중국항천과공(航天科工)그룹 등 국유기업과 정부 연구소들이 중국 우주산업 분야를 주도하고 있는 가운데 중국 민영기업이 최초로 지구 궤도에 인공위성을 쏘아 올리는 데 성공했다. 26일 중국 관영 글로벌타임스(GT)와 신경보(新京報) 등에 따르면 민영 우주개발 스타트업인 싱지룽야오(星際榮耀)가 25일 오후 1시쯤(현지시간) 간수(甘肅)성 주취안(酒泉) 위성발사센터에서 인공위성 발사해 저궤도에 올리는데 성공했다. 싱지룽야오는 고체 추진연료를 쓰는 자체 운반로켓 솽취셴(雙曲線) 1호를 이용해 인공위성 2기와 각종 실험장비를 300km 상공 궤도에 진입했다. 야오보원(姚博文) 싱지룽야오 부회장은 “미국을 제외하면 전 세계 최초로 민간기업이 인공위성을 궤도에 진입시켰다”고 평가했다. 이번 성공은 민영기업들의 세 번째 도전 끝에 이뤄진 것으로 중국의 상업적 우주산업에 획기적인 사건이라고 GT 등은 평가했다. 싱지룽야오가 개발한 높이 21m, 무게 30t의 솽취셴1호는 4단으로 구성됐으며 2600kg의 화물을 500km 상공의 지구 저궤도까지 운송할 수 있는 것으로 알려졌다. 솽취셴1호에는 항천과공그룹과 베이징이공대의 위성 2기와 중국 관영 CCTV의 신형 위성 개발을 위한 실험체가 탑재됐다. 중국에서는 그동안 민영기업 란젠항톈(藍箭航天)이 앞서 지난해 10월 인공위성을 발사했지만 위성이 궤도에 진입하지 못했고, 링이쿵젠(零壹空間)의 지난 3월 발사는 로켓 부품 고장으로 실패했다. GT는 중국 우주탐사 분야에서 2014년 민영기업의 로켓 개발·발사가 허가됐다면서 민영기업들이 비용 절감과 효율성 제고에 분명한 장점이 있다고 설명했다. 2016년 베이징에서 설립된 싱지룽야오는 상업 로켓 개발과 함께 전 세계 고객을 상대로 위성 발사관련 솔루션 제공 사업을 전개해 왔다. 우수한 서비스 품질을 인정받아 2019년에는 MIT 비즈니스 리뷰가 선정한 ‘중국 50대 스마트 회사’에 선정됐다. 현재 시장 가치는 이번 발사 전 45억 위안(약 7758억원) 정도로 평가된 바 있다. 하지만 전문가들은 중국의 민영 우주산업이 아직 걸음마 단계라고 평가하고 있으며, 싱지룽야오와 관련된 익명의 투자자도 기업 생존이 우선이라고 말했다. 야오 부회장은 “내년에는 궤도 진입에 중점을 둬 5~8기의 로켓을 발사할 계획”이라며 ”시장 수요가 있으면 궤도 진입용이 아닌 발사도 할 것”이라고 향후 계획을 밝혔다. 이런 가운데 지난해 중국이 로켓 발사에서 미국을 제치고 세계 1위로 올라섰다. 미국 매사추세츠 공과대학(MIT)이 격월로 발행하는 과학기술 전문지 MIT 테크놀로지 리뷰에 따르면 2018년 1월1일~12월20일 사이에 중국은 35차례 각종 로켓을 성공리에 쏘아올렸다. 이는 미국의 30건을 웃돌았다. 중국이 로켓 발사에서 약진한 배경에는 2014년 중국 정부가 민영기업에도 상용 로켓 개발을 자유화한 덕분이다. 민영기업에 상용 로켓 개발을 개방함으로써 수요가 대폭 증대해 중국 우주개발산업이 급속히 성장한 것이다. 란젠항천은 설립 초기 수십 명으로 출발했지만 지금은 각지에 연구소를 두고 200명 넘는 직원이 일하고 있으며 상용 로켓 개발을 하면서 궁극적으로는 유인 우주비행을 목표로 사세를 키우고 있다. 위성 궤도 진입을 위한 기술 개발에 박차를 가하는 싱지룽야오와 링이쿵젠 외에도 링커항천(翎客航天은 수직 이착륙식 로켓을 오는 2020년까지 개발할 계획을 진행하고 있다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

무더운 여름, 파도를 타고 있는 서퍼들을 보면 직업 탓인지는 모르겠지만 파도를 타고 질주하는 미립자를 떠올리곤 한다. ‘가속기’란 장치 안에서 전자기파라는 파도를 타고 질주하는 입자들 말이다. 일반인에게 가속기는 몹시 낯선 장치이다. 그래서 입자들이 파도를 타는 가속기가 첨단 산업기술 개발과 기초과학 연구에 필수적이며 실생활에도 활용된다고 말하면 모두 놀라곤 한다. 가속기는 입자를 가속시켜 충돌시키는 장치다. 초기의 가속기는 진공관 내부에 양(+) 전극과 음(-) 전극을 설치해 만들어 낸 전기장으로 입자를 가속하는 정전형 가속기였다. 1800년대 후반에 개발된 음극선관(CRT)도 정전형 가속기의 일종이다. 영국 물리학자 톰슨은 이 장치로 전자의 전하와 질량의 비율을 측정하는 데 성공했다. 이를 통해 전자의 존재가 밝혀지고 이후 그는 노벨 물리학상을 받았다. 가속기를 이용해 자연의 본질을 탐구한 대표적 사례다. 지금은 보기 힘들지만 예전 브라운관TV도 음극선관이다. 20여년 전만 해도 집집마다 가속기 한 대씩을 갖고 있었던 셈이다. 필자는 어릴 적 브라운관TV 표면에 자석을 갖다 대 화면을 일그러뜨리는 장난을 치다가 부모님께 혼났던 기억이 있다. 비슷한 기억을 갖고 있다면 어릴 때부터 이미 가속기를 이용해 자연의 본질을 탐구하는 실험을 해 본 셈이다. 정전형 가속기보다 더 빠른 입자를 만들기 위해 개발된 것이 고주파 가속기다. 두 개의 전극에 고주파 전류를 흘려 보내면 두 전극 사이의 전기장도 고주파에 맞춰 진동해 전자기파가 만들어진다. 이 전자기파에 입자를 실으면 입자는 파도를 타는 서퍼처럼 고주기파 가속기 내부를 질주하게 된다. 속이 빈 원통형으로 만든 전극들을 연달아 배치하면 어떻게 될까. 파도를 연달아 만나는 서퍼처럼 입자는 원통형 전극들을 통과하면서 계속 에너지를 얻어 점점 더 빨리 달리게 된다. 한국원자력연구원의 경주 양성자가속기는 고주파 가속기로서 수소 원자의 핵인 양성자를 초속 13만㎞까지 가속시킬 수 있다. 2013년에 만들어진 경주 양성자가속기는 생명공학, IT, 우주산업 소재 개발, 핵물리학 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 고(高)에너지 방사선 이용 연구 및 의료용 동위원소 생산에도 이용된다. 무더운 여름이 지나도 가속기 안에서 파도를 타고 질주하는 양성자는 멈추지 않을 것이다.

아마존 최고경영자(CEO)이자 민간우주업체 ‘블루 오리진’을 이끌고 있는 세계 최고부자 제프 베이조스가 우주 탐사에 대한 흥미로운 인터뷰를 진행해 관심을 끌고있다. 지난 16일(현지시간) 베이조스 회장은 미국 CBS 이브닝뉴스와의 단독 인터뷰에서 지구의 운명과 우주 탐사라는 거시적인 주제에 대한 소견을 밝혔다. 베이조스 회장은 "인류 문명을 계속 번창시키고자 한다면 우리는 반드시 우주로 가야한다"면서 "인구는 계속 늘어나고 있지만 지구는 상대적으로 작다. 특히 기후변화와 오염 등으로 지구는 파괴되는 과정에 있다"고 주장했다. 　 이번 인터뷰는 반세기 만에 다시 우주 탐사의 중심으로 돌아온 달을 화두로 놓고 진행됐다. 특히 오는 20일은 인류 최초의 달 착륙 50주년이다. 이 인터뷰에는 존 F 케네디 전 대통령의 딸인 캐롤라인 케네디가 동석했는데, 아폴로 11호 미션은 미·소 우주개척 경쟁에 자극받은 케네디 전 대통령이 시작했기 때문이다. 다만 달 착륙은 닉슨 전 대통령 재임 기간에 이뤄졌다.베이조스 회장은 "지구를 구하기 위해서도 우주 탐사는 중요하다"면서 "태양계의 다른 행성이나 달을 산업화, 농업화 할 수 있으면 이 물건이나 자원을 다시 지구로 보낼 수 있다"고 설명했다. 이어 "고도로 발달된 복잡한 물건을 우주에서 만들면 큰 공장과 오염 발생 산업을 지구에 두지 않아도 된다"고 덧붙였다. 베이조스 회장의 바람처럼 실제 블루 오리진의 우주 탐사는 착착 진행 중이다. 특히 베이조스 회장은 지난 5월, 3년 간 개발해온 달 착륙선 ‘블루문’의 실물 모형을 공개하며 탐사에 포문을 열었다. 블루문은 2024년까지 달의 남쪽 극점인 얼음층에 착륙하고 탐사하는 것을 목표로 하고있다. 여기에 우주 탐사의 본산인 미 항공우주국(NASA)은 오는 2024년까지 달 궤도 우주정거장인 ‘게이트웨이'(Gateway) 건설을 발표했으며 중국, 인도, 일본 등도 본격적으로 팔을 걷어부친 상태다. 이처럼 현재 우주 탐사의 화두는 달이다. 미·소 냉전으로 시작된 달 탐사 경쟁은 포스트 냉전 체제로 접어들면서 실용적인 궤도 위성 발사 경쟁으로 바뀌었다. 이에 달은 가깝고도 먼 천체가 됐지만, 다시 달은 화성 등 더 우주로 가는 전초기지 후보가 되면서 탐사 경쟁에 불이 붙었다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

3D 프린터 기술은 최근 여러 분야에서 쓰임새가 커지고 있습니다. 의학 분야 역시 예외가 아닌데, 환자 맞춤형 임플란트나 의료 기기를 생산하는 데 적합하기 때문입니다. 하지만 앞으로 가장 기대되는 분야는 조직과 장기를 출력하는 바이오 3D 프린팅 기술입니다. 아직은 초기 연구 단계지만, 이식용 연골, 뼈, 피부처럼 비교적 단순한 조직을 출력하는 기술은 가까운 미래에 실용화 가능성이 있습니다. 독일 드레스덴 공대(TUD) 연구팀은 우주 공간에서 출력이 가능한 3D 바이오 프린팅 기술을 개발했습니다. 지구에서도 하기 힘든 바이오 프린팅을 우주 공간에서 시도하는 데는 그럴 만한 이유가 있습니다. 화성 탐사를 비롯한 장거리 유인 우주 탐사에서 매우 유용하고 필수적인 기술이 될 수 있기 때문입니다. 우주의 미세 중력 상태에서는 아무리 운동을 열심히 해도 뼈가 약해지는 현상을 막을 수 없습니다. 오랜 시간 우주 탐사 임무를 수행하는 우주 비행사는 높은 골절 위험에 노출됩니다. 그래도 달이나 국제우주정거장 정도 거리에서는 응급 상황 시 지구로 빨리 귀환할 수 있습니다. 하지만 화성을 탐사하던 우주 비행사가 심한 부상을 입은 경우 무조건 현지에서 치료해야 합니다. 우주 공간이나 화성 현지에서 뼈와 피부를 포함한 이식용 조직을 생산할 수 있다면 이럴 때 매우 유용할 것입니다. 연구팀은 미세 중력 상태에서도 조직을 출력할 수 있는 3D 바이오 프린터를 개발하면서 좀 더 기발한 아이디어를 접목했습니다. 바이오 프린팅에 사용되는 바이오 잉크는 만들기도 까다롭지만, 장기간 보관 역시 곤란합니다. 더구나 한 번도 쓰지 않을 수도 있고 상당히 많이 사용될 수도 있어 얼마나 우주선에 실어야 할지 판단이 어렵습니다. 연구팀의 아이디어는 필요할 때마다 우주 비행사와 배양액에서 제조한다는 것입니다. 우선 뼈나 피부를 만들 수 있는 줄기세포는 기본적으로 환자 자신의 것을 사용합니다. 그래야 이식했을 때 거부 반응이 전혀 없습니다. 배양액의 경우 환자의 혈장(plasma, 피에서 세포 성분을 제외한 액체 성분)을 추출해 사용하면 사람의 세포를 배양하는 데 문제가 없습니다. 물론 이 경우 환자 자신의 것은 물론 다른 동료의 혈장을 사용할 수 있습니다. 하지만 액체 성분인 혈장으로 바이오 잉크를 만들 경우 미세 중력 상태에서 3차원 형태를 유지하기 어렵습니다. 연구팀은 식물이나 조류(algae)에서 쉽게 구할 수 있는 메틸셀룰로스(methylcellulose)를 첨가해 이 문제를 극복했습니다. 이 역시 우주에서 재배가 가능해 모든 것이 현지에서 조달 가능합니다. 따라서 급하게 사용할 소량의 바이오 잉크와 3D 바이오 프린터만 우주선에 탑재하면 됩니다. 연구팀은 우선 뼈와 피부를 지상 실험실에서 생산할 수 있다는 것을 입증했습니다.(사진) 다만 지구에서 미세 중력을 장시간 재현하기는 어렵기 때문에 배양판을 거꾸로 매달아 출력했습니다. 그리고 성공적으로 샘플 피부와 뼈를 배양했습니다. 물론 아직 갈 길이 멀지만, 3D 바이오 프린팅 기술의 미래를 보여준 기술이라고 할 수 있습니다. 3D 바이오 프린팅을 포함해 3D 프린터 기술은 앞으로 우주 개발에서 광범위하게 사용될 것으로 예상됩니다. 복잡한 로켓 엔진이나 다른 여러 부품을 금속 3D 프린터로 출력하는 것은 물론 우주 정거장이나 우주선 내부에서 필요한 물건을 출력할 수 있는 3D 프린터는 이미 현실이 됐습니다. 화성이나 달 현지에서 물자를 조달해 건설용 3D 프린터로 우주 기지를 건설하거나 우주 공간에서 우주선과 우주 정거장 일부를 3D 프린터로 출력하려는 연구 역시 진행 중입니다. 제조업과 의학 분야만이 아니라 인류의 우주 개척에 3D 프린터가 새로운 혁신을 가져올 것으로 기대합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

일본의 두 번째 무인 소행성 탐사선 ‘하야부사 2호’가 11일 지구에서 2억 9000만㎞ 떨어진 소행성 류구 표면에 두 번째 터치다운하는 데 성공했다. 하야부사 2호는 지난 2월에도 한 차례 표본 채취를 한 적이 있는데 당시는 땅 위 흙을 모은 데 반해 이번에는 흙속 물질 채취를 시도한다. 하지만 표본 채취에 성공했는지 여부는 알려지지 않고 있다. 이날로 임무를 마친 하야부사 2호는 이제 지구 귀환길에 올라 수집한 류구 표본을 실은 채 내년 말 호주 대륙에 안착할 예정이다. 이렇게 흙속 물질이나 암석을 연구하면 우주 진화의 신비를 규명하는 데 도움이 될 것으로 기대를 모은다. 소행성은 45억년 전 태양계 초기에 형성된 가스와 먼지 덩어리들이 어느 행성에도 합쳐지지 못한 채 지금까지 남아 있는 것들이다. 따라서 태양계 초기의 물질들이 변질되지 않은 채 남아 있을 것으로 추정된다.900m 정도 크기의 류구는 탄소질 성분이 많은 C형 소행성이어서 색이 매우 어둡다. 탄소는 단백질 구성 요소인 아미노산을 비롯한 유기물의 주요 성분이다. 태양계 소행성의 약 4분의 3이 C형 소행성이다. 따라서 이번에 수집한 표본은 태양계와 지구 형성 초기의 비밀을 밝히는 데 중요한 단서를 품고 있을 것으로 기대를 모은다. 아울러 지구의 생명 탄생에 열쇠를 제공한 물, 유기화합물, 귀금속 등의 성분이 발견될 가능성도 있다고 영국 BBC 방송은 분석했다. 하야부사 2호는 지난 4월 무게 2.5㎏의 구리 금속 탄환을 발사해 류구 표면에 지름 20m의 인공 충돌 분지(크레이터)를 만들었다. 이때 충격으로 땅 속에서 빠져나와 주변으로 흩어지는 암석이나 흙을 채취하는 게 이번 탐사의 목표다. 안전한 터치다운을 위해 바위가 없는 지역을 골라 지난 5월 31일 표식을 투하했다. 표식 투하 지점은 충돌분지에서 약 19m 떨어진 곳이다. 지난 2014년 일본 다네가시마 발사장에서 발사된 하야부사 2호는 이날 고도 30m 지점에 도착한 오전 10시 정각부터 터치다운에 들어갔다. 하야부사 2호는 10시 13분 터치다운 지점 바로 위에 도착해 5분간 대기한 뒤 18분에 마지막 터치다운을 시도했다. 성공하자 관제소에서는 안도와 환호가 교차했다. 하야부사 2호는 터치다운과 동시에 작은 발사체를 표면에 발사해 공중에 흩어진 흙 알갱이들을 뿔 모양의 장치에 수집하도록 돼 있다. 터치다운에서 발사, 수집에 이르기까지 걸리는 시간은 단 1초다. 하야부사 2호는 터치다운 직후인 10시 20분 다시 상승 모드로 전환했다. JAXA 관제센터는 10시 1분 터치다운이 성공했음을 확인했다. 소행성 탐사에서는 현재 일본이 미국을 앞지르고 있다. 하야부사 1호가 2010년 세계 최초로 이토카와 소행성의 표본을 갖고 돌아오는 데 성공했다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr

인류를 화성에 데려다 줄 유인우주선 ‘스타십’(Starship) 제작이 착착 진행되고 있다. 지난 7일(현지시간) 미국의 우주탐사기업 스페이스X의 CEO 일론 머스크는 스타호퍼(Starhopper)의 랩터(Raptor) 엔진으로 인한 진동 문제를 해결했다면서 곧 본격적인 호핑 테스트에 들어갈 것이라고 트위터를 통해 밝혔다. 몽상(夢想)과도 같은 아이디어를 현실로 만들고 있는 머스크 회장은 화성을 인류의 식민지로 만들겠다는 담대한 구상까지 실천에 옮기고 있다. 스페이스X는 오는 2022년까지 화성에 화물선을 보내 현지의 수자원 및 자원 채굴을 위한 초기 설비를 설치할 예정이다. 특히 2024년에는 최초로 인간이 탑승한 유인 우주선을 보내 인류가 장기간 머물 수 있는 기지를 건설할 계획이다. 이같은 원대한 꿈을 실현시켜줄 '무기'가 바로 우주선 스타십으로 약 100명이 탑승할 수 있다.현재 스페이스X는 스타십에 앞서 프로토타입인 스타호퍼를 제작해 각종 테스트를 진행 중에 있다. 시험발사체인 스타호퍼는 실제 스타십보다 작은 39~40m의 길이로 지난 4월 초 두 차례 짧은 호핑 테스트를 성공적으로 마쳤다. 다소 낯선 용어인 호핑은 기체가 상승했다가 다시 하강해 착륙하는 것을 말한다. 곧 한번 발사된 로켓이나 우주선이 임무를 마치면 다시 발사지로 되돌아오는 것으로, 이는 재사용이 가능해 발사에 들어가는 비용이 확 줄어드는 장점이 있다.스페이스X에 따르면 지난 4월의 테스트는 테더라 불리는 일종의 안전줄을 매달아 실시했으며 빠르면 이달 말 테더를 제거하고 스타호퍼를 하늘로 쏘아올린 뒤 착륙시키는 테스트를 진행할 예정이다. 현재 스타호퍼에는 '심장'에 해당되는 랩터 엔진이 1개 달려있으며 실제 스타십에는 총 6개까지 늘어난다. 또한 스타십을 화성으로 보낼 로켓인 '슈퍼헤비'(Super Heavy)에는 무려 31개 랩터 엔진이 달릴 예정이다. 1단 부스터에 해당하는 슈퍼헤비는 31개의 랩터 엔진의 힘으로 총 6200톤이라는 어마어마한 추력을 발생시킬 수 있다. 　‘현실판 아이언맨’으로 불릴만큼 그간 획기적인 사업을 펼쳐온 머스크 회장은 페이팔의 전신인 온라인 결제 서비스 회사 x.com과 전기자동차 테슬라 모터스, 스페이스X 등을 잇달아 설립하면서 미래를 현실로 만드는 인물로 각광받고 있다. 비행기보다 빠른 초고속 진공열차 ‘하이퍼루프’(Hyperloop)를 제안한 것도 그의 아이디어다. 머스크 회장의 꿈은 지구에만 국한되지 않는다. 향후 150년 안에 화성을 최소 100만 명이 사는 자급자족 도시를 만들겠다는 것이 그의 최종 목표다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우주에는 존재하지만 확인하기 어려운 것들이 있다. 블랙홀은 1915년 아인슈타인의 일반상대성 이론에서 존재가 예견된 이래 그 모양을 직접 눈으로 확인할 수 없었다. 강한 중력으로 시공간마저 크게 휘어 빛도 빠져나올 수 없기 때문이다. 그럼에도 블랙홀의 존재를 인지할 수 있었던 까닭은 그 존재로 생기는 여러 현상을 관찰한 까닭이다. 블랙홀 뒤에 가려진 별을 블랙홀 주변에서 굴절된 빛을 통해 관찰한 것도 그 예 중 하나다. 지난 4월엔 지구 곳곳에 설치된 8개 전파망원경으로 예측 104년 만에 블랙홀의 존재를 확인할 수 있었다. 지구도 마찬가지다. 지구는 반지름이 6400㎞에 이르기 때문에 직접 조사 대신 다양한 간접적 방법이 활용되고 있다. 지구 내부의 가장 깊은 곳에 자리잡은 핵은 밀도가 높은 철과 니켈을 주성분으로 하며, 방사성 동위원소 붕괴와 지구 생성 초기에 쌓인 에너지로 인해 늘 많은 열을 배출한다. 이 때문에 고체 상태의 내핵과 액체 상태의 외핵으로 구분돼 있다. 외핵과 내핵의 물성 차이는 이미 1900년대 초반 지진학적 관측으로 확인됐다. S파가 외핵을 통과하지 못한다는 관측으로부터 외핵이 액체임이 확인됐고 외핵과 내핵의 경계에서 반사된 지진파를 통해 고체 상태의 내핵의 존재를 알게 됐다. 액체 외핵의 발견으로 지구 자기장이 만들어지는 원리와 지구의 운동도 설명이 가능해졌다. 내핵과 맨틀 사이에 자리잡은 액체 외핵으로 인해 지구는 작은 공을 내부에 갖고 있는 공 모양을 띠게 된다. 바깥 공이 구를 때 두 공 사이의 공간이 액체로 채워져 있으므로 안쪽 공은 바깥 공과 동일한 운동을 하지 않는다.초기 지구 내부는 불균질한 물질들로 서로 뒤섞여 있는 거대한 고체 덩어리였다. 이후 지구 내부 구성 물질의 밀도에 따라 분화가 일어나며 현재와 같은 지각, 맨틀, 외핵과 내핵을 가진 층상 구조로 성장했다. 외핵이 액체 상태로 발달함에 따라 지구 전체적으로 하나였던 자전운동이 외핵을 기준으로 둘로 나뉜 상태가 된 것이다. 밀도가 높고 부피가 작은 내핵에서의 자전 속도보다 맨틀과 지각에서의 자전 속도는 더 느리다. 만약 외핵이 고체라면 지표에서 관측되는 지구의 자전 속도는 지금보다 빨라져 하루도 지금보다 더 짧아졌을 것이다. 지구 내부를 직접 탐사할 수 없는 상황에서 오랫동안 맨틀과 내핵 간의 자전운동 차이를 확인하기 어려웠다. 지구핵과 맨틀에서 자전운동의 차이는 1990년대 후반에 이르러서야 광물의 정렬로 나타나는 광물의 물리학적 비등방성 성질을 활용해 측정이 가능해졌다. 동일한 암석이라도 광물이 정렬된 방향에 따라 암석의 강도와 지진파 전파 속도 차이가 난다는 점에서 착안했다. 수십년의 시간 간격을 두고 동일한 위치에서 발생한 지진의 지진파를 비교해 내핵을 통과하는 지진파 속도가 서로 차이가 나는 것을 확인한 것이다. 이를 통해 내핵이 비등방성 성질을 가지고 있을 뿐 아니라 내핵이 맨틀과 서로 다른 각속도로 자전을 하고 있음을 확인했다. 만약 내핵이 비등방성을 띠지 않았다면, 맨틀과 내핵의 자전운동 차이는 아직도 알지 못했을 것이다. 자연에는 아직 알지 못하는 많은 부분이 남아 있다. 자연에는 보이지 않는 것이 없다. 우리가 보지 못하는 것은 단지 볼 수 있는 적절한 눈과 도구를 가지지 못했을 뿐이다.

전파망원경을 비롯해 각종 장비로 깜깜한 우주에서 별(항성)을 찾는 천문학자, 과학기술이 발전하고 있지만 여전히 정복되지 못한 몸속 ‘암세포’를 찾는 의사. 언뜻 생각하기에 천문학자와 의사 둘 사이에는 아무런 공통점이 없어 보인다. 그런데 천문학에서 별을 찾는 방법을 이용해 몸속 작은 암세포를 찾는 기술이 공개됐다. 영국 엑서터대 수학과, 생명과학과, 의대 공동연구팀은 항성과 행성의 형성을 연구하기 위해 만들어진 컴퓨터 코드를 활용해 몸속에서 막 생겨나기 시작한 아주 작은 암세포까지 찾아낼 수 있다고 4일 밝혔다. 이번 연구 결과는 지난달 30일부터 4일까지 영국 랭커스터대에서 열린 영국왕립천문학회 연례학술회의(NAM 2019)에서 발표됐다. 먼 우주에 존재하는 별이나 행성을 찾아내기 위해 천문학에서 가장 중요한 것은 빛을 검출하고 분석하는 것이다. 연구팀은 컴퓨터단층촬영(CT)이나 자기공명영상(MRI) 같은 영상에서도 암 조직은 빛을 낸다는 데 착안했다. 연구팀은 별과 행성을 찾는 데 활용되는 컴퓨터 코드를 몸속에서 미세하게 빛을 내는 ‘작은 우주’ 암조직을 빠르게 찾아낼 수 있도록 바꿨다. 연구팀은 유방암과 피부암 분야에 이번 기술을 우선 적용키로 하고 동물실험을 실시한 결과 암 발생 초기 단계에서도 빠르게 종양조직을 발견할 수 있다는 것을 확인했다. 연구팀은 이번 기술을 활용하면 현재의 영상의학 기술만으로도 조기에 암을 발견할 수 있게 돼 환자들의 생존가능성을 높일 것으로 기대하고 있다. 실제로 영국에서는 매년 약 6만명의 여성이 유방암 진단을 받고 그중 1만 2000명이 사망한다. 찰리 제인스 엑서터대 박사는 “이번 연구는 암과는 전혀 상관없는 천문학 분야 연구 성과가 의학 분야에서도 활용될 수 있음을 보여 줌으로써 ‘기초과학이 왜 필요한가’라는 의문에 대한 답이 될 수도 있을 것”이라고 말했다. edmondy@seoul.co.kr

-2034년 드라곤플라이 타이탄에 도착 예정​ 토성의 위성인 타이탄 위를 비행한다면 과연 지상에서 무엇을 볼 수 있을까? 인류는 15년 후 타이탄의 지상 풍경을 직접 눈으로 확인할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 미 항공우주국(NASA)이 이 토성의 달을 본격적으로 탐사하기 위해 최근 헬리콥터와 같은 무인 비행기 드라곤플라이(Dragonfly) 미션 착수에 대한 허가가 떨어졌다. 드라곤플라이는 개발, 제작, 시험 및 발사 과정을 거친 후 2034년 타이탄에 도착할 예정이다. 아래 동영상에서 타이탄에 도착한 드라곤플라이는 항공 탐사를 시작으로, 지구로의 무선 링크 설정 등의 미션을 완수한 후, 다시 타이탄 상공을 가로지르는 비행을 하면서 타이탄의 날씨, 화학 조성, 지형 등을 탐사하게 된다. 토성과 타이탄은 이미 1997년 10월에 발사되어 2004년 7월 토성 궤도에 진입한 카시니-하위헌스 호에 의해 본격적인 탐사가 이루어진 바가 있다. 미국 나사(NASA)와 유럽우주국(ESA), 이탈리아 우주국의 공동으로 진행되었던 카시니-하위헌스 미션은 카시니 궤도선과 하위헌스 탐사선 등 두 부분으로 되어 있었는데, 이 중 하위헌스 탐사선은 2004년 12월 모선에서 분리돼 2005년 1월 토성의 위성 타이탄의 표면에 착륙해서 배터리가 고갈될 때까지 한 시간 이상 데이터를 송출했다. 카시니 탐사선은 2017년 9월 임무가 끝난 후 토성으로 추락해 산화했다. 토성의 최대 위성인 타이탄은 지름 약 5150km로, 목성의 위성 가니메데보다는 작지만 수성보다 크며, 질량도 달의 약 2배나 된다. 또한 두꺼운 대기와 액화 메탄 바다를 가지고 있어 초기 지구와 비슷한 환경을 가진 위성으로 생명이 서식하고 있을 가능성이 아주 높은 곳으로 간주되고 있다. 타이탄의 하늘은 메탄과 에탄으로 된 구름으로 뒤덮여 있으며, 또한 대기에는 시안화 아세틸렌과 시안산, 프로판 등 갖가지 유기분자도 발견되었다. 따라서 인간이 숨쉴 수 있는 공기 레시피는 결코 아니다. 중력은 지구의 14% 정도이며, 두터운 구름층으로 인해 방사선은 화성보다 오히려 적다. 또한 다양한 자원을 가지고 있어 에너지를 생산하기는 좋은 환경이다. 드라곤플라이가 이처럼 원시 지구와 비슷한 타이탄의 상공을 날면서 탐사를 수행한다면 원시 지구에서 최초의 생명 탄생에 대한 이해를 더욱 넓혀줄 것으로 우주생물학자들은 기대하고 있다. 동영상 보러가기 https://www.youtube.com/watch?v=t9-0p9KjHv8 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

미국 최대 전자상거래기업 아마존 창립자 겸 최고경영자(CEO)로 세계 최고의 부자이기도 한 제프 베이조스(55)의 이혼 절차가 이 주 안에 마무리된다. 1일 영국 일간 텔레그래프 등 외신 보도에 따르면, 담당 판사는 제프 베이조스와 부인 매켄지 베이조스(49)의 이혼을 이번 주중에 확정한다. 두 사람은 이미 지난 4월 이혼에 합의했다. 관련 내용에 따르면, 제프가 자신의 아마존 지분 중 25%를 매켄지에게 넘긴다. 이는 아마존 전체 지분의 4%로 매켄지는 제프와 자산운용사 뱅가드그룹에 이어 3대 주주가 된다. 해당 지분의 가치는 현재 약 380억달러(약 43조 9300억원)에 달하는 것으로 전해졌다. 제프는 아마존 전체 지분의 12%를 보유한다. 1120억달러(약 129조 4900억원) 규모다. 다만 매켄지가 보유하게 되는 지분의 의결권은 제프에게 남기기로 해 제프의 의결권은 현재대로 유지된다. 부부가 공동소유했던 WP와 우주 탐사기업 ‘블루 오리진’ 지분은 모두 제프가 갖기로 했다. 이혼 후에도 제프는 세계 최고 부호로 남을 전망이다. 미국 경제전문지 포브스는 지난주 제프의 재산을 1570억달러(약 181조5000억 원)로 추산, 세계 최고 부자로 평가했다. 이로써 매켄지는 단숨에 세계 여성 부호 4위에 오르게 됐다. 이는 로레알 창업자의 손녀인 프랑수아즈 베탕쿠르-메이예로, 월마트 창업자의 딸인 앨리스 월턴, 초콜릿 회사 마스그룹의 상속녀 재클린 마스 다음이다. 더욱이 놀라운 점은 얼마 전 그녀가 자신이 받게 될 위자료 중 절반 이상을 자선 사업에 기부하겠다고 약속한 것이다. 실제로 매켄지는 ‘재산 절반 이상을 자선 사업에 내놓겠다’고 서약한 세계 억만장자들의 모임인 ‘더 기빙 플레지’에 최근 가입했다. 빌 게이츠 마이크로소프트 창업자 부부와 워런 버핏 버크셔해서웨이 회장이 2010년 창설한 이 모임에는 23개국의 억만장자 204명이 참여하고 있다. 당시 매켄지는 더 기빙 플레지 인터넷 홈페이지를 통해 “내게는 나눠야 할 과분한 양의 돈이 있다”면서 “금고가 텅 빌 때까지 자선 활동에 힘을 쏟겠다”고 밝혔다. 이날 제프는 전처의 결정을 응원했다. 그는 트위터를 통해 매켄지의 글을 공유하고 “매켄지가 자랑스럽다. 그의 서약서는 정말 아름답다”는 글을 남기기도 했다. 제프와 매켄지는 1993년 결혼했으며 이듬해 아마존을 창업했다. 당시 제프는 뉴욕에서 서부 시애틀로 향하면서 부인 매켄지가 운전하는 동안 아마존의 사업 아이디어를 노트북에 구체화했다. 매켄지는 아마존닷컴 사업 초기 도서 주문과 출하, 회계 등을 담당했던 것으로 전해졌다. 제프와 매켄지는 4명의 자녀를 두고 있으며, 매켄지는 현재 소설가로 활동하고 있다. 한편 지금까지 가장 '비싼' 개인 간 이혼 합의금 기록은 러시아 석유재벌이자 축구클럽 AS모나코의 구단주인 드미트리 리볼로프레프와 그의 전 부인인 엘레나 리볼로프레바로, 두 사람의 이혼 합의금은 45억 달러(약 5조2000억원)에 달한다. 사진=로이터 연합뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

삼라만상을 이루고 있는 다양한 물질 중에서 가장 경이로운 존재가 무형으로는 빛, 유형으로는 물이 아닌가 싶다. 지구 표면의 71%를 뒤덮고 있는 물은 수백만 종에 이르는 지구상의 생명들을 빚어냈고, 오늘날에도 뭇생명들은 물에 의지해 생을 영위해나가고 있다. 우리 몸 역시 70%가 물로 이루어져 있다. 따라서 물을 마시지 않고는 단 며칠도 버틸 수 없다. 이처럼 물은 생명에 필수적인 요소이다. 물이 산소와 수소로 이루어진 화학물질이라는 사실을 최초로 밝혀낸 사람은 200여 년 전 프랑스 화학자인 앙투안 라부아지에였다. 1783년 라부아지에가 이 같은 사실을 발표했을 때 사람들은 크게 놀랐다. 왜냐하면 그때까지만 해도 사람들은 고대 그리스의 철학자 아리스토텔레스가 주장한 대로 물이 세상을 이루는 기본적인 물질인 원소라고 믿고 있었기 때문이다. 아리스토텔레스의 까마득한 선배격인 탈레스는 ‘물이 만물의 근원’이라는 일원설(一元說)을 주장하기도 했다. 그러나 세상 사람들보다 더욱 놀란 사람은 그 같은 사실을 알아낸 라부아지에 자신이었다. 수소는 불을 붙이면 폭발하는 기체이고, 산소 역시 불에 무섭게 타는 기체이다. 그러나 이 둘이 결합하면 불을 끄는 물이 된다는 사실을 최초로 알았을 때 라부아지에는 자연의 신비에 전율하지 않을 수 없었던 것이다. 그렇다면 이 물은 언제 어떻게 우주에 나타나게 된 것일까? 아주 최근의 따끈한 발견에 의하면 물은 우주가 탄생한 지 10억 년 남짓 지났을 무렵인 120억 년 전부터 우주에 등장했다고 하며, 인류는 그것을 직접 눈으로 확인까지 했다는 보고가 나왔다.2011년 7월 초거대블랙홀 천체인 퀘이사 APM 08279+5255라는 활발한 은하 부근에서 천문학자들은 거대한 우주 저수지를 발견했다. 그곳 구름에는 지구 바닷물 양의 140조 배 이상의 물이 포함되어 있었다. 상상을 초월하는 어마무시한 수량이다. 그렇다면 물은 우주 초창기부터 아주 풍부하게 우주에 존재했다는 얘기가 된다. 이토록 많은 물은 어떤 경로로 만들어졌을까? 그 경로를 한번 따라가보도록 하자. ​ 빅뱅의 우주공간은 수소 구름의 바다였다 138억 년 전 빅뱅으로 우주가 출발한 직후, 태초의 우주공간은 수소와 헬륨으로 가득 채워졌다. 수소와 헬륨의 비율은 약 10대 1 정도였는데, 그 비율은 오늘날까지 거의 변하지 않고 있다. 130억 년 이상 별들이 수소를 태웠지만 우주 전체 규모로 봤을 때는 미미한 양이기 때문이다. 현재 우주의 물질 구성은 수소와 헬륨이 99%를 차지하며 다른 중원소들은 1% 미만이다. 어쨌든 수소와 헬륨 외의 90여 가지 원소들 중 원소번호 26번인 철 이하는 모두 핵융합하는 별 속에서 만들어졌으며, 그 이후 우라늄까지의 중원소들은 모두 거대 항성이 종말을 맞는 방식인 초신성 폭발 때 만들어졌다. 폭발 때의 엄청난 온도와 압력으로 인해 핵자들이 원자핵 속을 파고들어 금이나 우라늄 등 중원소들을 벼려냈던 것이다. 이런 엄청난 고온이나 압력은 지구상에서는 도저히 재현해낼 수 없는 것으로, 옛날 연금술사들이 온갖 방법으로 금을 만들어내려던 것은 사실상 헛고생에 지나지 않은 셈이다. 그 연금술사 속에는 인류 최고의 과학천재 뉴턴도 끼어 있다. 초신성이 터질 때 별 속에서 만들어졌거나 또는 폭발시에 벼려졌던 모든 원소 가스와 별먼지가 우주공간으로 내뿜어진다. 이 별먼지가 바로 성운으로 다른 별을 만드는 재료로 쓰인다. 이른바 별의 윤회인 셈이다. 그러나 별을 만드는 데 사용되지 않은 원소들은 우주공간에 떠돌다가 다른 원소들을 만나 결합한다. 산소 원자 하나가 수소 원자 두 개를 붙잡으면 H2O, 바로 물분자가 되는 것이다. ​이들이 행성이나 소행성들이 만들어질 때 합류한다. 지금도 우주를 떠도는 수많은 소행성, 혜성들은 이 물분자가 만든 얼음덩어리로 되어 있다. 우주에서 물이 생성되는 과정을 축소하여 태양계 버전으로 살펴본다면, 내부 태양계가 물을 수용할 수 있는 방법은 두 가지로, 하나는 위 그림에 나오는 설선 안에서 물 분자가 먼지 입자에 들러붙는 것이고(말풍선 그림), 다른 하나는 원시 목성의 중력 영향으로 탄소질 콘드라이트가 내부 태양계로 밀어넣어지는 것이다. 이 두 가지 요인에 의해 태양계가 형성된 지 1억 년 안에 물이 내부 태양계에서 만들어진 것으로 과학자들은 보고 있다.우주공간에서 만들어진 물은 태양과의 거리에 따라 다른 양태로 존재하게 되는데, 따뜻한 내부 태양계에서는 외부 태양계에 비해 얼음이 안정되지 않은 상태로 있는 데 반해, 푸른색의 외부 태양계는 얼음이 안정된 상태다. 그 경계선을 설선(雪線)이라 한다. 지구 바다는 소행성이 가져다준 것 그렇다면 물의 행성이라 불리는 우리 지구의 바다는 어디에서 온 것일까? 대부분의 과학자들은 지구의 바다가 원래 지구에 있던 물에서 비롯되었다고 보지 않고 있으며, 태양계 내의 어디로부터 온 것이라는 생각을 갖고 있다. 지구 바다의 기원은 종래 소행성과 혜성이 지목되었지만, 최근의 연구에 의하면 거의 소행성의 소행으로 굳어져가는 추세다. 지구 바다의 근원을 결정짓기 위해 과학자들은 수소와 그 동위원소인 중수소의 비율을 측정했다. 중수소란 수소 원자핵에 중성자 하나가 더 있는 수소를 말한다. 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. 이 중수소의 비율을 측정해본 결과, 지구 바다의 물과 운석이나 혜성의 샘플이 공히 태양계가 형성되기 전에 물이 생겨났음을 보여주는 화학적 지문을 갖고 있는 것으로 밝혀졌다. 이러한 사실은 적어도 지구와 태양계 내 물의 일부는 태양보다도 더 전에 만들어진 것임을 뜻한다. 유럽우주국(ESA)이 67P 혜성 탐사를 위해 띄운 로제타호가 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. 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. 그후 원시 지구는 한때 가혹한 소행성 포격 시대를 겪었다. 이들 천체는 거의 얼음으로 이루어진 것으로, 어느 정도 식은 원시 지구에 대량 충돌해 바다를 만들었다고 과학자들은 생각하고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

우주가 탄생된 빅뱅 이후 10억 년도 채 되지 않은 때에 두 은하가 합병한 흔적이 초기 우주의 원소들에 기록되었다는 연구결과가 발표되었다. 이것이 사실이라면 우주 역사상 가장 오랜 은하 합병을 발견했다는 뜻이 된다. 연구자들은 최근 칠레 북부의 알마 전파망원경 간섭계(ALMA, Atacama Large Millimeter Array)로 지구로부터 약 130억 광년 떨어진 B14-65666으로 알려진 밝은 별 형성 은하에서 방출된 전파를 찾아냈다. 허블 우주망원경이 이전에 수행한 자외선 스펙트럼 관측에 의하면, 해당 은하에는 별들로 이루어진 두 개의 ‘덩어리’가 있음을 보여주었는데, 이들은 각각 북동 방향의 ‘덩어리 A’와 남서 방향의 ‘덩어리 B’로 불리어졌다. 고감도 전파망원경인 알마(ALMA)를 사용한 새로운 관측 결과에 따르면, 두 ‘덩어리’ 각각에서 탄소와 산소, 먼지로부터 3가지 특징들이 확인되었다. 이 세 요소들은 모두 전파에서 독특한 신호를 만들어낸다. 이처럼 오래된 은하에서 결코 발견된 적이 없는 이러한 신호들은 B14-65666의 두 성단이 우주가 탄생한 지 10억 년이 채 되기 전에 합쳐진 두 개의 은하임을 보여주는 것이라고 새 연구는 보고했다. 유럽우주국(ESA)에 따르면, 칠레의 아타카마 사막에 있는 알마 전파간섭계는 66개의 지상 안테나를 사용하여 우주에서 가장 멀고 차가운 물체를 탐지하는 전파망원경으로, 허블 우주망원경보다 10배나 강력한 성능으로 하늘을 스캔한다. 알마의 B14-65666 관찰은 허블망원경에는 보이지 않는 신호를 잡아냈다. 연구 저자들은 두 은하 덩어리에서 분출된 먼지와 탄소, 산소를 감지했지만, ‘덩어리 A’의 분출물이 ‘덩어리 B’의 분출물과는 다른 속도로 움직이는 것을 발견했다. 이 같은 사실은 이 두 덩어리가 진행 중에 있는 ‘주요 합병’에서 충돌한 두 은하의 잔재로서, B14-65666은 은하 충돌의 역사에서 가장 오래된 사례라고 연구자들은 보고 있다.​연구자들은 또한 B14-65666의 높은 광도와 먼지의 고온은 활발한 별 형성에서 방출되는 강력한 자외선 복사 때문이라고 설명했다. 이 은하는 우리은하에 비해 약 10% 정도 더 크지만, 별 형성은 약 100배나 활발히 이루어지고 있다고 연구는 보고했다. 이같이 활발한 별 형성은 이 은하가 충돌과 합병으로 이루어진 은하라는 또 다른 증거가 된다. 은하 합병은 일반적으로 두 은하의 기체가 충돌의 여파로 압축됨에 따라 폭발적인 별 형성을 야기하는 것으로 알려져 있다.　​ “알마와 허블망원경의 풍부한 데이터를 첨단 데이터 분석기법을 통해 분석한 결과, B14-65666이 우주 초기 한 쌍의 합병 은하임을 보여주는 퍼즐 조각들을 모을 수 있었다”고 일본학술진흥회와 와세다 대학 박사후 연구원 하시모토 다쿠야 대표저자가 성명서에서 밝혔다. 다음 단계에는 질소와 일산화탄소 분자의 화학적 지문 검색을 통해 초기의 은하가 어떻게 형성되고 진화되었는지에 대한 보다 상세한 그림을 조립할 수 있을 것이라고 공동저자인 이노우에 아키오 와세다 대학 교수가 성명서에서 밝혔다. 연구결과는 일본천문학회 간행물 6월 17일 온라인에 게재되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

두 은하단을 잇는 ‘실 가닥’이 처음으로 관측됐다. 은하단은 수백 개에서 수천 개 이상의 은하가 중력에 의해 서로 묶인 집단으로, 각 은하단은 우주에서 이런 형태로 이어져 그물망이나 거미줄 같은 구조를 이루는 것으로 생각된다. 따라서 이번 관측은 우주의 거대 구조가 이른바 ‘우주망’(cosmic web)으로 불리는 그물망 형태로 분포한다는 이론을 입증하는 첫걸음이 될지도 모른다.세계적인 학술지 ‘사이언스’ 최신호(7일자)에 실린 새로운 연구논문에 따르면, 지구에서 약 10억 광년 거리에서 천천히 충돌하고 있는 두 은하단 ‘아벨 0399’와 ‘아벨 0401’ 사이에서 전파가 지나가는 길인 능선이 관측됐다. 이 플라스마 흐름의 길이는 무려 1000만 광년에 달한다. 천문학자들은 지금까지 우주망에서 ‘매듭’에 해당하는 은하단의 내부를 관측했지만, 각 은하단 사이를 이어주는 실 가닥인 ‘필라멘트’를 확인하는 데는 성공하지 못했었다. 연구를 주도한 이탈리아 국립천체물리연구소(INAF)의 페데리카 고보니 연구원은 “은하단 사이를 연결하는 전파 방출이 관측된 사례는 이번이 처음”이라고 설명했다. 우주는 은하단과 각 은하단이 실 가닥으로 연결된 그물망 구조 그리고 그사이 은하가 없다시피한 빈 공간인 거시공동(보이드)으로 돼 있으며, 지금까지 천문학자들은 주로 우주망에서 매듭에 해당하는 은하단 내부를 관측했다. 고온의 가스와 고밀도의 암흑물질 그리고 빛나는 별들로 구성된 은하단은 가시광과 적외선, X선, 감마선 그리고 전파 등 모든 파장에서 관측할 수 있다. 이미 아벨 0399와 아벨 0401을 비롯한 일부 은하단 중심에서는 드물게 헤일로 형태의 전파가 포착되고 있다. 하지만 은하단 사이의 공간에는 물질이 부족해 매우 어두우므로 멀리 떨어진 것을 관측하는 일은 쉽지 않았다. 하지만 연구진은 플랑크 위성이 촬영한 이미지에서 두 은하단을 연결하는 물질이 실처럼 비치고 있어 아벨 0399와 아벨 0401 사이의 공간을 관측하는 연구를 추진했다. 연구 논문 주저자인 고보니 연구원은 해당 이미지가 자신의 호기심을 자극해 두 은하단이 자기장에 의해 이어져 있다고 추정했다. 아벨 0399와 아벨 0401은 현재 합병 초기 단계에 있다. 두 은하단은 현재 약 980만 광년 떨어져 있지만 아주 먼 미래에는 충돌해 더 큰 초은하단이 될 것이다. 현재 시점에서는 은하단 사이의 공간이 심하게 훼손돼 있어 충격파와 자력선 그리고 입자가 난무하고 있다.연구진은 유럽의 전파망원경 네트워크인 LOFAR(Low-Frequency Array·저주파간섭계)를 사용해 두 은하단 사이의 공간을 관측했다. LOFAR는 광속에 가까운 속도로 운동하는 전자가 방출하는 전파인 싱크로트론 복사를 검출했다. 싱크로트론 복사는 전자가 자기장 주위를 고속으로 나선형으로 운동할 때 발생한다. 이처럼 전파가 지나가는 길은 우주의 그물망 곳곳에 있는 것으로 추정되지만, 오늘날 망원경으로는 탐지가 쉽지 않다고 고보니 연구원은 설명했다. 이번 연구 논문을 검토한 미국 해군연구소의 천문학자 트레이시 클라크 박사는 “이 연구에서 검출된 신호는 우주의 그물망에서 싱크로트론 복사에 관한 이론 예측보다 최대 100배나 밝은 것”이라면서 “아마 병합하는 은하단 사이의 영역에서 강해지고 있을 가능성이 있다”고 말했다. 이번에 관측된 전파의 능선은 매우 긴 거리에 걸쳐 있지만, 이 정도로 광대한 공간에서 전자가 광속에 가까운 속도까지 끊임없이 가속될 수 있는지에 대해서는 아직 알 수 없다. 이 연구를 계기로 필라멘트 안의 입자 분포와 자기장 강도 그리고 가속 과정 등 새로운 연구의 문이 한꺼번에 열리게 될 것이라고 클라크 박사는 설명했다. 사진=사이언스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

임부택 소장부터 딘 헤스 대령까지나라를 지킨 위대한 6·25 전쟁 영웅들 1950년 6월 25일 북한군의 남침으로 시작된 ‘동족상잔의 비극’ 6·25 전쟁은 3년간 이어지며 한반도를 잿더미로 만들었습니다. 9일 국방부와 국가기록원 등에 따르면 민간인 24만 4663명이 사망하고 학살당한 사람도 12만 8936명에 이르렀습니다. 부상자와 행방불명자 등을 모두 포함하면 99만명이 희생됐습니다. 나라를 지키기 위해 나섰던 군의 피해도 컸습니다. 전쟁 기간 한국군 13만 7899명, 유엔군 3만 7902명이 전사·사망했다고 합니다. 우리는 그들이 흘린 피를 잊지 않기 위해 6월을 ‘호국보훈의 달’로 정했습니다. 보통 ‘영웅’이라고 하면 영화 속 전쟁 영웅, 스포츠 영웅을 떠올립니다. 하지만 저는 6월을 맞아 여러분이 잘 모르는 전쟁 영웅 이야기를 하려 합니다. 세월이 지나 잊혀졌지만, 우리가 잊어선 안 되는 그들의 영웅담을 전합니다. 지난해부터 올해까지 매달 국가보훈처가 발표한 ‘이달의 6·25 전쟁 영웅’을 참고했습니다. ●6·25 전쟁 첫 승리 주역 ‘임부택 육군 소장’6·25 전쟁 영웅을 거론할 때 빠지지 않는 이가 바로 임부택(1919.9.24~2001.11.13) 육군 소장입니다. 그는 국군경비대 창설 멤버로, 중사 계급으로 교관을 맡아 사병(병사와 부사관) 군번 ‘1번’(110001)을 받았습니다. 이후 국방경비사관학교(현 육군사관학교)에 들어가 1기로 소위 임관을 했습니다. 임 소장은 1950년 1월 6사단 7연대장으로 부임한 뒤 북한군의 남침 징후를 포착하고 강원 춘천 소양강변 인근에 방어진지를 구축해 준비태세를 갖췄습니다. 6월 25일 개전 당일, 그의 예측이 적중해 열세의 화력으로도 춘천으로 향하는 북한군을 3일간 막아냈습니다. 이는 개전 초기 큰 혼란에 빠졌던 국군이 전열을 가다듬어 한강방어선을 구축하는 데 결정적 역할을 했다고 합니다. 북한군은 개전 당일 춘천을 점령하고 곧바로 수원으로 진격해 국군 증원부대와 한강 이북의 국군을 포위·섬멸할 계획이었지만, 임 소장을 포함한 장병들의 악착같은 방어로 계획은 물거품이 됐습니다. 그는 다음달인 7월 충북 음성 ‘동락리 전투’에서 북한군 15사단 48연대를 기습공격으로 섬멸해 6·25 전쟁 첫 승리를 기록했습니다. 당시 공로로 7연대 부대원 전원이 1계급 특진 영예를 안았다고 합니다. 1951년 4월 6사단 부사단장으로 있던 시기에는 경기 양평 용문산에서 중공군 3개 사단의 공격을 받고도 반격해 2만명을 사살하고 3500명을 포로로 잡아 전쟁 최대의 승리를 거두기도 했습니다. 아울러 1953년 7월 11사단장으로 있었던 임 소장은 ‘휴전전투’로 불리는 ‘삼현지구 반격 작전’에서 중공군 4개 사단의 공세를 저지해 현재의 휴전선을 확보하는데 결정적인 역할을 했습니다. 그래서 중공군 총사령관이었던 펑더화이(팽덕회)가 임 소장을 제거하라는 특별 지시를 내리기도 했습니다. 그는 생전 최고 무공훈장인 ‘태극무공훈장’을 2차례 받는 등 모두 17개 훈장을 받았습니다.1961년 5·16 쿠데타 당시 1군단장으로 있었던 임 소장은 “반란군을 진압하라”는 명령을 받았지만, 내전에 대한 우려와 ‘국군끼리 충돌하지 말라’는 윤보선 대통령 공문이 상부에 전달되면서 나서지 못했고 얼마 뒤 군복을 벗은 것으로 알려졌습니다. 지난해 1월 11사단에는 그의 투혼을 기리는 뜻에서 ‘임부택 장군실’이 마련됐습니다. ●공군 역사를 새로 쓴 ‘김신 공군 중장’김신(1922.9.21~2016.5.19) 공군 중장은 우리 공군의 역사와 궤를 같이 하는 분입니다. 백범 김구 선생의 차남으로, 대를 이어 나라를 위해 헌신했습니다. 그는 6·25 전쟁이 발발하자 바로 다음날인 6월 26일 이근석 대령 등 10명의 공군 장교와 함께 미군으로부터 ‘F-51 머스탱’ 전투기를 인수하기 위해 일본으로 건너갔습니다. 당시 미국은 F-51 전투기 인수 조건으로 ‘훈련 없이도 전투기를 탈 수 있는 조종사’를 원했습니다. 당시 중령이었던 김 중장은 10명 중 유일하게 미 공군에서 F-51로 훈련받은 경험이 있어 ‘국군 첫 전투기 인수’에 결정적인 역할을 했습니다. 그는 일행과 쉬지 않고 훈련해 7월 2일 전투기를 이끌고 귀국했고, 휴식도 없이 바로 다음날인 3일부터 출격해 강원 묵호·삼척지구, 서울 영등포·노량진지구 전투 등에서 적 부대와 탄약저장소를 맹렬히 공습했습니다. 1951년 10월에는 한국 공군 단독출격 작전도 주도했습니다. 특히 대령으로 제10전투비행 전대장을 맡은 뒤에는 미 공군이 수차례 출격하고도 성공하지 못한 평양 근교 ‘승호리 철교’ 폭파 임무를 성공적으로 수행했습니다. 승호리 철교는 평양 동쪽 10㎞ 지점, 대동강 지류인 남강에 설치된 철교로 군수물자를 중·동부 전선으로 수송하는 적 후방보급로 요충지였습니다. 그는 “적의 극심한 대공포화 위협을 감수하고라도 고도를 낮춰 폭탄을 투하해야 한다”며 목숨을 건 공격전술을 도입했고, 1952년 1월 15일 3번째 출격에서 승호리 철교 폭파에 성공했습니다. 한국 공군의 새 역사를 쓴 김 중장은 1962년 공군참모총장을 마친 뒤 제9대 국회의원으로도 활동했고 ‘을지무공훈장’을 받았습니다. ●부모님의 나라를 지킨 ‘김영옥 미국 육군 대령’김영옥(1919.1.29~2005.12.29) 미국 육군 대령은 재미교포로, 제2차 세계대전에 참전해 이탈리아와 프랑스 전선에서 활약했습니다. 그는 제대 후 자영업을 하다 6·25 전쟁이 발발하자 ‘부모님의 나라를 구하겠다’며 자원입대해 대위로 군에 복귀했습니다. 김 대령은 주로 정보 수집 업무를 맡으며 한국인 유격대를 조직하다 1951년 ‘중공군 춘계공세’ 때 직접 부대를 지휘해 혁혁한 공로를 세웠습니다. 특히 1951년 5월 중공군 2차 춘계공세 때는 구만산·탑골 전투와 금병산 전투에서 참전해 사기가 떨어진 부대원을 독려해 승리로 이끌었고, 유엔군 부대 중 가장 빠른 진격으로 ‘캔자스선’(1951년 서울 탈환 뒤 38도선을 전술적으로 방어하기 위해 마련한 전선)에 도달했다고 합니다. 같은 해 6월 ‘철의 삼각지대 전투’를 수행하다 중상을 입고 일본 오사카로 후송됐지만, 치료를 받고 다시 전선에 복귀하는 투혼을 보이기도 했습니다. 1952년 9월 미국으로 복귀할 때까지 수많은 전공을 세웠고, 공로를 인정받아 미국 정부로부터 ‘은성무공훈장’을 받았습니다. 2005년에는 우리 정부는 그에게 ‘태극무공훈장’을 수여했습니다. ●서울 수복 후 태극기 휘날린 ‘박정모 해병대 대령’‘인천상륙작전’에 참여한 박정모(1927.3.20~2010.5.6) 해병대 대령은 1950년 9월 27일 서울탈환 작전 당시 해병대 2대대 6중대 1소대장으로 최전선에 섰습니다. 그는 소대원들과 새벽에 공격을 감행해 치열한 교전 끝에 서울 중앙청(당시 정부청사)으로 들어가 옥상의 인공기를 걷어내고 태극기를 가장 먼저 게양했습니다. 이 역사적인 장면은 사진으로 남아 지금도 많은 이들의 가슴을 울립니다.이후 1951년 전쟁 최대 격적지였던 ‘가리산지구 전투’에서 최종 목표인 957고지를 야간 기습공격으로 탈취했고, 연합군 총반격 작전인 ‘리퍼 작전’에도 기여했다고 합니다. ‘도솔산지구 전투’에서는 24개 목표 중 적의 최후 방어선인 제9목표를 일주일 만에 탈환하는 공로도 세웠습니다. 정부는 박 대령에게 ‘을지무공훈장’과 ‘충무무공훈장’을 수여했습니다. ●한국 공군의 아버지 ‘딘 헤스 미국 공군 대령’딘 헤스(1917.12.6~2015.3.3) 미국 공군 대령은 6·25 전쟁 당시 우리 공군을 지원하기 위해 창설된 ‘제6146군사고문단’ 책임자로, 한국인 전투기 조종사 양성을 진두지휘한 인물입니다. 한국 공군이 최단 기간에 ‘싸울 수 있는 군대’로 거듭나게 된 것은 헤스 대령의 공로가 매우 컸습니다. 그는 F-51 전투기로 1951년 6월까지 1년간 무려 250회를 출격하는 초인적인 활동으로, 개전 초기 전세를 역전시키는데 주도적인 역할을 했습니다. 또 ‘1·4 후퇴’ 직전 중공군 개입으로 전황이 악화됐을 당시 적이 눈앞까지 닥친 상황에서도 아이들을 안고 수송기에 태워 950명의 전쟁 고아와 성인 80명을 제주도로 안전하게 대피시키기도 했습니다. 전후에도 그는 제주도를 찾아 전쟁고아들을 돌봤고 ‘전쟁고아의 아버지’로 불렸습니다.2017년 3월 제주항공우주박물관에는 그를 기리는 기념비가 건립됐습니다. 우리 공군은 그를 ‘6·25 전쟁 중 한국 공군의 아버지’로 기리고 있습니다. 그는 이런 공로로 미국 정부로부터 ‘은성무공훈장’을 받았습니다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

우주 전문 사이트 스페이스닷컴 5일자(현지시간)에 그레그 우에노의 시간 여행에 관한 흥미로운 칼럼이 발표되어 아래에 소개한다. 우에노는 과학의 대중화를 위해 많은 글을 써온 미국의 유명 과학 칼럼니스트이다. '할아버지 패러독스'는 우리가 시간을 거슬러 과거로 여행할 때 생길 수 있는 논리적인 문제이다. 만약 어떤 사람이 과거로 여행을 떠나 자기 할아버지가 자기 아버지를 낳기 전에 그를 죽인다면, 그 자신은 태어나지도 못하게 된다. 이건 모순이다. 그래서 할아버지 패러독스란 이름을 얻게 되었다. 따라서 만약 시간여행이 가능하게 된다면 이런 모순을 어떻게든 피해야 한다는 문제가 생긴다. 시간여행의 논리적 불일치는 시간 왜곡(time-warping)을 다룬 SF에 자주 등장하는 주제이지만, 철학자들에게도 흥미로운 문제이기도 하다. 물리학과 철학에 관해 많은 책을 쓴 뉴욕대학의 철학자 팀 모들린은 할아버지 패러독스 초기 버전에서 이런 논리적 근거를 들어 시간여행이 불가능하다고 주장한다. 그는 “말하자면 그것은 지금 당장 젖지 않고는 완전히 마를 수 없는 것과 같은 이치”라고 비유하면서 “따라서 시간여행이란 논리적으로 불가능한 일이다. 더 이상 뭘 설명해야 하나?”라고 못박았다. 그러나 할아버지 패러독스 같은 모순이 곧 시간여행이 불가능하다는 것을 의미하지는 않는다. 시간여행의 논리적 일관성은 시간의 개념에 크게 달려 있으며, 물리학자들은 시간의 개념화를 여러 가지 다른 방법으로 모색하고 있다. 예를 들어, 물리학의 일부 법칙이 결정론적이 아니라 확률론에 따른다면, 시간의 역행으로 인해 여러 다른 결과가 발생할 가능성이 있으며, 그 중 일부는 모순되지 않을 수도 있다. “논리적으로 일관된 해결책이 없는 상황을 생각해내는 것은 생각보다 더 어렵다”고 말하는 모들린은 논리적으로 모순이 없는 시간여행 이야기를 위해, 그는 여행자가 시간을 거슬러 올라가서 자신을 쏘는 예를 제시한다. 시간여행자인 ‘그’는 ‘과거의 자신’을 죽이기 위해 총을 쏘지만 손이 떨리는 바람에 상처를 입히는 것으로 끝나고 만다. 여행자의 과거 버전에서 신경 손상을 입은 그 자신은 남은 생애 동안 수전증을 겪게 된다는 논리이다. 시간여행의 개념은 또한 과거의 인과관계나 역인과 관계를 변화시키는 아이디어와 분리될 수 있다. 그러나 모들린은 역인과관계가 가능하다고 생각하지 않는다. “역인과관계는 시간 자체의 본성에 반하는 것”이라고 규정하는 그는 “그것은 다수 의견이 아니다” 라고 덧붙였다. 그렇다면 시간이란 무엇인가? 서양 문화권의 사람들은 시간을 선(線)으로 생각하는 경향이 있다. 현재는 그 선의 가운데 어딘가에 있는 한 지점이며, 그 지점을 중심으로 하여 양방향으로 과거와 미래가 뻗어 있다고 생각하는 것이다. 시작이나 끝이 있을 수도 있지만, 끝이 없을 수도 있다. 지구 시간에 대한 뉴턴적인 개념은 우주의 모든 곳에서 같은 시간대가 적용된다는 생각이다. 그러나 철학자나 과학자, 또는 SF 작가 들은 더 많은 차원과 기능을 가진 다양한 버전의 시간을 꿈꿔왔다. 시각적으로 보면, 루프, 원, 모래 시계, 뫼비우스 띠, 튜브의 형태를 취한다. 아인슈타인의 상대성 이론은 특히 시간 개념에 큰 영향을 미쳤다. 상대성 이론은 이론적으로 닫힌 시간꼴 곡선(Closed timelike Curve)으로 일컬어지는 구조에서는 공간과 시간이 그 자체로 포개지는 것을 허용한다. 이러한 시간 루프가 존재하면 루프 내부의 사람들이 동일한 순간을 재방문할 수 있으므로 시간여행의 한 형태가 된다. 시간여행 이야기는 시간여행이 가능하다는 가정 하에서 이루어지지만, 작가들은 시간여행에 따르는 역설에 대해 그다지 걱정하지 않는 듯하다. 작가는 개인적 또는 역사적 사건에 관해 ‘만약’이라는 꼬리표를 붙인 흥미로운 질문을 제기할 수 있다. 모들린은 논리적으로 일관성을 갖추려는 노력에 감사하지만, 시간여행은 대부분 이야기를 위한 단순한 장치라고 규정하면서 “요점은 시간여행이 아니라 반사실적이라는 것”이라고 덧붙였다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

수소 연료 전지는 21세기 청정에너지 기술로 주목받고 있다. 화석 연료와 달리 산소와 반응시키면 순수한 물 이외에 다른 부산물이 없어 친환경적일 뿐 아니라 직접 전기로 전환되기 때문에 에너지 전환 효율이 내연 기관보다 월등히 뛰어나기 때문이다. 따라서 친환경 연료 전지 차량 개발이 한창이다. 그런데 연료 전지 기술은 자동차에만 국한된 것이 아니다. 대규모 에너지 저장 시스템부터 항공기까지 그 범위를 확장하려는 시도가 이어지고 있다. 일리노이 대학, MIT, 보잉, 제네럴 일렉트릭(GE), 미 공군 연구소 등 미국 내 다기관 합동 연구팀은 '치타'(Center for Cryogenic High-Efficiency Electrical Technologies for Aircraft)라고 명명된 수소 연료 전지 기반의 전기 항공기를 개발 프로그램을 진행 중이다. 미 항공우주국(NASA)은 치타에 600만 달러의 초기 자금을 지원했다. 치타 프로그램에 앞서 에어버스, 지멘스, 롤스로이스를 비롯한 유럽 컨소시엄은 전기 및 하이브리드 항공기 개발 로드맵을 발표한 바 있다. 이 전기 및 전기 하이브리드 항공기는 리튬 이온 배터리를 사용한다. 하지만 아직 리튬 이온 배터리의 에너지 저장 밀도는 화석 연료보다 매우 낮다. 다시 말해 비행에 필요한 에너지를 공급하기 위해서는 많은 양의 배터리를 사용해야 한다. 자동차보다 무게에 민감한 항공기에는 적지 않은 부담이다. 치타 프로그램의 핵심은 액체 수소를 이용해 에너지 저장 밀도를 획기적으로 늘리는 것이다. 액체 수소의 에너지 저장 밀도는 사실 화석 연료보다 높은 데다 고효율의 연료 전지를 사용할 경우 연비가 획기적으로 높아진다. 문제는 수소는 매우 낮은 온도에서 액화 된다는 것이다. 따라서 개발 성패를 좌우하는 문제는 액체 수소를 안전하게 보관하는 것과 제트 엔진에 견줄 만한 성능을 지닌 전기 터보팬 엔진을 개발하는 것이다. 치타 프로그램은 현재 초기 개발 단계로 앞으로 갈 길이 먼 상태다. 무엇보다 액체 수소라는 다루기 까다롭고 위험한 연료를 어떻게 다루는지가 핵심이 될 것으로 보인다. 이 프로젝트가 성공할지는 미지수지만, 무공해 친환경이라는 시대적 과제는 항공기라고 해서 예외가 아니다. 따라서 항공기용 수소 연료전지 기술은 앞으로 상당 기간 주목받을 가능성이 크다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

달은 수수께끼 행성이다. 무엇보다 위성 주제에 지나치게 크다. 지름이 지구의 27%이다. 태양계의 위성 185개 중 1위다. 2위 트리톤은 해왕성의 5.5%에 불과하다. 애초에 어떻게 탄생했을까. 학계에서 널리 받아들여지는 것은 대충돌 이론이다. 지구가 생겨난 지 1억년 뒤인 약 44억년 전 화성 크기의 원시행성 ‘테이아’가 지구와 충돌했다는 것이다. 이때 녹아 버린 충돌체와 지구의 일부가 우주 공간으로 쏟아져 나간다. 대부분은 다시 지구로 떨어져 내리지만 달 질량의 두 배가 넘는 파편이 지구 궤도에 남았다. 그 일부가 뭉쳐져 아기 달이 된다는 시나리오다. 달이 지닌 또 하나의 미스터리는 앞면과 뒷면의 지형이 전혀 다르다는 점이다. 언제나 지구를 향한 앞면에는 ‘바다’로 불리는 거대한 평원이 존재한다. 뒷면은 움푹 파인 크레이터로 덮여 있다. 1960년대 우주선이 달의 뒷면을 처음 촬영하면서 확인됐다. 이 문제를 설명하려는 이론이 2011년 발표된 ‘두 개의 달’ 가설이다. 대충돌 후 지구 궤도에 떠 있던 파편에서 또 하나의 작은 달이 형성됐다는 것이다. 작은 달은 몇천만 년 후 초속 2.4㎞로 큰 달의 뒷면에 충돌했다. 그 충격으로 지하의 마그마가 달 앞면으로 분출돼 크레이터를 메우는 바람에 평탄한 바다 지형이 생겼고, 뒷면에는 산악지대가 형성됐다는 것이다. 이것은 유력한 이론이지만 전부를 설명하지는 못한다. 2012년 미국 그레일 탐사선이 보내온 상세한 자료를 보자. 이에 따르면 뒷면은 마그네슘과 철이 풍부한 추가 지각을 지니고 있으며 앞면보다 지형이 10㎞ 이상 높다. 지각의 두께, 화학적 조성이 크게 다르다는 말이다. 이를 설명하는 추가 이론이 지난 20일 미국지구물리학협회(AGU)가 발행하는 ‘지구물리학연구저널: 행성’에 실렸다. 중국 마카오공대 연구팀의 논문을 보자. 이에 따르면 두 개의 달이 합쳐지고 지각이 단단해진 뒤에 달에 거대한 물체가 부딪쳤다. 연구팀은 360건의 컴퓨터 시뮬레이션을 가동했다. 오늘날과 같은 결과를 낳으려면 태양계가 형성된 초기에 어떤 규모의 충돌이 있어야 하는가. 그 결과 지름 780㎞의 천체가 초속 6.3㎞의 속도로 달의 측면에 충돌하는 시나리오가 가장 유력한 것으로 나타났다. 크기는 왜(난쟁이)행성 세레스보다 조금 작고 속도는 지구로 떨어지는 별똥별의 4분의1 정도에 해당한다. 지름 720㎞에 초속 6.8㎞의 충돌 역시 비슷한 결과를 내는 것으로 나왔다. 이들 시나리오에 따르면 막대한 양의 충돌 물질이 튀어 올랐다가 떨어져 내렸다. 그 결과 원시 달의 뒤편 지각은 5~10㎞ 두께의 파편으로 덮였다. 이것이 그레일 탐사선이 탐지한 추가 지각이 됐다는 것이다. 연구팀에 따르면 이 충돌체는 지구 궤도를 돌던 초기의 두 번째 달이 아니라 태양 궤도를 돌던 왜행성이어야 한다. 새로운 충돌 이론은 지구와 달 표면의 동위원소 일부가 서로 다른 이유를 잘 설명해 준다. 칼륨, 인, 텅스텐182 등의 동위원소는 달이 이미 형성된 이후에 충돌을 통해 새로 유입됐다는 것이다. 이 이론은 달뿐 아니라 화성과 같이 비대칭적 구조를 지닌 다른 행성에 대해서도 통찰력을 제공해 준다고 전문가들은 말한다. 그리고 지구에 이례적으로 물이 풍부한 것도 앞서 테이아 충돌 덕분이라고 한다. 지난 20일 독일 뮌스터대학 연구팀이 ‘네이처 천문학’ 저널에 발표한 내용을 보자. 기존 연구에 따르면 지구의 물은 수분이 풍부한 탄소질 운석 덕분일 가능성이 크다. 이런 운석은 화성 바깥의 외행성계에서 날아온다. 연구팀은 지각 아래 맨틀층의 몰리브덴 동위원소 구성비를 조사했다. 이 원소는 탄소질 운석을 확인해 주는 ‘유전적 지문’ 역할을 한다. 그 결과 맨틀의 구성비가 철질 운석과 비철질 운석의 중간에 해당하는 것으로 나타났다. 그런데 몰리브덴은 철과 잘 결합하는 성질이 있기 때문에 철로 구성된 지구의 핵에 몰려 있어야 한다. 결국 맨틀에 있는 몰리브덴은 지구가 형성된 다음 철질 운석을 통해 유입된 것이다. 이것은 테이아에서 대량으로 전해진 것이라고 연구팀은 결론지었다. 지금까지 이 원시행성은 건조한 내행성계(암석 행성) 출신으로 생각됐으나 실은 물이 풍부한 외행성계 소속이라고 한다.

지난 4월 23일(이하 현지시간) 코스타리카 알라후엘라 주(州) 아구아스 자르카스 마을에 떨어진 운석의 정체가 밝혀졌다. 지난 20일 미국 애리조나 주립대학 연구팀은 운석을 분석한 결과 매우 희귀하고 연구가치가 높은 ‘탄소질 콘드라이트’인 것으로 확인됐다고 보도자료를 통해 밝혔다. 보도에 따르면 지난 4월 23일 코스타리카 지역 곳곳에서 밤하늘을 가로지르는 불덩어리를 봤다는 제보가 쏟아졌다. 곧 소행성이나 혜성 등이 지구로 끌려와 대기와 충돌하면서 밝은 빛을 내는 유성을 목격한 것. 세탁기만한 크기로 추정되는 이 유성은 떨어지다가 폭발해 산산히 부서지면서 이 지역 곳곳에 떨어졌다. 이중 1㎏에 달하는 한 운석은 가정집 지붕을 뚫고 바닥에 떨어져 화제를 모으기도 했다. 애리조나 대학의 분석결과 이 운석은 유기 화합물과 수분이 풍부한 극히 희귀한 탄소질 콘드라이트로 밝혀졌다. 로렌스 가비 연구교수는 "많은 탄소질 콘드라이트는 진흙덩어리로 80~95%가 점토"라면서 "태양계 초기 형성돼 45억 6000만년 동안 우주의 진공상태에서 보존된 물질이 하늘에서 떨어진 셈"이라고 설명했다.애리조나 대학 운석학 센터 미나크시 와드하 교수도 "탄소질 콘드라이트는 태양계에서 가장 초기의 성질을 보유한 물질로 우주의 역사를 그대로 담고있다"면서 "이렇게 많은 양의 탄소질 콘드라이트 운석이 지구에 떨어진 것은 50년 만의 처음으로 모든 연구자들이 달려가서 샘플을 구하고 싶었을 것"이라고 밝혔다. 애리조나 대학 연구팀이 이 운석을 손에 넣게 된 계기도 흥미롭다. 운석이 떨어질 당시 코스타리카를 여행 중이던 운석수집가인 마이클 파머가 주민들에게 이를 직접 구매했다. 이중 일부를 애리조나 대학에 연구용으로 기증한 것으로 코스타리카에서 수거된 운석은 지금까지 총 25㎏ 정도다. 운석은 희소성과 종류 등에 따라 가격이 천차만별이다. 특히 희귀한 운석의 경우에는 1㎏에 최소 1억 원을 넘는 것도 있다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난 1월 1일 전세계가 새해맞이에 들썩이던 사이 태양계 끝자락에서는 인류의 피조물이 미지의 세계를 떠도는 천체를 가장 가까이에서 만났다. 지난 17일(현지시간) 미 항공우주국(NASA) 등 공동연구팀은 지구와 약 66억㎞ 떨어진 미지의 세계인 ‘카이퍼 벨트’(Kuiper Belt·태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)에 위치한 2014 MU69의 연구결과를 유명학술지 사이언스(Science)에 발표했다. ‘울티마 툴레’라는 이름으로 널리 알려진 이 천체는 마치 눈사람을 연상시키는 모습으로 더욱 눈길을 끌었다. 지난 1월 1일 뉴호라이즌스호는 5만㎞/h 속도로 울티마 툴레를 순식간에 지나치며 이미지 등 다양한 데이터를 지구로 보내왔다. 이번 연구는 이중 지구에서 다운로드된 10%의 정보를 분석해 얻어진 공식적인 첫번째 논문이다.연구결과에 따르면 약 45억 년 처음 태양계가 형성될 시 카이퍼 벨트를 떠돌던 울티마 툴레는 원래는 각기 다른 2개의 암석 덩어리였다. 그러나 부드럽게 충돌하는 과정을 거치면서 길이 30여㎞의 지금의 모습이 됐다. 이에 연구팀은 큰 것은 울티마, 작은 것은 툴레로 각각 명명했다. 다만 울티마의 경우 사진처럼 구형이 아니라 팬케이크처럼 다소 납작하다는 것인 연구팀의 설명. 또 표면에는 메탄올과 톨린 같은 유기물이 있을 것으로 보이며 물도 극미량 존재할 것으로 추정된다. 사실 울티마 툴레는 작은 크기로 위성이나 고리, 먼지 구름 등을 가지고 있지않아 과학자들에게 어떤 영감을 주는 천체는 아니다. 그러나 울티마 툴레는 태양과의 멀고 먼 거리 때문에 그 영향을 거의받지 않은 '타임캡슐'이다. 이 때문에 전문가들은 울티마 툴레가 태양계 초기 역사에 대한 단서를 보존하고 있을 것으로 보고있다. 논문의 공동저자인 버지니아 대학 앤 버비서 박사는 "뉴호라이즌스호가 울티마 툴레를 근접비행하기 전까지 인류는 카이퍼 벨트 천체에 대해 아는 것이 거의 없었다"고 평가했다. 역시 공동저자인 NASA 에임스연구센터 제프 무어 박사도 "올해 초 뉴호라이즌스호는 마치 타임머신처럼 우리를 태양계 탄생 당시로 되돌렸다"면서 "울티마 툴레를 연구하는 것은 태양계나 우리은하의 다른 별들을 공전하는 행성들이 어떻게 형성되는지를 이해하는 데 도움을 줄 것"이라고 내다봤다. 한편 총 7억 달러가 투입된 뉴호라이즌스호는 지난 2006년 1월 장도에 올랐으며, 9년을 날아간 끝에 2015년 7월 역사적인 명왕성 근접비행에 성공했다. 또한 올해 1월 1일 뉴호라이즌스가 울티마 툴레의 근접비행에도 성공하면서 뉴호라이즌스는 역대 인류의 피조물 중 가장 먼 곳의 천체를 근접비행하는 신기록을 세웠다. 울티마 툴레는 명왕성에서도 16억㎞ 떨어져있으며 태양을 공전하는데 걸리는 시간은 거의 300년이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우주 탐사 역사상 최초로 달의 뒷면에 착륙한 탐사선이 고대의 대충돌로 인해 달 내부에서 방출된 달 맨틀 표본을 발견한 것으로 보인다는 연구 결과가 나왔다. 이 연구는 앞으로 중국의 달 탐사로버 '위투 2호'가 달의 형성과 진화에 관련된 수수께끼를 푸는 데 도움이 될 것으로 예측했다. 이전 연구는 달이 새롭게 형성됐을 무렵, 태양계의 다른 암석형 천체들과 마찬가지로 고온의 달 표면에는 수백 마일 두께에 이르는 마그마의 바다로 덮여 있었을 것이라고 제안했다. 이 마그마 바다가 냉각되고 굳어짐에 따라 감람석과 같은 철과 마그네슘이 풍부한 고밀도 광물질이 기저부에서 결정화됐고, 사장석과 같은 실리콘과 알루미늄이 풍부한 보다 가벼운 광물질은 표면으로 떠올랐다. 현재 사장석이 달 표면의 98%를 뒤덮고 있는 것은 그 때문이다. 그러나 달의 형성과 진화에 대한 이 우세한 모델은 열띤 토론의 장에 올라 있다. 그것은 모델이 제안한 것처럼 달의 마그마 바다가 과연 광물질들이 분리된 결과로 나타나는 화학적-물리적 특성을 정확히 보여주는 혼합비를 가졌느냐 하는 문제가 여전히 불확실하기 때문이다. 달 초기의 신비를 푸는 데 도움이 되는 한 가지 방법은 달의 지각 아래 맨틀의 암석을 분석하는 것이다. 달의 앞면에서 이뤄진 미국항공우주국(NASA)의 아폴로 미션과 소련의 루나 탐사선은 모두 달의 맨틀 샘플을 채취하는 데 실패했다. 달은 지구와 중력으로 묶인 상태로 공전하므로 항상 한쪽 면만 지구를 향하는데, 이 면을 달의 앞면, 지구에서 안 보이는 면을 달의 뒷면이라 한다. 과학자들은 달의 내부 탐사를 위해 착륙선을 내려 달의 지각을 파는 것보다는 탐사선에서 충격탄을 발사해 달 내부의 암석 파편들을 수거하는 방법을 선호했다. 달의 뒷면 남극 가까이에 고대에 있었던 대충돌로 생겨난 에이트켄 분지가 있는데, 지름 약 2500㎞, 깊이 약 13㎞로 달 표면의 3분의 1을 뒤덮고 있다. "예컨대 에이트켄 분지 같은 매우 큰 충돌 크레이터는 달의 지각을 뚫고들어갔기 때문에 여기서 달 맨틀 샘플을 채취할 수 있다"고 연구에 참여한 중국과학원의 행성과학자 빈 리우 박사는 밝혔다. 현재 중국 과학자들은 위투 2호를 이용해 달의 맨틀에 관한 세부 사항을 최초로 밝혀내고 있다. 지난 1월 창어 4호 착륙선은 달의 남극 에이트켄 분지 안에 있는 186㎞ 너비의 폰 카르만 분화구 바닥에 위투 2호를 배치했다. 여기서 위투 2호는 전형적인 달 표면 물질과 현저하게 다른 광물질을 발견했는데, 연구자들은 72㎞ 떨어진 부근의 핀센 크레이터가 생성될 때 만들어진 것으로 보고 있다. 이 광물에서 반사된 빛의 파장을 분석한 결과, 감람석과 저 칼슘 휘석의 존재가 밝혀졌다. 이는 달의 상부 맨틀의 구성에 관한 모델의 예측과 일치하며, 냉각된 마그마 바다가 달의 표면을 뒤덮었다고 제안하는 달 형성-진화 모델을 뒷받침하는 것이라고 설명하는 빈 리우 박사는 이렇게 덧붙였다. "우리의 궁극적인 목표는달 맨틀 조성의 수수께끼를 풀어내는 것이다" 이번 연구결과는 세계적 학술지 '네이처' 5월 16일자에 게재됐다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com