태양계 너머 ‘외계에서 온 두번째 손님’의 가장 선명한 모습이 허블우주망원경에 포착됐다. 지난 16일(이하 현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 푸른빛을 발하는 인터스텔라(interstellar·항성 간) 방문객인 ‘2I/보리소프'(2I/Borisov·이하 보리소프)의 모습을 이미지로 공개했다.　 지난 12일 허블우주망원경이 4억 1800만㎞ 거리에서 포착한 보리소프는 우리 태양계의 혜성과 매우 비슷한 모습이다. UCLA 대학 데이비드 제윗 박사는 "태양계를 찾아온 첫번째 외계 천체인 오무아무아가 바위처럼 보인 반면 보리소프는 매우 활동적인 일반적인 혜성처럼 보인다"면서 "두 천체가 왜 이렇게 다른 지는 아직 알 수 없다"며 놀라워했다. 연구팀은 보리소프가 반지름이 약 1㎞인 고체 핵을 갖고 있으며, 코마(coma)처럼 핵에서 방출되는 가스와 먼지로 된 구름 같은 구조가 둘러싸고 있는 것으로 파악하고 있다. 또한외계 항성계에서 만들어진 혜성으로 그 화학적 구성과 구조, 특성 등에 대한 귀중한 정보를 제공해줄 것으로 기대하고 있다.외계에서 온 두번째 손님으로 기록된 보르소프는 지난 8월 30일 우크라이나에 있는 크림 천체물리관측소에서 처음 관측됐다. 당시 아마추어 천문학자 겐나디 보리소프는 직경 0.65ｍ의 망원경으로 태양에서 약 4억8280만㎞ 떨어진 게자리에서 흐릿한 빛을 띠며 빠른 속도로 움직이는 이 천체를 처음 발견했다. 그로부터 1주일 후 태양계 내 소형 천체를 추적하고 인증하는 IAU 소행성센터(MPC)는 지름이 2~16㎞인 이 천체가 인터스텔라에서 온 것으로 추정된다는 초기 관측결과를 발표하면서 외계에서 온 두번째 손님으로 기록됐다. MPC 측이 2I/보리소프를 성간 천체로 보는 이유는 태양의 중력을 탈출하는데 필요한 것보다 더 빠른 속도로 중심체를 탈출하는 이른바 ‘쌍곡선 궤도‘(hyperbolic orbit)를 갖고있기 때문이다. 태양계 내 타원 궤도의 천체나 혜성은 원(圓) 운동에서 벗어나는 정도를 나타내는 이심률(eccentricity)이 0~1 사이에 있으나 보리소프는 3.2에 달한다.이후 국제천문학연합(IAU)은 공식적으로 이 천체를 ‘2I/보리소프‘(2I/Borisov)로 명명했다. 이름에 붙은 ‘2I’의 의미는 두번째 인터스텔라라는 뜻이며 첫 발견자의 성(姓)을 조합해 만들어졌다. 특히 보리소프의 발견이 중요한 이유는 태양계로 다가오는 과정에서 발견돼 관측할 시간이 충분한다는 점이다. 전문가들에 따르면 보리소프는 오는 12월 9일 태양에 가장 가까이 다가서는 근일점에 도달한다. 태양~지구 거리의 두 배인 거의 3억㎞까지 태양에 접근한 뒤 태양계 밖으로 나가며 지구에는 12월 30일쯤 약 2억 7360만㎞까지 접근한다. 이에앞서 지난 2017년 10월 외계에서 온 첫번째 손님이 태양계로 날아들었다. 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형을 가진 이 천체의 이름은 ‘오무아무아‘(Oumuamua)로 공식 명칭은 ‘1I/2017 U1’이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-캄캄한 흑암의 '우주 속 한 점' 지구 지구를 떠나 먼 우주에서 지구를 바라보면 과연 어떻게 보일까? ​미국항공우주국(NASA)에서 운영하는 ‘오늘의 천문사진’(APOD) 12일자에 오른 두 컷의 사진이 지구인들을 뒤돌아보게 만들고 있다. 두 사진 모두 지난 2013년 7월 19일에 찍은 것으로, 왼쪽 사진은 토성에서, 오른쪽 사진은 수성 궤도에서 촬영한 것이다. 토성 탐사선 카시니호가 찍은 왼쪽 사진에 70억 인류가 아웅다웅 사는 지구는 토성 고리 아래 작은 점 하나로 잡혀 있다. 이때 지구와 카시니호의 거리는 14억5000만㎞로, 지구-태양 간 거리 1억5000만㎞(1AU)의 약 10배에 이르는 거리였다. 이 사진을 찍을 때 NASA에서는 '토성 보고 손 흔들기' 이벤트를 벌였는데, 이벤트에 참여한 지구인들의 1400개 이상의 사진으로 포토 콜라주를 만들기도 했다. 물론 당시 토성은 지구로부터 먼 거리에 있어, 지구인들이 손을 흔드는 모습은 80분이 지나서야 토성에 도달할 수 있었다.이날 카시니가 찍은 지구 사진이 최초의 행성 간 사진은 아니다. ​1990년 2월 태양계를 벗어나기 전 보이저 1호가 지구를 찍은 유명한 사진 '창백한 푸른 점'(Pale Blue Dot)이 최초로, 이때 보이저는 지구로부터 약 61억㎞ 떨어진 명왕성 궤도 부근에서 카메라를 지구 쪽으로 돌려 찍어 천체 사진 중 가장 철학적인 사진으로 평가받는 '창백한 푸른 점'을 탄생시킨 것이다.오른쪽의 지구-달 사진은 NASA의 수성 탐사선 메신저호가 잡은 것이다. 거리는 지구로부터 약 9억800만㎞로, 지구-태양 간 거리의 0.6배 남짓 된다. 이 정도 거리에서 봐도 지구와 달은 캄캄한 우주 공간을 배경으로 거의 붙어 있는 모습으로 보인다. 마치 겁 많은 동생이 형 곁에 바짝 들러붙듯이. 달보다 지구가 밝게 빛나는 것은 약간의 과다 노출로 인한 것이다. 물론 두 천체 다 햇빛을 반사해서 빛나는 것이다. 임무를 끝낸 카시니호와 메신저호는 지구로 귀환하지 않은 채 현장에서 은퇴했다. 카시니는 토성에, 메신저는 수성 표면에 각각 충돌함으로써 그 천체의 일부가 되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

천문학자들이 우리 은하계에서 이상한 잉여 가스를 발견했다고 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 10일(현지시간) 보도했다. 연구팀은 미국 항공우주국(NASA)의 허블 우주 망원경으로 수집된 10년간의 데이터를 사용한 연구에서 우리은하를 떠나는 것보다 더 많은 양의 가스가 유입되고 있다고 결론지었다. 연구 팀은 가스의 유입과 유출에 의한 불균형의 원인을 아직 찾아내지 못했지만, 두 양 사이에 상당한 불균형이 존재한다는 사실을 확인했다. 연구원들은 허블 망원경에 부착된 COS(Cosmic Origins Spectrograph)의 데이터를 사용하여 이 같은 사실을 알아냈는데, 이 분광기는 빛을 흡수하거나 방출하는 물체를 분석하여 온도와 화학조성, 속도, 밀도 등을 결정할 수 있다. 또한 연구팀은 COS를 사용하여 은하에서 가스의 움직임을 관찰- 추적할 수 있었는데, 가스가 우리은하에서 멀어질수록 붉게 보이는 반면, 가까워질수록 푸른빛을 띠게 된다. 이는 도플러 현상에 의한 것으로, 각각 적색이동, 청색이동으로 불린다. 연구팀은 이 가스의 추적을 통해 '적색'(유출) 가스보다 '청색'(유입) 가스가 더 많음을 파악했다. 이러한 불균형의 원인이 정확히 밝혀지지는 않았지만 다음 세 가지 원인 중 하나에 의해 발생할 수 있을 것으로 생각하고 있다. 첫째, 천문학자들은 이 과도한 가스가 성간 물질에서 나올 수 있으며, 둘째 은하수가 강력한 중력을 행사하여 이웃 작은 은하계에서 가스를 끌어올 수도 있을 것으로 생각한다. 또한, 이 연구가 차가운 가스만을 대상으로 한 것이지만, 만약 더 뜨거운 가스를 대상으로 하더라도 역시 가스의 불균형을 발견할 수 있을 것으로 보고 있다. 초신성 폭발이나 항성풍이 가스를 은하 원반에서 밀어낼 때 가스가 우리은하를 떠나게 되는 반면, 외부에서 가스가 우리은하로 유입되면 새로운 별과 행성들을 형성하는 데 기여하게 된다. 따라서 가스의 유입과 유출 사이의 균형은 우리은하와 같은 은하에서 천체의 형성을 조절하는 데 중요한 기능을 한다. 독일 포츠담 대학 필립 리히터 공동저자는 성명에서 “우리은하에 대한 자세한 연구는 전 우주의 은하계를 이해하기 위한 기초를 제공하며, 우리은하가 우리가 상상했던 것보다 더 복잡하다는 것을 깨달았다”고 말했다. 이 연구는 '천체물리학 저널'에 발표될 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

유럽우주국(ESA)이 올해 발견된 소행성 하나를 우리 지구에 충돌할 위험이 네 번째로 큰 천체로 분류했다. 이는 지구를 위협하는 천체가 하나 더 늘었다는 것이다. ESA는 최근 지구 충돌 위험 목록(Risk List)에 소행성 ‘2019 SU3’를 추가했다고 밝혔다. 이 목록은 충돌 확률이 0보다 높게 감지된 모든 근지구소행성(NEA)을 보여주며 거기에는 소행성 충돌 확률부터 예상 충돌 시기는 물론 소행성 크기와 속도까지 세부 사항도 나온다. 이에 따르면, 현재 이 소행성은 65년 뒤인 오는 2084년 9월 17일(한국시간) 지구에 충돌할 수 있다. 물론 충돌 확률은 147분의 1(약 0.68%)로 낮아 현재로서는 지구에 충돌할 가능성은 희박하다고 볼 수 있다. 하지만 앞으로 이 소행성이 지구에 가장 가까이 접근할 때의 거리는 약 11만8000㎞로 지구와 달 사이의 평균 거리(38만4400㎞)보다 가깝다. 또 소행성의 궤도는 지구 공전 궤도를 가로질러 운동하는 ‘아폴로 소행성군’(群)에 속한다. 게다가 소행성은 금성과 수성 그리고 화성 등 다른 행성 근처를 통과하는 경우도 있어 이중 어느 행성에서든 중력으로 끌어당기면 소행성의 궤도는 쉽게 바뀔 수 있다. 따라서 지구 근처에 다다를 때쯤이면 이미 지구에 직접 충돌하는 코스가 돼 있을지도 모른다. 그나마 다행인 점은 현재 이 소행성의 지름이 약 14m로 스쿨버스 만한 크기로 추정되고 있다는 점이다. 이는 소행성이 지상에 부딪히는 대신 지구의 대기 중에서 타버릴 가능성을 높인다. 한편 이 소행성은 ESA의 ‘우선 목록’(Priority List)에도 올라와 있으며 이는 이 우주기관이 소행성의 궤적을 예의 주시하고 있다는 것을 의미한다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

올해의 노벨 물리학상은 우주의 구조와 역사를 밝히고, 우주 속 지구의 위치에 대한 우리의 관점을 변화시킨 세 명의 과학자들에게 돌아갔다. 공동 수상자는 미국 프린스턴대의 제임스 피블스(84) 교수와 스위스 제네바대의 미셸 마요르(77), 디디에 쿠엘로(53) 교수 등이다. 스웨덴 카롤린스카 연구소 노벨위원회는 8일(현지시간) 우주 진화의 비밀과 우주 속 지구의 위치에 대한 인류의 이해에 기여한 공로로 이들 3명을 올해 노벨 물리학상 공동 수상자로 선정됐다고 밝혔다. 노벨위원회는 “올해 노벨 물리학상의 절반은 물리우주론의 이론적 발견의 공적을 세운 피블스 교수에, 나머지 절반은 태양과 같은 항성을 공전하는 외계 행성을 최초로 발견한 마요르·쿠엘로 교수 두 명에게 돌아갔다”고 말했다. 피블스는 미국 프린스턴대 알버트 아인슈타인 과학명예교수, 마요르는 스위스 제네바대 명예교수, 쿠엘로는 영국 캠브리지대와 제네바대 교수이다. 이론 천체물리학자인 피블스는 우주 속 수많은 은하의 분포와 양상을 수학적으로 표현하는 방법으로 우주를 이해하는 이론적 도구를 만들어 빅뱅부터 현재까지 우주의 역사에 대한 이해의 기초가 된 이론을 정립한 공헌을 인정받았다. 노벨 위원회에 따르면, 피블스은 우주의 기원과 진화에 대한 연구인 우주론의 영역을 추측에서 실제 과학으로 바꾸는 데 핵심적인 역할을 했다. 그의 연구는 우주의 단지 5%만이 정상적인 물질과 에너지이며, 약 95%는 물리학자들이 암흑 물질과 암흑 에너지라고 부르는 보이지 않는 물질이라는 사실을 밝혀냈다. 마요르와 쿠엘로는 관측 천문학자로 1995년 실제 관측을 통해 태양과 비슷한 외항성과 그 주위 도는 외행성 ‘51 페가수스 b’를 발견한 공로다. 페가수스자리 51(공식명칭 헬베티우스)는 페가수스자리 방향으로 약 50.45광년 떨어져 있는 G형 주계열성 또는 G형 준거성으로, 외계 행성(페가수스자리 51-b)을 거느리고 있음이 최초로 확인된 천체이다. 이후 천문학자들이 수많은 외계행성을 발견하게 된 것은 이 발견이 도화선이 되었다. 노벨상은 스웨덴의 알프레드 노벨(1833~1896)의 유언에 따라 인류의 복지에 공헌한 사람이나 단체를 매년 선정하여 수여되는 상으로, 1901년 제정됐다. 6개 부문 중 노벨 물리학상은 물리학을 통해 인류에 기여한 사람에게 주어지며, 시상식은 보통 노벨의 기일인 12월 10일 열린다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

전자랜드, 모비스 꺾어… KCC, SK 제압프로농구가 개막전에서 역대 처음으로 두 차례 연장전이 펼쳐지는 명승부를 연출하며 절대 강자 없는 새 시즌을 열었다. 지난 5일 울산 동천체육관에서 열린 울산 현대모비스 피버스와 인천 전자랜드 엘리펀츠 개막전에선 전자랜드가 현대모비스를 88-81로 꺾고 지난 시즌 챔피언결정전 패배를 설욕했다. 지난 시즌 통합 우승팀인 현대모비스는 당시 챔피언결정전에서 전자랜드를 4승1패로 눌렀고, 정규리그에서도 상대전적 5승1패로 압도했지만 개막전에선 일격을 당했다. 전자랜드는 기세를 몰아 6일 서울 삼성 썬더스와의 안방 경기에서도 79-78 한 점차 승리를 거두며 2연승을 달렸다. 현대모비스와 함께 우승 후보로 꼽히는 서울 SK 나이츠도 전주실내체육관에서 열린 전주 KCC 이지스와의 개막전에서 연장 승부 끝에 패했다. SK가 개막 1호 3점슛을 터뜨린 최준용(25)의 공격 개시로 9-0까지 달아났지만 곧바로 KCC가 따라붙어 승부를 팽팽하게 이어 갔다. 4쿼터 종료 후 두 팀은 85-85를 기록, 결국 연장전까지 펼친 끝에 김국찬(23)의 마지막 자유투 성공에 힘입은 KCC의 99-96 승리로 끝났다. 전창진 KCC 감독은 4년 7개월여 만에 치른 프로농구 복귀 무대에서 첫 승리를 맛봤다. 6일 열린 경기에서 KCC는 원주 DB 프로미에 82-86으로 패하며 1승1패가 됐다. SK 역시 6일 부산 KT 소닉붐과의 경기를 88-80으로 잡으며 시즌 첫 승을 신고, 1승1패를 기록했다. 지난 시즌 6승0패(0승6패)의 천적 관계도 개막전부터 청산됐다. 안양 KGC 인삼공사는 상대전적상 절대 약세였던 고양 오리온 오리온스와의 개막 경기를 73-71로 이겨 새 시즌에 대한 기대감을 키웠다. 2015~16시즌부터 3년 연속 플레이오프에 올랐던 KGC가 지난 시즌 정규리그 7위에 그치며 플레이오프 진출에 실패한 데는 오리온과의 천적 관계 영향이 컸지만 개막전에서 과거의 악몽을 털어냈다. 2018~19시즌 최약체였던 서울 삼성 썬더스도 지난 시즌 6차례 맞대결에서 전패했던 창원 LG 세이커스를 적지에서 꺾으며 파란을 일으켰다. 삼성은 주축 선수들의 고른 활약으로 LG를 연장까지 물고 늘어졌고 결국 83-82로 승리했다. 6일 열린 전자랜드와의 경기에서도 접전 끝 1점차 패배로 올 시즌 프로농구의 약체 없는 춘추전국시대를 예고했다. 류재민 기자 phoem@seoul.co.kr

별들이 태어나는 '인큐베이터' 속에서 막 생성된 어린 두 개의 별이 세계 최대의 전파망원경으로 관측됐다. 최근 독일 막스 플랑크 천체물리학연구소(Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics)는 지구에서 약 700광년 떨어진 곳에 위치한 파이프성운(Pipe Nebula)에서 막 태어나 성장 중인 두 개의 어린 별을 관측했다는 연구결과를 사이언스(Science) 최신호에 발표했다. 　　 가스와 먼지로 이루어진 별의 인큐베이터인 별주위원반(circumstellar disk)에서 무럭무럭 자라고 있는 두 별은 마치 서구의 인기 과자인 프레첼 같은 모습이다. 논문의 선임저자인 펠리페 알베스 연구원은 "전체 원반의 크기는 태양계 소행성 벨트와 비슷하며 두 별 간의 거리는 지구와 태양 사이보다 28배 떨어져있다"면서 "어린 쌍성이 매우 복잡한 별주위원반에서 어떻게 성장하는지 알 수 있는 좋은 연구자료가 될 것"이라고 밝혔다. 파이프성운은 검게 보이고 있는 암흑성운으로 사실 가스와 먼지 구름이 너무 짙어 별 빛을 차단하기 때문에 어둡게 보인다. 이 때문에 그 속을 들여다보는 것이 매우 어려웠는데 과학자들은 최첨단 관측 기기와 고성능 망원경을 통해 기존의 관측 한계를 극복하고 있다. 그 선두에 있는 망원경이 세계 최대의 전파 망원경인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)로 이번 연구팀 역시 이를 활용했다. ALMA는 칠레의 고산 지대에 건설된 거대 전파 망원경 집합체로 66개의 대형 안테나가 하나의 거대한 전파 망원경처럼 작동해 먼 우주를 관측한다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

“그들은 ‘러커’(lurkers·은둔자)로 불리며, 아마 인류가 존재하기 전부터 수백만 년간 우주에서 지구를 은밀하게 감시하고 있었을 것이다” 공상과학(SF) 소설 속에나 등장할 것 같은 이 말은 미국의 물리학자 제임스 벤퍼드(78) 박사가 새로운 과학논문에서 제시한 내용이다. 그의 견해가 급진적으로 들릴지도 모르지만, 사실 러커는 오랫동안 ‘지구외문명탐사연구소’(SETI·Search for Extraterrestrial Intelligence)의 연구자 사이에서 인류에게 발견되지 않은 외계인을 포함한 지구외 지적생명체를 가리키는 말로 쓰였다. 미국 코넬대가 운영하는 출판 전 논문 투고 사이트 ‘아카이브’(Arxiv)에 발표된 이 논문에서 벤퍼드 박사는 러커는 어떤 부류의 암석형 근지구천체(NEO)에 프로브(probe·탐사선)를 배치하는 방법으로 오랫동안 인류를 관찰해 왔을지도 모른다고 제시했다.지구에 근접하는 NEO 중에는 지구의 궤도를 따르는 소행성들이 있는데 지구와 같은 주기로 태양 주위를 공전하는 1대1 궤도 공명 상태에 있다. 이런 소행성을 과학자들은 공공전궤도 천체(Co-orbital object)라고도 부른다. 이런 공공전궤도 천체는 안전한 자연물로 우리 세계를 관찰하는 이상적인 방법을 제공한다고 벤퍼드 박사는 설명했다. 지구외 지적생명체가 지구를 감시하기 위해 탐사선을 배치한다는 이런 이론은 생소하지만, 1960년 미국의 물리학자이자 전파천문학자인 로널드 브레이스웰(1921~2007) 박사가 처음 제창했다고 과학전문 매체 사이언스 얼러트는 1일(현지시간) 이번 논문 소개와 함께 설명했다. 스탠퍼드대 우주·통신·전파과학연구소(STAR Lab)에서 교수로 재직하던 브레이스웰 박사는 인류보다 ‘우월한 은하계 공동체’(superior galactic communities)가 전 우주에 자율 프로브를 배치했을 가능성이 있다고 제안했다. 브레이스웰 박사에 따르면, 이들 러커의 이같은 기술은 지구를 관찰·감시하며 심지어 지구와 의사소통하기 위해 설계됐다. 캘리포니아대 샌디에이고캠퍼스에서 물리학 박사 학위를 받은 벤퍼드 박사는 이번 논문에서 “(지구의) 근처에 있는 탐사선은 우리 문명이 자신을 찾을 기술을 개발할 때까지 대기하며 일단 접촉에 성공하면 실시간으로 대화할 수 있다”면서 “그때까지 탐사선은 우리의 생물권과 문명을 일상적으로 오랫동안 보고할 것”이라고 설명했다. 여기서 생물권은 지구상의 생물 전체, 그 생물이 생활하고 있는 모든 장소를 말한다. 벤퍼드 박사는 이 신비한 러커의 탐사선이 어디에 숨어있을지를 추가함으로써 브레이스웰 박사의 이론을 발전시켰다. 이에 대해 그는 논문을 통해 “브레이스웰 박사의 프로브를 찾는 것은 별들의 소리를 듣고 있는 기존 SETI의 연구보다 더 큰 장점을 제공한다. 러커를 찾을 수 있는 장소는 공공전궤도 천체들 속에 있다”고 밝혔다. 또 그는 이런 천체는 미끼일수도 있지만 프로브가 지면에 묻혀있지 않는 한 가시광선 또는 근적외선 분광기를 통해 드러날 수 있다고 설명했다.문제는 천문학자들이 공공전궤도 천체를 조금밖에 발견하지 못했다는 것이다. 그중 지구에서 가장 가까운 궤도를 가진 소행성 ‘2016 HO3’에 대해 미국항공우주국(NASA)은 “지구의 변함없는 동반자”라고도 묘사한다. 하지만 벤퍼드 박사는 이런 천체가 지구를 맴도는 단지 작은 소행성 그 이상이라고 생각한다. 그는 “이런 NEO는 안전한 자연물로 우리 세계를 관찰하는 이상적인 방법을 제공한다”면서 “왜냐하면 외계인(ETI)에게 필요할지도 모르는 자원 즉 물질과 단단한 닻 그리고 은신처를 제공하기 때문”이라고 설명했다. 한편 제임스 벤퍼드 박사는 국내에도 잘 알려진 천체물리학자이자 공상과학 소설가인 그레고리 벤퍼드 박사의 쌍둥이로도 유명하다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

맑고 투명한 10월의 밤하늘에는 볼거리가 푸짐하다. 중천을 날아가는 천마 형상의 페가수스자리를 길라잡이로 삼으면, 먼저 천마의 콧잔등에 있는 화려한 구상성단 M15을 구경할 수 있다. 이 구상성단은 우리은하에서 가장 밀집된 구상성단의 하나로, 10만 개 이상의 별로 뭉쳐져 있다. 쌍안경이나 소형 망원경으로 쉽게 관측할 수 있다. 또한 천마의 앞다리 부근에 있는 NGC 7331 나선은하, 특이하게도 페가수스자리의 알파별 알페라츠를 공유하는 안드로메다자리의 안드로메다 은하 등등을 여행할 수 있다. 우리은하의 2배 크기인 안드로메다 은하는 40억 년 후 우리은하와 충돌할 예정인데, 지구에서의 거리는 약 250만 광년. 그러니까 오늘밤 우리가 보는 안드로메다의 빛은 지구상에 인류의 그림자도 없고 매머드가 뛰어다닐 무렵인 250만 년 전에 그 은하를 출발한 빛인 셈이다. 좋은 하늘에서는 맨눈으로도 보인다. 사람이 맨눈으로 볼 수 있는 가장 먼 천체가 바로 안드로메다 은하이다. 이번 달에는 용자리 유성우, 오리온자리 유성우도 예약되어 있는 등, 다채로운 10월 밤하늘 이벤트를 정리하면 다음과 같다. 1. 10월 9일 밤 용자리 유성우가 쏟아진다 매년 10월 7일에서 11일 사이에 나타나는 용자리 유성우가 9일 밤 극대, 곧 최고조에 달한다. 유성우는 지구가 혜성 등이 흘리고 간 잔재들과 만날 때 많은 유성이 비처럼 쏟아지는 것처럼 보이는 현상을 뜻한다. 매년 비슷한 시기에 관찰되며, 맨눈으로도 볼 수 있다. 유성우는 마치 하늘의 한 지점으로부터 떨어지는 것처럼 보이는데, 그 지점을 복사점이라 하고, 복사점이 있는 별자리 이름을 따서 유성우 이름을 짓는다. 용자리 유성우는 용자리 γ별 부근에 나타나는 유성군으로서, 자코니비 혜성을 모혜성으로 한다. 1933년 10월 9일 밤 유럽에서 1분에 1000개 이상의 유성우가 보였다는 기록이 있다. 올해의 용자리 유성우는 비교적 '얌전한' 편으로, 극대에도 시간당 10개 정도로 예상되지만, 때로는 놀라운 별똥별 쇼를 펼치기도 하니까 충분히 관측한 가치가 있다고 하겠다. ​ 유성우 관측은 맨눈으로 하는 게 기본이지만, 쌍안경 한 개쯤 준비하면 다른 밤하늘 풍경을 함께 즐길 수 있다. 밤날씨가 쌀쌀하니 특히 보온에 신경을 쓰고, 고개를 오래 들고 있기 어려우니 돗자리나 젖혀지는 의자를 활용하는 게 좋다. 2. 10월 15일 밤 보름달과 천왕성이 만난다 10월 15일 저녁 8부터 화요일 새벽까지 밝은 보름달이 천왕성 아래 5도(또는 천구의 남쪽)를 지나간다. 천왕성은 어두운 하늘에서 쌍안경으로 볼 수 있을 만큼 밝지만, 가까이에서 밝게 빛나는 달이 그것을 압도할 것이다. 물고기 자리 별의 동쪽 하늘에 있는 천왕성의 위치를 기록하고 다음날 밤 달이 이동한 후 천왕성을 관찰하기 바란다. 3. 10월 20일 일요일 밤 수성의 동방최대이각 10월 20일 일요일 밤에는 수성이 태양으로부터 가장 멀리 떨어지는 동방최대이각이 된다. 태양으로터터 동쪽으로 약 25도 거리에서 빛나는 것이다. 하지만 고도가 너무 낮아 북반구의 관측자들은 가까스로 볼 수 있을 뿐이지만, 낮은 위도의 관측자들은 보다 잘 볼 수 있다. 태양에 가장 가까운 궤도를 도는 수성을 볼 수 있는 기회가 그리 많지 않으니 놓치지 말기 바란다. 4. 10월 22일 오리온자리 유성우가 쏟아진다 가장 밝고 아름다운 유성우로 꼽히는 오리온자리 유성우가 10월 22일 밤 절정에 이를 것으로 보인다. 매년 이맘때 나타나는 오리온자리 유성우는 10월 2일부터 11월 7일까지 주로 활동하는 유성우다. 날씨가 맑다면 밝은 유성들을 볼 수 있을 것으로 예상된다. 시간당 유성수(ZHR)는 약 20개며, 유성 속도는 초속 66km다. 집중해서 보지 않으면 어느새 휙 사라져버린다. 오리온자리 유성우의 복사점은 오리온자리 알파별 베텔게우스의 북쪽이다. 베텔게우스는 1등성으로, 오리온자리의 왼쪽 위 모서리에서 빛나는 붉은색 초거성이다. 오리온자리 유성우의 모혜성은 핼리 혜성으로, 이 유성우를 만드는 우주 먼지들은 모두 핼리 혜성이 남기고 간 부스러기인 셈이다. 핼리 혜성이 최근 지구를 찾아온 것은 1986년으로, 다음 접근 시기는 2061년 여름이 될 것으로 예측된다. 5. 10월 28일 천왕성이 충의 위치에 온다 ​10월 28일 오후 5시 천왕성이 충의 위치에 온다. 충이란 지구를 중심으로 하여 외행성이 태양과 정반대의 위치에 오는 시각. 또는 그 상태를 말하며, 이때 외행성과 태양의 적경(赤經) 차이는 180도가 된다. 충의 위치에 오는 천왕성은 올해 지구로부터 가장 가까운 거리에 위치하게 되는데, 약 28억km 거리다. 그러니까 지구-태양간 거리 1.5억km(1AU)의 약 19배 거리가 되는 셈이다. 올 가을 내내 천왕성은 물고기자리를 향해 서진할 것이다. 망원경으로 발견된 최초의 행성인 천왕성은 1781년 4월 영국의 천문학자이자 음악가인 윌리엄 허셜에 의해 발견되었다. 천왕성의 적도면은 궤도면과 98° 경사를 이루고 있다. 자전축이 황도면과 거의 일치하여 공전에 수직인 방향으로 자전한다. 즉, 공전궤도면에 거의 드러누운 모습으로 자전과 공전을 하고 있다. 천왕성의 공전 주기는 84년으로, 발견자 허셜도 84살로 생을 마감했다. 6. 10월 31일 수성-금성이 만난다 10월 31일 목요일 저녁에 남서쪽 하늘에서 낮은 고도의 수성은 태양을 향해 빠르게 날아가 자신보다 훨씬 밝게 금성을 추월할 것이다. 10 월 31일 금성에 최근접하는 거리는 금성의 왼쪽 아래(또는 천구의 남쪽)에서 2.5도이며, 쌍안경으로 보면 한 시야 안에 두 행성을 함께 볼 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

미 항공우주국(NASA)이 블랙홀의 기괴한 작동 모습을 시각화한 동영상이 공개돼 주목을 끌고 있다. 블랙홀은 물질의 밀도가 극도로 높은 영역으로 주변의 공간을 뒤틀어 빛까지 탈출할 수 없게 하는 강력한 중력을 행사하는 천체다. 만약 어떤 어떤 물체가 블랙홀에 가까이 접근해 사건 지평선이라고 불리는 경계선을 넘어선다면, 그 물질은 절대로 블랙홀을 벗어날 수 없게 된다. 빛조차도 예외가 아니다. 따라서 블랙홀은 우리가 직접 눈으로 볼 수 없는 존재이다. 그러나 이런 블랙홀은 지구로부터 너무나 멀리 떨어진 심우주에 존재하기 때문에 블랙홀의 사건 지평선을 단일 망원경으로는 이미지를 잡아낼 수가 없다. 전 지구적인 전파 망원경 집단을 결합해 구축한 사건지평선 망원경(Event Horizon Telescope)이 등장한 후에야 우리는 블랙홀의 이미지를 볼 수 있었는데, 2017년 이래 공동작업으로 과학팀에 의해 M87 은하의 초거대 블랙홀 이미지를 생성하는 데 성공한 것은 올해 초의 일이었다. 이번 NASA에서 제작한 블랙홀 시각화 동영상은 기존의 블랙홀 이미지보다 더 자세한 블랙홀 물리학을 보여주는데, NASA의 설명에 따르면, 이 애니메이션은 카니발 거울처럼 블랙홀이 어떻게 주변부를 뒤틀어버리는가를 사실적으로 보여준다. 가스와 같은 천체의 잔해들이 블랙홀 쪽으로 떨어지면 이런 물질은 강착원반(accretion disk)이라고 하는 얇은 회전원반을 형성하게 된다. 이 원반을 둘러싼 뒤틀린 자기장이 가스 덩어리를 매듭처럼 꼬이게 하지만, 이는 일시적인 현상이다. 이 매듭들은 빛과 어둠의 통로를 따라 블랙홀에 더욱 가까운 궤도로 급속이 빨려들어가기 때문이다.애니메이션은 블랙홀 주위에서 회전하는 가스가 지구의 관찰자에게 빛이 어떻게 움직이는지를 보여준다. 이 시나리오에서, 회전 디스크의 왼쪽에 있는 가스는 오른쪽에 있는 물질보다 밝게 보인다고 NASA는 설명한다. 왼쪽의 가스가 우리를 향해 움직이고 있기 때문이다. 디스크 왼쪽에서 발산되는 빛이 파동은 우리의 관점에서 볼 때 압축되어 밝게 보인다. 이와는 반대로 오른쪽의 가스는 우리에게서 멀어지므로 빛의 파장이 늘어나 어둡게 보이는 것이다. 도플러 효과로 불리는 이 같은 현상은 소방차의 사이렌 소리로 쉽게 확인할 수 있다. 소방차가 당신을 향해 달려올 때 사이렌 소리가 급격히 높아지고, 당신을 지나쳐 멀어질 때는 소리가 급격히 낮아지는 것이 바로 도플러 효과이다. 소리나 빛이 다 파동이므로 관측자와의 거리에 따라 그 파장이 압축되거나 늘어나기 때문이다. 블랙홀 물리학의 다른 측면은 상상하기가 더 어렵다. 예컨대, 애니메이션은 빛이 블랙홀에 매우 가까워지면 어떻게 되는지를 보여준다. 빛은 광자라고 불리는 입자이다. 빛이 블랙홀을 두세 번 이상 돌면 광자 고리를 형성하게 되는데, NASA의 설명에 따르면, 광자들이 약간 다른 궤도로 블랙홀 주위를 여러 번 돌면서 왜곡되고, 이것이 우리의 망원경이나 눈에 도달하기 때문이다. NASA 고다드 우주비행센터에서 맞춤형 소프트웨어를 사용하여 이미지를 생성한 제레미 슈니트만은 “이 같은 시뮬레이션은 중력이 시공간의 구조를 왜곡시킨다는 아인슈타인의 말이 뜻하는 내용을 시각화하는 데 실제로 도움이 된다”고 밝혔다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

미국 하와이에서 원주민의 성지로 여겨지는 마우나케아산 정상에 대형 천체망원경 ‘30m 망원경’(TMT·Thirty Meter Telescope)을 세우는 공사를 반대하는 목소리가 커지고 있다. 29일(현지시간) AFP통신 등에 따르면, 천문학자들은 TMT 망원경의 해상력이 허블 우주망원경의 10배 이상이라고 말하고 있지만, 망원경 건립을 반대하는 시위가 늘어난 영향으로 공사가 몇 달째 지연되고 있다. TMT를 반대하는 하와이의 주민들은 총 14억달러(약 1조6800억원)가 드는 이번 공사가 시작되면 마우나케아산의 자연환경을 훼손할 우려가 있다며 건립 예정지에서 농성을 벌이고 있다. 뿐만 아니라 할리우드 배우 드웨인 존슨과 제이슨 모모아 그리고 가수 브루노 마스 등 유명 인사들 역시 하와이 원주민들의 시위에 지지를 표명한 것으로 전해졌다. 이런 이유로 TMT의 완공 예정일은 오는 2027년까지 늦어졌다는 것이다. 하지만 하와이 원주민들의 지도자들은 TMT는 망원경 건립 반대 의견이 적은 스페인 카나리아 제도 등에도 건설할 수 있다면서 그렇게 되면 누구나 만족할 것이라고 주장한다. 이에 대해 TMT 프로젝트의 책임을 맡은 프랑스 천문학자 크리스토프 뒤마 박사는 “해발 4205m의 마우나케아산은 마을에서 멀리 떨어져 있고 하늘도 맑아 세계에서 천체를 관측하기에 가장 좋은 장소로, TMT의 이상적인 건설지임에는 변함없다"고 지적했다. 하와이 원주민 언어로 ‘하얀 산’을 의미하는 마우나케아에는 이미 우주 기관 12곳이 천체망원경 13기를 산 정상이나 그 주변에 설치해 새로운 천체 발견이나 과학 연구의 단서로 삼고 있다. 과학자들은 TMT가 완공되면 관측 가능한 우주 끝에서 초기 우주에 형성된 은하를 찾을 수 있으리라 기대한다. 구경 30m에 달하는 망원경이라고 해도 단 한 기를 더 세우는 것으로 커다란 변화가 생기는지 의문을 제기하는 사람들도 있지만, TMT 건립에 반대하는 이들은 큰 문제라고 지적한다. 하와이대학의 그렉 청 마우나케아 관리사무국장은 TMT 반대 운동 지도자들과 대화하면 (TMT가) 너무 클 뿐 아니라 마우나케아에는 현재 천체망원경이 너무 많다고 말한다면서 현지인들은 마우나케아 개발에 대한 우려를 거듭 표명해 왔지만 이를 번복하는 일은 거의 없었다고 설명했다. 이에 대해 많은 전문가는 마우나케아산을 둘러싼 논란에 대해 천체망원경 건립 문제를 넘어 과거에 무시를 당했거나 하와이 식민지 시대에 생긴 잔재가 일부 주민의 마음속 깊은 곳에 있는 분노가 드러난 것이라고 지적했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

블랙홀이 시공간을 어떻게 왜곡하는지를 보여주는 시뮬레이션 영상이 공개돼 눈길을 끈다. 미국항공우주국(NASA)은 26일(현지시간) NASA 산하 고다드 우주비행센터 소속 천체물리학자 제러미 슈니트먼 박사가 커스텀 소프트웨어를 사용해 이런 영상을 제작했다고 밝혔다. 블랙홀 소식을 다루는 ‘블랙홀 위크’를 맞이해 발표된 영상에서 가상 블랙홀의 모습은 영화 ‘인터스텔라’에서 나온 거대질량 블랙홀 가르강튀아와 거의 흡사하다. 시뮬레이션 속 블랙홀은 밝게 빛나는 강착원반에 둘러싸인 모습이다. 응축원반으로도 불리는 이 얇은 디스크는 블랙홀의 강력한 중력에 의해 찢긴 물질의 입자들이 매우 빠르게 회전하면서 발생한 열에 의해 빛을 내뿜는 것이다. 흥미로운 점은 블랙홀의 중력은 너무 강력해 바로 이런 주변 환경의 모습을 왜곡한다는 것이다.영상에서 중심의 검은 원반은 블랙홀의 그림자다. 이는 블랙홀이 강착원반에서 근처에 있는 입자에서 나오는 빛을 포획하면서 생기는 현상이다. 그리고 그 바깥쪽에는 밝은 영역이 고리 형태로 나타난다. 빛이 블랙홀의 중력에서 벗어날 수 있는 영역이므로 밝게 빛나는 것이다. 따라서 밝은 고리는 검은 원형의 그림자를 둘러싼 형태로 보인다. 영상에서 블랙홀의 그림자를 둘러싼 고리는 왼쪽이 밝고 오른쪽이 어둡다. 이는 도플러 빔 효과 때문이다. 강착원반에서 가스가 회전하면서 빛을 내면 우리 쪽으로 다가오는 가스는 도플러 효과를 받아 더 밝게 보이고 반대로 멀어지는 가스는 더 약하게 보이는 것이다. 또한 영상에서 고리 위쪽에 있는 빛은 실제로 블랙홀의 뒤쪽을 보여주는 것이다. 이는 블랙홀의 강력한 중력으로 인해 왜곡돼 보이는 것이다. 이에 대해 슈니트먼 박사는 “이런 시뮬레이션은 아인슈타인이 중력은 시공간의 구조를 휘게 만든다고 말했을 때 무엇을 의미하는지 시각화하는 데 도움이 된다”면서 “아주 최근까지 이런 시각화는 우리의 상상력과 컴퓨터 프로그램에 제한돼 있었다”고 말했다. 한편 지난 4월 ‘이벤트 호라이즌 망원경’(EHT·Event Horizon Telescope) 협력단의 과학자들은 인류 역사상 처음으로 블랙홀을 관측하는 데 성공했다. 이 프로젝트는 전 세계 6대륙에 있는 대형 전파망원경 8대를 연결한 지구 크기의 가상 망원경을 이용한 것으로 알려졌다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

인류가 있는 태양계 너머 '외계에서 온 두번째 손님'에게 공식적인 이름이 붙었다. 최근 국제천문학연합(IAU)은 지난 8월 30일(현지시간) 발견된 인터스텔라(interstellar·항성 간) 천체를 ‘2I/보리소프'(2I/Borisov)로 명명했다고 발표했다. 이름에 붙은 ‘2I’의 의미는 두번째 인터스텔라라는 뜻이며 보르소프는 첫 발견자인 아마추어 천문학자 겐나디 보리소프의 성(姓)을 조합해 만들어졌다. 앞서 보르소프는 우크라이나에 있는 크림 천체물리관측소에서 직접 만든 직경 0.65ｍ의 망원경으로 태양에서 약 4억8280만㎞ 떨어진 게자리에서 흐릿한 빛을 띠며 빠른 속도로 움직이는 이 천체를 처음 발견했다. 그로부터 1주일 후 태양계 내 소형 천체를 추적하고 인증하는 IAU 소행성센터(MPC)는 지름이 2~16㎞인 이 천체가 인터스텔라에서 온 것으로 추정된다는 초기 관측결과를 발표하면서 외계에서 온 두번째 손님으로 기록됐다. 이에앞서 지난 2017년 10월 외계에서 온 첫번째 손님이 태양계로 날아들었다. 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형을 가진 이 천체의 이름은 ‘오무아무아‘(Oumuamua)로 공식 명칭은 ‘1I/2017 U1’이다. MPC 측이 2I/보리소프를 성간 천체로 보는 이유는 태양의 중력을 탈출하는데 필요한 것보다 더 빠른 속도로 중심체를 탈출하는 이른바 ‘쌍곡선 궤도‘(hyperbolic orbit)를 갖고있기 때문이다. 태양계 내 타원 궤도의 천체나 혜성은 원(圓) 운동에서 벗어나는 정도를 나타내는 이심률(eccentricity)이 0~1 사이에 있으나 보리소프는 3.2에 달한다.NASA 지구근접물체연구센터 다비드 파르노키아 박사는 “혜성으로 추정되는 이 천체의 현재 속도는 시속 15만㎞로 태양 주위를 도는 일반적인 천체 속도보다 훨씬 높다”면서 “이같은 속도는 2I/보리소프가 외계에서 왔을 가능성을 의미하며 다시 태양계 밖으로 나가게 될 것”이라고 전망했다. 특히 2I/보리소프의 발견이 중요한 이유는 태양계로 다가오는 과정에서 발견돼 관측할 시간이 충분한다는 점이다. 앞서 오무아무아의 경우 태양 근일점을 지난 뒤 발견해 관측기회가 거의 없었다.전문가들에 따르면 2I/보리소프는 오는 12월 9일 태양에 가장 가까이 다가서는 근일점에 도달한다. 태양~지구 거리의 두 배인 거의 3억㎞까지 태양에 접근한 뒤 태양계 밖으로 나가며 지구에는 12월 30일쯤 약 2억 7360만㎞까지 접근한다. 파르노키아 박사는 "2I/보리소프가 흐릿해 보이는 특성 때문에 혜성으로 추정된다"면서 "2I/보리소프는 12월 중순에 최대 밝기로 정점을 찍고 2020년 4월까지 적당한 크기의 망원경으로도 관측할 수 있을 것"이라고 밝혔다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

유럽우주국(ESA)의 과학자들이 사람보다 훨씬 규칙적으로 하루 세 번 식사를 하는 블랙홀을 발견했다. 대부분의 블랙홀은 강한 중력으로 끊임없이 물질을 흡수하면서 커진다. 과학자들은 블랙홀로 흡수되는 물질의 양을 직접 측정하지는 못하지만, 블랙홀로 흡수되지 못한 물질이 초고속으로 분출되는 현상인 제트(jet)를 관측해 간접적으로 알아낼 수 있다. 사실 많은 물질을 흡수하는 블랙홀은 그만큼 강력한 제트를 분출하기 때문에 이름과는 달리 매우 밝은 천체다. 스페인에 있는 ESA 우주 생물학 센터의 지오바니 미뉴티가 이끄는 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 찬드라 X선 위성과 역시 X선 관측 위성인 ESA의 XMM-뉴턴(Newton)을 이용해 은하 중심 블랙홀을 관측하던 중 흥미로운 사실을 발견했다. 지구에서 2억5000만 광년 떨어진 은하 GSN 069가 9시간 간격으로 밝기가 갑자기 20배 밝아졌다가 다시 본래 밝기로 돌아왔던 것이다. 이는 거의 하루에 세 번 정도인 9시간 간격으로 많은 물질을 흡수한다는 이야기다. NASA의 과학자들은 이를 빗대 하루 세끼를 챙겨 먹는 블랙홀이라고 소개했다. 참고로 블랙홀의 제트는 섭씨 수백만 도의 초고온 상태이기 때문에 X선 영역에서 관측이 용이하다. GSN 069의 은하 중심 블랙홀은 태양 질량의 40만 배 정도로 은하 중심 블랙홀 가운데서 큰 편은 아니다. 하지만 역시 강력한 중력을 지닌 블랙홀로 주변의 큰 가스나 혹은 별을 규칙적으로 흡수하는 것이 이런 주기적 밝기 변화의 원인으로 생각된다. 그러나 주변 물질 분포가 비교적 균등한 은하 중심 블랙홀에서 왜 이런 일이 일어났는지는 아직 모른다. 동반성에서 물질을 흡수하는 항성 질량 블랙홀의 경우 주기적인 밝기 변화가 보고된 적이 있으나 은하 중심 블랙홀에서 발견된 것은 이번이 처음이다. 과학자들은 그 이유를 밝히기 위해 후속 연구를 진행할 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

우리의 이웃 행성인 화성은 여러모로 지구와 비슷한 행성이다. 지구처럼 대기를 가지고 있으며 하루는 24시간 37분이다. 그리고 놀랍게도 극지방에는 지구처럼 얼음이 존재한다. 화성의 남극과 북극에서는 물과 이산화탄소가 얼어서 형성된 얼음이 존재하는데 망원경으로 봤을 때 마치 모자처럼 보인다고 해서 빙관(ice cap) 혹은 극관이라는 명칭을 갖고있다. 최근 유럽우주국(ESA)은 화성탐사선 마스 익스프레스(Mars Express)가 촬영한 화성의 극지방 모습을 담은 흥미로운 사진을 공개했다. 지난 6월 17일 마스 익스프레스가 촬영한 데이터로 만들어진 이 사진에서 화성의 극지방은 말 그대로 빙관의 뚜렷한 모습을 보여준다. 사진 속에서 화성의 북극을 눈처럼 덮고있는 것은 구름이며 푸르게 보이는 것이 바로 얼음이다. 흥미로운 점은 화성의 남극과 북극은 서로 같은듯 다르다. 화성의 북반구의 경우 천체 충돌로 인한 크레이터가 남반구에 비해 적고 평원도 낮다. 반대로 남반구는 산과 크레이터가 많다.ESA 측은 "화성의 가장 큰 특징은 남반구와 북반구가 지리의 고도도 1~3㎞ 차이가 날 만큼 서로 다르다는 점"이라면서 "왜 이렇게 형성된 것인지에 대해서는 여전히 가장 큰 미스터리로 남아있다"고 밝혔다. 또한 ESA는 마치 아이스크림처럼 보이는 화성 북극의 모습도 공개했다. ESA와 러시아연방우주국(Roscosmos)이 함께 운영 중인 엑소마스(ExoMars) 가스추적궤도선(TGO·Trace Gas Orbiter)이 촬영한 화성의 북극은 아름다우면서도 독특하다. 화성 북극의 얼음은 섬세하게 조각된 것처럼 보이는데 이산화탄소의 얇은 층으로 덮여 있으며 봄이 오면 이산화탄소는 증기로 변한다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

'태양계의 큰형님' 목성에서 벌어진 흥미로운 '우주쇼'가 관측됐다. 지난 16일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)의 소프트웨어 엔지니어 케빈 M. 길은 우주의 신비가 느껴지는 일식 사진을 트위터에 공개했다. 거대한 목성의 표면에 드리워진 검은 그림자는 목성의 달인 이오(Io)다. 곧 지구가 아닌 다른 행성에서 벌어진 일식쇼를 과학기술의 도움으로 관측하게 된 셈. 일식은 달이 태양과 지구 사이에 왔을 때 나타나는데 목성 역시 같은 현상은 일어난다. 다만 지상에서 보는 일식과 달리 우주에서 보는 일식은 행성 위에 짙은 그림자(本影)를 남기게 된다. 이 사진은 지난 11일 NASA의 목성탐사선 주노가 22번째 근접비행(Fly by·플라이바이) 중 촬영한 것이다.거대한 목성에 큰 그림자를 남긴 이오는 목성의 갈릴레오 위성 4개(이오, 유로파, 칼리스토, 가니메데) 중 하나다. 지구 지름의 4분의 1 크기로 작지만 사진에서처럼 크게 보이는 이유는 공전주기가 42시간에 불과할 만큼 목성에 바짝 붙어있기 때문이다. 이같은 이유로 이오는 목성의 강한 중력으로 인해 내부에 마찰열이 발생해 태양계에서 화산 활동이 가장 활발한 천체다. 이오에서 분출하는 활화산만 400개 이상으로 지구보다 최소 100배 이상의 마그마가 흐를 것으로 추정된다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난 2017년 10월 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형을 가진 천체가 발견돼 전세계 천문학계의 관심을 집중시켰다. 미국 하버드 스미스소니언 천체물리학센터의 에이브러햄 러브 교수 연구팀이 발견한 이 천체의 이름은 ‘오무아무아‘(Oumuamua)로 태양계가 아닌 ’외계에서 온 첫 손님‘으로 분석됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)은 '외계에서 온 두번째 손님'으로 추정되는 천체가 현재 태양 쪽으로 날아오고 있다고 밝혔다. 지름이 2~16㎞ 정도인 이 천체의 이름은 'C/2019 Q4'로 현재 태양에서 약 4억2000만㎞(13일 기준) 떨어진 곳을 날고있다.C/2019 Q4가 인류와 처음 조우한 것은 지난달 30일. 당시 아마추어 천문학자인 겐나디 보리소프는 우크라이나에 있는 크림 천체물리관측소에서 이 천체를 처음 관측해 자신의 이름을 따 '2I/Borisov'로 명명했다. 그리고 1주일 후 태양계 내 소형 천체를 추적하고 인증하는 국제천문학연합(IAU) 소행성센터(MPC)는 이 천체가 인터스텔라(성간)에서 온 것으로 추정된다는 초기 관측결과를 발표하면서 공식적으로 C/2019 Q4라는 이름을 갖게됐다.MPC 측이 C/2019 Q4를 성간 천체로 보는 이유는 이 천체가 태양의 중력을 탈출하는데 필요한 것보다 더 빠른 속도로 중심체를 탈출하는 이른바 ‘쌍곡선 궤도'(hyperbolic orbit)를 갖고있기 때문이다. NASA 지구근접물체연구센터 다비드 파르노키아 박사는 "혜성으로 추정되는 이 천체의 현재 속도는 시속 15만㎞로 태양 주위를 도는 일반적인 천체 속도보다 훨씬 높다"면서 "이같은 속도는 C/2019 Q4가 외계에서 왔을 가능성을 의미하며 다시 태양계 밖으로 나가게 될 것"이라고 전망했다.특히 C/2019 Q4의 발견이 중요한 이유는 태양계로 다가오는 과정에서 발견돼 관측할 시간이 충분한다는 점이다. 앞서 오무아무아의 경우 태양 근일점을 지난 뒤 발견해 관측기회가 거의 없었다. 전문가들에 따르면 C/2019 Q4가 태양과 가장 가까워지는 시기는 오는 12월 8일로, 약 3억㎞까지 근접한다.한편 하와이말로 ‘제일 먼저 온 메신저’를 뜻하는 오무아무아는 길이가 400m 정도의 천체로 소행성인지 혜성인지에 대해서도 학자들 사이에 의견이 분분하다. 오무아무아의 정식 명칭은 ‘1I/2017 U1’로, 이름에 붙은 ‘1I’의 의미도 첫 번째 인터스텔라라는 뜻이다. 때문에 C/2019 Q4가 최종적으로 외계에서 온 천체로 확정되면 ‘2I’로 시작하는 새로운 이름을 갖게된다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우주에서 지금까지 발견된 중성자별들 중 가장 큰 별이 발견됐다. 국제 연구진이 미 웨스트버지니아에 있는 전파망원경인 그린뱅크 망원경(GBT)으로 지구에서 약 4600광년 거리에 있는 이같은 별을 확인했다고 밝혔다.‘J0740+6620’로 명명된 이 중성자별은 빠른 속도로 자전하면서 규칙적인 전파를 방출하는 전파 천체인 펄서(PULSAR, 맥동전파원)인데 자전 주기가 1000분의 1초로 엄청나게 빨라 밀리세컨드 펄서로 분류된다. 또 이런 펄서는 양극에서 전파 빔을 아주 먼 곳까지 방사해 지구에서 보면 마치 등대가 깜박이는 듯해 ‘우주의 등대’라고도 불린다. 특히 이번 중성자별은 그 지름이 30㎞에 달한다. 이는 기존 중성자별들의 지름이 10~19㎞ 정도인 점을 고려하면 상당히 큰 것이다. 또한 이번에 발견된 별의 질량은 태양의 약 2.17배로, 우리 지구보다는 7만 배 이상 무거운 것으로 전해졌다.연구진에 따르면, 일반적으로 중성자별의 질량은 태양의 질량과 거의 같다. 이는 중성자별에서 각설탕 크기의 물질 하나가 약 1억 t의 질량을 갖고 있는 것과 같다. 즉 중성자별은 블랙홀을 제외하고 우주에서 가장 밀도가 높은 천체라는 것. 중성자별은 블랙홀과 마찬가지로 별의 마지막 순간인 초신성 폭발이 일어나 생긴 결과물이다. 별이 초신성 폭발을 일으키면 그 잔해는 자체 중력에 의해 붕괴되는 데 만일 잔해가 충분히 크면 블랙홀이 될 가능성이 있지만, 그렇지 못하면 중성자별이 된다. 이에 대해 연구에 주저자로 참여한 미국 버지니아대학의 해나 크로마티 연구원은 “중성자별들은 매혹적일 만큼 신비롭다. 도시 크기의 이런 천체는 본질적으로 거대한 원자핵”이라면서 “이들은 매우 무거워서 그 내부가 이상한 성질을 갖고 있다”고 말했다. 이어 “중성자별의 최대 질량에 관한 물리학과 자연법칙을 발견하면 천체물리학에서 접근하기 어려운 이 영역에 대해 많은 것을 알 수 있다”고 덧붙였다. 자세한 연구 성과는 세계적 학술지 네이처 자매지인 네이처 천문학(Nature Astronomy) 최신호(16일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

-'아인슈타인의 십자가'로 우주 거리를 측정하는 기법 발견 아인슈타인의 일반 상대성 원리에 따르면, 시공간 구조의 왜곡에 의해 빛은 중력장 속에서 휘어져 렌즈의 역할을 하는데, 이를 중력 렌즈라 한다. 이 같은 중력 렌즈가 우주의 팽창 속도에 대한 미스터리를 해결하는 데 도움이 될 수 있다는 새로운 연구결과가 발표되어 학계의 관심을 끌고 있다고 12일(현지시간) 우주 전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 새 연구가 관심을 끄는 이유는 우주의 미스터리인 팽창 우주의 종말에 대한 해답을 알려줄 보다 정확한 우주 모델을 만들 수 있을 것으로 보기 때문이라고 연구원들은 말했다. 우주는 138억 년 전에 태어난 이래 지금까지 계속 팽창을 거듭하고 있는 중이다. 허블 상수(Hubble constant)로 알려진 현재의 우주 팽창률을 측정함으로써, 과학자들은 우주가 영원히 확장될 것인지, 아니면 자체 붕괴되거나 대파열(big rip)로 끝날 것인지, 우주의 운명에 대해 아직까지 확실히 밝혀내지 못하고 있다. 허블 상수를 측정하는 데는 현재 두 가지 방법이 있다. 하나는 초신성 폭발과 세페이드 변광성으로 알려진 맥동성을 관측하여 거리를 추정하는 방법, 그리고 다른 하나는 빅뱅이 남긴 우주 배경 복사, 곧 빅뱅의 마이크로파가 시간이 지남에 따라 어떻게 변화했는지를 조사하는 방법이다. 만약 이 두 방법으로 측정한 허블 상수 값이 딱 일치한다면 천문학자들에게 이보다 행복한 일이 없을 테지만, 불행하게도 두 값은 상당한 격차를 보이고 있다. 우주 배경 마이크로파의 데이터에 따르면, 우주는 메가 파섹(326만 광년)당 초당 약 67.5km의 속도로 팽창하고 있는 것으로 나타났지만, 초신성과 세페이드의 데이터는 메가 파섹 당 초당 약 74km의 값을 생성한 것이다.이러한 불일치는 과학자들이 만든 현재의 표준 우주 모델이 잘못되었을 수도 있음을 시사한다. '허블 상수 전쟁' 알려진 이 오랜 논쟁을 해결하면 우주의 종말이 어떠할 것인지 예측할 수 있게 된다. 새 연구에서 국제 연구팀은 허블 상수를 측정하는 다른 방법을 모색했다. 이 방법은 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따른 중력의 정의에 달려 있는데, 이는 질량이 시공간을 왜곡한 결과 중력이 발생한다는 이론이다. 물체의 질량이 클수록 물체 주위의 시공간이 더욱 왜곡되어 중력이 더 강해진다. 우리가 중력을 느끼는 것은 이 휘어진 시공간의 기하학적인 효과라고 본다. 미국의 물리학자 존 휠러는 아인슈타인의 시공간 개념을 “물질은 공간의 곡률을 결정하고, 공간은 물질의 운동을 결정한다”라는 말로 표현했다. ​ 이 휘어진 시공간의 강력한 중력장은 빛을 구부려 거대한 우주 렌즈를 만들며, 이를 통해 배후의 물체를 확대되어 보이게 한다. 중력 렌즈는 한 세기 전에 발견되었으며, 오늘날 천문학자들은 종종 이 렌즈를 사용하여 최대 망원경도 닿지 못하는 심우주를 깊숙이 들여다볼 수 있게 되었다. 새 연구는 중력 렌즈의 데이터를 분석하여 지구와의 거리를 추정하며, 이 자료는 시간이 지남에 따라 우주가 팽창한 속도를 추정할 수 있게 해준다. 중력 렌즈로 거리 측정를 하는 데는 중력 렌즈의 기묘한 특징이 하나의 열쇠가 된다. 렌즈 배후의 물체가 렌즈를 통해 확대되면서 렌즈 주위에 십자가형의 복수의 이미지를 생성하는데, 이를 '아인슈타인 십자가'라 한다. ​이러한 이미지를 만드는 빛은 렌즈 주위에서 다른 경로를 취하기 때문에 렌즈를 통해 보이는 물체의 밝기 변화는 다른 이미지와 시간차를 보이게 된다. 렌즈의 질량이 클수록 빛의 휘어짐이 커지므로 이미지들의 밝기 변화에 있어 시간 차이가 커지게 된다. 과학자들은 이러한 세부 사항을 사용하여 렌즈의 중력장 강도와 질량을 추정할 수 있으며, 거리 추정에 활용할 수 있다. 지구에서 중력 렌즈로 보이는 은하까지의 거리를 추정하는 또 다른 열쇠는 렌즈 내 별의 위치와 속도를 분석하는 것이다. 이러한 세부 사항들이 해당 은하의 중력장 강도와 결합될 때 과학자들은 그 은하의 실제 지름을 추정할 수 있다. 그런 다음 지구에서 보았을 때 중력 렌즈 속 은하의 실제 지름과 겉보기 지름을 비교하고, 이 값들의 차이는 연구자들로 하여금 그 은하까지의 거리를 추정하는 데 도움이 될 수 있다. 연구원들이 이 기법을 두 중력 렌즈 시스템에 적용한 결과, 메가 파섹 당 초당 약 82.4km의 허블 상수 값을 얻었다. 이 값은 앞서 확립된 두 값보다 높지만, 이에 대해 막스 플랑크 연구소 출신의 천체물리학자 인 지(Inh Jee) 대표저자는 "이 기법이 여전히 불확실성이 높지만, 더 많은 데이터를 확보할수록 확립된 두 값 중 하나에 접근하거나 실제로 다른 세 번째 값으로 이어질 수 있다"고 전망한다. 이번 연구는 국제학술지 '사이언스' 저널 최신호(13일자)에 발표됐다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

-허블 망원경으로 잡은 놀라운 '토성 맨 얼굴' 누구라도 망원경을 통해 하늘의 토성 고리를 본다면 결코 잊지 못할 것이다. 솥단지 같기도 하고 팽이 같은 것이 밤하늘에 둥실 떠 있는 그 광경은 '경이' 그 자체라 할 수 있다. 그래서 별지기 동네에서는 '첫사랑은 잊어도 첫 토성은 못 잊는다'는 우스갯소리까지 있다. 고리를 두른 토성의 멋진 모습은 웬만한 천체망원경으로 보아도 뚜렷이 보인다. 하물며 최고의 망원경인 허블 우주망원경으로 토성을 본다면 어떨까? 미 항공우주국(NASA)과 유럽 우주국 (ESA)은 12일(현지시간) '토성 이미지'를 발표했는데, 보는 이로 하여금 입을 다물지 못하게 할 정도로 놀라운 '토성 맨 얼굴'을 보여주고 있다. 이는 지난 6월 20일 허블의 광시야 카메라-3에 의해 촬영된 것으로, 당시 토성의 거리는 지구-태양 간 거리의 약 9배인 13억 6000만km였다. 과학자들이 우리 태양계의 거대 가스 행성을 연구하기 위한 '외행성 유산'(Outer Planets Legacy) 프로젝트를 수행하면서 연례적인 행성 촬영을 하고 있는데, 이번에 공개된 토성 사진은 그 두 번째이다. NASA와 ESA 관계자는 "토성의 경우 과학자들은 날씨 패턴과 특성을 파악하기 위해 꾸준히 변화를 추적하고 있다"고 밝혔다. 토성 과학은 모두 좋고 훌륭하지만 일반 시청자들에게 가장 관심을 그는 것은 아름다운 고리를 두르고 있는 토성의 자태라 할 수 있다. NASA-ESA 관계자는 "토성은 많은 특징들을 지니고 있지만, 특히 그중에도 고리 시스템은 토성의 트레이드 마크라 할 수 있는데, 현재 그 고리가 지구 쪽을 향해 기울어져 있다"고 밝히면서 "얼음 알갱이로 이루어져 있는 토성의 밝은 고리는 장엄한 아름다움을 자랑한다"라고 덧붙였다. 토성에는 그밖에도 기괴한 특징이 하나 있는데, 바로 토성 북극을 둘러싸고 있는 육각형 구름이다. 이 복잡한 기하학적 형상의 구름은 2007년 NASA의 카시니 우주선에 의해 처음 발견되었다. 카시니는 2004년부터 2017년까지 토성계 탐사했다. NASA-ESA 관계자는 이 육각 구름이 "고속 제트 기류로 인해 발생하는 신비한 6각형 패턴"이라고 설명한 후 "육각형은 너무 커서 지구 4개가 그 안에 퐁당 들어갈 수 있는 규모인데 토성 남극에는 이 같은 구조가 없다.”고 덧붙였다. 허블이 찍은 토성 초상화에서 토성의 위성 62개 중 4개가 잡혀 있다. 그중에는 '데스 스타(Death Star)'로 불리는 달인 미마스 가 있는데, 미마스의 거대한 허셜 크레이터가 '스타 워즈'에 나오는 달 모양의 우주 정거장과 비슷하기 때문이다. 토성의 다른 위성으로 얼음으로 뒤덮인 엔셀라두스가 있는데, 간헐천이 치솟고 있는 얼음층 아래에 광대한 바다가 있는 것으로 알려져 있다. 마지막으로, 토성 자체가 흑암의 우주공간에서 불그레한 보석처럼 아름답게 빛나고 있다. NASA-ESA 관계자는 "토성의 호박색은 태양 자외선에 의한 광화학 반응으로 생성되는 여름 스모그 같은 안개에서 형성된 것"이라고 밝히면서 "안개 아래에는 암모니아 얼음 결정의 구름이 깔려 있으며, 더 깊은 곳에는 보이지 않는 암모늄 하이드로 설파이드와 물로 된 구름층이 있다”고 덧붙였다. 토성의 대기는 다른 고도에서 움직이는 바람과 구름에 의해 띠 모양을 이루고 있음을 볼 수 있다. 허블 망원경은 1990년에 발사되었으며 역사상 가장 가성비 높은 우주 망원경으로 꼽히고 있다. 지구 궤도를 도는 망원경은 일반적으로 우주의 가장 깊은 공간을 응시하여 과학적인 발견을 할 수 있지만, 망원경의 카메라는 행성의 놀라운 세부 사항을 잡아내기도 한다. NASA-ESA 관계자는 "우리 행성 이웃들에 대한 허블의 고해상도 이미지는 실제로 이 천체들을 방문하는 우주선이 찍은 사진에 버금가는 퀄리티를 자랑한다"고 밝히면서, "우주 탐사선은 일시적인 관측만 할 뿐이지만, 허블은 장기간 정기적인 관측을 할 수 있다는 장점이 있다"고 덧붙엿다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com