이른바 은하수로 불리는 우리 은하를 가장 선명하게 볼 수 있도록 만든 사상 최고화질의 천문 사진이 공개돼 관심이 쏠리고 있다. 독일 보훔 루르대 천문학 연구진은 칠레 아타카마 보훔 관측소에 있는 전파망원경을 사용해 지난 5년간 관측한 우리 은하 데이터를 모아 화소수가 무려 460억 픽셀에 해당하는 가장 선명한 우주 사진을 만들어냈다. 연구진은 이번 탐사가 단순히 화질 좋은 사진을 만들어내기 위한 것은 아니다고 말한다. 이들의 목적은 시간에 따라 밝기가 변하는 별인 변광성 등 변광천체를 탐색하는 것이다. 이 중 변광성은 천체까지의 정확한 거리를 알려주는 일종의 우주 줄자 역할을 하기에 천문학 연구에 있어 중요 관찰 대상이다. 또 연구진은 이번 탐사 동안 지금까지 단 한 번도 기록된 적이 없는 천체 5만 개 이상을 새롭게 발견했다고 밝혔다. 연구진은 지름 약 10만 광년, 두께 약 1000광년에 달하는 우리 은하를 관측하기 위해 영역을 268개로 나눴다. 그리고 각 영역을 인터벌(시간차) 촬영한 뒤 비교해 변광성 등을 찾아냈다. 부수적인 결과물로 완성된 이 사진은 현재 이 대학 웹사이트를 통해 공개되고 있다. 우리 은하의 대표적인 별 탄생 영역인 석호 성운(M8)과 우주에서 가장 큰 별에 속하는 용골자리 에타별(에타 카리네, Eta Carinae)도 확대해 볼 수 있다. 사진 파일은 무려 194GB(기가바이트)에 달한다. 한편 이번 연구성과는 천문 학술지 아스트로노미컬 노츠(Astronomical Notes) 최신호에 실렸다. 사진=보훔 루르대(http://gds.astro.rub.de/) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

　지구 최후의 날은 어떤 모습일까. 　그동안 과학자들은 하늘에서 갑작스럽게 날아든 혜성에 받혀 45억년 전 태양계의 일원으로 탄생한 지구가 종말을 고할 것이란 그럴 듯한 시나리오를 펼쳐 왔다. 지난 8월에는 ‘9월 혜성 충돌설’이 불거지면서 미국 항공우주국(NASA·나사)이 이례적으로 보도자료를 내 “근거없는 낭설”이라고 반박하기도 했다. 　하지만 최근 지구의 마지막 순간을 유추할 수 있는 결정적 장면이 나사가 운용하는 케플러 우주 망원경에 의해 포착됐다고 영국 일간 가디언이 21일(현지시간) 전했다. 　단서를 제공한 별은 지구로부터 570광년 떨어진 처녀자리 성좌에서 발견됐다. ‘백색왜성’(흰빛을 내는 밀도가 높은 작은 별) 형태의 이 별 주위에선 거대한 원반 형태의 먼지 부스러기들이 자리했다. 이 부스러기들은 궤도를 이루며 넓게 퍼져 있었고, 주변 행성들과 부딪혀 5시간마다 4.5개의 조각들을 새롭게 쏟아냈다. 　이렇게 백색왜성 주변의 행성들은 먼지 부스러기들과 충돌했고, 점차 원반 형태의 띠도 늘어갔다. 　연구진은 이 별이 애초 태양과 비슷한 모습으로, 점차 죽어가면서 지구 정도 크기로 찌그러진 뒤 식어가는 단계라고 봤다. 이 별이 핵반응을 거쳐 대폭발을 일으키기 전까지 수성, 금성, 지구와 같은 주변 행성들을 잇따라 먼지 부스러기처럼 깨뜨려 나간다는 설명이다. 지구도 결국 거대한 암석들에 휘말려 증발된다는 뜻이다. 　백색왜성 발견에 사용된 케플러 우주 망원경은 2009년 처음 우주에 발사돼 ‘외계 행성 사냥꾼’으로 불릴 만큼 성공적으로 임무를 수행해 왔다. 　연구에 참여한 하바드-스미스소니언 천체물리학센터의 앤드류 밴더버그 연구원은 “지금까지 어떤 인간도 보지 못했던 장면”이라며 “50억년 뒤 태양계가 절멸할 때 지구도 같은 운명을 맞을 것”이라고 말했다. 　이번 연구는 과학전문잡지인 ‘네이처’게 게재될 예정이다. 　오상도 기자 sdoh@seoul.co.kr

우주의 대표적인 '별들의 고향'은 바로 이곳인 것 같다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 지구에서 대략 5500광년 떨어진 곳인 궁수자리에 위치한 산광성운(散光星雲) M17의 모습을 ‘오늘의 천체사진’으로 공개했다.　 윤곽이 희미하고 전체적인 모양이 불규칙하다는 의미의 산광성운에 속하는 M17은 전체적인 모습이 Ω와 닮았다고 해서 '오메가 성운'으로도 불린다. 사진 상으로는 한 장에 다 들어오지만 사실 오메가 성운의 지름은 15광년으로, 심우주로 펼쳐지는 성간물질까지 포함하면 40광년에 걸쳐있다. 오메가 성운의 질량은 우리 태양과 비교해 약 800배 정도로 추정되며 특히 이곳에서 수많은 별들이 탄생해 '별 공장'(star factory)이라는 수식어가 따라 붙는다. 우주의 기본물질인 수소는 사진 속에서 빨간색으로 표현돼 있으며, 이 성운 속에서 우주 가스와 먼지가 서서히 축적돼 새로운 별을 만들어낸다. 사진=ESO / MPIA / OAC, Assembly - R.Colombari 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국의 핵심기술 이전 거부로 논란이 뜨거운 한국형전투기(KF-X) 개발사업과 관련된 항공기 제작사이자 군수기업인 록히드마틴이 고속 비행기에 탑재할 수 있는 레이저 무기 시스템을 개발 중인 것으로 알려져 관심을 끌고 있다. ‘ABC’(Aero-adptive Aero-optic Beam Control)라고 이름 붙은 이 레이저 포탑은 록히드 마틴이 미국방위고등연구계획국(DARPA, 이하 다르파)과 미 공군 연구소(Air Force Research Labratory)의 의뢰로 개발 중인 것이다. ABC 포탑은 모든 방향에 위치한 적 비행기 및 미사일을 상대할 수 있도록 360°×360° 전 방위에 빔을 발사할 수 있다. 그러나 보다 중요한 특징은 음속에 가까운 고속으로 비행하는 와중에도 효과적인 레이저 공격을 수행할 수 있다는 데에 있다. 음속에 근접한 속도로 비행할 경우, 비행기 자체가 대기와 마찰을 일으켜 의해 공기의 난류(亂流, 불규칙한 유체의 흐름)가 형성되는데, 이러한 난류는 레이저를 산란시켜 효과적인 사격을 불가능하게 만들 것으로 분석되고 있다. 록히드 마틴은 이를 극복하기 위해 ‘적응제어광학’(adaptive optic)이라는 기술을 응용한 것으로 전해진다. 적응제어광학기술은 원래 천체관측 등에 사용되는 개념이다. 지상의 관측소에서 천체를 관측할 경우 지구 대기에 의해 빛이 왜곡돼 관측 자료가 부정확해지는 문제가 발생한다. 적응제어광학 기술은 컴퓨터로 이때의 빛 왜곡을 측정한 뒤 관련 정보를 신속히 망원경의 ‘가변형거울’(deformable mirror)에 전송, 거울 표면을 짧은 시간동안 여러 번 빠르게 변형시킴으로써 왜곡 현상을 보완하는 기술이다. 록히드마틴사는 이러한 원리를 응용해 빛 왜곡을 실시간으로 감지·보완하는 방식으로 난류에 의한 레이저 산란 문제를 극복했다. 록히드마틴 전략·미사일방어 시스템 부서 소속 더그 그래엄은 “이러한 포탑의 개발은 다양한 첨단 기술을 하나의 무기 체계로 통합시키는 록히드마틴사의 역량을 보여주는 것”이라고 전했다. 록히드마틴은 이미 2014~2015년 사이에 60여 차례의 시험비행을 수행해 ABC 포탑의 성능을 검토했다고 밝혔다. 시험은 상용기를 사용해 이루어졌으며 저출력 레이저의 전 방향 발사 능력을 실질적으로 확인할 수 있었다고 이들은 덧붙였다. 다르파와 미 공군 연구소는 록히드마틴이 시험비행으로 수집한 자료를 분석해 앞으로 고속 항공기용 레이저 무기 시스템의 지속적 개발과 그 효율성 증진에 꼭 필요한 사안들이 무엇인지 알아낼 계획이라고 밝혔다. 사진=ⓒ록히드마틴 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

“거대망원경은 일종의 ‘타임머신’입니다. 빛이 도달하는 시간에서 오는 차이 때문에 현재 우리가 보는 우주는 과거의 모습입니다. 과거로 거슬러 올라가 은하계의 처음은 어떻게 시작됐는지, 그리고 어떻게 우주가 진화해 왔는지, 태양계는 어떻게 형성됐는지를 알려 주는 것이 거대망원경이지요.” 필 다이아몬드(57) SKA거대전파망원경 프로젝트 단장(영국 맨체스터대 천체물리학과 교수)은 20일 “기초과학이든 응용과학이든 연구의 필수조건은 인프라 개발”이라고 거대망원경의 의미를 설명했다. 그는 대전 유성구 대전컨벤션센터에서 열리고 있는 세계과학정상회의 참석차 방한했다. 2024년 완공 예정인 SKA거대전파망원경은 약 3000개의 전파안테나를 한데 묶은 것으로, 신호를 받을 수 있는 집광 면적이 1㎢에 이르는 거대망원경 시스템이다. SKA거대전파망원경은 우주의 탄생과 진화, 외계생명체 신호 등을 찾는 데 활용될 예정이다. SKA거대전파망원경 프로젝트와 같은 기초과학이 우리 사회에 미치는 영향에 대해 그는 “스핀오프(파급) 효과”라고 답했다. “저와 제 동료들은 우주를 이해하기 위해 과학을 합니다. 그렇지만 그 과정에서 나오는 새로운 기술들은 결국 산업계나 대중의 생활에 큰 영향을 미치게 됩니다. 와이파이나 빅데이터 같이 현재 아무렇지 않게 활용되는 기술들도 모두 거대망원경처럼 일상과는 상관없어 보이는 기초과학에서 나온 것들입니다.” 그는 “성과에 대해 조바심을 내면 기초과학은 망가진다”고 강조했다. “아인슈타인의 상대성이론을 바탕으로 위성항법장치(GPS)가 만들어졌고 컴퓨터의 기본 소자인 트랜지스터도 기초과학의 산물입니다. 예를 들자면 끝도 없겠지만 기초과학 투자가 대중에게 혜택으로 돌아오도록 하기까지는 오랜 시간이 걸린다는 것을 정부가 이해하고 꾸준히 지원해야 합니다.” 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올해는 아름다운 유성우를 볼 절호의 기회가 될 것 같다. 혜성 등의 천체가 남겨놓은 잔해가 지구 대기와 빠른 속도로 충돌하면 마찰을 일으키면서 빛줄기를 남기는데, 이를 유성 또는 별똥별이라 하고, 이런 현상이 많이 일어나 마치 비처럼 보이는 것을 유성우라 한다. 연례 행사처럼 밤하늘에서 펼쳐지는 유성우의 장관은 우선 이번 주 극대기를 맞는 오리온자리 유성우가 보여줄 것으로 기대된다. 오리온자리 유성우는 모혜성이 76년 주기의 핼리 혜성으로, 오리온자리에서 두번째로 밝은 별인 베텔게우스 부근이 복사점이다. 유성들이 하늘의 한 점에서 방사선으로 퍼져나가는 것처럼 보이는 점을 복사점이라 한다. 하지만 오리온자리 유성우를 보려면 조금 부지런해야 한다. 극대기인 22일 새벽 일찍 오리온자리가 보이는 어두운 곳으로 가야 하기 때문이다. 이날은 월령 10일의 반달이 자정 무렵에 지기 때문에 유성우 관측에는 적기이다. 물론 이 유성우의 활동기는 이미 10월 초에 시작되었으며, 11월 초까지 걸쳐 있다. 요즘 오리온자리는 밤 11경에야 동쪽에서 떠오른다. 따라서 달이 진 이후인 자정께부터 새벽까지가 유성우를 볼 수 있는 시간인 셈이다. 새벽 5시경이면 오리온자리가 남쪽으로 기우는데, 이 무렵이 오리온자리 유성우의 극대 시간이다. 해뜨기 전까지 시간당 20~25개의 유성을 볼 수 있을 것으로 예상되고 있다. 물론 하늘에 구름이 끼면 유성우는 볼 수 없다. 천체관측이란 늘 하늘이 도와야 할 수 있는 것이다. -유성우 관측 요령 오리온자리 유성우는 그다지 밝지 않기 때문에 빛 공해가 심한 도시에서는 ​관측하기가 힘들다. 그러므로 남쪽이 틔어 있는 야외의 어두운 장소로 나가야 한다. 이때는 옷을 두둑히 입고 담요와 접이식 긴의자를 가지고 가는 것이 좋다. 천체망원경을 챙길 필요는 없지만, 쌍안경 하나 정도는 가지고 가면 좋다. 쌍안경으로 유성을 볼 수도 있지만, 유성이 떨어지지 않는 시간에 은하수나 다른 천체들을 감상할 수 있기 때문이다. 오리온자리 유성우를 낳은 핼리 혜성은 17세기 영국 천문학자 에드먼드 핼리가 발견한 것이다. 그전에는 혜성이 인간세계에 불길한 일을 예고하는 존재로 인식되어왔지만, 핼리가 시차를 측정하여 이 혜성이 지구 대기상에서 나타나는 현상이 아닌 천체의 일종임을 밝혀냈다. 1682년, 핼리는 어느 날 혜성을 본 후, 옥스퍼드 대학 도서관에 있던 옛날 혜성기록을 뒤져본 결과, 1456년, 1531년, 1607년에 목격된 혜성이 자기가 본 것과 비슷하다는 점을 깨닫고, “이 혜성은 불길한 일을 예시하는 별이 아니라, 76년을 주기로 지구 주위를 타원궤도로 도는 천체로, 1758년 다시 올 것이다“라고 예언했다. 그는 자신의 예언을 확인하지 못하고 죽었지만, 과연 1758년 크리스마스 밤에 이 혜성이 나타난 것을 독일 농부인 한 아마추어 천문가가 발견했다. 이로써 이 혜성이 태양을 끼고 도는 하나의 천체임이 증명되었고, 핼리의 업적을 기리는 뜻에서 ‘핼리 혜성’이라고 이름지어졌다. 가장 최근에 핼리 혜성이 나타난 해는 1986년이었고, 다음 방문은 2061년으로 예약되어 있다.(나는 못 보겠네. ^^;) 이광식 통신원 joand999@naver.com

올해는 아름다운 유성우를 볼 절호의 기회가 될 것 같다. 혜성 등의 천체가 남겨놓은 잔해가 지구 대기와 빠른 속도로 충돌하면 마찰을 일으키면서 빛줄기를 남기는데, 이를 유성 또는 별똥별이라 하고, 이런 현상이 많이 일어나 마치 비처럼 보이는 것을 유성우라 한다. 연례 행사처럼 밤하늘에서 펼쳐지는 유성우의 장관은 우선 이번 주 극대기를 맞는 오리온자리 유성우가 보여줄 것으로 기대된다. 오리온자리 유성우는 모혜성이 76년 주기의 핼리 혜성으로, 오리온자리에서 두번째로 밝은 별인 베텔게우스 부근이 복사점이다. 유성들이 하늘의 한 점에서 방사선으로 퍼져나가는 것처럼 보이는 점을 복사점이라 한다. 하지만 오리온자리 유성우를 보려면 조금 부지런해야 한다. 극대기인 22일 새벽 일찍 오리온자리가 보이는 어두운 곳으로 가야 하기 때문이다. 이날은 월령 10일의 반달이 자정 무렵에 지기 때문에 유성우 관측에는 적기이다. 물론 이 유성우의 활동기는 이미 10월 초에 시작되었으며, 11월 초까지 걸쳐 있다. 요즘 오리온자리는 밤 11경에야 동쪽에서 떠오른다. 따라서 달이 진 이후인 자정께부터 새벽까지가 유성우를 볼 수 있는 시간인 셈이다. 새벽 5시경이면 오리온자리가 남쪽으로 기우는데, 이 무렵이 오리온자리 유성우의 극대 시간이다. 해뜨기 전까지 시간당 20~25개의 유성을 볼 수 있을 것으로 예상되고 있다. 물론 하늘에 구름이 끼면 유성우는 볼 수 없다. 천체관측이란 늘 하늘이 도와야 할 수 있는 것이다. -유성우 관측 요령 오리온자리 유성우는 그다지 밝지 않기 때문에 빛 공해가 심한 도시에서는 ​관측하기가 힘들다. 그러므로 남쪽이 틔어 있는 야외의 어두운 장소로 나가야 한다. 이때는 옷을 두둑히 입고 담요와 접이식 긴의자를 가지고 가는 것이 좋다. 천체망원경을 챙길 필요는 없지만, 쌍안경 하나 정도는 가지고 가면 좋다. 쌍안경으로 유성을 볼 수도 있지만, 유성이 떨어지지 않는 시간에 은하수나 다른 천체들을 감상할 수 있기 때문이다. 오리온자리 유성우를 낳은 핼리 혜성은 17세기 영국 천문학자 에드먼드 핼리가 발견한 것이다. 그전에는 혜성이 인간세계에 불길한 일을 예고하는 존재로 인식되어왔지만, 핼리가 시차를 측정하여 이 혜성이 지구 대기상에서 나타나는 현상이 아닌 천체의 일종임을 밝혀냈다. 1682년, 핼리는 어느 날 혜성을 본 후, 옥스퍼드 대학 도서관에 있던 옛날 혜성기록을 뒤져본 결과, 1456년, 1531년, 1607년에 목격된 혜성이 자기가 본 것과 비슷하다는 점을 깨닫고, “이 혜성은 불길한 일을 예시하는 별이 아니라, 76년을 주기로 지구 주위를 타원궤도로 도는 천체로, 1758년 다시 올 것이다“라고 예언했다. 그는 자신의 예언을 확인하지 못하고 죽었지만, 과연 1758년 크리스마스 밤에 이 혜성이 나타난 것을 독일 농부인 한 아마추어 천문가가 발견했다. 이로써 이 혜성이 태양을 끼고 도는 하나의 천체임이 증명되었고, 핼리의 업적을 기리는 뜻에서 ‘핼리 혜성’이라고 이름지어졌다. 가장 최근에 핼리 혜성이 나타난 해는 1986년이었고, 다음 방문은 2061년으로 예약되어 있다.(나는 못 보겠네. ^^;) 이광식 통신원 joand999@naver.com

태양으로부터 너무 멀리 떨어져 있어 깜깜하다고만 생각하기 쉬운 명왕성. 하지만 이 어둡고 침침해 보이는 이 왜소행성도 정오에는 지구의 새벽이나 먼지 낀 날과 비슷하다는 것이 과학자들의 분석으로 밝혀졌다. 이를 미국항공우주국(NASA)은 ‘명왕성의 시간’(플루토 타임)이라고 지칭하고, 지난 6월부터 8월까지 소셜미디어(SNS)를 통해 전 세계 많은 사람이 보내온 수천 장의 사진 가운데 일부를 선정해 명왕성과 그 위성 카론으로 나타낸 모자이크 사진을 만들어 21일(현지시간) 공개했다. NASA는 공모전 시작 이후 지금까지 미국과 이탈리아, 뉴질랜드, 네덜란드, 캐나다, 브라질, 카타르, 프랑스, 호주, 루마니아, 인도, 콜롬비아, 베네수엘라, 이집트, 그리스, 러시아, 아일랜드, 스코틀랜드, 멕시코, 영국, 말레이시아, 우루과이, 스페인 등 세계 곳곳에서 7000여 장의 사진이 제출됐다고 밝혔다. 이를 통해 NASA는 명왕성과 카론, 그리고 두 천체를 함께 나타낸 모자이크 사진 3장을 완성했다고 밝혔다. 특히 이들 사진을 확대해서 보면 명왕성의 정오를 암시하는 지구의 먼지 낀 하늘뿐만 아니라 관광명소(랜드마크), 셀카(셀피), 그리고 반려동물의 모습도 포함됐다. 이는 별도의 웹사이트를 통해 볼 수 있는데 각 사진은 가로세로 11인치로 인화할 수 있을 만큼 고해상도를 지원한다. ‘명왕성의 시간’에 관한 아이디어는 많은 사람이 자주 과학자들에게 ‘명왕성은 태양에서 매우 멀리 떨어져 있는데 어떻게 당신들은 사진을 찍을 수 있는가?’라고 질문한 것에서 비롯됐다. 알렉스 파커 미 남서부연구소(SwRI) 연구과학자는 “우리는 (뉴허라이즌스호가 측정한) 빛 수준이 명왕성 수준으로 떨어졌을 때 대략적으로 추정할 수 있는 웹 도구를 만들 수 있다는 것을 깨달았다”고 말했다. 또 “우리는 ‘박명’(일출 혹은 일몰 전 빛이 남아있는 상태)의 다양한 단계에서 빛 수준의 테이블을 보고, 태양이 명왕성을 비추는 맑은 날이 얼마나 적은지 정했다”면서 “그 후 모든 데이터를 계산했다”고 설명했다. NASA 산하 제트추진연구소(JPL)의 태양계탐사 대중참여팀은 응모된 사진 가운데 1500~2000장을 사용해 모자이크 사진을 완성했다. 명왕성과 그 지형을 적절한 형태로 나타내고 정확한 색상으로 표현하는 소프트웨어를 사용했기에 사진 중 일부는 중복됐다. 모자이크 사진 가운데 거대한 크레이터(운석공)에는 1930년 명왕성을 처음 발견한 천문학자 클라이드 톰보 박사의 사진도 볼 수 있다. 명왕성 특유의 하트(♥) 모양 지역은 과학자들이 명왕성을 처음 발견한 톰보 박사의 업적을 기리기 위해 ‘톰보 영역’(Tombaugh Regio)이라는 명칭을 붙였는데 이 영역에 있는 빨간색 사각 테두리 안에 있는 사진은 톰보 박사가 자체 제작한 9인치 망원경을 살펴보는 모습이다. 짐 그린 NASA 행성과학부 부장은 “우리가 30억 마일쯤 떨어진 명왕성이 어떻게 생겼는지 상상하게 한 ‘플루토 타임’에 관한 전 세계 반응을 보게 돼 기쁘다”면서 “이는 우리에게 우주 탐사와 과학이 같은 맥락에 있음을 보여주는 좋은 예다”고 말했다. 한편 명왕성과 그 위성 카론을 모자이크로 나타낸 사진을 고해상도로 보려면 웹사이트 ‘기가팬닷컴’을 방문하면 된다. http://www.gigapan.com/gigapans/180455 http://www.gigapan.com/gigapans/180456 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

몇 년 전부터 심심찮게 ‘생명체가 살 수 있을 것으로 예상되는 외계 행성을 찾았다’는 뉴스가 전해지고 있다. 소설이나 영화 등에서는 지구와 똑같은 환경의 외계 행성을 찾는 이유가 지구에서 얻을 수 없는 희귀원소 확보하거나 먼 미래에 사람이 살 수 있는 거주지 개척으로 그려진다. 그렇지만 과학자들이 외계 생명체와 지구형 행성을 찾는 이유는 ‘이 광활한 우주에 과연 우리밖에 없을까’라는 근본적인 질문에 답하기 위한 것이다. 명저 ‘코스모스’를 쓴 칼 세이건 박사는 행성 탐사에 대한 이유를 “이 우주에 인간만 있다면 엄청난 공간 낭비다”는 한 문장으로 압축했다. 실제로 세계 각국은 최첨단 관측 장비를 이용해 외계 행성 찾기에 열을 올리고 있다. 우주 선진국들은 지구 대기의 영향을 피해 천체를 관측하기 위해 우주에 망원경을 쏘아 올리고 있다. 대기는 빛을 완전히 통과시키지 않아 천체의 모습을 왜곡시킬 가능성이 크고 가시광선을 제외한 파장은 대부분 지구 대기를 통과하지 못하기 때문이다. 우주에서는 지상에서는 관측할 수 없는 여러 파장을 볼 수 있을 뿐 아니라 날씨나 시간에도 구애받지 않는다. 최초의 우주망원경은 1990년 4월 24일 발사된 ‘허블’이다. 허블 망원경은 25년 동안 100만 건이 넘는 관측활동을 했고 지금도 끊임없이 우주의 비밀을 알려주고 있지만, 외계 행성 발견이 목표는 아니다. 외계 행성 탐색을 목표로 하는 우주망원경은 ‘케플러’다. 케플러 우주망원경은 지구에서 보는 달의 면적보다 600배 넓은 영역을 관측해 한번에 15만개가량의 별을 관측한다. 이를 통해 케플러는 지금까지 2000개 이상의 행성 후보를 찾아냈다. 한국은 아직 우주망원경을 발사하는 수준에는 못 미치고 있다. 대신 지상에서 최고 수준의 장비를 이용해 외계 행성을 찾아나서고 있다. 외계 행성 탐사연구를 주도하고 있는 한국천문연구원은 남반구 밤하늘을 24시간 관측할 수 있는 ‘외계 행성 탐색시스템’(KMTNet)을 개발해 시험 관측을 마치고 이달 1일부터 본격적인 ‘제2의 지구 탐색’에 돌입했다. KMTNet은 직경 1.6m 광시야 망원경과 3.4억 화소 모자이크 카메라로 구성된 관측시스템이다. 비가 거의 내리지 않고 날씨가 맑아 1년 중 300일 가까이 천체 관측이 가능한 칠레 세로톨로로 범미주 천문대, 남아프리카공화국 케이프타운 천문대, 호주 사이딩스피링 천문대 등 남반구 주요 지역 3곳에 설치돼 각각 8시간씩 24시간 내내 같은 하늘을 쉬지 않고 관찰할 수 있다. 우리나라에서는 천체 관측이 가능한 날씨가 160일 정도에 불과하다. 현재 24시간 외계 행성 탐사를 하고 있는 장비는 케플러 우주망원경이 유일하다. 지상에서 24시간 탐색체제를 갖춘 것은 KMTNet이 처음이다. 망원경에는 4장의 전하결합소자(CCD)를 붙여 만든 CCD 검출기를 장착해 보름달 16개만큼의 밤하늘 시야 면적에서 수천만 개의 별 신호를 한 번에 기록할 수 있다. 이 시스템을 이용해 10분마다 우리 은하에서 별이 가장 많이 관측되는 궁수자리 근처에 있는 수억 개 별을 찍는다. 천문연 관계자는 “지금까지 중력렌즈 효과를 이용한 탐사방법으로 발견된 외계 행성 39개 중 32개를 한국 과학자들이 포함된 연구그룹이 찾아냈다”며 “KMTNet의 본격 가동으로 매년 100개 이상의 행성을 새로 발견할 것으로 기대되는 만큼 지구 크기의 행성도 연간 2개 이상 발견이 가능할 것으로 예상된다”고 설명했다. 그렇다면 외계 행성은 어떻게 찾는 것일까. 외계 행성 탐사방법은 ▲시선속도법 ▲횡단법 ▲중력렌즈측정법등 세 가지다. ‘시선속도법’은 멀어지는 물체에서는 빛의 진동수가 감소하고 가까워지는 물체에서는 증가한다는 ‘도플러 효과’를 응용한 것이다. 항성(별) 주변에 행성이 있다면 항성과 행성은 중력법칙에 따라 서로를 끌어당기기 때문에 별은 미세하게 움직이면서 빛의 파장에 변화를 가져온다. 변화주기를 측정해 행성의 공전주기와 질량을 파악하는 것이다. 현재 가장 많이 활용되는 것은 ‘횡단법’과 ‘중력렌즈 측정법’이다. 횡단법은 케플러 우주망원경이 외계 행성을 찾을 때 쓰는 방법이다. 외계 행성은 스스로 빛을 내지 않기 때문에 중심별인 항성을 찾는다. 외계 행성이 관측자와 항성 앞을 지나는 순간 항성이 가려져 어두워지는데 어두워지는 정도를 바탕으로 행성의 존재 여부와 크기를 파악한다. 중력렌즈 측정법은 KMTNet에서 사용하고 있는 탐색법으로 공전주기가 지구와 비슷한 1년 정도의 지구형 행성을 찾는 데 특화돼 있다. 중력렌즈 효과는 ‘질량은 시공간을 휘게 만들어 빛도 직진하는 것이 아니라 공간을 따라 자연스럽게 휘어서 움직인다’는 알베르트 아인슈타인의 ‘일반 상대성이론’에 근거한 것이다. 관측자가 보는 시점에서 두 항성이 일직선상에 있을 때 앞쪽 별의 중력장 때문에 뒤쪽 별의 빛은 휘어져서 도달하게 된다. 앞쪽이나 뒤쪽 항성 궤도에 외계 행성이 있다면 빛은 더욱 휘어져 들어오기 때문에 빛의 도달시간을 계산해 항성의 이론적 질량과 비교하면 행성의 존재와 크기를 알 수 있게 되는 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

유령이나 괴물 분장을 하고 즐기는 '핼러윈축제'가 벌어지는 그날, 지구 밖에서는 더 으스스한 이벤트가 일어날지도 모르겠다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 오는 31일(GMT 기준 오후 3시 14분) 소행성 하나가 지구에 최근접해 지나간다고 밝혔다. 무려 시속 12만 5500km의 속도로 날아오고 있는 이 소행성의 이름은 '2015 TB145'. 약 2.5km 크기의 2015 TB145는 이날 지구와 불과 49만 9000km 거리를 두고 지나가 지구에 미치는 영향은 '전혀없다'는 것이 NASA의 설명. 그러나 2015 TB145와 같은 소행성 접근을 축제처럼 즐기기에는 뒷맛이 개운치 않다. 이유는 지구와 달 사이보다 조금 먼 49만 9000km의 거리는 역대 지구로 날아온 소행성 중에서도 손꼽힐만한 최근접 거리이기 때문이다. 특히 첨단 우주기술로 무장한 NASA가 2015 TB145의 지구 접근을 불과 2주 전에 알았다는 사실. NASA는 "이 소행성은 극단적으로 별나고 높은 각도의 궤도를 갖고있다" 면서 "그 특징 때문에 정확히 어느 방향으로 움직일지 확신할 수 없었다"고 밝혔다. 이어 "다시한번 말하지만 지구에 미치는 영향은 없다" 고 강조했다. 그러나 지구로 날아오는 소행성의 위협을 공상과학영화의 스토리로만 치부할 수는 없다. 지난해 NASA의 우주비행사 출신 에드 루 박사 등이 참여해 만든 비영리단체 ‘B612 파운데이션’은 지난 2000년부터 2013년 사이 무려 26번이나 작은 도시 하나를 날려 버릴만한 소행성이 지구에 떨어졌다고 발표해 세상을 깜짝 놀라게 한 바 있다. 이중에는 지난 2013년 세상을 떠들썩하게 만든 러시아 첼랴빈스크에 떨어진 소행성도 포함됐으며 대부분 태평양과 인도양 등 바다에 떨어졌다. 　　 현재까지 NASA가 파악해 공개한 ‘잠재적 위험 소행성’(potentially hazardous asteroids·PHAs)은 1400개지만 이는 전체에 비하면 사실 극히 일부에 지나지 않는다. 또한 파악된 소행성이라도 천체 중력이나 충돌에 의해 얼마든지 방향을 틀어 우리에게 날아올 가능성은 존재한다. 물론 인류가 이를 손놓고 구경만 하는 것은 아니다. 얼마 전 프랑스에서 열린 유럽행성과학회의(EPSC)에서 유럽우주기구(ESA)는 지구로 날아오는 소행성을 파괴해 인류를 구하는 AIDA(Asteroid Impact & Deflection Assessment)의 구체적인 계획을 공개한 바 있다. 2년 여 전 ESA와 NASA가 처음 깃발을 올린 야심찬 이 공동 프로젝트는 영화처럼 지구와 충돌 위험이 있는 소행성을 산산조각내는 것이 아닌 충격을 가해 그 궤도를 일부 바꿔 위험을 사전에 제거하는 방식이다. 양대 우주기구의 테스트 대상에 오른 소행성은 2개의 크고 작은 천체로 이루어진 디디모스(Didymos)와 디디문(Didymoon)으로 이중 타깃은 지름 170m의 디디문이다. 오는 2022년 지구에서 1100만 km 까지 접근할 예정인 쌍소행성은 그 거리 때문에 인류에 피해를 줄 가능성은 없지만 테스트에 최적이라는 것이 두 우주기구의 설명. 발표된 세부 내용의 골자는 이렇다. 먼저 오는 2020년 8월 2대의 우주선이 발사된다. 한 대는 디디문과 충돌용, 또 한 대는 탐사와 모니터용이다. ESA는 탐사선 AIM(Asteroid Impact Mission)을 디디문으로 발사해 이 소행성의 지도 작성, 표면 조사 등 충돌에 필요한 모든 데이터를 수집한다. 이와 달리 NASA는 우주선 DART(Double Asteroid Redirection Test)를 발사해 시속 2만 km 속도로 날아가 디디문의 궤도를 수정할 만한 최적의 지점과 충돌한다. 이후 충돌 과정과 결과를 모니터해 그 정보를 제공하는 것은 탐사선 AIM의 역할이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국의 핵심기술 이전 거부로 논란이 뜨거운 한국형전투기(KF-X) 개발사업과 관련된 항공기 제작사이자 군수기업인 록히드마틴이 고속 비행기에 탑재할 수 있는 레이저 무기 시스템을 개발 중인 것으로 알려져 관심을 끌고 있다. ‘ABC’(Aero-adptive Aero-optic Beam Control)라고 이름 붙은 이 레이저 포탑은 록히드 마틴이 미국방위고등연구계획국(DARPA, 이하 다르파)과 미 공군 연구소(Air Force Research Labratory)의 의뢰로 개발 중인 것이다. ABC 포탑은 모든 방향에 위치한 적 비행기 및 미사일을 상대할 수 있도록 360°×360° 전 방위에 빔을 발사할 수 있다. 그러나 보다 중요한 특징은 음속에 가까운 고속으로 비행하는 와중에도 효과적인 레이저 공격을 수행할 수 있다는 데에 있다. 음속에 근접한 속도로 비행할 경우, 비행기 자체가 대기와 마찰을 일으켜 의해 공기의 난류(亂流, 불규칙한 유체의 흐름)가 형성되는데, 이러한 난류는 레이저를 산란시켜 효과적인 사격을 불가능하게 만들 것으로 분석되고 있다. 록히드 마틴은 이를 극복하기 위해 ‘적응제어광학’(adaptive optic)이라는 기술을 응용한 것으로 전해진다. 적응제어광학기술은 원래 천체관측 등에 사용되는 개념이다. 지상의 관측소에서 천체를 관측할 경우 지구 대기에 의해 빛이 왜곡돼 관측 자료가 부정확해지는 문제가 발생한다. 적응제어광학 기술은 컴퓨터로 이때의 빛 왜곡을 측정한 뒤 관련 정보를 신속히 망원경의 ‘가변형거울’(deformable mirror)에 전송, 거울 표면을 짧은 시간동안 여러 번 빠르게 변형시킴으로써 왜곡 현상을 보완하는 기술이다. 록히드마틴사는 이러한 원리를 응용해 빛 왜곡을 실시간으로 감지·보완하는 방식으로 난류에 의한 레이저 산란 문제를 극복했다. 록히드마틴 전략·미사일방어 시스템 부서 소속 더그 그래엄은 “이러한 포탑의 개발은 다양한 첨단 기술을 하나의 무기 체계로 통합시키는 록히드마틴사의 역량을 보여주는 것”이라고 전했다. 록히드마틴은 이미 2014~2015년 사이에 60여 차례의 시험비행을 수행해 ABC 포탑의 성능을 검토했다고 밝혔다. 시험은 상용기를 사용해 이루어졌으며 저출력 레이저의 전 방향 발사 능력을 실질적으로 확인할 수 있었다고 이들은 덧붙였다. 다르파와 미 공군 연구소는 록히드마틴이 시험비행으로 수집한 자료를 분석해 앞으로 고속 항공기용 레이저 무기 시스템의 지속적 개발과 그 효율성 증진에 꼭 필요한 사안들이 무엇인지 알아낼 계획이라고 밝혔다. 사진=ⓒ록히드마틴 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

식품의 ‘분자’를 직접 스캔해 단백질·지방·탄수화물 등 영양소 구성비를 모두 파악해주는 휴대용 장치가 내년부터 시중에 판매될 예정이어서 관심을 끈다. 이스라엘 기업 ‘컨슈머 피직스’(Consumer Physics)는 최근 ‘근적외선 분광법’(NIR Spectroscopy) 기술을 활용, 음식은 물론 의약품의 성분 또한 분석해낼 수 있는 발명품 ‘사이오’(Scio)를 내년 중에 출시할 예정이라고 밝혔다. 근적외선 분광법은 이미 여러 과학 분야에서 화학물질이나 천체 등의 구성성분을 알아내는데 널리 쓰이고 있다. 각각의 분자는 근적외선 광선을 비출 경우 그 빛을 반사하는 정도가 서로 전부 다르다. 따라서 반사된 광선의 성질을 분석하는 분광계를 사용하면 대상이 어떤 분자들을 포함하고 있는지 파악할 수 있는 것. 다만 이러한 분광계들은 그 크기가 휴대하기엔 다소 버거울 정도로 큰 편인데 이번에 컨슈머 피직스는 이를 한 손에 쥘 수 있을 정도의 규격으로 축소하는데 성공한 것이다. 사이오의 작동 원리는 다음과 같다. 먼저 사용자가 사이오를 들고 분석을 원하는 음식에 광선을 쏘이면 음식으로부터 반사되는 빛을 다시 기계가 수용한 뒤 그 정보를 분석, 블루투스를 통해 전용 스마트폰 어플리케이션에 전송한다. 그 후에 어플리케이션은 이렇게 전송받은 성분 정보를 사전에 작성된 식품별 영양성분 데이터베이스와 대조해 분석 대상이 정확히 어떤 식품에 해당하는지 알아낸다. 결과적으로 사용자는 대상 음식이 무엇인지, 단백질·지방·탄수화물 등의 함량은 얼마인지, 1회 제공량 기준 칼로리는 어느 정도인지 확인할 수 있다. 한편 개발사는 사이오가 더 나아가 동일한 원리를 이용해 각종 의약품의 성분은 물론 그 브랜드 또한 구체적으로 분석해 낼 수 있다고 밝혔다. 내년 출시 예정인 이 제품은 현재 249달러(약 28만 원)에 사전구매 할 수 있다. 사진=ⓒ컨슈머 피직스 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

■종합 제96회 전국체전 나흘째(강원 일원) ■프로야구 플레이오프 2차전 ●두산-NC(오후 6시 30분 마산) ■프로배구 여자부 ●도로공사-현대건설(김천체) 남자부 ●OK저축은행-한국전력(안산 상록수체 이상 오후 7시) ■프로축구 K리그 챌린지 ●안산-경남(오후 7시 안산 와스타디움)

-'성분과 영향' 분석 사이언스지 발표 지난해 사이딩 스프링 혜성이 화성을 스쳐 지나갈 때 과학자들은 오르트 구름에서 온 혜성이 어떻게 행동하는가를 잠시나마 엿볼 수 있는 기회를 얻었다. 새 연구에 따르면, 혜성은 화성에서 13만 5,000km 떨어진 화성의 희박한 대기권 상층을 지나가면서 마그네슘과 실리콘, 칼슘, 포타슘 등으로 이루어진 먼지를 1000~2000kg을 부려놓고 갔다. 이 같은 먼지는 바위의 성분과 비슷한 것이다. 사이딩 스프링 혜성은 그밖에도 상당량의 이산화탄소와 질소, 물 등을 부려놓고 갔지만, 이들이 화성 대기 성분과 같아 따로 탐지할 수는 없다. 어쨌든 혜성이 화성에 끼친 이 같은 영향은 그리 오래 가지 않을 것이라고 논문 대표저자인 커리 리세 미국 존스 홉킨스 대학 응용물리연구소 선임 연구원이 밝혔다. 리세 박사는 “혜성이 화성이 끼친 영향은 아주 일시적인 것이었다” 면서 “화성 하늘은 이미 그 같은 먼지로 가득한 만큼 혜성의 영향은 화성 시간으로 하루나 이틀이면 잦아들고 만다" 고 밝혔다. - 작은 혜성의 핵 사이딩 스프링 혜성이 출발한 곳은 오르트 구름이다. 해왕성 바깥으로 수천 천문단위(1천문단위는 지구-태양 간 거리)에 걸쳐 뻗어 있는 궤도를 형성하고 있는 이곳에는 수많은 우주 암석들이 우글거리고 있는 영역으로, 어쩌다가 중력 균형이 무너지면 바위가 튀어나와 혜성으로서의 여정을 시작하게 되는 것이다. 화성 옆을 스쳐지나간 사이딩 스프링도 그러한 혜성의 하나로, 태양계가 생성될 때의 원초 물질을 그대로 간직하고 있는 천체인 셈이다. 현재의 로켓 기술로는 이러한 혜성을 추적할 수가 없기 때문에, 사이딩 스프링이 화성 옆을 지날 때 미 항공우주국(NASA)의 화성 탐사선들이 혜성의 핵을 관측할 수 있는 절호의 기회를 잡은 셈이다. NASA의 화성정찰위성(MRO)이 보내온 사진에 의하면, 혜성 핵은 0.7km 정도로, 목성 가까이 있는 카이퍼 띠에서 오는 혜성의 평균치에 비해 약간 작은 것으로 나타났다. 태양계가 지금으로부터 약 46억 년 전에 생성된 것으로 볼 때, 카이퍼 띠의 우주 암석들이 그 동안 태양 에너지와 태양풍 압력에 의해 증발되어 크기가 많이 줄어들었을 것으로 과학자들은 생각하고 있다. 2014년 화성 궤도에 진입한 NASA의 또 다른 화성탐사선 메이븐(MAVEN ; Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission)은 사이딩 스프링이 화성 대기에 끼친 영향을 모니터링해왔다. 한편, 화성 표면의 큐리오시티와 오퍼튜니티 탐사로봇들은 혜성의 접근을 촬영, 이미지들을 보내왔는데, 이는 혜성이 지구 외의 다른 행성에 접근하는 것을 잡은 최초의 영상이다. - 태양계 탄생의 단서를 갖고 있을까? 지구의 바다와 생명의 '씨앗'이 혜성으로부터 왔다는 가설은 아직 논의의 여지가 있지만, 67P 혜성(추류모프-게라시멘코 혜성)에 대한 연구가 혜성에서 발견된 물에 포함된 중수소의 비율이 지구의 물과는 다르다는 결과를 내놓은 반면, 다른 연구는 카이퍼 띠 혜성의 물이 지구의 물과 더욱 비슷하다는 결과를 내놓았다. 어쨌든 사이딩 스프링의 화성 접근은 태양계 초기에 어떤 일들이 일어났는지에 대해 단서를 제공할지도 모른다. 오랜 시간 동안 반복된 혜성-소행성의 접근과 충돌이 지구같은 행성에 우주 물질들을 가져왔고, 그 속에 물과 생명의 씨앗들이 포함되어 있었을 거라고 과학자들은 생각하고 있다. 이번 연구는 10월 15일(현지시간) 출간된 세계적인 학술지 ‘사이언스’에 게재됐다. * 사이딩 스프링 혜성(영어: C/2013 A1, Comet Siding Spring)은 2013년 1월 3일 로버트 H. 맥노트가 사이딩 스프링 천문대에서 발견한 비주기 혜성이다. 이 혜성의 최대밝기는 +7.7등성 가량으로 맨눈으로 볼 수는 없지만, 아마추어 천문가들이 망원경으로 볼 수 있는 수준이다. 혜성의 지름은 최고 500m 정도다.(위키백과) 이광식 통신원 joand999@naver.com

한국시간으로 지난 7월 14일 오후 8시 49분 57초. 미 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스호가 명왕성에 근접 통과한 후 ‘저승신’ 명왕성의 모습을 지구로 보내왔다. 그로부터 3개월이 흐른 지난 17일(현지시간) NASA는 마치 저승신이 남긴 '발자국' 같은 미스터리한 명왕성 평원의 모습을 홈페이지에 공개했다. 하트모양을 닮은 스푸트니크 평원(Sputnik Planum)을 촬영한 이 사진이 담아낸 폭은 약 210km다. 사진을 자세히 보면 태양빛이 왼쪽 부분에 비추는 것이 확인되며 군데군데 수많은 구덩이들이 특히 눈에 띤다. 전문가들은 질소 성분의 얼음으로 이루어진 이 지역의 수많은 구덩이들이 수백m 지름에 수십m 깊이를 가졌을 것으로 추정하고 있다. 뉴호라이즌스 프로젝트 할 위버 연구원은 "이 구덩이들은 얼음의 흐름과 변화, 명왕성 표면과 대기 사이의 관계를 분석하는 실마리를 제공해 준다" 면서 "왜 이처럼 특별한 형태를 가지고 있는지는 여전히 미스터리" 라고 설명했다. 　 한편 NASA 측은 지난 7월 이후 명왕성과 주위 위성 사진을 야금야금 공개하고 있다. 이는 명왕성과의 먼거리와 느린 데이터 전송 속도 탓이다. 뉴호라이즌스호는 지구까지 작은 용량의 사진 한장 보내는데도 최소 4시간 이상이 걸린다. 이는 탐사선이 56억 7000만㎞나 떨어져 있기 때문으로 LTE 전송속도 보다도 10만 배나 느리다는 것이 NASA의 설명. 결과적으로 NASA는 지난 7월 뉴호라이즌스호가 촬영한 데이터를 1년 이상은 지나야 다 받아볼 수 있다. 뉴호라이즌스 프로젝트 수석연구원 알란 스턴은 “탐사선이 촬영한 이미지 데이터의 95%는 아직도 우주를 항해 중” 이라고 밝혔다. 한편 3462일간 시속 5만 km 속도로 날아가 명왕성을 탐사한 뉴호라이즌스호는 현재 두번째 행성지를 향해 가고 있다. 목표지는 명왕성으로부터 16억 km 떨어진 카이퍼 벨트에 있는 ‘2014 MU69’라는 이름의 소행성이다. 해왕성 궤도 바깥의 카이퍼 벨트는 황도면 부근에 천체가 도넛 모양으로 밀집한 영역으로, 약 30~50AU(1AU는 지구-태양 간 거리)에 걸쳐 분포하는데, 단주기 혜성의 고향으로 알려져 있다. 사진=NASA/JHUAPL/SwRI　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

'신비의 행성' 토성의 아름다운 고리를 수놓은 위성들 모습이 카메라에 포착됐다. 지난 13일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 토성탐사선 카시니호가 촬영한 위성 미마스(Mimas)와 판도라(Pandora)의 모습을 공개했다. 암흑의 우주공간을 가로지르는 토성의 고리를 두고 그 위에 걸쳐있는 작은 위성은 판도라, 하단에 동그랗게 떠있는 위성이 미마스다. 판도라는 위성이라고 말하기에는 뻘쭘한 소박한 크기다. 지름은 약 81km에 불과할 만큼 작고 불규칙한 모습의 판도라는 그러나 ‘친구’ 프로메테우스(지름 86km)와 함께 토성의 F고리 안쪽과 바깥쪽을 공전하며 그 중력으로 F고리가 흩어지는 것을 막아준다. 이에반해 미마스는 지름이 396km에 달하며 거의 동그랗게 생겨 태양계에서 구형으로 생긴 천체 중 가장 작다. 특히 미마스는 작은 덩치에 무려 130km 폭의 거대 크레이터인 허셜 크레이터를 가지고 있는 것이 특징. 이같은 특이한 모습 때문에 미마스에는 '스타워즈'에 등장하는 데스스타(Death Star)라는 별명이 붙어있다. 우주를 수놓은 한 폭의 그림같은 이 사진은 지난 7월 26일 촬영됐으며 판도라와 카시니와의 거리는 78만 1000km(픽셀당 5km), 미마스는 140만 km(픽셀당 8.4km)다. 사진= NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

'달부자' 토성의 위성 중 그 내부에 액체상태의 따뜻한 물이 있을 것으로 추정되는 천체가 있다. 바로 지름 500km의 얼음 위성 엔셀라두스(Enceladus)다. 16일(이하 현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 토성탐사선 카시니호가 촬영한 엔셀라두스의 북쪽 지역 모습을 사진으로 공개했다. 엔셀라두스와 불과 1,839km 거리에서 촬영된 이 사진은 위성의 표면 모습이 한 눈에 잡힐듯 생생히 드러나 있다. 역시나 눈길을 끄는 것은 여러 크레이터를 배경으로 나있는 수많은 균열이다. 카시니 프로젝트 이미지팀 폴 헬펜슈타인 박사는 "엔셀라두스의 북극 지역에는 수많은 크레이터와 균열들이 마치 거미줄처럼 뻗어있다" 면서 "이같은 표면 모습은 엔셀라두스에서는 흔한 것" 이라고 설명했다. 　 이번에 카시니호가 엔셀라두스의 표면 모습을 확실하게 잡아낼 수 있었던 것은 카시니호의 근접조우 덕이다. 이번을 포함 올해까지 카시니호는 총 3차례 엔셀라두스와 근접 조우하며 특히 오는 28일에는 남극 지역 49km까지 바짝 접근할 예정이다. 이렇듯 전문가들이 엔셀라두스에 큰 관심을 갖고 있는 것은 태양계에서 가장 생명체가 있을 것으로 유력시되는 위성이기 때문이다. 순수한 얼음으로 덮여 있어 태양빛을 대부분 반사해 우리 달보다 10배나 밝은 엔셀라두스는 현재까지 총 101개의 간헐천 존재가 확인된 바 있다. 간헐천은 뜨거운 물과 수증기가 주기적으로 분출하는 온천으로 그 존재가 처음 확인된 것은 지난 2005년이다. 이 간헐천들은 초당 200kg의 얼음과 수증기를 분출하는데, 엔셀라두스의 중력이 워낙 약하고 대기가 없어 수백km 높이까지 솟구친다. 한편 카시니호의 엔셀라두스 탐사는 이번이 마지막이 될 것으로 보인다. NASA와 유럽우주국(ESA), 이탈리아 우주국의 공동 프로젝트로 지난 1997년 발사된 카시니-하위헌스호는 7년 만에 토성에 도착해 탐사를 시작했으며 2017년 임무가 끝나면 토성으로 추락해 역사 속으로 사라진다. 사진=NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난해 사이딩 스프링 혜성이 화성을 스쳐 지나갈 때 과학자들은 오르트 구름에서 온 혜성이 어떻게 행동하는가를 잠시나마 엿볼 수 있는 기회를 얻었다. 새 연구에 따르면, 혜성은 화성에서 13만 5,000km 떨어진 화성의 희박한 대기권 상층을 지나가면서 마그네슘과 실리콘, 칼슘, 포타슘 등으로 이루어진 먼지를 1000~2000kg을 부려놓고 갔다. 이 같은 먼지는 바위의 성분과 비슷한 것이다. 사이딩 스프링 혜성은 그밖에도 상당량의 이산화탄소와 질소, 물 등을 부려놓고 갔지만, 이들이 화성 대기 성분과 같아 따로 탐지할 수는 없다. 어쨌든 혜성이 화성에 끼친 이 같은 영향은 그리 오래 가지 않을 것이라고 논문 대표저자인 커리 리세 미국 존스 홉킨스 대학 응용물리연구소 선임 연구원이 밝혔다. 리세 박사는 “혜성이 화성이 끼친 영향은 아주 일시적인 것이었다” 면서 “화성 하늘은 이미 그 같은 먼지로 가득한 만큼 혜성의 영향은 화성 시간으로 하루나 이틀이면 잦아들고 만다" 고 밝혔다. - 작은 혜성의 핵 사이딩 스프링 혜성이 출발한 곳은 오르트 구름이다. 해왕성 바깥으로 수천 천문단위(1천문단위는 지구-태양 간 거리)에 걸쳐 뻗어 있는 궤도를 형성하고 있는 이곳에는 수많은 우주 암석들이 우글거리고 있는 영역으로, 어쩌다가 중력 균형이 무너지면 바위가 튀어나와 혜성으로서의 여정을 시작하게 되는 것이다. 화성 옆을 스쳐지나간 사이딩 스프링도 그러한 혜성의 하나로, 태양계가 생성될 때의 원초 물질을 그대로 간직하고 있는 천체인 셈이다. 현재의 로켓 기술로는 이러한 혜성을 추적할 수가 없기 때문에, 사이딩 스프링이 화성 옆을 지날 때 미 항공우주국(NASA)의 화성 탐사선들이 혜성의 핵을 관측할 수 있는 절호의 기회를 잡은 셈이다. NASA의 화성정찰위성(MRO)이 보내온 사진에 의하면, 혜성 핵은 0.7km 정도로, 목성 가까이 있는 카이퍼 띠에서 오는 혜성의 평균치에 비해 약간 작은 것으로 나타났다. 태양계가 지금으로부터 약 46억 년 전에 생성된 것으로 볼 때, 카이퍼 띠의 우주 암석들이 그 동안 태양 에너지와 태양풍 압력에 의해 증발되어 크기가 많이 줄어들었을 것으로 과학자들은 생각하고 있다. 2014년 화성 궤도에 진입한 NASA의 또 다른 화성탐사선 메이븐(MAVEN ; Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission)은 사이딩 스프링이 화성 대기에 끼친 영향을 모니터링해왔다. 한편, 화성 표면의 큐리오시티와 오퍼튜니티 탐사로봇들은 혜성의 접근을 촬영, 이미지들을 보내왔는데, 이는 혜성이 지구 외의 다른 행성에 접근하는 것을 잡은 최초의 영상이다. - 태양계 탄생의 단서를 갖고 있을까? 지구의 바다와 생명의 '씨앗'이 혜성으로부터 왔다는 가설은 아직 논의의 여지가 있지만, 67P 혜성(추류모프-게라시멘코 혜성)에 대한 연구가 혜성에서 발견된 물에 포함된 중수소의 비율이 지구의 물과는 다르다는 결과를 내놓은 반면, 다른 연구는 카이퍼 띠 혜성의 물이 지구의 물과 더욱 비슷하다는 결과를 내놓았다. 어쨌든 사이딩 스프링의 화성 접근은 태양계 초기에 어떤 일들이 일어났는지에 대해 단서를 제공할지도 모른다. 오랜 시간 동안 반복된 혜성-소행성의 접근과 충돌이 지구같은 행성에 우주 물질들을 가져왔고, 그 속에 물과 생명의 씨앗들이 포함되어 있었을 거라고 과학자들은 생각하고 있다. 이번 연구는 10월 15일(현지시간) 출간된 세계적인 학술지 ‘사이언스’에 게재됐다. * 사이딩 스프링 혜성(영어: C/2013 A1, Comet Siding Spring)은 2013년 1월 3일 로버트 H. 맥노트가 사이딩 스프링 천문대에서 발견한 비주기 혜성이다. 이 혜성의 최대밝기는 +7.7등성 가량으로 맨눈으로 볼 수는 없지만, 아마추어 천문가들이 망원경으로 볼 수 있는 수준이다. 혜성의 지름은 최고 500m 정도다.(위키백과) 이광식 통신원 joand999@naver.com

손에 들었던 물건을 놓으면 곧장 아래로 떨어진다. 바로 중력 때문이다. 한살배기 아기도 중력을 안다. 아기가 계단을 내려갈 때 조심하는 것은 잘못 하다간 아래로 굴러떨어질까 봐 그러는 거다. 중력을 알기 때문이다. 자연계에 있는 4가지 힘, 곧 중력, 전자기력, 강력(강한 상호작용), 약력(약한 상호작용) 중 중력이 가장 약하다. 얼마나 약할까? 4가지 힘의 크기를 비교하면, 강력>전자기력>약력>중력 순서인데, 강력(1038)>전자기력(1036)>약력(1025)>중력(100) 이다. 100 은 1이다. 　 강력과 약력은 원자 내에서만 존재하는 힘으로, 중력이 지름 1cm의 살구만하다면 강력은 이 우주보다도 더 크다. 어마무시한 차이라는 점만 기억해두도록 하자. 조그만 말굽자석 하나가 대못을 매달고 있는 것은 지구의 중력을 이기고 있다는 증거이다. 이처럼 중력의 자연계의 4가지 힘 중에서 가장 약하지만, 그래도 당신이 낙상한다면 골반뼈나 손목뼈를 부러뜨릴 만큼 강하다는 사실을 알아야 한다. 중력은 또한 전자기력과는 달리 어떠한 조작으로도 상쇄하거나 차단할 수가 없는 힘이다. 중력 차단에 성공한 예는 아직까지 없다. 그러므로 공중부양을 한다고 흰소리하는 사람은 100% 사기꾼이라고 보면 틀림없다. 이 중력의 또다른 특징은 인력만으로 작용한다는 점이며, 이 우주에 가장 보편적 힘으로 천체들을 운행하고 있다는 사실이다. 그런데 중력이 어떻게 작용하는지는 아직도 오리무중이다. 사과를 땅으로 떨어지게 하는 힘이나, 달이 지구를 돌게 하는 힘이 다 같은 중력이라고 뉴턴이 밝혀냈지만, 그 힘이 어떻게 전해지는지는 천하의 뉴턴도 알 수 없었다. 달과 지구 사이, 지구와 태양 사이, 무수한 천체들 사이에 작용하는 중력은 말하자면 원격작용을 하는 셈이다. 리모콘은 전자기파를 매개로 하여 작동하지만, 중력에는 그런 매개체가 여직 발견되지 않고 있는 것이다. 중력이 이처럼 원격작용을 하는 원리를 끝내 알아내지 못한 뉴턴은 이렇게 면피용 멘트를 한번 날린 후 이 문제를 접고 말았다. “나는 가설을 만들지 않는다.” -아리스토텔레스에게 도전한 갈릴레오 이 골치 아픈 중력은 고대세계의 최고 천재라는 아리스토텔레스까지 실족하게 만들었다. 무슨 이야기인고 하면, 아리스토텔레스는 물체의 경중에 따라 중력의 크기가 다르게 작용한다고 큰소리쳤던 것이다. 아무런 실험도 해보지 않은 채 그냥 직관으로 그렇게 단정해버린 데 문제가 있었다. 경험으로 볼 때 무거운 물체는 가벼운 물체보다 빨리 떨어지지 않은가. 망치와 깃털을 떨어뜨릴 때 망치가 더 빨리 떨어진다. 하지만 인간의 감각이나 직관이란 그렇게 믿을 만한 게 못된다. 천동설이 수천 년 위세를 떨친 것만 봐도 알 수 있는 일이다. 하늘의 태양을 보고 누가 지구가 그 둘레를 돈다고 생각하겠는가. 어쨌든 지엄한 아리스토텔레스에게 2000년 만에 최초로 도전장을 내민 사람은 17세기 갈릴레오 갈릴레이(1564-1642)였다. 갈릴레오가 피사의 사탑에서 무거운 물체와 가벼운 물체를 떨어뜨려 두 물체가 동시에 떨어진다는 것을 증명했다는 이야기는 제자이며 전기작가였던 비비아니가 쓴 갈릴레오의 전기에나 나오지만, 전혀 증거가 없는 것으로 보아 창작일 확률이 높다는 것이 대체적인 시각이다. 원래 글쟁이들은 거짓말을 곧잘 하는 버릇이 있다. 제 입맛에 맞을 때 특히 그렇다. 그런데 갈릴레오가 물체의 낙하실험을 했다는 것은 사실이다. 단, 피사의 사탑에서 한 게 아니라, 집에서 경사로를 만들어놓고 그 위에 무게가 다른 공들을 굴렸다. 수없이 공을 굴려본 결과 무거운 공이든 가벼운 공이든 같은 속도로 굴러떨어진다는 것을 확인했다. 그는 또한 ‘새로운 두 과학에 대한 대화’라는 책에서 무거운 물체가 가벼운 물체보다 빨리 떨어진다는 것은 논리적으로 모순이라는 것을 설명하기도 했다. 후에 뉴턴이 이를 수학적으로 증명했다. 중력은 공평하게도 먼지이든 바윗덩이든 간에 모든 물체에 같은 크기로 작용한다. 다만 공기 저항이라는 요소만 제거한다면 우리는 눈으로도 그것을 확인할 수도 있다. 현대에 와서 우리는 그 실험을 직접 눈으로 볼 수 있었다. 공기가 없는 달에서 낙체실험이 이루어졌던 것이다. 1971년 아폴로 15호의 우주인이었던 데이비드 스콧은 우주선에 실어갔던 망치와 깃털을 달 표면 위에서 떨어뜨리는 실험을 했다. 전 세계 시청자들이 TV로 지켜보는 가운데 그는 어깨 높이에서 망치와 깃털을 떨어뜨렸고, 두 물체는 동시에 달 표면에 떨어졌다. 그러자 스콧이 지구인들을 향해 외쳤다. “갈릴레오가 옳았습니다!” -현대판 피사의 사탑 낙체실험 이 같은 낙체실험은 지구에서도 행해졌다. 지구에도 공기가 전혀 없는 공간들이 있다. 그중 가장 큰 공간은 미항공우주국(NASA)의 진공실이다. 바닥 면적이 30.5m × 37.2m로, 농구장의 2배가 넘는다. 이 세계 최대의 진공실은 미국 오하이오의 NASA 우주발전소에 있다. 여기서 실험을 진행한 사람은 영국의 훈남 물리학자 브라이언 콕스로, 볼링공과 깃털을 동시에 떨어뜨리는 실험이었는데, 영국 BBC TV에서 전 과정을 담은 영상을 방송했다. 실험 결과는 아름다웠다. 공기 저항이 있을 때는 깃털이 늦게 착지했지만, 공기를 다 빼고 진공 상태에서 한 실험에서는 볼링공과 깃털이 사이 좋게 똑같이 착지한 것이다. 이는 400년 전 ‘피사의 사탑 낙체실험’ 전설의 현대판이라 할 만하다. 비디오의 끝부분에는 아인슈타인의 등가원리가 잠깐 언급된다. 등가원리란 중력을 만드는 만유인력과 관성력은 구별할 수 없다는 원리이다. 아인슈타인의 일반상대성 이론에서 나오는 것으로, 자유낙하하는 놀이기구에 탄 사람이 무중력 상태를 경험하는 현상이 대표적인 예라 할 수 있다. 만약 당신이 지구 표면에 서 있다면, 당신의 체중을 느낄 것이고, 이는 곧 지구의 중력으로, 둘은 구별할 수가 없다는 것이다. 이는 매우 심오한 현상으로 아인슈타인의 일반상대성 원리로 발전하게 되었다. 브라이언은 이 단순한 실험을 해보임으로써 그 같은 심오한 자연의 법칙을 대중에게 소개한 것이다. 중력 미스터리는 아직까지 건재하다. 중력을 매개한다는 중력자와 아인슈타인이 일반상대성 이론에서 예측한 중력파를 찾는 것이 현대 물리학의 최대 화두가 되고 있는 것만 봐도 그 같은 사실을 알 수 있다. 중력 미스터리를 해결하는 사람이 나온다면 노벨 물리학상은 따놓은 당상이나 다름없을 것이다. 물체가 땅으로 떨어지는 이 단순한 현상 하나에도 이 같은 심오한 자연의 비밀이 숨어 있는 것을 보면, 세계에서 신비롭지 않은 것은 하나도 없는 것 같다. 이 글을 읽고 있는 당신도 알고 보면 신비 자체이며 우주의 기적 아닌가. 이광식 통신원 joand999@naver.com

손에 들었던 물건을 놓으면 곧장 아래로 떨어진다. 바로 중력 때문이다. 한살배기 아기도 중력을 안다. 아기가 계단을 내려갈 때 조심하는 것은 잘못 하다간 아래로 굴러떨어질까 봐 그러는 거다. 중력을 알기 때문이다. 자연계에 있는 4가지 힘, 곧 중력, 전자기력, 강력(강한 상호작용), 약력(약한 상호작용) 중 중력이 가장 약하다. 얼마나 약할까? 4가지 힘의 크기를 비교하면, 강력>전자기력>약력>중력 순서인데, 강력(1038)>전자기력(1036)>약력(1025)>중력(100) 이다. 100 은 1이다. 　 강력과 약력은 원자 내에서만 존재하는 힘으로, 중력이 지름 1cm의 살구만하다​면 강력은 이 우주보다도 더 크다. 어마무시한 차이라는 점만 기억해두도록 하자. 조그만 말굽자석 하나가 대못을 매달고 있는 것은 지구의 중력을 이기고 있다는 증거이다. 이처럼 중력의 자연계의 4가지 힘 중에서 가장 약하지만, 그래도 당신이 낙상한다면 골반뼈나 손목뼈를 부러뜨릴 만큼 강하다는 사실을 알아야 한다. 중력은 또한 전자기력과는 달리 어떠한 조작으로도 상쇄하거나 차단할 수가 없는 힘이다. 중력 차단에 성공한 예는 아직까지 없다. 그러므로 공중부양을 한다고 흰소리하는 사람은 100% 사기꾼이라고 보면 틀림없다. 이 중력의 또다른 특징은 인력만으로 작용한다는 점이며, 이 우주에 가장 보편적 힘으로 천체들을 운행하고 있다는 사실이다. 그런데 중력이 어떻게 작용하는지는 아직도 오리무중이다. 사과를 땅으로 떨어지게 하는 힘이나, 달이 지구를 돌게 하는 힘이 다 같은 중력이라고 뉴턴이 밝혀냈지만, 그 힘이 어떻게 전해지는지는 천하의 뉴턴도 알 수 없었다. 달과 지구 사이, 지구와 태양 사이, 무수한 천체들 사이에 작용하는 중력은 말하자면 원격작용을 하는 셈이다. 리모콘은 전자기파를 매개로 하여 작동하지만, 중력에는 그런 매개체가 여직 발견되지 않고 있는 것이다. 중력이 이처럼 원격작용을 하는 원리를 끝내 알아내지 못한 뉴턴은 이렇게 면피용 멘트를 한번 날린 후 이 문제를 접고 말았다. “나는 가설을 만들지 않는다.” ​-아리스토텔레스에게 도전한 갈릴레오 이 골치 아픈 중력은 고대세계의 최고 천재라는 아리스토텔레스까지 실족하게 만들었다. 무슨 이야기인고 하면, 아리스토텔레스는 물체의 경중에 따라 중력의 크기가 다르게 작용한다고 큰소리쳤던 것이다. 아무런 실험도 해보지 않은 채 그냥 직관으로 그렇게 단정해버린 데 문제가 있었다. 경험으로 볼 때 무거운 물체는 가벼운 물체보다 빨리 떨어지지 않은가. 망치와 깃털을 떨어뜨릴 때 망치가 더 빨리 떨어진다. 하지만 인간의 감각이나 직관이란 그렇게 믿을 만한 게 못된다. 천동설이 수천 년 위세를 떨친 것만 봐도 알 수 있는 일이다. 하늘의 태양을 보고 누가 지구가 그 둘레를 돈다고 생각하겠는가. 어쨌든 지엄한 아리스토텔레스에게 2000년 만에 최초로 도전장을 내민 사람은 17세기 갈릴레오 갈릴레이(1564-1642)였다. 갈릴레오가 피사의 사탑에서 무거운 물체와 가벼운 물체를 떨어뜨려 두 물체가 동시에 떨어진다는 것을 증명했다는 이야기는 제자이며 전기작가였던 비비아니가 쓴 갈릴레오의 전기에나 나오지만, 전혀 증거가 없는 것으로 보아 창작일 확률이 높다는 것이 대체적인 시각이다. 원래 글쟁이들은 거짓말을 곧잘 하는 버릇이 있다. 제 입맛에 맞을 때 특히 그렇다. 그런데 갈릴레오가 물체의 낙하실험을 했다는 것은 사실이다. 단, 피사의 사탑에서 한 게 아니라, 집에서 경사로를 만들어놓고 그 위에 무게가 다른 공들을 굴렸다. 수없이 공을 굴려본 결과 무거운 공이든 가벼운 공이든 같은 속도로 굴러떨어진다는 것을 확인했다. 그는 또한 ‘새로운 두 과학에 대한 대화’라는 책에서 무거운 물체가 가벼운 물체보다 빨리 떨어진다는 것은 논리적으로 모순이라는 것을 설명하기도 했다. 후에 뉴턴이 이를 수학적으로 증명했다. ​ 중력은 공평하게도 먼지이든 바윗덩이든 간에 모든 물체에 같은 크기로 작용한다. 다만 공기 저항이라는 요소만 제거한다면 우리는 눈으로도 그것을 확인할 수도 있다. 현대에 와서 우리는 그 실험을 직접 눈으로 볼 수 있었다. 공기가 없는 달에서 낙체실험이 이루어졌던 것이다. 1971년 아폴로 15호의 우주인이었던 데이비드 스콧은 우주선에 실어갔던 망치와 깃털을 달 표면 위에서 떨어뜨리는 실험을 했다. 전 세계 시청자들이 TV로 지켜보는 가운데 그는 어깨 높이에서 망치와 깃털을 떨어뜨렸고, 두 물체는 동시에 달 표면에 떨어졌다. 그러자 스콧이 지구인들을 향해 외쳤다. “갈릴레오가 옳았습니다!” -현대판 피사의 사탑 낙체실험 이 같은 낙체실험은 지구에서도 행해졌다. 지구에도 공기가 전혀 없는 공간들이 있다. 그중 가장 큰 공간은 미항공우주국(NASA)의 진공실이다. 바닥 면적이 30.5m × 37.2m로, 농구장의 2배가 넘는다. 이 세계 최대의 진공실은 미국 오하이오의 NASA 우주발전소에 있다. 여기서 실험을 진행한 사람은 영국의 훈남 물리학자 브라이언 콕스로, 볼링공과 깃털을 동시에 떨어뜨리는 실험이었는데, 영국 BBC TV에서 전 과정을 담은 영상을 방송했다. 실험 결과는 아름다웠다. 공기 저항이 있을 때는 깃털이 늦게 착지했지만, 공기를 다 빼고 진공 상태에서 한 실험에서는 볼링공과 깃털이 사이 좋게 똑같이 착지한 것이다. 이는 400년 전 ‘피사의 사탑 낙체실험’ 전설의 현대판이라 할 만하다. 비디오의 끝부분에는 아인슈타인의 등가원리가 잠깐 언급된다. 등가원리란 중력을 만드는 만유인력과 관성력은 구별할 수 없다는 원리이다. 아인슈타인의 일반상대성 이론에서 나오는 것으로, 자유낙하하는 놀이기구에 탄 사람이 무중력 상태를 경험하는 현상이 대표적인 예라 할 수 있다. 만약 당신이 지구 표면에 서 있다면, 당신의 체중을 느낄 것이고, 이는 곧 지구의 중력으로, 둘은 구별할 수가 없다는 것이다. 이는 매우 심오한 현상으로 아인슈타인의 일반상대성 원리로 발전하게 되었다. 브라이언은 이 단순한 실험을 해보임으로써 그 같은 심오한 자연의 법칙을 대중에게 소개한 것이다. 중력 미스터리는 아직까지 건재하다. 중력을 매개한다는 중력자와 아인슈타인이 일반상대성 이론에서 예측한 중력파를 찾는 것이 현대 물리학의 최대 화두가 되고 있는 것만 봐도 그 같은 사실을 알 수 있다. 중력 미스터리를 해결하는 사람이 나온다면 노벨 물리학상은 따놓은 당상이나 다름없을 것이다. 물체가 땅으로 떨어지는 이 단순한 현상 하나에도 이 같은 심오한 자연의 비밀이 숨어 있는 것을 보면, 세계에서 신비롭지 않은 것은 하나도 없는 것 같다. 이 글을 읽고 있는 당신도 알고 보면 신비 자체이며 우주의 기적 아닌가. 이광식 통신원 joand999@naver.com