-가장 유명한 왜소행성 명왕성의 A~Z 최초의 무인 소행성 탐사선인 뉴허라이즌스가 명왕성 도착이 딱 100일 앞으로 다가옴에 따라 명왕성에 대한 지구인의 관심이 점차 높아져 가고 있다. 뉴허라이즌스 호가 명왕성에 도착하는 2015년 7월 14일을 전후로 이 왜소행성에 관한 정보들이 날마다 쏟아져 들어오면 이제껏 신비에 싸여 있던 명왕성의 비밀이 웬만큼은 드러나게 될 것이다. 명왕성은 1930년 고학생 출신으로 윌슨 천문대의 임시직이었던 미국의 클라이드 톰보에 의해 발견되어 태양계 마지막 행성으로 등극했다. 그러나 한 세기도 채 채우기도 전인 2006년 행성 지위에서 퇴출당하여 왜소행성으로 강등되었지만, 역설적이게도 대중에게는 그전보다 더욱 유명하게 되었다. ■ 왜 행성에서 퇴출당하였나? 명왕성 너머에서 명왕성보다 더 큰 소행성이 발견된 것이 결정적인 이유였다. 클라이드 톰보가 70여 년 전 명왕성을 찾을 때와 같은 방법으로 큰 사냥감을 찾아 헤매던 미국의 천문학자 마이클 브라운은 2003년, 지름 2,300km인 명왕성보다 더 큰 지름 2,600km인 소행성 에리스를 발견했던 것이다. 그 후로도 비슷한 크기의 소행성들이 잇달아 발견됨으로써 국제천문연맹( IAU)은 2006년 행성의 정의를 아래와 같이 정하기에 이르렀다. 1. 태양을 도는 궤도를 가져야 하며, 자신의 중력으로 둥근 구체를 형성할 정도가 돼야 한다. 2. 천체 자신의 공전궤도 상에 있는, 자신보다 작은 이웃 천체를 '청소해야' 한다. 이 정의에 따라 IAU 총회에서 표결에 부친 결과, 명왕성은 행성 반열에서 퇴출당하고 왜소행성으로 지위가 바뀌었다. 카이퍼 띠처럼 궤도를 어지럽히는 얼음 부스러기들을 청소하기에 명왕성은 덩치가 너무 작았던 것이다. 이로써 명왕성이 발견된 지 76년 만에 태양계는 행성 하나를 잃었다. 하지만 아직도 미국에서는 명왕성의 행성 지위 회복을 줄기차게 주장하고 있다. 이번 뉴허라이즌스의 명왕성 탐사가 이러한 상황에 어떤 영향을 미칠는지 관심이 쏠리고 있다. ■ 희한한 위성을 거느린 명왕성 태양으로부터의 평균 거리가 약 60억km(40AU/천문단위)인 명왕성은 근일점일 때는 해왕성 궤도 안쪽까지 들어온다. 태양에 가장 가까울 때는 29.7AU이고, 가장 멀 때는 49.7AU까지 벌어진다. 1979~1999년까지는 해왕성 궤도 안쪽으로 들어와 있기도 했다. 하지만 공전 면이 달라 충돌할 가능성은 거의 없다. 명왕성의 공전주기는 248.5년이며, 자전주기는 6일 9시간이다. 표면엔 얼음과 흙이 아주 많고 매우 춥다. 표면 온도가 무려 섭씨 영하 230도다. ​명왕성이 얼마나 작은지 알게 된 건 1977년에 위성이 발견된 후이다. ‘카론’은 명왕성의 위성 3개 중에선 가장 크지만 지름이 1,180km에 불과하다. 그래도 명왕성과 비교하면 큰 편이다. 명왕성과 카론은 각각 서로 중심에 두고 그 둘레를 돈다. 그런데 중력으로 너무나 단단히 묶여 있는 나머지 서로 한쪽 얼굴만을 보며 윤무를 추듯이 돌고 있다. 이런 우아한 균형이 가능한 것은 카론이 비교적 크기 때문이다. 태양계에서 유일한 진풍경이다. 둘은 단단히 결속돼 있어서 다리를 놓아도 될 정도다. ■ 카론에 바다가 있을지도… 태양에서 그렇게나 멀리 떨어져 있는 카론에 바다가 있을 거라고는 생각하기 어렵다. 하지만 한 연구가 바다가 있을 가능성을 제기하고 있다. 그 같은 근거는 명왕성의 조석력에 있다. 명왕성의 중력이 만드는 조석력이 일찍부터 카론의 내부를 잡아 늘여 얼음이 액체가 될 만큼 온도를 높일 수 있다는 주장이다. 또한 과거처럼 궤도가 심하게 일그러지지 않아서 바다가 얼어붙었을 가능성도 있다고 한다. 카론의 생성 역시 지구의 달처럼 수십억 년 전 명왕성에 충돌한 천체의 잔해들이 뭉쳐져 만들어졌을 거라고 추정되고 있다. 명왕성의 다른 위성들이 카론과 정확히 공명하는 궤도를 도는 것으로 보아 역시 같은 충돌 잔해로 만들어진 것으로 보고 있다. ​ ■ 명왕성에도 대기와 고리가 있다? 명왕성은 아주 작은 천체다. 따라서 기체를 붙들어둘 힘이 없다고 생각되어 대기가 없을 거라고 믿고 있었지만, 아주 희박하나마 대기가 있는 것으로 밝혀졌다. 이런 대기를 '외기권'이라 한다. 그것이 발견된 것은 1985년, 명왕성이 뒤의 별을 가리는 엄폐가 일어났을 때인데, 별빛이 명왕성에 가려지는 순간 약간 굴절되는 현상을 보였던 것이다. 명왕성의 대기는 주로 질소와 메탄으로 이루어져 있으며, 태양으로부터 멀어질 때는 얼어붙는 것으로 생각된다. 그리고 명왕성이 둘레에 아주 희미한 고리를 가지고 있을 가능성을 말하는 과학자들도 있지만, 확인된 것은 아니다. 이번에 뉴호라이즌스가 해결해야 할 밝혀낼 또 하나의 숙제다. 사진=NASA/ESA 이광식 통신원 joand999@naver.com

-가장 유명한 왜소행성 명왕성의 A~Z 최초의 무인 소행성 탐사선인 뉴허라이즌스가 명왕성 도착이 딱 100일 앞으로 다가옴에 따라 명왕성에 대한 지구인의 관심이 점차 높아져 가고 있다. 뉴허라이즌스 호가 명왕성에 도착하는 2015년 7월 14일을 전후로 이 왜소행성에 관한 정보들이 날마다 쏟아져 들어오면 이제껏 신비에 싸여 있던 명왕성의 비밀이 웬만큼은 드러나게 될 것이다. 명왕성은 1930년 고학생 출신으로 윌슨 천문대의 임시직이었던 미국의 클라이드 톰보에 의해 발견되어 태양계 마지막 행성으로 등극했다. 그러나 한 세기도 채 채우기도 전인 2006년 행성 지위에서 퇴출당하여 왜소행성으로 강등되었지만, 역설적이게도 대중에게는 그전보다 더욱 유명하게 되었다. ■ 왜 행성에서 퇴출당하였나? 명왕성 너머에서 명왕성보다 더 큰 소행성이 발견된 것이 결정적인 이유였다. 클라이드 톰보가 70여 년 전 명왕성을 찾을 때와 같은 방법으로 큰 사냥감을 찾아 헤매던 미국의 천문학자 마이클 브라운은 2003년, 지름 2,300km인 명왕성보다 더 큰 지름 2,600km인 소행성 에리스를 발견했던 것이다. 그 후로도 비슷한 크기의 소행성들이 잇달아 발견됨으로써 국제천문연맹( IAU)은 2006년 행성의 정의를 아래와 같이 정하기에 이르렀다. 1. 태양을 도는 궤도를 가져야 하며, 자신의 중력으로 둥근 구체를 형성할 정도가 돼야 한다. 2. 천체 자신의 공전궤도 상에 있는, 자신보다 작은 이웃 천체를 '청소해야' 한다. 이 정의에 따라 IAU 총회에서 표결에 부친 결과, 명왕성은 행성 반열에서 퇴출당하고 왜소행성으로 지위가 바뀌었다. 카이퍼 띠처럼 궤도를 어지럽히는 얼음 부스러기들을 청소하기에 명왕성은 덩치가 너무 작았던 것이다. 이로써 명왕성이 발견된 지 76년 만에 태양계는 행성 하나를 잃었다. 하지만 아직도 미국에서는 명왕성의 행성 지위 회복을 줄기차게 주장하고 있다. 이번 뉴허라이즌스의 명왕성 탐사가 이러한 상황에 어떤 영향을 미칠는지 관심이 쏠리고 있다. ■ 희한한 위성을 거느린 명왕성 태양으로부터의 평균 거리가 약 60억km(40AU/천문단위)인 명왕성은 근일점일 때는 해왕성 궤도 안쪽까지 들어온다. 태양에 가장 가까울 때는 29.7AU이고, 가장 멀 때는 49.7AU까지 벌어진다. 1979~1999년까지는 해왕성 궤도 안쪽으로 들어와 있기도 했다. 하지만 공전 면이 달라 충돌할 가능성은 거의 없다. 명왕성의 공전주기는 248.5년이며, 자전주기는 6일 9시간이다. 표면엔 얼음과 흙이 아주 많고 매우 춥다. 표면 온도가 무려 섭씨 영하 230도다. ​명왕성이 얼마나 작은지 알게 된 건 1977년에 위성이 발견된 후이다. ‘카론’은 명왕성의 위성 3개 중에선 가장 크지만 지름이 1,180km에 불과하다. 그래도 명왕성과 비교하면 큰 편이다. 명왕성과 카론은 각각 서로 중심에 두고 그 둘레를 돈다. 그런데 중력으로 너무나 단단히 묶여 있는 나머지 서로 한쪽 얼굴만을 보며 윤무를 추듯이 돌고 있다. 이런 우아한 균형이 가능한 것은 카론이 비교적 크기 때문이다. 태양계에서 유일한 진풍경이다. 둘은 단단히 결속돼 있어서 다리를 놓아도 될 정도다. ■ 카론에 바다가 있을지도… 태양에서 그렇게나 멀리 떨어져 있는 카론에 바다가 있을 거라고는 생각하기 어렵다. 하지만 한 연구가 바다가 있을 가능성을 제기하고 있다. 그 같은 근거는 명왕성의 조석력에 있다. 명왕성의 중력이 만드는 조석력이 일찍부터 카론의 내부를 잡아 늘여 얼음이 액체가 될 만큼 온도를 높일 수 있다는 주장이다. 또한 과거처럼 궤도가 심하게 일그러지지 않아서 바다가 얼어붙었을 가능성도 있다고 한다. 카론의 생성 역시 지구의 달처럼 수십억 년 전 명왕성에 충돌한 천체의 잔해들이 뭉쳐져 만들어졌을 거라고 추정되고 있다. 명왕성의 다른 위성들이 카론과 정확히 공명하는 궤도를 도는 것으로 보아 역시 같은 충돌 잔해로 만들어진 것으로 보고 있다. ​ ■ 명왕성에도 대기와 고리가 있다? 명왕성은 아주 작은 천체다. 따라서 기체를 붙들어둘 힘이 없다고 생각되어 대기가 없을 거라고 믿고 있었지만, 아주 희박하나마 대기가 있는 것으로 밝혀졌다. 이런 대기를 '외기권'이라 한다. 그것이 발견된 것은 1985년, 명왕성이 뒤의 별을 가리는 엄폐가 일어났을 때인데, 별빛이 명왕성에 가려지는 순간 약간 굴절되는 현상을 보였던 것이다. 명왕성의 대기는 주로 질소와 메탄으로 이루어져 있으며, 태양으로부터 멀어질 때는 얼어붙는 것으로 생각된다. 그리고 명왕성이 둘레에 아주 희미한 고리를 가지고 있을 가능성을 말하는 과학자들도 있지만, 확인된 것은 아니다. 이번에 뉴호라이즌스가 해결해야 할 밝혀낼 또 하나의 숙제다. 사진=NASA/ESA 이광식 통신원 joand999@naver.com

지구 대기의 78%를 차지하고 있는 질소는 생태계를 안정적으로 유지하는 데 매우 중요한 역할을 한다. 만약 산소가 지구 대기의 99%라면 작은 불씨에도 주변 물질이 모두 타버릴 것이다. 그러나 지구 대기의 대부분이 안정적인 기체인 질소로 이뤄졌기에 연소는 서서히 일어난다. 이는 지구에 사는 모든 생명체에게 매우 다행한 일이다. 과학자들은 질소의 존재가 나머지 기체의 대부분을 차지하는 산소와 더불어 지구 생태계에 매우 중요한 역할을 했다는 것을 알고 있다. 하지만 어떻게 지구가 질소가 풍부한 대기를 가졌는지는 미스터리로 남아있다. 예를 들어 우리의 이웃 행성인 금성과 화성은 대기 대부분이 이산화탄소이다. 지구 대기 중 질소의 기원을 설명하는 가설은 크게 두 가지다. 첫 번째 가설은 우주에서 이 기체가 날아왔다는 것이다. 혜성은 얼음뿐 아니라 질소 역시 가지고 있었고, 태양계 초기에는 많은 혜성이 지구에 충돌하는 일이 빈번했다. 따라서 지구의 물과 마찬가지로 질소 역시 혜성에서 기원했다는 가설이 있다. 두 번째 가설은 지각 내부에 있는 질소가 화산 활동 등 지질활동을 통해서 빠져 나왔다는 것이다. 유럽우주기구(ESA)의 혜성 탐사선 로제타호는 혜성 ‘67P/추류모프-게라시멘코’(67P/Churyumov-Gerasimenko·이하 67P) 주변을 공전하면서 여러 가지 과학적 자료를 수집하고 있다. 과학자들은 이 자료를 통해서 지구의 바다가 혜성에서 나온 물로 형성된 것이 아닐 가능성을 발견했다. 그리고 이번에는 질소 역시 혜성에서 온 것이 아닐 가능성을 발견했다. 스위스 베른 대학의 마틴 루빈(Martin Rubin)과 그의 동료들은 로제타의 관측 기기인 로시나(Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis instrument, ROSINA)의 관측 자료를 토대로 이와 같은 가설을 주장했다. 이들이 주목한 것은 혜성에서 나오는 질소의 양과 동위원소 비율이었다. 혜성이 얼마나 많은 질소를 지니고 있는지는 이제까지 상세하게 관측된 바가 없다. 따라서 과학자들은 로제타의 관측 결과에 큰 기대를 걸고 있었다. 그리고 로제타는 2014년 10월 17일에서 23일 사이 마침내 질소의 존재를 찾아내는 데 성공했다. 그러나 그 양은 태양계를 만든 원시 성운에 포함되었다고 생각되는 양의 25분의 1에 불과했다. 지구 질소의 양을 설명하기에는 턱없이 모자라는 양이었다. N14/N15 동위원소 비교 결과 역시 혜성이 지구 질소의 기원이 아니라는 쪽을 지지했다. 과학자들은 일산화탄소(CO)와 질소의 비율을 비교해서 아마도 67P 혜성이 생성된 환경이 질소가 포획되기 어려운 -220°C에서 -250°C 정도의 극저온 환경이었을 것으로 추정했다. 아마도 이 혜성은 이전에 생각했던 것처럼 해왕성 궤도 밖의 천체의 모임인 카이퍼 벨트에서 생성된 것으로 보인다. 아무튼, 67P 혜성과 같은 그룹의 혜성이 지구 질소의 기원일 가능성은 낮아졌다. 다만 67P 혜성 하나의 자료만을 가지고 최종 결론을 내리기에는 성급할 수 있다. 유럽 우주국의과학자들은 아직 풀리지 않은 미스터리들이 남아있다고 지적했다. 앞으로도 지구 질소의 기원을 찾기 위한 연구는 계속될 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

달이 언제 어떻게 생겨났느냐에 대해서는 대체로 잘 알려져 있다. 태양계 초기인 45억 년 전, 화성 크기만한 천체가 초속 15km의 속력으로 지구를 들이받아 만들어졌다는 설이 대략 자리를 잡았다. 이른바 ‘거대 충돌설’이다. 이름 붙이기를 좋아하는 학자들은 그 난데없는 천체에다 ‘테이아’라는 멋진 이름까지 붙였다. 테이아란 그리스 신화에서 달의 여신 셀레네의 어머니다. 그후 45억 년 동안 지구와 마주 보며 서로 껴안듯이 돌았던 이 달이 지구에 끼친 영향이란 참으로 엄청난 것이었다. 하루가 24시간이 된 것도, 지구 바다의 밀물 썰물도 다 달로부터 비롯된 것이다. 뿐만 아니라 지구 자전축을 23.5도로 안정되게 잡아줘 사계절이 있도록 한 것도 오로지 달의 공덕이다. 그런데 영원히 지구랑 같이 갈 것 같던 이 달이 지구로부터 점점 멀어져가고 있다는 사실을 아는 사람은 그리 많지 않은 것 같다. 더욱이 그 속도가 갈수록 빨라지고 있다고 한다. 얼마나 빨리 멀어져가고 있다는 말인가? 수십 년에 걸친 측정 결과 1년에 3.8cm의 비율로 멀어지고 있음이 밝혀졌다. 이 벼룩꽁지만한 길이를 어떻게 쟀는가 하면, 1971년 아폴로 15호의 승무원이 달에 설치한 레이저 역반사 거울이 그 답이다. 역반사 거울은 빛이 온 방향 그대로 반사시켜주는 특별한 반사체다. 지구에서 달까지 왕복 거리는 약 80만 km고, 지구에서 쏘는 레이저빔이 이 반사거울까지 갔다가 되돌아오는 시간이 약 2.7초다. 반사되어 돌아오는 레이저광의 시간을 지구에서 달까지의 거리를 1mm 오차도 없이 정밀하게 잴 수 있다. 그 측정 결과가 일년에 3.8cm씩 달이 지구로부터 멀어져가고 있다는 사실을 명확히 보여주고 있는 것이다. 밀물과 썰물이 달을 밀어낸다 그런데 대체 달은 왜 멀어져가는 걸까? 달도 이젠 인간들이 난리치는 지구가 지겹다는 건가? 이유는 달리 있다. 달이 만드는 지구의 밀물과 썰물 때문이다. 풀이하자면, 이 밀물과 썰물이 지표와의 마찰로 지구 자전 운동에 약간 브레이크를 걸어 감속시키고, 그 반작용으로 달은 지구에서 에너지를 얻어 앞으로 약간 밀리게 된다. 원운동하는 물체를 앞으로 밀면 그 물체는 더 높은 궤도, 더 큰 원을 그리게 되는 이치와 같다. 달이 그 힘을 받아 해마다 3.8cm씩 지구와의 거리를 넓혀가고 있는 것이다. 작지만, 이 3.8cm의 뜻은 심오하다. 티끌 모아 태산이라고, 이것이 차곡차곡 쌓이다 보면 10억 년 후에는 달까지 거리의 10분의 1인 3만 8000km가 되고, 100억 년 후에는 38만km가 된다. 달이 지구에서 2배나 멀어지게 되는 셈이다. 아니, 그 전인 10억 년 후 달이 지금 위치에서 10% 더 벌어져 44만 km만 떨어져도 지구는 일대 혼란 속으로 빠져들게 된다. 그 동안 자전축을 잡아주어 23.5도를 유지하게 해서 계절을 만들어주던 달이 사라진다면, 자전축이 어떻게 기울지 알 수가 없다. 만약 태양 쪽으로 기울어진다면 지구에 계절이란 건 다 없어지고, 북극, 남극 빙하들이 다 사라져, 동식물의 멸종을 피할 수 없을 거라고 과학자들은 전망한다. 이처럼 달이 없는 지구는 상상하기조차 힘들다. 달이 지구로부터 멀어지면 지구는 대재앙을 피할 길이 없을 것이다. 기온은 극단적으로 변해 물을 증발시키고 얼음을 녹여 해수면이 수십m 상승하게 된다. 또한, 흙먼지 폭풍과 허리케인이 수 세대 동안 이어지게 된다. 달의 보호가 없다면 결국 지구의 생명체는 완전히 사라지게 될지도 모른다. 15억 년 후 목성이 달을 떼어내 간다 15억 년 쯤 후, 달은 지구에서 상당히 멀어져 목성의 중력이 지구와 달을 떼어낼 것이다. 최악의 상황은 지구의 자전축이 90도로 기울어지는 것이다. 그러면 어떤 일이 일어나는가? 극점이 정확히 태양을 바라보게 되어 양극의 빙원이 녹아버리고, 지구의 반이 얼고 나머지 반은 사막이 된다. 똑바로 내리쬐는 태양은 지구의 상당 부분을 사막으로 만들고 모든 것을 모래로 뒤덮어 지구의 10분의 1을 없애버린다. 그리고 햇빛 부족으로 전에 없던 엄청난 겨울을 경험할 것이다. 식물들은 고사하거나 동사하고, 뒤이어 동물들은 대량 멸종의 나락으로 떨어지게 된다. 하지만 이런 혼돈은 시작에 불과하다. 달이 멀어졌을 때 지구의 움직임은 예측 불가지만, 한 가지 분명한 것은 그 시기가 분명히 다가오고 있으며 점점 빨라지고 있다는 사실이다. 그러면 결국엔 어떻게 되는가? 확실한 것은 언제가 되든 달이 결국은 지구와 이별할 거라는 점이다. 그후 태양 쪽으로 날아가 태양에 부딪쳐 장렬한 최후를 맞을 것인지, 아니면 외부 태양계 쪽으로 날아가 광대한 우주 바깥을 헤맬 것인지, 그 행로야 알 수 없지만. 문제는 45억 년이란 장구한 세월 동안 지구와 같이 껴안고 같이 돌던 달도 언제까지나 그렇게 있을 존재는 아니라는 얘기다. 오늘밤이라도 바깥에 나가 하늘의 달을 보라. 우리 지구의 동생인 저 달도 언젠가는 형과 작별을 고할 것이다. 회자정리(會者定離)다. 여기에는 사람은 물론, 천제들에도 예외가 없다. 그런 생각으로 달을 바라보면 더 유정(有情)하고 더 아름답게 느껴질 것이다. 달이 떠난 후에도 지구에 생명이 살 수 있을까? 100억 년 사는 별에 비하면 100년도 못사는 인생이 몇 억, 몇십억 년 후의 일을 걱정한다는 것은 부질없는 일일지도 모르겠다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

-125억 광년 전 '우주 초기' 시대서 발견 -격렬하게 ‘별’ 구워내는 ‘질풍노도 은하’ 아즈텍-3 별들이 만들어지는 우주 발전소는 초기 우주에서 은하들이 어떻게 형성되고 진화하는가를 가장 잘 보여주는 쇼케이스이다. 지구로부터 125억 광년 떨어진 곳에 있는 역동적인 한 은하가 엄청난 속도로 별들을 생성해내고 있는 것이 발견되었다고 우주전문 사이트인 스페이스닷컴이 3일(현지시간) 보도했다. 이 은하는 마치 숙련된 붕어빵 장수가 빵틀에서 붕어빵을 구워내듯이 무서운 속도로 별들을 구워내고 있는데, 우리은하의 별 생성 속도보다 무려 1,000배나 빠른 것으로 밝혀졌다. 이 힘이 넘치는 문제의 은하는 아즈텍-3(AzTEC-3)이라고 불리는 은하로, 가까운 주위에 보다 얌전한 은하 3개를 거느리고 있다. 현재 '계층적 병합'의 진행과정에 있는 이들은 초기 우주의 작은 은하들이 충돌을 통해 좀더 큰 규모의 은하로 성장한다는 모델의 사례 중 최상의 증거가 될 것으로 보인다. 원시 은하단 형성의 첫 단계에 있음을 보여주는 이번 관측 데이터는 칠레 아타카마 사막에 있는 ALMA 전파망원경으로 관측된 내용이다. "ALMA의 관측 데이터는 아즈텍-3이 상당히 고밀도의 은하로, 매우 불안정한 상태에 있음을 보여주고 있다. 이 은하의 폭발적인 별 생성은 이론상 예측된 최대 한계에 거의 근접한 상태이며, 이보다는 덜하지만 역시 활동적으로 별을 생성하고 있는 어린 은하들에 의해 둘러싸여 있다"고 논문의 주저자인 도미니크 리처스 코넬 대학 부교수가 밝힌다. "이 특별한 은하군은 우주의 진화 중 은하단 형성에 관한 중요한 이정표를 보여주고 있다. 원시 우주에서 성숙하고 거대한 은하들이 어떻게 나타나게 되었나 하는 것을 실감나게 보여주는 사례라 할 수 있다." 별과 은하들은 보통 수십억 년에서 수백억 년까지 살면서 진화한다. 고작 백년을 못 사는 인간이 이들의 전 생애를 추적할 수 있는 것은 각 진화 단계를 보여주는 샘플들이 우주에 널려 있기 때문이다. 따라서 천문학자들은 정립된 이론 모델에 따라 각 단계에 있는 대상 천체들을 우주에서 찾아내어 조각그림 맞추듯이 끼워맞춤으로서 별과 은하의 전 생애 그림을 그려볼 수 있는 것이다. 이번에 관측된 아즈텍-3이 그 동안 못 찾았던 은하 조각그림의 한 조각인 셈이다. 육분의자리 방향에 있는 아즈텍-3은 스펙트럼 상의 특정 부분에서는 밝은 빛을 내지만, 가시광선과 적외선 파장에서는 매우 희미하여, 천문학자들이 서브밀리미터 은하로 분류하고 있는 은하에 속한다. 이러한 현상은 별들이 계속 생성되고 있는 환경에서 먼지에 흡수된 별빛이 원적외선 파장에서 재복사됨으로써 발생하는 것이다. 우주 초기에 출발한 이 빛이 우주를 가로질러오는 동안 우주 팽창에 영향을 받아 지구에 도착할 무렵이면 원적외선의 빛은 스펙트럼상의 서브밀리미터/밀리미터 파장으로까지 옮겨가게 된다. ALMA 전파망원경을 사용해 전에 없이 정밀한 관측을 수행한 연구자들은 아즈텍-3이 하루에 만들어내는 별의 수가 우리은하가 일년에 걸쳐 만드는 별들보다 더 많다는 사실을 알아냈다. 이는 주위에 있는 보다 얌전한 활동 은하에 비해서도 100배가 넘는 속도다. 아즈텍-3 은하의 먼지와 가스들은 거의 회전하지 않는 것으로 밝혀졌는데, 이는 과거의 어떤 사건이 이들의 회전운동을 방해했음을 시사한다. 가장 유력한 혐의점은 최근 다른 은하와의 합병으로 보인다. "아즈텍-3은 지금 격렬하고도 짧은 격변을 겪고 있는 중이다. 이는 은하의 진화단계 중 폭발적으로 새로운 별들이 생성되는 시기로 우주 연대기에서 매우 드문, 가장 격렬한 단계를 거치는 것으로 보인다"고 리처스 박사는 설명한다. 이 은하는 우리가 사는 지구에서 약 125억 광년 떨어진 거리에 있다. 우주에서는 거리가 곧 시간이다. 말하자면 이 은하의 모습은 약 125억 년 전의 모습이란 얘기다. 천문학자들은 이 은하가 우주 탄생 직후 약 3억 년 만에 태어난 모습을 지금 관측하고 있는 셈이다. 과학자들은 오래 전부터 원시 우주의 거대 규모 구조는 이러한 은하 충돌을 통해 이루어졌을 거라고 예측해왔다. 수십억 년에 걸쳐 은하 충돌이 계속 진행되었고, 결국 오늘날 우주에서 관측되는 거대한 은하와 은하단들을 만들어냈다고 보는 것이다. 이번의 ALMA 데이터는 우주의 나이가 현재 나이의 8% 정도밖에 되지 않았을 당시 전체 진행과정 중 중요한 첫번째 단계를 명확한 사진으로 보여주는 것으로, 동시에 아직 중력으로 확실히 묶이지 않은 상태에서 병합이 진행중인 3개 은하에 대한 연구를 할 수 있는 기회를 사상 처음으로 제공해주었다. 이들 병합중인 은하들에 대해 천문학자들은 원시 은하단의 전형으로 보고 있다. "ALMA의 주요 과학적 목표 중 하나는 우주의 전 시기에 걸친 은하를 탐사하고 세부적으로 연구하는 데 있다. 이번 관측은 초기 우주에서 은하들이 합병되는 첫번째 단계를 찾아냄으로써 은하 형성의 전체 조각을 맞춰나갈 수 있는 기틀을 마련했다는 데 큰 의미가 있는 것"이라고 국립 전파전문대 천문학자 크리스 카릴리가 강조한다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

-지구 생성의 비밀 알려줄까? 지구의 밤하늘에 뜨는 달 외에도 또 하나의 달이 더 있다면 어떨까? 대부분의 사람들은 놀라겠지만, 또 개중에는 멋진 일이라고 손뼉치는 이들도 있을 것이다. 그런데 제2의 달이 정말로 있다. 1997년 10월 10일 영국의 아마추어 천문가 던컨 월드런이 발견한 '크뤼트네'(3753 Cruithne)가 바로 그 주인공이다. 지름 5km의 소행성 크뤼트네의 궤도는 달과는 달리 지구를 중심으로 말굽 모양처럼 구부러져 있다. 지구와 궤도 공명을 하는 때문인데, 이런 이유로 지구의 2번째 위성이라고도 하지만, 지구 주변을 공전하지 않고 주변 천체의 영향을 쉽게 받기 때문에 엄밀히 말하면 위성이라고 볼 수 없다. 그래서 크뤼트네는 준위성이라 불린다. 크뤼트네가 언제부터 지구와 궤도 공명을 했는가는 알 수 없지만, 주변 천체들과 지구의 인력에 의해 지금과 같은 궤도를 공전하게 된 것으로 과학자들은 생각하고 있다. 크뤼트네의 궤도는 심하게 찌그러진 타원을 그리는데, 금성 궤도와 화성 궤도에까지 걸쳐져 있으며, 1994년부터 2015년까지 매년 11월 지구에 접근한다. 공전 주기의 변동에 따라 지구에 가장 가까이 근접할 때의 거리는 1,200만km이며, 2058년 화성에 1,360만km까지 접근한다 이런 크뤼트네가 최근 과학자들에게 주목을 받고 있는 이유는 그 기묘한 궤도가 행성의 형성에 관한 비밀을 알려줄지도 모른다는 기대감 때문이다. 크뤼트네는 달처럼 지구를 중심으로 멋진 타원형을 그리며 도는 것이 아니라, 지구가 태양의 둘레를 도는 것과 같은 비율로 말굽 모양의 궤도를 그리며 돌고 있다. 우리의 시선을 지구에 고정시키고 본다면, 지구 둘레를 도는 말굽 모양의 궤도에서 크뤼트네는 지구에 가까워졌다가 멀어지기를 반복하고 있다. 그런데 이러한 말굽 궤도는 사실 태양계 위성들에서 드물지 않게 볼 수 있는 것이다. 일례로, 토성의 위성 중 두 개가 이 같은 말굽 궤도를 도는 것으로 알려져 있다. 이러한 궤도를 천체 역학에서 공명궤도라 하는데, 공전 운동을 하는 두 천체가 서로에게 규칙적이고 주기적인 중력을 미치는 결과 두 천체의 공전주기가 간단한 정수비로 됨으로써 일어나는 현상이다. 크뤼트네의 특이한 움직임은 말굽 궤도를 비틀거리면서 돈다는 점이다. 말굽 궤도 역시 기형적으로 찌그러진 모양을 하고 있는데, 만약 태양계 위에서 크뤼트네의 궤도를 본다면 그것이 금성과 화성 궤도까지 침범한다는 사실을 알 수 있을 것이다. 과학자들은 이러한 크뤼트네의 움직임에서 초기 태양계가 만들어질 때 지구 같은 행성들이 중력의 영향으로 어떻게 뭉쳐지게 되었는가 하는 단서를 얻을 수 있을 것으로 생각하고 있다. 이러한 말굽 궤도가 존재한다는 것은 크뤼트네의 발견으로 20세기 말에 와서야 알게 된 사실로, 태양계 초기에 많은 천체들이 이 같은 궤도를 돌다가 서로 충돌하여 행성들을 만들었을 것임을 시사해주는 것이다. 언젠가 인류가 이런 소행성에 착륙해서 지구에서 희귀한 광물들을 채취할 수 있을지도 모른다. 만약 크뤼트네가 지구와 충돌한다면 백악기 말에 일어났던 소행성 대충돌에 버금가는 생물 멸종의 대재앙을 가져올 수도 있다. 하지만 과학자들이 시뮬레이터를 이용해 검토해본 결과, 다행히도 크뤼트네의 궤도면이 행성의 공전궤도면과 많이 어긋나 있어 충돌 가능성이 극히 낮은 것으로 나왔다. 크뤼트네가 지구와 가장 가까워지는 것은 2,750년 후이다. 어쨌든 제2의 달 크뤼트네가 우리에게 알려주는 것은 이 태양계가 영원하지 않다는 사실이다. 그 속에 사는 우리 역시 마찬가지다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

-지구 생성의 비밀 알려줄까? 지구의 밤하늘에 뜨는 달 외에도 또 하나의 달이 더 있다면 어떨까? 대부분의 사람들은 놀라겠지만, 또 개중에는 멋진 일이라고 손뼉치는 이들도 있을 것이다. 그런데 제2의 달이 정말로 있다. 1997년 10월 10일 영국의 아마추어 천문가 던컨 월드런이 발견한 '크뤼트네'(3753 Cruithne)가 바로 그 주인공이다. 지름 5km의 소행성 크뤼트네의 궤도는 달과는 달리 지구를 중심으로 말굽 모양처럼 구부러져 있다. 지구와 궤도 공명을 하는 때문인데, 이런 이유로 지구의 2번째 위성이라고도 하지만, 지구 주변을 공전하지 않고 주변 천체의 영향을 쉽게 받기 때문에 엄밀히 말하면 위성이라고 볼 수 없다. 그래서 크뤼트네는 준위성이라 불린다. 크뤼트네가 언제부터 지구와 궤도 공명을 했는가는 알 수 없지만, 주변 천체들과 지구의 인력에 의해 지금과 같은 궤도를 공전하게 된 것으로 과학자들은 생각하고 있다. 크뤼트네의 궤도는 심하게 찌그러진 타원을 그리는데, 금성 궤도와 화성 궤도에까지 걸쳐져 있으며, 1994년부터 2015년까지 매년 11월 지구에 접근한다. 공전 주기의 변동에 따라 지구에 가장 가까이 근접할 때의 거리는 1,200만km이며, 2058년 화성에 1,360만km까지 접근한다 이런 크뤼트네가 최근 과학자들에게 주목을 받고 있는 이유는 그 기묘한 궤도가 행성의 형성에 관한 비밀을 알려줄지도 모른다는 기대감 때문이다. 크뤼트네는 달처럼 지구를 중심으로 멋진 타원형을 그리며 도는 것이 아니라, 지구가 태양의 둘레를 도는 것과 같은 비율로 말굽 모양의 궤도를 그리며 돌고 있다. 우리의 시선을 지구에 고정시키고 본다면, 지구 둘레를 도는 말굽 모양의 궤도에서 크뤼트네는 지구에 가까워졌다가 멀어지기를 반복하고 있다. 그런데 이러한 말굽 궤도는 사실 태양계 위성들에서 드물지 않게 볼 수 있는 것이다. 일례로, 토성의 위성 중 두 개가 이 같은 말굽 궤도를 도는 것으로 알려져 있다. 이러한 궤도를 천체 역학에서 공명궤도라 하는데, 공전 운동을 하는 두 천체가 서로에게 규칙적이고 주기적인 중력을 미치는 결과 두 천체의 공전주기가 간단한 정수비로 됨으로써 일어나는 현상이다. 크뤼트네의 특이한 움직임은 말굽 궤도를 비틀거리면서 돈다는 점이다. 말굽 궤도 역시 기형적으로 찌그러진 모양을 하고 있는데, 만약 태양계 위에서 크뤼트네의 궤도를 본다면 그것이 금성과 화성 궤도까지 침범한다는 사실을 알 수 있을 것이다. 과학자들은 이러한 크뤼트네의 움직임에서 초기 태양계가 만들어질 때 지구 같은 행성들이 중력의 영향으로 어떻게 뭉쳐지게 되었는가 하는 단서를 얻을 수 있을 것으로 생각하고 있다. 이러한 말굽 궤도가 존재한다는 것은 크뤼트네의 발견으로 20세기 말에 와서야 알게 된 사실로, 태양계 초기에 많은 천체들이 이 같은 궤도를 돌다가 서로 충돌하여 행성들을 만들었을 것임을 시사해주는 것이다. 언젠가 인류가 이런 소행성에 착륙해서 지구에서 희귀한 광물들을 채취할 수 있을지도 모른다. 만약 크뤼트네가 지구와 충돌한다면 백악기 말에 일어났던 소행성 대충돌에 버금가는 생물 멸종의 대재앙을 가져올 수도 있다. 하지만 과학자들이 시뮬레이터를 이용해 검토해본 결과, 다행히도 크뤼트네의 궤도면이 행성의 공전궤도면과 많이 어긋나 있어 충돌 가능성이 극히 낮은 것으로 나왔다. 크뤼트네가 지구와 가장 가까워지는 것은 2,750년 후이다. 어쨌든 제2의 달 크뤼트네가 우리에게 알려주는 것은 이 태양계가 영원하지 않다는 사실이다. 그 속에 사는 우리 역시 마찬가지다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

수천 년 전 고대인들은 밤하늘에서 반짝이는 별들을 지켜보며, 이들 천체 중 밝은 다섯 개의 별들(수성, 금성, 화성, 목성, 토성)이 매일 위치를 바꾸며 움직이고 있음을 알아냈다. 그래서 이들을 떠돌이별, 즉 행성이라 불렀다. 고대인들이 이처럼 밤하늘을 보며 별자리를 만들고, 1년의 길이를 재며 천문학의 여명기를 열었다. 천문학은 이렇게 ‘인류가 이 우주 속에서 어디에 살고 있는가’를 알고자 하는 오랜 욕구에서 출발했다. 따라서 우주 속에서 인류가 있는 위치를 알아내는 것이 천문학의 소명이라고 할 수 있다. 태양계는 우주 속의 거품 하나 오늘날 우리는 지구가 태양계에 속해 있으며, 이 태양계는 또 미리내 은하라 불리는 우리은하의 작은 한 부분이라는 사실을 알고 있다. 그리고 이런 은하가 수천억 개 모여 이 광대한 우주를 만들고 있다. 우주 속에서 태양계가 차지하는 부분은 그야말로 망망대해 속의 거품 하나에 지나지 않지만, 그럼에도 인간의 척도로 볼 때 태양계는 우리가 생각하는 것보다 훨씬 광대하다. 1977년 발사된 보이저 1호가 초당 17km의 속도로 40년 가까이 날아간 끝에 겨우 태양계를 빠져나가 성간 공간에 진입했다. 이 거리는 태양-지구 거리의 130배인 190억km로, 초속 30만km의 빛이 20시간은 달려야 하는 먼 거리다. 보이저 1호는 인간이 만든 물건으로는 가장 우주 멀리 날아간 셈이다. 앞으로 보이저 1호가 태양계 외곽을 감싸고 있는 오르트 구름(Oort cloud)를 벗어나는 데는 상당한 세월이 걸릴 것으로 보이는데, 이 우주 암석 구역을 벗어나는데 만도 1만 4000 년에서 2만 8000년이 걸릴 것으로 추산되고 있다. 지구는 태양계의 곰보방 부스러기 태양계를 일별해보면, 먼저 태양계의 가족은 어머니 태양과 그 중력장 안에 있는 모든 천체, 성간물질 등이 그 구성원들이다. 태양 이외의 천체는 크게 두 가지로 분류되는데, 8개의 행성이 큰 줄거리로 본책이라 한다면, 나머지 곧, 약 160개의 위성, 수천억 개의 소행성, 혜성, 유성과 운석, 그리고 행성간 물질 등은 부록이라 할 수 있다. 이 태양계라는 동네에서 가장 중요한 존재는 지구도 아니고 인간도 아니다. 그것은 오늘도 하늘에서 빛나는 저 태양이다. 그런데 태양은 별나도 보통 별난 게 아니다. 무엇보다 태양계 모든 천체들이 가진 전체 질량 중에서 태양이 차지하는 비율이 무려 99.86%나 된다는 사실이다. 나머지는 빼보면 바로 나온다. 0.14%. 8개 행성과 수많은 위성 및 수천억 개에 이르는 소행성, 성간물질 등, 태양 외 천체의 모든 질량을 합해봤자 0.14%에 지나지 않는다니, 이건 거의 큰 곰보빵에 붙어 있는 부스러기 수준이다. 더욱이 그 부스러기 중에서 목성과 토성이 또 90%를 차지한다는 점을 생각하면, 우리 70억 인류가 아웅다웅 붙어사는 지구는 부스러기 중에서도 상부스러기인 셈이다. 우리 지구는 태양 질량의 33만 3000분의 1밖에 되지 않는다. 지름은 109 대 1로, 무려 139만 km다. 이게 과연 얼마만한 크기인가? 천문학적 숫자는 상상력을 발휘하지 않으면 실감을 못한다. 지구에서 달까지 거리가 38만 km이니, 그것의 4.5배란 말이다. 과연 입이 딱 벌어지는 크기다. 이것이 태양의 실체고, 태양계라는 우리 동네의 대체적인 사정이다. 그런데 태양에는 이보다 더 중요한 점이 있다. 바로 태양계에서 유일하게 스스로 빛을 내는 존재, 즉 항성이라는 특권이다. 빛을 낸다는 것은 유일한 에너지원이란 뜻이다. 말하자면 태양계의 유일한 물주다. 만일 태양이 빛을 내지 않는다면 이 넓은 태양계 안에 인간은커녕 바이러스 한 마리 살 수 없을 것이다. 지구에 존재하는 거의 모든 에너지, 곧 수력, 풍력까지 태양으로부터 나오지 않는 것이 없다. 고로 태양은 모든 살아 있는 것들의 어머니다. 그러나 이런 태양도 우리은하에 있는 3000억 개의 별들 중 지극히 평범한 하나의 별에 지나지 않는다. 그럼 태양은 과연 언제 어떻게 생겨나서 우리은하 중심으로부터 3만 광년 떨어진 변두리에서 뜨거운 햇빛을 태양계 공간에다 흩뿌리고 있는 걸까? 이것은 말하자면 태양과 태양계의 역사가 되겠다. 까마득한 옛날, 한 46억 년 전쯤 어느 시점에, 정체를 알 수 없는 일단의 거대한 원시구름이 우주 공간에서 중력으로 서로 이끌리면서 서서히 뺑뺑이 운동을 시작했다고 한다. 바야흐로 태양이 잉태되는 순간이다. 수소로 이루어진 이 원시구름은 지름이 무려 32조km, 거의 3광년의 크기였다. 이 거대 원시구름은 중력으로 뭉쳐지면서 제자리 맴돌기를 시작했고, 각운동량 보존의 법칙에 따라 뭉쳐질수록 회전속도는 점점 더 빨라지게 되었다. 이 먼지 원반의 중심에 수소 공이 만들어진다. 이른바 원시 별이다. 이 빠르게 회전하는 원시 별이 주변의 가스와 먼지구름의 납작한 원반에서 물질을 흡수하면서 2000만 년쯤 뺑뺑이를 돌다 보니 지금의 태양 크기로 뭉쳐지기에 이르렀다. 원시행성계 원반으로도 불리는 이 원반 고리에는 수많은 물질이 서로 충돌하는 등 중력 작용으로 뭉치면서 자잘한 미행성들을 형성한다. 이들 행성이 원반으로부터 점점 더 많은 물질을 흡수하면서 원반에는 공간이 생성된다. 이 행성들이 더 자라면 우리 지구나 목성, 토성과 같은 행성을 형성하는 것이다. 미처 태양에 합류하지 못한 성긴 부스러기들은 이 같은 경로를 거쳐서 각각 뭉쳐져 행성과 위성 기타가 되었다. 그것이 모두 합해야 0.14%라는 것이다. 먼지에서 태어나 먼지로... 사람의 일생과 같이, 태양계의 구성원들도 결국은 모두 죽는다. 약 64억 년 후 태양의 표면온도는 내려가며 부피는 크게 확장된다. 적색거성으로의 길을 걷게 되는 것이다. 물론 그전에 지구는 바다가 말라붙고 생명들은 멸종을 피할 수가 없다. 78억 년 후 태양은 대폭발과 함께 자신의 외곽층을 행성상 성운의 형태로 날려보낸 후 백색왜성으로 알려진 별의 시체를 남긴다. 그리고 성운의 고리는 저 멀리 해왕성 궤도까지 미치게 된다. 외층이 탈출한 뒤 남은 태양의 뜨거운 중심핵은 수십억 년에 걸쳐 천천히 식는 동시에 어두워지면서 백색왜성이 되어 무려 120억 년에 걸친 장대한 일생을 마감하는 것이다. 행성들 역시 태양과 같은 소멸의 길을 걷게 되는데, 머나먼 미래에 태양 주변을 지나가는 항성의 중력으로 서서히 행성 궤도가 망가지고, 행성 중 일부는 파멸을 맞게 될 것이며, 나머지는 우주공간으로 내팽개쳐질 것이다. 방대한 ‘태양왕조 실록’ 속에 잠시 지구상에 생존했던 인류의 역사는 한 줄 정도로 기록되지 않을까 싶다. ‘인류라는 지성을 가진 생명체가 한 행성에 나타나 잠시 문명을 일구고 우주를 사색하다가, 탐욕으로 자신들의 행성을 망가뜨리고는 멸망에 이르렀다’는 식으로... 이광식 통신원 joand999@naver.com　　

그저 평범하게 여겨졌던 한 은하 중심에서 폭풍처럼 왕성하게 활동하는 거대 블랙홀의 존재가 천문학자들을 통해 확인됐다. 영국 더럼대 크리스토퍼 해리슨 박사가 이끄는 국제 연구진은 미 뉴멕시코주(州)의 전파망원경망(VLA)을 사용해 지구로부터 목동자리 방향으로 11억 광년 거리에 있는 은하(J1430+1339) 중심에서 초질량 블랙홀을 발견했다. 거대 블랙홀의 존재가 확인된 이 은하는 그 생김새 때문에 ‘찻잔 은하’로 불리게 됐다. 이 은하는 허블 우주망원경을 사용한 후속 관측으로 찻잔을 닮은 타원은하로 확인됐다. 연구진이 이 은하의 주위에 활발한 가스 움직임을 통해 여전히 그 형태를 활발하게 변화하고 있는 것을 확인했다. 이번 관측으로 우주의 평범한 은하들도 그 속에 있는 블랙홀에 어떤 영향을 받게 되는지를 알 수 있게 됐다. 크리스토퍼 해리슨 박사는 “초질량 블랙홀은 은하 내부에서 자신을 둘러싼 가스를 폭발적으로 가열해 몰아낸다”며 “그 결과 활동적으로 별을 생성하던 은하는 더 이상 별을 만들 수 없는 상태가 된다”고 설명했다. 은하는 크게 두 유형으로 나눌 수 있다. 우선 가스가 풍부해 활발하게 별을 만들어내는 ‘나선은하’와 가스가 거의 고갈돼 별을 거의 만들어내지 못하는 ‘타원은하’를 들 수 있다. 천문학자들은 질량이 매우 큰 타원은하들도 초기에는 활발하게 별을 만들어내는 은하로 시작했을 것으로 생각하고 있다. 그런데 은하 중심의 초질량 블랙홀이 강력한 제트와 폭풍을 만들어내고 이 영향으로 별을 지속해서 생성하는데 필요한 물질들을 없애버리는 것으로 여겨지고 있다. 연구진이 주목한 찻잔 은하는 VLA 관측에서 중심의 양 측면으로 3만 광년에서 4만 광년까지 뻗어나간 거품을 지니고 있고 이런 거품은 약 2000광년 크기의 제트와 같은 구조를 따라 정렬하는 것으로 나타났다. 이런 제트와 같은 구조물은 가시광 관측에서 초속 1000km까지 가속하고 있는 가스가 식별된 곳에 있었다. 이번 연구에 참여한 이 대학의 천문학자 엘러스터 톰슨 박사는 “이번 전파 관측 결과는 이 은하 중심에 있는 블랙홀이 폭풍을 촉발시키고 있음을 시사한다. 이 블랙홀은 강력한 제트를 이용해 은하의 가스를 가속하고 좀 더 큰 규모에서는 가스와 충돌을 계속하고 있었다”고 말했다. 또 그는 “이런 현상은 전파에서 극단적인 빛을 방출하는 은하들에서는 예전부터 발견할 수 있던 과정”이라며 “VLA의 독보적인 관측 능력은 이번 관측으로 이런 현상이 희미한 전파를 복사하는 좀 더 일반적 유형의 은하에서도 발견할 수 있도록 도왔다”고 말했다. 연구진은 찻잔 은하와 유사한 천체 8개를 VLA를 이용해 관측하고 있으며 해당 천체에서도 비슷한 특징을 발견하기 위한 데이터 분석작업을 진행하고 있다. 한편 이번 연구성과는 국제학술지 ‘천체물리학 저널’(Astrophysical Journal) 최신호에 게재됐다. 사진=NRAO/AUI/NSF; NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

그저 평범하게 여겨졌던 한 은하 중심에서 폭풍처럼 왕성하게 활동하는 거대 블랙홀의 존재가 천문학자들을 통해 확인됐다. 영국 더럼대 크리스토퍼 해리슨 박사가 이끄는 국제 연구진은 미 뉴멕시코주(州)의 전파망원경망(VLA)을 사용해 지구로부터 목동자리 방향으로 11억 광년 거리에 있는 은하(J1430+1339) 중심에서 초질량 블랙홀을 발견했다. 거대 블랙홀의 존재가 확인된 이 은하는 그 생김새 때문에 ‘찻잔 은하’로 불리게 됐다. 이 은하는 허블 우주망원경을 사용한 후속 관측으로 찻잔을 닮은 타원은하로 확인됐다. 연구진이 이 은하의 주위에 활발한 가스 움직임을 통해 여전히 그 형태를 활발하게 변화하고 있는 것을 확인했다. 이번 관측으로 우주의 평범한 은하들도 그 속에 있는 블랙홀에 어떤 영향을 받게 되는지를 알 수 있게 됐다. 크리스토퍼 해리슨 박사는 “초질량 블랙홀은 은하 내부에서 자신을 둘러싼 가스를 폭발적으로 가열해 몰아낸다”며 “그 결과 활동적으로 별을 생성하던 은하는 더 이상 별을 만들 수 없는 상태가 된다”고 설명했다. 은하는 크게 두 유형으로 나눌 수 있다. 우선 가스가 풍부해 활발하게 별을 만들어내는 ‘나선은하’와 가스가 거의 고갈돼 별을 거의 만들어내지 못하는 ‘타원은하’를 들 수 있다. 천문학자들은 질량이 매우 큰 타원은하들도 초기에는 활발하게 별을 만들어내는 은하로 시작했을 것으로 생각하고 있다. 그런데 은하 중심의 초질량 블랙홀이 강력한 제트와 폭풍을 만들어내고 이 영향으로 별을 지속해서 생성하는데 필요한 물질들을 없애버리는 것으로 여겨지고 있다. 연구진이 주목한 찻잔 은하는 VLA 관측에서 중심의 양 측면으로 3만 광년에서 4만 광년까지 뻗어나간 거품을 지니고 있고 이런 거품은 약 2000광년 크기의 제트와 같은 구조를 따라 정렬하는 것으로 나타났다. 이런 제트와 같은 구조물은 가시광 관측에서 초속 1000km까지 가속하고 있는 가스가 식별된 곳에 있었다. 이번 연구에 참여한 이 대학의 천문학자 엘러스터 톰슨 박사는 “이번 전파 관측 결과는 이 은하 중심에 있는 블랙홀이 폭풍을 촉발시키고 있음을 시사한다. 이 블랙홀은 강력한 제트를 이용해 은하의 가스를 가속하고 좀 더 큰 규모에서는 가스와 충돌을 계속하고 있었다”고 말했다. 또 그는 “이런 현상은 전파에서 극단적인 빛을 방출하는 은하들에서는 예전부터 발견할 수 있던 과정”이라며 “VLA의 독보적인 관측 능력은 이번 관측으로 이런 현상이 희미한 전파를 복사하는 좀 더 일반적 유형의 은하에서도 발견할 수 있도록 도왔다”고 말했다. 연구진은 찻잔 은하와 유사한 천체 8개를 VLA를 이용해 관측하고 있으며 해당 천체에서도 비슷한 특징을 발견하기 위한 데이터 분석작업을 진행하고 있다. 한편 이번 연구성과는 국제학술지 ‘천체물리학 저널’(Astrophysical Journal) 최신호에 게재됐다. 사진=NRAO/AUI/NSF; NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

강원 양구는 흔히 ‘최전방의 군사도시’ 정도로 인식된다. 부분적으로는 그리 볼 수도 있지만, 품고 있는 자연과 삶의 풍경들을 보자면 꼭 그렇지만도 않다. 대표적인 게 고산준령에 둘러싸인 거대한 분지 펀치볼이다. 시계가 탁 트인 날엔 정말 거대한 ‘화채 그릇’처럼 보인다. 분지 바닥에 눈이라도 쌓이면 꼭 요거트가 가득 채워진 듯하다. 이 모습 하나만으로 양구를 찾을 이유는 충분하다. 여기에 화가 박수근의 생애를 엿볼 수 있는 박수근미술관과 전쟁기념관, 국토정중앙천문대 등 은근히 볼 게 많다.양구는 호반의 도시다. 뜬금없는 소리 같지만 지도를 보면 금방 확인이 된다. 북쪽으로는 파로호를 사이에 두고 화천과 이웃하고 있고, 남쪽으로는 소양호 상류의 물줄기를 인제와 공유하고 있다. 두 호수의 물을 가두고 있는 평화의 댐, 소양댐 등이 각각 화천, 춘천에 속해 있어 상대적으로 양구의 이름이 덜 알려졌을 뿐 이처럼 거대한 호수를 두 개나 품고 있는 지역은 사실 찾아보기 쉽지 않다. 양구에 안개가 자주 끼는 건 이 때문이다. 호수의 수온과 외부의 온도차가 큰 날엔 어김없이 짙은 안개가 몽실몽실 피어난다. 지역 간 차이도 심하다. 춘천에서 양구읍내로 들어가는 웅진터널 초입까지는 멀쩡하다가도 터널만 나서면 10m 앞도 분간하기 힘들 만큼 안개가 낀다. 이 덕에 곧잘 서정적인 아침 풍경이 펼쳐진다. 양구의 대표 아이콘인 ‘펀치볼’(Punch Bowl)의 정식 명칭은 해안분지(亥安盆地)다. 한데 그보다는 펀치볼이라는 이름이 훨씬 귀에 익다. 펀치볼은 화채 그릇이란 뜻이다. 한국전쟁 당시 한 외국 종군기자가 가칠봉에서 해안분지를 내려다본 뒤 펀치볼이라 불렀고, 그 이름이 여태 이어지고 있다. 펀치볼은 격전지였다. 한국전쟁 당시 양구가 무대였던 9번의 큰 전투 가운데 4번의 전투가 펀치볼에서 벌어졌다. ‘무적 해병’의 신화가 만들어진 ‘도솔산 전투’와 40일 동안 주인이 6번이나 바뀌었다는 ‘가칠봉 전투’의 주무대이기도 하다. 펀치볼이 속한 행정구역은 해안면이다. 돼지 해(亥) 자에 평안할 안(安) 자를 쓴다. 이런 희한한 이름을 갖게 된 내력은 이렇다. 아주 오래전 해안분지 일대는 해발 600m까지 물이 차 있었다고 한다. 습한 지역이었던 탓에 뱀이 많이 서식했는데, 주민들은 무시로 출몰하는 뱀을 퇴치할 방법을 찾지 못해 전전긍긍하고 있었다. 한데 지나던 승려가 집집마다 돼지를 키울 것을 권했다. 돼지는 뱀, 개구리 등을 가리지 않고 잡아먹는 데다 뱀에게 물려도 두꺼운 비계 때문에 독이 퍼지지 않았다. 뱀의 천적이었던 셈이다. 그 덕에 주민들은 편하게 농사를 짓고 살 수 있었다는 것이다. 해안분지의 남북 길이는 11.95㎞, 동서는 6.6㎞다. 둘레는 무려 33㎞에 이른다. 크기가 근 백리에 달하는 초대형 화채 그릇인 셈이다. 왜 첩첩산중에 이런 분지가 생겼을까. 일부에선 거대 운석과의 충돌설을 주장한다. 한데 이 정도 크기의 운석과 충돌했다면 그 여파로 지구는 또 한번 빙하기를 겪었지 않았을까 싶다. 요즘엔 ‘차별침식’이라는 용어로 설명하는 게 대세다. 분지의 중심부는 화강암, 바깥쪽은 변성퇴적암이다. 지표 깊숙한 곳에서 만들어지는 화강암은 지표상에 노출되면 심한 풍화작용을 일으킨다. 이 탓에 주변 산지의 변성퇴적암보다 중심부가 훨씬 빠르게 침식됐고, 가운데가 푹 꺼진 지금의 모습을 갖게 됐다는 것이다. 해방 이후 북한 땅이었던 해안분지를 되찾은 건 한국전쟁 뒤다. 1954년 유엔군 사령부로부터 ‘수복지구’ 행정권을 넘겨받은 한국 정부는 민북 지역에 대한 정책적 이주를 추진했다. 1956년 처음으로 해안면에 정착한 개척민들은 바로 그때 이주한 사람들이었다. 을지전망대에서 굽어본 펀치볼의 모습은 경이롭다. 바닥은 해발 500m대로 푹 꺼졌다. 마치 거대한 원반형 미확인비행물체(UFO)가 앉았던 듯하다. 그 주변으로 1000ｍ가 넘는 고산들이 병풍처럼 둘러쌌다. 서쪽은 가칠봉(1242ｍ)과 대우산(1179ｍ), 도솔산(1148ｍ), 대암산(1304ｍ) 등이 막아섰고, 동쪽엔 달산령(807ｍ)과 먼멧재(730ｍ)가 우뚝하다. 북쪽은 휴전선이다. 그 너머로 금강산의 봉우리 일부가 걸개그림처럼 펼쳐져 있다. 먼 길 달려 양구까지 온 것도 이 모습 한번 보자는 뜻이었다. 그 노고에 자연은 넘치도록 보상을 해 줬다. 펀치볼 주변엔 이른바 4대 안보 관광지가 있다. 을지전망대와 제4땅굴, 통일관, 양구 전쟁기념관 등이다. 을지전망대는 군사분계선 1㎞ 남쪽의 가칠봉 능선에 있다. 비무장지대 남방 한계선에서 가장 가까운 전망대다. 펀치볼 전체를 조망할 수 있어 안개가 차오르는 겨울철에 사진작가들이 즐겨 찾는다. 제4땅굴은 1990년 3월 양구 동북쪽 26㎞ 지점 비무장지대 안에서 발견됐다. 군사분계선에서 1.2㎞ 떨어졌다. 을지전망대와 제4땅굴은 해안면 통일관에서 신청서를 작성한 후 갈 수 있다. 전쟁기념관은 통일관 바로 옆에 있다. 양구까지 와서 박수근미술관을 둘러보지 않을 수 없다. 양구는 박수근(1914∼1965)이 나고 자란 곳이다. 정림리 생가터에 2002년 박수근미술관이 조성됐다. 미술관을 중심으로 아담한 정원과 숲길이 조성돼 있어 가족 나들이를 하기에도 손색이 없다. 미술관은 언뜻 산성을 연상하게 할 만큼 견고한 외벽을 둘렀다. 바로 옆에는 포스트모더니즘풍의 건물이 함께 서 있다. 상충되는 이미지의 건축물들이 고향의 색감 아래 혼재돼 있다. 미술관에서는 박수근이 그린 그림과 삶의 편린들을 확인할 수 있다. 가족들과의 애틋한 사연, 당대와 불화한 예술인의 쓰디쓴 인생 역정 등을 엿볼 수 있다. 미술관은 박수근의 유품, 습작, 판화, 삽화 등을 상설 전시하는 기념전시실 두 동과 기념품 판매장으로 나뉜다. 미술관 밖은 개울가다. 빨래하는 아낙들의 모습을 소재로 수많은 걸작들을 쏟아낸 현장이다. 박수근 동상은 기념사진 명소다. 원래 가족 사진을 모티브로 제작됐는데, 사진에서는 ‘난닝구’를 입고 있지만, 동상은 와이셔츠를 입고 있는 게 차이다. 박수근 화백 작고 50주년인 올해 양구 박수근미술관에서 다양한 기념 전시회가 마련된다. 별 헤는 겨울밤을 체험하고 싶다면 국토정중앙천문대를 찾으시라. ‘한반도의 배꼽’이라는 양구의 정중앙점 부근에 건설된 천문대다. 천체투영실에서는 의자에 누워 가상의 밤하늘과 우주여행을 떠날 수 있다. ‘우주 이야기’를 담은 공상과학영화, 별자리와 우주에 대한 3D 영상 등을 관람할 수 있다. 천문대의 특성상 관람 시작 시간이 늦다. 양구의 여러 명소들을 둘러보고 와도 늦지 않다. 오후 2시부터 관람이 가능하며 대신 밤늦게까지 여유 있게 관람할 수 있다. 글 사진 손원천 기자 angler@seoul.co.kr ■여행수첩(지역번호 033) →가는 길:서울에서 46번 국도를 타고 춘천을 지나 양구로 향한다. 양구읍에선 453번 지방도로를 따라가면 돌산령 터널을 지나 해안면이다. 옛길은 돌산령터널 직전에 우측 옛길 입구로 올라가야 한다. 한데 옛길로 가면 풍경은 좋지만 겨울에는 제설 작업이 안 돼 위험할 수 있다. 46번 국도 대신 서울춘천고속도로를 이용하는 방법도 있다. 국도보다 다소 빠르게 갈 수 있다. 양구북한관 480-2674. 양구의 명소 두타연은 동절기에 오전 9시~오후 4시까지 출입할 수 있다. 월요일은 쉰다. 이목정안내소 482-8449. 숲 해설가와 함께 ‘펀치볼 둘레길’을 돌아보려면 양구국유림관리소(481-8565)에 예약해야 한다. 박수근미술관(480-2284)은 양구 초입, 국토정중앙천문대(480-2586)는 도촌리에 있다. →맛집:해안면의 정주골(481-6777)은 시래기고등어찜, 산채정식 등을 잘 한다. 시래원(481-4200)은 시래기정식, 시래기닭찜을 내준다. 남면 도촌리에 있다. 광치막국수(481-4095)는 막국수와 돼지고기 편육이 맛있는 집. 양구 읍내의 석장골오골계식당(482-0801)에선 갖은 양념에 잰 오골계를 숯불에 구워 먹는다. →잘 곳:양구 KCP호텔(482-7700)이 가장 추천할 만한 숙소다. 한국관광공사의 베니키아 호텔 체인에 가입돼 있다. 읍내에선 센츄럴모텔(481-2121)이 깔끔한 편. 남면의 광치자연휴양림(482-3115)도 인기다. 해안면 쪽에는 평화펜션(481-5672), 펀치볼민박(481-0878) 등이 있다.

많은 이론 물리학자들은 우주가 언젠가 종말에 이를 것이며, 그 과정은 이미 시작되었다고 믿고 있다. 독일 뮌헨에 근거를 둔 쿠르츠작트(http://kurzgesagt.org)라는 한 웹사이트가 우주 종말 3종 세트를 알기 쉽게 설명해주는 동영상을 만들어 발표했다고 영국 일간 데일리메일이 4일(현지시간) 보도했다. 우주가 어떻게 끝날 것인지는 확실히 알 수 없지만, 대략 다음과 같은 3개의 시나리오를 뽑아놓고 있다. 이른바 대함몰(big crunch), 대파열(big rip), 대동결(big freeze) 시나리오다. 그들의 주장에 따르면, 우주는 결국 스스로 붕괴를 일으켜 완전히 소멸하거나, 우주 팽창 속도가 가속됨에 따라 결국엔 은하를 비롯한 천체들과 원자, 아원자 입자 등 모든 물질이 찢겨져 종말을 맞을 것이라 한다. '대파열' 시나리오에 따르면, 강력해진 암흑 에너지가 우주의 구조를 뒤틀어 처음에는 은하들을 갈가리 찢고, 블랙홀과 행성, 별들을 차례로 찢을 것이다. 이러한 대파열은 우주를 팽창시키는 힘이 은하를 결속시키는 중력보다 더 세질 때 일어나는 파국이다. 우주의 팽창이 나중에 빛의 속도로 빨라지면 물질을 유지시키는 결속력을 와해시켜 '대파열'로 나아가게 된다는 것이다. 그 결과 우주는 어떻게 될까? 무엇에도 결합되지 않은 입자들만 캄캄한 우주 공간을 떠도는 적막한 무덤이 될 것이라고 과학자들은 말한다. 몇 년 전 과학자들은 우주의 팽창 속도가 최초로 측정된 110억 년 전에 비해 훨씬 빨라져 '롤러코스트를 보는 것 같다'는 사실을 발표했다. 영국 포츠머스 대학의 매트 피어 박사는 "초창기 우주는 중력의 작용으로 팽창 속도가 느렸지만, 50억 년 전부터 그 속도가 빨라지기 시작했는데, 과학자들은 그것이 암흑 에너지 때문으로 보고 있다"라고 설명한다. 또 다른 종말 시나리오는 '대함몰'이다. 이것은 우주가 팽창을 계속하다가 점점 힘이 부쳐 속도가 떨어질 것이라는 가정에 근거한 것이다. 그러면 어떻게 되는가? 어느 순간 팽창하는 힘보다 중력의 힘 쪽으로 무게의 추가 기울어져 우주는 수축으로 되돌아서게 된다. 그 수축 속도는 시간이 지남에 따라 점점 더 빨라져 은하와 별, 블랙홀들이 충돌하고 마침내 빅뱅의 한 점이었던 태초의 우주로 대함몰하게 된다는 것이다. 사람의 정신을 온통 빼놓은 이 종말론은 지난해 덴마크의 과학자들이 수학적으로 그 가능성을 증명했다는 주장이 나오기도 했다. 이 폭력적인 과정은 물리학에서 '상전이(phase transition)’라 일컫는 것으로, 예컨대 물이 가열되다가 어떤 온도에 이르면 기체인 수증기가 되는 현상 같은 것이다. 마지막 시나리오는 '열사망'으로도 불리는 '대동결'이다. 이것이 현대 물리학적 지식으로 볼 때 가장 가능성 높은 우주 임종의 모습이다. 대동결설에 따르면, 우주 팽창에 따라 물질이 서서히 복사하여 소멸의 길을 걷게 되는데, 별들은 차츰 빛을 잃어 희미하게 깜빡이다가 하나둘씩 스러지고, 우주는 정전된 아파트촌처럼 적막한 암흑 속으로 빠져든다. 약 1조 년 후면 블랙홀과 은하 등 우주의 모든 물질이 사라지게 된다. 심지어 원자까지도 붕괴를 피할 길이 없다. 그러면 어떠한 에너지도 운동도 존재하지 않게 되어 우주는 하나의 완벽한 무덤이 되는 것이다. 이것을 '열사망'이라 한다. 과연 우주가 어떤 경로로 그 종말을 맞을지는 앞으로 과학이 밝혀내야 할 큰 과제다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

마치 감자처럼 생긴 직경 약 530km에 달하는 소행성이 있다. 바로 지구로부터 약 1억 8800만 km 떨어진 화성과 목성 사이에 위치해 있는 소행성 베스타(Vesta)다. 최근 미국 UCLA 대학 연구팀이 과거 베스타에 물이 흘렀다는 연구결과를 발표해 관심을 끌고있다. 태양계의 역사를 고스란히 간직하고 있는 소행성 베스타에서 물이 흘렀다는 이 연구는 미 항공우주국(NASA)의 무인탐사선 ‘던’(Dawn)이 촬영한 이미지를 분석해 얻어졌다. 지난 2011년 7월 부터 이듬해 9월까지 약 512km 떨어진 곳에서 촬영된 이 이미지들은 베스타 표면의 다양한 특징을 정밀하게 담아내고 있다. 연구팀이 주목한 것은 베스타의 크레이터 내에 형성된 굴곡진 도랑과 부채꼴 모양의 퇴적지다. 길이 900m, 폭 30m에 달하는 이 도랑들은 지구의 협곡과 유사하게 생겼으며 이곳에서 흐르는 물이 모래와 같은 입자를 이동시켰을 것으로 추정된다. 이번 연구가 특히 눈길을 끌고있는 것은 현재 베스타의 상태다. 연구를 이끈 제니터 스컬리 박사는 "베스타는 표면 온도가 매우 낮고 대기가 없어 물이 있을 것이라 상상조차 못했다" 면서 "이번 연구로 베스타가 매우 흥미롭고 복잡한 천체라는 사실이 확인됐다"고 설명했다. 그렇다면 이 물은 어디서 왔을까? 이에 대해서는 가설만 존재한다. 가장 유력한 추측은 혜성과의 충돌로 일부의 물이 베스타 표면 밑에 얼음으로 남았을 가능성이다. 스컬리 박사는 "지금도 베스타 깊은 곳에 얼음이 있을 가능성을 배제할 수 없다" 면서도 "던 탐사선의 장비 수준으로는 아직 이를 감지할 수는 없다"고 밝혔다. 한편 지난 2007년 9월 소행성 베스타와 왜소행성 세레스(Ceres)를 탐사하기 위해 발사된 무인탐사선 던은 지난 2011년 베스타 궤도에 진입해 3만 장의 이미지를 지구로 전송한 바 있다. 이어 또다시 길을 떠난 던은 오는 3월 세레스에 도착할 예정이다. NASA 측이 소행성 탐사에 막대한 돈을 들이는 이유는 있다. 던 프로젝트에 참여 중인 애리조나 대학 데이비드 A. 윌리엄스 교수는 “베스타 같은 소행성은 태양계 생성 당시 부산물로 만들어져 수많은 천체 충돌 과정을 거쳤다” 면서 “이 때문에 우리 태양계 역사를 고스란히 간직한 역사 자료”라고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

다른 행성들을 달 자리에 끌어온다면 어떻게 보일까? 태양계의 행성들을 만약 달의 자리에다가 끌어다놓는다면 어떻게 보일까? ​이런 가설을 시나리오 삼아 한 유튜브 사용자가 정확한 비례로 동영상을 만들었는데, 그 결과가 무척 인상적이고 재미있다. 거대한 행성들이 지구 하늘의 반을 가리는 장관을 즐길 수 있을 뿐 아니라, 부수적으로 태양계와 지구를 포함한 행성들의 실체를 실감 나게 느낄 수 있는 ‘공익적’인 효과도 있다. 이 영상을 만든 미국 앨라배마의 유튜브 사용자(아이디: Yeti Dynamics)는 “만약 토성 같은 행성이 달의 위치에 있다면 지구에서 어떻게 보일지를 생생하게 실감할 수 있도록 눈으로 보여주는 것”이라고 설명했다. 비디오에서 달의 자리에 대체되는 행성은 화성, 금성, 해왕성, 천왕성, 목성 그리고 토성의 순이다. 수성이 빠진 것은 크기가 달만 해서 별로 ‘재미가 없기’ 때문이란다. 우리의 달은 반지름이 겨우 1,738km밖에 안 되는데, 이는 보통 왜행성 크기 정도이다. 지구-달의 거리는 약 38만km로, 다른 왜행성을 끌어다 놓아도 달과 비슷한 크기로 보인다. 화성의 달의 약 2배로 반지름이 3,397km이고, 천왕성은 25배, 반지름은 25,559km이다. 목성은 이들과는 급이 달라, 반지름이 무려 지구의 11배가 넘는 7만1,490km에 달한다. 토성은 목성보다는 조금 작아, 반지름이 6만268km이다. 어쨌든 태양을 포함한 태양계 모든 천체의 총질량 중 태양이 차지하는 질량은 무려 99.86%에 달한다. 나머지 0.14%가 8개 행성과 수백 개의 위성, 수천억 개의 소행성을 합친 거라는 계산이다. 더욱이 이 0.14% 중 토성과 목성이 90%를 차지한다. 그러니 우리 지구는 곰보빵에 붙어 있는 부스러기 한 점에 지나지 않는다는 게 엄연한 태양게의 진실이다. 흥미로운 점은 이런 행성들을 달의 자리에 온다면 그들의 위성과 지구는 충돌을 피할 길이 없다. 예컨대 토성이 달의 자리에 온다면 모성인 토성에서 37만 7000km 떨어진 궤도를 도는 위성 디오네는 바로 지구를 곧바로 쳐버리면 가루로 만들어버릴 거고, 그러면 지구 부스러기는 토성의 많은 고리 중 하나를 이루게 될 것이다. 다른 행성들이 달의 자리에 왔을 때 나타나는 또 다른 흥미로운 점은 중력에 관계된 것이다. 그들은 지구 대기를 갈가리 찢어가버릴 것이며, 엄청난 해일과 화산 폭발을 일으킬 것이다. 그야말로 총체적인 지구 파국이 온다는 뜻이다. 만약 목성이 달의 자리까지 밀려온다면 엄청난 목성의 기조력(조석을 일으키는 힘)에 의해 지구는 즉각 분쇄되어 목성 고리 중 하나가 될 것이다. 그러니 우리 인류는 모든 행성들이 제자리를 지켜주기를 우주의 신에게 기원하지 않으면 안된다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

다른 행성들을 달 자리에 끌어온다면 어떻게 보일까? 태양계의 행성들을 만약 달의 자리에다가 끌어다놓는다면 어떻게 보일까? ​이런 가설을 시나리오 삼아 한 유튜브 사용자가 정확한 비례로 동영상을 만들었는데, 그 결과가 무척 인상적이고 재미있다. 거대한 행성들이 지구 하늘의 반을 가리는 장관을 즐길 수 있을 뿐 아니라, 부수적으로 태양계와 지구를 포함한 행성들의 실체를 실감 나게 느낄 수 있는 ‘공익적’인 효과도 있다. 이 영상을 만든 미국 앨라배마의 유튜브 사용자(아이디: Yeti Dynamics)는 “만약 토성 같은 행성이 달의 위치에 있다면 지구에서 어떻게 보일지를 생생하게 실감할 수 있도록 눈으로 보여주는 것”이라고 설명했다. 비디오에서 달의 자리에 대체되는 행성은 화성, 금성, 해왕성, 천왕성, 목성 그리고 토성의 순이다. 수성이 빠진 것은 크기가 달만 해서 별로 ‘재미가 없기’ 때문이란다. 우리의 달은 반지름이 겨우 1,738km밖에 안 되는데, 이는 보통 왜행성 크기 정도이다. 지구-달의 거리는 약 38만km로, 다른 왜행성을 끌어다 놓아도 달과 비슷한 크기로 보인다. 화성의 달의 약 2배로 반지름이 3,397km이고, 천왕성은 25배, 반지름은 25,559km이다. 목성은 이들과는 급이 달라, 반지름이 무려 지구의 11배가 넘는 7만1,490km에 달한다. 토성은 목성보다는 조금 작아, 반지름이 6만268km이다. 어쨌든 태양을 포함한 태양계 모든 천체의 총질량 중 태양이 차지하는 질량은 무려 99.86%에 달한다. 나머지 0.14%가 8개 행성과 수백 개의 위성, 수천억 개의 소행성을 합친 거라는 계산이다. 더욱이 이 0.14% 중 토성과 목성이 90%를 차지한다. 그러니 우리 지구는 곰보빵에 붙어 있는 부스러기 한 점에 지나지 않는다는 게 엄연한 태양게의 진실이다. 흥미로운 점은 이런 행성들을 달의 자리에 온다면 그들의 위성과 지구는 충돌을 피할 길이 없다. 예컨대 토성이 달의 자리에 온다면 모성인 토성에서 37만 7000km 떨어진 궤도를 도는 위성 디오네는 바로 지구를 곧바로 쳐버리면 가루로 만들어버릴 거고, 그러면 지구 부스러기는 토성의 많은 고리 중 하나를 이루게 될 것이다. 다른 행성들이 달의 자리에 왔을 때 나타나는 또 다른 흥미로운 점은 중력에 관계된 것이다. 그들은 지구 대기를 갈가리 찢어가버릴 것이며, 엄청난 해일과 화산 폭발을 일으킬 것이다. 그야말로 총체적인 지구 파국이 온다는 뜻이다. 만약 목성이 달의 자리까지 밀려온다면 엄청난 목성의 기조력(조석을 일으키는 힘)에 의해 지구는 즉각 분쇄되어 목성 고리 중 하나가 될 것이다. 그러니 우리 인류는 모든 행성들이 제자리를 지켜주기를 우주의 신에게 기원하지 않으면 안된다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

우주 마니아들에게 2015년은 대망의 한 해가 될 것 같다. 가깝게는 최첨단 과학으로 무장한 우주선들이 발사를 기다리고 있고, 민간 상업 우주비행 회사들은 인류의 관광영역을 우주로까지 확대하려는 꿈에 부풀어 있다. 화성 탐사 로버는 붉은 행성 위를 진격하면서 그의 화성 착륙 3주년을 축하할 것이고, 일본의 탐사선은 금성 궤도에 진입하는 새로운 기록을 세우게 될 예정이다. 또한 지난 10월 발사대를 떠난 직후 폭발한 오비털 사이언스 사의 시그너스 우주선이 다시 국제우주정거장까지의 비행에 재도전할 것이다. 스페이스닷컴이 2015년에 있을 중요한 우주 미션 15개를 선정해서 소개했다. 엑스코어 에어로스페이스 사와 링스 우주선의 2015년 1999년에 설립된 미국의 엑스코어 에어로스페이스 사는 지난 몇 년 동안 꾸준히 우주여행선 ‘링스'(Lynx) 개발에 매진해왔다. 자체 보유한 엔진 기술을 이용해 개발한 링스는 액체연료를 이용하는 4개의 엔진을 탑재해 자체 추진력으로 지상에서부터 100km 고도까지 상승한다. 올해 초부터 티켓 판매를 시작한 엑스코어 에어로스페이스가 내놓은 링스의 탑승권 가격은 9만 5000달러(약 1억188만 원)로, 버진갤럭틱의 우주여행 비용의 절반도 안 되는 금액이다. 링스 조종사와 승객, 단 두 명만 탑승할 수 있는 형태로, 2015년 말 첫 상업 비행을 시작할 예정이다. 스페이스X 사, 재사용 가능한 해양 로켓 착륙 플랫폼 만든다 민간 우주비행 회사 스페이스X가 팔콘9 1단계 로켓을 대서양상의 해양 플렛폼에 착륙시킬 계획을 세우고 있다. 시기는 국제우주정거장으로 가는 무인 드래건 화물 캡슐을 발사한 후인 6월 이후가 될 것으로 보인다. 재사용 가능 로켓 테스트를 위한 이 같은 시도는 최초라고 스페이스X는 밝혔다. 스페이스X는 또한 NASA와의 계약에 따라 2015년도에 3차례 더 화물 캡슐을 우주정거장에 보낼 계획이다. DSCOVR 인공위성 1월에 발사 심우주 기상 위성(Deep Space Climate Observatory; DSCOVR)이 1월 23일 스페이스X 사의 팔콘9 로켓에 실려 우주로 발사된다. 이 기상 위성은 지구로부터 150만km 떨어진 심우주에서 태양풍을 모니터한다. DSCOVR 미션은 국립해양대기청(NOAA), 미항공우주국(NASA), 미공군의 합작으로 이루어지며, 그중 어느 부분의 미션은 10년 이상 진행돼온 것도 있다. 유럽 우주선 IXV의 시험비행 2월 11일 실시 유럽우주기구(ESA)는 IXV(Intermediate eXperimental Vehicle)의 시험비행을 2월 11일에 실시한다. 이 우주선은 우주비행을 한 후 지구 대기권으로 재진입하게끔 설계된 것이다. ESA는 현재 국제우주정거장으로 보내는 화물을 1회용 우주선으로 실어나르고 있는데, 이것은 대기권 진입시 모두 소각되고 있다. IXV가 취항하면 우주정거장에서 과학실험 결과물이나 다른 물품들을 안전하게 지구로 보낼 수 있게 된다. (스페이스X 사의 드래건 캡슐도 이런 용도로 설계된 것이다) 메신저 수성 탐사선의 임무 3월쯤 종료 지금 수성 궤도를 돌고 있는 NASA의 메신저 호가 3월쯤이면 임무를 마치고 태양에 가장 가까운 행성인 수성에 충돌함으로써 임종을 맞게 된다. 2004년에 지구를 떠난 지 11년 만이다. 12월에 메신저 미션 과학자들은 메신저의 연료가 바닥났지만 가압제(연료 압력을 높이는 물질)를 사용하는 방법으로 메신저를 한 달 더 가동시킬 수 있었다고 발표했다. 메신저(MESSENGER = MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging)호는 수성 궤도를 도는 동안 수많은 사진을 찍었으며, 최고 수준의 수성 표면지도를 작성하는 성과를 올렸다. 예상 외로 장수한 메신저는 또한 수성에 얼음 형태의 물이 존재한다는 새로운 사실도 지구 행성인에게 알려주었다. 3월 관제실의 명령에 수성에 충돌해 일생을 마칠 메신저는 수성 표면에 충돌하기 전까지 수성 대기 정보를 지구로 보내줄 것이다. NASA의 돈 우주선, 3월 6일 세레스에 도착 NASA의 소행성 탐사선 돈(Dawn)이 3월 6일 왜소행성 세레스에 도착한다. 돈 탐사선은 2011년 7월부터 2012년 9월까지 거대 소행성 베스타 궤도를 돈 후 세레스로 표적을 바꾸었다. 돈 미션 과학자들은 화성과 목성 사이에 있는 소행성대에서 최대 천체인 베스타의 근접 사진을 보기를 원한다. 왜냐하면, 베스타가 어쩌면 태양계에서 생명이 서식할 수 있는 가장 적절한 곳일지도 모른다고 생각하기 때문이다. 미국-러시아 우주비행사, 1년 미션 위해 3월 27일 출발 NASA의 우주비행사(astronaut) 스캇 켈리와 러시아 우주비행사(cosmonaut) 미하일 코르니엔코가 3월 27일 1년 체류 미션을 위해 우주정거장으로 출발한다. 이 체류는 우주비행사가 최초로 경험하는 최장의 우주 체류로 기록되는 동시에, 최장의 우주정거장 체류를 기록하게 된다. 종래에는 6개월 체류가 통상적이었다. 참고로, 우주비행사를 미국에서는 'astronaut', 러시아에서는 'cosmonaut'이라 하는데, NASA는 관례에 따라 달리 표기해주고 있다. 두 단어의 차이를 굳이 찾자면, 전자는 '별 여행자', 후자는 '우주 여행자'라는 뜻이다. 허블 우주망원경 4월에 '25번째 생일' 허블 우주망원경이 오는 4월로 25번째 생일을 맞게 된다. 관광버스 크기만한 허블 망원경이 디스커버리 우주왕복선의 등에 업혀 우주로 올라간 것은 1990년이었다. 그후 허블은 다사다난한 수리, 재수리 과정을 모두 겪어내고 지금껏 놀라운 우주 풍경들을 지구로 보내주고 있다. 과학자들은 허블이 적어도 2018년까지는 임무수행을 해줄 것으로 기대하고 있다. 그 무렵이면 차세대 우주망원경인 제임스 웹이 임무교대를 위해 지구를 떠날 것이기 때문이다. X-37B 우주선, 4차 비밀 임무를 위해 5월 발사 미공군의 비밀 X-37B 로보틱 우주선이 제4차 비밀임무를 위해 5월 어느 날에 발사된다. 이 우주선은 2012년 12월에 발사된 후 거의 2년에 걸친 임무를 마치고 지난 10월에 캘리포니아로 귀환했다. 아직까지 이 X-37B의 임무가 무엇인지 어떤 정보도 알려진 바가 없다. 뉴허라이즌스 탐사선, 7월 14일 명왕성에 도착 NASA의 뉴허라이즌스 호가 7월 14일 대망의 명왕성 근접비행에 들어가, 명왕성을 가장 잘 볼 수 있는 거리에서 정밀 관측을 시작한다. 이 탐사선은 지난 2006년 1월 태양계 변두리에 있는 명왕성을 목표로 발사된 것이다. 뉴허라이즌스가 발사될 당시엔 명왕성은 행성이었으나, 그해 8월 행성에서 퇴출, 왜소행성으로 강등당하는 궂은 일을 겪었다. 탐사선이 명왕성을 한번 스쳐지나면 NASA에서 다른 임무를 줄 것으로 보인다. 명왕성을 발견한 사람은 미국 톰보인데, 뉴허라이즌스에는 톰보의 뼛가루 병이 실려 있다. 후배 천문학자들이 톰보의 업적을 기리기 위해 실어보낸 것이다. 참고로, 톰보는 LA다저스 야구팀의 투수 커쇼의 종조부인데, 그래서인지 커쇼는 어느 TV프로에 '명왕성은 내 마음의 행성이다'는 글이 쓰인 티셔츠를 입고 나온 적이 있다. 로제타 호가 혜성과 함께 8월 태양에 최근접 유럽우주기구(ESA)의 혜성 탐사선 로제타가 67P 혜성과 함께 8월에 태양에 최근접한다. 로제타는 태양에 가까워지면서 경로를 바꾸는 혜성의 움직임을 계속 모니터하여 지구로 보낼 예정인데, 이는 전례가 없는 '과학'이다. ESA의 과학자들은 혜성이 태양에 가까워지는 3,4월쯤에 동면에 들어 있는 착륙선 필레가 다시 깨어나 임무에 복귀할 것으로 잔뜩 기대하고 있다. 필레는 착륙 때 몇 번 튀어오르다가 벼랑 아래 응달에 처박히는 바람에 햇빛 부족으로 방전되고 말았다. 로제타 임무는 혜성 궤도를 돈 최초의 우주선으로, 필레는 혜성에 착륙한 최초의 탐사선으로 기록되었다. 큐리오시티, 8월 5일이면 화성 착지 3주년 NASA의 화성 탐사차 큐리오시티가 8월 5일 화성 착지 후 3번째 생일을 자축하게 된다. 1톤 무게의 이 탐사차는 이미 지난 3년 동안 붉은 행성 표면을 굴러다니면서 엄청난 것들을 발견하고 엄청난 양의 정보를 채집했다. 처음으로 화성 대기 속에서 메탄을 찾아냈는데, 이는 현재 또는 과거에 화성에 생명체가 살고 있거나 살았을지도 모른다는 점을 시사한다. 큐리오시티는 2015년 한 해 동안 게일 분화구 안에 있는 샤프 산 발치를 계속 탐사할 예정이다. 일본의 아카쓰키 우주선, 11월 금성 궤도 진입 2010년 금성 궤도 진입에 실패한 일본의 아카쓰키 우주선이 11월 금성 궤도에 재도전한다. 첫 도전에서 실패한 이유는 주엔진이 점화되지 않았기 때문이다. 이번에는 보조엔진을 사용해 금성 궤도 진입을 시도한다고 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)가 밝혔다. 2010년 5월에 발사된 아카쓰키(曉·새벽)는 첫 태양광 우주범선 ‘이카로스(IKAROS)’를 탑재했는데, 이카로스는 지름 1.6m, 높이 0.8m의 원통 모양 본체로 돼 있으며, 한 변이 14m가량인 정사각형 모양의 돛을 펼치게 된다. 빛을 반사하는 초박막 필름으로 제작된 돛은 태양광이 부딪힐 때 생기는 힘으로 움직인다. 별도의 연료 없이 태양광만으로 우주공간을 운항할 수 있는 우주범선 아이디어는 우주항해에 성공한 적은 없지만, 아카쓰키가 최초로 성공했다. 시그너스 호, 다시 우주정거장을 향해 연말께 발사 2014년 10월 로켓 폭발 사고를 겪은 민간 우주비행 회사 오비털 사이언스 사가 다시 시그너스 호를 우주정거장으로 보내기 위해 유나이티드 론치 앨리언스 사의 아틀라스 V 로켓을 사들였다. 시그너스 화물 우주선은 통상 오비털 사의 안타레스 로켓으로 발사되었지만, 지난번 발사 직후 폭발 사고를 일으킨 만큼 개선되기 전까지는 사용할 수 없게 되었기 때문이다. 시그너스를 실은 아틀라스 V 로켓은 연말께 발사될 예정이다. 유럽의 LISA 패스파인더 미션 시작 유럽우주기구(ESA)의 LISA(중력파 검출기) 패스파인더 미션-거대 천체로 인한 시공간 왜곡을 탐사하기 위한 기술 확보 미션-이 금년 안에 궤도에 오를 것으로 보인다. 중력파란 천체의 중력붕괴나 초신성 폭발 등으로 발생하는 시공간의 일그러짐이 파도처럼 광속으로 전달되는 것으로, 아인슈타인이 일반 상대성 이론에서 예측한 것이다. 만약 탐사선이 중력파 검출에 성공한다면 우주의 거대 폭발 증거를 발견한 최초의 우주선이 될 것이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

우주 마니아들에게 2015년은 대망의 한 해가 될 것 같다. 가깝게는 최첨단 과학으로 무장한 우주선들이 발사를 기다리고 있고, 민간 상업 우주비행 회사들은 인류의 관광영역을 우주로까지 확대하려는 꿈에 부풀어 있다. 화성 탐사 로버는 붉은 행성 위를 진격하면서 그의 화성 착륙 3주년을 축하할 것이고, 일본의 탐사선은 금성 궤도에 진입하는 새로운 기록을 세우게 될 예정이다. 또한 지난 10월 발사대를 떠난 직후 폭발한 오비털 사이언스 사의 시그너스 우주선이 다시 국제우주정거장까지의 비행에 재도전할 것이다. 스페이스닷컴이 2015년에 있을 중요한 우주 미션 15개를 선정해서 소개했다. 엑스코어 에어로스페이스 사와 링스 우주선의 2015년 1999년에 설립된 미국의 엑스코어 에어로스페이스 사는 지난 몇 년 동안 꾸준히 우주여행선 ‘링스'(Lynx) 개발에 매진해왔다. 자체 보유한 엔진 기술을 이용해 개발한 링스는 액체연료를 이용하는 4개의 엔진을 탑재해 자체 추진력으로 지상에서부터 100km 고도까지 상승한다. 올해 초부터 티켓 판매를 시작한 엑스코어 에어로스페이스가 내놓은 링스의 탑승권 가격은 9만 5000달러(약 1억188만 원)로, 버진갤럭틱의 우주여행 비용의 절반도 안 되는 금액이다. 링스 조종사와 승객, 단 두 명만 탑승할 수 있는 형태로, 2015년 말 첫 상업 비행을 시작할 예정이다. 스페이스X 사, 재사용 가능한 해양 로켓 착륙 플랫폼 만든다 민간 우주비행 회사 스페이스X가 팔콘9 1단계 로켓을 대서양상의 해양 플렛폼에 착륙시킬 계획을 세우고 있다. 시기는 국제우주정거장으로 가는 무인 드래건 화물 캡슐을 발사한 후인 6월 이후가 될 것으로 보인다. 재사용 가능 로켓 테스트를 위한 이 같은 시도는 최초라고 스페이스X는 밝혔다. 스페이스X는 또한 NASA와의 계약에 따라 2015년도에 3차례 더 화물 캡슐을 우주정거장에 보낼 계획이다. DSCOVR 인공위성 1월에 발사 심우주 기상 위성(Deep Space Climate Observatory; DSCOVR)이 1월 23일 스페이스X 사의 팔콘9 로켓에 실려 우주로 발사된다. 이 기상 위성은 지구로부터 150만km 떨어진 심우주에서 태양풍을 모니터한다. DSCOVR 미션은 국립해양대기청(NOAA), 미항공우주국(NASA), 미공군의 합작으로 이루어지며, 그중 어느 부분의 미션은 10년 이상 진행돼온 것도 있다. 유럽 우주선 IXV의 시험비행 2월 11일 실시 유럽우주기구(ESA)는 IXV(Intermediate eXperimental Vehicle)의 시험비행을 2월 11일에 실시한다. 이 우주선은 우주비행을 한 후 지구 대기권으로 재진입하게끔 설계된 것이다. ESA는 현재 국제우주정거장으로 보내는 화물을 1회용 우주선으로 실어나르고 있는데, 이것은 대기권 진입시 모두 소각되고 있다. IXV가 취항하면 우주정거장에서 과학실험 결과물이나 다른 물품들을 안전하게 지구로 보낼 수 있게 된다. (스페이스X 사의 드래건 캡슐도 이런 용도로 설계된 것이다) 메신저 수성 탐사선의 임무 3월쯤 종료 지금 수성 궤도를 돌고 있는 NASA의 메신저 호가 3월쯤이면 임무를 마치고 태양에 가장 가까운 행성인 수성에 충돌함으로써 임종을 맞게 된다. 2004년에 지구를 떠난 지 11년 만이다. 12월에 메신저 미션 과학자들은 메신저의 연료가 바닥났지만 가압제(연료 압력을 높이는 물질)를 사용하는 방법으로 메신저를 한 달 더 가동시킬 수 있었다고 발표했다. 메신저(MESSENGER = MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging)호는 수성 궤도를 도는 동안 수많은 사진을 찍었으며, 최고 수준의 수성 표면지도를 작성하는 성과를 올렸다. 예상 외로 장수한 메신저는 또한 수성에 얼음 형태의 물이 존재한다는 새로운 사실도 지구 행성인에게 알려주었다. 3월 관제실의 명령에 수성에 충돌해 일생을 마칠 메신저는 수성 표면에 충돌하기 전까지 수성 대기 정보를 지구로 보내줄 것이다. NASA의 돈 우주선, 3월 6일 세레스에 도착 NASA의 소행성 탐사선 돈(Dawn)이 3월 6일 왜소행성 세레스에 도착한다. 돈 탐사선은 2011년 7월부터 2012년 9월까지 거대 소행성 베스타 궤도를 돈 후 세레스로 표적을 바꾸었다. 돈 미션 과학자들은 화성과 목성 사이에 있는 소행성대에서 최대 천체인 베스타의 근접 사진을 보기를 원한다. 왜냐하면, 베스타가 어쩌면 태양계에서 생명이 서식할 수 있는 가장 적절한 곳일지도 모른다고 생각하기 때문이다. 미국-러시아 우주비행사, 1년 미션 위해 3월 27일 출발 NASA의 우주비행사(astronaut) 스캇 켈리와 러시아 우주비행사(cosmonaut) 미하일 코르니엔코가 3월 27일 1년 체류 미션을 위해 우주정거장으로 출발한다. 이 체류는 우주비행사가 최초로 경험하는 최장의 우주 체류로 기록되는 동시에, 최장의 우주정거장 체류를 기록하게 된다. 종래에는 6개월 체류가 통상적이었다. 참고로, 우주비행사를 미국에서는 'astronaut', 러시아에서는 'cosmonaut'이라 하는데, NASA는 관례에 따라 달리 표기해주고 있다. 두 단어의 차이를 굳이 찾자면, 전자는 '별 여행자', 후자는 '우주 여행자'라는 뜻이다. 허블 우주망원경 4월에 '25번째 생일' 허블 우주망원경이 오는 4월로 25번째 생일을 맞게 된다. 관광버스 크기만한 허블 망원경이 디스커버리 우주왕복선의 등에 업혀 우주로 올라간 것은 1990년이었다. 그후 허블은 다사다난한 수리, 재수리 과정을 모두 겪어내고 지금껏 놀라운 우주 풍경들을 지구로 보내주고 있다. 과학자들은 허블이 적어도 2018년까지는 임무수행을 해줄 것으로 기대하고 있다. 그 무렵이면 차세대 우주망원경인 제임스 웹이 임무교대를 위해 지구를 떠날 것이기 때문이다. X-37B 우주선, 4차 비밀 임무를 위해 5월 발사 미공군의 비밀 X-37B 로보틱 우주선이 제4차 비밀임무를 위해 5월 어느 날에 발사된다. 이 우주선은 2012년 12월에 발사된 후 거의 2년에 걸친 임무를 마치고 지난 10월에 캘리포니아로 귀환했다. 아직까지 이 X-37B의 임무가 무엇인지 어떤 정보도 알려진 바가 없다. 뉴허라이즌스 탐사선, 7월 14일 명왕성에 도착 NASA의 뉴허라이즌스 호가 7월 14일 대망의 명왕성 근접비행에 들어가, 명왕성을 가장 잘 볼 수 있는 거리에서 정밀 관측을 시작한다. 이 탐사선은 지난 2006년 1월 태양계 변두리에 있는 명왕성을 목표로 발사된 것이다. 뉴허라이즌스가 발사될 당시엔 명왕성은 행성이었으나, 그해 8월 행성에서 퇴출, 왜소행성으로 강등당하는 궂은 일을 겪었다. 탐사선이 명왕성을 한번 스쳐지나면 NASA에서 다른 임무를 줄 것으로 보인다. 명왕성을 발견한 사람은 미국 톰보인데, 뉴허라이즌스에는 톰보의 뼛가루 병이 실려 있다. 후배 천문학자들이 톰보의 업적을 기리기 위해 실어보낸 것이다. 참고로, 톰보는 LA다저스 야구팀의 투수 커쇼의 종조부인데, 그래서인지 커쇼는 어느 TV프로에 '명왕성은 내 마음의 행성이다'는 글이 쓰인 티셔츠를 입고 나온 적이 있다. 로제타 호가 혜성과 함께 8월 태양에 최근접 유럽우주기구(ESA)의 혜성 탐사선 로제타가 67P 혜성과 함께 8월에 태양에 최근접한다. 로제타는 태양에 가까워지면서 경로를 바꾸는 혜성의 움직임을 계속 모니터하여 지구로 보낼 예정인데, 이는 전례가 없는 '과학'이다. ESA의 과학자들은 혜성이 태양에 가까워지는 3,4월쯤에 동면에 들어 있는 착륙선 필레가 다시 깨어나 임무에 복귀할 것으로 잔뜩 기대하고 있다. 필레는 착륙 때 몇 번 튀어오르다가 벼랑 아래 응달에 처박히는 바람에 햇빛 부족으로 방전되고 말았다. 로제타 임무는 혜성 궤도를 돈 최초의 우주선으로, 필레는 혜성에 착륙한 최초의 탐사선으로 기록되었다. 큐리오시티, 8월 5일이면 화성 착지 3주년 NASA의 화성 탐사차 큐리오시티가 8월 5일 화성 착지 후 3번째 생일을 자축하게 된다. 1톤 무게의 이 탐사차는 이미 지난 3년 동안 붉은 행성 표면을 굴러다니면서 엄청난 것들을 발견하고 엄청난 양의 정보를 채집했다. 처음으로 화성 대기 속에서 메탄을 찾아냈는데, 이는 현재 또는 과거에 화성에 생명체가 살고 있거나 살았을지도 모른다는 점을 시사한다. 큐리오시티는 2015년 한 해 동안 게일 분화구 안에 있는 샤프 산 발치를 계속 탐사할 예정이다. 일본의 아카쓰키 우주선, 11월 금성 궤도 진입 2010년 금성 궤도 진입에 실패한 일본의 아카쓰키 우주선이 11월 금성 궤도에 재도전한다. 첫 도전에서 실패한 이유는 주엔진이 점화되지 않았기 때문이다. 이번에는 보조엔진을 사용해 금성 궤도 진입을 시도한다고 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)가 밝혔다. 2010년 5월에 발사된 아카쓰키(曉·새벽)는 첫 태양광 우주범선 ‘이카로스(IKAROS)’를 탑재했는데, 이카로스는 지름 1.6m, 높이 0.8m의 원통 모양 본체로 돼 있으며, 한 변이 14m가량인 정사각형 모양의 돛을 펼치게 된다. 빛을 반사하는 초박막 필름으로 제작된 돛은 태양광이 부딪힐 때 생기는 힘으로 움직인다. 별도의 연료 없이 태양광만으로 우주공간을 운항할 수 있는 우주범선 아이디어는 우주항해에 성공한 적은 없지만, 아카쓰키가 최초로 성공했다. 시그너스 호, 다시 우주정거장을 향해 연말께 발사 2014년 10월 로켓 폭발 사고를 겪은 민간 우주비행 회사 오비털 사이언스 사가 다시 시그너스 호를 우주정거장으로 보내기 위해 유나이티드 론치 앨리언스 사의 아틀라스 V 로켓을 사들였다. 시그너스 화물 우주선은 통상 오비털 사의 안타레스 로켓으로 발사되었지만, 지난번 발사 직후 폭발 사고를 일으킨 만큼 개선되기 전까지는 사용할 수 없게 되었기 때문이다. 시그너스를 실은 아틀라스 V 로켓은 연말께 발사될 예정이다. 유럽의 LISA 패스파인더 미션 시작 유럽우주기구(ESA)의 LISA(중력파 검출기) 패스파인더 미션-거대 천체로 인한 시공간 왜곡을 탐사하기 위한 기술 확보 미션-이 금년 안에 궤도에 오를 것으로 보인다. 중력파란 천체의 중력붕괴나 초신성 폭발 등으로 발생하는 시공간의 일그러짐이 파도처럼 광속으로 전달되는 것으로, 아인슈타인이 일반 상대성 이론에서 예측한 것이다. 만약 탐사선이 중력파 검출에 성공한다면 우주의 거대 폭발 증거를 발견한 최초의 우주선이 될 것이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

2013년 2월, 러시아 첼랴빈스크 상공에서 유성이 폭발이 1000여명이 크게 다친 뒤 유성 폭발로 인한 지구 재앙 가능성에 관심이 집중된 바 있다. 최근 해외 과학자들이 지구에 큰 피해를 초래할 수 있는 유성 폭발을 막을 방법을 찾았다고 주장했다고 라이브사이언스 등 과학전문매체가 22일 보도했다. 미국 캘리포니아대학의 우주물리학 교수인 하이룽 라이 연구진이 샌프란시스코에서 열린 미국 지구물리 천문학연구 연합회(American Geophysical Union) 47회 연례행사에서 발표한 자료에 따르면 태양의 주위에는 작은 바위와 초미세 우주먼지로 이뤄진 지구 근접 천체(Near Earth Object, NEO) 중 일부가 지구의 중력으로 인해 지구에 떨어지거나 폭발할 가능성을 언급했다. 연구진은 만약 이러한 물질들이 지구로 직행한다면, 충돌로 발생하는 미세먼지 때문에 어떤 망원경으로도 이들의 실체를 알아차리기 어려울 것으로 보인다고 예상했다. 다만 충돌이 발생하기 전 태양으로부터 발생하는 태양풍과 여러 우주 입자들이 우리에게 ‘신호’를 줄 수 있으며, 이들의 변화된 움직임을 통해 유성의 현재 위치 및 예상 진로를 미리 파악하면 피해를 줄일 수 있다는 것이 연구진의 설명이다. 예컨대 유성이 지구 인근에서 작은 소행성과 충돌할 경우 자기장 영역 안에서 초미세먼지 및 발화가 발생하는데, 이것은 양성자와 전자 등 미립자들이 포함돼 있는 태양풍에 영향을 미친다. 태양풍의 변화는 현재 다수의 우주선 및 관찰위성에 탑재된 자기 탐지기에 의해 감지할 수 있다. 기존에 보유하고 있는 항성간 자기장의 속도 및 성향 데이터와 변화된 자기장의 성질을 비교·분석하면 대략적인 충돌 잔해 및 규모를 예측할 수 있다. 연구팀은 이 같은 방법으로 이미 태양 주위를 368일 주기로 도는 소행성 138175의 존재를 확인한 바 있다. 전문가들은 현재 지구 주위에 있는 소행성 중 확인된 것은 전체의 1%에 불과하며, 존재를 확인한 소행성 대다수가 직경 10m 이내의 작은 규모라고 밝혔다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

광활한 우주에서도 충돌 사고는 일어날 수 있다. 별은 물론이고 은하끼리도 서로 충돌할 수 있다는 것은 이미 잘 알려진 사실이다. 그런데 최근 천문학자들은 저 멀리 외계 행성계에서 명왕성만 한 크기의 소행성이 충돌한 흔적을 발견했다. 우리 태양계에서라면 당장에는 일어나기 힘든 일이지만 저 멀리 새롭게 형성되는 행성과 소행성의 모임인 원시행성계원반(protoplanetary disk)에서는 이런 충돌 사고가 자주 발생할 수 있다. 그러나 거리가 워낙 멀리 떨어진 장소에서 일어난 일이라 지금까지 그 증거를 발견하지는 못했는데, 이번에 그 증거가 발견된 것이다. 하버드-스미스소니언 천문학센터(CfA)의 루카 리치를 비롯한 천문학자들은 세계에서 가장 강력한 전파 망원경인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, 알마)를 이용해서 이 드문 현상을 관측하는 데 성공했다. 본래 이들이 HD 107146을 관측한 이유는 우리 태양계의 어린 시절을 연구하기 위해서였다. 시간을 거꾸로 되돌리지 않는 이상 태양계 초기의 모습이 어떠했는지를 직접 관측하기는 불가능하다. 하지만 태양과 비슷한 별이 탄생하는 장소를 망원경으로 관측하면 태양계 초기에 일어났던 일을 재구성할 수 있다. 우리가 사는 태양 역시 우주를 지배하는 일반적인 물리 법칙에 의해 생성된 만큼 과거에 있었던 일이 지금도 반복되기 때문이다. 그런데 ALMA의 데이터를 분석한 과학자들은 매우 흥미로운 사실을 발견했다. 이 별은 태양의 젊었을 때와 매우 흡사한 모습을 하고 있어서 연구 대상으로 선정되었는데, 독특하게도 태양 - 해왕성 거리의 2.5배에 달하는 거리인 모항성에서 130억km 떨어진 지점에 거대한 먼지와 가스의 고리가 존재한다. 그런데 이 고리에서 밀리미터 크기의 먼지의 농도가 갑자기 증가한 것이 천문학자들의 눈길을 끈 것. 이미 천문학자들은 시뮬레이션과 관측 결과를 통해 이 고리에서 명왕성만 한 크기의 천체들이 형성되었다는 것을 추정한 바 있다. 시간이 지나면서 먼지 고리의 입자와 가스들은 중력에 의해 뭉쳐 소행성과 행성으로 성장하게 될 것이다. 그런데 거꾸로 작은 먼지의 숫자가 급증했다는 것은 놀라운 일이다. 이것을 설명할 가장 가능성 높은 이론은 위의 그림처럼 명왕성만큼 큰 천체가 그보다 약간 작은 소행성과 충돌해 산산조각이 났다는 것이다. 그러면 갑자기 작은 입자의 수가 증가한 것을 잘 설명할 수 있다. 마치 자동차가 부딪치면 사고 현장 주변에 작은 파편들이 깔리는 것과 비슷한 이치다. 아마도 이와 같은 일은 아직 성장 중인 원시 행성계 원반에서 드물지 않게 일어날 것이다. 소행성들과 미행성들이 합체되어 점점 더 크게 자라기 위해서는 적당한 각도에서 적당한 크기의 천체들이 적당한 속도로 충돌해야 한다. 큰 천체에 작은 소행성이 충돌하면, 결국 흡수되어 크기가 더 커질 것이다. 하지만 크기가 거의 비슷한 천체들이 전속력으로 충돌한다면 둘 다 파괴될 수밖에 없다. 행성 하나가 탄생하기까지는 아마도 수많은 충돌과 파괴, 합체의 역사가 있었을 것이다. 우리 지구 역시 현재의 모습이 되기 전에 테이아(Theia)라는 화성 크기의 천체와 충돌한 것으로 여겨지고 있다. 이 충돌의 결과로 지구와 달이 탄생했다는 충돌설이 현재 가장 설득력 있게 받아들여지고 있는데, 우주에서의 충돌은 더 큰 창조를 위한 밑거름인 셈이다. 과연 HD 107146에서의 충돌은 미래에 어떤 결과를 낳게 될지 궁금하다. 사진= ⓒ 포토리아 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

광활한 우주에서도 충돌 사고는 일어날 수 있다. 별은 물론이고 은하끼리도 서로 충돌할 수 있다는 것은 이미 잘 알려진 사실이다. 그런데 최근 천문학자들은 저 멀리 외계 행성계에서 명왕성만 한 크기의 소행성이 충돌한 흔적을 발견했다. 우리 태양계에서라면 당장에는 일어나기 힘든 일이지만 저 멀리 새롭게 형성되는 행성과 소행성의 모임인 원시 행성계 원반 (protoplanetary disk)에서는 이런 충돌 사고가 자주 발생할 수 있다. 그러나 거리가 워낙 멀리 떨어진 장소에서 일어난 일이라 지금까지 그 증거를 발견하지는 못했는데, 이번에 그 증거가 발견된 것이다. 하버드 - 스미스소니언 천문학 센터의 루카 리치(Luca Ricci)를 비롯한 천문학자들은 세계에서 가장 강력한 전파 망원경인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해서 이 드문 현상을 관측하는 데 성공했다. 본래 이들이 HD 107146을 관측한 이유는 우리 태양계의 어린 시절을 연구하기 위해서였다. 시간을 거꾸로 되돌리지 않는 이상 태양계 초기의 모습이 어떠했는지를 직접 관측하기는 불가능하다. 하지만 태양과 비슷한 별이 탄생하는 장소를 망원경으로 관측하면 태양계 초기에 일어났던 일을 재구성할 수 있다. 우리가 사는 태양 역시 우주를 지배하는 일반적인 물리 법칙에 의해 생성된 만큼 과거에 있었던 일이 지금도 반복되기 때문이다. 그런데 ALMA의 데이터를 분석한 과학자들은 매우 흥미로운 사실을 발견했다. 이 별은 태양의 젊었을 때와 매우 흡사한 모습을 하고 있어서 연구 대상으로 선정되었는데, 독특하게도 태양 - 해왕성 거리의 2.5배에 달하는 거리인 모항성에서 130억km 떨어진 지점에 거대한 먼지와 가스의 고리가 존재한다. 그런데 이 고리에서 밀리미터 크기의 먼지의 농도가 갑자기 증가한 것이 천문학자들의 눈길을 끈 것. 이미 천문학자들은 시뮬레이션과 관측 결과를 통해 이 고리에서 명왕성만 한 크기의 천체들이 형성되었다는 것을 추정한 바 있다. 시간이 지나면서 먼지 고리의 입자와 가스들은 중력에 의해 뭉쳐 소행성과 행성으로 성장하게 될 것이다. 그런데 거꾸로 작은 먼지의 숫자가 급증했다는 것은 놀라운 일이다. 이것을 설명할 가장 가능성 높은 이론은 위의 그림처럼 명왕성만큼 큰 천체가 그보다 약간 작은 소행성과 충돌해 산산조각이 났다는 것이다. 그러면 갑자기 작은 입자의 수가 증가한 것을 잘 설명할 수 있다. 마치 자동차가 부딪치면 사고 현장 주변에 작은 파편들이 깔리는 것과 비슷한 이치다. 아마도 이와 같은 일은 아직 성장 중인 원시 행성계 원반에서 드물지 않게 일어날 것이다. 소행성들과 미행성들이 합체되어 점점 더 크게 자라기 위해서는 적당한 각도에서 적당한 크기의 천체들이 적당한 속도로 충돌해야 한다. 큰 천체에 작은 소행성이 충돌하면, 결국 흡수되어 크기가 더 커질 것이다. 하지만 크기가 거의 비슷한 천체들이 전속력으로 충돌한다면 둘 다 파괴될 수밖에 없다. 행성 하나가 탄생하기까지는 아마도 수많은 충돌과 파괴, 합체의 역사가 있었을 것이다. 우리 지구 역시 현재의 모습이 되기 전에 테이아(Theia)라는 화성 크기의 천체와 충돌한 것으로 여겨지고 있다. 이 충돌의 결과로 지구와 달이 탄생했다는 충돌설이 현재 가장 설득력 있게 받아들여지고 있는데, 우주에서의 충돌은 더 큰 창조를 위한 밑거름인 셈이다. 과연 HD 107146에서의 충돌은 미래에 어떤 결과를 낳게 될지 궁금하다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com