-250년 전 망원경으로 발견한 일곱번째 행성 태양계 8개 행성 중 지구를 빼고 망원경 없이 볼 수 있는 행성은 몇 개나 될까? 대부분의 사람들은 "다섯"(수성, 금성, 화성, 목성, 토성)이라고 대답할 것이다. 이 다섯 개의 밝은 행성은 예로부터 잘 알려져 요일 이름까지 차지한 행성이지만 실제로는 망원경이나 쌍안경의 도움 없이 맨눈으로 볼 수 있는 여섯 번째 행성이 있는데, 바로 천왕성이다. ​이번 주는 이 천왕성의 맨눈 관측을 시도해볼 아주 좋은 기회라 할 수 있는데, 특히 늦은 저녁 하늘에 관측에 방해가 되는 밝은 달이 없기 때문이다.​ 물론 천왕성의 정확한 위치를 알아야 한다. 별의 밝기는 숫자로 표시하는데, 보통 1등성부터 6등성까지 나뉘며, 숫자가 작을수록 밝은 별이다. 6등성이 맨눈으로 볼 수 있는 별 밝기의 하한선이다. 천왕성은 현재 5.7등급으로 빛나고 있다. 이 정도 밝기라면, 아주 어둡고 하늘 상태가 좋은 밤에 시력 좋은 사람이 겨우 볼 수 있을 정도다. 그러니까 먼저 쌍안경으로 천왕성을 확인한 후 맨눈으로 관측하는 것이 요령이다. 천왕성을 찾는 지표는 화성이다. 붉게 빛나는 화성의 동쪽(왼쪽)으로 약 12도 정도 떨어진 양자리에 천왕성이 있다. 참고로, 보름달 하나가 약 0.5도 크기에 해당한다. 위의 하늘지도를 머리속에 스캔해둔 다음 쌍안경으로 해당 영역을 스캔하여 찾는 것이 가장 좋다. 150배율 이상의 천체망원경으로 보면 작은 청록색 원반 형태를 확인할 수 있다. 현재 천왕성은 지구로부터 약 28억 5000만km 떨어져 있다. 이는 지구-태양 간 거리(1천문단위/AU)의 약 19배에 해당하는 먼 거리다. 천왕성이 태양을 한 차례 공전하는 데는 약 84년이 걸린다. 이 행성의 지름은 지구의 약 4배인 5만 724km로 3번째 큰 행성이며, 1986년 보이저 2의 자기 데이터에 따르면 자전주기는 17.23시간이다. 보이저 2는 또한 1978년에 발견된 9개의 고리계를 모두 탐사했고, 2개의 새로운 고리와 10개의 새로운 위성을 발견했다. 지금까지 발견된 천왕성의 위성은 모두 27개에 달한다. 수소와 헬륨의 대기로 둘러싸인 천왕성은 물, 메탄 및 암모니아의 액체 맨틀을 갖고 있으며, 얼음 바위 같은 핵을 가지고 있을 것으로 과학자들은 보고 있다. 천왕성은 태양계의 어떤 행성보다 가장 추운 섭씨 영하 224도 대기를 가지고 있다.그러나 이 모든 것을 압도하는 기괴한 천왕성의 특징은 자전축의 기울기다. 태양계 행성들의 자전축 기울기는 3도에서 29도 사이이지만, 천왕성은 무려 98도에 달한다. 그러니까 천왕성은 궤도면에 거의 누운 자세로 태양을 공전한다는 얘기다. 왜 그럴까? 유력한 가설은 원시 태양계 때 거대한 천체가 천왕성에 충돌해 거의 다운시켰다는 것이다. 이런 이유로 천왕성은 계절은 유별나다. 태양이 북극에서 떠오르면 42지구년 동안 그대로 유지된다. 그런 후 북극은 다시 42년 동안 어둠 속에 잠긴다. 천왕성을 발견한 사람은 영국의 아마추어 천문가 윌리엄 허셜이다. 그는 1781년 3월 13일 밤, 구경 6.3인치(16cm)의 자작 반사망원경으로 쌍둥이자리에서 일곱 번째 행성을 발견했다. 이 발견은 세계를 경악시켰다. 사람들은 그때까지 토성까지가 태양계의 전부인 줄 알고 있었는데, 태양계가 갑자기 2배로 확대되어버린 것이다.​ 이 발견으로 허셜은 천문학사에 불멸의 이름을 올렸으며, 일개 아마추어 천문학자에서 일약 왕실 천문학자로 신분이 수직 상승했다. 그리고 프로 천문학에 들어서서도 최초로 은하계의 구조를 파악하는 등 수많은 발견들을 이루어냈으며, 기이하게도 그가 발견한 천왕성의 주기에 딱 맞는 84세에 우주로 떠났다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

당신은 여기서 몇 개의 달을 찾을 수 있는가? 보통 사람들은 왼쪽의 달 하나 있구만, 이라고 답할 것이다. 하지만 정답은 5개다. 오른쪽 위에서 밝게 빛나는 천체는 태양의 다섯번째 행성인 목성이다. 자세히 보면 목성 양옆으로 조그만 빛점들이 늘어서 있는 게 보일 것이다. 바로 목성의 달들이다. 갈릴레이 갈릴레오가 최초로 발견했다 하여 갈릴레이 위성이라고 불린다. 1610년 갈릴레오는 자작 망원경으로 이 4개의 위성들을 발견했는데, 이들은 목성 위성 중 크기가 큰 천체이다. 이들은 모두 목성을 중심으로 공전하는 위성으로서, 마치 미니 태양계의 모습을 연출하고 있는 것이다. 갈릴레오의 이 발견으로 인해 모든 천체들은 지구를 중심으로 돈다는 천동설은 더 이상 버틸 수가 없게 되었다. 말하자면 갈릴레오는 천동설의 관에 마지막 대못을 박은 셈이다. 이런 의미에서 목성의 4대 위성은 천문학사에서 중요한 위치를 차지한다. 사진에 보이는 목성 4대 위성의 이름은 왼쪽부터 이오, 가니메데, 유로파, 칼리스토이지만, 모행성과의 거리가 가까운 순서는 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토다. 이 이름들은 행성 운동 3대 법칙을 발견한 독일 천문학자 요하네스 케플러의 제안에 따라 모두 제우스(주피터; 즉 목성의 이름)의 연인의 이름을 따서 지었다.이들 위성은 태양계에서 태양과 8개 행성을 빼고는 가장 큰 천체들이다. 특히 가니메데는 지름이 5262.4㎞로 태양계 최대의 위성으로 수성보다도 크다. 또한 유로파는 지하에 지구 바닷물의 2배 수량을 가진 바다를 품고 있어 과학자들은 생명이 서식할 가능성이 가장 높은 곳으로 보고 있다. 이 지하 바다를 탐사할 잠수함을 보낼 프로젝트가 현재 NASA에서 추진되고 있는 중이다. 가니메데, 유로파, 이오 3개 위성은 각각 1:2:4의 비율로 궤도 공명을 하며 공전한다. 이 사진은 지난주 멕시코의 동해안 도시 칸쿤에서 촬영된 것이다. 현재 목성에는 2011년 발사된 미 항공우주국(NASA)의 주노 탐사선이 궤도를 돌며 목성 조성과 탄생 원리를 밝히기 위한 탐사를 계속하고 있다. 2003년 퇴역한 목성 탐사선 갈릴레오 이후 2016년 두 번째로 목성 궤도에 진입한 주노는 내년 7월 목성과 충돌함으로써 미션을 끝낼 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

국내 연구진이 포함된 과학자들이 태양계로 날아온 외계 천체의 구조에 대한 분석결과를 내놔 주목받고 있다. 한국천문연구원 이론천문연구센터, 미국 하버드-스미소니언 천체물리연구센터 공동연구팀은 2017년 태양계에서 관측된 최초의 성간천체인 ‘오우무아무아’가 기존에 알려진 것처럼 수소얼음으로 만들어진 것이 아니라고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널’ 17일자에 실렸다. 오우무아무아는 2017년 미국 하와이대 팬스타즈 연구팀이 발견한 태양계에서 관측된 최초의 성간(인터스텔라)천체이다. 오우무아무아가 태양계로 날아오는 속도가 비정상적으로 빨라 최근 과학자들은 오우무아무아가 수소 얼음으로 이뤄졌고 표면에서 분출되는 기체 때문에 가속도가 붙는다는 연구결과를 내놨다. 특히 수소얼음은 아직 우주에서 발견된 적이 없었기 때문에 많은 연구자들이 이 결과에 대해 주목했다. 이에 연구팀은 수소얼음은 우주에서 온도가 가장 낮은 것으로 알려진 거대분자운(GMC) 중심부에서 만들어졌을 것으로 보고 GMC에서 수소 얼음덩이가 만들어지는 과정을 컴퓨터 가상실험했다. 또 수소얼음덩이가 이동하면서 살아남을 수 있는 수명을 계산했다. 그 결과 거대분자운에서는 수소 얼음덩이로 이뤄진 성간천체가 만들어질 수가 없기 때문에 오우무아무아는 수소 얼음덩이가 아니라는 것을 증명했다. 또 태양계와 가장 가까운 GMC인 ‘W51’에서 수소 얼음덩이가 만들어졌다고 하더라도 이동 과정에서 기체입자들과 충돌해 기화돼 1000만년 이내에 사라지게 된다는 것을 밝혀냈다. W51은 지구로부터 1만 7000년 광년이 떨어져 있기 때문에 태양계로 진입하기 전에 이미 사라져버리게 된다는 설명이다. 연구를 이끈 티엠 황 한국천문연구원 박사는 “이번 연구는 수소얼음이 우주의 거대분자운에서 형성되는 과정을 규명하고 오우무아무아가 수소얼음덩어리가 아니라는 것을 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “이런 성간천체 연구는 우주기원을 밝힐 결정적 단서를 제공해 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 한편 2022년 칠레에 지구 위협 소행성 관측, 암흑물질 탐사, 우주진화 증거 관측 등을 위한 베라 루빈 천문대(VRO)가 완성돼 세계 최대 8.4m 탐사망원경이 본격적으로 가동되면 오우무아무아와 같은 성간천체를 1년에 1~2개 정도씩 찾아낼 수 있을 것으로 천문학자들은 예측하고 있다. 문홍규 천문연구원 우주과학본부 박사는 “2017년 오우무아무아에 이어, 2019년에는 보리소프가 발견돼 태양계 밖 외계천체 발견에 대한 기대가 커지고 있다”며 “한국도 이런 거대 연구시설을 이용해 태양계뿐만 아니라 외계행성계 기원 천체에 관한 연구까지 확장할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

8억 년 전 지름 100㎞ 이상의 소행성이 부서져 생긴 무수히 많은 파편이 지구와 달에 소나기처럼 쏟아졌다는 분석 결과가 나왔다. 당시 지구에 비처럼 떨어진 운석의 총 질량은 6500만 년 전 공룡을 멸종에 이르게 한 거대 운석의 60배에 달하는 것으로 나타났다. 지름 10㎞ 이상의 운석이 지구에 충돌할 가능성은 1억 년에 한 번꼴이지만, 지구에서는 대기와 물에 의한 풍화 작용과 지각 변동 등의 영향으로 흔적이 되는 크레이터(운석공)은 6억 년 이상 남아있기 어렵다. 그런데 일본 오사카대와 도쿄대의 연구진은 이른바 ‘소행성 소나기’라고 부르는 현상이 달에 일어났다면 지구에도 일어났을 것이라는 전제하에 풍화현상 등을 거의 겪지 않는 달의 크레이터들을 분석해 같은 시기 지구에 얼마나 많은 운석이 충돌했을지를 추정했다.이들 연구자는 일본우주항공연구개발기구(JAXA)의 달 궤도선 ‘가구야 1호’가 촬영한 달 표면의 크레이터 사진을 사용해 지름 20㎞ 이상의 크레이터 59개 속 특징을 분석했다. 그 결과, 지름 93㎞에 달하는 코페르니쿠스 크레이터를 포함해 적어도 8개에서 최대 17개의 크레이터가 같은 시기에 형성된 것으로 나타났다. 이들은 또 미국의 아폴로호 계획으로 지구에 가져왔던 크레이터 시료 등을 분석해 형성 시기가 약 8억 년 전임을 추정할 수 있었다. 특히 지구에는 달에 떨어진 운석보다 약 20배 많은 운석이 떨어진다고 알려졌다. 이에 따라 이번 연구에서는 당시 지구에 떨어진 운석의 총 질량은 40조~50조 t에 달하며 이는 멕시코 유카탄반도에 있는 칙술루브 크레이터를 만들어낸 거대 운석의 30~60배에 해당하는 것으로 추정됐다. 이에 따라 이들 연구자는 이 사건을 소행성 소나기라고 부르고 있는 것이다. 공룡을 포함한 생물의 대멸종을 가져온 것으로 추정되는 백악기 말기의 이 운석 충돌로 운석에 포함됐던 것으로 여겨지는 고농도의 이리듐이 세계 각지 지층에서 검출되고 있다. 8억 년 전 소행성 소나기를 보여주는 증거는 아직 지구에서 발견되지 않았지만, 6~7억 년 전 얼음이 지구 전체를 뒤덮은 최악의 빙하기가 오기 직전인 시대에 바다 속 인의 농도가 4배로 급증해 생물의 다양화가 촉진했을 수도 있다는 연구 결과가 나온 바 있다. 당시 사건으로 지구에 유입된 인의 양은 현재 바다 속 인의 10배 정도로 추정된다. 따라서 소행성 소나기가 당시 지구 환경에 큰 영향을 줬을 수도 있다고 이들 연구자는 지적했다. 게다가 최근 연구에서는 달 표면 전역에 물이나 탄소와 같은 휘발성 물질이 존재하는 것으로 나타났는데 이들 연구자는 휘발성 물질이 소행성 샤워에 의해 달에 유입했을 수도 있다고 언급했다. 8억 년 전 파괴된 소행성 파편 중 일부는 지구나 달뿐만 아니라 다른 행성이나 태양에 떨어진 것으로 보이지만, 또 다른 파편은 에우랄리아족 소행성이 됐을 수도 있다고 이들 연구자는 설명했다. 에우랄리아족 소행성 이름의 바탕이 된 소행성 에우랄리아는 JAXA의 소행성 탐사선 ‘하야부사 2호’가 시료를 채취한 소행성 ‘류구’와 같이 물과 유기물이 풍부한 C형 소행성으로 분류돼 있어 똑같은 C형 소행성인 ‘폴라나’와 함께 류구의 모천체로 추정된다. 이런 지식을 바탕으로 연구진은 8억 년 전 파괴된 소행성의 파편 중 일부가 지구나 달 등에 충돌했지만 다른 파편은 에우랄리아족 소행성이나 류구 같은 근지구천체(NEO)가 됐다고 보고 있는 것이다. 연구를 이끈 데라다 켄타로 오사카대 교수는 “8억 년 전 대규모 운석 충돌이 있었다는 전제로 달의 조성이나 지구의 환경을 다시 검토하면 새로운 결과가 나올지도 모른다”면서 “오는 12월 하야부사 2호가 류구에서 가져올 시료에 기대를 걸고 있다”고 말했다. 자세한 연구 성과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 22일자에 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

평생 한번 보기도 힘든 신비로운 여러 우주 현상들이 단 한장의 사진에 담겼다. 최근 미 항공우주국(NASA)과 CTV뉴스 등 외신은 캐나다 매니토바 주의 밤하늘을 가득채운 환상적인 오로라 사진을 소개했다. 이 사진은 이 지역의 농부이자 사진작가로 활동하는 도나 라흐가 지난 14일 촬영한 것으로, 아름다운 오로라를 배경으로 펼쳐지는 다양한 우주 현상이 가득 담겨있다. 먼저 하늘을 도화지삼아 녹색빛으로 너풀거리는 것은 오로라다. 또한 사진 오른쪽에는 마치 오로라를 뚫고 내려오는듯한 천체가 보이는데 이는 'C/2020 F3'이라는 공식 명칭을 가진 네오와이즈 혜성이다. 지난 3월 27일 미 항공우주국(NASA)에서 발사한 적외선 망원경에 의해 처음 발견된 네오와이즈 혜성은 주기가 약 4500년에서 6800년 정도로 알려진 장주기 혜성으로 현재 지구촌 별지기들은 평생 한번 뿐일 이 혜성 관측을 위해 밤하늘을 올려다보고 있다. 이 사진에 담긴 우주 현상은 이게 끝이 아니다. 사진 왼쪽 상단에 긴 실선이 보이는데 이는 유성이다. 흔히 별똥별로 불리는 유성은 혜성과 소행성 등에서 떨어져 나온 일종의 티끌로 태양계를 떠돌다 지구 중력에 이끌려 대기 안으로 들어오면서 타버리지만 이중 살아남은 것은 운석이 된다.이 사진에 숨겨진 또 하나의 주인공은 사람 이름같은 스티브(STEVE)다. 오로라 위로 밝게 빛나는 보랏빛이 바로 스티브로 '천상의 커튼'이라 불리는 오로라와 달리 스티브는 리본모양의 보라색을 띈다. 오로라는 태양표면 폭발로 우주공간으로부터 날아온 전기 입자가 지구의 자기 변화 때문에 고도 100~500㎞ 상공에서 대기 중에 있는 분자와 충돌해서 생기는 방전현상이다. 스티브도 이와 유사하지만 지구 적도에 가까운 자기장을 따라 이동하면서 상층 대기와 마찰을 일으키며 발생해 주로 캐나다에서 관측된다. 사진을 촬영한 라흐는 "당초 오로라가 며칠 동안 보였기 때문에 이를 배경으로 한 네오와이즈 혜성을 촬영하려 했다"면서 "한 프레임 안에서 '두마리 토끼' 외에 스티브와 유성까지 잡았다는 사실에 스스로도 놀랐다"며 웃었다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr　

우주 전문 사이트 스페이스닷컴(Space.com)에서 정리해 19일(현지시간)에 보도한 네오와이즈 혜성에 관한 '빅 퀘스천' 10개를 약간 가공해 소개한다. 북반구 별지기들에게 큰 기쁨을 주고 있는 네오와이즈 혜성은 어떤 특별한 점이 있을까? 지난 3일 네오와이즈 혜성은 태양에 가장 가까운 근일점에 도착했으며, 오는 23일 지구에 가장 근접하는데, 이때 거리는 약 1억㎞로 지구와 태양 거리의 약 3분의 2 지점까지 다가온다. 네오와이즈 혜성의 가장 특이한 사실은 지금 지구 하늘을 떠나면 6800년 후에나 다시 돌아오는 장주기 혜성이라는 점이다. 따라서 지난번 도래 때는 인류가 자연과 악전고투하면서 살던 구석기 시대였다는 뜻이다. 네오와이즈가 다음번에 도래할 때는 과연 인류가 어떤 상황에 있을지 자못 궁금하다. 참고로, 지난 1975년 발견된 웨스트 혜성은 현재까지 가장 긴 주기를 가진 혜성의 하나로 기록되고 있는데, 그 주기가 무려 55만 8300년이다. 1. 네오와이즈 혜성은 무엇인가? 공식적인 이름이 C/2020 F3으로 불리는 네오와이즈 혜성은 올해 3월 27일 미 항공우주국(NASA)에서 발사한 광역적외선 우주망원경(WISE)을 이용해 지구에 근접하는 천체를 찾는 네오와이즈 프로젝트에 의해 발견되어 이 같은 이름을 얻었다. 혜성은 크게 머리와 꼬리로 구분된다. 머리는 다시 안쪽의 핵과, 핵을 둘러싸고 있는 코마로 나누어진다. 핵이 탄소와 암모니아, 메탄 등이 뭉쳐진 얼음덩어리라는 사실이 최초로 밝혀진 것은 1950년 하버드 대학의 천문학자 위플에 의해서였다. 그러니 혜성의 정체가 제대로 알려진 것은 반세기 남짓밖에 되지 않은 셈이다.2. 네오와이즈 혜성을 볼 수 있을까? 물론 볼 수 있다. 그것도 맨눈으로 관측이 가능하다. 그만큼 네오와이즈 혜성이 밝기 때문이다. 특히 혜성이 위도 45도의 극지방에 있기 때문에 해 뜨기 직전 새벽과 해 진 직후 저녁 둘 다 볼 수 있다. 7월 17일부터는 혜성이 큰곰자리의 북두칠성에 방면으로 들어서기 시작했다. 현재 북두칠성 아래를 지나는 이 혜성을 관측하려면 해진 직후나 새벽녘 시간에 가능하다. 그러나 현재 약 3등급 이하로 밝기가 떨어져 초보자가 찾아내기엔 약간 어려울 수도 있다. 발견 요령은 일몰한 시간 후 서북쪽으로 북두칠성 됫박 아래를 쌍안경으로 찬찬히 훑어보는 것이다. 3. 천체망원경이 필요한가? 고배율의 천체망원경은 필요치 않다. 네오와이즈는 밝아서 약간 숙련된 별지기라면 쉽게 발견할 수 있다. 단, 현재 한국은 장마철이라 대기 중에 수증기가 많아 시야가 좋지 않다. 10배율 안팎의 쌍안경이나 작은 천체망원경으로 관측한다면 충분히 혜성을 즐길 수 있다. 어쨌든 이번 혜성은 1997년 헤일밥 혜성 이후 거의 사반세기 만에 우리나라에서 맨눈으로 관찰할 수 있는 밝은 혜성이다. 4. 이 혜성은 밤하늘에서 어떻게 보이나? 빛공해가 적고 하늘 상태가 아주 좋은 곳이라면 맨눈으로 볼 때 네오와이즈는 안드로메다 은하를 맨눈으로 볼 때처럼 흐릿한 빛뭉치에 꼬리가 달린 모습으로 보인다. 물론 빛공해가 심한 도시에서는 보기 어려울 것이다. 쌍안경이나 작은 망원경을 챙겨 어두운 곳으로 가선 관측한다면, 당신은 6800년의 사이클에 참여해 아름다운 혜성의 모습을 즐길 수 있다. 5. 이 혜성에는 물이 얼마나 있을까? 네오와이즈는 ‘올림픽 수영 경기장 풀 1300만 개 정도를 채울 수 있는 물’을 갖고 있다고 NASA 제트추진연구소 연구원 에밀리 크레이머 박사가 지난 15일 기자회견에서 밝혔다. 그리고 “대부분의 혜성은 반은 물, 반은 먼지로 구성되어 있다”고 덧붙였다.6. 네오와이즈는 꼬리가 하나인가? 여느 혜성처럼 네오와이즈도 두 개의 꼬리를 갖고 있다. 혜성의 꼬리는 코마의 물질들이 태양풍의 압력에 의해 뒤로 밀려나서 생기는 것이다. 이 황백색을 띤 꼬리는 태양과 반대방향으로 넓고 휘어진 모습으로 생기며, 태양에 다가갈수록 길이가 길어진다. 꼬리가 긴 경우에는 태양에서 지구까지의 거리 2배만큼 긴 것도 있다. 태양에 가까이 다가가면 두 개의 꼬리가 생기기도 하는데, 앞에서 말한 먼지꼬리 외에 가스 꼬리 또는 이온 꼬리라고 불리는 것이 생긴다. 태양 반대쪽으로 길고 좁게 뻗는 가스 꼬리는 이온들이 희박하여 눈으로는 잘 보이지 않지만, 사진을 찍어 보면 푸른색을 띤 꼬리가 길게 뻗어 있는 것을 볼 수 있다. 네오와이즈의 꼬리는 나트륨 성분으로 이루어져 있다. 7. 네오와이즈는 얼마나 큰가? 적외선 관측 결과 혜성의 핵 지름은 5㎞ 내외로 추정된다. 이 같은 크기는 보통 혜성 크기의 평균치라고 크레이머 박사가 밝혔다. “네오와이즈의 밝기는 아주 드문 예”라고 설명하는 크레이머 박사는 “우리가 흔히 보는 이 정도 크기의 혜성은 보통 태양으로부터 너무나 멀리 떨어져 있기 때문에 어둡게 보이지만, 네오와이즈는 태양과 지구로부터 그리 멀지 않은 곳을 지나므로 밝게 보이는 것"이라고 덧붙였다. 8. 네오와이즈는 얼마나 빠른가? 이 혜성의 속도는 약 초속 64㎞에 달한다. 시속으로는 23만1000㎞다. 이는 대략 총알 속도의 64배라고 보면 된다. 지금까지 인간이 만들어낸 가장 빠른 속도는 명왕성 탐사선 뉴호라이즌스가 기록한 초속 20km(시속 7만5200㎞)인데, 이보다 3배 이상 빠르다는 뜻이다. 네오와이즈 임무 수석연구원인 조에 마시에로는 ”혜성이 태양 주위를 도는 지구 속도보다 약 2배 빠르게 움직이고 있지만, 이 빠른 속도가 계속 지속되지는 않을 것“이라고 설명한다. 혜성이 아주 길쭉한 타원형 궤도를 돌기 때문에, 태양과의 거리에 따라 속도가 달라진다. 즉, 태양에 멀수록 속도가 떨어지는 것이다. 네오와이즈는 현재 태양 근일점을 돌아 외부 태양계로 되돌아가는 중이다.9. 이 혜성이 지구와 충돌할수 있나? 지구와 충돌한 우려는 전혀 하지 않아도 된다. 혜성의 궤도는 지구의 궤도 평면과 어긋나 있을 뿐 아니라, 23일 지구에 가장 가까이 접근할 때도 지구-태양간 거리의 3분의 2인 1억km나 된다. 오히려 수성 궤도에 더 가까운 지점이다. 10. 이 혜성은 성간공간에서 온 것인가? 네오와이즈 혜성의 출발지는 태양계 내부다. 지금까지 발견된 성간공간에서 태양계로 진입한 천체는 단 두 개로, 오우아무아와 보리소프 혜성이다. ”우리는 이것이 성간 천체가 아님을 알고 있다. 혜성의 움직임을 보면 태양의 중력에 구속되어 있음을 알 수 있다”고 밝히는 크레이머 박사는 “이것은 매우 빠르게 내부 태양계로 들어왔다가 다시 돌아가는 중인데, 앞으로 6800년 후에 다시 돌아올 것”이라고 덧붙였다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

달의 나이가 지금까지 알려진 45억 년 전후보다 8500만 년 더 어리다는 연구결과가 나왔다. 지구의 위성인 달은 그 형성에 대해 다양한 설이 있는데, 이중 가장 타당성이 있는 것은 지구가 최초로 형성될 때 제3의 천체와 충돌한 뒤 지구의 일부분이 떨어져 나가 현재의 달이 되었다는 설이다. 학계는 이 같은 가설과 함께 달 표면의 방사성 연대 추정에 의해 나이를 추정한 결과, 달의 나이를 약 45억 년으로 추정해왔다. 그러나 최근 독일항공우주센터와 뮌스터대학 공동 연구진은 새로운 수치 모델을 이용해 달의 형성 과정을 재분석했다. 연구진이 주목한 것은 달을 뒤덮고 있던 일명 ‘마그마 바다’가 식기 시작한 시기다. 약 45억 년 전 형성 초기 지구는 지표에 마그마가 넘쳐흐르고 수시로 화산이 폭발하는 형태였다. 마그마가 바다처럼 흐르던 그때 초기 지구가 ‘테이아(Theia)로 불리는 화성만한 행성과 충돌했고, 이 충돌 과정에서 생긴 물질들이 모여 태어난 것이 바로 달이다. 이 때문에 초기의 달 역시 지구와 마찬가지로 깊이 1000㎞에 달하는 마그마 바다로 덮여 있었으나, 일정 시간이 지난 이후 서서히 응고되기 시작했다.연구진은 새로운 수치 모델을 이용해 달의 마그마 응고 과정에서 형성된 마그네슘과, 철이 풍부한 규산염 광물의 성분이 시간에 지남에 따라 어떻게 변하였는지 계산했다. 또 응고가 진행됨에 따라 달 표면을 구성하는 다양한 암석의 형성에 변화가 발생했음을 확인하고, 이 변화를 달의 진화 단계와 연관해 분석했다. 그 결과 달의 크기와 마그마 바다의 깊이, 달 표면 암석의 성분 등을 미뤄 봤을 때, 마그마 바다로 덮인 달이 태어난 시기는 예상보다 8500만 년 늦은 44억 2500만 년 전이라는 결과가 나왔다. 연구진은 “이전의 가정에 따라 달의 나이를 45억 1000만 년으로 가정했을 때, 새로운 계산을 통해 달의 나이가 이보다 8500만 년 더 젊다는 사실을 확인했다”면서 “달의 마그마 바다가 예상보다 오랫동안 액체 상태로 유지됐으며, 완전히 굳어 현재와 같은 맨틀 구조를 이루기까지는 2억 년이 소요됐을 것으로 보인다”고 밝혔다. 이어 “이번 수치 모델로 달을 감싸고 있던 마그마 바다의 시작점을 짐작할 수 있었다. 달의 생성은 지구의 형성이 끝나는 시점에 일어난 사건이라고 보여진다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 세계적인 과학저널인 ‘사이언스’의 자매지인 ‘사이언스 어드밴시스‘ 최신호(10일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지구에서 7500광년 떨어진 별인 용골자리 에타별(Eta Carinae)은 태양 질량의 100배와 30배에 달하는 두 개의 초거성이 5.5년 주기로 서로의 주변을 공전하는 초거성 쌍성계다. 밝기는 더 엄청나서 태양 밝기의 500만 배와 100만 배에 달한다. 이렇게 큰 별 두 개가 태양-해왕성 거리에서 태양-화성 거리 정도의 거리를 두고 막대한 에너지와 가스를 내뿜고 있는데, 5000년 동안 이 가스를 모으면 태양 하나의 질량이 나올 정도다. 5000년은 인간에게는 길지만, 천문학적으로는 눈 깜짝할 사이라는 표현도 모자랄 정도로 짧은 시간이다. 천문학자들은 이렇게 극단적인 물질과 에너지가 방출되는 용골자리 에타별의 비밀을 밝히기 위해 많은 연구를 진행했다. 용골자리 에타별 쌍성계에서 나온 가스가 주변에 눈사람 모양으로 모인 호문클루스 성운 때문에 관측이 쉽진 않았지만, 과학자들은 최첨단 관측 기기를 이용해 이 독특한 초거성 쌍성계가 어떻게 항성풍과 에너지를 방출하는지 알아냈다. 여기서 밝혀진 가장 흥미로운 사실은 가까운 두 개의 초거성에서 나온 고에너지 입자가 서로 충돌해 거대한 충격파를 만들고 있다는 것이다.이 충격파에서는 극도로 강력한 항성풍 두 개가 서로 충돌하면서 섭씨 5000만 도의 고에너지 입자가 생성된다. 독일 전자 싱크로트론 연구소(Deutsches Elektronen-Synchrotron, 약자 DESY)의 과학자들은 아프리카 나미비아에 설치한 특수 망원경인 고에너지 스테레오스코픽 시스템 (High Energy Stereoscopic System, H.E.S.S.)를 이용해 용골자리 에타별을 관측했다. 연구팀은 엄청난 충격파로 뜨거워진 고에너지 입자가 X선 영역은 물론 감마선 영역에서도 에너지를 내놓을 것으로 기대했다. 그런데 관측 결과는 기대 이상이었다. 연구팀이 확인한 에너지는 400GeV(기가 전자볼트(eV))인데, 이는 가시광 영역의 1000억 배에 달한다. 그런데 아무리 두 초거성의 충격파가 크더라도 이렇게 높은 에너지가 나오기는 어렵다. 입자 가속기처럼 입자의 에너지를 더 높이는 경우만이 이런 관측 결과를 설명할 수 있었다. 따라서 연구팀은 용골자리 에타별에서 입자 가속기와 비슷한 현상이 일어날 수 있는 가능성을 검토했다. 참고로 입자 가속기는 강력한 자기장으로 입자를 가속하는 장치로 입자를 고속으로 충돌시켜 여러 가지 물리 현상을 실험하고 검증하는 장치다. 연구팀은 용골자리 에타별 주변의 초고온 환경과 강력한 자기장에서 두 가지 형태의 입자 가속이 가능하다는 가설을 세웠다. 전자를 가속하는 형태와 원자핵을 가속하는 형태가 그것이다. 두 가지 가능성 가운데 100GeV 이상의 높은 에너지를 설명할 수 있는 형태는 원자핵을 가속하는 경우로 좁혀진다. 저 멀리 우주에 원자핵을 가속하는 천연의 우주 입자 가속기가 존재한다는 이야기다. 우주에는 태양 질량의 수백억 배에 달하는 거대 질량 블랙홀이나 1초에 수백 번 자전하는 중성자별인 밀리세컨드 펄서처럼 좀처럼 생각하기 어려운 극단적인 천체가 존재한다. 용골자리 에타별은 여기에 더해 천연 입자 가속기처럼 더 생각하기 힘든 기상천외한 자연 현상도 있다는 것을 보여줬다. 인간이 무엇을 상상하든 자연은 항상 그 이상을 보여준다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

마지막이 언제였던가. 하늘에 피어오른 뭉게구름을 보았다. 하늘에, 먼 하늘 구름 뒤에 무엇이 있는지 유심히 보지 않았다. 땅만 보고, 앞만 보고 하늘을 구름을 쳐다보지 않았다. 천년만년 변함이 없는 그들이 고맙다. 인간의 잘못으로 그동안 하늘은 몹시 흐리기도 했다. 흐린 하늘만큼 마음도 흐렸더랬다. 저 푸르고 광대한 하늘을 외면하고 얼마나 옹졸하게 살았던가. 구름 뒤에 어떤 엄청난 일이 벌어지고 있을까. 육안으로 볼 수 있는 가장 가까운 은하, 안드로메다은하를 보자. 지구에서 220만 광년 떨어져 있고 초속 100㎞로 우리 은하로 접근하고 있으며 40억년 후에는 우리 은하와 합쳐진단다. 1초에 서울에서 천안까지 가는데도 거의 지구 나이만큼의 시간이 걸리는 셈이다. 그때 인류가 생존하고 있을지 모르지만 성간(星間)이 너무나 넓어 충돌을 걱정할 필요는 없다고 한다. 무한한 시공(時空) 앞에서 하루하루 아웅다웅 사는 삶은 얼마나 덧없는가. 힘들 때면 가끔 하늘을 보면서 하늘 뒤, 구름 뒤 세계를 떠올려 보자. 값비싼 천체망원경이 아니라도 좋다. 실시간으로 우주를 보여 주는 앱이 있는 좋은 세상이다. 토성의 아름다운 띠를 보면 잠시라도 지친 몸이 가벼워진다. sonsj@seoul.co.kr

달의 뒷면은 지구에서는 결코 볼 수 없는 면이다. 달이 지구 주위를 한 번 공전하는 데 걸리는 시간은 27.3일(항성월)인데, 이는 달의 한 번 자전시간과 같은 것으로, 이를 동주기 자전이라 한다. 따라서 지구에서는 항상 ‘계수나무 옥토끼’가 보이는 달의 한쪽 면 만을 볼 수 있을 뿐이다. 말하자면 지구와 달이 중력으로 잠긴 상태로, 서로 두 팔을 부여잡고 빙빙 윤무를 추고 있는 형국이다. 그래서 인류는 지구상에서 수십만 년을 살아오면서도 최근까지 달의 뒷면을 볼 수가 없어, 갈릴레오가 최초로 망원경으로 달을 관측한 17세기 초부터 달의 뒷면은 인류에게 하나의 미스터리였다. 인류가 최초로 달의 뒷면을 볼 수 있었던 것은 1959년 소련의 루나 3호가 달의 뒷면을 돌면서 찍은 사진을 전송했을 때였다. 그후 루나 3호는 달에 추락하여 고철 덩어리가 됐지만. 그런데 지난 60년 동안 달 착륙 로버와 아폴로 우주인들이 탐사한 결과, 달의 앞면과 뒷면이 너무나 다르다는 것이 밝혀져 과학자들에게 충격을 안겨주었다. 달의 바다(mare)라고 불리는 지역은 달의 앞면에서는 31%의 면적을 차지하고 있지만 뒷면은 겨우 1%를 차지할 뿐이다. 이 지역은 35억 년 전쯤에 생성된 것으로 추정하고 있다. 물론 물은 없다. 과거에 망원경으로 달을 관측한 갈릴레오가 달에 바다가 있다고 착각하여 ‘달의 바다’라고 말한 것에서 유래되었다.달의 기원에 대한 거대 충돌설에 따르면, 45억 년 전 화성 크기의 천체가 원시 지구와 충돌하여 달이 형성되었는데, 당시의 지구와 달은 이 충돌로 엄청나게 뜨거워졌으며, 암석과 마그마 등의 파편 일부가 증발해 지구를 원반 구조로 둘러쌌다. 이 시점의 달은 오늘날보다 10~20배 정도 지구와 가까웠던 것으로 추정하고 있다. 달은 지구에 비해 덩치가 작았던 만큼 빨리 식어 굳어졌다. 이를 지질학적으로 ‘동결’되었다고 하는데, 비교적 최근이라 할 수 있는 10억 년 전 달에 화산과 자기 활동을 보여주는 증거가 밝혀짐으로써 완전한 동결은 이루어지지 않았음이 드러났다. 새 연구에서는 미국 플로리다 대학, 카네기과학연구소, NASA 존슨우주센터, 뉴멕시코대학, 도쿄공업대학 지구-생명연구소 등이 달 지질의 역사를 조사한 결과, 달의 앞면과 뒷면의 극심한 비대칭성 이유를 발견하게 되었다. 컴퓨터 모델링과 달 표면의 기존 관측치 등을 이용한 다양한 연구 결과, 연구자들은 달의 방사성 원소 농도가 달의 앞면과 뒷면 사이의 비대칭성을 설명하는 데 도움이 될 수 있다는 사실을 발견했다. 이 연구는 방사성 원소인 칼륨(K), 토륨(Th) 및 우라늄(U) 같은 불안정한 원소들이 방사성 붕괴 과정을 통해 열을 생성하며, 이 열은 주변의 바위를 녹일 수 있음을 보여주었다. “달에는 침식 현상이 상대적으로 미약하기 때문에 달 표면은 태양계 초기 역사에서 발생한 지질학적 사건을 고스란히 간직하고 있다”고 설명하는 지구생명연구소 소속 매튜 라누빌은 “특히 달 앞면 지역은 달의 다른 곳과 달리 우라늄과 토륨 같은 방사성 원소가 집중되어 있다. 이 지역 우라늄과 토륨 농축의 기원은 달의 형성 초기 단계와 그와 연결된 초기 지구의 상태를 설명하는 데 도움이 될 수 있다”고 밝혔다. 또한 연구자들은 달 앞뒤 면의 비대칭도 KREEP- 칼륨(K)이 풍부한 암석, 희토류 원소(REE-세륨, 디스프로슘, 에르븀, 유로퓸 등), 인(P)-의 특성과 관련이 있다고 밝혔다. KREEP의 존재는 최초로 달 표면에 대한 NASA의 아폴로 임무로 확인되었으며, 달의 바다와 화산 활동 및 기타 지질 활동과 관련이 있음이 밝혀졌다. 새 연구에 따르면, 불안정한 원소의 방사성 붕괴로 인한 가열 외에도 달 표면의 KREEP가 풍부한 물질은 녹는 점이 낮다는 사실이 밝혀졌으며, 지질학적 변화의 한 요인으로 추가되었다. 이 연구는 결과적으로 KREEP가 풍부한 달의 바다가 수십억 년 전 바위 위성이 처음 형성된 이후로 달의 풍경을 바꾸고 있음을 시사한다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

-새로 태어난 별의 X-선이 비춰준 태양계 초기 태양과 같은 별이 항성 진화의 초기 단계에서 방출한 X-선을 최초로 발견한 새 연구가 발표되었다. 이 발견은 우리 태양계 생성 초기를 연구하는 데 도움을 줄지도 모르며, 나아가 태양계의 역사를 다시 써야 할지도 모른다고 연구자들은 밝혔다. 2017년, 미 항공우주국(NASA)의 찬드라 X-선 우주망원경은 우리 태양과 같은 유형의 아주 젊은 별 HOPS 383에서 방출된 X-선을 탐지했다. 이 별은 지구로부터 1,400광년 거리에 있는 항성진화의 초기 단계에 있는 원시 별로서, 항성으로서 완전히 성장한다면 태양 질량의 반 정도의 별이 될 것으로 예측되고 있다. 3시간 20분 동안 지속되는 X-선 대량 방출을 연구하고 있는 과학자들은 새 연구에서 고에너지의 복사를 우주공간으로 방출하는 우리 태양과 같은 별에 대해 더욱 잘 알 수 있는 통찰을 얻었다. "우리는 태양이 탄생했을 순간을 직접 관측할 수 있는 타임머신이 없지만, 태양과 비슷한 별, 곧 HOPS 383 같은 별을 관측하면 태양의 기원을 연구할 수 있다"고 프랑스 엑스마르세이유 대학 천체물리학 연구소 소속 니콜라스 그로소 대표저자가 밝혔다. 그는 또 "이 연구로 우리는 태양계 생성의 역사 중 중요한 부분을 메꿀 수 있다"고 덧붙였다. 젊은 별이 늙은 별보다 X-선 방출을 더욱 활발히 한다는 사실을 알고 있지만, 별이 X-선 방출을 언제부터 시작하는지 그 정확한 시점은 알져지지 않고 있다. 따라서 새 연구는 "태양과 같은 별이 X-선 방출을 시작하는 시점을 재설정하고 있는 중"이라고 연구자들은 밝혔다. 연구자들은 HOPS 383 별이 X-선 대량 방출 주기가 아닐 때 방출되는 X-선을 관측한 적은 없으며, 그럴 경우 이 별은 X-선 방출이 극대일 때에 비해 밝기가 10배나 떨어진다는 사실을 발견했다. 그들은 또 이 별이 방출하는 X-선이 별의 생애 중 절반을 지나고 있는 우리 태양에 비해 무려 2000 배나 강력하다는 사실도 밝혀냈다. 이에 덧붙여, HOPS 383 같은 젊은 별은 종종 가스와 먼지로 이루어진 껍데기 같은 것을 두르고 있는데, 이 물질이 중심의 별을 둘러싸고 있는 디스크에 강착하는 한편, 별에서 유출된 물질이 쌓이기도 한다. 연구들은 HOPS 383에서 다량의 물질이 유출되는 것을 관측했으며, 이 별에서 방출되는 X-선이 유출된 물질의 원자에서 전자를 떼어낼 정도로 강력한 것으로 생각하고 있다. 그들은 또 이 같은 유출 과정이 별의 자기력을 통해 이루어지는 것으로 보고 있다. "만약 X-선 방출과 별의 물질 유출 사이에 이 같은 관계가 성립되는 것이 맞다면 우리 태양에서도 이와 비슷하게 X-선 방출이 중요한 역할을 하는 것으로 보여진다"고 NASA 고다드 우주비행센터의 겐지 하마구치 공동저자가 같은 성명에서 밝혔다.별의 물질유출과 X-선 방출과의 관계에 대해 연구자들은 HOPS 383 별이 X-선 방출을 시작할 때 이것이 입자의 강력한 흐름을 촉발하고, 이 입자들의 흐름이 별의 디스크 안쪽 가장자리의 먼지 알갱이들과 충돌하는 것으로 생각한다. 만약 태양계 생성 초기에 태양에서 이와 비슷한 일이 일어났다면, 이 같은 입자들 간의 상호작용이 운석이나 지구에서 발견되는 풍부한 특정 물질의 존재를 설명해줄 수 있을 것으로 연구자들은 생각하고 있다. 45억 년 전 태양에서 이 같은 과정이 진행됨으로써 태양계 초기 물질들이 지구를 비롯해 태양계의 모든 것들을 생성하기에 이르렀다"고 밝힌 MIT의 데이비드 프린시페 공동저자는 "갓 태어난 태양의 X-선이 이러한 구성물질을 생성하는 데 지대한 역할을 한 것"이라고 덧붙였다. 새 연구는 '천문학과 천체물리학' 저널에 게재됐으며, 6월 4일자 출판전 논문·자료 저장소인 ‘아카이브(arXiv, arxiv.org)’에서 찾아볼 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

약 6000년 만에 지구를 찾아온 혜성의 모습이 지구 주변을 돌고 있는 위성에 포착됐다. 지난 5일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 태양 탐사선 스테레오-A(STEREO-A)가 포착한 혜성 '아틀라스'의 모습을 공개했다. 지난달 25일~지난 1일 사이에 촬영된 아틀라스는 화면 속에서 오른쪽 상단에서 왼쪽 하단으로 빠르게 움직이는 것이 확인된다. 화면 왼쪽에서 이글이글 흰 연기로 보이는 것은 태양풍이다. 지난 2006년 발사된 스테레오-A는 이듬해 발사된 스테레오-B와 함께 쌍둥이 태양 탐사선으로 지구 주변을 돌면서 태양 분출 현상(코로나 질량방출)을 관측하고 있다. 혜성 아틀라스는 지난해 12월 28일 처음 존재가 확인됐으며 정식이름은 ‘C/2019 Y4’ 다. 미 항공우주국(NASA)이 지원하는 하와이대학 천문연구소의 ATLAS(Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System·소행성 충돌 경보시스템)에 처음 포착돼 아틀라스로 불리고 있다. 당초 아틀라스는 5월이면 지구상에서 밤하늘의 초승달 만큼이나 밝게 빛나 맨눈으로도 관측이 가능할 것으로 큰 기대를 모아왔다.그러나 3월 중순 경까지 빠르게 밝아지던 아틀라스 혜성은 이후 갑자기 희미해지기 시작했다. 이유는 아틀라스 혜성이 태양으로 다가가면서 쪼개지고 있었기 때문. 다만 이번에 공개된 영상에서 확인되듯 아틀라스는 다행히 완전히 부서지지 않았으며 끝까지 태양으로부터 살아남으면 다시 태양계 외곽으로 빠져나간다. 한편 한때는 두려움과 경이의 대상이었던 혜성은 타원 혹은 포물선 궤도로 정기적으로 태양 주위를 도는 작은 천체를 말하며 아틀라스의 공전주기는 무려 6000년이다. 소행성과의 가장 큰 차이점은 소행성이 바위(돌) 등으로 구성된 것과는 달리 혜성은 먼지와 암석, 물 성분의 얼음 및 얼어붙은 가스로 이루어져 있다. 이 때문에 혜성이 태양에 가깝게 접근하면 내부 성분이 녹으면서 녹색빛 등의 꼬리를 남긴다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

호주 남동부 하늘을 가로 지르는 거대 섬광이 목격되어 시민들의 호기심을 자극했다. 시민들은 사회관계망서비스(SNS)에 사진과 동영상을 올리며 UFO(비확인비행물체) 내지는 유성이 아닌가하는 나름의 이론을 제기하기도 했다. 지난 22일 (현지시간) 저녁 6시 10분경 호주 남동부 빅토리아 주와 태즈매니아 주 하늘을 가로질러 날아가는 거대한 섬광이 목격되었다. 유성이라 하기에는 속도감이 느렸으며, 지역에 따라서는 여러 파편이 불에 타는 듯한 모습이었다. 피터 위쉬-윌슨 태즈매니아 주 녹색당 상원의원은 운전중에 이 섬광을 본 사람들 중의 한명이다. 그는 트위터에 "운전을 멈추고 이 섬광을 촬영했다. 언덕 너머로 사라졌으며 마치 거대한 유성우를 보는 듯했다"고 적었다. 다른 트위터는 "우리는 빅토리아주 밸러랫 북부의 하늘을 가로질러 날아가는 거대한 불덩이를 촬영했다"며 "마치 불이 붙은 비행기이거나 유성 같았다"고 적었다. 다른 목격자는 "대기권으로 진입하고 약 30초 정도 섬광을 내다가 사라졌다"고 적었다. 호주 ABC뉴스는 이 물체가 러시아가 쏘아올린 로켓의 일부인 것으로 추정했다. 존티 호너 서던 퀸즈랜드 대학교 천체물리학 교수는 "초속 6km의 느린 속도를 감안했을 때 이 물체는 우주 쓰레기가 되어버린 로켓의 일부일 가능성이 높다"고 밝혔다. 그는 이 물체가 목격되기 전인 5시 30분경 러시아가 미사일 공격을 정찰하는 위성을 우주에 쏘아 올리기 위해 사용한 로켓인 소유즈- 2-1b의 일부분일 것으로 추정했다. 호너 교수는 "이러한 우주 쓰레기는 지구 주위를 돌거나 대기권으로 다시 들어와 불에 타거나 일부는 지상에 낙하하기도 한다"고 말했다. ‘우주 쓰레기’는 수명이 다 되어 기능이 정지되었거나 사고 및 고장으로 제어가 되지 않는 인공위성부터 위성 발사에 사용된 로켓 본체와 그 부품, 다단 로켓의 분리로 생긴 파편, 파편끼리의 충돌로 생긴 작은 파편들을 말한다. 옛 소련이 1957년 스푸트니크 1호를 발사한 이후 세계 각국에서 4000여회가 넘는 발사가 이루어지면서 몇 배에 달하는 우주 쓰레기가 발생했다. 이들 우주 쓰레기의 일부는 이번처럼 대기권에 진입하면서 불에 타 사라지지만, 현재까지 약 4500t이 넘는 양이 우주에 남아 심각한 위험을 초래하는 것으로 알려졌다. 김경태 시드니(호주)통신원 tvbodaga@gmail.com

1957년 10월 4일 구소련의 스푸트니크 1호가 세계 최초의 인공위성으로 역사에 이름을 올렸다. 밤하늘을 가로지르는 이 위성의 모습에 사람들은 감탄했고 그때 한 미국인 소년도 마음을 사로잡혔다. 소년은 이를 계기로 로켓에 눈을 떠 나중에 미국항공우주국(NASA)의 기술자가 되는데 그가 바로 호머 히컴(77)이다. 그의 이야기는 1999년 ‘옥토버 스카이’라는 이름의 영화로 제작되기도 했다. 이후 세계 각지에서는 인공위성 개발 경쟁이 격화해 오늘날까지 몇천 회가 넘는 발사 작업이 이뤄졌다. 그 결과, 지구 저궤도대에는 인공위성의 파편이 무수히 흩어지게 됐고 현재 여러 문제를 일으키고 있다고 마틴 매쿠스트러 영국 헤리엇와트대 화학물리학과 교수가 최근 더컨버세이션에 밝혔다. 더컨버세이션은 대학교수나 연구원들의 글만으로 기사를 생산해 기성 언론의 대안으로도 주목받는다. 파편 탓에 별 찾을 수 없게 된다고? 인공위성은 고장이나 충돌에 의해 파손, 분해돼 그 조각은 파편으로 남는다. 크기는 몇 ㎛(마이크로미터)에서 몇십 m로 다양하다. 그중 대부분은 대기권에 돌입해 불타 사라지지만, 지금도 4500t이 넘는 파편들이 우리 지구를 둘러싸고 있다.스코틀랜드 스트래스클라이드대의 항공우주 전문가 스튜어트 그레이 연구원은 인공위성 파편의 증가를 충실하게 재현한 영상을 유튜브에 게시해 화제를 일으킨 바 있다. 이를 보면 해마다 위성 파편이 급격히 늘어나고 있다는 것을 알 수 있다. 영상에 나오는 파편은 지름 10㎝가 넘는 것들뿐이지만, 이것만으로도 2만 개가 넘는다. 유럽우주국(ESA)의 지난 2월 발표에 따르면, 지름이 10㎝ 이상인 파편은 3만4000개이고 지름이 1㎝에서 10㎝ 사이인 파편은 90만 개, 그리고 지름이 1㎜에서 1㎝ 사이의 파편은 1억2800만 개에 달한다. 이 때문에 많은 천문학자는 지금도 기하급수적으로 늘어나고 있는 이런 파편에 우려를 나타내고 있다. 문제는 파편의 표면이 태양광을 반사해 지구를 향해 강한 직사광을 만들어낸다는 것이다. 이 빛은 별의 미약한 빛보다 훨씬 더 강해 천체를 관측하는 임무를 방해한다. 이 문제에 대처하기 위해 스페이스X의 스타링크 인공위성 등을 만든 오늘날 기술자들은 위성의 표면을 검게 제작함으로써 빛의 반사를 억제하기 위해 애쓰고 있다. 하지만 이미 지구 궤도상에 셀 수 없이 많이 남아있는 파편들을 처리하지 않고서는 이 문제는 해결되지 않을 것이다. 우주 유영 중인 우주 비행사의 목숨이 위험하다문제는 이뿐만이 아니다. 위성 파편은 유인 임무를 수행하는 우주 비행사들에게도 위험이 된다. 파편은 그냥 떠 있을 분이지만 실제로는 초당 3~10㎞의 고속으로 이동한다. 만일 그중 하나가 우주 유영(선외활동·EVA)을 하고 있는 우주 비행사에게 맞기라도 한다면 다치거나 목숨을 잃을 위험이 크다. 이에 관한 문제는 이미 2013년 영화 ‘그래비티’에서도 그려졌다. 또 이런 파편은 우주선이나 가동 중인 인공위성에 충돌해 고장을 일으키는 원인이 될 수 있다. 오늘날 인류의 쓰레기 문제는 단지 지구 안에 머무르지 않고 우주에까지 이르렀다. 이런 문제를 해결하지 않고서는 우주 분야의 새로운 발전을 진행해서는 안 될 것이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구 역사상 최악의 사고 중 하나로 꼽히는 러시아 '퉁구스카 대폭발’의 원인을 조사한 결과가 발표됐다. 1908년 6월 30일 오전 7시경 중앙시베리아 퉁구스카 지역에 우주 물질이 떨어지면서 2000㎢ 규모의 숲이 황폐화됐다. 당시 전문가들은 60~190m 크기의 우주 물질이 지구 상공 5~10㎞ 상공에서 폭발한 것으로 추측했다. 8000만 그루에 달하는 나무가 소실될 정도로 큰 폭발이었지만, 사람이 살지 않는 지역이라 다행히 인명피해는 없었다. 전문가들은 퉁구스카 대폭발의 원인으로 소행성 또는 메탄가스 폭발, 운석 충돌 등을 꼽았지만, 정확한 원인은 미스터리로 남아있었다. 당시 폭발력이 히로시마 원자폭탄의 185배에 달한다는 사실만이 명확한 ‘진실’이었다. 하지만 110여 년이 지난 현재, 러시아 시베리아 연방대학 연구진은 당시 퉁구스카를 강타한 우주 물질의 정체가 유력한 가설 중 하나로 꼽힌 소행성이며, 해당 소행성은 천체 대부분이 철(iron) 성분으로 보인다는 연구결과를 공개했다. 연구진은 당시 지구로 떨어진 소행성의 정확한 성분을 파악하기 위해 철, 바위, 얼음 등 각기 다른 세 가지 성분의 물질을 지름이 200m, 100m, 50m 규모로 나누어 시뮬레이션했다. 이후 이러한 물질들이 지구 대기권을 통과한 뒤 어느 정도의 폭발력을 가지는지 비교했다. 이중 가장 먼저 보기에서 제외된 것은 얼음 성분이었다. 연구진이 추정한 궤도와 폭발력을 얻기 위해서는 매우 빠른 속도가 필요했는데, 얼음은 이 과정에서 지구에 도달하기 전 완전히 녹아 없어져 버린 것. 두 번째로 바위 역시 ‘생존’ 가능성이 적은 것으로 나타났다. 소행성이나 혜성 등에서 떨어져나온 파편인 운석은 대체로 바위 성질을 가지고 있는데, 바위 역시 고속으로 낙하하는 과정에서 생기는 압력에 의해 부서질 가능성이 높다. 이에 연구진은 112년 전 지구에 떨어져 대폭발을 일으킨 물질이 철 성분을 다량 함유한 소행성일 가능성이 높다고 결론 내렸다. 여러 차례 시뮬레이션을 통해, 당시 지구를 강타한 철 성분의 소행성은 지름이 100~200m이며, 3000㎞ 정도를 초당 최소 11.2㎞로 이동했을 것이라고 추측했다. 연구진은 “퉁구스카 대폭발은 크레이터가 거의 생기지 않았다는 특징이 있는데, 이는 물체가 철 성분이 많은 물체가 매우 뜨거워진 상태에서 고속으로 떨어지면서, 내부의 철 원자가 승화됐기 때문인 것으로 보인다”고 설명했다. 이어 “당시 유럽 전역에서 한밤중에 밤하늘이 밝게 빛나는 일시적인 백야 현상이 관찰됐는데, 이 역시 철 성분과 대기층의 먼지가 만난 광학효과로 볼 수 있다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 영국 왕립천문학회 월보(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지구 역사상 최악의 사고 중 하나로 꼽히는 러시아 '퉁구스카 대폭발’의 원인을 조사한 결과가 발표됐다. 1908년 6월 30일 오전 7시경 중앙시베리아 퉁구스카 지역에 우주 물질이 떨어지면서 2000㎢ 규모의 숲이 황폐화됐다. 당시 전문가들은 60~190m 크기의 우주 물질이 지구 상공 5~10㎞ 상공에서 폭발한 것으로 추측했다. 8000만 그루에 달하는 나무가 소실될 정도로 큰 폭발이었지만, 사람이 살지 않는 지역이라 다행히 인명피해는 없었다. 전문가들은 퉁구스카 대폭발의 원인으로 소행성 또는 메탄가스 폭발, 운석 충돌 등을 꼽았지만, 정확한 원인은 미스터리로 남아있었다. 당시 폭발력이 히로시마 원자폭탄의 185배에 달한다는 사실만이 명확한 ‘진실’이었다. 하지만 110여 년이 지난 현재, 러시아 시베리아 연방대학 연구진은 당시 퉁구스카를 강타한 우주 물질의 정체가 유력한 가설 중 하나로 꼽힌 소행성이며, 해당 소행성은 천체 대부분이 철(iron) 성분으로 보인다는 연구결과를 공개했다. 연구진은 당시 지구로 떨어진 소행성의 정확한 성분을 파악하기 위해 철, 바위, 얼음 등 각기 다른 세 가지 성분의 물질을 지름이 200m, 100m, 50m 규모로 나누어 시뮬레이션했다. 이후 이러한 물질들이 지구 대기권을 통과한 뒤 어느 정도의 폭발력을 가지는지 비교했다. 이중 가장 먼저 보기에서 제외된 것은 얼음 성분이었다. 연구진이 추정한 궤도와 폭발력을 얻기 위해서는 매우 빠른 속도가 필요했는데, 얼음은 이 과정에서 지구에 도달하기 전 완전히 녹아 없어져 버린 것. 두 번째로 바위 역시 ‘생존’ 가능성이 적은 것으로 나타났다. 소행성이나 혜성 등에서 떨어져나온 파편인 운석은 대체로 바위 성질을 가지고 있는데, 바위 역시 고속으로 낙하하는 과정에서 생기는 압력에 의해 부서질 가능성이 높다. 이에 연구진은 112년 전 지구에 떨어져 대폭발을 일으킨 물질이 철 성분을 다량 함유한 소행성일 가능성이 높다고 결론 내렸다. 여러 차례 시뮬레이션을 통해, 당시 지구를 강타한 철 성분의 소행성은 지름이 100~200m이며, 3000㎞ 정도를 초당 최소 11.2㎞로 이동했을 것이라고 추측했다. 연구진은 “퉁구스카 대폭발은 크레이터가 거의 생기지 않았다는 특징이 있는데, 이는 물체가 철 성분이 많은 물체가 매우 뜨거워진 상태에서 고속으로 떨어지면서, 내부의 철 원자가 승화됐기 때문인 것으로 보인다”고 설명했다. 이어 “당시 유럽 전역에서 한밤중에 밤하늘이 밝게 빛나는 일시적인 백야 현상이 관찰됐는데, 이 역시 철 성분과 대기층의 먼지가 만난 광학효과로 볼 수 있다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 영국 왕립천문학회 월보(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지구는 태양계에서 유일하게 액체 상태의 물을 표면에서 쉽게 구할 수 있는 행성이다. 하지만 이웃 천체들의 상황은 완전히 다르다. 인류가 지구 밖 첫 번째 개척 목표로 삼고 있는 달과 화성은 매우 건조한 장소로 물을 구하기가 매우 어렵다. 물은 인간에 생존에 반드시 필요한 물질일 뿐 아니라 여러 가지 용도로 쓰임새가 많은 중요한 자원이다. 예를 들어 물을 분해해 산소와 수소를 만들면 그 자체로 우주선의 연료로 사용할 수 있다. 하지만 필요한 물을 모두 지구에서 달과 화성으로 실어나를 경우 그 가격은 같은 무게의 금보다 훨씬 비싸기 때문에 가능한 현지에서 조달할 방법을 찾아야 한다. 미 항공우주국(NASA)은 달 재착륙 임무인 아르테미스(Artemis) 프로젝트를 앞두고 달에 로버와 탐사선을 보내, 달 극지방에 있는 얼음의 양과 분포에 대한 자세한 정보를 수집할 예정이다. 달 자체는 건조한 환경이지만, 극지방에 있는 크레이터에는 햇빛이 영원히 닿지 않는 영구 음영 지대가 있다. 만약 달에 충돌한 혜성에 얼음이 풍부하다면 여기에서 수십억 년 간 보존이 가능하다. NASA는 이전 탐사를 통해 이 지역에 얼음이 풍부하다는 증거를 찾아냈지만, 정확한 양과 분포에 대해서는 추가 연구가 필요하다. NASA는 내년에 발사할 차세대 대형 로켓인 SLS의 여유 공간에 초소형 달 탐사선인 루나 플래시라이트(Lunar Flashlight, 사진)을 탑재할 계획이다. 루나 플래시라이트는 12 x 24 x 36㎝에 불과한 소형 큐브셋(CubeSat) 형태의 탐사선으로 무게도 14㎏에 불과하다. 이렇게 작은 탐사선으로 달 남극에 숨어 있는 얼음을 관측할 수 있는 비결은 적외선 레이저다. 달 표면을 덮고 있는 모래 같은 암석 입자인 레골리스는 레이저를 거의 흡수하지 않지만, 물의 얼음은 잘 흡수하기 때문에 적외선 레이저 반사를 통해 어두운 크레이터 내부의 지형과 구성 물질에 대한 정보를 얻을 수 있다. 이 정보를 달 표면에 보낸 로버의 탐사 데이터와 대조하면 상당히 정확한 달 얼음 지도를 완성할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 참고로 초기 개념 연구에서는 태양 빛을 반사하는 대형 솔라 세일을 검토했지만, 결국 나사는 빛 에너지의 양이 적더라도 안전하게 검증된 기술을 사용하기로 했다. 과학자들은 오랜 세월 달 남극 크레이터의 영구 음영 지대에 상당한 양의 얼음이 있을 것으로 예상해왔다. 하지만 실제로 이 얼음이 채취하기 쉬운 위치에 있는지 아니면 깊숙한 곳에 있어 실제로는 구하기 힘든 지 아무도 알지 못했다. 루나 플래시라이트를 비롯한 NASA의 달 탐사선들이 조만간 이 질문에 대한 답을 내놓을 것으로 예상된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

약 6000년 만에 지구를 찾아온 혜성이 최소 30조각 이상으로 부서졌다는 사실이 관측결과 드러났다. 지난 28일(현지시간) 미국 로스앤젤레스 캘리포니아대학(UCLA) 등 공동연구팀은 허블우주망원경으로 관측한 결과 혜성 ‘C/2019 Y4’가 적어도 30개 이상의 파편으로 분해되고 있다고 밝혔다. 지난해 12월 28일 처음 존재가 확인된 C/2019 Y4는 미 항공우주국(NASA)이 지원하는 하와이대학 천문연구소의 ATLAS(Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System·소행성 충돌 경보시스템)에 처음 포착돼 ‘아틀라스’로 불린다. 당초 아틀라스는 5월이면 밤하늘의 초승달 만큼이나 밝게 빛나 맨눈으로도 관측이 가능할 것으로 큰 기대를 모아왔다. 그러나 3월 중순 경까지 빠르게 밝아지던 아틀라스 혜성은 이후 갑자기 희미해지기 시작했다.이에대해 한국천문연구원은 "혜성의 중심 밝기가 타원형으로 일그러지고 있으며 당초 예상 궤도를 약간 벗어나 있다"면서 "현재 아틀라스 혜성은 태양으로 다가가면서 쪼개지고 있는 것으로 추측된다"고 해석했다. 지난 20일과 23일 허블우주망원경이 촬영한 아틀라스 사진에는 그 해석에 대한 증거가 담겼다. 사진 상으로도 쉽게 혜성이 쪼개진 모습이 확인된 것. 　 UCLA 데이비드 제윗 교수는 "부서진 혜성 조각들이 태양빛을 받아 크리스마스트리에 달린 전등처럼 꺼졌다 켜졌다하는 것인지 아예 다른 조각이 생성된 것인지는 알 수 없다"고 설명했다. 다만 제윗 교수는 "이같은 혜성이 부서지는 사건을 관측하는 것은 10년에 한 두번 정도 발생한 만큼 매우 희귀한 사례"라면서 "대부분의 혜성은 너무 희미해서 제대로 볼 수 없다"고 밝혔다. 연구팀에 따르면 현재 아틀라스는 허블우주망원경이 관측했을 때를 기준으로 지구로부터 약 1억4600만㎞ 떨어져 있다. 다행히 완전히 부서지지 않고 혜성 일부가 살아남으면 다음달 23일 경 1억 1600만㎞ 거리까지 지구에 접근할 것으로 보인다. 한편 한때는 두려움과 경이의 대상이었던 혜성은 타원 혹은 포물선 궤도로 정기적으로 태양 주위를 도는 작은 천체를 말한다. 소행성과의 가장 큰 차이점은 소행성이 바위(돌) 등으로 구성된 것과는 달리 혜성은 먼지와 암석, 물 성분의 얼음 및 얼어붙은 가스로 이루어져 있다. 이 때문에 혜성이 태양에 가깝게 접근하면 내부 성분이 녹으면서 녹색빛 등의 꼬리를 남긴다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

사람이 운석에 맞아 숨진 최초의 사례를 입증할 만한 증거가 처음으로 발견됐다. 미국유성학협회(Meteoritical Society) 연구진이 터키의 정부 기록 보관소에 보관돼 있던 3건의 자료를 분석한 바에 따르면, 1888년 8월 22일 밤 8시 30분경 이라크 북부 술라이마니야에 있는 한 마을의 하늘에서 마치 비와 같은 ‘무엇’이 떨어졌다. 하늘에서 비처럼 쏟아진 것은 운석으로 추정되며, 당시 기록에 따르면 이 운석에 맞은 한 남성이 사망했고 당시 함께 운석을 맞았던 여성은 마비 증상이 올만큼 큰 부상을 입었다. 두 사람이 죽거나 다친 후에도 약 10분간 운석이 쏟아지는 현상은 멈추지 않았다고 기록돼 있다. 뿐만아니라 당시 운석이 쏟아지면서 다량의 경작물이 피해를 입었고, 사람들은 마치 종말이 온 듯 혼비백산해 놀라움을 감추지 못했다. 연구진이 분석한 자료에 따르면 이 일은 당시 술라이마니야 지역을 통치했던 압둘 하미드 2세에게 보고됐으며, 이는 지금까지 사람이 운석에 맞아 숨진 사실을 기록한 최초의 문건으로 추정된다. 미국항공우주국(NASA)에 따르면 하루 평균 17개의 유성과 운석이 정기적으로 지구를 향해 날아들지만, 대부분은 대기 중에 타버리기 때문에 별똥별로만 이들의 존재를 확인할 수 있다. 연구진들은 “과거에도 운석에 맞아 사망한 사람이 있었다는 주장은 있었지만 역사적 기록이 없어 그러한 주장을 사실로 입증하지 못했다”면서 “이 사건은 입으로만 전해지던 사건을 상세히 전하는 세 편의 서면 보고서이며, 운석 충돌로 한 사람이 사망했다는 최초의 보고서”라고 말했다. 이어 “이 문서들은 정부 공식 출처에서 나온 것이고 지방 당국이 작성한 것이기 때문에 실체에 대해 의심스럽지 않다”면서 “이러한 발견은 운석에 의해 죽음과 부상을 유발한 다른 사건들을 기술한 역사적 기록들이 또 존재할 수 있음을 시사한다”고 덧붙였다. 일부 전문가들은 인간이 떨어지는 운석에 맞을 위험이 9300년 만에 한 번에 불과하다고 말한다. 때문에 역사상 운석에 맞아 사망한 사람의 사례는 좀처럼 찾아볼 수 없었다. 다만 2013년 2월 러시아 중부 첼랴빈스크에서는 운석이 비처럼 쏟아지는 ‘운석우’ 현상이 발생해 건물이 파손되고 1200명이 다치는 피해가 발생했다. 2016년에는 인도 남부 타밀 나두에서 소형 건전지만한 크기에 무게가 11g인 운석에 맞은 것으로 추정되는 버스 운전기사가 사망했으나, 이후 NASA와 인도 천체물리학회는 사망 원인이 운석은 아니라고 발표한 바 있다. 자세한 연구결과는 유성·행성과학저널(The journal Meteoritics and Planetary Science) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

에베레스트산 높이의 절반쯤 되는 거대 소행성 하나가 다음 주 우리 지구 곁을 스쳐 지나간다. 23일(이하 현지시간) 미국 CNN 등 외신에 따르면, 평균 지름이 약 2.06㎞(1.8~4.1㎞)인 소행성이 오는 29일 오전 5시 56분(한국시간 29일 오후 6시 56분) 지구에서 약 630만㎞ 떨어진 우주 공간을 시속 약 3만1000㎞의 속도로 지나갈 예정이다. 최대 길이(4.1㎞)가 에베레스트 높이(약 8848m)의 절반 수준으로 큰 이 소행성은 지구에서 달까지의 평균거리보다 16배 정도 먼 거리를 마하 25.3의 속도로 지나가기 때문에 지구에 충돌할 우려는 없다.‘52768’(1998 OR2)로 불리는 이 소행성은 22년 전쯤인 1998년 7월 24일 하와이 할레아칼라 천문대에서 처음 관측됐는데, 당시 미국항공우주국(NASA)은 이 천체의 규모에 대해 만일 지구에 충돌하면 “전 세계에 영향을 줄 만큼 거대하다”고 설명한 바 있다. 미국항공우주국(NASA) 산하기관 근지구천체센터(CNEOS)에 따르면, 이 소행성은 자전 주기가 4.11일로 지구의 4분의 1 수준으로 느린 데다가 공전 주기는 3.67년으로 화성보다 좀 더 긴 편이다.지난 17일 미국 자치령 푸에르토리코에 있는 알레시보 천문대에서 도플러 레이더(도플러 효과를 이용해 표적을 탐지하고 식별하는 레이더)로 탐지한 이미지에는 소행성이 마치 마스크를 쓴 듯한 모습이 담겼다. 이에 대해 이 천문대 행성레이더팀의 책임자인 앤 버크키 박사는 “이 소행성의 한쪽 끝에는 언덕과 능선 등 소규모 지형을 볼 수 있어 과학적 관점에서 매혹적”이라면서도 “다만 지금은 누구나 코로나19를 생각하는 시기이므로, 이 소행성은 마치 마스크를 잊지 않고 쓴 것처럼 보이기도 한다”고 말했다.미국 국립과학재단의 시설로 센트럴 플로리다대가 운용하는 이 천문대의 연구자들은 코로나19 팬데믹(세계적 대유행)이 한창인 상황에서도 지구를 위협하는 근지구천체(NEO)의 관측을 계속해서 하고 있다. 다만 사회적 거리두기 지침에 따라 연구원이나 레이더 운용 인원의 수를 한정하고 있으며 관측하고 있는 동안에도 마스크를 착용하고 있는 것으로 전해졌다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr