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  • ‘죽은 태양들의 충돌’ 포착한 우주망원경 앞으로는 어떤 관측을

    ‘죽은 태양들의 충돌’ 포착한 우주망원경 앞으로는 어떤 관측을

    중성자별로 알려진 죽은 태양끼리 맞부딪치는 모습을 천문학자들이 카메라로 잡아냈다. 물론 강력한 새 망원경 덕분이다. 그렇다고 요즘 각광을 받는 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 잡아낸 것도 아니다. 대서양 바다 한가운데 스페인의 라팔마 화산섬 산 위에 세워진 영국 중력파광학 과도관측(GoTo) 카메라가 포착해 앞으로 더 체계적으로 관측하게 된다. 중성자별의 충돌은 우주를 이해하는 데 열쇠가 되는 것으로 주목된다. 수십억 년 전 별들과 행성들을 형성해낸 중금속들을 만들었던 것으로 여겨지기 때문이다. 하지만 중성자별끼리 충돌하면서 내뿜는 빛은 이틀밤만 관측할 수 있어 망원경이 이 순간을 포착하기란 매우 힘들다. 천문학자들이 촬영한 사진은 2017년에 촬영했는데 순전히 운이 좋아서 가능했던 일이라고 영국 BBC가 21일(현지시간) 전했다. 영국 워익대 대니 스티그스 교수는 “스피드가 본질이다. 우리는 아주 짧게 사는 어떤 것을 찾고 있다. 그것은 얼마 안 있어 사라져버린다”고 말했다. 중성자별들은 너무 무거워 작은 차 스푼 하나만 담아도 40억t의 무게가 나간다. 이 망원경은 천문학자들로 하여금 이걸 하나 쪼개 그 안에 무엇이 들어 있는지 보게 한다.맑은 하늘일 때만 관측할 수 있기 때문에 이 망원경은 산 정상에 자리해 온갖 모양과 크기의 수십개 관측장비로 구성된다. 각기 다른 천체를 연구한다. 쌍둥이 돔이 열리면 여덟 개의 실린더 망원경이 두 제트블랙 배터리와 볼트로 조여져 있는 모습이 드러난다. 이런 모습은 마치 로켓 발사대처럼 보이게 한다. 각각의 배터리는 수직으로나 수평으로 로테이션하며 모든 하늘 방향을 커버한다. 중성자별은 어마어마한 중량으로 충돌하며 원자를 파괴하는데 이때 빛이 쏟아진다. 중력이 강력해 서로를 끌어당긴다. 결국 둘은 충돌해 하나가 된다. 그 순간 섬광이 번쩍이고 강력한 충격파가 온 우주를 뒤덮는다. 그것은 우리도 감지하지 못하는 새 각자의 내면에 있는 원자를 비롯해 우주의 모든 것을 흔들리게 만든다. 그 중력파라고도 불리는 충격파는 우주공간을 왜곡시킨다. 지구에서 감지되면 새 망원경이 섬광의 정확한 위치를 찾아내려고 모든 동작을 집중하게 된다. GoTo는 중력파를 감지한 지 몇 시간 안에, 또 몇 분 안에 위치를 파악하는 것을 목표로 잡고 있다. 하늘을 촬영한 뒤 전날 밤들에 그곳에 있었던 별들과 행성들, 은하계들을 디지털로 지워나간다. 예전에는 그곳에 없었던 어떤 빛의 얼룩이 충돌하는 중성자별일 수 있다. 이 일에는 며칠이나 몇 주가 걸리는데 이제는 실시간으로 이뤄져야 한다. 컴퓨터 소프트웨어를 활용하는 엄청난 과업이다.천체물리학자인 조 라이먼 교수는 “여러분은 이런 폭발이 매우 활기차고 매우 휘황해야 하며 쉬워야 한다고 생각할 것이다. 하지만 우리는 우리가 관심있는 하나의 물체를 찾기 위해 수억 개의 별을 검색해야 한다. 또 물체가 이틀 안에 사라질 것이기 때문에 이것을 매우 빨리 해야 한다”고 말했다. 다른 천문학자들과의 팀워크가 충돌에 대한 더 세밀한 연구를 가능케 한다. 일단 연구진이 충돌 순간을 목격하면 더 크고 더 효율적인 전세계 망원경들이 모여든다. 라이먼 박사는 “이런 조사를 통해 충돌 과정을 더 자세히 알 수 있게 된다. 이런 과정은 물리학에 대한 극단적인 것들을 우리에게 알려준다”고 말했다. 산의 봉우리는 천문학자들을 별들에 더 가깝게 다가가게 만든다. 망원경을 통해 그들은 우주를 들여다 볼 수있는 새로운 방법을 갖고 있다고 GoTo의 계측학자인 켄달 오클리 박사는 말한다. 그녀는 이어 전통적인 천문학은 운이 좋은 것에 관한 것이라고 말한 뒤 “이제 우리는 더 이상 새로운 발견을 기대하지 않는다 . 다만 우리는 그들을 어디에서 찾을 수 있는지 알려주고 우주에 무엇이 있는지 하나씩 밝혀내고 있다”고 덧붙였다.
  • [아하! 우주] 제임스 웹 망원경이 본 ‘유령 은하’…허블보다 ‘디테일’

    [아하! 우주] 제임스 웹 망원경이 본 ‘유령 은하’…허블보다 ‘디테일’

    ‘인류의 눈’ 제임스웹 우주망원경(이하 웹 망원경)이 지구에서 약 3200만 광년 떨어진 나선은하 메시에 74(이하 M74)를 포착했다. NGC628로도 알려진 M74는 대부분 은하보다 표면 밝기가 낮아 아마추어 망원경으로 관측하기가 쉽지 않아 ‘유령 은하’라는 별명도 갖고 있다. 덴마크 코펜하겐대 닐스보어연구소 산하 우주여명센터 천문학자 가브리엘 브래머 박사는 18일(현지시간) 트위터에 웹 망원경의 관측 데이터로 만든 유령 은하 사진 한 장을 공개했다. 천문학자들, 웹 망원경 데이터 사용 시작 데이터는 지난 17일 웹 망원경이 수집해 미국 메릴랜드주 볼티모어 소재 우주망원경 기록 보관소인 미컬스키 우주망원경 아카이브(MAST)에 보낸 것이다. 아카이브는 웹 망원경뿐 아니라 허블 우주망원경 등 NASA 망원경 16개가 수집한 공개 데이터를 보관한다. 웹 망원경 홍보담당 천문학자 크리스틴 풀리엄은 해당 사진이 실제 웹 망원경의 관측 데이터에서 나온 것이라고 밝혔다. 그러면서 웹 망원경의 데이터 중 일부는 NASA 소속 연구진이 분석하도록 1년간 비공개로 두지만, 나머지 데이터는 다른 전문가도 볼 수 있도록 아카이브에 저장한다고 덧붙였다. 이번 은하 사진에서 보라색을 띠는 나선팔은 실제로 보라색은 아니다. 은하를 구성하는 다환 방향족 탄화수소(PAH)라는 분자가 복사선을 방출해 보라색으로 보이는 것이다.해당 데이터를 사용한 사진은 다른 전문가도 공개하고 있다. 여러 망원경 데이터로 인근 은하를 고해상도로 관찰하는 프로젝트인 팡스 서베이(PHANGS Survey)의 연구원 주디 슈미트 박사는 허블 망원경보다 세부적인 요소를 자세히 보여주는 은하 사진을 플리커에 공유했다. 이는 웹 망원경이 가시광선, 근적외선 스펙트럼을 관찰하던 허블 망원경과 달리 적외선 관측으로 특화된 망원경인 덕분이다. 긴 파장의 적외선으로 관측하면 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지도 뚜렷하게 볼 수 있다. NASA, 웹 망원경 첫 선물 공개미 항공우주국(NASA)은 지난 12일 웹 망원경이 처음 수집한 선물 같은 이미지를 대거 공개했다. 가장 먼저 행성상 성운인 ‘남쪽 고리 성운’ 사진이 공개됐다. 지구에서 약 2000광년 떨어진 돛자리에서 죽어가는 별 주변으로, 가스구름이 팽창하는 모습이 담겼다. ‘8열 행성’으로도 불리는 데 성운의 지름이 약 0.5광년에 달한다.그다음 공개된 사진은 1877년 처음 발견된 소은하군 ‘스테판 5중주’다. 약 2억 9000만 광년 밖 페가수스자리에 있는데 은하 5개 중 네 개가 서로 중력으로 묶여 근접했다 멀어지기를 반복해 춤추는 은하로도 불린다. NASA는 “은하들이 충돌하는 장면이다. 은하들이 중력 작용의 춤을 추면서 서로 끌어당기고 있다”고 소개했다.‘별들의 요람’으로 잘 알려진 용골자리 성운이 품은 ‘우주 절벽’과 아기별들의 화려한 이미지도 공개됐다. 용골자리 성운은 지구에서 약 7600광년 떨어져 있으며, 밤하늘에서 가장 크고 밝은 성운 중 하나로 꼽힌다. 이 성운은 태양보다 몇 배나 더 큰 대형 별의 산실로 알려져 있다.특히 NASA는 머나먼 우주에서 수증기 형태의 물을 확인했다고 밝혀 과학계를 흥분시켰다. 지구에서 1150광년 떨어진 외계행성 WASP-96b의 분광 자료를 분석한 결과 수증기 형태의 물을 확인했다는 것이다. NASA는 “웹 망원경이 외계행성을 둘러싼 대기에서 구름, 연무와 함께 물의 뚜렷한 특징을 포착했다. 이는 웹 망원경이 전례 없는 대기 분석 능력을 갖추고 있음을 확인시켜준다”고 설명했다. WASP-96b는 봉황자리에 있는 거대 가스 행성으로, 질량은 목성의 절반 정도다. 2014년 발견된 이 행성은 3~4일 공전 주기로 항성을 돈다.NASA는 전날 백악관 행사를 통해 은하단 SMACS 0723 이미지도 공개했다. 사진에는 130억 년 전에 만들어진 초기 우주 천체의 빛이 관측됐다. 웹 망원경은 어디 있나웹 망원경은 지난해 12월 25일 프랑스령 기아나에서 아리안 5호 로켓에 실려 우주로 발사됐다. 이후 웹 망원경은 지구-달 거리의 약 4배인 160만㎞를 날아간 끝에 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 ‘제2 라그랑주점’(L2) 궤도에 안착해 관측 임무를 시작했다.
  • [웹 망원경 사진들] 별의 탄생과 죽음, ‘첫 빛’, 수증기 외계행성

    [웹 망원경 사진들] 별의 탄생과 죽음, ‘첫 빛’, 수증기 외계행성

    제임스 웹 우주망원경(JWST, 웹 망원경)이 포착해 12일(현지시간) 일반에 공개한 다섯 사진 가운데 가장 아름답고 눈길을 사로잡은 사진은 춤추는 은하다. 2억 9000만 광년 떨어진 페가수스 자리에 있는 다섯 은하가 펼치는 ‘스테판의 오중주’(Stephan‘s Quintet) 사진이다. 미국 항공우주국(NASA)은 이날 메릴랜드주 고다드 우주센터에서 웹 망원경이 포착한 보석 빛깔의 풀컬러 고해상도 우주 사진과 분광 분석 자료를 공식 발표했다. 인류 역사상 가장 강력한 성능을 갖춘 우주망원경인 웹 망원경을 통해 우주 가장 깊은 곳의 디테일까지 선명하게 담아내 우주 관측의 새 시대를 활짝 열었다. ‘인류의 눈’ 웹 망원경은 근적외선카메라(NIRCam)와 중적외선 장비(MIRI)를 활용해 별의 요람과 무덤 등 베일에 가린 우주의 속살을 드러냈고 외계행성 대기까지 분석해내는 역량을 과시했다. 빌 넬슨 NASA 국장은 “모든 이미지는 새로운 발견이다 .각각의 사진은 인류가 전에 본 적이 없는 우주의 모습을 보여준다”고 강조했다. 노벨상을 수상한 존 매더 NASA 선임 과학자는 “사진을 보면 볼수록 은하 어딘가에 생명체가 존재하고 있음을 확신하게 된다”고 말했다. 다가갔다가 멀어지며 춤추는 소은하, 블랙홀은 어떤 관계? 스테판의 5중주 사진은 웹 망원경이 포착한 이미지 중 가장 크다. 1억 5000만 화소를 자랑하는 1000개 의 그림 파일이 합쳐져 하나로 만들어졌고, 촬영한 전체 이미지는 달 지름의 5분의 1을 덮을 정도다. 이 소은하군은 1877년 최초로 발견됐고, 다섯 은하 가운데 넷이 서로 중력으로 묶여 근접했다가 멀어지기를 반복하고 있다. NASA는 ’스테판의 오중주‘ 사진에 대해 은하들이 충돌하는 장면이라며 “중력 작용으로 은하들이 춤을 추며 서로 끌어당기고 있다”고 설명했다. 이어 이 사진은 상호 작용을 통해 초기 은하가 진화한 사실에 대한 새로운 통찰력을 제공한다고 강조했다. 아울러 다섯 은하 중 하나인 NGC 7319에는 태양 질량의 2400만 배에 이르는 거대 블랙홀이 자리잡고 있어 은하의 충돌과 블랙홀의 상관관계를 규명하는 데 도움이 될 것으로 NASA는 보고 있다.아기별 품은 별의 요람…7광년 봉우리 솟은 오렌지색 우주절벽 별들의 요람으로 알려진 용골자리 성운에 자리한 ‘우주 절벽’(Cosmic Cliff)과 아기별들 사진이다. 용골자리 성운(Carina Nebula)은 밤하늘에서 가장 크고 밝은 성운 중 하나다. 이 성운은 태양보다 몇 배나 더 큰 별이 태어나는 곳으로 알려져 있다. 적외선 망원경인 웹 망원경은 관측을 방해하는 우주먼지와 가스를 뚫고 용골자리 성운 가장자리에 위치한 오렌지색 우주 절벽을 잡아냈다. 종전 허브 우주망원경도 이곳을 관측했지만 이만큼 선명한 이미지를 얻지 못했다. 특히 사진 가운데 지구의 바위투성이 산을 떼어내 옮겨놓은 듯한 이 우주 절벽은 전에는 관측되지 않았다. 절반 위의 가스와 절반 아래의 먼지로 이뤄진 이 절벽의 가장 높은 봉우리는 무려 7광년에 이른다. 여기에 아기별의 강력한 자외선이 이 가스 절벽을 뚫고 나와 보석처럼 촘촘히 박혀 빛나는 장관을 연출한다. NASA는 웹 망원경이 별의 형성과 진화를 밝혀줄 것으로 기대하고 있다.130억년 전 태초의 빛, 붉은 색 아치처럼 보이는 빛 다른 네 장의 사진보다 하루 앞서 조 바이든 미국 대통령에게 보고한 자리를 통해 첫 선을 보인 130억년 전 초기 우주의 빛, 이른바 첫 빛(First light)을 포착한 사진이다. SMACS 0723 은하단 이미지인데 이 은하단은 멀리 떨어진 천체의 빛을 확대해 휘게 하는 ’중력 렌즈‘ 역할을 한다. 우주가 탄생하는 빅뱅(대폭발) 8억년 뒤인 130억년 전에 만들어진 초기 우주 천체의 빛이 관측됐다. 영국 BBC 방송은 12일 이를 편집해 세부적인 내용을 설명해 눈길을 끈다. 붉은 색 아치처럼 보이는 것들이 은하인데 실제보다 훨씬 먼 거리, 다시 말해 훨씬 먼 과거에 생겨난 것들이다. 그리고 이 점은 약간 괴이하게 들릴 수 있는데 여러 이미지의 한 쪽에 나타나는 아치들은 모두 같은 물체에서 나온 것들이다. 그것들의 빛은 한 가지 경로 이상으로 SMACS 0723를 통해 굴절돼 보이기 때문이다.죽어가는 별의 ‘찬란한 유언’ 남쪽고리 성운 웹 망원경은 죽어가는 별들이 있는 남쪽고리 성운도 응시해 별이 남긴 찬란한 유언에 귀를 기울였다. 생의 말기에 도달한 별의 마지막 모습과 우주 환경에 미치는 영향을 파악하기 위해서다. 이곳은 약 2500 광년 떨어진 돛자리에서 죽어가는 별 주변으로 가스구름이 팽창하는 곳이다. ‘8렬 행성’(Eight Burst Nebular)으로도 불리며, 성운의 지름이 약 0.5 광년에 달한다. 생의 막바지에 다다른 이 별은 인간이 마지막 힘을 다해 유언을 전달하듯 반지 모양의 화려하고 찬란한 빛을 내뿜는 모습으로 찍혔다. NASA는 어두워지며 죽어가는 이 별이 내뿜는 가스와 우주먼지를 웹 망원경이 전례 없이 상세하게 포착했다고 설명했다.1150광년 떨어진 외계행성에 수증기, 생명체 가능성  지구로부터 1150광년 떨어진 WASP-96 b의 분광 자료를 분석한 결과, 수증기 형태의 물을 확인했다. 분광은 행성의 빛 파장을 분석해 대기 구성 물질 등을 밝혀내는 일이다. 웹 망원경은 WASP-96 b와 이 행성의 대기가 별 앞을 지나갈 때 발생하는 현상을 관측했고, 이 행성 대기에 수증기가 존재함을 확인했다. NASA는 “웹 망원경이 외계행성을 둘러싼 대기에서 구름, 연무와 함께 물의 뚜렷한 특징을 포착했다”며 “이는 웹 망원경이 전례 없는 대기 분석 능력을 갖추고 있음을 확인시켜 준다”고 밝혔다. WASP-96 b는 봉황자리에 위치한 거대 가스 행성으로, 질량은 목성의 절반 정도다. 2014년 발견된 이 행성은 3∼4일 공전 주기로 항성을 돈다.
  • [아하! 우주] 제임스웹 우주망원경이 포착한 숨막히는 우주…은하부터 외계행성까지

    [아하! 우주] 제임스웹 우주망원경이 포착한 숨막히는 우주…은하부터 외계행성까지

    우리 돈으로 약 13조원이 투입된 미 항공우주국(NASA) 제임스웹 우주망원경의 첫 결과물이 드디어 공개되었다. NASA는 12일 오전 10시 30분(한국시각 12일 23시 30분)부터 미국 메릴랜드주 고다드 우주비행센터에서 실시간 인터넷 방송을 통해 제임스웹 우주망원경이 처음 관측한 5가지 천체의 과학품질 컬러 이미지들을 발표했다. 우주의 신비를 담은 이들 영상은 웹 망원경이 최초로 선보이는 과학품질 이미지로, 적외선 우주의 풍경을 숨막힐 정도로 자세하게 포착하고 있다. 앞서 지난 11일 밤 조 바이든 미국 대통령이 생방송 중 미리 심우주를 보여주는 SMACS 0723 은하단 이미지를 공개한 바 있다. 이날 행사에서 공개된 3장의 이미지는 남쪽 고리성운과 용골자리 대성운, 스테판 오중주 은하군을 보여준다. 또한 분광기를 통해 측정한 스펙트럼 이미지도 공개됐는데 대상은 WASP-96 b라고 불리는 거대 외계 가스행성이다.먼저 하늘에서 가장 밝은 성운 중 하나인 용골자리 대성운은 가스와 먼지 구름으로 이루어진 대성운으로, 지구에서 남반구 별자리인 용골자리 방향으로 약 7600광년 떨어져 있다. 300광년이 넘는 범위에 걸쳐 있는 이 대성운은 거대한 폭발 직전에 죽어가는 초거성인 용골자리 에타(Eta Carinae)와 가장 어린 별 형성 성단 중 하나인 트럼퍼 14(Trumper 14)를 품고 있는 별의 산란장으로, 태양보다 몇 배나 더 큰 대형 별의 산실로 알려져 있다. 거대하고 활동적이며 때로는 폭력적인 용골성운은 우주 가스와 먼지로 된 긴 손가락 모양 구조로 유명한 ‘파괴의 기둥'(Pillars of Destruction)의 고향이기도 하다.대조적으로, 남쪽 고리성운(NGC 3132)은 지구에 더 가깝다. 불과 2000광년 떨어진 돛자리에 있는 이 성운은 죽어가는 별을 둘러싸고 있는 팽창하는 가스 구름으로 행성상 성운이라 불린다. 성운의 중심부에 있는 죽어가는 백색왜성은 성운의 모든 외부층을 날려버린 후, 상상할 수 없을 정도로 뜨겁고 강렬한 자외선을 방출하여 주변의 가스를 가열시켜 밝게 만든다. 죽어가는 별 주변으로 가스구름이 초당 15㎞ 속도로 팽창하고 있다. ‘8렬 행성’(Eight Burst Nebular)으로도 불리며, 성운의 지름이 약 0.5광년에 달한다.스테판 오중주는 지구에서 약 2억 9000만 광년 밖 페가수스 자리에 있는 소은하군이다. 1877년 최초로 발견된 5개의 은하로 이루어진 소은하군으로, 서로 중력으로 묶여 근접했다 멀어지기를 반복하고 있다. 그중 네 개의 은하계는 언젠가는 사중 충돌로 이어질 중력의 춤을 추고 있는 중이며, 세 개의 은하계는 상호작용으로 인해 길고 나선형 모양을 하고 있다. 오중주에 있는 별들은 수억 년에서 신생아에 이르기까지 다양한 연령층을 보여주고 있다. 유럽우주국(ESA)의 천문학자인 조바나 쟈르디노는 “이것은 은하의 진화를 주도하는 상호작용의 유형을 실제로 보여주기 때문에 연구해야 할 매우 중요한 이미지이자 영역”이라고 밝혔다.앞서 공개된 심우주를 보여주는 SMACS 0723은 뒤에서 오는 빛을 확대하고 휘게 하는 은하단이다. 이 은하단은 지구에서 46억 광년(1광년은 빛이 1년 가는 거리로 약 10조㎞) 떨어져 있다. 아인슈타인은 상대성이론에서 블랙홀이나 은하단처럼 중력이 강한 천체는 뒤에서 오는 빛을 확대하고 휘게 하는 이른바 ‘중력렌즈’ 현상을 일으킨다고 예측했다. 실제로 NASA는 “사진 가장자리에 보이는 붉은색 빛이 바로 중력렌즈에 의해 증폭되고 휜 것”이라며 “은하보다 훨씬 먼 131억 년 전 초기 우주에서 온 빛”이라고 밝혔다. 우주는 138억 년 전 빅뱅으로 시작됐다. NASA는 웹 망원경이 이런 중력렌즈를 이용하면 빅뱅에서 얼마 지나지 않은 135억 년 전 초기 우주에서 나온 빛도 관측할 수 있을 것으로 기대하고 있다.웹 망원경의 첫 번째 공식 과학 관측 결과의 마지막은 이미지가 아니라, WASP-96 b라고 불리는 외계행성에서 방출되는 다양한 파장의 빛을 나타내는 스펙트럼이다. 목성의 절반 크기인 이 거대 가스행성은 이날 발표된 관측 타깃 중 가장 가까운 거리로 약 1150광년 떨어져 있다. 3.4일마다 모항성을 1회 공전하며 주로 나트륨으로 이루어진 독특한 대기를 가지고 있다. 구름이 없는 유일한 행성으로 알려진 WASP-96 b는 2013년 발견 이후 수수께끼이자 추가 연구의 주요 목표였다. 웹 망원경의 새로운 데이터는 과학자들에게 그 기이한 대기에 대해 보다 자세한 데이터를 제공해줄 것이다. NASA 고다드 우주비행센터 천체물리학자 크니콜 콜론은 “다른 망원경을 사용하여 적외선으로 외계행성 대기를 탐사할 수 있었지만 이 정도 수준까지는 아니었다”면서 “이것은 웹 망원경이 특별히 NRISS 기기를 사용하여 우리에게 제공하는 데이터의 일부일 뿐”이라고 밝혔다. 이어 “일부 사람들에게는 요동치고 흔들리는 그림처럼 보이겠지만 실제로는 정보로 가득 차 있다”며 “당신은 실제로 이 외계행성의 대기에 수증기가 있음을 나타내는 요동을 지금 보고 있는 것”이라고 설명했다.한편 지난해 12월 25일 프랑스령 기아나에서 아리안 5호 로켓에 실려 발사된 웹 망원경은 지구-달 거리의 약 4배인 160만㎞를 날아간 끝에 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 제2라그랑주점(L2)에 무사히 도착해 과학관측을 시작했다. 허블우주망원경과는 전혀 다른 형태를 취한 웹 망원경은 육각형 거울 18개를 벌집의 형태로 이어붙여 만든 주경이 장착됐다. 주경의 지름은 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 아래쪽에는 태양광을 차단하는 테니스장 크기의 차양막을 갖고 있다. 18개의 육각 거울은 얇은 금을 코팅한 베릴륨으로 만들었다. 금의 빛 반사율이 98%로 가장 높기 때문이다. 또한 웹 망원경은 가시광선, 근적외선 스펙트럼을 관찰하던 허블망원경과는 달리 적외선 관측으로 특화된 망원경으로, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 이런 특징을 종합하면 웹 망원경의 관측 능력은 허블보다 100배 클 것으로 평가된다.  
  • ‘인류의 눈’이 마주한 46억 광년 너머 우주… “과학 발견의 새 단계”

    ‘인류의 눈’이 마주한 46억 광년 너머 우주… “과학 발견의 새 단계”

    “팔을 쭉 뻗어 손가락 끝에 놓인 모래 알갱이가 여러분이 지금 보는 우주의 일부입니다.” 빌 넬슨 미국 항공우주국(NASA) 국장은 제임스웹 우주망원경(JWST)이 찍은 첫 번째 사진을 11일(현지시간) 백악관에서 공개한 뒤 “(이 사진은) 우주의 작은 점 중 하나에 불과하다”며 우주에 대한 경이감을 표현했다.46억 광년 떨어진 ‘SMACS 0723’ 은하단을 풀컬러로 담은 해당 사진을 보는 자리에 배석한 조 바이든 대통령은 “우리의 능력을 넘어서는 것은 없다는 사실을 깨달았다”며 자부심을 나타냈고, 국가우주위원회 의장인 카멀라 해리스 부통령은 “과학적 발견의 새로운 단계에 접어들었다”고 평가했다. NASA는 이 자리에서 1시간에 걸쳐 JWST가 촬영한 천문학에서 첫 관측 결과를 의미하는 ‘첫 빛’(first light) 이미지를 공개했고, 이튿날 이를 포함해 우주 천체 5곳을 찍은 컬러 우주 이미지와 분광 자료를 공개했다.JWST가 찍은 인류 역사상 우주의 가장 깊은 곳이 공개된 이날은 지난해 12월 25일 JWST가 우주로 발사된 지 정확히 200일째 되는 날이다. 주로 가시광선을 감지하는 허블 우주망원경과 달리 JWST는 적외선으로 열을 감지해 우주 가스나 먼지구름을 뚫고 우주를 가장 깊이 들여다볼 수 있다. JWST는 발사 이후 한 달 만인 지난 1월 24일 지구에서 약 150만㎞ 떨어진 ‘제2 라그랑주 점’(L2)에 안착했다. 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 곳으로, JWST가 연료 소모를 최소화할 수 있는 지점이다. 태양에서 바라보면 열에 민감한 JWST가 지구의 뒤편에 숨어 초저온 상태에서 최적의 관측 성능을 유지할 수 있다.JWST는 지난 2월 11일에는 정상 작동 중임을 확인했고, 3월 17일에는 지구에서 약 2000광년 떨어진 별을 찍은 이미지를 보내와 NASA가 이를 공개한 바 있다. JWST는 본격적인 관측 전에 모래 알갱이보다 작은 크기의 유성체와 모두 5차례 충돌했다. 이 충돌로 찌그러진 부분이 발생했지만 NASA는 정육각형 거울 18개를 이어 붙인 거대한 주경의 각도를 미세 조정해 관측에 영향을 최소화한 것으로 알려졌다.
  • [이광식의 천문학+] 1조 개의 별 품은 안드로메다 은하가 알려주는 진실 하나

    [이광식의 천문학+] 1조 개의 별 품은 안드로메다 은하가 알려주는 진실 하나

    사하라 사막에서 보는 안드로메다 은하의 모습이 ‘오늘의 천체사진’(APOD) 11일 자에 게재되어 우주 마니아의 눈길을 끌고 있다. 이 은하는 우리에게 중요한 사실 하나를 알려주고 있기 때문이다.  우리가 맨눈으로 볼 수 있는 가장 먼 거리는 얼마나 될까? 놀라지 마시라. 무려 250만 광년을 볼 수 있다. 그 증거는 바로 밤하늘의 안드로메다 은하다. 오늘밤 당신의 망막에 도달한 안드로메다 은하의 빛은 지금으로부터 250만 년 전에 그 은하를 출발한 빛인 것이다. 이는 또 당신이 가장 먼 과거의 대상을 보고 있다는 뜻이기도 하다. 우주에서는 이처럼 공간이 곧 시간이기 때문이다. 우리가 밤하늘에서 볼 수 있는 대부분의 별이나 성단, 성운 등은 우리은하 내에 있는 것들로서, 거리는 대략 몇백 광년, 몇천 광년 정도 되는 것이다. 그러니까 오늘밤 당신이 보는 그들의 모습은 사실 몇백 년 전 또는 몇천 년 전의 모습이라 할 수 있다. 빛의 초속 30만㎞로 유한하기 때문에 일어나는 현상이다. 만약 빛의 속도가 무한하다면 온 우주의 것들이 동시에 우리 눈으로 쏟아져 들어와 정신을 차릴 수 없게 될 것이다. 빛의 속도가 유한한 것이 퍽 다행스런 일이라 하겠다. 어쨌든 우리가 맨 눈으로 볼 수 있는 가장 멀리 있는 것은 안드로메다 은하인데, 위의 사진은 M31로도 알려진 이 은하의 모습을 지난달 모로코의 사하라 사막에서 확대 촬영한 것이다. 위의 이미지는 3개의 배경과 1개의 전경 노출을 조합한 것이다. 모두 같은 카메라로 같은 장소, 같은 날짜에 촬영되었으며, 전경 이미지는 저녁 어스름녘에 찍은 것이다. 이미지의 중앙을 지배하는 안드로메다 은하의 중심핵 바로 위에 보이는 밝은 빛 뭉치는 M31의 위성 은하인 M110이다. 우리 은하수의 이웃 은하를 직접 눈으로 보는 것은 멋진 일이지만, 장시간 카메라에 노출시키면 숨이 멎을 듯한 디테일한 모습을 많이 포착할 수 있다. 안드로메다 은하는 우리은하의 약 2배나 되는 지름 20만 광년에 이르는 거대한 나선은하로, 약 1조 개의 별을 포함하고 있다. 최근 데이터에 따르면, 우리은하가 약 40억 년 후 안드로메다 은하와 충돌하여 합병될할 것이라 한다. 성미 급한 천문학자들은 벌써 그 합병된 은하의 이름까지 지어놓았다. ‘밀코메다’라고.
  • [우주를 보다] 분화구로 가득찼네…ESA 탐사선, 수성 근접비행 영상 공개

    [우주를 보다] 분화구로 가득찼네…ESA 탐사선, 수성 근접비행 영상 공개

    태양과 가장 가까운 행성인 수성 탐사에 나선 베피콜롬보(BepiColombo)의 2번째 근접비행(플라이바이·fly-by) 모습이 짧은 영상에 담겼다. 지난 27일(현지시간) 유럽우주국(ESA)은 베피콜롬보가 수성에 최근접한 직후부터 15분 동안 3대의 모니터링 카메라로 촬영한 이미지를 모아 영상으로 공개했다. 이 영상은 당시 카메라가 촬영한 총 56장의 이미지를 합쳐 만든 것으로, 거리는 수성 표면 기준 920㎞부터 시작해 6194㎞ 지점까지의 모습이다.영상에는 탐사선의 장비와 더불어 수성의 수많은 크레이터(crater·분화구)와 화산면, 절벽과 같은 다양한 지질학적 특징이 담겨있다. 또한 수많은 크레이터 중에는 수성에서 가장 큰 것은 물론 태양계에서 가장 큰 크레이터이자 충돌분지인 '칼로리스 분지'(Caloris Planitia)의 모습도 영상에 살짝 보인다. 칼로리스 분지는 지름이 무려 1550㎞로 오래 전 거대한 소행성의 충돌로 만들어졌다. 지구상에서 가장 큰 칙술루브 크레이터의 지름이 약 180㎞인 것과 비교하면 수성에 떨어진 천체가 얼마나 큰 것인지 짐작할 수 있다. 약 6600만년 전 지금의 멕시코 유카탄 반도에 떨어진 이 소행성으로 인해 당시 지구를 호령했던 공룡이 멸종했다.   앞서 베피콜롬보는 지난 23일 수성 표면에서 불과 200㎞ 상공을 근접비행하는데 성공했다. ESA와 일본우주항공연구개발기구(JAXA)의 합작인 베피콜롬보는 수성 탐사를 위해 지난 2018년 10월 발사됐다. 베피콜롬보는 수성 궤도에 안착하기까지 복잡한 비행경로를 거치게 되는데, 지구 1차례, 금성 2차례 그리고 수성에서 6차례 플라이바이를 하게 된다. 이에앞서 베피콜롬보는 지난해 10월 1일 수성을 200㎞ 근접비행하며 첫번째 수성 플라이바이를 성공적으로 마쳤다.플라이바이는 중력도움으로도 불리는데 행성궤도를 근접통과하면서 행성의 중력을 훔쳐 가속을 얻는 방법을 말한다. 베피콜롬보는 앞으로 4차례 남은 수성 플라이바이를 완료하면 오는 2025년 12월 수성 궤도에 진입한다. 베피콜롬보는 2개의 연결된 우주선과 추진 장치로 구성되어 있으며 기본 임무는 수성 표면을 촬영하고 자기장을 분석하는 것이다. 특히 베피콜롬보는 이 플라이바이 항법을 개발한 20세기 이탈리아 과학자 주세페 베피 콜롬보의 이름을 딴 것이다.  
  • [포착] 상공에서 추락하는 ‘불덩이’…정체는 중국 로켓 파편?(영상)

    [포착] 상공에서 추락하는 ‘불덩이’…정체는 중국 로켓 파편?(영상)

    스페인과 모로코 상공에서 지상으로 추락하는 ‘불덩이’가 포착됐다. 일각에서는 중국 로켓의 파편일 가능성을 제기했다. 모로코 월드뉴스 등 현지 언론의 21일 보도에 따르면, 이날 이른 새벽 모로코와 스페인 일대에서는 긴 꼬리를 만들며 지상으로 떨어지는 불덩어리들이 포착됐다. 정체불명의 불덩어리는 모로코 현지시간으로 오전 12시 30분경 대서양에서 모로코 북부 지역의 상공을 지났으며, 모로코와 스페인 사이의 지중해 상공을 날아 스페인 남부 알메리아에서 약 10㎞ 떨어진 곳을 통과했다.이를 목격한 사람들은 유성우라고 생각했지만, 스페인의 천체물리학 연구소는 중국의 로켓 잔해가 대기권에 돌입하면서 발생한 불덩어리라고 밝혔다. 스페인 안달루시아 천체물리학 연구소의 천문학자인 호세 마리아 마디에도는 “스페인 일대에서 관측된 ‘불덩어리’는 중국이 구축 중인 우주정거장 ‘톈궁’을 위해 쏘아 올린 창정-2F 로켓의 잔해가 대기권으로 다시 떨어진 조각들”이라고 설명했다. 이어 “해당 로켓 잔해로 인한 불덩어리는 스페인 무르시아 해안에서 약 100㎞ 떨어진 곳에서 사그라졌다”고 덧붙였다. 중국 로켓 잔해, 도심에 떨어질 가능성도 배제할 수 없어  중국이 쏘아 올린 로켓의 잔해가 지상으로 추락한 사례는 이번이 처음은 아니다. 조나단 멕도웰 미국 하버드-스미스소니언 천체물리센터 박사는 지난해 2월 “탑재 용량 22t에 달하는 창정-5B 로켓의 잔해가 수일 내에 지구에 추락할 수 있다”며 우려를 표했다. 창정-5B는 당시 우주정거장 핵심 모듈인 톈허를 싣고 우주로 나간 로켓이다. 전문가들은 로켓 잔해의 일부는 대기권에서 타버리거나 바다에 떨어질 가능성이 매우 크기만, 이중 일부가 대기권을 뚫고 주택지나 도심 한가운데 떨어질 가능성도 배제할 수 없다고 입을 모았다. 다만 사람이 우주 쓰레기와 충돌할 가능성은 수조 분의 1 정도로 매우 낮다.유럽우주국(ESA)의 우주안전프로그램 사무국장인 홀거 크래그는 당시 스페이스닷컴과 한 인터뷰에서 “중국은 (창정 5B의) 통제할 수 없는, 잠재적인 추락 가능성을 알고 있다”면서 “이전 사례를 비추어 봤을 때, 통상 전체 질량의 20~40%가 대기권에서 전소하지 않고 지상에 추락할 수 있다”고 설명했다. 로켓 잔해물 추락 때문에 전 지구가 긴장에 빠진 것은 이번이 처음은 아니다. 2020년 5월, 중국이 창정-5B 로켓을 발사했을 당시 약 30m의 잔해물이 아프리카와 미국 뉴욕, 호주 등지에 추락할 수 있다는 우려가 제기된 바 있다. 다행히 사람이 살지 않는 아프리카 대륙 서부 연안에 추락해 피해는 없었지만, 여러 국가가 긴장감을 감추지 못했다.2018년 4월에는 역시 중국의 톈궁 1호가 지구로 떨어졌다. 당시에도 별다른 피해는 없었지만, 태평양과 인도양, 대서양, 남미, 호주, 아프리카, 한국 등 매우 넓은 영역이 추락 지점 범주에 들었다. 전문가들은 추락하는 인공 우주물체 대부분이 제어할 수 없는 상태라는 점에서 꾸준히 우려를 제기해 왔다. 로켓 잔해가 추락하는 궤적을 예측할 수는 있지만, 지구의 대기가 태양활동에 따라 시시각각 변하는 만큼 불확실성이 크기 때문이다. 이에 각국에서는 감시체제를 운영해 추락 지점을 예측하고 대비하는 노력을 기울이고 있다. 한국의 경우 1983년 1월 소련의 코스모스 1402호 추락 때부터 위성추적상황실을 운영하며 우주쓰레기 추락 등 우주 위험에 대비하고 있다.
  • [이광식의 천문학+] 우리은하의 과거-미래 알려줄 ‘가이아 데이터’ 공개

    [이광식의 천문학+] 우리은하의 과거-미래 알려줄 ‘가이아 데이터’ 공개

    우리은하의 별을 관측하는 우주망원경이 은하가 탄생한 지 불과 20억 년이 지났을 무렵 우리은하에 무슨 일이 일어났는지를 보여주고 있을 뿐만 아니라, 곧 공개될 데이터를 통해 천문학자들은 우리은하의 훨씬 더 먼 과거를 엿볼 수 있게 될 것으로 예측하고 있다.  유럽 ​​우주국(ESA)의 가이아 탐사선은 허블 우 망원경이나 제임스웹 우주망원경과 같이 우리에게 친숙한 이름이 아니지만, 가이아 임무는 현재 가장 과학적인 논문을 생산하고 있으며, 연구원들이 말하듯이 우리은하의 역사에 대한 이해에 있어 전례 없는 도약을 가능하게 했다.  가이아는 웹이나 허블과는 다른 방식으로 작동한다. 가이아는 우주에서 하나의 목표물에 초점을 맞춰 관찰하는 것이 아니라, 하늘 전체를 쉼없이 스캔한다. 지구에서 약 150만km 떨어진 라그랑주 2포인트에 자리 잡은 한국의 갓 모양을 한 이 망원경은 하늘에서 가장 밝은 별 20억 개를 관찰한다. 지상 베이스의 망원경과는 달리 지구 대기에 의한 왜곡현상이 없는 관측이 가능하다.  허블이나 웹과는 달리 가이아는 먼 별과 은하의 세부사항을 드러내는 경이로운 이미지를 캡처하는 데 중점을 두지 않는다. 그보다 탐사선은 몇 가지 기본 매개변수, 즉 지구로부터 별의 거리, 별이 우주공간을 통과하는 속도, 하늘과 3차원에 나타나는 운동방향의 관측에 집중한다.  우주의 물체는 물리법칙을 따르기 때문에 과학자들은 은하의 진화를 형성한 사건을 선택해 과거와 미래에 걸쳐 수십억 년 동안 그 별의 궤적을 모델링할 수 있다. 은하 고고학으로 알려진 학문은 2013년 가이아가 출범한 이후 엄청나게 성장했으며, 6월 13일 새로운 데이터 공개가 연구를 강화할 것으로 보인다.  네덜란드 라이덴 대학의 천문학자이자 가이아 데이터 처리 및 분석 컨소시엄 의장인 앤터니 브라운은 "우리는 여전히 은하수의 기원에 대한 세부사항을 밝히기 위해 노력하고 있다"고 전제하고 "새로이 공개되는 데이터를 얻는다면 연구가 훨씬 빨리 진척될 것"이라고 밝혔다. 별빛에 모든 것이 들어 있다 이 새로운 데이터에는 천문학자들이 천체 물리학적 매개변수라고 부르는 것이 포함되어 있다. 관찰된 별의 빛 스펙트럼(기본적으로 별의 물리-화학적 특성을 나타내는 지문)에서 파생된 천체 물리학적 매개변수는 관찰된 별의 나이, 질량, 밝기 수준 그리고 경우에 따라 상세한 화학적 구성을 나타낸다.  ESA의 가이아 프로젝트 과학자인 조스 드 브루너는 "별의 스펙트럼을 분석하면 정말 그 별의 거의 모든 것을 알게 된다"라고 말하면서 "마치 익명의 사람들 그룹에서 그들의 이름과 나이와 출신 지역을 알게 되는 것과 마찬가지"라고 덧붙였다.  6월 13일 발표된 데이터 덕분에 천문학자들이 '만나게 되는' 별들의 그룹은 5억 개의 별로 구성되어 있으며, 이는 가이아가 관찰하는 별의 4분의 1에 해당한다. 이 정보는 천문학자들이 우리은하를 형성한 사건의 순서를 바로잡는 데 도움이 될 것이며, 이에 대해 브라운은 "실제로 은하 형성의 역사를 푸는" 것이라고 강조한다. 은하의 역사는 충돌의 역사  브라운의 설명에 따르면, 천문학자들은 우리은하가 빅뱅 이후 약 8억 년에 형성되기 시작했으며, 10억 년에서 20억 년 사이의 집중적인 형성 기간을 거쳤다고 생각한다. 이 형성 기간에 다른 은하들과의 숱한 충돌이 일어났으며, 이러한 과정을 거쳐 점차 오늘날 우리가 보고 있는 은하처럼 모양을 갖추어갔다. 즉 2,000억 개의 별을 포함하는 거대한 나선은하로 발전한 것이다. (가이아는 그 중 약 1%만 관측한다.)  이전에 발표된 가이아 데이터에서 연구원들은 초기 충돌의 흔적을 은하계를 통해 파문을 일으키며 별의 움직임에 영향을 미치는 파동 형태에서 발견했다. 이러한 충돌 중 가장 중요한 것은 가이아 엔셀라두스라는 은하와의 충돌이었다. 그 은하는 약 100억 년 전 두 은하가 충돌했을 당시 우리은하보다 크기가 약 4분의 1밖에 안되었다. 가이아 데이터에 따르면, 충돌은 은하의 원반을 둘러싸고 있는 희박한 별들의 구인 은하의 헤일로를 발생시켰다고 가이아 데이터가 밝혔다.  브라운은 "현재 우리는 이 가이아 엔셀라두스와의 충돌이 우리은하가 겪은 마지막 중요한 은하 합병이라고 생각한다"고 덧붙였다. ​대-소 마젤란 은하가 우리은하와 충돌한다 6월 13일 데이터 발표를 기다리는 천문학자 중에는 네덜란드 흐로닝겐 대학 천체물리학 박사후 연구원인 에두아르도 발비노가 있다. 발비노는 그가 은하의 '가장 작은 빌딩 블록'이라고 부르는 작은 규모의 충돌에 관심이 있다. 그것들은 우리은하가 오랜 세월에 걸쳐 삼켜버린 구상성단 같은 별들의 고대 그룹이다.  발리노는 "구상성단은 이러한 충돌을 겪은 후 분해되기 때문에 특별하다"고 말하면서 "그러나 그들은 해체된 후에도 '별의 흐름'이라고 부르는 일관된 별 그룹으로 계속 존재하고 있다"고 밝혔다.  이러한 별의 흐름은 탐지하기가 매우 어려운 것으로 악명이 높았지만, 발비노는 새로운 가이아 데이터가 이 노력의 돌파구를 열어줄 것으로 기대하고 있다.  "새 데이터 세트에 별이 얼마나 빨리 우리에게 접근하는거나 멀어지는지를 나타내는 방사형 속도라는 추가적인 속도 구성요소가 있을 것"이라고 발비노는 강조하면서 "가이아가 이전에 그중 일부를 측정했지만 새 샘플은 그보다 10배 더 커질 것이며, 이전의 어떤 것보다 더 크다"고 덧붙였다.  이러한 별들의 움직임에서 천문학자들은 은하계에 병합되는 과정 속에서 움직이는 별들의 그룹을 구별할 수 있을 것이다. 이 정보를 별의 화학적 구성에 대한 데이터와 결합함으로써(다른 은하에서 도착한 별은 뚜렷한 화학적 지문을 가짐) 천문학자들은 이전과는 다른 방식으로 은하의 과거를 엿볼 수 있게 된다.  발리노는 "이는 가이아 데이터로 할 수 있는 흥미로운 일 중 하나"라고 말하면서 "당신은 유사하게 움직이는 별들의 그룹을 찾을 수 있고, 기본적으로 그들이 어디에서 왔고 어떤 구성 요소가 그들을 은하수로 가져왔는지 재구성할 수 있다. 그러면 궁극적으로 우리은하가 어떻게 형성되었는지에 대한 질문에 답할 수 있게 된다"고 덧붙였다.  지난 수십억 년 동안 우리은하는 아주 평화로웠다. 은하는 별을 쏟아내고 있는 한편으로, 초기의 변화로 인한 여진을 흡수하는 가운데 별들이 일정한 속도로 죽어가고 있다.  그러나 앞으로 상황이 다시 어려워질 것이다. 천문학자들은 다음 은하 충돌의 접근 방식을 관찰하고 있. 즉, 대마젤란 성운과 소마젤란 성운이라고 하는 우리은하의 궤도에 있는 두 왜소은하와의 충돌이다.  마젤란 성운은 지난 수십억 년 동안 우리은하 주위를 도는 궤도에 진입했으며, 이미 우리은하의 중력장에 영향을 미치고 있다. 천문학자들은 두 은하의 과거를 정말 잘 재구성한다면 대-소 마젤란이 우리은하와 합쳐지는 전 과정을 살펴볼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 
  • ‘K스페이스’ 카운트다운

    ‘K스페이스’ 카운트다운

    과학저널 ‘네이처’는 지난 5월 11일자에 ‘21세기 달을 향한 경쟁이 새로운 달 탐사 시대 연다’라는 제목의 분석 기사를 실었다. 네이처는 내년까지 일본, 한국, 러시아, 인도, 아랍에미리트(UAE), 미국 등 6개국이 달 탐사에 나선다고 밝히고, 특히 한국의 움직임에 주목했다. 네이처에서 언급한 것처럼 오는 8월 한국은 첫 달 궤도선(KPLO) ‘다누리’를 발사한다. 그에 앞서 오는 15일에는 한국 첫 우주발사체 ‘누리호’ 발사가 예정돼 있다. 한국이 올여름 ‘우주쇼’ 주인공으로 주목받는 이유이다.‘누리호’는 1.5t급 실용위성을 고도 600~800㎞ 지구 저궤도에 쏘아 올릴 수 있도록 한 3단 발사체다. 엔진 설계부터 제작, 시험, 발사 운용까지 모두 국내 기술로 완성했다. 현재 로켓 엔진과 부속 장치를 자체 개발하고 조립해 실용급 위성을 쏠 수 있는 나라는 미국, 유럽연합(EU), 일본, 러시아, 중국, 인도 등 6개국뿐이다. 이번에 완벽한 성공을 거두면 로켓 자력 개발 7번째 나라로 확실히 자리매김하게 된다. 스테인리스강, 구리-크롬 합금 등으로 제작된 누리호는 아파트 17층 높이 정도인 총길이 47.2m의 복잡한 구조체다. 총중량은 200t으로 산화제인 액체산소가 126t, 연료인 케로신이 56.5t으로 대부분을 차지하고 있다. 누리호 1단부는 75t급 액체 엔진 4기를 ‘클러스터링’해 300t의 추진력을 낼 수 있다. 2단부는 75t급 액체엔진 1기, 3단부는 7t급 액체엔진으로 구성돼 있다. 이 중 1단부 클러스터링 기술은 엔진 4기를 묶어 동시에 점화해야 하기 때문에 가장 고난도 기술로 꼽힌다. 4기 엔진 중 어느 하나가 단 0.01초만 늦게 점화되면 자세제어에 실패해 정상 발사가 어려울 뿐만 아니라 폭발 가능성도 있다. 누리호를 움직이는 액체 엔진들은 고압, 초고온, 극저온의 극한 환경에서 작동할 수 있게 만들어졌다. 75t급 엔진의 경우 연소 압력은 대기압의 60배, 연소 가스 온도는 3500도, 산화제 온도는 영하 183도이다.1차 발사에서는 3단부에 1.5t의 위성 모사체가 실렸지만 이번 발사에는 소형 큐브위성 4기를 포함한 0.2t의 성능 검증 위성과 1.3t의 위성 모사체를 함께 싣는다. 1차 발사 때는 누리호 3단 엔진이 41초나 빨리 연소 종료되면서 위성 모사체를 목표 고도 700㎞에는 올렸지만 위성이 궤도에서 안정적으로 돌 수 있도록 하는 초속 7.5㎞를 만들지 못해 실패했다. 비행 중 진동과 부력으로 인해 3단부 산화제탱크 내 고압헬륨탱크가 이탈됐기 때문이다. 이에 연구진은 3단부 고압헬륨탱크 하부 고정장치를 보강하고, 산화제탱크의 맨홀덮개 두께를 강화하는 등 기술적 보완 조치를 끝냈다. 달 궤도선(KPLO) ‘다누리’도 발사 준비 마무리 단계에 접어들었다. 다누리는 오는 8월 3일 오전 8시 20분(한국시간) 미국 플로리다 케이프커내버럴 우주발사장에서 민간우주기업 스페이스X의 팰컨9 재활용 로켓에 실려 날아간다.가로 1.82m, 세로 2.14m, 높이 2.29m, 무게 678㎏으로 소형차 크기인 다누리는 다음달 5일 발사장으로 이송된다. 다누리에는 ▲감마선 분광기 ▲우주 인터넷 탑재체 ▲영구음영지역 카메라(섀도캠) ▲자기장 측정기 ▲광시야편광 카메라 ▲고해상도 카메라 등 6종의 장비가 탑재됐다. 이 중 섀도캠은 미국 항공우주국(NASA)에서 개발한 것으로 달 극지역 충돌구 같은 음영지역을 촬영한다. 유인 달 탐사 프로젝트인 ‘아르테미스’를 위한 착륙 후보지를 찾는 데 활용된다. 달로 가는 방법은 세 종류가 있다. 달까지 곧장 날아가는 직접전이궤도, 지구 궤도를 3~4번 돌면서 고도를 차츰 높여 달 궤도에 진입하는 위상전이궤도(PLT), 지구와 태양, 달 등 천체 중력을 이용해 달로 가는 달전이궤도(BLT)가 있다. 다누리는 BTL 방식으로 달로 가기 때문에 발사 후 달 궤도에 진입하기까지 4.5개월이 걸리지만 연료 소모량은 다른 방법보다 약 25% 아낄 수 있다. 이상률 한국항공우주연구원장은 “다른 나라가 1960년대에 유인 탐사까지 한 상황에서 한국이 왜 지금 달 탐사를 해야 하느냐는 의문도 있지만 이런 노력이 있어야 심(深)우주로 나가는 기술을 확보할 수 있다”고 말했다.
  • [아하! 우주] 태양계 끝자락 맴도는 천체 26개, 한국 천문연이 발견

    [아하! 우주] 태양계 끝자락 맴도는 천체 26개, 한국 천문연이 발견

    한국천문연구원은 지난 2019년부터 최근까지 태양계 가장 바깥에 있는 천체 26개를 발견해, 소행성센터로부터 공인받았다고 9일 밝혔다. 이는 최근 3년간 천문학자들이 보고한 해왕성바깥천체(TNO) 86개 중 약 3분의 1일 차지한다. TNO는 태양계 최외곽 행성인 해왕성보다 멀리 떨어진 천체로 궤도장반경이(타원궤도의 긴반지름) 해왕성의 30.1AU(1AU=지구와 태양 사이 평균 거리로 약 1억5000만km)보다 큰 천체를 말한다. 현재까지 발견된 TNO의 수는 약 4천 개에 이른다. 우리에게 가장 잘 알려진 TNO는 명왕성이다. TNO의 상당수는 태양계에 형성 초기부터 변하지 않고 같은 궤도를 공전해 태양계의 화석이라 불린다. 이번 발견은 천문연이 칠레, 호주, 남아공에서 운영 중인 외계행성탐색시스템(KMTNet) 중 칠레 관측소의 1.6m 망원경으로 이뤄냈다. 천문연 연구팀은 2019년부터 매년 4월경에 태양계 천체가 모여 있는 황도면을 집중 관측해, 최초 발견한 2019 GJ23을 비롯해 지금까지 모두 26개의 천체를 발견했다. TNO는 너무 멀고 어둡기 때문에 대부분 대형 망원경을 통해 발견한다. 다른 기관이 발견한 60개의 천체는 모두 외계행성탐색시스템보다 구경이 큰 망원경으로 관측됐으며, 주로 4m급 내지 8m급 대형 망원경이 이용됐다. 이번 성과는 작은 체급에도 불구하고 자체 시설로 상대적으로 긴 시간을 투자해 이뤄낸 성과로 높이 평가된다. 태양계 초기 당시 많은 천체들은 서로 충돌하거나 궤도를 바꾸는 이주 현상이 발생한 것으로 과학자들은 추측하고 있다. 그러나 TNO의 상당수는 태양계가 형성될 때부터 화석처럼 변하지 않고 같은 궤도를 돌고 있다. 따라서 동일한 궤도를 돌고 있는 TNO의 궤도 분포를 연구하면 태양계 초기 역사를 파악할 수 있을 것으로 기대된다. 특히 천문연이 발견한 천체 중 2022 GV6은 공전주기가 무려 1538년에 달하는 것으로 추정되는 희귀한 사례로, 이 천체의 극단적인 궤도는 인류가 본격 탐색에 착수한 태양계 최외곽 지역의 소천체 분포를 통계적으로 이해하는 데 큰 도움을 줄 것으로 보인다. 이번 발견을 주도한 천문연 정안영민 박사는 “2022 GV6와 같이 특이한 공전주기를 가진 천체들을 많이 발견하여 태양계 생성의 비밀을 알아내고 싶다”며 “앞으로도 외계행성탐색시스템으로 특이 천체 발견을 이어나갈 것”라고 밝혔다.  이 연구에 참여한 우주탐사그룹장 문홍규 박사는 “TNO에는 신화에 등장하는 인물이나 동물의 이름을 붙이는 것이 천문학계의 관례”라며, “이번에 정안 박사가 발견한 천체의 이름을 국민공모를 통해 정하는 방식을 고려 중이다”고 덧붙였다.
  • 해왕성 바깥에서 태양 공전주기 1500년 천체 발견

    해왕성 바깥에서 태양 공전주기 1500년 천체 발견

    한국 천문학자들이 태양계 막내 행성인 해왕성의 궤도 바깥 태양계 최외곽에서 천체 26개를 새로 발견했다. 태양계는 ‘수금지화목토천해’로 알려진 행성 궤도 바깥 왜행성, 소행성대, 카이퍼벨트와 오르트구름대까지 포함한다. 한국천문연구원 우주과학본부 우주탐사그룹 연구팀은 2019년부터 최근까지 태양계 가장 바깥에서 천체 26개를 발견하고 ‘소행성센터’(MPC)로부터 공인받았다고 9일 밝혔다. 이번에 우리 과학자들이 발견한 천체 갯수는 최근 3년간 전 세계 천문학자들이 보고한 ‘해왕성바깥천체’(TNO) 86개 중 3분의1을 차지한다. 대표적인 TNO는 태양계 9번째 행성이었다가 2006년 국제천문연맹의 행성분류법 변경으로 그 지위를 잃고 왜행성으로 범주가 바뀐 명왕성이다. 이번 발견은 천문연이 남반구인 칠레, 호주, 남아프리카공화국에 설치해 24시간 운영 중인 ‘외계행성탐색시스템’(KMTNet) 중 칠레 관측소의 1.6m급 망원경으로 관측한 결과이다. TNO는 거리가 멀리 떨어져 있고 주변이 어두워 대부분 4m급이나 8m급 대형 망원경으로 발견한다. 그렇지만 연구팀은 망원경 구경은 작지만 2019년부터 매년 4월 태양계 천체가 모여 있는 황도면을 오랜 시간 집중 관측해 26개 천체를 발견했다.천문연은 이번에 발견한 여러 천체 중 ‘2022 GV6’으로 임시 명명된 천체는 태양 공전주기가 1538년에 이르는 것으로 추정했다. 다른 천체들의 공전주기는 219~417년에 불과하다. 천문학자들은 태양계가 만들어지던 초기에 많은 천체들이 서로 충돌하거나 궤도를 바꾸는 이주 현상이 발생했을 것으로 보고 있다. 그렇지만 TNO들은 태양계가 형성될 때부터 화석처럼 변하지 않고 같은 궤도를 돌고 있기 때문에 이들 궤도 분포를 연구하면 태양계 초기 역사를 파악하는데 도움이 될 것으로 기대된다. 천문연 우주탐사그룹장 문홍규 박사는 “이번에 발견된 TNO들이 정식 고유번호를 발급받기까지는 시간이 걸리겠지만 천문학계는 정식 고유번호를 부여받을 때 신화에 등장하는 인물이나 동물 이름을 붙이는 경우가 많다”며 “이번에 발견된 TNO의 이름을 국민공모로 정하는 것도 고려 중”이라고 말했다.
  • [이광식의 천문학+] 철 운석은 초기 태양계 혼돈을 증명한다

    [이광식의 천문학+] 철 운석은 초기 태양계 혼돈을 증명한다

    과거 금속성 소행성의 속심이었던 철 운석을 분석한 새로운 연구에 따르면, 태양이 형성된 직후 780만년에서 1170만년 사이에 소행성과 행성들이 끊임없이 충돌하는 거대한 난장판이 벌어졌다.  국제 연구 팀은 지구에서 발견된 18개의 철 운석에서 그 모천체의 진화를 더 잘 이해하기 위해 라팔듐, 은, 백금의 동위원소를 분석했다. 금속성 소행성은 조밀한 철 속심을 포함하고 있으며, 철 운석은 다른 소행성과 충돌하여 폭발한 소행성의 속심에서 유래한 것이다.  팔라듐 107은 방사선 붕괴를 일으켜반감기가 650만년인 은 107로 변한다. 질량 분석기로 두 동위원소의 상대적 존재비를 측정한 이전의 측정에서는 운석의 일부였던 소행성 핵이 빠르게 냉각되었음이 밝혀졌다. 문제는 이러한 급속 냉각이 언제 발생했는가하는 점이다.  시기의 폭을 좁히기 위해 취리히 연방공과대학의 선임 연구원인 앨리슨 헌트와 스위스의 국립 행성연구역량센터가 이끄는 연구팀은 질량 분석기 프로세스를 개선한 후, 운석이 우주를 여행하는 동안 충돌하는 우주선으로부터 백금의 동위원소를 검색했다.  헌트는 성명에서 "백금 동위원소 존재비에 대한 추가 측정을 통해 왜곡된 샘플의 은 동위원소 측정을 수정할 수 있었다"라고 밝히면서 "그래서 우리는 그 어느 때보다 더 정확하게 충돌 시점을 측정할 수 있었다"고 덧붙였다. 헌트 팀이 결정한 시기는 태양계 형성 후 780만에서 1,170만 년 사이였다. 다른 운석을 조사하면 연대가 더 길어질 수 있지만, 45억 년 태양계의 역사에 비추어볼 때 이는 비교적 짧은 기간이다.  이 발견은 초기 태양계가 극도로 혼란스러웠음을 시사한다. 행성은 아직 완전히 형성되지 않았으며, 소행성과 원시행성은 쉼없이 충돌함으로써 일부 큰 소행성에서 규산염 맨틀이 벗겨져 금속 코어를 우주에 노출시켰고, 뒤이은 충돌이 코어를 부수기 전에 빠르게 냉각되었을 것임을 시사한다.  ​"그 당시에는 모든 것이 서로 뒤얽혀 결렬한 충돌을 빚었을 것으로 보인다"라고 헌트가 말했다. ​이 혼돈을 불러온 것은 태양을 형성한 가스 구름인 태양 성운의 소멸과 크게 관련이 있다고 헌트 팀은 생각한다. 성운이 소멸되면서 구름의 잔해가 젊은 별 주위의 원반에 정착했다. 가스가 냉각되면서 먼지와 얼음이 응결되었고, 강착이라는 과정을 통해 오늘날 우리에게 친숙한 행성, 소행성, 혜성으로 축적되었다.  그러나 행성이 뭉쳐질 수 있는 시간은 한정되어 있었다. 태양이 점차 켜지면서 태양풍이 태양 성운의 잔해를 외부 공간으로 날려버리기 시작했기 때문이다. 젊은 행성들은 가스와의 마찰로 인해 궤를 도는 속도가 느려졌다. 행성체를 억제할 가스가 없었기 때문에 행성의 빠른 공전속도로 인해 충돌의 소용돌이로 이어지는 혼돈의 기간이 있었음에 틀림없다고 연구원들은 설명한다. 그러나 같은 시기에 일어난 다른 사건들도 혼란에 일조했을 수 있다는 지적도 있다. 거대 가스 행성, 특히 목성과 토성은 초기 태양계 무렵 안쪽으로 이주해왔으며, 그들 중력의 영향으로 인해 보다 작은 천체들의 궤도가 붕괴되어 소행성대와 카이퍼대를 형성했다.​ 특히 '거대한 압정(Grand Tack)'으로 알려진 한 모델은 목성이 현재 위치로 다시 이동하기 전, 토성의 중력이 목성에 영향을 주어 오늘날 화성처럼 태양에 가깝게 안쪽으로 이동했다고 주장한다. '거대한 압정' 모델은 이 사건이 태양계 역사가 시작된 후 1천만 년 이내에 일어났을 것이라고 예측한다.  그러나 45억 년 전에 일어난 일을 증명하는 것은 어려운 일이지만, 철 운석을 생성한 소행성의 운명을 다룬 이 새로운 연구는 초기 태양계가 얼마나 폭력적인 장소일 수 있었는지에 대한 새로운 증거를 제공한다.  올해 말 발사 예정인 NASA의 프시케 미션이 2026년 금속 소행성 프시케(16 Psyche)에 도착하면 이에 관해 더 많은 정보가 밝혀질 수 있을 것으로 보인다.  이 연구는 네이처 천문학 저널 온라인판에 5월 23일 발표되었다. 
  • [아하! 우주] 직경 1.8㎞…올해 가장 큰 소행성 곧 지구에 근접한다

    [아하! 우주] 직경 1.8㎞…올해 가장 큰 소행성 곧 지구에 근접한다

    미국 엠파이어 스테이트 빌딩의 4배 크기에 달하는 거대한 소행성 하나가 지구에 근접한다. 최근 미 항공우주국(NASA) 지구근접천체연구센터(CNEOS)는 '7335'(이하 1989 JA)라는 이름의 소행성이 오는 27일(미 현지시간 기준) 지구에 최근접한다고 밝혔다. 올해 지구를 찾아오는 소행성 중 가장 큰 천체로 평가받는 1989 JA는 직경이 1.8㎞로 시속 7만6000㎞의 속도를 갖고있다. 만약 이만한 크기의 소행성이 지구와 충돌한다면 그야말로 종말로 이어질 수 있지만, 다행히 400만㎞ 떨어진 지점을 지나가 인류에 미치는 영향은 없다. 그러나 1989 JA는 ‘잠재적 위협 소행성’(PHA)으로 평가받는다. CNEOS는 지구에 약 750만㎞ 이내로 접근하는 지름 140m 이상의 소행성을 PHA로 분류한다. 지름이 140m 정도 크기의 소행성이라도 지구에 추락할 경우, 국가 하나를 초토화할 수 있다고 보고있기 때문. NASA는 지구 궤도에서 약 4800만㎞ 이내를 지나가는 지구근접천체(NEO)를 추적하고 있는데 그 수는 무려 2만9000개에 달한다. 이중 PHA는 집중적인 감시 대상이지만 문제는 아직도 찾아내지 못한 천체가 많다는 점이다.특히 지구에 실제 위협을 줄 수 있는 천체에 대비하기 위해서는 최대한 일찍 발견해 그 크기와 궤도를 분석하고 추적하는 것이 무엇보다 중요하다. 엄청난 크기의 혜성이 지구와 충돌하는 내용을 담은 블랙코미디 영화 ‘돈 룩 업'(Don’t look up)이 현실이 될 수 있기 때문이다. 다만 소행성의 잠재적인 위협에 인류가 두손 놓고 구경만 하고 있는 것은 아니다. 대표적으로 지난해 11월 NASA는 지구를 잠재적으로 위협하는 소행성의 궤도를 수정하기 위해 우주선 ‘다트’를 발사한 바 있다.다트(DART·Double Asteroid Redirection Test)는 폭발물을 탑재하지 않은 500㎏ 정도의 작은 우주선이지만, 초속 6.6㎞의 빠른 속도로 충돌하면 운동에너지만으로 소행성의 속도와 방향을 살짝 변경할 수 있다. 오는 9월 말 다트가 충돌할 천체는 소행성 ‘65803 디디모스’(Didymos)의 위성인 디모포스(Dimorphos)다. 디모포스는 지름 160m 정도의 작은 소행성이지만, 만약 지구에 충돌하면 대형 핵무기급 파괴력을 지닐 수 있다. 다만 충돌 실수로 궤도가 변경돼 지구에 더 위협이 되는 것이 아니냐고 걱정할 수 있지만, 다트에 의한 디모포스의 속도 변화는 4㎜/s 정도에 지나지 않는다. 또한 디디모스가 위성 디모포스를 중력으로 잡아주는 역할을 하고있어 설령 예상치 못한 위치에 충돌하더라도 디모포스가 지구에 충돌할 가능성은 없다.  
  • [이광식의 천문학+] 별이 날 보고 웃고있다?..중력이 만든 ‘우주의 미소’

    [이광식의 천문학+] 별이 날 보고 웃고있다?..중력이 만든 ‘우주의 미소’

    미 항공우주국(NASA)에서 운영하는 '오늘의 천체사진'(APOD) 5월 11일자에 보기 드문 우주의 풍경이 올라와 눈길을 끌고 있다. 바로 중력 렌즈가 만들어낸 '우주의 미소'이다.​   100여 년 전에 발표된 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 중력 렌즈 현상을 예측했다. 강력한 중력이 뒤쪽에서 오는 빛을 휘어지게 하여 렌즈처럼 기능할 것이라는 예견이다. 그리고 이것이 바로 이 먼 은하에 X선 망원경과 찬드라 및 허블 우주 망원경의 광학 이미지 데이터를 통해 볼 수 있는 기발한 모습을 주는 이유이다.   체셔 고양이 은하단이라는 별명이 붙은 이 은하단에 있는 두 개의 큰 타원은하는 호처럼 보이는 거대한 빛의 테두리로 둘러싸여 있다(채셔 고양이는 루이스 캐럴의 소설 '이상한 나라의 앨리스에 나오는 가공의 고양이). 호는 시선 방향에서 앞쪽에 있는 천체의 중력이 빛을 휘어지게 하는 중력 렌즈 현상에 의해 만들어진 먼 배경 은하의 광학 이미지이다.  물론 그 중력 질량은 대부분 암흑물질이다. 두 개의 큰 타원 '눈' 은하는 병합이 진행되고 있는 자체 은하군에서 가장 밝은 구성원이다.  이들의 상대적인 충돌속도는 거의 초속 1,350km로, 서로 충돌하면서 가스를 수백만 도까지 가열하여 보라색으로표시된 X선 광선을 방출한다. 이 은하단 합병이 궁금한 사람은 큰곰자리 방향을 잘 살펴보기 바란다. 채셔 고양이 은하단은 지구로부터 약 46억 광년 떨어진 큰곰자리에서 미소를 짓고 있다.​  
  • [핵잼 사이언스] 780m짜리 초대형 소행성, 오늘 지구 궤도 지나간다

    [핵잼 사이언스] 780m짜리 초대형 소행성, 오늘 지구 궤도 지나간다

    직경이 최대 780m에 달하는 대형 소행성이 한국시간으로 오늘 오후 지구 궤도를 지나갈 예정이다. 라이브사이언스 등 과학 전문매체의 27일 보도에 따르면 ‘418135(2008 AG33)’로 명명된 이 소행성은 한국시간으로 28일 오후 12시 46분경 지구와 가장 가까운 거리를 지나갈 것으로 보인다. 이 소행성은 3만 6400㎞/h의 속도로 지구 궤도에 진입하며, 지구와 가장 가깝게 접근했을 때 거리는 약 320만㎞일 것으로 추정된다. 이는 지구와 달 평균 거리의 약 8배인 만큼 충돌 위험은 거의 없을 것으로 알려졌다. 이 소행성은 2008년 1월 미국 애리조나의 레몬산 천문대에서 최초로 확인됐다. 직전에 지구 궤도를 통과한 시기는 2015년 3월 1일로, 대략 7년에 한 번씩 지구 인근을 지나가는 것으로 보인다. 미국항공우주국(이하 NASA)은 지구근접천체연구센터(CNEOS)는 “해당 소행성의 최대 직경은 780m 정도로, 미국 엠파이어스테이트빌딩의 2배”라면서 “잠재적으로 위험한 소행성에 속한다”고 설명했다. NASA에 따르면, 지구에 약 750만㎞ 이내로 접근하는 지름 140m 이상의 소행성은 ‘잠재적 위협 소행성’(PHA)으로 분류된다. 전문가들은 지름이 140m 정도의 소행성이 지구에 추락할 경우, 국가 하나를 초토화할 수 있다고 보고 이를 잠재적 위협 소행성으로 분류해 관측하고 있다. 현재 ‘418135(2008 AG33)’를 비롯해 2246개의 소행성이 잠재적 위협 소행성으로 분류돼 있으며, 이중 크기가 1㎞ 이상인 것은 160개에 달한다. 소행성이 지구와 충돌할 경우 막대한 피해를 줄 수 있다. 실제로 1908년 시베리아 퉁그스카에 크기 60m 운석이 떨어져 서울시 면적 3배 숲이 사라졌다.지난 1월 지구 가까이에 접근한 소행성 ‘7482(1994 PC1)’은 지금이 약 1㎞로, 당시 시속 7만㎞의 빠른 속도로 이동했다. 당시 해당 소행성은 지구와 달 표면 거리의 약 5.15배인 192만㎞ 떨어진 우주 상공을 지났다. ASA에 따르면 크기 140m 이상인 소행성이 100년 안에 지구와 충돌할 가능성은 없다. 다만 현재까지 100~300m 크기의 근지구 소행성은 약 16%만 발견됐기 때문에 미래를 위한 적극적인 대비가 필요하다.NASA는 한국 등 여러 국가의 전문가들과 함께 ‘쌍(雙)소행성 궤도수정 시험’(DART, 이하 다트)을 운영하고 있다. 다트 우주선은 지난해 11월 스페이스X 팰컨9 로켓에 실려 우주로 발사됐다. 다트 우주선의 목표물은 소행성 디모르포스다. 다트 우주선은 내년 9월 말쯤 축구경기장 크기의 소행성 디모르포스에 충돌해 공전주기를 바꿔 궤도를 변경할 수 있는지를 실험한다. 린들리 존슨 NASA 행성방위담당관은 CNN과 한 인터뷰에서 “당장 지구를 위협하는 소행성은 없지만, 이 실험을 통해 장차 소행성을 회피해 지구를 지키는 능력을 갖추게 될 것”이라고 밝혔다. 
  • 외계인에게 보낼 ‘새로운 메시지’ 만들어 “아레시보 메시지 50주년 송출”

    외계인에게 보낼 ‘새로운 메시지’ 만들어 “아레시보 메시지 50주년 송출”

    외계 지적생명체는 우주에 과연 존재할까? 이것은 인류의 우주탐사에 있어 가장 중요한 화두 중 하나로, 끊임없이 호기심을 자극한다. 최근 과학자들은 지구 밖에 있을지 모르는 지적 외계인(ET)을 위한 새로운 메시지를 만들었고, 그것을 보내는 문제에 대해 대중의 의견을 구하고 있다. 새로운 메시지를 보내는 데 필요한 기술은 아직 준비되지 않았다. 만약 메시지가 우주로 송출된다면 목적지에 도달하는 데만도 수천 년이 걸린다. 다시 말해서, ET의 응답 메시지가 곧 올 것이라는 기대는 하지 않는다는 뜻이다. 그러나 메시지를 만든 과학자들은 자신들의 아이디어가 외계인과 접촉하는 방법과 전할 말, 그리고 인류를 하나의 종으로 영속시킬 방법에 대해 논의의 물꼬를 틀길 희망한다. 미 항공우주국(NASA) 산하 제트추진연구소(JPL) 천체물리학자 조너선 지앙 박사는 “우리는 비록 얼마 후면 사라질 존재이지만 그래도 병에 담긴 메시지를 우주 바다에 던져 보내서 ‘이봐, 우리가 여기 있다’고 말하고 싶은 것”이라고 밝혔다. 지앙 박사와 그의 연구팀이 만든 메시지는 이전에 인류가 우주로 보낸 편지를 기반으로 했다. 사실, 연구팀은 ET와 접촉하기 위한 최초의 시도로 1974년 11월 17일 아레시보 전파 망원경으로 메시지를 송출한 지 50년 만인 오는 2024년에 새 메시지를 보내기로 했다. 당시 첫 외계인 메시지는 2진법 코드를 사용해 인류의 10진법 계산 시스템, 공통 중요 원소 및 태양계 지도에 대한 정보를 전달했다. 반면 출판 전 데이터 보관소인 아카이브에 게시된 새로운 메시지는 외계인이 인류를 이해하는 데 필요한 기본 수학, 물리학을 비롯해 DNA, 아미노산, 포도당 등에 관한 생물학 정보를 2진법으로 바꿔 설명한다. 또한 행성의 조성과 대기에 대한 정보를 포함해 은하수, 태양계 및 지구 자체의 지도를 포함하고 있다. 구상성단을 이용해 정확한 지구 위치 정보 담았다 메시지는 몇 가지 주요 측면에서 이전보다 더 발전됐다. 첫째, 은하수에서 지구의 위치에 대한 지도가 아레시보 메시지에 있는 지도보다 더 정확하다. 첫 메시지에서는 과학자들은 펄서라고 불리는 회전하는 별의 위치를 이정표로 사용해 지구를 정확히 나타내고자 했다. 그러나 펄서의 위치는 오랜 시간이 지나면 변하므로 광대한 은하계에서 한 장소를 정확히 나타내는 데는 한계가 있었다. 그래서 지앙 박사팀은 지도의 랜드마크로 은하수의 구상성단을 대신 사용했다. 이 구형의 별 집단은 밝고 쉽게 볼 수 있어 유용한 이정표 역할을 할 수 있다. 연구원들은 또한 메시지를 받은 외계인이 언제 보낸 것인지 알 수 있도록 최초의 시간 기록을 포함시켰다. 그러나 지구인과 측정하는 방식이 매우 다를 수 있는 외계문명에 우리의 시간을 어떻게 전달할 수 있을까? 해답은 수소 원자에 있다고 메시지 공동 설계자인 네덜란드 한제응용과학대학 소속의 키티안 진 연구원이 밝혔다. 성간 가스에서 발견되는 중성 수소는 다른 원자나 전자와 충돌한 후 고에너지 상태에 들어갈 수 있다. 약 1000만 년 후, 이러한 고에너지 수소 중 하나는 스핀-반전(spin-flip transition)이라고 불리는 저에너지 상태로 다시 전환된다. 이 스핀-반전은 빅뱅 메시지가 발신된 후 얼마나 오래되었는지 아는 데 있어 편리한 보편 시간 단위를 제공한다. 진 연구원은 라이브사이언스에 “수소는 타임캡슐 같은 것이므로 누가 그것을 받았을 때 언제 보냈는지 알기에 꽤 중요한 장치로, 그들은 우리의 역사를 알 수 있게 되고, 그것을 기반으로 뭔가를 탐구할 수 있을 것"이라고 설명하면서 "외계문명이 시간이 지남에 따라 지구에 대해 더 많이 알 수 있도록 업데이트된 시간 기록과 정보가 포함된 여러 메시지를 보내는 것이 가능할 수 있다"고 덧붙였다. 연구자들은 외계인에게 어떤 정보를 보낼 것인지에 대한 논의를 활성화하고 메시지를 듣는 데 대한 관심을 되살리기를 희망하고 있다. 인류는 이미 라디오, 텔레비전 및 레이더 신호를 우주로 송출하고 있다. 천문·우주 연구단체인 행성협회(Planetary Society)에 따르면 인류가 우주로 보낸 통신 거품은 약 200광년에 달한다. 우리은하 규모에 비해 그리 멀지는 않지만 거품은 계속 커질 것이고, 인류가 외계인에게 주는 인상은 최고가 아닐 수 있다고 SETI 연구소의 천체물리학자 스튜어트 테일러 박사가 말했다. 테일러 박사는 또한 "어쨌든 그들이 우리의 말을 들을 것이기 때문에 긍정적인 메시지를 보내는 것이 나을 것"이라면서 "별에 도달할 수 있을 만큼 충분히 발달한 외계문명이 '은하의 보노보 침팬지'로서 우리 인류의 영장류 친척이 되어 지구인에게 좋은 조언을 제공하는 협력적인 관계를 맺기 바란다"라고 덧붙였다. 
  • [우주를 보다] 이곳이 바로 화성의 ‘유토피아’…태양계서 가장 큰 평원

    [우주를 보다] 이곳이 바로 화성의 ‘유토피아’…태양계서 가장 큰 평원

    이웃 행성인 화성에 '유토피아'가 있다면 바로 이곳일까? 최근 유럽우주국(ESA)은 화성탐사선 마스 익스프레스(Mars Express)에 장착된 고해상도 스테레오 카메라(HRSC)로 촬영한 '유토피아 평원'(Utopia Planitia)의 모습을 사진으로 공개했다.   마치 하늘을 노려보듯 두 개의 커다란 크레이터가 인상적인 이 사진은 화성 중북부에 위치한 유토피아 평원의 일부다.  이 지역의 지름은 무려 3300㎞에 달하며 화성 뿐 아니라 태양계 내에서도 가장 큰 평야로 꼽힌다. 이곳은 약 30억 년 전 각종 퇴적물과 화산으로 생긴 용암의 혼합물로 형성된 것으로 추정되며 곳곳에 천체와의 충돌로 생긴 크레이터들도 보인다. 특히 이 지역이 흥미로운 점은 표면과 그 아래에 풍부한 얼음이 존재한다는 사실이다. 실제로 미 항공우주국(NASA)은 지난 2016년 화성정찰위성(MRO)의 데이터를 분석한 결과 이 지역 표면 아래에 슈피리어호(면적 8만2360㎢)만한 얼음층이 지하에 숨어있다고 밝힌 바 있다. ESA 측은 "유토피아 평원은 얼음이 매우 풍부한 흥미로운 지역"이라면서 "2개의 거대한 크레이터 아래 쪽은 어둡게 보이는데 이는 얼음이 풍부한 땅이 저온에서 수축되고 갈라지면서 생성됐기 때문"이라고 설명했다.  이처럼 여러 과학적인 데이터들은 유토피아 평원이 인류에게 말 그대로 화성의 유토피아가 될 수 있음을 암시하고 있다. 특히 지난 1976년 NASA의 바이킹 2호가 처음으로 내려앉는 화성 땅이 바로 유토피아 평원이다. 또한 지난해 중국의 화성 로버 ‘주룽’(祝融) 역시 이곳에 착륙해 탐사 활동을 벌이고 있다. 유토피아 평원이 얼음으로 가득차 있다는 것은 향후 화성에 식민지를 건설하겠다는 인류의 목표에 최고의 희소식이 될 수 있다. 인류가 거주하는데 있어 물 만큼 중요한 것이 없기 때문으로 다만 지구와 달리 화성의 얼음 성분은 50~85%가 물, 그리고 나머지는 먼지와 돌 성분의 혼합으로 추정된다.  
  • 영화 ‘돈 룩 업’ 현실로?…지구 충돌 몇시간 전 또 발견된 소행성

    영화 ‘돈 룩 업’ 현실로?…지구 충돌 몇시간 전 또 발견된 소행성

    얼마 전 지구와 충돌하기 불과 2시간 전 한 소행성이 처음으로 발견된 데 이어 또다시 비슷한 사례가 공개됐다. 지난 25일(이하 현지시간) 헝가리 피스케스테퇴 천문대 천문학자 크리스티안 사르네츠키는 이날 저녁 새로운 지구 근접 천체(NEO) 소행성 'SAR2594'를 발견했다고 밝혔다. 이 소행성은 발견된 지 불과 몇시간 후 지구와 불과 8700㎞ 거리를 두고 시속 6만4800㎞의 속도로 지구를 지나쳤다. 이 정도 거리면 약 2만㎞ 상공 위에 떠있는 GPS 위성보다 훨씬 가까워 말 그대로 지구를 스쳐 지나간 셈이다. 지금은 공식적으로 지구 근접 천체(NEO)로 분류되며 '2022 FD1'로 명명된 이 소행성은 약 2~4m 직경으로 매우 작은 천체다. 만약 지구로 떨어졌다면 대기권에서 불타 사라졌을 가능성이 높지만 지구가 여전히 수많은 천체들로 위협받고 있다는 점은 또다시 증명했다. 이에앞서 지난 11일 천문학자 사르네츠키는 약 2m 크기의 초소형 소행성 '2022 EB5'를 발견해 화제를 모았다. 이 소행성은 지구와 충돌하기 불과 2시간 전 관측됐으며 결국 북극해 노르웨이령 화산섬 얀 마이엔 남서쪽 상공 대기권에서 사라졌다. 당시 2022 EB5는 너무 작은 크기 때문에 대기권 충돌 과정에서 발생하는 불꽃이나 소음 등은 관측되지 않았다.이처럼 지구를 위협하는 소행성은 넷플릭스 영화 ‘돈 룩 업’(Don‘t Look Up)처럼 영화 속에서나 볼 수 있는 것은 아니다. 다만 영화에서는 지구로 날아올 소행성의 덩치가 커 일찌감치 그 존재가 확인됐지만 초소형 천체는 그렇지 못하다. 지난해 8월에는 지름 1.8~5.5m의 소행성 ‘2020 QG’가 지구와 약 3000㎞ 떨어진 거리를 지나쳐 갔지만, 6시간 후에야 그 존재가 처음 확인됐다. 또한 2019년에도 지름 57~130m의 커다란 소행성 '2019 OK'가 시속 8만8500㎞의 속도로 불과 7만2500㎞ 거리를 두고 지구를 스쳐 지나갔다. 이 소행성도 지구를 찾아오기 불과 며칠 전에서야 발견했다.그러나 초소형 소행성이 충돌 몇시간 전 발견되거나 뒤늦게 알아챈 사례가 늘어나는 것은 사실 긍정적인 면이 크다. 그만큼 희미한 작은 천체도 찾아낼 만큼 관측 기술이 발달됐다는 것을 의미하기 때문이다. 미 항공우주국(NASA) 지구근접천체연구센터(CNEOS) 폴 코다스 소장은 “2022 EB5와 같은 작은 소행성은 무수히 많으며, 10개월에 한 번꼴로 대기권에 충돌한다”면서 “이같은 소행성은 지구에 근접하기 전 매우 희미하고, 관측 시점과 방향까지 맞아떨어져야 포착할 수 있다”고 설명했다. 한편 NASA 측은 향후 100년 안에 영화에서처럼 지구에 치명적인 영향을 줄 소행성 충돌은 없을 것으로 보고있지만 만만의 준비는 하고있다. 그 대표적인 방안이 '지구 방위대'라 불리는 ‘다트 프로젝트'로 이는 특수 설계된 우주선을 지구로 접근하는 소행성으로 발사해 궤도를 변동시키는 계획이다.    
  • [아하! 우주] 3m 소행성, 관측 2시간 만에 지구 대기권과 충돌

    [아하! 우주] 3m 소행성, 관측 2시간 만에 지구 대기권과 충돌

    소형 소행성이 지구에서 관측된 지 불과 2시간 만에 지구와 충돌한 사실이 확인됐다. 폭 3m의 소행성 ‘2022 EB5’는 한국시간으로 지난 12일 오전 6시경 노르웨이 서남쪽 해안에서 포착된 지구 근접 천체(NEO)다. 미국 뉴욕포스트 등 해외 언론의 14일 보도에 따르면 이를 최초로 목격한 사람은 헝가리 천문학자 크리스티안 샤르네츠키로, 당시 그는 부다페스트 콘콜리 천문대에서 초당 18.5㎞의 속도로 움직이는 소행성을 발견했다. 매우 빠르게 이동하던 소행성은 발견된 지 불과 2시간 만에 지구 대기권에 닿았고, 이후 대부분이 대기권에서 불타 소멸됐다. 전문가들은 소행성이 지구 대기권에 도달했을 무렵, 아이슬란드의 일부 주민들은 큰 굉음이 들리거나 섬광이 번쩍이는 등의 모습을 목격할 수 있었을 것으로 보고 있다. 기상관측 또는 기타 지구물리학적 관측을 위한 유엔소속 기구인 세계기상기구(WMO)는 현재 해당 소행성이 지구와 충돌할 당시를 목격한 목격자를 찾고 있다. 전문가들은 소행성이 지구 표면과 충돌했다 할지라도, 크기가 비교적 작았기 때문에 큰 피해를 주지는 않았을 것이라 예측했다. 다만 지구를 향해 빠르게 움직이는 소행성이 발견된 지 불과 2시간 만에 대기권에 닿았다는 점을 미루어 봤을 때, 지구와 충돌 가능한 소행성을 미리 예측하는 연구의 중요성이 다시 한번 강조됐다. 전 미국항공우주국(NASA) 천문학자인 마리안 루드니크는 2022 EB5에 대한 소식을 전하며 “이번 소행성의 발견은 소행성이 얼마나 위험한 존재인지, 그리고 우리가 얼마나 취약한지 보여준다”고 지적했다. 쥐도 새도 모르게 지구를 스쳐 지나간 소행성들  실제로 지구와 충돌할 경우 큰 피해를 줄 수 있는 대형 소행성이 지구와 근접했을 때 발견되거나, 지구와 근접한 거리를 지나간 후에야 발견된 사례는 쉽게 찾아볼 수 있다. 지난해 8월에는 지름 1.8~5.5m의 소행성 ‘2020 QG’가 지구와 약 3000㎞ 떨어진 우주 상공을 유유히 지나쳐 갔지만, 지구를 스쳐 지나갈 정도로 가깝게 날아간 우주 암석의 존재는 누구도 알아채지 못했다.2020 QG은 지구와 가장 근접하게 지나간 후 6시간 뒤에서야 미국 캘리포니아에 있는 천체 관측소인 팔로마산천문대에서 포착됐다. 당시는 이미 지구에서 한참을 멀어진 후였다. 2018년에는 지름이 2.6~3.6m의 소행성 ‘2018 LA’가 지구 인근을 지나던 중 중력에 이끌려 지구 상공으로 들어왔고, 이후 아프리카 상공에서 전소됐다. 2019년에는 지름 57~130m의 소행성 2019 OK‘가 시속 8만 8500㎞의 속도로 태양 쪽 방향에서 날아와 지구와 불과 7만 2500㎞ 거리를 두고 스쳐 지나갔다. 당시 과학자들은 이 거대한 소행성이 지구를 스쳐 지나가기 불과 며칠 전에서야 발견했다.NASA는 다음 세기 안에 지구와 소행성의 충돌은 없을 것으로 보고 있지만, 예상치 못한 소행성의 접근은 반드시 유의해야 한다고 강조해 왔다. 이에 따라 태양계에 존재하는 수많은 소행성을 미리 찾아내는 동시에, 충돌을 막을 방법을 찾으려고 노력하고 있다. 그중 하나는 ‘다트 프로젝트’다. NASA가 진행하는 이 프로젝트는 특수 설계된 우주선을 지구로 접근하는 소행성으로 발사해 궤도를 변동시키는 계획이다. 현재 디모포스라는 소행성을 향해 우주선을 보냈고, 내년 9월쯤 충돌 실험을 할 예정이다.
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