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

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

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

약 45억 년의 나이로 추정되는 지구는 과연 초기에 어떤 모습이었을까? 최근 미국 사우스웨스트 연구소의 행성과학자 사이몬 마치 연구팀이 지구 초기의 모습을 담은 연구결과를 공개해 관심을 끌고있다. 초창기 지구의 모습을 담은 이 연구는 소위 ‘하데스대’(Hadean eon)를 추측한 것이다. 지구 생성 초기부터 약 38억년 전까지를 의미하는 하데스대는 지하세계를 다스린다는 그리스 신화의 신 ‘하데스’(Hades)에서 이름을 따 올 만큼 말 그대로 지옥같은 시기다. 전문가들은 당시 지구는 표면이 딱딱하지 않고 용암이 부글부글 끓는 형태로 추측하고 있으나 이를 입증할 수 있는 연구 자료가 사실상 전무한 실정이다. 이유는 당시를 증언해 주는 ‘돌’ 조차 찾기 힘들기 때문. 그렇다면 연구팀은 어떻게 지구의 과거를 알 수 있을까? 그 비밀은 바로 달이다. 지구 생성 초기에 만들어진 달의 ‘흔적’을 통해 과거의 지구를 추측해 보는 것이다. 연구팀이 주목한 것은 바로 천체 충돌로 생기는 크레이터와 아폴로 미션을 통해 가져온 월석의 분석이다. 태양계 생성 초기에는 지구 뿐 아니라 이웃한 행성들 또한 수많은 소행성 및 혜성과 충돌해 드라마틱한 격변을 겪었을 것으로 추측된다. 사이몬 박사는 “표면에 크레이터가 있다면 이것은 충돌을 의미하는 것”이라고 설명했다. 곧 연구팀은 달 표면에 나있는 수많은 크레이터로 우주에서 날아오는 각종 ‘파편’의 크기와 모양을 데이터화 해 지구에 적용했다. 사이몬 박사는 “지구는 초기 5억년 동안 우주에서 날아온 수십 km에 달하는 ‘파편’을 수천 번이나 맞았을 것”이라면서 “특히 최대 1000km에 육박하는 거대한 소행성이 최소 1번은 지구에 떨어져 바다는 뜨겁게 끓고 대기는 수증기로 가득찼을 것”이라고 밝혔다. 이어 “이 시기를 거쳐 지구는 생명체가 살 수 있는 결정적인 진화를 하게된 것”이라고 덧붙였다. 이번 연구결과는 과학저널 네이처(Nature) 30일자에 게재됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

태양계 천체 중 가장 생명체가 존재할 가능성이 높은 위성 타이탄이 모성인 토성보다 더 ‘나이’가 많을 가능성이 있다는 연구결과가 나왔다. 기존 상식을 뒤집는 이 연구는 미 항공우주국 나사(NASA)와 유럽우주기구(ESA)의 데이터를 바탕으로 미 남서연구소(Southwest Research Institute)가 분석한 결과 드러났다. 일반적으로 행성이 먼저 생성된 후 천체 충돌 등 다양한 원인으로 그 주위를 도는 달이 생긴다는 것이 학계의 정설이다. 토성의 달인 타이탄 역시 이같은 과정을 밟았을 것으로 추정됐었다. 이번에 연구팀이 이같은 정설을 뒤집은 증거는 바로 타이탄의 대기다. 타이탄은 특이하게도 질소가 대기의 주성분을 이루고 있는 태양계에서 지구와 가장 닮은 천체다. 연구팀이 분석한 것은 타이탄의 질소가 토성 생성 이전에 만들어진 것이라는 점. 결과적으로 타이탄은 토성이 생성되기 이전부터 존재하고 있었을 가능성이 높다는 것이 연구팀의 주장이다. 연구를 이끈 캐슬린 맨트 박사는 “타이탄의 대기 질소는 오르트 구름(Oort cloud) 속 고대 혜성과 매우 유사하다” 면서 “타이탄 역시 이같은 혜성들과 함께 생성된 것일 수 있다”고 설명했다. 오르트 구름은 태양계를 껍질처럼 둘러싸고 있는 가장 바깥지역으로 핼리혜성 등 수많은 혜성들이 이곳에서 만들어진다고 추측된다. 맨트 박사는 특히 “타이탄의 대기 성분이 원시지구의 대기와 매우 유사해 지구 생명 탄생의 비밀을 풀어 줄 열쇠”라고 덧붙였다. 한편 지름 5150km로 태양계에서 두번째로 큰 위성 타이탄은 지구를 제외하고 표면에 메탄과 에탄으로 이루어진 바다를 가진 유일한 천체다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

여름의 따사로운 기운이 가득 차 있는 지구 하늘에 천상의 커튼이 드리워진 것일까? 미국 우주과학전문매체 스페이스닷컴은 전문 천체사진작가가 촬영한 신비의 오로라 이미지를 11일(현지시간) 게재했다. 미국 버몬트 주(州) 북부 챔플레인 벨리에서 촬영된 이 오로라의 모습은 수억 개의 별이 흩어져있는 밤하늘 아래 푸른색, 보라색, 녹색, 노란색 등 4단 구조로 휘날리고 있어 보는 이들을 감동에 젖게 한다. 이 환상적인 모습을 카메라 렌즈에 담은 이는 천체사진작가 브라이언 드로어로 그가 이 오로라를 촬영한 시기는 지난 8일(현지시간) 한밤중이었다. 그는 “한밤 중 말 조각상이 서있는 협곡 위로 펼쳐진 오로라는 우주의 비밀을 품고 있는 것처럼 보였다”며 “마치 누군가에게 이 멋진 모습을 틀길 듯 느껴져 조심스럽게 촬영했다”는 소감을 전했다. 한편 오로라는 태양표면 폭발로 우주공간으로부터 날아온 전기 입자가 지구자기(地球磁氣) 변화에 의해 고도 100∼500 km 상공에서 대기 중 산소분자와 충돌해서 생기는 방전현상이다. 너풀너풀 하늘에 날리는 모습 때문에 ‘천상의 커튼’이라고도 불리는 ‘오로라’는 사실 ‘새벽’이라는 뜻의 라틴어 ‘아우로라’에서 유래했다. 오로라는 북반구와 남반구 고위도 지방에서 주로 목격돼 극광(極光)이라 불리기도 하며 목성, 토성 등에서도 비슷한 현상이 나타난다. 사진=Brian Drourr 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

비밀 속에 쌓여 있던 달의 ‘어두운 뒷면’에 대한 미스터리가 마침내 풀렸다. 미국 펜실페이니아주립대의 천체물리학자들이 달의 반대편에 ‘바다’(Maria)가 거의 없는 이유를 밝혀냈다고 외신들이 보도했다. 여기서 달의 바다는 평탄하고 어두워 보이는 지형을 말한다. 연구팀은 달의 뒷면에 바다가 없는 이유가 달의 형성과 진화의 과정에서 나타난 앞면과 뒷면의 지각 두께에 대한 차이 때문이라고 설명했다. 연구에 참여한 제이슨 라이트 부교수는 “어린 시절, 달의 모형을 처음 봤을 때 앞뒤 양면이 너무 달라 놀랐었다”고 회상하며 “달의 뒷면에 산과 크레이터(충돌구 혹은 운석공)로만 이뤄진 것은 지난 1950년대부터 수수께끼였다”고 말했다. 이런 의문은 옛소련의 탐사선 ‘루나 3호’가 달 뒷면을 최초로 관측하면서 불거졌다. 천문학자들은 이를 ‘달의 반대편에 있는 고지에 대한 의문’(Lunar Farside Highlands Problem)이나, 그 이유를 규명할 수 없다는 이유로 ‘달의 어두운 이면’이라고 불렀다. 오늘날 달의 기원은 지구가 형성된 지 얼마 되지 않은 시기에 화성 크기의 천체 ‘테이아’가 지구에 충돌해 부서지면서 나온 파편으로부터 탄생했다는 ‘달 거대 충돌설’이 널리 받아들여지고 있다. 이에 대해 연구를 주관한 스타인 시구르드손 교수는 “이 충돌로 곧 지구와 달은 엄청나게 뜨거워졌다”고 말했다. 물론 이 충돌로 두 천체가 녹지는 않았지만, 암석과 마그마 등의 파편 일부가 증발해 지구를 원반 구조로 둘러쌓았다는 것이다. 이 시점의 달은 오늘날보다 10~20배 정도 지구와 가까웠던 것으로 추정된다고 이번 연구를 이끈 석사과정의 아르피타 로이 연구원은 말했다. 연구팀은 오늘날 달이 항상 얼굴이 되는 앞면을 지구로 향한 채 자전하며 지구를 공전하는 일정한 궤도주기에서 아이디어를 얻었다. 달은 지구보다 훨씬 작아서 충돌 이후 식는 것도 빨랐으며 지구를 향해 한쪽 면(앞면)을 처음부터 향하고 있었던 것으로 여겨지므로 달의 앞면만 섭씨 2500도 이상의 고온이었다고 한다. 이는 지구로부터 복사열을 받아 걸쭉하게 녹은 상태였던 것. 이 앞면과 뒷면의 온도 변화가 달의 지각이 형성하는 데 중요한 역할을 했다고 연구팀은 보고 있다. 달의 표면에는 알루미늄이나 칼슘 등 증발하기 어려운 물질이 밀집해 있는 데 “증기가 식기 시작하면서 먼저 쌓인 물질은 알루미늄과 칼슘이었다”고 시구르드손 교수는 설명했다. 이런 물질은 상대적으로 빠르게 식어가는 달 뒷면의 대기 중에서 응축했다. 이후 수천 만 년에서 수백만 년이 지난 끝에 달의 맨틀 중에 있는 규산염과 결합해 사장석을 형성했고 결국 표면으로 이동해 지각을 형성하게 됐다. 즉 달 뒷면의 지각은 앞면보다 광물이 많아 더 두꺼워진 것이다. 지금은 달이 완전히 식어 표면 아래도 굳어버렸지만, 형성된 지 얼마 되지 않은 무렵에는 큰 천체가 달의 앞면에 충돌하고 심지어 지각에까지 도달해 대량의 현무암질 용암을 방출하도록 만들어 오늘날 볼 수 있는 달의 바다를 형성한 것이다. 반면 뒷면에 충돌한 대부분 천체는 두꺼운 지각을 관통할 수 없었고 따라서 현무암질 용암이 분출하지 않아 크레이터와 계곡, 고지대가 형성됐을 뿐이라고 연구팀은 설명했다. 이번 연구성과는 ‘아스트로피지컬 저널 레터스’(Astrophysical Journal Letters) 9일 자로 게재됐다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

달의 뒷면에 대한 미스터리가 마침내 풀린 듯하다. 미국 펜실페이니아주립대의 천체물리학자들이 달의 반대편에 ‘바다’(Maria)가 거의 없는 이유를 밝혀냈다고 ‘아스트로피지컬 저널 레터스’(Astrophysical Journal Letters) 9일 자로 발표했다. 여기서 달의 바다는 평탄하고 어두워 보이는 지형을 말한다. 연구팀은 달의 뒷면에 바다가 없는 이유가 달의 형성과 진화의 과정에서 나타난 앞면과 뒷면의 지각 두께에 대한 차이 때문이라고 설명했다. 연구에 참여한 제이슨 라이트 부교수는 “어린 시절, 달의 모형을 처음 봤을 때 앞뒤 양면이 너무 달라 놀랐었다”고 회상하며 “달의 뒷면에 산과 크레이터(충돌구 혹은 운석공)로만 이뤄진 것은 지난 1950년대부터 수수께끼였다”고 말했다. 이런 의문은 옛소련의 탐사선 ‘루나 3호’가 달 뒷면을 최초로 관측하면서 불거졌다. 천문학자들은 이를 ‘달의 반대편에 있는 고지에 대한 의문’(Lunar Farside Highlands Problem)이나, 그 이유를 규명할 수 없다는 이유로 ‘달의 어두운 이면’이라고 불렀다. 오늘날 달의 기원은 지구가 형성된 지 얼마 되지 않은 시기에 화성 크기의 천체 ‘테이아’가 지구에 충돌해 부서지면서 나온 파편으로부터 탄생했다는 ‘달 거대 충돌설’이 널리 받아들여지고 있다. 이에 대해 연구를 주관한 스타인 시구르드손 교수는 “이 충돌로 곧 지구와 달은 엄청나게 뜨거워졌다”고 말했다. 물론 이 충돌로 두 천체가 녹지는 않았지만, 암석과 마그마 등의 파편 일부가 증발해 지구를 원반 구조로 둘러쌓았다는 것이다. 이 시점의 달은 오늘날보다 10~20배 정도 지구와 가까웠던 것으로 추정된다고 이번 연구를 이끈 석사과정의 아르피타 로이 연구원은 말했다. 연구팀은 오늘날 달이 항상 얼굴이 되는 앞면을 지구로 향한 채 자전하며 지구를 공전하는 일정한 궤도주기에서 아이디어를 얻었다. 달은 지구보다 훨씬 작아서 충돌 이후 식는 것도 빨랐으며 지구를 향해 한쪽 면(앞면)을 처음부터 향하고 있었던 것으로 여겨지므로 달의 앞면만 섭씨 2500도 이상의 고온이었다고 한다. 이는 지구로부터 복사열을 받아 걸쭉하게 녹은 상태였던 것. 이 앞면과 뒷면의 온도 변화가 달의 지각이 형성하는 데 중요한 역할을 했다고 연구팀은 보고 있다. 달의 표면에는 알루미늄이나 칼슘 등 증발하기 어려운 물질이 밀집해 있는 데 “증기가 식기 시작하면서 먼저 쌓인 물질은 알루미늄과 칼슘이었다”고 시구르드손 교수는 설명했다. 이런 물질은 상대적으로 빠르게 식어가는 달 뒷면의 대기 중에서 응축했다. 이후 수천 만 년에서 수백만 년이 지난 끝에 달의 맨틀 중에 있는 규산염과 결합해 사장석을 형성했고 결국 표면으로 이동해 지각을 형성하게 됐다. 즉 달 뒷면의 지각은 앞면보다 광물이 많아 더 두꺼워진 것이다. 지금은 달이 완전히 식어 표면 아래도 굳어버렸지만, 형성된 지 얼마 되지 않은 무렵에는 큰 천체가 달의 앞면에 충돌하고 심지어 지각에까지 도달해 대량의 현무암질 용암을 방출하도록 만들어 오늘날 볼 수 있는 달의 바다를 형성한 것이다. 반면 뒷면에 충돌한 대부분 천체는 두꺼운 지각을 관통할 수 없었고 따라서 현무암질 용암이 분출하지 않아 크레이터와 계곡, 고지대가 형성됐을 뿐이라고 연구팀은 설명했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

초신성은 흔히 질량이 큰 별이 삶을 마감할 때 엄청난 폭발로 자신의 흔적을 남기는 것이지만, 모든 초신성이 이런 방식으로 발생하진 않는다. ‘la형’으로 불리는 초신성은 작고 밀도가 높지만 이미 죽은 별인 백색왜성의 폭발과 관련이 있다고 한다. 이런 보기 드문 la형 초신성 폭발의 잔해를 천문학자들이 최근 미국항공우주국(NASA) 스피처 우주망원경으로 관측했다고 ‘천체물리학 저널’ 최신호에 발표했다. 이번 결과는 연구진이 어떻게 이런 강력한 초신성 폭발이 다양하게 일어날 수 있는지 종합하는 데 도움이 됐다. 연구를 이끈 NASA 고다드 우주비행센터의 브라이언 윌리엄스 박사는 “마치 탐정이 된 듯했다”면서 “우린 그런 볼 수 없는 영역에서 어떤 일이 일어났는지 이해하기 위해 단서를 찾아냈다”고 말했다. la형 초신성은 일관된 방식으로 폭발하는 경향이 있다고 한다. 따라서 이는 수십년간 우리 우주의 크기와 팽창을 이해하는 데 도움이 되고 있다. 또한 예외적으로 지난 10년간 2개의 백색왜성이 공전하며 충돌할 때도 폭발이 발생한다는 여러 증거도 나오고 있다. 1604년 천문학자 요하네스 케플러가 발견해 그의 이름을 따서 명명된 ‘케플러의 초신성’은 하나의 백색왜성과 나머지 동반성으로 늙은 별인 적색거성에 의해 발생한 것으로 여겨졌다. 이제 그 적색거성에 의해 방출된 가스와 먼지 웅덩이가 이번에 관측된 잔해와 비슷한 것으로 나타났다. 스피처가 새롭게 관측한 초신성 잔해는 지구로부터 약 16만광년 떨어진 우리 은하 근처에 있는 작은 은하인 대마젤란운 속에 있다. ‘N103B’로 명명된 이 초신성 잔해는 약 1000년 전 발생했다. 월리엄스 박사는 “이 잔해가 케플러의 초신성 잔해보다 더 오래됐다”고 설명했다. 또한 N103B는 늙은 동반성인 적색거생에서 방출된 가스와 먼지 구름 속에 있으며 이 영역은 엄청나게 밀집돼 있다고 한다. 케플러의 초신성 잔해와 달리 N103B가 생성한 폭발에 대한 역사적 기록은 발견되지 않았다. 케플러의 초신성 폭발과 N103B의 폭발 둘 다 백색왜성을 공전하는 동반성인 적색거성이 있었던 것으로 여겨지고 있다. 이런 적색거성이 벗겨지면서 방출된 물질 중 일부가 백색왜성으로 흡수됐다. 이는 백색왜성의 질량을 키워서 불안정하게 만들었고 폭발을 일으키는 원인이 됐다고 한다. 이런 시나리오는 매우 드물게 일어날 수 있다고 연구진은 말한다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

작은 은하군끼리 충돌해 생긴 ‘총알 은하군’에서 고온의 가스와 암흑물질이 분리하는 모습이 관측됐다. 질량이 큰 은하단 외에 이런 현상이 나타난 것은 처음이다. 유럽우주기구(ESA) XMM-뉴턴우주망원경의 데이터로 합성한 이 이미지는 지구로부터 바다뱀자리 방향으로 약 40억 광년 떨어진 ‘총알 은하군’의 모습이다. 분홍색은 X선으로 관측한 은하 사이의 고온 가스. 파란색은 암흑물질의 분포를 나타낸 것으로, 이는 직접 관측할 수 없으므로 배경이 되는 천체의 빛이 일그러져 보이는 ‘중력렌즈 효과’를 통해 측정한 것이다. 천문학자들은 이 총알 은하군이 2개의 은하군이 충돌한 것으로 보고 있다. 좌우 2개로 나뉜 파란색 부분 중 오른쪽이 화면 왼쪽 아래에서 오른쪽 방향으로 이동해 ‘총알처럼’ 부딪쳐온 은하군으로 예측되고 있다. 두 은하군에서 각각의 은하와 암흑물질 분포는 거의 그대로 유지하지만, 고온의 가스는 전자기 상호작용으로 뒤섞여 하나의 큰 덩어리가 됐다. 이런 고온 가스와 암흑물질의 분리는 용골자리의 ‘총알 은하단’ 등 소수의 질량 큰 은하단을 통해 알려졌었지만, 바다뱀자리 총알 은하군과 같은 작은 천체에서는 최초로 관측된 것이다. 수십 개의 은하가 모인 은하군은 수백~수천 개의 은하가 모인 질량이 큰 은하단보다 훨씬 많이 존재한다. 천문학자들은 총알 은하군과 같은 천체를 표본으로 암흑물질과 일반물질과의 상호작용을 조사하면 암흑물질이 우주 전체에서 어떤 역할을 하고 있는지를 새로운 관점에서 살펴볼 수 있으리라고 말하고 있다. 사진=ESA/XMM-Newton 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

태양계 아홉 번째 행성에서 탈락해 소행성으로 전락한 명왕성. 이 차갑고도 먼 왜소행성이 자신과 쌍성을 이루는 가장 큰 위성인 카론과 대기를 공유하고 있을 듯하다. 천문학자들의 시뮬레이션을 통해 명왕성 대기에 있는 질소가 카론으로 향하고 있는 것을 확인했다고 영국 과학잡지 뉴사언티스트가 6일(현지시간) 보도했다. 이런 현상이 실제로 확인되면 명왕성과 카론은 대기권을 공유하는 행성과 위성의 첫 번째 사례가 된다. 카론은 명왕성의 절반 크기로 이 위성이 명왕성을 도는 궤도는 지구를 도는 달보다 훨씬 가깝다. 1980년대 연구에서 두 천체는 가스 교환의 가능성이 시사된 바 있었지만, 당시 연구는 명왕성의 대기가 주로 메탄으로 구성돼 있어 가스가 상대적으로 높은 속도로 탈출하고 있다고 가정했다. 천문학자들은 지구에 있는 천체 망원경들을 사용해 명왕성에서 오는 빛을 상세히 관측하고 이를 스캔해 이 왜소행성의 조성에 대한 실마리를 얻을 수 있었다. 그 결과, 명왕성의 대기는 주로 질소로 이뤄져 있으며 탈출 속도는 낮은 것으로 밝혀졌다. 참고로 질소는 메탄보다 무겁다. 연구를 이끈 로버트 존슨 미국 버지니아대학교수는 “카론이 이런 과정에서 대기를 얻고 있다고 해도 그간 이를 관측하기에는 너무 얇은 것으로 여겨졌다”고 말했다. 이제, 존슨 교수팀은 명왕성의 초고층대기에 대한 모델을 업데이트했다. 이는 질소 분자가 움직이며 서로 충돌하는 운동성을 고려하도록 한 것이다. 연구팀의 시뮬레이션은 왜소행성 명왕성의 대기가 지금까지 생각했던 것보다 따뜻하고 이전 예측보다 3배나 두꺼운 것을 보여준다. 이는 명왕성의 일부 가스가 카론의 중력에 끌려 이 위성의 대기를 얇게 덮을 정도의 충분한 공간까지 퍼진 것을 의미한다. 미국항공우주국(NASA)의 뉴허라이즌스호는 오는 2015년 7월 명왕성 계를 지날 예정이다. 이 비행선에 탑재된 장비는 카론 주위에 대기가 존재하면 이를 자동으로 인식하고 구성을 해명하게 된다고 이 임무를 이끌고 있는 사우스웨스트연구소의 앨런 스턴 박사는 말했다. 카론 주변 가스의 성질과 농도를 아는 것은 이 위성의 대기가 명왕성에서 흘러나온 것인지 또는 다른 방법으로 만들어진 것인지를 결정하는 데 필요하다. 즉 카론 내부 가스가 간헐천이나 배출구를 통해 빠져나와 얇은 대기를 형성할 수도 있는 것이라고 한다. 스턴 박사의 최신 연구는 카론 표면에 혜성 충돌이 가스 구름을 방출하고 일시적으로 대기를 형성하는 것을 보여준다. 하지만 명왕성과 카론이 대기를 공유하고 있으면 이 왜소항성계는 두 천체 사이에서 ‘가스 전이’가 일어날 수 있는 실례가 되므로, 은하의 다른 곳에서도 일어날 수 있는 현상으로 기존 모델을 개정하도록 하는 것이다. 존슨 교수는 “쌍성과 주성의 근처에 있는 외계행성의 경우, 천문학에서는 항상 일어나고 있다고 생각할 수 있다”면서 “계산과 컴퓨터 모델은 하나의 가능성이지만, 우리에게는 (명왕성과 카론에) 접근 비행해 시뮬레이션을 직접 테스트할 우주선(뉴허라이즌스호)이 있어 매우 흥분된다”고 말했다. 한편 이번 시뮬레이션에 대한 성과는 미국 천문학회가 발행하는 행성과학저널인 ‘이카루스’(Icarus) 5월 21일 자로 공개됐다. 사진=ESO 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

현재까지도 정확히 밝혀진 바 없는 달의 생성에 대한 새로운 증거가 나왔다. 최근 독일 GAU 대학 연구팀은 달의 월석을 분석한 결과 다른 행성과의 충돌로 생겼다는 연구결과를 과학저널 ‘사이언스’ 최신호에 발표했다. 　 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. 이번에 GAU 대학 연구팀이 제시한 증거는 과거 아폴로 11호, 12호, 16호가 달 탐사 후 가져온 월석을 분석해 얻어졌다. 새로운 분석기술로 연구한 결과 지구의 돌과 월석이 화학적 차이가 있음을 밝혀냈으며 또한 형성 과정 또한 서로 다르다는 것이 확인됐다.　　 연구를 이끈 다니엘 헤어발츠 교수는 “많은 전문가들이 ‘자이언트 임팩트 설’을 주장하는데 이번 연구는 이에대한 확고한 증거” 라면서 “45억 년 전 화성만한 크기의 테이아와 지구가 충돌한 결과물이 바로 달”이라고 설명했다. 이어 “달은 두 행성의 충돌당시 생긴 물질이 50대 50으로 섞여 생성된 것일 수도 있다”고 덧붙였다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr