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

■프로농구 동부-전자랜드(원주종합체) 모비스-kt(울산 동천체 이상 오후 7시) ■여자프로농구 KEB하나은행-KB스타즈(오후 7시 부천체) ■프로배구 남자부 우리카드-대한항공(오후 7시 서울 장충체) ■펜싱 남녀종목별오픈선수권 겸 국가대표 선발대회(오전 9시 양구문화체) ■피겨 사대륙 선수권대회(오전 9시 강릉 아이스아레나) ■스키 ▲회장배 국내 알파인 대회(오전 9시 용평) ▲FIS 프리스타일 스키·스노보드 월드컵 하프파이프 예선(오전 9시 평창 보광휘닉스) ▲FIS 스키점프 월드컵 여자 개인 결선(오후 5시 45분) 남자 개인 결선(오후 6시 45분 이상 평창 알펜시아) ■컬링 세계 주니어선수권(오전 9시 강릉컬링센터)

■프로농구 오리온-삼성(고양체) LG-KCC(창원체 이상 오후 7시) ■여자프로농구 삼성생명-우리은행(오후 7시 용인체) ■프로배구 여자부 한국도로공사-KGC인삼공사(오후 5시 김천체) 남자부 OK저축은행-삼성화재(오후 7시 안산 상록수체) ■펜싱 남녀종목별오픈선수권 겸 국가대표 선발대회(오전 9시 양구문화체) ■피겨 사대륙 선수권대회(오전 9시 강릉 아이스아레나) ■스키 ▲회장배 국내 알파인 대회(오전 9시 용평) ▲국내 스노보드선수권(오전 9시 보광) ▲FIS 스키점프 월드컵 여자 개인 결선(오후 5시) 남자 개인 결선(오후 8시 이상 평창 알펜시아)

수천 개의 별과 은하들이 밤하늘을 보석처럼 찬연하게 수놓고 있는 곳을 허블 우주망원경이 잡아냈다. 이 경이로운 우주 풍경을 연출하고 있는 곳은 궁수자리의 밤하늘 한 조각이다. 미항공우주국(NASA)은 이 이미지를 지난 1월 19일에 발표했다. NASA 관계자는 관측기에 "놀라울 정도로 선명한 진홍빛과 밝은 청색 별들이 흩뿌려놓은 듯이 하늘을 가득 채우고 있는 영역이다. 그 뒤로는 수천 개의 별과 은하들이 늘어서 있는 배경을 가지고 있다"고 적었다. 그는 "두 가지 점이 특히 경탄스러운데, 하나는 별들이 내고 있는 색깔들이고, 다른 하나는 눈부신 천체에서 나오는 강렬한 십자형 빛"이라고 덧붙였다. 과학자들은 허블 망원경의 첨단 카메라를 이용해 궁수자리의 이 우주 풍경을 잡아냈다. 밝은 빛에서 뿜어져나오는 십자형 별빛은 회절 스파이크(diffraction spikes)라 불리는 것이다. 그는 "십자형 별빛은 그 별과는 아무런 관계가 없는 것이다. 그리고 허블이 대기권 위의 궤도를 돌고 있기 때문에 대기에 의한 산란도 아니다"고 설명했다. 십자형 별빛이 보이는 것은 허블 망원경 자체의 문제로 인한 것으로, 현대의 모든 거대 망원경처럼 허블도 반사경으로 대상 이미지를 포착하는데, 부경을 받쳐주는 십자형의 망원경 거미발 지주로 인해 입사광이 회절하기 때문이라는 설명이다. 허블 망원경은 미국 NASA와 유럽우주국(ESA)이 합작으로 운용하고 있는 우주망원경으로, 1990년 4월 24일에 발사되어 27년째 취역하고 있는 중이다. 우주관측의 역사는 허블 망원경 이전과 이후로 갈린다고 할 만큼 혁혁한 공을 세운 허블 망원경은 내년 10월에 발사될 제임스 웹 우주망원경과 임무교대를 하게 된다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

해외 연구진이 태양계 근처에서 지구형 행성, 일명 ‘슈퍼지구’ 후보를 새로 발견했다고 밝혀 학계의 관심이 쏠리고 있다. 영국 하트퍼드셔대학과 미국 캘리포니아대학, 예일대학, 카네기과학협회 소속 합동 연구진은 태양계 근처를 공전하는 새로운 행성 50개를 찾는데 성공했다. 합동 연구진은 미국 하와이에 있으며, 동시에 몇 개의 은하를 살펴볼 수 있는 켁(KECK) I 망원경을 이용해 수많은 별을 꾸준히 관찰한 결과를 분석했다. 이들이 찾은 행성 중 ‘글리제 411b’로 명명된 행성은 태양과의 거리가 매우 가깝고 지구보다 표면온도가 매우 높지만, 지구처럼 태양의 주위를 일정한 주기로 돈다는 점에서 슈퍼지구가 될 가능성이 높은 것으로 알려졌다. 슈퍼지구는 지구보다 질량이 2~10배 큰 천체로, 생명체가 존재할 가능성이 있다고 보는 행성을 지칭한다. 중력이 강해서 대기가 안정적이고 지각 운동이 활발해 생명체가 탄생하기에 유리한 조건을 가지고 있다. 글리제 411b를 포함해 이번에 발견한 대부분의 새로운 행성이 태양을 중심으로 돌고 있으며, 특히 글리제 411b는 지구와 불과 8.1광년 떨어져 있다는 특징이 있다. 천문학계는 그동안 3000개가 넘는 외계생성을 발견했지만 대부분이 수백 광년 떨어져 있어 탐구가 거의 불가능했다. 연구진이 슈퍼지구로 꼽은 글리제 411b의 공전주기는 10일 미만으로 파악된다. 때문에 ‘쌍둥이 지구’라고 칭하긴 어렵지만 지구 및 태양과 근거리에 있어 언젠가는 인간의 직접 탐사가 가능하고, 더 나아가 인간이 이주할 수 있는 외계 행성 후보를 선정할 때에도 영향력을 행사할 수 있을 것으로 예측된다. 연구를 이끈 하트퍼드셔대학의 미키 투오미 박사는 “새로운 행성의 발견은 우주와 태양계의 형성 과정을 이해하는데 도움을 줄 것이며, 동시에 우주와 관련한 미래를 새롭게 설계하는데 영향을 미칠 것”이라고 설명했다. 연구진은 ‘정체’가 확인된 행성 60개 외에도 우주공간에 존재하는 것으로 예측되는 행성 후보군 54개의 목록을 함께 공개했다. 자세한 연구결과는 천문학 분야 최상위급 학술지인 미국의 ‘천체물리학저널’(The Astrophysical Journal) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

많은 과학자들은 목성이 혜성이나 소행성들로부터 내부 행성계를 지켜주는 방패막이 역할을 하는 것으로 인식했다. 사실은 목성이 아닌 토성이 그 역할을 해왔음을 보여주는 새 연구가 발표되어 관심을 끌고 있다. 새롭게 연구 조사된 시뮬레이션에 따르면 토성이 지구를 위협하는 소행성들을 비켜가게 하는 결정적인 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. '방패로서의 목성'이란 개념은 1994년 미국 행성 과학자 조지 웨서릴의 논문을 곡해한 데서 비롯된 것이었다고 같은 행성 과학자 캐빈 그레이지어가 설명한다. 카네기 연구소 소속이었던 웨서릴은 논문에서 목성을 실패한 항성이라 규정하고(항성계의 행성들은 대개 천왕성이나 해왕성 크기 이하가 보통이다) 목성이 보다 밀도 높은 혜성 영역에 자리잡고 성간공간으로 혜성들을 좀 적게 방출했더라면 항성이 될 수 있었을 것이라고 추정했다. 영화 '배틀스타: 갤럭티아'와 '그래비티'에 자문역으로 참여한 바 있는 NSAS 제트추진연구소 소속의 그레이지어 박사는 1994년 웨서릴의 논문을 재해석하고 있는 중이라고 밝혔다. 컴퓨터 시물레이션을 적용할 때 논문이 어떤 결과를 산출할 것인가를 알아보기 위함이다. "다큐멘터리나 TV 쇼 등에 목성에 관한 얘기는 자주 나오죠. 하지만 논문을 검토한 결과 나는 목성에 대한 그러한 언급이 믿을 수 없다는 걸 알았습니다." 하고 그레이지어 박사는 밝힌다. 그레이지어 박사는 시뮬레이션을 통해 작은 천체, 예컨대 혜성이나 소행성 등은 목성과 토성 궤도 사이에선 쫓겨나간다는 사실을 발견했다. 하지만 그들 중 많은 수는 내부 태양계로 진입한 후 방출된다는 것도 알아냈다. 시뮬레이션을 더 진행해보면 목성과 토성이 협력해서 이러한 소행성들을 외부로 축출한다는 사실을 보여준다. 만약 목성이나 토성 중 하나만 존재했더라면 태양계로 진입하는 소천체들을 거의 축출하지 못하고 하나의 소천체 띠를 이루었을 것으로 보인다. '아스트로바이올러지(Astrobiology)'에 발표된 새 연구는 목성이 가스체 행성이 됨으로써 지구와 같은 내부 태양계 행성에 결정적인 영향을 미치게 된 사실도 새로 규명해냈다. 목성의 가스는 물처럼 비등점이 낮은 휘발성 혼합체이다. 논문은 내부 태양계로 진입한 소행성들이 목성의 중력에 의해 감속되면서 지구나 다른 천체에 자신의 물질을 보다 쉽게 축척되도록 해준다는 사실도 밝혀냈다. 물은 혜성과 소행성들에서 비롯된 것으로 과학자들은 보고 있다. 그러나 지구의 물은 아직까지 어디서 온 것인지 명확히 밝혀지지 않고 있다. 지난번 67P/추류모프-게라시멘코 혜성을 탐사한 로제타 호의 탐사 결과를 보면 혜성의 물이 지구의 물과는 족보가 다른 것으로 밝혀졌다. 물 속에 포함된 중수소의 비율이 각각 달랐던 것이다. 이로써 지구의 바다는 혜성에서 오지 않고 소행성에서 온 것이라는 잠정적인 결과를 얻어냈다. 그레이지어의 새 연구는 태양계에서의 목성 역할은 방패막이보다는 지구에 물과 생명 촉발 기체의 공급에 더 큰 기능을 했으며, 토성이 혜성과 소행성들을 막아내는 방패 구실을 더 강력하게 했음을 보여주고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

직경 9㎞ 크기, 무게 5000억톤에 달하는 혜성이 대서양 한가운데 떨어져 엄청난 해일을 일으키면서 인류를 멸망 수준에 이르게 한다. 영화 ‘딥 임팩트’의 큰 줄기다. 또 다른 영화 ‘아마겟돈’에선 미국 텍사스 주 크기의 소행성이 지구로 돌진하자 폭발물 전문가들이 소행성으로 날아가 핵폭탄으로 날려버리기도 한다. 이들은 지구위협천체(PHAs)에 대한 공포를 다뤘다.●“2016 WF9, 14~16일 지구 충돌” 지난 1월 말에는 러시아의 아마추어 천문학자 데민 자미르 자크하라비치 박사가 ‘2016 WF9’이라는 소행성이 14~16일 지구와 충돌하는 ‘딥 임팩트’가 일어날 것이라고 주장해 주목받았다. 자크하라비치 박사는 이 소행성의 궤도가 지구공전 궤도를 가로질러 운동하고 있는 ‘아폴로 소행성군(群)’에서 날아오기 때문에 지구와 충돌 가능성이 크다고 설명했다. 이것이 바다로 추락해 엄청난 규모의 지진해일(쓰나미)을 일으켜 해안가에 있는 도시들을 소멸시킬 수도 있다고도 했다. 과연 이 소행성은 지구와 충돌하게 될까. 일단 안심해도 된다. 천문학계의 공식 입장은 ‘WF9과 지구와 충돌 가능성은 전혀 없다’이다. ●천문학계 “충돌 가능성 전혀 없다” 공전주기가 4.9년인 WF9는 지난해 11월 27일 미국항공우주국(NASA·나사)에서 운영하는 ‘지구근접천체 광대역 적외선탐사위성’(네오와이즈)으로 처음 관측됐다. 네오와이즈는 지구를 향해 날아오는 소행성과 혜성에 대한 관측임무를 수행한다. WF9을 처음 발견한 나사 제트추진연구소(JPL)측은 이 같은 충돌 음모 및 은폐설에 대해 “WF9은 이달 25일에 지구와 5097만㎞ 떨어진 거리를 지나갈 것이며 가까운 미래에도 전혀 지구에 위협이 되지 않을 것”이라고 밝혔다. ●딥 임팩트 확률 5만~20만년에 한번 현재 지구 주변에는 수많은 소행성과 혜성들이 날아다니는데 현재 국제천문연맹(IAU)에 등록된 소행성체는 관측된 것만 1억 6099만 6128개에 달한다. 이중 궤도가 확인된 것은 72만 3367개, 지구와 충돌 가능성이 높은 근지구소행성(NEAs)는 9400여개로 알려졌다. WF9은 0.5~1㎞ 크기의 소행성으로 알려져 있다. 만약 이 정도 크기의 소행성이 지구와 충돌할 경우는 지구에 어떤 영향을 미치게 될까. 500m 정도 크기의 소행성의 파괴력은 TNT 1000메가톤급이다. 그러나 이 정도 크기의 소행성 충돌은 각각 5만년과 20만년에 한 번 일어날 정도의 확률을 갖고 있기 때문에 발생 가능성이 거의 희박하다는 것이 과학계 입장이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

목성의 달 유로파는 태양계 안에서 지구 다음으로 생명이 서식하고 있을 가능성이 가장 큰 곳으로 알려져 왔다. 이런 이유로 우주생물학자들이 가장 가고 싶어 하는 천체 중 하나로 손꼽히고 있다. 태양으로부터 5억 km 나 떨어져 있는 유로파는 지각 아래 바다를 품고 있는데, 이 바다가 미생물을 키우고 있을 것으로 과학자들은 믿고 있다. 미국항공우주국(NASA)은 유로파에 착륙 로버를 내려보내고, 지각 아래 있는 바다로 탐사 드론을 투입해 생명체를 찾을 계획이라고 발표했다. 이번 주 발표된 보고서는 앞으로 진행될 생명체 탐사 미션에 NASA가 3개의 목표를 설정했음을 밝히고 있다. 주요 목표는 유로파에 있는 생명의 증거를 찾는 것이고, 다른 목표는 유로파의 표면 물질을 분석해 생명거주 가능지역인가를 바로 평가하고, 지표와 지표 아래층의 성질을 조사해 앞으로 유로파와 그 바다에 탐사 로봇을 보낼 필요가 있는가를 확인하는 작업이다. 대략 지구의 달만 한 크기인 유로파는 구조적으로 초콜릿색을 띤 액체로 가득한 것으로 보이는데, 지표 아래에는 깊이 100km의 바다를 가지고 있다. 과학자들은 이 바다가 우리 태양계에서 생명체를 키우고 있을 가능성이 가장 놓은 곳으로 추정하고 있다. NASA의 유로파 착륙 탐사 로버는 1970년대 바이킹 화성 탐사선 이래 외계 생명체를 찾기 위한 최초의 미션이 될 것이다. 유로파의 바다에 생명체가 있다면 그것은 미생물 세포의 형태일 거라고 NASA 과학자들은 믿고 있다. 그러나 유로파 바다의 환경은 지구의 보스토크 얼음 호수와 비슷할 정도로 생명체가 살기에는 극단적으로 엄혹하고 척박할 것으로 과학자들은 보고 있다. NASA는 유로파의 지표에서도 생명체 탐사 활동을 할 계획이라고 밝혔다. NASA 관계자는 “유로파에서 생명체 증거를 찾기 위한 주요 탐사에는 생화학적 탐사가 광범하게 이뤄질 것”이라고 밝히면서 “유로파는 대기가 없으므로 착륙 로버를 착지시키는 데 열차폐막이나 낙하산을 사용할 수는 없다”고 설명했다. 이어 “탐사 로버는 대략 20일 정도 활동하면 배터리가 방전될 것”이라고 덧붙였다. 탐사 로버의 유로파 착지는 빠르면 2031년 4월에 이루어질 거로 기대되고 있다. NASA는 현재 2022년 초로 예정된 탐사선의 유로파 플라이바이를 기획하고 있다. 이 근접 비행은 유로파의 얼음 지각과 바다의 성분과 구조에 대한 지도 작업을 가능케 해 착륙선을 착지시키는 데 활용하게 된다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

천문학자들이 새로이 태양계 시간표를 짬으로써 거대 가스 행성인 목성과 토성의 정확한 생년월일을 밝히는 데 한 걸음 더 다가서게 됐다. 46억 년 전쯤, 태양 성운으로 알려진 거대한 수소와 우주먼지 구름이 중력 붕괴로 인해 회전운동을 시작했다. 회전운동의 종착역은 태양의 탄생이었다. 태양을 만들고 남은 물질들은 덩어리져서 행성 등을 만들었다. 이는 중심핵부터 먼저 형성된 다음, 그 중력으로 다른 물질을 끌어모아 천체가 만들어지는 과정인 ‘핵 형성’(core accretion)이라 불리는 상향식(Bottom-up)이다. 이와는 반대로 암석의 핵이 먼저 형성된 다음 그 중력에 의해 주변의 가스를 끌어당겨 행성이 형성됐다는 하향식(Top down)은 행성계 원반의 가스가 밀도가 높아지면서 스스로 중력에 의해 뭉쳐져 가스와 먼지를 흡수하면서 행성이 생성됐다는 가설이다. 새 연구는 목성과 토성이 태양계가 형성되기 시작한 지 400만 년 안에 모습을 갖췄다고 주장한다. 이는 상향식 핵 형성 모델에 힘을 실어주는 것이라고 이번 연구논문의 공동저자인 엔자민 바이스 MIT 행성과학 교수가 우주전문 사이트 스페이스닷컴에 밝혔다. 바이스 교수와 연구논문의 대표저자인 후아페이 왕 MIT 박사후연구원은 앵그라이트로 불리는 고대의 화석 4개에 대한 자기 방향성을 연구했다. 이들 운석은 각각 다른 시간에 우주에서 지구로 떨어진 것으로, 브라질과 아르헨티나, 남극대륙, 그리고 사하라 사막 등지에서 발견된 희귀 운석들이다. 이런 운석은 초기 태양계의 환경을 그대로 담고 있는 우주 암석이다. 이에 대해 바이스 교수는 “태양 성운이 존재했을 때, 상당한 자기장을 형성하고 있었을 것”이라면서 “따라서 이 시기에 생성된 우주 암석에는 자기장의 기록이 남아 있을 것”이라고 설명했다. 어쨌든 연구자들은 380만 년 전에 생성된 4개의 앵그리라이트에서 자화 흔적을 발견할 수 없었다. 이는 곧 태양 성운의 가스와 우주먼지는 그 무렵에는 모두 흩어져버렸음을 뜻하며, 따라서 태양계의 거대 구조 속에서 목성과 토성을 포함한 행성들이 이미 만들어졌다는 것을 말해준다. 바이스 교수는 “태양계는 태양 성운의 가스 성분이 응축돼서 만들어진 것이다. 우리는 태양계의 전신인 태양 성운과 그 자기장에 관한 정확한 시간표를 가지고 있다”면서 “우리는 태양 성운과 자기장이 태양계가 형성되기 시작한 지 380만 년 뒤에는 완전히 사라져버렸다는 사실을 발견했다”고 밝혔다. 세계적 학술지 ‘사이언스’ 2월 9일 자에 발표된 이번 논문은 태양 성운의 생애와 태양계 행성들의 탄생 시점에 대해 더욱 정확한 예측을 하고 있다고 연구자들은 말한다. 왕 연구원은 MIT에서 있었던 기자회견에서 “태양 성운은 생애는 목성과 토성의 형성과 위치에 결정적인 영향을 미쳤다. 그리고 우리들의 고향인 지구를 포함해 다른 행성들도 태양 성운의 생존과 소멸에 크게 영향받았다”고 밝혔다. 사진=IT/JHUAPL 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

전국적인 한파와 일부 지역에 쏟아진 폭설에도 불구하고 11일 정월 대보름을 맞아 주요 관광지와 유원지는 나들이 인파로 북적인다. 전날 밤부터 제주 산지에는 최고 67㎝나 되는 폭설이 내려 한라산 입산이 통제됐다. 산간은 물론 해안 지역까지 많은 눈이 쌓였다. 제주도 산지에 9일부터 대설경보가 발효 중인 가운데 한라산에는 현재 윗세오름 67㎝, 진달래밭 55㎝, 어리목 41㎝이나 쌓였다. 밤사이 광주와 전남 서해안도 최고 9㎝에 이르는 적설량을 기록했다. 스키를 좋아하는 사람에겐 눈이 반갑기만 하다. 강원 지역 스키장은 전국에서 몰려온 이들로 온종일 붐볐다. 이날 오전까지 정선 하이원 스키장에 7000여 명, 원주 오크벨리 2000여 명을 비롯해 강원도 내 주요 스키장에 2만여명이 몰렸다. 화천군 산천어축제장 등 ‘끝물’을 맞은 겨울 축제장에도 가족 단위 인파가 찾아 막바지 겨울 낭만을 만끽했다. 산천어축제는 지난 5일 공식적으로 폐막했지만,화천군은 대한민국 대표축제 4회 연속 선정과 11회 연속 관광객 100만 명 돌파를 기념해 주·야간 낚시터를 1주일 연장해 12일까지 운영한다. 강원도 평창군 대관령면 송천 일원에서 3일 개막한 대관령 눈꽃축제에도 행락객들이 몰렸다. 축제 참가자들은 전통 스키, 얼음 썰매, 스키점프 VR 체험 등을 즐기며 색다른 체험을 했다. 눈꽃축제는 12일 폐막한다. 강릉 스피드스케이팅 경기장에서는 1년 앞으로 다가온 2018 평창 동계올림픽 테스트이벤트인 ISU스피드스케이팅 종목별 세계선수권대회가 열렸다. 이날 오후에는 경포해변에서 평창올림픽 G-1년 경포세계불꽃축제가 열려 올림픽 분위기를 띄운다. 경기도 에버랜드를 찾은 시민들도 동계시즌 종료가 얼마 남지 않은 눈썰매를 타며 즐거운 한때를 보냈다. 포켓몬고 마니아들은 에버랜드 내에서 포켓스톱이 몰려있는 동물원, 장미원, 포시즌스가든 등지를 돌며 희귀 포켓몬 수집에 열을 올렸다. 울산대공원 동문과 울산 서덕출공원 등지에도 추위에 아랑곳없이 휴대전화를 들여다보며 분주하게 돌아다니는 게이머들로 붐볐다. 전국에서는 정유년(丁酉年) 첫 보름달이 뜨는 정월 대보름을 맞아 다양한 전통 행사가 열렸다. 서울 북촌문화센터는 이날 가족이 함께하는 복조리 만들기, 새해 덕담 쓰기, 한해 안녕을 비는 지신(地神)밟기 행사를 열었다. 운현궁에서는 ‘문여소, 만복이 들어 갑니다’를 주제로 부럼 깨물기와 오곡밥 나누기 등 전통 행사가 펼쳐졌다. 남산 한옥마을 천우각 광장에서는 부럼 깨기, 귀밝이술 체험, 소원지 쓰기, 부적 찍기, 민속놀이 체험 등 다양한 행사가 눈길을 끌었다. 경기도 용인 한국민속촌을 찾은 시민들도 달집태우기, 지신밟기, 볏가릿대 세우기 등을 하며 한 해의 안녕과 복을 기원했다. 행사장을 찾은 가족 단위 나들이객들은 보름달에 소원 적기를 하고 달이 뜨는 시간에 맞춰 천체 망원경으로 보름들을 보며 즐거운 추억을 쌓았다. 대전 시민 천문대에서도 정월 대보름을 맞이 달 관측행사가 열렸다. 그러나 경남 등 일부 지역은 조류인플루엔자(AI)와 구제역 확산을 막기 위해 대보름 행사가 취소됐다. 강국진 기자 betulo@seoul.co.kr

초신성은 우주에서 가장 격렬한 폭발 중 하나다. 거대한 별이 마지막 순간 막대한 에너지를 방출하면서 폭발하는데 이 순간 밝기는 은하 전체의 밝기와 맞먹을 정도다. 초신성은 밝기 때문만이 아니라 여러 가지 중요한 역할이 있어 과학자에게 매우 중요한 천체다. 최대 밝기가 일정한 Type Ia 초신성의 경우 멀리 떨어진 은하의 거리를 측정하는 도구로 사용되며 우주의 팽창 속도를 측정하는 데도 중요하다. 그런데 2014년, 지구에서 3600만~4600만 광년 정도 떨어진 은하 NGC 7331에서 발견된 초신성 SN 2014C은 이제까지 본 적이 없는 독특한 현상으로 과학자들을 놀라게 했다. 초신성은 수소가 거의 없는 Type I이 가장 흔하고 수소가 풍부한 Type II는 드물다. 그러나 Type I에서 Type II로 변하는 초신성은 발견된 적이 없었다. 적어도 SN 2014C이 발견되기 전까지는 그랬다. 과학자들은 SN 2014C이 Type I에서 Type II로 변하는 것을 확인하고 그 원인을 알아내기 위해 노력했으나 현재까지 확실한 답을 알아내지 못했다. 과학자들 사이에서 이 미스터리 초신성은 카멜레온 초신성으로 불리고 있다. 몸 색깔을 바꾸는 카멜레온처럼 폭발 도중 스펙트럼 분석 결과가 변했기 때문이다. 노스웨스턴대학의 연구팀은 나사의 NuSTAR 위성 관측 데이터를 이용해서 이 초신성의 비밀을 파헤쳤다. 연구팀에 의하면 이 초신성이 폭발하기 전 주변으로 막대한 물질을 뿌린 것으로 보인다고 한다. 이 물질의 상당량은 수소지만, 동시에 무거운 물질도 많이 포함되어 있었다. 이 역시 상당히 미스터리한 일이었다. 연구팀의 가설은 이 초신성을 만든 거대 별 주변에 거대 동반성이 있었는데, 동반성이 먼저 폭발해 주변으로 물질을 뿌린 후 남은 별이 초신성 폭발을 일으켰다는 것이다. 다만 이 경우라도 관측된 현상을 완전히 설명하기 어려워 연구팀은 현재 초신성 이론으로 설명하기 어려운 독특한 현상이 발생했을 가능성을 인정했다. 그런데 사실 이와 같은 미스터리야말로 과학을 발전시키는 원동력이다. 과학은 본질적으로 우리가 모르는 자연의 비밀에 대한 답을 찾는 것이기 때문이다. 언젠가 이 미스터리 카멜레온 초신성의 비밀도 풀리게 될 것으로 기대한다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

11일(토) ■프로농구 모비스-LG(오후 2시 울산 동천체) 오리온-동부(고양체) KCC-kt(전주체 이상 오후 4시) ■프로배구 남자부 현대캐피탈-삼성화재(오후 2시 천안 유관순체) 여자부 IBK기업은행-KGC인삼공사(오후 4시 화성체) ■빙상 세계종목별스피드선수권대회(오전 9시 강릉아이스아레나) *12일 계속 12일(일) ■프로농구 전자랜드-삼성(오후 2시 인천 삼산월드체) 동부-SK(원주종합체) 모비스-KGC인삼공사(울산동천체 이상 오후 4시) ■여자프로농구 신한은행-삼성생명(오후 5시 인천 도원체)