죽어가는 별의 마지막 순간이 허블우주망원경에 포착됐다. 지난 1일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)은 초신성 SN2018gv의 마지막 순간을 담은 타임랩스 영상을 홈페이지에 공개했다. 지구에서 약 7000만 광년 떨어진 막대나선은하 NGC 2525의 왼쪽 귀퉁이에 자리잡은 SN2018gv는 지난 2018년 1월 처음 존재가 확인됐다. 이후 허블우주망원경은 SN 2018gv를 지난해까지 관측해왔으며 이번에 공개된 영상은 2018~2019년까지의 이미지를 합쳐 만든 것이다. 공개된 영상을 보면 은하 속의 한 점은 결국 푸른빛과 함께 마치 윙크하듯 갑자기 십자 모양으로 밝게 빛나는 것이 확인된다. NASA에 따르면 SN2018gv는 지난해 초신성 폭발했으며 최고조에 달했을 때 무려 50억개의 태양 만큼이나 밝게 빛났다.초신성(超新星·supernova)은 이름만 놓고보면 새로 태어난 별 같지만, 사실 종말하는 마지막 순간 이번 영상처럼 일시적으로 매우 밝게 빛나는 별을 말한다. 일반적으로 별은 생의 마지막 순간 남은 ‘연료’를 모두 태우며 순간적으로 대폭발을 일으킨다. 이를 초신성 폭발이라고 부르며 이때 자신의 물질을 폭풍처럼 우주공간으로 방출한다. 이 과정에서 거품처럼 생기는 물질이 초신성 폭발이 남긴 잔해로 이 물질을 통해 또다시 별이 만들어지고 또 지구와 같은 행성이 생성된다. 곧 별의 죽음은 새로운 천체의 탄생을 의미하기도 한다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

올 가을은 뭐니뭐니해도 ‘화성의 계절’이다. 오는 6일 화성이 지구에 대접근함으로써 가을 밤하늘에 밝게 비출 것이다. 이번 주 어두워진 직후 동쪽 하늘을 보면 붉게 불타는 화성의 진면목을 감상할 수 있다. 천문학에서 천체의 밝기는 등급으로 표시하는데, 숫자가 적을수록 밝은 별이다. 예컨대 1등급의 별은 1등성이라 하고, 그 이상 밝으면 마이너스(-)로도 나타낸다. 사람의 맨눈에 겨우 보이는 밝기의 별은 6등급이다. 요즘 화성은 무려 -2.6 등급으로 빛나고 있는데, 이는 하늘에서 태양, 달, 금성, 목성 다음으로 밝은 것이다. 때로는 목성보다 더 밝을 시기도 있다. 참고로 가장 밝은 별인 시리우스는 -1.4, 금성은 최고점 -4.8, 보름달은 -12.7, 태양은 -26.7등급에 속한다.　​ 화성의 대접근 시간은 6일 밤 11시 경이다. 그 전인 3일에는 달과 화성이 0.7도 거리까지 접근하는데, 이는 보름달 크기(0.5도)보다 약간 먼 정도로, 별지기들에겐 역시 흥미로운 볼거리로 대접받는다. 그리고 14일에는 화성이 마침내 태양 정반대편에 위치하는 충(衝/opposition)이 된다. 화성의 1년은 지구 시간으로 687일이므로, 약 2년 만에 한 차례씩 화성의 충이 일어나는 셈이다. 그러나 지구와 화성 둘 다 약간 긴 타원형 궤도를 돌기 때문에 충의 위치가 항상 같지는 않다.화성이 지난 8월 4일 태양에 가장 가까운 지점인 근일점을 지났기 때문에 올해 화성의 충은 유별난 점이 있는데, 바로 화성이 지구로부터 6400만㎞ 이내까지 접근한다는 뜻이다. 화성에 대한 이러한 ‘근일점 충'(perihelic oppositions)은 대략 15~17년마다 드물게 발생하는 천문현상이다. 최근의 화성 근일점 충은 2003년에 있었는데, 이때 화성은 충에 도달한 지 불과 42시간 만에 근일점에 도달하는 진기록을 세웠다. 이는 화성이 거의 6만 년 만에 지구에 가장 가까이 접근한 것으로, 거리는 5570만㎞였다. 화성이 오는 14일 충을 돌파한 이후에도 밝기가 급격히 낮아지지는 않는다. 18일까지 -2.6의 등급으로 계속 밝게 빛날 것이며, 28일까지 여전히 목성보다 밝게 보일 것이다. 그리고 11월 20일까지 줄곧 가장 밝은 별인 시리우스와 경쟁할 것이다. 화성의 다음번 충은 2022년 12월 초에 올 것이지만, 그때는 지구에서 1900만㎞ 이상 더 멀기 때문에 지금의 밝기보다 2분의 1로 떨어지고 망원경으로 보이는 화성 원반의 크기는 지금보다 24% 작아질 것이다. 올해 화성 관측의 호조건 중 하나는 화성의 고도가 비교적 높다는 점이다. 수평선 위 30° 아래의 천체들은 대기의 난류 현상으로 망원경으로 관측하기 어렵다. 상이 마치 이글거리는 불기운을 통해서 보는 것처럼 되기 때문이다. 다행히 올해의 화성은 물고기자리에 있는데, 30도 이상의 고도로, 작은 망원경으로도 관측하기 좋은 기회이다. 게다가 현재 화성에는 모래 폭풍도 잠잠할 때라서 ‘붉은 행성’의 진정한 색조, 주황색을 띤 호박빛 화성을 감상할 수 있는 완벽한 시간이다. 화성은 앞으로 15년 동안 이렇게 가까워지지 않을 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

물은 우주에 아주 흔한 물질이다. 물론 지구처럼 표면에 액체 상태의 물이 풍부한 행성은 태양계에 하나 뿐이지만, 얼음 형태의 물은 태양계에 매우 흔하다. 과학자들은 망원경을 이용해 물이 태양계 이외의 장소에서도 매우 흔한 원소라는 사실을 확인했다. 우주에 비교적 흔한 원자인 산소 하나와 우주에서 가장 흔한 원소인 수소 두 개로 이뤄진 분자이니 당연한 일이다. 하지만 지구에는 흔해도 우주에서는 쉽게 검출되지 않는 분자도 있다. 염화나트륨(NaCl) 혹은 소금은 지구에서는 쉽게 구할 수 있는 물질이지만, 망원경으로는 쉽게 검출되지 않는다. 상대적으로 미량 원소일 뿐 아니라 망원경으로 쉽게 검출될 수 있는 형태로 존재하지 않기 때문이다. 그런데 일본 국립 천문대(National Astronomical Observatory of Japan, NAOJ)의 과학자들은 뜻밖의 천체에서 소금의 존재를 확인했다. 타나카 케이가 이끄는 천문학 팀은 칠레에 있는 거대 전파 망원경인 아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터파 집합체(ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해 지구에서 9500광년 떨어진 아기별인 IRAS 16547-4247을 관측했다. 이 아기별은 태양 질량의 25배에 달하는 아기별로 사실은 두 개의 별로 이뤄진 쌍성계다.이렇게 무거운 거대 아기별도 드물지만, 쌍성계는 더 드물기 때문에 이 아기별은 이전부터 과학자들의 관심을 끌었다. 하지만 이렇게 큰 아기별은 중력도 강해 주변에서 많은 가스와 먼지를 흡수하면서 커지는 특징이 있다. 따라서 두꺼운 먼지와 가스를 뚫고 내부를 관측하기가 쉽지 않다. 그러나 ALMA의 강력한 분해능 덕분에 연구팀은 두 아기별의 거대 가스 디스크를 확인하는데 성공했다. 그리고 여기서 의외의 물질인 소금의 존재를 확인했다. 소금이 이런 장소에서 왜 관측되는지 알아내기 위해 연구팀은 아기별과 아기별 주변의 물질이 모인 원반인 디스크의 구조를 조사했다. 그 결과 두 별의 디스크가 서로 반대 방향으로 회전한다는 사실을 확인했다. 이렇게 반대 방향으로 회전하는 디스크는 사실 두 별이 같은 장소에서 태어난 형제가 아니라 다른 장소에서 태어났다가 중력에 의해 결합한 쌍성계라는 점을 시사한다. 연구팀은 두 별의 디스크가 서로 접근하면서 디스크에 있던 작은 입자들이 가열되고 증발했다고 보고 있다. 그러면서 본래는 잘 검출되지 않는 소금과 다른 분자들이 검출된 것이다. 연구팀은 뜨거운 물 분자와 유기물인 시안화메틸(methyl cyanide, CH3CN)의 존재도 확인했는데, 같은 가설로 설명이 가능하다. 거대 질량 쌍성계는 초신성 폭발이나 중성자별, 블랙홀 생성에 중요한 역할을 담당한다. 과학자들은 뜻밖의 관측 결과를 통해 거대 질량 쌍성계의 생성 미스터리를 풀 단서를 얻었다. 과학자들은 하나씩 단서를 찾아가면서 퍼즐의 조각을 완성해 나갈 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

중부 지역에 낮 한때 비가 예보돼 있어 귀경길 교통안전에 유의해야 한다. 기상청은 2일 낮부터 저녁 사이 서울·경기도와 강원 영서, 충남 북부에 한때 비가 오는 곳이 있겠다고 예보했다. 낮부터는 서울과 경기 북부, 강원 영서 북부에 비가 내리고 오후부터 저녁 사이에는 경기 남부와 영서 남부, 충남 북부 지역에 비가 내린다. 예상 강수량은 서울·경기, 강원 영서, 충남 북부, 서해5도 5∼10㎜다.낮 기온은 전날과 비슷하고 내륙은 낮과 밤의 기온 차가 10도 내외로 크겠다. 오늘 한낮 기온은 서울 23도, 대전 25도, 대구 26도 안팎이다. 추캉스(추석+바캉스)족이 몰린 제주는 구름이 많은 날씨를 보이겠다. 아침 최저기온은 18~19도, 낮 최고기온은 24~25도로 평년과 비슷할 것으로 보인다. 강원 산지는 바람이 시속 30∼45㎞로 강하게 부는 곳이 있고, 남해안은 천문조(달이나 태양과 같은 천체의 인력에 의하여 일어나는 조석 현상)에 의해 바닷물 높이가 높으니 만조 시 해안가 저지대는 침수 피해를 조심해야 한다. 개천절인 3일은 충청과 호남 지역에 비가 예보돼 있다. 비의 양이 많지 않지만, 귀경길에 오른 차량이 많기 때문에 사고에 각별히 유의해야 한다. 윤수경 기자 yoon@seoul.co.kr

태양계에 있는 수많은 소행성 중에는 자신보다 더 작은 위성을 거느린 경우가 흔하다. 소행성의 위성은 대부분 매우 작은 천체로 자신보다 큰 소행성의 중력에 이끌려 우연히 위성이 됐거나 소행성 본체에서 갈라진 파편이다. 그런데 드물게 소행성의 위성이 상당히 커서 사실상 서로 대등한 관계라고 봐도 무방한 경우도 있다. 이를 쌍성계 소행성(binary asteroid)이라고 한다. 지름 0.9㎞급 소행성 2개가 거의 붙어서 공전하는 ‘2017 YE5’나 0.8㎞급 소행성 2개가 서로를 공전하는 ‘69230 헤르메스’가 그런 경우다. 이 두 소행성 쌍성계는 태양에 가까운 근일점에서는 지구 궤도 안쪽으로 들어왔다가 태양에 먼 원일점에서는 지구 궤도 밖으로 나가는 아폴로 그룹 소행성이다. 쉽게 말해 지구 궤도와 교차하는 소행성이기에 잠재적인 충돌 가능성이 있는 소행성이다. 따라서 미국항공우주국(NASA)은 이를 잠재적 위험 천체(PHO·potentially hazardous object)로 분류해 추적하고 있다. 다행히 가까운 미래에 충돌할 가능성은 매우 낮지만, 이런 쌍성계 소행성이 지구 충돌 궤도에 들어선 경우 현재 논의되는 소행성 궤도 수정 방법으로 궤도를 바꾸기 쉽지 않다는 점이 문제다. NASA는 지구에서 탐사하기 쉬운 쌍성계 소행성부터 연구하기 위해 소형 탐사선 프로젝트인 야누스(Janus)를 추진하고 있다. 미국 콜로라도대학과 록히드 마틴의 합작으로 개발되는 야누스 우주선은 사실 얼굴이 아니라 본체가 둘인 우주선이다. 무게 36㎏에 여행용 캐리어와 비슷한 크기의 소형 우주선 2대를 지구 근처에 있는 쌍성계 소행성에 보내 생성 원인 및 특성을 연구하는 것이 목표다. 야누스 프로젝트는 지난 9월 30일 NASA의 심플레스 프로그램(SIMPLEx program)의 리뷰 과정을 통과해 2022년 발사 가능성에 청신호가 켜졌다. 우선 탐사 목표로 거론된 소행성 중 하나는 (175706) 1996 FG3로 1.7㎞, 490m 지름의 천체 2개로 이뤄진 쌍성계 소행성이다. 비교적 크기 차이가 있어 쌍성계와 위성 사이를 오가는 수준으로 앞서 소개한 2017 YE5나 69230 헤르메스와 같은 아폴로 그룹에 속한다. 물론 지구 충돌 가능성이 있는 PHO 중 하나다. 연구팀은 이 소행성이 단단한 암석 덩어리가 아니라 잡석 더미 같은 구조의 소행성 쌍성계라고 보고 있다. 하지만 근접 관측 결과가 없어 막연히 추정할 뿐이다. 과학자들은 지구 충돌 코스에 들어선 소행성이 있으면 작은 우주선의 중력으로 견인해서 궤도를 살짝 벗어나게 하거나 혹은 우주선을 빠른 속도로 충돌시켜 궤도를 약간 수정하는 방법 등을 연구하고 있다. 하지만 하나가 아니라 두 개의 소행성으로 구성된 쌍성계 소행성에서는 결과를 예측하기 어려운 방법이다. 직접 탐사선을 보내 상세한 데이터를 수집하고 연구하는 과정이 선행되어야 하는 이유다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

황금 스카프를 연상케 하는 아름다운 성운 필라멘트 사진이 28일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)이 운영하는 ‘오늘의 천체사진'(APOD)에 게재되어 우주 마니아들의 시선을 모으고 있다. 이 황금색 필라멘트는 초신성 폭발이 남긴 잔해 성운의 한 자락으로, 백조자리 루프로 불리는 면사포 성운(Veil Nabula)의 일부이다. 영국의 윌리엄 허셜이 1784년에 발견한 이 성운 집단은 백조자리에 있는 밝은 성운들의 무리로, 전 천구에서 가장 크고 밝은 천체 중 하나이다. 양이 적고 투명한 가스의 성운들이 고리모양을 하고 있어서 붙여진 이름으로, 백조자리 망상성운, 베일성운이라고도 부른다. 크기는 3도(직경으로 보름달의 6배, 면적으로 36배 크기), 거리는 약 2400광년 정도로 추정된다.초신성이 터진 시기는 지금으로부터 약 2만 년 전으로, 인류가 아직 구석기 시대에 살 때이다. 당시 초신성 폭발은 태양 질량의 20배 쯤되는 적색거성이 생애 마지막 순간에 폭발한 것으로, 한 은하 전체가 내는 빛보다 더 밝았을 것으로 추정되는 만큼, 당시 들판이나 숲에서 먹거리를 채취하거나 사냥하던 구석기인들이 최소한 몇 주 동안 충분히 볼 수 있을 정도였을 것이다. 현재 이 성운 필라멘트는 팽창속도는 초속 170㎞로, 그야말로 펄럭이는 황금색 우주 스카프가 천구를 달리고 있는 광경이다. 백조자리 루프의 전체 크기는 무려 100광년에 이른다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

우리의 태양보다 뜨거운 항성을 불과 2.7일만에 공전할 만큼 바짝 붙어있는 매우 뜨거운 행성이 발견됐다. 최근 스위스 베른대학 등 공동연구팀은 항성 'HD 133112'의 주위를 도는 외계행성 'WASP-189b'를 발견했다는 연구결과를 '천체 물리학 저널’(the journal Astronomy & Astrophysics) 최신호에 발표했다. 지구에서 약 322광년 떨어진 곳에 위치한 WASP-189b는 태양계 큰형님인 목성의 1.5배 크기로 표면온도는 무려 3200℃에 달할만큼 뜨겁다. 이 정도 온도면 철도 녹여 기체로 만드는 수준으로 역대 발견된 행성 중 가장 극단적인 천체 중 하나라는 것이 연구팀의 설명.이 행성의 극단적인 특징은 항성 HD 133112와 바짝 붙어있기 때문으로 두 천체의 거리는 지구와 태양과 비교하면 20배나 가깝다. 이 때문에 WASP-189b의 공전주기는 3일이 채 되지 않아 ‘뜨거운 목성’(hot Jupiter)이라는 별칭으로 불린다. 특히 항성 HD 133112는 태양보다 2000℃는 더 뜨거워 태양같은 색이 아닌 파란색으로 보인다. 논문의 선임저자인 모니카 렌들 박사는 "HD 133112는 행성계를 가진 것 중 가장 뜨거운 별"이라면서 "WASP-189b의 경우 항성과 너무 가까이 붙어있어 공전주기와 자전주기가 일치하는 조석고정 현상이 일어나고 있다"고 설명했다. 곧 지구의 달 처럼 WASP-189b도 한쪽 면만 영구적으로 항성을 바라보는 것으로 이는 행성에 극단적인 환경을 만든다.특히 이번 연구에서는 지난해 12월 유럽우주국(ESA)이 쏘아올린 외계행성 탐사용 우주망원경 위성 ‘키옵스’(CHEOPS)가 사용됐다. 키옵스는 행성을 거느린 것으로 파악된 가까운 항성을 관측하는 용도로 발사된 첫번째 위성으로, 지구 700㎞ 상공을 돌며 ‘해왕성∼지구 크기의 행성’을 집중적으로 관찰하고 있다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

민족 최대 명절 추석 연휴를 앞두고 코로나19로 휴장했던 경기 과천시 국립과천과학관이 재개관한다. 국립과천과학관은 ‘제한 또는 부분’ 운영을 시작한다고 30일 밝혔다. 국립과천과학관은 코로나19 방지를 위해 일일 관람객을 1500명으로 제한해 운영한다. 단체와 10인 이상 일행도 입장을 제한하며 관람예약제는 운영하지 않는다. 추석 당일을 휴관한다. 천체투영관. 곤충생태관. 생태공원. 공룡동산은 상설전시관 입장객에 한해 이용이 가능하다. 이 중 체험전시물과 집합형 전시물은 휴관하며 천체투영관(관측소, 스페이스월드 제외)은 부분적으로, 곤충생태관은 정상 운영한다. 부분 개장을 보충할 온라인 프로그램도 준비했다. 자녀가 어떤 과학 공부를 하는지 알아보는 온라인 프로그램 ‘학부모 과학아카데미’는 평소 궁금했던 자녀의 과학공부, 실생활 속에 숨은 과학을 다루는 시간이다. ‘생활 속 화학제품 탐구’, ‘천연분말 이용 천연비누 제작’ 등에 대해 알아보고 체험한다. 추석 연휴 기간이 지난 다음달 5일부터 11월 1일까지 진행할 예정이다. 온택트 시대 신중년, 5060 오팔 세대를 찾아가는 ‘청춘과학 아카데미’가 다음달 5일부터, 인류 최고 발명품으로 칭송받았으나 이젠 최악이 된 플라스틱에 대한 알아보는 ‘시민과학 아카데미’가 다음달 19일까지 온라인으로 열린다. 바로 옆 서울대공원은 강화된 사회적 거리두기 2단계에 따라 동물원과 식물원 실내전시관은 휴관 중이다. 역시 코로나19 확산 방지를 위해 비대면 프로그램을 운영한다. 동물원 내 8종류의 나무를 찾아 도장을 찍으면 임무를 마치는 온라인 프로그램 ‘나 혼자 나무탐험’을 11월 30일까지 진행한다. 이 프로그램은 동물원 입구에서 식물원 가는 길에 참여할 수 있으며 사전 예약 없이 무료 체험이 가능하다. 남상인 기자 sanginn@seoul.co.kr

미국은 10년 이내 인류를 다시 달로 보낼 계획을 추진하고 있는데 앞으로 이들 우주 비행사가 직면할 가장 큰 위험 중 하나에는 장기적으로 건강에 악영향을 미칠 수 있는 우주 방사선이 있다. 이는 백내장이나 암 또는 신경 퇴행성 질환 등 각종 질병을 일으킬 우려가 있는 것으로 지적되고 있기 때문이다.1960년대부터 1970년대까지 아폴로 계획의 임무에서는 며칠간이라면 인간이 달에 있어도 안전하다는 점이 입증됐지만, 우주 비행사가 얼마나 달에 머물 수 있는지를 계산하는 데 필요한 일일 방사선 허용량을 미국항공우주국(NASA)은 측정하지 않았었다. 하지만 이 수수께끼는 중국과 독일 공동연구진이 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’(Science Advances) 최신호(25일자)에 게재한 중국 달 탐사선 ‘창어 4호’의 지난해 실험 결과를 통해 밝혀졌다. 연구논문의 공동저자로 독일 킬대학의 천체물리학자인 로버트 비머슈바인그루버 박사는 AFP통신에 “달 표면의 우주 방사선량은 국제우주정거장(ISS) 안에서보다 두세 배 더 높다”고 밝혔다. 달과의 왕복에는 2주 정도가 걸리므로, 그만큼의 피폭량을 고려하면 달에 머물 수 있는 기간은 약 2개월이 한계인 것으로 전해졌다. 방사선량은 인체 조직이 흡수하는 양을 수치화한 단위 ‘시버트’(㏜)로 나타낸다. 연구진에 따르면, 달 표면에서의 피폭량은 하루에 1369마이크로시버트(μ㏜)로, ISS 승무원의 일간 피폭량보다 약 2.6배 높다. 이런 차이는 부분적으로나마 ISS가 지구의 ‘자기 거품’으로 지켜지고 있기 때문이다. 이는 자기권이라고도 불리며 우주방사선의 대부분을 막아준다. 또 비머슈바인그루버 박사는 “달 표면에서 측정한 방사선량은 지구 표면보다 약 200배 높고 미국 뉴욕발·독일 프랑크푸르트행 여객기보다 5~10배 높다”고 밝혔다.다만 만일 2~3개월을 넘어 달에 머물고 싶을 때 대처법은 하나 있다. 주거가 가능한 달 기지를 건설해 그 표면을 두께 80㎝의 달 표면 토양으로 덮으면 방사선 피폭으로부터 몸을 보호할 수 있는 것으로 전해졌다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주는 광활하다. 그런 만큼 작은 행성 표면에서 살아가는 인간의 척도로는 상상도 할 수 없는 엄청난 규모의 자연 현상이 일어나곤 한다. 우주에서 강력한 자기장을 지닌 중성자별인 마그네타(Magnetar) 역시 그중 하나다. 중성자별 자체가 태양보다 큰 질량을 지닌 거대 별의 잔해가 도시 크기로 압축된 상태라 매우 극단적인 상황이지만, 마그네타는 일반적인 중성자별보다 더 극단적인 천체다. 평균적인 마그네타의 표면 자기장은 지구 자기장보다 1조 배 강력하며 인간이 만든 인공 자기장보다도 수억 배 이상 강력하다. 만약 인간이 마그네타 표면 1,000㎞ 이내로 접근한다면 모든 세포가 파괴돼 사망에 이를 정도다. 이렇게 극단적인 천체인 만큼 마그네타는 우주에 흔한 존재가 아니다. 대부분 멀리 떨어진 천체라 관측도 쉽지 않다. 그러나 최근 과학자들은 지구에서 비교적 가까운 위치에 있는 마그네타까지의 거리를 직접 측정하는 데 성공했다. 국제 천문학자 연구팀은 미국국립전파천문대(NRAO)의 초장기선 전파망원경 배열(VLBA)을 이용해 우리 은하에 있는 마그네타 중 하나인 XTE J1810-197을 관측했다.XTE J1810-197은 2003년 처음 발견됐으며 그해부터 2008년까지 강력한 전파 펄스를 방출하다가 갑자기 멈춘 뒤 2018년부터 다시 활동을 시작했다. 연구팀은 지난해 11월과 올해 3월, 4월에 XTE J1810-197을 관측해 이 마그네타가 정확히 8,100광년 떨어져 있다는 사실을 발견했다. 연구팀이 자신 있게 말할 수 있는 이유는 사상 최초로 연주시차(annual parallax)를 이용해 마그네타까지의 거리를 측정했기 때문이다. 연주시차는 지구의 공전을 이용해서 별까지 거리를 측정하는 방법이다. 지구가 태양 주위를 공전하기 때문에 6개월이 차이를 두고 별을 관측하면 사실 같은 별을 3억㎞ 떨어진 거리에서 관측한 것이 된다. 이때 매우 멀리 떨어진 천체를 기준으로 별의 이동을 확인해 각도를 측정하면 거리를 알아낼 수 있는 것이다. 마그네타 역시 예외가 아니다. (사진 참조) 연구팀은 이번 연구를 통해 마그네타에 대한 측정이 정확해질 것으로 기대하고 있다. 추정값이 아니라 정확한 거리를 알아내면 과학자들은 마그네타에서 방출되는 전파와 에너지양에 대해서 더 자신 있게 말할 수 있다. 마그네타는 강력한 자기장의 생성 원인을 비롯해 여러 가지 미스터리를 지닌 천체로 수수께끼의 고에너지 방출 현상인 빠른 전파 폭발(FRB)과의 연관성이 의심된다. 연구팀은 이번 연구가 마그네타의 미스터리를 밝히는 데 큰 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

달의 기원에 관한 가설- '거대충돌설'을 뒷받침하는 새로운 증거가 발견되어 학계의 관심을 끌고 있다. 과학자들은 약 44억 년 전 화성 크기의 행성이 원시 지구에 충돌한 후 달이 형성되었을 것이라는 '거대충돌설'을 대체로 정설로 보고 있는데, 이번에 달의 암석에서 그 새로운 증거를 발견했다. 미 항공우주국(NASA)이 이끄는 연구팀은 1960년대와 70년대에는 없었던 첨단장비로 50년 전에 아폴로 우주 비행사가 지구로 가져온 달의 암석 샘플에 있는 염소의 양과 유형에 초점을 맞춰 조사한 결과, '거대충돌설'의 추가 증거를 발견했다고 새로운 연구가 보고했다. 염소에는 핵에 다른 수의 중성자를 포함하는 여러 동위원소들이 존재하는데, 대체로 달에 '무거운 염소'가 많은 데 비해, 지구에는 '가벼운 염소'가 많다는 점이 이번 연구 결과 밝혀졌다. 물론 무거운 염소는 더 많은 중성자를 포함하고 있는 염소의 동위원소를 가리킨다. 거대충돌이 발생한 직후, 지구와 충돌 천체의 먼지들이 같이 뒤섞인 채 대거 우주로 방출되었으며, 이 물질들이 지구 둘레를 돌면서 중력으로 뭉쳐져 이윽고 달을 달을 형성하게 되었다. 초창기 원시 지구와 달에는 염소의 여러 동위원소가 고루 혼합되어 있었지만, 새로 형성되는 달에 지구의 중력에 이끌리면서 그 혼합이 바뀌기 시작했다. 충돌 후 두 천체가 점차 형태를 갖추어감에 따라 지구는 달에서 가벼운 염소를 자기 쪽으로 끌어당겼고, 그 결과 움직이기 어려운 무거운 염소는 달에 남게 되고 가벼운 염소는 부족하게 되었다. 달에 무거운 염소의 비율이 지구보다 높은 것은 이 같은 이유 때문이라 한다. "현재 지구와 달의 원소 구성에는 큰 차이가 있으며, 우리는 그 이유를 알고 싶었다"라고 성명에서 밝힌 NASA의 공동저자 저스틴 사이먼은 "이제 우리는 달이 처음과 매우 다르다는 것을 알고 있으며, 이는 '거대충돌'의 영향 때문일 것이라고 생각하고 있다"라고 덧붙였다. 연구팀은 또한 염소와 동일한 족에 속하는 할로겐을 조사하여 이 같은 사실을 확인했다. '가벼운' 할로겐 역시 지구에 비해 달에 덜 풍부하며, 그 같은 결과를 불러올 만한 다른 원인은 발견되지 않았다고 밝혔다. ​ 이 연구는 수십 년 전에 제안된 달의 '거대충돌설'을 뒷받침하는 화학적 증거를 계속 축적하고 있는 중이다. 예컨대, 올해 3 월에 발표된 한 연구에서는 고정밀 산소 동위원소 측정 방법으로 지구와 달의 암석이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 다를 수 있음을 보여주었다. ​새로운 연구는 이번 달에 전미과학 아카데미의 회보에 발표되었다. 연구는 휴스턴 소재 존스 우주기지의 NASA 천체물질 연구 및 탐사과학부 대학원생 연구원 앤터니 가르가노가 주도했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

세계는 원자로 이루어져 있다. 일찍이 플라톤은 "우주는 왜 텅 비어 있지 않고 무언가가 존재하는가?" 하고 물었다. 물질의 기원에 관한 가장 원초적인 질문이었다. 물론 그러한 질문에 제대로 답할 만한 과학이 당시엔 없었다. 그러나 물질에 대해 가장 독창적이고 놀라운 주장을 한 사람이 나타났다. 기원전 4세기 그리스의 데모크리토스(BC 460 ~380)였다. 지식을 얻는 방법에 대해 “지식은 두 가지 방법으로 얻을 수 있다. 지성에 의해 타당한 추론을 얻을 수 있고, 다른 방법은 모든 감각을 정교하게 동원해서 얻어낸 자료를 통해 추론하는 것이다”라고 말한 데모크리토스는 물질의 본성에 대해 다음과 같이 갈파했다.“모든 물질이 더 이상 나눌 수 없는 작은 것, 곧 원자(atomon)로 이루어져 있으며, 이것이 바로 물질의 보이지 않는 가장 작은 구성요소로서, 세계는 무수한 원자와 공(空) 외에는 아무것도 존재하지 않는다.” 그는 또 원자를 설명하면서, 원자는 영원불변하며, 절대적인 의미에서 새로 생겨나거나 사라지는 것은 아무것도 없으며, 사물들이 안정되어 있고 시간이 흘러도 변하지 않는 까닭은 모든 원자들이 똑같은 크기를 갖고 자기가 차지하고 있는 공간을 꽉 메우고 있기 때문이라고 했다. 물론 오늘날 우리는 원자가 더 작은 입자들로 이루어진 보따리 구조라는 사실을 알고 있다. 따라서 데모크리토스가 말한 원자는 입자로 바꿔 생각해야 할 것이다. 어쨌든 데모크리토스가 말한 대로 물질을 계속 쪼개나가다 보면, 그 이름이 무엇이든 간에 물질의 최소 단위에 이르게 된다. 왜냐하면 물질을 무한히 쪼개나갈 수는 없기 때문이다. 양자론 개척자의 한 사람인 베르너 하이젠베르크는 그 최소 단위에 대해 이렇게 말했다. “우리는 여전히 옛 데모크리토스의 표상을 믿고 있었다. 한 마디로 ‘맨 처음 입자가 있었다’는 표상이었다. (...) 그러나 이런 표상이 틀린 것인지도 모른다. 물질을 계속 쪼개가다 보면 맨 나중에는 더이상 부분이 남지 않고 물질 속의 에너지가 변환될 것이며, 부분은 쪼개지기 전보다 작지 않을 것이다.” 현대 물리학은 물질의 최소 단위에 착상한 데모크리토스의 원자론에서부터 출발했다고 해도 과언이 아니다. 그래서 양자역학의 확립에 기여해 노벨 물리학상을 받은 리처드 파인만은 원자에 대해 이렇게 한 마디로 규정했다. “다음 세대에 물려줄 과학지식을 단 한 문장으로 요약한다면, ‘모든 물질은 원자로 이루어져 있다’는 것이다.” 이처럼 원자는 물질세계의 가장 기본적인 질료이자 현대 물리학의 화두이다. 현대문명의 총화인 컴퓨터, TV, 휴대폰 등 모든 전자기기들은 원자의 과학인 양자론 위에 서 있는 것들이다. 물리는 원자에서 시작하여 원자로 끝난다고 할 수 있다. 원자는 얼마나 클까? 원자의 크기는 대체 얼마나 될까? 전형적인 원자의 크기는 10^-10m다. 1억분의 1㎝란 얘기다. 상상이 안 가는 크기다. 중국 인구와 맞먹는 10억 개를 한 줄로 늘어놓아야 가운데 손가락 길이만한 10㎝가 된다. 각설탕만한 1㎝^3의 고체 속에는 이런 원자가 10^23개쯤이 들어 있다. 얼마만한 숫자인가? 지구의 모든 바다에 있는 모래알 수와 맞먹는 숫자이다. 그럼 원자핵의 크기는 얼마나 될까? 약 10^-15m다. 원자의 100,000분의 1 정도다. 그렇다면 원자의 크기는 무엇으로 결정되는가? 원자핵을 중심으로 돌고 있는 전자 궤도가 결정한다. 결론적으로 말하면, 원자는 그 부피의 10^-15(부피는 세제곱), 곧 1천조 분의 1을 원자핵이 차지하고, 그 나머지는 모두 빈 공간이라는 말이다. 이게 대체 얼마만한 공간일까? 원자가 잠실 야구장만하다면 원자핵은 그 한가운데 있는 콩알보다도 더 작다. 지구상의 모든 물질을 원자핵과 전자의 빈틈없는 덩어리로 압축한다면 지름 200m의 공을 얻을 수 있다. 자연은 원자를 제조하는 데 너무나 많은 공간을 남용했다고 해도 할 말이 없을 것 같다. 결국 물질의 크기는 원자핵의 둘레를 돌고 있는 전자에 달린 문제이지만, 원자의 구조에 대한 자세한 얘기는 또 다른 얘기이므로, 여기서는 이런 원자가 온 우주에 얼마나 있는가 하는 문제만 짚어보도록 하자. 자연에는 원소의 종류가 92가지 있고, 그중 수소가 양성자와 전자 하나씩으로 이루어진 가장 단순한 원소다. 그 다음 단순한 원소로 헬륨이 있다. 우주에서 가장 많은 원소는 수소인데 그냥 많은 것이 아니라 다른 모든 원소보다 압도적으로 많다. 질량으로 보면 70%, 원소의 양으로 보면 90%가 넘는다. 그 다음으로 많은 원소는 헬륨이다. 질량으로 28%, 원소의 양으로는 9%를 차지한다. 다른 원소는 모두 합해도 질량으로 2%, 원소의 양으로 0.1%에 지나지 않는다.수소와 헬륨을 합치면 우주 내 물질의 약 99%를 차지한다. 나머지 90종은 1% 미만이다. 그런데 지구는 사정이 좀 다르다. 지구 중심에는 철과 니켈이 풍부하지만 지각에는 산소‧규소‧알루미늄과 같은 원소들이 많다. 바다에는 수소와 산소가 풍부하고 대기는 질소와 산소가 대부분을 차지한다. 이는 철 이하의 원소들이 별 속에서 만들어지고 나머지 중원소들은 초신성이 폭발할 때 만들어져서 지구라는 행성을 형성했기 때문이다. 자연계에 존재하는 92개의 원소들의 이 같은 출생의 비밀을 갖고 있다. 수소와 헬륨 외의 모든 원소는 뜨거운 별 속에서 제조되어 초신성 폭발과 함께 우주 공간으로 흩뿌려지고, 그것들이 지구와 인간 등 뭇 생명체를 빚어냈던 것이다. 별이 우주의 주방인 셈이다. 지구를 벗어나 태양계로 나가면 우주와 비슷한 상황을 볼 수 있다. 태양은 태양계 전체 질량의 99.86%를 차지하는데, 그 대부분이 수소와 헬륨이다. 따라서 태양계 전체로 볼 때 가장 풍부한 원소는 수소와 헬륨이다. 그 다음으로 많은 원소는 산소이고 그 다음은 탄소이다. 우주 전체 원소들의 존재량 비와 비슷한 셈이다. 우주를 이루는 원자의 개수 그렇다면 이 우주에 원자의 개수가 얼마나 되는지 알아보기로 하자. 뜻밖에 간단한 방법으로 알 수 있다. 원자번호 1인 수소 원자의 경우, 1억 개를 한 줄로 늘어세워도, 그 길이는 1㎝를 넘지 않는다. 1억이라면 어느 정도의 숫자일까? 사과 한 알을 1억 배 확대한다면 그 크기가 지구와 같아질 만큼 큰 숫자다. 그러니 원자가 얼마나 작은지는 상상력을 아무리 동원해도 이해하기 힘들다. 도대체 누가 이런 크기를 쟀단 말인가, 하고 짜증이 날 정도다. 그렇다면 또, 그 원자의 무게는 그럼 얼마나 되는가? 아보가드로 수인 6*10^23개만큼 수소를 수소 1몰이라 하는데, 저울에 달면 1g이 나온다. 저 1g 수소의 개수는 지구상의 모든 모래알 수보다 많은 것이다.빅뱅 이후 태초의 우주공간을 가득 채운 물질이 바로 그런 수소다. 캄캄한 공간 속을 수소 구름들이 흘러다니는 풍경을 상상해보라. 그 수소 구름들이 중력으로 뭉치고 뭉친 끝에 마침내 태양과 같은 별을 탄생시킨 것이다. 오늘도 당신 머리 위에서 눈부시게 빛나는 저 태양 같은 별을 만들려면 수소 원자가 몇 개나 있어야 할까? 지수 법칙을 아는 중학생 수학 실력만 있어도 간단히 그 계산서를 뽑아볼 수 있다. 태양 질량 ÷ 수소 원자 질량 =수소 원자 개수 그 답은 약 10⁵⁷개이다. 이 숫자는 옛 인도 사람들이 갠지스 강의 모래알 수라고 말한 1항하사(10^52)보다 10만 배나 많은 수이다. 그러니까 이 숫자만큼의 수소 원자 알갱이들이 모이면 저런 엄청난 태양이 만들어지는 것이다. 그리고 저 태양이 없다면 이 너른 태양계 속에 인간은커녕 아메바 한 마리도 살아갈 수 없다. 물질의 오묘함이 아닐 수 없다. 우리 역시 저 별먼지에서 나온 물질의 조합체가 아닌가? 저런 태양이 각 은하마다 평균 2000억 개가 있고, 그런 은하가 관측 가능한 우주에 또 2조 개 정도 있는 걸로 알려져 있다. 그렇다면 이것들을 다 곱하면 온 우주에 있는 천체들의 원자 수가 나온다. 계산해보면 4*10^80이란 숫자가 나온다. 이것이 우주의 일반물질을 이루고 있는 원자의 개수이다. 그런데 우주는 일반물질이 차지하고 있는 비율이 4%밖에 안된다. 그 나머지는 이른바 암흑물질과 암흑 에너지가 차지한다. 에너지는 아인슈타인의 E=mc^2 방정식에 따라 물질로 치환할 수 있으니까, 여기에 다시 25를 곱하면 대략 온 우주의 원자 개수가 나오는 것이다. 그래서 나온 우주의 모든 원자 개수는 10^82승 개이다. 10^100승인 구골에는 한참 못 미치는 수다. 10^82승 개 원자들이 만드는 우주는 얼마나 물질로 충만해 있을까? 우주 공간의 1조분의 1 정도를 채우고 있을 뿐이라고 한다. 그래서 물리학자는 제임스 진스는 우주의 물질 밀도에 대해 “큰 성당 안에 모래 세 알을 던져넣으면 성당 공간의 밀도는 수많은 별을 포함하고 있는 우주의 밀도보다 높게 된다”고 말했다. 그러니 우주는 사실 텅 빈 공간이나 다를 바가 없다. 우리는 그야말로 색즉시공(色卽是空)의 세계 속에서 살고 있는 것이다. 참고로 우리 몸을 구성하는 원자의 종류는 약 60종이고, 그 개수는 약 10^28승 개이다. 그중 수소가 3분의 2(질량비는 10%)를 차지한다. 그리고 그 수소는 모두 빅뱅 공간에서 탄생한 것이다. 온 우주에서 수소를 만들 수 있었던 환경은 빅뱅 공간이 유일하기 때문이다. 그러므로 여러분은 138억 년 전 빅뱅의 유물을 몸으로 갖고 있다는 뜻이니, 우리 모두는 우주의 역사를 지닌 참으로 유구한 존재라 할 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

유성이 대기권에 진입하다가 물수제비를 뜨는 것처럼 튕겨 우주로 돌아가는 극히 보기 드문 천문 현상이 유성 관측 카메라에 포착돼 화제가 되고 있다. 캐나다 웨스턴온타리오대 천체물리학자 데니스 비다 박사는 23일(현지시간) 트위터를 통해 협정세계시(UTC) 기준으로 22일 오전 3시 53분쯤 독일 북부와 네덜란드 상공에서 어스그레이저(Earth-grazer)로 불리는 유성이 관측 카메라에 목격됐다면서 유성은 다시 우주로 돌아갔다고 밝혔다. 어스그레이징 유성(Earth-grazing fireball)으로도 불리는 이 유성은 지구 대기권으로 접근했다가 우주로 되돌아가는 매우 밝은 유성을 만드는 유성체로 알려졌다. 쉽게 말해 지구를 스쳐가는 유성인 것이다.이날 비다 박사가 트윗에 게시한 GIF 이미지는 어스그레이징 유성이 이동하는 모습을 보여준다. 유성 양측 흰색 곡선은 이동 궤적을 보기 쉽게 나타낸 것인데 이 천체가 거의 수평으로 이동하다가 호를 그리듯 우주로 돌아간 것을 알 수 있다.비다 박사에 따르면, 유성은 초속 34.1㎞(시속 12만2760㎞)의 속도로 대기권에 진입했으며 열권에 해당하는 고도 약 91㎞의 영역까지 왔다가 튀기어 우주로 되돌아갔다. 목성족 궤도에 있던 유성은 대기권을 지나는 동안 속도와 질량이 변할 수밖에 없으므로 다시 대기 밖으로 나갈 때 궤도는 그전과 상당히 달라졌을 것이다. 일부 전문가는 어스그레이징 유성이 물수제비를 뜰 때 나타나는 현상과 비슷하다고 말한다. 유성이 이번 사례처럼 입사각이 극히 낮은 상태에서 대기권에 진입하면 둥글고 얄팍한 돌을 물 위에 튀기어 가게 던졌을 때와 같은 현상이 일어난다는 것이다. 참고로 어스그레이징 유성이 대기권에서 튕겨 나갔다고 해서 반드시 우주 공간으로 돌아가는 것은 아니다. 대기권에서 튈 때 그 속도가 줄면서 손상이 적은 파편은 지구로 낙하해 운석이 되는 경우도 있기 때문이다. 하지만 이번 사례에서는 운석이 떨어졌다는 보고는 없는 것으로 알려졌다. 사진=데니스 비다/트위터 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

소행성 ‘베누’에서 또 다른 소행성의 암석 파편이 발견돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 미국항공오주국(NASA) 오시리스-렉스 탐사선은 현재 소행성 베누 주위를 돌며, 곧 진행될 베누 표면에서의 샘플 채취 작업을 준비 중이다. 공개된 사진은 오시리스-렉스 탐사선이 2019년 베누의 표면을 촬영한 것으로, 주위 표면의 흙과는 다른 밝은 빛을 띠는 바위다. 바위의 크기는 1.5~4.3m로 추정되며, 마치 빛을 받아 반짝이는 듯한 모습이 특징이다.오시리스-렉스 탐사선은 해당 암석의 사진 및 분석에 필요한 다양한 자료를 지구로 전송했고, 이를 분석한 NASA 연구진은 암석의 정체가 또 다른 소행성과의 충돌에서 발생한 것이라는 결론을 내렸다. 연구진에 따르면 베누는 또 다른 소행성인 ‘베스타’와 충돌한 전력이 있는 것으로 추정된다. ‘소행성 벨트’에서 두 번째로 큰 천체인 지름 525㎞의 베스타는 우리 태양계 주위를 도는 거대한 소행성으로, 궤도와 시기에 따라 맨눈으로도 관찰이 가능하다. NASA 측은 베누의 표면에서 발견된 바위가 주위 바위에 비해 훨씬 밝고, 바위에서 휘석 성분이 발견된 점을 미뤄 베스타와의 연관성이 존재할 것으로 보고 있다. 철과 마그네슘, 칼슘 등으로 이뤄진 규산염 광물인 휘석은 소행성 베스타에서도 주로 발견되는 광석 중 하나다.NASA는 21일 공식 성명에서 “베누가 소행성 베스타와 충돌하면서 이 물질(암석)을 물려 받았다는 것이 우리의 가설이다. 베스타 소행성이 파괴될 때 생긴 파편이 중력에 의해 베누에 축적됐을 가능성도 있다”고 설명했다. 이어 “하나의 소행성 물질이 다른 소행성 표면으로 옮겨지는 것은 드문 일이 아니다”라고 덧붙였다. 한편 소행성 베누는 지름 500m 정도의 작은 소행성으로 지구에서 1억 3000만㎞ 떨어진 곳에서 태양 궤도를 돌고 있다. 전문가들은 이 소행성이 태양계의 형성과 진화, 더 나아가 생명의 기원인 유기물의 출처에 대한 정보까지 가지고 있을 것으로 보고 있다. 특히 오시리스-렉스는 기존의 탐사선과는 달리 표면까지 하강해 로봇팔을 쭉 뻗어 샘플을 채취해 지구로 가져올 예정이다. 올해에는 표면의 샘플을 60g이상 채취하며 이듬해에는 다시 지구로 귀환한다. 지구 도착은 2023년 9월로 샘플을 담은 캡슐은 낙하산을 이용해 미국 유타 주에 떨어진다.　　　 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

‘뇌과학자, 과학 커뮤니케이터, 대기업 미래기술전략팀장….’ 그에게 따라붙는 수식어는 여러 분야를 오간다. 장동선 뇌과학자. 생소한 과학을 일반인들에게 강의하며 소통하고 TV에도 출연하며 유명세를 얻은 그가 최근 3년 반 몸담았던 대기업을 박차고 나와 유튜브 방송 ‘궁금한 뇌’를 시작했다. 자칭 ‘변화 전문가’를 지향하는 그는 ‘경계 없는 삶’을 살아온 주인공이다. 독일에서 태어나 7세 때 한국에 돌아온 이후 30대까지 한국과 독일, 미국을 오가며 공부한 영재다. 하지만 초등학교에선 체벌과 왕따를 겪었고, 일반고 입학 전 약 2년은 반복된 가출로 반항과 질풍노도의 시기를 보냈다. 다행히 이 무렵 ‘사람과의 관계’에 목말랐던 자신에게 눈을 떴고 뇌과학자 길을 걷게 됐다. ‘회식자리에서 후배들을 대신해 고기 굽고 술 따르는 전형적인 낀 세대’라며 웃어 젖히는 그에게선 명민함에 어울리지 않는 옆집 아저씨 같은 소탈함이 엿보인다. -최근 모친상을 당했다. 퇴사 이유가 간병 때문이었나. “코로나 때문에 가정 간병인도 다 막혔다. 어머니를 간병하시던 아버지께서 못 버티겠다 하셔서 가족돌봄 휴가를 알아봤는데, 차라리 간병과 글쓰기를 병행하는, ‘여러 아궁이에 불 때는’ 작업을 해 보기로 했다. 10년 넘게 ‘과학 커뮤니케이터’라는 아궁이에 불 때고 살다가 선택의 순간이 온 거다. 40대 임원을 위해 회사를 위해 불사를 것인가, 안정감은 떨어지나 내 콘텐츠를 기반으로 새 도전을 할 것인가.” -자아정체성 혼란이 극심한 유년기를 보냈을 것 같다. “가장 힘든 것은 ‘세상과의 분리감’이었다. 독일서 박사과정 밟은 아버지, 간호사 어머니가 한국 가족에게 송금한 것 외에 정착을 위해 고향 친구분께 꼬박꼬박 돈을 보냈는데 고스란히 사기를 당했다. 부모님은 독일 시민권을 포기하고 한국으로 돌아왔는데 무일푼이 되셨다. 서울 은평구 역촌동 달동네 반지하 단칸방에 네 식구가 살게 됐다. 부모님은 속이 문드러졌지만, 꼬맹이는 연탄 때는 달동네와 서울이 신기하기 그지없었다. 그러다 초등학교 입학해 문화충격이 왔다. 체벌과 싸움과 촌지 요구. 결국 1학년 때부터 홈스쿨링, 조기교육을 받고 중학교는 검정고시 졸업했다. 고등학교 입학 전까지 9년을 공교육에서 분리돼 있었던 셈이다.” -뒤늦게 가출은 왜 하게 됐나. “영재 교육을 계획한 어머니가 저와 여동생을 데리고 다시 오스트리아로 가셨는데, 직업도 시민권도 없는 상태여서 너무 힘들었다. 실패하고 한국으로 돌아온 뒤 병환을 얻으시고 가정불화도 심했다. 가족이 무너지는 경험을 한창 예민한 사춘기에 했다. 2년 정도 가출을 밥 먹듯 했다. 서울역 지하보도에서 자고, 부산 광안리에서 ‘조폭·삐끼’와 어울리는 비행 청소년들과 어울렸다. 영재교육을 받던 아이가 사회 경계 밖 버려진 집단과 어울린 거다. 그런데 그런 애들이 오히려 나를 받아 줬다. 물론 내게도 편견을 갖고 있고 욕도 하고 거칠었지만, 우리는 ‘소외됐다’는 동질감이 있었다.” -영재교육과 비행 청소년의 삶을 모두 겪었다. “또래집단에 소속되지 못했던 단절이 크다 보니 사람에 대한 그리움이 컸다. 남들이 하는 건 다 하고 싶다는 열망이 커서 일반고로 입학했다. 충격적인 것은 그렇게 방황하고 고등학교 입학해서 수학 정석을 보니 안 풀리더라. 괴테가 ‘전진하지 않는 자는 후퇴한다’고 했는데, 아무리 똑똑해도 매일 갈고닦지 않으면 근육도 뇌세포도 망가진다는 걸 알았다. 학교에서 동아리 활동 자율화를 해 줘 음악밴드를 조직했고, 고 2때 ‘전국고등학교 과학동아리연합’을 만들어 천체 관측, 로켓발사 등을 하러 다녔다. 소문을 듣고 당시 카이스트 총장님이 내가 어떤 아이인지 보려고 학교를 방문했는데, 하필 결석하고 놀러 나간 날이었다.(웃음)”-어렸을 적 소통 욕구가 과학 커뮤니케이터로 발돋움하게 한 건가. “뇌과학은 어릴 때부터 목말랐던 인간관계를 탐구하는 학문이었다. 생물학에서 과학철학으로 전과했는데 독일 정부가 비자 가진 유학생의 전공 교체를 불허했다. 랩에서 쥐 실험 하는 게 너무 싫었다. 한데 나는 어려운 시기가 오면 새로운 환경을 찾아 떠나는 유목민 기질이 있다. 마침 미국 교환학생 자리가 났는데 (독일서) 반미 감정이 높던 때라 운 좋게 순번이 와서 무조건 갔다. 지금 죽을 것 같이 힘들다면 무엇이라도 능동적으로 바꿔 보시라. 대부분 내 탓이라고 생각하지만 환경 탓일 때가 많다.” -2020년 한국사회에서도 그런 게 통할까. 젊은이들에게 ‘동남아로 진출하라’고 했던 정부는 역풍을 맞았다. “우리처럼 교육수준이 굉장히 높은 사회에서는 내가 못나 보인다. 환경을 바꾸면 분명히 새로운 기회가 생긴다. 우리만 갖고 있는 장점인데 여기서는 못 보는 게 있다. 코로나로 전 세계가 똑같은 위기 상황에서 오히려 기회가 왔다고 본다. 한국에서 3D 프린터로 안경을 만들어 뉴욕 유명인사들한테 판매하는 브랜드가 있던데, 한국적 콘텐츠로 온라인을 활용해 새 기회를 잡는 것도 가능하다.” -‘N포세대’에게는 쉽지 않은 말이다. “우리는 ‘성공해야 된다’는 압박이 너무 크다. 실패하면 낙인찍히고 재기 못할까 봐 두렵다. 좋아하는 격언이 극작가 사뮈엘 베케트의 ‘Ever tried, Ever failed, No matter’(시도해 본 적 있는가, 실패해 본 적 있는가, 괜찮다), ‘Try again, Fail again, Fail better’(다시 시도해라, 다시 실패해라, 더 나은 실패를 해라)이다. 매번 도전할 때마다 실패해도, 용기를 갖고 또 도전하고 ‘덜’ 실패하면 된다. 블랙유머 같지만 도전하면 실패하는 게 너무 당연하지 않은가. 우리 사회는 7전 8기를 용납하지 않는다. 하지만 나의 존재 의미는 성공보다 실패의 영역을 조금씩 줄이는 데서 찾는 거다. 상처받을 것을 미리 두려워하지 마시라.”-애프터 코로나 시대 뇌과학이 더 중요해졌다고 말하는 이유는. “코로나 위기를 통해 ‘온라인 커뮤니케이션, 디지털 플랫폼’이 5년은 가속화됐다. 무한한 데이터 중에서 유의미한 정보를 뽑아내고, 인간이 어떻게 느끼고 생각하는지 인간에 대한 이해가 중요해졌다. 엔지니어도 중요하지만 뇌과학자, 심리학자의 통찰이 필요한 분야다. 코로나 시대 물리적 거리두기가 중요해졌지만, 역설적으로 사회적 거리는 좁혀져야 하는 이유가 여기에 있다. 오해마시고(웃음), 힘든 시기일수록 서로 연결돼 있어야 힘이 되고 아이디어가 솟구친다는 뜻이다. 20만년 전 구석기 시대 인류의 뇌와 오늘날 인류의 뇌 용량은 진화하지 않고 똑같다. 그럼 21세기 문명을 어떻게 이룩했느냐 의문이 생기는데, 책·증기기관처럼 연결성이 고도화된 기술혁명 때문이다. 코로나 시대라고 해서 연결성이 끊긴 사회로 가선 안 된다. 우리 뇌는 연결을 지향하는 사회적 뇌로 진화해 왔고, 연결 속에서 행복하고 혁신을 찾으며 발전한다.” -한국으로 돌아온 계기는. “2014·2015년 독일 사이언스 슬램(과학교육부 주관 과학강연대회), 세계 페임랩 인터내셔널에서 연이어 수상하며 유럽에서 주목받기 시작했다. 1회 강연에 2000만원까지 주는 독일 최대 ‘스피커 에이전시’(강연자 전문회사)에도 들어가게 됐는데 아내가 한국행을 원했다. 삶의 제일 큰 딜레마를 겪었다. ‘나 혼자 내가 원하는 삶을 살 것인가, 가족을 따를 것인가’. 결과적으로 현명한 선택이었다.” -한국에 돌아온 경험은 어땠나. “한국에서 혁신이 일어나기 위해서는 아직 더 많은 것이 변화해야 한다. 톱다운 방식의 ‘꼰대 문화’와 ‘고맥락사회’가 문제다. 가족, 학연, 지연 등 사회적 연결고리가 중요하다 보니 개인이 실패를 감수하고 뭔가 지르기 힘들다. 밉보이면 안 된다는 사회적 낙인에 대한 두려움도 혁신을 저해한다. 풀뿌리처럼 아래서부터 올라오는 아이디어가 자라도록 대기업·정부는 판만 깔아 주고 그 안에서 개인·스타트업이 동반성장할 수 있도록 해야 한다.” -영재 출신 아버지의 교육법이 궁금하다. “나도 답이 없다.(웃음) 코로나 시대 부모들의 짜증도 이만저만 아니다. 아이들 뇌에 가장 중요한 것은 ‘나는 늘 너를 위해 존재한다’는 신뢰와 공감을 주는 말이다. 영재교육도 사회성이 가미되어야 한다.” 이재연 기자 oscal@seoul.co.kr

간헐천을 내뿜는 토성 위성 엔셀라두스가 과학자들이 생각했던 것보다 훨씬 더 역동적인 천체일 가능성을 보여주는 증거가 발견되었다. 미 항공우주국(NASA)의 퇴역한 토성탐사선 카시니의 데이터를 사용하여 생성된 새로운 이미지는 엔셀라두스의 북반구가 비교적 최근에 얼음으로 재포장되었음을 보여준다. 이 새로운 정보는 카시니가 우주로 얼음물을 내뿜는 100개 이상의 간헐천을 발견한 남반구의 상황에 비견될 만한 지질학적 활동으로 평가되었다. 이 같은 발견은 카시니의 가시광선 및 적외선 매핑 분광기(VIMS)로 분석으로 얻은 것으로, VIMS는 반사된 태양광을 사용하여 엔셀라두스의 열 신호를 조사하는 방법으로 북부 변화를 발견한 것이다. 프랑스 낭트대학의 VIMS 과학자이자 공동 연구자인 가브리엘 토비 박사는 “카시니의 적외선 눈 덕분에 우리는 시간을 거슬러올라가 북반구의 넓은 지역이 얼마 전까지만 해도 지질학적 활동을 했다는 것을 알 수 있게 되었다”고 밝혔다. 팀은 VIMS 데이터를 카시니가 캡처한 가시적 이미지와 결합하여 여러 영역의 적외선 및 가시광선 파장으로 엔셀라두스의 새로운 글로벌 지도를 제작했다. 이 지도는 적외선 신호가 최근 엔셀라두스의 지질학적 활동과 관련이 있음을 보여준다고 연구원들은 설명한다. 예컨대, 열 신호는 엔셀라두스의 남극 근처에 있는 ‘호랑이 줄무늬’의 균열과 일치한다는 것이다. 호랑이 줄무늬는 엔셀라두스의 지하 바다에서 물과 기타 물질을 우주공간으로 뿜어내는 간헐천의 출구이다.　​ 그러나 이 새로운 지도에서 적외선이 엔셀라두스의 북반구에서 잡아낸 모습을 보고 과학자들은 놀라고 있다. 이 데이터는 얼음 표면이 북쪽에서도 발생했음을 시사하지만, 그 과정은 아직 명확하게 밝혀지지 않고 있다. 더 많은 얼음 제트가 그 원인일 수도 있지만, 지각의 균열을 통한 얼음의 느린 움직임일 때문일 수도 있다고 연구진은 밝혔다.엔셀라두스는 태양계에서 외계 생명체가 서식할 수 있는 가장 유망한 거주지 중 하나로, 우주생물학자들이 가장 가고 싶어하는 천체다. 엔셀라두스는 지하 바다와 지질학적 활동 외에도 유기체가 이용할 수 있는 에너지원을 가지고 있을 가능성이 높다. 엔셀라두스의 해저에서 일어나는 화학반응은 지구의 심해 열수 분출구 근처에서 서식하는 미생물의 화학반응과 유사할 것으로 추측된다. 가까운 미래에 엔셀라두스를 대상으로 한 미션이 계획되고 있지 않고 있는 만큼, 연구팀은 이전 미션에서 수집된 데이터에 의존해서 연구를 이어가야 할 상황에 있다. 카시니 데이터는 이러한 정보를 제공하는 데 지속적인 도움을 제공할 것으로 보인다. 1999년에 발사된 NASA의 토성 탐사선 카시니는 토성을 비롯하여 많은 위성들에 대한 데이터를 수집하는 등 토성의 경이로움을 밝혀낸 지 13년이 지난 후, 2017년 연료 고갈로 인해 마지막 미션 ‘그랜드 피날레’를 완료한 후 토성 대기로 뛰어들어 산화함으로써 미션을 마무리했다. 새로운 연구는 지난달 ‘이카루스’ 저널 온라인판에 게재되었다. 연구는 프랑스 국립과학연구센터(CNRS)의 행성학 및 지구역학연구소 연구원인 로젠 로비델이 이끌었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

미 항공우주국(NASA)은 현재 우주 탐사에서 자타가 공인하는 세계 1위 기관이다. 하지만 우주가 미국의 전유물은 아니다. 현재 유럽, 일본, 러시아, 중국 등 여러 나라가 단독 혹은 국제 컨소시엄 형태로 활발한 태양계 탐사 계획을 추진하고 있다. 예를 들어 일본우주항공연구개발기구(JAXA)는 소행성을 근접 거리에서 자세히 탐사하는 것은 물론 그 샘플까지 채취하기 위해 하야부사2 탐사선을 소행성 류구에 보냈다. 하야부사2는 작년 7월 소행성 류구 표면에서 샘플을 채취했으며 올해 말에 이 샘플을 지구로 가져올 예정이다. JAXA는 여기서 그치지 않고 하야부사2의 화성 탐사선 버전이라고 할 수 있는 화성 위성 탐사선(Martian Moon Exploration, 이하 MMX)을 2024년에 발사할 계획이다. MMX는 2025년 화성 궤도에 진입한 후 화성의 두 위성인 포보스와 데이모스를 가까운 거리에서 상세히 관측한다. 특히 포보스에는 직접 착륙해 10g 정도의 샘플을 확보할 계획이다. 이후 2028년에는 화성에서 지구로 향해 출발해 2029년에는 인류 역사상 최초로 다른 행성의 위성에서 샘플을 채취해 지구로 귀환할 예정이다. 만약 성공한다면 포보스와 데이모스의 기원에 대한 결정적인 정보를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.최근 JAXA는 일본 공영 방송사인 NHK가 개발한 4K 및 8K 슈퍼 하이비전 카메라(Super Hi-Vision Camera)를 MMX에 탑재한다고 발표했다. 두 개의 슈퍼 하이비전 카메라가 찍은 화성과 두 위성의 고해상도 이미지는 다른 과학 데이터와 함께 지구로 전송된다. 하지만 이미지 데이터의 양이 매우 크기 때문에 모두 전송하기 어렵다. 지구로 미처 전송하지 못한 원본 데이터 파일은 지구 귀환 캡슐에 별도로 저장되어 화성 위성 샘플과 함께 2029년 지구로 귀환할 예정이다. 사실 화성은 물론 태양계 여러 천체의 고해상도 이미지는 이미 적지 않다. 하지만 이 이미지들은 사실 여러 장의 사진을 합성해 하나의 사진처럼 만든 것이다. 본래 컬러 이미지가 아닌데 컬러처럼 보이기 위해 가상 컬러 처리를 한 사진도 적지 않다. 사진 자체가 아니라 과학 연구가 주목적이고 이미지 데이터의 양이 너무 크면 지구에서 멀리 떨어진 우주에서 전송하기 힘들기 때문이다. MMX에 탑재된 4K 및 8K 슈퍼 하이비전 카메라는 별도의 복잡한 처리 과정 없이 화성과 그 위성의 모습을 원본 그대로 생생하게 보여줄 것으로 기대된다. 일반적으로 과학적 데이터 수집에 초점을 맞춘 우주 탐사선에서는 보기 힘든 참신한 시도인데, 얼마나 좋은 결과물을 가져올지 9년 후 결과가 주목된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

'태양계 큰형님' 목성의 최신 사진이 허블우주망원경에 촬영됐다. 지난 18일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 유럽우주국(ESA)과 공동으로 운영하는 허블우주망원경이 포착한 목성과 위성인 유로파의 새 이미지를 공개했다.　 목성 특유의 모습이 생생히 살아있는 이 사진은 지난달 25일 촬영한 것으로 당시 지구와의 거리는 6억5300만㎞다. 이 사진에서 대중적인 관심을 끄는 것은 크게 3가지다. 먼저 적도 위에 흰색 구름처럼 보이는 것이 길게 뻗어있는데 이는 목성 특유의 폭풍이다. 시속 560㎞로 부는 이 폭풍은 지난달 18일 생겨났으며 통상 6년 정도마다 이 지역에서 생성된다. 특히 종종 한번에 여러 폭풍이 몰아치기도 해 허블우주망원경의 좋은 관측 대상이라는 것이 NASA의 설명이다. 또한 사진에는 적도 아래 붉고 동그랗게 보이는 목성의 상징인 거대한 대적점(大赤點)이 담겨있다. 1830년 처음 관측된 대적점은 목성의 대기현상으로 발생한 일종의 폭풍으로 지금은 점점 줄어들고 있는 상황이다. 19세기 대적점은 지구보다 2~3배 크기로 측정됐다. 그러나 1979년 보이저 1, 2호의 관측 결과 지구보다 2배 정도 큰 것으로 확인됐으며 현재는 약 1만5800㎞까지 줄어들었지만 여전히 지구 하나 쯤은 쏙 들어갈 크기다. 　 또 대적점 아래에는 역시 거대한 목성의 폭풍인 ‘오블 BA’(Oval BA)가 돌고있다. NASA에 따르면 오블 BA는 2006년 처음 등장했으며 당시에는 붉은색이었으나 현재는 흰색으로 색이 바래고 있다.한가지 더. 목성 왼편에는 공처럼 떠있는 위성 유로파도 보인다. 지름이 3100㎞에 달하는 유로파는 지구의 달보다 약간 작지만 그 특징은 완전히 다르다. 수많은 크레이터로 ‘멍자국’이 가득한 우리의 달과는 달리 유로파는 표면이 갈라진 얼음으로 뒤덮여 있기 때문이다. 특히 유로파는 태양계 내에서 지구 외에 가장 생명체가 존재할 가능성이 높은 천체이기도 하다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-'태양의 미래' 백색왜성 주변서 온전한 행성 첫 관측 태양이 종말을 맞은 후에도 지구는 그 형태를 유지할 수 있을까? 그 가능성을 보여주는 직접적인 증거가 우주에서 관측되어 학계의 관심을 모으고 있다. 71억 년이 지나면 태양은 수소핵융합을 마치고 적색거성의 단계에 들어서는데, 중심핵에 있는 수소가 소진되면서 핵은 수축함과 아울러 태양 외곽 대기는 팽창하기 시작해 이윽고 외층을 우주 공간으로 방출하면서 행성상 성운을 이루게 된다. 이 과정에서 태양과 가까운 수성, 금성은 파괴될 것이며, 어쩌면 지구까지도 그런 운명에서 벗어날 수 없을지도 모른다고 과학자들은 보고 있다. 외층이 탈출한 뒤 극도로 뜨거운 중심핵이 남는데, 태양의 경우 지구만 한 중심핵이 천천히 식으면서 백색왜성이 된다. 이른바 태양의 시체라 할 수 있다. 이 같은 별의 시체 둘레를 도는 목성 크기의 외계행성이 발견된 자리는 지구로부터 80광년 거리에 있는 용자리의 삼중성계 안이다. 모성은 WD 1856이고, 그 둘레를 도는 행성은 WD 1856 b로 불리는데, 모성에 비해 무려 7배가 큰 지름을 갖고 있으며, 한 차례 공전하는 데 34시간밖에 안 걸린다. WD 1856 b의 공전 주기는 태양계 가장 안쪽에 있는 수성보다 60배 이상 빠른 것으로, 백색왜성 주변에서 이렇게 가까이 붙어 있는 행성이 온전한 형태로 관측된 것은 이번이 처음이다. 매디슨 위스콘신대학 천문학 조교수 앤드루 밴더버그 박사는 회견에서 "WD 1856 b는 백색왜성에 아주 가까운 거리에서 공전하는데, 어쩌다 이 행성만 살아남은 것 같다"며 "백색왜성이 생성되는 과정에서 가까운 행성들은 대개 모항성의 엄청난 중력으로 죄다 찢겨나가는 게 보통이지만, WD 1856 b 는 그 같은 운명에서 벗어나 현재의 위치에서 건재하고 있는데, 그 이유는 아직까지 밝혀지지 않았다"고 설명했다. 연구팀이 내놓은 가설은 WD 1856 b가 현재 위치에서 형성되지 않았으며, 현재 위치보다 별에서 약 50배 더 먼 곳에서 이주해온 것으로 보고 있다. 만약 이 행성이 그 자리에서 모항성의 격변을 맞았다면 결코 온전할 수 없었을 것이기 때문이다.WD 1856 b가 안쪽으로 밀린 이유는 분명하지 않다. 가능성은 WD 1856 시스템의 다른 두 별의 중력작용으로 밀어넣어졌거나, 혹은 침입해온 '떠돌이 별'과의 상호작용 결과로 그렇게 된 것인지도 모른다고 9월 16일(현지시간) '네이처' 온라인으로 발표된 새로운 연구에서 밝혔다. 밴더버그와 그의 동료들은 미 항공우주국(NASA)의 '외계행성 사냥꾼' TESS 우주망원경으로 이 행성을 발견했는데, TESS는 행성이 모항성 앞을 지날 때 나타나는 별의 밝기 변화를 탐지해 외계행성을 발견한다. 이를 트랜싯 기법이라 한다. 연구팀은 또 퇴역 직전에 있는 NASA의 스피츠 적외선 우주망원경을 사용하여 해당 항성계를 연구했다. 스피츠 데이터를 통해 백색왜성 WD 1856+534가 100억년 가량 된 별로 삼중성계의 일원이라는 점을 확인했다. 또한 WD 1856 b는 어떠한 적외선도 방출하지 않고 있는데, 이는 곧 해당 천체가 소질량의 항성이거나 갈색왜성이 아니라는 것을 시사한다. ​그러나 현재까지 WD 1856 b는 외계행성 후보일 뿐, 보다 정밀한 관측과 확인작업이 남아 있는 상태다. WD 1856 시스템에서 다른 행성은 발견되지 않았지만 그렇다고 해서 거기에 아무것도 없다는 것을 의미하지는 않는다고 연구팀은 말했다. 태양이 종말을 맞더라도 지구는 과연 형태를 유지할 수 있을까? 이 문제는 몇 가지 경우의 수가 있겠지만, 앞으로 있을 추가 연구에서 보다 높은 확률의 경우가 구해질 것으로 보인다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

서울 서초구가 4년 연속 국제적 정책 평가에서 수상하는 쾌거를 이뤘다. 서초구는 16일 비즈니스계의 ‘오스카상’으로 불리는 대회인 ‘국제비즈니스대상’에서 금상 2건과 동상 1건을 수상하는 등 4년 연속 수상했다고 밝혔다. 이 대회는 전 세계 기업과 조직을 대상으로 한 해 동안 펼친 다양한 정책과 업적을 평가하는 국제 시상식이다. 각국 250여명의 심사위원이 평가한 결과 서초구는 총 3건을 수상해 국내 지방자치단체 중 가장 많은 상을 받았다. 2017년부터 올해까지 최고 성적을 거듭하며 4년 연속 수상했다. 앞서 한국매니페스토 실천본부가 주관하는 ‘2020 전국 기초단체장 매니페스토 우수사례 경진대회’에서 소득격차 해소 분야 및 초고령화 대응 분야에서 최우수상과 우수상을 받았다. 국제비즈니대상 금상은 양재천 천천투어와 치매안심하우스가 받았다. 양재천 천천투어는 ‘하천에서 천천히 즐기는 투어’라는 의미로, 하천체험 환경교육 프로그램이다. 1월에는 환경부 장관이 지정한 우수환경교육프로그램으로 지정되기도 했다. 치매안심하우스는 국내 최초 치매 환자 맞춤형 모델하우스로, 안전하고 편리하게 치매 환자의 인지능력을 향상시킬 수 있게 꾸몄다. 동상은 서초 스마트시니어 사업이 받았다. 어르신을 위한 생활밀착형 디지털 교육체험 프로그램으로 가상현실(VR)·첨단로봇·1인 미디어 등 다양한 신기술을 경험할 수 있게 해 준다. 정보 취약계층인 어르신의 디지털 정보격차를 없애는 데 도움을 준다. 조은희 서초구청장은 “서초의 ‘생활밀착형 행정’은 국내는 물론 해외에서도 인정받고 있다”면서 “국제비즈니스대상 4년 연속 수상이나 전국 지방자치단체 최다 수상에 만족하지 않고 앞으로도 지역 주민을 위한 생활밀착형 정책을 더 개발하고 추진하겠다”고 강조했다. 이민영 기자 min@seoul.co.kr