로젝트 책임 연구원인 린다 엘킨스-탄튼 박사는 “16프시케에 있는 철의 가치만 돈으로 환산하면 1000경(京) 달러는 될 것”이라면서 대중들의 관심을 한껏 고조시킨 바 있다. 물론 이 소행성의 자원을 그대로 가져온다면 역설적으로 세계 경제는 망한다. 지구 전체의 경제규모를 능가하는 새 자원이 등장하면서 글로벌 시장이 붕괴하는 것. 그러나 다행인지 불행인지 이번 탐사의 목적은 '우주판 골드러시'는 아니다. 지난 5일(현지시간) 엘킨스-탄튼 박사는 ABC뉴스와의 인터뷰에서 "탐사선 프시케는 소행성 주위를 돌며 내·외부의 특징을 조사하고 분석할 것"이라면서 "예산이 부족해 소행성에 착륙할 장비는 없다"고 밝혔다. NASA가 16프시케를 탐사하는 이유는 태양계 태초의 비밀을 밝히기 위해서다. 전문가들에 따르면 16프시케는 태양계 생성 초기 생성돼 당시의 비밀을 고스란히 간직한 일종의 타임머신이다. 당초 거대한 원시 행성이었다가 오랜시간 충돌을 거쳐 현재의 모습이 됐는지, 태양 가까이 형성돼 철이 녹아 지금의 모습이 됐는지는 향후 탐사선 프시케가 풀어야할 과제다. 엘킨스-탄튼 박사는 "초기 태양계는 수많은 천체들이 서로 충돌하는 매우 격렬한 시기였다"면서 "이들 천체 중 일부는 오늘날의 행성이 됐다"고 설명했다. 이어 "이번 미션을 통해 태양계 초기 모습과 행성의 형성과정을 알 수 있는 자료를 얻게 될 것"이라고 전망했다. 사진=NASA, 애리조나 주립대학 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

4일(토) ■프로축구 K리그 클래식 울산-포항(울산문수구장) 광주-대구(광주월드컵) 상주-강원(상주시민운 이상 오후 3시) K리그 챌린지 성남-부산(탄천종합운) 안산-대전(안산와스타디움 이상 오후 3시) ■프로농구 KCC-LG(오후 2시 전주체) 동부-삼성(원주종합체) KGC인삼공사-오리온(안양체 이상 오후 4시) 5일(일) ■프로축구 K리그 클래식 전북-전남(전주종합운) 서울-수원(서울월드컵) 인천-제주(인천전용 이상 오후 3시) K리그 챌린지 안양-수원FC(안양종합운) 경남-아산(창원축구센터) 부천-서울이랜드(부천종합운 이상 오후 3시) ■프로농구 모비스-SK(오후 2시 울산동천체) 삼성-LG(잠실체) 전자랜드-kt(인천삼산월드체 이상 오후 4시)

SK, 연장 접전 끝 kt 잡고 3연패 탈출 모비스가 시즌 처음 전자랜드를 잡았다.모비스는 3일 울산 동천체육관으로 불러들인 전자랜드와의 프로농구 정규리그 6라운드 대결을 네이트 밀러(17득점 8리바운드)와 이종현과 김효범의 11점씩을 묶어 65-63으로 이겼다. 5연패 끝에 시즌 첫 승을 거둔 모비스는 전자랜드에 4~32점 차로 지기만 했던 설움을 되갚았다. 모비스는 5위 동부와의 승차를 1경기로 벌렸고, 6위 전자랜드는 3연승에서 멈춰 서며 7위 LG와의 간격이 2.5경기로 좁혀졌다. 제임스 켈리의 가승인이 나와 교체될 것으로 점쳐졌던 아이반 아스카는 켈리의 몸이 제대로 올라오지 않아 이날 출전했다. 16득점 17리바운드로 활약했지만 커스버트 빅터와 국내 선수들의 뒷받침이 부족했다. 유도훈 감독은 아스카와 몸이 좋지 않은 켈리를 놓고 계속 고민하게 됐다. 4쿼터 내내 10점 간격을 유지하던 모비스는 1분을 남기고 61-59로 앞섰지만 24초룰에 걸려 위기에 몰렸다. 그러나 전자랜드 정영삼의 3점슛이 림에 미치지 못했고, 양동근이 자유투 둘을 넣어 63-61로 달아난 뒤 종료 12.1초 전에도 자유투 둘을 모두 성공해 승리를 매조졌다. 김선형과 최준용 ‘차포’를 뗀 SK는 부산 사직체육관을 찾아 kt를 연장 끝에 82-75로 제치며 3연패와 원정 4연패에 마침표를 찍었다. 테리코 화이트가 19득점, 변기훈이 3점슛 세 방 등 14득점으로 활약해 김영환이 3점슛 다섯 방 등 24득점으로 폭발한 상대를 제압했다. 한편 전날 KCC와의 경기 막판 왼쪽 발목을 다친 윤호영(동부)은 아킬레스건 파열로 수술대에 올라 사실상 시즌 아웃됐다. 임병선 선임기자 bsnim@seoul.co.kr

모비스가 시즌 처음 전자랜드를 잡았다.　모비스는 3일 울산 동천체육관으로 불러들인 전자랜드와의 프로농구 정규리그 6라운드 대결을 네이트 밀러(17득점 8리바운드)와 이종현과 김효범의 11득점 활약을 묶어 65-63으로 이겼다. 시즌 5연패 끝에 처음 승리를 거둔 모비스는 전자랜드에 4~32점 차로 지기만 했던 설움을 되갚았다.　4위 모비스는 5위 동부와의 승차를 1경기로 벌렸고, 6위 전자랜드는 3연승에서 멈춰 서며 7위 LG와의 간격이 2.5경기로 좁혀졌다.　제임스 켈리의 가승인이 나와 그와 교체될 것으로 알려졌던 아이반 아스카는 켈리의 몸이 제대로 올라오지 않아 이날 아스카가 뛰었는데 16득점 17리바운드로 활약했지만 커스버트 빅터와 국내 선수들의 뒷받침이 부족했다. 유도훈 감독은 아스카와 몸이 좋지 않은 켈리를 놓고 계속 고민하게 됐다.　모비스가 철벽 수비로 전반까지 상대 득점을 시즌 최소 타이인 25점으로 묶었다.　전자랜드는 3쿼터 차바위의 3점으로 초반과 종반 각각 4점과 3점 차까지 쫓아갔지만 고비를 넘기지 못하고 45-51로 뒤졌다. 김효범이 2점슛과 3점슛 한 방씩으로 고비를 넘겼다. 4쿼터 내내 10점 차를 유지하던 모비스는 1분을 남기고 61-59 간발의 차로 앞선 모비스는 24초 바이올레이션에 걸리고 전자랜드는 정영삼의 3점슛이 림에 미치지 못했다. 또 종료 12초를 남기고 61-63까지 쫓아갔지만 0.3초를 남기고 2점 따라붙는 데 그쳤다.　한편 전날 KCC와의 경기 막판 상대 선수와 접촉 없이 왼쪽 발목을 다친 윤호영(동부)은 아킬레스건 파열로 수술대에 오른다. 남은 정규리그 경기는 물론 플레이오프 출전도 어려워 동부에 적지 않은 타격이 될 전망이다.　임병선 선임기자 bsnim@seoul.co.kr

지난달 27일 NASA에서 운영하는 '오늘의 천문사진(APOD)에 게시된 한 장의 사진이 우주 마니아들의 관심을 끌었다. 사진 중앙에 묘한 불빛들이 모여 있는 게 보인다. 무슨 신호등처럼 보이는 저 4개의 불빛은 사실 하나의 퀘이사(Quasar)다. 퀘이사란 'Quas i-stellar Object(준항성체)'의 준말로, 블랙홀이 주변 물질을 집어삼키는 에너지에 의해 형성되는 거대 발광체를 말한다. 하나의 퀘이사가 4개로 보이는 것은 전경을 이루는 은하가 중력 렌즈 역할을 하여 빛을 굴절시키기 때문이다. 이 중력 렌즈 현상은 약 100년 전 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서 예측되었던 것이다. 거대한 질량의 물체는 중력으로 빛을 구부릴 수 있다고 예언했고, 이는 1919년 영국의 천문학자 에딩턴의 일식 관측으로 증명되었다. 이처럼 질량이 큰 천체는 주위의 시공간을 구부러지게 해서 빛의 경로를 휘게 함으로써 렌즈와 같은 역할을 하는데, 이를 일컬어 중력렌즈 현상이라 한다. 이 중력렌즈를 통해 보면, 은하 뒤에 숨어 있는 별이나 은하의 상을 볼 수 있다. 하나의 퀘이사가 4개로 보이는 중력 렌즈보다 더 기묘한 일은 저 깜박거리는 퀘이사가 우주의 팽창 속도를 알려준다는 사실이다. 퀘이사의 깜박거리는 주기를 측정하면 우주가 어떤 속도로 팽창하고 있는지를 알 수 있는데, 놀랍게도 우주의 팽창속도가 갈수록 빨라지고 있다는 관측결과가 나왔다. 말하자면 우주는 지금 가속 팽창을 하고 있는 중이다. 우주의 팽창이 가속되고 있다는 사실을 밝혀낸 브라이언 P. 슈미트 등 세 사람의 과학자들은 2011년 노벨 물리학상을 받았다. 우주의 팽창에 가속 패달을 밟고 있는 것이 무엇인지는 아직 아무도 모른다. 일부에서는 암흑물질이라고도 하고, 또 다른 이들은 중력의 알 수 없는 작용이라거나, 아니면 전혀 다른 어떤 원인이 있을 거라는 주장들이 난무할 뿐이다. 위와 같이 은하 렌즈가 비춰주는 퀘이사에 대해 더 세밀한 관측과 깊은 연구가 무엇이 우주 팽창의 가속 패달을 밟아대고 있는지를 알려줄 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

■프로농구 ●모비스-전자랜드(울산 동천체) ●kt-SK(부산 사직체 이상 오후 7시) ■여자프로농구 ●KB스타즈-우리은행(오후 7시 청주체) ■프로배구 ●현대건설-흥국생명(오후 5시) ●한국전력-대한항공(오후 7시 이상 수원체) ■바이애슬론 IBU 월드컵 남자 스프린트 10㎞(오후 7시 알펜시아 바이애슬론센터)

정확히 10년 전인 지난 2007년 2월 28일. 당시 태양계 끝자락인 명왕성으로 날아가던 미 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스호는 목성을 근접비행했다. 그리고 태양계 큰형님인 목성과 주위 위성의 신비로운 모습을 촬영해 지구로 전송했다. 지난 2008년 첫 공개된 이 사진에는 특유의 줄무늬가 뚜렷한 목성과 초승달처럼 떠있는 위성 이오(Io)의 모습이 담겨있다. 목성 위성인 이오는 지구 지름의 4분의 1밖에 되지 않지만 지구보다 약 100배 이상의 마그마를 가지고 있어 태양계에서 가장 화산활동이 활발한 천체로 평가받고 있다. 이오가 상대적으로 커보이는 이유는 뉴호라이즌스호와의 거리와 위치 때문.　 　　 그렇다면 왜 명왕성 가기도 바쁜 뉴호라이즌스호는 목성을 지나쳐 간 것일까? 지난 2006년 1월 발사된 뉴호라이즌스호는 초속 16km 속도로 날아가다 1년 후 속도를 초속 23km까지 끌어올렸다. 속도가 이렇게 올라간 이유는 이때 뉴호라이즌스호가 목성을 근접비행(Fly by·플라이바이)했기 때문이다. 근접비행은 천체의 중력을 이용해 공짜로 가속을 얻는 비행방식이다. 곧 뉴호라이즌스호는 속도를 끌어올리기 위해 목성을 일부러 근접 통과한 것이다. 이렇게 온 우주가 나서서 도와준 덕에 뉴호라이즌스호는 3년을 단축해 지난 2015년 7월 명왕성을 근접 통과했다. 미션을 완수한 뉴호라이즌스호는 현재 임무가 추가돼 연장 근무 중이다. 뉴호라이즌스호가 현재 가고있는 새로운 타깃은 소행성 ‘2014 MU69’로 명왕성에서도 무려 16억 km 떨어져 있다. 탐사선이 시속 5만 km의 속도로 차질없이 날아가면 오는 2019년 1월 이곳 ‘2014 MU69’를 근접 통과한다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

30년 전 발견된 놀라운 초신성 하나가 허블 망원경을 포함한 손꼽히는 망원경들을 사로잡았다. 찬드라 X선 우주망원경과 칠레 아타카마 사막의 알마 전파망원경(ALMA·Atacama Large Millimetre/submillimetre Array)도 문제의 초신성을 끈질기게 관측했다. SN 1987A로 불리는 이 초신성은 대마젤란은하 부근에 위치하는데, 이는 “수백 년래 발견된 초신성 중 가장 가까운 거리에 있는 것”이라고 미국항공우주국(NASA) 측은 밝혔다. ‘타이태닉’이란 별명을 가진 이 초신성은 1987년 2월 23일에 발견된 것으로, 태양 밝기의 100만 배나 되는데, 이는 400년래 발견된 초신성 중 가장 밝은 것이다. 초신성이란 거대 질량의 별이 항성 진화의 마지막 단계에서 대폭발로 생을 마치는 것으로, 새로운 별이 탄생한 것이 아니라, 늙은 별의 죽음이다. 초신성이란 별이 없던 곳에서 엄청 밝은 별이 나타난 것처럼 보여 붙여진 이름일 뿐이다. 미국 하버드 스미스소니언 천체물리학센터의 로버트 커시너 연구원은 “SN 1987A는 30년 동안 관측할 만한 가치가 있는 천체인데, 별의 진화에서 최종 단계를 보여주는 귀중한 사례이기 때문”이라고 밝혔다. 천문학자들은 관측 데이터를 분석한 끝에 이 초신성의 충격파가 별이 폭발하기 전 방출한 가스 고리 너머로 진출하는 중요한 단계를 막 넘어섰다는 결론을 내렸다. 이 같은 현상은 별에서 방출된 고속의 항성풍이 그전 적색거성 단계에서 나온 느린 항성풍과 충돌할 때 발생하는 것이다. 그러나 가스 고리 바깥으로 무엇이 있는지에 대해서는 아직 알려진 바가 없다. 미국 펜실베이니아주립대의 카리 프랭크 박사는 “이 변화에 관한 자세한 과정은 종말에 이른 별이 어떻게 별의 생애를 끝내게 되는가에 대해 많은 것들을 알려주리라 기대된다”고 설명했다. 그는 찬드라 망원경으로 진행된 SN 1987A 연구를 이끈 대표 저자다. 이 같은 초신성 폭발은 다른 별과 행성의 생성으로 이어질 수 있는데, 별이 폭발하기 전 중심부의 핵융합으로 생명 기본 구성물질인 탄소, 산소, 질소, 철 같은 원소들을 벼려서 켜켜이 내부에 쌓아둔 것을 폭발과 함께 우주 공간으로 흩뿌린다. 이러한 잔해들이 다른 별과 지구 같은 행성들을 만드는 재료로 사용되며, 여기에서 생명이 싹튼 것이다. 초신성에 관한 연구는 이러한 별과 생명의 진화과정을 이해하는 실마리를 얻을 수 있다고 연구자들은 믿고 있다. 허블 망원경은 여러 해에 걸친 관측으로 1987A 초신성의 가스 고리가 가시광선을 방출하면서 빛나며, 그 지름이 무려 1광년이나 된다는 사실을 알아냈다. 이 가스 고리는 적어도 별이 폭발하기 이전부터 약 2만 년 동안 존재해온 것으로, 폭발에서 나온 자외선으로 몇십 년간 에너지를 공급받아 빛나기 시작한 것이다. 현재 가스 고리 속의 중심 구조는 지름이 반 광년 정도로 팽창되었으며, 중앙에 보이는 두 잔해 덩어리는 시간당 3000만 km의 속도로 서로 멀어져가고 있다. 1999~2013년의 찬드라 데이터는 X선을 방출하면서 확장하는 가스 고리가 더욱 밝아지고 있음을 보여준다. 이는 최초의 폭발에서 나온 충격파가 고리에 에너지를 공급했기 때문이다. 그러나 지난 몇 년간 관측에서 이 가스 고리는 더는 밝아지지 않고 있는데, 고리의 저에너지 X선 에너지 총량은 유지되고 있는 것으로 알려졌다. 위 사진의 좌측 하단에 있는 고리는 흐릿해지기 시작하고 있다. 천문학자들은 폭발의 충격파가 가스 고리의 얇은 부분을 지우고 있기 때문으로 보고 있는데, 이 같은 과정이 계속 진행되면 이윽고 고리의 시대는 마감된다. 2012년부터 시작된 ALMA의 관측 데이터는 초신성 잔해가 선대의 별이 남긴 물질로 새로운 우주먼지를 만들고 있을 보여준다. 이 발견은 초기 우주에서 이와 비슷한 경로로 우주먼지가 생성되었음을 시사하는 것이다. 연구진은 이 초신성 폭발에서 중성미자를 발견하고, 중성자별이나 블랙홀이 혹시 없을까 싶어 고리 중심부를 뒤지고 있는 중이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

목성은 소용돌이치고 있다. 폭풍이 휘몰아치고 있는 목성의 대기는 보는 사람의 넋을 빼놓기에 모자람이 없다. 목성 태풍이 보여주는 이 우주적인 장관이 전 세계의 아마추어 천문가들의 울력으로 한 편의 동영상에 담겨 우주 마니아들의 시선을 사로잡고 있다고 지난 24일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 태양계 최대의 행성인 목성의 실제 상황을 생생하게 보여주는 이 역대급의 놀라운 동영상은 전 세계의 아마추어 천체사진가 91명이 2014년 12월부터 2015년 3월까지 망원경으로 찍은 목성 사진을 편집해 만든 타임 랩스 에니메이션이다. 이들은 102일 동안 촬영한 목성 사진 1000점으로 목성 대기의 폭풍을 실감나게 보여주는 동영상을 제작했다. 동영상은 해상도 높은 이미지로 목성이 250회 자전하는 역동적인 상황을 그대로 보여주고 있다. 동영상의 제목은 '목성으로의 여행'이며, 지구 몇 개 크기에 해당하는 목성의 명소 대적점이 소용돌이치는 광경을 생생하게 담고 있다. 뿐만 아니라, '진주 목걸이(string of pearls)'라는 별명을 갖고 있는 8개의 흰 폭풍이 목성 남반구의 위도 40도 부근을 띠처럼 둘러져 있는 광경도 함께 보여준다. 동영상에서 가장 놀라운 장면은 ​목성의 적도를 감돌고 있는 구름띠일 것이다. 이 구름띠는 빠른 속도로 목성 허리를 휘도는 다이나믹한 장면을 연출하고 있다. 이 프로젝트를 이끈 스톡홀름의 아마추어 천문가 피터 로젠은 "목성은 우리 아마추어 천문가들이나 프로들에게도 가장 흥미롭고 스릴 넘치는 관측 대상의 하나"라면서 "망원경을 갖다대면 목성 표면에서 시시각각으로 일어나는 변화들을 실감나게 관측할 수 있다"고 말했다. 그는 "동영상을 편집하는 데는 전 세계의 행성 사진작가들로부터 기술 지도와 협력을 받았다"면서 "그 결과 이처럼 고도의 디테일 수준에 이르게 된 것"이라고 덧붙였다. 이 동영상은 로젠의 첫 목성 작품은 아니다. 그는 전에도 자신의 망원경으로 찍은 목성 사진자료를 사용해 목성의 구름띠 동영상을 제작한 적이 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

2006년 8월 24일 체코 프라하에서 열린 국제천문연맹(IAU) 총회. 당시 400여명의 과학자들은 투표를 통해 행성의 기준을 바꿨다. 이날 새롭게 정립된 행성의 기준은 첫째, 태양 주위 공전, 둘째, 구(球) 형태 유지, 셋째, 공전 궤도 내에서의 지배적인 역할이었다. 주위 위성 카론에 휘둘리던 명왕성은 세 번째 조건을 충족시키지 못하며 행성의 지위를 잃고 왜소 행성으로 강등됐다. 공식 이름은 외우기도 힘든 ‘134340 플루토’다.최근 미 항공우주국(NASA) 수석 연구원 앨런 스턴 박사와 동료 과학자들이 행성의 정의를 다시 내리자는 성명을 발표했다. 이 제안의 핵심은 태양 주위를 공전하는 것이 행성의 기준이 될 필요가 없고 태양계 여덟 행성 모두 다가오는 작은 천체들을 쓸어 버릴 만한 능력이 없다는 지적이다. 흥미로운 점은 스턴 박사가 행성의 정의를 바꾸자고 주장하는 배경이다. 스턴 박사는 명왕성을 탐사한 뉴호라이즌스호의 책임연구원이다. 곧 만약 행성의 정의가 그의 주장처럼 바뀐다면 명왕성은 다시 행성으로 복권(復權)될 수 있다. NASA는 명왕성이 퇴출되기 직전인 그해 1월 7억 달러라는 큰돈을 들여 뉴호라이즌스호를 발사했다. 그러나 뉴호라이즌스호가 날아가던 도중 명왕성은 행성의 지위에서 강등돼 탐사의 빛이 바랬다. 게다가 명왕성은 태양계 행성 중 미국인인 클라이드 W 톰보(1906~1997)가 발견한 유일한 행성이기도 하다. 이에 미국에서는 유럽 과학자들이 주축인 IAU의 음모에 휘말렸다는 주장이 제기될 정도로 자존심에 큰 상처를 입었다. 강등 이후 끊임없이 명왕성의 복권을 주장한 미 천문학계의 반격이 다시 시작된 것은 2015년 7월 뉴호라이즌스호가 명왕성에 도착하면서다. 그러나 이 주장 역시 유럽학계의 높은 벽에 부딪쳤으며 이번에 스턴을 비롯한 과학자들은 아예 행성의 정의 자체를 바꾸는 큰 틀의 주장을 하고 나선 것이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

유럽우주국(ESA)의 XMM-뉴턴 우주망원경이 기존에 예측되던 펄서 밝기에 비해 1000배나 더 밝은 펄서를 발견했다고 ESA가 지난 17일(현지시간) 발표했다. 펄서란 거대 질량의 별이 붕괴하고 남긴 중성자별로, 빠른 속도로 자전하면서 규칙적인 전파를 방출하는 전파 천체이다. 이번에 발견된 펄서는 지금까지 발견된 펄서 중 가장 먼 거리의 것으로, 무려 5000만 광년 떨어진 거리에 있다. 강한 자기장을 갖고 빠른 속도로 회전하는 중성자별은 일정주기로 펄스상(狀) 전파를 양방향으로 대칭 방사한다. 방출 빔이 지구를 향할 때만 펄서의 복사 활동을 관측할 수 있는데, 마치 등대가 깜박이는 듯한 이러한 펄서의 활동을 '등대효과'라고 한다. ​펄서는 거대 질량의 별이 별의 일생 마지막 단계에 초신성(超新星) 폭발에 의해서 바깥층이 날아가버리고, 별의 중심핵이 수축되어 만들어진 중성자별로, 질량은 태양과 비슷하지만 지름은 약 10km로 매우 작은 고밀도 천체이다. 이 X선 방출원인 펄서는 이제껏 발견된 가장 밝은 펄서에 비해 10배 정도 더 밝은 것으로 밝혀졌는데, 1초 동안 방출하는 에너지 양이 태양이 3.5년 동안 방출하는 것과 맞먹는다. XMM-뉴턴 망원경은 지난 13년 동안 조직적인 펄서 탐색작업을 벌인 결과 1.13초 간격으로 X선을 방출하는 이 펄서를 발견하게 된 것이다. 펄스 신호는 미항공우주국(NASA)의 누스타(Nustar) 저장 데이터에서도 확인되어 추가적인 정보를 얻을 수 있었다. 지안 루카 이스라엘 박사는 "종전에는 동반성을 다 잡아먹은 블랙홀이 태양 질량의 10배 이상 될 때만이 그 같은 에너지를 방출할 수 있는 것으로 믿어졌지만, 이 X선 방출원의 빠른 자전속도와 규칙적인 맥동이 바로 블랙홀이 아니라 중성자별임을 확인해주는 증거물"이라고 말했다. 지안 박사는 이탈리아 로마에 있는 INAF-천문대 소속으로, 관련된 연구논문은 이번 주 '사이언스'지에 발표되었다. 그는 “이번에 발견된 펄서는 고광도의 별에 있어서 물질의 '강착' 과정에 관한 우리의 지식을 크게 확장해줄 사례가 되리라 본다"면서 "보통 중성자별의 물질 강착으로 방출되는 최대 에너지에 비해 무려 1000배나 방출하는 이 펄서는 기존의 우리 중성자별 이론 모델로는 설명되지 않는 만큼 모델에 다른 요소들이 추가되어야 할 것으로 본다"고 전망했다. 과학자들은 이 중성자별의 표면 가까이에 강력한 자기장이 형성되어 있을 것으로 믿고 있다. 이 자기장이 물질강착을 추동하여 그처럼 강력한 X선 방출을 가능게 하는 것으로 보고 있다. “이 특이한 펄서의 발견은 거리와 광도, 자전속도 등에서 ESA 신기록을 수립했습니다. 그리고 기존 펄서에 관한 우리의 지식을 크게 바꾸어놓고 있습니다." ESA XMM-뉴턴 프로젝트 과학자인 노베르트 샤르텔의 소감이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

■프로농구 오리온-SK(고양체) KCC-KGC인삼공사(전주체 이상 오후 7시) ■여자프로농구 KEB하나은행-KDB생명(오후 7시 부천체) ■프로배구 여자부 한국도로공사-현대건설(오후 5시 김천체) 남자부 OK저축은행-한국전력(오후 7시 안산 상록수체)

지난 2006년 8월 24일 체코 프라하에서 열린 국제천문연맹(IAU) 총회. 당시 400여명의 과학자들은 투표를 통해 행성의 기준을 바꿨다. 이날 새롭게 정립된 행성의 기준은 첫째, 태양 주위를 공전해야 하며, 둘째, 충분한 질량과 중력을 가지고 구(球·sphere) 형태를 유지해야 하며, 셋째, 공전궤도 상에 있는 자신보다 작은 이웃 천체를 깨끗히 청소해야 할 만큼 지배적이어야 한다는 것. 주위 위성 카론에 휘둘리던 명왕성은 세 번째 조건을 충족시키지 못했다. 그리고 행성의 지위를 잃고 왜소행성(dwarf planet)으로 강등됐다. 공식 이름은 외우기도 힘든 ‘134340 플루토’로 우리에게 익숙했던 ‘수금지화목토천해명’에서 빠져 지금 태양계의 행성은 모두 8개다. 최근 미 항공우주국(NASA) 수석 연구원 알란 스턴 박사와 동료 과학자들이 행성의 정의를 다시 내리자는 성명을 최근 발표했다. 이 제안의 핵심은 태양 주위를 공전하는 것이 행성의 기준이 될 필요가 없고 태양계 여덟 행성 모두 다가오는 작은 천체들을 쓸어버릴 만한 능력이 없다는 점을 지적한 것이다. 실제 태양계 밖에는 항성을 공전하지 않고 ‘엄마’ 없이 정처없이 떠도는 이른바 ‘고아 행성’(orphan planet)도 많다. 학계에서는 이를 ‘행성급 질량 천체’(Planetary-Mass Object)라고 부르는데, 행성이라는 편한 이름을 놔두고 굳이 어렵게 부르는 이유는 항성의 주위를 돌아야 한다는 조건 때문이다. 흥미로운 점은 스턴 박사가 행성의 정의를 바꾸자고 주장하는 배경이다. 스턴 박사는 명왕성을 탐사한 뉴호라이즌스호의 책임 연구원이다. 곧 만약 행성의 정의가 그의 주장처럼 바뀐다면 명왕성은 다시 행성으로 복권(復權)될 수 있다. NASA는 명왕성이 퇴출되기 직전인 그해 1월 7억 달러라는 큰 돈을 들여 뉴호라이즌스호를 발사했다. 그러나 뉴호라이즌스호가 날아가던 도중 명왕성은 행성의 지위에서 강등돼 탐사의 빛이 바랬다. 게다가 명왕성은 태양계 행성 중 미국인인 클라이드 W. 톰보(1906~1997)가 발견한 유일한 행성이기도 하다. 이에 미국에서는 유럽 과학자들이 주축인 IAU의 음모에 휘말렸다는 주장이 제기될 정도로 자존심에 큰 상처를 입었다. 강등 이후 끊임없이 명왕성의 복권을 주장한 미 천문학계의 반격이 다시 시작된 것은 지난 2015년 7월 뉴호라이즌스호가 명왕성에 도착하면서다. 그러나 이 주장 역시 유럽학계의 높은 벽에 부딪쳤으며 이번에 스턴을 비롯한 과학자들은 아예 행성의 정의 자체를 바꾸는 큰 틀의 주장을 하고 나선 것이다. 스턴 박사는 "만약 명왕성이 행성이 아니었다면 탐사선을 보내지도 않았을 것"이라면서 "대중의 관심과 다양한 천체에 대한 우주 탐사의 의미를 높이기 위해 행성의 정의를 다시 내려야 한다"고 주장했다. 스턴 박사와 동료 과학자들이 이 안건을 IAU 총회에 부칠지는 정해지지 않았지만 만약 행성의 정의가 이렇게 바뀐다면 학생들에게는 악몽이 될 수도 있다. 이 기준대로라면 태양계에는 100개 이상의 행성이 생기며 우리의 달 역시 '건방지게' 지구와 같은 반열에 오른다. 　　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

1970년대 영국의 물리학자 스티븐 호킹은 크기가 원자만큼 작은 ‘미니 블랙홀’들이 우주에 존재하고 이들이 짧은 순간이지만 밝게 빛난다는 이론을 발표했다. 호킹은 이런 작은 블랙홀이 우주를 탄생시킨 ‘빅뱅’ 과정에서만 만들어질 수 있다고 주장했다. 따라서 미니 블랙홀의 존재 여부는 우주 탄생 과정이 어떠했는지를 알려 주는 중요한 증거가 된다. 빅뱅과 블랙홀은 젊은 과학도들의 피를 끓게 만드는 주제다. 호주 출신의 젊고 재능 있는 과학자 존 오설리번 박사도 ‘미니 블랙홀’을 발견하기 위한 연구에 집중했다. 천체물리학자 마틴 리즈가 제안한 ‘미니 블랙홀은 전파 신호를 낼 수 있을 것’이란 이론에 착안해 전자공학과 전파천문학을 전공했던 오설리번과 동료들은 이 전파 신호를 찾기 위한 연구에 온 열정을 바쳤다. 아쉽게도 그들의 관측 시도는 실패했고 미니 블랙홀이 내는 전파 신호는 관측 가능성이 제기된 지 40년가량 지난 지금까지도 발견되지 않고 있다. 사실 미니 블랙홀이 있다 하더라도 이들이 내는 전파신호를 잡아내기에는 현재 전파망원경들의 크기가 턱없이 작다. 그렇기 때문에 우주의 수많은 잡음 속에서 미니 블랙홀이 보낸 신호를 찾는다는 것은 쉽지 않다. 오설리번 박사팀은 미니 블랙홀이 우주에서 보내오는 신호를 찾아내기 위해서 전파신호를 주파수에 따라 잘게 쪼갠 뒤 잡음 속에서 블랙홀의 신호를 걸러 내는 처리 기법을 개발했다. 본래 목적이었던 미니 블랙홀의 신호를 찾아내지는 못했지만 실생활에서 활용할 수 있는 방법을 발견했다. 1990년대에 그들의 신호 처리 기법을 바탕으로 오늘날 무선랜 기술의 표준으로 자리잡은 와이파이의 핵심 특허를 등록한 것이다. 무선랜 기술 개발에 뛰어든 연구자들은 많았지만 가장 먼저 제대로 작동하는 무선랜 칩을 개발한 것은 그들이 유일했다. ‘순수한 열정’에 대한 보상이었을까. 인류가 사용 중인 50억개 이상의 무선랜 기기가 오설리번 박사의 열정과 성실한 실패에서 파생된 특허를 사용하고 있다. 오설리번 박사가 소속된 호주 연방과학원(CSIRO)은 와이파이 특허사용료로 지금까지 5억 달러 이상의 수입을 얻었다고 한다. 수입의 상당 부분은 CSIRO의 ‘미래 연구를 위한 펀드’ 조성에 사용되고 있다. 오설리번 박사는 와이파이 기술 개발을 위해 잠시 CSIRO를 떠났다가 최근 다시 복귀해 태양계로부터 50광년 떨어진 행성의 공항 레이더 신호까지도 찾아낼 수 있다고 하는 초대형 전파망원경(SKA) 개발에 매진하고 있다. 40여년 전 그를 사로잡았던 미니 블랙홀 발견도 SKA의 주요 목적 중 하나이다. 머지않아 그의 열정에 대한 또 하나의 큰 보상을 받게 될지도 모르겠다.

우주전문 사이트 스페이스닷컴에 지난 17일자(현지시간)로 호주 스윈번 공과대학의 앨리스터 그레이엄 천문학 교수가 블랙홀에 관한 흥미로운 칼럼을 게재했다. 칼럼 내용을 약간 가공해 소개한다.​ 블랙홀에 대한 지식이 ​커갈수록 우주 마니아들의 블랙홀 사랑도 덩달아 커가고 있다. 블랙홀에 관한 최근 뉴스는 블랙홀 가족 중에도 아주 낯선 존재인 '중간질량 블랙홀'의 발견에 관한 것이다. 우리는 블랙홀 중에는 태양 질량의 수십억 배에 이르는 초질량 블랙홀이 있는가 하면, 태양 질량의 몇 배밖에 되지 않는 블랙홀도 있다는 사실을 알고 있다. 그런데 태양 질량의 2200배 정도 되는 중간 질량의 블랙홀이 발견되어 과학자들을 깜짝 놀라게 만들었다. 이 블랙홀은 큰부리새자리47(47 Tucanae) 구상성단 안에서 발견되었는데, 중간 질량의 불랙홀로서 희귀한 사례에 속한다. 큰부리새자리는 남반구에 있기 때문에 한국에서는 볼 수가 없다. 그러나 구상성단 자체는 겉보기 등급 +4.91로 맨눈으로 흐릿하게 보인다. 지구로부터 약 1만 6700 광년 떨어져 있으며, 성단의 지름은 무려 120 광년에 달한다. 가까이 접근하는 모든 물체를 가리지 않고 게걸스럽게 집어삼키는 중력의 감옥, 블랙홀. 모든 연령층, 모든 직업군을 아우르면서 블랙홀에 대해 크나큰 관심을 불러일으키고 상상력을 자극하는 것은 대체 무엇 때문일까? '검은 별(Dark stars)' 질량이 너무 커서 빛조차 탈출할 수 없는 중력을 가진 존재에 대한 개념은 1783년까지 거슬러올라간다. 18세기 영국의 과학자 존 미첼은 다음과 같은 글을 남겼다. "만약 태양과 같은 밀도를 가진 어떤 구체의 반지름이 태양의 500분의 1로 줄어든다면, 무한한 높이에서 그 구체로 낙하하는 물체는 표면에서 빛의 속도보다 빠른 속도를 얻게 될 것이다. 따라서 빛이 다른 물체들과 마찬가지로 관성량에 비례하는 인력을 받게 된다면, 그러한 구체에서 방출되는 모든 빛은 구체의 자체 중력으로 인해 구체로 되돌아가게 될 것이다." 뉴턴 역학의 얼개 안에서 그러한 개념의 천체는 검은 별 또는 암흑성(dark stars)으로 불렸다. 그러나 이 암흑성 개념은 19세기 이전까지 거의 무시되었는데, 질량이 없는 파동인 빛이 중력의 영향을 받을 것이라고는 생각하기 힘들었기 때문이다. 1915년 아인슈타인이 우주를 기술하는 뉴턴 역학을 대체하여 시간과 공간이 하나로 얽혀 있음을 보인 일반 상대성이론을 발표한 직후, 암흑성 개념은 새로운 활력을 얻어 재등장했다. 독일의 카를 슈바르츠실트와 요하네스 드로스터가 각기 독립적으로 점질량에 대한 동일한 방정식의 답을 구했다. 이 풀이는 아인슈타인 방정식의 일부 항이 무한대가 되는 특이점을 가지는 특이행동을 보이는데, 이것을 오늘날 '슈바르츠실트 반지름'이라고 부른다. 이는 어떤 물체가 블랙홀이 되려면 얼마만한 반지름까지 압축되어야 하는가를 내타내는 반지름 한계점이다. 그러나 이 슈바르츠실트의 방정식은 당시 하나의 수학적인 해석에 지나지 않았고, 그뒤 핵물리학이 발전하여 충분한 질량을 지닌 천체가 자체 중력으로 붕괴한다면 블랙홀이 될 수 있다는 예측을 내놓았다. 이 같은 예측은 결국 강력한 망원경으로 무장한 천문학자들에 의해 관측으로 입증되었고, 충돌하는 블랙홀이 만들어낸 중력파가 미국의 LIGO에 의해 검출됨으로써 오랜 블랙홀 논쟁에 마침표를 찍게 되었다. 초밀도의 천체들 초밀도의 물체는 사람을 경악시키는 바가 있다. 예컨대 태양이 블랙홀이 되려면 얼마나 밀도가 높아야 할까? 슈바르츠실트 반지름의 풀이 공식으로 구해보면, 태양 질량을 그대로 지닌 채 70만km인 반지름이 3km까지 축소되어야 하며, 지구가 블랙홀이 되려면 반지름이 0.9cm로 작아져야 한다. 그러면 밀도는 자그마치 1cm^3에 200억 톤의 질량이 된다는 뜻이다. 각설탕 하나 크기가 그만한 무게가 나간다는 얘기다. 물질이란 게 이렇게까지 압축될 수 있다는 사실이 참으로 놀랍다고 하겠다. 만약 당신이 그러한 초질량의 물체가 다가간다면 끔찍한 상황이 기다리고 있다. 지구에서는 중력의 크기가 당신의 지금 키만큼 유지되게 해주고 있는 정도지만, 블랙홀 안으로 떨어지면 사정은 좀 달라진다. 블랙홀의 강력한 기조력이 당신의 머리와 발끝에 동시에 작용하는데, 그 힘의 차이가 엄청나서 당신의 몸은 스파게티 가락처럼 사정없이 늘어나게 된다. 마치 강력한 크레인 두 대가 각각 당신의 발과 머리를 잡아당기는 형국이다. 그러면 결국 어떻게 될까? 당신의 몸은 최종적으로 원자 단위로 분해된다. 천문학자들은 이를 '스파게티화'라 한다. 1958년에 미국 물리학자 데이비드 핀켈스타인이 블랙홀의 '사건 지평선' 개념을 처음으로 선보였다. 사건 지평선이란 외부에서는 물질이나 빛이 자유롭게 안쪽으로 들어갈 수 있지만, 내부에서는 블랙홀의 중력에 대한 탈출속도가 빛의 속도보다 커서 원래의 곳으로 되돌아갈 수 없는 경계를 말한다. 말하자면 블랙홀의 일방통행 구간의 시작점이다. 블랙홀, 화이트홀 1964년, 두 명의 미국인인 작가 앤 어윙과 이론 물리학자 존 휠러가 최초로 '블랙홀'이라는 단어를 대중에게 선보였다. 이어서 1965년, 러시아의 이론 천체물리학자 이고르 노비코프가 블랙홀의 반대 개념인 '화이트홀'이라는 용어를 들고나왔다. 만약 블랙홀이 모든 것을 집어삼킨다면 언젠가 우주공간으로 토해낼 수 있는 구멍도 필요하지 않겠는가 하는 것이 이 화이트홀 가설의 근거다. 말하자면, 블랙홀은 입구가 되고 화이트홀은 출구가 된다. 이 아이디어는 부분적으로 아인슈타인-로젠의 다리로 알려진 수학적인 개념에 뿌리를 내리고 있다. 1916년에 오스트리아의 물리학자 루트비히 플램에 의해 수학적으로 발견된 후, 1935년에 아인슈타인과 미국-이스라엘 물리학자 나단 로젠에 의해 재발견되어 아인슈타인-로젠의 다리는 나중에 역시 존 휠러에 의해 '웜홀(wormhole)'이라는 이름을 얻었다. 1962년, 존 휠러와 미국 물리학자 로버트 풀러는 그러한 웜홀이 양자 하나도 통과하기 어려울 만큼 불안정하다는 사실을 이론적으로 정립했다. 블랙홀에 관한 팩트와 픽션 블랙홀의 현관 안으로 들어갔던 물질이 다른 우주의 시공간으로 다시 나타난다는 아이디어는 그다지 놀랄 만한 것은 아니지만, 여기에서 무수한 공상과학 스토리가 탄생했다. '닥터 후(Doctor Who)', '스타게이트(Stargate)', '프린지(Fringe)', '파스케이프(Farscape)' 디즈니의 '블랙홀' 등 끝이 없을 정도다. 이런 얘기들은 하나같이 등장인물들이 우리 우주와 다른 우주 또는 평행우주를 여행한다는 줄거리로 되어 있다. 그러한 우주는 수학적으로 성립되는 인공물일 뿐으로, 그 존재에 대한 증거는 아직까지 하나도 밝혀진 것이 없다. 그러나 어떤 의미에서 시간여행이 현실적으로 불가능하다는 얘기는 아니다. 만약 우리가 엄청난 속도로 여행하거나, 또는 블랙홀 안으로 떨어진다면 외부 관측자의 눈에는 시간의 흐름이 아주 느리게 보일 것이다. 이것을 중력적 시간 지연이라 한다. 이 효과에 의해 블랙홀로 낙하하는 물체는 사건의 지평선에 가까워질수록 점점 느려지는 것처럼 보이고, 사건의 지평선에 닿기까지 걸리는 시간은 무한대가 된다. 즉 사건의 지평선에 닿는 것이 외부에서는 관찰될 수 없다. 외부의 고정된 관찰자가 보기에 이 물체의 모든 과정은 느려지는 것처럼 보이기에, 물체에서 방출되는 빛도 점점 파장이 길어지고 어두워져서 결국 보이지 않게 된다. 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 따르면, 빠르게 운동하는 시계의 시간은 느리게 간다. 2014년의 영화 '인터스텔라'는 블랙홀 근처에서 일어나는 이러한 현상을 보여주었다. 우주 비행사 쿠퍼(매튜 맥커너히 분)가 시간여행을 할 수 있었던 것은 그 때문이다. 대중에게 사랑받고 있는 '블랙홀'이란 이름은 사실 오해의 소지가 있는 명칭이다. 그것은 시공간의 구멍을 의미하는 것으로, 어떤 물체이든 그 안으로 떨어지면 더이상 물체로서 존재할 수 없이 극도의 고밀도 상태가 된다. 블랙홀의 사건 지평선 안에는 실제로 어떤 것이 있을까란 문제는 여전히 뜨거운 논쟁거리가 되고 있다. 블랙홀 내부를 이해하기 위해 끈이론, 양자 중력이론, 고리 양자중력, 거품 양자 등등 현대 물리학의 거의 모든 이론들이 참여하고 있다. 어쨌든 당분간 블랙홀은 새로운 사실들이 밝혀질 때마다 일반의 관심을 고조시키며 물리학의 화두로서 위세를 떨칠 것만은 분명해 보인다. ​ 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

우리는 머지않아 초질량 블랙홀의 이미지를 최초로 볼 수 있을지도 모른다. 과학자들은 4월 5~14일 사이에 궁수자리 A 블랙홀을 관측하기 위해 가상 망원경(virtual-telescope)을 구축 완료했다. 궁수자리 A는 지금까지 직접적으로 관측된 적은 한번도 없지만, 과학자들은 근처 별들의 움직임을 통해 틀림없이 블랙홀이 있을 것이라 믿고 있다. 만약 블랙홀의 이미지를 직접 관측할 수 있다면 이는 아인슈타인의 중력 이론을 재평가하는 결정적인 사례가 될 것이며, 물리학을 기초부터 다시 써야 하는 상황이 올지도 모른다. 궁수자리 A는 지구로부터 약 2만 6,000광년 떨어진 거리에 있으며, 지름은 2000만km 정도 된다. 과학자들은 수많은 전파수신기의 연결로 이루어진 지구 크기의 가상 망원경으로 이 블랙홀의 사건 지평선 이미지를 최초로 잡아낼 수 있게 되기를 희망하고 있다. 블랙홀의 사건 지평선이란 외부에서는 물질이나 빛이 자유롭게 안쪽으로 들어갈 수 있지만, 내부에서는 블랙홀의 중력에 대한 탈출속도가 빛의 속도보다 커서 원래 있던 곳으로 다시 되돌아 갈 수 없는 경계선을 말한다. 다시 말하면, 블랙홀의 일방통행 구간이다. 가상 망원경은 이런 이유로 해서 ‘사건 지평선 망원경’이란 이름이 붙게 되었다. 프로젝트 리더인 셰퍼드 돌먼 하버드스미소니언 천체물리학연구소 교수는 BBC와의 인터뷰에서 “참으로 흥미진진한 결과가 기대된다”면서 흥분을 감추지 못했다. 이어 “우리는 지난 20년 동안 이 가상 망원경을 구축해왔다. 오는 4월이면 사상 최초로 블랙홀의 사건 지평선 이미지를 망원경 초점에 잡을 수 있을 것으로 기대하고 있다"면서 "가상 망원경은 남극에서 하와이, 아메리카 대륙과 유럽까지, 전 지구적으로 연결된 전파 수신기 네트워크"라고 설명했다. 다시 말하면, 이 가상 망원경의 지름이 지구 크기와 맞먹는 만큼 궁수자리 A 블랙홀의 사건 지평선을 잡아낼 수 있을 만한 해상력을 확보했다는 얘기다. 우리은하 중심에 있는 블랙홀은 1931년 미국 물리학자 칼 잰스키가 은하 중심에서 오는 라디오 파를 발견함으로써 그 존재가 예측되었다. 돌먼 교수는 “아인슈타인의 이론에 대해 내기를 하는 것은 아주 현명치 못한 일이다. 하지만 기대치와 전혀 다른 결과가 나왔다면 아인슈타인의 중력이론도 재평가되어야 한다"면서 "물론 그런 일이 일어날 것으로 보진 않지만, 그렇다고 그 가능성을 제외할 수는 없다. 그게 물리학의 아름다움”이라고 밝혔다. 가상 망원경을 이루는 각 전파 수신기에는 데이터를 저장할 수 있는 대형 하드 드라이브를 갖추고 있으며, 이 데이터들은 모두 미국 메사추세츠 보스턴 근교에 있는 MIT 헤이스텍 천문대로 수집되어 분석에 들어간다. 분석작업에는 오랜 시간이 걸리는데, 금년 말 또는 내년까지 가야 그 결과가 도출될 수도 있다. 어쨌든 우리는 사상 최초로 궁수자리 A 블랙홀의 사건 지평선을 눈으로 볼 수 있게 될 것이며, 혹 아인슈타인 이론에 결함이 있다면 그 사진이 무엇이 진실인지를 보여줄 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지구에서 약 57억 광년 거리에 있는 ‘봉황자리 은하단’. 그 중심의 한 은하에는 거대질량 블랙홀이 존재한다. 그런데 이 블랙홀은 주변 가스를 흡수하면서도 그중 일부를 마치 ‘트림’하는 것처럼 고속으로 분출한다. 미국항공우주국(NASA)의 찬드라 X선 위성이 관측한 데이터에서는 이른바 ‘전파제트’로 불리는 이 천문 현상이 호스트 은하 양쪽으로 거대 거품을 일으키고 있다. 거품은 플라스마로 이뤄진 희박한 가스로 은하를 둘러싸고 있는데 그 온도가 너무 높아 별의 탄생에 필요하다고 여겨지는 ‘식어서 수축하는 과정’을 발견할 수 없을 것으로 여겨졌다. 그런데 영국 케임브리지대의 헬렌 러셀 박사가 이끄는 천문학 연구진이 알마 우주망원경을 사용한 최근 관측 조사에서 해당 거품의 측면을 따라서 저온의 분자 가스가 가늘고 길게 분포하고 있다는 것을 밝혀냈다고 천체물리학저널(Astrophysical Journal) 최신호에 발표했다. 저온 가스는 은하의 양쪽에 8만2000광년에 달하는 길이에 걸쳐 있으며, 총질량은 무려 태양 100억 개분에 달하는 것으로 나타났다. 또한 이 가스는 거품에 의해 은하 중심부에서 밀려나고 있거나 거품의 표면에서 만들어지고 있는 것으로 추정되고 있다. 러셀 박사는 “거대질량 블랙홀에 의해 형성된 거품의 구조와 은하의 성장에 필요한 별의 재료인 가스 사이의 관계를 알마 망원경의 관측으로 직접 확인했다”면서 “이번 연구는 이런 블랙홀이 앞으로 별 형성 활동을 어떻게 제어하고 연료가 되는 물질을 호스트 은하가 어떻게 얻는지 새로운 정보를 제공한다”고 말했다. 사실, 블랙홀이 강력한 전파제트를 형성하려면 별의 재료가 되는 가스를 소비할 수밖에 없다. 그러면 별의 탄생 현장이 흐트러져 별의 탄생이 멈춘다는 게 지금까지의 생각이었다. 이론적으로는 은하의 중심에 전파제트와 같은 열원이 없으면 별이 맹렬한 기세로 형성되겠지만, 실제 관측에서는 이런 은하는 그다지 발견되지 않고 있다. 이 때문에 연구진은 활동성 은하핵(AGN, 활발하게 활동하는 천체)이 발하는 전파제트와 빛이 열원이 돼 별의 탄생을 방해한다고 생각해 왔다는 것이다. 이에 대해 공동 연구자인 캐나다 워털루대의 브라이언 맥나마라 교수는 “이번 관측으로 거대질량 블랙홀이 거품을 밀어내고 주변 가스를 가열해 은하의 성장을 제어하면서도 그와 동시에 가스의 온도를 충분히 식히고 있었다”고 설명했다. 이어 러셀 박사는 “이번 결과는 대부분의 거대질량 블랙홀이 60억 년이 넘는 우주 역사 동안 어떻게 폭발적인 별 형성의 폭주를 억제하면서 그와 동시에 은하의 성장을 제어해 왔는지를 설명할 수 있을 것”이라고 말했다. 사진=ALMA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

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