우주에는 수많은 은하가 있다. 이들은 서로 영향을 주며 간혹 충돌을 일으키기도 한다. 이때 더 큰 은하가 작은 은하를 ‘파괴’하며 막대한 양의 질량을 흡수하면서 새로운 별들을 ‘창조’한다. 이는 우리 은하 주변에 남은 별들을 통해서도 예상된다. 미국항공우주국(NASA)은 11일(현지시간) 거대한 두 은하의 화려한 충돌을 나타낸 이미지를 공개했다. NASA는 연말을 맞아 두 은하를 화려한 축제 조명에 비유했다. 사진 속 두 은하는 한겨울 무렵 남동쪽 하늘에서 볼 수 있는 큰개자리 방향에서 관측할 수 있는데 지구로부터 약 1억 3000만 광년 거리에 있다. ‘NGC 2207과 IC 2163’라는 이름의 두 은하는 이미지에서 오른쪽에 자리 잡고 있는 NGC 2207이 왼쪽에 있는 IC 2163의 질량을 흡수하고 있다. NASA에 따르면 두 은하에서는 지난 15년간 세 차례의 초신성 폭발이 관측됐고 ‘엄청나게 밝은 X선 빛을 내뿜는 천체’들이 탄생하고 있다. ‘초광도 X선원’(ULX)으로 알려진 이런 특별한 천체는 과학자들이 NASA의 찬드라 X선망원경의 데이터를 사용해 발견했다. 두 은하에는 중성자별이나 항성이 소멸해 탄생하는 항성 블랙홀과 짝을 이루는 쌍성들이 무수히 존재한다. 이들은 X선 관측으로 볼 수 있다. 중성자별이나 블랙홀의 강력한 중력은 이들의 동반성으로부터 막대한 양의 에너지를 흡수한다. 이런 중성자별이나 블랙홀로 흡수되는 질량으로부터 수백만 도 이상의 극고온이 발생하고 이때 X선을 내뿜게 되는 것이다. 그런데 ULX는 이런 일반적인 쌍성들이 내뿜는 X선보다 훨씬 더 밝다고 한다. ULX의 실제는 아직 논쟁거리가 되지만, 이들은 X선을 내뿜는 쌍성의 특별한 유형으로 추정된다. 일부 ULX에 있는 블랙홀들은 태양 질량의 70배 이하로 알려진 항성 블랙홀들보다 훨씬 더 무거울 수 있으며 아직 가설이지만 중간질량 블랙홀로 분류된다. 공개된 이미지에서 분홍색은 찬드라의 데이터를, 나머지 적색, 녹색, 청색으로 조합 가능한 색상은 기존 허블우주망원경의 광학 데이터를 합성한 것이며 여기에 스피처 우주망원경의 적외선 데이터를 적색으로 첨가했다. 찬드라 데이터를 더한 이 새로운 이미지는 두 은하의 충돌 과정에서 존재하는 ULX를 연구하기 위한 것으로 기존 이미지보다 5배 이상 선명하게 관측하고 분석할 수 있다. 과학자들은 지금까지 두 은하에서 무려 28개에 달하는 ULX를 찾아냈다. 이 중 12개는 수년의 기간에 걸쳐 변화했는데 초기 관측 과정에서 잠잠했던 7개는 기존에는 볼 수 없었던 것이라고 한다. 학자들은 두 은하의 서로 다른 영역에 있는 X선원의 개수와 그 영역에서 형성되는 별의 비율 사이에 강한 상관관계가 있다고 지적한다. 공개된 합성 이미지에서 이런 상관관계는 많은 별이 형성되는 것으로 알려진 은하 ‘나선팔’에 집중된 X선원을 통해 알 수 있다. 또 이 상관관계는 이중성계에 있는 동반성이 젊고 크다는 것을 시사한다. 이런 은하 충돌은 강력한 별 형성 과정이 있음을 잘 보여준다. 은하 충돌 시 초음속 항공기의 소닉붐과 같은 충격파가 형성되고 가스운의 붕괴가 나타나며 성단이 형성된다. 사실, 관련 학자들은 ULX와 관련한 별들은 매우 젊어 생성 시기가 약 1000만 년인 것으로 추정하고 있다. 반면 우리 태양은 생성 시기가 약 100억 년인 것으로 알려졌다. 더욱이 두 은하의 충돌로 다양한 질량의 별이 형성되고 있으며 우리 태양과 비슷한 질량을 가진 별은 매년 평균 24개씩 생성되고 있는 것으로 분석됐다. 이에 비해 우리 은하와 같은 은하에는 매년 1~3개의 태양이 태어나고 있는 것으로 추정되고 있다. 이번 연구성과는 국제학술지인 ‘천체물리학회지’(The Astrophysical Journal) 최근호에 실렸다. 사진=은하 충돌 NGC 2207(오른쪽)과 IC 2163(X-ray: NASA/CXC/SAO/S.Mineo et al, Optical: NASA/STScI, Infr) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주에는 수많은 은하가 있다. 이들은 서로 영향을 주며 간혹 충돌을 일으키기도 한다. 이때 더 큰 은하가 작은 은하를 ‘파괴’하며 막대한 양의 질량을 흡수하면서 새로운 별들을 ‘창조’한다. 이는 우리 은하 주변에 남은 별들을 통해서도 예상된다. 미국항공우주국(NASA)은 11일(현지시간) 거대한 두 은하의 화려한 충돌을 나타낸 이미지를 공개했다. NASA는 연말을 맞아 두 은하를 화려한 축제 조명에 비유했다. 사진 속 두 은하는 한겨울 무렵 남동쪽 하늘에서 볼 수 있는 큰개자리 방향에서 관측할 수 있는데 지구로부터 약 1억 3000만 광년 거리에 있다. ‘NGC 2207과 IC 2163’라는 이름의 두 은하는 이미지에서 오른쪽에 자리 잡고 있는 NGC 2207이 왼쪽에 있는 IC 2163의 질량을 흡수하고 있다. NASA에 따르면 두 은하에서는 지난 15년간 세 차례의 초신성 폭발이 관측됐고 ‘엄청나게 밝은 X선 빛을 내뿜는 천체’들이 탄생하고 있다. ‘초광도 X선원’(ULX)으로 알려진 이런 특별한 천체는 과학자들이 NASA의 찬드라 X선망원경의 데이터를 사용해 발견했다. 두 은하에는 중성자별이나 항성이 소멸해 탄생하는 항성 블랙홀과 짝을 이루는 쌍성들이 무수히 존재한다. 이들은 X선 관측으로 볼 수 있다. 중성자별이나 블랙홀의 강력한 중력은 이들의 동반성으로부터 막대한 양의 에너지를 흡수한다. 이런 중성자별이나 블랙홀로 흡수되는 질량으로부터 수백만 도 이상의 극고온이 발생하고 이때 X선을 내뿜게 되는 것이다. 그런데 ULX는 이런 일반적인 쌍성들이 내뿜는 X선보다 훨씬 더 밝다고 한다. ULX의 실제는 아직 논쟁거리가 되지만, 이들은 X선을 내뿜는 쌍성의 특별한 유형으로 추정된다. 일부 ULX에 있는 블랙홀들은 태양 질량의 70배 이하로 알려진 항성 블랙홀들보다 훨씬 더 무거울 수 있으며 아직 가설이지만 중간질량 블랙홀로 분류된다. 공개된 이미지에서 분홍색은 찬드라의 데이터를, 나머지 적색, 녹색, 청색으로 조합 가능한 색상은 기존 허블우주망원경의 광학 데이터를 합성한 것이며 여기에 스피처 우주망원경의 적외선 데이터를 적색으로 첨가했다. 찬드라 데이터를 더한 이 새로운 이미지는 두 은하의 충돌 과정에서 존재하는 ULX를 연구하기 위한 것으로 기존 이미지보다 5배 이상 선명하게 관측하고 분석할 수 있다. 과학자들은 지금까지 두 은하에서 무려 28개에 달하는 ULX를 찾아냈다. 이 중 12개는 수년의 기간에 걸쳐 변화했는데 초기 관측 과정에서 잠잠했던 7개는 기존에는 볼 수 없었던 것이라고 한다. 학자들은 두 은하의 서로 다른 영역에 있는 X선원의 개수와 그 영역에서 형성되는 별의 비율 사이에 강한 상관관계가 있다고 지적한다. 공개된 합성 이미지에서 이런 상관관계는 많은 별이 형성되는 것으로 알려진 은하 ‘나선팔’에 집중된 X선원을 통해 알 수 있다. 또 이 상관관계는 이중성계에 있는 동반성이 젊고 크다는 것을 시사한다. 이런 은하 충돌은 강력한 별 형성 과정이 있음을 잘 보여준다. 은하 충돌 시 초음속 항공기의 소닉붐과 같은 충격파가 형성되고 가스운의 붕괴가 나타나며 성단이 형성된다. 사실, 관련 학자들은 ULX와 관련한 별들은 매우 젊어 생성 시기가 약 1000만 년인 것으로 추정하고 있다. 반면 우리 태양은 생성 시기가 약 100억 년인 것으로 알려졌다. 더욱이 두 은하의 충돌로 다양한 질량의 별이 형성되고 있으며 우리 태양과 비슷한 질량을 가진 별은 매년 평균 24개씩 생성되고 있는 것으로 분석됐다. 이에 비해 우리 은하와 같은 은하에는 매년 1~3개의 태양이 태어나고 있는 것으로 추정되고 있다. 이번 연구성과는 국제학술지인 ‘천체물리학회지’(The Astrophysical Journal) 최근호에 실렸다. 사진=은하 충돌 NGC 2207(오른쪽)과 IC 2163(X-ray: NASA/CXC/SAO/S.Mineo et al, Optical: NASA/STScI, Infr) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

“소행성은 지구에 위협을 가하지 않을 것이다? 천만의 말씀!” 전 세계 물리학자들의 일부가 소행성의 위협을 강조하고 나섰다. 지금까지 미국우주항공국(NASA)의 주장과는 사뭇 다른 내용이어서 관심이 쏠리고 있다. 미국 시사주간지인 뉴스위크 등 해외 언론의 보도에 따르면 영국 캐임브리지대학 마틴 리스 명예교수와 록밴드 퀸의 기타리스트이자 천체물리학자인 브라이언 메이 등은 내년 6월 30일을 ‘세계 소행성의 날’(World Asteroid Day)로 정하고 소행성 충돌 위험의 경각심을 불러일으켜야 한다고 주장했다. 이들은 소행성 충돌이 현재와 미래에 인류가 당면할 가장 큰 위협 중 하나이며, 매년 추적하는 소행성의 수를 100배 이상 늘려야 한다고 강조했다. 이들은 “직경 50m의 작은 소행성이라 할지라도 지구와 정면으로 충돌하면 도시 하나가 쑥대밭이 될 것”이라면서 “지구와 충돌 위기에 있는 소행성이나 혜성 등은 약 100만개 정도지만, 지금까지 지구에서 발견한 것은 1%에 불과한 1만 여개 뿐”이라고 지적했다. 이어 “이러한 정보는 소행성이 언제든 지구의 대기권에 들어와 지구를 파괴할 수 있다는 것을 뜻한다”라며 “우선 소행성의 진로를 바꾸는 방법을 연구해야 한다”고 강조했다. 지금까지 발견된 소행성 중 가장 큰 것은 면적이 2000㎢에 달하는 것으로, 대도시의 크기와 맞먹는 거대한 규모다. 가장 최근 피해는 지난 해 2월 러시아를 강타한 유성 폭발로, 당시 지름 20m로 추정되는 유성이 지각에 충돌하기 전 폭발하며 1600여 명의 사람들이 부상을 입었다. 1998년부터 나사는 지름이 1㎞ 이상이며 지구를 향하고 있는 소행성 탐사를 시작해 왔지만, 러시아 유성 폭발과 마찬가지로 수 십 m 규모의 작은 소행성, 혜성 등이 지구에 큰 영향을 미칠 수 있다는 사실은 이미 증명됐다. 영국 왕립학회장을 역임했던 천문학자 마틴 리스 경이 이끄는 국제천문학자그룹은 ‘딥 임팩트’(소행성 지구 충돌)에 대처하기 위한 법안 마련을 촉구하는 캠페인을 이번 주부터 실시했다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

마치 감자나 만두처럼 생긴 직경이 약 530km에 달하는 소행성이 있다. 바로 지구로부터 약 1억 8800만 km 떨어진 화성과 목성 사이에 위치해 있는 소행성 베스타(Vesta)다. 최근 미 항공우주국 나사(NASA)가 소행성 베스타의 지질도(地質圖)를 공개해 관심을 끌고있다. 나사의 무인탐사선 ‘돈’(Dawn)이 지난 2011년 6월부터 이듬해 9월까지 촬영한 데이터로 만들어진 이 지질도는 베스타 표면의 다양한 특징을 정밀하게 담아냈다. 지질도 속 갈색으로 표현된 곳은 소행성에서 가장 오래전 생성된 크레이터 지역이며 남반구에 형성된 두개의 '유명' 크레이터 분지인 '레아실비아'(Rheasilvia)와 ‘베네네이아'(Veneneia)도 한 눈에 들어온다. 특히 레아실비아 지역에는 무려 22km 높이에 달하는 산(봉우리)이 있다. 지구에서 가장 높은 에베레스트산(8,848m)과 비교하면 두배가 훌쩍 높은 높이. 나사가 이같은 지질도를 만든 이유는 베스타의 지형 특성과 구조, 물질 특성을 한눈에 파악하기 위해서다. 현재까지의 연구결과에 따르면 베스타의 지층은 지구, 화성처럼 현무암질의 용암류로 이루어져 있으며 중심에는 철 핵(Iron core)를 가지고 있다. 이번 연구를 이끈 애리조나 대학 데이비드 A. 윌리엄스 교수는 "역대 발표된 소행성 연구 자료 중 가장 정밀한 지질도" 라면서 "이 자료를 통해 태양계 내 다른 행성 및 위성과 비교 연구가 가능하다"고 설명했다. 이어 "베스타 같은 소행성은 태양계 생성 당시 부산물로 만들어져 수많은 천체 충돌 과정을 거쳤다" 면서 "이 때문에 우리 태양계 역사를 고스란히 간직한 역사 자료"라고 평가했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

유럽 우주국(ESA)의 혜성 탐사 계획인 로제타 프로그램은 성공적으로 진행되고 있다. 일부 의도대로 되지 않은 부분들이 있다 해도 이미 거둔 과학적 성과만으로도 기대 이상의 성과라고 할 수 있으며, 로제타와 필레가 보내준 데이터를 분석하는 데만 수년의 시간이 필요할 정도로 많은 자료를 수집했다. 하지만 태양계 탐사를 향한 인류의 여정은 끝난 것이 아니라 현재 진행형이라고 할 수 있다. 나사는 과거 여러 차례 도전했지만, 누구도 완전히 성공하지 못했던 과업을 수행할 예정이다. 그 과업이란 소행성의 표면에 착륙해서 그 물질을 회수한 후 지구로 귀환하는 것이다. 사실 비슷한 임무는 이전에도 성공한 바 있다. 2005년, 나사는 딥 임팩트(Deep Impact) 미션을 통해서 템펠1 혜성의 물질을 극소량 얻는 데 성공했다. 일본의 하야부사 우주선은 우여 곡절 끝에 소행성 이토카와의 샘플을 극소량 가져오는 데 성공한 바 있다. 사실 로제타 미션의 본래 목표 역시 착륙선을 내려보는 것뿐 아니라 샘플을 회수하는 것이었으나 예산상의 문제로 착륙선에서 직접 분석하는 것으로 변경된 것이었다. 나사는 OSIRIS-Rex(Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer) 탐사선을 2016년에 발사할 예정이다. 이 탐사선은 2018년 소행성 베뉴(101955 Bennu, 1999 RQ36)에 도착해서 최소한 60g 이상의 샘플을 가지고 2023년 지구에 귀환하는 목표를 가지고 있다. 60g이라고 하면 매우 작은 양 같지만 사실 과거 미션에 비해서 상당히 높은 목표일 뿐 아니라 여러 가지 중요한 분석을 지구에서 수행하기에는 부족하지 않은 양이다. 그리고 과거 성공한 적이 없는 목표이기도 하다. 소행성 베뉴는 1999년 발견된 지구 근접 천체(Near Earth Object, NEO)이다. 이 소행성은 태양에서 평균 1.126AU(1AU는 지구-태양 간 거리)에서 태양 주변을 공전하고 있다. 따라서 지구에서 매우 가까이 있는 소행성이지만 발견된 것은 고작 15년 전에 지나지 않는다. 크기는 대략 500m 정도 되는데 질량은 대략 1억 4,000만t에 달한다고 추정된다. 만약 지구에 충돌하면 엄청난 파괴력을 가질 수 있는 데다 지구에서 비교적 가까운 거리에 있기 때문에, 이 소행성은 발견 이후부터 집중적인 관측의 대상이었다. 지금까지 추정으론 22세기 후반에 이 소행성이 지구에 충돌할 가능성이 2,500분의 1 정도다. 아주 높지는 않은 것 같지만, 충돌 시 예상되는 엄청난 피해를 생각하면 어느 정도 대비는 필요할 것이다. 따라서 이 사실 하나만으로도 이 소행성에 막대한 예산(약 10억 달러)을 투입해 탐사선을 보낼 만한 이유가 있다. 왜냐하면, 미래 소행성에 대한 대응 전략을 세우려면 소행성의 구성과 특징에 대해서 자세히 연구할 필요가 있기 때문이다. 하지만 사실 그것을 제외하고도 이 소행성엔 중요한 비밀이 숨어 있다는 게 나사의 설명이다. 소행성 베뉴에는 태양계 생성 역사의 비밀이 숨어있다. 태양계의 생성 초기 많은 소행성이 중력에 의해 뭉쳐져서 오늘날의 행성이 되었지만, 그중에서 행성 생성에 참여하지 못했던 많은 소행성이 존재했다. 이들 중 상당수는 41억 년 전에서 38억 년 전에 있었던 후기 대폭격기(late heavy bombardment)에 목성의 중력에 의해 태양계 안쪽으로 끌려와 태양과 다른 행성들에 충돌했다. 하지만 이 시기에도 많은 소행성이 살아남았는데 베뉴 역시 그랬던 것 같다. 다만 베뉴 자체가 그 당시에 살아남은 소행성이 아니라 그 소행성의 파편일 가능성이 높다는 게 현재의 추정이다. 나사의 과학자들은 소행성 베뉴에서 샘플을 채취하면 태양계 초창기 역사의 미스터리를 풀 수 있는 결정적인 자료를 모을 수 있을 것으로 생각하고 있다. 지구에 어떻게 바다가 생기고 유기물이 풍부하게 되었는지에 대해서 지금까지 많은 이론이 존재했다. 그중 한가지 이론은 이들이 소행성이나 혜성을 통해서 지구에 전달되었다는 것이다. 만약 그 이론이 옳다면 베뉴에 아직 그 증거들이 남아 있을 수 있다. 이외에도 샘플 채취에는 다른 중요한 목적이 있다. 베뉴는 탄소질이 풍부한 C-형 소행성(탄소질 소행성)이다. 만약 샘플 채취에 성공하게 되면 과학자들은 지구 대기에서 고온, 고압으로 인해 변성되기 전 순수한 C-형 소행성의 물질을 입수하게 된다. 천체 소행성의 75%가 이런 소행성이므로 여기에는 매우 큰 과학적 의의가 존재한다. OSIRIS-Rex가 규명해야 하는 또 한 가지 흥미로운 현상은 바로 야르콥스키 효과(Yarkovsky effect)이다. 야르콥스키 효과에 의하면 소행성은 복사에너지의 차이 때문에 궤도가 변할 수 있다고 되어 있다. 이를 구체적으로 검증할 수 있다면 지구에 충돌 가능성이 있는 소행성들의 상세한 미래 궤도를 예측할 수 있게 된다. 이 역시 매우 중요한 임무이다. 마지막으로 OSIRIS-Rex의 중요한 임무는 베뉴가 미래 소행성 탐사에 적합한 후보인지를 검증하는 것이다. 나사는 소행성을 포획하거나 착륙하는 미래 계획을 세우고 있다. 이를 위해서 소행성의 상세한 데이터가 필요하다. 임무가 성공적으로 이뤄져서 상세한 정보를 수집할 수 있다면 다음 소행성 미션의 성공 가능성은 더 높아지게 될 것이다. 지구에서 가까운 덕분에 소행성 베뉴까지 가는 길은 2년 정도면 충분하다. 2018년, 로제타에 이어서 OSIRIS-Rex가 우리에게 보여줄 우주쇼를 기대해보자. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

물의 행성이라 불리는 우리 지구의 바다는 어디에서 온 것일까? 대부분의 과학자들은 지구의 바다가 원래 지구에 있던 물에서 비롯되었다고 보지않고 있으며, 태양계 내의 어디로부터 온 것이라는 생각을 갖고 있다. 하지만 그것이 소행성에서 온 건지, 혜성에서 온 건지는 아직까지 밝혀지지 않은 미스터리로 남아 있다. 19일(현지시간) 영국 일간 데일리메일의 보도에 따르면, 유럽우주국(ESA) 과학자들은 로제타호가 그 중요한 미션 중 하나인 지구 바다의 근원에 대한 답을 시사하는 데이터를 보내왔다고 밝혔다. 지난 8월 로제타 호가 67P 혜성에 도착했을 때 유럽우주국은 이 질문의 답을 알아낼 수 있을 것으로 기대하고 있었다. 이제 그 답안은 작성되었지만, 혜성 표면에 내린 필레의 확인 절차를 남겨두고 있다. -'물의 족보' 중수소 비율 "혜성과 다르다" 확인 로제타에 장착된 이온 및 중성입자 분광분석기(Rosina)를 이용해 혜성의 대기 성분을 분석한 결과, 지구의 물과는 다른 중수소 비율을 가진 것으로 밝혀졌다. 중수소의 비율은 물의 화학적 족보에 해당하는 것으로, 지구상의 물은 거의 비슷한 중수소 비율을 갖고 있다. 이 같은 로제타의 분석은 혜성이 지구 바다의 근원이라는 가설을 '관에 넣어 마지막 못질'을 한 것으로 받아들여지고 있다. 이는 또한 우리 행성에 생명을 자라게 한 장본인은 소행성임을 증명하는 것이기도 하다. 우주에 있는 모든 중수소와 수소는 138억 년 전 빅뱅 직후에 만들어진 것으로, 그 비율은 중요한 의미를 갖는다. 물에 있는 이 두 원소의 비율은 그 물이 만들어진 때의 장소에 따라 다르게 나타난다. 그래서 외부 천체에서 발견된 물의 중수소 비율을 지구의 물과 비교해봄으로써 그 물이 같은 근원에서 나온 것인가, 곧 같은 족보를 가진 것인가를 알아낼 수 있는 것이다. 중수소는 지구상에서는 만들어지지 않는 원소이다. 물 분자들은 태양과 그 행성들을 만든 가스와 먼지 원반에 포함된 물질이었다. 그러나 38억 년 전의 원시 지구는 행성 형성 초기의 뜨거운 열기로 인해 바위들이 녹아버린 상태여서 물이 존재할 수가 없었다. 지구의 모든 수분은 증발하여 우주로 달아나고 말았던 것이다. -'소행성설' 힘실려... 필레 추가자료가 관건 그렇다면 지구의 바다는 어떻게 생겨나게 되었는가? 경우의 수가 그리 많지 않다. 혜성이나 소행성이 가져왔다고 생각할 수밖에 없는 것이다. 이들 천체는 거의 얼음으로 이루어진 것으로, 어느 정도 식은 원시 지구에 대량 충돌해 바다를 만들었다는 가설이 나왔다. 원시 지구는 이런 천체들이 무수히 와서 충돌하는 포격 시대를 겪었다는 것이 정설이다. 지난 2010년 11월, 나사(NASA)의 심우주 탐사선이 하틀리 2 혜성에 700km까지 접근해 채취한 샘플로 조사한 결과, 지구의 물과 비슷한 비율임을 밝혀냈지만, 근년에 들어 소행성설이 더욱 폭넓은 지지를 받고 있는 실정이다. 하틀리 2는 2010년 10월 20일 지구 곁 2000만 km를 스쳐 지나갔다. 이번 로제타의 혜성 탐사에서 지구 바다의 근원이 소행성임을 밝혀낸 것은 커다란 성과로 꼽힌다. 지금은 배터리가 방전되어 동면에 들어간 착륙선 필레가 혜성이 태양에 가까워지면 다시 활동을 재개할 것으로 보여, 그때 더욱 확실한 데이터를 보내올 것으로 로제타 과학자들은 기대하고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

물의 행성이라 불리는 우리 지구의 바다는 어디에서 온 것일까? 대부분의 과학자들은 지구의 바다가 원래 지구에 있던 물에서 비롯되었다고 보지않고 있으며, 태양계 내의 어디로부터 온 것이라는 생각을 갖고 있다. 하지만 그것이 소행성에서 온 건지, 혜성에서 온 건지는 아직까지 밝혀지지 않은 미스터리로 남아 있다. 19일(현지시간) 영국 일간 데일리메일의 보도에 따르면, 유럽우주국(ESA) 과학자들은 로제타호가 그 중요한 미션 중 하나인 지구 바다의 근원에 대한 답을 시사하는 데이터를 보내왔다고 밝혔다. 지난 8월 로제타 호가 67P 혜성에 도착했을 때 유럽우주국은 이 질문의 답을 알아낼 수 있을 것으로 기대하고 있었다. 이제 그 답안은 작성되었지만, 혜성 표면에 내린 필레의 확인 절차를 남겨두고 있다. 로제타에 장착된 이온 및 중성입자 분광분석기(Rosina)를 이용해 혜성의 대기 성분을 분석한 결과, 지구의 물과는 다른 중수소 비율을 가진 것으로 밝혀졌다. 중수소의 비율은 물의 화학적 족보에 해당하는 것으로, 지구상의 물은 거의 비슷한 중수소 비율을 갖고 있다. 이 같은 로제타의 분석은 혜성이 지구 바다의 근원이라는 가설을 관에 넣어 마지막 못질을 한 것으로 받아들여지고 있다. 이는 또한 우리 행성에 생명을 자라게 한 장본인은 소행성임을 증명하는 것이기도 하다. 우주에 있는 모든 중수소와 수소는 138억 년 전 빅뱅 직후에 만들어진 것으로, 그 비율은 중요한 의미를 갖는다. 물에 있는 이 두 원소의 비율은 그 물이 만들어진 때의 장소에 따라 다르게 나타난다. 그래서 외부 천체에서 발견된 물의 중수소 비율을 지구의 물과 비교해봄으로써 그 물이 같은 근원에서 나온 것인가, 곧 같은 족보를 가진 것인가를 알아낼 수 있는 것이다. 중수소는 지구상에서는 만들어지지 않는 원소이다. 물 분자들은 태양과 그 행성들을 만든 가스와 먼지 원반에 포함된 물질이었다. 그러나 38억 년 전의 원시 지구는 행성 형성 초기의 뜨거운 열기로 인해 바위들이 녹아버린 상태여서 물이 존재할 수가 없었다. 지구의 모든 수분은 증발하여 우주로 달아나고 말았던 것이다. 그렇다면 지구의 바다는 어떻게 생겨나게 되었는가? 경우의 수가 그리 많지 않다. 혜성이나 소행성이 가져왔다고 생각할 수밖에 없는 것이다. 이들 천체는 거의 얼음으로 이루어진 것으로, 어느 정도 식은 원시 지구에 대량 충돌해 바다를 만들었다는 가설이 나왔다. 원시 지구는 이런 천체들이 무수히 와서 충돌하는 포격 시대를 겪었다는 것이 정설이다. 지난 2010년 11월, 나사(NASA)의 심우주 탐사선이 하틀리 2 혜성에 700km까지 접근해 채취한 샘플로 조사한 결과, 지구의 물과 비슷한 비율임을 밝혀냈지만, 근년에 들어 소행성설이 더욱 폭넓은 지지를 받고 있는 실정이다. 하틀리 2는 2010년 10월 20일 지구 곁 2000만 km를 스쳐 지나갔다. 이번 로제타의 혜성 탐사에서 지구 바다의 근원이 소행성임을 밝혀낸 것은 커다란 성과로 꼽힌다. 지금은 배터리가 방전되어 동면에 들어간 착륙선 필레가 혜성이 태양에 가까워지면 다시 활동을 재개할 것으로 보여, 그때 더욱 확실한 데이터를 보내올 것으로 로제타 과학자들은 기대하고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

전기적으로 중성이며 질량이 영(0)에 가까운 경입자족에 속하는 소립자로 다른 물질과 거의 반응하지 않아 이른바 ‘유령 입자’로도 불리는 중성미자(뉴트리노). 그런데 이런 입자가 거대 블랙홀에서 대량으로 방출하고 있음을 시사하는 연구결과가 나와 관심이 쏠리고 있다. 미국 위스콘신주립대(매디슨캠퍼스) 연구팀은 우리 은하 중심에 있는 밝고 작은 전파원으로 거대 블랙홀로 추정되고 있는 천체 ‘궁수자리 A별’(Sagittarius A* 혹은 Sgr A*)에서 고에너지 중성미자가 발생하고 있음을 나타내는 증거를 발견했다고 미국물리학회가 발간하는 권위지 ‘피지컬리뷰디’(Physical Review D) 최신호에 발표했다. 연구에 참여한 바이양 물리학과 조교수는 “오늘날 천체물리학에서 가장 큰 문제 중 하나는 고에너지 중성미자가 어디에서 발생하는지 이해하는 것”이라고 말했다. 지난 2010년, 미국 국립과학재단(NSF) 아문젠-스콧 남극기지 내에 세워진 아이스큐브 중성미자 관측소에서는 지금까지 36개의 고에너지 중성미자를 검출했다. 이는 얼음 속 수소 이온과 부딪히는 상호작용에서 관측되는 것. 연구팀은 여기서 얻은 데이터가 엑스선 관측 임무를 수행하는 ‘찬드라 위성’과 주로 감마선 폭발(GRB)을 관측하는 ‘스위프트 위성’, 그리고 고에너지 엑스선을 관측하는 ‘누스타'(NuSTAR) 위성으로부터 나온 데이타와 일치하는 것을 찾아냈다. 이 중 찬드라 위성에 관측된 데이터에서 가장 큰 폭발이 감지돼, 우리 은하 중심에 있는 궁수자리 A별로부터 나온 것임을 알아냈다고 연구팀은 설명했다. 일반적으로 중성미자는 태양과 같은 항성에서 끊임없이 대량으로 방출된다. 하지만 고에너지 중성미자는 우주에서 발생하는 가장 강력한 수준의 현상으로, 은하 충돌이 일어날 때나 물질이 거대 블랙홀로 흡수될 때, 고속으로 회전하는 펄서에 둘러싸인 소용돌이 안에서만 생성된다고 연구팀은 설명하고 있다. 사진=NASA　 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

소행성의 파편이 대기권에 돌입해 섬광을 발하는 ‘불덩어리’라는 현상 중 지름 1m를 넘은 것은 지난 20년간 세계에서 적어도 556회 관측된 것이 나사(NASA, 미국항공우주국)의 조사에서 밝혀졌다. 15일(현지시간) 미국 CNN 보도에 따르면 나사는 소행성 추적을 위한 지구접근천체(NEO) 프로그램의 하나로, 지난 1994년부터 2013년까지 최근 관측 데이터를 기반으로 한 분포지도를 공개했다. 이 중 대부분은 대기권 돌입 후 공중에서 분해돼 지상에 피해를 끼치지 않았다. 하지만 지난해 2월 15일 러시아 남부 첼랴빈스크주(州)에 떨어진 운석은 대기권 돌입 전에 지름이 약 17m, 무게 약 1만 톤에 달한 것으로 추정된다. 당시 운석 폭발로 부상자는 1000명 이상이 발생했으며 파편으로 인한 피해 총액은 3300만달러(약 363억원)에 달한 것으로 알려졌다. 나사는 최근 소행성을 붙잡아 달 궤도에 실어 연구대상으로 하는 계획을 시작했다. 오는 2020년대까지 실현을 목표로 하는 이 계획은 소행성이 지구에 충돌하는 것을 방지하기 위한 연구에도 도움이 될 것으로 기대되고 있다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

황소자리 별들이 제트를 분출하거나 거품을 일으키고 빛을 폭발시키는 내부 광경을 허블 우주망원경이 포착했다고 유럽남방천문대(ESO)가 6일(현지시간) 발표했다. 허블 망원경을 운영하는 나사(NASA, 미국항공우주국)와 에사(ESA, 유럽우주기구)의 관련 천문학자들은 지구로부터 황소자리 방향으로 약 450광년 거리에 있는 다중성계 황소자리 XZ(XZ Tauri)와 그 이웃 황소자리 HL(HL Tauri), 그리고 그 근처에 있는 몇몇 젊은 항성체의 인상적 모습을 관측했다. 공개된 이미지 가운데 바로 왼쪽에는 녹이 슨 듯한 빛깔의 구름 속에 황소자리 XZ가 있다. 이 천체는 강력한 폭풍과 제트를 방출해 뜨거운 가스 거품을 주변의 우주 공간으로 불어내고 있는데 주변 공간을 밝히면서 환상적인 장면을 연출한다. 이 천체는 거대한 암흑운 LDN 1551의 북동쪽 부분에 있다. 두 별이 쌍성을 이루는 이중성계로 알려졌던 이 천체는 사실 다수의 별로 구성돼 있는데 세 별 중 두 별이 이중성계를 이루고 있다고 한다. 사실 황소자리 XZ는 1995년부터 2000년 사이에 이미 관측됐으며 당시 다중성계 바깥쪽으로 팽창하는 뜨거운 가스 거품이 촬영됐다. 이 거품은 이 천체의 왼쪽 위 바로 가까이에 작은 오렌지빛 구체로 보인다. 이 가스는 매우 빠른 속도로 이 다중성계로부터 벗어나고 있으며 수백억 km까지 퍼진 흔적을 남겨놓고 있다. 이 거품이 이보다 천천히 움직이는 물질들과 충돌할 때 빛의 파동을 촉발하면서 충격파의 잔물결을 일으키게 된다. 황소자리 XZ의 상단 우측으로는 또 하나의 웅장한 모습이 펼쳐진다. 진홍색 다발들이 오른쪽의 푸른색으로 물든 덩어리들을 찢어내는 듯 보인다. 이 밝은 푸른색 천체는 허빅-아로 천체 HH 150과 연관된 황소자리 HL(HL Tauri)로 알려진 별을 품고 있다. 허빅-아로 천체들은 갓 태어나거나 이제 막 형성된 별들에 의해 뜨거운 가스를 우주공간으로 쏟아내며 LDN 1551의 경우는 특별히 이런 극적인 천체를 많이 가지고 있다. 이미지 아래 오른쪽으로는 HH 30이라고 알려진 또 다른 허빅-아로 천체가 보이는데 이는 황소자리 V1213(V1213 Tauri)이라는 변광성과 관련 있다. 이 별은 검은 선에 의해 반이 갈라져 있는 평평하고 밝은 먼지 원반 안에 숨겨져 있다. 이 먼지는 황소자리 V1213으로부터 쏟아져나오는 빛을 차단하고 있지만 별은 반사광과 우주공간으로 쏟아져나오는 뚜렷하고 복잡한 제트를 통해 볼 수 있다. 허블은 1995년과 2000년 사이 광시야행성카메라2(WFPC2)를 이용해 황소자리 XZ와 함께 HH 30을 관측한 바 있다. 당시 관측은 5년에 걸친 원반의 밝기와 제트의 강도에 관한 변화를 연구하기 위한 것이었다. 황소자리 V1213의 강력한 자기장은 원반으로부터 가스를 불러모아 제트를 형성하고 있으며 이를 별의 자기극점을 따라 가속하면서 폭이 좁은 2개의 제트 빔을 만들어낸다. 또한 유럽남방천문대(ESO)는 알마(ALMA) 전파망원경으로 황소자리 HL 주변에서 행성을 형성 중인 원반을 관측 사상 가장 세밀한 데이터를 획득했다. 이 새로운 관측으로 원시행성의 원반이 어떻게 발달하고 행성을 형성하는지를 알아가는 데 있어 하나의 거대한 발걸음이 될 것이라고 천문학자들은 말했다. 사진=ESA/Hubble and NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

영화 '인터스텔라' 속 환상적인 우주는 스크린 안에서만 펼쳐지는 것은 아니다. 최근 미국 애리조나 대학 등 국제천문학 공동연구팀이 허블 우주망원경으로 포착한 인터스텔라 속 '디스크'를 포착해 관심을 끌고있다. 지구로부터 169광년 떨어진 심우주 속에 위치한 이 디스크는 HD 181327라 불리는 지역에 형성돼 있으며 마치 '우주의 눈'을 연상케 할 만큼 환상적이다. 이 디스크를 구성하고 있는 물질은 먼지와 우주 파편 등으로 1000만 년의 어린 별 부터 10억 년 별들의 중력에 이끌려 주위를 장식하고 있다. 이같이 거대한 디스크가 생긴 이유는 수많은 별들 속에서 행성이 만들어진 이후 남은 천체끼리 충돌했기 때문으로 추측된다. 이 때문에 이같은 관측은 태양계가 어떻게 형성됐는지 알 수 있는 중요한 단초가 된다. 일반적으로 태양(별)은 오랜시간 우주의 수많은 가스와 먼지가 뭉친 후 핵융합을 거쳐 탄생한다. 그리고 여기서 남은 가스와 같은 ‘재료’로 형성되는 것이 바로 행성이며 달과 같은 위성 역시 이 과정에서 천체끼리의 충돌 등으로 생성된 것으로 전문가들은 보고있다. 연구에 참여한 애리조나 대학 그랜 슈나이더 박사는 "우주에서 벌어진 파괴적인 이벤트가 관측된 것" 이라면서 "우리 태양계가 어떻게 형성되는지 '과거'를 돌아보는 것과 같다"고 설명했다. 이어 "사진 속 디스크는 팬케이크와 같이 단순한 구조가 아니다" 면서 "이같이 복잡하고 다양한 구조는 인근 행성 중력의 영향을 받았거나 별이 인터스텔라(성간)를 지나가면서 생긴 효과일 수도 있다"고 덧붙였다. 　 한편 이번 연구결과는 천문학 저널(Astronomical Journal) 최신호에 발표됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구와 달 사이에는 얼마나 많은 행성이 들어갈까. 설마 전부 들어가겠느냐고 말한다면 틀린 답이다. 지구와 달 사이에 지구를 뺀 태양계 일곱 행성이 그대로 쏙 들어간 영상이 영국 일간 데일리메일 28일 자 보도에 실려 관심을 끌고 있다. 물론 이런 일이 실제로 일어난다는 건 결코 아니다. 다만 지구와 달 사이가 얼마나 먼 거리인가 하는 것을 실감 나게 알려주고자 만든 이미지일 뿐이다. 미국 최대 소셜사이트 레딧닷컴에 카픈트립(CapnTrip)이라는 아이디의 사용자가 올린 그래픽을 보면, 왼쪽 끝에 지구가 있고 오른쪽 끝에는 달이 있다. 비례 관계는 같다. 그 사이에 수성, 금성, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 꼭 끼어 있다. 지구-달 사이의 평균거리 38만 4400km에서 '7행성 지름의 합'을 빼고도 약간의 공간이 남아돈다. (참고로 각 행성의 지름은 수성 4879km, 금성 1만 2104km, 화성 6771km, 목성 13만 9822km, 토성 11만 6464km, 천왕성 5만 724km, 해왕성 4만 9244km로 총 합계가 38만 8km다) 지구-달 사이의 거리는 일정하지가 않아, 36만 3104km에서 40만 5696km까지 오락가락한다. 따라서 가장 가까울 때는 아쉽게도 해왕성이 들어갈 자리가 없다.　미국 우주·천문 뉴스사이트 ‘유니버스 투데이’(UT)의 설립자 프레이저 케인에 따르면, 지구-달 사이 평균 거리 속에 7행성을 다 채우더라도 4392km가 남는다는 계산이 나온다. 이는 명왕성을 비롯한 다른 왜소행성들을 다 끼워 넣을 수 있는 공간이다. 단, 에리스는 열외다. 이 왜행성은 명왕성보다 25%나 더 크다. 만일 이런 행성이 위 사진처럼 실제로 지구-달 사이에 일렬횡대로 들어선다면, 각 행성에는 무슨 일들이 일어날까? 영국 켄트대학의 마이클 스미스 물리학과 교수는 “만약 그런 놀라운 사태가 벌어진다면, 슈퍼행성이 될 것”이라고 밝혔다. 이어 “먼저 암석 행성인 수성과 금성, 지구, 화성이 목성에 잡아먹힌 다음, 가스 행성인 토성, 천왕성, 해왕성이 역시 목성으로 떨어질 것”이라면서 “어마어마한 충격으로 목성의 바깥층을 우주로 날려버릴 것”이라고 덧붙였다. 스미스 박사가 이어서 들려주는 시나리오는 좀 섬뜩한 바가 있다. 그는 “그후 토성은 목성에 잡아먹히고, 목성 내부에는 거대 핵이 만들어지고 총질량의 4분의 1이 우주 공간으로 방출될 것”이라면서 “엄청난 에너지가 풀려나는 만큼 온 은하가 환히 밝혀질 것”이라고 말했다. 이런 모든 일이 일주일 안에 다 일어날 것이라고 말하는 그는 “그러면 인류는 있을지 없을지도 모르는 다른 문명권으로 띄워 보낸 희미한 메시지만 남을 뿐, 완전히 잊힌 존재가 될 것”이라면서 “더 이상 뭐 걱정할 거라도 있겠느냐?”고 되물었다. 반면 영국 러스터대학 천체물리학과의 존 브리지 박사는 “이 시나리오가 터무니없는 것처럼 보이지만, 100% 그런 것만은 아니다”고 밝혔다. 이어 “다른 행성계에서는 스미스 교수가 말하는 것처럼은 아니지만, 태양계 외부의 행성이 끼어들어 와 거대 행성으로 자리 잡는 경우가 있다. 이는 ‘뜨거운 목성’이라고 알려진 것”이라고 덧붙였다. 그는 “행성끼리의 충돌은 태양계 외부의 행성계 형성기에 반드시 일어나는 현상이다. 우리 태양계도 초창기에는 그랬다”면서 “그래도 위 사진과 같은 극단적인 상황은 일어나지 않을 테니 걱정하지 않아도 된다”고 말했다. 사진 위에서부터=지난해 천문 미술가 론 밀러는 눈에 확 띄는 그림을 발표했다. 태양계의 다른 행성들을 끌어와 지구 밤하늘의 달 있는 곳에다 놓는다면 어떻게 보일까 궁금해서 그린 것이다. 위의 그림은 태양계 최대 행성인 목성을 달 위치에다 그린 것이다.(첫번째 사진) 이 놀라운 영상은 나사의 주노 탐사선이 2011년 8월, 목성으로 가는 길에 찍은 것이다. 지구(왼쪽)와 달 사이의 거리가 얼마나 먼가 잘 보여준다. 현재 이 둘 사이의 거리는 40만 2,000km다. 970만km 거리에서 찍었다.(두번째 사진) 마지막 세번째 사진은 ‘뜨거운 목성’이 다른 항성의 둘레를 공전하는 상상화. 이런 슈퍼 행성이 벌써 열 개 남짓 발견되었다. 크기는 목성보다 큰데, 항성과의 궤도 거리는 태양-수성 간보다 가까워 엄청 뜨겁다. 천문학자들의 연구 대상이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

4억 5800만년 전쯤, 두 소행성이 지구에 연달아 충돌해 현재 스웨덴에서 볼 수 있는 운석 충돌구를 형성했다는 연구논문이 네이처 온라인 자매지 ‘사이언티픽 리포츠’ 23일 자로 발표됐다. 스페인 마드리드에 있는 우주생물학센터(CAB) 옌스 오르모 박사팀은 이 사건의 발단은 그보다 1200만년 전쯤에 소행성 벨트에서 발생한 태양계 사상 ‘최대 우주 재앙의 하나’인 강력한 충돌로 예측할 수 있다고 말한다. 이 충돌로 지름 200km짜리 소행성이 산산이 부서졌고 커다란 운석 덩어리가 주위로 확산했다. 일부는 나중에 지구 궤도를 횡단했고, 이 중 2개가 지구와 격돌한 것이라고 연구논문은 밝히고 있다. 위치는 현재 스칸디나비아 지역으로 당시에는 주변 일대에 얕은 바다가 펼쳐져 있었다. 지각의 융기마저 가져온 이 충돌의 흔적은 스웨덴 중부에 존재한다. 스토르호(湖) 동쪽 연안에 자리한 웨스테르순드로부터 약 20km 남쪽에 있는 지름 7.5km짜리 로크네(Lockne) 충돌구와 마린겐 근교에 있는 지름 700m짜리 충돌구가 바로 그것이다. 이번 연구는 서로 16km밖에 떨어져 있지 않은 이들 충돌구가 쌍을 이루며 이동하는 ‘이중소행성’이 일으킨 ‘이중 충돌’이라는 오랜 추측을 뒷받침한다. 연구팀은 이들 충돌구에서 시추 조사를 시행했고 충돌 충격으로 변성된 퇴적물의 흔적을 찾아냈다. 또 충돌구를 둘러싼 것처럼 펼쳐지 충돌 분출물을 대치한 결과, 충격으로 튕겨 붕괴한 퇴적물은 충돌구를 중심으로 고리 모양으로 퍼지고 있어 내부의 충돌구에서 최대 수십 km 떨어진 지점까지 도달했다. 로크네 충돌구는 길이 약 600m의 천체에 의해 형성됐고 마린겐 충돌구는 길이 약 150m의 천체였다고 연구팀은 지적하고 있다. 이 천체는 이른바 ‘돌무더기’(rubble pile)소행성이나 다수의 파편이 뭉쳐 날아온 것이라고 한다. 다만 ‘이중소행성’은 천체물리학 분야에서 논의의 대상이 되고 있다. 지구에 접근하는 소행성 모델 중에서 이런 천체(이중소행성)는 약 16%로 쌍을 이루고 날아오고 있음을 시사하지만, 현재 지구상에서 알려진 충돌구 188개 중 이중소행성의 유력한 후보로는 캐나다, 러시아, 독일, 핀란드, 브라질에 있는 10개에 불과하다. 4억 5800만 년 전에 일어난 이중 충돌은 소행성 벨트에서 큰 분열이 발생한 뒤 지구에 쏟아진 유성우 일부로 간주되고 있으며, 이에 따라 지구 기후와 생태계에 극적인 결과가 초래돼 오르도비스기 생물다양성 대급증 사건(Great Ordovician Biodiversification Event)이라는 생물 종의 폭발적 증가를 촉진했다는 가설을 주장하는 전문가들도 있다. 사진=ESO(이중소행성의 모습) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

4억 5800만년 전쯤, 두 소행성이 지구에 연달아 충돌해 현재 스웨덴에서 볼 수 있는 운석 충돌구를 형성했다는 연구논문이 네이처 온라인 자매지 ‘사이언티픽 리포츠’ 23일 자로 발표됐다. 스페인 마드리드에 있는 우주생물학센터(CAB) 옌스 오르모 박사팀은 이 사건의 발단은 그보다 1200만년 전쯤에 소행성 벨트에서 발생한 태양계 사상 ‘최대 우주 재앙의 하나’인 강력한 충돌로 예측할 수 있다고 말한다. 이 충돌로 지름 200km짜리 소행성이 산산이 부서졌고 커다란 운석 덩어리가 주위로 확산했다. 일부는 나중에 지구 궤도를 횡단했고, 이 중 2개가 지구와 격돌한 것이라고 연구논문은 밝히고 있다. 위치는 현재 스칸디나비아 지역으로 당시에는 주변 일대에 얕은 바다가 펼쳐져 있었다. 지각의 융기마저 가져온 이 충돌의 흔적은 스웨덴 중부에 존재한다. 스토르호(湖) 동쪽 연안에 자리한 웨스테르순드로부터 약 20km 남쪽에 있는 지름 7.5km짜리 로크네(Lockne) 충돌구와 마린겐 근교에 있는 지름 700m짜리 충돌구가 바로 그것이다. 이번 연구는 서로 16km밖에 떨어져 있지 않은 이들 충돌구가 쌍을 이루며 이동하는 ‘이중소행성’이 일으킨 ‘이중 충돌’이라는 오랜 추측을 뒷받침한다. 연구팀은 이들 충돌구에서 시추 조사를 시행했고 충돌 충격으로 변성된 퇴적물의 흔적을 찾아냈다. 또 충돌구를 둘러싼 것처럼 펼쳐지 충돌 분출물을 대치한 결과, 충격으로 튕겨 붕괴한 퇴적물은 충돌구를 중심으로 고리 모양으로 퍼지고 있어 내부의 충돌구에서 최대 수십 km 떨어진 지점까지 도달했다. 로크네 충돌구는 길이 약 600m의 천체에 의해 형성됐고 마린겐 충돌구는 길이 약 150m의 천체였다고 연구팀은 지적하고 있다. 이 천체는 이른바 ‘돌무더기’(rubble pile)소행성이나 다수의 파편이 뭉쳐 날아온 것이라고 한다. 다만 ‘이중소행성’은 천체물리학 분야에서 논의의 대상이 되고 있다. 지구에 접근하는 소행성 모델 중에서 이런 천체(이중소행성)는 약 16%로 쌍을 이루고 날아오고 있음을 시사하지만, 현재 지구상에서 알려진 충돌구 188개 중 이중소행성의 유력한 후보로는 캐나다, 러시아, 독일, 핀란드, 브라질에 있는 10개에 불과하다. 4억 5800만 년 전에 일어난 이중 충돌은 소행성 벨트에서 큰 분열이 발생한 뒤 지구에 쏟아진 유성우 일부로 간주되고 있으며, 이에 따라 지구 기후와 생태계에 극적인 결과가 초래돼 오르도비스기 생물다양성 대급증 사건(Great Ordovician Biodiversification Event)이라는 생물 종의 폭발적 증가를 촉진했다는 가설을 주장하는 전문가들도 있다. 사진=ESO(이중소행성의 모습) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

20일 새벽 3시 28분(한국시간)에 사이딩 스프링 혜성이 태양계 4번째 행성인 화성을 가까이 스쳐 지나간다. 이에 따라 미국항공우주국(NASA, 나사)은 혹시 모를 사고를 대비하기 위해 화성을 탐사 중인 화성정찰위성(MRO)과 오디세이(Odyssey), 메이븐(MAVEN)을 이 시간대 화성 그늘로 대피하는 ‘덕앤커버’(Duck and Cover) 전략을 세우고 있다. 공개된 이미지에서는 파란색 궤도를 따라 이동하는 사이딩 스프링 혜성을 피하기 위해 세 위성을 주황색 궤도를 따라 이동시키는 전략이 잘 나타나 있다. 핵 지름이 약 700m로 확인된 이 혜성은 시속 20만 3000km의 속도로 화성으로부터 약 13만 9500km의 거리까지 접근하게 된다. 이는 지구에서 달까지 거리의 3분의 1도 채 되지 않는다. 이런 과정을 천문학자들은 다양한 장비를 활용해 관측하고 데이터를 수집하고 다른 한편으로는 화성을 방패삼아 소중한 장비를 보호할 계획이다. 또한 나사의 현역 화성탐사선인 큐리오시티와 오퍼튜니티는 화성 표면에서 이 화성의 모습을 관측할 수 있을 것으로도 기대되고 있다. 이날 역사적인 순간은 온라인 천체망원경 감상 사이트인 슬루(SLOOH)에서 19일 밤 23시 51분부터, 잔루카 마시의 가상망원경에서는 다음날 새벽 1시 45분부터 실시간으로 방송될 예정이다. 한편 사이딩 스프링 혜성은 지난해 1월 3일 호주에 있는 사이딩스프링 천문대에서 천문학자 로버트 맥노트가 웁살라 슈미트 망원경으로 발견한 것으로, 발견 당시부터 화성에 충돌할 가능성이 있어 주목을 받은 바 있다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

오는 20일 새벽 3시 28분(한국시간)에 사이딩 스프링 혜성이 태양계 4번째 행성인 화성을 가까이 스쳐 지나간다. 이에 따라 미국항공우주국(NASA, 나사)은 혹시 모를 사고를 대비하기 위해 화성을 탐사 중인 화성정찰위성(MRO)과 오디세이(Odyssey), 메이븐(MAVEN)을 이 시간대 화성 그늘로 대피하는 ‘덕앤커버’(Duck and Cover) 전략을 세우고 있다. 공개된 이미지에서는 파란색 궤도를 따라 이동하는 사이딩 스프링 혜성을 피하기 위해 세 위성을 주황색 궤도를 따라 이동시키는 전략이 잘 나타나 있다. 핵 지름이 약 700m로 확인된 이 혜성은 시속 20만 3000km의 속도로 화성으로부터 약 13만 9500km의 거리까지 접근하게 된다. 이는 지구에서 달까지 거리의 3분의 1도 채 되지 않는다. 이런 과정을 천문학자들은 다양한 장비를 활용해 관측하고 데이터를 수집하고 다른 한편으로는 화성을 방패삼아 소중한 장비를 보호할 계획이다. 또한 나사의 현역 화성탐사선인 큐리오시티와 오퍼튜니티는 화성 표면에서 이 화성의 모습을 관측할 수 있을 것으로도 기대되고 있다. 이날 역사적인 순간은 온라인 천체망원경 감상 사이트인 슬루(SLOOH)에서 19일 밤 23시 51분부터, 잔루카 마시의 가상망원경에서는 다음날 새벽 1시 45분부터 실시간으로 방송될 예정이다. 한편 사이딩 스프링 혜성은 지난해 1월 3일 호주에 있는 사이딩스프링 천문대에서 천문학자 로버트 맥노트가 웁살라 슈미트 망원경으로 발견한 것으로, 발견 당시부터 화성에 충돌할 가능성이 있어 주목을 받은 바 있다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

불과 5000만 년 전에 '고요의 바다'로 불리는 달에서 화산 활동이 있었다는 연구결과가 나왔다.최근 미국 애리조나 대학 연구팀은 나사의 달 정찰 궤도탐사선 LRO(Lunar Reconnaissance Orbiter)가 촬영한 데이터를 바탕으로 달의 용암 흔적을 분석한 연구결과를 발표했다. 이 논문에 학계의 관심이 쏠린 이유는 달의 역사가 새로 씌여질 수 있는 내용을 담고있기 때문이다. 일반적으로 35억 ~10억 년 전까지 달에서도 지구와 마찬가지로 화산 활동이 있었다는 것이 학계의 정설이다. 그러나 이번 연구결과 지구에 공룡이 뛰놀던 5000만 년 전에도 달에서 화산활동으로 용암이 흘러나왔다는 주장이 제기됐다. 연구팀이 주목한 것은 지구에서는 육안으로 보이지 않는 달의 어두운 평지를 덮은 70개의 작은 용암의 흔적들이다. 연구를 이끈 사라 브라덴 박사는 "최대 500m를 넘지 않는 이 흔적들을 분석한 결과 마지막 화산 활동이 5000만년 전까지도 달 곳곳에서 이어졌음을 알 수 있었다" 면서 "과거 이론보다 훨씬 앞당겨진 셈으로 1000만년 전에도 화산활동이 일어났다는 다른 학자들의 주장도 있다"고 밝혔다. 이어 "만약 우리 주장이 맞다면 현재도 달 안에는 여전히 방사성 물질이 존재할 수 있고 이는 과거 아폴로 우주인이 가져온 월석의 나이를 다시 계산하는 계기가 될 수 있다"고 덧붙였다. 　 한편 달은 인류에게 가장 친숙한 천체지만 현재까지도 정확히 어떻게 생성됐는지 밝혀지지 않았다. 그간 달의 생성에 대한 이론은 다양하게 제기되어 왔다. 처음 달 ‘출생의 비밀’을 들춰낸 것은 찰스 다윈의 아들인 천문학자 조지 다윈(1845~1912)이다. 그는 생성 초기의 지구가 두 부분으로 쪼개지면서 달이 만들어진 것이라고 주장했다. 이후 이와 관련된 다양한 학설이 나왔지만 현재까지 가장 정설로 받아들여지는 주장이 바로 ‘자이언트 임팩트’(Gaint Impact)설이다. 이 이론은 45억 년 전 초기 지구가 소위 테이아(Theia)라 불리는 거대 천체와 충돌했으며 이 결과로 탄생한 것이 ‘달’이라는 설이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

은하끼리 충돌하는 과정에서 높은 확률로 가스의 원반 구조를 가진 은하가 생성되는 것이 처음으로 확인됐다고 유럽남방천문대(ESO)가 17일(현지시간) 밝혔다. 이는 우리 은하와 같은 원반 은하의 기원에 바짝 다가가는 중요한 성과라고 관련 천문학자들은 말한다. 태양계가 속한 우리 은하는 약 1000억 개의 별과 대량의 가스와 먼지가 모인 천체로, 소용돌이 구조를 갖는 원반이 특징이다. 우주에 존재하는 은하의 70% 이상이 이런 원반 부를 가지는 ‘원반 은하’(나선은하, 막대나선은하, 렌즈형은하)로 간주되며, 수 천억 개의 별이 타원형으로 모인 ‘타원 은하’도 존재한다. 이런 은하는 주변의 은하와 충돌을 반복하면서 변화와 발전을 거듭해 온 것으로 여겨지지만, 충돌의 결과가 어떤 형태의 은하로 나타나는지는 지금까지 관측으로 명확하게 알지 못했다. 이에 국제 연구팀은 알마(ALMA) 전파망원경을 비롯해 카르마(CARMA), 스마(SMA) 등의 망원경으로 관측한 데이터 중에서 충돌의 최종 단계에 있는 은하들을 조사했다. 30개의 천체(충돌 중인 은하)에서 분자 가스가 전파망원경으로 감지됐는데 그중 24개의 천체에 있는 분자 가스가 원반 모양으로 분포하는 것으로 확인됐다. 즉, 적어도 약 4000만~6억 광년의 비교적 가까운 우주에서 은하 충돌로 가스 원반이 생성된다는 것. 또한 가스 원반이 각각의 은하 중심 주위를 회전하고 있는 것이나, 24개의 천체 중 11개의 천체에서는 가스 원반이 은하 중심부에 조밀한 별의 집단(은하의 팽창에 해당)보다 크게 확산하고 있는 것으로 나타났다. 연구팀을 이끈 일본의 천문학자 우에다 준코 박사는 “이렇게 많은 은하에서 가스 원반이 발견된 것은 의외였다. 큰 가스​​ 원반에서 대량으로 별이 태어나면 우리 은하처럼 원반이 명확한 은하가 되는 것으로 보인다”고 설명했다. 이어 “이번 결과는 원반 은하 탄생의 수수께끼에 바짝 다가서는 큰 걸음이다. 앞으로 가스 원반에서 별의 원반으로 진화하는 과정에 주목해 나갈 것”이라고 덧붙였다. 한편 이번 연구성과는 미국 코넬대학 도서관이 운영하는 물리학 분야의 권위있는 온라인논문저장 사이트(arxiv.org)에서 ‘은하의 천체물리학’(Astrophysics of Galaxies) 부분에 25일 공개됐으며, 국제학술지인 ‘천체물리학회지 부록’(Astrophysical Journal Supplement)에도 실렸다. 연구논문: http://arxiv.org/abs/1407.6873 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구로부터 약 335광년 떨어진 곳에서 행성이 되고 싶은 거대한 원시행성이 발견돼 관심을 끌고있다. 최근 미 해군연구소 등 국제 공동연구팀은 젊은 축에 속하는 별인 HD 100546 주위를 도는 원시행성(행성의 형성 단계 중 하나로 미행성체들이 충돌하면서 만들어진 초기 행성)을 발견했다고 발표했다. 장차 진짜 행성이 되고싶은 이 원시행성의 규모는 태양계의 ‘큰형님’인 목성의 무려 3배. 이번 발견 역시 다른 많은 과학적 발견처럼 우연히 이루어졌다. HD 100546 주위의 원시행성 디스크를 관측하던 도중 그 안에서 미묘한 변화를 감지해낸 것. 우주 먼지와 가스로 이루어진 이 디스크는 별의 주위를 돌며 성장해 가다 결국 행성을 낳는다. 이번 발견이 가치가 있는 것은 행성의 생성을 글로 만이 아닌 눈으로 직접 관찰해 볼 수 있는 기회가 되기 때문이다. 미 해군 연구소 존 카 박사는 “거대한 가스가 모여 행성이 만들어지는 것을 직접 관측해 볼 수 있는 희귀한 기회”라면서 “아마도 2년 안에 이 원시행성이 디스크 속으로 숨었다가 2030년경 재등장할 것”이라고 전망했다. 이어 “별과 원시행성과의 거리는 우리 태양과 토성과의 거리 정도” 라면서 “태양계 속 우리 지구가 어떻게 생성되고 성장해 왔는지 추측해 볼 수 있는 소중한 자료가 될 것”이라고 설명했다. 이번 연구결과는 국제학술지인 ‘천체물리학회지’(The Astrophysical Journal) 최신호에 발표됐다.　 　 　 　 　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구로부터 약 70억광년 거리에 있는 은하끼리의 충돌 모습을 허블 우주망원경과 알마 망원경 등의 관측 정보를 합성해 만든 역대 ‘최고의 광경’(베스트뷰)이라는 사진이 공개됐다. 이는 앞에 있는 은하에 의한 중력렌즈 효과 덕분에 멀리서 충돌하는 은하를 상세하게 관찰할 수 있는 것이라고 천문학자들은 말한다. 처녀자리 방향에 떠 있는 천체 H-ATLAS J142935.3-002836(이하 H1429-0028)은 지금으로부터 약 70억 년 전 우주에서 일어난 은하 충돌의 현장이다. ‘H-ATLAS’(허셜-아틀라스)라는 조사로 발견된 뒤, 허블 우주망원경(HST)과 알마 전파망원경(ALMA)은 물론 켁II, 초대형간섭전파망원경군(VLA)과 같은 천체망원경으로 자세한 관측이 이뤄진 각각의 정보를 중첩함으로써 멀리 있는 충돌 은하의 것으로는 전에 없는 최고의 이미지가 만들어졌다. H1429-0028과 지구 사이에는 다른 은하계가 존재한다. 이 은하의 거대한 질량에 의해 중력이 렌즈와 같은 역할을 하는 중력렌즈 효과 덕분에 멀리 있는 H1429-0028을 자세히 조사할 수 있었던 것이다. 허블과 켁II 망원경은 렌즈가 된 앞의 은하 주위를 둘러싼 ‘빛의 고리’의 존재를 밝혀냈다(1번째 이미지). 또한 이 은하의 원반을 바로 측면에서 보는 위치 관계에 있는 것도 잡혔다. 또한 H1429-0028가 1개가 아닌 2개의 은하인 것도 HST와 켁 II의 관측을 통해 확인됐다. 알마 망원경은 은하에서 별 형성의 메커니즘과 물질의 움직임을 조사하는 수단이 되는 일산화탄소를 추적할 수 있다. 그 관측에서 H1429-0028는 은하 충돌이 한창으로, 1년에 수백 개 이상의 별을 낳고 있는 것으로 나타났다. 까마귀자리에 있는 유명한 충돌 은하인 안테나 은하에는 1년에 태양 수십 개분의 별이 탄생하고 있지만, 이번에 공개된 충돌 은하에는 그보다 훨씬 큰 태양 질량의 400배에 달하는 별들이 형성되고 있다. 또한 충돌 중의 한 은하가 회전하고 있는 징후도 볼 수 있어 이 은하는 충돌 전에 원반 은하였던 것으로 추정된다. 한편 이번 관측결과는 ‘천문학 & 천체 물리학 저널’(the journal Astronomy & Astrophysics) 최신호에 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr