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  • [우주를 보다] 우주에서 가장 긴 황금 스카프…백조자리의 성운 필라멘트

    [우주를 보다] 우주에서 가장 긴 황금 스카프…백조자리의 성운 필라멘트

    황금 스카프를 연상케 하는 아름다운 성운 필라멘트 사진이 28일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)이 운영하는 ‘오늘의 천체사진'(APOD)에 게재되어 우주 마니아들의 시선을 모으고 있다. 이 황금색 필라멘트는 초신성 폭발이 남긴 잔해 성운의 한 자락으로, 백조자리 루프로 불리는 면사포 성운(Veil Nabula)의 일부이다. 영국의 윌리엄 허셜이 1784년에 발견한 이 성운 집단은 백조자리에 있는 밝은 성운들의 무리로, 전 천구에서 가장 크고 밝은 천체 중 하나이다. 양이 적고 투명한 가스의 성운들이 고리모양을 하고 있어서 붙여진 이름으로, 백조자리 망상성운, 베일성운이라고도 부른다. 크기는 3도(직경으로 보름달의 6배, 면적으로 36배 크기), 거리는 약 2400광년 정도로 추정된다.초신성이 터진 시기는 지금으로부터 약 2만 년 전으로, 인류가 아직 구석기 시대에 살 때이다. 당시 초신성 폭발은 태양 질량의 20배 쯤되는 적색거성이 생애 마지막 순간에 폭발한 것으로, 한 은하 전체가 내는 빛보다 더 밝았을 것으로 추정되는 만큼, 당시 들판이나 숲에서 먹거리를 채취하거나 사냥하던 구석기인들이 최소한 몇 주 동안 충분히 볼 수 있을 정도였을 것이다. 현재 이 성운 필라멘트는 팽창속도는 초속 170㎞로, 그야말로 펄럭이는 황금색 우주 스카프가 천구를 달리고 있는 광경이다. 백조자리 루프의 전체 크기는 무려 100광년에 이른다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com 
  • [이광식의 천문학+] 우주에 있는 원자는 과연 모두 몇 개일까?

    [이광식의 천문학+] 우주에 있는 원자는 과연 모두 몇 개일까?

    세계는 원자로 이루어져 있다. 일찍이 플라톤은 "우주는 왜 텅 비어 있지 않고 무언가가 존재하는가?" 하고 물었다. 물질의 기원에 관한 가장 원초적인 질문이었다. 물론 그러한 질문에 제대로 답할 만한 과학이 당시엔 없었다. 그러나 물질에 대해 가장 독창적이고 놀라운 주장을 한 사람이 나타났다. 기원전 4세기 그리스의 데모크리토스(BC 460 ~380)였다. 지식을 얻는 방법에 대해 “지식은 두 가지 방법으로 얻을 수 있다. 지성에 의해 타당한 추론을 얻을 수 있고, 다른 방법은 모든 감각을 정교하게 동원해서 얻어낸 자료를 통해 추론하는 것이다”라고 말한 데모크리토스는 물질의 본성에 대해 다음과 같이 갈파했다.“모든 물질이 더 이상 나눌 수 없는 작은 것, 곧 원자(atomon)로 이루어져 있으며, 이것이 바로 물질의 보이지 않는 가장 작은 구성요소로서, 세계는 무수한 원자와 공(空) 외에는 아무것도 존재하지 않는다.” 그는 또 원자를 설명하면서, 원자는 영원불변하며, 절대적인 의미에서 새로 생겨나거나 사라지는 것은 아무것도 없으며, 사물들이 안정되어 있고 시간이 흘러도 변하지 않는 까닭은 모든 원자들이 똑같은 크기를 갖고 자기가 차지하고 있는 공간을 꽉 메우고 있기 때문이라고 했다. 물론 오늘날 우리는 원자가 더 작은 입자들로 이루어진 보따리 구조라는 사실을 알고 있다. 따라서 데모크리토스가 말한 원자는 입자로 바꿔 생각해야 할 것이다. 어쨌든 데모크리토스가 말한 대로 물질을 계속 쪼개나가다 보면, 그 이름이 무엇이든 간에 물질의 최소 단위에 이르게 된다. 왜냐하면 물질을 무한히 쪼개나갈 수는 없기 때문이다. 양자론 개척자의 한 사람인 베르너 하이젠베르크는 그 최소 단위에 대해 이렇게 말했다. “우리는 여전히 옛 데모크리토스의 표상을 믿고 있었다. 한 마디로 ‘맨 처음 입자가 있었다’는 표상이었다. (...) 그러나 이런 표상이 틀린 것인지도 모른다. 물질을 계속 쪼개가다 보면 맨 나중에는 더이상 부분이 남지 않고 물질 속의 에너지가 변환될 것이며, 부분은 쪼개지기 전보다 작지 않을 것이다.” 현대 물리학은 물질의 최소 단위에 착상한 데모크리토스의 원자론에서부터 출발했다고 해도 과언이 아니다. 그래서 양자역학의 확립에 기여해 노벨 물리학상을 받은 리처드 파인만은 원자에 대해 이렇게 한 마디로 규정했다. “다음 세대에 물려줄 과학지식을 단 한 문장으로 요약한다면, ‘모든 물질은 원자로 이루어져 있다’는 것이다.” 이처럼 원자는 물질세계의 가장 기본적인 질료이자 현대 물리학의 화두이다. 현대문명의 총화인 컴퓨터, TV, 휴대폰 등 모든 전자기기들은 원자의 과학인 양자론 위에 서 있는 것들이다. 물리는 원자에서 시작하여 원자로 끝난다고 할 수 있다. 원자는 얼마나 클까? 원자의 크기는 대체 얼마나 될까? 전형적인 원자의 크기는 10^-10m다. 1억분의 1㎝란 얘기다. 상상이 안 가는 크기다. 중국 인구와 맞먹는 10억 개를 한 줄로 늘어놓아야 가운데 손가락 길이만한 10㎝가 된다. 각설탕만한 1㎝^3의 고체 속에는 이런 원자가 10^23개쯤이 들어 있다. 얼마만한 숫자인가? 지구의 모든 바다에 있는 모래알 수와 맞먹는 숫자이다. 그럼 원자핵의 크기는 얼마나 될까? 약 10^-15m다. 원자의 100,000분의 1 정도다. 그렇다면 원자의 크기는 무엇으로 결정되는가? 원자핵을 중심으로 돌고 있는 전자 궤도가 결정한다. 결론적으로 말하면, 원자는 그 부피의 10^-15(부피는 세제곱), 곧 1천조 분의 1을 원자핵이 차지하고, 그 나머지는 모두 빈 공간이라는 말이다. 이게 대체 얼마만한 공간일까? 원자가 잠실 야구장만하다면 원자핵은 그 한가운데 있는 콩알보다도 더 작다. 지구상의 모든 물질을 원자핵과 전자의 빈틈없는 덩어리로 압축한다면 지름 200m의 공을 얻을 수 있다. 자연은 원자를 제조하는 데 너무나 많은 공간을 남용했다고 해도 할 말이 없을 것 같다. 결국 물질의 크기는 원자핵의 둘레를 돌고 있는 전자에 달린 문제이지만, 원자의 구조에 대한 자세한 얘기는 또 다른 얘기이므로, 여기서는 이런 원자가 온 우주에 얼마나 있는가 하는 문제만 짚어보도록 하자. 자연에는 원소의 종류가 92가지 있고, 그중 수소가 양성자와 전자 하나씩으로 이루어진 가장 단순한 원소다. 그 다음 단순한 원소로 헬륨이 있다. 우주에서 가장 많은 원소는 수소인데 그냥 많은 것이 아니라 다른 모든 원소보다 압도적으로 많다. 질량으로 보면 70%, 원소의 양으로 보면 90%가 넘는다. 그 다음으로 많은 원소는 헬륨이다. 질량으로 28%, 원소의 양으로는 9%를 차지한다. 다른 원소는 모두 합해도 질량으로 2%, 원소의 양으로 0.1%에 지나지 않는다.수소와 헬륨을 합치면 우주 내 물질의 약 99%를 차지한다. 나머지 90종은 1% 미만이다. 그런데 지구는 사정이 좀 다르다. 지구 중심에는 철과 니켈이 풍부하지만 지각에는 산소‧규소‧알루미늄과 같은 원소들이 많다. 바다에는 수소와 산소가 풍부하고 대기는 질소와 산소가 대부분을 차지한다. 이는 철 이하의 원소들이 별 속에서 만들어지고 나머지 중원소들은 초신성이 폭발할 때 만들어져서 지구라는 행성을 형성했기 때문이다. 자연계에 존재하는 92개의 원소들의 이 같은 출생의 비밀을 갖고 있다. 수소와 헬륨 외의 모든 원소는 뜨거운 별 속에서 제조되어 초신성 폭발과 함께 우주 공간으로 흩뿌려지고, 그것들이 지구와 인간 등 뭇 생명체를 빚어냈던 것이다. 별이 우주의 주방인 셈이다. 지구를 벗어나 태양계로 나가면 우주와 비슷한 상황을 볼 수 있다. 태양은 태양계 전체 질량의 99.86%를 차지하는데, 그 대부분이 수소와 헬륨이다. 따라서 태양계 전체로 볼 때 가장 풍부한 원소는 수소와 헬륨이다. 그 다음으로 많은 원소는 산소이고 그 다음은 탄소이다. 우주 전체 원소들의 존재량 비와 비슷한 셈이다. 우주를 이루는 원자의 개수 그렇다면 이 우주에 원자의 개수가 얼마나 되는지 알아보기로 하자. 뜻밖에 간단한 방법으로 알 수 있다. 원자번호 1인 수소 원자의 경우, 1억 개를 한 줄로 늘어세워도, 그 길이는 1㎝를 넘지 않는다. 1억이라면 어느 정도의 숫자일까? 사과 한 알을 1억 배 확대한다면 그 크기가 지구와 같아질 만큼 큰 숫자다. 그러니 원자가 얼마나 작은지는 상상력을 아무리 동원해도 이해하기 힘들다. 도대체 누가 이런 크기를 쟀단 말인가, 하고 짜증이 날 정도다. 그렇다면 또, 그 원자의 무게는 그럼 얼마나 되는가? 아보가드로 수인 6*10^23개만큼 수소를 수소 1몰이라 하는데, 저울에 달면 1g이 나온다. 저 1g 수소의 개수는 지구상의 모든 모래알 수보다 많은 것이다.빅뱅 이후 태초의 우주공간을 가득 채운 물질이 바로 그런 수소다. 캄캄한 공간 속을 수소 구름들이 흘러다니는 풍경을 상상해보라. 그 수소 구름들이 중력으로 뭉치고 뭉친 끝에 마침내 태양과 같은 별을 탄생시킨 것이다. 오늘도 당신 머리 위에서 눈부시게 빛나는 저 태양 같은 별을 만들려면 수소 원자가 몇 개나 있어야 할까? 지수 법칙을 아는 중학생 수학 실력만 있어도 간단히 그 계산서를 뽑아볼 수 있다. 태양 질량 ÷ 수소 원자 질량 =수소 원자 개수 그 답은 약 10⁵⁷개이다. 이 숫자는 옛 인도 사람들이 갠지스 강의 모래알 수라고 말한 1항하사(10^52)보다 10만 배나 많은 수이다. 그러니까 이 숫자만큼의 수소 원자 알갱이들이 모이면 저런 엄청난 태양이 만들어지는 것이다. 그리고 저 태양이 없다면 이 너른 태양계 속에 인간은커녕 아메바 한 마리도 살아갈 수 없다. 물질의 오묘함이 아닐 수 없다. 우리 역시 저 별먼지에서 나온 물질의 조합체가 아닌가? 저런 태양이 각 은하마다 평균 2000억 개가 있고, 그런 은하가 관측 가능한 우주에 또 2조 개 정도 있는 걸로 알려져 있다. 그렇다면 이것들을 다 곱하면 온 우주에 있는 천체들의 원자 수가 나온다. 계산해보면 4*10^80이란 숫자가 나온다. 이것이 우주의 일반물질을 이루고 있는 원자의 개수이다. 그런데 우주는 일반물질이 차지하고 있는 비율이 4%밖에 안된다. 그 나머지는 이른바 암흑물질과 암흑 에너지가 차지한다. 에너지는 아인슈타인의 E=mc^2 방정식에 따라 물질로 치환할 수 있으니까, 여기에 다시 25를 곱하면 대략 온 우주의 원자 개수가 나오는 것이다. 그래서 나온 우주의 모든 원자 개수는 10^82승 개이다. 10^100승인 구골에는 한참 못 미치는 수다. 10^82승 개 원자들이 만드는 우주는 얼마나 물질로 충만해 있을까? 우주 공간의 1조분의 1 정도를 채우고 있을 뿐이라고 한다. 그래서 물리학자는 제임스 진스는 우주의 물질 밀도에 대해 “큰 성당 안에 모래 세 알을 던져넣으면 성당 공간의 밀도는 수많은 별을 포함하고 있는 우주의 밀도보다 높게 된다”고 말했다. 그러니 우주는 사실 텅 빈 공간이나 다를 바가 없다. 우리는 그야말로 색즉시공(色卽是空)의 세계 속에서 살고 있는 것이다. 참고로 우리 몸을 구성하는 원자의 종류는 약 60종이고, 그 개수는 약 10^28승 개이다. 그중 수소가 3분의 2(질량비는 10%)를 차지한다. 그리고 그 수소는 모두 빅뱅 공간에서 탄생한 것이다. 온 우주에서 수소를 만들 수 있었던 환경은 빅뱅 공간이 유일하기 때문이다. 그러므로 여러분은 138억 년 전 빅뱅의 유물을 몸으로 갖고 있다는 뜻이니, 우리 모두는 우주의 역사를 지닌 참으로 유구한 존재라 할 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com 
  • [우주를 보다] ‘우주의 보석상자’…공처럼 모여 빛나는 NGC 1805 포착

    [우주를 보다] ‘우주의 보석상자’…공처럼 모여 빛나는 NGC 1805 포착

    마치 파란색과 붉은색의 보석이 한데 모여있는 것처럼 아름답게 빛나는 성단의 모습이 사진으로 공개됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경의 광시야 카메라(WFC3)로 촬영한 구상성단(球狀星團·수많은 별들이 공처럼 둥글게 모여있는 것) 'NGC 1805'의 이미지를 공개했다. 화려한 색의 별들이 동그랗게 밀집해있는 NGC 1805는 대마젤란은하 귀퉁이에 위치해있으며 지구에서의 거리는 약 16만3000광년이다. 지난 1826년 스코틀랜드의 천문학자 제임스 던럽이 처음 발견했으며, 수많은 별들이 마치 벌집 주위에 모여드는 벌처럼 서로 가까이 붙어 공전하기 때문에 그 주위에 행성계가 존재할 가능성은 없다. 특히 NGC 1805는 다른 구상성단과 다른 독특한 특징을 갖고있다. 일반적으로 구상성단의 별들이 동시에 태어나는 것과는 달리 NGC 1805는 나이가 수백 만년 이상 차이나는 두 집단이 존재하기 때문. NASA 측은 "한 구상성단 내에서 두 개의 서로 다른 별 집단이 존재하는 것은 특이하다"면서 "성단 관측은 별이 어떻게 진화하고 초신성으로 폭발해 생을 마감하는지 이해하는데 도움을 준다"고 설명했다. 한편 마젤란은하는 우리의 ‘개념’이 모여있다는 안드로메다 은하보다는 낯설지만 사실 우리 은하와 가장 가까운 이웃이다. 마젤란 은하는 대마젤란은하와 소마젤란은하로 구성돼 있는 불규칙 은하(일정한 모양을 갖추지 않은 은하)로 각각의 거리는 대략 16만, 20만 광년이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr
  • 원정도박·코로나 1호된 초신성…범죄 아이돌 오명[EN이슈]

    원정도박·코로나 1호된 초신성…범죄 아이돌 오명[EN이슈]

    그룹 슈퍼노바(초신성) 멤버인 윤학과 성제가 해외 원정 불법도박 사건에 연루돼 경찰이 수사에 착수했다. 15일 인천지방경찰청 광역수사대는 이번 사건에 폭력조직원들이 연루된 정황을 포착하고 수사하고 있다. 경찰은 도박 혐의로 입건된 윤학과 성제 외 다른 연예인도 해외 도박에 연루됐는지 확인 중이다. 윤학과 성제는 2016년부터 2018년까지 필리핀에서 판돈 700만∼5000만원을 걸고 ‘바카라’ 도박을 1∼2차례 한 혐의를 받고 있다. 이들은 필리핀에서뿐 아니라 국내에서도 불법 온라인 도박을 한 것으로 알려졌다. 이들은 “도박을 하려고 필리핀에 간 것은 아니다. 우연히 현지에서 도박했다”고 경찰에 진술한 것으로 알려졌다. 윤학은 지난 4월에는 국내 연예인 최초로 코로나19 확진 판정을 받았다. 일본 활동을 마무리하고 3월 24일 귀국한 윤학은 이틀 뒤인 26일, 강남 유흥업소 여종업원 A씨를 만났고, A씨 역시 확진 판정을 받았다. 소속사는 윤학과 A씨가 지인이라서 만났을 뿐 업소를 방문한 것은 아니라고 해명했지만, 해외 입국자로서 2주간 자가격리를 지침을 지키지 않았다는 비판을 받았다. 윤학은 중증환자로 분류돼 치료를 받았고, 입원 한 달 만에 퇴원했다. 이번에는 원정도박 혐의로 물의를 일으켰다. 소속사는 “윤학, 성제의 부주의한 행동으로 인한 좋지 않은 소식으로 아껴주신 팬 여러분께 심려를 끼쳐 죄송하다”라고 사과했다.이어 “여행 중 안일한 생각에 부주의한 행동을 하게 된 점에 대해 깊이 후회하고 반성하고 있다. 이번 사건을 통해 행동 하나하나에 늘 신중하고 공인으로서의 책임감을 가지고 행동해야 함을 다시 한번 깨닫게 되었다. 매사 신중하게 생각하고 책임 있는 행동을 하겠다”라고 말했다. 소속사의 말처럼 안일하고, 부주의했다고 여기기엔 상습적이고 장기간 도박을 했고, 국내에서도 불법 온라인도박을 했다. 유흥업소 종업원과 폭력조직원들이 연루되어있다는 점도 간과할 수 없는 지점이다. 단순 실수가 아닌 범죄 혐의를 받고 있는 만큼 합당한 처벌이 필요한 시점이다. 윤학이 소속된 초신성은 2007년 데뷔했으며 일본에 진출해 현지 ‘오리콘 차트’에서 상위권을 기록하는 등 큰 인기를 끌었다. 2018년 전 소속사와 계약이 만료된 이후 멤버 성모가 빠지고 5인 체제로 재편, 팀명을 슈퍼노바로 변경하고 활동 중이다. 김유민 기자 planet@seoul.co.kr
  • 한류 아이돌 초신성 멤버 2명 원정도박…“폭력조직원도 연루된 듯”

    한류 아이돌 초신성 멤버 2명 원정도박…“폭력조직원도 연루된 듯”

    한류 아이돌 그룹 초신성 멤버들이 연루된 해외 원정 불법도박 사건과 관련해 경찰이 수사를 확대하고 있다. 15일 경찰에 따르면 인천지방경찰청 광역수사대는 이번 사건에 폭력조직원들이 연루된 정황을 포착하고 수사하고 있다. 경찰은 또 도박 혐의로 이미 입건한 A씨 등 초신성 멤버 2명 외 다른 연예인도 해외 도박에 연루됐는지 확인 중이다. 그러나 A씨 등 2명 외 경찰 수사를 받는 초신성 멤버는 없는 것으로 파악됐다. 30대인 A씨 등 초신성 멤버 2명은 2016년부터 2018년까지 필리핀에서 판돈 700만∼5000만원을 걸고 ‘바카라’ 도박을 1∼2차례 한 혐의를 받고 있다. 이들은 필리핀에서뿐 아니라 국내에서도 불법 온라인 도박을 한 것으로 알려졌다. A씨 등은 경찰에서 “도박을 하려고 필리핀에 간 것은 아니다”라며 “우연히 현지에서 도박했다”고 진술했다. 경찰은 조만간 도박장 운영자 등의 신병을 확보해 정확한 사건 경위를 조사할 계획이다. 6인조 아이돌 그룹 초신성은 2007년 데뷔했으며 일본에 진출해 현지 ‘오리콘 차트’에서 상위권을 기록하는 등 큰 인기를 끌었다. 이보희 기자 boh2@seoul.co.kr
  • 아이돌 ‘초신성’ 멤버 2명 필리핀 원정도박 혐의로 검거

    아이돌 ‘초신성’ 멤버 2명 필리핀 원정도박 혐의로 검거

    아이돌 그룹 ‘초신성’ 멤버 2명이 원정도박 혐의로 경찰에 검거됐다. 인천지방경찰청 광역수사대는 도박 등의 혐의로 아이돌 그룹 초신성 멤버 A씨와 B씨를 체포해 수사를 진행 중이라고 14일 밝혔다다. 이들은 2016년부터 2018년까지 필리핀 현지 카지노에서 이른바 바카라 도박을 한 혐의를 받고 있다. 경찰은 이들이 도박으로 쓴 돈이 5000만원에 달하는 것으로 보고 있다. 이들은 경찰 조사에서 대부분 혐의를 인정한 것으로 알려졌다. 다만 도박을 목적으로 해외에 간 것이 아니라 필리핀에 갔다가 우연히 도박을 하게 됐다며 원정도박 의혹을 강력히 부인하는 것으로 전해졌다. 경찰은 “별건의 수사를 하던 도중 A씨와 B씨의 혐의가 확인됐다”면서 “정확한 경위는 수사 중”이라고 말했다. 윤창수 기자 geo@seoul.co.kr
  • [우주를 보다] 2만 년 전 폭발한 초신성 잔해 포착…“태양 질량 20배”

    [우주를 보다] 2만 년 전 폭발한 초신성 잔해 포착…“태양 질량 20배”

    2400광년 떨어진 우주에서 초신성이 폭발하며 죽어갈 때 내뿜은 충격파의 이미지가 공개됐다. 미국항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)에 따르면 공개된 사진은 지구에서 2400광년 떨어진 우주에 남아있는 초신성 폭발의 잔해로, 허블우주망원경이 포착했다. ESA에 따르면 해당 초신성은 우리 태양 질량의 약 20배에 달하며, 초신성 폭발의 잔해는 2만 년 전 폭발 시 생긴 충격파의 가장 바깥쪽 가장자리로 추정된다.초신성 폭발로 거대한 별이 잘게 부수어진 뒤 충격파의 영향은 별의 중심에서 60광년 까지 확대됐다. 허블망원경이 촬영한 충격파는 초당 약 350㎞의 속도로 여전히 확장하고 있다. ESA는 “방출된 물질과 폭풍파에 의해 휩쓸린 저밀도 성간 물질의 상호작용이 사진과 같이 독특한 구조를 만들어낸다”면서 “초신성은 거대한 별이 수명이 다해 질량의 대부분을 우주로 방출하는 폭발이다. 따라서 시간이 지남에 따라 독특한 모양의 잔해가 형성된다”고 설명했다. 이어 “태양보다 크게 팽창한 별이 격렬한 폭발을 일으켰으며, 수만 년이 지난 지금까지 폭발로 인한 파편이 흩어져 나가며 보름달 직경보다 36배 넓게 퍼진 성운을 이루고 있다”고 덧붙였다.백조자리에서 초신성 잔해가 발견된 것은 이번이 처음은 아니다. 허블망원경은 과거에도 백조자리에 있는 면사포성운(Veil Nebula)를 포착했다. 백조자리에 위치한 면사포성운은 약 8000년 전 초신성 폭발의 잔해로 추정됐다. 당시 허블 우주망원경이 관측해 3차원으로 시각화한 영상은 유황을 빨간색, 수소를 녹색, 산소를 파란색 등으로 표시되며, 여러 성분이 섞인 우주 폭발의 잔해를 한 눈에 볼 수 있는 귀중한 과학자료로 꼽힌다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [아하! 우주] 우리은하와 안드로메다는 이미 충돌 중?…거대 헤일로 확인

    [아하! 우주] 우리은하와 안드로메다는 이미 충돌 중?…거대 헤일로 확인

    안드로메다 은하는 우리은하에서 가장 가까운 대형 은하로 망원경 없이 눈으로 볼 수 있는 몇 안 되는 은하 중 하나다. 과학자들은 안드로메다 은하가 우리은하와 점점 가까워지고 있으며 결국 수십 억 년 후에는 서로 충돌해 새로운 거대 은하를 만들 것으로 예상한다. 그런데 사실 우리은하와 안드로메다 은하의 합체는 이미 시작된 상태다. 은하 본체의 충돌은 아직 먼 미래의 일이지만, 은하를 둘러싼 가스와 암흑물질의 모임인 은하 헤일로(halo)의 충돌은 그 전에 일어날 수 있기 때문이다. 미국 노터데임 대학의 니콜라스 레너와 그 동료들은 허블우주망원경과 퀘이사를 통해 안드로메다 은하 헤일로가 은하에서 130만 광년 떨어진 곳까지 넓게 분포한다는 사실을 확인했다. 퀘이사는 먼 우주에 존재하는 강력한 은하 중심 블랙홀로 100억 광년 밖에서도 관측이 가능한 에너지를 뿜어낸다. 연구팀은 허블망원경에 설치된 우주 기원 분광기 (Cosmic Origins Spectrograph·COS)를 이용해 안드로메다 은하 주변 퀘이사 43개를 조사했다. 은하 헤일로는 워낙 희박한 가스의 모임이기 때문에 허블망원경으로도 직접 관측이 어렵다. 대신 퀘이사에서 나온 강한 빛이 퀘이사를 통과하면서 흡수되는 정도를 분석하면 퀘이사의 분포는 물론 구성 물질까지 파악할 수 있다. 연구 결과 안드로메다 은하 헤일로는 과거 생각보다 더 먼 130만 광년까지 뻗어 있는 것으로 밝혀졌다. 만약 사람 눈에 헤일로가 보인다면 안드로메다 은하 헤일로의 크기는 보름달보다 훨씬 클 것이다.(사진) 연구팀은 2015년에도 같은 방법으로 안드로메다 은하 헤일로의 반지름을 100만 광년으로 추정했으나 당시에는 퀘이사를 6개 밖에 관측하지 못해 신뢰도가 떨어졌다. 이번 연구에서는 훨씬 많은 수의 퀘이사를 포함해 헤일로의 범위를 정확히 측정했을 뿐 아니라 내부 구조까지 밝힐 수 있었다. 이번 연구에서 밝혀진 의외의 사실은 헤일로가 순수한 수소나 헬륨이 아니라 산소, 탄소, 실리콘처럼 무거운 원소도 포함하고 있다는 것이다. 이는 초신성 폭발이나 은하 합체 등을 통해 별 내부에서 생성된 무거운 원소가 헤일로에 흘러 들어갔다는 것을 의미한다. 헤일로가 단순히 은하 주변의 희박한 가스가 아니라 은하와 여러 가지 영향을 주고받는 역동적인 구조라는 것을 보여주는 결과다. 우리은하 헤일로는 같은 방법으로 관측이 어렵지만, 우리은하가 안드로메다 은하와 비슷하거나 좀 더 작은 크기라는 점을 생각하면 거의 비슷한 크기의 은하 헤일로를 지니고 있을 것으로 추정된다. 따라서 이미 두 은하의 헤일로는 접촉을 시작했을 가능성이 크다. 은하 헤일로는 크기도 크지만, 질량 역시 무시할 수 없기 때문에 은하의 합체와 진화에 결정적인 영향을 미친다. 따라서 은하 헤일로에 대한 이해는 우리은하와 안드로메다 은하의 미래를 예측하는 데 중요하다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com  
  • [아하! 우주] ‘슬프고 외로운’ 우주의 종말을 계산해낸 과학자

    [아하! 우주] ‘슬프고 외로운’ 우주의 종말을 계산해낸 과학자

    -수백조 년 후 첫번째 흑색왜성 폭발이 우주 종말의 신호탄​ 우주가 차갑게 식은 끝에 '죽은' 후에도 별들은 오랫동안 계속해서 폭발할 것이다. 한 과학자가 우주의 종말에 최후로 폭발할 초신성을 찾기 위해 '토끼굴' 속으로 뛰어들기로 결정했다. 우리가 알고 있듯이 우주가 종말을 맞으면 '조금 슬프고 외롭고 추운 곳'이 될 것이라고 일리노이 주립대학 물리학 조교수인 이론 물리학자 매트 캐플란은 성명에서 말했다. 새로운 연구에서 캐플란은 죽은 별이 시간이 지남에 따라 어떤 변화의 길을 걸을 것인지를 계산하고, 우주의 먼 미래에 마지막 초신성이 언제 폭발할 것인지 그 시점을 결정했다. 우주의 종말은 '열 사망(heat death)'으로 알려져 있으며, 우주는 대부분 블랙홀과 타버린 별의 시체만이 남게 될 것이라고 성명서에서 밝히면서 캐플란은 이렇게 덧붙였다. "나는 한 가지 이유로 물리학자가 되었습니다. 나는 그 '큰 질문'에 대해 생각하고 싶었습니다. 우주는 왜 여기에 존재하며 어떻게 끝날까?" 새로운 연구에서 캐플란은 항성 진화의 마지막 단계인 폭발의 미래를 주시했다. 거성의 경우, 철이 별의 중심부에 축적되면 마침내 초신성 폭발을 일으켜 붕괴된다. 그러나 백색왜성(태양 같은 질량의 별이 핵연료를 모두 소모할 때 형성되는 초밀도의 별)과 같은 작은 별은 이 철을 생산할 수 있는 중력과 밀도가 없다. 그러나 캐플란은 시간이 지남에 따라 백색왜성이 더욱 조밀해지고 이윽고 철을 생성할 수있는 '흑색왜성'이 될 수 있음을 발견했다. "백색왜성이 향후 몇조 년 동안 식으면서 점점 어두워지고 차갑게 얼어붙어 마침내 더 이상 빛을 내지 않는 '흑색왜성'이 될 것"이라고 설명하는 캐플란은 “별은 핵융합으로 인해 빛나는데, 작은 핵을 부수어 더 큰 핵을 만들어 에너지를 방출할 만큼 뜨겁다. 백색왜성은 타고 남은 별의 시체지만 양자 터널 효과로 인해 훨씬 느리기는 하지만 여전히 핵융합이 일어날 수 있다"고 주장한다. 양자 터널 효과란 고전 물리학적으로는 통과하지 못하는 에너지 장벽 이쪽에 있던 전자 같은 아원자 입자가 갑자기 사라졌다가 에너지 장벽 다른 쪽에 나타나는 현상을 말한다. 캐플란은 이러한 핵융합이 흑색왜성 내에서 철을 생성하고 이 같은 유형의 초신성을 촉발시키는 핵심이라고 주장한다. 새로운 연구는 폭발을 일으키기 위해 크기가 다른 흑색왜성을 얼마나 많이 만들어야 하는지 보여준다. 캐플란은 이 '흑색왜성 초신성' 중 첫 번째가 수백조 년 후에 나타날 것이라는 계산서를 내놓았다. 이는 거의 상상할 수 없을 정도로 장구한 시간이다. "그것은 참으로 놀라울 정도로 까마득히 먼 미래의 시간이다"라고 캐플란은 덧붙였다. 그는 가장 거대한 흑색왜성이 먼저 폭발할 것이고, 그 다음에는 덜 무거운 별들이 차례대로 폭발하여 모든 흑색왜성들이 남김없이 폭발할 것이라는 사실을 발견했다. "그 시간은 약 10 ^ 32000제곱 년 후로 예상되는데, 그 이후에 어떤 일이 일어날지 상상하기는 어렵다"고 밝히는 캐플란은 "흑색왜성 초신성은 우주에서 마지막으로 일어나는 흥미로운 사건이 될 수 있으며, 그들은 아마도 마지막 초신성일지도 모른다"고 덧붙였다. 그렇다면 마지막 초신성이 폭발한 시점에서 '슬프고 외로운' 우리 우주는 어떻게 될까? 캐플란에 따르면, "은하가 흩어지고 블랙홀이 증발할 것이지만, 우주의 팽창으로 인해 남아 있는 모든 물체들이 서로 멀리 떨어져서 다른 물체가 폭발하는 것을 볼 수는 없을 것이다. 빛이 그처럼 멀리까지 이동한다는 것은 물리적으로도 불가능할 것이기 때문"이라고 설명한다. 이 연구는 8월 7일 영국 천문학 저널인 '왕립천문학회 월보' 게재되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com 
  • [아하! 우주] 초신성 폭발?… ‘우주대스타’ 베텔게우스가 갑자기 어두워진 이유

    [아하! 우주] 초신성 폭발?… ‘우주대스타’ 베텔게우스가 갑자기 어두워진 이유

    지구촌 천문학자들 사이에서 가장 인기있는 별 중 하나인 '우주대스타' 베텔게우스(Betelgeuse)가 갑자기 침침해진 원인이 밝혀졌다. 최근 미국 하버드 스미스소니언 천체물리학센터 등 연구팀은 베텔게우스가 갑자기 어두워진 이유는 내부에서 분출된 엄청난 양의 물질에 의해 생성된 먼지 구름 때문일 가능성이 높다는 연구결과를 국제학술지 ‘천체물리학 저널’(Astrophysical Journal)에 발표했다. 적색 초거성인 베텔게우스는 오리온자리의 좌상 꼭짓점에 있으며 지구와의 거리는 약 600광년 정도로 별 중에서는 그나마 가깝다. 결과적으로 지금 우리가 보는 베텔게우스의 붉은 별빛은 조선시대 출발한 빛일 수 있는 셈이다. 특히 베텔게우스는 여러 모로 흥미로운 별이다. 먼저 베텔게우스의 크기는 태양과 비교하면 최소 800배 이상으로 수십 만 배나 밝게 빛난다.만약 베텔게우스를 우리의 태양 자리에 끌어다 놓는다면 목성의 궤도까지 잡아먹을 정도다. 또한 나이가 1000만 년이 채 되지 않을 정도로 어리지만, 조만간 임종을 앞둔 별이기도 하다. 곧 수명을 다해 초신성으로 폭발할 운명으로 어쩌면 현장에서는 이미 폭발했을지도 모른다. 베텔게우스가 천문학계의 집중적인 관심의 대상으로 떠오른 것은 지난 10월부터다. 당시 베텔게우스가 50년 관측 이래 가장 침침한 상태가 됐기 때문이다. 지난해 말부터 올해 초 사이에 별의 밝기(광도)는 평소보다 무려 40%나 떨어지면서 일부에서는 곧 초신성 폭발하는 것이 아니냐는 주장이 제기됐다. 이는 인간의 한 생에 보기힘든 우주대스타의 화려한 종말을 직접 지켜보는 것으로 만약 실제로 폭발하면 갑자기 하늘이 밝아지면서 2주 정도는 지구의 밤이 없어질 것으로 예측된다.그러나 천문학계의 기대(?)와는 달리 올해 5월 경 베텔게우스의 밝기는 평소대로 돌아왔고 이후 학자들은 왜 갑자기 어두워졌는지에 대한 연구를 이어갔다. 이번에 연구팀은 허블우주망원경을 통해 베텔게우스를 분석했고, 그 결과 거대한 먼지 구름이 빛을 가린 것이라는 결과를 내놨다. 연구팀에 따르면 지난해 9월부터 11월까지 베텔게우스의 표면에서 외부 대기로 엄청난 양의 물질이 솟구쳐나와 시속 32만㎞로 이동했다. 이 뜨거운 물질이 응축돼 빛을 차단하는 구름을 형성했다는 것이 연구팀의 설명이다. 연구에 참여한 천체물리학센터 부소장 안드레아 뒤프리 박사는 "허블우주망원경을 통해 이 물질이 별의 표면을 벗어나 밖으로 이동하는 모습을 볼 수 있었다"면서 "이후 베텔게우스의 남쪽이 눈에 띄게 희미해지는 것이 확인됐으며 이같은 증거는 허블우주망원경만 줄 수 있다"고 밝혔다. 그렇다면 베텔게우스는 과연 언제 폭발할까? 물론 이에대한 답은 아무도 모른다. 다만 초신성은 위대한 천문학자가 있는 시대에만 터진다는 우스갯소리도 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr
  • [우주를 보다] ‘천상의 나비’…우주서 날갯짓 하는 행성상 성운 포착

    [우주를 보다] ‘천상의 나비’…우주서 날갯짓 하는 행성상 성운 포착

    유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)이 아름다운 대칭 구조를 지닌 나비 같은 행성상 성운을 포착했다. 그 정체는 지구에서 약 6500광년 거리 돛자리에 있는 ‘NGC 2899’이다. ESO는 지난달 30일(현지시간) 칠레 북부 아타카마 사막에 있는 VLT로 촬영한 행성상 성운 ‘NGC 2899’의 최신 이미지를 공개했다. 우주를 훨훨 날아다니는 나비처럼 보이는 이 행성상 성운은 푸른색 가스 주위를 붉은색 가스가 감싸고 있는 모습으로, 푸르게 빛나는 부분이 이온화된 산소 가스, 붉게 빛나는 것이 이온화된 수소 가스다. 나비 날개처럼 확산한 가스는 중심에서 최대 2광년 거리까지 퍼져 있다. 방출된 가스는 원래 별이 내뿜는 자외선을 받아 이온화돼 1만℃ 이상에 도달하면 별을 능가하는 밝기로 빛난다. 이런 양극성 형상은 행성상 성운의 약 10~20%에서 확인된다. 행성상 성운은 보통 가스가 둥글게 펼쳐지지만, 이번에 관측한 NGC 2899는 독특한 나비 모양을 하고 있다. 이는 중심에 별 두 개가 있기 때문이다. 한쪽 별이 생의 마지막을 맞아 바깥층을 가스로 방출했을 때, 또 다른 별은 그 가스의 흐름을 방해해 나비와 같은 모양을 만들어낸다는 것이다. 참고로 행성상 성운은 초신성 폭발을 일으킬 정도의 질량을 지니지 못한 항성이 진화의 마지막 단계에서 방출한 가스에 의해 형성된 것이다. 태양의 8배 이상 질량을 지닌 항성은 초신성 폭발을 일으켜 생을 마감하지만, 그보다 가벼운 별은 마지막으로 바깥층이 팽창해 적색거성이라는 거대한 붉은 별로 변한다. 팽창한 외층을 별이 중력으로 묶어둘 수 없게 되면 그것은 가스로서 외부로 방출된다. 그 가스가 별이 방출하는 자외선에 의해 이온화하면 희미하게 빛나는 행성상 성운이 되는 것이다.한편 이번 촬영에는 VLT를 구성하는 4개의 8.2m 망원경 중 1호 망원경(UT1·Unit Telescope 1)인 ‘안투’(Antu·칠레 원주민어로 태양을 뜻함)에 탑재된 ‘FORS’(FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph)라고 하는 장치를 사용한 것으로 전해졌다. 사진=ESO 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • [아하! 우주] 시민 과학자가 찾아낸 100억 살 된 갈색왜성 (연구)

    [아하! 우주] 시민 과학자가 찾아낸 100억 살 된 갈색왜성 (연구)

    태양을 포함해 우주에 있는 별은 성간 가스가 중력에 의해 뭉쳐서 형성된 것이다. 하지만 모든 일이 그렇듯이 이 과정에서 실패하는 경우도 생긴다. 가스가 중력에 의해 뭉치긴 했는데, 태양 질량의 8% 이하 혹은 목성 질량의 80배 이하인 경우 안정적인 수소 핵융합 반응이 어려워 별처럼 밝게 빛나지 못하는 애매한 상태가 된다. 이런 천체를 갈색왜성(brown dwarf)이라고 하며 별과 행성의 중간 단계로 본다. 갈색왜성은 우주에 매우 흔하지만, 별보다 훨씬 작고 어두워 찾아내기가 쉽지 않다. 하지만 미국항공우주국(NASA)의 과학자들은 과학 연구에 자발적으로 참여한 자원봉사자인 시민과학자(citizen scientists)와 함께 새로운 갈색왜성을 찾아내는 데 성공했다. 시민과학자는 천문학을 전공하지 않은 일반인이지만, 나름의 방법으로 NASA의 NEOWISE 관측 데이터를 분석하는 데 힘을 보탰다. NEOWISE 데이터는 2009년 발사된 나사의 적외선 우주 망원경인 WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer)가 촬영한 적외선 천체 사진 데이터다. 이 데이터 베이스는 막대한 양의 흑백 사진으로 구성되어 있는데, 시민과학자들이 하는 일은 서로 다른 시점에 찍은 사진을 비교해 배경이 되는 멀리 떨어진 별 사이에서 움직이는 점을 찾아내는 것이다. 전문 지식은 필요 없지만, 상당한 시간과 노력이 필요한 작업에 시민의 도움을 구한 것이다. 이런 방법으로 움직이는 점을 찾으면 기존의 천체 데이터 및 다른 망원경의 관측 데이터를 비교해 새로운 천체인지를 다시 확인하게 된다. NASA 고다드 우주비행센터의 마크 쿠치너가 이끄는 연구팀은 본래 태양계 9번째 행성을 찾는 프로젝트인 '백야드 월드: 플래닛 9'(Backyard Worlds: Planet 9)을 위해 시민과학자의 도움을 받다가 독특한 갈색왜성 두 개를 찾아냈다. WISE 1810와 WISE 0414라고 명명한 이 갈색왜성은 다른 갈색왜성에 비해 철처럼 무거운 원소의 함량이 30배나 낮았다. 철을 비롯한 무거운 원소는 우주 초기에는 존재하지 않았지만, 초신성 폭발을 통해 우주에 점진적으로 공급됐다. 따라서 이 갈색왜성은 우주 초기에 형성된 것으로 추정된다. 예상 나이는 무려 100억 년으로 지금까지 발견된 갈색왜성 중 가장 나이가 많은 편이다. 연구팀은 이 갈색왜성이 이론적으로 예측되었으나 지금까지 관측되지 않았던 특별한 형태의 갈색왜성인 극단적 T형 준왜성 (extreme T-type subdwarf)이라고 보고 있다. 평범한 시민과학자의 도움으로 지금까지 관측하지 못했던 새로운 형태의 천체를 찾은 셈이다. NASA의 시민과학자 참여 프로젝트는 외계 행성 및 갈색왜성 등 다양한 천체를 찾는 연구에서 큰 성과를 거두고 있다. 일반적인 과학 연구는 전문 지식이 없는 일반 대중과 완전히 분리되어 있지만, NASA는 다양한 방법으로 시민과 학생들의 참여를 독려하고 실제로 여러 가지 성과를 내고 있다. 아직 일반인의 과학 연구 참여가 낯선 우리에게 시사하는 바가 적지 않은 대목이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
  • 시속 90만㎞로 우리 은하 이동하는 별, 원인 찾았다

    시속 90만㎞로 우리 은하 이동하는 별, 원인 찾았다

    별들은 모두 고유 방향으로 이동하지만, 그중에는 시속 몇만㎞에서 몇십만㎞에 달하는 고속으로 이동하는 것도 있다. 5년 전인 2015년 발견된 한 백색왜성은 지금까지 발견되지 않은 완전 새로운 유형의 초신성 폭발 때문에 고속으로 이동하고 있을지도 모른다는 이론이 제시됐다. 지구에서 용자리 방향으로 약 1430광년 거리에 있는 이 백색왜성은 질량이 태양의 약 40% 수준으로 우리 은하를 시속 90만여㎞(초속 250여㎞)의 고속으로 이동하고 있다. 그런데 이번에 영국 워릭대의 보리스 겐지케 물리학과 교수가 이끄는 국제연구진은 이른바 ‘독스’(Dox)라는 별칭으로 불리는 이 백색왜성이 부분적인 초신성 폭발을 일으켜 쌍성계에서 튕겨나와 고속으로 이동하게 됐을 가능성이 있다는 연구 결과를 발표했다. 우리 태양과 같은 항성이 적색거성을 거쳐 진화한 모습으로 알려진 대부분의 백색왜성은 주로 수소와 헬륨으로 이뤄진 대기를 갖는 것으로 알려졌다. 그런데 독스의 대기에는 수소와 헬륨은 보이지 않고 산소(99%)가 대부분이고 나머지는 네온과 마그네슘 그리고 실리콘이 섞인 대기라는 것이 이전 연구로 알려졌었다. 이에 따라 이번 연구에서는 허블 우주망원경의 관측 자료를 기초로 독스의 대기 화학 조성을 분석했다. 그 결과, 앞서 나온 원소들 외에도 탄소와 나트륨 그리고 알루미늄이 포함된 것으로 나타났다. 반면 철과 니켈, 크롬 그리고 망간은 거의 존재하지 않는 것으로 확인됐다. 이런 사실을 바탕으로 이들 연구자는 독스가 원래 쌍성계를 이루고 있었고 Ia형 초신성으로 대표되는 핵연소형 초신성 폭발을 일으켰지만, 앞서 설명한 바와 같이 그 폭발은 부분적인 것(규소 연소 과정까지 진행되지 않았다)이었다고 생각하고 있다. 다만 핵연소에 따라 질량의 대부분이 급격하게 없어짐으로써 쌍성계의 균형이 무너진 결과, 독스가 고속으로 튕겨나오게 됐다는 것이다. 이에 대해 겐지케 박사는 “이는 아마 지금까지 관측된 적이 없는 유형의 초신성 폭발이었을 것”이라고 말했다. 또 Ia형 초신성의 잔광은 니켈의 방사성 동위원소(니켈56)의 방사성 붕괴가 근원이지만, 독스가 일으킨 폭발에서는 니켈56이 소량밖에 생성되지 않은 것으로 보여 같은 폭발은 발견하기 어려울 것이라고 연구진은 밝혔다. 겐지케 박사는 “우리 은하에서 초신성 폭발로 살아남은 천체를 관측하는 것은 다른 은하에서 관측되는 수많은 초신성을 이해하는 데 있어 도움이 된다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 ‘영국왕립천문학회 월간보고’(MNRAS) 최신호(7월 20일자)에 실렸다.  윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • [아하! 우주] 초거성 베텔게우스의 비밀…갑자기 어두워진 이유는 흑점 때문

    [아하! 우주] 초거성 베텔게우스의 비밀…갑자기 어두워진 이유는 흑점 때문

    최근 밝기가 40%까지 급격히 떨어져 천문학자들의 비상한 관심을 집중시켰던 오리온자리 알파별 베텔게우스의 기이한 변화는 일시적으로 항성의 표면 절반을 가린 흑점 현상 때문이라는 연구 결과가 발표되었다. 오리온자리는 북반구 하늘에서 유일하게 1등성 두 개를 가지고 있는 겨울 별자리의 왕자다. 이 별자리의 왼쪽 위 귀퉁이를 보면 불그스레 빛나는 별 하나가 있는데, 요즘 지구촌 밤하늘에서 가장 '핫'한 별인 베텔게우스다. 칼을 쳐들고 있는 사냥꾼 오리온의 오른쪽 겨드랑이 부근에서 유난히도 밝게 빛나는 베텔게우스는 그래서 아라비아어로 ‘겨드랑이 밑’이라는 뜻을 갖고 있다. 밝기가 변하는 변광성인 베텔게우스는 크기가 무려 태양 지름의 900배에 달하는 적색 초거성으로, 밝기는 태양의 10만 배를 훌쩍 넘는다. 만약 베텔게우스를 우리 태양 자리에 끌어다 놓는다면 수성, 금성, 지구, 화성은 확실히 베텔게우스에 먹혀 사라질 것이며, 별의 표면은 소행성대를 지나 목성 궤도 너머까지 미칠 것이다.덩치가 큰 별일수록 강한 중력으로 핵융합이 급격히 진행되는 바람에 연료 소모가 빨라 얼마 살지 못한다. 베텔게우스의 나이는 800만 년 정도로, 아직 1000만 년이 채 안되었는데도 별이 부풀어오르고 급격한 밝기 변화를 보이는 등 말기 증세를 보여, 천문학자들은 이 별이 조만간 폭발할 것으로 예측하고 있다. 슈퍼노바(supernova), 곧 초신성 폭발을 눈앞에 두고 있다는 얘기다. 그러나 베텔게우스는 올봄 희미한 상태에서 벗어났으며, 5월에 들어서자 원래의 밝기를 되찾았다. 일부 천문학자들은 베텔게우스의 이 같은 회복은 별이 커가는 과정에서 별을 탈출한 물질이 넓은 공간에 퍼져 있는데, 이 물질이 별빛을 가렸기 때문이라는 분석을 내놓았다. 이번 새로운 연구는 베텔게우스의 밝기가 떨어진 것은 베텔게우스 자체에 그 원인이 있음을 시사한다. 연구자들은 올해 1월에서 3월까지 하와이의 제임스 클러크 맥스웰 망원경(JCMT)의 서브밀리미터 파를 사용하여 이 초거성을 정밀 조사했다. 그런 다음 연구팀은 이 데이터를 칠레의 아타카마 패스파인더 실험 망원경(APEX)의 서브밀리미터 파 관측으로 얻은 이미지를 포함하여 지난 13년 동안 이루어진 베텔게우스의 관측치와 비교했다. 파장이 가시광선의 수천 배에 달하는 서브밀리미터파는 별먼지를 관통할 수 있어 성간 먼지를 연구하는 데 이용된다.독일 막스플랑크 천문학연구소 박사후 연구원인 타비샤 다마와르데나 대표저자는 “베텔게우스는 서브밀리미터 이하 파장의 빛에서도 20%나 어두워졌다는 사실에 놀랐다"면서 "이는 곧 급격한 광도 저하의 원인 중 하나로 지목됐던 먼지와는 관련이 없으며, 별 자체의 원인으로 그 같은 큰 변화가 일어났다는 것을 알게 되어 무척 흥미로웠다"고 밝혔다. 또한 "앞으로 몇 년간 관측하면 베텔게우스의 급격한 감광이 흑점 사이클과 관련된 것인지 알아낼 수 있을 것"이라면서 "어떤 경우든 베텔게우스는 미래 연구에서도 흥미로운 대상으로 남아 있을 것"이라고 덧붙였다. 베텔게우스의 표면온도는 대략 3230℃ 정도인데, 이 결합 데이터는 베텔게우스의 감광이 표면 온도가 약 200℃도 떨어진 것과 관련이 있음을 보여준다. 연구팀은 또 베텔게우스의 고해상도 이미지에 나타난 광도가 비대칭적 차이를 보이는 점을 근거로 광구의 50~70%가 거대한 흑점으로 덮여 있으며, 이 구역이 밝은 구역보다 낮은 온도를 보이는 것으로 분석했다. JCMT의 선임 과학자 스티브 마이어스도 “베텔게우스와 같은 이전 세대의 별들은 실제로 지구상이나 우리 몸에서 발견되는 대부분의 원소들을 초신성 폭발로 은하계에 분포시켰다”고 설명한 후 “우리는 이 별이 언제 폭발할지 예측할 수 없지만, 밝기를 추적하면 흥미로운 별의 진화를 더 잘 이해할 수 있을 뿐 아니라 우리가 살고 있는 이 우주의 역사를 더욱 잘 알 수 있게 될 것”이라고 덧붙였다. 이번 연구는 6월 29일(현지시간) ‘천체 물리학 저널 회보’에 게재되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com  
  • [아하! 우주] 진정한 ‘아기별’?…형성된지 240년밖에 안 된 중성자별 발견

    [아하! 우주] 진정한 ‘아기별’?…형성된지 240년밖에 안 된 중성자별 발견

    지난 3월 12일 지구에서 궁수자리 방향으로 1만6000광년 떨어진 곳에서 중성자별이 새롭게 발견됐다. 이 중성자별은 미국항공우주국(NASA)의 우주망원경 ‘닐 게렐스 스위프트’에 의해 발견돼 ‘스위프트 J1818.0-1607’(Swift J18.0-1607)로 명명됐다. 그 후 유럽우주국(ESA)의 ‘XMM-뉴턴’과 NASA의 ‘누스타’라는 두 우주망원경으로 추가 관측한 결과, 해당 중성자별은 형성된 지 불과 240년밖에 지나지 않은 것으로 밝혀졌다. 이는 우리 인간의 나이로 치면 꽤 오래된 것이지만, 형성된 시기가 보통 몇천만 년에서 몇억 년이 넘는 별의 세상에서 보면, 여전히 갓 태어난 신생아 수준이라고 할 수 있다. 즉 이 별이야말로 진정한 ‘아기별’이라고도 할 수 있는 것이다.중성자별은 질량이 큰 별이 초신성 폭발을 일으킨 뒤 남는 천체이다. 지름이 15~30㎞ 정도로 작지만 대형 천체가 내뿜는 빛과 동등한 밝기를 갖는다. 그리고 무엇보다 가장 큰 특징은 우주에서 블랙홀에 버금가는 초고밀도를 자랑한다는 것이다. 이번에 발견된 중성자별은 질량이 태양의 2배나 되는데, 크기는 태양의 1조 분의 1밖에 되지 않는다. 거기에 모든 질량이 담겨 있어 상당한 고밀도라고 할 수 있다. 놀라운 점은 이 중성자별이 무려 극히 보기 드문 ‘마그네타’라는 것이다. 이는 매우 강력한 자기장을 갖는 중성자별의 한 종류로, 초신성 폭발을 일으키는 별 10개 중 1개가 이런 마그네타가 되는 것으로 알려졌다. 그 자기장은 일반적인 중성자별의 1000배, 지구의 몇백만 배에 이른다. 하지만 실제로 발견된 마그네타의 수는 매우 적은 데 지금까지 발견된 중성자별 3000여개 중 31개밖에 없는 것으로 전해졌다. 게다가 이번 중성자별은 기존에 알려진 마그네타 중에서도 가장 젊어서 탄생한 지 얼마 안 된 상태를 관찰할 수 있을 것으로 기대된다. 지금까지 연구에 따르면, 마그네타는 X선에 가세해 미약한 빛인 ‘전파선’이나 우주에서 가장 에너지가 강한 빛인 ‘감마선’도 내는 것을 알려졌다. 마그네타는 젊었을 때 가장 활동적이며 해마다 물리적 성질이나 행동을 바꾼다. 따라서 이번과 같이 젊은 마그네타는 그 형성이나 성장 과정을 밝히는 데 큰 도움이 될 것이라고 연구자들은 기대하고 있다. 자세한 연구 결과는 ‘천체물리학저널 레터’(ApJL·Astrophysical Journal Letters) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • [열린세상] 우주 표준모형 결함 드러낸 새 관측 결과/조현욱 과학과 소통 대표

    [열린세상] 우주 표준모형 결함 드러낸 새 관측 결과/조현욱 과학과 소통 대표

    우주의 실제 팽창 속도가 기존의 이론 모델로 계산한 값보다 상당히 빠른 것으로 다시 한번 확인됐다. 지난 2월 천체물리학저널레터에 미국국립전파천문대가 이끄는 연구팀이 발표한 내용이다. 기존과는 전혀 다른 방식으로 측정했다는 사실에 의미가 있다. 연구팀의 제임스 브라츠 박사는 다음과 같이 말했다. “우리는 다른 은하들이 표준 우주론 모델에서 제시하는 것보다 더욱 가깝다는 사실을 알아냈다. 이것이 측정의 문제인지 모델의 문제인지 토론했다. 결론은 표준모형에 결함이 있을 가능성이 매우 높다(likely)는 것이다.” 우주 팽창 속도에 관한 이론과 관측의 불일치는 오랫동안 문제가 돼 왔다. 이를 두고 연구자들은 이론이 틀렸는지, 관측에 오류가 있는지를 두고 부심해 왔다. 이번 논문은 관측 쪽 손을 들어 준 것이다. 우주의 기원에 대한 빅뱅 이론에 따르면 우주는 137억년 전 하나의 특이점에서 시작해 급속도로 팽창했다. 현재 크기는 지구를 중심으로 본다면 반지름 480억 광년 정도다. 그 바깥은 빛보다 빠른 속도로 팽창 중이다. 우주는 계속 커지고 있으며 그 속도는 먼 곳에 있는 은하일수록 더욱 크다. 기존의 이론은 우주배경복사에 대한 플랑크 위성의 측정값을 바탕으로 팽창 속도를 제시한다. 우주배경복사란 빅뱅 38만년 후에 퍼져나간 빛, 즉 전자기파가 우주의 모든 곳에 균일하게 퍼져 있는 것을 말한다. 팽창 속도는 거리 326만 광년(1메가파섹)당 초속 67.4㎞다. 이를 ‘허블상수’라고 부른다. 우주에서의 거리는 어떻게 측정하는가. 대표적인 것이 밝기가 일정한 표준 촛불, 그중에서도 초신성을 이용하는 방법이다. 초신성이란 수명이 다한 별이 마지막 단계에서 태양의 수백만 배에 해당하는 에너지를 일시에 내뿜으며 폭발하는 현상을 말한다. 그중에서도 특정한 유형(1a형)은 밝기가 일정하므로 빛이 어두워진 정도를 보면 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 알 수 있다. 일정한 주기로 밝기가 달라지는 세페이드 변광성도 표준 촛불로 사용된다. 또 다른 방법은 멀리 있는 퀘이사를 이용하는 것이다. 퀘이사란 강력한 전자파를 발산하는 활동은하의 중심 핵을 말한다. 그 빛이 우리 앞에 있는 다른 은하 주위를 통과하면서 중력에 이끌려 휘어지는 정도를 측정한다. 표준 촛불과 퀘이사의 중력렌즈 효과로 측정한 기존의 허블상수는 73~74였다. 이번의 새로운 관측에서 얻은 허블상수는 이 범위 내인 73.9다. 이론 모델과는 초속 7㎞ 이상의 차이가 난다. 이번 프로젝트는 은하 중심부의 초거대질량 블랙홀 주변을 회전하는 가스 원반에 초점을 맞췄다. 원반이 지구에서 볼 때 수평에 가깝게 누워 있을 경우 라디오파(마이크로파)가 분출되는 밝은 구역들을 관측할 수 있다. 이를 통해 원반의 물리적 크기와 기울어진 정도를 파악할 수 있다. 그러면 기하학적으로 거리를 결정할 수 있다. 프로젝트팀은 전 세계의 전파 망원경을 동원했다. 대상은 1억 6800만~4억 3100만 광년 거리의 은하 4개다. 기존에 측정된 은하 두 개의 거리도 계산에 포함했다. 우주의 구성과 진화를 다루는 현재의 표준모델은 ‘람다 차가운 암흑 물질’(Lambda CDM)이라 불린다. 람다란 우주를 점점 더 빨리 팽창시키는 암흑 에너지를 나타내는 ‘우주 상수’다. 여기서 암흑이란 ‘어둡다’가 아니라 ‘모른다’는 뜻이다. 이 모델에 따르면 우주는 보통 물질(약 4%), 암흑 물질(약 23%), 암흑 에너지(약 73%)로 구성돼 있다. 암흑 물질이란 중력 이외의 다른 힘과는 상호작용하지 않아서 관측이 되지 않는 ‘어두운’ 물질을 말한다. 연구자들은 모델의 결함을 관측에 맞게 보정하는 방법들을 검토 중이다. 아인슈타인의 우주상수에서 벗어나 암흑 에너지의 성질에 대한 가정을 바꾸자는 발상도 있다. 또한 입자물리학에서 중성미자의 숫자나 유형, 상호작용에 변경을 가하는 방법도 검토 중이다. 중성미자란 전기를 띠지 않은(중성) 미세한 입자(미자)를 말한다. 이보다 이상한 방법도 연구되고 있다. 어느 쪽이 나은 방법인지를 판별할 방법은 아직 없다. 우리가 알고 있는 우주는 4%의 보통 물질뿐이다.
  • 코로나19로 닫힌 ‘지구의 눈’…우주 관측 망원경 가동 중단 길어져 우려 증폭

    코로나19로 닫힌 ‘지구의 눈’…우주 관측 망원경 가동 중단 길어져 우려 증폭

    코로나19 팬데믹으로 전 세계가 멈춰버린 가운데, 천문학자들이 우려를 감추지 못하고 있다. 세계 최대 망원경이 코로나19로 ‘눈’을 닫아버렸기 때문이다. 세계 최고의 성능을 자랑하는 망원경은 대부분 칠레에 자리잡고 있다. 전파망원경 배열인 아타카마 대형 밀리미터 집합체(ALMA)를 포함해 다양한 전파망원경이 가동돼왔다. 하지만 지난 3월, 칠레 당국은 방문객과 연구자들의 코로나19 감염 위험을 막기 위해 전파망원경 가동을 중단했다. 예상보다 가동 중단 기간이 길어지자, 전문가들이 우려하고 나섰다. 이미 상당수의 연구 프로젝트가 영향을 받은데다, 지구로 향하는 소행성이나 우주과학 분야에서 꼭 필요한 초신성 또는 신물질 발견이 가능한 감마선 폭발 천체(GRB)등의 관찰이 중단되면서 학문 발전에도 차질이 생기고 있기 때문이다. ALMA 소속 천문학자인 존 카펜터는 AFP와 한 인터뷰에서 “초신성이나 감마선 폭발 천체의 발견은 우리가 우주망원경을 폐쇄한 순간에도 언제든 일어날 수 있다”면서 “우리는 다양한 우주 관찰의 기회를 놓치게 될 것이다. 우주의 특별한 현상은 매우 빠르게 지나가며 두 번 다시 나타나지 않기 때문”이라고 밝혔다. 실제로 2011년 가동을 시작할 당시 세계 최대 규모였던 ALMA는 지난해 4월 최초의 블랙홀 관측에 동원되는 등 굵직한 천문 연구에 공을 세웠다. 또 ALMA와 400㎞ 떨어진 지역에 있는 유럽남방천문대(ESO)가 운영하는 가장 강력한 지상망원경으로 꼽히는 초거대 망원경(VLT)이 자리잡고 있지만 역시 가동이 중단된 상황이다. ESO의 한 관계자는 “천문대에는 최소한의 직원들이 남아 일을 하고 있지만, 망원경이 가동되는 것은 아니다”라며 “코로나19 팬데믹이 끝나고 다시 망원경을 가동하기 위해서는 몇 개월이 더 필요할 것으로 보인다”고 밝혔다. 이어 “이는 매우 심각한 (우주연구의) 지연 상황”이라면서 “ALMA는 매년 4000시간 가까이 우주를 관찰해 왔지만, 우리는 지난 6개월간 코로나19 봉쇄로 인해 2000시간의 손실이 발생했다”고 덧붙였다. 한편 칠레는 세계 각국의 천문 연구진이 모이는 ‘천문 강국’으로, 전 세계 천문학 투자의 70%가 칠레로 몰린다. 칠레 북부 사막 지역은 대기가 맑고 안정적이어서 천문 관측의 최적지로 꼽힌다. 하지만 첫 코로나19 확진자가 발생한 지난 3월 이래 칠레에서는 3000~5000명의 누적 사망자와 약 17만 5000명의 확진자가 발생했고, 당국은 감염 확산을 막기 위해 대부분의 천문대를 봉쇄했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • 한국 연구팀, 우주 거리 재는 새 ‘표준촛불’ 개발

    한국 연구팀, 우주 거리 재는 새 ‘표준촛불’ 개발

    -초대질량 블랙홀의 강력한 불꽃을 이용해 전 우주적 거리 측정 ​한국 연구진이 우주의 끝까지 밝힐 수 있는 거리 측정법을 개발했다. 우주에서 은하 간의 거리를 측정하는 방법으로 흔히 '표준촛불(standard candle)'을 사용하는데, 이는 고유 밝기를 알고 있는 천체를 이용해 대상 천체의 밝기와 비교함으로써 거리를 측정하는 기법이다. 이번 국내 연구팀이 개발한 새로운 표준촛불은 페르세우스자리 A 은하 중심의 블랙홀에서 뿜어져 나오는 빛을 이용하여 천문학에서 가장 먼 우주 거리를 측정하는 지표로 제시했다는 데 큰 의미가 있다. 연구진은 이 새로운 표준촛불이 우주의 끝을 밝힐 수 있는 강력한 열쇠가 될 것이라고 전망했다. 지금까지 밝혀진 가장 먼 우주 거리를 측정할 수 있는 표준촛불은 Ia형(일에이형) 초신성이다. 그러나 100억 광년이 넘는 거리의 은하에서는 밝기의 한계로 Ia형 초신성이 관측되지 않는다. 이는 현재 크기가 940억 광년에 이르는 우리 우주를 측정하기에는 역부족일 수밖에 없다. 한국천문연구원 제프리 호지슨 박사와 이상성 박사가 이끄는 국제연구팀은 우주에서 가장 밝은 천체 중 하나인 활동은하핵(AGN, Active Galactic Nuclei) ‘3C 84’를 관측한 미국의 초장기선간섭계(VLBA, Very Long Baseline Array) 자료를 활용해 새로운 표준촛불 후보 검증에 성공했다고 22일 밝혔다. 우주에는 먼 거리에서 밝은 천체들이 존재하며, 그 중 하나가 활동은하핵이다. 이는 다양한 파장에서 대량의 에너지를 방출하는 특별한 활동성이 보이는 은하의 중심 영역을 말하는데, 태양 질량의 백만 배에서 수십억 배 질량에 이르는 초대질량 블랙홀이 존재한다고 알려져 있다. 초대질량 블랙홀이 주변 물질을 빨아들이고 그 과정에서 강착원반을 형성하며, 그 중심에서 원반의 수직 방향으로 물질을 내뿜는 제트가 형성된다. 이 제트는 빛의 속도에 가깝게 빠르게 분출되며 아주 강한 복사 에너지를 방출한다. 연구진은 페르세우스자리 A 은하 중심에 있는 활동은하핵 ‘3C 84’의 제트가 일부 영역에서 변광 특성을 보이며 광도가 146일 주기 동안 약 2.7배 정도 증가하는 것을 밝혀냈다. 활동은하핵 제트가 빛의 속도로 변광 주기 동안 이동한 거리를 광원의 크기 즉, 제트의 실제 크기라고 가정하고, 이를 고해상도 전파 관측이 가능한 미국 VLBA의 영상지도를 통해 얻은 각크기와 비교함으로써 활동은하핵 ‘3C 84’제트까지 거리는 2억 2천만에서 2억 5천만 광년임을 알아냈다. 이 결과는 같은 은하 내의 표준촛불 Ia형 초신성 관측을 통해 산출한 2억~2억 7천만 광년과 비슷한 값이다. 이는 활동은하핵을 활용한 거리측정 방법이 새로운 표준촛불 후보로서 유력하다는 것을 의미한다. 이번 연구를 이끈 한국천문연구원 전파천문본부 제프리 호지슨 박사는 “본 연구에서 검증한 새로운 표준촛불 후보는 천문학에서 가장 먼 거리를 측정할 수 있게 하는 중요한 지표가 될 것”이라고 전망했다. 이상성 박사는 “앞으로 수행할 연구에서는 한국천문연구원에서 운영하는 초장기선간섭계인 한국우주전파관측망(KVN, Korea VLBI Network)을 활용해 더 먼 우주에 존재하는 은하까지의 거리측정에 도전할 것”이라고 밝히면서 “이는 우주론 모형을 검증할 수 있는 새로운 열쇠가 되어 우주의 끝을 밝힐 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 연구진은 앞으로 더욱 먼 활동은하핵까지의 거리를 측정하고 표준촛불로서의 활용 가능성을 검증해나갈 예정이다. 또한, 후속 연구를 위해 한국천문연구원에서 운영하는 KVN을 호주, 스페인, 이탈리아 등의 전파망원경들과 연계해 미국의 VLBA를 능가하는 고해상도 국제 전파관측망을 구축할 계획이다. 이번 연구논문은 영국 '왕립천문학회지' 최신호에 게재됐다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com 
  • [아하! 우주] 동반성을 잡아먹는 ‘초고속 펄서’ 최초 발견

    [아하! 우주] 동반성을 잡아먹는 ‘초고속 펄서’ 최초 발견

    중국의 구경 500미터 전파망원경 톈옌(天眼·FAST)이 지구로부터 약 2만7000광년 떨어진 헤르쿨레스자리의 구상성단 M92에서 최초로 동반성을 잡아먹고 있는 펄서를 발견했다. 새 연구에 따르면 'PSR J1717 + 4307A'와 'M92A'라는 두 개의 이름을 가진 이 천체는 빠르게 회전하면서 맥동하는 펄서로, 식 쌍성계의 일원이라고 한다. 세계 최대의 전파망원경인 FAST를 운영하는 중국과학원(NAOC) 국립천문대 소속 지첸 판과 리 디가가 이끄는 연구팀은 M92A가 초당 316.5번이라는 빠른 속도로 회전하면서 0.18 태양 질량으로 우리 태양보다 더 밝은 별과 함께 공동 궤도를 공전하고 있다. 연구진은 FAST를 사용하여 이 쌍성계에서 한 천체가 동반성 앞쪽을 지나갈 때 나타나는 두 차례의 일식 현상을 관찰했다. 연구에 따르면 일식은 약 5000초 동안 지속되었고, 1000초와 2000초 사이에 도달한 두 번째 식은 500초 동안 지속되었다. M92A는 약간 느리게 움직이는 펄서의 수프업 버전인 밀리초 펄서(millisecond pulsar)로 알려져 있다. 밀리초 펄서는 강한 자기장을 띤 중성자별로, 30밀리초 미만의 속도로 빠르게 회전한다. 1967년 케임브리지대 천문학과 대학원생인 조슬린 벨 버넬이 최초로 펄서를 발견한 이래 천문학자들은 은하계에서만 수천 개에 이르는 고속 회전 천체를 발견했으며, 이들은 대개 은하 질량이 대부분을 차지하고 있는 은하면에 모여 있는 것으로 밝혀졌다. 그리고 일부는 우리 은하의 중심을 공전하는 구상성단 안에 자리잡고 있다. 보통의 펄서는 거성의 생애 마지막 단계에 생겨난다. 거성이 초신성 폭발로 마지막을 장식하면 별먼지가 자욱한 속에서 별의 시체라 할 수 있는 중성자별이 모습을 드러내는데, 펄서란 짧고 강한 자기장을 갖고 빠른 속도로 회전하는 중성자별을 가리킨다. 이 중성자 별은 부피는 작지만 태양 질량의 몇 배나 되는 물질이 20~24km 지름 속에 극도로 압축되어 있어 성냥갑만한 부피의 질량이 약 5조 톤에 이른다.밀리초 펄서는 훨씬 고속으로 회전하는 펄서로, 초신성 폭발에서 살아남은 동반자 별의 가스를 빨아들여 중성자별 주위의 디스크에 쌓는데, 이 디스크를 강착원반이라 한다. 이 강착원반은 초당 수백 번 회전한다. 국립 전파천문대에 따르면, 이 과정에서 X-선 쌍성계로 관측된다. 그런 다음 강착 과정이 끝나면 중성자별은 밀리초 라디오 펄서 단계에 이른다. M92와 같은 구상성단에서는 이러한 과정이 약간 다르게 진행되는 것으로 알려졌다. 두 천체가 중력으로 너무나 꽉 묶여 있기 때문에 오래된 중성자별이 동반성과 더 쉽게 상호작용하여 정상적인 쌍성계를 이루고 있다. M92A의 경우, 펄서는 동반성으로부터 맹렬하게 물질를 빨아들이는데, 이는 마치 자신의 수컷을 잡아먹는 악명 높은 호주의 붉은등과부거미와 비슷하다고 연구원들은 성명서에서 말했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com 
  • 이 또한 지나가리라, 어두운 밤 별 헤다 보면…

    이 또한 지나가리라, 어두운 밤 별 헤다 보면…

    모처럼 하늘이 맑다. 코로나 시대, 가장 큰 역설이다. 깨끗한 하늘이 유독 반가운 이들이 있다. 지친 일상의 활력소를 하늘과 별에서 찾는 이들이 모인 ‘한국 아마추어 천문학회’ 회원들이다. 복잡하고 어려운 천문학 지식은 필요치 않다. 회장 원치복 서울 계성고 교사는 “별을 사랑하는 마음만 있으면 누구나 천체 관측을 시작할 수 있다”고 말했다. 지난 7일 그를 만나 밤하늘을 만끽하며 사는 삶에 대해 물었다.-아마추어 천문학이라는 개념이 낯설다. “천문학은 망원경 등을 통해 우주를 연구하는 학문이다. 일반적으로는 대학에서 전문적으로 연구하는 것을 가리킨다. 반면 아마추어 천문학은 그야말로 천문학을 ‘취미’로 접근하는 방법이다. 아마추어라는 말에는 ‘사랑한다’는 의미가 담겼다. 별과 하늘을 사랑하면서 천체를 관측하는 취미로 뭉친 사람들이 바로 아마추어 천문인들이다.” -가끔 ‘프로 천문학자’들이 하지 못하는 놀라운 발견으로 학계의 이목을 끌기도 한다는데. “경우에 따라서 학자들은 자신이 연구하는 별이나 은하 등 하나의 대상을 관찰하는 데에 평생을 바치기도 한다. 천문학이 그만큼 무궁무진한 영역으로 연구할 게 많다는 의미다. 아마추어는 그렇지 않다. 어느 하나에 매달릴 필요가 없다. 자기가 보고 싶은 하늘을 어느 때고 마음껏 본다. 그러다 보니 때때로 학자들이 놓친 것들을 발견하는 순간이 오기도 한다.” -한국 아마추어 천문학회는 어떤 곳인가. “취미로 천문학을 하는 사람들이 모인 곳이다. 동시에 다른 사람에게 ‘별 보기 길잡이’ 역할도 한다. 1991년 출범했고 올해로 30년이 됐다. 회원은 2000명 정도고 실제로 회비를 내는 사람은 500여명이다. 전국 15개 지부가 있다. 전국 학생 천체 관측대회를 개최하며 천체 관측과 관련된 다양한 교육과 봉사활동도 한다. 천체망원경이 있는 곳에서 일반인들을 상대로 강의를 하거나 일식, 월식 등 중요한 천체 이벤트가 있으면 이를 보여 주기도 한다.” -전문적인 천문학 지식이 없어도 되는지. “별을 보는 일은 누구에게나 평등하다. 부담을 가질 필요가 전혀 없다. 보면서 더 깊이 알고 싶다는 마음이 생길 때 공부하시라. 물론 아는 만큼 보이는 것도 사실이다. 고등학교 지구과학 수준의 지식이면 충분하다고 본다.” -제대로 즐기는 방법이 따로 있나. “아마추어 천문인들의 활동은 크게 세 가지로 나뉜다. 먼저 쌍안경과 망원경 등으로 천체를 직접 보는 안시관측이 있다. 두 번째는 사진기를 연결해 천체사진을 촬영하는 사진관측이다. 마지막으로는 망원경을 직접 제작하는 이들도 있다. 본인의 취향에 따라서 선택하면 된다.” -초보자들은 어떻게 시작하면 좋을까. “천체 관측을 시작하려는 초보자들이 가장 많이 하는 실수가 있다. 바로 제대로 시작하기도 전에 고가의 망원경부터 덜컥 구매하는 것이다. 그렇게 시작하면 거의 실패한다. 진정한 재미를 느끼지 못하고 비싸게 주고 산 망원경이 애물단지로 전락해 집 한구석에 처박히기 일쑤다. 일단은 눈으로 시작해 보면 좋다. 한 푼도 들지 않는다(웃음). 그러다가 점점 관심이 생기고 더 알고 싶어지면 동호회를 찾아라. 전국 각지에 천문 동호회가 많이 있다.” -돈이 많이 드는 취미일 것 같다. “맨눈으로 시작해 쌍안경, 망원경으로 이어지는 순서다. 쌍안경은 ‘2배 쌍안경’이 10만원부터 시작한다. ‘25배 쌍안경’은 100만원대에 구입할 수 있는데 아주 좋은 수준이다. 초보자는 30만~50만원대인 ‘10배 쌍안경’ 정도면 충분하다. 그다음은 망원경이다. 비용은 천차만별이지만 초보자들에게는 100만원대 정도면 쓸 만하다고 본다. 물론 비쌀수록 더 멀리 있는 별을 볼 수 있는 건 사실이다. 수억원들 들여서 장비를 갖추는 애호가들도 있다. 그러나 모두가 그런 단계까지 가야 하는 건 절대로 아니다. 작은 망원경 하나로도 평생 하늘에 있는 별들 다 보지 못하고 죽는다. 돈이 없어서 즐기지 못한다는 것은 핑계다. 자기가 융통할 수 있는 범위에서 즐겁게 즐기시라.” -천문지도사 자격증은 무엇인가. “최근 민간에서 운영하는 천문대가 많아지고 있다. 천문지도사 자격증이 있으면 일반인들을 상대로 천체 관측을 가르칠 수 있다. 국가공인 자격증은 아니고 아마추어 천문학회가 주관하는 민간 자격증이다. 3급을 기준으로 매년 200명 정도가 도전한다. 무척 어렵고 난해한 지식이 필요한 것은 아니다. 필기시험과 관측, 사진촬영, 망원경 조립 등 실기를 치른다. 3급부터 1급까지 있다. 1급이면 아마추어 중 최고수다.” -별을 보기에 좋은 시기가 있는지. “일식이나 월식, 으뜸달, 유성우 등 특별한 천문현상이 있을 때다. 달이 밝으면 별을 보는 데 방해가 되기에 달이 밝지 않은 음력 1일 전후도 좋다. 코로나19 때문에 최근 하늘이 맑아졌는데 별이 잘 보이는 게 사실이다. 특별한 계절이 있는 것은 아니다. 겨울에는 눈에 잘 보이는 밝은 별들을 많이 볼 수 있다. 여름에는 머리 위로 은하수가 올라온다. 계절마다 각기 다른 매력이 있다.” -왜 밤하늘을 보는가. “하늘과 별을 보면서 편안함을 느낀다. 별이 우리의 고향이라서다. 우리는 ‘초신성의 후예’라고들 하지 않나. 우리 몸을 이루는 원소들은 초신성이 폭발할 때 생긴 것들이다. 초신성의 후예라는 말은 그런 뜻이다. 별을 볼 때마다 고향에 가는 기분이다. 별을 보러 가기 위해 계획을 세울 때 설렌다. 그리고 실제로 가서 관측에 성공했을 때는 짜릿한 성취감을 느낀다. 그것이 우리가 밤하늘을 들여다보는 이유다.” 오경진 기자 oh3@seoul.co.kr
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