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

천문학자들이 중성자별과 한 계를 이루는 쌍성계를 사상 처음으로 포착했다. 11일(현지시간) 미국 캘리포니아공과대학(캘텍)에 따르면, 지구에서 약 9억2000만 광년 떨어진 한 나선은하의 변두리에서 발생한 특이한 초신성 폭발에 관한 관측 연구에서 이같은 발견이 이뤄졌다. 지난 2014년 10월 미국 팔로마산천문대의 관측장비 ‘iPTF’(intermediate Palomar Transient Factory)에 처음 관측돼 ‘iPTF 14gqr’로 명명된 이 초신성 폭발은 일반적인 초신성 폭발보다 짧은 기간에 희미한 빛을 내뿜었다. 캘텍이 주도한 연구팀은 단기간에 희미하게 사라진 이 초신성 폭발 속에서 한 거대한 별의 특이한 죽음을 목격했다. 이는 죽어가던 별과 매우 가까운 거리에 짝별의 존재를 시사한다. 짝별이 죽어가던 별에서 방출되는 질량을 오랜 기간에 걸쳐 흡수했기에 막상 초신성 폭발이 일어났을 때 방출된 에너지가 적어 이런 현상이 일어났을 수 있다는 것. 초신성 폭발은 우리 태양보다 질량이 8배 이상 큰 거대한 별이 중심핵의 연료를 다 썼을 때 일어난다. 그러면 별의 외층이 벗겨지고 크기가 줄어 밀도 높은 중성자별이 된다. 즉 이 초신성 폭발 속에서 새롭게 탄생한 중성자별은 짝별이 있는 ‘쌍성 중성자별’이라는 것이다. 쌍성 중성자별의 존재는 우주에서 금과 같은 중원소의 생성을 설명할 수 있어 중요하다. 쌍성 중성자별의 짝별은 보통 별이나 백색왜성 또는 다른 중성자별이며, 블랙홀을 짝별로도 둘 수 있다는 이론도 있다. 하지만 쌍성 중성자별의 경우 짝별과 너무 가까이 있어 결국 두 천체는 충돌해 굉장한 폭발 속에 병합된다. 이처럼 중성자별의 병합에서는 이른바 중력파로 알려진 시공간 구조 자체에 흔들림이 일어난다. 일반적으로 거대한 별이 초신성 폭발을 일으키면 태양 질량보다 몇 배 더 큰 물질이 파괴된다. 하지만 연구팀이 관측한 이번 초신성 폭발에서는 태양 질량의 20%밖에 방출되지 않았다. 이에 대해 연구에 참여한 만시 카슬리왈 캘텍 천문학과 조교수는 “우리는 이 거대한 별의 중심핵이 붕괴하는 모습을 봤지만, 놀랄 만큼 많은 양이 방출되는 것은 거의 보지 못했다”면서 “우리는 이를 외층이 아주 얇게 벗겨진 초신성(ultra-stripped envelope supernova)이라고 부르는 데 오래전부터 이런 천체의 존재를 예측해왔다”고 설명했다. 연구팀은 이론 모형화를 통해 이번 관측을 해석할 수 있었다. 이는 관측자들이 이번 초신성 폭발을 둘러싼 고밀도 물질의 존재를 추론할 수 있도록 했다. 연구에 참여한 미국 카네기과학연구소의 앤서니 피로 박사는 “이론과 관측을 결합함으로써 우리는 이런 놀라운 사건에 대해 훨씬 더 많은 것을 배울 수 있다”고 말했다. 자세한 연구 성과는 세계적 학술지 ‘사이언스’ 최신호(12일자)에 게재됐다. 사진=NASA/JPL-Caltech/R. Hurt 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

태양을 비롯한 은하계의 별은 모두 일정한 속도와 방향으로 이동한다. 지구를 포함해 태양계의 행성과 위성 역시 같이 움직이기 때문에 우리는 모두 우주를 여행하는 방랑자라고 할 수 있다. 그런데 이 가운데는 이동 속도가 너무 빨라 은하계의 중력을 이기고 탈출하는 별도 있다. 보통 별의 이동 속도가 은하계 중심을 기준으로 초속 100km 정도라면 초고속별(hypervelocity star·HVS)은 그보다 10배 빠른 것도 존재한다. 물론 초고속별은 우리 은하에서 매우 드문 존재이기 때문에 은하계가 흩어지지 않고 오랜 세월 유지된다. 과학자들은 초고속별의 생성 원인으로 은하 중심의 거대 질량 블랙홀의 중력 간섭이나 동반성의 초신성 폭발 같은 극적인 상황을 들고 있다. 이 정도 힘이 아니면 태양같이 큰 질량을 지닌 별을 빠르게 가속할 수 없기 때문이다. 하지만 그 정확한 원인에 대해서는 아직도 모르는 것이 많다. 네덜란드 레이던 대학 과학자들은 유럽우주국(ESA)의 가이아(Gaia) 관측 위성 관측 데이터를 분석해 새로운 초고속별 여러 개를 동시에 발견했다. 가이아는 우리 은하와 그 너머에 있는 10억 개 이상의 천체를 관측한 거대한 데이터를 공개했는데, 연구팀은 이 가운데 정확한 속도를 알 수 있는 700만 개의 별을 조사해 초고속별 20개를 새로 발견한 것이다. 이 별의 속도와 방향을 확인한 과학자들은 놀라지 않을 수 없었는데, 이동 방향이 대부분 은하 밖이 아니라 중심이나 디스크 방향이었기 때문이다.(사진) 다시 말해 이 별들은 우리 은하 밖으로 뛰쳐나가는 것이 아니라 외부에서 우리 은하 방향으로 돌진하고 있었다. 연구팀은 이들의 기원에 대해서 대마젤란 은하처럼 우리 은하 주변의 외부 은하에서 뛰쳐나온 초고속별이나 혹은 우리 은하 주변 공간인 은하 헤일로에서 기원한 별로 생각하고 있으나 좀 더 상세한 연구가 필요하다. 현재 가이아는 계속해서 관측을 진행하고 있으며 앞으로 1억5000만 개의 별의 속도를 확인할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 과학자들이 이 데이터를 확보한다면 초고속별의 기원은 물론 은하계와 그 주변의 별이 어떻게 움직이는지에 대한 매우 상세한 정보를 확인할 수 있을 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

숲속에선 숲의 형태를 알 수 없다 오늘날 우리는 우리가 살고 있는 은하의 형태가 나선팔을 가진 원반 꼴임을 잘 알고 있다. 최근에 중앙에 막대 구조가 있는 것까지 밝혀져 우리은하는 분류상 막대나선은하에 속한다. 그러나 이렇게 우리은하의 형태와 크기를 알게 되기까지에는 수많은 천문학자들의 400년에 걸친 노고가 숨어 있다는 사실을 아는 이는 그리 많지 않다. 숲속에서 그 숲의 전체 형태를 잘 알 수 없는 것과 마찬가지로, 은하 내부에 살면서 그 은하의 모양을 알아내기란 참으로 어려운 일이기 때문이다. 인류 중 그 누구도 우리은하 바깥으로 나간 이는 아직 없다. 우리은하의 단면적인 모습을 알려면 은하수를 보면 된다. 밤하늘에 동서로 길게 누워 가는 이 빛의 강, 은하수를 일컬어 서양에서 밀키웨이(milky way)라 하는 것은 헤라 여신의 젖이 뿜어져나와 만들어졌다고 하는 그리스 신화에 기원한다. 이처럼 일찍부터 인류와 친숙한 은하수지만, 이 은하수의 정체를 알아낸 것은 놀랍게도 400년 밖에 안된다. 은하로의 먼 여정을 향해 첫 주자로 나선 사람은 17세기 이탈리아 물리학자 갈릴레오 갈릴레이였다. 1610년 갈릴레오는 자신이 직접 만든 망원경을 은하수에 들이대어 관측한 결과, 흐릿하게 성운처럼 보이는 은하수가 실제로는 개개의 별들로 분해된다는 것을 알아냈다. 이리하여 갈릴레오는 은하수가 무수한 별들의 집적이라는 사실을 최초로 발견하고 그것을 인류에 보고하는 영예를 얻었다. ​ ‘은하수’를 밝혀낸 철학자 그 다음 은하수에 관해 놀라운 추론을 한 사람이 1세기 후에 나타났다. 그런데 그는 놀랍게도 과학자가 아닌 철학자인 임마누엘 칸트였다. 1755년에 발표된 칸트의 박사학위 논문은 철학이 아니라 천문학 이론으로, 그 제목부터가 ‘일반 자연사와 천체 이론’이었다. 하긴 그 시대는 철학과 천문학 사이에 명확한 선이 없던 때이기는 했지만 칸트의 논문은 명확히 천문학에 관한 내용이었다. 그것도 우리 태양계의 생성에 관한 학설로, 흔히 성운설‘이라고 불리는 것이다. 현대 천문학 교과서에도 ‘칸트의 성운설’(Kant’s Nebula Hypothesis)로 당당하게 자리잡고 있다. 태양계 성운설을 제창한 칸트는 태양계가 만들어진 것과 같은 원리로 우리은하가 만들어졌다고 생각했다. 즉 회전하는 거대한 성운이 수축하면서 원반 모양이 되고 원반에서 별이 탄생했으며, 은하수는 원반 위에 있는 관측자가 본 우리은하의 옆모습이라는 정확한 설명을 내놓았다. “지구가 은하 원반 면에 딱 붙어 있어 지구에서 은하수를 보는 시선방향이 우리은하를 횡단하게 된다. 따라서 지구에서 볼 때 중심부와 먼 가장자리 별들이 겹쳐져 보이므로 그처럼 밝은 띠로 보이게 되는 것이다. 또한 원반이 얇으므로 아래 위쪽은 당연히 성기게 보인다.” ​200년도 더 전에 나온 철학자 칸트의 이 같은 은하수 설명은 참으로 놀라운 예지와 직관의 산물이라 하지 않을 수 없다. 직접 망원경으로 천체를 관측하기도 한 칸트는 당대 최고의 우주론자로서, 우리 은하 바깥에도 우리 은하처럼 수많은 별로 이뤄진 독립된 은하들이 섬처럼 흩어져 있으며 우리 은하는 이처럼 수많은 은하의 하나에 불과하다는 섬우주론을 주장했다. 허셜이 시도한 ‘하늘의 구축’ 칸트 다음으로 은하수 여정에 오른 사람은 칸트와 동시대인으로 천왕성 발견자인 윌리엄 허셜이었다. 은하수의 실제 모습과 태양이 은하수 내에 어디쯤 위치하는지 알아내려는 시도는 이 허셜에 의해 처음으로 이루어졌다. 1784년, 그는 전인미답의 영역, 은하계 구조 연구에 착수했다. 이전의 어떤 천문학자도 시도해보지 않은 주제였다. 허셜은 이 계획을 ‘하늘의 구축’이라 이름했다. 그는 하늘을 여러 영역으로 나누고 각 영역에 있는 별의 수를 헤아려 우리은하의 별 분포를 조사했다. 통계적으로 밝은 별은 가까운 별, 어두운 별은 먼 별임을 전제하고, 3400개의 성단들에 있는 별들의 수를 센 결과, 별의 분포는 타원체를 이루며 은하수에 있는 별들이 모두 3억 개라는 수치가 나왔다. 허셜은 별들이 은하수에 가까울수록 많이 밀집해 있다는 것을 발견하고, 태양계는 은하계의 일부분으로, 태양은 은하의 중심부분에 위치한다는 결론을 내렸으며, 은하계는 수레바퀴 모양의 별의 집단을 옆에서 본 것에 불과하다고 주장했다. 이 수레바퀴의 긴 지름이 짧은 지름의 4배라고 발표했다. 이로써 인류 역사상 최초로 은하수의 정체와 구조가 밝혀진 셈이다. 그에 의하면, 우리가 사는 은하계는 우주 안에서 별들이 모여 있는 유일한 집단이 아니며, 거대한 체계를 이루는 집단들 중 하나일 뿐이라는 것이다. 허셜은 나아가 우주의 규모를 언급했다. 당시 가장 가까운 별들 간의 거리도 제대로 모를 시기에 그는 가장 멀리 떨어져 있는 대상들의 거리를 200만 광년으로 잡았다. 물론 오늘날 보면 턱없이 작게 잡은 것이지만, 당시로서는 현기증 날 만큼 어마어마한 거리였다. 사람들은 우주의 광막한 크기에 입을 딱 벌렸다. 요컨대, 허셜은 역사상 최초로 인류 앞에 광대한 우주의 규모를 펼쳐보여 주었던 것이다. 1920년에는 네덜란드의 야코뷔스 캅테인이 허셜의 방법에 따라 더 정교하게 별들의 분포를 관찰한 후, 1922년에 출간된 그의 필생 사업인 <항성계의 배열과 운동이론에 관한 최초의 시도>에서 우리은하를 중심에서 멀어질수록 별의 밀도가 감소하는 렌즈 모양의 섬우주로 묘사했다. 캅테인의 섬우주 모형에서 우리은하의 크기는 약 4만 광년, 두께가 6500광년이며, 태양의 위치는 우리은하 중심에서 2000광년 떨어진 지점이었다. 태양계의 위치는 여전히 크게 벗어난 것이지만, 우리은하의 실제 규모에 상당히 근접하는 값을 내놓았다는 데 큰 의미가 있었다. ‘이것이 내 우주를 파괴한 편지다’ 이 허셜-캅테인 모형의 반대편에는 미국의 할로 섀플리의 우리은하 모형이 있는데, 섀플리는 1919년 늙은 별들의 집단인 구상성단들을 관측한 끝에, 그것들이 거의 구형으로 분포하며 지름이 30만 광년이고, 그 중심으로부터 태양은 약 4만5000광년 떨어져 있다고 추정했다. 그는 구상성단들의 분포 중심이 우리은하의 중심이라고 보았다. 섀플리의 우리은하 모형은 허셜-캅테인 모형과는 달리 태양이 우리은하의 중심에 있지 않은 셈이다. 이는 코페르니쿠스의 태양중심설에 못지않은 우주관의 변혁을 가져왔다. 그러나 섀플리는 ‘안드로메다 성운’을 포함한 모든 천체가 우리 은하 안에 있으며 우리 은하 자체가 우주라고 생각하는 오류를 저질렀다. 이러한 섀플리의 주장은 얼마 후 에드윈 허블이라는 신참 천문학자에 의해 무참히 퇴출되었다. 1924년 허블은 안드로메다 성운에서 변광성을 관측해 안드로메다 은하까지의 거리를 알아냄으로써 그것이 우리은하 밖의 외부 은하임을 밝혔다. 허블이 섀플리에게 자신이 발견한 결과를 편지로 알리자, 섀플리는 “이것이 내 우주를 파괴한 편지다”라고 말했다고 한다. 그러나 우리은하의 구조에 대해서는 섬우주론에서 채택한 허셜-캅테인 모형이 틀리고, 태양이 은하의 중심에서 멀리 떨어져 있는 섀플리 모형이 더 타당한 것으로 결론이 났다. 전파로 은하중심을 헤집다 1940년대 들어 전파천문학이 발전함에 따라 천문학자들은 전파의 각 파장대의 특성을 이용한 관측으로 우리은하에 네 개의 주요 나선팔이 있으며, 이들이 어떤 분포를 하고 있는지를 알아냈다. 그 결과, 우리은하는 전형적인 나선은하라는 결론을 내렸다. 하지만 우리은하에 막대가 있을 거라는 주장은 1990년대에 들어와서야 일부 천문학자들 사이에서 나왔다. 그러나 확실한 관측에 바탕을 둔 주장이 아니었기 때문에 천문학계에서는 이를 받아들이지 않았다. 막대구조를 확인하기 위해서는 무엇보다 은하의 중심을 들여다보아야 하는 난제가 가로놓여 있었다. 은하 중심이 눈부시게 밝을 뿐만 아니라, 은하 원반의 성간 먼지나 가스, 별 등이 우리의 시선을 가로막고 있기 때문이다. 그러나 가장 산란이 적은 적외선 망원경이 이 문제를 해결해 주었다. 2005년 스피처 적외선 우주망원경이 마침내 은하 중심을 육박했다. 이 스피츠의 관측에 의해 우리은하 중심부에 2만7000광년 길이의 막대구조가 들어앉아 있음을 공식 확인했다. 그리고 우리은하의 팔도 막대구조 끝에서 뻗어나온 2개의 나선팔과, 여기서 가지치기한 2개의 작은 나선팔이 더 있는 전형적인 막대나선은하 형태임이 밝혀졌다. 이로써 우리은하 형태를 결정짓는 화룡점정이 이루어졌고, 덕분에 2005년 이후 우리은하의 형태는 막대나선은하로 확고히 자리매김되었다. 우리은하의 ‘맨얼굴’ 우리은하를 옆에서 보면 프라이팬 위에 놓인 계란 프라이와 흡사한 꼴이다. 가운데 노른자 부분을 팽대부라 한다. 거기에 늙고 오래 된 별들이 공 모양으로 밀집한 중심핵(Bulge)이 있고, 그 주위를 젊고 푸른 별, 가스, 먼지 등으로 이루어진 나선팔이 원반 형태로 회전하고 있다. 그리고 그 외곽에는 주로 가스, 먼지, 구상성단 등의 별과 암흑물질로 이루어진 헤일로(Halo)가 지름 40만 광년의 타원형 모양으로 은하 주위를 감싸고 있다. 천구상에서 은하면은 북쪽으로 카시오페이아자리까지, 남쪽으로 남십자자리까지에 이른다. 은하수가 천구를 거의 똑같이 나누고 있다는 사실은 곧 태양계가 은하면에서 그리 멀리 떨어져 있지 않다는 것을 뜻한다. 은하수는 중심부가 있는 궁수자리 방향이 가장 밝게 보인다. 이 중심부에 태양질량의 약 400만 배인 지름 24km짜리 크기의 블랙홀이 있다는 것이 밝혀졌다. 뿐더러, 이 블랙홀 근처에 작은 블랙홀이 하나 더 있어 쌍성처럼 서로 공전하고 있다는 것이 확인되었다. 어째서 이런 일이? 이것은 바로 과거에 우리은하가 다른 작은 은하를 잡아먹었다는 증거다. 우리은하가 약 10억 년 전 젊은 다른 은하와 충돌, 합병하여 현재의 크기가 되었다고 한다. 우리은하의 지름은 10만 광년, 가장자리는 5000광년, 중심 부분은 2만 광년이다. 은하가 이처럼 납작한 이유는 은하 자체의 회전운동 때문이다. 이 안에 약 4000억 개의 별들이 중력의 힘으로 묶여 있다. 태양 역시 그 4000억 개 별 중의 하나일 따름이다. 태양은 우리은하의 중심으로부터 2만8000광년 거리에 있으며, 나선팔 중의 하나인 오리온 팔의 안쪽 가장자리에 있다. 우리 태양계는 물론, 우리은하 전체가 중심핵을 둘러싸고 회전하고 있다. 태양이 은하중심을 도는 속도는 초속 220km나 되지만, 그래도 한 바퀴 도는 데 2억5000만 년이나 걸린다. 태양이 태어난 지 대략 50억 년이 됐으니까, 지금까지 미리내 은하를 20바퀴쯤 돈 셈이다. 앞으로 그만큼 더 돌면 태양도 종말을 맞을 것이다. 물론 인류는 훨씬 이전에 지구상에서 사라졌을 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

지구가 달을 위성으로 거느리고 있듯 태양계의 다른 행성들도 많은 달을 가지고 있다. 그렇다면 태양계 밖, 곧 외계행성들도 달을 가지고 있다는 점은 상식적이지만 지금까지 과학적으로 이를 입증하지는 못했다. 4일(현지시간) 미국 CNN, 영국 BBC 등 해외 주요언론은 태양계 밖에서 처음으로 ‘엑소문’(Exomoon·외계행성 주위를 도는 외계위성)일 가능성이 높은 천체를 발견했다는 연구결과를 보도했다. 일반적으로 행성은 스스로 빛을 내지 않기 때문에 외계행성을 발견하기란 어렵다. 전문가들은 흔히 외계행성 관측을 등대 옆에서 반딧불 찾기로 비유하지만 이보다 훨씬 작은 엑소문은 그 반딧불 옆에 있는 먼지 찾기와 다를 바 없다. 이번에 미국 콜롬비아 대학 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 케플러우주망원경과 허블우주망원경의 데이터를 바탕으로 엑소문일 가능성이 높은 천체를 찾아냈다. 아직은 엑소문 후보인 이 천체는 지구에서 약 8000광년 떨어진 목성만한 크기의 가스행성인 Kepler 1625b의 주위를 약 300만㎞ 거리를 두고 돈다. 흥미로운 점은 엑소문의 크기로 지름이 4만9000㎞로 해왕성 만하다. 태양계 내에서 가장 큰 위성이자 ‘건방지게’ 행성인 수성보다 큰 목성의 달 가니메데(5262㎞)와도 비교조차 안될 정도. 더욱 놀라운 점은 이 엑소문이 가스위성일 가능성으로, 이 가설이 사실이라면 태양계에는 없는 거대 가스 위성이 외계에 존재하는 셈이다. 연구를 이끈 콜롬비아 대학 천문학과 데이비드 키핑 교수는 "우리 태양계의 달은 모두 암석형이거나 얼음형 천체"라면서 "만약 이번 연구결과가 사실로 증명된다면 거대한 가스행성이 거대한 가스위성을 가지고 있는 셈"이라고 설명했다. 이어 "이같은 결과는 외계의 위성 생성 과정은 태양계와 다를 수 있다는 점을 시사한다"고 덧붙였다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스'(Science Advances) 3일 자에 발표됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

태풍 콩레이 북상으로 ‘제17회 광양전통숯불구이축제’가 이틀 뒤로 연기됐다. 3일 광양읍에 따르면 당초 5일부터 8일까지 서천체육공원 일원에서 개최 예정이었던 행사를 7일부터 10일까지로 긴급 변경했다. 개막식은 오는 8일 저녁 7시 행사장 주무대에서 개최된다. 신영식 축제추진위원장은 “시민과 관광객들의 안전과 편의 등을 위해 부득이하게 변경했다”며 “광양의 맛과 멋, 추억을 간직하고 담아갈 수 있는 행사가 되도록 만전을 기하겠다”고 말했다. 광양전통숯불구이축제는 매년 20여만명이 찾고 있는 대표 먹거리 축제다. 광양 숯불구이를 맛보고, 서쳔변을 아름답게 물든 코스모스 등을 보기 위해 시민과 관광객들의 발길로 북적된다. 광양 최종필 기자 choijp@seoul.co.kr

미국항공우주국(NASA)의 우주탐사선 ‘뉴허라이즌스’의 새로운 목표는 카이퍼 띠에 있는 소행성 ‘울티마 툴레’(Ultima Thule)를 근접비행하며 탐사하는 것이다. 카이퍼 띠는 해왕성 궤도 밖에 소행성들이 모여 있는 고리이다. 현재 뉴허라이즌스의 운영팀은 새해 첫날인 1월 1일 예정된 역사적인 소행성 근접비행을 앞두고 비행 이정표를 계속 점검하고 있다. 지난달 운영팀은 비행 시뮬레이션을 위해 3일 간의 예행연습을 시행하면서, 시뮬레이션 자료를 내려받아 분석하고 이 정보를 대중과 언론에 알리는 방법을 연구했다. “이것은 우리의 최종 시험으로 거뜬히 통과할 수 있었다. 이는 곧, 100일 뒤로 다가온 울티마 툴레 근접비행 준비가 완료됐음을 뜻한다”고 뉴허라이즌스 운영팀을 이끄는 앨런 스턴 수석연구원은 성명에서 밝혔다. 지난달 6일부터 8일까지 미국 메릴랜드주(州)에 있는 존스홉킨스응용물리연구소(APL)에서 시행된 이번 과학통신 시험은 운영팀이 이미 치른 약 20건의 ‘운영 준비 태세' 중 마지막 시험이었다고 관계자는 밝혔다. 운영팀이 고안한 근접비행 시뮬레이션에서 울티마 툴레는 자잘한 파편으로 둘러싸인 2개의 천체로 묘사됐다. 실제로도 이 소행성은 이와 비슷한 상황일 것으로 예측된다. 울티마 툴레는 공식적으로 2014년 알려졌는데, 현재까지 수집된 제한적인 정보는 2개의 천체가 공동 질량 중심을 공전하는 것으로 알려졌다. 약 37㎞의 크기인 이 소행성은 뉴허라이즌스의 첫 비행 목표였던 명왕성 너머 약 16억㎞ 거리에 있다. 참고로 지구-태양 간 거리는 약 1억5000만 ㎞이며, 뉴허라이즌스는 2015년 7월 14일 명왕성을 근접비행하면서 1만2550㎞ 이내 거리에서에 얼음으로 뒤덮인 명왕성의 놀라운 세계를 촬영해 지구로 보낸 바 있다. 울티마 툴레의 근접비행은 역사적인 명왕성 탐사 임무를 완성한 뉴허라이즌스의 연장 임무 중 핵심으로, 탐사선이 내년 1월 1일 울티마 툴레에 접근하면 소행성의 놀라운 관측자료를 지구로 전송해줄 것으로 과학자들은 기대한다. 계획대로 된다면 탐사선은 이 소행성에 3540㎞까지 접근해 탐사 임무를 수행할 것이다. ​소행성 울티마 툴레는 46억 년 전 태양계 탄생 때의 물질을 그대로 보존하고 있는 천체로, 이에 대한 탐사 작업은 태양계 형성의 비밀을 밝혀줄 실마리를 제공해줄지도 모른다고 과학자들은 기대에 부풀어 있다. 절대온도 0도에 가까운 우주공간은 변화의 관점에서는 시간이 멈춘 공간이며, 46억 년 전이나 지금이나 별로 다를 게 없기 때문이다. ​이래저래 새해 1월 1일은 우주적으로도 의미 깊은 하루가 될 것으로 보인다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

영국의 저명한 우주학자이자 천체물리학자인 마틴 리스 경이 ‘입자가속기에 관한 최악의 시나리오’를 공개했다. 이는 말 그대로 지구 종말을 의미한다. 영국 일간 텔레그래프 등 외신은 1일(현지시간) 영국 왕립협회 회장을 역임한 마틴 리스 교수가 신간에서 만일 입자가속기 실험이 잘못되면 블랙홀이 생기거나 지구가 지름 100m짜리 구체로 압축될 수 있다고 경고했다고 밝혔다. 리스 교수는 ‘미래에: 인류에 대한 전망’(On The Future: Prospects for Humanity)이라는 제목의 이 책에 “입자가속기는 우주에 관한 우리 이해에 엄청난 돌파구를 마련했지만 큰 위험 역시 가져온다”면서 “어쩌면 블랙홀이 발생해 주변 모든 것을 빨아들일 수 있다”고 썼다. 또 그는 “두 번째 가능한 위험은 쿼크가 기묘체(strangelet)로 불리는 압축 물체로 재구성되는 것이다. 그 자체는 해가 없을 수 있다”고 밝혔다. 여기서 쿼크는 양성자, 중성자와 같은 소립자를 구성하고 있다고 여겨지는 기본적인 입자를 말한다. 하지만 그는 “몇몇 가설에 따르면, 기묘체는 전염에 의해 접촉하는 다른 모든 물질을 새로운 형태로 바뀌어 지구 전체를 지름이 100m 정도 되는 초밀도 구체로 압축될 수 있다”면서 “이는 축구장 2개분을 합친 길이”라고 설명했다. 리즈 교수에 따르면, 입자가속기가 지구를 파괴할 수 있는 세 번째 방법은 “공간 자체를 집어삼키는 재앙”에 따른 것이다. 우선 그는 “물리학자들이 ‘진공’이라고 부르는 빈 공간은 단순한 공허 이상이다. 그곳은 모든 일이 일어나는 경기장”이라면서 “그 안에 물리적 세계를 지배하는 모든 힘과 입자가 잠재돼 있다”고 설명했다. 이어 “현재의 진공 상태는 깨지기 쉽고 불안정할 수 있다. 어떤 이들은 입자가 충돌할 때 발생하는 응축된 에너지가 우주 구조를 찢는 ‘단계 전환’을 유발할 수 있다고 추측한다”면서 “이는 단순히 지구만의 재앙이 아닌 우주 대재앙이 될 것”이라고 적었다. 하지만 그는 입자가속기의 필요성 역시 언급했다. 그는 “예를 들어, 대형강입자충돌기(LHC·Large Hadron Collider)는 과학자들이 힉스입자라는 가상 입자를 발견하도록 했다. 혁신은 종종 위험하지만 위험을 감수하지 않으면 이득을 잃을 수 있다”면서 “그런데도 물리학자들은 우주에서도 전례 없는 상황을 만드는 실험을 수행하는 데 신중해야 한다”고 지적했다. 이어 “많은 사람이 이런 위험을 SF 소설로 무시하는 경향이 있지만 가능성이 매우 적다고 해서 큰 위험을 무시할 수는 없다”고 덧붙였다. 하지만 얼마 전 세상을 떠난 스티븐 호킹 박사를 비롯해 많은 저망한 학자들은 입자가속기를 축복한다. 호킹 박사는 생전에 “LHC를 가동할 때 세상은 끝나지 않을 것이다. LHC는 절대적으로 안전하다”면서 “지구의 대기에서는 더 큰 에너지가 방출되는 충돌이 하루에도 수백만 번씩 일어나고 있지만 어떤 끔찍한 일도 일어나지 않았다”고 말했다. 실제로 LHC는 2009년부터 가동에 들어갔지만 우려는 그야말로 우려로 끝났다. 유럽입자물리연구소(CERN) 역시 홈페이지를 통해 “LHC는 안전평가그룹(LSAG)을 통해 LHC 충돌 실험이 위험하지 않으며 우려할 이유가 없다는 2003년 보고서의 결론을 재확인하고 확대했다”고 밝혔다. 사진=BBC/ATLAS Experiment/CERN 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

10월은 축제의 계절이다. 충북에서도 10개가 넘는 지역축제가 열린다. 나들이하기 좋은 계절에 성격이 다른 축제가 집중되다보니 골라서 즐기는 재미가 있다. 청주시는 다음달 1일부터 21일간 청주예술의 전당 일원에서 청주직지코리아국제페스티벌을 개최한다. ‘직지 숲으로의 산책’이란 주제로 진행되는 이 행사는 세계에서 가장 오래된 금속활자본인 직지의 가치를 세계인과 공유하는 국제행사다. 다양한 전시와 공연, 체험 등이 가득하다. 그동안 몰랐던 직지의 내면적 가치를 알고 싶다면 가볼만하다.증평군은 다음달 4일부터 4일간 증평읍 송산리 보강천체육공원 일원에서 증평인삼골축제를 연다. 하이라이트는 6일에 펼쳐지는 홍삼포크삼겹살대잔치다. 방문객들은 기네스북에 최장 길이 구이틀로 등재된 204m 구이틀에 홍삼포크를 구워먹는 이색체험을 할수 있다. 홍삼사료를 먹인 증평의 특산품인 홍삼포크를 홍보하기위해 약 1000kg의 삼겹살이 무료시식용으로 제공된다. 증평 인삼골 어린이사생대회, 백곡 김득신 백일장, 인삼골건강가요무대, 인삼골합창제, 인삼골장사씨름대회 등도 진행된다. 난계 박연 선생의 고향인 영동군에서는 다음달 11일부터 4일간 영동천 일원에서 영동난계국악축제가 풍악을 울린다. 국악의 신명과 흥이 살아있는 오감만족축제다. 난계국악단의 흥겨운 국악 공연, 다양한 퓨전 국악 연주, 조선시대 어가 행렬, 종묘제례악 시연 등 현대와 전통의 문화예술이 어우러진다. 또 난계 거리 퍼레이드와 어가행렬, 국악·문화공연, 국악기 제작·연주 체험, 새마을야시장과 풍물야시장 등도 즐길수 있다. 포도의 고장으로도 유명한 영동군에서는 같은기간 ‘대한민국와인축제’가 열려 한번에 2가지 축제를 체험할수 있다. 청원생명축제는 다음달 5일부터 10일간, 생거진천 문화축제는 다음달 5일부터 3일간, 음성인삼축제는 다음달 10일부터 5일간, 단양온달문화축제는 다음달 19일부터 3일간 각각 진행된다. 제천의병제는 다음달 19일부터 2일간, 보은대추축제는 다음달 12일부터 10일간 열린다. 보은속리축전은 다음달 26일부터 3일간, 충주 앙성탄산온천휴양축제는 다음달 27일부터 3일간 펼쳐진다. 글 사진 청주 남인우 기자 niw7263@seoul.co.kr

​-10월초엔 용자리 유성우, 11월 중순엔 사자자리 유성우가 절정 가을 밤하늘에는 어떤 이야기들이 있을까? ​'오늘의 천체사진(APOD)' 25일자에 소개된 위의 그래픽에는 지구의 북반구 가을 밤하늘에서 들을 수 있는 재미있는 이야기들 제목들이 펼쳐져 있다. 위의 그림을 시계라고 생각하면, 왼쪽부터 시계 방향으로 이른 가을철 하늘 이야기가, 그리고 오른쪽으로 갈수록 늦가을 하늘 이야기들이 그려져 있다. 지구에 가까운 천체일수록 아래 중앙의 망원경 그림에 가깝게 그려져 있지만, 일반적으로 여기 있는 천체들은 대부분 맨눈으로도 볼 수 있는 대상들이다. 계절의 별자리는 해마다 똑같이 반복된다. 그러니까 작년 가을의 별자리가 올해 가을 밤하늘에도 어김없이 그대로 나타나는 것이다. 그래서 올 10월 9일에는 용자리 유성우가, 11월 중순에는 사자자리 유성우가 여전히 절정을 이룰 것이다. 또 국제우주정거장(ISS) 역시 밤하늘의 별자리들을 가로질로 흘러가는 모습을 볼 수 있다. 밤하늘에서 깜박거리며 날아가는 물체는 비행기일 가능성이 높고, 깜박임이 없이 흘러가는 빛점은 ISS라고 보아 거의 틀림없다. ISS가 한 지평선에서 다른 지평선으로 건너가는 시간은 약 10분이다. 가을이 깊어가면 금성은 저녁별에서 졸업해 해가 진 직후에도 볼 수 없지만, 목성은 서녘하늘을 당분간 지킨다. 그리고 화성과 토성을 늦가을까지 볼 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com