맑은 여름 밤, 북반구 하늘에서 쉽게 볼 수 있는 거문고자리의 ‘베가’, 독수리자리의 ‘알타이르’, 백조자리의 ‘데네브’는 가상의 삼각형을 이뤄 흔히 ‘여름의 대삼각형’이라고 불린다. 이 중 백조자리 바로 위, 베가 방향으로 녹색의 십자(十) 모양으로 표기된 곳은 우리 태양과 그 형태와 연대가 비슷해 ‘쌍둥이 태양’(Solar Twin)라고 할 수 있는 별이 존재한다고 하버드-스미소니언 천체물리학센터(CfA)가 지난 10일(현지시간) 밝혔다. 이미지 속 ‘쌍둥이 태양’은 KIC 12157617이라고 명명된 별로, 국제 학술지 ‘아스트로피지컬 저널 레터스’(Astrophysical Journal Letters) 8 일자로 공개된 22개의 태양형 항성 중 하나다. 이는 지구에서 멀리 떨어진 항성들의 자전속도를 분석해 나이를 산출하는 ‘자이로크로놀로지’(gyrochronology, 자이로연대학)라는 새로운 기법으로 태양형 항성을 가려낸 것이다. 이 기법을 통해 이미지 속 ‘쌍둥이 태양’은 25일 주기로 자전하고 있으며 형성 시기는 50억 년 정도된 것으로 알려졌다. 이런 태양형 항성이 탄생하면 곧 행성이 형성되므로, 그 별의 나이를 알면 그에 속한 행성도 생명이 탄생하고 진화할 수 있는 연령대에 있는지 알 수 있다고 한다. 발견된 22개의 태양형 항성에 지구와 같은 행성이 존재하는지는 아직 알려지지 않았으나, 이 연구는 지구형 행성 이른바 슈퍼지구가 존재할 가능성이 있는 항성 탐사에 중요한 단계가 된다고 이들 천문학자는 말하고 있다. 사진=하버드-스미소니언 천체물리학센터 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

항성, 성간 물질, 암흑 물질 등이 중력으로 한데 묶여 이뤄지는 거대 천체집단을 일컫는 은하(銀河)의 초기 형성 과정을 품고 있는 ‘별의 씨앗’이 다국적 천문연구팀에 의해 포착돼 학계의 관심이 집중되고 있다. 영국 과학전문매체 ‘Phys.org’는 하와이 대학·스윈번 공과대학·캠브리지 대학 공동연구진이 항성 형성 과정에서 중요 역할을 하는 수소가스분자 구름의 흔적을 발견했다고 14일(현지시각) 보도했다. 연구진은 6.5m 구경 칠레 마젤란 쌍둥이 망원경으로 형성 시간이 약 120억 년으로 추정되는 한 은하천체 주변을 관찰하는 과정에서 항성 형성을 준비 중인 것으로 보이는 차가운 수소가스분자 구름 무리를 포착해낼 수 있었다. 연구진이 수소가스분자 구름을 발견할 수 있었던 것은 해당 은하 주위에 빛을 흡수하는 강렬한 에너지의 활동 은하핵인 퀘이사(Quasar) 흔적을 쫓았기 때문이다. 중심에 블랙홀을 품고 있는 퀘이사는 주로 별을 만들어내는 은하천체에서 관찰된다. 연구진은 지금까지 90여 개에 달하는 젊은 은하단을 관찰해왔고 이번에 처음 수소가스분자 구름의 모습을 잡아낼 수 있었다. 그 과정에서 50개의 퀘이사 역시 추가로 관측할 수 있었다. 기본적으로 항성은 이 수소분자구름 속에서 태어난다. 해당 구름은 수소, 헬륨, 중원소로 이뤄져 있고 성간물질 중 비교적 밀도가 높다. 이 구름의 내부 중력이 특정 에너지로 인해 붕괴되기 시작하면서 항성의 초기 형성이 시작되는데 말 그대로 ‘별의 씨앗’과도 같은 존재인 것이다. 하지만 해당 분자구름은 윤곽 형태로만 포착돼 실질적인 항성 형성 과정을 알아보기에는 핵심정보가 부족한 상황이다. 연구진은 그 이유를 분자구름의 위치가 은하와 상당히 멀고 퀘이사가 주변 빛을 흡수해 실제 모습을 보기 어렵기 때문으로 추정했다. 이와 관련해 하와이 대학 마노아 캠퍼스 레지나 조젠슨 박사는 “형태는 정밀하지 않지만 그래도 이 가스구름 흔적이 별의 형성과정을 추정할 수 있는 상당한 잠재성을 품고 있는 것은 사실”이라고 밝혔다. 한편 이 연구결과는 ‘영국왕립천문학회월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 온라인 판에 게재될 예정이다. 사진=Swinburne University of Technology 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

전 세계 아마추어 및 프로 천문 사진가들이 참가하는 ‘올해의 천문 사진가 공모전’이 개최돼 주목받고 있다. 영국 그리니치왕립천문대와 BBC 스카이 앳 나이트 매거진이 6년째 주관하고 있는 이 대회는 올해 2500여 개의 참가작이 출품됐다고 현지 언론들이 보도했다. 특히 이번 출품작에는 천체망원경을 사용해 수천 광년 거리에 있는 별이나 성운을 관측한 직접적인 우주 사진 외에도 국립 공원 등 자연환경과 어우러진 천체의 아름다운 사진들도 눈길을 사로잡고 있다. 출품작들은 TV 진행자 겸 영국 우주과학자인 매기 아데린-포콕 박사와 스카이 앳 나이트 매거진의 편집자 크리스 브램리, 그리고 그리니치 천문대의 천문학자인 마렉 쿠쿨라 박사 등으로 구성된 심사위원단의 평가를 통해 부문별 우승작과 최종 우승작을 가려 오는 9월 17일 발표할 예정이다. 이에 따라 부문별로 선정된 각각 우승작과 최종 우승작은 그다음날인 18일 서점과 온라인을 통해 책자로 출간되며 이들 작품을 출품한 우승자들은 소정의 상금(부문별 850달러, 최종 우승 2500달러)도 받게 된다. 한편 이번 공모전의 모든 참가작은 오는 2015년 2월까지 그리니치천문대 공식 홈페이지는 물론 공식 후원사인 플리커를 통해 볼 수 있다. 사진=그리니치왕립천문대(http://www.rmg.co.uk/whats-on/exhibitions/astronomy-photographer-of-the-year), 플리커(https://www.flickr.com/photos/royalobservatory/galleries/72157645060485867/) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

명왕성 넘어 카이퍼 벨트 안에 정체를 알 수 없는 2개의 새 천체가 발견됐다. 최근 미 항공우주국 나사(NASA)측은 “허블우주망원경이 촬영한 200장의 이미지를 분석한 결과 2개의 새 천체를 발견했다”고 발표했다. 지난달 16일-26일 사이에 포착된 이 천체는 이미지 상으로는 ‘점’에 불과해 소행성인지 어떤 물질인지 정확한 정체는 알 수 없다. 특히 이 천체에 관심이 쏠리는 것은 해왕성 궤도 밖의 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있다는 ‘카이퍼 벨트’(Kuiper Belt)안에 위치해 있어 나사의 뉴호라이즌스호(New Horizons) 탐사 범위에 있기 때문이다.지난 2006년 발사된 뉴호라이즌스호는 인류 최초의 명왕성 탐사선으로 2015년 7월 경 명왕성에 1만 km까지 근접할 예정이며 이후 카이퍼 벨트에 진입해 관련 정보를 지구로 전송할 예정이다. 허블우주망원경을 관리하는 우주망원경과학연구소(STSI) 매트 마운틴 박사는 “허블우주망원경이 ‘밥값’을 다 한 것 같아 기쁘다” 면서 “카이퍼 벨트는 얼음으로 구성된 소행성이 많이 존재하는 미지의 영역으로 거리가 너무 멀어 현재까지 연구된 자료가 거의 없다”고 밝혔다. 이어 “카이퍼 벨트는 46억년 전 태양계가 형성될 때 남은 물질들이 원형대로 보존돼 있을 가능성이 높아 연구가치가 매우 높다” 고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

허블 우주망원경이 지구로부터 약 1억8000만광년 떨어진 한 은하 속에서 ‘별난 초신성’을 확인했다고 미국항공우주국(NASA)이 최근 발표했다. NGC 2441로 알려진 이 은하는 기린자리 북쪽에 있는 나선은하다. 1882년 독일 천문학자 빌헬름 템펠이 처음 관측한 이 은하의 거의 중심에 있는 한 초신성이 매우 흥미롭다는 것을 천문학자들이 밝혀냈다. 1995년 처음 발견돼 SN1995E로 이름 붙여진 이 초신성은 la형으로 분류된다. la형 초신성은 백색왜성이 쌍성계를 이루는 동반성의 물질을 자신이 불안정해질 때까지 빨아들여 격렬한 폭발을 일으킨 것이다. 모든 백색왜성은 똑같은 질량이 됐을 때 평형이 깨진다. 이는 이들이 모두 똑같은 고유 밝기를 가진 초신성을 형성하는 것을 의미한다. 이 때문에 초신성은 우주에서 거리를 측정하는 표준 촛불(촉광)으로 이용된다. 하지만 SN1995E는 또 다른 방법으로도 유용할 수 있다고 한다. 최신 관측에서 이 초신성은 ‘빛 메아리’라는 현상을 보여줄 수 있음이 나타났다. 빛 메아리는 우리가 보는 방향으로 빛이 먼지 때문에 산란·반사해 메아리처럼 보이게 만드는 현상이다. 허블은 2006년에 어느정도 선명해져 가는 SN1995E를 관측했다. 선명도가 높아지는 것은 초신성의 빛이 주변을 둘러싸는 구형의 먼지 껍질 때문에 산란됐음을 의미한다. 이런 메아리는 초신성과 같은 천체의 ‘근처 환경’과 초신성 폭발 전 ‘원래의 별’에 관한 특징을 탐사하는데 이용할 수 있다. 만일 SN1995E가 빛 메아리를 나타내고 있다면 이를 보여주는 la형 초신성은 지금까지 SN1991T와 SN1998bu라는 두 초신성 밖에 없었으므로 극소수 분류에 속하게 될 것이다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

도시의 화려한 불빛 위를 뒤덮는 찬란한 은하수가 떠있는 밤하늘은 어느 때보다 우주의 신비를 깊고 강렬하게 보여준다. 미국 우주과학전문매체 스페이스닷컴은 천체전문사진작가 마크 지가 촬영한 신비로운 은하수 사진을 최근 소개했다 이달 초, 뉴질랜드 웰링턴 인근 에반스 만(Evans Bay)에서 촬영된 이 사진은 금방이라도 도시로 쏟아져 내릴 것 같은 은하수 수천억의 별들이 하나하나 세밀하게 담겨있어 보는 이들의 탄성을 자아낸다. 특히 웰링턴 도심 불빛과 은하수 별빛이 어우러진 밤 풍경은 초현실적인 우주의 신비를 극대화한다. ‘은하수(銀河水)’는 태양계가 속해있는 ‘우리 은하’로 막대 나선 형태를 취하고 있다. 크기는 대략적으로 직경 약 100,000 광년, 두께 약 1,000광년이며 4,000억 개의 항성이 존재하는 것으로 추정된다. 마크 지에 따르면, 이 생생한 은하수 사진은 놀랍게도 먼 거리가 아닌 본인 집 발코니에서 촬영된 것이라고 한다. 사진=Mark Gee 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

1905년 아인슈타인이 특수상대성이론에 도입한 광속불변의 원리는 진공 상태에서 빛의 속도는 항상 초속 29만 9792km라고 정의한다. 이 이론은 지난 1세기에 걸쳐 널리 인정돼 왔지만, 미국 메릴랜드대학 볼티모어 캠퍼스의 물리학자 제임스 프랜슨 박사의 최근 연구에서는 이런 이론에 의문을 제기하고 있다. 그 의문은 빛의 속도가 지금까지 생각했던 것보다 느릴 가능성이 있다는 것으로 그는 연구를 통해 이를 설명하고 있다. 프랜슨 박사의 연구는 초신성 SN 1987A의 폭발로 발생한 빛이 예측보다 4.7시간 늦게 지구에 도달한 이유를 검토한 것이다. 1987년에 관측된 이 초신성 폭발은 별의 붕괴 과정에서 빛의 양자인 광자와 함께 전하를 띠지 않은 미세한 입자인 중성미자를 방출했다. 이론에 따르면 중성미자가 도달한지 약 3시간 뒤에 광자가 관측되야 했다. 하지만 실제 빛이 도달한 시간은 중성미자가 도달한지 약 7.7시간이 지난 뒤였다. 즉 빛이 예상 시간보다 약 4.7시간 늦게 도착한 것이다. 프랜슨 박사는 빛의 도달이 늦은 이유가 빛의 이동에 있어서 ‘진공분극’(vacuum polarization)이라고 불리는 현상 때문에 실제로 빛의 속도가 늦어졌을 수 있다고 추정하고 있다. 진공분극 현상은 광자가 일단 전자·양전자쌍을 생성하고, 그 후에 전자·양전자쌍이 재소멸해 광자로 돌아온다. 전자·양전자쌍의 생성 과정에서는 양자 역학 작용으로 가상 입자인 전자·양전자쌍 사이에서 중력포텐셜이 생긴다. 이 과정이 광자의 이동 속도가 느려지도록 영향을 줬을 수 있다고 프랜슨 박사는 주장하고 있다. 이 영향으로 빛이 16만 8000광년의 거리를 이동하는 동안 5시간 가까이 지연이 생긴 것이라고 한다. 만약 이 이론이 옳다고 하면 지구~태양 간 거리와 다른 은하계에서 관측된 가장 먼 천체까지의 거리 등 모든 것을 다시 계산해야하는 것이다. 한편 프랜슨 박사팀의 이 논문은 물리학계 권위지인 ‘뉴 저널 오브 피직스’(New Journal of Physics)에 제출돼 현재 심사 중이며 영국 일간 데일리메일 등 외신을 통해 소개됐다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구에서 약 42억 광년 떨어진 곳에서 서로 이웃한 3개의 블랙홀이 발견돼 관심을 끌고있다. 지난 26일(현지시간) 국제천문학 공동연구팀은 ‘SDSS J150243.09+111557.3’이라는 은하계에서 세 쌍의 초질량 블랙홀(Trio of supermassive black holes)을 발견했다고 발표했다. 우주측지기술이라 불리는 각국의 VLBI(Very Long Baseline Interferometry·서로 멀리 떨어져 있는 전파망원경을 이용해 천체의 정확한 위치 및 화상을 얻는 기술)등으로 관측된 이 초질량 블랙홀들은 우리 태양 질량의 1억배 이상은 될 것으로 추정될 만큼 괴물급이다. 연구팀은 이 초질량 블랙홀들이 은하가 서로 먹고 먹히는 진화의 과정에서 생긴 것으로 보고있다. 3개의 블랙홀이 이웃해 있다고 해서 바로 옆에 붙어있는 것은 아니다. 가장 가까운 블랙홀 간의 거리가 무려 450광년이나 떨어져 있기 때문. 그러나 학계에서는 이같은 블랙홀에 쌍둥이라는 별칭을 붙이기도 하는데 이는 지구에서 너무 멀어 구분하기 힘들기 때문이다. 논문의 주요저자 남아공 케이프타운 대학 로저 딘 교수는 “지구의 시간으로는 상상이 안되지만 우주적 관점에서는 이 블랙홀 간의 거리가 매우 가까운 것”이라면서 “기존 상식보다 훨씬 더 많은 쌍둥이 블랙홀이 우주에 있는 것 같다”고 밝혔다. 이어 “초질량 블랙홀에 대한 연구는 은하의 진화를 푸는데 있어 열쇠같은 것”이라고 덧붙였다. 　 한편 블랙홀은 별이 극단적인 수축을 일으켜 밀도가 증가하고 중력이 굉장히 커진 천체를 의미하며 빛까지 빨아들이기 때문에 직접 관측이 불가능하다. 따라서 연구팀들은 옆에 있는 별을 빨아들일 때 내는 빛을 통해 관측한다. 이번 연구결과는 유명 과학저널 네이처(Nature) 최신호에 게재됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

아득히 먼 2억 광년 밖 은하에서 전해진 이상신호가 우주물리학의 미지영역으로 남아있는 ‘암흑물질’일 수 있다는 주장이 제기돼 학계의 관심이 집중되고 있다. 미국 과학전문매체 네이처 월드 뉴스는 하버드-스미소니언 천문센터(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) 연구진이 ‘암흑물질’이라 유력하게 추정되는 이상신호를 발견했다고 25일(현지시각) 보도했다. 미 항공 우주국(NASA) 찬드라(Chandra) X선 망원경과 유럽 우주국(ESA) XMM-뉴턴 망원경에 포착된 해당 신호의 발원지는 지구에서 약 2억 4천만 광년 떨어진 페르세우스자리 은하단(Perseus cluster of galaxies)으로 확인됐다. 연구진에 따르면, 이 이상신호는 기존 페르세우스 은하단에서 나온 X-선 강도와 다른 보기 드문 형태의 파장으로 구성되어 있다. 실시간으로 전해지는 이 이상신호를 분석해보면 중성미자가 붕괴될 때 나타나는 스펙트럼과 매우 유사한 것으로 나타났다. 흥미로운 것은 이 중성미자 붕괴 형태가 ‘단종 중성미자(sterile neutrino)’로 추정된다는 것이다. 단종 중성미자는 ‘전기적으로 중성에 질량이 0에 수렴하는 소립자’라는 기본 특성은 같지만 상호 작용을 하지 않는다는 점에서 다른 중성미자들과 구별된다. 또한 오랫동안 천문학계에서는 이 단종 중성미자가 암흑물질의 진짜 정체라는 가설이 유력한 설득력을 얻어오고 있었다. 암흑물질은 우주를 구성하는 총 물질의 약 70%를 차지하고 있지만 빛과 상호작용하지 않아 육안은 물론 적외선, 가시광선, 자외선, 감마선에도 잡히지 않는다. 오직 중력을 통해서만 질량을 짐작할 수 있을 뿐이다. 하버드-스미소니언 천문센터 측은 “다른 우주관측센터에서도 이와 유사한 신호가 포착되었는지 확인한 후, 추가적 파장 분석연구를 진행할 예정”이라고 밝혔다. 한편 이 연구결과는 국제 우주과학 학술지인 ‘천체물리학저널(The Astrophysical Journal)’ 20일자에 게재됐다. 사진=NASA/CXC/SAO 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

태양계 천체 중 가장 생명체가 존재할 가능성이 높은 위성 타이탄이 모성인 토성보다 더 ‘나이’가 많을 가능성이 있다는 연구결과가 나왔다. 기존 상식을 뒤집는 이 연구는 미 항공우주국 나사(NASA)와 유럽우주기구(ESA)의 데이터를 바탕으로 미 남서연구소(Southwest Research Institute)가 분석한 결과 드러났다. 일반적으로 행성이 먼저 생성된 후 천체 충돌 등 다양한 원인으로 그 주위를 도는 달이 생긴다는 것이 학계의 정설이다. 토성의 달인 타이탄 역시 이같은 과정을 밟았을 것으로 추정됐었다. 이번에 연구팀이 이같은 정설을 뒤집은 증거는 바로 타이탄의 대기다. 타이탄은 특이하게도 질소가 대기의 주성분을 이루고 있는 태양계에서 지구와 가장 닮은 천체다. 연구팀이 분석한 것은 타이탄의 질소가 토성 생성 이전에 만들어진 것이라는 점. 결과적으로 타이탄은 토성이 생성되기 이전부터 존재하고 있었을 가능성이 높다는 것이 연구팀의 주장이다. 연구를 이끈 캐슬린 맨트 박사는 “타이탄의 대기 질소는 오르트 구름(Oort cloud) 속 고대 혜성과 매우 유사하다” 면서 “타이탄 역시 이같은 혜성들과 함께 생성된 것일 수 있다”고 설명했다. 오르트 구름은 태양계를 껍질처럼 둘러싸고 있는 가장 바깥지역으로 핼리혜성 등 수많은 혜성들이 이곳에서 만들어진다고 추측된다. 맨트 박사는 특히 “타이탄의 대기 성분이 원시지구의 대기와 매우 유사해 지구 생명 탄생의 비밀을 풀어 줄 열쇠”라고 덧붙였다. 한편 지름 5150km로 태양계에서 두번째로 큰 위성 타이탄은 지구를 제외하고 표면에 메탄과 에탄으로 이루어진 바다를 가진 유일한 천체다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

역대 발견된 것 중 가장 차갑고 희미한 백색왜성이 발견돼 관심을 끌고있다. 특히 연구팀은 이 백색왜성이 다이아몬드로 이루어졌을 것으로 보고있다. 지난 23일(현지시간) 미국 위스콘신 대학 등 공동 연구팀은 미국립전파천문대(NRAO), 그린뱅크(Green Bank) 망원경, 초장기선 전파 망원경(Very Long Baseline Array Telescope) 등 관측 장비를 동원해 발견한 백색왜성을 공개했다. 백색왜성(white dwarf)은 우리의 태양같은 항성이 진화 끝에 나타나는 종착지다. 이번에 발견된 백색왜성은 지구에서 약 900광년 떨어진 물병자리에 위치해 있으며 지구만한 크기로 섭씨 2700도는 넘지 않을 것으로 추측된다. 특이할 만한 사실은 대부분 탄소로 이루어진 이 백색왜성이 수십억년 동안 서서히 소멸하며 결정화 됐을 것이라는 점이다. 잘 알려진대로 탄소로 이루어진 다이아몬드는 고온 고압의 환경에 노출돼 만들어진다. 이같은 이유로 연구팀은 이 백색왜성에 ‘우주의 다이아몬드’(diamond in space)라는 별칭을 붙였다. 　 극도로 희미한 이 백색왜성이 발견된 것은 과거 이 지역에서 펄서(pulsar) ‘PSR J2222-0137’이 포착됐기 때문이다. 중성자별인 펄서는 짧고 규칙적인 신호를 보내는 전파 천체이기 때문에 연구 중에 이 백색왜성도 추가로 발견된 것이다. 연구를 이끈 데이비드 카플랜 교수는 “이 백색왜성의 나이는 약 110억년으로 추정된다” 면서 “오랜시간 그 자리에 그대로 있었지만 너무나 희미해 인간에게 발견되지 않은 것”이라고 설명했다. 이어 “이같이 차가운 백색왜성이 이론적으로는 그리 희귀한 것은 아니다” 면서 “이 백색왜성은 보통의 백색왜성보다 10배는 더 희미하다”고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우주 형성의 비밀을 풀어줄 마지막 퍼즐 조각이 드디어 맞춰졌다. 미국 IT전문매체 기즈모도(Gizmodo)는 칠레 아타카마사막 차이난토르 평원에 위치한 세계 최대 전파망원경인 ‘알마(Atacama Large Millimeter-submillimeter Array)’에 투입될 마지막 안테나가 도착했다고 17일(현지시간) 보도했다. ‘알마’는 미국 국립 전파 천문대(NRAO), 유럽 남방 천문대(ESO)가 약 1조 6,000억을 투자해 제작한 전파망원경으로 NASA 허블우주망원경보다 10배 이상 해상도가 높다. 특히 허블우주망원경은 별과 은하가 내뿜는 빛을 관측하는데 그치지만 알마는 전파 관측을 통해 1밀리미터 이하 서브밀리미터(submillimeter)에 이르는 짧은 파장까지 잡아낼 수 있는 정밀성을 보유하고 있다. ‘알마’의 중심에는 총 66개에 달하는 정밀 안테나들이 있다. 지난 2011년 16개의 안테나로 시작된 이후 3년이 지난 오늘, 안테나 수는 어느 덧 4배가량 늘었고 그 최종을 장식할 마지막 안테나까지 최근 설치되면서 우주 관측을 위한 완벽한 준비가 끝났다. 이 안테나는 우주공간에 있는 무수한 천체로부터 복사되는 전파(radio wave)를 관측하기 위한 장치로 기존 광학망원경이 잡을 수 없는 우주 전파를 포착해 컴퓨터로 영상을 세밀히 재구성해주는 역할을 담당한다. 안테나의 지름과 수가 늘어나면 기능도 자연히 높아지는데 총 66개에 육박하는 알마의 안테나는 세계 그 어느 망원경보다 많은 전파를 모을 수 있다. 알마의 전파 포착능력은 수십억 광년 떨어져있는 저 먼 우주공간의 파장까지 잡을 수 있을 만큼 독보적이다. 이는 이론적으로 초기우주 형성기의 항성과 은하가 만들어지는 모습, 우리 은하의 형성 모습, 태양계의 형성 모습, 지구 초기 형성 모습을 담은 빛의 파장까지도 포착할 수 있음을 의미한다. 즉, 실제로 존재하는 ‘타임머신’과도 같은 것이다. 2013년부터 본격 가동되기 시작한 알마는 지난 3월, 우리 은하 블랙홀 형성 지역 인근에서 대규모 가스를 방출하는 특이 은하를 포착해내는 등 발군의 성능을 자랑하고 있다. 또한 마지막 안테나까지 더해져 최종 완성된 알마는 우리가 이제껏 상상조차 하지못한 우주 형성의 비밀을 담아낼 만반의 준비를 끝낸 상황이다. 알마 프로젝트 디렉터인 피에르 콕스는 “앞으로 몇 개월 또는 몇 년 안에 우주 과학적으로 주목할 만한 성과가 있을 것”이라며 기대를 표했다. 사진=ESO 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

우주 형성의 비밀을 풀어줄 마지막 퍼즐 조각이 드디어 맞춰졌다. 미국 IT전문매체 기즈모도(Gizmodo)는 칠레 아타카마사막 차이난토르 평원에 위치한 세계 최대 전파망원경인 ‘알마(Atacama Large Millimeter-submillimeter Array)’에 투입될 마지막 안테나가 도착했다고 17일(현지시간) 보도했다. ‘알마’는 미국 국립 전파 천문대(NRAO), 유럽 남방 천문대(ESO)가 약 1조 6,000억을 투자해 제작한 전파망원경으로 NASA 허블우주망원경보다 10배 이상 해상도가 높다. 특히 허블우주망원경은 별과 은하가 내뿜는 빛을 관측하는데 그치지만 알마는 전파 관측을 통해 1밀리미터 이하 서브밀리미터(submillimeter)에 이르는 짧은 파장까지 잡아낼 수 있는 정밀성을 보유하고 있다. ‘알마’의 중심에는 총 66개에 달하는 정밀 안테나들이 있다. 지난 2011년 16개의 안테나로 시작된 이후 3년이 지난 오늘, 안테나 수는 어느 덧 4배가량 늘었고 그 최종을 장식할 마지막 안테나까지 최근 설치되면서 우주 관측을 위한 완벽한 준비가 끝났다. 이 안테나는 우주공간에 있는 무수한 천체로부터 복사되는 전파(radio wave)를 관측하기 위한 장치로 기존 광학망원경이 잡을 수 없는 우주 전파를 포착해 컴퓨터로 영상을 세밀히 재구성해주는 역할을 담당한다. 안테나의 지름과 수가 늘어나면 기능도 자연히 높아지는데 총 66개에 육박하는 알마의 안테나는 세계 그 어느 망원경보다 많은 전파를 모을 수 있다. 알마의 전파 포착능력은 수십억 광년 떨어져있는 저 먼 우주공간의 파장까지 잡을 수 있을 만큼 독보적이다. 이는 이론적으로 초기우주 형성기의 항성과 은하가 만들어지는 모습, 우리 은하의 형성 모습, 태양계의 형성 모습, 지구 초기 형성 모습을 담은 빛의 파장까지도 포착할 수 있음을 의미한다. 즉, 실제로 존재하는 ‘타임머신’과도 같은 것이다. 2013년부터 본격 가동되기 시작한 알마는 지난 3월, 우리 은하 블랙홀 형성 지역 인근에서 대규모 가스를 방출하는 특이 은하를 포착해내는 등 발군의 성능을 자랑하고 있다. 또한 마지막 안테나까지 더해져 최종 완성된 알마는 우리가 이제껏 상상조차 하지못한 우주 형성의 비밀을 담아낼 만반의 준비를 끝낸 상황이다. 알마 프로젝트 디렉터인 피에르 콕스는 “앞으로 몇 개월 또는 몇 년 안에 우주 과학적으로 주목할 만한 성과가 있을 것”이라며 기대를 표했다. 사진=ESO 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

태양과 같은 별은 수백억 년 일생의 마지막 단계가 되면 불안정해져 외층을 방출한다. 남겨진 중심 핵은 고온의 백색왜성이 돼 강한 자외선을 방출한다. 이때 비춰진 외층이 우리가 보는 행성상 성운인데 이런 천체에서 처음으로 물 생성에 필수적인 분자를 천문학자들이 발견했다고 유럽우주기구(ESA, 이하 이에스에이)가 17일(현지시간) 발표했다. 행성상 성운은 지금까지 강한 자외선의 영향으로 분자가 파괴되거나 새로운 분자의 생성이 제한되는 것으로 여겨졌다. 네덜란드 라이덴대학 이사벨 알레만 박사가 이끈 연구팀이 이에스에이 허셜 우주망원경을 사용해 11개의 행성상 성운을 관측·분석한 결과, 그중 3개의 행성상 성운에서 물 생성에 필수조건이 되는 분자인 ‘OH+’ 이온을 발견했다. 이들 3개 천체의 공통점은 중심에 섭씨 10만 도가 넘는 고온 상태의 백색왜성이 존재하고 있다는 것이다. 또 스페인 과학연구위원회(CSIC)의 미레야 엣살루즈 박사팀은 물병자리의 방향으로 지구로부터 약 490광년 거리에 있는 나선성운인 ‘NGC 7293’를 관측 대상으로 했다. 나선 성운의 중심에 있는 별은 질량이 태양의 절반 정도이지만 표면 온도는 약 12만도로 태양(약 6000도)보다 훨씬 높다. 이 성운의 분자의 분포를 조사한 결과, 일단 별에서 방출된 일산화탄소(CO) 분자가 강한 자외선에 파괴될 수 있는 영역에 있으면서도 매우 풍부하게 존재하는 것으로 나타났다. 일산화탄소는 산소 원자가 되기 쉬우며 이는 여러 수소와 결합해 ‘OH+’ 분자 이온을 만들 수 있다. 따라서 자외선이 물 생성을 방해하기는 커녕 자극하는 것은 아닐까라는 가설도 생각할 수 있다고 한다. 이런 관측 결과는 행성상 성운에서 물 생성에 필요한 분자를 발견한 최초의 성과라고 한다. 실제로 물 생성에 이를지 여부는 아직 불분명하지만, 허셜 계획에 참여 중인 예란 필브렛 박사는 “허셜은 별 형성이 진행되는 분자 구름부터 태양계의 소행성 벨트에 이르기까지 우주 전체에 걸쳐 물의 존재를 조사해왔다”면서 “이번 연구성과로 태양과 같은 별이 일생의 마지막 시기에 있어도 우주의 물 생성에 기여할 수 있다는 것이 밝혀졌다”고 말했다. 한편 이번 두 연구결과는 ‘천문학 & 천체 물리학 저널’(the journal Astronomy & Astrophysics) 최신호에 게재됐다. 사진=ESA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난 11일(현지시간) 미 항공우주국 나사(NASA)가 토성의 위성 포이베(Phoebe)의 최근접 사진을 공개해 관심을 끌고있다. 나사와 유럽우주기구(ESA)가 공동으로 개발한 토성 탐사선 카시니호가 최근 촬영한 이 사진은 매우 선명한 화질로 울퉁불퉁한 포이베의 모습을 고스란히 담고있다. 나사 측이 이 사진을 공개한 것은 정확히 10년 전인 2004년 6월 11일 카시니호가 사상 처음으로 포이베에 불과 2,000km 거리로 스쳐 지나가는 저공 비행에 성공했기 때문이다. 카시니호의 탐사로 베일이 벗겨진 포이베는 지름이 220km이며 50km에 달하는 초대형 크레이터를 비롯 수많은 크레이터들이 표면을 촘촘히 장식하고 있다. 토성의 많은 위성 중 학자들이 포이베에 큰 관심을 갖는 이유는 이 위성이 특이하게도 토성의 반대 방향으로 공전하는 수수께끼 ‘역행 위성’이기 때문이다. 이같은 이유로 전문가들은 포이베가 태양계 외곽에서 형성돼 이후 토성의 궤도로 빨려 들어가 위성이 됐을 것으로 보고있다. 한편 토성은 60개가 넘는 달을 가지고 있으며 이중 대부분은 얼음 덩어리로 이루어져 있다. 천문학자들은 토성의 많은 달이 몇 개의 큰 천체가 깨어져 생성된 것으로 추측하고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

추신수 3경기 연속 안타 행진 추신수(텍사스)가 15일 세이프코 필드에서 열린 미프로야구(MLB) 시애틀과의 원정경기에 3번 타자 좌익수로 선발 출전해 3타수 1안타 1볼넷 1득점을 기록했다. 세 경기 연속 안타 행진을 이어간 추신수는 출루율을 .400으로 끌어올려 닷새 만에 4할대에 복귀했다. 텍사스가 4-3으로 이겼다. 박성백 투르 드 코리아 8구간 1위 박성백(국민체육진흥공단)이 ‘투르 드 코리아 2014’ 대회 마지막 날인 15일 강원 양양군청에서 양양 쏠비치리조트로 이어지는 8구간(82㎞) 결승선을 1위로 통과했다. 개인종합 1위는 영국의 휴 캐시(라파 콘도르 JKT)가 30시간11분52초의 기록으로 차지했고, 최형민(금산인삼첼로)은 19초 차로 2위에 올랐다. 男배구 포르투갈에 패… 4연패 한국 남자배구 대표팀은 15일 울산 동천체육관에서 열린 2014 월드리그 국제남자배구대회 E조 6차전에서 포르투갈에 세트 스코어 0-3(20-25 23-25 18-25)으로 져 4연패에 빠졌다. 1승5패로 승점 5에 묶인 한국은 조 3위 체코(승점 8)와의 격차를 좁히지 못했다. 고비마다 나온 범실에 발목을 잡혔고, 석연찮은 판정에 아쉬움을 삼켰다.

여름의 따사로운 기운이 가득 차 있는 지구 하늘에 천상의 커튼이 드리워진 것일까? 미국 우주과학전문매체 스페이스닷컴은 전문 천체사진작가가 촬영한 신비의 오로라 이미지를 11일(현지시간) 게재했다. 미국 버몬트 주(州) 북부 챔플레인 벨리에서 촬영된 이 오로라의 모습은 수억 개의 별이 흩어져있는 밤하늘 아래 푸른색, 보라색, 녹색, 노란색 등 4단 구조로 휘날리고 있어 보는 이들을 감동에 젖게 한다. 이 환상적인 모습을 카메라 렌즈에 담은 이는 천체사진작가 브라이언 드로어로 그가 이 오로라를 촬영한 시기는 지난 8일(현지시간) 한밤중이었다. 그는 “한밤 중 말 조각상이 서있는 협곡 위로 펼쳐진 오로라는 우주의 비밀을 품고 있는 것처럼 보였다”며 “마치 누군가에게 이 멋진 모습을 틀길 듯 느껴져 조심스럽게 촬영했다”는 소감을 전했다. 한편 오로라는 태양표면 폭발로 우주공간으로부터 날아온 전기 입자가 지구자기(地球磁氣) 변화에 의해 고도 100∼500 km 상공에서 대기 중 산소분자와 충돌해서 생기는 방전현상이다. 너풀너풀 하늘에 날리는 모습 때문에 ‘천상의 커튼’이라고도 불리는 ‘오로라’는 사실 ‘새벽’이라는 뜻의 라틴어 ‘아우로라’에서 유래했다. 오로라는 북반구와 남반구 고위도 지방에서 주로 목격돼 극광(極光)이라 불리기도 하며 목성, 토성 등에서도 비슷한 현상이 나타난다. 사진=Brian Drourr 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

●14일(토) ■프로야구 ●SK-LG(잠실) ●두산-삼성(대구) ●KIA-롯데(사직) ●한화-NC(마산 이상 오후 5시) ■프로축구 K리그 챌린지 ●안양-광주(안양종합운) ●부천-수원(부천종합운 이상 오후 7시) ■배구 월드리그 대륙간라운드 ●한국-포르투갈(오후 2시 울산 동천체) ■사이클 투르 드 코리아 2014(오전 10시 평창 알펜시아리조트~진고개 정상) ●15일(일) ■프로야구 ●SK-LG(잠실) ●두산-삼성(대구) ●KIA-롯데(사직) ●한화-NC(마산 이상 오후 5시) ■프로축구 K리그 챌린지 ●고양-대구(고양종합운) ●강원-안산(강릉종합운 이상 오후 7시) ■배구 월드리그 대륙간라운드 한국-포르투갈(오후 2시 울산 동천체) ■사이클 투르 드 코리아 2014(오전 10시 양양군청~양양 쏠비치리조트)

외형은 적색 초거성이지만, 그 중심에는 삼켜진 중성자별이 존재하는 ‘손-지트코프 천체’(Thorne-Zytkow object, TZO). 이 이상한 별은 40년 전쯤 나온 이론상의 존재였지만, 그에 해당하는 후보가 처음으로 발견돼 학계가 주목하고 있다. TZO는 1975년에 물리학자 킵 쏜과 천문학자 안나 지트코프가 발표한 적색 초거성과 중성자별이 합쳐진 일종의 하이브리드 별이다. 겉으로는 오리온자리의 베텔게우스와 같은 적색 초거성과 비슷하지만 이 천체 내부에서 일어나고 있는 독특한 활동을 짐작하게 하는 스펙트럼은 일반적인 적색 초거성과는 확실히 다르다. TZO의 생성 메커니즘은 명확하게 밝혀지지 않지만, 일반적으로 받아들여지고 있는 이론은 발달 단계에서 2종의 천체가 서로 영향을 주고 훨씬 더 큰 적색 초거성이 중성자별을 삼켰다는 것이다. 즉 중성자별이 적색 초거성의 중심으로 나선형을 그리며 떨어졌다는 것. 보통 적색 초거성이 핵융합 반응으로 에너지를 생산하지만, TZO는 삼켜진 중성자별의 특이한 활동을 에너지원으로 삼고 있다. 따라서 이 TZO의 발견은 이전까지는 천문학자들에게 발견되지 않았던 항성 내부 모형의 증거를 제공한다. 미국 콜로라도대학 볼더캠퍼스의 에밀리 레베스크 박사가 이끈 연구팀은 칠레 라스 칸파나스 천문대에 설치된 구경 6.5m 마젤란 클레이 망원경을 사용해 TZO 후보를 발견했다. 여러 적색 초거성의 스펙트럼을 관측해 어떤 원소가 존재하는가를 조사한 결과, 소 마젤란구름에 존재하는 ‘HV 2112’의 스펙트럼 특성이 매우 특이한 것으로 밝혀졌다. 희미한 스펙트럼 선상에 루비듐과 리튬, 몰리브데넘이 과도하게 포함돼 있었다. 보통 항성에서도 이들 원소는 생성되지만, 일반적인 적색 초거성의 온도에서 이들 원소가 많다는 것은 모두 TZO의 증거가 된다. 하지만 HV 2112 스펙트럼의 특징은 이론 모델과 완전히 일치하지 않는다. 연구에 참여한 로웰 천문대의 필립 매시 박사는 “당연히 이번 관측이 오류일 수도 있다. 이번 데이터와 이론에서의 예측 사이에는 작은 차이가 있지만, 이론은 꽤 오래됐고 많은 개선이 필요했으므로 이번 발견이 이론적 연구를 더욱 진전시킬 수도 있다”고 말했다. 한편 이번 관측 결과는 국제 학술지인 ‘영국 왕립천문학회 월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 최신호에 게재됐다. 사진=손-지트코프 천체 상상도(NASA) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

비밀 속에 쌓여 있던 달의 ‘어두운 뒷면’에 대한 미스터리가 마침내 풀렸다. 미국 펜실페이니아주립대의 천체물리학자들이 달의 반대편에 ‘바다’(Maria)가 거의 없는 이유를 밝혀냈다고 외신들이 보도했다. 여기서 달의 바다는 평탄하고 어두워 보이는 지형을 말한다. 연구팀은 달의 뒷면에 바다가 없는 이유가 달의 형성과 진화의 과정에서 나타난 앞면과 뒷면의 지각 두께에 대한 차이 때문이라고 설명했다. 연구에 참여한 제이슨 라이트 부교수는 “어린 시절, 달의 모형을 처음 봤을 때 앞뒤 양면이 너무 달라 놀랐었다”고 회상하며 “달의 뒷면에 산과 크레이터(충돌구 혹은 운석공)로만 이뤄진 것은 지난 1950년대부터 수수께끼였다”고 말했다. 이런 의문은 옛소련의 탐사선 ‘루나 3호’가 달 뒷면을 최초로 관측하면서 불거졌다. 천문학자들은 이를 ‘달의 반대편에 있는 고지에 대한 의문’(Lunar Farside Highlands Problem)이나, 그 이유를 규명할 수 없다는 이유로 ‘달의 어두운 이면’이라고 불렀다. 오늘날 달의 기원은 지구가 형성된 지 얼마 되지 않은 시기에 화성 크기의 천체 ‘테이아’가 지구에 충돌해 부서지면서 나온 파편으로부터 탄생했다는 ‘달 거대 충돌설’이 널리 받아들여지고 있다. 이에 대해 연구를 주관한 스타인 시구르드손 교수는 “이 충돌로 곧 지구와 달은 엄청나게 뜨거워졌다”고 말했다. 물론 이 충돌로 두 천체가 녹지는 않았지만, 암석과 마그마 등의 파편 일부가 증발해 지구를 원반 구조로 둘러쌓았다는 것이다. 이 시점의 달은 오늘날보다 10~20배 정도 지구와 가까웠던 것으로 추정된다고 이번 연구를 이끈 석사과정의 아르피타 로이 연구원은 말했다. 연구팀은 오늘날 달이 항상 얼굴이 되는 앞면을 지구로 향한 채 자전하며 지구를 공전하는 일정한 궤도주기에서 아이디어를 얻었다. 달은 지구보다 훨씬 작아서 충돌 이후 식는 것도 빨랐으며 지구를 향해 한쪽 면(앞면)을 처음부터 향하고 있었던 것으로 여겨지므로 달의 앞면만 섭씨 2500도 이상의 고온이었다고 한다. 이는 지구로부터 복사열을 받아 걸쭉하게 녹은 상태였던 것. 이 앞면과 뒷면의 온도 변화가 달의 지각이 형성하는 데 중요한 역할을 했다고 연구팀은 보고 있다. 달의 표면에는 알루미늄이나 칼슘 등 증발하기 어려운 물질이 밀집해 있는 데 “증기가 식기 시작하면서 먼저 쌓인 물질은 알루미늄과 칼슘이었다”고 시구르드손 교수는 설명했다. 이런 물질은 상대적으로 빠르게 식어가는 달 뒷면의 대기 중에서 응축했다. 이후 수천 만 년에서 수백만 년이 지난 끝에 달의 맨틀 중에 있는 규산염과 결합해 사장석을 형성했고 결국 표면으로 이동해 지각을 형성하게 됐다. 즉 달 뒷면의 지각은 앞면보다 광물이 많아 더 두꺼워진 것이다. 지금은 달이 완전히 식어 표면 아래도 굳어버렸지만, 형성된 지 얼마 되지 않은 무렵에는 큰 천체가 달의 앞면에 충돌하고 심지어 지각에까지 도달해 대량의 현무암질 용암을 방출하도록 만들어 오늘날 볼 수 있는 달의 바다를 형성한 것이다. 반면 뒷면에 충돌한 대부분 천체는 두꺼운 지각을 관통할 수 없었고 따라서 현무암질 용암이 분출하지 않아 크레이터와 계곡, 고지대가 형성됐을 뿐이라고 연구팀은 설명했다. 이번 연구성과는 ‘아스트로피지컬 저널 레터스’(Astrophysical Journal Letters) 9일 자로 게재됐다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr