미국 항공우주국(NASA)이 한국시간으로 29일 새벽에 ‘주요 과학 발견’을 발표한다고 예고했다. 　NASA는 25일 “NASA가 화성 미스터리가 풀렸다고 발표할 예정”이라고 밝혔다. NASA는 미국 동부시간 28일 오전 11시 30분(한국시간 29일 밤 0시 30분)에 미국 워싱턴DC에 있는 NASA 본부의 제임스 웹 강당에서 ‘특별 기자회견’을 개최해 화성 탐사와 관련한 내용을 밝힐 예정이다. 이 발표는 NASA TV와 웹사이트를 통해 생중계된다. 　관련 논문은 ‘네이처 지오사이언스’에 실릴 것으로 알려졌으나 내용은 공개되지 않고 있다. 　다만 화성 표면에서 외계 생명이 존재할 가능성을 시사하는 흐르는 물이 발견됐다는 내용일 공산이 크다는 관측이 나온다. 　발표 기자회견에는 NASA 본부 행성과학국장 짐 그린, NASA 본부 화성 탐사 프로그램 연구책임자인 마이클 마이어, 애틀랜타 소재 조지아 공대(GIT)의 루옌드라 오이하, 캘리포니아주 모펫 필드에 있는 NASA 에이미스 연구소와 GIT에 소속된 메리 베스 빌헬름, 투산 소재 애리조나대(UA)의 고해상도 이미징 과학 연구(HiRISE)팀 연구책임자 앨프리드 매큐언 등이 참여할 예정이다. 　NASA는 과학적으로 중대한 발견을 특별 기자회견을 통해 발표해왔다. 앞서 지난 7월 NASA는 특별 기자회견을 열어 태양계 밖에서 ‘지구의 사촌’인 케플러 452b를 발견했다고 발표한 바 있다. 케플러 452b는 지름이 지구의 1.6배이며 공전 궤도는 액체 상태의 물이 표면에 존재할 수 있는 ‘거주 가능 구역’ 내에 있다. 박기석 기자 kisukpark@seoul.co.kr

태양전지(Photovoltaic cell)는 차세대 청정 에너지원으로 크게 주목받고 있다. 그런데 사실 무한히 사용할 수 있는 청정 에너지원이라는 것 이외에도 태양 전지에는 여러 가지 가능성이 있다. 예를 들어 하늘을 나는 고고도 무인기의 경우 태양 전지 패널을 탑재해 몇 달이고 전력을 공급하면서 임무를 수행할 수 있다. 아직은 꿈의 영역이지만, 이런 태양광 무인기가 가능하다면 통신 위성을 보완할 차세대 무선 통신 수단이 될 수 있다. 하지만 아직 극복해야 할 기술적 문제가 있다. 태양광 유인기인 솔라 임펄스 2의 경우 130㎛ 두께의 태양전지를 탑재했는데, 날개가 대형 제트기 수준이라 무게가 상당하다. 다른 소재와 달리 태양전지의 경량화가 어렵기 때문이다. 오스트리아의 요하네스 케플러 대학(Johannes Kepler University Linz)의 과학자들은 페로브스카이트(CaTiO3)와 유기물 전극을 이용한 초박막 플렉서블 태양전지(ultrathin highly flexible perovskite solar cell)를 개발했다. 이들이 저널 네이처 메터리얼스(Nature Materials)에 보고한 내용에 따르면 이 초박막 태양전지의 두께는 적혈구와 비교할 만한 3㎛에 불과하다. (적혈구는 지름 7~8㎛에 가장자리 두께가 2~3㎛ 수준) 이 태양전지의 에너지 변환 효율은 12%로 높지 않지만, 대신 극도로 가벼워 120W의 전력을 생산하는 데 필요한 태양전지의 무게가 5.2g에 불과한 수준이다. 여기에 얇은 필름 형식으로 제조할 수 있어 웨어러블 기기나 플렉서블 제품과 쉽게 통합할 수 있다. 예를 들면 앞서 말한 무인기 외에도 시곗줄에서 전력을 생산하는 스마트 시계나 종이처럼 작게 접었다가 펼치는 형태의 휴대용 태양전지가 가능하다. 물론 그 이외에도 여러 영역에서 가능성이 열려 있다. 현재 상용화의 가장 큰 걸림돌은 생산성이다. 지금은 10cm의 짧은 필름 형식으로만 제작할 수 있다. 연구팀은 이를 이용해서 하늘을 나는 태양광 무인기를 테스트했다. (위의 사진) 앞으로 경제적으로 대량 생산이 가능한 초박막 플렉서블 태양 전지가 상용화되면 고고도 태양광 무인기를 비롯해 여러 분야에서 혁신이 가능할 것으로 기대된다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

지구과학은 대학수학능력시험에서 선택하는 학생이 갈수록 늘고 있는 과목이다. 지난해 수능에서 자연계 과학탐구 응시자 23만 377명 가운데 지구과학Ⅰ을 선택한 수험생은 8만 4144명으로, 전년도 7만 8836명에 비해 5308명이 증가했다. 지구과학Ⅱ를 택한 수험생은 8898명으로 전년 1만 442명에 비해 1544명이 줄었다. 하지만 다른 과탐 영역의 Ⅱ 과목들보다는 감소율이 적었다. 지구과학 교과 내용은 크게 지질, 기상, 해양, 천문의 4개 영역으로 나뉜다. 과탐의 다른 과목에 비해 단원별 연결 고리가 약해 학습하는 측면에서는 어려움이 더 클 수 있다. 한 분야의 학습을 완성해도 나머지 세 개 분야는 새롭게 공부해야 한다고 볼 수 있다. 따라서 분야별로 적절한 학습의 양과 깊이를 조절하지 못하면 많은 양을 많은 시간에 걸쳐 학습해야 하므로, 학습에 대한 배분이 무엇보다 중요하다. 지구과학Ⅰ은 기초, 지구과학Ⅱ는 심화 과정이다. 수준은 달라도 내용이 상당히 겹치기 때문에 Ⅰ, Ⅱ를 동시에 선택했을 때에는 연계 학습까지 고려해야 한다. 지구과학Ⅰ은 최근 수능에서 교과 개념을 정확하게 이해하고 있으면 어렵지 않게 해결할 수 있는 문항들이 주로 출제된다. 자료도 개념 학습 과정에서 보았던 자료들과 같거나 유사한 것들이 제시돼 큰 어려움은 없는 편이다. 출제 안의 범위에서 고르게 출제되고 있으며, 고난도 문항이 3~4문항 정도 나온다. 기출문제의 유형에서 크게 벗어나지 않고 있기 때문에 올해 수능에서도 이를 유념하는 게 좋다. 지구과학Ⅱ도 개념을 정확하게 이해해야 해결할 수 있는 문항이 주로 출제됐다. 상위권 변별을 위한 고난도 문항이 적정하게 안배돼 출제됐다. 그 밖에는 대체로 쉬운 수준으로 출제됐다. 다만 지구과학Ⅱ의 2014, 2015 수능 모두 푄 현상에 대하여 묻는 문항이 가장 어렵게 출제됐으니 참고하자. 상위권 수험생들은 지구과학Ⅰ에서 고난도 2~3문제에 주목해야 만점을 받을 수 있다. 천구의 좌표계나 행성 운동에 관한 케플러의 법칙, 대기 대순환, 기후 변화 이론, 엘니뇨와 관련된 기상 변화 등 심화 주제들에 대해 정리하고 반복 학습하는 것이 필요하다. 중위권 수험생들의 경우, 항상 실수하는 영역을 파악하고 실수한 문제에서 놓치는 개념이 어떤 것인지를 찾아서 대비하는 전략이 필요하다. 중하위권은 다소 시간이 걸리더라도 시험에 자주 출제되는 용어부터 정리하고 기출문제를 통해 개념 정리를 할 필요가 있다. 용어와 지구과학 현상을 하나하나 정리한다면 기출문제에 대한 이해와 문제 풀이가 가능해진다. 지구과학Ⅱ는 불확실한 기본 개념에 대한 정리가 선행돼야 한다. 주로 3점 배점으로 출제된 고난도 문제와 관련해 기출문제의 부족한 개념을 정리하는 것도 좋은 방법이다. 교과 내용에서는 별의 특성, 별의 진화, 은하와 우주 등 오답률이 높은 내용 위주로 개념을 정리하고 고난도 문제 풀이로 개념을 이해했는지 확인하자. 중위권은 지구과학Ⅰ과 마찬가지로 계속해서 틀리는 영역과 유형을 찾아서 실수를 줄이는 훈련을 하도록 한다. 실수한 문제의 개념과 유사한 다른 기출문제를 통해 개념을 확실하게 다지고 넘어가야 한다. 중하위권은 남은 시간이 적어 불안한 마음이 더 커질 수 있다. 이럴수록 무조건 문제 위주 학습보다는 기출문제를 통해 부족한 개념과 용어, 자연현상을 이해하고, 자신 있는 분야의 기본 내용을 체계적으로 정리하는 지혜가 필요하다.

태양전지(Photovoltaic cell)는 차세대 청정 에너지원으로 크게 주목받고 있다. 그런데 사실 무한히 사용할 수 있는 청정 에너지원이라는 것 이외에도 태양 전지에는 여러 가지 가능성이 있다. 예를 들어 하늘을 나는 고고도 무인기의 경우 태양 전지 패널을 탑재해 몇 달이고 전력을 공급하면서 임무를 수행할 수 있다. 아직은 꿈의 영역이지만, 이런 태양광 무인기가 가능하다면 통신 위성을 보완할 차세대 무선 통신 수단이 될 수 있다. 하지만 아직 극복해야 할 기술적 문제가 있다. 태양광 유인기인 솔라 임펄스 2의 경우 130㎛ 두께의 태양전지를 탑재했는데, 날개가 대형 제트기 수준이라 무게가 상당하다. 다른 소재와 달리 태양전지의 경량화가 어렵기 때문이다. 오스트리아의 요하네스 케플러 대학(Johannes Kepler University Linz)의 과학자들은 페로브스카이트(CaTiO3)와 유기물 전극을 이용한 초박막 플렉서블 태양전지(ultrathin highly flexible perovskite solar cell)를 개발했다. 이들이 저널 네이처 메터리얼스(Nature Materials)에 보고한 내용에 따르면 이 초박막 태양전지의 두께는 적혈구와 비교할 만한 3㎛에 불과하다. (적혈구는 지름 7~8㎛에 가장자리 두께가 2~3㎛ 수준) 이 태양전지의 에너지 변환 효율은 12%로 높지 않지만, 대신 극도로 가벼워 120W의 전력을 생산하는 데 필요한 태양전지의 무게가 5.2g에 불과한 수준이다. 여기에 얇은 필름 형식으로 제조할 수 있어 웨어러블 기기나 플렉서블 제품과 쉽게 통합할 수 있다. 예를 들면 앞서 말한 무인기 외에도 시곗줄에서 전력을 생산하는 스마트 시계나 종이처럼 작게 접었다가 펼치는 형태의 휴대용 태양전지가 가능하다. 물론 그 이외에도 여러 영역에서 가능성이 열려 있다. 현재 상용화의 가장 큰 걸림돌은 생산성이다. 지금은 10cm의 짧은 필름 형식으로만 제작할 수 있다. 연구팀은 이를 이용해서 하늘을 나는 태양광 무인기를 테스트했다. (위의 사진) 앞으로 경제적으로 대량 생산이 가능한 초박막 플렉서블 태양 전지가 상용화되면 고고도 태양광 무인기를 비롯해 여러 분야에서 혁신이 가능할 것으로 기대된다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

-인류의 위대한 거보 내딛은 천문학자 케플러 20세기 천문학의 영웅 허블이 온갖 행운을 타고난 사람이라면, 17세기 천문학의 영웅 요하네스 케플러는 온갖 불행을 껴안고 태어난 사람이었다. 코페르니쿠스 이후 최고의 천재 천문학자로 꼽히는 케플러이지만, 그의 생애는 가난과 질병, 전쟁, 추방으로 점철된, 비참하기 이를 데 없는 삶이었다. 우선 그의 불행 목록을 잠시 요약해보기로 하자. 요하네스 케플러는 코페르니쿠스의 지동설이 발표된 지 28년 후인 1571년 12월 27일, 독일의 작은 도시 바일에서 태어났다. 칠삭둥이인데다 태어나면서부터 병약했다. 아버지는 “부도덕하고 거칠고 싸움꾼”인 용병이었고, 어머니는 술집 딸로 “성미가 까다롭고 수다스러운” 여자였다.(케플러의 표현) 양친 누구로부터도 그다지 사랑을 받지 못한 케플러는 4살 때 천연두를 앓아 그 후유증으로 근시에 복시(複視)까지 겹쳐 평생을 고통받으며 살았다. 내장기관도 좋지 않았고, 손가락도 온전하지 못해, 가족들이 보기에 장래에 선택할 수 있는 직업이라곤 성직자밖엔 없어 보였다. 아버지는 얼마 후 집을 떠나고는 다시는 돌아오지 않았다. 한마디로 모든 불운을 한 몸에 타고난 아이가 바로 어린 시절의 케플러였다. 가족들은 어린 케플러를 성직자로 만들기 위해 수도원 학교에 넣었다. 병약하고 내성적인 케플러가 동급생들에게 인기가 있을 리 없었다. 스스로도 “나는 성격도 별로 안 좋고...” 등등의 부정적인 묘사를 하기 일쑤였다. 아이들에게 왕따 당하거나 매 맞는 적도 드물지 않았다. 한마디로 3류 인생으로 온갖 멸시를 받으며 어린 시절을 보내야 했다. 그러나, 결코 무시할 수 없는 하나의 재능을 그는 갖고 있었다. 바로 명석한 두뇌였다. 그가 가난한 집안으로부터 거의 학비 지원을 받을 수 없었음에도 대학까지 갔던 것은 오로지 뛰어난 머리 덕분이었다. 항상 장학금을 받아냈던 것이다. 특히 수학에서 그는 발군의 재능을 보였다. 케플러는 대학에서 신학과 철학을 전공했지만, 틈틈이 수학과 천문학을 공부하며 과학적 지식을 쌓아나갔다. 수학의 천재였던 케플러는 프톨레마이오스 체계보다 코페르니쿠스 체계가 수학적으로 더욱 아름답다고 생각했다. 그는 유클리드 기하학을 배우면서 완전한 형상과 코스모스의 영광을 엿보았다는 느낌을 받았다. 그때의 심경을 케플러는 이렇게 표현했다. “기하학은 천지창조 이전부터 있었다. 기하학은 신의 뜻과 함께 영원히 공존한다. (...) 기하학은 천지창조의 본보기였다. (...) 기하학은 신 그 자체이다.” 대학을 졸업하고 신학 학위 과정에 들어가려 했던 케플러에게 그라츠의 한 개신교 학교에서 수학과 천문학을 가르쳐달라는 제안이 들어왔을 때, 22살의 그는 주저없이 목사의 길을 버리고 신학교를 떠났다. 그라츠에서 케플러에게 맡겨진 임무 중의 하나는 예언과 부합하도록 점성력(占星曆)을 뜯어고치는 일이었다. 당시 이런 일은 관행이었다. 16세기에는 천문학과 점성술은 그 경계가 모호했다. 케플러의 첫 달력이 나왔을 때 그가 예상치 못한 결과가 나타났다. 그는 터키의 침공과 추운 겨울을 예견했는데, 두 가지 예측이 모두 들어맞아 예언자로 명성을 얻게 되었던 것이다. 그는 살면서 궁할 때마다 점성술로 돌아오곤 했지만, 그 자신은 점성술을 믿지 않았다. 점성술에 대한 그의 한탄이 그것을 증명해준다. “점성술은 어머니인 천문학을 먹여살리는 슬픈 창녀일 뿐이다.” 케플러가 우주를 창조한 신의 마음을 알기 위한 기나긴 여행을 떠나게 된 것은 하나의 계시 때문이었다. 천문학의 일대 혁신을 가져온 계시의 순간은 어느 화창한 여름날 그가 학생들에게 기하학을 가르칠 때 찾아왔다. 행성들은 왜 코페르니쿠스가 알아낸 간격의 궤도만을 따라 도는가? 그 누구도 던져보지 못한 질문이었다. 케플러의 생각은 태양계 구조의 근본에까지 닿았던 것이다. 케플러는 행성 궤도와 기하학은 깊은 관련이 있을 거라는 자신의 가설을 입증하기 위해 기나긴 여정에 들어섰다. 그리고 이윽고 태양계의 비밀을 푸는 기하학적 열쇠를 손에 쥐었다고 확신했지만, 여전히 다른 의문들이 남아 있었다. ‘왜 바깥쪽 행성은 안쪽 행성보다 느리게 태양 둘레는 도는가?’ 이는 케플러 이전의 어떤 천문학자도 제기하지 않았던 문제였다. 케플러는 이에 대해 태양으로부터 나오는 빛과 같은 어떤 보이지 않는 힘이 행성들을 조종한다고 결론 내렸다. 케플러는 자신의 이런 이론을 담아 '우주의 신비'(1596)라는 제목으로 책을 출간, 여러 곳에 보냈다. 갈릴레오도 그 책을 받은 사람 중의 하나였지만, 서문만 읽어보고는 내용은 끝내 읽지 않았다. 반면 튀코 브레헤는 케플러의 이론에 감명받았을 뿐 아니라, 케플러의 ‘천재’를 알아보았다. '우주의 신비'는 케플러의 삶을 바꾸어놓았다. 시골 학교의 수학 선생에 지나지 않았던 케플러는 이 책으로 인해 유럽 천문학계에 어느 정도 이름이 알려졌고, 이것을 고리로 하여 황실 수학자이자 우라니엔보리 천문대장인 튀코 브라헤(1546~1601)의 초청을 받아 그와 같이 일하게 되었다. 역사상 가장 위대한 육안 관측 천문학자로 꼽히는 튀코는 당시 가장 정확하고 풍부한 행성 관측자료를 갖고 있었다. 그러나 그것을 요리할 만한 수학적인 밑천이 부족했다. 이에 반해, 케플러는 시력이 나빠 관측에는 약했지만, 강력한 이론적인 무기, 곧 수학을 갖고 있었다. 이런 면에서 본다면 둘은 어느 정도 궁합이 맞는 짝이라 할 수 있었다. 케플러의 '화성 전쟁' 케플러가 튀코의 조수로 가게 된 또 하나의 이유는 튀코가 가지고 있던 풍부한 관측자료에 있었다. 매의 눈을 가진 튀코는 망원경이 발명되기 35년 전부터 행성의 겉보기 운동을 측정하는 데 모든 것을 바친 인물이었다. 따라서 그가 행한 관측의 정밀도는 당대 최고였다. 54살의 튀코와 29살의 케플러의 만남은 그다지 부드럽지 못했다. 한 사람은 당대 최고의 기량을 자랑하는 관측의 귀재였고, 다른 한 사람은 제일의 이론가였다. 협력은 쉽지 않았다. 튀코의 경계심 때문이었다. 행인지 불행인지 케플러가 우라니엔보리에서 일한 지 18개월 만에 튀코는 병으로 급사했다. 어느 만찬에서 포도주를 과음한 뒤 소변을 참다가 방광염에 걸렸고, 그것이 악화되어 며칠 후 숨을 거둔 것이다. 브라헤는 숨을 거두기 직전 "내 삶이 헛되지 않았다고 하소서!" 하고 외친 튀코는 그토록 아끼던 관측자료를 케플러에게 모두 물려준다고 유언했다. 튀코가 죽은 후 케플러는 그 뒤를 이어 황실 수학자로 임명되었고, 튀코의 자료 분석에 밤낮 없이 매달렸다. 케플러가 가장 시간과 정열을 쏟아부었던 과제는 화성 궤도 계산이었다. 지구와 화성이 실제로 태양 주위를 어떤 식으로 운동하기에 화성이 우리 눈에 공중제비를 돌듯이 역행운동을 하는 것일까? 실제로 화성을 관측하노라면, 이제껏 왼쪽으로만 운행하던 화성이 어느 날부터 갑자기 오른쪽으로 방향을 틀어 움직이기 시작하는 것을 볼 수 있다. 그러다가 얼마 후엔 이윽고 다시 방향을 틀어 왼쪽으로 운행을 계속하는 것이다. 이것이 유명한 화성의 역행운동으로, 고래로부터 수많은 천문학자들로 하여금 머리를 싸매게 한 불가사의한 현상이었다. 기원전 6세기의 피타고라스부터 플라톤, 프톨레마이오스 등 모든 천문학자들이 행성들의 궤도는 원이라고 믿어 의심치 않았다. 원이야말로 가장 완벽한 기하학적 도형이므로, 완벽한 존재들인 천상의 천체들은 마땅히 원운동을 해야 하는 것이다. 갈릴레오, 튀코, 코페르니쿠스도 행성 궤도가 원이라는 데에 티끌만한 의심도 없었다. 케플러 역시 화성이 태양 주위를 원궤도에 따라 돈다고 간주하고 브라헤의 관측자료를 분석하고 궤도계산에 매달렸다. 쉽게 끝날 것 같았던 계산은 8년간이나 계속되었다. 그는 복잡하고 지루한 계산을 무려 70차례나 되풀이했다. 이른바 케플러의 ‘화성전쟁’이라 일컬어지는 지난한 작업이었다. 그는 자신의 책에서 이 과정을 지루하다고 느낄지도 모르는 독자를 위해 이런 각주를 달아두기까지 했다. “이 지루한 과정이 진력나시거든, 이런 계산을 적어도 70번이나 했던 저를 생각하시고 참아주십시오.” 케플러는 타원공식을 사용해 다시 자료분석을 시도했다. 그 공식은 고대 그리스의 페르가의 아폴로니오스(BC 262~190)가 처음 만들어낸 식이었다. 결과는 브라헤의 관측값과 완전 일치했다! 케플러는 탄성과 탄식을 함께 토해냈다. “자연의 진리가 나의 거부로 쫓겨났었지만, 인정을 받고자 겉모습을 바꾸고 슬그머니 뒷문으로 들어왔으니.... 아, 나야말로 정말 멍청이였구나!” 화성이 타원궤도를 돈다는 것은 이렇게 오랜 노역 끝에 얻어진 것이었다. 다른 행성들도 타원궤도를 돌지만, 화성보다는 훨씬 원에 가깝다. 태양은 타원궤도의 중심에 위치한 것이 아니라, 중심을 조금 벗어난 초점에 자리한다. 행성의 공전속도는 태양이 가까울수록 빨라지고 멀어질수록 느려진다. 이런 운동 때문에 행성이 태양을 향해 계속 떨어지는 중이지만, 결코 태양에 곤두박질하지는 않는다. ​우주의 이정표를 세우다 행성운동을 규정한 타원의 법칙과 동일면적의 법칙은 1609년에 그의 책 '새 천문학'에 발표했다. 그리고 그로부터 10년 후, '우주의 조화'에서 그의 제3법칙 조화의 법칙을 발표함으로써 케플러의 3대법칙은 완결되었다. 케플러 법칙을 문장으로 요약하면 다음과 같다. 1. 모든 행성의 궤도는 태양을 하나의 초점에 두는 타원궤도이다.2. 태양과 행성을 잇는 직선은 항상 일정한 넓이를 쓸고 지나간다.3. 행성의 공전주기의 제곱은 행성과 태양 사이 평균 거리의 세제곱에 비례한다. 케플러는 3대법칙을 완결한 후, 자신이 신이 우주를 설계한 논리를 발견했다고 믿었기 때문에 엄청난 희열감을 느꼈다. 행성운동의 법칙을 최초로 과학적으로 규명한 케플러 법칙은 행성운동의 거리와 시간관계를 밝힘으로써 60년 후 뉴턴의 중력 방정식을 선도한 것이기도 했다. 케플러는 놀랍게도 태양과 행성 사이에는 보이지 않는 어떤 힘이 작용하며, 행성운동의 근본 원인이 자기력과 유사한 성격의 것이라고 제안함으로써 중력 또는 만유인력을 예견했던 것이다. 이 점에 대해 '코스모스'의 저자 칼 세이건은 이렇게 말한 적이 있다. "뉴턴은 만유인력 법칙의 발견에 케플러의 신세를 엄청나게 졌다. 백 번을 감사하다는 말을 해도 모자랄 터인데, 그는 단 한 번도 케플러에게 감사의 말을 하지 않았다." 케플러는 연구가 수행되는 중에도 신변엔 고통이 떠나지 않았다. 1611년, 30년 전쟁의 군인들이 옮긴 전염병 탓에 그의 아내와 가장 사랑하던 아들이 세상을 떠났다. 엎친 데 덮친 격으로 그의 후견인이던 루돌프 황제가 폐위됨에 따라 케플러는 졸지에 일자리를 잃었다. 인류를 위한 우주로의 거보를 내디딘 존재였지만, 케플러의 만년은 흐린 겨울날처럼 스산했다. 30년 전쟁이 유럽을 휩쓰는 가운데 케플러는 모든 후원자를 잃고 가난에 내몰렸다. 그의 만년은 돈을 구하고 후원자를 찾는 피곤한 여정으로 메워졌다. 그러던 중 어느 추운 늦가을, 밀린 급료를 받기 위해 노구를 끌고 먼 길을 나섰다가, 독일 레겐스부르크에서 병을 얻어 며칠 고열에 시달리다 숨을 거두고 말았다. 1630년 11월 15일이었다. 향년 59세. 그날 밤 하늘에서 유성우가 내렸다고 한다. 출생에서부터 임종에 이르기까지 오로지 불우하기만 했던 이 거인의 유해는 성벽 밖 공동묘지에 쓸쓸히 묻혔다. 빗돌에는 그가 지은 다음과 같은 문장이 적혀 있었다. “어제는 하늘을 재더니, 오늘 나는 어둠을 재고 있다. 나는 뜻을 하늘로 뻗쳤혔지만, 육신은 땅에 남는구나.” 그러나 그의 무덤도 30년 전쟁 와중에 군대에 의해 훼손되어 사라지고 말았다. 케플러가 평생을 바쳐 고난과 싸우며 이룩해낸 그의 업적은 후세 과학사학자들에 의해 ‘과학혁명의 열쇠’라는 평가와 함께 케플러를 그 혁명의 중심 인물로 올려놓았다. 과학사가 제임스 R. 뵐켈은 케플러의 업적이 갈릴레오의 업적보다 천문학적으로 더욱 중요하다고 평가했다. 케플러는 행성운동 법칙 제3법칙을 연구할 당시, 지구에 적용되는 측정 가능한 물리 법칙들이 다른 천체들에도 똑같이 적용된다는 점을 간파했고, 이로써 인류사 최초로 천체 운동에서 신비주의가 배제되었던 것이다. 코페르니쿠스에서 한 걸음 더 나아가 천상의 비밀을 보다 확실하게 세상에 내보인 케플러는 행성운동에 대한 최초의 과학적인 이론인 ‘케플러 법칙’을 정립함으로써 문자 그대로 우주로 향한 인류의 위대한 거보(巨步)를 내딛었다. 영국 물리학자 스티븐 호킹은 케플러의 삶을 이렇게 평했다. "만약 절대적인 엄밀함을 추구하면서 평생 동안 가장 헌신적인 삶을 산 사람에게 주는 상이 있다면, 독일의 천문학자 요하네스 케플러가 그 상을 받았을 것이다.” 2009년, 미항공우주국(NASA)은 케플러의 천문학에 대한 기여를 기리기 위해 우주 망원경에 케플러의 이름을 붙였다. 이것이 케플러 계획이다. 그리고 유엔은 갈릴레오가 최초로 망원경 천체관측을 행하고 케플러가 그의 '새 천문학'을 발간한 지 400주년 되는 2009년을 '세계천문의 해'로 정해 그를 기렸다. 그러나 무엇보다 후학인 칼 세이건의 다음과 같은 말이 케플러를 위한 최상의 찬사가 될 것이다. “우주 탐사선이 광대한 우주를 가로질러 외계로 달려갈 때, 사람이고 기계고 가릴 것 없이 확고부동한 이정표가 하나 있다. 그것은 케플러가 밝혀낸 행성운동에 관한 세 가지 법칙이다. 그의 평생에 걸친 수고로 그는 발견의 환희를 맛보았고, 우리는 우주의 이정표를 얻었다.” 이광식 통신원 joand999@naver.com

암석형 슈퍼 지구의 대기에 이산화탄소가 있다면 큰 바다를 가지고 있을 가능성이 있다는 주장이 제기되어 관심을 끌고 있다. 큰 바다를 품고 있을지도 모른다는 유쾌한 '혐의'를 받고 있는 외계 행성은 제2의 지구로 불리는 케플러-62f 행성. 이 암석형 행성은 지구보다 약 40% 정도 더 큰데, 만약 대기 중에 이산화탄소를 함유하고 있다면 물로 이루어진 큰 바다가 있을 가능성이 높다고 한다. 이산화탄소는 온실효과가 높은 기체로 행성의 온도를 따뜻하게 유지해줌으로써 바다가 형성될 수 있게 해줄 수 있기 때문이다. "이산화탄소의 농도가 높은 대기는 그 행성을 따뜻하게 하는 담요 역할을 하기 때문에 물로 된 바다가 있을 가능성이 아주 높다" 고 캘리포니아 대학의 아오마와 실즈 교수가 지난 7월 미국 시카고에서 열린 우주생물과학 컨퍼런스(Astrobiology Science Conference)에서 밝혔다. 1,200광년 떨어진 거문고자리에 있는 케플러-62 항성은 우리 태양의 3분의 2 정도 크기인 작은 별로서, 밝기도 태양의 5분의 1밖에 안 된다. 이 별 주위를 공전하는 5개의 행성들 중 2개, 곧 케플러-62e와 케플러-62f가 표면에 액체로 된 물이 존재할 수 있는 생명거주 가능지역의 궤도를 돌고 있다. 물은 생명체가 진화하는 데 필수적인 요소이다. 두 행성은 모두 지구보다 큰, 이른바 슈퍼 지구로서 공히 암석형 행성이다. 케플러-62f는 2013년 발견 당시부터 그 크기와 궤도가 가장 지구와 닮은 행성으로 밝혀져 제2의 지구로 불리어왔다. 또 다른 행성인 케플러-62e는 생명거주 가능지역의 안쪽 궤도를 돌고 있는 행성으로, 지구보다 약 60% 정도 더 크며, 공전주기는 지구 기준으로 122.4일이다. 실즈와 그 동료 과학자들이 궤도를 모델링해본 결과 이 행성에는 바다가 존재하기 어렵다는 사실을 알아냈다. 액체로 된 바다가 존재하기에는 이 행성의 온도가 너무 높기 때문이다. 케플러-62f는 62e에 비해 모성으로부터 더 멀리 떨어져 있다. 모성을 돌고 있는 5개의 행성 중 가장 바깥 궤도를 돌고 있는 케플러-62f는 지구 기준으로 267.3일마다 모성을 한 바퀴 공전한다. 지구와 비슷한 대기환경을 가졌을 경우 케플러-62e의 표면온도는 30도이고 케플러-62f는 -28도로 추정된다. ​ 실즈는 케플러-62f에 지구 유사 궤도와 이산화탄소가 포함된 대기 요소를 입력하고 모성에 대한 여러 각도의 기울기로 시뮬레이션해본 결과, 두 가지의 경우의 수를 찾아냈다. 그 하나는 지구와 같은 23도의 기울기에서는 물로 된 바다가 존재할 수 있다는 결론을, 그리고 그보다 심한 60도의 기울기에서는 표면이 온통 얼음으로 뒤덮인 스노볼 행성이 된다는 결론을 이끌어냈다. 어쨌든 맨 가장자리 궤도를 도는 시뮬레이션에서는 남반구가 여름철인 기간에 남극이 빙점 이상의 기온이 되는 것으로 나타났다. "이 남반구의 여름 기간에 표면의 얼음층이 녹아 바다가 될 수 있다는 결론이 나왔다" 고 실즈 박사는 밝혔다. 주기적인 얼음의 용해는 대기와 바다를 만들어내고, 여기에 모성으로부터의 복사가 작용하면 생명체를 빚어낼 수 있는 화학물질들을 만들어낼 수 있다고 과학자들은 생각하고 있다. 케플러-62f가 완전히 얼어붙은 행성인지 아니면 반쯤 언 행성인지는 아직 확실히 밝혀지지 않았지만, 대기 중에 충분한 이산화탄소가 존재한다면 행성을 따뜻히 덥혀 큰 바다를 품고 있을 가능성이 상당히 높다는 것이 이 연구를 이끈 과학자들이 내린 결론이다. 이에 대한 자세한 내용을 실은 논문은 곧 출판될 예정이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

무더위가 한창이던 지난달 14일 미국 항공우주국(NASA)의 심우주 탐사선 뉴허라이즌스호는 9년 동안 45억㎞를 비행한 끝에 명왕성의 1만 3000㎞ 앞까지 근접해 선명한 사진을 보내왔다. 뉴허라이즌스호의 성공은 우주탐사의 3.0 시대를 여는 뜻깊은 이정표라고 볼 수 있다. 1960~70년대 아폴로 우주선의 달 탐사가 우주탐사 1.0 시대의 개막을 알렸다면, 1980년대 우주왕복선의 개발과 1990년대 국제우주정거장 건설은 2.0 시대라고 볼 수 있다. 그리고 2015년 뉴허라이즌스의 성공은 우주탐사 3.0 시대의 개막이라고 볼 수 있다. 우주탐사 3.0 시대의 특징은 소형화된 고성능 첨단 장비로 무장해 태양계와 심우주의 생성 기원과 생명체를 탐사한다는 데 있다. 우주탐사 3.0 시대는 이미 우리에게 성큼 다가오고 있다. 1.0과 2.0 시대에 닦은 기술과 경험으로 다양한 분야의 과학적 탐사가 활발하게 진행되고 있다. 3.0 시대의 선두 주자인 뉴허라이즌스 탐사선은 무게가 478㎏으로 미국 NASA 기준에서는 소형급이지만 각종 최첨단 장비를 탑재해 심우주에서 임무를 성공적으로 수행하고 있다. 주 탑재체인 망원관측카메라(LORRI)는 무게가 8.6㎏에 불과하지만 1만 3000㎞ 거리에서 허블망원경보다 뛰어난 50m 해상도의 사진을 촬영할 수 있다. 또한 탑재한 방사선동위원소전지(RTG)는 10.9㎏의 산화플루토늄-238을 이용해 약 200W의 전력을 20년 이상 생산하여 심우주 탐사를 가능하게 한다. 뉴허라이즌스의 쾌거 10일 후 전 세계는 또 다른 우주과학의 경이로운 발견에 흥분했는데 2009년에 발사된 케플러망원경이 지구로부터 1400광년 떨어진 항성 주위를 도는 지구형 행성을 발견한 것이다. 이는 지금까지 발견된 5000여개의 심우주 행성 가운데 지구와 가장 유사한 행성이어서 의미가 크다. 이러한 발견에는 100만분의1의 항성 빛의 세기를 구별할 수 있는 고성능의 센서가 있었기에 가능했다. 태양계에서 생명체 탐사에 가장 앞선 선두 주자는 2012년에 화성에 착륙해 활약하고 있는 큐리어시티 로버다. 로버의 임무는 화성에 착륙해 기후와 지질조사를 수행하여 물의 존재와 역할을 파악하고 생명체의 존재 여부에 대해 탐사하는 것이다. 운이 좋다면 큐리어시티 로버가 수년 내 발견할 수 있고, 아니면 그다음 화성 탐사 로버인 마즈 2020 로버가 분명히 화성의 생명체 존재 여부에 대한 확실한 답을 줄 수 있을 것이다. 최소한 화석 형태의 미생물 화석을 발견할 가능성이 매우 크다. 우주탐사 3.0 시대의 과학기술과 발견은 우리에게 큰 영향을 미래에 미칠 것이다. 그 방향과 구체적인 내용은 예측이 불가능하다. 그러나 역설적으로 그렇기 때문에 새로운 것이 창조되는 것이며 경제적으로도 이익이 될 수 있다. 예측이 가능하다면 새롭지 않은 것이요, 또한 경제적으로도 의미가 없어지기 때문이다. 이것이 우주탐사 3.0 시대의 새로운 환경이다. 예를 들어 이러한 우주탐사 3.0 시대에는 고성능 탑재체의 활약이 중요한데, 최첨단 탑재 장비는 다른 우주탐사는 물론 산업, 환경, 의료, 안보와 국민안전 분야에 응용돼 널리 쓰일 수 있다. 특히 정보기술(IT)이 발전한 한국에는 최적의 신산업 분야가 될 수 있고 상대적으로 투자비용이 적으므로 젊은 과학기술자들이 바로 창업으로 연결할 수 있을 것이다. 화성에서 살아 있는 미생물이나 고대 생물체의 화석이 발견된다거나, 먼 지구형 행성에서 우리에게 보내는 전파가 포착된다면 지구에는 어떤 상황이 벌어질까. 이 발견은 50만년 전 우리의 원시인 조상이 불을 발견한 이래로 가장 큰 발견이 될 것이다. 아마도 지구상의 모든 종교, 철학, 과학은 근본적인 변화가 불가피할 것이고 이에 따라 문학과 예술도 큰 변화가 있을 것이다. 현재의 우주탐사는 우주 자체와 우주 생명체의 기원을 연구하는 깊은 철학적 의미를 가지고 진행되고 있다. 우리가 준비하고 있는 달 탐사도 우주탐사 3.0 시대에 걸맞은 첨단 고성능 탑재 장비를 싣도록 노력하고, 우주의 기원과 우주 생명체 존재 여부를 알기 위한 인류의 노력에 동참하는 방향으로 추진해야 할 것이다.

영화 ‘스타워즈’를 보면 주인공 루크 스카이워커가 살던 특이한 외계행성이 있다. 바로 태양이 두 개 뜨는 행성 ‘타투인’이다. 만약 이곳에서 하늘을 올려다 본다면 항상 대낮일 것 같은 '타투인' 행성이 최근 케플러 우주망원경을 통해 발견됐다. 지난 10일(현지시간) 미국 샌프란시스코 주립대학은 ‘골디락스 존’(Goldilocks zone·행성이 항성과 너무 가깝지도 멀지도 않은 적당한 지역)에 속하는 '케플러-453b'(Kepler-453b)가 두 개의 태양 주위를 도는 소위 타투인 행성이라고 발표했다. 지구에서 약 1,400광년 떨어진 거문고자리의 '케플러-453계'(system)에 위치한 케플러-453b는 태양계의 '큰형님' 목성과 토성같은 덩치 큰 가스형 행성이다. 이 때문에 케플러-453b가 골디락스 존에 속해있기는 하지만 생명체가 존재할 가능성은 없다. 역시나 놀라운 점은 케플러-453b가 두 개의 태양 주위를 공전한다는 점이다. 연구팀에 따르면 케플러-453b는 우리 태양에 각각 94%, 20%만한 크기의 항성을 지구달력으로 240일 만에 중력의 영향으로 인해 기우뚱한 모습으로 공전한다. 특히 이번 발견이 흥미로운 점은 이 행성을 찾아내는 과정이었다. 케플러-453b의 존재는 ‘트랜싯’(transit) 현상을 통해 밝혀냈는데 일반적으로 행성은 스스로 빛을 내지 못하기 때문에 주위 별 빛으로 그 존재가 확인된다. 행성이 항성 앞을 지나가는 경우 잠시 빛이 잠식되는 현상이 발견되는데 이같은 현상을 트랜싯이라 부른다. 연구를 이끈 스테판 케인 박사는 "만약 이번에 트랜싯을 관측하지 못했다면 적어도 2066년까지 케플러-453b를 발견하지 못했을 것" 이라면서 "적절한 타이밍을 잡지못해 행성을 찾지 못했을 뿐 우주에는 우리가 생각하는 것 이상의 수많은 쌍성 행성들이 존재한다"고 설명했다. 이어 "만약 케플러-453b가 지구와 같은 바위형 위성(달)을 가지고 있다면 골디락스 존에 속하기 때문에 그 안에 외계 생명체가 존재할 가능성도 있다"고 덧붙였다. 한편 지난해 미국 서던 코네티컷 주립 대학교 연구팀은 기묘한 모습의 타투인 행성이 전체 외계행성의 50%에 달할만큼 우주에 흔하디 흔하다는 연구결과를 발표한 바 있다. 이 연구를 이끈 엘리어트 호르히 박사는 “일반적인 예상보다 쌍성계 행성이 훨씬 많다는 것은 매우 흥미로운 일”이라면서 “아마 하나의 태양이 지면 다른 태양이 떠오르는 현상이 발생할 것으로 보이며 두개의 태양이 그 행성에 어떤 영향을 미칠지는 알 수 없다”고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

영화 ‘스타워즈’를 보면 주인공 루크 스카이워커가 살던 특이한 외계행성이 있다. 바로 태양이 두 개 뜨는 행성 ‘타투인’이다. 만약 이곳에서 하늘을 올려다 본다면 항상 대낮일 것 같은 '타투인' 행성이 최근 케플러 우주망원경을 통해 발견됐다. 지난 10일(현지시간) 미국 샌프란시스코 주립대학은 ‘골디락스 존’(Goldilocks zone·행성이 항성과 너무 가깝지도 멀지도 않은 적당한 지역)에 속하는 '케플러-453b'(Kepler-453b)가 두 개의 태양 주위를 도는 소위 타투인 행성이라고 발표했다. 지구에서 약 1,400광년 떨어진 거문고자리의 '케플러-453계'(system)에 위치한 케플러-453b는 태양계의 '큰형님' 목성과 토성같은 덩치 큰 가스형 행성이다. 이 때문에 케플러-453b가 골디락스 존에 속해있기는 하지만 생명체가 존재할 가능성은 없다. 역시나 놀라운 점은 케플러-453b가 두 개의 태양 주위를 공전한다는 점이다. 연구팀에 따르면 케플러-453b는 우리 태양에 각각 94%, 20%만한 크기의 항성을 지구달력으로 240일 만에 중력의 영향으로 인해 기우뚱한 모습으로 공전한다. 특히 이번 발견이 흥미로운 점은 이 행성을 찾아내는 과정이었다. 케플러-453b의 존재는 ‘트랜싯’(transit) 현상을 통해 밝혀냈는데 일반적으로 행성은 스스로 빛을 내지 못하기 때문에 주위 별 빛으로 그 존재가 확인된다. 행성이 항성 앞을 지나가는 경우 잠시 빛이 잠식되는 현상이 발견되는데 이같은 현상을 트랜싯이라 부른다. 연구를 이끈 스테판 케인 박사는 "만약 이번에 트랜싯을 관측하지 못했다면 적어도 2066년까지 케플러-453b를 발견하지 못했을 것" 이라면서 "적절한 타이밍을 잡지못해 행성을 찾지 못했을 뿐 우주에는 우리가 생각하는 것 이상의 수많은 쌍성 행성들이 존재한다"고 설명했다. 이어 "만약 케플러-453b가 지구와 같은 바위형 위성(달)을 가지고 있다면 골디락스 존에 속하기 때문에 그 안에 외계 생명체가 존재할 가능성도 있다"고 덧붙였다. 한편 지난해 미국 서던 코네티컷 주립 대학교 연구팀은 기묘한 모습의 타투인 행성이 전체 외계행성의 50%에 달할만큼 우주에 흔하디 흔하다는 연구결과를 발표한 바 있다. 이 연구를 이끈 엘리어트 호르히 박사는 “일반적인 예상보다 쌍성계 행성이 훨씬 많다는 것은 매우 흥미로운 일”이라면서 “아마 하나의 태양이 지면 다른 태양이 떠오르는 현상이 발생할 것으로 보이며 두개의 태양이 그 행성에 어떤 영향을 미칠지는 알 수 없다”고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

바티칸이 외계인의 존재를 인정했다고 영국 인디펜던트 등 해외 언론이 3일 보도했다. 보도에 따르면 최근 바티칸 소속 바티칸 천문대 측은 지구 이외의 또 다른 행성에 외계 생명체가 존재할 것으로 믿는다“고 밝혔다. 바티칸 천문대는 1582년부터 우주학을 연구해 왔으며, 최근 NASA가 공식 발표한 ‘제2의 지구’ 또는 ‘슈퍼지구’의 소식을 접한 뒤 이 같은 믿음이 더욱 굳어진 것으로 해석된다. 다만 바티칸 천문대는 “설사 우리 태양계 밖에 외계 생명체가 존재한다 해도 그들이 ‘제2의 예수’를 의미하는 것은 아니며, 예수의 몸을 통해 이 땅에 온 하느님은 인간”이라고 설명했다. 이 같은 발언을 한 바티칸 천문대 천문학자는 아르헨티나 코르도바대학을 졸업한 호세 가브리엘 후네스 신부다. 후네스 신부가 외계 생명체의 존재를 인정한다는 뜻을 밝힌 것은 이번이 처음은 아니다. 그는 2008년에도 “가톨릭 교리나 성경에서도 외계 생명체의 존재를 부인하는 내용은 없다”고 밝힌 바 있다. 티칸에서 외계 생명체에 관심을 가지는 성직자는 후네스 신부 외에 또 있다. 바로 프란치스코 교황이다. 프란치스코 교황은 지난 해 5월 바티칸 라디오 정규방송에서 “내일이라도 녹색 피부에 긴 코와 큰 귀를 가진 화성인이 세례받기를 원한다면 그렇게 할 것”이라면서 “세례받기를 원하는 이들에게 문을 닫으면 안된다”고 말했다. 외계 생명체의 존재 유무를 밝히는 것은 인류의 과제 중 하나로 꼽힌다. 지난달 NASA는 케플러우주망원경이 발견한 태양계 외부 행성 후보군을 추가로 발견했다면서 “또 하나의 지구를 찾았다”고 밝혔다. NASA는 지구에서 1400광년 떨어진 케플러 452b가 지구와 가장 닮은 행성이며, 태양과 매우 비슷한 특징의 모체 항성의 궤도를 돌고 있다고 설명했다. 공전주기 역시 386일로 지구와 비슷하다. 케플러 452b의 나이는 60억 년으로, 우리 태양보다 15억 년 더 오래됐다. 온도는 태양과 똑같은 수준인 것으로 추정된다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

얼마 전 미 항공우주국(NASA)은 '또 하나의 지구'로 알려진 슈퍼지구 ‘케플러-452b’를 발견했다고 발표해 세계적인 화제를 모았다. 지금까지 발견된 행성 중 가장 지구와 유사한 환경을 가졌을 것으로 추정되는 케플러-452b는 지구의 1.6배 크기로 무려 1400광년이나 떨어져 있어 사실 인류가 방문하는 것은 꿈 속에서나 가능하다. 그렇다면 인류의 머리로는 가늠되지 않는 이 우주에 과연 지구와 같은 슈퍼지구는 얼마나 있을까? 사실 이에 대해서는 추측만 있다. 지난 2월 호주국립대학(ANU) 과학자들은 우리 은하에만 슈퍼지구 숫자가 무려 2000억 개에 달한다는 계산서를 뽑아낸 바 있다. 이를 간단히 설명하면 우리 은하에는 약 1000억 개의 별(태양처럼 스스로 빛을 내는 항성)이 존재하고 한 별 당 평균 2개의 슈퍼지구가 있을 것으로 보고 계산한 것이다. 슈퍼지구가 되는 근거는 생명 서식 가능 구역으로 불리는 ‘골디락스 존’(Goldilocks zone)이 열쇠다. 곧 행성이 항성(태양)과 너무 가깝지도(뜨겁지도) 멀지도(춥지도) 않은 적당한 지역에 위치해 있을 경우 생명체가 존재 가능한 행성이 될 수 있다는 추측이다. 이와 달리 미국 버클리대학 연구원 앤드류 하워드는 케플러 우주망원경의 3년 간의 데이터를 바탕으로 우리은하에 약 200억개(± 8%)의 행성을 지구형 후보로 결론내렸지만 여전히 그 숫자는 상상을 추월한다. 현재까지 슈퍼지구 찾기 임무를 성실히 수행하고 있는 것이 바로 케플러 우주망원경이다. ‘외계 행성 사냥꾼’이라는 별명을 가진 케플러 우주 망원경은 지난 2009년 발사된 이후 현재까지 우리 은하에서 약 1000개의 외계행성을 찾아냈으며 확인을 기다리는 후보도 4175개에 달한다. 케플러 우주 망원경 이외에 다른 관측 기기로 확인된 외계 행성을 합치면 그 숫자는 1,855개를 넘어섰다.(2015년 1월 기준) 인류가 발견한 외계 행성 가운데 상당수가 케플러 우주 망원경의 활약으로 그 존재를 밝힌 셈. 　 이번에 발견된 ‘케플러-452b’도 그 중 하나로 지금까지 케플러 우주망원경이 발견한 슈퍼지구는 총 12개다.(그림 참조) 또한 다른 관측 기구로 발견된 슈퍼지구를 포함할 경우 그 숫자는 배이상 늘어난다. 앞으로 외계 행성과 그 안의 숨어있을 슈퍼지구 찾기는 차세대 행성 사냥꾼 'TESS'(Transiting Exoplanet Survey Satellite)가 맡는다. 오는 2017년 발사예정인 TESS는 사실상 임무가 종료된 케플러 우주망원경을 대신해 약 3000개 이상의 새 외계행성을 찾을 것으로 예상된다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

“이 드넓은 우주에서 지구에만 생명체가 존재한다면 엄청난 공간 낭비다.”(미국 천문학자 칼 세이건) 많은 사람들이 하늘을 쳐다볼 때마다 우주 어딘가에 우리와 비슷하거나 아니면 우리보다 더 뛰어난 외계 생명체가 있을 것이라고 상상한다. 이런 외계 생명체가 생존하기 위해서는 최소한 지구와 비슷한 환경이어야 할 것이다. 외계에서 지구와 비슷한 행성을 찾는 것은 어딘가 있을지 모르는 생명체를 찾기 위한 기본 조건이기도 하다. ●‘케플러와 다윈’ 지금도 외계 지구 탐색 중 지난 23일 미국 항공우주국(NASA)은 지구에서 빛의 속도로도 1400년을 가야 닿을 수 있는 1경 3254조㎞ 떨어진 백조자리에서 항성 ‘케플러452’와 그 주변을 도는 행성 ‘케플러452b’를 발견했다고 밝혔다. 케플러452b는 지구보다 1.6배 크고, 항성과 1억 5700만㎞ 떨어져 있으며 공전 주기도 385일로 모든 조건이 지구와 비슷한 행성이다. 케플러452b를 찾아낸 것은 대기권 밖 우주공간에 떠 있는 ‘케플러 우주망원경’이다. 행성 운동법칙을 발견한 17세기 독일 천문학자 요하네스 케플러의 이름에서 따온 케플러 우주망원경은 태양계 밖에 있는 지구 형태의 행성을 찾는 ‘케플러 미션’을 수행 중이다. 케플러는 372.5일 주기로 태양 주위를 공전하며 15만여개의 별을 관측하고 있다. 지구와 비슷한 형태의 외계 행성을 발견하는 것이 쉽지 않기 때문에 케플러는 넓은 영역을 동시 다발적으로 관찰하고 있다. 유럽우주국(ESA)도 케플러 미션과 비슷한 개념의 ‘다윈 프로젝트’를 진행하고 있다. 다윈은 지구에서 150만㎞ 상공에 천체망원경 네트워크를 구축해 외계에서 지구형 행성을 찾으며 생명체의 존재 가능성을 탐사하고 있다. ●미세한 빛과 중력의 변화가 행성 탐사 단서 천문학자들은 외계 행성을 찾는 것이 강력한 서치라이트 불빛 옆에 켜져 있는 미미한 백열전구의 빛을 구별해 내는 것만큼이나 어렵다고 입을 모은다. 그렇다면 어떻게 지구에서 멀리 떨어져 있는 곳의 행성을 찾을 수 있을까. 우선 별(항성)과 주위를 도는 행성의 빛의 미미한 변화를 통해 행성을 찾아낸다. 행성은 스스로 빛을 내지 못하고 항성의 빛을 받아 빛난다. 만약 항성 주변에 행성이 있다면 행성이 항성 주위를 돌 때 빛을 가리면 어두워지고, 빛을 반사하면 항성과 행성을 더한 만큼 밝아지게 된다. 케플러 우주망원경도 이런 빛반사 탐색 방식으로 외계 행성을 찾고 있다. 또 질량이 큰 행성은 중력도 크기 때문에 항성의 위치에도 미세하게 영향을 미친다. 지구에서 항성의 위치를 측정할 때 거리가 좁아지면 파장이 더 짧게(청색편이), 멀어지면 파장이 더 길게(적색편이) 관측되는 ‘도플러 효과’가 나타난다. 적색편이와 청색편이가 규칙적으로 관찰되는 항성이 있다면 주변에 큰 행성이 있다는 말이다. 아인슈타인의 일반상대성 이론을 적용해 행성의 존재를 추적하기도 한다. 빛도 중력에 따라 경로가 휘어지는데 이러한 빛의 휘어짐을 정밀하게 분석하는 것이다. 이 밖에도 별이 움직이는 경로를 추적하거나 전파신호를 내보내는 중성자별의 신호주기 변화를 측정해 행성을 찾아내기도 한다. ●“우주엔 수백만개 문명 존재 가능하다” 지난 20일 영국 왕립학회는 스티븐 호킹 케임브리지대 교수와 제프 머시 미국 버클리대 교수, 외계 지적생명체 탐사 프로젝트인 ‘세티’(SETI) 창설자 프랭크 드레이크 박사 등이 참여하는 새로운 외계 생명체 탐사프로젝트 ‘돌파구 계획’을 발표했다. 러시아 재벌인 유리 밀너는 이 프로젝트를 위해 10년간 1억 달러(약 1160억원)를 투자하겠다고 나서기도 했다. 이 프로젝트는 외계 생명체 신호를 찾는 ‘듣기’와 디지털 메시지를 외계로 쏘아 보내는 ‘메시징’ 프로그램으로 짜여 있다. 듣기 프로그램은 외계 생명체가 우주로 보냈을 수도 있는 신호들을 전파망원경으로 찾아 분석하는 것이고, 메시징은 디지털 메시지를 외계로 쏘아 보내는 것으로 기존에 세티에서도 해오던 것들이라 새로울 것은 없다. 단지 노력에 비해 성과가 없다 보니 투자가 줄어들고 있어 세계적인 과학자들과 새로운 투자자가 나서서 주목도를 높인 것이다. 이 프로젝트를 통해 우리가 만날 수 있는 외계 생명체는 얼마나 있을까. 이번 돌파구 계획에 참여하는 드레이크 박사는 1961년 미국 국립과학원 우주과학위원회에서 인간과 교신할 수 있는 지적인 외계 생명체 수를 계산하는 방정식인 ‘드레이크 방정식’을 발표한 바 있다. 드레이크 방정식에 들어가 있는 변수 중에는 은하에 있는 별의 개수와 행성을 갖는 항성의 비율 정도만 알려져 있을 뿐 나머지 변수들에 대해서는 정확한 정보가 없기 때문에 학자들에 따라 은하에 존재할 수 있는 문명의 수는 10개 정도에서 수백만개까지 다양하다. 답이 없는 문제를 찾는 무모한 프로젝트에 세계적인 과학자들이 뛰어든 이유에 대해 전문가들은 “외계의 지적 생명체를 찾고 지구와 같은 행성을 찾는 등 다양한 형태의 외계 탐사가 생명의 기원과 본질을 이해하는 데 도움을 주기 때문”이라며 “우주과학과 천문학에 대한 관심을 이끌어내 해당 분야에 대한 투자를 유도하기 위한 의도도 있다”고 설명한다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘케플러 452b 또 하나의 지구’ 인간이 사는 데 적합한 환경을 지녔을 개연성이 있는 ‘또 다른 지구’가 태양계 밖에서 최초로 발견됐다. 미국 항공우주국(NASA)은 백조자리에서 지구로부터 약 1천400 광년 떨어진 행성 ‘케플러-452b’를 발견했다고 23일 밝혔다. 지구 크기의 1.6배인 이 행성은 태양과 같은 ‘G2’형의 항성 주위를 돌고 있으며, 이 행성의 궤도는 액체 상태의 물이 표면에 존재할 수 있는 이 항성계 내의 ‘거주 가능 구역’에 있다. 이런 조건을 만족하며 지구 크기와 비슷한 외계 행성이 발견된 것은 이번이 처음이다. 케플러 452-b는 또 지금까지 발견된 ‘거주 가능 구역’ 행성들 중 가장 크기가 작다. NASA 과학 미션국 부국장 존 그런스펠드는 “다른 항성들이 행성을 갖고 있다는 사실을 발견한 지 20년이 되는 해에 케플러 외계행성 계획이 지구와 우리 태양을 가장 닮은 행성과 항상을 발견했다”고 설명했다. 그는 “이 흥분되는 결과는 우리가 지구 2.0을 찾는 데 한 걸음 더 다가가도록 해 주는 것”이라고 평가했다. 케플러-452b의 발견으로 지금까지 발견된 행성의 수는 1천30개가 됐다. 또 하나의 지구, 또 하나의 지구, 또 하나의 지구, 또 하나의 지구, 또 하나의 지구, 또 하나의 지구 사진 = 서울신문DB (또 하나의 지구) 뉴스팀 seoulen@seoul.co.kr

미항공우주국(NASA)는 23일 “‘행성 사냥꾼’으로 불리는 케플러우주망원경이 발견한 태양계 외부 행성 후보군을 추가로 발견했다”고 ‘또 하나의 지구’ 발견을 발표했다. NASA는 기자회견을 통해 “케플러망원경이 이미 발견한 행성 후보군 4175개에 500여 행성 후보군을 추가했으며, 지구와 비슷한 행성을 발견했다”고 밝혔다. 새 외부 행성에는 직경이 지구 직경의 두 배보다는 적은 12개 후보군이 포함됐다. 이 행성들은 생명이 존재할 가능성이 있는 영역에서 선회하고 있다고 한다. 생명 존재 가능 영역은 행성 표면에 물이 존재할 수 있는 범위를 말한다. NASA는 ‘케플러 452b’가 이 같은 후보군 가운데 행성으로 첫 확인됐으며 ‘지구와 가장 닮은 행성’이라고 전했다. 뉴스팀 seoulen@seoul.co.kr

미항공우주국(NASA)는 23일 “‘행성 사냥꾼’으로 불리는 케플러우주망원경이 발견한 태양계 외부 행성 후보군을 추가로 발견했다”고 ‘또 하나의 지구’ 발견을 발표했다. NASA는 기자회견을 통해 “케플러망원경이 이미 발견한 행성 후보군 4175개에 500여 행성 후보군을 추가했으며, 지구와 비슷한 행성을 발견했다”고 밝혔다. 새 외부 행성에는 직경이 지구 직경의 두 배보다는 적은 12개 후보군이 포함됐다. 이 행성들은 생명이 존재할 가능성이 있는 영역에서 선회하고 있다고 한다. 생명 존재 가능 영역은 행성 표면에 물이 존재할 수 있는 범위를 말한다. NASA는 ‘케플러 452b’가 이 같은 후보군 가운데 행성으로 첫 확인됐으며 ‘지구와 가장 닮은 행성’이라고 전했다. 뉴스팀 seoulen@seoul.co.kr

미항공우주국(NASA)는 23일 “‘행성 사냥꾼’으로 불리는 케플러우주망원경이 발견한 태양계 외부 행성 후보군을 추가로 발견했다”고 ‘또 하나의 지구’ 발견을 발표했다. NASA는 기자회견을 통해 “케플러망원경이 이미 발견한 행성 후보군 4175개에 500여 행성 후보군을 추가했으며, 지구와 비슷한 행성을 발견했다”고 밝혔다. 새 외부 행성에는 직경이 지구 직경의 두 배보다는 적은 12개 후보군이 포함됐다. 이 행성들은 생명이 존재할 가능성이 있는 영역에서 선회하고 있다고 한다. 생명 존재 가능 영역은 행성 표면에 물이 존재할 수 있는 범위를 말한다. NASA는 ‘케플러 452b’가 이 같은 후보군 가운데 행성으로 첫 확인됐으며 ‘지구와 가장 닮은 행성’이라고 전했다. 뉴스팀 seoulen@seoul.co.kr

미항공우주국(NASA)는 23일 “‘행성 사냥꾼’으로 불리는 케플러우주망원경이 발견한 태양계 외부 행성 후보군을 추가로 발견했다”고 ‘또 하나의 지구’ 발견을 발표했다. NASA는 기자회견을 통해 “케플러망원경이 이미 발견한 행성 후보군 4175개에 500여 행성 후보군을 추가했으며, 지구와 비슷한 행성을 발견했다”고 밝혔다. 새 외부 행성에는 직경이 지구 직경의 두 배보다는 적은 12개 후보군이 포함됐다. 이 행성들은 생명이 존재할 가능성이 있는 영역에서 선회하고 있다고 한다. 생명 존재 가능 영역은 행성 표면에 물이 존재할 수 있는 범위를 말한다. NASA는 ‘케플러 452b’가 이 같은 후보군 가운데 행성으로 첫 확인됐으며 ‘지구와 가장 닮은 행성’이라고 전했다. 뉴스팀 seoulen@seoul.co.kr

미항공우주국(NASA)는 23일 “‘행성 사냥꾼’으로 불리는 케플러우주망원경이 발견한 태양계 외부 행성 후보군을 추가로 발견했다”고 ‘또 하나의 지구’ 발견을 발표했다. NASA는 기자회견을 통해 “케플러망원경이 이미 발견한 행성 후보군 4175개에 500여 행성 후보군을 추가했으며, 지구와 비슷한 행성을 발견했다”고 밝혔다. 새 외부 행성에는 직경이 지구 직경의 두 배보다는 적은 12개 후보군이 포함됐다. 이 행성들은 생명이 존재할 가능성이 있는 영역에서 선회하고 있다고 한다. 생명 존재 가능 영역은 행성 표면에 물이 존재할 수 있는 범위를 말한다. NASA는 ‘케플러 452b’가 이 같은 후보군 가운데 행성으로 첫 확인됐으며 ‘지구와 가장 닮은 행성’이라고 전했다. 뉴스팀 seoulen@seoul.co.kr

미항공우주국(NASA)는 23일 “‘행성 사냥꾼’으로 불리는 케플러우주망원경이 발견한 태양계 외부 행성 후보군을 추가로 발견했다”고 ‘또 하나의 지구’ 발견을 발표했다. NASA는 기자회견을 통해 “케플러망원경이 이미 발견한 행성 후보군 4175개에 500여 행성 후보군을 추가했으며, 지구와 비슷한 행성을 발견했다”고 밝혔다. 새 외부 행성에는 직경이 지구 직경의 두 배보다는 적은 12개 후보군이 포함됐다. 이 행성들은 생명이 존재할 가능성이 있는 영역에서 선회하고 있다고 한다. 생명 존재 가능 영역은 행성 표면에 물이 존재할 수 있는 범위를 말한다. NASA는 ‘케플러 452b’가 이 같은 후보군 가운데 행성으로 첫 확인됐으며 ‘지구와 가장 닮은 행성’이라고 전했다. 뉴스팀 seoulen@seoul.co.kr

미항공우주국(NASA)는 23일 “‘행성 사냥꾼’으로 불리는 케플러우주망원경이 발견한 태양계 외부 행성 후보군을 추가로 발견했다”고 ‘또 하나의 지구’ 발견을 발표했다. NASA는 기자회견을 통해 “케플러망원경이 이미 발견한 행성 후보군 4175개에 500여 행성 후보군을 추가했으며, 지구와 비슷한 행성을 발견했다”고 밝혔다. 새 외부 행성에는 직경이 지구 직경의 두 배보다는 적은 12개 후보군이 포함됐다. 이 행성들은 생명이 존재할 가능성이 있는 영역에서 선회하고 있다고 한다. 생명 존재 가능 영역은 행성 표면에 물이 존재할 수 있는 범위를 말한다. NASA는 ‘케플러 452b’가 이 같은 후보군 가운데 행성으로 첫 확인됐으며 ‘지구와 가장 닮은 행성’이라고 전했다. 뉴스팀 seoulen@seoul.co.kr