미 항공우주국(NASA)의 제트 추진 연구소(JPL) 과학자들이 미래 태양계 여행의 새로운 방식을 제안했다. 이들의 구상은 한마디로 ‘히치하이크’라고 요약할 수 있다. 단 대상은 지나가는 자동차가 아니라 소행성과 혜성이다. ​지구에서 발사되는 우주선은 빠른 속도를 얻기 위해서 더 많은 연료를 실어야 한다. 이는 결국 상당한 비용 부담을 발생시킨다. 그래서 이전부터 나사의 과학자들은 행성의 에너지를 빌려왔다. 중력 도움(gravitational assistance/flyby)이라고 알려진 이 방식은 행성 주변에 근접해서 돌면서 약간의 운동에너지를 얻는 방법이다. 우리가 아는 보이저 탐사선은 물론 최근 명왕성을 지나간 뉴호라이즌스호 모두 이런 방법을 사용했다. ​문제는 상당한 속도를 얻기 위해서는 큰 행성을 사용해야 한다는 것이다. 이렇다 보니 우주선을 아무 때나 발사할 수가 없고 항상 목성 같은 거대 행성을 지나갈 기회를 노려야 했다. 더구나 일단 행성들을 지나가고 나면 가속하거나 감속할 방법은 연료를 사용하는 방법 밖에 없다. 제트 추진 연구소의 ​연구 책임자인 오노 마사히로와 그의 동료들은 대담하게도 우주선 옆을 지나가는 혜성이나 소행성에서 운동에너지를 얻는 방식을 제안했다. 혜성 히치 하이커(Comet Hitchhiker) 프로젝트는 작살과 여기에 연결된 줄을 이용해 혜성이나 소행성이 우주선을 견인하게 만드는 계획이다. ​이는 마치 작살을 던져 고래나 상어를 잡는 것과 비유할 수 있는데, 다른 점은 포획이 아니라 속도를 올리는 데 사용한다는 것이다. 물론 여기에는 상당한 기술적 어려움이 있다. ​일단 첫 번째 기술적 난제는 정확하게 지나가는 소행성에 작살을 던져서 고정하는 것이다. 이 작살은 재사용이 가능한 디자인으로 개발해야 계속 여행이 가능하다. 당연히 말처럼 쉬운 문제가 아니다. 두 번째 문제는 엄청난 힘을 견디는 긴 줄이 필요하다는 것이다. 작살이 고정되면 이 줄은 갑자기 큰 힘을 받게 되므로 마치 큰 고기를 낚을 때처럼 줄을 풀어줘야 한다. 그렇지 않으면 작살이 빠지던지, 줄이 끊어질 것이다. 정리하면 길게 풀 수 있으면서 엄청나게 튼튼하고 가벼운 줄이 필요하다. ​이 방법이 성공한다면, 다시 줄을 감아 목표로 하는 소행성에 접근할 수도 있고 반대로 운동 에너지만 얻고 헤어질 수도 있다. NASA의 과학자들은 이런 방법을 쓰면 카이퍼 벨트에 있는 천체를 5개에서 10개 정도 동시에 탐사할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 문제는 이런 방법이 진짜 가능한 지이다. ​현재 존재하는 섬유소재 가운데 방탄복 소재 등으로 쓰이는 케블라 등을 사용해도 견딜 수 있는 속도 변화는 초당 1.5km 정도다. 과학자들은 최대 초당 10km의 속도 변화도 생길 수 있다고 보고 있다. 따라서 카본 나노튜브 같은 새로운 소재가 필요하다. 그것도 매우 길게 줄로 만들 수 있어야 한다. 현재 기술 수준으로는 아직 어려운 이야기다. ​따라서 혜성 히치 하이커는 아직 개념 탐색의 단계라고 할 수 있다. 물론 언젠가 미래에 가능해진다면 태양계 탐사에 신기원을 이룩할 수도 있을 것이다. 연료를 별로 사용하지 않고도 장거리를 이동할 수 있기 때문이다. 그때가 되면 은하수는 아니지만, 태양계를 여행하는 히치 하이커를 위한 안내서 정도는 나올지도 모른다. ​고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

-아인슈타인이 예측한 중력파는 과연 존재하는가? 우주의 시공간 구조는 그 속에서 움직이는 물체에 따라 쉼 없이 뒤틀리거나 휘어진다. 이러한 시공간의 뒤틀림으로 발생한 요동이 파도처럼 광속으로 전달되어, 움직이는 물체 또는 계(界)로부터 바깥쪽으로 이동하는 파문(ripples)을 중력파라 한다. 주로 천체의 중력붕괴나 초신성 폭발 등으로 발생하는 이 중력파는 일찍이 아인슈타인이 일반상대성 이론에서 그 존재를 예측했지만, 아직 중력파를 검출하는 데 성공한 예는 없다. 그러나 간접적으로 그 존재가 알려졌는데, 1974년 조셉 테일러와 러셀 헐스는 펄서의 쌍성계인 PSR B1913+16을 발견하고 그 자전주기와 펄스 방출주기를 정밀하게 측정한 결과, 그 궤도주기가 점차 짧아지고 있음을 밝혀냈다. 이 현상은 중력파를 통해 에너지가 밖으로 방출되었다고 볼 때, 일반상대성 이론이 예측한 값과 오차범위 내에서 일치했다. 두 사람은 "중력 연구의 새로울 가능성을 여는 신형 쌍성 펄서의 발견" 업적으로 노벨 물리학상(1993년)을 받았다. 이처럼 천체물리학의 최대 화두가 되는 이 중력파 검출에 본격적으로 뛰어들 준비가 갖추고 있는 관측소가 있다. 미국의 루이지애나에 설치된 레이저간섭중력파관측소(LIGO: Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)는 업그레이드를 완료해 크게 향상된 감도로 중력파 검출에 나설 채비를 하고 있는 중이다. 연말께부터 관측을 시작하려고 하는 LIGO팀은 20년간의 노력 끝에 알베르트 아인슈타인이 약 한 세기 전에 예측한 파동을 어렴풋이 볼 수 있게 되기를 기대하고 있다. 어쨌든 천문학자들은 최상의 해상도를 확보할 방법으로 이 중력파를 검출하기를 열망하고 있다. 하지만 그들이 원하는 방법대로 하려면, 두 개의 인공위성을 우주로 띄워야 한다. 그리고 수백만 킬로미터 떨어진 곳에 각각 위치시킨 다음 그사이 시공간의 중력파를 검출을 시도하는 것이다. 이처럼 극단적으로 먼 거리를 잡는 것은 시공간의 뒤틀림이 극히 작아 중력파를 검출하기 위해 최대한 공간을 확보하기 위한 것이다. 다행히 중력파 검출을 열망하는 천문학자들에게 큰 지원군이 나타났는데, 유럽우주기구(ESA)에서 중력파 관측 탐사선을 쏘아 올릴 예정이라는 소식이다. ​아직 망원경의 디자인이 결정된 것은 아니지만, LISA 패스파인더(Laser Interferometer Space Antenna Pathfinder)와 NGO(New Gravitational wave Observatory)가 검토단계에 있는데, 둘 중 하나가 조만간 결정되면 2034년 우주로 올려보내질 예정이다. 그러나 LISA 패스파인더는 사실 중력파 사냥에 전적으로 투입되지는 않고, 약 20년에 걸쳐 보다 광범한 임무를 수행할 예정이다. "정말 내가 원하는 것은 중력파 천체물리학에 집중하는 것이다"라고 이 두 프로젝트에 관여하는 T 맥나마라가 '디스커버리' 지와의 인터뷰에서 밝혔다. 그는 1994년 21살의 나이로 LISA에서 과학자로서의 경력을 시작했다. 2034년 LISA 패스파인더가 우주로 떠나면 그도 은퇴할 나이에 이르게 된다. LISA 패스파인더는 어떤 우주선보다 정적이고 안정된 상태를 유지할 것이다. 패스파인더가 머물게 될 궤도는 지구에서 태양 쪽으로 150만km 떨어진 우주공간으로, 라그랑주 1 지점(L1)이라고 일컬어지는 곳이다. 여기에서 지구와 태양의 중력이 균형을 이루어 패스파인더는 안정된 자세를 유지할 수가 있다. LISA 패스파인더가 만약 탐사선이 중력파 검출에 성공한다면 우주의 거대 폭발 증거를 발견한 최초의 우주선이 될 것이다. 사진=ESA(아인슈타인이 예측한 중력파를 검출하기 위해 우주로 발사될 예정인 LISA 패스파인더 상상도) 이광식 통신원 joand999@naver.com

점프하거나 구르고 혹은 뒤집는 동작이 가능한 탐사로봇을 미국항공우주국(NASA)의 과학자들이 개발하고 있는 것으로 알려져 관심이 쏠리고 있다. ‘헤지호그’(고슴도치)라는 명칭으로 불리고 있는 신개념 탐사로봇을 영국 일간 데일리메일 등 외신이 소개했다. NASA는 헤지호그의 견고한 디자인이 우주탐사 임무 도중 지표 환경에 의해 떨어지거나 튀어오르는 등 긴박한 상황에 처하게 되더라도 어떤 손상도 없이 임무를 수행할 수 있게 한다고 말하고 있다. NASA는 “예를 들어 기존의 화성 탐사로봇은 바퀴에 체인을 달아 이동하고 있지만 만일 로봇이 뒤집어지기라도 하면 작동할 수 없다”면서 “중력이 작고 지표가 거친 소행성이나 혜성과 같은 소형 천체에서 이런 로봇을 운용하는 것은 더 위험한 작업”이라고 말했다. ‘헤지호그’ 프로젝트는 NASA 산하 제트추진연구소(JPL)와 스탠퍼드대, 그리고 메사추세츠공과대(MIT)의 연구자들이 참여해 각각 개발하고 있다. JPL팀을 이끌고 있는 리사 네스나스 박사는 “헤지호그는 지표면을 구르고 점프할 수 있다”면서 “큐브처럼 생겼으며 어떤 지표면에서도 운용할 수 있다”고 말했다. 헤지호그의 기본 개념은 내부의 속도 조절 바퀴인 ‘플라이휠’의 회전과 제동으로 움직이는 ‘스파이크’(튀어나온 부분)를 가진 큐브이다. 헤지호그의 스파이크는 험한 지형으로부터 본체를 보호하고 이런 지형을 굴러나갈 때 다리 역할을 한다. “또 이런 스파이크는 헤지호그가 구를 때 지표의 온도를 측정할 수 있는 열감지 장치와 같은 것을 수용할 수 있다”고 네스나스 박사는 설명했다. 헤지호그는 작은 본체와 적은 중력 덕분에 180도로 회전하며 포물선으로 점프해 이동하고 이를 네 차례에 걸쳐 수행할 수 있다. JPL팀은 모래와 거친 바위, 미끄러운 얼음, 부드럽고 부서지기 쉬운 곳 등 다양한 지표 환경을 모방해 만든 실험 공간에서 헤지호그의 기동을 실제로 실험했다. 이 팀의 선임 기술자인 로버트 리드는 “우리는 헤지호그 프로토타입을 혜성과 같은 환경에서 굴리고 점프시키는 실험을 통해 처음으로 운용 가능성을 입증했다”면서 “헤지호그의 극히 간단한 기동은 한쪽으로 기울어지거나 뒤집어져도 할 수 있다”고 말했다. 이들 연구자에 따르면, 헤지호그는 자신이 원하는 방향으로 한두 개의 스파이크를 사용해 먼 거리를 점프하거나 한 면에서 다른 면으로 굴러가며 짦은 거리를 이동할 수 있다. 포물선 실험에서는 헤지호그가 스스로 회전해 점프하는 기동도 수행할 수 있는 것으로 확인됐다. 이런 기동은 모래 싱크홀에 빠지거나 다른 위험한 상황에서도 쉽게 벗어날 수 있도록 한다. JPL의 헤지호그는 스파이크 8개, 플라이휠 3개를 장착하고 있다. 본체 무게는 약 5kg로 카메라와 분광기와 같은 장치를 더하면 약 9kg까지 늘어난다. 반면 스탠포드대가 만든 헤지호그 프로토타입은 조금 더 작고 가벼우며 짧은 스파이크를 갖고 있다. 두 헤지호그는 똑같이 3개의 내부 플라이휠을 기반으로 기동하지만 내부에 쓰이는 브레이크 메커니즘은 서로 다른다. JPL이 만든 헤지호그는 디스크 브레이크를 사용하며 스탠퍼드대의 버전은 마찰 벨트를 사용한다. 스탠퍼드대 팀을 이끌고 있는 마르코 파본 박사는 “브레이크를 사용하는 플라이휠을 제어해 헤지호그의 도약 각도를 조정할 수 있다”면서 “우리는 두 브레이크 체계를 실험해 장단점을 이해하고 있는 것”이라고 말했다. 또 헤지호그에 달린 스파이크의 형태는 도약 궤적에 크게 영향을 준다고 한다. 스탠퍼드대 선임 기술자인 벤자민 혹맨은 “몇 가지 스파이크 구성을 실험해 가장 도약 성이 뛰어난 것을 발견했다”면서 “또한 규브 구조는 제조는 물론 우주선에 싣기도 편하다”고 말했다. 현재 연구자들은 각자 헤지호그가 지구로부터 어떤 명령을 주지 못한 상황에서도 스스로 수행할 수 있는 동작을 늘리는 등 자율성 확립을 위해 노력하고 있다. 또 헤지호그는 기본 탐사로봇보다 상대적으로 비용이 저렴하고 탐사선에 수송하기도 쉬워 앞으로 탐사 임무에 사용될 가능성이 크다. 눈 깜짝할 사이에 우주 곳곳에서 구르고 점프하는 헤지호그 탐사로봇을 보게 될지도 모른다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)의 제트 추진 연구소(JPL) 과학자들이 미래 태양계 여행의 새로운 방식을 제안했다. 이들의 구상은 한마디로 ‘히치하이크’라고 요약할 수 있다. 단 대상은 지나가는 자동차가 아니라 소행성과 혜성이다. ​지구에서 발사되는 우주선은 빠른 속도를 얻기 위해서 더 많은 연료를 실어야 한다. 이는 결국 상당한 비용 부담을 발생시킨다. 그래서 이전부터 나사의 과학자들은 행성의 에너지를 빌려왔다. 중력 도움(gravitational assistance/flyby)이라고 알려진 이 방식은 행성 주변에 근접해서 돌면서 약간의 운동에너지를 얻는 방법이다. 우리가 아는 보이저 탐사선은 물론 최근 명왕성을 지나간 뉴호라이즌스호 모두 이런 방법을 사용했다. ​문제는 상당한 속도를 얻기 위해서는 큰 행성을 사용해야 한다는 것이다. 이렇다 보니 우주선을 아무 때나 발사할 수가 없고 항상 목성 같은 거대 행성을 지나갈 기회를 노려야 했다. 더구나 일단 행성들을 지나가고 나면 가속하거나 감속할 방법은 연료를 사용하는 방법 밖에 없다. 제트 추진 연구소의 ​연구 책임자인 오노 마사히로와 그의 동료들은 대담하게도 우주선 옆을 지나가는 혜성이나 소행성에서 운동에너지를 얻는 방식을 제안했다. 혜성 히치 하이커(Comet Hitchhiker) 프로젝트는 작살과 여기에 연결된 줄을 이용해 혜성이나 소행성이 우주선을 견인하게 만드는 계획이다. ​이는 마치 작살을 던져 고래나 상어를 잡는 것과 비유할 수 있는데, 다른 점은 포획이 아니라 속도를 올리는 데 사용한다는 것이다. 물론 여기에는 상당한 기술적 어려움이 있다. ​일단 첫 번째 기술적 난제는 정확하게 지나가는 소행성에 작살을 던져서 고정하는 것이다. 이 작살은 재사용이 가능한 디자인으로 개발해야 계속 여행이 가능하다. 당연히 말처럼 쉬운 문제가 아니다. 두 번째 문제는 엄청난 힘을 견디는 긴 줄이 필요하다는 것이다. 작살이 고정되면 이 줄은 갑자기 큰 힘을 받게 되므로 마치 큰 고기를 낚을 때처럼 줄을 풀어줘야 한다. 그렇지 않으면 작살이 빠지던지, 줄이 끊어질 것이다. 정리하면 길게 풀 수 있으면서 엄청나게 튼튼하고 가벼운 줄이 필요하다. ​이 방법이 성공한다면, 다시 줄을 감아 목표로 하는 소행성에 접근할 수도 있고 반대로 운동 에너지만 얻고 헤어질 수도 있다. NASA의 과학자들은 이런 방법을 쓰면 카이퍼 벨트에 있는 천체를 5개에서 10개 정도 동시에 탐사할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 문제는 이런 방법이 진짜 가능한 지이다. ​현재 존재하는 섬유소재 가운데 방탄복 소재 등으로 쓰이는 케블라 등을 사용해도 견딜 수 있는 속도 변화는 초당 1.5km 정도다. 과학자들은 최대 초당 10km의 속도 변화도 생길 수 있다고 보고 있다. 따라서 카본 나노튜브 같은 새로운 소재가 필요하다. 그것도 매우 길게 줄로 만들 수 있어야 한다. 현재 기술 수준으로는 아직 어려운 이야기다. ​따라서 혜성 히치 하이커는 아직 개념 탐색의 단계라고 할 수 있다. 물론 언젠가 미래에 가능해진다면 태양계 탐사에 신기원을 이룩할 수도 있을 것이다. 연료를 별로 사용하지 않고도 장거리를 이동할 수 있기 때문이다. 그때가 되면 은하수는 아니지만, 태양계를 여행하는 히치 하이커를 위한 안내서 정도는 나올지도 모른다. ​고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

-태양에서 약 200억km 인류가 우주로 띄워보낸 '병 속 편지' 보이저 1호가 2015년 9월 현재 지구로부터 약 200억km 떨어진 우주 공간을 날고 있는 중이다. 미국의 무인 우주탐사선 보이저 1호가 지구를 떠난 것이 지난 1977년 9월 5일이니까 오늘로 꼬박 만 38년을 날아가고 있는 셈이다. 총알 속도의 17배인 초속 17km의 속도로 날아가고 있는 보이저 1호는 인간이 만든 물건으로는 가장 우주 멀리 날아간 기록을 세우고 있는 중이다. 이 거리는 초속 30만km인 빛이 달리더라도 18시간이 넘게 걸리며, 지구-태양 간 거리의 130배(130AU)가 넘는 거리다. 보이저 1호가 태양계를 벗어나 성간 공간으로 진입한 것은 2012년 8월로, 탐사선을 스치는 태양풍 입자들의 움직임으로 확인되었다. 태양계 최외각의 행성들을 지나온 보이저는 최초로 성간 공간으로 진입한 우주선으로서 각종 데이터를 지구로 보내오고 있는 중이다. 데이터로부터 최근 확인된 상황은 ​태양으로부터 온 '거품(Bubbles)' 효과의 관측으로, 이것이 바로 보이저 1호가 성간 공간으로 들어섰다는 사실을 확인해준 것이다. 그리고 미 항공우주국(NASA)은 지난 2014년 7월 보이저 1호가 성간 공간을 날고 있다는 사실을 재확인했다. 인간의 모든 신화와 문명에서 절대적 중심이었던 태양, 그 영향권으로부터 최초로 벗어난 722㎏짜리 인간의 피조물이 지금 호수와도 같이 고요한 성간 공간을 주행하고 있다. 인류의 우주탐사 꿈을 싣고 한 세대를 지나는 세월 동안 고장 한번 나지 않은 기적의 항해를 이어가고 있는 보이저 1호는 목성, 토성을 지나며 보석 같은 과학 정보들을 지구로 보낸 후, 인류 역사상 처음으로 태양계를 벗어나 미지의 영역인 '검은 우주' 속으로 돌진하고 있는 것이다. 보이저 1호는 그간 수많은 탐사 신기록을 세웠다. 1979년 목성에 약 35만km까지 다가가 아름다운 목성의 모습을 촬영했다. 당시만 해도 미지의 행성이었던 목성의 대적반(거대 폭풍)과 대기가 보이저 1호에 처음 포착되면서 목성의 비밀이 하나씩 벗겨지기 시작했다. 이듬해에는 토성에서 12만km 지점에 접근해 토성의 고리가 1000개 이상의 선으로 이뤄졌고 고리 사이에는 틈새기가 있다는 사실을 밝혀냈다. -파이어니어 10호, 200만 년 후 알데바란에 도착 보이저 1호 다음으로 먼 곳을 달리는 것은 태양으로부터 157억km 떨어져 있는 파이어니어 10호다. 방향은 보이저 1호의 정반대편이다. 하지만 파이어니어 10호는 2003년 1월 23일 마지막으로 희미한 신호를 보내온 후 교신이 끊어졌다. 지구에서 100AU나 떨어진 깜깜한 우주공간에서 영원히 우주의 미아가 되어버린 것이다. 1972년 3월 지구를 떠난 지 꼭 31년 만이다. 미국 아이오와 대 반알렌 교수는 “탐사선은 아직도 태양의 온기를 쬐고 있을 것”이라며 파이어니어 10호가 태양계 언저리 어디쯤에 있을 것이라고 추측했다. 시속 4만 5000km의 맹렬한 속도로 우주공간을 주파하고 있는 파이어니어 10호는 3만 년쯤 후에는 황소자리 붉은 별 로스(Ross) 248별을 스쳐 지나고, 그후 100만 년 동안 10개의 별들 옆을 더 지나갈 것이다. 그리고 또 200만 년 후에는 지구로부터 65광년 떨어진 황소자리 1등성 알데바란 옆퉁이에 다다를 것이다. 겨울철 남쪽 하늘 오리온자리 옆구리에서 밝게 반짝이는 별이다. (겨울 밤하늘에서 알데바란을 볼 때 주의하기 바란다. 지구-알데바란 간 우주공간을 날고 있는 보이저 1호가 운좋으면 혹 눈에 띌지도 모르니까.^^ ) 한편, 보이저 2호와 파이어니어 11호는 둘 다 명왕성 궤도 바깥을 날고 있고, 또 다른 탐사선 뉴호라이즌 호는 지난 7월 14일 명왕성을 최근접 비행을 성공한 후 외부 태양계를 향해 날아가고 있다. 다음 목표물은 카이퍼 벨트에 있는 소행성 2014 MU69로, 2019년에 도착할 예정이다. 이상에서 보는 바와 같이 우주의 한 변방, 모래알만한 지구에 거주하는 인류라는 지성체가 바야흐로 그의 광막한 고향, 대우주를 탐색하기 위해 용약 분투하고 있는 중이다. -우주의 당구공 치기, 스윙바이 본래 태양계 바깥쪽의 거대 행성들인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 탐사하기 위해 발사된 보이저 1호는 당시 최신 기술이던 중력 보조를 사용하도록 설계된 탐사선이다. 중력 보조란 탐사선의 속도를 높이기 위해 중력을 이용한 슬링 숏 기법(새총쏘기)을 말하는 것으로, 행성의 중력을 이용해 우주선의 가속을 얻는 기법이다. 스윙바이(swingby) 또는 플라이바이라고도 하는 이것은 말하자면 우주의 당구공 치기쯤 되는 기술이다. 탐사선이 행성의 중력을 받아 미끄러지듯 가속을 얻으며 낙하하다가 어느 지점에서 진행각도를 바꾸면 그 가속을 보유한 채 튕기듯이 탈출하게 된다. 보이저는 이 기법을 이용해 목성 중력에서 시속 6만km의 속도 증가를 공짜로 얻었다. 보이저가 목성의 중력을 이용해 추진력을 얻을 때, 목성은 그만큼 에너지를 빼앗기는 셈이지만, 그것은 50억 년에 공전 속도가 1mm 정도 뒤처지는 것에 지나지 않는다. 현재까지 인류가 개발한 추진 로켓의 힘은 겨우 목성까지 날아가는 게 한계이지만, 이 스윙바이 항법으로 우리는 전 태양계를 탐험할 수 있게 된 것이다. 일명 ‘행성간 대여행’이라 불리는 행성의 배치가 행성간 탐사선의 개발에 영향을 주었는데, 이 행성간 대여행은 연속적인 중력 보조를 활용함으로써, 한 탐사선이 궤도 수정을 위한 최소한의 연료만으로 화성 바깥쪽의 모든 행성(목성, 토성, 천왕성, 해왕성)을 탐사할 수 있는 여행이다. 이 항법을 활용하기 위해 보이저는 행성들이 직선상 배열을 이루는 드문 기회(몇백 년에 한 번꼴)를 이용했는데, 목성의 중력이 보이저를 토성으로 내던지고, 토성은 천왕성으로, 천왕성은 해왕성으로, 그 다음은 태양계 밖으로 차례로 내던지게 되는 것이다. 하늘의 당구치기를 하면서 날아갈 보이저 1호와 2호는 이 여행을 염두에 두고 설계됐으며, 발사 시점도 대여행이 가능하도록 맞춰졌다. -보이저 2호, 30만 년 후 시리우스에 도착 쌍둥이 탐사선 보이저 2호는 1호보다 16일 먼저 지구를 떠났지만 1호와는 다른 경로를 택했다. 목성과 토성까지는 비슷한 경로로 날아갔지만, 그 뒤 보이저 1호는 태양계 밖으로 향했고, 2호는 천왕성과 해왕성을 차례로 관측하는 경로를 택했다. ​2015년 9월 현재 보이저 2호는 지구로부터 110AU(천문단위), 164억km 떨어진 태양권덮개(헬리오시스)에 있으며, 성간 가스의 압력에 의해 태양풍이 있는 태양권의 가장 바깥자리에서 항해 중이다. 빛의 속도로 15시간 걸리는 거리다. 이는 인류가 만든 확인된 물체 중 지구로부터 두 번째 멀리 떨어져 있는 것이다. 보이저 2호도 이미 태양권 덮개 영역으로 들어선 것으로 알려졌다. 29만 6천 년 후 보이저 2호는 지구로부터 8.6광년 떨어진, 밤하늘에서 가장 밝은 별인 큰개자리의 시리우스에 도착할 예정이다. 태양계를 완전히 벗어난 뒤 외계의 지적 생명체와 조우할 경우를 대비해 보이저 1호에는 외계인들에게 보내는 지구인의 메시지를 담은 금제 음반도 싣고 있다. 이 음반의 내용은 칼 세이건이 의장으로 있던 위원회에서 결정되었는데, 115개의 그림과 파도, 바람, 천둥, 새와 고래의 노래와 같은 자연적인 소리와 함께 수록된 55개 언어로 된 지구인의 인삿말에는 한국어도 포함되어 있다. 하지만, 보이저가 가장 가까운 별인 켄타우루스 프록시마 별까지 가는 데만도 4만 년 정도가 걸리고, 탐사선의 크기도 너무 작기 때문에 발견될 가능성은 극히 낮다. 따라서 이 음반을 정말 누군가가 받는다고 해도 영원처럼 먼 미래의 일일 것이다. 따라서 정말로 외계인과 교신하기 위한 시도라기보다는 상징적인 뜻이 더 많다. -인류가 보낸 ‘우주 척후병' 보이저 1호의 최후는? 태양계를 벗어난 보이저 1호는 어느 천체의 중력권에 붙잡힐 때까지 관성에 의해 계속 어둡고 차가운 우주로 나아갈 운명이다. 연료인 플로토늄 238이 바닥나는 2020년께까지 보이저 1호는 아무도 가보지 못한 태양계 바깥의 모습을 지구로 타전할 것이다. 지난 30여 년간 보이저 1호가 보내온 각종 영상과 데이터는 태양계에 대한 인간의 인식을 넓혀주었다. 1980년엔 최초로 완벽한 태양계의 모습을 촬영했다. 지구에서 60억km쯤 떨어진 명왕성 궤도 부근에서 찍어보낸 그 유명한 지구 사진, 흑암의 무한 공간 속에 한낱 먼지처럼 부유하는 '창백한 푸른 점'도 보이저 1호의 작품이다. 또한 목성에도 토성과 비슷한 고리가 있다는 사실, 토성의 고리가 1,000개 이상의 가는 선으로 이뤄졌다는 사실, 목성의 위성 유로파가 얼어붙은 바다로 덮여 있다는 사실 등이 모두 보이저 1호가 밝혀낸 것들이다. 보이저 프로젝트의 책임자인 에드 스톤 박사는 “지금까지 보이저 1, 2호가 우주에서 발견한 것들은 우리가 세상을 바라보는 생각을 변하게 했다”면서 보이저 1호 대장정의 의미를 규정했다. 3개의 원자력 전지가 전력을 공급받고 있는 보이저 1호는 2020년경까지는 지구와의 통신을 유지하는 데 충분한 전력을 공급받을 수 있을 것으로 보이나, 2025년 이후에는 전력 부족으로 더 이상 어떤 장비도 구동할 수 없게 되고, 지구와의 연결선이 완전 끊어지게 된다. 그러나 보이저의 항해는 그후로도 여전히 계속될 것이다. 태양계를 벗어난 보이저 1호가 먼저 만나게 될 천체는 혜성들의 고향 오르트 구름이다. 하지만 300년 후의 일이다. 이 오르트 구름 지역을 빠져나가는 데만도 약 30,000년이 걸린다. 그 다음부터 40,000년 동안에는 그 진로상에 어떤 별도 없다. 약 70,000년을 날아간 후 보이저 1호는 18광년 떨어진 기린자리의 글리제 445 별을 1.6광년 거리에서 지날 것이며, 그 다음부터는 적어도 10억 년 이상 아무런 방해도 받지 않고 우리은하의 중심을 돌 것이다. 인류가 우주로 띄워보낸 '병 속의 편지' 보이저 1호는 어쩌면 50억 년쯤의 시간이 흐르는 동안에도 누구의 손에 의해서도 회수되는 일 없이 항진을 계속할는지도 모른다. 그러면 인류의 메시지를 담은 음반이 재생되는 일도 영원히 없을 것이다. 50억 년이란 인류에겐 긴 세월이다. 장엄하게 빛나던 태양도 종말을 맞을 것이며, 이미 지구는 바짝 구워져 염열지옥이 되어버렸을 시간이다. 인류는 어떻게 되었을까? 다른 행성으로 떠나갔거나 지구에서 멸종되었거나 둘 중 하나일 것이다. 그때면 보이저 1호만이 사라져버린 지구 문명의 희미한 잔영을 지닌 채 우리은하를 벗어나 심우주로 몇조 년을 그대로 항행할지도 모른다. 지금 이 순간에도 태양계 바깥의 성간 공간에서 '검은 우주'를 향해 맹렬히 내달리고 있을 인류의 '병 속 편지' 보이저 1호는 과연 우주의 어느 언저리에서, 언제쯤 그 오랜 항해를 멈추고 영원한 잠에 빠져들 것인가 궁금하다. 동영상 넣기 https://www.youtube.com/embed/BXUAiKkfJtA 이광식 통신원 joand999@naver.com

세계에서 가장 성능이 뛰어난 디지털카메라가 만들어진다. 이 카메라는 우주 관측에 쓰일 망원경에 장착되는 데 해상도가 무려 32억 화소나 된다. 이른바 ‘LSST’(Large Synoptic Survey Telescope, 대형 시놉틱 관측 망원경)로 불리는 차세대 천체망원경의 핵심이 될 이 카메라를 제조하는 것을 마침내 미국 에너지부(DoE)가 승인했다고 미국 스탠퍼드대 국립가속연구소(SLAC)가 발표했다. LSST 건설 계획에 참여하고 있는 SLAC에 따르면 이미 카메라 조립에 쓸 2000제곱피트(약 186㎡)짜리 ‘클린룸’(반도체 소자나 집적 회로 제조를 위하여 미세한 먼지까지 제거한 청정실)도 완성됐다. 스티븐 칸 LSST 프로젝트 책임자는 “‘3차 중대 결정’(Critical Decision 3)으로 알려진 이번 승인은 완성된 카메라를 망원경에 달기 전에 하는 마지막 절차였다”면서 “이제 부품을 입수해 만들 수 있게 됐다”고 설명했다. 칠레 파촌 산에 건설될 LSST에 장착될 카메라는 무려 3톤에 달하는 거대한 장비다. 32억 화소라는 세계 최대 해상도를 제공하는 것에 걸맞게 카메라 필름에 해당하는 CCD는 1600만 화소짜리 CCD 200개를 모자이크처럼 결합해 만들고 빛을 반사해 CCD에 투영할 주거울의 지름도 8.4m나 될 것으로 알려졌다. 이를 통해 찍은 한 장의 사진은 고화질TV(HDTV) 1500대 화면에 동시에 띄울 수 있을 정도로 매우 높은 해상도를 갖게 된다고 한다. 이 카메라는 또 필터링 교체를 통해 근자외선부터 근적외선에 이르는 넓은 범위의 파장을 관측할 수 있도록 지원한다. 또 천문 관측이라는 장기간 프로젝트를 진행해야 하는 특성상 카메라 자체에 1년에 600만GB 분량의 촬영 데이터를 저장할 수 있다. 600만GB는 800만 화소 디지털카메라로 매일 80만 장의 사진을 하루도 빠지지 않고 1년 동안 찍은 것과 맞먹는 분량이다. 천문학자들은 이렇게 쌓은 데이터에서 은하계 구조를 분석하거나 잠재적 위험 소행성, 초신성 폭발을 관측하고 암흑물질이나 암흑에너지에 관한 연구를 하는 등 다양한 분야에 이용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 미국 국립연구위원회(NRC)의 천문학과 천체물리학 10년 장기조사인 ‘아스트로 2010’(Astro2010)에 따르면 LSST는 앞으로 10년 안에 가장 많이 쓰일 관측장비가 된다. 현재 LSST 공식 사이트에는 기초공사 사진이 공개돼 있지만, 앞으로 카메라 제조와 검사 등 작업을 거치게 된다. 첫 번째 시험 가동은 오는 2019년이며 실제 관측은 2022년부터 이뤄질 예정이다. 사진=LSST/SLAC 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

유럽 우주국이 야심 차게 발사한 로제타 우주선과 혜성 착륙선인 필레는 여러 가지 과학적 성과를 달성했다. 그러나 정작 혜성 표면에 착륙한 필레는 우여곡절을 겪으면서 현재 다시 교신이 되지 않는 상태이다. 이는 아무리 잘 준비했더라도 혜성처럼 중력이 작고 대기가 없는 천체에 착륙하는 일이 얼마나 어려운지를 보여주는 좋은 사례다. 미국항공우주국(NASA) 케네디 우주 센터의 스웜프 웍스(Swamp Works)의 엔지니어들은 이런 환경에서도 완벽하게 표면을 비행하면서 탐사를 진행할 수 있는 일종의 우주 드론을 개발 중이다. 이는 안전한 착륙에 유리한 것은 물론이고 이동하면서 탐사를 하는 것이 더 과학적으로 큰 성과를 거둘 수 있기 때문이다. 소행성 탐사 비행체(Asteroid Prospector Flyer)라고 명명된 이 탐사선들은 작은 드론처럼 생겼는데, 공기가 없는 우주 공간에서 작동할 수 있도록 프로펠러 대신 특수하게 개발된 로켓 모터를 탑재한 점이 큰 차이점이다. 소행성이나 혜성 주변을 비행할 때 문제가 되는 부분은 역설적으로 낮은 중력이다. 적당히 낮은 중력은 비행에 유리하지만, 작은 소행성이나 혜성의 중력은 대부분 매우 낮아서 거의 없는 것과 마찬가지다. 따라서 필레처럼 정확히 원하는 위치에 착륙이 쉽지 않다. 조금만 힘을 받아도 바로 다시 우주로 튕겨 나가기 때문이다. NASA의 소행성 탐사 비행체 프로토타입은 이 문제를 해결하기 위해 아주 미세하게 출력을 조절할 수 있는 다수의 로켓 모터를 탑재하고 있다. 이 로켓 모터는 불꽃을 내뿜는 대신 산소 같은 기체를 조금씩 분사해 자세와 위치를 조절한다. 사진에서는 짐볼이라고 불리는 미세중력 상태를 구현하는 테스트 기기에 탑재되어 있는데, 아직 테스트 단계이므로 최종 디자인은 변경될 가능성이 있다. 화성이나 달은 로버를 보낼 수 있을 만한 중력이 있지만, 작은 소행성과 혜성은 사실상 불가능하므로 소행성 탐사 비행체는 이런 천체를 아주 가까이서 폭넓게 탐사할 수 있는 유일한 대안이기도 하다. 개발 성공 여부는 아직 알 수 없지만, 개념적으로 봤을 때 소행성 탐사 비행체는 미래 태양계 탐사에 새로운 길을 제시할 가능성이 크다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

마치 동그란 공이 두둥실 우주에 떠있는 것 같은 환상적인 천체 사진이 공개됐다. 지난 31일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 무인탐사선 카시니호가 지난 5월 포착한 토성에 '푹 안긴' 위성 디오네(Dione)의 모습을 뒤늦게 공개했다. 약 230만 km 거리에서 촬영된 이 사진 속 중앙의 줄은 바로 토성의 신비로운 고리다. 그 위 검은색으로 떠있는 천체가 디오네이며 뒷 배경이 거대한 크기를 자랑하는 토성이다. 이는 위성 디오네가 토성 앞을 지나가다 잠시 빛이 잠식되는 현상을 포착한 것으로 천문학계에서는 이를 트랜싯(Transit)이라 부른다. 이 사진에도 살짝 드러나듯 디오네는 수많은 상처와 곰보 자국으로 가득하다. 우리의 달처럼 디오네 역시 수많은 크레이터로 가득찬 이유는 소행성 등의 천체 충돌과 과거 얼음 화산의 활동으로 인한 것으로 추측된다. 특히 디오네는 마치 하얗게 화장을 한 듯 밝게 빛나는데 이는 이웃한 위성인 엔셀라두스(Enceladus) 때문이다. 지름이 약 500km에 불과한 엔셀라두스는 수증기와 얼음의 간헐천이 뿜어져 나오는 것이 특징이다. 이 간헐천은 위성의 표면을 눈송이처럼 하얗게 만드는데 수증기가 순식간에 얼어서 미세 얼음 입자가 되기 때문이다. 바로 이 미세입자가 이웃한 디오네의 표면까지 덮어 ‘상처’ 난 곳에 연고를 바르듯 표면을 밝게 만든 것이다. 1684년 천문학자 지오바니 카시니가 발견한 디오네는 지름 1123㎞, 공전주기는 2.7일이며 2년 전 NASA 제트추진 연구소가 표면 아래에 거대한 바다가 숨겨져 있을 가능성을 언급해 관심을 모은 바 있다. 사진=NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

종종 '개념'도 보내버릴 만큼 우리에게 가장 친숙한 은하가 있다. 바로 '은하철도 999'를 탄 철이가 가고자 했던 그 곳 '안드로메다 은하'(The Andromeda Galaxy)다. 지난 30일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)이 나선형 '몸매'를 자랑하는 안드로메다 은하의 모습을 '오늘의 천체사진'으로 공개해 눈길을 끌었다. 미국의 아마추어 천문학자인 로버트 젠들러가 촬영한 이 사진은 총 20장의 이미지를 모자이크해 만든 것으로 거대한 위용을 자랑하는 안드로메다의 모습이 화려하게 담겨있다. 'M31'로도 불리는 안드로메다 은하는 나선팔 구조를 가진 모습이 우리 은하와 거의 비슷하지만 질량은 2배 이상이다. 우리은하와 이웃한 은하에 속하지만 그 거리만 무려 200만 광년. 그러나 맑은 날 밤하늘을 올려다보면 맨 눈으로도 뿌옇게 보일 만큼 우리에게 친숙하기도 하다. 최소 1억 개 부터 1조 개 까지 정확한 별의 숫자도 모를 만큼 연구할 것이 많은 안드로메다 은하는 영겁의 시간이 지나면 흥미롭게도 우리 곁으로 다가온다. 전문가들에 따르면 현재 두 은하당 시간당 40만 km 속도로 접근하고 있는 중이다. 결과적으로 37억 년 정도 후면 두 은하가 충돌하고 65억 년 뒤면 완전히 합체해 거대한 타원은하가 된다. 천문학자들이 태어나지도 않은 이 은하에 붙여놓은 이름은 두 은하의 이름을 합친 ‘밀코메다'(Milkomeda)다. 사진=Robert Gendler 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-뉴호라이즌스의 두번째 행선지는 2014 MU69 소행성 지난달 명왕성 근접비행을 성공했던 뉴호라이즌스의 두번째 행선지를 결정했다고 미 항공우주국(NASA)이 28일(현지시간) 발표했다. ​뉴호라이즌스 팀이 제2의 목표물로 잡은 것은 명왕성으로부터 16억km 떨어진 2014 MU69라는 이름의 소행성이다. 나사는 2019년까지 연장된 뉴호라이즌스 미션을 공식적으로 승인할 예정이다. "뉴호라이즌스가 명왕성을 떠나 카이퍼 벨트로 향하면서 계속 데이터를 보내오고 있는 중에도 우리는 이 대담한 탐험의 다음 목표물을 정하기 위해 외부 태양계를 쉬지 않고 훑어보았다"고 나사 과학임무위원회의 존 그런스펠드 위원장이 기자회견에서 밝혔다. ​7억 2천만 달러(한화 약 7500억원)가 투입된 뉴호라이즌스 미션을 위해 탐사선은 거의 10년 동안 지구-태양 간 거리의 30배가 넘는 48억km를 날아가 명왕성과 그 위성들을 만났다. 이 첫번째 미션에서 수집한 왜소행성 시스템에 대한 최초의 데이터는 앞으로 16개월 동안 지구로 전송하게 된다. 7월 14일에 있었던 성공적인 명왕성 근접비행은 뉴호라이즌스가 다음 미션에서도 대성공을 거둘 수 있을 거라는 확신을 심어주었다. 그런데 다음 미션에 들어가기 위해 뉴호라이즌스 팀은 미션 확대 제안서를 제출해야만 한다. 그러면 나사에서는 전문가들로 이루어진 독립적인 기구에 심사를 의뢰한 후, 그 결론에 따라 다음 단계를 밟게 되는데, 미션 확대 제안이 들어오면 대개는 승인하는 게 관례이다. 제안서는 2016년까지 제출되어야 하지만, 뉴호라이즌스 팀은 2014 MU69 소행성 미션을 위한 세부계획에 즉시 착수하지 않으면 안된다. 왜냐하면, 제2의 목표를 만나려면 올해 10월과 11월에 탐사선을 4차례 기동해서 새 항로로 접어들어야 하기 때문이다. 만약 이 시점이 늦추어진다면 그만큼 더 많은 연료를 소비할 것이며, 또한 미션 완수 성공도도 낮아지게 된다. 2014 MU69이 선택된 데에도 연료 문제가 가장 큰 요인으로 작용했다. 만약 미션 확대 제안서가 승인받는다면, 뉴호라이즌스는 약 3년 반 뒤인 2019년 1월에 2014 MU69에 도착하게 된다. 콜로라도 볼드에 있는 사우스웨스트 연구소의 앨런 스톤 뉴호라이즌스 책임 연구원은 2014 MU69의 선정에 대해 '위대한 선택'이라는 수식어를 사용했다. ​ 허블 우주망원경에 의해 2014년에 발견된 이 소행성은 지름이 약 48km 이하로, 명왕성 크기의 약 2%에 지나지 않은 것이다. 허블 망원경은 2014년에 명왕성을 지난 후 뉴호라이즌스의 다음 미션을 정하기 위해 카이퍼 벨트에서 5개의 잠재적 표적을 찾아냈다. 얼마 후 목표물은 2개로 압축되었고, 이제 최종적으로 2014 MU69으로 결정된 것이다. 아직까지 탐사된 적이 없는 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. 나사의 쌍둥이 탐사선 보이저 1, 2호가 카이퍼 벨트를 통과했지만, 어떤 천체도 만나지 못한 채 지나갔다. 과학자들은 카이퍼 벨트에 있는 천체들이 46억 년 전 태양계가 탄생할 당시의 물질들을 고스란히 간직하고 있는 일종의 타임 캡슐로 믿고 있으며, 어쩌면 지구와 태양계 생성의 비밀을 지닌 실마리를 갖고 있을지도 모른다는 기대감을 품고 있다. 그것이 이번 미션을 추동케 한 강력한 요인이기도 하다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

휴먼 3.0/피터 노왁 지음/김유미 옮김/새로운현재/332쪽/1만 5000원 과학기술의 진보를 둘러싼 명암의 논의는 극명하게 교차된다. 긍정 쪽은 부와 편리, 여가시간, 건강, 행복의 증대를 얘기한다. 반면 일자리의 박탈과 인간관계의 삭막함, 공동체 붕괴 같은 부작용 또한 익숙하게 들먹거려지는 부수적 해악이다. 이 가운데 최근 인공지능과 로봇기술의 급속한 발전을 주목하는 전문가들은 긍정보다 부정으로 기우는 경우가 많다. 기술발달의 끝은 전문가들이 예측하듯이 그렇게 우려할 만한 것일까. 요즘 과학계에서는 천체물리학 개념인 ‘싱귤래리티’가 빈번하게 등장한다. 일반인에겐 생소한 이 용어는 물리학 법칙이 더이상 적용되지 않는 시공간의 한 점을 가리킨다. 1450년 구텐베르크가 인쇄기를 발명하면서 소수의 특권층만 누렸던 독서며 정보습득이 일반 대중에게 확산된 대변혁이 좋은 사례일 것이다. 그 과학기술의 진보와 관련한 싱귤래리티를 들춘 이들은 숱하다. 미국 싱귤래리티 대학의 레이 커즈와일 교수는 기계가 인간의 지능을 뛰어넘을 시점을 2045년으로 예상하고 있다. 그런가 하면 스티븐 호킹 박사는 “100년 안에 로봇이 인간을 지배할 것”이라며 경고의 목소리를 높였다. 혹자는 트랜스포머처럼 기계화된 인류가 등장할 것이며 그런 사태를 막기 위해 당장 인공지능과 로봇 연구를 중단해야 한다는 주장을 내기도 한다. ‘휴먼 3.0’은 그 해악의 주장과는 다르게 과학기술의 끝을 낙관하는 미래예측서로 눈길을 끈다. 과학기술 발전을 주도한 전쟁, 포르노, 패스트푸드가 빚은 현대 과학기술의 역사를 살핀 ‘섹스, 폭탄, 그리고 햄버거’로 국내에도 친숙한 저자가 테크놀로지의 최전선에서 일하는 전문가들을 찾아 전 세계를 누빈 끝에 내놓은 분석서이다. 세계적인 인공지능 연구자이며 구글 최고기술책임자, 마이크로소프트 수석연구원 등의 인터뷰와 통계를 종합했다. 인류번영을 위협하는 고비는 숱했다. 인류는 탄생 시점부터 생물학적 발달과 환경 변화에 적응해 왔으며 생존과 번영을 결정지었던 큰 변혁은 진화의 순간이었다. 저자는 이전의 인류가 새 환경에 지배당했다면 앞으로의 인류는 환경을 지배하는 인류가 될 것이라며 새 인류를 ‘휴먼 3.0’이라고 명명한다. 그리고 인류가 경쟁과 협력 관계를 반복해 온 역사처럼 인류의 진화도 경쟁과 협력의 변증법적 통합으로 미래를 바꿀 것이라고 말한다. 물론 책에서도 과학기술 진보의 해악은 곳곳에서 거론된다. 이를테면 산업혁명 때처럼 일자리를 빼앗기고 피상적인 타인과의 교류를 겪게 될 것이며 생명공학 바이러스나 나노 기술로 대규모 재난이 발생한다는 우려들이다. 여기에 기하급수적인 발전을 거듭한 기술이 인간지능을 뛰어넘게 되면 단순한 신호등이나 휴대전화 같은 기계가 인류보다 똑똑하게 되고 인간이 기계에 종속당할지 모른다는 공포도 들어 있다. 이 대목에서 저자는 이미 겪고 있는 진화 과정이 긍정의 방향으로 향하는지를 아는 게 중요하다고 말한다. 인류가 더 향상되지 못한다면, 기술이 세상을 더 좋은 곳으로 만들지 못한다면 기술 발전이나 인류 진화가 존재할 이유가 없기 때문이다. 휴대전화의 경우를 보자. 휴대전화 중독으로 세상과 주변 사람들을 의식하지 않게 된다는 주장이 적지 않다. 하지만 휴대전화는 정보를 얻고 커뮤니케이션을 할 수 있는 새로운 자유를 선물했다. 특히 개발도상국에서 휴대전화는 훨씬 더 중요한 역할을 한다. 저자는 이스라엘의 경우를 덧붙여 설명한다. 1948년 이스라엘 건설 당시 국민들의 생활 수준은 1800년대 미국의 수준이었다. 20세기 후반에 이르러 하이테크 분야를 강력하게 육성한 결과 불과 50년 만에 60배의 경제성장을 이뤘고 현재 이스라엘은 유엔의 인간개발지수에서 가장 발전한 경제국가로 평가되고 있다. 저자의 지론은, 과학기술 발전은 경제를 발전시키고 그에 따라 부가 확대되면서 인류가 행복해진다는 도식으로 굳어진 듯하다. 하지만 책 뒷부분에 진정한 행복의 요인을 콕 짚었다. 세계화를 통한 조화와 개인주의가 변증법적인 통합으로 향할 것이란 낙관론의 바탕에, 남을 먼저 생각하고 이롭게 하는 ‘이타주의’에 대한 믿음이 확고하다. 한국어판 서문에서 저자는 이렇게 듣기 좋은 소감을 밝히고 있다. “한국의 테크놀로지는 조용히 삶의 배경 속에 성공적으로 녹아들어 사회를 향상시키는 역할을 해냈다. 그러면서도 경제 성장의 주요한 원동력이 되어 모든 사람이 그로 인한 혜택을 누리게 했다. 한국이 보여 준 테크놀로지와 사회의 자연스럽고 조화로운 융합은 모든 나라가 지향할 목표가 되어야 할 것이다.” 김성호 선임기자 겸 논설위원 kimus@seoul.co.kr

-인류의 위대한 거보 내딛은 천문학자 케플러 20세기 천문학의 영웅 허블이 온갖 행운을 타고난 사람이라면, 17세기 천문학의 영웅 요하네스 케플러는 온갖 불행을 껴안고 태어난 사람이었다. 코페르니쿠스 이후 최고의 천재 천문학자로 꼽히는 케플러이지만, 그의 생애는 가난과 질병, 전쟁, 추방으로 점철된, 비참하기 이를 데 없는 삶이었다. 우선 그의 불행 목록을 잠시 요약해보기로 하자. 요하네스 케플러는 코페르니쿠스의 지동설이 발표된 지 28년 후인 1571년 12월 27일, 독일의 작은 도시 바일에서 태어났다. 칠삭둥이인데다 태어나면서부터 병약했다. 아버지는 “부도덕하고 거칠고 싸움꾼”인 용병이었고, 어머니는 술집 딸로 “성미가 까다롭고 수다스러운” 여자였다.(케플러의 표현) 양친 누구로부터도 그다지 사랑을 받지 못한 케플러는 4살 때 천연두를 앓아 그 후유증으로 근시에 복시(複視)까지 겹쳐 평생을 고통받으며 살았다. 내장기관도 좋지 않았고, 손가락도 온전하지 못해, 가족들이 보기에 장래에 선택할 수 있는 직업이라곤 성직자밖엔 없어 보였다. 아버지는 얼마 후 집을 떠나고는 다시는 돌아오지 않았다. 한마디로 모든 불운을 한 몸에 타고난 아이가 바로 어린 시절의 케플러였다. 가족들은 어린 케플러를 성직자로 만들기 위해 수도원 학교에 넣었다. 병약하고 내성적인 케플러가 동급생들에게 인기가 있을 리 없었다. 스스로도 “나는 성격도 별로 안 좋고...” 등등의 부정적인 묘사를 하기 일쑤였다. 아이들에게 왕따 당하거나 매 맞는 적도 드물지 않았다. 한마디로 3류 인생으로 온갖 멸시를 받으며 어린 시절을 보내야 했다. 그러나, 결코 무시할 수 없는 하나의 재능을 그는 갖고 있었다. 바로 명석한 두뇌였다. 그가 가난한 집안으로부터 거의 학비 지원을 받을 수 없었음에도 대학까지 갔던 것은 오로지 뛰어난 머리 덕분이었다. 항상 장학금을 받아냈던 것이다. 특히 수학에서 그는 발군의 재능을 보였다. 케플러는 대학에서 신학과 철학을 전공했지만, 틈틈이 수학과 천문학을 공부하며 과학적 지식을 쌓아나갔다. 수학의 천재였던 케플러는 프톨레마이오스 체계보다 코페르니쿠스 체계가 수학적으로 더욱 아름답다고 생각했다. 그는 유클리드 기하학을 배우면서 완전한 형상과 코스모스의 영광을 엿보았다는 느낌을 받았다. 그때의 심경을 케플러는 이렇게 표현했다. “기하학은 천지창조 이전부터 있었다. 기하학은 신의 뜻과 함께 영원히 공존한다. (...) 기하학은 천지창조의 본보기였다. (...) 기하학은 신 그 자체이다.” 대학을 졸업하고 신학 학위 과정에 들어가려 했던 케플러에게 그라츠의 한 개신교 학교에서 수학과 천문학을 가르쳐달라는 제안이 들어왔을 때, 22살의 그는 주저없이 목사의 길을 버리고 신학교를 떠났다. 그라츠에서 케플러에게 맡겨진 임무 중의 하나는 예언과 부합하도록 점성력(占星曆)을 뜯어고치는 일이었다. 당시 이런 일은 관행이었다. 16세기에는 천문학과 점성술은 그 경계가 모호했다. 케플러의 첫 달력이 나왔을 때 그가 예상치 못한 결과가 나타났다. 그는 터키의 침공과 추운 겨울을 예견했는데, 두 가지 예측이 모두 들어맞아 예언자로 명성을 얻게 되었던 것이다. 그는 살면서 궁할 때마다 점성술로 돌아오곤 했지만, 그 자신은 점성술을 믿지 않았다. 점성술에 대한 그의 한탄이 그것을 증명해준다. “점성술은 어머니인 천문학을 먹여살리는 슬픈 창녀일 뿐이다.” 케플러가 우주를 창조한 신의 마음을 알기 위한 기나긴 여행을 떠나게 된 것은 하나의 계시 때문이었다. 천문학의 일대 혁신을 가져온 계시의 순간은 어느 화창한 여름날 그가 학생들에게 기하학을 가르칠 때 찾아왔다. 행성들은 왜 코페르니쿠스가 알아낸 간격의 궤도만을 따라 도는가? 그 누구도 던져보지 못한 질문이었다. 케플러의 생각은 태양계 구조의 근본에까지 닿았던 것이다. 케플러는 행성 궤도와 기하학은 깊은 관련이 있을 거라는 자신의 가설을 입증하기 위해 기나긴 여정에 들어섰다. 그리고 이윽고 태양계의 비밀을 푸는 기하학적 열쇠를 손에 쥐었다고 확신했지만, 여전히 다른 의문들이 남아 있었다. ‘왜 바깥쪽 행성은 안쪽 행성보다 느리게 태양 둘레는 도는가?’ 이는 케플러 이전의 어떤 천문학자도 제기하지 않았던 문제였다. 케플러는 이에 대해 태양으로부터 나오는 빛과 같은 어떤 보이지 않는 힘이 행성들을 조종한다고 결론 내렸다. 케플러는 자신의 이런 이론을 담아 '우주의 신비'(1596)라는 제목으로 책을 출간, 여러 곳에 보냈다. 갈릴레오도 그 책을 받은 사람 중의 하나였지만, 서문만 읽어보고는 내용은 끝내 읽지 않았다. 반면 튀코 브레헤는 케플러의 이론에 감명받았을 뿐 아니라, 케플러의 ‘천재’를 알아보았다. '우주의 신비'는 케플러의 삶을 바꾸어놓았다. 시골 학교의 수학 선생에 지나지 않았던 케플러는 이 책으로 인해 유럽 천문학계에 어느 정도 이름이 알려졌고, 이것을 고리로 하여 황실 수학자이자 우라니엔보리 천문대장인 튀코 브라헤(1546~1601)의 초청을 받아 그와 같이 일하게 되었다. 역사상 가장 위대한 육안 관측 천문학자로 꼽히는 튀코는 당시 가장 정확하고 풍부한 행성 관측자료를 갖고 있었다. 그러나 그것을 요리할 만한 수학적인 밑천이 부족했다. 이에 반해, 케플러는 시력이 나빠 관측에는 약했지만, 강력한 이론적인 무기, 곧 수학을 갖고 있었다. 이런 면에서 본다면 둘은 어느 정도 궁합이 맞는 짝이라 할 수 있었다. 케플러의 '화성 전쟁' 케플러가 튀코의 조수로 가게 된 또 하나의 이유는 튀코가 가지고 있던 풍부한 관측자료에 있었다. 매의 눈을 가진 튀코는 망원경이 발명되기 35년 전부터 행성의 겉보기 운동을 측정하는 데 모든 것을 바친 인물이었다. 따라서 그가 행한 관측의 정밀도는 당대 최고였다. 54살의 튀코와 29살의 케플러의 만남은 그다지 부드럽지 못했다. 한 사람은 당대 최고의 기량을 자랑하는 관측의 귀재였고, 다른 한 사람은 제일의 이론가였다. 협력은 쉽지 않았다. 튀코의 경계심 때문이었다. 행인지 불행인지 케플러가 우라니엔보리에서 일한 지 18개월 만에 튀코는 병으로 급사했다. 어느 만찬에서 포도주를 과음한 뒤 소변을 참다가 방광염에 걸렸고, 그것이 악화되어 며칠 후 숨을 거둔 것이다. 브라헤는 숨을 거두기 직전 "내 삶이 헛되지 않았다고 하소서!" 하고 외친 튀코는 그토록 아끼던 관측자료를 케플러에게 모두 물려준다고 유언했다. 튀코가 죽은 후 케플러는 그 뒤를 이어 황실 수학자로 임명되었고, 튀코의 자료 분석에 밤낮 없이 매달렸다. 케플러가 가장 시간과 정열을 쏟아부었던 과제는 화성 궤도 계산이었다. 지구와 화성이 실제로 태양 주위를 어떤 식으로 운동하기에 화성이 우리 눈에 공중제비를 돌듯이 역행운동을 하는 것일까? 실제로 화성을 관측하노라면, 이제껏 왼쪽으로만 운행하던 화성이 어느 날부터 갑자기 오른쪽으로 방향을 틀어 움직이기 시작하는 것을 볼 수 있다. 그러다가 얼마 후엔 이윽고 다시 방향을 틀어 왼쪽으로 운행을 계속하는 것이다. 이것이 유명한 화성의 역행운동으로, 고래로부터 수많은 천문학자들로 하여금 머리를 싸매게 한 불가사의한 현상이었다. 기원전 6세기의 피타고라스부터 플라톤, 프톨레마이오스 등 모든 천문학자들이 행성들의 궤도는 원이라고 믿어 의심치 않았다. 원이야말로 가장 완벽한 기하학적 도형이므로, 완벽한 존재들인 천상의 천체들은 마땅히 원운동을 해야 하는 것이다. 갈릴레오, 튀코, 코페르니쿠스도 행성 궤도가 원이라는 데에 티끌만한 의심도 없었다. 케플러 역시 화성이 태양 주위를 원궤도에 따라 돈다고 간주하고 브라헤의 관측자료를 분석하고 궤도계산에 매달렸다. 쉽게 끝날 것 같았던 계산은 8년간이나 계속되었다. 그는 복잡하고 지루한 계산을 무려 70차례나 되풀이했다. 이른바 케플러의 ‘화성전쟁’이라 일컬어지는 지난한 작업이었다. 그는 자신의 책에서 이 과정을 지루하다고 느낄지도 모르는 독자를 위해 이런 각주를 달아두기까지 했다. “이 지루한 과정이 진력나시거든, 이런 계산을 적어도 70번이나 했던 저를 생각하시고 참아주십시오.” 케플러는 타원공식을 사용해 다시 자료분석을 시도했다. 그 공식은 고대 그리스의 페르가의 아폴로니오스(BC 262~190)가 처음 만들어낸 식이었다. 결과는 브라헤의 관측값과 완전 일치했다! 케플러는 탄성과 탄식을 함께 토해냈다. “자연의 진리가 나의 거부로 쫓겨났었지만, 인정을 받고자 겉모습을 바꾸고 슬그머니 뒷문으로 들어왔으니.... 아, 나야말로 정말 멍청이였구나!” 화성이 타원궤도를 돈다는 것은 이렇게 오랜 노역 끝에 얻어진 것이었다. 다른 행성들도 타원궤도를 돌지만, 화성보다는 훨씬 원에 가깝다. 태양은 타원궤도의 중심에 위치한 것이 아니라, 중심을 조금 벗어난 초점에 자리한다. 행성의 공전속도는 태양이 가까울수록 빨라지고 멀어질수록 느려진다. 이런 운동 때문에 행성이 태양을 향해 계속 떨어지는 중이지만, 결코 태양에 곤두박질하지는 않는다. ​우주의 이정표를 세우다 행성운동을 규정한 타원의 법칙과 동일면적의 법칙은 1609년에 그의 책 '새 천문학'에 발표했다. 그리고 그로부터 10년 후, '우주의 조화'에서 그의 제3법칙 조화의 법칙을 발표함으로써 케플러의 3대법칙은 완결되었다. 케플러 법칙을 문장으로 요약하면 다음과 같다. 1. 모든 행성의 궤도는 태양을 하나의 초점에 두는 타원궤도이다.2. 태양과 행성을 잇는 직선은 항상 일정한 넓이를 쓸고 지나간다.3. 행성의 공전주기의 제곱은 행성과 태양 사이 평균 거리의 세제곱에 비례한다. 케플러는 3대법칙을 완결한 후, 자신이 신이 우주를 설계한 논리를 발견했다고 믿었기 때문에 엄청난 희열감을 느꼈다. 행성운동의 법칙을 최초로 과학적으로 규명한 케플러 법칙은 행성운동의 거리와 시간관계를 밝힘으로써 60년 후 뉴턴의 중력 방정식을 선도한 것이기도 했다. 케플러는 놀랍게도 태양과 행성 사이에는 보이지 않는 어떤 힘이 작용하며, 행성운동의 근본 원인이 자기력과 유사한 성격의 것이라고 제안함으로써 중력 또는 만유인력을 예견했던 것이다. 이 점에 대해 '코스모스'의 저자 칼 세이건은 이렇게 말한 적이 있다. "뉴턴은 만유인력 법칙의 발견에 케플러의 신세를 엄청나게 졌다. 백 번을 감사하다는 말을 해도 모자랄 터인데, 그는 단 한 번도 케플러에게 감사의 말을 하지 않았다." 케플러는 연구가 수행되는 중에도 신변엔 고통이 떠나지 않았다. 1611년, 30년 전쟁의 군인들이 옮긴 전염병 탓에 그의 아내와 가장 사랑하던 아들이 세상을 떠났다. 엎친 데 덮친 격으로 그의 후견인이던 루돌프 황제가 폐위됨에 따라 케플러는 졸지에 일자리를 잃었다. 인류를 위한 우주로의 거보를 내디딘 존재였지만, 케플러의 만년은 흐린 겨울날처럼 스산했다. 30년 전쟁이 유럽을 휩쓰는 가운데 케플러는 모든 후원자를 잃고 가난에 내몰렸다. 그의 만년은 돈을 구하고 후원자를 찾는 피곤한 여정으로 메워졌다. 그러던 중 어느 추운 늦가을, 밀린 급료를 받기 위해 노구를 끌고 먼 길을 나섰다가, 독일 레겐스부르크에서 병을 얻어 며칠 고열에 시달리다 숨을 거두고 말았다. 1630년 11월 15일이었다. 향년 59세. 그날 밤 하늘에서 유성우가 내렸다고 한다. 출생에서부터 임종에 이르기까지 오로지 불우하기만 했던 이 거인의 유해는 성벽 밖 공동묘지에 쓸쓸히 묻혔다. 빗돌에는 그가 지은 다음과 같은 문장이 적혀 있었다. “어제는 하늘을 재더니, 오늘 나는 어둠을 재고 있다. 나는 뜻을 하늘로 뻗쳤혔지만, 육신은 땅에 남는구나.” 그러나 그의 무덤도 30년 전쟁 와중에 군대에 의해 훼손되어 사라지고 말았다. 케플러가 평생을 바쳐 고난과 싸우며 이룩해낸 그의 업적은 후세 과학사학자들에 의해 ‘과학혁명의 열쇠’라는 평가와 함께 케플러를 그 혁명의 중심 인물로 올려놓았다. 과학사가 제임스 R. 뵐켈은 케플러의 업적이 갈릴레오의 업적보다 천문학적으로 더욱 중요하다고 평가했다. 케플러는 행성운동 법칙 제3법칙을 연구할 당시, 지구에 적용되는 측정 가능한 물리 법칙들이 다른 천체들에도 똑같이 적용된다는 점을 간파했고, 이로써 인류사 최초로 천체 운동에서 신비주의가 배제되었던 것이다. 코페르니쿠스에서 한 걸음 더 나아가 천상의 비밀을 보다 확실하게 세상에 내보인 케플러는 행성운동에 대한 최초의 과학적인 이론인 ‘케플러 법칙’을 정립함으로써 문자 그대로 우주로 향한 인류의 위대한 거보(巨步)를 내딛었다. 영국 물리학자 스티븐 호킹은 케플러의 삶을 이렇게 평했다. "만약 절대적인 엄밀함을 추구하면서 평생 동안 가장 헌신적인 삶을 산 사람에게 주는 상이 있다면, 독일의 천문학자 요하네스 케플러가 그 상을 받았을 것이다.” 2009년, 미항공우주국(NASA)은 케플러의 천문학에 대한 기여를 기리기 위해 우주 망원경에 케플러의 이름을 붙였다. 이것이 케플러 계획이다. 그리고 유엔은 갈릴레오가 최초로 망원경 천체관측을 행하고 케플러가 그의 '새 천문학'을 발간한 지 400주년 되는 2009년을 '세계천문의 해'로 정해 그를 기렸다. 그러나 무엇보다 후학인 칼 세이건의 다음과 같은 말이 케플러를 위한 최상의 찬사가 될 것이다. “우주 탐사선이 광대한 우주를 가로질러 외계로 달려갈 때, 사람이고 기계고 가릴 것 없이 확고부동한 이정표가 하나 있다. 그것은 케플러가 밝혀낸 행성운동에 관한 세 가지 법칙이다. 그의 평생에 걸친 수고로 그는 발견의 환희를 맛보았고, 우리는 우주의 이정표를 얻었다.” 이광식 통신원 joand999@naver.com

갓 태어난 아기 별들이 존재하는 거대 분자구름의 아름답고 복잡한 내부 모습이 공개돼 눈길을 끌고 있다. 유럽우주국(ESA)은 24일(현지시간) 허셜 우주망원경을 사용해 지구로부터 약 2700광년 거리에 있는 ‘외뿔소자리 R2’라는 이름을 지닌 분자구름의 중심 영역을 세밀하게 관측한 사진을 공개했다. 외뿔소자리(Mon)는 오리온자리의 베틸기우스와 큰개자리의 시리우스, 작은개자리의 프로시온을 이은 ‘겨울철 대삼각형’의 안팎에 걸쳐 있으며, 어두운 별이 많아 눈에 잘 띄지는 않는다. 하지만 장미성운 등 아름다운 천체도 존재해 천문학자들의 이목을 끌고 있다. ESA에 따르면, 외뿔소자리 R2의 밝은 중심 영역에는 이온화된 수소로 이뤄진 고온 상태의 거품 모양 구조가 다수 존재한다. 이는 1만 도에 이르는 고온으로 가열된 가스가 급격히 부푼 뒤 시간이 지남에 따라 확산한 것이다. 허셜 우주망원경의 관측으로 이런 구조는 10만~35만 년에 걸쳐 발달해온 것으로 알려졌다. 이 영역에는 4개의 거품 모양 구조를 볼 수 있으며 각각의 구조는 서로 온도가 달라 질량이 다른 별들과 관련이 있다. 또 그 구조를 감싸듯이 고밀도의 가스 구름이 확산하고 있다. 거품 구조를 갖는 가스가 고온인 것과는 대조적으로 구름 형태로 확산하고 있는 가스 온도는 섭씨 영하 260도로 매우 낮은 것으로 알려졌다. 사진=ESA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

만약 우주의 신이 존재한다면 이는 그의 '옷걸이' 일지도 모르겠다. 최근 미 항공우주국(NASA)이 '옷걸이'(Coat Hanger)라는 별칭을 가진 '콜린더 399'(Collinder 399)의 모습을 오늘의 천체사진으로 공개했다. 지구에서 쌍안경으로도 관측 가능한 여우자리(Vulpecula)에 놓여있는 콜린더 399는 사진에도 드러나듯 별들을 선으로 이어붙이면 실제로 옷걸이처럼 보인다. 지난 964년 처음 발견돼 인류의 천문 역사와 오랜 인연을 맺어온 콜린더 399는 1931년 스웨덴의 천문학자 콜린더가 천체목록에 포함시키면서 이같은 정식이름을 갖게됐다. 실제 옷걸이 같은 모습 때문에 지구촌 별지기들에게 웃음을 주지만 콜린더 399는 오랜시간 천문학자들 사이에 논쟁의 대상이 되어왔다. 그 이유는 콜린더 399가 과연 성단(星團)인가 아니면 별자리 같은 것인가 하는 것. 쉽게말해 성단은 중력으로 서로 영향을 주고받는 별들의 모임이지만 별자리는 그냥 모여있는 그 모습에 착안해 비슷한 동물이나 사물의 이름을 붙여놓은 것이다. 과거에 성단 중 산개성단(散開星團·별들이 산만하게 모여 있는 성단)으로 분류됐던 콜린더 399는 그러나 별들 간 영향을 미치지 않는다는 사실이 밝혀져 지금은 별자리의 일부인 별무리를 뜻하는 성군(星群)에 포함된다. 성군의 대표적인 예가 바로 북극하늘에 7개 별이 국자 모양을 하고있는 북두칠성(北斗七星)이다. 사진=John Chumack　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

과연 이 안에서 태양계 행성 중 가장 생명체가 있을 것으로 유력시되는 목성의 달 유로파(Europa)의 사진은 무엇일까?　 지난 21일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)의 유로파 미션팀(Europa Mission)이 흥미로운 퀴즈를 공식 트위터에 게재해 화제에 올랐다. 이 퀴즈의 제목은 이렇다. '유로파 혹은 프라이팬? 이 사진 중 하나는 목성의 달 유로파고 나머지는 프라이팬이다.'(Europa or frying pan? One of these is Jupiter’s moon Europa, the rest are frying pans) 공개된 9장의 사진을 보면 모두 우주의 환상적인 천체 모습을 담고있는 것으로 보인다. 그러나 NASA의 말처럼 이중 한 장은 목성을 공전하는 유로파고 나머지는 우리 주방에 굴러다니는 프라이팬이다. NASA 측은 트위터를 통해 질문만 던졌을 뿐 정답은 제시하지 않았으나 사진 속 중앙 맨 좌측에 위치한 것이 바로 유로파다. 그렇다면 마치 행성같은 환상적인 모습을 자랑하는 프라이팬은 누가 찍은 것일까? 이 사진은 노르웨이 출신의 유명 예술사진가 크리스토포 요나센의 작품이다. '낡은 프라이팬의 고찰' 이라고 불리는 이 작품은 수년 전 공개된 것으로 작가는 누구에게나 익숙한 낡은 프라이팬 바닥을 확대 촬영해 '우주의 경지'로 끌어올렸다. 　 　 　 한편 지름이 3,100km에 달하는 유로파는 지구의 달보다 약간 작은 편이다. 특히 유로파는 표면이 얼음으로 뒤덮여 있고 그 아래 바다가 출렁거리고 있을 것으로 추측돼 전문가들은 생명체의 존재 가능성을 조심스럽게 예측하고 있다. 이에 NASA 측은 지난 5월 앞으로 20년 내에 유로파 탐사선을 보낼 계획을 밝힌 바 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

하늘에서 유성이 마치 비처럼 쏟아지는 환상적인 장면이 카메라에 포착됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 워싱턴주에 위치한 레이니어산에서 포착한 유성우 사진을 '오늘의 천체사진'으로 소개했다. 천체사진가인 매튜 디에테리치가 촬영한 이 사진은 2주 전 지구촌 별지기들을 설레게 한 페르세우스 유성(Perseids meteor)의 모습을 담고있다. 사진에도 드러나듯 수많은 별들을 배경으로 지구를 적실듯 떨어지는 20여 개의 비가 바로 유성들이다. 유성우(流星雨)는 한자 단어가 의미하듯 많은 유성이 비처럼 내리는 현상을 말한다. 특히 페르세우스 유성우는 혜성 '스위프트 터틀'이 태양을 공전하며 남긴 잔해로 그 길이가 무려 1억 2000만 km에 달한다. 매년 8월 12일 전후 지구촌 밤하늘을 아름답게 수놓고 있으며 우리나라에서도 지난 13일 밤부터 14일 새벽 사이에 관측됐다. 　 디에테리치에 따르면 이날 유성우는 1초도 안되는 눈 깜짝할 사이에 떨어져 사라졌다. 이 사진이 더욱 환상적으로 느껴지는 것은 설경이 멋진 레이니어산과 그 위 은하수를 배경으로 하고있기 때문으로 특히 사진 왼쪽 마그네슘이 불타며 녹색으로 빛나는 유성의 모습이 더욱 눈길을 끈다. 사진=Matthew Dieterich　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

과연 이 안에서 태양계 행성 중 가장 생명체가 있을 것으로 유력시되는 목성의 달 유로파(Europa)의 사진은 무엇일까?　 지난 21일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)의 유로파 미션팀(Europa Mission)이 흥미로운 퀴즈를 공식 트위터에 게재해 화제에 올랐다. 이 퀴즈의 제목은 이렇다. '유로파 혹은 프라이팬? 이 사진 중 하나는 목성의 달 유로파고 나머지는 프라이팬이다.'(Europa or frying pan? One of these is Jupiter’s moon Europa, the rest are frying pans) 공개된 9장의 사진을 보면 모두 우주의 환상적인 천체 모습을 담고있는 것으로 보인다. 그러나 NASA의 말처럼 이중 한 장은 목성을 공전하는 유로파고 나머지는 우리 주방에 굴러다니는 프라이팬이다. NASA 측은 트위터를 통해 질문만 던졌을 뿐 정답은 제시하지 않았으나 사진 속 중앙 맨 좌측에 위치한 것이 바로 유로파다. 그렇다면 마치 행성같은 환상적인 모습을 자랑하는 프라이팬은 누가 찍은 것일까? 이 사진은 노르웨이 출신의 유명 예술사진가 크리스토포 요나센의 작품이다. '낡은 프라이팬의 고찰' 이라고 불리는 이 작품은 수년 전 공개된 것으로 작가는 누구에게나 익숙한 낡은 프라이팬 바닥을 확대 촬영해 '우주의 경지'로 끌어올렸다. 　 　 　 한편 지름이 3,100km에 달하는 유로파는 지구의 달보다 약간 작은 편이다. 특히 유로파는 표면이 얼음으로 뒤덮여 있고 그 아래 바다가 출렁거리고 있을 것으로 추측돼 전문가들은 생명체의 존재 가능성을 조심스럽게 예측하고 있다. 이에 NASA 측은 지난 5월 앞으로 20년 내에 유로파 탐사선을 보낼 계획을 밝힌 바 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

표면 아래에 거대한 바다가 숨겨져 있을 가능성이 높은 천체가 있다. 바로 '달부자' 토성의 위성 디오네(Dione)다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 토성 탐사선 카시니호가 근접 촬영한 여러 장의 디오네 사진을 홈페이지를 통해 공개했다. 마치 토성고리에 베인듯 수많은 상처와 곰보 자국으로 가득한 디오네는 1684년 천문학자 지오바니 카시니가 발견한 토성의 위성이다. 지름 1123㎞, 공전주기는 2.7일이며 특히 2년 전 NASA 제트추진 연구소는 디오네 표면 아래에 거대한 바다가 숨겨져 있을 가능성을 언급해 관심을 모은 바 있다. 카시니호는 우리시간으로 18일 오전 디오네에 474km 거리까지 최근접해 몇 m 크기의 물체까지 식별할 수 있는 디오네의 최고 해상도 사진들을 지구로 전송했다. NASA 측은 "그간 토성 탐사 임무를 성공적으로 완수한 카시니호의 마지막 디오네 근접 사진" 이라고 그 의미를 설명했다. 　　 역대 총 5차례에 걸쳐 디오네에 접근한 카시니호 덕에 인류는 눈 앞에서 디오네의 모습을 볼 수 있었다. 사진에도 드러나듯 디오네는 우리의 달처럼 수많은 크레이터의 천국인데 이는 소행성 등의 천체 충돌과 과거 얼음 화산의 활동으로 인한 것으로 추측된다. 특히 디오네는 마치 하얗게 화장을 한 듯 밝게 빛나는데 이는 이웃한 위성인 엔셀라두스(Enceladus) 때문이다. 지름이 약 500km에 불과한 엔셀라두스는 수증기와 얼음의 간헐천이 뿜어져 나오는 것이 특징이다. 이 간헐천은 최대 수백km에 달하는 거대한 장관을 연출할 뿐 아니라 그 결과물인 얼음이 위성의 표면을 눈송이처럼 하얗게 만든다. 수증기가 순식간에 얼어서 미세 얼음 입자가 되기 때문이다. 바로 이 미세입자가 이웃한 디오네의 표면을 덮어 ‘상처’ 난 곳에 연고를 바르듯 표면을 밝게 만든 것이다. 지난 1997년 발사돼 7년을 날아 지난 2004년 토성에 도착한 카시니호는 그간 이 거대 가스 행성의 궤도를 돌면서 토성과 그 위성들에 대한 정보를 지구로 보내왔다. 그러나 카시니호는 연료가 바닥나면서 이제 토성 미션의 마지막 단계에 돌입한 상태다. 그 최후의 임무는 토성의 고리들 사이를 누비는 최근접 궤도 비행을 하는 것으로 '카시니 그랜드 피날레’로 불린다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

만약 우주에 지옥이 있다면 이같은 모습은 아닐까? 지난 21일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경으로 촬영한 별 'Hen 2-427'(혹은 WR 124)과 이를 둘러싼 성운 M1-67의 모습을 공개했다. 붉게 터져나오는 우주 가스 중심부에 X자로 찬란하게 빛나는 천체가 바로 별 Hen 2-427 이다. 이 별이 지옥같은 곳에서 자신의 존재를 알릴 수 잇는 것은 울프-레이에별(Wolf-Rayet)이기 때문이다. 울프-레이에별은 우리 태양 질량의 20배 이상 되는 극대거성으로 자체 ‘연료’를 빠르게 소모하는 탓에 결국 초신성 폭발을 일으키면서 찬란한 최후를 맞는다. 특히 놀라운 점은 마치 Hen 2-427 주위에 불을 붙인듯 타오르는 가스가 시속 15만 km 속도로 우주를 향해 뿜어져 나온다는 사실이다. 성운 M1-67은 지구로부터 약 1만 5000광년 떨어진 궁수자리 내에 위치해 있으며 나이는 채 1만 년도 알 될 정도로 어리다. 우주 나이로 보면 채 젖도 못 뗀 수준 인 셈. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

녹색의 환상적인 색채를 자랑하는 혜성 하나가 지구로 다가오고 있다. 　 지난 18일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 오늘의 천체사진으로 우주를 헤치고 지구로 다가오고 있는 한 혜성의 모습을 공개했다. 2년 전에 처음 발견된 이 혜성의 정식이름은 '혜성 C/2013 US10'(Comet C/2013 US10). 간단히 카타리나(Catalina)로 불리는 이 혜성은 오르트 구름 출신이다. 오르트 구름(Oort cloud)은 장주기 혜성의 고향으로 태양계를 껍질처럼 둘러싸고 있는 가상의 천체집단이다. 　　 거대한 둥근 공처럼 태양계를 둘러싸고 있는 오르트 구름은 수천억 개를 헤아리는 혜성의 핵들로 이루어져 있다. 탄소가 섞인 얼음덩어리인 이 핵들이 가까운 항성이나 은하들의 중력으로 이탈하여 태양계 안쪽으로 튕겨들어 혜성이 되는 것이다. 이번에 지구로 날아오는 카타리나는 밝기가 8등급까지 올라간 상태로 쌍안경으로도 관측 가능하다는 것이 NASA의 설명. 특히 오는 10월~11월이면 맨 눈으로도 관측이 가능할 것으로 전망된다. NASA 측은 "11월 말이면 밝기가 절정에 달할 것" 이라면서 "12월 중순까지는 남반구 하늘에, 이후에는 북반구 하늘에서 볼 수 있을 것" 이라고 밝혔다. 사진=Ian Sharp 박종익 기자 pji@seoul.co.kr