연구팀, 작년 9월 14일 첫 포착 한국 연구진 수차례 분석·검증 “다중 신호 천문학 새 시대 열려” 우리나라 과학자들이 포함된 14개국 1000여명의 국제연구단이 100년 전 아인슈타인이 예측했던 ‘중력파’(重力波)를 찾아내는 데 성공했다. 미국 레이저간섭계 중력파관측소(LIGO)는 11일 오전 10시 30분(현지시간) 미국 워싱턴DC 외신기자클럽에서 기자회견을 갖고 블랙홀이나 중성자별 같이 질량이 큰 물체들이 충돌하거나 폭발할 때 발생하는 중력파를 인류 역사상 최초로 관측했다고 공식 발표했다. 이번 연구에 참여한 한국중력파연구협력단(KGWG)도 12일 오전 9시 서울 명동에서 기자회견을 갖고 ‘금세기 최고의 발견’으로 평가받는 중력파 발견의 의미를 설명했다. 이번 관측 결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 11일자에 실렸다. 논문에 실린 저자는 1000여명으로, 한국인 과학자도 14명 포함돼 있다. 2014년 3월 미국 하버드·스미소니언 천체물리센터 ‘바이셉(BICEP)2’ 연구진이 남극 하늘에서 초기 우주 팽창에 따른 중력파를 최초로 발견했다고 발표했지만, 재검토 결과 ‘우주 먼지’로 인한 오류로 밝혀져 철회된 바 있다. 이 때문에 LIGO 연구팀은 지난해 9월 14일 오전 5시 51분(현지시간) 중력파를 포착한 뒤 발견 사실을 외부에는 비밀에 부친 채 데이터의 잡음을 제거하고 여러 차례 재검토를 거친 결과 ‘중력파’가 확실하다는 결론을 내렸다. KGWG에서 데이터 분석을 담당한 오정근 국가수리과학연구소 선임연구원은 “지난해 9월 14일 저녁 8시 미국 LIGO 연구단에서 ‘매우 흥미로운 사건!’(Very Interesting Event!)이라는 제목의 이메일을 받았는데 중력파를 발견했다는 내용이었다”며 “메일을 받은 뒤 처음에는 잘못된 신호를 잡은 것이 아닐까 하는 의구심이 있었지만 수많은 분석과 검증으로 중력파라는 확신을 갖게 됐다”고 말했다. KGWG 단장인 이형목 서울대 물리천문학부 교수는 “이번 발견은 최초의 중력파 검출이라는 것뿐만 아니라 중력파 관측을 통해 천체를 탐구하는 ‘중력파 천문학’의 문을 열었다는 데 큰 의미가 있다”며 “중력파 천문학이 발달하면 질량이 큰 별의 생성과 진화, 초기 우주 생성 등 지금까지 인류가 알 수 없었던 문제들이 풀리게 될 것”이라고 설명했다. 김정리 연세대 천문대 박사는 “이번 중력파 발견으로 천체 현상을 더욱 정밀하고 정확하게 관찰·분석할 수 있는 ‘다중 신호 천문학’이 가능해질 것”이라고 기대감을 드러냈다. 이를테면 은하에서 초신성이 폭발할 경우 LIGO는 중력파를, 지난해 노벨물리학상을 받게 해 준 일본 슈퍼카미오칸데는 중성미자를, 전 세계에 있는 광학망원경과 전파망원경은 초신성을 동시에 관측함으로써 기존에 비해 훨씬 방대한 데이터를 얻을 수 있게 된다는 뜻이다. 이번 발견으로 올해 노벨물리학상이 1980년대에 중력파 검출 수단으로 LIGO를 처음 제안한 미국 MIT 물리학과 라이너 와이스 명예교수, 캘리포니아공대(칼텍) 물리학과 킵 손 명예교수, 로널드 드레버 명예교수 등에게 주어질 것으로 점쳐지고 있다. 특히 킵 손 교수는 2014년 개봉한 영화 ‘인터스텔라’의 과학총괄자문을 맡기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr 아인슈타인이 중력파를 예측한 지 100년 만에 그 실체가 확인됐다. 태양의 질량보다 큰 블랙홀(검은 원) 2개가 근접해 돌면서 중력파를 만들어 내고 있는 가상도. 작은 사진은 11일 오전 10시 30분(현지시간) 미국 워싱턴DC에서 열린 중력파 발견 공식발표 기자회견. 모니터에 중력파 파장이 나타나 있다. 네이처 제공·워싱턴 EPA 연합뉴스

내가 예견했던 수많은 현상 중 100년 동안 유일하게 수수께끼로 남아 있던 ‘중력파’(重力波)가 드디어 발견됐다지? 나는 알베르트 아인슈타인일세.●NSF 공식 발표… 한국 연구진도 참여 미국과학재단(NSF)이 11일 오전 10시 30분(현지시간) 중력파 발견을 공식화했더군. 이번에 중력파를 발견한 연구진은 미국과 한국, 독일, 영국, 이탈리아, 프랑스 등 15개국 83개 연구소 과학자 1006명이 참여한 대규모 연구 집단이라네. 이들은 미국 루이지애나주 리빙스턴과 워싱턴주 핸퍼드에 ‘레이저 간섭계 중력파 관측소’(LIGO)를 만들어 중력파를 측정했어. LIGO는 길이가 4㎞에 이르는 진공 터널을 2개 이어 붙이고 양끝에 거울을 달아 그 사이에 레이저가 오가도록 한 장치야. 중력파가 터널을 지나가면 거울이 출렁이면서 거울이 비뚤어져 레이저의 위치가 변하게 되는 거지. 물론 변화의 폭이라고 해야 원자 하나의 100만분의 1 정도밖에는 안 되지만 말이야.●중력, 시공간의 휘어짐 때문에 발생 이번에 발견된 중력파는 각각 태양의 29배와 36배 질량을 가진 블랙홀 2개가 충돌해 새로운 블랙홀이 되면서 만들어진 것이라더군. 중력파의 존재는 내가 1915년 11월 25일 ‘프로이센 과학 아카데미’에 발표한 ‘중력장 방정식’(일반상대성이론)이란 제목의 논문 발표 때로 거슬러 올라간다네. 위대한 물리학자 아이작 뉴턴은 중력이란 두 물체 사이에 나타나는 만유인력이라는 힘 때문이고, 시공간과 물체는 아무런 영향을 주고받지 않는 것으로 봤다네. 그렇지만 일반상대성이론에 따르면 시공간은 물체의 분포로 인해 휘어지고, 중력은 시공간의 휘어짐 때문에 발생하는 것이지. 푹신한 소파를 상상해 보게. 거기에 앉거나 무거운 물건을 올려놓으면 아래로 움푹 들어가겠지. 그 주변에 조그만 구슬을 올려놓으면 휘어진 표면을 따라 구슬이 굴러가지 않겠나. 내가 생각한 우주도 마찬가지네. 크기가 크거나 중력이 큰 별 주변은 시공간이 굴절되고, 그 굴절된 시공간을 따라 물체가 움직이게 되는 거지.●블랙홀 충돌에 시공간 흔들리며 파동 별이 폭발하거나 블랙홀끼리 충돌하는 등 급격한 변화가 발생하면 시공간이 흔들리면서 파동의 형태로 퍼져 나가게 되는데 이것이 바로 중력파일세. 빛의 속도로 전달되는 중력파를 관측하면 먼 우주까지 보는 것이 가능하지만 문제는 파동의 세기가 아주 약해서 측정이 쉽지는 않다는 거야. 미국 메릴랜드대 조지프 웨버 박사가 1969년 초기 형태의 검출 장치를 만들어 중력파를 찾아 나서기 시작한 이후 지금까지 많은 연구자가 중력파란 물리학의 성배를 찾아 나섰다네. 2014년 3월에도 미국 하버드·스미스소니언 천체물리센터가 ‘바이셉2’라는 특수망원경으로 중력파 검출에 성공했다고 발표했지만 재검증 결과 ‘우주 먼지’로 판명됐지. ●‘엑스레이’처럼 우주 내부 관측 기대 어쨌든 이번 중력파 발견은 우주 깊숙한 곳에서 일어나는 일을 좀 더 잘 알 수 있는 계기가 될 것으로 기대된다네. 지금까지는 우주를 관측하는 데 주로 전자기파를 사용했는데, 전자기파로는 천체 표면에 대한 정보밖에 얻을 수 없었지. 엑스선이 사람의 몸속을 더 잘 알게 해 줬듯이 중력파는 별의 내부 사정을 잘 알 수 있게 해 줄 거라 생각하네. 만약 빅뱅 초기에 발생한 중력파를 측정할 수만 있다면 우주의 진화에 대해 더 많은 정보를 얻을 수 있겠지. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

블랙홀은 우주에서 가장 기이하고도 환상적인 천체라 할 수 있다. 물질밀도가 극도로 높은 나머지 빛마저도 빠져나갈 수 없는 엄청난 중력을 가진 존재다. ​ 이 괴이쩍은 존재를 최초로 예언한 사람은 1783년, 영국의 과학자 존 미첼이었다. 그는 뉴턴 역학을 기반으로, 충분히 무거운 별의 경우 탈출 속도가 광속보다 더 커, 빛마저도 탈출할 수 없을 것이라고 추측했다. 13년 뒤 피에르시몽 라플라스도 비슷한 제안을 한 데 이어, 그로부터 1세기를 훌쩍 뛰어넘어 1916년, 아인슈타인이 일반상대성 이론에서 블랙홀을 이론적으로 선보였다. ​일반 상대성 이론은 중력을 구부려진 시공간으로 간주하며, 질량을 가진 천체는 주변 시공간을 휘게 만든다는 이론이다. 사실 이전에는 ‘블랙홀’이란 이름조차 없었다. 그 대신 ‘얼어붙은 별’, ‘붕괴한 별’ 등의 이상한 이름으로 불려왔다. '블랙홀'이란 용어를 최초로 쓴 사람은 미국 물리학자 존 휠러로, 1967년에야 처음으로 일반에 소개되었으며, 블랙홀의 실체가 발견된 것은 1971년이었다. 그 존재가 예측된 지 거의 60년이 지나서야 이름을 얻고 실체가 발견되었으니, 그 또한 심상한 일은 아니다. 블랙홀에도 종류가 있다 그런데 이 블랙홀에도 종류가 있다는 사실을 일반 사람들은 잘 모르고 있는 듯하다. 블랙홀이라고 다 같은 것은 아니고, 세 가지 유형이 있는데, 곧 항성 블랙홀과 초대질량 블랙홀 그리고 중간질량 블랙홀이 그것들이다. ♦항성 블랙홀— 작지만 강하다 항성이 생애의 마지막에 이르러 남은 연료를 다 태우고 나면 중력붕괴를 일으킨다. 내부에서 더이상 에너지가 생성되지 않기 때문에 천체 자체의 압력을 감당하지 못해 내부로 무너지는 것이다. 이때 태양 질량의 약 3배가 못되는 별은 중성자별이 되거나 백색왜성이 된다. 하지만 그보다 덩치가 큰 별들은 중력붕괴가 극도로 진행되어 항성 블랙홀을 만든다. 개별적인 별이 중력붕괴를 일으켜 만들어지는 블랙홀은 대체로 작지만 물질밀도는 놀라울 정도로 높다. 태양질량의 3배 정도 되는 별이 한 도시 크기 로 압축된다. 이 천체의 중력은 끔찍할 정도로 강해서 주위의 모든 가스와 먼지들을 끌어당겨 삼킴으로써 덩치를 키워간다. 하버드-스미소니언 천체물리학 센터에 따르면, 우리은하에 이러한 항성 블랙홀이 수억 개 정도는 된다고 한다. ♦거대질량 블랙홀— 어떤 가설이 맞을까?작은 블랙홀들은 은하의 곳곳에 존재하지만, 거대질량 블랙홀은 은하 중심부에 자리잡고 그 은하를 중력적으로 지배한다. 그 덩치는 놀랍게도 태양 질량의 수백만 배 또는 수십억 배에 달하기도 한다. 그러나 지름의 크기는 우리 태양과 비슷하다. 어마어마한 물질 밀도를 가지고 있다는 뜻이다. 이러한 블랙홀이 거의 모든 은하의 중심부에 있는 것으로 보이며, 우리 은하의 중심부에도 똬리를 틀고 있다. 이런 거대질량의 블랙홀이 어떻게 생성되었는가에 대해서 과학자들은 아직까지 정확한 답안을 작성하지 못하고 있다. 어쨌든 이런 블랙홀이 은하 중심에 자리잡고 나면 주변에 풍부한 물질들을 닥치는 대로 탐식하고, 그 결과 엄청난 질량의 블랙홀로 성장한다는 정도만 알려져 있다. 과학자들은 이 같은 거대질량 블랙홀이 무수히 많은 작은 불랙홀들의 합병 결과물이 아닐까 하고 생각하고 있다. 또는 거대한 가스 구름이 급격한 중력붕괴를 일으켜 이런 블랙홀로 발전한 것일 수도 있다고 본다. 세번째 가능성은 성단을 이루던 별들이 한 점으로 대함몰을 일으켜 블랙홀이 되었다는 가설이다. 나라면 어떤 가설에 손을 들어줄까 생각해보는 것도 재미있는 일이다. ♦중간질량 블랙홀— 블랙홀도 中庸의 미덕이?원래 과학자들은 블랙홀이 아주 작은 것과 엄청 큰 것, 두 종류만 있다고 생각해왔다. 그런데 최근 블랙홀에도 미디엄 사이즈(IMBHs)가 있다는 사실이 발견되었다. 이런 블랙홀은 성단 안에서 별들이 연쇄충돌을 일으킨 결과 태어나는 것으로 알려졌다. 이런 블랙홀들이 같은 지역에서 여럿 만들어지면 결국에는 합병과정을 밟게 되는데, 은하 중심의 거대질량 블랙홀은 이 같은 경로를 거쳐 생성된 것으로 보고 있다. 2014년에 마침내 천문학자들은 한 나선은하의 팔에서 중간질량 블랙홀이 탄생하는 것을 발견했다. 그들의 존재는 알고 있었지만 오랫동안 물증을 찾지 못했던 천문학자들이 애타게 기다리던 발견이었다. 블랙홀 존재 — 어떻게 알 수 있나?블랙홀은 엄청난 질량을 갖고 있지만 덩치는 아주 작다. 그만큼 물질밀도가 극도로 높다는 뜻이다. 따라서 중력이 극강이어서 어떤 것도 블랙홀을 탈출할 수가 없다. ​ 지구 탈출속도는 초속 11.2km이며, 빛의 초속은 30만km다. 블랙홀의 중력이 너무나 강해 탈출속도가 30만km를 넘기 때문에 빛도 여기서 탈출할 수가 없는 것이다. 따라서 우리는 블랙홀을 볼 수가 없다. 그런데 과학자들은 블랙홀의 존재를 확인할 수가 있다. 어떻게? 블랙홀이 주변의 가스와 먼지를 강력히 빨아들일 때 방출하는 X-선 복사로 그 존재를 알 수 있는 것이다. 우리 은하 중심부에 있는 거대질량 블랙홀은 두터운 먼지와 가스로 뒤덮여 있어 X-선 방출을 막고 있다. 물질이 블랙홀로 빨려들어갈 때 블랙홀의 사건지평선 입구에서 안으로 들어가지 않고 스쳐지나가는 경우도 더러 있다. 블랙홀이 직접 보이지는 않지만, 물질이 함입될 때 발생하는 강력한 제트 분출은 아주 먼 거리에서도 볼 있다. 블랙홀은 특이점과 안팎의 사건 지평선으로 구성된다. 특이점이란 블랙홀 중심에 중력의 고유 세기가 무한대로 발산하는 시공간의 영역으로, 여기서는 물리법칙이 성립되지 않는다. 즉, 사건의 인과적 관계가 보장되지 않는다는 뜻이다. 이 특이점을 둘러싸고 있는 것이 안팎의 사건 지평선으로, 바깥 사건지평선은 물질이 탈출이 가능한 경계이지만, 안쪽의 사건 지평선은 어떤 물질이라도 탈출이 불가능한 경계다. 기존의 고전 역학에서 볼 때 빛까지도 이 중력장에서 벗어날 수가 없다는 결론을 내렸지만, 양자역학으로 오면 사정이 좀 달라진다. 블랙홀도 무언가를 조금씩 내놓을 수 있다는 것이다. '블랙홀이 완전히 검지는 않다'​ 1970년대 영국의 물리학자 스티븐 호킹은 블랙홀이 양자 요동(quantum fluctuation)으로 인해 무언가를 내놓는다는 것을 보여주는 이론을 완성했다. 양자론에 따르면, 아무것도 없는 진공에서 난데없이 입자와 반입자(antiparticle)로 이루어진 가상 입자 한 쌍이 나타날 수 있으며, 이 한 쌍은 매우 짧은 시간 존재하다가 쌍소멸된다. 대부분의 상황에서 이들 입자 쌍은 관측하기 힘들 정도로 매우 빠르게 생겼다가 소멸는데, 이를 양자 요동 또는 진공 요동이라 한다. 과학자들은 실제로 이 양자 요동의 존재를 실험적으로 확인했다. ​이 양자 요동 가운데 하나가 블랙홀의 사건 지평선 근처에서 일어난다면, 한 쌍의 입자가 사건 지평선 근처에서 생겨날 때는 블랙홀의 강한 기조력 때문에 헤어지기 쉽다. 즉, 두 입자 중 하나는 지평선을 가로질러 떨어지는 반면, 다른 하나는 밖으로 탈출하는 일이 발생할 수도 있다. 탈출한 입자는 블랙홀에서 에너지를 가지고 나간 것으로, 이 과정이 반복적으로 일어나면 외부의 관측자는 블랙홀에서 나오는 빛의 연속적인 흐름을 보게 된다. 호킹의 주장에 따르면, 이 같은 양자 요동 효과 때문에 블랙홀이 빛을 방출한다는 것이다. 이를 '블랙홀 증발'이라 하고, 이때 빠져나오는 빛을 '호킹 복사(Hawking radiation)'라 한다. 그래서 호킹은 '블랙홀이 실제로는 완전히 검지 않다'는 말로 이 상황을 표현했다. 호킹의 이론대로 블랙홀이 계속 증발한다면, 수조 년의 시간이 흐르면 블랙홀 자체가 완전히 사라질 수도 있다는 얘기가 된다. 블랙홀에는 질량과 전하, 각운동량 외에는 아무 정보도 얻을 수 없다. 그래서 흔히들 블랙홀에는 세 가닥의 털밖에 없다고 말한다. 이처럼 인류는 아직까지 블랙홀에 대해 아는 것보다 모르는 것이 더 많은만큼 블랙홀은 21세기 천문학과 물리학에서도 여전히 화두가 될 것으로 보인다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

잊을만 하면 나타나는 소행성 하나가 또 지구를 찾아온다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 고래만한 크기의 소행성 하나가 다음달 5일(이하 현지시간) 지구에 최근접해 지나칠 예정이라고 밝혔다. 2년 전 존재가 처음 확인된 이 소행성의 이름은 '2013 TX68'. 이 소행성은 멀게는 1400만 km, 가장 가깝게는 1만 7000km 까지 접근할 것으로 예상돼 지구에 미치는 영향은 없다. 2013 TX68의 예상 접근 거리가 이처럼 큰 차이가 나는 것은 소행성의 궤도가 불확실하기 때문이다. NASA 측은 "2013 TX68 발견이후 움직임을 추적한 시간이 짧았기 때문에 정확한 궤도를 측정하기가 어렵다"면서 "극단적으로 지구와 가까워지는 시기는 2017년 9월 28일"이라고 밝혔다. 전문가들은 그러나 이 시기에도 2013 TX68이 지구와 충돌할 가능성은 2억 5000만 분의 1로 극히 낮은 것으로 분석했다. 　 그러나 2013 TX68이 전문가들의 예측을 뒤엎고 지구에 떨어지면 그 여파는 어떨까? 이는 3년 전 러시아 첼랴빈스크 상공에서 폭발한 소행성과 비교해 예측할 수 있다. 당시 약 20m 크기의 이 소행성은 지구 대기를 통과하다 폭발해 1200명 이상에게 피해를 안겼다. 2013 TX68는 약 30m 크기로 첼랴빈스크 당시보다 2배 정도 더 큰 영향을 줄 것이라는 것이 전문가들의 평가. 　 NASA 지구근접천체 조사센터(CNEOS) 폴 초다스 박사는 "2013 TX68 같은 작은 천체는 특히나 정확한 궤도를 예측하는 것이 어렵다"면서 "이같은 관측과 연구는 장차 벌어질 수 있는 위협적인 소행성을 미리 탐지하는데 큰 도움을 준다"고 밝혔다.　 한편 NASA 측은 지난달 지구를 위협하는 소행성으로부터 인류를 지키는 새로운 기구를 설립한다고 공식 발표한 바 있다. 우리나라 말로 번역하면 지구방위총괄국(PDCO·Planetary Defence Coordination Office)쯤 되는 거창한 이름의 이 조직은 말 그대로 만화영화에나 등장하는 현실판 ‘지구방위대’다. 주요 업무는 지구에 다가오는 물체(NEOs·Near-Earth Objects)와 잠재적 위험 소행성(PHA·potentially hazardous asteroid)을 모니터하고 만약 지구를 위협할 가능성이 있을 시 방어 계획을 맡는 것이다. NASA 측은 지금도 이 업무를 수행 중이나 이번에 하나의 조직으로 통합, 확장되면서 효율을 극대화했다. NASA 측은 “지구에 위협을 주는 소행성과 혜성에 즉각적으로 대응하기 위해 NASA 산하의 통합 조직을 만들었다”면서 “미 연방재난관리청(FEMA)과 소행성 충돌과 관련된 모든 정보를 공유할 것”이라고 밝혔다. 전문가들에 따르면 NASA는 900m 이상 크기를 가진 NEOs의 90%를 이미 파악했으며 현재는 그 이하 크기의 천체를 조사하고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

18세기 조선의 백수 지성 탐사(길진숙 지음, 북드라망 펴냄) 즐겁게 ‘살고/놀았던’ 조선 시대 선비 농암 김창협, 성호 이익, 혜환 이용휴, 담헌 홍대용 등 백수 선비 4인방을 소개한 책이다. 농암은 숙종의 숱한 관직 제수를 받고도 부친의 죽음 이후 관직을 버리고 백수의 길을 스스로 택했고, 이익과 이용휴는 가문의 불행 앞에서 학문과 문장을 택했다. 홍대용은 노론 명문가의 자제로 탄탄한 앞날이 보장되어 있음에도 과거 대신 농수각을 지어 천체를 관측하고, 악기를 연주하며 멀리 청나라까지 친구를 사귀었다. 오히려 백수 시절 최고의 학문적 수준에 도달한 삶의 답을 그들의 지성으로 탐색해본다. 336쪽 1만 7000원. 오리지널스(애덤 그랜트 지음, 홍지수 옮김, 한국경제신문 펴냄) 세상을 바꾼 혁신가들에 대한 통념을 깨고 새로운 시선으로 바라본다. 저자는 대세에 순응하지 않고, 시류를 거스르며, 구태의연한 전통을 거부하는 독창적인 사람들을 ‘오리지널스’로 지칭한다. 재계, 정계, 문화계를 망라하는 다양한 연구 결과와 현장 사례를 통해 창의성이 뛰어난 사람들은 위험을 기꺼이 감수하고 타고난 리더들이라는 고정 관념을 무너뜨린다. 이를테면 링컨은 게티즈버그로 출발하기 전날 밤까지도 연설문을 작성하지 못했고 레오나르도 다빈치는 모나리자를 그리다 말다를 반복하며 15년을 미룬 채 죽음이 임박해서야 완성했다. 464쪽. 1만 6000원. 배롱나무 꽃필적엔 병산에 가라(배국환 지음·나우린 그림, 나눔사 펴냄) 행정고시 출신으로 30년 넘게 기획재정부 등에서 일한 경제관료인 저자가 우리 역사와 문화유산에 대한 애정을 담아 집필한 답사기. 28개의 역사문화유산에 대한 감상을 시와 에세이, 수채화, 사진 등 다양한 장르로 표현했다. 저자는 10년 넘게 우리 문화유산 답사기와 역사, 불교, 미술사 등 서적을 탐독한 뒤 시간 여유가 날 때마다 폐사지와 국보 건축물, 유적지를 찾아 다니며 현장의 느낌을 시로 옮겼다. 비극의 역사현장, 예술혼이 담긴 작품과 유적, 자연과 사람에 대한 글로 구성된 책은 감성적이고 함축적으로 역사문화유산을 바라보는 눈을 열어준다. 239쪽. 1만 3000원. 뉴턴의 시계(에드워드 돌닉 지음, 노태복 옮김, 책과함께 펴냄) 저자는 과학혁명의 태동과 그 후폭풍이 세상을 뒤흔드는 모습을 한 편의 소설처럼 풀어낸다. 그림 자료를 곁들여 과학혁명의 주요 사상들을 이해하기 쉽게 소개한다. 만유인력의 법칙을 발견한 아이작 뉴턴은 자신이 하느님의 암호를 풀라는 소명을 부여받은 선택된 사람이라고 스스로 믿었다. 1687년 중력 이론을 밝혀낸 후 세계는 영원히 달라졌고, 그의 업적은 코페르니쿠스와 케플러, 갈릴레오 등 선배 과학자들의 연구를 바탕으로 이뤄졌다고 말할 수 있다. 과학을 좋아하는 독자라면 소설처럼 읽어 나갈 수 있다. 456쪽. 2만 2000원. 우주의 여행자(도널드 여맨스 지음, 전이주 옮김, 플루토 펴냄) 지구는 우주에서 날아오는 소행성과 끊임없이 부딪친다. 매일 100t의 행성 간 물질이 지구로 비 오듯 떨어지고 있지만 너무 작아서 우리가 느끼기도 전에 대기권에서 타 없어질 뿐이다. 하지만 언제나 작은 것들만 날아온다는 보장은 없다. 1909년 러시아 퉁쿠스카에 큰 피해를 입힌 충돌체의 크기는 지름 30m급으로 이 같은 충돌체는 지구 주변에 130만개가 존재하고, 평균 200년에 한 번 지구와 충돌할 것으로 예측된다. 저자는 지구 주변의 위협이 될 만한 작은 천체들을 미리 발견하고 계속 추격하기 위해서라도 우주에 대한 연구 조사 활동이 필요하다고 역설한다. 256쪽. 1만 5000원.

우주를 향한 인류의 여정은 최악의 한파와 눈폭풍 속에서도 멈추지 않았다. 이번주 민간 우주선 개발업체 스페이스X는 재활용로켓 팰컨 9를 쏘아올렸으나 절반의 성공에 그쳤고 우리 머리 위에 떠있는 국제우주정거장(ISS)의 우주인들은 아름다운 오로라와 미 동부지역을 강타한 눈폭풍 모습을 사진으로 전했다. 금주에 벌어진 우주 관련 주요 소식을 정리해봤다. - '절반의 성공' 팰컨 9 로켓 발사 지난 17일(이하 현지시간) 오전 스페이스X가 발사한 재활용로켓 팰컨 9는 기후변화를 정밀분석하는 위성 제이슨 3호를 무사히 우주 궤도에 올려놓는데는 성공했다. 그러나 임무를 마치고 귀환하던 1단계 추진로켓은 태평양에 떠있는 플랫폼 도크 위로 내려 앉았으나 갑자기 균형을 잃고 옆으로 쓰러지며 폭발했다. 현재까지 조사로는 착지 장치의 다리 부분이 부러져 일어난 사고로 알려졌으며 완벽한 성공을 눈 앞에 둔 상황에서 벌어져 안타까움을 자아냈다.　　 - 아름다운 지구의 오로라 지난 20일 유럽우주국(ESA)의 영국인 우주비행사 티모시 피크가 ISS에서 촬영한 아름다운 오로라 사진을 공개했다. 사진을 보면 지구 위로 붉은색과 녹색으로 이루어진 신비로운 커튼이 바로 오로라다. 피크에 따르면 사진은 캐나다 브리티시컬럼비아주(州)에 있는 코목스와 스트라스코나 일대 상공에서 촬영됐다. - 환상적인 토성의 두 위성 지난 20일 NASA는 토성탐사선 카시니호가 촬영한 위성 테티스와 야누스의 모습을 홈페이지에 공개했다. 사진 속 반달 모습으로 하얗게 빛나는 위성이 테티스, 그 뒤 못생긴 돌덩이처럼 보이는 것이 바로 야누스다. 테티스(Tethys)는 지름 1062km로 전체가 얼음 덩어리로 구성돼 있으며 표면은 어떤 물체와 충돌하면서 생긴 커다란 ‘상처’(크레이터·crater)가 있다. 로마신화에서 따온, 두 얼굴을 가진 신으로 유명한 야누스(Janus)는 지름 179km의 작은 위성으로 모양이 불규칙하고 표면이 얼음으로 덮여있다. 흥미로운 점은 야누스가 인근에 위치한 형제 달 에피메테우스(Epimetheus)와 공전 궤도를 공유하지만 서로 충돌하지는 않는다는 사실이다. 이같은 특징 때문에 전문가들은 과거 한 몸이었던 위성이 운석과 충돌해 두 개로 나눠진 것으로 추측하고 있다 - 과연 태양계에 숨겨진 행성이 있을까? 지난 20일 미국 캘리포니아 공대 등 공동연구팀은 명왕성 너머에 새로운 9번째 행성이 존재하고 있음을 입증하는 증거를 발견했다고 발표해 세계적인 화제를 모았다. 연구팀은 망원경으로 직접 관측한 것이 아닌 6개의 작은 천체가 같은 각도로 타원형 궤도를 도는 모습으로 이를 추론했으며 행성이 최대 지구보다 10배는 클 것으로 예상했다. - 우주에 떠있는 아름다운 보석　 우주에 떠있는 수많은 보석 같은 별들의 향연도 한 장의 사진에 담겼다.지난 21일 NASA는 마치 물감으로 그린듯 환상적인 색채로 빛나는 성단의 사진을 공개했다. NASA와 ESA가 공동으로 운영하는 허블우주망원경에 포착된 이 성단(星團·수백 개~수십만 개의 별로 이루어진 별들의 집단)의 이름은 ‘트럼플러 14’(Trumpler 14). 겨울철 남쪽 하늘에서 보이는 별자리인 용골자리(Carina)에 위치한 트럼플러 14는 지구에서 약 8000광년 떨어진 곳에 자리잡고 있다. - 무시무시한 거대한 눈폭풍 최근 미국을 마비시킨 사상 최악의 한파와 눈폭풍 모습도 우주에서 관측됐다. 23일 오전 ISS에 머물고 있는 미국인 우주비행사 스콧 켈리는 미국 동부 지역의 한파 사진을 트위터에 올리며 "모두 안전하기를"이라는 글을 남겼다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우주의 위협으로부터 지구를 지키는 것은 영화에서는 슈퍼히어로지만, 현실에서는 NASA의 과학자들의 몫이다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 지구를 위협하는 소행성으로부터 인류를 지키는 새로운 기구를 설립한다고 공식 발표했다. 우리나라 말로 번역하면 지구방위총괄국(PDCO·Planetary Defence Coordination Office)쯤 되는 거창한 이름의 이 조직은 말 그대로 만화영화에나 등장하는 현실판 '지구방위대'다. 주요 업무는 지구에 다가오는 물체(NEOs·Near-Earth Objects)와 잠재적 위험 소행성(PHA·potentially hazardous asteroid)을 모니터하고 만약 지구를 위협할 가능성이 있을 시 방어 계획을 맡는 것이다. NASA 측은 지금도 이 업무를 수행 중이나 이번에 하나의 조직으로 통합, 확장되면서 효율을 극대화했다. NASA 측은 "지구에 위협을 주는 소행성과 혜성에 즉각적으로 대응하기 위해 NASA 산하의 통합 조직을 만들었다"면서 "미 연방재난관리청(FEMA)과 소행성 충돌과 관련된 모든 정보를 공유할 것"이라고 밝혔다. 전문가들에 따르면 NASA는 900m 이상 크기를 가진 NEOs의 90%를 이미 파악했으며 현재는 그 이하 크기의 천체를 조사하고 있다. NASA 존 그런스펠드 해외협력부 국장은 "소행성을 사전에 탐지하고 추적하는 것은 지구를 지키기 위해 매우 중요한 일"이라면서 "첼랴빈스크 사례처럼 예기치 못한 천체가 지구에 큰 위협을 줄 수 있다"고 밝혔다. NASA의 언급처럼 실제 지구로 날아오는 소행성의 위협은 공상과학영화의 스토리로만 치부할 수 없다. NASA가 파악해 공개한 ‘잠재적 위험 소행성’(potentially hazardous asteroids·PHAs)은 약 1400개. 특히 2014년 NASA의 우주비행사 출신 에드 루 박사 등이 참여해 만든 비영리단체 ‘B612 파운데이션’은 2000년부터 2013년 사이 무려 26번이나 작은 도시 하나를 날려 버릴만한 소행성이 지구에 떨어졌다고 발표해 세상을 깜짝 놀라게 한 바 있다. 이중에는 지난 2013년 세상을 떠들썩 하게 만든 러시아 첼랴빈스크에 떨어진 소행성도 포함됐으며 대부분 태평양과 인도양 등 바다에 떨어졌다. 　 이에 지난해 초 NASA와 유럽우주기구(ESA)가 공동으로 힘을 합쳐 지구를 위협하는 소행성을 파괴해 인류를 구하는 AIDA(Asteroid Impact & Deflection Assessment) 계획을 밝힌 바 있다. 이 프로젝트는 영화처럼 지구와 충돌 위험이 있는 소행성을 산산조각내는 것이 아닌 충격을 가해 그 궤도를 일부 바꿔 위험을 사전에 제거하는 방식이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

'실종된 개념'도 넉넉히 껴안아줄 만큼 우리에게 친숙한 은하가 있다. 바로 ‘은하철도 999’를 탄 철이가 가고자 했던 그 곳, ‘안드로메다 은하’(The Andromeda Galaxy)다. 지난 5일(현지시간) 미 항공우주국(NASA) 고나드 우주비행센터 연구팀은 안드로메다에서 최대 수준의 X선 방출을 포착하는데 성공했다는 연구결과를 미 연례 천문학회에서 발표했다. NASA가 블랙홀을 추적하기 위해 우주로 쏘아올린 위성망원경 '누스타'(Nuclear Spectroscopic Telescope Array·NuSTAR)에 포착된 이 현상은 전문용어로 'X선 쌍성계'(X-ray binaries)라 부른다. 일반적으로 은하에는 블랙홀과 중성자별이 존재하는데 이 천체 중 하나가 다른 별과 쌍성계를 이루면 가스 등 주위 물질들이 뜨거워져 강력한 X선을 만들어낸다. 전문가들이 이 같은 우주 이벤트에 관심을 두는 이유는 이 과정이 은하계 생성의 비밀을 밝힐 수 있는 단초를 제공해주기 때문이다. 특히 안드로메다는 우리 은하와 불과(?) 200만 광년 떨어진 이웃 은하이기 때문에 이번처럼 직접 관측할 수 있는 살아있는 연구자료가 된다. 연구를 이끈 다니엘 윅 박사는 "비교적 가까운 거리에 안드로메다가 있기 때문에 그 안을 자세히 관측할 수 있다"면서 "블랙홀과 중성자별이 우주간 가스를 뜨겁게 만들어 은하계 생성과 진화에 결정적인 역할을 하는 것으로 여겨진다"고 설명했다. 이어 "안드로메다에는 극단적으로 많은 별들이 존재하는데 이는 우리 은하와는 다르게 형성됐을 가능성을 말해준다"고 덧붙였다. 한편 나선형 ‘몸매’를 자랑하는 안드로메다는 모습이 우리 은하와 거의 비슷하지만 질량은 2배 이상이다. 최소 1억 개 부터 1조 개 까지 정확한 별의 숫자도 모를 만큼 연구할 것이 많은 안드로메다는 영겁의 시간이 지나면 흥미롭게도 우리 곁으로 다가온다. 전문가들에 따르면 현재 두 은하는 시간당 40만 km 속도로 접근하고 있는 중이다. 결과적으로 37억 년 정도 후면 두 은하가 충돌하고 65억 년 뒤면 완전히 합체해 거대한 타원은하가 된다. 천문학자들이 태어나지도 않은 이 은하에 붙여놓은 이름은 두 은하의 이름을 합친 ‘밀코메다‘(Milkomeda)다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

'실종된 개념'도 넉넉히 껴안아줄 만큼 우리에게 친숙한 은하가 있다. 바로 ‘은하철도 999’를 탄 철이가 가고자 했던 그 곳, ‘안드로메다 은하’(The Andromeda Galaxy)다. 지난 5일(현지시간) 미 항공우주국(NASA) 고나드 우주비행센터 연구팀은 안드로메다에서 최대 수준의 X선 방출을 포착하는데 성공했다는 연구결과를 미 연례 천문학회에서 발표했다. NASA가 블랙홀을 추적하기 위해 우주로 쏘아올린 위성망원경 '누스타'(Nuclear Spectroscopic Telescope Array·NuSTAR)에 포착된 이 현상은 전문용어로 'X선 쌍성계'(X-ray binaries)라 부른다. 일반적으로 은하에는 블랙홀과 중성자별이 존재하는데 이 천체 중 하나가 다른 별과 쌍성계를 이루면 가스 등 주위 물질들이 뜨거워져 강력한 X선을 만들어낸다. 전문가들이 이 같은 우주 이벤트에 관심을 두는 이유는 이 과정이 은하계 생성의 비밀을 밝힐 수 있는 단초를 제공해주기 때문이다. 특히 안드로메다는 우리 은하와 불과(?) 200만 광년 떨어진 이웃 은하이기 때문에 이번처럼 직접 관측할 수 있는 살아있는 연구자료가 된다. 연구를 이끈 다니엘 윅 박사는 "비교적 가까운 거리에 안드로메다가 있기 때문에 그 안을 자세히 관측할 수 있다"면서 "블랙홀과 중성자별이 우주간 가스를 뜨겁게 만들어 은하계 생성과 진화에 결정적인 역할을 하는 것으로 여겨진다"고 설명했다. 이어 "안드로메다에는 극단적으로 많은 별들이 존재하는데 이는 우리 은하와는 다르게 형성됐을 가능성을 말해준다"고 덧붙였다. 한편 나선형 ‘몸매’를 자랑하는 안드로메다는 모습이 우리 은하와 거의 비슷하지만 질량은 2배 이상이다. 최소 1억 개 부터 1조 개 까지 정확한 별의 숫자도 모를 만큼 연구할 것이 많은 안드로메다는 영겁의 시간이 지나면 흥미롭게도 우리 곁으로 다가온다. 전문가들에 따르면 현재 두 은하는 시간당 40만 km 속도로 접근하고 있는 중이다. 결과적으로 37억 년 정도 후면 두 은하가 충돌하고 65억 년 뒤면 완전히 합체해 거대한 타원은하가 된다. 천문학자들이 태어나지도 않은 이 은하에 붙여놓은 이름은 두 은하의 이름을 합친 ‘밀코메다‘(Milkomeda)다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우주에는 수많은 별과 은하가 있다. 그리고 종종 이 천체들은 화가가 붓으로 그린 것처럼 아름다운 모습을 우리에게 보여준다. 그 가운데 5개의 은하가 모여 아름다운 풍경을 만드는 스테판의 5중주가 있다. 스테판의 5중주(Stephan's Quintet)는 프랑스의 천문학자인 스테판이 1877년 처음 관측해 이런 명칭이 붙었다. 당시에는 은하가 아니라 성운이라고 생각했는데, 이후 관측에서 사실은 5개의 은하라는 사실을 밝혀졌다. 재미있는 것은 사실 NGC 7320 은하(위의 사진에서 왼쪽 위)는 지구에서 4000만 광년 떨어진 반면, 나머지 은하들은 2억9000만 광년 떨어진 은하라는 것이다. 실제로는 4개만 서로 인접해 있어 5중주가 아니라 4중주인 셈이다. 스테판의 5중주의 가운데는 합체하는 두 개의 은하가 존재한다. NGC 7318a, NGC 7318b라고 명명된 이 은하는 충돌로 인해 모양이 일그러지면서 주변으로 별과 가스를 배출하고 있다. 이는 가시광 영역에서 마치 금가루와 은가루를 뿌린 것 같은 모습을 보여준다. 과학자들은 인접한 4개의 은하(NGC 7317, NGC 7318a, NGC 7318b, NGC 7319) 사이에 가시광 영역에서는 보이지 않는 고온의 수소 가스가 있다는 사실을 밝혀냈다. 이는 두 은하의 충돌 과정에서 나온 고온의 수소 가스로 아래 사진에서는 파란색으로 보인다. 스테판의 5중주는 지구에서 비교적 가까운 위치에서 발생하는 은하 충돌을 보여준다. 따라서 과학자들은 이 은하에 대한 많은 연구를 진행 중이다. 은하의 충돌과 합체는 은하가 성장하는 중요한 이유 가운데 하나이기 때문이다. 물론 이 과정에서 아름다운 스테판의 5중주를 보고 감탄하게 되는 것은 말할 것도 없다. 이 은하들이 만드는 밤하늘의 선율은 정말 아름답다. 참고로 먼 미래 우리 은하 역시 안드로메다은하와 충돌할 가능성이 크다. 그때가 되면 먼 외부 은하에 있는 외계인이 우리 은하와 안드로메다은하의 충돌을 관측하면서 비슷한 아름다움을 감상할지도 모른다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

우주에는 수많은 별과 은하가 있다. 그리고 종종 이 천체들은 화가가 붓으로 그린 것처럼 아름다운 모습을 우리에게 보여준다. 그 가운데 5개의 은하가 모여 아름다운 풍경을 만드는 스테판의 5중주가 있다. 스테판의 5중주(Stephan's Quintet)는 프랑스의 천문학자인 스테판이 1877년 처음 관측해 이런 명칭이 붙었다. 당시에는 은하가 아니라 성운이라고 생각했는데, 이후 관측에서 사실은 5개의 은하라는 사실을 밝혀졌다. 재미있는 것은 사실 NGC 7320 은하(위의 사진에서 왼쪽 위)는 지구에서 4000만 광년 떨어진 반면, 나머지 은하들은 2억9000만 광년 떨어진 은하라는 것이다. 실제로는 4개만 서로 인접해 있어 5중주가 아니라 4중주인 셈이다. 스테판의 5중주의 가운데는 합체하는 두 개의 은하가 존재한다. NGC 7318a, NGC 7318b라고 명명된 이 은하는 충돌로 인해 모양이 일그러지면서 주변으로 별과 가스를 배출하고 있다. 이는 가시광 영역에서 마치 금가루와 은가루를 뿌린 것 같은 모습을 보여준다. 과학자들은 인접한 4개의 은하(NGC 7317, NGC 7318a, NGC 7318b, NGC 7319) 사이에 가시광 영역에서는 보이지 않는 고온의 수소 가스가 있다는 사실을 밝혀냈다. 이는 두 은하의 충돌 과정에서 나온 고온의 수소 가스로 아래 사진에서는 파란색으로 보인다. 스테판의 5중주는 지구에서 비교적 가까운 위치에서 발생하는 은하 충돌을 보여준다. 따라서 과학자들은 이 은하에 대한 많은 연구를 진행 중이다. 은하의 충돌과 합체는 은하가 성장하는 중요한 이유 가운데 하나이기 때문이다. 물론 이 과정에서 아름다운 스테판의 5중주를 보고 감탄하게 되는 것은 말할 것도 없다. 이 은하들이 만드는 밤하늘의 선율은 정말 아름답다. 참고로 먼 미래 우리 은하 역시 안드로메다은하와 충돌할 가능성이 크다. 그때가 되면 먼 외부 은하에 있는 외계인이 우리 은하와 안드로메다은하의 충돌을 관측하면서 비슷한 아름다움을 감상할지도 모른다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

영화 ‘인터스텔라’에서는 블랙홀에 빠져들어간 주인공이 가까스로 생존하는 장면이 나온다. 초고밀도에 의하여 생기는 중력장의 구멍을 뜻하는 블랙홀은 일반적으로 모든 것을 흡수하고 파괴하며 절대 헤어나올 수 없는 존재로 인식돼 왔지만 이와 달리 '킬러'가 아니라는 주장도 있다. 역설적이지만 블랙홀은 우주에서 가장 밝은 천체 가운데 하나로 그 자체는 빛을 내지 않지만, 그 안으로 빨려 들어가는 물질이 빛과 에너지를 내놓는다. 대부분의 은하들은 그 중심부에 우리 태양 질량의 수백 만 배 심지어 수십억 배가 넘는 거대한 블랙홀을 품고있다. 우리 은하에도 역시 태양 질량의 약 400만 배가 넘는 거대 블랙홀이 '조용히' 존재하지만 어떤 블랙홀은 주변 물질을 게걸스럽게 잡아먹으며 요란을 떨기도 한다. 2015년 한해 학계를 떠들썩하게 만든 블랙홀과 관련된 연구성과를 정리해봤다. - 충돌하는 두 은하 속 ‘괴물 블랙홀’ 탄생 포착 　 올해 초 미 항공우주국(NASA)의 누스타(NuSTAR) 우주망원경이 두 은하의 충돌로 인해 괴물 블랙홀이 탄생하고 있는 현장을 잡아냈다. 블랙홀 현상을 추적하기 위해 우주로 쏘아올려진 NuSTAR는 고에너지 X선 자기장 영역을 관측할 수 있는 위성 망원경이다. 충돌한 두 은하는 Arp 299로 통칭되는 것으로, 지구로부터 1억 3400만 광년 거리에 있다. - 별을 ‘호로록’ 빨아먹는 괴물 블랙홀 포착　 지난 1월 미국과 헝가리 등이 참여한 국제 연구진이 지구로부터 약 30억 광년 거리에 있는 한 거대질량 블랙홀의 식사 장면을 확인했다는 연구결과를 발표했다.천문학자들은 이전에도 여러 블랙홀이 별을 먹은 과정을 목격해왔지만, 이번처럼 식사 중인 모습이 관측된 경우는 이례적인 일이라고 밝혔다. 이 놀라운 광경은 2009년 1월 미국 텍사스주(州)에 있는 맥도널드천문대의 한 작은 망원경(ROTSE-IIIB)에 의해 처음 목격됐다. 이후 미 하와이 마우나케아 산에 있는 W.M.켁 천문대의 천체망원경과 구경 9.2m 호비-에버리 망원경, 스위프트 위성 등으로 관측한 데이터를 사용해 ‘비밀’을 밝힐 수 있었다. 22.5등급으로 분류되는 이 천문 사건은 가장 밝은 항성 폭발로 알려진 ‘초광도 초신성’보다 더 밝았다. - 태양 질량의 120억배 ‘초대형 블랙홀’ 발견 지난 2월 우주 퀘이사 중심에서 거대한 규모의 블랙홀이 발견됐다. 퀘이사는 지구에서 관측할 수 있는 가장 먼거리에 있는 천체로, 수많은 별들로 이뤄진 은하다. ‘SDSS J0100+2902’ 라고 명명된 이 블랙홀은 지구에서 128억 광년 떨어진 곳에 위치하고 있으며, 그 질량이 태양의 120억배에 달하는 것으로 알려졌다. 이를 처음 발견한 오스트레일리아국립대학의 푸얀 비엔 박사 연구진은 이 블랙홀이 먼 우주에서 가장 밝은 광원체로서 ‘등대’와 같은 역할을 한다고 설명했다. 연구진에 따르면 퀘이사 중심에 있는 이 블랙홀은 엄청난 중력을 자랑하며, 태양보다 질량이 훨씬 큰 만큼 태양이 발산하는 에너지와 비교하기 어려울 정도의 강한 에너지를 뿜어내는 것으로 알려졌다. 이 블랙홀은 매우 짧은 시간 동안 거대한 질량의 초대형 블랙홀로 성장한 것으로 추측된다. - 초거대 블랙홀 제트 간 충돌 사상 첫 포착 초거대 블랙홀에서 제트끼리 서로 충돌하는 현상이 사상 처음으로 포착됐다. 지난 5월 미국 우주망원경연구소(STScI)측은 타원은하 NGC 3862 중심에 있는 블랙홀 제트의 충돌 모습을 유명학술지 네이처(Nature)에 발표했다. 미 항공우주국(NASA)의 허블우주망원경으로 관측한 이번 현상은 지구로부터 약 2억 6000만 광년 떨어진 곳에 위치한 은하 NGC 3862의 중심부에서 포착됐다. 일반적으로 은하 중심에는 거대 블랙홀이 존재한다. 이를 증명하는 것이 바로 은하 중심에서 ‘물질’이 방출되는 현상인 제트(jets)다. 사실 모든 것을 집어 삼킨다는 블랙홀이 왜 제트를 뿜어내는지 또한 그 구성 물질이 정확히 어떻게 되는지는 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 다만 에너지가 강한 X선과 에너지가 약한 X선의 강도 비율에 밀접한 연관이 있다고 추측되고 있다. 그러나 블랙홀이 인간의 머리로 상상하기 힘든 에너지를 엄청난 속도로 뿜어낸다는 것은 확실하다. - 태양보다 5000배 큰 중간급 블랙홀 발견 지난 9월 NASA와 메릴랜드 대학 공동연구팀은 지구 남반구 별자리인 그물자리 방향으로 약 1,350만 광년 떨어진 NGC 1313에서 중간급의 새 블랙홀을 발견했다고 발표했다. 막대나선은하인 NGC 1313에 놓여있는 블랙홀 ‘NGC 1313 X-1’은 중간급이라는 수식어가 붙어있지만 사실 우리 태양보다도 무려 5000배 이상이나 질량이 크다. 일반적으로 블랙홀의 크기는 우리 태양과 비교해 크게 두 부류로 분류한다. 블랙홀이 우리 태양 질량의 100만 배 이상인 경우 ‘초질량 블랙홀’로, 10~100배 수준이면 ‘별질량블랙홀’ 로 구분하는 것.그러나 흥미롭게도 그 중간급에 속하는 블랙홀은 거의 발견되지 않았다. 한마디로 우주의 블랙홀이 작거나 크거나 ‘모아니면 도’로 존재하는 것도 이유지만 그만큼 찾아내기 힘든 것도 큰 원인이다. 그러나 지난 2012년 호주 연방과학산업연구기구(CSIRO)가 지구에서 3억 광년 떨어진 ESO-243-49 은하 중심부에서 질량이 우리 태양의 약 2만 배로 추정되는 중간급 질량의 블랙홀을 처음으로 발견한 바 있다 - 초질량 블랙홀, 다가온 별 잡아먹는 모습 관측 　 강력한 중력으로 빛 조차도 흡수한다는 블랙홀에 거대한 별이 가까이 접근한다면 어떤 현상이 발생할까?지난 10월 미국 미시간 대학 등 국제공동연구팀은 블랙홀이 별을 찢어 흡수하는 현상을 관측해 이를 분석한 연구결과를 세계적인 과학지 ‘네이처’(Nature)에 발표했다.　이제는 영화로도 익숙해진 블랙홀은 대부분의 은하 중심부에 존재한다. 연구팀의 관측대상에 오른 지역은 지구로부터 2억 9000만 광년 떨어진 곳에 위치한 은하 PGC 043234 중심부에 놓인 초질량 블랙홀(ASASSN-14li)이다. 연구팀은 NASA의 찬드라 X-레이 우주망원경과 스위프트 위성, 유럽우주국(ESA)의 XMM-뉴턴(XMM-Newton)망원경을 동원해 문제의 지역을 관측한 결과 가깝게 접근한 별을 블랙홀이 쭉 빨아들이는 일명 ‘조석 분열’(tidal disruption) 현상을 관측하는데 성공했다. - ‘블랙홀’이 별을 통째로 ‘꿀꺽’ 첫 관측　 지난달 천문학자들로 이루어진 다국적 팀이 블랙홀이 별을 통째로 꿀꺽하고는 트림처럼 고속 플라스마를 우주공간으로 방출하는 현장을 목격했다. 이 거대한 에너지의 흐름은 우리 태양이 1000만년 동안 생산하는 에너지와 맞먹는 것으로 보인다.문제의 블랙홀은 지구로부터 3억 광년 떨어진 PGC 43234 -300이라는 은하 중심에 똬리를 틀고 있는 것으로, 우리 태양 질량의 100만 배 정도지만, 초질량의 블랙홀에 비한다면 비교적 경량급에 속하는 것이다. 하지만 엄청난 중력을 갖고 있어 우리 태양 정도 크기의 별 하나 정도는 떡 먹듯이 먹어치울 수 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

작년 12월 남극에 있는 우리 장보고 과학기지 남쪽 300㎞ 청빙지역에서 우리나라 연구팀이 대형 운석을 발견하는 행운을 잡았다. 그동안 찾아낸 남극 운석 중 가장 큰 운석(사진)으로, 가로 21㎝, 세로 21㎝, 높이 18㎝, 무게 11㎏이나 나간다. 남극 운석은 우주 공간을 떠돌던 암석이 지구 중력에 이끌려 떨어진 것으로, 태양계 탄생 초기의 역사를 고스란히 담고 있는 화석이라 할 수 있다. 원래 남극은 지구상에서 운석이 가장 많이 발견되는 지역이다. 흰 눈벌 위에 시커먼 돌덩어리가 눈에 띈다면 운석일 가능성이 높다. 극지연구소는 2006년부터 지금까지 여덟 차례 남극운석 탐사를 벌여 42개의 운석을 확보하여, 우리나라는 모두 282개의 남극 운석을 보유하고 있다. 작년 3월에는 진주에 운석이 여러 개 떨어져 너도 나도 운석 찾으러 나서는 통에 온 나라에 운석 바람이 불기도 했다. 왜 사람들이 운석을 찾으러 그렇게 법석을 떠는 것일까? 운석이 무게로 따져 금값의 10배가 되는 것도 있다니, 그럴 만도 하다. 물론 모든 운석이 다 그렇다는 건 아니다. 그리고 운석을 발견한 후에도 뒤처리를 잘못하면 운석 가치는 뚝 떨어진다. 매일 1백 톤씩 떨어지는 운석 그런데 이런 운석이 매일 평균 1백 톤, 일년에 4만 톤씩 지구에 떨어지고 있다. 먼지처럼 작은 입자의 우주 물질은 1초당 수만 개씩, 지름 1㎜ 크기는 평균 30초당 1개씩, 지름 1m 크기는 1년에 한 개 정도씩 지구로 떨어진다. 하지만 그 3분의 2가 바다에 떨어지고, 나머지는 대부분 사람이 살지 않는 지역에 떨어지는 통에 거의 발견되지 않는다. 날마다 지구를 찾아오는 외계 손님, 운석이란 과연 무엇인가? 운석은 우리가 흔히 말하는 별똥별, 곧 유성체가 타다 남은 암석이다. 그래서 운석을 '별똥돌'이라고도 한다. 그러면 이런 유성체는 어디에서 오는 것일까? 대부분은 지구에서 약 4억km 떨어진 화성과 목성 사이에 위치한 소행성대에서 온다. 소행성이란 태양 주위를 공전하는 행성보다 작은 천체를 말한다. 소행성대에는 크기가 트럭만한 것에서부터 수백km나 되는 거대한 우주 암석들이 빽빽이 모여 있는데, 2010년 1월 30일 현재 23만 1,665개가 등재되어 있다. 이 수많은 소행성들은 모두 45억 년 전 태양계가 형성될 때부터 존재해온 물질들이다. 이것들은 잘하면 행성이 될 수도 있었는데, 목성의 조석력이 하도 크다 보니 행성이 채 되기도 전에 바스라져버린 행성 부스러기라 할 수 있다. 행성 간 공간에 혜성이나 소행성이 남긴 파편들이 떠돌아다니다가, 초속 30km의 속도로 태양 주위를 공전하는 지구로 끌려들어오면, 초속 10~70km의 속도로 지구대기로 진입, 대기와의 마찰로 가열되어 빛나는 유성이 된다. 이를 화구(火球, fireball)라 한다. 대부분의 유성체는 작아서 지상 100km 상공에서 모두 타서 사라지지만, 큰 유성체는 그 잔해가 땅에 떨어지는데, 이것이 바로 운석이다. 공룡 대멸종도 운석 충돌로... 매일 1백 톤씩 지구에 떨어지는 운석. 생각해보면 이 우주 안에서 100% 안전한 곳은 하나도 없다. 그 확률이 희박할 따름이지, 운석은 지금 이 순간도 내 뒤통수를 후려칠 수 있는 것이다. 이처럼 우주에서 날아온 운석이 지붕을 뚫거나 차를 찌그러뜨리는 일들이 심심찮게 일어난다. 하지만 당신이 크게 다치거나 목숨을 잃지만 않는다면, 그건 횡액이 아니라 엄청난 행운이다. 운석이 지붕 수리비나 찻값보다 적어도 10배 이상의 값어치가 나가기 때문이다. 오염되지 않은 희귀 운석은 이처럼 ‘우주의 로또’가 되기도 한다. 화성에서 온 운석이나 지구 물질에 오염되지 않은 운석 등은 1g당 1000만 원을 호가한다. 그러므로 운석이 떨어진 걸 발견했을 때 가장 먼저 해야 할 일은 재빨리 비닐 장갑을 끼고 운석을 수거해서는 밀봉한 다음 냉동고에 집어넣는 일이다. 46억 년 지구의 역사 중에서 가장 유명한 운석 충돌은 멕시코 유카탄 반도의 칙술루브에 떨어진 소행성 충돌일 것이다. 지름 10km의 소행성이 떨어져 지름 180km의 크레이터를 만들었다. 약 6500만 년 전 백악기 말 공룡을 비롯한 지구 생명체의 약 70%가 멸종했는데(K-T 대량멸종 사건), 그 원인이 바로 칙술루브 소행성 충돌이라고 한다. 운석 충돌이 한 나라에 거대한 부를 안겨준 희귀한 사례도 있다. 운석 충돌로 인한 고열과 압력으로 엄청난 규모의 다이아몬드가 생성되었던 것이다. 그 행운의 나라는 바로 러시아다. 러시아 동부 시베리아에 전 세계 매장량의 10배에 달하는 다이아몬드 수조 캐럿이 매장돼 있다는 사실이 지난 2012년 언론에 보도되었는데, 그 장소가 바로 운석이 충돌한 크레이터라는 것이다. 매장량은 자그마치는 향후 3000년간 시장에 공급할 수 있는 양이다. 지구 종말은 소행성 충돌로? 이처럼 다양한 얼굴을 가진 운석이지만, 문제는 그 가공스러운 충돌이 가져올 대재앙이다. 지름 10km짜리 소행성 하나가 초속 20km 속도로 지구와 충돌하기만 해도 강도 8 지진의 1000배에 달하는 격동이 지구를 휩쓸 것이며 대재앙을 피할 수 없게 된다. 그런 연유로 지구 종말은 소행성 충돌에 의한 것이라는 공포가 광범하게 퍼져 있는 실정이다. 시속 수 만km의 무서운 속도로 떨어지는 운석의 파괴력은 실로 가공스러울 정도다. 지름이 수백 미터의 운석이 지상에 떨어지면 과연 어떤 일이 일어날까? 그 순간의 파괴력은 히로시마 원자폭탄을 수십만 개를 한꺼번에 터뜨린 것과 맞먹는 끔찍한 상황이 연출된다. 이러한 대재앙을 피하기 위해 과학자들은 최선의 방법들을 찾아내는 데 여념이 없다. 지구로부터 0.05AU(지구-태양 거리 1AU=1억 5천만km) 이내에 접근하는 천체를 지구접근천체(Near-Earth Object, NEO)라 하는데, 지구에 잠재적인 위협을 줄 수 있는 소행성 100만 개 중에 발견된 건 단 1%에 지나지 않는다. 지구에 위협을 가할 가능성이 있는 100만 개 이상의 소행성은 아직 찾지 못한 상태이다. 주목! 2029년에 접근하는 소행성 아포피스 특히 천문학자들이 우려의 눈길로 주목하고 있는 소행성이 하나 있다. 축구장보다 큰 이 철광석 소행성 아포피스는 2029년 4월 13일 금요일, 3만 5,000km 이내로 근접 통과할 것으로 예측되고 있다. 이는 지구-달 사이 거리의 1/10 수준으로 거의 충돌이나 마찬가지다. 그 접근 거리는 지구 표면과 정지 위성 사이를 통과할 정도다. 그렇다면 우리의 대응책은 무엇인가? 과학자들은 위협 천체와 지구가 충돌하는 것을 막기 위해 다양한 방법들을 연구하고 있다. 고출력 레이저로 소행성을 태우는 방안은 그중 하나다. 비행기에서 고출력 레이저를 쏘아 소행성 한쪽 면에 태워버림으로써 소행성 무게 평형을 깨뜨려 궤도를 뒤틀리게 하는 방법이다. 우리나라도 내년부터 지구위협천체에 대한 연구를 본격적으로 시작한다. 작년 12월 국회에서 ‘우주개발 진흥법 일부개정법률안'이 통과되면서 우주 위험에 대비하기 위한 조치로 우주환경감시기관이 설립될 예정이다. 원래 우주는 폭력적인 장소이다. 우주 안에서 100% 안전한 장소는 없다. 소행성 충돌은 백만분의 1초 만에 모든 게 끝장날 행성 충돌이나 중성자별 충돌, 블랙홀 충돌, 그리고 은하 충돌에 비하면 씹던 껌에 얻어맞는 정도에 지나지 않을지도 모른다. 하지만, 그것이 지구로 향해 꽂힐 때는 말 그대로 지구 종말이 될 것이다. 과연 지구는 소행성 충돌로 끝장날 것인가? 그것이 신의 시나리오인가? 그것은 아무도 모른다. 다만 인류는 이 광포한 우주 속에서 오로지 우연과 행운, 그리고 신의 가호에 의지한 채 살아가야 할 나약한 존재라는 사실만은 확실한 듯하다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

100km 짜리 떠돌이 혜성이 위험하다고 과학자들이 경고하고 나섰다. 이 거대 혜성이 지구를 강타할 가능성이 예상보다 훨씬 높다고 과학자들은 생각하고 있다. 미항공우주국(NASA)이 소행성의 지구 충돌에 관심을 쏟고 있는 데 반해, 장주기 혜성이 잠복하고 있는 목성 궤도 너머의 우주공간을 주시해야 할 필요가 있다는 새로운 연구가 나왔다. - 수많은 위협들 수백 개에 이르는 이 커다란 혜성들은 20여 년 전에 발견된 것으로, 센타우루스 족이라 불린다. 이들 혜성은 먼지가 뒤섞인 얼음 뭉치들로, 해왕성 궤도 너머에서 출발한 불안정한 궤도를 가지고 있다. 혜성의 크기는 대개 50~100km 정도로, 한 개 혜성의 질량이 이제껏 지구에 근접했던 모든 소행성들의 총질량을 넘어선다. 이 혜성들의 궤도는 목성과 토성, 천왕성, 해왕성의 궤도를 가로지른다. 따라서 혜성이 이들 거대 행성들의 중력장을 스쳐지날 가능성이 상존하며, 행성의 중력에 의해 지구 쪽으로 내동댕이쳐질 가능성을 배제할 수 없는 것이다. 연구는 그 가능성에 대해 4만~10만 년에 한 번 꼴이라고 밝혔다. 혜성은 태양에 접근함에 따라 분해되기 시작하고, 그 잔해들이 꼬리로 방출되어 지구에 영향을 미치게 된다. 이러한 거대 혜성의 분해에서 발생하는 잔해물들은 간헐적으로 지구에 쏟아져들어오는데, 무려 10만 년에 걸쳐 잔해물 포격이 지속된다고 왕립 천문학회 저널 ‘천문-지구물리학’에 발표된 논문에서 밝혔다. 논문 공동저자 빌 네이피어 버킹엄 대학 교수는 “지난 30년간 우리는 소행성과 지구 충돌 문제를 분석하고 연구하는데 많은 노력을 기울여왔다”면서 “우리 연구는 바로 이웃 행성뿐 아니라, 목성 궤도 너머의 센타우루스 족에 대해서도 주의를 게을리하면 안된다는 것을 말해주고 있다”고 설명했다. 이어 “만약 우리가 옳다면 이들 먼 혜성들이야말로 심각한 위협이며, 우리는 이들에 대해 더 자세히 연구하지 않으면 안된다”고 강조한다. 지구상의 최초 생명은 물과 유기물질을 가져다준 혜성의 포격에서 비롯되었을지도 모른다. 지름 10 ㎞ 이상의 초거대 충돌 중 가장 최근에 일어난 것은 6500만 년 전 백악기-제3기 대멸종을 일으킨 칙술루브 충돌로, 많은 과학자들은 이로 인해 지구상에서 공룡이 멸종한 것으로 보고 있다. 지름 1㎞의 소행성이 지구와 충돌할 확률은 50만 년에 한 번 꼴이며, 지름 5㎞짜리의 제법 큰 충돌은 대략 천만 년에 한 번 꼴로 일어난다. 혜성이 가져올 위험요소는 이뿐이 아니다. 새 연구는 지구 궤도에 도달한 혜성이 뿜어낼 엄청난 양의 가스와 먼지 등은 핵겨울 같은 상황을 불러올 수도 있다고 지적한다. 연구자들은 “이 위협은 심각한 것으로, 많은 생명체의 멸종을 가져올 가능성이 높다”고 주장한다. 또 연구자들은 센타우루스 족이 가져올 위협이 임박한 것은 아니지만, 그때가 언제인지 예측할 수 없다는 데 문제가 있다고 말한다. NASA는 태양계 내에서 발견된 지구접근 천체 1만 2,992에 대해 현재 추적을 계속하고 있다. 그중에서 잠재적 위험 소행성으로 분류된 개수가 1,607개나 된다니, 적은 숫자는 아니다. 새 연구는 이 목록에 지구를 위협하는 수백 개의 우주 바위들을 추가할 것을 제안하고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

여객기 좌석에 편안히 앉아 너풀너풀 날리는 ‘천상의 커튼’ 을 보는 기분은 어떨까? 최근 덴마크 출신의 아마추어 천체 사진작가 루슬란 머츨야코프가 여객기 창을 통해 본 오로라 사진을 공개해 관심을 끌고있다. 지난 7일(현지시간) 러시아 북서부와 노르웨이 북단 사이에 위치한 북극해 일부인 바렌츠해 상공에서 촬영한 이 사진은 여객기 날개 끝으로 너풀거리는 환상적인 오로라 모습을 담고있다. 루슬란은 "노르웨이령 스발바르에서 오슬로로 가던 중 화려하게 펼쳐진 오로라 모습을 촬영했다"면서 "마침 창가 자리에 앉게된 것도 행운이었다"고 밝혔다. 우리나라에서는 사진으로만 볼 수 있는 오로라(Aurora)는 태양표면 폭발로 우주공간으로부터 날아온 전기 입자가 지구자기(地球磁氣) 변화에 의해 고도 100∼500 km 상공에서 대기 중 산소분자와 충돌해서 생기는 방전현상이다. ‘새벽’이라는 뜻의 라틴어 ‘아우로라’라는 말에서 유래한 오로라는 북반구와 남반구 고위도 지방에서 주로 목격돼 극광(極光)이라 불리기도 하며 목성, 토성 등에서도 비슷한 현상이 나타난다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

작년 12월 남극에 있는 우리 장보고 과학기지 남쪽 300㎞ 청빙지역에서 우리나라 연구팀이 대형 운석을 발견하는 행운을 잡았다. 그동안 찾아낸 남극 운석 중 가장 큰 운석(사진)으로, 가로 21㎝, 세로 21㎝, 높이 18㎝, 무게 11㎏이나 나간다. 남극 운석은 우주 공간을 떠돌던 암석이 지구 중력에 이끌려 떨어진 것으로, 태양계 탄생 초기의 역사를 고스란히 담고 있는 화석이라 할 수 있다. 원래 남극은 지구상에서 운석이 가장 많이 발견되는 지역이다. 흰 눈벌 위에 시커먼 돌덩어리가 눈에 띈다면 운석일 가능성이 높다. 극지연구소는 2006년부터 지금까지 여덟 차례 남극운석 탐사를 벌여 42개의 운석을 확보하여, 우리나라는 모두 282개의 남극 운석을 보유하고 있다. 작년 3월에는 진주에 운석이 여러 개 떨어져 너도 나도 운석 찾으러 나서는 통에 온 나라에 운석 바람이 불기도 했다. 왜 사람들이 운석을 찾으러 그렇게 법석을 떠는 것일까? 운석이 무게로 따져 금값의 10배가 되는 것도 있다니, 그럴 만도 하다. 물론 모든 운석이 다 그렇다는 건 아니다. 그리고 운석을 발견한 후에도 뒤처리를 잘못하면 운석 가치는 뚝 떨어진다. 매일 1백 톤씩 떨어지는 운석 그런데 이런 운석이 매일 평균 1백 톤, 일년에 4만 톤씩 지구에 떨어지고 있다. 먼지처럼 작은 입자의 우주 물질은 1초당 수만 개씩, 지름 1㎜ 크기는 평균 30초당 1개씩, 지름 1m 크기는 1년에 한 개 정도씩 지구로 떨어진다. 하지만 그 3분의 2가 바다에 떨어지고, 나머지는 대부분 사람이 살지 않는 지역에 떨어지는 통에 거의 발견되지 않는다. 날마다 지구를 찾아오는 외계 손님, 운석이란 과연 무엇인가? 운석은 우리가 흔히 말하는 별똥별, 곧 유성체가 타다 남은 암석이다. 그래서 운석을 '별똥돌'이라고도 한다. 그러면 이런 유성체는 어디에서 오는 것일까? 대부분은 지구에서 약 4억km 떨어진 화성과 목성 사이에 위치한 소행성대에서 온다. 소행성이란 태양 주위를 공전하는 행성보다 작은 천체를 말한다. 소행성대에는 크기가 트럭만한 것에서부터 수백km나 되는 거대한 우주 암석들이 빽빽이 모여 있는데, 2010년 1월 30일 현재 23만 1,665개가 등재되어 있다. 이 수많은 소행성들은 모두 45억 년 전 태양계가 형성될 때부터 존재해온 물질들이다. 이것들은 잘하면 행성이 될 수도 있었는데, 목성의 조석력이 하도 크다 보니 행성이 채 되기도 전에 바스라져버린 행성 부스러기라 할 수 있다. 행성 간 공간에 혜성이나 소행성이 남긴 파편들이 떠돌아다니다가, 초속 30km의 속도로 태양 주위를 공전하는 지구로 끌려들어오면, 초속 10~70km의 속도로 지구대기로 진입, 대기와의 마찰로 가열되어 빛나는 유성이 된다. 이를 화구(火球, fireball)라 한다. 대부분의 유성체는 작아서 지상 100km 상공에서 모두 타서 사라지지만, 큰 유성체는 그 잔해가 땅에 떨어지는데, 이것이 바로 운석이다. 공룡 대멸종도 운석 충돌로... 매일 1백 톤씩 지구에 떨어지는 운석. 생각해보면 이 우주 안에서 100% 안전한 곳은 하나도 없다. 그 확률이 희박할 따름이지, 운석은 지금 이 순간도 내 뒤통수를 후려칠 수 있는 것이다. 이처럼 우주에서 날아온 운석이 지붕을 뚫거나 차를 찌그러뜨리는 일들이 심심찮게 일어난다. 하지만 당신이 크게 다치거나 목숨을 잃지만 않는다면, 그건 횡액이 아니라 엄청난 행운이다. 운석이 지붕 수리비나 찻값보다 적어도 10배 이상의 값어치가 나가기 때문이다. 오염되지 않은 희귀 운석은 이처럼 ‘우주의 로또’가 되기도 한다. 화성에서 온 운석이나 지구 물질에 오염되지 않은 운석 등은 1g당 1000만 원을 호가한다. 그러므로 운석이 떨어진 걸 발견했을 때 가장 먼저 해야 할 일은 재빨리 비닐 장갑을 끼고 운석을 수거해서는 밀봉한 다음 냉동고에 집어넣는 일이다. 46억 년 지구의 역사 중에서 가장 유명한 운석 충돌은 멕시코 유카탄 반도의 칙술루브에 떨어진 소행성 충돌일 것이다. 지름 10km의 소행성이 떨어져 지름 180km의 크레이터를 만들었다. 약 6500만 년 전 백악기 말 공룡을 비롯한 지구 생명체의 약 70%가 멸종했는데(K-T 대량멸종 사건), 그 원인이 바로 칙술루브 소행성 충돌이라고 한다. 운석 충돌이 한 나라에 거대한 부를 안겨준 희귀한 사례도 있다. 운석 충돌로 인한 고열과 압력으로 엄청난 규모의 다이아몬드가 생성되었던 것이다. 그 행운의 나라는 바로 러시아다. 러시아 동부 시베리아에 전 세계 매장량의 10배에 달하는 다이아몬드 수조 캐럿이 매장돼 있다는 사실이 지난 2012년 언론에 보도되었는데, 그 장소가 바로 운석이 충돌한 크레이터라는 것이다. 매장량은 자그마치는 향후 3000년간 시장에 공급할 수 있는 양이다. 지구 종말은 소행성 충돌로? 이처럼 다양한 얼굴을 가진 운석이지만, 문제는 그 가공스러운 충돌이 가져올 대재앙이다. 지름 10km짜리 소행성 하나가 초속 20km 속도로 지구와 충돌하기만 해도 강도 8 지진의 1000배에 달하는 격동이 지구를 휩쓸 것이며 대재앙을 피할 수 없게 된다. 그런 연유로 지구 종말은 소행성 충돌에 의한 것이라는 공포가 광범하게 퍼져 있는 실정이다. 시속 수 만km의 무서운 속도로 떨어지는 운석의 파괴력은 실로 가공스러울 정도다. 지름이 수백 미터의 운석이 지상에 떨어지면 과연 어떤 일이 일어날까? 그 순간의 파괴력은 히로시마 원자폭탄을 수십만 개를 한꺼번에 터뜨린 것과 맞먹는 끔찍한 상황이 연출된다. 이러한 대재앙을 피하기 위해 과학자들은 최선의 방법들을 찾아내는 데 여념이 없다. 지구로부터 0.05AU(지구-태양 거리 1AU=1억 5천만km) 이내에 접근하는 천체를 지구접근천체(Near-Earth Object, NEO)라 하는데, 지구에 잠재적인 위협을 줄 수 있는 소행성 100만 개 중에 발견된 건 단 1%에 지나지 않는다. 지구에 위협을 가할 가능성이 있는 100만 개 이상의 소행성은 아직 찾지 못한 상태이다. 주목! 2029년에 접근하는 소행성 아포피스 특히 천문학자들이 우려의 눈길로 주목하고 있는 소행성이 하나 있다. 축구장보다 큰 이 철광석 소행성 아포피스는 2029년 4월 13일 금요일, 3만 5,000km 이내로 근접 통과할 것으로 예측되고 있다. 이는 지구-달 사이 거리의 1/10 수준으로 거의 충돌이나 마찬가지다. 그 접근 거리는 지구 표면과 정지 위성 사이를 통과할 정도다. 그렇다면 우리의 대응책은 무엇인가? 과학자들은 위협 천체와 지구가 충돌하는 것을 막기 위해 다양한 방법들을 연구하고 있다. 고출력 레이저로 소행성을 태우는 방안은 그중 하나다. 비행기에서 고출력 레이저를 쏘아 소행성 한쪽 면에 태워버림으로써 소행성 무게 평형을 깨뜨려 궤도를 뒤틀리게 하는 방법이다. 우리나라도 내년부터 지구위협천체에 대한 연구를 본격적으로 시작한다. 작년 12월 국회에서 ‘우주개발 진흥법 일부개정법률안'이 통과되면서 우주 위험에 대비하기 위한 조치로 우주환경감시기관이 설립될 예정이다. 원래 우주는 폭력적인 장소이다. 우주 안에서 100% 안전한 장소는 없다. 소행성 충돌은 백만분의 1초 만에 모든 게 끝장날 행성 충돌이나 중성자별 충돌, 블랙홀 충돌, 그리고 은하 충돌에 비하면 씹던 껌에 얻어맞는 정도에 지나지 않을지도 모른다. 하지만, 그것이 지구로 향해 꽂힐 때는 말 그대로 지구 종말이 될 것이다. 과연 지구는 소행성 충돌로 끝장날 것인가? 그것이 신의 시나리오인가? 그것은 아무도 모른다. 다만 인류는 이 광포한 우주 속에서 오로지 우연과 행운, 그리고 신의 가호에 의지한 채 살아가야 할 나약한 존재라는 사실만은 확실한 듯하다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

작년 12월 남극에 있는 우리 장보고 과학기지 남쪽 300㎞ 청빙지역에서 우리나라 연구팀이 대형 운석을 발견하는 행운을 잡았다. 그동안 찾아낸 남극 운석 중 가장 큰 운석(사진)으로, 가로 21㎝, 세로 21㎝, 높이 18㎝, 무게 11㎏이나 나간다. 남극 운석은 우주 공간을 떠돌던 암석이 지구 중력에 이끌려 떨어진 것으로, 태양계 탄생 초기의 역사를 고스란히 담고 있는 화석이라 할 수 있다. 원래 남극은 지구상에서 운석이 가장 많이 발견되는 지역이다. 흰 눈벌 위에 시커먼 돌덩어리가 눈에 띈다면 운석일 가능성이 높다. 극지연구소는 2006년부터 지금까지 여덟 차례 남극운석 탐사를 벌여 42개의 운석을 확보하여, 우리나라는 모두 282개의 남극 운석을 보유하고 있다. 작년 3월에는 진주에 운석이 여러 개 떨어져 너도 나도 운석 찾으러 나서는 통에 온 나라에 운석 바람이 불기도 했다. 왜 사람들이 운석을 찾으러 그렇게 법석을 떠는 것일까? 운석이 무게로 따져 금값의 10배가 되는 것도 있다니, 그럴 만도 하다. 물론 모든 운석이 다 그렇다는 건 아니다. 그리고 운석을 발견한 후에도 뒤처리를 잘못하면 운석 가치는 뚝 떨어진다. 매일 1백 톤씩 떨어지는 운석 그런데 이런 운석이 매일 평균 1백 톤, 일년에 4만 톤씩 지구에 떨어지고 있다. 먼지처럼 작은 입자의 우주 물질은 1초당 수만 개씩, 지름 1㎜ 크기는 평균 30초당 1개씩, 지름 1m 크기는 1년에 한 개 정도씩 지구로 떨어진다. 하지만 그 3분의 2가 바다에 떨어지고, 나머지는 대부분 사람이 살지 않는 지역에 떨어지는 통에 거의 발견되지 않는다. 날마다 지구를 찾아오는 외계 손님, 운석이란 과연 무엇인가? 운석은 우리가 흔히 말하는 별똥별, 곧 유성체가 타다 남은 암석이다. 그래서 운석을 '별똥돌'이라고도 한다. 그러면 이런 유성체는 어디에서 오는 것일까? 대부분은 지구에서 약 4억km 떨어진 화성과 목성 사이에 위치한 소행성대에서 온다. 소행성이란 태양 주위를 공전하는 행성보다 작은 천체를 말한다. 소행성대에는 크기가 트럭만한 것에서부터 수백km나 되는 거대한 우주 암석들이 빽빽이 모여 있는데, 2010년 1월 30일 현재 23만 1,665개가 등재되어 있다. 이 수많은 소행성들은 모두 45억 년 전 태양계가 형성될 때부터 존재해온 물질들이다. 이것들은 잘하면 행성이 될 수도 있었는데, 목성의 조석력이 하도 크다 보니 행성이 채 되기도 전에 바스라져버린 행성 부스러기라 할 수 있다. 행성 간 공간에 혜성이나 소행성이 남긴 파편들이 떠돌아다니다가, 초속 30km의 속도로 태양 주위를 공전하는 지구로 끌려들어오면, 초속 10~70km의 속도로 지구대기로 진입, 대기와의 마찰로 가열되어 빛나는 유성이 된다. 이를 화구(火球, fireball)라 한다. 대부분의 유성체는 작아서 지상 100km 상공에서 모두 타서 사라지지만, 큰 유성체는 그 잔해가 땅에 떨어지는데, 이것이 바로 운석이다. 공룡 대멸종도 운석 충돌로... 매일 1백 톤씩 지구에 떨어지는 운석. 생각해보면 이 우주 안에서 100% 안전한 곳은 하나도 없다. 그 확률이 희박할 따름이지, 운석은 지금 이 순간도 내 뒤통수를 후려칠 수 있는 것이다. 이처럼 우주에서 날아온 운석이 지붕을 뚫거나 차를 찌그러뜨리는 일들이 심심찮게 일어난다. 하지만 당신이 크게 다치거나 목숨을 잃지만 않는다면, 그건 횡액이 아니라 엄청난 행운이다. 운석이 지붕 수리비나 찻값보다 적어도 10배 이상의 값어치가 나가기 때문이다. 오염되지 않은 희귀 운석은 이처럼 ‘우주의 로또’가 되기도 한다. 화성에서 온 운석이나 지구 물질에 오염되지 않은 운석 등은 1g당 1000만 원을 호가한다. 그러므로 운석이 떨어진 걸 발견했을 때 가장 먼저 해야 할 일은 재빨리 비닐 장갑을 끼고 운석을 수거해서는 밀봉한 다음 냉동고에 집어넣는 일이다. 46억 년 지구의 역사 중에서 가장 유명한 운석 충돌은 멕시코 유카탄 반도의 칙술루브에 떨어진 소행성 충돌일 것이다. 지름 10km의 소행성이 떨어져 지름 180km의 크레이터를 만들었다. 약 6500만 년 전 백악기 말 공룡을 비롯한 지구 생명체의 약 70%가 멸종했는데(K-T 대량멸종 사건), 그 원인이 바로 칙술루브 소행성 충돌이라고 한다. 운석 충돌이 한 나라에 거대한 부를 안겨준 희귀한 사례도 있다. 운석 충돌로 인한 고열과 압력으로 엄청난 규모의 다이아몬드가 생성되었던 것이다. 그 행운의 나라는 바로 러시아다. 러시아 동부 시베리아에 전 세계 매장량의 10배에 달하는 다이아몬드 수조 캐럿이 매장돼 있다는 사실이 지난 2012년 언론에 보도되었는데, 그 장소가 바로 운석이 충돌한 크레이터라는 것이다. 매장량은 자그마치는 향후 3000년간 시장에 공급할 수 있는 양이다. 지구 종말은 소행성 충돌로? 이처럼 다양한 얼굴을 가진 운석이지만, 문제는 그 가공스러운 충돌이 가져올 대재앙이다. 지름 10km짜리 소행성 하나가 초속 20km 속도로 지구와 충돌하기만 해도 강도 8 지진의 1000배에 달하는 격동이 지구를 휩쓸 것이며 대재앙을 피할 수 없게 된다. 그런 연유로 지구 종말은 소행성 충돌에 의한 것이라는 공포가 광범하게 퍼져 있는 실정이다. 시속 수 만km의 무서운 속도로 떨어지는 운석의 파괴력은 실로 가공스러울 정도다. 지름이 수백 미터의 운석이 지상에 떨어지면 과연 어떤 일이 일어날까? 그 순간의 파괴력은 히로시마 원자폭탄을 수십만 개를 한꺼번에 터뜨린 것과 맞먹는 끔찍한 상황이 연출된다. 이러한 대재앙을 피하기 위해 과학자들은 최선의 방법들을 찾아내는 데 여념이 없다. 지구로부터 0.05AU(지구-태양 거리 1AU=1억 5천만km) 이내에 접근하는 천체를 지구접근천체(Near-Earth Object, NEO)라 하는데, 지구에 잠재적인 위협을 줄 수 있는 소행성 100만 개 중에 발견된 건 단 1%에 지나지 않는다. 지구에 위협을 가할 가능성이 있는 100만 개 이상의 소행성은 아직 찾지 못한 상태이다. 주목! 2029년에 접근하는 소행성 아포피스 특히 천문학자들이 우려의 눈길로 주목하고 있는 소행성이 하나 있다. 축구장보다 큰 이 철광석 소행성 아포피스는 2029년 4월 13일 금요일, 3만 5,000km 이내로 근접 통과할 것으로 예측되고 있다. 이는 지구-달 사이 거리의 1/10 수준으로 거의 충돌이나 마찬가지다. 그 접근 거리는 지구 표면과 정지 위성 사이를 통과할 정도다. 그렇다면 우리의 대응책은 무엇인가? 과학자들은 위협 천체와 지구가 충돌하는 것을 막기 위해 다양한 방법들을 연구하고 있다. 고출력 레이저로 소행성을 태우는 방안은 그중 하나다. 비행기에서 고출력 레이저를 쏘아 소행성 한쪽 면에 태워버림으로써 소행성 무게 평형을 깨뜨려 궤도를 뒤틀리게 하는 방법이다. 우리나라도 내년부터 지구위협천체에 대한 연구를 본격적으로 시작한다. 작년 12월 국회에서 ‘우주개발 진흥법 일부개정법률안'이 통과되면서 우주 위험에 대비하기 위한 조치로 우주환경감시기관이 설립될 예정이다. 원래 우주는 폭력적인 장소이다. 우주 안에서 100% 안전한 장소는 없다. 소행성 충돌은 백만분의 1초 만에 모든 게 끝장날 행성 충돌이나 중성자별 충돌, 블랙홀 충돌, 그리고 은하 충돌에 비하면 씹던 껌에 얻어맞는 정도에 지나지 않을지도 모른다. 하지만, 그것이 지구로 향해 꽂힐 때는 말 그대로 지구 종말이 될 것이다. 과연 지구는 소행성 충돌로 끝장날 것인가? 그것이 신의 시나리오인가? 그것은 아무도 모른다. 다만 인류는 이 광포한 우주 속에서 오로지 우연과 행운, 그리고 신의 가호에 의지한 채 살아가야 할 나약한 존재라는 사실만은 확실한 듯하다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

여객기 좌석에 편안히 앉아 너풀너풀 날리는 ‘천상의 커튼’ 을 보는 기분은 어떨까? 최근 덴마크 출신의 아마추어 천체 사진작가 루슬란 머츨야코프가 여객기 창을 통해 본 오로라 사진을 공개해 관심을 끌고있다. 지난 7일(현지시간) 러시아 북서부와 노르웨이 북단 사이에 위치한 북극해 일부인 바렌츠해 상공에서 촬영한 이 사진은 여객기 날개 끝으로 너풀거리는 환상적인 오로라 모습을 담고있다. 루슬란은 "노르웨이령 스발바르에서 오슬로로 가던 중 화려하게 펼쳐진 오로라 모습을 촬영했다"면서 "마침 창가 자리에 앉게된 것도 행운이었다"고 밝혔다. 우리나라에서는 사진으로만 볼 수 있는 오로라(Aurora)는 태양표면 폭발로 우주공간으로부터 날아온 전기 입자가 지구자기(地球磁氣) 변화에 의해 고도 100∼500 km 상공에서 대기 중 산소분자와 충돌해서 생기는 방전현상이다. ‘새벽’이라는 뜻의 라틴어 ‘아우로라’라는 말에서 유래한 오로라는 북반구와 남반구 고위도 지방에서 주로 목격돼 극광(極光)이라 불리기도 하며 목성, 토성 등에서도 비슷한 현상이 나타난다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

100km 짜리 떠돌이 혜성이 위험하다고 과학자들이 경고하고 나섰다. 이 거대 혜성이 지구를 강타할 가능성이 예상보다 훨씬 높다고 과학자들은 생각하고 있다. 미항공우주국(NASA)이 소행성의 지구 충돌에 관심을 쏟고 있는 데 반해, 장주기 혜성이 잠복하고 있는 목성 궤도 너머의 우주공간을 주시해야 할 필요가 있다는 새로운 연구가 나왔다. - 수많은 위협들 수백 개에 이르는 이 커다란 혜성들은 20여 년 전에 발견된 것으로, 센타우루스 족이라 불린다. 이들 혜성은 먼지가 뒤섞인 얼음 뭉치들로, 해왕성 궤도 너머에서 출발한 불안정한 궤도를 가지고 있다. 혜성의 크기는 대개 50~100km 정도로, 한 개 혜성의 질량이 이제껏 지구에 근접했던 모든 소행성들의 총질량을 넘어선다. 이 혜성들의 궤도는 목성과 토성, 천왕성, 해왕성의 궤도를 가로지른다. 따라서 혜성이 이들 거대 행성들의 중력장을 스쳐지날 가능성이 상존하며, 행성의 중력에 의해 지구 쪽으로 내동댕이쳐질 가능성을 배제할 수 없는 것이다. 연구는 그 가능성에 대해 4만~10만 년에 한 번 꼴이라고 밝혔다. 혜성은 태양에 접근함에 따라 분해되기 시작하고, 그 잔해들이 꼬리로 방출되어 지구에 영향을 미치게 된다. 이러한 거대 혜성의 분해에서 발생하는 잔해물들은 간헐적으로 지구에 쏟아져들어오는데, 무려 10만 년에 걸쳐 잔해물 포격이 지속된다고 왕립 천문학회 저널 ‘천문-지구물리학’에 발표된 논문에서 밝혔다. 논문 공동저자 빌 네이피어 버킹엄 대학 교수는 “지난 30년간 우리는 소행성과 지구 충돌 문제를 분석하고 연구하는데 많은 노력을 기울여왔다”면서 “우리 연구는 바로 이웃 행성뿐 아니라, 목성 궤도 너머의 센타우루스 족에 대해서도 주의를 게을리하면 안된다는 것을 말해주고 있다”고 설명했다. 이어 “만약 우리가 옳다면 이들 먼 혜성들이야말로 심각한 위협이며, 우리는 이들에 대해 더 자세히 연구하지 않으면 안된다”고 강조한다. 지구상의 최초 생명은 물과 유기물질을 가져다준 혜성의 포격에서 비롯되었을지도 모른다. 지름 10 ㎞ 이상의 초거대 충돌 중 가장 최근에 일어난 것은 6500만 년 전 백악기-제3기 대멸종을 일으킨 칙술루브 충돌로, 많은 과학자들은 이로 인해 지구상에서 공룡이 멸종한 것으로 보고 있다. 지름 1㎞의 소행성이 지구와 충돌할 확률은 50만 년에 한 번 꼴이며, 지름 5㎞짜리의 제법 큰 충돌은 대략 천만 년에 한 번 꼴로 일어난다. 혜성이 가져올 위험요소는 이뿐이 아니다. 새 연구는 지구 궤도에 도달한 혜성이 뿜어낼 엄청난 양의 가스와 먼지 등은 핵겨울 같은 상황을 불러올 수도 있다고 지적한다. 연구자들은 “이 위협은 심각한 것으로, 많은 생명체의 멸종을 가져올 가능성이 높다”고 주장한다. 또 연구자들은 센타우루스 족이 가져올 위협이 임박한 것은 아니지만, 그때가 언제인지 예측할 수 없다는 데 문제가 있다고 말한다. NASA는 태양계 내에서 발견된 지구접근 천체 1만 2,992에 대해 현재 추적을 계속하고 있다. 그중에서 잠재적 위험 소행성으로 분류된 개수가 1,607개나 된다니, 적은 숫자는 아니다. 새 연구는 이 목록에 지구를 위협하는 수백 개의 우주 바위들을 추가할 것을 제안하고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

신비로운 토성의 고리를 배경으로 테티스 품에 꼭 안긴 엔셀라두스의 절묘한 모습이 카메라에 포착됐다.15일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 토성탐사선 카시니호가 촬영한 위성 테티스(Tethys)와 엔셀라두스(Enceladus)의 모습을 홈페이지에 공개했다. 사진 속 초승달 모양으로 앞에 위치한 천체가 엔셀라두스이며 그 뒤 '병풍'이 된 위성은 테티스다. 마치 화장을 한듯 하얀색 얼굴을 자랑하는 엔셀라두스는 지름이 약 504km의 작은 위성으로 수증기와 얼음의 간헐천이 뿜어져 나오는 것이 특징이다. 이 간헐천은 최대 수백 km에 달하는 거대한 장관을 연출할 뿐 아니라 그 결과물인 얼음이 엔셀라두스의 표면을 눈송이처럼 하얗게 만든다. 엔셀라두스의 2배에 달하는 테티스는 지름 1060km로 전체가 얼음 덩어리로 구성돼 있으며 표면은 어떤 물체와 충돌하면서 생긴 커다란 '상처'(크레이터·crater)가 있다. 카시니호 카메라 앞으로 두 위성이 절묘하게 선 이 사진은 지난 9월 24일 촬영됐으며 탐사선과의 거리는 각각 210만 km, 260만 km다. 사진=NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute　 　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr