“케플러는 우리가 밤하늘을 바라보는 방식을 바꿨습니다.”미국항공우주국(NASA)이 2009년 발사해 지난 9년간 2600개 이상의 외계행성을 찾아낸 ‘케플러’ 우주망원경이 공식 은퇴한다. 케플러보다 2년 앞서 발사된 인류 최초의 소행성 탐사선 ‘돈’도 연료가 고갈돼 같은 절차를 밟게 될 전망이다. 30일(현지시간) 로스앤젤레스타임스(LAT) 등 미 언론에 따르면 NASA의 천체물리학 부문 책임자인 폴 허츠는 워싱턴DC 본부에서 “케플러는 우주 탐사의 새 시대를 열었고, 인류를 새롭게 정의했다”면서 “연료가 바닥 난 상황이라 다음주 안에 송신기를 끄라는 명령을 전달할 예정”이라고 밝혔다. 일명 ‘행성 사냥꾼’이란 별칭이 붙은 케플러는 현재까지 발견된 외계행성의 70%가량인 2681개를 찾아냈다. 이를 통해 우리 은하의 모든 별이 적어도 한 개 이상의 행성을 갖고 있다는 점을 알게 됐다. 케플러가 발견한 행성 10여개는 생명체가 거주할 수 있는 이른바 ‘골디락스’ 영역에 위치한 지구 크기 암석형 행성이다. 이 중 ‘케플러-22b’는 지구보다 크지만 해왕성보다 작은 슈퍼지구급으로 생명체 존재 가능성이 높은 곳으로 꼽힌다. 소행성 탐사선 돈은 2007년 9월 델타Ⅱ 중형 로켓에 실려 발사된 뒤 2011년 7월 화성과 목성 사이의 소행성 벨트에서 질량이 가장 큰 소행성인 ‘베스타’에 도착했다. 이듬해 9월까지 1년여간 궤도를 돌다 왜행성 ‘세레스’로 옮겨 2015년부터 탐사해왔다. 최훈진 기자 choigiza@seoul.co.kr

“케플러는 우리가 밤하늘을 바라보는 방식을 바꿨습니다.” 미국항공우주국(NASA)이 2009년 발사해 지난 9년간 2600개 이상의 외계행성을 찾아낸 ‘케플러’ 우주망원경이 공식 은퇴한다. 케플러보다 2년 앞서 발사된 인류 최초의 소행성 탐사선 ‘돈’도 연료가 고갈돼 같은 절차를 밟게 될 전망이다. 30일(현지시간) 로스앤젤레스타임스(LAT) 등 미 언론에 따르면 NASA의 천체물리학 부문 책임자인 폴 허츠는 워싱턴DC 본부에서 “케플러는 우주 탐사의 새 시대를 열었고, 인류를 새롭게 정의했다”면서 “연료가 바닥 난 상황이라 다음주 안에 송신기를 끄라는 명령을 전달할 예정”이라고 밝혔다. 태양에서 약 1억 5000만㎞ 떨어진 궤도에서 지구를 따라 돌고 있는 케플러는 이제 어두운 우주 궤도를 떠돌며 영면에 들게 된다. 일명 ‘행성 사냥꾼’이란 별칭이 붙은 케플러는 현재까지 발견된 외계행성의 70%가량인 2681개를 찾아냈다. 이를 통해 우리 은하의 모든 별이 적어도 한 개 이상의 행성을 갖고 있다는 점을 알게 됐다. 케플러가 발견한 행성 10여개는 생명체가 거주할 수 있는 이른바 ‘골디락스’ 영역에 위치한 지구 크기 암석형 행성이다. 이 중 ‘케플러-22b’는 지구보다 크지만 해왕성보다 작은 슈퍼지구급으로 생명체 존재 가능성이 높은 곳으로 꼽힌다. 케플러의 뒤를 잇는 우주망원경 ‘테스’는 지난 4월 발사돼 가동 중이다. 소행성 탐사선 돈은 2007년 9월 델타Ⅱ 중형 로켓에 실려 발사된 뒤 2011년 7월 화성과 목성 사이의 소행성 벨트에서 질량이 가장 큰 소행성인 ‘베스타’에 도착했다. 이듬해 9월까지 1년여간 궤도를 돌다 왜행성 ‘세레스’로 옮겨 2015년부터 탐사해왔다. 최훈진 기자 choigiza@seoul.co.kr

미국 하와이주 대법원은 30일(현지시간) 원주민 대표가 빅아일랜드의 마우나 케아 정상에 건설할 예정인 세계 최대 규모의 천체망원경 허가를 내준 하와이 주정부를 상대로 제기한 소송서 적법하다는 판결을 내렸다고 뉴욕타임스 등이 보도했다. ‘원주민의 성지’를 훼손한다는 반발해도 불구하고 미국 천체물리학계의 오랜 숙원이었던 직경 30m의 거대 천체망원경이 건립될 길이 열렸다.원주민 대표들은 그 동안 망원경 건설허가를 인정한 2심 판결과 건설허가를 내준 주정부 결정에 불복하고 재판을 진행해왔다. ‘30미터 망원경’(Thirty Meter Telescope·TMT)이라 불리는 이 망원경 건설은 2015년 최초로 건설계획이 발표된 이래 찬반이 격돌한 이슈였다. 1심 재판에서는 허가 절차에 하자가 있다며 건설계획을 백지화하고 처음부터 다시 단계를 밟으라는 명령이 나왔었다. 법원의 공사 백지화와 중지 명령이 내려지기 전에는 항의 시위대가 산에 이르는 도로를 봉쇄하고 공사를 방해했었다. TMT는 워낙 거대한 망원경인데다 이를 건설하기 위해 적지 않은 공사 장비와 자재를 산 정상으로 운반해야 하는 점이 주변 생태계와 하와이 원주민이 성소로 생각하는 마우나 케아 산 정상 지역을 훼손할 우려가 있다는 점이 제기됐기 때문이다. 건립 비용만 해도 최소 14억 달러(1조 5900억원)이 드는 것으로 추산된다. 원주민 성지에 대형망원경이 건설되서는 안된다며 중지 소송을 냈던 케알로하 피스치오타 원주민 대표는 “최종심 판결에 충격을 받았다”면서 “이런 판결에도 불구하고 마우나 케아가 성지라는 사실은 변함이 없다”고 주장했다. 하종훈 기자 artg@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)의 태양 탐사선 ‘파커 솔라 프로브’(Parker Solar Probe·이하 PSP)가 인류의 피조물 중 가장 태양에 최근접하는 기록을 세웠다. 30일(이하 미 동부시간 기준) NASA는 PSP가 29일 오후 1시 4분 경 태양 표면 기준 4300만㎞ 안까지 접근해 기존 기록을 넘어섰다고 밝혔다. 지금까지 태양에 가장 최근접한 기록은 1976년 미국과 독일이 합작한 헬리오스 2 미션으로, 당시 태양과의 거리가 바로 4300만㎞였다. 지난 8월 12일 발사된 PSP는 앞으로 7년 동안 총 24차례 태양 근접비행을 수행하게 예정으로 미션 이름도 ‘태양을 터치하라!‘(Touch the Sun)이다. 특히 2025년에 잡혀 있는 마지막 태양 접근비행에서 PSP는 태양 표면으로부터 610만㎞ 거리까지 하강할 계획이다. 그러나 PSP가 태양의 가공할 중력을 버티며 태양 궤도를 선회하는 것은 쉬운 문제가 아니다. 이를 해결하기 위해 먼저 PSP 자체의 엄청난 속도가 필요한데 29일 PSP는 시속 24만 7000㎞를 넘어서 기존 헬리오스 2의 기록도 넘어섰다.또한 PSP가 태양을 돌기 위해서는 '우주의 도움'도 필요하다. 바로 중력도움으로 불리는 플라이바이(fly-by)인데 행성궤도를 근접통과하면서 행성의 중력을 훔쳐 가속을 얻는 방법이다. PSP가 중력도움을 얻을 대상 천체는 태양으로 가는 길목에 있는 금성으로, 지난 3일 PSP는 2400㎞까지 접근비행해 중력도움을 얻는데 성공했다. 앞으로 PSP는 태양에 보다 가까이 접근하기 위해 총 6차례 금성 플라이바이를 거칠 계획이다. PSP 프로젝트를 이끌고 있는 앤디 드리스먼 박사는 "PSP가 발사된 지 78일 만에 인류 역사상 태양에 가장 가까이 접근했다"면서 "가장 자랑스러운 순간이었다"고 자평했다. 　 　 한편 PSP는 그간 베일에 쌓여왔던 수많은 태양의 비밀을 풀어줄 것으로 기대를 모으고 있다. 대표적으로 태양 대기인 코로나가 태양 표면 온도보다 수백 배 더 높은 이유와 태양풍의 비밀이다. 태양은 '태양 플라스마'라 불리는 태양풍을 내뿜는데 당연히 지구를 포함한 태양계 천체는 이 영향을 받는다. 특히 태양풍은 어떨 때는 엄청난 에너지를 뿜어내는데 이 경우 GPS 등 통신 시설이 마비되는 등 지구에 커다란 영향을 미친다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

잠재적으로 거주 가능한 외계행성 수의 집계가 조금 아래쪽으로 수정되어야 한다는 관측 결과가 나왔다. 현재까지 미항공우주국(NASA)의 가성비 높은 케플러 우주망원경은 ‘거주가능 지역'(habitable zone) 곧, 행성 표면에 액체 물이 존재할 수 있는 궤도 범위에서 대략 지구 크기의 외계행성 30여 개를 발견했다. 그러나 유럽우주국(ESA)의 가이아(Gaia) 관측 위성에 의한 새로운 관측에 따르면, 실제 거주가능 외계행성 수는 2~12개 정도로 예측된다고 지난 26일(현지시간) NASA 관계자는 밝혔다. 2013년 12월에 발사된 가이아는 우리은하의 초정밀 3D지도를 제작에 착수했는데, NASA 관계자에 따르면,이 지도에는 약 17억 개의 별에 대한 위치 정보와 13억 개 별에 대한 거리 데이터가 포함되어 있다. 가이아의 관측에 따르면 케플러가 발견한 외계행성의 모항성들 중 일부는 이전에 예측했던 것보다 더 밝고 큰 것으로 밝혀졌다. 따라서 그러한 별들을 돌고 있는 외계행성들은 이전에 생각했던 것보다 더 크고 뜨거울 가능성이 있다. ‘뜨거운’ 문제는 간단한 것이다. 별은 크고 밝을수록 더 많은 열을 방출한다. 예상치의 큰 오차는 ‘트랜싯 방법’으로 알려진 케플러의 외계행성 사냥법에서 비롯된 것으로 알려졌다. 케플러 망원경은 행성이 모항성 앞을 지날 때 그 엄폐로 인해 모항성의 밝기가 변하는 것을 포착하는 방법으로 외계행성의 존재를 탐지하는데, 이를 ‘트랜싯 방법’이라 한다. 행성 크기 추정치는 통과 중 엄폐되는 별의 디스크 백분율로 구해진다. 따라서 별의 지름이 큰 쪽으로 수정되면 이에 따라 행성의 지름도 수정될 수밖에 없다. “항상 모든 문제는 우리가 그 별을 얼마나 잘 이해하고 있는가에 달려 있다”고 설명하는 NASA 외계행성 탐색 프로그램 수석 과학자 에릭 매머젝은 “이것은 진행 중인 이야기의 또 다른 장”이라고 밝혔다. 중요한 것은 새로운 관측 결과는 우리은하에 지구에만 생명체가 존재하는 것은 아닐 거라고 희망하는 사람들을 낙담시키지 않아야 한는 점이다. NASA 관계자들은 은하수에 아직도 생명체가 거주할 만한 많은 천체들이 있다고 강조하지만, 가이아 자료에 따르면 천문학자, 우주 생물학자 및 행성 과학자들은 외계행성의 거주 가능성에 대해 더 많은 연구가 필요하다는 사실을 말해준다. 제시 닷슨 NASA 천체 물리학자는 “우리는 여전히 외계행성이 얼마나 크며, 암석으로 이루어져 있는지 밝혀내려고 노력 중"이라고 밝혔다. 그는 K2로 알려진 케플러 확장 임무 프로젝트 과학자다. 과학자들이 외계행성을 탐색할 때 ‘거주 가능 지역’의 개념에는 궤도 거리만 들어 있는 것은 아니다. 외계행성의 질량과 대기 조성 같은 조건도 빠뜨릴 수 없는 요소들이다. 행성의 온도를 결정하는 데 중요한 영향을 미치기 때문이다. 또한 생명체가 서식하기 위해서는 지표에 액체 물이 필요하다고 흔히 말하지만, 꼭 그런 것은 아니다. 우리 태양계에서 거주 가능 지역 바깥에 있는 목성의 유로파와 토성의 엔셀라두스와 같은 얼어붙은 위성에도 지하에 바다를 갖고 있는 경우가 있다. 그 바다에 생명체가 서식하고 있을 것이라고 과학자들은 추측하고 있다. 물이 아니라 다른 용매로도 생명체가 존재할 수 있을지도 모르기 때문이다. 총 6억 달러(한화 약 7000억원)가 투입된 케플러 미션은 2009년 3월에 시작되었으며, 4년의 기본 임무 기간 동안 망원경은 약 15만 개의 별을 동시에 관측하면서 행성들의 모항성 통과를 추적했다. 이 작업은 관측대상을 정확히 조준하는 역할을 하는 리액션 휠 4개 중 2개가 고장나는 바람에 2013년 5월 끝났다. 그러나 케플러 망원경은 그후 2개의 리액션 휠과 태양광의 압력을 이용해서 부활되어 2014년 확장 미션 K2를 시작해 외계행성 탐색을 재개, 지금까지 이 K2에서 2,681건의 외계행성이 발견되었다. 그 결과, 케플러 우주망원경은 현재까지 발견된 약 3800개의 외계행성 중 약 70%를 발견하는 개가를 올렸다. 이 ‘케플러 수’는 계속해서 증가할 것으로 보이는데, 현재 3000개의 행성 ‘후보’가 후속 분석-관찰에 의한 확인을 기다리고 있다. 이처럼 빛나는 전과를 올린 케플러의 활약도 곧 막을 내릴 것으로 보인다. 우주선은 연료가 바닥을 드러내고 있어 최근 ‘연료를 사용하지 않는’ 휴면 모드로 들어갔다.　 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

천문학자들이 독특한 사연을 지닌 쌍성계를 발견했다. 지구에서 큰개자리 방향으로 1만4000광년 떨어진 행성상 성운인 M3-1은 태양 같은 별이 죽고 남은 가스 성운으로 우주 공간으로 흩어지는 별의 잔해다. 하지만 호랑이가 죽어서 가죽을 남기듯 별 역시 그냥 사라지는 것이 아니라 중심부에 남은 물질이 뭉쳐 백색왜성 같은 새로운 천체를 만든다. 국제 천문학자 팀은 이 과정을 상세히 연구하기 위해 허블우주망원경을 이용해 M3-1을 관측했다. 그런데 관측 결과 성운 중심에 있는 별이 하나가 아니라 두 개라는 사실이 밝혀졌다. 하지만 이는 전혀 예상치 못했던 결과는 아니다. 행성상 성운 중심 쌍성계는 죽은 별이 남긴 백색왜성과 아직 살아있는 동반성으로 구성된 쌍성계로 의외로 드물지 않다. 우주에는 두 개의 별이 서로의 질량 중심을 공전하는 쌍성계가 흔하고 형제별 가운데 하나가 먼저 죽으면 이런 이종 쌍성계가 형성되기 때문이다. 연구팀이 놀란 진짜 이유는 이 두 별이 너무 가까이 있었기 때문이다. 연구의 리더인 스페인 카나리아 천문연구소 데이빗 존스에 의하면 두 별의 공전 주기는 3시간에 불과해 사실상 거의 붙어있는 수준이다. 물론 허블우주망원경을 포함해 어떤 망원경으로도 이렇게 붙어 있는 별을 분리해 관측하는 건 불가능하다. 대신 과학자들은 주기적인 밝기 변화를 확인해 공전 주기를 계산했다. 이번 발견은 역대 가장 짧은 공전 주기를 지닌 행성상 성운 중심 쌍성계로 기록됐다. 이 발견은 단지 공전 주기가 짧은 것 이상의 의미가 있다. 너무 가까운 거리 때문에 동반성의 표면 물질은 빠른 속도로 백색왜성으로 흡수된다. 백색왜성은 매우 압축된 천체이므로 표면 중력이 극단적으로 커서 흡수된 가스는 고온 고압 상태로 압축된다. 이렇게 백색왜성의 표면에 모인 수소 가스는 어느 순간 임계점을 넘으면 강렬한 핵융합 반응을 일으키면서 폭발한다. 어두운 별이 갑자기 밝기가 100만 배 커지는 신성(nova)이 되는 것이다. 밤하늘에 갑자기 새로운 별이 보이는 신성은 오래전부터 인류의 관심을 끌었다. 과학자들은 그 정체가 사실 격렬한 핵융합 반응이라는 것을 밝혀냈지만, 아직도 풀리지 않는 미스터리가 남아 있다. M3-1은 머지않아 신성이 될 후보로 백색왜성의 진화와 신성 폭발을 연구할 좋은 기회가 될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

‘디펜딩 챔피언’ SK 헤인즈 복귀 앞둬 할로웨이 앞세운 전자랜드도 주목예상대로 라건아(리카르도 라틀리프)를 품은 현대모비스가 ‘극강 모드’를 보이고 있다. 유재학 감독이 이끄는 현대모비스는 지난 24일 울산 동천체육관으로 불러들인 KCC를 88-78로 제압하고 개막 이후 5연승, 단독 선두로 공동 2위 KCC·전자랜드(3승2패)와의 승차를 두 경기로 벌렸다. 현대모비스의 개막 5연승은 처음이다. 1997년 한국농구연맹(KBL) 원년과 2013~2014시즌에 거둔 개막 4연승이 종전 최다 기록이었다. 리그 개막 최다 연승은 오리온과 동부(현 DB)가 작성한 8연승이다. 팀당 4~6경기를 소화해 섣부른 감이 있지만 개막 전부터 우승 후보로 꼽혀 온 모비스의 전력이 여실히 드러나고 있다. 무엇보다 공수 안정이 돋보인다. 개막 후 세 경기 연속 100점을 넘어서는 등 다섯 경기 평균 100.6득점에 78.6실점으로 득실점 간 마진이 22점으로 넉넉하다. 2점슛 성공률(58%)과 3점슛 성공률(46.2%), 자유투 성공률(80%) 모두 1위다. 수비력의 지표가 되는 2점슛 허용률도 45.5%로 가장 좋다. 다섯 경기 모두 더블더블을 작성한 라건아 효과를 톡톡히 보고 있다. 그는 통산 정규리그 5900득점(역대 19호)과 3300리바운드(역대 7호)를 모두 넘어서 일곱 시즌째 KBL 코트를 호령하고 있다. 마흔셋 문태종이 라커룸 분위기를 이끌며 양동근과 함지훈 등 고참급과 이대성 등 중참급, 이종현 등 막내들이 골고루 견실하다. 문태종은 2015~2016시즌 우승할 때 오리온 분위기와 비슷하다고 밝혔다. 다만 잘나가는 현대모비스도 27일 디펜딩 챔피언 SK(3승3패), 다음날 KGC인삼공사(2승2패), 31일 전자랜드를 상대로 어떤 경기를 펼치느냐가 중요하다. 머피 할로웨이를 앞세워 개막 3연승으로 치고 나가던 전자랜드는 그의 부상 이후 2연패로 주저앉았으나 26일 kt전을 통해 할로웨이가 돌아와 다시 상승세를 탈지 주목된다. 늘 우승 전력으로 꼽히지만 뭔가 부족해 보이는 KCC는 김민구, 송교창 등 젊은 선수들의 성장에 기대를 걸고 있다. SK는 애런 헤인즈가 부상으로 빠진 공백을 리온 윌리엄스가 열심히 메우고 있지만 힘에 부치며 4위에 처져 있다. 하지만 헤인즈가 다음달 돌아오면 현대모비스에 제동을 걸 유일한 팀으로 꼽힌다. 지난 시즌 정규리그에서 우승하고도 SK에 패권을 빼앗긴 DB가 2승4패로 허덕이는 것도 이채롭다. 지난 23일 오리온을 상대로 친정 복귀를 신고한 이광재가 분위기 반전에 앞장설지 주목된다. 인삼공사는 장신 외국인 미카엘 매킨토시가 골밑에서 적극적으로 움직여 오세근의 부담을 덜어줄 것인지가 반전의 변수로 지적된다.SK는 25일 창원 원정에서 김선형의 역전 3점슛을 앞세워 LG를 79-78로 따돌렸다. 삼성은 고양 원정에서 오리온에 96-85 완승을 거뒀다. 임병선 선임기자 bsnim@seoul.co.kr

2300년 전 막대기와 각도기 하나로 지구의 크기를 정확히 측정해낸 기막힌 천재가 있었다. 고대 그리스인으로 알렉산드리아 도서관 관장을 지낸 에라토스테네스였다. 헬레니즘 시대에 활약한 이 사람은 르네상스의 레오나르도 다 빈치와 겨룰 만한 다재다능한 인물로, 천문학자이자 수학자, 지리학자, 역사가, 철학자였다. 말하자면 당대의 통섭(通涉)이었다. 오죽하면 세상에서 두 번째로 아는 것이 많다는 뜻인 베타(β)라는 별명이 붙었겠는가. 첫번째는 플라톤이라 한다. 에라토스테네스는 천문학사에서 최초로 한 천체의 크기를 측정한 인물로 불멸의 이름을 남겼는데, 그가 측정한 천체는 물론 지구였다. 천문학에서 측정이 차지하는 중요도는 절대적이다. 모든 물리량은 측정될 때야 그 진정한 의미를 가진다. 따라서 측정은 우주를 이해하는 첫 걸음이며, 천문학의 이정표라 할 수 있다. 아리스토텔레스 이후 인류가 오랫동안 지구 중심의 우주관에서 벗어나지 못했던 중요한 이유의 하나는 지구 바깥 세계까지의 거리를 알지 못했기 때문이다. 에라토스테네스 당시의 그리스인들은 이미 지구가 둥글다는 사실을 알고 있었다. 바다로 둘러싸인 반도에서 살고 있었던 그들은 체험적으로 그 사실을 잘 알 수 있었다. 멀리 수평선에서 들어오는 배를 보면 먼저 돛대 끝이 보이고 차차 배의 몸통이 올라오는 것을 볼 수 있다. 이는 곧 바다의 표면이 휘어져 있음을 뜻하는 것이다. 이 곡률은 생각보다 커서 1km에 75cm나 된다. 그러니까 10km 떨어진 거리의 바다 수면은 눈의 수평 시각선보다 7.5m 아래에 있다는 뜻이다. 이 곡률대로 연장해나가면 지구 둘레 길이가 계산되는데, 그 답은 약 4만km다. 에라토스테네스가 지구 크기를 측정하는 데 사용했던 도구는 너무나 단순한 각도기와 작대기 하나였지만, 그가 사용한 방법은 가히 천재적인 발상이었다. 어느 날 에라토스테네스는 도서관에 있던 파피루스 책에서 ‘남쪽의 시에네(지금의 이집트 아스완) 지방에서는 하짓날인 6월 21일이 되면 수직으로 꽂은 막대기의 그림자가 없어지고 깊은 우물속 물에 해가 비치어 보인다’는 문장을 읽었다. 이는 곧 시에네가 북위 23.5도인 북회귀선 상에 있다는 뜻이다. 에라토스테네스는 실제로 6월 21일을 기다렸다가 막대기를 수직으로 세워보았다. 하지만 알렉산드리아에서는 막대 그림자가 생겼다. 이는 지구 표면이 평평하지 않고 곡면이라는 뜻이다. ​에라토스테네스가 파피루스 위에 지구를 나타내는 원 하나를 컴퍼스로 그렸을 순간, 엄청난 일이 일어났다. 수학적 개념이 정확한 관측과 결합되었을 때 얼마나 큰 위력을 발휘하는가를 확인해주는 수많은 사례 중의 하나다. 그림자 각도를 재어보니 7.2도였다. 햇빛은 워낙 먼 곳에서 오기 때문에 두 곳의 햇빛이 평행하다고 보고, 두 엇각은 서로 같다는 원리를 적용하면, 이는 곧 시에네와 알렉산드리아 사이의 거리가 7.2도 원호라는 뜻이다. 당시 알렉산드리아와 시에네 간의 거리는 약 925km로 알려져 있었다. 그 다음 계산은 간단한 것이다. 925x360/7.2 하면 약 4만6250이라는 수치가 나오고, 이는 실제 지구 둘레 4만km에 약 15%의 오차밖에 안 나는 것이다. 2300년 전 고대에, 막대기 와 각도기 하나로 이처럼 정확한 지구의 크기를 알아낸 에라토스테네스야말로 위대한 지성이라 하지 않을 수 없다. 이와 같이 하여 인류 최초로 한 천체의 크기를 알아냈던 에라토스테네스는 선배들이 개발해놓은 방법을 이용해 달의 실제 크기와 거리를 금방 알아냈다. 달의 크기가 지구의 4분의 1이라는 사실은 한 세대 전 아리스타르코스에 의해 이미 알려져 있었다. 그러나 지구의 실제 크기를 몰라 달의 실제 크기 역시 알 수가 없었지만, 에라토스테네스에 의해 그 업적은 결실을 맺게 되었다. 에라토스테네스가 달까지의 거리를 추정해낸 방법 역시 너무나 간단한 것이었다. 보름달일 때 달의 시직경은 0.5도이다. 에라토스테네스는 보름달을 향해 팔을 쭉 뻗고 한 눈으로 보면 손톱이 달을 완전히 가린다는 사실을 알았다. 위 그림에서 보듯이 눈에서 손톱까지, 그리고 눈에서 달까지 이르는 선들이 이루는 두 삼각형은 닮은꼴이다. 손톱 크기와 팔길이의 비는 1 : 100쯤 되니까, 달까지의 거리는 달 지름의 100배 정도임을 알 수 있다. 그의 계산에서 나온 달까지의 거리는 약 32만km였다. 에라토스테네스는 지구를 25개쯤 늘어놓으면 달까지 닿을 수 있다고 생각했을 것이다. 실제 달까지의 거리는 약 38만km니까, 그가 구한 값의 오차는 20% 미만이다. 참으로 놀라운 지성이 아닐 수 없다. 소수(素數)를 걸러내는 ‘에라토스테네스의 체’를 고안하는 등, 수학에서도 큰 업적을 남긴 그는 황도경사각(지구축 기울기)을 정확히 측정하고, 윤년이 포함된 달력과 항성목록을 만드는 한편, 천문학에서 영감을 받은 시와 희곡을 쓰기도 했다. 인류 역사상 최초로 한 행성의 크기를 정확하게 측정해낸 사람으로 이름을 길이 남긴 에라토스테네스는 만년에 실명을 하자 일절 곡기를 끊고는 스스로 생을 마감했다. 고대 그리스-로마 인들은 온전한 육신을 더 이상 지탱하기 힘들다고 생각되면 이렇게 곡기를 끊고 스스로 삶을 마무리하는 경우가 드물지 않았다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

외계생명체들이 보라색을 띠고 있을지도 모른다고 과학자들이 주장하고 나섰다. 미국 과학매체 라이브사이언스 보도에 따르면, 매릴랜드의대의 실라디티야 다스사르마 교수와 캘리포니아대 리버사이드캠퍼스의 에드워드 슈위터먼 박사후연구원은 국제천문학저널(IJA·International Journal of Astrobiology) 온라인판 11일자에 위와 같은 내용의 연구논문을 발표했다. 두 학자는 오늘날 지구상의 녹색식물이 에너지를 얻기 위해 태양의 힘을 이용하기 전에 보라색 유기체들이 이미 빛을 이용하는 법을 터득했을 수도 있다면서 외계 생명체들도 이런 방법으로 번성할 수 있다고 주장했다. 이는 초기 지구에 등장한 생명체가 보라색 유기체였다는 것. 사실 이 같은 이론은 지난 2007년에 처음 제기됐다. 이에 따르면, 식물과 광합성을 하는 해조류는 태양에서 에너지를 흡수하기 위해 엽록소를 사용하지만, 녹색 빛을 흡수하지 않는다. 녹색 빛은 에너지가 풍부하므로 이런 현상은 그야말로 기이한 것이다. 이에 대해 연구팀은 식물의 엽록소 안에 있는 광합성제가 진화를 시작했을 때부터 다른 무언가가 녹색 빛을 점유하고 있었다고 말한다. 그 무언가는 레티날(retinal)로 불리는 화학물질 분자로 태양 에너지를 포착하는 단순 유기체다. 이런 유기체는 태양 에너지를 포획하는 데 있어 엽록소만큼 효율적이지 않지만 더욱 단순하게 녹색 빛을 흡수했다고 연구팀은 설명했다. 이런 레티날 색소의 집광 방식은 오늘날 박테리아와 고세균으로 불리는 단세포 생물들 사이에서 널리 퍼져 있다. 이런 보라색 유기체는 바다는 물론 남극의 건곡(얼음이 거의 없어 생물 생존이 어려운 곳), 심지어 나뭇잎 표면까지 모든 것에서 발견된다고 연구팀은 말한다. 또 레티날 색소는 더욱 복잡한 동물들의 시각 체계인 망막에서도 발견된다. 이는 아주 오래전 식물과 동물이 공통 조상을 두고 진화했을지도 모른다는 점을 시사한다고 연구팀은 주장한다. 심지어 오늘날 보라색 색소를 지니고 있으며 소금을 매우 좋아하는 유기체인 호염성 생물들 역시 초기 지구의 바닷속 메탄 분출구 주변에 번성했던 생물들과 관련이 있을지도 모른다는 일부 증거가 있다고 슈위터먼 연구원은 말한다. 이에 대해 연구팀은 “외계 생명체들 역시 에너지를 얻기 위해 이처럼 레티날 색소를 사용할 가능성이 있다”면서 “이미 우주에서 녹색 생명체를 감지하는 방법이 있지만, 이제 천체생물학자들은 보라색 생명체들도 찾기 시작할 필요가 있다”고 밝혔다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

경기 부천시는 ‘2018년 부천시 해외바이어 초청 수출상담회’ 개최 결과 2834만 달러 수출계약이 예상된다고 23일 밝혔다. 중소기업 해외시장 판로개척을 위해 한국무역협회 경기북부지역본부와 공동으로 진행됐다. 지난 18, 19일 부천체육관에서 열린 이번 수출상담회에는 미국과 벨기에·라트비아·리투아니아 등 9개국 46개사 53명의 바이어와 지역 중소기업 104개사가 참여했다. 수출상담액은 1만 2465만 달러에 이른다. 특히 산업용 오일 여과기 제조기업 S사는 벨기에에 본사를 둔 산업용 필터 전문 유럽 바이어와 1000달러 규모 샘플 계약을 맺었다. 향후 1년 이내에 2만 3000달러 구매계약을 체결하기로 했다. CCTV 전문기업인 B사는 주차시설과 보안장치를 운영하는 리투아니아 바이어와 제품구매 협상 후 공장을 방문하기도 하는 등 부천기업에 대한 해외바이어들의 긍정적인 관심을 이끌어냈다는 평가다. 또 수출상담장에서는 유아용품과 화장품·조명기구 등 40개사 60종의 지역 우수제품을 전시 홍보했다. 참석자들은 현장에서 바로 제품을 구입하며 큰 관심을 보였다. 이정훈 시 기업지원과장은 “해외 바이어 초청 수출상담회는 중소기업이 직접 해외에 나가는 비용과 시간을 절감하며 해외시장을 개척할 수 있는 우수한 시책”이라며 “올해 성과를 토대로 기업인이 기업 활동에 전념하도록 지원에 집중하겠다”고 말했다. 이명선 기자 mslee@seoul.co.kr

수성과 지구가 가장 가까울 때는 8000만km밖에 안된다. 이는 지구-태양 간 거리 1억 5000만km의 반 남짓한 거리로, 우주선이 지구 탈출속도 초속 11km로 일직선으로 날아간다면 이론상으로는 약 105일 정도 걸리는 거리다. 그런데도 수성탐사선 베피콜롬보는 복잡한 경로로 무려 7년을 날아가야 수성 궤도에 진입할 수가 있다. 대체 왜 그럴까? 문제는 수성이 너무나 작은 행성인데다 빠른 속도로 태양을 공전하고 있다는 점, 그리고 바로 가까이 거대한 중력체인 태양이 버티고 있다는 점이다. 태양계 행성 중 가장 작은 수성의 지름은 약 4,900km(지구의 0.38배), 공전속도는 초속 48km나 된다. 따라서 탐사선이 수성 궤도에 진입하려면 먼저 태양을 강력한 중력을 뿌리치고 빠른 수성을 따라잡아야 하는 두 가지 장애물을 극복해야 한다. 이것이 1985년 수성궤도 진입 방법을 찾아낼 때까지 해결되지 않은 난제였다. 문제해결의 실마리는 플라이바이(flyby:행성궤도 접근통과) 항법에 있었다. 슬링샷 또는 스윙바이라고도 불리는 이 항법은 행성의 중력을 이용하여 궤도와 속도를 조정하는 방법으로 중력도움이라고도 한다. 탐사선이 행성의 중력을 받아 미끄러지듯 가속을 얻으며 낙하하다가 어느 지점에서 적절히 진행각도를 바꾸면 그 가속을 보유한 채 새총알처럼 튕기듯이 탈출하게 된다. 행성의 각운동량을 훔쳐서 달아나는 셈이다. 말하자면 우주의 당구공 치기쯤 되는 기술이다. 행성의 입장에서 본다면 우주선의 엉덩이를 걷어차서 가속시키는 셈으로, 이론상으로는 행성 궤도속도의 2배에 이르는 속도까지 얻을 수 있다. 그 반대로 우주선을 감속시킬 수도 있다. 현재 태양계를 벗어나 성간 공간을 날아가고 있는 보이저 1호는 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 로켓의 힘으로는 겨우 목성까지 날아가는 게 한계이지만, 이 스윙바이 항법으로 우리는 전 태양계를 탐험할 수 있게 된 것이다. 베피콜롬보가 태양을 중력을 뿌리치면서 수성에 접근하기 위해서 우주선 궤도 설계자들은 태양 에너지와 화학 연료, 행성 플라이바이를 적절하게 조합한 결과 마침내 이 천체 장애물 코스를 통과할 수 있는 노선을 찾아냈다. 그것이 바로 9번의 행성 플라이바이를 거치는 노선으로, 2020년 4월의 지구, 2020년과 2021년의 금성 2번, 2021년에서 2025년 사이의 6번의 수성 플라이바이로 답안이 작성되었다. 행성 플라이바이에는 연료가 들지 않지만, 대신 시간이 많이 걸린다. 그래서 가까운 수성 궤도에 진입하기까지 무려 7년을 날아가야 하는 대장정이 되고 만 것이다. 그러나 7년 동안 탐사선이나 과학자들이 마냥 팔짱 끼고 노는 것은 아니다. 베피콜롬보에 탑재된 관측장비들이 제대로 작동하는지 지속적으로 체크하며 또 그중 절반 이상이 작동하면서 과학 데이터를 수집할 것이기 때문이다. 베피콜롬보의 수성 궤도 진입은 2025년 12월에 실행될 예정이다. 일단 궤도에 진입하면 탐사선은 유럽의 수성 궤도선(MPO)과 일본의 수성 자기권 궤도선(MMO)으로 분리되어 상호 보완적인 궤도를 선회하면서 탐사에 들어가는데, MPO는 2.3시간마다 한 차례 수성을 공전하고, MMO는 9.3시간마다 한 바퀴씩 돌게 된다. 모든 것이 계획에 따라 진행된다면, 베피콜롬보에 탑재된 16개의 관측장비들은 이 작고 괴상한 행성에 대해 놀라운 데이터를 수집할 것으로 기대되고 있다. 과연 베피가 수성과 우리 태양계 형성의 비밀들을 풀어줄 실마리를 찾아내줄 것인지 미션 과학자들은 기대에 부풀어 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

‘SBS 스페셜’ 송유근 근황이 공개돼 시청자 눈길을 끌었다. 21일 방송된 ‘SBS 스페셜’에서는 ‘천재 소년의 자화상 스무 살, 송유근’ 편이 그려졌다. 이날 방송에서는 일본 국립 천문대에서 연구를 이어오고 있는 송유근의 일상이 공개됐다. 송유근은 해외 대학에서 연구하는 이유와 관련 “가슴 아프지만 한국에서는 내가 어떤 것을 해도 안티가 생길 것”이라며 “그래서 해외에서 연구를 계속하기로 했다”고 밝혔다. 앞서 송유근은 논문 표절 논란에 휩싸인 바 있다. 그는 이와 관련 “세상에 인정받고 싶어서 이 길을 가는 건 아니다. 우주가 좋고, 천체 물리학이 좋아서 시작한 것이기 때문에 목숨을 걸진 않는다. 다만 ‘어디 두고 보자’라는 생각은 했다”며 “어제의 송유근을 뛰어넘고 싶다”고 말했다. 송유근은 또 “12월 24일 입대한다”며 “현역 입대 군인이 존재하는 이유는 국가를 지키기 위함이다. 대한민국을 지키고 싶어서 군대에 가고 싶다”고 전했다. 연예팀 seoulen@seoul.co.kr

유명 천문학자 중 만년에 실명을 한 사람이 둘 있는데, 갈릴레오 갈릴레이(1564~1642)와 조반니 도메니코 카시니(1625~1712)가 그들이다. 문헌이 전하는 바에 의하면 두 사람이 실명한 원인으로 과도한 천체관측을 들고 있다. 과문한 탓인지 모르나, 하지만 그들에 못지않을 정도로 천체관측을 한 사람들 중 실명한 경우는 거의 알려져 있지 않다. 과연 갈릴레오와 카시니는 과도한 천체관측 탓으로 실명을 하게 된 걸까? 실명 외에도 두 사람에게는 묘하게도 공통점이 많다. 카시니는 나중에 프랑스로 귀화했지만, 어쨌든 두 사람 다 이탈리아 출신이라는 점, 둘 다 천문학사에 큰 획을 그을 정도로 위대한 업적들을 남겼다는 점, 또한 둘 다 17세기에 활동한 천문학자라는 점 등등이 그렇다. 별로 좋은 점은 아니지만, 공통점은 그밖에도 또 있다. 두 사람 모두 인성은 별로였다는 점이 바로 그것이다. 카시니는 파리천문대 초대 대장에 취임한 후 목성 대적점의 이동에 따른 목성의 자전주기(自轉周期) 확정, 토성의 자전 검출, 토성 고리의 카시니 틈 발견, 갈릴레오가 발견한 목성 4개 위성의 운행표 작성, 그리고 태양까지의 실거리를 측정하는 등 혁혁한 업적들을 쌓았다. 그러나 카시니는 고생스런 관측연구를 수행하고 돌아온 제자 리셰르를 시골로 내쳐버렸는데, 사연인즉, 리셰르가 적도 기아나에서 화성을 관측하면서 흔들리는 추를 이용한 진자시계를 사용하던 중, 진자가 파리에서보다 느리게 흔들린다는 사실을 발견했다. 많은 사람들이 그 원인을 놓고 고민하던 중에 뉴턴이 그 이유를 명쾌하게 설명해 보였다. 기아나는 파리보다 적도에 가깝다. 따라서 지구가 자전의 영향으로 적도 부분이 불룩해져 있다면 기아나는 파리보다 지구 중심에서 멀리 떨어져 있을 것이고, 그에 따라 중력도 약할 것이다. 이것이 기아나에서 진자가 파리보다 더 느리게 흔들리는 이유다. 실제로 기아나는 파리보다 지구 중심에서 21km 더 떨어져 있다. 리셰르의 발견은 지구가 자전한다는 사실에 대한 움직일 수 없는 증거였다. 이것은 태양까지의 거리를 알아낸 것보다 어쩌면 더욱 중요한 과학적 성과였다. 리셰르는 과학자들 사이에 일약 유명해졌다. 제자가 유명해지는 것을 지켜보고만 있을 수 없었던 카시니는 리셰르를 시골의 군 요새로 쫓아보내 계산 업무를 맡아보게 했다. 말하자면 좌천이었다. 전도 유망하던 젊은 과학자는 이윽고 무명인이 되어 잊혀지고 말았다. 갈릴레오는 카시니처럼 야비한 짓을 한 건 아니지만, 안하무인의 독불장군처럼 굴어 주변에 수많은 적들을 만들었다. 그가 노년에 종교재판을 받고 종신 가택연금에 처해진 데는 그러한 성격이 일조한 바도 없지 않다. 또한 자기에게 여러 차례 도움을 준 케플러에 대한 태도 역시 그 같은 비판을 피하기 어렵다. 1610년, 갈릴레오가 자작 망원경으로 관측한 결과물들, 곧 달의 표면, 목성의 위성, 은하수의 별들에 관한 내용을 <별들의 사자(使者)>라는 제목으로 발표했다. 갈릴레오는 이 책의 신빙성을 높이기 위해 케플러에게 여러 차례 자문을 구했으며, 그때마다 케플러는 ‘별들의 사자와의 대화’라고 불리는 편지에서 아낌없는 조언을 해주었다. 이 책은 출간 후 즉각 격렬한 논쟁을 불러일으켰다. 프톨레마이오스 체계를 크게 뒤흔드는 내용이었기 때문이다. 케플러는 반대파에 맞서서 “그 누가 이 메시지 앞에서 감히 침묵할 수 있겠는가? 바로 여기, 신의 명백하고도 풍부한 사랑이 넘쳐흐르노니, 이를 느끼지 못할 자 누구이겠는가”라며 갈릴레오를 적극 지지했다. 갈릴레오는 케플러의 지원으로 이런 비판들을 모두 잠재울 수 있었지만, 케플러에게 고맙다는 말 한마디 하지 않았다. 그럼에도 케플러는 갈릴레오의 무례에 불만을 표시하지 않았다. 갈릴레오는 지동설을 취하면서도 천문학 이론의 개혁을 이룬 케플러의 업적에 아무런 관심도 표하지 않았으며, 끝까지 케플러의 법칙을 무시하고 원운동을 고수했다. 아인슈타인도 “이 부분이 나를 내내 괴롭히는 대목이다”라고 실토한 적이 있다. 갈릴레오는 만년에 종신연금 당한데다 실명까지 하게 되어, “슬프다. 앞선 모든 시대의 학자들이 보편적으로 받아들였던 한계를 내가 탁월한 관찰과 명석한 논증으로 백배, 아니 천배나 넘게 확장시켜놓은 이 하늘, 이 지구, 이 우주가 이제는 나의 육체적 감각으로 채워지는 좁은 영역 안으로 움츠러들고 말았구나!” 하며 탄식했다. 그러나 갈릴레오나 카시니 두 사람의 실명 원인을 과도한 관측 탓으로 돌린 것은 억측일 확률이 높다. 그렇다면 두 사람은 무엇 때문에 장님이 되었을까? 전문가들은 망원경을 많이 봤다고 실명한다는 것은 넌센스라고 말한다. 여러 정황으로 추측컨대 두 사람의 실명 원인은 백내장일 가능성이 가장 높을 것으로 보인다. 두 사람 다 노년에 실명했다는 점을 보아도 그렇다. 당시에는 백내장이라는 병명도 알려지지 않았을 때라, 실명의 원인을 명확히 규명하기가 어려웠을 것이다. 그리고 두 사람이 모두 천문학자라 사람들은 실명을 관측 탓으로 돌렸을 가능성이 높다. 백내장은 우리 눈에 렌즈 역할을 하는 수정체가 이물질로 인해 빛을 차단함으로써 사물이 뿌옇게 보이게 되는 질병이다. 노년에 흔히 나타나는 증상으로, 흔히 눈이 침침하다고 하는 증상이다. 이 증상이 심해지면 결국 실명으로 가게 된다. 심청이 아버지 심 봉사도 아마 이 병으로 시력을 잃지 않았을까 싶다. 그만큼 옛날에는 흔한 질병이었을 것이다. 현대 의학은 이 경우 혼탁해진 수정체를 제거하고 시력 조절까지 겸한 인공 수정체를 그 자리에 앉힌다. 이 시술법이 개발되지 못했다면 많은 사람들이 실명으로 고통받았을 것이다. 여러분도 어느날 갑자기 눈이 침침하고 사물이 명료하게 보이지 않을 때는 즉시 안과로 가서 검안해보기 바란다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

마치 수많은 보석을 촘촘히 뿌린듯 황홀하게 빛나는 별들의 도시가 공개됐다. 지난 19일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경의 광시야 카메라 3(WFC3)과 탐사용 고성능 카메라(ACS)에 의해 촬영된 아름다운 성단(星團)의 모습을 홈페이지에 공개했다. '보석도 이보다 더 밝게 빛나지 못한다'고 묘사할 만큼 찬란한 이 지역은 성단(星團) NGC 1898이다. 별들이 마치 공처럼 둥글게 모여있어 구상성단(球狀星團·globular cluster)으로 분류되는 NGC 1898은 우리은하의 위성은하인 대마젤란은하의 중심막대 부근에 자리잡고 있다. 사진 속에서 파랗게 혹은 붉은색으로 빛나는 천체는 물론 우리의 태양같은 별이다. 태양빛이 지구에 도달하는데 걸리는 시간은 약 8분이지만 이곳 NGC 1898의 빛이 우리를 찾아오는데 걸리는 시간은 무려 16만 년이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

태양계 끝자락에 제9 행성(Planet Nine)은 과연 존재할까? 존재한다면 언제 발견될 수 있을까? 제9 행성에 대한 관심이 식을 줄 모르고 계속되고 있다. 이에 대한 증거가 태양계 먼 변두리에서 계속 발견되고 있는 추세다. 특히 ‘고블린'(The Goblin·마귀)으로 알려진 왜행성 2015 TG387의 최근 발견이 주목을 끌고 있다. 이 왜행성은 극단적으로 길쭉한 타원 궤도를 가지고 있는데, 이는 태양계 깊숙한 변두리에 있는 상당한 질량의 천체로부터 받는 중력 때문이라고 연구자들은 보고 있다. "제9 행성은 우리가 관찰한 모든 것들에 대해 설명할 수 있는 유일한 답안으로 보인다”고 미국 캘리포니아공대(칼텍)의 이론 천체 물리학자 콘스탄틴 배티진이 말했다. 그는 2014년부터 시작된 제9 행성 사냥의 주역이다. 그해에 천문학자인 차드 트루히요와 스콧 셰퍼드는 해왕성 궤도를 훨씬 너머 큰 질량의 왜행성이 있을 것으로 예측했다. 이 천체의 존재가 왜행성 세드나와 2012 VP113의 궤도에서 보이는 특이한 현상을 비롯해 몇몇 다른 천체들의 움직임을 설명할 수 있을 것이라고 제안했다. 2016년 1월, 배티진과 칼텍의 동료 연구원 마이크 브라운은 이 가상 세계, 곧 제9 행성에 대한 더 많은 증거를 제시했다. 그들은 또한 제9 행성이 지구보다 10배나 더 크며, 평균 600천문단위(AU) 거리의 궤도를 도는 것으로 예측했다.(1AU는 지구 - 태양 거리. 약 1억5000만km) 괴상한 궤도를 가진 제9 행성에 대한 추적은 꾸준히 계속되었다. 이 미지의 행성이 행사하는 중력에 영향을 받는 천체를 14개까지 천문학자들이 찾아냈다고 밝히는 배티진은 “제9 행성의 존재에 대한 증거는 정말 확실하다”고 덧붙였다. 워싱턴 DC의 카네기 연구소 소속 셰퍼드는 제9 행성이 존재할 확률을 “90 퍼센트 이상”이라고 쐐기를 박았다. 그는 스페이스닷컴과의 인터뷰에서 “우리는 그 가능성이 그보다 높으면 높았지 낮지는 않을 거라고 본다”라고 말하면서 “내 개인적으로는 80% ~ 90% 수준”이라고 밝혔다. 그렇다면 제9 행성(행성X)은 대체 어디에 숨어 있는 걸까? 배티진과 셰퍼드 팀은 지난 몇 년 동안 제9 행성의 소재를 체계적으로 수배해왔다. 두 팀은 하와이 마우나 케어 산꼭대기에 있는 일본의 스바루 망원경(구경 8m)를 사용해서 제9 행성을 추적했다. 물론 제9 행성의 탐색에 참여한 팀은 이들뿐 아니라 세계의 다른 연구 그룹들도 뛰어들었다. 그러나 아직까지 그 소재가 밝혀지지 않은 것에 대해 셰퍼드는 그다지 놀라운 사실은 아니라는 입장을 내놓았다. 셰퍼드는 “우리는 제9 행성이 비록 해왕성만큼 크다 할지라도 수백 AU 공간의 저쪽에 있다면 대구경의 망원경으로도 보기 힘들 만큼 희미할 것”이라고 설명하면서 “지금까지 어떤 연구팀도 그만큼 깊은 공간으로 들어간 적이 없다. 드넓은 태양계 변두리에는 아무리 큰 천체일지라도 숨어 있을 공간이 얼마든지 있다”고 덧붙였다. 사실 지금까지 제9 행성이 있을 가능성이 가장 높은 지역인 ‘프리미엄 스카이’의 20~25% 만 검색 대상으로 삼았다. 천문학자들은 천체의 질량, 밝기 또는 정확한 궤도를 알지 못하기 때문에 제9 행성의 발견 시점을 예측하기는 어렵다고 말한다. 배티진은 스바루가 과연 제9 행성을 잡아낼 수 있을 것인지에 대해 회의적이다. 비록 스바루가 높은 해상력과 넓은 시야를 가진 망원경이지만, 그래도 허블 우주망원경에 비해 해상력은 떨어진다. 그렇다고 시야가 극히 좁은 허블을 제9 행성 사냥에 동원하는 것은 아주 비효율적인 일이다. 그걸로는 드넓은 태양계 외부를 모두 뒤질 수가 없기 때문이다. 스바루로 불가능하다 하더라도 제9 행성 사냥꾼들에게는 하나의 희망이 남아 있다. 2020년대 초 칠레 안데스에 들어설 차세대 천체 망원경 LSST(Large Synoptic Survey Telescope, 대형 시놉틱 관측 망원경) 같은 강력한 장비의 도움을 받을 것수 있기 때문이다. “우리가 앞으로 5년 내에 그것을 찾지 못한다면, LSST가 제9 행성을 찾아내줄 것”이라고 배티진은 기대하고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

과학자들이 갓 태어난 별 주변에서 생성된 지 얼마 되지 않은 거대 행성들을 발견했다. 지구에서 500광년 떨어진 어린 별인 'CI 타우'(CI Tau)가 바로 그 주인공으로 태어난 지 200만 년 이내의 별이다. 사람으로 치면 아직 젖먹이에 불과한 별이지만, 그 주변에는 거대 가스 행성 4개가 발견됐다. 영국 케임브리지 대학 연구팀이 이끄는 국제 과학자팀은 세계 최대의 전파 망원경인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해 CI 타우 주변의 원시 행성계 원반의 고해상도 밀리미터파 이미지를 얻었다. 별처럼 밝지 않은 천체를 관측할 때는 가시광보다 파장이 긴 전파가 더 유리하기 때문이다. 이번 관측에서 가장 놀라운 사실은 4개의 거대 행성이 서로 멀리 떨어진 위치에서 생성됐다는 것이다. 안쪽 2개 행성은 목성 질량의 10배에 달하는 거대 행성이고 외곽 궤도를 도는 2개의 행성도 토성 정도 질량으로 작지 않은 크기인데, 가장 안쪽 행성의 경우 수성보다 안쪽 궤도를 도는 반면 가장 먼 궤도를 공전하는 행성은 태양-해왕성 거리의 3배 거리에 떨어져 있다. 과학자들은 별에서 매우 가까운 거리에서 공전하는 거대 목성형 가스 행성을 여럿 발견해 뜨거운 목성이라고 분류했는데, 현재의 행성 생성 이론에서는 이런 거대 가스 행성들은 멀리 떨어진 궤도에서 생성된 다음 다른 거대 행성의 상호 중력 작용에 의해 가까운 궤도로 이동한 것으로 생각해왔다. 별과 가까운 위치에서는 가스를 모으기 쉽지 않기 때문이다. 하지만 이번에 관측된 CI 타우 행성계는 기존의 이론으로는 설명하기 어려운 궤도를 지니고 있다. 과학자들은 이 미스터리를 풀기 위해 계속해서 연구를 진행 중이다. 이제까지 발견된 수천 개의 외계 행성은 우주에 행성이 매우 흔한 존재라는 사실을 증명했다. 동시에 과학자들은 행성계의 다양성에 놀라지 않을 수 없었다. 우주에는 태양계에서 볼 수 없는 다양하고 독특한 행성이 즐비했다. 수성보다 안쪽 궤도를 돌지만, 목성보다 큰 뜨거운 목성은 그중 한 종류에 불과하다. 외계 행성의 비밀을 밝히기 위한 연구는 이제 시작 단계다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

빅뱅(우주 대폭발) 이후의 초기 우주가 지금까지 생각보다 훨씬 더 일찍 진화를 시작한 것일지도 모르겠다. 유럽남방천문대(ESO)는 17일(현지시간) 지구에서 육분의자리 방향으로 110억 광년 거리에서 태양보다 1000조 배 이상 큰 질량을 지닌 초은하단을 발견했다고 밝혔다. 초은하단은 은하들이 모여서 이룬 초대규모의 은하집단이다. ‘히페리온’(Hyperion)이라고 명명된 이 초은하단은 빅뱅 이후 23억 년이 흐른 초기 우주에서 형성된 ‘원생 초은하단’이다.　ESO에 따르면, 히페리온은 국제 천문학 연구팀이 칠레에 있는 ESO의 초거대망원경(VLT)에 장착된 ‘가시광선 다천체분광기’(VIMOS)를 사용해 처음 발견했다. 전문가들은 초기 우주에서도 엄청난 질량과 크기를 지닌 히페리온의 발견은 그야말로 놀라운 일이라고 말한다. 연구를 이끈 이탈리아 천체물리연구소(INAF)의 올가 쿠치아티 박사는 “빅뱅 이후 20억 년이 좀 더 흐른 시점에서 이렇게 초은하단이 확인된 사례는 이번이 처음”이라면서 “보통 초기 우주의 초은하단은 낮은 적색편이를 갖는데 이는 우주가 지금까지 생각보다 훨씬 더 일찍 진화를 시작했음을 보여준다”고 설명했다. 연구팀에 따르면, 히페리온은 비슷한 크기의 가까운 초은하단들과 구별되는 복잡한 구조를 갖는다. 이 거대한 우주 구조는 적어도 7개의 고밀도 은하가 필라멘트처럼 연결돼 있다는 것이다. 히페리온의 이런 특이한 구조는 초기 우주의 진화 과정과 관련이 있다고 연구팀은 보고있다. 근처에 있는 다른 은하단들은 중력으로 물질을 끌어당기기 위해 몇십억 년을 보냈지만, 히페리온의 경우 이 과정이 훨씬 더 짧았다는 것이다. 연구팀은 히페리온은 우리 은하가 있는 처녀자리 초은하단이나 슬론 장성(Sloan Great Wall)에 있는 초은하단들처럼 국소 우주에서 보이는 다른 큰 천체들과 비슷한 구조로 진화할 것이라고 말했다. 쿠치아티 박사는 “히페리온을 이해하고 이 천체가 비슷한 최근의 초은하단과 어떤 차이가 있는지를 이해하면 우주가 과거에 어떻게 발전했고 미래에 어떻게 진화할지를 예측할 수 있다”고 설명했다. 사진=ESO/올가 쿠치아티 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

금(金) 같이 세상에서 가장 희소한 원소를 생성하는 거대한 폭발 현상이 우주 전역에서 정기적으로 일어날 수 있음을 시사하는 연구 결과를 미국항공우주국(NASA)이 16일(현지시간) 발표했다. 이른바 ‘킬로노바’(Kilonova·메크로노바 또는 R-과정 초신성이라고도 한다)로 알려진 이 현상은 두 개의 중성자별이 충돌하면서 고에너지의 입자로 이뤄진 강력한 제트를 우주 공간으로 방출할 때 발생하는 빛을 말한다. 이때 금은 물론 백금, 우라늄과 같이 무거운 원소가 대량으로 생성된다. 지난해 10월 16일 킬로노바가 처음 발견됐을 때 각국의 천문학자와 물리학자로 이뤄진 한 연구팀은 ‘두 중성자별의 병합’으로 추정되는 광원에서 빛과 중력파를 처음으로 동시 검출한 사실을 발표했다. 이 폭발은 우주의 구조를 뒤흔들어 시공간을 왜곡했고, 이는 천체물리학계의 새로운 장을 연 것으로 여겨졌다. 이후 천문학자들은 이 역사적인 사건과 직접적인 관계가 있는 현상을 새롭게 확인했으며 이런 현상이 지금까지 생각보다 훨씬 더 흔할 수 있다고 주장한다. 이번 연구를 주도한 NASA의 엘레노라 트로자 연구원은 “이는 하나밖에 감지되지 않았던 현상이 두 개가 된 큰 진전”이라고 말했다. 새롭게 확인된 폭발은 지난 2015년 NASA의 닐 게릴스 스위프트 천문대에 의해 위치가 확인됐던 ‘감마선 폭발(GRB) 150101B’다. NASA 찬드라 X선망원경과 허블우주망원경(HST), 그리고 디스커버리채널망원경(DCT)의 후속 관측에 따라 GRB150101B는 지난해 레이저간섭계중력파관측소(LIGO)에 의해 발견됐으며 여러 집광 망원경에 의해 관측됐던 중성자별의 병합인 ‘중력파(GW) 170817’과 주목할 만큼 비슷한 점을 공유하는 것으로 나타났다. 이번 연구는 이처럼 서로 다른 두 천체가 실제로 직접적인 연관성이 있을 수 있음을 보여준다. 트로자 연구원은 “이번 발견은 GW170817과 GRB150101B 같은 사건이 완전히 새로운 종류의 폭발 현상을 나타내는 것일 수 있으며 이런 현상은 실제로 비교적 흔할 수 있다는 것을 보여준다”고 말했다. 연구에 참여한 NASA의 제프리 라이언 연구원은 “두 천체는 똑같아 보이고 똑같이 행동하며 비슷한 이웃 출신이므로 가장 간단하게 설명하면 이들은 같은 종류의 천체에서 나왔다는 것”이라고 말했다. GRB150101B와 GW170817이라는 두 가지 사례 모두 폭발은 비축(off-axis)으로, 즉 제트가 직접 지구를 향하지 않은 상태에서 확인됐을 가능성이 있다. 지금까지 천문학자들이 확인한 이런 사건은 두 번의 ‘비축 단기지속 감마선폭발’(off-axis short GRB)이다. GRB150101B의 광학적 방출은 스펙트럼상에서 대부분이 파란색 부분이며 이 사건은 GW170817에서 관측됐듯이 또다른 킬로노바의 중요한 단서를 제공한다. 트로자 연구원은 “모든 새로운 관측은 우리가 스펙트럼상의 고유 흔적이 있는 킬로노바를 확인하는 방법을 더 많이 배울 수 있도록 해준다”면서 “예를 들면 은은 파란색을 내지만 금과 백금은 빨간색을 내는 것”이라고 설명했다. 또 “우리는 중력파 관측 자료 없이도 이 같은 킬로노바를 확인할 수 있었으므로, 미래에는 감마선폭발을 직접 관측하지 않고도 이 작업을 수행할 수 있을 것”이라고 말했다. GRB150101B와 GW170817 사이에는 여러 공통점이 있지만, 매우 중요한 두 가지 차이점이 있다. 하나는 위치인데 GW170817은 지구에서 약 1억3000만 광년 거리에 있지만, GRB150101B는 약 17억 광년이나 떨어져 있다. 두 번째 중요한 차이점은 GW170817와 달리 GRB150101B에서는 중력파 자료가 존재하지 않는다는 것이다. 이런 정보가 없으면 연구팀은 병합된 두 천체의 질량을 계산할 수 없다. 따라서 GRB150101B는 두 중성자별이 아니라 블랙홀과 중성자별의 병합에서 비롯됐을 수 있다. 또다른 연구 참여자인 NASA의 알렉산더 쿠이트레프 연구원은 “물론 GW170817과 같은 또다른 사건이 중력파 자료와 전자파 영상을 모두 제공하는 것은 시간문제일 것”이라고 말했다. 이어 “다음에 이런 관측을 한다면 그것은 중성자별과 블랙홀의 병합일 것”이라면서 “이번 연구는 이런 사건을 훨씬 일찍 볼 수 있다는 새로운 희망을 준다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 네이처 자매지인 ‘네이처 커뮤니케이션스’(Nature Communications) 최신호(16일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난 1년간 서호주에 있는 한 거대한 전파망원경이 미지의 외계 신호인 ‘빠른 전파 폭발’(FRB)을 20개 감지했다고 관련 연구자들이 11일(현지시간) 밝혔다. FRB는 우주공간 천체에서 복사된 전파 가운데 아주 짧지만 순간 강한 분출을 일으키며 밀리초 시간 동안만 관측되는 원인불명의 전파로, 2007년 그 존재가 처음 확인됐다. 그런데 최근 1년 동안 FRB의 감지 건수가 급증했고, 이번에는 역대 가장 가깝고 가장 밝은 신호도 발견됐다. 특히 FRB는 수십억 광년 거리에서 방출되는 것으로 추정되지만, 그 에너지는 우리 태양이 80년 동안 방출하는 에너지와 비슷하다. 하지만 이런 현상은 매우 순식간에 무작위로 일어나 감지가 어렵다. FRB가 처음 감지된 시기는 2001년이라고도 알려졌지만, 전문가들이 관측 오류가 아니라고 합의한 시기는 2007년이 돼서다. 지금까지 여러 연구에서 FRB는 우주의 거의 절반 거리를 여행해오는 것으로 밝혀지고 있다. 하지만 전파의 발생 원인이나 발신원이 되는 은하의 위치는 아직 밝혀내지 못했다. FRB의 발생 원인은 중성자별 같이 거대한 천체에서 나오거나 천체들 사이 충돌에 의해 방출된다는 가설이 있으며 이밖에도 먼 우주에 사는 외계인이 보내온 신호라는 주장도 있다. 하지만 관련 연구자들이 특히 주목하는 부분은 FRB의 파장 차이다. 이를 통해 전파가 얼마 만큼의 물질을 뛰어넘어 지구까지 도달할 수 있었는지를 추정할 수 있기 때문이다. 일반적으로 FRB는 가스 구름을 지나면서 수십억 년 거리를 여행해온다. 이번 연구에 주저자로 참여한 호주 스윈번공대의 라이언 섀넌 박사는 “이런 자료를 사용하면 우주에 있지만 아직 발견되지 않은 물질을 감지할 수 있다”고 말했다. 섀넌 박사팀은 현재 FRB의 위치를 정밀하게 확인하려고 시도하고 있다. 그 정확도는 예를 들어 약 10m 떨어진 곳에서 머리카락의 폭을 확인하는 것과 맞먹는다. 이 연구에서 기록적인 수를 검출할 수 있었던 이유는 호주연방과학원(CSIRO)의 최신 망원경 ‘호주 SKA 패스파인더’(ASKAP) 덕분이다. 이 전파망원경은 총 36개의 파라볼라 안테나를 갖추고 있어 한곳을 집중적으로 관측할 수도 있고 여러 방향으로 관측할 수도 있다. 8개의 안테나를 사용하면 동시에 240도를 바라볼 수 있다. 이는 보름달의 1000배에 필적하는 시각이다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 ‘네이처’(nature) 11일자에 실렸다. 사진=CSIRO 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

고고도 수중 체렌코프 감마선 관측소 High-Altitude Water Cherenkov Gamma-Ray Observatory (HAWC). 해발 4,100m의 멕시코 고산 지대에 미국 내 15개 기관과 멕시코 내 12개 기관이 협력해 건설한 대형 과학 관측 장비의 이름이다. 도대체 뭐 하는 장치인지 이름만 들어서는 쉽게 알 수 없지만, 더 이상한 것은 그 외형이다. 높이 5m, 지름 7.3m의 거대한 물탱크 안에 188,000리터의 물을 채워 넣고 우주를 관측하기 때문이다. 더구나 이런 물탱크가 한 개도 아니고 300개나 모여 네트워크를 형성하고 있다. 최근 메릴랜드 대학의 조던 굿맨 교수가 이끄는 국제 과학자팀은 이 HAWC를 이용해 지구에서 15,000광년 떨어진 마이크로퀘이사 SS 433을 관측하는 데 성공했다. 대체 대형 물탱크로 어떻게 멀리 떨어진 천체를 관측할 수 있을까? 그 비결은 바로 체렌코프 방사 (Cherenkov radiation)에 있다. 감마선처럼 높은 에너지를 지닌 파장은 사실 지구 표면에서 관측이 어렵다. 너무 강한 에너지 때문에 대기 상층부에서 지구 대기 입자와 충돌해 사라지기 때문이다. 하지만 그냥 사라지지는 않는다. 이 에너지는 여러 가지 방사선과 입자를 내놓으면서 사라지게 되는데 그중 일부는 지표에서도 관측할 수 있다. 고에너지 입자의 특징상 물 같이 밀도가 높은 물질과 부딪히면 이에 따른 방사가 관측되는데, 이것이 체렌코프 방사다. HAWC의 물탱크 내부에는 이를 관측하기 위한 4개의 광증폭 튜브 (photomultiplier tube)가 있다. 그리고 이런 물탱크가 300개 이상 있어 방사선 에너지의 유무는 물론 방향까지 확인할 수 있다. HAWC는 100GeV에서 50TeV 사이의 높은 에너지를 가진 입자를 지상에서 검출할 수 있다는 점에서 획기적인 관측 장비라고 할 수 있다. 관측 목표 역시 이런 강력한 에너지를 내놓는 블랙홀, 퀘이사, 초신성 등이다. 굿맨 교수의 연구팀은 막대한 에너지를 방출하는 천체인 퀘이사와 비슷하지만, 그 규모가 훨씬 작고 우리 은하에도 존재하는 마이크로퀘이사를 상세히 관측했다. 마이크로퀘이사 역시 퀘이사처럼 많은 물질을 흡수하는 블랙홀의 제트(jet0라고 생각되지만, 거리가 멀어 상세한 관측은 힘들었다. 전혀 망원경이나 천체 관측 장비처럼 생기지 않은 HAWC의 도움으로 과학자들은 마이크로퀘이사에서 뿜어져 나오는 물질의 흐름인 제트에 대해서 여러 가지 정보를 얻을 수 있었다. 사람이나 장치나 외모만으로 평가할 수 없는 경우가 많다. HAWC 역시 마찬가지다. 마치 유류나 화학 물질을 저장소처럼 보이는 거대한 물탱크를 이용해서 우주를 관측한다는 사실은 천문관측을 하지 않는 평범한 사람들에게도 흥미로운 이야깃거리다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com