허블 우주 망원경은 인류의 과학적 지식을 한 단계 넓힌 획기적인 성과로 손꼽힌다. 하지만 1990년에 발사한 허블 우주 망원경은 본래 목표했던 관측 기간을 크게 초과해 임무를 수행했고 이제 퇴역할 시기가 점점 다가오고 있다. 미 항공우주국(NASA)은 그 후계자로 역사상 가장 강력한 우주 망원경인 제임스 웹 우주 망원경을 준비 중이다. 비록 여러 차례 발사가 연기되고 개발비가 치솟으면서 위기를 겪기도 했지만, 다행히 개발이 거의 완료되어 2021년까지는 발사할 수 있을 것으로 보인다. 하지만 제임스 웹 우주 망원경 혼자서 모든 우주 관측 임무를 수행할 순 없다. 스피처, 케플러, 찬드라 X선 등 여러 가지 다른 목적의 우주 망원경이 허블 우주 망원경과 힘을 합쳐 우주를 탐사했듯이 제임스 웹 우주 망원경과 함께 할 우주 망원경들이 필요하다. NASA는 작년에 케플러 우주 망원경의 후계자인 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite)를 우주로 발사해 외계 행성 탐사 임무에 투입했다. 제임스 웹 우주 망원경은 그 뒤를 이어 2021년에 우주로 발사할 예정이다. 그리고 2020년대 중반, 이들과 함께 우주의 비밀을 밝힐 차세대 우주 망원경인 WFIRST(Wide Field Infrared Survey Telescope)가 발사될 예정이다. WFIRST는 최근 예비 설계 검토 작업을 마치고 최종 디자인 및 개발을 위한 예산을 확보했다. WFIRST는 허블 우주 망원경과 같은 2.4m 지름의 주경(primary mirror)을 지닌 우주 망원경이다. NASA가 6.5m 주경을 지닌 제임스 웹 우주 망원경보다 늦게 허블 우주 망원경과 같은 크기의 우주 망원경을 추가로 발사하는 데는 그럴 만한 이유가 있다. 망원경의 성능을 결정짓는 요소인 주경의 크기는 동일하지만, 이미지 센서의 크기가 비교할 수 없을 정도로 크고 성능도 강력하기 때문이다. WFIRST에 탑재될 2억 8800만 화소 이미지 센서는 허블 우주 망원경의 100배에 달하는 데이터를 한 번에 수집할 수 있다. WFIRST의 강력한 정보 수집 능력 덕분에 21세기 과학의 최대 미스터리 중 하나인 암흑 물질 및 암흑 에너지의 분포나 정체에 대한 결정적인 단서를 찾을 수 있을 것으로 기대된다. 막대한 정보를 지구로 전송하기 위해 WFIRST는 1.7m 크기의 고성능 안테나를 지니고 있으며 하루 1.375TB의 데이터를 전송할 수 있다.하지만 외계 행성을 연구하는 과학자에게 WFIRST는 더 특별한 의미가 있다. WFIRST는 별빛을 가리는 코로나그래프라는 장치가 설치된 우주 망원경으로 항성보다 10억배 어두운 행성을 찾을 수 있는 관측 능력을 지니고 있다. 흔히 외계 행성을 직접 관측하는 일은 서치 라이트 옆에 있는 반딧불 찾기에 비교된다. 행성이 별에 비해 너무 어두워서 지금까지 행성을 직접 관측한 경우는 매우 드물 뿐 아니라 관측 결과도 매우 제한적이었다. 특히 크기가 작은 지구형 행성을 직접 관측하기는 거의 불가능에 가까웠다. 하지만 WFIRST는 이제까지 추정만 할 수 있었던 외계 행성의 대기 성분이나 물의 존재, 표면 온도 등 여러 가지 정보를 실제로 측정할 수 있다. TESS가 지구와 흡사한 외계 행성을 발견하면 WFIRST는 이 행성이 실제로 지구와 비슷한 환경인지 검증할 수 있는 것이다. 2020년 중반 이후 제2의 지구 찾기가 본격화될 것으로 기대하는 이유다. 과학자들은 앞으로 10년 이내에 우주에 지구 같은 행성이 얼마나 흔하게 존재하는지, 외계 행성의 구성 성분이 태양계와 얼마나 비슷한지 더 자신 있게 말할 수 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

가을. 천체관측 시즌이 시작되었다. 날씨가 덥지도 춥지도 않아 야외활동을 하기에 더없이 좋은 계절, 때마침 하늘에서도 여러 가지 볼거리가 푸짐한 마당이 펼쳐지고 있다. 별과 행성들이 만드는 경이로운 우주쇼가 한 달 내내 밤하늘을 수놓을 예정이다. 간단한 천체망원경이나 쌍안경을 챙겨들고 자녀들과 함께 별밤을 같이 보내면서 우주의 신비와 아름다운 추억거리를 같이 엮어보도록 하자.　 9월 3일(화) 오후 11시까지 목성 대적점 관측 목성의 자전주기는 10시간밖에 안되므로 대적점은 3일 또는 4일 밤 3시간 동안 관찰할 수 있다. 대적점은 대기가 안정된 날 구경이 중간 이상의 망원경으로 보는 것이 바람직하다. 목성은 9월 3일 저녁 이후 11시까지 남서쪽 하늘 전갈자리의 안타레스 바로 위에서 찬란하게 빛난다. 갈릴레이 위성으로 알려진 목성의 4대 위성들이 나란히 늘어선 모습은 가히 환상적이다. 400년 전 갈릴레오 갈릴레이가 목성 주위를 도는 이 위성들을 발견함으로써 ‘모든 천체들은 지구를 중심으로 돈다’고 주장하던 천동설의 관짝에 마지막 대못을 박았다. 9월 6일(금) 저녁 목성이 달에 4도까지 접근한다 6일 저녁 남쪽 하늘에서 상현달은 밝게 빛나는 목성의 바로 오른쪽 옆에 접근하는데, 둘 사이의 간격은 손가락 4개 너비에 약간 못 미칠 정도이다. 각도로는 약 4도. 쌍안경으로 보면 한 시야(붉은 원) 안에 다 잡힌다. 해질녘부터 시작하여 몇 시간 동안 이 두 천체를 주의 깊게 관측해보면 달의 궤도가 행성에 더 가까이 다가가는 것을 볼 수 있다. 위쪽에 늘어선 별들은 뱀주인자리의 아랫자락 별들이다. 9월 7일(토) 저녁, 해왕성이 물병자리 파이별에 접근한다7일 저녁의 남동쪽 하늘에서 희미한 푸른 행성 해왕성의 궤도 운동은 맨눈으로 보이는 붉은 별인 물병자리 P파이(φ) 별에 매우 가까이 접근한다. 6일과 7일, 해왕성은 별에서 1분각 안에 있으며, 고배율 망원경으로 한 시야에 잡힌다. 보다 큰 망원경으로 보면 해왕성의 큰 달 트리톤을 관측할 수도 있다. 10일에는 해왕성이 태양의 정반대편에 놓이는 충의 위치에 간다. 9월 8일(일) 저녁, 달에 토성이 접근한다 8일 저녁 황혼 이후 토성이 남쪽 하늘에서 달의 왼쪽에 접근한다. 달은 보름달에 가까운 월령 10일이며, 둘은 사이좋은 자매처럼 밤새 함께 하늘을 가로지른다. 황혼부터 시작하여 몇 시간 동안 그것들을 관측해보면, 시간이 지날수록 달과 토성이 점점 더 가까이 접근하여 11시경에는 토성이 달의 뒤편으로 숨는 엄폐현상이 나타난다. 9월 13일(금), 수성과 금성이 접근한다 12일 일몰 후, 내부 행성인 수성과 금성이 아주 가까이 접근한다. 태양이 진 후 서쪽 수평선 위를 보면 밝은 금성 아래 보름달 크기(0.5도)보다 작은 간격을 주고 반짝이는 천체를 볼 수 있는데, 이것이 바로 태양에 가장 가까운 행성인 수성이다. 수성의 공전속도는 아주 빨라, 지구의 약 1.6배로 초속 48km나 된다. 따라서 12일에는 금성에서 오른쪽 아래로, 금요일에 금성에서 왼쪽으로 떨어진다. 쌍안경이나 일반 천체 망원경으로 관측하면 두 행성이 가까이 붙어 아름답게 반짝이는 광경을 즐길 수 있다. 수성은 태양에 너무 가까운 나머지 요하네스 케플러 같은 천문학자도 평생 수성을 못 봤다는 얘기가 전해질 만큼 관측하기가 쉽지 않다. 이번에 도전해 수성 관측에 성공한다면 당신은 인류의 1% 안에 확실히 들 수 있다. 9월 18일(수) 저녁, 천왕성이 달에 접근한다18일 저녁 하늘에서, 추석을 지나 이울기 시작하는 월령 19일의 달이 청록색의 행성 천왕성에 바짝 접근한다. 위치는 천왕성 아래 손바닥 너비 간격에 해당하는 6도 이내에 들어온다. 밝은 달빛이 어두운 천왕성을 압도하지만, 행성이 주변 별과 비교되는 위치를 기록한 후, 다음날 저녁 달이 그 자리를 떠난 후에 다시 한번 천왕성을 찾아보라. 1781년 4월, 영국의 음악가이자 아마추어 천문학자인 윌리엄 허셜이 최초로 발견함으로써 천문학사에 불멸의 이름을 남겼을 뿐더러 궁정 천문학자로 일약 수직적인 신분상승을 이루었던 천왕성에 당신도 도전해보기 바란다. 허셜은 그 자신 역시 딱 천왕성 공전주기인 84년을 살고 하늘로 떠났다. 9월 23일 오후 4시 49분 태양이 추분점을 지난다 23일 오후 4시 49분 태양은 천구의 추분점을 지나 적도를 건너 남반구로 이동함에 따라 북반구의 가을이 시작된다. 3월 춘분과 9월의 추분에는 낮과 밤의 길이는 동일하며, 태양은 정동에서 뜨고 정서쪽으로 진다. 9월 29일(일) 저녁, 수성과 스피카가 금성 근처에서 만난다 29일 일요일 저물녘 이후, 낮은 위도의 관측자들은 수성이 처녀자리의 밝은 일등성 스피카의 우상에서 반짝이는 광경을 볼 수 있다. 간격은 손가락 하나 남짓한 정도. 수성의 안시등급은 -0.24, 스피카는 0.95이므로, 수성이 스피카보다 약 3배 밝다. 별과 행성은 모두 쌍안경이나 일반 천체망원경으로 관측할 수 있지만, 해가 완전히 진 후 천문박명이 시작된 후에 관측하는 게 좋다. 두 천체의 오른쪽으로 손바닥만한 너비의 간격에 엄청 밝게 빛나는 금성이 자리잡고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지구에서 약 73광년 떨어진 항성 주위에서 외계행성 세 개가 발견됐다. 이들 행성은 먼지와 가스가 뭉쳐 행성을 형성하는 모형에서 ‘잃어버린 고리’일 수 있어 학계의 관심이 집중되고 있다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 등 국제 연구진이 미 항공우주국(NASA) 우주망원경 ‘테스’(TESS)를 사용해 적색왜성(M형 주계열성) ‘TOI-270’ 주위에서 슈퍼지구 1개와 미니 해왕성 2개를 발견했다고 세계적 학술지 네이처 자매지 ‘네이처 아스트로노미’(Nature Astronomy) 최신호(29일자)에 발표했다.지난 3월 화가자리에 있는 이 항성에서 가장 가까운 약 450만㎞(약 0.03AU) 떨어진 곳에서 발견된 슈퍼지구 ‘b 행성’(TOI-270 b)은 지름이 지구보다 약 1.2배 더 크다. 슈퍼지구는 지구보다 크지만 그 지름이 지구의 1.75배 이하이고 질량은 2~10배 정도인 암석형 행성을 말한다. 이 행성의 공전 주기는 3.4일로 항성과 바짝 붙어있어, 지구형 행성이지만 평균 온도가 약 254°C에 달해 생명체가 도저히 살 수 없는 곳으로 추정된다. 또 이 항성에서 750만㎞(약 0.05AU) 떨어진 첫 번째 미니 해왕성 ‘c 행성’(TOI-270 c)의 지름은 지구의 약 2.4배로 세 행성 중 가장 크다. 미니 해왕성은 지구 지름의 2~3.5배 사이의 행성으로 표면에 수소와 헬륨으로 된 기체를 지닌 가스형 행성이다. 이들은 해왕성이나 천왕성 같은 행성이지만, 기체가 적은 형태의 행성으로 추정된다. 공전 주기는 약 5.7일, 평균 온도는 약 150°C에 달한다. 두 번째 미니 해왕성 ‘d 행성’(TOI-270 d)은 모성에서 약 1100만㎞(약 0.07AU) 거리에 있으며 그 지름은 지구의 약 2.1배다. 공전 주기는 약 11.4일이며 평균 온도는 약 66°C다. 이에 대해 연구를 이끈 MIT 천체물리학자 막시밀리안 귄터 박사는 “항성 TOI-270은 곧 지구형 행성과 가스가 좀더 우세한 미니 해왕성 사이의 잃어버린 고리를 연구할 수 있게 해줄 것”이라면서 “왜냐하면 이 항성계에서는 이 모든 형태의 행성들이 같은 시스템(항성계)에서 형성됐기 때문”이라고 설명했다. 이는 태양계에 이들 행성처럼 지구와 해왕성 크기 사이에 속하는 행성이 없어 행성 행성의 비밀을 밝히는 데 도움이 된다는 얘기다. 따라서 연구진은 슈퍼지구와 두 미니 해왕성의 형성 경로가 같은지 아니면 다른지를 확인할 수 있기를 기대한다.이런 세 행성이 발견된 항성 TOI-270의 이름은 지난해 4월 발사된 뒤 관측 임무를 수행하고 있는 TESS가 발견한 천체들 가운데 행성을 거느릴 가능성이 높은 관심 천체(OI·Object of Interest) 중 270번째(270)라는 뜻에서 이런 약칭이 붙었다. 또한 연구진은 이 항성계 안에 더 많은 행성들이 숨겨져 있을 가능성이 높다고 추정한다. 그중 일부 행성은 생명체 거주 가능 공간에 있을지도 모른다. 귄터 박사는 “TOI-270은 외계행성 과학을 위한 진정한 디즈니랜드이자 TESS가 발견한 가장 중요한 항성계 중 하나”라면서 “이는 하나가 아닌 여러 이유로 뛰어난 실험실로 정말 사람들이 좋아할 요소를 다 갖췄다”고 말했다. 연구진은 앞으로 TESS보다 적외선 분해능이 뛰어난 차세대 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 배치되면 TOI-270에 관한 더 자세한 관측 연구에 집중할 계획이다.한편 TESS는 ‘천체면통과 외계행성 탐색 위성’(Transiting Exoplanet Survey Satellite)의 약자로 지난해 11월 퇴역한 케플러 우주망원경의 후임으로 그해 4월 발사됐다. TESS는 2년 동안 슈퍼지구를 포함해 1500개의 외계행성 후보 물질을 분류하는 임무를 수행한다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

차세대 ‘행성 사냥꾼'인 우주망원경 테스(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)가 역대 가장 작은 외계행성을 발견했다. 지난 17일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 지구와 화성 중간 사이즈의 새 외계행성을 발견했다는 연구결과를 학술지 ‘천문학저널'(The Astronomical Journal)에 발표했다. L 98-59b로 명명된 이 외계행성은 지구의 약 80% 크기로 TESS가 지금까지 발견한 것 중 가장 작다. 함께 발견된 '형제'인 L 98-59c와 L 98-59d는 각각 지구의 1.4배, 1.6배 크며 모두 항성 L 98-59 주위를 돈다. 우리의 태양 기준으로 약 35광년 떨어진 곳에 위치한 L 98-59는 태양 질량의 3분의 1 정도인 적색왜성으로 밝게 빛나지만 차가운 별이다.다만 NASA 측은 세 행성의 사이즈만 알아냈을 뿐 대기의 존재유무 등 세부적인 특징에 대해서는 추가적인 연구가 필요하다고 밝혔다. 논문의 선임저자인 고나드 우주비행센터와 세티 연구소 베슬린 코스토프 박사는 "이번 외계행성 발견은 TESS의 위대한 공학적, 과학적 업적"이라면서 "지구보다 작은 행성은 탐지하기가 어려우며 대기 연구를 위해서는 궤도 연구가 더 필요하다"고 설명했다. 　한편 지난해 4월 발사된 TESS는 지구 고궤도에 올라 13.7일에 한 바퀴 씩 지구를 돌면서 300~500광년 떨어진 별들을 집중 조사하고 있다. 특히 TESS에 ‘차세대’라는 명칭이 붙은 이유는 지금까지 임무를 수행해 온 케플러 우주망원경의 후임이기 때문으로 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓다. 케플러와 TESS가 이렇게 많은 별들 속 외계행성을 찾을 수 있는 이유는 식현상(transit)을 이용하기 때문이다. 천문학자들은 행성이 별 앞으로 지날 때 별의 밝기가 약간 감소하는 것을 포착해서 행성의 존재 유무를 확인한다. 이후 학자들은 추가 관측을 통해 외계 행성의 존재를 최종 판단하는데 향후 이 임무는 2021년 이후로 발사가 연기된 ‘제임스 웹 우주망원경’(JWST·James Webb Space Telescope)이 맡는다.　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

태양계 너무 외계에서 지구만한 크기의 행성 18개가 무더기로 발견됐다. 최근 독일 막스플랑크 연구소 등 공동연구팀은 지구보다 69% 작은 것부터 2배 정도 큰 사이즈까지 외계행성 18개를 발견했다는 연구결과를 ‘천문학 & 천체 물리학 저널’(the journal Astronomy & Astrophysics)에 발표했다. 지구만한 크기의 외계행성을 찾는 것은 생명체 존재 가능성이 있는 '슈퍼지구'를 찾는다는 점에서 의미가 있지만 이를 발견하는 것은 어렵다. 지금까지 천문학자들이 발견한 외계행성은 4000개 이상이지만 이중 96%는 지구보다 크다. 특히 그중 대다수는 태양계의 큰형님 목성이나 해왕성 만하다. 그러나 이는 실제 우주에 목성처럼 큰 행성이 대다수라는 것을 의미하지는 않는다. 지구와 같은 행성은 매우 작아 아직 발견하지 못했기 때문이다. 이번에 발견된 18개의 외계행성 중 지구보다 작은 것은 총 3개로 가장 작은 행성은 지구 사이즈의 69% 정도다. 특히 한 행성에는 지표면에 물이 존재할 가능성이 있다는 것이 연구팀의 설명이다. 흥미로운 점은 연구팀이 지난해 퇴역한 미 항공우주국(NASA)의 케플러우주망원경의 데이터를 재분석해 이같은 결과를 얻었다는 사실이다. 기존에 쓰던 케플러의 데이터에서 행성을 찾는 방식을 발전시켜 새로운 방법을 고안한 것. 학자들이 수많은 별들 속에서 외계행성을 찾을 수 있는 이유는 식현상(transit)을 이용하기 때문이다. 행성이 별 앞으로 지날 때 별의 밝기가 감소하는 것을 포착해서 행성의 존재 유무를 확인하는 것이다.그러나 막스플랑크 연구소는 이와같은 기본 원리를 적용했지만 식현상의 갑작스러운 변화를 찾기보다는 더 점진적인 조명과 밝기를 고려해 작은 행성의 존재 유무를 확인했다. 논문의 제1 저자인 르네 헬러 박사는 "기존에 사용해온 표준 검색 알고리즘은 밝기의 갑작스러운 변화를 확인한다"면서 "이 때문에 큰 행성들의 경우 밝기의 급격한 하락을 보여주며 그 존재를 분명하게 알려준다"고 설명했다. 이어 "지난 2014년 부터 2018년 사이 얻어진 케플러의 데이터를 재분석했으며 이 기간 중 적어도 하나의 행성을 가진 517개의 별을 식별했다"면서 "향후 케플러의 후계자인 차세대 ‘행성 사냥꾼’ 테스(TESS)가 우주에 숨겨진 지구와 같은 행성을 더 많이 찾아낼 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난 5월 4일은 영화 '스타워즈'를 사랑하는 전세계 팬들의 가장 큰 기념일인 '스타워즈 데이'다. 이는 영화 속 유명한 명대사인 ‘포스가 함께 하길'(May the force be with you)의 발음이 'May the 4th'와 유사하기 때문에 생긴 것으로 미국 캘리포니아 주의회는 이날을 스타워즈 데이로 공식 선포하기도 했다. 해외는 물론 국내에서도 스타워즈 데이를 기념하는 많은 이벤트가 열린 가운데 최근 미 항공우주국(NASA)도 흥미로운 글과 사진을 공개하며 이날을 축하했다. 먼저 스타워즈 속 주인공인 루크 스카이워커의 고향 행성인 ‘타투인’(Tatooine)의 현실판이다.흥미롭게도 루크가 사는 타투인은 태양이 2개 뜬다. 실제로 이같은 타투인 행성은 지난 2011년 케플러 우주망원경을 통해 사상 처음으로 포착됐다. 지구에서 200광년 떨어진 외계행성 ‘케플러-16b’가 그 주인공이다. 지구보다 8배 더 큰 것으로 추정되는 케플러-16b는 우리의 태양보다 작은 두 별을 동시에 돈다. 스타워즈가 처음 개봉됐을 때 타투인은 정말 영화에서나 가능한 것으로 생각됐으나 이제는 태양 2개를 넘어, 삼성계, 사성계, 심지어 오성계가 있다는 사실도 과학적 연구를 통해 밝혀졌다.스타워즈 속 제국군의 상징인 '데스 스타'도 실제로 존재한다. 물론 과학기술로 만들어진 요새는 아니지만 이와 똑같이 생긴 천체다. 토성으로부터 18만 6000km 떨어진 궤도를 22시간 37분 주기로 공전하는 위성 미마스(Mimas)가 그 주인공으로 거대한 크레이터가 눈동자처럼 보이기도 한다.이밖에도 NASA는 ‘스타워즈 에피소드5: 제국의 역습’의 초반 전투에 등장하는 눈으로 덮힌 차가운 행성인 '호스'(Hoth·정식 명칭은 OGLE-2005-BLG-390Lb), ‘스타워즈 에피소드 3: 시스의 복수’에서 아나킨 스카이워커와 오비완이 싸우는 장소인 화산행성 '무스타바'(Mustafar·정식명칭은 CoRoT-7b)의 현실판도 소개했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

새로운 세상을 찾아나선 차세대 ‘행성 사냥꾼’이 지구와 비슷한 크기의 외계행성을 찾아냈다. 지난 15일(현지시간) 미국 CNN 등 해외 주요언론은 지구에서 약 53광년 떨어진 항성계에서 지구만한 외계행성과 '형제' 행성이 새롭게 발견됐다고 보도했다. 우리 태양의 80% 정도 질량을 가진 항성 HD 21749 주위를 도는 이 외계행성의 이름은 HD 21749c. 항성을 단 8일 만에 공전할 만큼 바짝 붙어있는 HD 21749c는 지구 지름의 89%에 달하는 암석형 행성이다. 다만 HD 21749c는 암석형이면서 지구와 크기가 비슷한 특징이 있지만 표면온도가 427°C에 달해 생명체가 살기는 힘들어 보인다. 이에반해 함께 발견된 HD 21749b는 지구 질량의 23배, 반지름 기준 2.7배 크기의 가스형 행성이다. 태양계의 해왕성과 비슷해 '미니 해왕성'이라 불리지만 훨씬 더 따뜻하며 항성을 단 36일 만에 돈다. 이번 외계행성 발견이 언론의 주목을 받는 것은 차세대 행성 사냥꾼이라 불리는 미 항공우주국(NASA)의 우주망원경 ‘테스’(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)의 '작품'이기 때문이다.이번 연구를 이끈 미국 카네기 연구소 조한나 테스케 연구원은 "TESS가 발사된 지 1년 밖에 안됐지만 벌써 외계행성을 찾는 '게임 체인저' 역할을 하고 있다"면서 "우리은하에 지구만한 외계행성은 많지만 크기가 작아 발견하기 매우 어렵다"고 설명했다. 이어 "이번 외계행성 발견으로 앞으로 더 작은 항성에서 더 작은 행성을 찾아낼 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 보도에 따르면 이번 발견은 TESS가 찾아낸 10번째 외계행성으로 기록됐다.　 지난해 4월 발사된 TESS는 지구 고궤도에 올라 13.7일에 한 바퀴 씩 지구를 돌면서 300~500광년 떨어진 별들을 집중 조사하고 있다. 특히 TESS에 ‘차세대’라는 명칭이 붙은 이유는 지금까지 임무를 수행해 온 케플러 우주망원경의 후임이기 때문으로 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓다. 케플러와 TESS가 이렇게 많은 별들 속 외계행성을 찾을 수 있는 이유는 식현상(transit)을 이용하기 때문이다. 천문학자들은 행성이 별 앞으로 지날 때 별의 밝기가 약간 감소하는 것을 포착해서 행성의 존재 유무를 확인한다. 이후 학자들은 추가 관측을 통해 외계 행성의 존재를 최종 판단하는데 향후 이 임무는 2021년 이후로 발사가 연기된 ‘제임스 웹 우주망원경’(JWST·James Webb Space Telescope)이 맡는다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)의 행성 탐사 미션이 우선 순위가 높은 탐사표적의 목록을 얻었다. 천문학자들은 TESS 우주망원경의 제2지구 탐색작업을 돕기 위해 ‘거주 가능 행성 목록’을 작성했다고 8일(현지시간) 우주 전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. “생명체는 어떤 종류의 천체에도 존재할 수 있지만, 생명체를 지탱할 수 있는 종류는 우리 행성과 같은 천체이므로 지구와 비슷한 행성을 먼저 찾아보는 것이 타당하다”고 TESS 과학 팀원인 리사 캘터네거 코넬대 천문학 교수가 밝혔다. 목록을 작성한 새로운 연구를 이끈 캘터네거 교수는 “이 목록은 TESS에게 중요하다. 데이터를 다루는 누구나 가장 가까운 지구 유사체를 찾을 수 있는 별을 알고 싶어하기 때문”이라고 덧붙였다. 2018년 4월 18일에 발사된 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite)는 전임자인 케플러 우주망원경의 미션을 물려받아 태양의 이웃에 있는 수십만 개의 별들을 조사하고, 외계행성들이 모항성의 앞을 가로지를 때 일어나는 밝기의 감소를 검색하는 방법으로 외계행성을 찾아낸다. 이를 트랜싯 방법이라 하는데, NASA의 유명한 케플러 우주망원경은 이 기법을 사용해 현재까지 발견된 3750 개의 외계행성 중 약 70%를 발견했다. 미션이 끝나면 케플러보다 훨씬 더 많은 업적을 올릴 수 있을 것으로 기대되고 있는 TESS는 2년간의 주요 임무 중 약 40만 개의 별을 관찰할 것으로 예상된다. 그 별들이 모두 제2 지구를 가지고 있을 가능성이 같지 않은 만큼 이번 새 목록이 필요한 것이다. 캘터네거 교수와 그 동료들은 1822개의 별을 확인했으며, 이들 별은 TESS가 한 번의 트랜싯 방법으로 발견한 것으로, 크기는 지구의 2배 이하, 모항성으로부터의 복사선 조사량은 우리 지구와 비슷한 행성들이다. 이는 곧 행성의 표면 온도가 지구와 비슷하다는 뜻이다. 연구팀은 TESS가 지구 크기의 따뜻한 행성을 발견할 가능성이 높은 408개의 별을 강조했다. “내가 특히 좋아하는 새로운 별 408개가 있는데, 하나만 골라야 할 필요가 없다는 것이 놀랍다. 나는 수백 개의 별을 찾아다닌다”고 캘터네거 교수는 말했다. 이 새로운 별 목록에는 89억 달러가 투입된 제임스웹 우주망원경이 지속적으로 관측할 137개의 별이 포함되어 있다고 연구진은 밝혔다. 2021년 발사 예정인 제임스웹은 산소와 메탄 같은 ‘생체 신호(biosignature)’ 가스를 탐색하는 등, 가까운 외계행성 대기를 분석할 수 있을 것으로 기대된다. 캘터네거 교수는 “TESS가 우리 목록에 있는 수백 개의 별 주변에서 얼마나 많은 거주 가능 외계행성을 발견할지는 알 수 없지만 그럴 가능성은 충분히 있다”면서 “일부 연구에 따르면 우리 카탈로그에 있는 것과 같이 많은 거주 가능 암석 행성의 존재를 시사하고 있으며, 우리는 그러한 세계의 발견을 흥미진진하게 지켜보고 있다”고 덧붙였다. 이 연구는 지난달 ‘아스트로피지컬 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters)에 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지난해 발사된 미국항공우주국(NASA)의 차세대 행성사냥꾼 테스(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)가 태양계에는 존재하지 않는 독특한 행성인 뜨거운 토성형 외계행성을 발견해냈다. 141명의 과학자로 구성된 국제연구팀은 TESS가 보내온 초기 데이터를 분석해 ‘TOI 197.01’(TOI는 TESS Object of Interest의 약자)로 명명된 외계행성 후보를 확인하고 다른 망원경을 이용해 그 존재를 입증했다. 해당 외계행성은 태양과 유사한 별의 주변을 공전하는 외계행성으로 공전 주기는 14일에 불과하다. 모항성에서 워낙 가까워 표면 온도가 높기 때문에 뜨거운 토성이라고 부를 수 있다. 과학자들은 케플러 우주망원경을 통해 이런 형태의 가스행성을 여럿 찾아냈지만, 이 행성의 독특한 부분은 크기가 목성급이 아니라 토성급이라는 점이다. 행성의 지름은 지구의 9배 정도로 토성과 비슷하지만, 질량은 토성보다 작은 지구의 60배 정도다.(토성은 95배 정도) 따라서 밀도는 토성보다 더 작아 지구의 13분의 1에 불과하다. 이는 뜨거운 표면 온도와 연관이 있다. 뜨거워진 가스 때문에 행성이 부풀어 올라 본래는 토성과 해왕성 사이 질량을 지닌 가스행성이 토성만큼 커진 것이다. 아마도 우주에는 뜨거운 목성만큼이나 뜨거운 토성형 행성 역시 흔할 것으로 생각된다. 사실 이 행성 자체는 놀랍거나 특이한 발견은 아닐 수도 있다. 하지만 연구팀에 속한 스티브 카왈러 아이오와주립대 교수는 이번 발견이 소방호스에서 나오는 첫 번째 물과 같다고 설명했다. 다시 말해 앞으로 TESS 데이터에서 쏟아질 외계행성 데이터의 첫 결과물 중 하나라는 것이다. TESS가 관측을 시작한지는 1년이 채 지나지 않았고 과학자들은 이제 막 데이터를 받아 분석을 시작했을 뿐이다. 전세대 행성사냥꾼인 케플러보다 훨씬 많은 외계행성이 밝혀지는 것은 단지 시간 문제에 불과하다. TESS가 밝혀낼 외계행성 가운데는 제 2의 지구에 해당되는 외계행성도 적지 않을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

미국항공우주국(NASA)의 테스(TESS) 우주망원경이 가시적인 성진(별의 지진파) 현상을 보이는 항성의 주위를 공전하는 외계행성을 발견했다고 우주전문사이트 스페이스닷컴이 28일(현지시간) 보도했다. 이 발견이 NASA 과학자들의 관심을 집중시키는 이유는 TESS의 외계행성 탐사능력이 입증됐을 뿐만 아니라 이번에 발견된 외계행성의 성질을 더 정확하게 특징지을 수 있게 해주기 때문이다. 토성을 닮았지만 모항성과 너무 가까워 ‘뜨거운 토성’으로 불리는 이 행성은 TESS에 설치된 첨단 카메라들에 의해 포착됐다. 이에 대해 연구에 공동저자로 참여한 스티브 카발러 미 아이오와주립대 천문학과 교수는 성명을 통해 “이는 TESS에서 나온 첫 번째 자료에 불과하다”며 앞으로 더 놀라운 발견이 있을 것을 시사했다. 지난해 4월 18일 발사된 TESS는 전임자인 케플러 우주망원경의 임무를 물려받아 태양의 이웃에 있는 수십만 개의 별들을 조사하고, 외계행성들이 모항성의 앞을 가로지를 때 일어나는 밝기의 감소를 관측하는 방법으로 외계행성을 찾는다. 이를 트랜싯 법이라 하는데, NASA의 케플러 우주망원경은 이 기법으로 현재까지 발견된 3750개의 외계행성 중 약 70%를 발견했다. 그러나 TESS 임무에 참여한 과학자들은 TESS가 케플러보다 훨씬 더 많은 업적을 올릴 수 있을 것으로 기대한다. 케플러는 1차 임무 중 하늘의 한 작은 한 구역을 작업장으로 제한했지만, TESS는 계획된 2년간의 관측 동안 거의 모든 하늘을 샅샅이 조사할 계획이다. 이 조사는 하늘에 있는 20만 개의 가장 밝은 별에 중점을 둘 것이다. 말하자면 별지기들에게 친숙한 별자리의 거의 모든 별 주위를 뒤져 외계행성을 찾아낸다는 듯이다. 이들은 TESS가 지구 크기를 포함한 외계행성 약 1600개를 새로 발견해낼 것으로 추산하고 있다. TESS는 성진, 곧 별의 지진파를 감지할 수도 있는데, 지구의 지진파처럼 별을 관통하는 이런 현상이 일어날 경우 별의 밝기는 급격한 변화를 보인다. 성진은 모든 별에서 일어나는 현상으로 어느 정도 별을 요동시키지만 항상 발견할 수 있는 것은 아니다. 그러나 성진학자들은 이런 별의 떨림으로 해당 별의 질량과 나이 그리고 크기에 대한 유용한 정보를 얻어낸다. 그런 정보는 별의 궤도를 도는 행성에 관한 세부사항을 파악하는 데 도움이 된다. 이 연구에서 TESS 자료는 모항성 TOI-197의 나이가 약 50억 년이며, 크기는 태양보다 조금 더 크고, 적색거성(별의 후기 생애 단계)으로 변하기 시작한 것을 밝혔다. 이 별 주위를 돌고 있는 TOI-197.01 행성은 토성 크기의 가스 행성이지만, 태양계의 토성과는 달리 모항성에 너무 가까이 접근해 있어서 공전주기가 14일에 불과하다. 이 행성은 토성 크기의 외계행성으로는 아마 가장 정확하게 연구된 대상일 거라고 한 연구원은 밝혔다. TOI-197.01은 모항성에 너무 가까이 돌고 있으므로 불행하게도 적색거성으로 뜨거워지는 모항성에 의해 바짝 구워질 운명에 처해 있다. 천문학자들은 별이 팽창함에 따라 근접한 행성은 그 열기로 인해 크게 부풀어오를 수 있으며, TOI-197.01의 경우 케플러가 발견한 적색거성에 딸린 저밀도의 거대 가스 행성들처럼 팽대할 것으로 예측한다. 한편 이번 연구 논문은 출판 전 논문저장소 아카이브(arXiv)에 수록됐으며, 저명한 천문학 분야 학술지 ‘천문학 저널’(AJ·The Astronomical Journal) 최신호에 실릴 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

천문학자들은 지난 수십 년간 수천 개의 외계 행성을 발견했다. 초창기에는 관측 기술의 한계로 별에 가까이 위치해 표면 온도가 매우 높은 뜨거운 목성(hot Jupiter)형 외계 행성만 관측 가능했지만, 현재는 기술 발전로 매우 다양한 형태의 외계 행성이 발견되고 있다. 특히 작년부터 관측을 시작한 TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite)는 전임자인 케플러 우주 망원경보다 훨씬 강력한 성능으로 지구와 유사한 크기의 외계 행성을 다수 찾아낼 것으로 기대된다. 최근 하버드 스미스소니언 천체 물리학 연구소 (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)는 TESS 데이터를 분석해 지구형 외계 행성이지만, 공전 주기가 11시간에 불과한 외계 행성을 찾아내는 데 성공했다. 지름은 지구의 1.3배 정도로 지구보다 약간 크기만 표면 온도가 800K (섭씨 527도)에 달해 수성이나 금성보다 뜨겁기 때문에 생명체가 살 수 없는 환경이다. 그나마 이 외계 행성이 태양보다 많이 어두운 별 주변을 공전하기 때문에 표면 온도가 뜨거운 목성형 외계 행성보다 낮은 수준이다. 과학자들은 이 행성이 뜨거운 지구 (hot Earth)라는 새로운 분류의 외계 행성이라고 보고 있다. 이 행성의 공전 궤도는 모항성 지름의 7배 수준에 불과해 비율로 따지면 지구 – 달 거리보다 더 가깝다. 이렇게 가까운 거리에서 공전하면 아무리 어두운 별 근처라도 강력한 항성풍과 플레어 (별 표면에서 발생하는 폭발)에 의해 대기가 모두 사라졌을 것으로 예상된다. 하지만 나이가 젊은 행성이고 지구보다 큰 중력과 상대적으로 낮은 온도를 생각하면 아직 옅은 대기를 가지고 있을 가능성도 있다. 연구팀은 정확한 검증을 위해 후속 연구를 준비하고 있다. 어쩌면 지구형 행성의 대기가 항성풍과 방사선에 의해 벗겨져 나가는 보기 드문 장면을 포착할 수 있기 때문이다. 케플러의 후계자인 TESS는 활동을 시작한 후 1년도 되지 않아 여러 가지 과학적 성과를 거두고 있다. 수천 개의 외계 행성을 찾아낸 후 임무를 마감하고 작년에 퇴역한 케플러의 후계자 역할을 이미 톡톡히 하는 셈이다. 앞으로 지구와 매우 흡사한 외계 행성은 물론 새로운 형태의 외계 행성이 TESS에 의해 여럿 발견될 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

-다음 돌아올 핼리 혜성을 볼 수 있는 사람은? 남쪽의 튀코 우주에 조금만 관심이 있는 사람이라면 핼리 혜성을 모르는 이는 없을 것이다. 핼리 혜성의 존재를 최초로 밝힌 것으로 유명한 에드먼드 핼리는 영국의 천문학자로, 지구 물리학, 수학, 기상학 및 물리학 분야에서도 중요한 발견들을 해낸 다용도 과학자다. 1656년 11월 8일 영국 런던에서 부유한 사업가 집안에서 태어난 핼리는 어려서는 집에서 가정교사에게 공부하다가 17세가 된 1673년 옥스퍼드 대학에 입학했다. 핼리는 입지(立志)가 빨랐던 인물이다. 일찍이 천문학에 꽂혀 20살 때 그리니치 천문대에서 개인적인 관측을 마음대로 할 수 있게 되자 다니던 옥스퍼드 대학을 그만두고 아프리카 서해안의 세인트헬레나 섬으로 가는 배에 올랐다. 1677년 11월 7일 수성이 지구와 태양 사이의 일직선상에 놓이는 태양면 통과(transit) 현상의 관측과, 아직까지 한번도 시도되지 않았던 남반구 별들을 관측하기 위해서였다. 거기서 핼리는 수성의 태양면 통과를 관측하고 진자실험(振子實驗)을 했다. 22살 때 귀국한 그는 341개 남반구 별들의 정보를 실은 '남천 항성목록'을 출판한 데 이어, '행성의 궤도에 대하여'라는 논문으로 명성을 쌓았다. 영국와 찰스 2세는 옥스퍼드에 핼리에게 석사학위를 주라는 칙령을 내렸다. 중퇴자에게 석사학위를 준 전례가 없었기 때문에 대학 당국은 한동안 망설였지만 칙령을 무시할 수는 없었다. 결국 핼리는 대학 중퇴자로서 석사학위를 받았을 뿐더러, 왕립협회 회원으로 천거되어 당당한 천문학자로 입신했다. 그때 핼리의 나이 22살로, 최연소 왕립협회 회원이었다. 왕실 천문학자이자 그리니치 천문대장인 존 플램스티드는 핼리를 ‘남쪽의 튀코’라고 불렀다. 덴마크의 천문학자로 역사상 최고의 육안 관측자로 꼽히는 튀코 브라헤에 비견한 것이다. 크리스마스 전날 밤에 돌아온 핼리 혜성 영국으로 돌아온 지 4년째가 되던 핼리는 그의 삶에서 전기가 된 천문학적 사건을 맞게 되었다. 장대한 꼬리를 가진 대혜성이 출현한 것이다! 오늘날 핼리 혜성이라 불리는 것이다. 고대로부터 혜성은 불길한 징조로 여겨져왔다. 핼리의 시대에도 혜성은 재앙을 알리기 위해 하늘로부터 파견된 사자라는 믿음이 널리 퍼져 있었다. 하지만 뉴턴의 친구인 핼리는 누구보다 만유인력을 잘 이해하고 있었다. 우주의 모든 천체는 만유인력의 영향을 받는다. 이는 곧 혜성이 태양을 향해 떨어져가다가 이윽고 태양을 유턴할 것이다. 말하자면 타원형 궤도를 도는 것이다. 핼리는 헤성에 관한 과거의 기록들을 샅샅이 조사했다. 그 결과, 꼭 76년 전인 1607년, 그리고 다시 76년 전인 1531년에 밝은 혜성이 나타났다는 사실을 알 수 있었다. 또 그전의 기록들에도 밝은 혜성이 75년 내지 76년을 주기로 관측되었다. 1607년의 혜성에 대해 요하네스 케플러는 “무한에서 무한으로 직선으로 움직인다”는 결론을 내리고 있었다. 그러나 핼리는 위의 혜성들이 모두 같은 것이라고 확신하고, 이 혜성은 약 3/4세기의 공전주기로 거대한 타원을 그리며 태양 둘레를 도는 태양계의 일원이라는 결론을 내렸다. 주기가 좀 차이나는 것은 목성의 인력 때문이라고 생각했다. 핼리는 1705년 뉴턴의 역학을 적용해 그 궤도를 산정하여 '혜성 천문학 총론'>이란 책을 펴냈다. 핼리의 추측이 맞다면, 1682년 밤 인류에게 엄청난 흥분을 불러일으킬 혜성은 다음에는 1758년 말이나 1759년 초에 돌아올 것으로 예상되었다. 핼리가 그때까지 산다면 102살이다. 핼리는 다음과 같은 글을 남겼다. “만약 우리가 예측한 바가 맞다면, 이 혜성은 1758년경에 다시 돌아와야 한다. 그때 우리의 정직한 후손들은 이 혜성이 영국인에 의해 최초로 발견되었음에 감사히 여길 것이다.” 핼리 혜성의 다음 회귀년은 2061년 핼리는 86살로 세상을 떠났다. 따라서 자신의 예언이 맞았는지는 확인하지 못했다. 그러나 이 예언은 정말로 성취되었다! 1758년 천문학계는 혜성에 대한 기대와 흥분으로 가득 차 있었다. 이윽고 혜성은 크리스마스 전날 밤 그 아름다운 모습을 나타내며 접근해왔다. 하늘에 나타난 ‘혜성의 귀환’을 맨 먼저 본 사람은 천문학자가 아니라, 아마추어 별지기인 독일의 한 농부였다. 그는 성탄 전야에 망원경을 들여다보다가 물고기자리 근처에서 빛나는 한 점을 발견했다. 그후 이 대혜성은 핼리 혜성이라고 불리게 되었다. 핼리의 공적에 의해서 혜성 중에 주기적인 것이 있다는 것을 비로소 알게 되었다. 고대의 기록을 알아보면, 지금까지 29회의 출현기록이 남아 있는데, 가장 오래 된 기록은 기원전 467년 중국 주대(周代)의 문서에서 찾아볼 수 있다. 1910년에 이어 1986년 지구에 출현한 핼리는 소련의 베가 1호, 유럽 우주기구의 지오트 탐사기, 일본의 플래닛 탐사기 등의 카메라에 의하여 얼음에 덮인 핵과 꼬리를 선명하게 드러냈다. 핼리 혜성의 다음 방문은 2061년으로 예약되어 있다. 현재 지구 행성에서 살고 있는 70억 인구 중 2분의 1은 그때 핼리 혜성이 태양을 향해 달려가는 장관을 볼 수 없을 것이다. 핼리 혜성은 앞으로 약 1천 번 더 회귀할 것이며, 7만 6000 년 후에 수명을 다하게 된다. ​ 핼리가 천문학에 끼친 다른 큰 영향은 항성의 고유운동 발견이다. 그는 시리우스와 아르크투루스, 알데바란의 위치가 1850년 전 고대 그리스 천문학자 히파르코스가 기록했던 위치에서 30분(1/2도) 이상 움직인 것을 발견했다. 핼리는 이것을 바탕으로 별들이 움직였다는 결론을 내렸다. 이 고유운동의 발견은 수정구에 별들이 박혀 있다고 주장한 천동설의 관에 마지막 대못을 박은 것이나 같았다. 핼리는 다재다능하여 그의 과학적 업적도 여러 방면에 걸쳐 이루어졌다. 그중 하나는 최초로 과학적인 인간의 사망률표를 만든 것으로, 이는 그후 생명보험회사들이 보험료를 산출하는 데 기초가 되었으며, 인구 통계학의 시초가 되었다. 그밖에도 뉴턴의 '프린키피아' 탄생에 결정적인 역할을 한 인물도 바로 핼리였다. 성질 까칠한 뉴턴이 만유인력의 우선권을 놓고 로버트 훅과 마찰을 빚은 나머지 프린키피아 집필을 거부했다. 핼리는 뉴턴과 훅 사이를 원만히 조절하여 뉴턴으로 하여금 다시 집필하게 하고, 원고 교정을 기꺼이 떠맡았을 뿐만 아니라, 자금이 모자라는 왕립협회를 대신하여 사비로 책을 출판하기까지 했다. 핼리가 아니었다면 '프린키피아'는 자칫 햇빛을 보지 못했을 수도 있다는 점을 생각하면, 인류 과학 발전에 끼친 핼리의 공적은 적지 않다 할 것이다. 핼리는 1703년 모교인 옥스퍼드 대학의 천문학 교수가 되었고, 64살인 1720년에는 플램스티드의 뒤를 이어 2대 그리니치 천문대 대장에 취임했다. 1742년 1월, 그가 평생을 보냈던 그리니치 천문대에서 삶을 마감했다. 향년 86세. 손에는 포도주 한 잔이 쥐어져 있었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

태양계의 목성, 토성과 유사한 외계행성들이 차세대 ‘행성 사냥꾼’의 도움으로 새롭게 발견됐다. 최근 미국 컬럼비아대학 연구팀은 지구에서 583광년 떨어진 곳에 위치한 작은 항성 주위를 도는 2개의 가스형 행성을 발견했다는 연구결과를 내놨다. 우리 태양 질량의 약 87%, 지름으로는 84%로 작은 이 항성의 이름은 'TOI-216'. 이번에 발견된 것은 TOI-216의 주위를 도는 2개의 행성으로 각각의 이름은 'TOI-216b', 'TOI-216c'다. 먼저 TOI-216b는 지구와 비교하면 질량은 26배, 크기는 8.2배로, 항성의 주위를 단 17일 만에 돌만큼 바짝 붙어있다. 그 거리는 0.13AU(1AU=1억4900만㎞)로 태양과 수성 사이 거리의 3분의 1 수준. 이 때문에 행성의 표면도 항성의 영향을 받아 뜨거운데 온도는 357℃ 정도다. TOI-216b보다 바깥쪽 궤도를 도는 TOI-216c는 이보다 더 크다. 지구와 비교해보면 질량은 190배, 크기는 11.3배나 더 큰 TOI-216c는 항성과 0.2AU 떨어져있다. 표면 온도는 224℃로 추정되며 이곳의 1년은 34.6일이다.　 연구를 이끈 컬럼비아대 천문학과 데이비드 키핑 교수는 "두 행성 모두 목성과 토성처럼 부피가 크지만 지구와 같은 암석형이 아닌 가스형"이라면서 "두 행성의 존재가 아직 공식적으로 인정받은 것은 아니지만 그곳에 두 행성이 있는 것은 거의 확실하다"고 설명했다. 이어 "이번 발견은 새로운 천체 사냥꾼인 테스(TESS)의 데이터를 이용해 가능했다"고 덧붙였다.지난해 4월 발사된 미 항공우주국(NASA)의 우주망원경 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite)는 지구 고궤도에 올라 13.7일에 한 바퀴 씩 지구를 돌면서 300~500광년 떨어진 별들을 집중 조사하고 있다. 특히 TESS에 ‘차세대’라는 명칭이 붙은 이유는 지금까지 임무를 수행해 온 케플러 우주망원경의 후임이기 때문이다. 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓은 TESS는 20만 개의 별이 조사 범위다. 케플러와 TESS가 이렇게 많은 별들 속 외계행성을 찾을 수 있는 이유는 식현상(transit)을 이용하기 때문이다. 천문학자들은 행성이 별 앞으로 지날 때 별의 밝기가 약간 감소하는 것을 포착해서 행성의 존재 유무를 확인한다. 이후 학자들은 추가 관측을 통해 외계 행성의 존재를 최종 판단하는데 향후 이 임무는 2021년 이후로 발사가 연기된 ‘제임스 웹 우주망원경’(JWST·James Webb Space Telescope)이 맡는다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

외계 태양계를 주시하던 과학자들이 거대 충돌의 증거를 가지고 있는 한 쌍의 행성을 발견했다. 증거는 다름아닌 두 행성의 커다란 밀도의 차이다. 문제의 두 이웃 행성은 크기면에서는 비슷하지만, 한쪽 행성이 다른 행성보다 밀도가 두 배 이상 높다. 이 같은 심한 밀도 불균형을 측정한 연구자들은 그 이유를 두 행성의 충돌이라고 예측하고 있다. 거대한 충돌로 인해 두 행성 중 하나에서 밀도가 낮은 맨틀의 대부분이 뜯겨져 나갔기 때문에 이 같은 밀도 차가 존재하게 된 것으로 보고 있다. 2014년에 처음 발견된 이 행성은 다른 두 행성과 함께 케플러-107(Kepler-107)이라는 별을 공전하고 있다. 안쪽 궤도를 도는 두 행성인 케플러-107b와 c는 거의 같은 크기인 것으로 보이며, 과학자들은 새로운 연구에서 두 행성의 질량을 결정하기 위해 다시 관측에 나섰다. 두 행성은 최초로 케플러 우주망원경에 의해 발견되었다. 케플러 망원경은 행성이 모항성 앞을 지날 때 그 엄폐로 인해 모항성의 밝기가 변하는 것을 포착하는 방법으로 외계행성의 존재를 탐지하는데, 이를 ‘트랜싯 방법’이라 한다. 이러한 밝기의 차는 별과 행성의 상대적 크기에 비례한다. 그러나 외계행성을 확인하는 데 일반적으로 사용되는 다른 기술은 방사형 속도법(radial velocity method)으로, 행성의 중력에 의해 발생하는 별의 미세한 흔들림을 추적하여 행성의 질량을 추정할 수 기법이다. 연구팀이 두 유형의 측정을 결합해본 결과, 안쪽 궤도의 두 케플러-107 행성이 서로 뚜렷하게 다르다는 것을 발견했다. 그리고 이 시스템에서 밀도가 높은 행성이 낮은 밀도의 행성보다 별에서 멀리 떨어져 있다는 점이 특히 흥미롭다고 생각했다.일반적으로는 밀도가 높은 행성이 모항성에 가까운 궤도를 돌게 마련인데, 이 특이한 한 쌍은 반대 현상을 보이고 있는 것이다. 연구자들은 내부 행성의 밀도가 더 높아질 수 있는 여러 가지 잠재적인 메커니즘을 생각해냈는데, 가장 유력한 원인으로, 거대 충돌이 케플러-107c의 저밀도 바깥층을 벗겨냄으로써 그처럼 높은 밀도를 갖게 되었다는 것이다. 이런 거대 충돌 가설이 어쩌면 비정상적으로 들릴 수도 있지만, 우리 태양계만 보더라도 수많은 충돌의 역사를 가지고 있다. 덩치에 비해 비정상적으로 거대한 수성의 핵이나 지구와 달의 비슷한 조성, 그리고 궤도면에 누운 채 공전하는 천왕성의 기이한 자세 등은 모두 충돌과 밀접하게 관련된 증거들이다. 우주에는 이런 폭력적인 충돌이 다반사이다. 심지어 블랙홀끼리도 충돌한다. 우리는 얼마 전 심우주에서 블랙홀이 충돌하여 발생시킨 중력파를 검출하기도 했다. 지난달 미국천문학회 회의에서 연구자들은 NGC 2547-ID8이라는 별 주변에 두 차례 관찰된 파편 구름이 커다란 소행성 충돌에 의한 것일 가능성이 가장 높다고 주장했다. 태양계는 생각보다 어지러운 장소인 것 같다. 이 연구는 ‘네이처 아스트로노미’ 저널 2월 4일자에 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

2월 밤하늘을 수놓을 행성들부지런한 사람이라면 이달에 8개 태양계 행성 중 7개를 보는 호강을 누릴 수 있다. 수성과 금성, 화성, 목성, 토성, 천왕성 그리고 당신 발밑에 있는 지구 행성이다. 이달 상반기 동안 기울어가는 화성은 저물녘 행성으로 외롭게 빛나겠지만, 2월 중순 뒤로는 막 해가 진 서쪽 하늘에 밝게 빛나기 시작하는 수성과 만나게 된다. 한편, 동트기 직전 동남쪽 지평선 위로 금성과 목성 그리고 토성이 새벽의 하늘을 장식한다. 또한 2월 초의 첫 2~3일 사이에 그믐달이 마침내 이 행렬에 합류한다. 두 천체 사이의 각도를 측정할 때 팔을 쭉 편 채 주먹을 쥐면 주먹 크기가 약 10도가량 된다. 밝은 세 행성과 초승달이 얼마나 접근하는지 한번 알아보도록 하자. 이들 행성과 달의 이상적인 관측 시간, 위치 등을 안내한다. 수성 2월이 시작되면, 수성은 외합(外合)을 지나 태양이 지면 바로 지기 때문에 보기 힘들다. 하지만 2월 12일, 이 작고 빠른 행성은 가장 밝은 별인 시리우스보다 3배 어두운 -1.3 밝기에 이르며, 다음 몇 주 동안, 이 은밀한 행성은 저물녘에 서녘 하늘 높이 서서히 올라가 근일점(태양에 가장 가까운 궤도 지점)을 지난 다음 날인 27일 동방최대이각에 도달, 태양으로부터 18도까지 떨어진 지점에 이른다. 이때가 북반부 관측자에게는 수성을 관측하기가 가장 좋은 기회다. 왜냐하면 저물녘에 수성은 태양의 바로 위에서 황혼의 끝을 장식하기 때문이다. 수성은 -0.4의 밝기가 되며, 주변에는 밝은 천체가 거의 없기 때문에 찾아보기도 쉽다. 그러나 다음 8일 동안 광도 2로 급속히 어두워져서 관측하기가 훨씬 어려워진다. 평생 천문학을 연구한 요하네스 케플러도 수성을 보지는 못한 것으로 알려졌다. 이 기회에 보기 어려운 수성을 한번 관측하는 것도 좋은 추억이 될 것이다.금성 금성은 2월 내내 어두운 하늘에서라면 언제든 금방 눈에 띄는 행성이다. 그러나 금성과 일출의 간격은 3시간에서 2시간으로 줄어든다. 지구에서 점점 멀어지지만(2월 1일의 1억3000만㎞, 월말 1억6000만㎞), 밝기는 -4.2로 평균보다 약간 낮아진다. 그런데도 금성의 밝기는 압도적으로, 목성보다 거의 9배 더 밝다. 화성-천왕성 화성은 해가 진 후 남서쪽에서 밤마다 멋진 경관을 보여준다. 그러나 더는 화려하거나 타는 듯이 붉게 보이지는 않는다. 이달 들어 화성은 태양 주위를 도는 더 크고 느린 궤도에서 지구보다 계속 뒤처지는 바람에 밝기가 +0.9에서 +1.2로 떨어졌기 때문이다. 화성은 여전히 오렌지색으로 보이며, 반짝거리는 별보다 밝고 차분하게 빛난다. 화성은 별자리를 가로질러 동쪽으로 긴 행진을 계속하며, 13일에는 물고기자리에서 양자리로 이동한다. 화성 오른쪽에는 천왕성이 있는데, 천체망원경으로 쉽게 찾아볼 수 있다. 목성 행성의 왕인 목성은 2월 초 오전 3시 30분까지, 그리고 월말 오전 2시 직후까지 북반구 중위도의 별지기들이 관측할 만하게 하늘 높이 상승하지 않는다. 현재 목성은 황도 별자리가 아닌 뱀주인자리 경계 안 남쪽 낮은 곳에 있다. 목성이 거기서 나오면 북반구의 별지기들은 새벽하늘에 낮게 떠 있는 목성을 보게 될 것이다. 28일 아침 일출 2시간 전, 남동쪽 하늘을 보면 % 밝게 빛나는 초승달에서 2~3도의 낮은 왼쪽에서 밝게 빛나는 목성을 볼 수 있다.토성 토성은 해돋이와 함께 동녘에 떠오르는데, 이번 여름 느지막하게 저녁 행성으로 아름다운 자태를 드러낼 것이다. 2월 3일 일출 전 한 시간쯤 전 동남쪽 지평선 바로 위에 아주 얇은 초승달이 토성의 왼쪽 아래에서 빛나는 것을 볼 수 있다. 쌍안경으로 보면 더 잘 볼 수 있다. 금성은 토성의 오른쪽 위에서 약 17도 떨어진 곳에서 눈부시게 빛난다. 다음 2주 동안 이 두 행성은 아침마다 1도씩 사이를 좁혀가 18일에는 금성과 불과 1도 떨어진 거리에까지 접근한다. 쌍안경으로 보면 아름다운 두 행성의 자태를 즐길 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

지난해 11월 15일 미 항공우주국(NASA)의 케플러 우주망원경은 '굿나잇'(goodnight)이라는 최종신호를 받고 영면했지만 그 '유산'을 받은 연구는 현재 진행형이다. 지구에서 약 226광년 떨어진 황소자리에서 지구 2배 만한 크기의 외계행성이 발견됐다. 지난 7일(현지시간) NASA와 시카고 대학 출신 연구진들은 케플러 우주망원경의 데이터를 분석하는 과정에서 외계행성 'K2-288Bb'를 발견했다는 논문을 시애틀에서 열린 미 천문학회 연례회의에서 발표했다. 　 지구와 같은 암석형인지 혹은 해왕성 같은 가스형인지 아직 밝혀지지 않은 K2-288Bb는 지구의 1.9배 정도로 K2-288계(系)의 주위를 돈다. K2-288계는 별 중 가장 온도가 낮은 2개의 M타입(M-type) 별로 이루어져 있는데 서로의 거리는 무려 82억㎞다. 가장 밝은 별은 우리 태양과 비교하면 질량이 절반만 하며 다른 별은 3분의 1 수준이다. 이중 K2-288Bb는 작은 별을 31.3일이라는 짧은 시간 내에 공전한다. 논문의 주저자인 시카고 대학 대학원생 아디나 페인스테인은 "지구의 1.5~2배 만한 사이즈를 가진 외계행성은 매우 드물며 발견하기도 어렵다"면서 "향후 행성 진화를 연구하는데 있어 귀한 자료가 될 것"이라고 밝혔다. NASA에 따르면 이번에 굵직한 연구성과를 얻어낸 페인스테인은 지난 2017년 NASA 고다드 우주비행센터에서 인턴으로 일하며 케플러 우주망원경이 보내온 데이터를 분석해왔다. 이 과정에서 특별한 ‘트랜싯’(transit)을 찾아내면서 결과적으로 외계행성 발견이라는 큰 성과로 이어졌다.일반적으로 행성은 스스로 빛을 내지 않기 때문에 주위 별 빛으로 그 존재가 확인된다. 행성이 항성 앞을 지나가는 경우 잠시 빛이 잠식되는 현상이 발견되는데 이같은 현상을 트랜싯이라 부른다. 케플러 우주망원경은 이 기법을 사용해 현재까지 발견된 3750개의 외계행성 중 약 70%를 발견했다. 페인스테인은 "케플러 우주망원경의 방대한 데이터 속에서 이번과 같은 극도로 가치있는 발견을 하기란 쉽지않다"면서 "이 때문에 우리와 같은 전세계 시민 과학자들이 외계행성을 발견하는데 도움을 줄 수 있을 것"이라고 말했다. 한편 그간 수많은 외계행성을 찾아온 케플러 우주망원경은 지난해 11월 15일 9년 간의 임무를 마치고 퇴역했다. 지난 2009년 3월 발사된 케플러 우주망원경은 ‘행성 사냥꾼’이라는 별명답게 인류에게 우주에게 대한 새로운 지평을 열어줬다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

외계인이 이미 우리 지구를 방문했을 것이라는 주장이 담긴 보고서가 공개됐다. 폭스뉴스 등 해외 언론의 보도에 따르면 NASA 에임스 연구센터(NASA Ames Research Center) 소속 과학자인 실바노 P. 콜롬바노 박사가 최근 발표한 ‘SETI 연구 가이드를 위한 새로운 가정’이라는 제목의 연구 보고서에서 “우리는 외계인이 이미 지구를 방문했을 가능성이 있음을 인정해야 하며, 미확인비행물체(UFO)에 대해서도 다양한 가능성을 열어두고 연구해야 한다”고 주장했다. 콜롬바노 박사는 “외계인의 모습이나 정체, 그들의 수명은 우리가 기존에 예상했던 것과 다를 수 있다”면서 “외계인의 신체 사이즈는 극히 작아서 우리 눈에 쉽게 보이지 않을 수 있다”고 예측했다. 또 “현대 과학과 인간은 다른 행성에서 오는 외계생명체의 신호를 쫓는 것에만 너무 치중하는 경향이 있다”면서 “외계인이나 UFO 등을 대하는 태도에 문제가 있으며 특히 외계인에 대한 편협한 시각을 가지고 있다”고 지적했다. 이어 “우리가 찾고자 하는, 고도의 지적 능력을 가진 생명체는 우리처럼 탄소를 기반으로 하는 유기체에 의해 생성되지 않았을지도 모른다”면서 “물리학자들은 외계인과의 의사소통 여부 및 방법이나 지금과는 완전히 다른 미래의 사회에 대해 예측해야 하며, UFO 현상은 연구할 만한 가치가 있다고 여겨야 한다”고 덧붙였다. 콜롬바노 박사는 마지막으로 “우리는 최근 우주망원경 ‘케플러’를 통해 지구와 유사한 행성을 발견해 왔으며, 이는 우리가 또 다른 행성의 매우 구체적이고 명확한 생명체 존재 여부와 기술을 탐지하는데 관심을 갖도록 했다”면서 “하지만 내가 느끼기에 우리는 더욱 유연한 태도를 가질 필요가 있다”고 강조했다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

고천문학자 민병희 연구원이 말하는 고천문박물관 필요성 “기술은 집중 투자하면 단시간 추격…과학은 기초부터”“천문 관련 유물 복원·전시…단편 아닌 통시적 이해”“정체 파악 힘든 유물은 목륜…北은 이미 복원 전시중”“놀라운 유물은 경주 첨성대…1300여년된 동양 最古”“18세기 제작 아스롤라베에 서울 위도 새겨…日서 환수”“복원중인 옥루엔 당시 최첨단 과학 총동원…우주 담겨”“관상감 천문대, 현대건설 사옥 건설 탓에 위치 이동”“우리나라는 고천문(古天文)의 강국이 될 가능성이 충분합니다. 2천년 동안 꾸준히 적은 천문현상 기록도 수만건으로 풍부하고, 독창적인 유물도 많습니다. 기록으로만 전하는 고천문 유물을 복원해보니 오늘날 사용해도 될 정도로 정확도가 높습니다. 일반인들이 과학 지식과 그 발달 과정에 대해 보다 쉽게 접근할 수 있도록 하기 위해서는 고천문박물관 설립이 필요합니다.” 인류가 만든 구조물이 달을 거쳐 태양계를 넘어가는 21세기, ‘미신’처럼 보였던 고천문학을 연구하는 것이 무슨 소용이 있을까. 현대의 천문우주 연구도 벅찰텐데 고천문이라니…. 천문학자들은 인적이 없는 산꼭대기에 설치된 천문대에서 밤하늘의 별을 올려다보거나 별자리 운행을 계산하느라 컴퓨터와 씨름하는 것이 아닐까하는 생각이 들었다. 고천문학자는 이런 일을 하는 것도 아니고 순전히 한자로 된 책만 파고들지 않을까하는 선입견이 들었다. 지난 14일 서울 출장길에 오른 민병희(45) 한국천문연구원 고천문연구센터 선임연구원을 만났다. - 고천문, 어떤 사람들이 연구하나.☞ 대학에서 천문우주를 공부하고, 석·박사 과정도 이쪽으로 전공한 사람들입니다만 고천문학을 연구하는 사람은 국내에서 여남은 명뿐입니다. 큰 돈벌이가 되지 않으니…. 그리고 고천문학은 아주 한국적 표현입니다. 엄격히 말하면 천문기록을 통해 현대 천문학의 문제를 해결하는 ‘역사천문학’, 역사를 통해 천문학 발전 과정을 탐구하는 ‘천문역사학’, 유물 등 고고학적 자료를 바탕으로 고대 천문학적 문화를 추척하는 ‘고고천문학’ 등이 뒤섞인 말입니다. 천문학적 지식이 생활이 끼친 영향을 연구하는 ‘민속천문학’도 아우르고 있습니다. - 그런데, 고천문학과 점성술은 뿌리가 같지 않나.☞ 천문학은 하늘의 움직임 즉 별자리, 해와 달의 움직임을 통해 날짜를 정하고 시간을 계산했던거죠. 날짜를 정하는 것이 역법 곧 달력이었고, 국가나 개인의 운명을 예지하는 게 역술 내지 점성술이었던거죠. 한국 최초의 이학박사였던 이원철(1896~1963) 초대 국립중앙관상대 대장은 “점술은 미신”이라고 정의했습니다. 이후 천문학은 점성술을 제외했습니다만 최근에서야 점성술은 천문역사학이나 민속천문학에서 다뤄야 할 중요 대상으로 부상하고 있습니다. 점성술을 어떻게 과학적 코드로 받아들일 것이냐가 사실 고민거리입니다. - 고천문학을 하게 된 계기는.☞ 대학에서 전공을 천문우주로 하다보니…. 고천문학을 하고싶은 열병이나 심한 무병을 앓았던 것은 아니고, 한국천문연구원에 들어간지 얼마되지 않은 2009년쯤 세종대왕의 소간의(小簡儀·행성과 별의 좌표와 시간, 고도와 방위를 측정하는 기구) 복원 작업에 참여하게 됐습니다. 조선에서는 소간의를 바탕으로 혜성이나 객성(초신성·신성)을 관측하고 ‘측후단자(測候單子·관측한 내용을 기록한 문서)’를 남겼지요. 이들 천문현상 기록 중에는 한국에만 있는 것도 있었습니다. 그러면서 고천문학에 서서히 물들었던 거죠. 한글판 조선왕조 실록으로 이해가 되지 않는 부분은 원문을 보게 되었고, 한문을 더 잘 읽어내기 위해서 사서삼경도 읽기 시작했죠. 한문을 독학으로 공부했습니다만 요즘도 관상감에서 펴낸 책들을 읽으면서 한문 공부를 꾸준히 하고 있습니다.- 고천문박물관 건립 필요성을 주장하는데.☞ 현대도 마찬가지이지만 천문학은 과학 지식의 출발이자 발달 과정을 품고 있으며 집대성된 분야입니다. 과거 천문학을 통해 지식을 찾아가는 인류의 도전과 그렇게 얻은 지식을 인류 문명을 위해 접목한 과정을 미래 세대에 전달하기 위해 고천문박물관이 필요한 거죠. 기술은 집중적으로 투자하면 금방 선진국 수준으로 따라잡을 수 있을지 몰라도 과학은 기초부터 차근차근 밟아나가야 합니다. 과거 지식을 아는 것이 필수고요. 그래야 과학지식은 조금 더 앞으로 나갈 수 있습니다. 우리 조상의 천문 관련 기구나 유물을 복원해 체계적으로 전시하고…. 이를 통해 부분적 스토리가 아닌 통시적으로 이해할 수 있는 전거를 만들 수 있습니다. 고천문박물관은 영국, 중국, 오스트리아, 일본 심지어 터키까지도 있습니다. - 고대 천문학은 왕이나 왕실이 주도했다.☞ 왕은 하늘이 정한다거나 하늘의 아들이니 뭐니 해도 농경시대 일반 백성은 오늘의 무슨 날이며, 언제 씨를 뿌리고 거두는가 가장 중요했던 거죠. 이걸 왕이 역서(달력)를 만들어 오늘은 여름시작(立夏), 오늘은 동지(冬至) 등으로 알려줬습니다. 한양에선 시간도 북을 쳐서 알려주곤 했습니다. 왕의 역할이었던 거죠. 역서를 만들기 위해서는 관측하고, 자료를 모아 계산하고, 예측을 했던 거죠. 이게 과학의 토대지요. 왕이 없는 지금도 날짜의 시작과 계산법은 국가가 정합니다 대한민국의 연호는 서력기원(서기)로 한다는 ‘연호에 관한 법률’이 그 증좌입니다. 1948년 제헌국회는 단기(檀紀)를 사용한다며 연호에 관한 법률을 처음으로 정했다가 1962년에서야 서기로 변경한 겁니다.- 복원했던 천문관측 기구 가운데 가장 놀라웠던 것은.☞ 현종 10년(1669년), 송이영이 만든 자명종 시계인 혼천시계(渾天時計·고려대 소장)입니다. 이 시계는 매우 특이한 기계 시계로, 추를 동력으로 한 장치는 서양적이지만 혼천의가 달려 있는 건 한국 고유의 형식이지요. 이 시계의 근원을 쫓아가면 세종이 기획하고 장영실이 제작하였다는 ‘흠경각루(欽敬閣漏)’에 이릅니다. 흠경각루에는 물시계인 옥루기륜(玉漏機輪·일명 옥루)이 있었는데 현재 국립중앙과학관과 한국천문연구원이 복원 중에 있습니다. 당시 최첨단 과학이 다 집대성된 겁니다. 물시계인 옥루는 15세기 이슬람 과학이 유행시켰던 자동운행 인형을 응용한 것으로 동아시아의 걸작입니다. 외형은 산의 형태로, 시계 장치를 가리고 있습니다. 위에는 혼천의, 중간에는 시각을 알려주는 인형들, 아래에는 12지신과 농사짓는 백성이 있습니다. 이것 자체가 하나의 우주이고, 한글 창제 원리인 천지인(天地人) 정신이 녹아들어 있죠. 옥루는 북한이 1990년대 후반에 복원해 전시 중인 것으로 알고 있습니다. 사실, 우리는 조선왕조실록의 기록에는 옥루 내부의 자세한 설명이 없어 복원하는데 어려움을 겪고 있습니다. 그래서 북한에서 복원한 옥루와 국립중앙과학관 등이 개발하는 옥루가 서로 차이가 크게 날 것으로 보입니다. 남북한이 옥루 복원에 교류가 있기를 기대합니다. - 요즘 가장 복원에 공들이는 천문기구는.☞ 조선의 많은 천문관측기기 가운데 여전히 그 정체를 파악하기 힘든 것이 많습니다. 1525년(중종 20년)에 개발한 목륜(目輪)이 대표적인 난제지요. 왕조실록에는 “이순이 전에 혼의-혼상 감수관으로 관상감에 있으면서 ‘목륜’의 제도에 의해 제작한 것을 오늘 진상했습니다(李純向以渾儀渾象監修官, 在觀象監, 因‘目輪’之制, 而造作, 今日進上矣)’라고 간략하게 기록되어 있기 때문입니다. 오늘날 과학사학자들은 목륜이 이슬람 천문 관측기기 가운데 하나를 본 뜬 것이라는데 의견이 대체적으로 모입니다. 목륜의 대상이 아스트롤라베(astrolabe·천체 관측기구)인지, 토르퀘툼(torquetum·우주를 입체적으로 축소해 만든 천문 관측기구)인지 논란이 분분하지만, 최근에는 토르퀘툼이라는데 무게가 실리고 있습니다.- 우리나라의 가장 놀라운 우리 천문 기구는.☞ 실학박물관이 소장한 ‘혼개통헌의(渾蓋通憲儀)’입니다. 조선 후기 실학자 류금(1741~1788)이 제작한 이건 우리에겐 ‘아스트롤라베’로 많이 알려져 있는데, 아랍에서 유래했습니다. 우리나라를 비롯해 중국과 일본에 다 보급됐을 텐데, 아직 일본이나 중국에서는 발견됐다는 보고는 없습니다. 이 아스트롤라브가 ‘벽면사분의’로 개선되고 유럽에 전해져 ‘케플러 법칙’이 만들어지게 하는 등 현대 천문학을 열어젖힌 관측기구의 원형입니다. 세계적인 유물이죠. 일본인의 손에 들어갔다가 환수된 문화재여서 더욱 애착이 갑니다. 이 기구의 고리 위쪽에 ‘한양의 위도와 함께 약암 선생을 위해 만든 것(北極出地三十八度 乾隆丁未爲約菴尹先生製)’이라는 기록이 적혀 있어 한국으로 돌아오게 됐습니다. 한양 즉 서울의 위도가 38도로 적혀있었던 겁니다. 우리나라에서 특히 가장 놀라운 것은 저는 뭐니뭐니해도 경주 첨성대라고 생각합니다. 축조된지 1300여년이 된, 동양에서 가장 오래된 천문대이지요. 한자리에 굳건히 지키고 있는 경주 첨성대(국보 31호)는 우리 고천문학의 역사와 깊이를 반증합니다. 서울 한양에도 첨성대가 있다는 사실 아세요? - 한양에도 첨성대가 있었다고?☞ 세종대왕이 그 유명한 칠정산을 만들기 위해 경복궁에 관상감 하나를 더 만들었는데, 이 때부터 한양에는 두 개의 관상감이 있었던 거죠. 관상감에는 첨성대가 있었고, 이게 순조 18년(1818년)즈음 ‘관천대’로 불립니다. 그 이전에는 첨성대로 불린거죠. 지금 우리는 첨성대 그러면 경주 첨성대를 가르키는 고유명사로 바뀌었지만, 조선 중기만 해도 첨성대는 천문현상을 관찰하는 곳이란 의미의 보통명사였다고 봅니다. 관상감 첨성대(보물 제1740호)는 현재 서울 종로구 원서동에 현대그룹 본사 부지에 있습니다만 여기에도 곡절이 있습니다. 현대그룹 본사 사옥이 이명박 전 대통령이 현대건설 사장 시절 착공에 들어갔는데 그곳이 당시 휘문고교 자리로, 조선시대 관상감 터였습니다. 여기에 있던 첨성대가 사옥 건립에 걸림돌이 되었던 거죠. 이 첨성대를 원서공원으로 옮긴다는 등 우여곡절이 많았지만 결국에 과거에 있던 자리에서 남쪽으로 10m, 동쪽으로 50m를 옮겨 현재의 위치에 자리잡았던 겁니다. 이 과정에서 지금은 고인이 되신 과학사 학자들의 헌신적인 노력으로 보존할 수 있었다고 봅니다.- 과거 천문기록 얼마나 잘 맞나.☞ 조선왕조 실록에 나와 있는 천문기록은 대부분 실제로 관측하여 남긴 것입니다. 당시에는 오늘날의 15분을 시각의 단위로 측정하였기 때문에 지금처럼 정밀한 기록이라고 말할 수 없지요. 그러나 전세계적으로 조선에서만 기록된 자료들이 종종 키맨 역할을 합니다. 세종실록에 기록된 1437년 전갈자리 신성이나 선조실록에 기록된 1604년 케플러초신성의 일부 기록은 전세계적으로 유일한 기록이기도 합니다. 과거 천문기록은 나름의 큰 역할을 합니다. 예를 들어 별들은 지속적으로 변화하는데, 그 변화가 활발히 진행되는 시기가 적어도 수백만년입 걸립니다. 그러니까 망원경이 발견되기 이전의 기록자료까지 동원해야 별들의 변화과정을 좀더 자세히 이해할 수 있고요, 이런 측면에서 우리의 과거 천문기록이 돋보이죠. 이기철 선임기자 chuli@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)은 15일 밤(현지시간) 외계행성 사냥꾼 케플러에게 ‘잘 자~’라는 작별인사를 마지막으로 보냈다. 이로써​ 2009년 3월에 시작되었던 케플러 망원경의 외계행성 미션은 9년 8개월 만에 대단원의 막을 내리게 되었다. 케플러의 퇴역은 이미 예견되었던 일로서, NASA는 지난 10월 30일 케플러의 과학 작업이 완료됐다고 발표하면서 미션 팀 요원들은 퇴역 명령이 몇 주 이내에 보내질 것이라고 밝혔다. NASA 관계자는 16일 “케플러 팀은 시스템을 복원할 수 있는 안전모드를 비활성화하고, 송신기를 차단하라는 명령을 보냈다”고 밝혔다. 케플러를 향한 최종 명령은 콜로라도 대학의 대기 및 우주물리연구소의 케플러 운영 센터에서 보냈다. 이 명령은 NASA의 먼 우주 탐사선과의 통신에 사용되는 딥 스페이스 네트워크(Deep Space Network)를 통해 우주선에 전달되었다. 총 7억 달러가 투입된 케플러 미션은 2009년 3월에 시작되었으며, 4년의 기본임무 기간 동안 망원경은 약 15만 개의 별을 동시에 관측하면서 행성들의 모항성 통과를 추적했다. 케플러 망원경은 행성이 모항성 앞을 지날 때 그 엄폐로 인해 모항성의 밝기가 변하는 것을 포착하는 방법으로 외계행성의 존재를 탐지하는데, 이를 ‘트랜싯 방법’이라 한다. 그러나 케플러 미션에는 곡절도 많았다. 케플러의 외계행성 탐색 작업은 관측대상을 정확히 조준하는 역할을 하는 리액션 휠 4개 중 2개가 고장나는 바람에 2013년 5월 끝났다. 그러나 케플러 망원경은 그후 2개의 리액션 휠과 태양광의 압력을 이용해서 화려하게 부활함으로써 2014년 확장 미션 K2를 시작해 외계행성 탐색을 재개했다. 그 결과, 케플러 우주망원경은 현재까지 발견된 약 3800개의 외계행성 중 약 70%인 2682개의 행성을 발견하는 개가를 올렸다. 이 ‘케플러 수’는 계속해서 증가할 것으로 보이는데, 현재 3000개의 행성 ‘후보’가 후속 분석, 관찰에 의한 확인을 기다리고 있다. 이처럼 빛나는 전과를 올린 케플러는 연료가 바닥나는 바람에 더이상 작동할 수 없게 되었고, 현재는 지구궤도가 아닌 태양궤도를 돌며 우리 행성에서 약 1억 5000만km 떨어진 우주공간을 외로이 떠돌고 있는 중이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

"굿나잇"(goodnight) 그간 수많은 외계행성을 찾아온 '행성 사냥꾼' 케플러 우주망원경이 9년 간의 임무를 마치고 영면에 들었다. 지난 16일(이하 현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 15일 밤 케플러 우주망원경이 최종 명령을 받고 퇴역했다고 밝혔다. 이날 NASA가 케플러 우주망원경에 보낸 최종 신호는 바로 '굿나잇'이다. 지난 2009년 3월 발사된 케플러 우주망원경은 '행성 사냥꾼'이라는 별명답게 인류에게 우주에게 대한 새로운 지평을 열어줬다. 케플러가 발견한 외계행성의 수만 2682개로, 이는 현재까지 찾아낸 외계행성의 70%에 해당될 만큼 엄청난 수다. 케플러 우주망원경은 15만 개 이상의 별의 밝기 변화를 감지해 외계행성의 존재 유무를 파악한다. 일반적으로 행성은 모성 앞을 지날 때 별빛을 가림으로써 일시 별이 깜박거리게 되는데, 케플러는 바로 이 현상을 포착해서 행성을 찾아내는 것이다.당초 케플러 우주망원경의 첫번째 목표는 3.5년에 걸쳐 외계행성을 찾아내는 것이었으나 예상을 뛰어넘는 성과로 지금까지 계속 임무가 연장돼 왔다. 물론 임무 수행 중 큰 위기도 있었다. 지난 2013년에는 케플러의 자세를 잡아주는 자이로스코프(회전의)가 고장나면서 임무를 종료할 뻔한 큰 위기를 겪기도 했다. 그러나 태양광의 압력을 이용해서 케플러의 방향을 본래 목표와 다른 방향으로 고정하면서 기적적으로 문제를 해결했다. 이렇게 극적으로 위기를 극복한 케플러 우주망원경이지만 결국 '수명'은 넘어서지 못했다. 발사된 지 9년 째에 이르러 연료가 고갈됐기 때문이다. 연료가 완전히 떨어지면 케플러 우주망원경은 임무 수행을 위한 궤도를 유지할 수 없게된다. 다만 지구에서 멀리 떨어진 위치에 있어 지구로 추락하지는 않는다.이에 지난달 30일 NASA 측은 "케플러 우주 망원경이 탐사 활동에 필요한 연료가 모두 고갈돼 현재 돌고 있는 궤도에서 은퇴시키기로 했다”고 밝혔다. 그리고 지난 15일 밤 최종 명령이자 인류의 마지막 인사를 받고 케플러 우주망원경은 1억 5100만㎞ 떨어진 곳에서 영원히 우주에 품에 잠들었다. 한편 케플러 우주망원경의 후임은 테스(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)다. 지난 4월 발사된 TESS는 지구 고궤도에 올라 13.7일에 한 바퀴 씩 지구를 돌면서 300~500광년 떨어진 별들을 집중 조사한다. 케플러 우주망원경보다 관측범위가 400배는 더 넓은 TESS는 20만 개의 별이 조사 범위다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr