지구에서 약 63광년 떨어진 또 다른 항성계 안쪽에서 숨어 공전하고 있는 외계행성을 직접 관측하는 데 성공했다고 천문학자들이 밝혔다. 독일 막스플랑크 외계물리학연구소(MPE) 등 국제연구진은 ‘화가자리 베타별c’이라고 불리는 이 외계행성을 칠레 파라날천문대에 있는 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)으로 포착했다. 화가자리 베타별c는 남쪽 하늘의 화가자리를 구성하는 화가자리 베타별을 공전하는 외계행성으로, 질량은 목성의 약 8.2배로 여겨진다. 공전 궤도의 긴 반지름은 약 2.7AU(천문단위·1AU는 약 1억5000만㎞로 태양에서 지구까지의 평균 거리에서 유래)로, 약간 찌그러진 타원형 궤도를 그리는 것으로 보인다. 연구진이 VLT에 설치된 관측장비 ‘그래비티’(GRAVITY)로 분석한 자료를 가지고 생성한 이미지에는 티끌로 된 원반 안쪽으로 두 행성이 포착돼 있다. 이 중 더 안쪽에 있는 행성이 화가자리 베타별c이고, 좀 더 바깥쪽에 있는 행성은 2008년 VLT에 의한 직접 관측으로 이미 발견됐던 화가자리 베타별b의 모습이다. 이 행성의 질량은 목성의 6~15배, 궤도 긴 반지름은 약 9.0AU로 추정된다. 연구진에 따르면, 화가자리 베타별b와 화가자리 베타별c는 모두 비슷한 질량을 가지고 있을 가능성이 있지만, 밝기는 화가자리 베타별b가 6배 밝은 것이 이번 관측 자료에서 드러났다.화가자리 베타별c는 별을 공전하는 행성이 잡아당기는 힘으로 별빛이 미세하게 흔들릴 때 나타나는 빛(파장)의 변화를 분석하는 시선속도법(radial velocity method)을 이용함으로써 간접적으로 발견됐던 외계행성이다. 시선속도법으로는 외계행성의 질량만 알 수 있지만, 이번 사례처럼 직접 관측할 수 있다면 외계행성의 밝기도 조사할 수 있다. 연구 공동저자인 프랑스 파리천문대 산하 우주연구·천체물리학계측연구소(LESIA)의 실베스트레 라쿠르 박사는 “이번 성과는 탐지한 행성을 시선속도법을 사용해 처음으로 직접 확인한 것”이라고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

태양보다 훨씬 무거운 별은 짧고 굵은 인생을 살다 간다. 이들은 상대적으로 짧은 시간 동안 엄청난 에너지를 방출하면서 뜨겁고 밝은 별로 살다가 마지막 순간에 초신성 폭발로 생을 마감한다. 그때의 밝기는 은하계 전체와 맞먹을 정도다. 만약 지구에서 매우 가까운 거리에서 초신성 폭발이 발생하면 초신성에서 나오는 엄청난 방사선에 지구 생명체가 대량 사멸할 수도 있다. 일부 과학자들은 원인이 확실치 않은 대량 멸종 사건 중 일부가 초신성 폭발과 연관이 있을지 모른다고 생각한다. 예를 들어 260만 년 전 플라이오세(선신세) 말에 생성된 지층에는 철-60(60Fe) 동위원소가 풍부한데, 초신성 폭발이 원인일 가능성이 커 과학자들의 주목을 받았다.독일 뮌헨공대(TUM)의 과학자들은 추가적인 증거를 확인하기 위해 깊은 바다 밑에 있는 망간각(manganese crust)을 조사했다. 망간각은 심해저에 있는 광물 덩어리인 망간단괴와 비슷한 해저 광물 덩어리이지만, 생성 과정은 전혀 다르다. 망간각은 암석 위에 직접 광물이 붙어 자라난 덩어리로 단면을 보면 마치 나이테처럼 시간에 따른 성장 흔적이 남아 있다. 당연히 더 안쪽에 있는 부분이 더 오래된 것으로 과학자들은 위치를 통해 나이를 알아낼 수 있다. 뮌헨공대의 귄터 코쉬네크 박사는 250만 년 전 생성된 망간각에서 극소량이지만, 망간-53(53Mn) 동위원소의 존재를 확인했다. 망간-53은 지구에는 거의 존재하지 않는 희귀한 동위원소이므로 지구 밖에서 망간-53이 유입된 것으로 의심할 수 있다. 연구팀은 초신성 폭발로 인해 생성된 철-60이나 망간-53이 소행성과 운석을 통해 지구로 유입된 것으로 보고 있다. 연구팀에 의하면 이 초신성 폭발을 일으킨 별의 질량은 태양의 11배에서 25배 사이로 추정된다. 이전 연구에 의하면 폭발 거리는 대략 130광년 정도다. 상당히 가까운 거리이긴 하지만 지구 생명체가 완전히 파괴될 정도로 가까운 거리는 아니다. 그래도 당시 지구 기후와 생태계에 상당한 영향을 미쳤을 가능성이 있다. 일부 과학자들은 초신성 폭발이 오존층 파괴를 일으켜 생태계에 큰 피해를 주었거나 구름 생성을 촉진해 지구 기온을 낮췄을 가능성을 생각하고 있다. 하지만 초신성 폭발 때문에 생물이 대량으로 멸종하고 새로운 지질 시대가 시작됐다는 가설은 아직은 좀 더 검증이 필요하다. 가까운 거리에서 초신성이 폭발했다고 해도 그냥 하늘에 밝게 빛나는 별 이상의 의미가 없었을 수도 있기 때문이다. 아직은 지구 생태계에 미친 영향에 대해서 자신 있게 말하기 힘들다. 과학자들의 다음 과제는 이 시기 초신성 폭발이 지구에 미친 영향을 알아내는 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

경기 시흥 거북섬 일대에 세계 최대 규모이자 아시아 최초 인공서핑 복합테마파크가 문을 열었다. 7일 오후 4시 진행된 웨이브 파크 개장식에는 코로나19로 이재명 경기지사와 임병택 시흥시장, 조정식 의원, 지역시의원, 언론인, 웨이브 파크 측 관계자 등 100여명만 초청됐다. 이 지사는 축사를 통해 “시화호 하면 죽음의 호수라고 불릴 정도로 매우 미래가 불확실한 공간이었는데 경기도와 시흥시의 행정개혁으로 빠른 시간 내에 성과를 이뤄냈다”면서 “웨이브 파크가 국제적인 테마파크로 성장하면서 일자리도 만들고 경기도 경제에도 기여하길 기원한다”고 말했다. 이어 임 시흥시장은 “5년 뒤, 10년 뒤를 상상해 보면 이곳이 우리 대한민국의 자랑스러운 골든코스트로 바뀌어 있을 것”이라며 “시흥 시화호에서 기적을 만들어 후손들에게 물려줄 수 있으면 좋겠다”고 밝혔다. 지난해 5월 착공후 1년 6개월 만에 개장하는 ‘웨이브파크’는 수도권에서 1시간내 에메랄드빛 인공해변과 파도를 즐길 수 있도록 조성됐다. 시화호 거북섬 일대에 총 면적 32만 5300㎡ 규모로 축구장 5배 크기로 만들어졌다.글로벌 테마파크가 전무한 국내에서 스페인 기술투자를 통해 만든 인공서핑 해양테마파크는 오사카 유니버셜스튜디오나 도쿄 디즈니랜드에 못잖은 대규모 해양 테마파크 단지다. 인근 화성에는 신세계가 수년 내 국제테마파크를 조성할 예정이어서 이 일대가 미국 플로리다처럼 세계적 테마파크 단지로 변모할 것으로 예상된다. 경기도·한국수자원공사가 대원플러스그룹과 2018년 테마파크 실시협약을 체결한 후 2년 6개월 만에 개장했다. 우선 1단계로 서핑테마파크를 열어 경기도가 추진 중인 서해안관광벨트(영종도-송도-소래포구-오이도-시화방조제-대부도-송산그린시티-제부도)와 연계한 관광 클러스터 핵심시설이 완공됐다. 세계 최대 규모의 서핑테마파크를 시작으로 이곳에는 레저를 비롯해 휴양·문화·예술테마가 반영돼 자연친화적 공간으로 조성된다. 서핑을 즐기지 않더라도 가족 단위 휴양객을 위해 도쿄 디즈니씨처럼 다양한 명물코스가 개설된다. 인공 스킨스쿠버 다이빙시설과 스노클린 존·파도풀 등 아이와 어른 등 가족이 모두 즐길 수 있는 다양한 놀이시설도 선보인다. 인공라군에는 카약이나 수상바이크·블롭점프·스노클링·수상 카라반 등 다양한 해양 스포츠를 즐길 수 있다.웨이브파크는 스페인 최남단에 위치한 휴양지 ‘Costa del Sol(코스타델솔·태양의 섬)’을 그대로 옮겨온 느낌을 준다. 수인선과 서울 4호선 환승역인 오이도역에서 15분 거리에 있어 서울에서 지하철을 타고 와서 즐길 수 있다. 최삼섭 웨이브파크 대표는 “인천국제공항이나 1000만 인구의 서울시와 가까운 지리적 입지로 국제적으로도 일본이나 중국·싱가포르보다 경쟁력이 있을 것”이라고 말했다. 또 “코로나 때문에 국내 상황이 좋지 않지만 코로나가 종식되면 세계 유수의 테마파크와 경쟁에서 앞설 수 있도록 역량을 집중해 한국의 랜드마크 관광시설로 만들겠다“고 의지를 밝혔다. 웨이브파크 물은 전량 수돗물을 사용해 1시간마다 실내수영장 수준의 정화 및 소독 처리를 한다. 겨울철에는 인근 발전소 폐열을 활용해 물을 데울 수 있도록 설계됐다. 또 야간에는 실내 조명시설을 활용해 서핑이 가능하도록 설계돼 365일 서핑이 가능하다. 웨이브파크 운영은 오전 10시부터 저녁 8시까지이며, 코로나로 매일 이용시간이 제한될 수 있으므로 반드시 홈페이지(www.wavepark.co.kr)를 통해 예약 상황을 확인해야 한다. 코로나19로 우선 전체 시설 중 서핑장만 부분 개장했다. 예약시스템을 통해 제한된 인원만 사회적 거리두기와 방역 규정을 준수해가며 운영할 방침이다. 웨이브파크 이용료는 로우시즌인 10월부터 12월31일까지 입장권은 대인 1만 5000원, 소인 1만 2000원이다. 자유서핑은 리프자유서핑이 1시간에 5만 5000~5만 2000원이며, 보드와 슈트 대여비는 별도다. 베이자유서핑은 1시간에 5만 5000~5만 2000원이다. 서핑강습도 진행한다. 서핑아카데미는 비기너 레슨비가 2시간에 9만 5000원, 레벨업레슨·어드밴스 강습료도 9만 5000원이다. 리프 이용객들에게는 오픈기념으로 10월31일까지 일정액을 할인해준다. 웨이브파크를 건설한 대원플러스그룹은 부산 해운대를 마천루가 즐비한 세계적 주거단지로 변모시킨 회사로 유명하다. 세계 최고층아파트 해운대 두산위브더 제니스와 부산의 관광명소인 송도 해상케이블카를 건설해 세계디자인상들을 수상한 바 있다. 이명선 기자 mslee@seoul.co.kr

올해의 노벨 물리학상은 블랙홀을 수학적으로 증명하고 관측으로 발견한 두 팀, 영국과 독일, 미국 과학자 3명에게 돌아갔다. 스웨덴 왕립과학아카데미 노벨위원회는 6일(현지시간) 올해 노벨 물리학상 수상자로 로저 펜로즈(84) 영국 옥스퍼드대 교수와 라인하르트 겐젤(68) 독일 막스플랑크 외계물리학연구소 소장이자 미국 캘리포니아 버클리대 교수, 안드레아 게츠(55) 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 교수가 선정됐다고 밝혔다. 이들의 블랙홀 연구 성과에 대해 데이비드 하빌랜드 노벨물리위원회 위원장은 “올해 수상자들의 발견은 초거대 압축 물체(블랙홀) 연구에 새로운 지평을 열었다”고 평가했다. 노벨위원회는 또한 “펜로즈 교수는 일반상대성이론을 바탕으로 명확히 블랙홀의 존재를 예측했으며 겐젤 교수와 게츠 교수는 우리은하 중심에 초거대 고밀도 천체가 있음을 입증함으로써 우주의 가장 독특한 현상인 블랙홀에 대한 이해를 높이고 우주에 대한 시각을 확장시켰다”고 평가했다. 펜로즈 교수는 2018년 타계한 스티븐 호킹 박사와 함께 1965년에 ‘펜로즈-호킹 블랙홀 특이점 정리’를 발표해 우주 곳곳에 블랙홀이 존재한다는 것을 보여주었다. 아인슈타인의 일반상대성이론이 맞는다면 우주에는 반드시 ‘특이점’이 존재한다는 것을 수학적으로 증명했한 것이다. 이들이 증명해 낸 특이점이 바로 빅뱅과 블랙홀이다. 노벨위원회는 펜로즈 교수의 수상을 발표하며 “펜로즈 교수가 상대성 이론을 바탕으로 실제 블랙홀이 어떤 모습을 가져야 하는가, 우주에서 어떤 모습으로 존재하는가를 상세히 기술한 업적을 세웠다”고 소개했다. 이 ‘특이점’ 연구는 호킹 박사와 함께 연구한 것으로, 만약 호킹이 살아 있었다면 공동수상했을 거라는 관측이 유력하다.이런 점에 비추어 볼 때 노벨상 수상은 장수가 필수조건임을 다시한번 증명한 셈이라 하겠다. 겐젤 교수와 게츠 교수는 펜로즈 교수의 수학적 증명에 따르면 우주 곳곳에는 태양 질량의 수 백만 배에 해당하는 ‘초거대 고밀도 천체(블랙홀)’가 있을 것이라 보고 은하계 중심에 위치한 별들의 운동을 오랜 시간 관측함으로써 블랙홀 존재를 실질적으로 입증해냈다. 이들은 1990년대부터 세계 최대 망원경 사용하여 우리은하의 중심부를 관측한 결과, 궁수자리 A*(A별)에 보이지 않는 거대한 블랙홀이 있으며 이것이 별들의 궤도를 통제한다는 것을 발견했다. 이 블랙홀의 질량은 태양의 400만 배이지만, 태양계보다 크지 않은 공간에 압축돼 있다.블랙홀의 존재를 이론적으로 증명하고 가장 확실한 관측 조건을 밝혀낸 이들 3명의 과학자 덕분에 덕분에 오늘날 수천억 개로 추정되는 거대은하의 중심에는 블랙홀이 있다는 사실이 밝혀졌다. 지난해 전세계 과학자 200여명이 참여한 ‘사건의 지평선 망원경’(EHT)로 인류 최초로 블랙홀이 관측할 수 있었던 것도 이번 수상자들의 연구 때문이라고 할 수 있다. 올해 노벨물리학상은 지난해 우주배경복사에 이어 연이어 우주론 분야에서 수상자를 배출하면서 이례적이라는 평가를 받고 있다. 또 게츠 교수는 1901년 이후 215명의 노벨물리학상 수상자 중 4번째 여성 수상자로 기록됐다. 2018년 도나 스트릭랜드 캐나다 워털루대 교수가 3번째 여성 노벨물리학상 수상자로 이름을 올린 지 2년 만이다. 이번 물리학상 수상자들에게는 지난해보다 100만 스웨덴크로나가 늘어난 상금 1000만 스웨덴크로나(13억 510만원)가 주어지는데, 펜로즈 교수가 절반인 500만 스웨덴크로나를 받고, 겐젤 교수와 게츠 교수가 각각 250만 스웨덴크로나를 받게 된다. 하지만 매년 12월 10일 노벨의 기일에 스웨덴 스톡홀름과 노르웨이 오슬로에서 성대하게 열리던 시상식은 올해는 코로나19의 여파로 인해 각국 대사관과 대학에서 상패와 상금을 전달하는 모습을 TV로 중계할 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

2020년 노벨물리학상은 블랙홀을 발견한 영국, 독일, 미국 과학자들에게 돌아갔다. 스웨덴 왕립과학아카데미 노벨위원회는 6일(현지시간) 올해 노벨물리학상 수상자로 로저 펜로즈(84) 영국 옥스퍼드대 교수와 라인하르트 겐첼(68) 독일 막스플랑크 외계물리학연구소장이자 미국 캘리포니아 버클리대 교수, 앤드리아 게즈(오른쪽·55) 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 교수가 선정됐다고 밝혔다. 노벨위원회는 “펜로즈 교수는 일반상대성이론을 바탕으로 블랙홀의 존재를 예측했으며, 겐첼 교수와 게즈 교수는 우리 은하 중심에 초거대 고밀도 천체가 있음을 입증함으로써 우주의 가장 독특한 현상인 블랙홀에 대한 이해를 높이고 우주에 대한 시각을 확장시켰다”고 평가했다. 펜로즈 교수는 2018년 타계한 스티븐 호킹 박사와 함께 1965년에 ‘특이점 정리’를 발표함으로써 우주 곳곳에 블랙홀이 존재한다는 것을 보였다. 펜로즈 교수는 호킹 박사와 함께 아인슈타인의 일반상대성이론이 맞는다면 우주에는 반드시 ‘특이점’이 존재한다는 것을 수학적으로 증명했다. 이들이 증명해 낸 특이점이 바로 빅뱅과 블랙홀이다. 겐첼 교수와 게즈 교수는 펜로즈 교수의 수학적 증명에 따르면 우주 곳곳에는 태양 질량의 수백만 배에 해당하는 ‘초거대 고밀도 천체’가 있을 것이라 보고 은하계 중심에 위치한 별들의 운동을 오랜 시간 관측함으로써 블랙홀의 존재를 실질적으로 입증해 냈다. 이번 물리학상 수상자들에게는 지난해보다 100만 스웨덴크로나가 늘어난 상금 1000만 스웨덴크로나(약 13억 510만원)가 주어지는데 펜로즈 교수가 절반인 500만 스웨덴크로나를 받고 겐첼 교수와 게즈 교수가 각각 250만 스웨덴크로나를 받게 된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

게즈 교수, 120년 노벨상 역사상 215명 물리학상 수상자 중 4번째 여성 수상자 2020년 노벨 물리학상은 블랙홀을 발견한 영국과 독일, 미국 과학자들에게 돌아갔다. 스웨덴 왕립과학아카데미 노벨위원회는 6일(현지시간) 올해 노벨 물리학상 수상자로 로저 펜로즈(84) 영국 옥스포드대 교수와 라인하르트 겐첼(68) 독일 막스플랑크 외계물리학연구소 소장이자 미국 캘리포니아 버클리대 교수, 안드레아 게즈(55) 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 교수가 선정됐다고 밝혔다. 노벨위원회는 “펜로즈 교수는 일반상대성이론을 바탕으로 명확히 블랙홀의 존재를 예측했으며 겐첼 교수와 게즈 교수는 우리은하 중심에 초거대 고밀도 천체가 있음을 입증함으로써 우주의 가장 독특한 현상인 블랙홀에 대한 이해를 높이고 우주에 대한 시각을 확장시켰다”고 평가했다. 펜로즈 교수는 2018년 타계한 스티븐 호킹 박사와 함께 1965년에 ‘특이점 정리’를 발표함으로써 우주 곳곳에 블랙홀이 존재한다는 것을 보였다. 펜로즈 교수는 호킹 박사와 함께 아인슈타인의 일반상대성이론이 맞는다면 우주에는 반드시 ‘특이점’이 존재한다는 것을 수학적으로 증명했다. 이들이 증명해 낸 특이점이 바로 빅뱅과 블랙홀이다. 남순건 경희대 물리학과 교수는 “펜로즈 교수가 이번에 물리학상을 받게된 중요한 공로는 호킹 박사와 함께 연구한 특이점, 즉 블랙홀 연구”라면서 “호킹 박사가 아직 살아있었다면 이번에 공동수상을 하게 됐을 것”이라고 말했다.겐첼 교수와 게즈 교수는 펜로즈 교수의 수학적 증명에 따르면 우주 곳곳에는 태양 질량의 수 백만 배에 해당하는 ‘초거대 고밀도 천체’가 있을 것이라 보고 은하계 중심에 위치한 별들의 운동을 오랜 시간 관측함으로써 블랙홀 존재를 실질적으로 입증해 냈다. 블랙홀의 존재를 이론적으로 증명하고 가장 확실한 관측 조건을 밝혀낸 이들 3명의 과학자 덕분에 덕분에 오늘날 수천억 개로 추정되는 거대은하의 중심에는 블랙홀이 있다는 사실이 밝혀졌다. 지난해 전세계 과학자 200여명이 참여한 ‘사건의 지평선 망원경’(EHT)로 인류 최초로 블랙홀이 관측할 수 있었던 것도 이번 수상자들의 연구 때문이라고 할 수 있다. 올해 노벨물리학상은 지난해 우주배경복사에 이어 연이어 우주론 분야에서 수상자를 배출하면서 이례적이라는 평가를 받고 있다. 또 게즈 교수는 1901년 이후 215명의 노벨물리학상 수상자 중 4번째 여성 수상자로 기록됐다. 2018년 도나 스트릭랜드 캐나다 워털루대 교수가 3번째 여성 노벨물리학상 수상자로 이름을 올린지 2년 만이다.이번 물리학상 수상자들에게는 지난해보다 100만 스웨덴크로나가 늘어난 상금 1000만 스웨덴크로나(13억 510만원)가 주어지는데 펜로즈 교수가 절반인 500만 스웨덴크로나를 받고 겐첼 교수와 게즈 교수가 각각 250만 스웨덴크로나를 받게 된다. 한편 노벨위원회는 7일 화학상, 8일 문학상, 9일 평화상, 12일 경제학상 수상자를 발표한다. 시상식은 매년 12월 10일 노벨의 기일에 스웨덴 스톡홀름과 노르웨이 오슬로에서 성대하게 열렸지만 올해는 코로나19의 여파로 인해 각국 대사관과 대학에서 상패와 상금을 전달하는 모습을 TV로 중계할 예정이다. 노르웨이 오슬로에서 열리는 노벨 평화상 시상식도 참석 인원을 최소화해 개최할 것으로 알려졌다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이른바 빅뱅으로 불리는 대폭발이 일어나 우주가 형성된 지 불과 10억 년도 채 지나지 않은 초기 우주에서 한 초질량 블랙홀의 중력 그물에 얽힌 은하 여섯 개가 발견됐다. 이탈리아 국립천체물리연구소(INAF) 등 국제연구진은 우주가 시작된 직후 하나의 초질량 블랙홀 주위에 이렇게 많은 은하가 밀집한 사례는 이번이 처음이라고 밝혔다. 우주 초기에 발생한 블랙홀들은 최초의 별들의 붕괴로부터 형성한 것으로 여겨지지만, 천문학자들은 지금까지 이들 블랙홀이 어떤 방법으로 빠르게 태양의 10억 배에 달하는 질량으로 거대하게 성장할 수 있었는지는 잘 알지 못했다. 그런데 이번 연구에서는 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT) 등을 사용해 초질량 블랙홀을 둘러싸고 있는 여섯 은하가 그물처럼 얽히고설켜 있는 모습이 발견돼 이들 은하가 블랙홀의 연료로 쓰일 많은 가스를 포함한 그물망 같은 구조 안에서 성장하고 있음을 시사한다. 초질량 블랙홀은 비교적 흔한 우주의 현상으로, 우리 은하를 포함한 대부분 은하의 중심에 출현한다. 연구 주저자로 INAF의 천문학자 마르코 미뇰리 박사는 “이 연구는 우주 초기의 초질량 블랙홀을 이해하려는 열망 덕분에 추진됐다”면서 “이는 극단적인 은하 시스템으로 우리는 지금까지 초기 초질량 블랙홀의 존재에 대해 적절하게 설명하지 못했다”고 지적했다.이 초질량 블랙홀을 둘러싸고 있는 여섯 은하는 모두 우리 은하의 300배 이상 크기에 달하는 거미줄 같은 우주 가스 속에 얽혀 있다. 미뇰리 박사는 “우주의 그물 가닥(웹 필라멘트)은 거미줄과 같다”면서 “은하들은 그 가닥들이 교차하는 곳에 멈춰 성장한다”면서 “은하들과 그 중심의 초질량 블랙홀에 연료를 공급하기 위해 사용할 수 있는 가스의 흐름은 그 가닥들을 따라 흐를 수 있다”고 설명했다. 태양 10억 개의 질량을 지닌 이 초질량 블랙홀로부터 얽혀 있는 커다란 거미줄 같은 구조에서 나오는 빛은 우주가 탄생한 지 9억 년쯤 됐을 때부터 지구에 날아오기 시작했다. 이 발견은 빅뱅 이후 비교적 풍부하지만 이처럼 극단적인 초질량 블랙홀들이 어떻게 그렇게 빨리 형성했는지에 관한 퍼즐의 일부 조각을 채우는 데 도움이 됐다고 연구진은 말했다. 최초의 블랙홀들은 우주가 태어난 지 처음 9억 년 안에 질량이 10억 배까지 도달하려면 매우 빠르게 성장했던 것으로 추정된다. 이번 연구에서는 초기 우주의 초질량 블랙홀이 빠르게 성장할 수 있었던 이유가 암흑물질 헤일로 때문일 수 있다고 예측한다. 암흑물질 헤일로는 암흑물질로 구성된 은하의 가상적 구성 요소를 말한다. 연구에 공동저자로 참여한 미국 존스홉킨스대 교수인 콜린 노먼 박사는 “이번 발견은 거대한 거미줄 모양의 구조들에 있는 암흑물질 헤일로 안에서 초질량 블랙홀들이 형성하고 성장한다는 이론을 지지한다”고 말했다. 이처럼 암흑물질로 이뤄져 보이지 않는 넓은 영역은 초기 우주에서 엄청난 양의 가스를 끌어들인 것으로 여겨진다. 그 가스와 보이지 않는 암흑물질이 함께 은하와 블랙홀이 진화할 수 있는 거미줄 같은 구조를 형성해 블랙홀들이 초질량이 되도록 했다는 것이다.이번에 발견된 여섯 은하는 현재 지구나 우주에 기반을 둔 망원경을 사용한 관측 연구에서 발견된 일부분에 지나지 않을 수 있다. 이들 은하보다 덜 밝은 은하들을 찾으려면 더 큰 망원경이 필요하다. 이에 대해 또 다른 공동저자인 INAF의 천문학자 바르바라 발마베르데 박사는 “우리는 이제 빙산의 일각을 발견했으며 이 초질량 블랙홀 주변에서 지금까지 발견한 몇몇 은하는 단지 가장 밝을 뿐”이라고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics) 10월호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

동작, 착한가격업소 홍보·소모품 지원 동작구가 코로나19 장기화로 어려움을 겪는 착한가격업소 지원에 나선다. 동작구는 지난해 서울시 자치구 최초로 착한가격업소를 72곳을 선정했다. 구는 경제 위기에도 저렴한 가격과 좋은 서비스로 물가 안정에 기여하는 착한가격업소를 대상으로 홍보와 소모품을 지원한다. 이달부터 두 달간 마을버스 7대 외부에 착한가격업소 광고를 한다. 업소별 50만원 범위 안에서 소모품도 지원한다. 외식업은 종량제봉투와 고무장갑, 미용업은 수건과 장갑, 세탁업은 옷걸이와 비닐커버 등 특성에 맞춘 소모품을 신청하면 된다. 금천, 홀몸 어르신 무료 세탁 시범운영 금천구는 금천지역자활센터에서 저소득 홀몸 어르신 대상 무료 세탁서비스를 시범 운영한다. 금천지역자활센터는 8월부터 ‘크린팩토리’ 자활사업단을 운영하고 있다. 어르신의 주거와 위생환경을 개선하기 위해 세탁물을 수거한 뒤 세탁한 후 배송해 준다. 구는 서울시, 서울도시주택공사와 협업해 도입한 홀몸 어르신 맞춤형 공공원룸주택 ‘보린주택’ 거주자를 대상으로 무료 서비스를 실시한다. 내년부터는 복지관, 노인복지센터 등 복지기관과 협의해 정식으로 사업을 운영할 계획이다. 강동, 청년 실직수당 11일까지 접수 강동구는 아르바이트에 종사하다가 코로나19로 인해 일자리를 잃은 청년 실직자 100명에게 ‘실업청년 디딤돌 수당’을 지원한다. 구는 고용보험에 가입하지 않거나 실직했는데도 정부 지원을 받지 못하는 청년을 위해 대책을 마련했다. 지원 대상은 강동구에 거주하는 19세부터 39세까지 청년 실직자로 최소 1개월 이상 시간제·단기근로·아르바이트로 근무하다가 비자발적으로 실직한 주민이다. 11일까지 신청을 받아 100명에게 최대 3개월간 월 50만원씩 지역화폐인 강동빗살머니로 지급한다. 관악, 지자체 생산성 대상 행안부장관상 관악구가 올해 ‘지방자치단체 생산성 대상’에서 우수 사례 분야 우수상(행안부장관상)을 받았다. 이 상은 주민 삶의 질과 공공서비스 향상을 위한 지방자치단체의 노력과 역량을 생산성 관점에서 평가하는 상이다. 173개 지자체 총 419건의 정책 중 최종 12곳이 선정됐다. 구는 ‘역량 있는 시민·공동체’ 분야에서 어린이식당인 ‘행복한 마마식당’으로 1위를 차치했다. 이 식당은 국내 최초 자원 봉사를 매개로 마을이 어린이의 저녁 밥상을 지원하는 식당으로, 식사뿐 아니라 놀이, 체험 등이 이뤄지는 복합 공간이다. 도봉, 태양광에너지 체험 초등생 모집 도봉구는 ‘찾아가는 태양광에너지 체험교육’에 참여할 지역 내 초등학교 4~6학년을 오는 30일까지 선착순 모집한다. 교육은 이론 교육과 체험 교육으로 구성된다. 이론 교육에서는 태양광에너지 개념 및 미래의 에너지 생활에 대해 배운다. 체험 교육은 태양광 자동차를 조립해 휴대전화로 무선 조정하며 태양 전지의 작동 원리를 이해할 수 있는 활동이다. 체험교육은 조별 4~5명 소그룹으로 진행된다. 희망 학교는 신청 서식을 작성해 공문 또는 담당자 이메일(hyeonok700@dobong.go.kr)로 제출하면 된다. 마포, 돌봄취약계층 추석음식 나눔 마포구는 추석 연휴 기간 노인·장애인 등 스스로 일상생활이 힘든 돌봄취약계층 주민들이 따뜻한 명절을 보낼 수 있도록 추석 음식을 지원했다. 이는 올해 추석 명절이 5일간 이어지고 코로나19로 인해 가족 간 왕래도 어려워짐에 따라 명절에 홀로 식사 준비를 하기가 막막한 취약계층 가구의 돌봄 공백을 해소하기 위해 마련됐다. 구는 식사 메뉴를 잡채, 전, 송편, 식혜 등 다양한 명절 음식으로 구성했으며 이용자 상황에 맞춰 2식 또는 4식을 제공했다.

죽어가는 별의 마지막 순간이 허블우주망원경에 포착됐다. 지난 1일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)은 초신성 SN2018gv의 마지막 순간을 담은 타임랩스 영상을 홈페이지에 공개했다. 지구에서 약 7000만 광년 떨어진 막대나선은하 NGC 2525의 왼쪽 귀퉁이에 자리잡은 SN2018gv는 지난 2018년 1월 처음 존재가 확인됐다. 이후 허블우주망원경은 SN 2018gv를 지난해까지 관측해왔으며 이번에 공개된 영상은 2018~2019년까지의 이미지를 합쳐 만든 것이다. 공개된 영상을 보면 은하 속의 한 점은 결국 푸른빛과 함께 마치 윙크하듯 갑자기 십자 모양으로 밝게 빛나는 것이 확인된다. NASA에 따르면 SN2018gv는 지난해 초신성 폭발했으며 최고조에 달했을 때 무려 50억개의 태양 만큼이나 밝게 빛났다.초신성(超新星·supernova)은 이름만 놓고보면 새로 태어난 별 같지만, 사실 종말하는 마지막 순간 이번 영상처럼 일시적으로 매우 밝게 빛나는 별을 말한다. 일반적으로 별은 생의 마지막 순간 남은 ‘연료’를 모두 태우며 순간적으로 대폭발을 일으킨다. 이를 초신성 폭발이라고 부르며 이때 자신의 물질을 폭풍처럼 우주공간으로 방출한다. 이 과정에서 거품처럼 생기는 물질이 초신성 폭발이 남긴 잔해로 이 물질을 통해 또다시 별이 만들어지고 또 지구와 같은 행성이 생성된다. 곧 별의 죽음은 새로운 천체의 탄생을 의미하기도 한다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

올 가을은 뭐니뭐니해도 ‘화성의 계절’이다. 오는 6일 화성이 지구에 대접근함으로써 가을 밤하늘에 밝게 비출 것이다. 이번 주 어두워진 직후 동쪽 하늘을 보면 붉게 불타는 화성의 진면목을 감상할 수 있다. 천문학에서 천체의 밝기는 등급으로 표시하는데, 숫자가 적을수록 밝은 별이다. 예컨대 1등급의 별은 1등성이라 하고, 그 이상 밝으면 마이너스(-)로도 나타낸다. 사람의 맨눈에 겨우 보이는 밝기의 별은 6등급이다. 요즘 화성은 무려 -2.6 등급으로 빛나고 있는데, 이는 하늘에서 태양, 달, 금성, 목성 다음으로 밝은 것이다. 때로는 목성보다 더 밝을 시기도 있다. 참고로 가장 밝은 별인 시리우스는 -1.4, 금성은 최고점 -4.8, 보름달은 -12.7, 태양은 -26.7등급에 속한다.　​ 화성의 대접근 시간은 6일 밤 11시 경이다. 그 전인 3일에는 달과 화성이 0.7도 거리까지 접근하는데, 이는 보름달 크기(0.5도)보다 약간 먼 정도로, 별지기들에겐 역시 흥미로운 볼거리로 대접받는다. 그리고 14일에는 화성이 마침내 태양 정반대편에 위치하는 충(衝/opposition)이 된다. 화성의 1년은 지구 시간으로 687일이므로, 약 2년 만에 한 차례씩 화성의 충이 일어나는 셈이다. 그러나 지구와 화성 둘 다 약간 긴 타원형 궤도를 돌기 때문에 충의 위치가 항상 같지는 않다.화성이 지난 8월 4일 태양에 가장 가까운 지점인 근일점을 지났기 때문에 올해 화성의 충은 유별난 점이 있는데, 바로 화성이 지구로부터 6400만㎞ 이내까지 접근한다는 뜻이다. 화성에 대한 이러한 ‘근일점 충'(perihelic oppositions)은 대략 15~17년마다 드물게 발생하는 천문현상이다. 최근의 화성 근일점 충은 2003년에 있었는데, 이때 화성은 충에 도달한 지 불과 42시간 만에 근일점에 도달하는 진기록을 세웠다. 이는 화성이 거의 6만 년 만에 지구에 가장 가까이 접근한 것으로, 거리는 5570만㎞였다. 화성이 오는 14일 충을 돌파한 이후에도 밝기가 급격히 낮아지지는 않는다. 18일까지 -2.6의 등급으로 계속 밝게 빛날 것이며, 28일까지 여전히 목성보다 밝게 보일 것이다. 그리고 11월 20일까지 줄곧 가장 밝은 별인 시리우스와 경쟁할 것이다. 화성의 다음번 충은 2022년 12월 초에 올 것이지만, 그때는 지구에서 1900만㎞ 이상 더 멀기 때문에 지금의 밝기보다 2분의 1로 떨어지고 망원경으로 보이는 화성 원반의 크기는 지금보다 24% 작아질 것이다. 올해 화성 관측의 호조건 중 하나는 화성의 고도가 비교적 높다는 점이다. 수평선 위 30° 아래의 천체들은 대기의 난류 현상으로 망원경으로 관측하기 어렵다. 상이 마치 이글거리는 불기운을 통해서 보는 것처럼 되기 때문이다. 다행히 올해의 화성은 물고기자리에 있는데, 30도 이상의 고도로, 작은 망원경으로도 관측하기 좋은 기회이다. 게다가 현재 화성에는 모래 폭풍도 잠잠할 때라서 ‘붉은 행성’의 진정한 색조, 주황색을 띤 호박빛 화성을 감상할 수 있는 완벽한 시간이다. 화성은 앞으로 15년 동안 이렇게 가까워지지 않을 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

물은 우주에 아주 흔한 물질이다. 물론 지구처럼 표면에 액체 상태의 물이 풍부한 행성은 태양계에 하나 뿐이지만, 얼음 형태의 물은 태양계에 매우 흔하다. 과학자들은 망원경을 이용해 물이 태양계 이외의 장소에서도 매우 흔한 원소라는 사실을 확인했다. 우주에 비교적 흔한 원자인 산소 하나와 우주에서 가장 흔한 원소인 수소 두 개로 이뤄진 분자이니 당연한 일이다. 하지만 지구에는 흔해도 우주에서는 쉽게 검출되지 않는 분자도 있다. 염화나트륨(NaCl) 혹은 소금은 지구에서는 쉽게 구할 수 있는 물질이지만, 망원경으로는 쉽게 검출되지 않는다. 상대적으로 미량 원소일 뿐 아니라 망원경으로 쉽게 검출될 수 있는 형태로 존재하지 않기 때문이다. 그런데 일본 국립 천문대(National Astronomical Observatory of Japan, NAOJ)의 과학자들은 뜻밖의 천체에서 소금의 존재를 확인했다. 타나카 케이가 이끄는 천문학 팀은 칠레에 있는 거대 전파 망원경인 아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터파 집합체(ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해 지구에서 9500광년 떨어진 아기별인 IRAS 16547-4247을 관측했다. 이 아기별은 태양 질량의 25배에 달하는 아기별로 사실은 두 개의 별로 이뤄진 쌍성계다.이렇게 무거운 거대 아기별도 드물지만, 쌍성계는 더 드물기 때문에 이 아기별은 이전부터 과학자들의 관심을 끌었다. 하지만 이렇게 큰 아기별은 중력도 강해 주변에서 많은 가스와 먼지를 흡수하면서 커지는 특징이 있다. 따라서 두꺼운 먼지와 가스를 뚫고 내부를 관측하기가 쉽지 않다. 그러나 ALMA의 강력한 분해능 덕분에 연구팀은 두 아기별의 거대 가스 디스크를 확인하는데 성공했다. 그리고 여기서 의외의 물질인 소금의 존재를 확인했다. 소금이 이런 장소에서 왜 관측되는지 알아내기 위해 연구팀은 아기별과 아기별 주변의 물질이 모인 원반인 디스크의 구조를 조사했다. 그 결과 두 별의 디스크가 서로 반대 방향으로 회전한다는 사실을 확인했다. 이렇게 반대 방향으로 회전하는 디스크는 사실 두 별이 같은 장소에서 태어난 형제가 아니라 다른 장소에서 태어났다가 중력에 의해 결합한 쌍성계라는 점을 시사한다. 연구팀은 두 별의 디스크가 서로 접근하면서 디스크에 있던 작은 입자들이 가열되고 증발했다고 보고 있다. 그러면서 본래는 잘 검출되지 않는 소금과 다른 분자들이 검출된 것이다. 연구팀은 뜨거운 물 분자와 유기물인 시안화메틸(methyl cyanide, CH3CN)의 존재도 확인했는데, 같은 가설로 설명이 가능하다. 거대 질량 쌍성계는 초신성 폭발이나 중성자별, 블랙홀 생성에 중요한 역할을 담당한다. 과학자들은 뜻밖의 관측 결과를 통해 거대 질량 쌍성계의 생성 미스터리를 풀 단서를 얻었다. 과학자들은 하나씩 단서를 찾아가면서 퍼즐의 조각을 완성해 나갈 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

중부 지역에 낮 한때 비가 예보돼 있어 귀경길 교통안전에 유의해야 한다. 기상청은 2일 낮부터 저녁 사이 서울·경기도와 강원 영서, 충남 북부에 한때 비가 오는 곳이 있겠다고 예보했다. 낮부터는 서울과 경기 북부, 강원 영서 북부에 비가 내리고 오후부터 저녁 사이에는 경기 남부와 영서 남부, 충남 북부 지역에 비가 내린다. 예상 강수량은 서울·경기, 강원 영서, 충남 북부, 서해5도 5∼10㎜다.낮 기온은 전날과 비슷하고 내륙은 낮과 밤의 기온 차가 10도 내외로 크겠다. 오늘 한낮 기온은 서울 23도, 대전 25도, 대구 26도 안팎이다. 추캉스(추석+바캉스)족이 몰린 제주는 구름이 많은 날씨를 보이겠다. 아침 최저기온은 18~19도, 낮 최고기온은 24~25도로 평년과 비슷할 것으로 보인다. 강원 산지는 바람이 시속 30∼45㎞로 강하게 부는 곳이 있고, 남해안은 천문조(달이나 태양과 같은 천체의 인력에 의하여 일어나는 조석 현상)에 의해 바닷물 높이가 높으니 만조 시 해안가 저지대는 침수 피해를 조심해야 한다. 개천절인 3일은 충청과 호남 지역에 비가 예보돼 있다. 비의 양이 많지 않지만, 귀경길에 오른 차량이 많기 때문에 사고에 각별히 유의해야 한다. 윤수경 기자 yoon@seoul.co.kr

태양계에 있는 수많은 소행성 중에는 자신보다 더 작은 위성을 거느린 경우가 흔하다. 소행성의 위성은 대부분 매우 작은 천체로 자신보다 큰 소행성의 중력에 이끌려 우연히 위성이 됐거나 소행성 본체에서 갈라진 파편이다. 그런데 드물게 소행성의 위성이 상당히 커서 사실상 서로 대등한 관계라고 봐도 무방한 경우도 있다. 이를 쌍성계 소행성(binary asteroid)이라고 한다. 지름 0.9㎞급 소행성 2개가 거의 붙어서 공전하는 ‘2017 YE5’나 0.8㎞급 소행성 2개가 서로를 공전하는 ‘69230 헤르메스’가 그런 경우다. 이 두 소행성 쌍성계는 태양에 가까운 근일점에서는 지구 궤도 안쪽으로 들어왔다가 태양에 먼 원일점에서는 지구 궤도 밖으로 나가는 아폴로 그룹 소행성이다. 쉽게 말해 지구 궤도와 교차하는 소행성이기에 잠재적인 충돌 가능성이 있는 소행성이다. 따라서 미국항공우주국(NASA)은 이를 잠재적 위험 천체(PHO·potentially hazardous object)로 분류해 추적하고 있다. 다행히 가까운 미래에 충돌할 가능성은 매우 낮지만, 이런 쌍성계 소행성이 지구 충돌 궤도에 들어선 경우 현재 논의되는 소행성 궤도 수정 방법으로 궤도를 바꾸기 쉽지 않다는 점이 문제다. NASA는 지구에서 탐사하기 쉬운 쌍성계 소행성부터 연구하기 위해 소형 탐사선 프로젝트인 야누스(Janus)를 추진하고 있다. 미국 콜로라도대학과 록히드 마틴의 합작으로 개발되는 야누스 우주선은 사실 얼굴이 아니라 본체가 둘인 우주선이다. 무게 36㎏에 여행용 캐리어와 비슷한 크기의 소형 우주선 2대를 지구 근처에 있는 쌍성계 소행성에 보내 생성 원인 및 특성을 연구하는 것이 목표다. 야누스 프로젝트는 지난 9월 30일 NASA의 심플레스 프로그램(SIMPLEx program)의 리뷰 과정을 통과해 2022년 발사 가능성에 청신호가 켜졌다. 우선 탐사 목표로 거론된 소행성 중 하나는 (175706) 1996 FG3로 1.7㎞, 490m 지름의 천체 2개로 이뤄진 쌍성계 소행성이다. 비교적 크기 차이가 있어 쌍성계와 위성 사이를 오가는 수준으로 앞서 소개한 2017 YE5나 69230 헤르메스와 같은 아폴로 그룹에 속한다. 물론 지구 충돌 가능성이 있는 PHO 중 하나다. 연구팀은 이 소행성이 단단한 암석 덩어리가 아니라 잡석 더미 같은 구조의 소행성 쌍성계라고 보고 있다. 하지만 근접 관측 결과가 없어 막연히 추정할 뿐이다. 과학자들은 지구 충돌 코스에 들어선 소행성이 있으면 작은 우주선의 중력으로 견인해서 궤도를 살짝 벗어나게 하거나 혹은 우주선을 빠른 속도로 충돌시켜 궤도를 약간 수정하는 방법 등을 연구하고 있다. 하지만 하나가 아니라 두 개의 소행성으로 구성된 쌍성계 소행성에서는 결과를 예측하기 어려운 방법이다. 직접 탐사선을 보내 상세한 데이터를 수집하고 연구하는 과정이 선행되어야 하는 이유다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

어둠 속에서도 광합성이 가능한 식물성 플랑크톤의 존재가 확인됐다. 캐나다 라발대 등 국제연구진은 겨울철 북극해 얼음 아래 갇힌 캄캄한 바닷속에서도 성장할 수 있는 식물성 플랑크톤을 발견했다고 밝혔다.겨울철 북극해는 빛의 반사성이 뛰어난 불투명한 얼음으로 뒤덮여 바닷속은 온통 암흑이 된다. 따라서 긴 겨울 동안 식물성 플랑크톤은 휴면 상태에서 얼음이 녹을 때까지 살아남을 수 있다고 여겨졌다. 하지만 식물성 플랑크톤의 휴면에 관한 연구는 거의 이뤄지지 않아 실제로 휴면을 하는지는 알 수 없었다. 이에 따라 이들 연구자는 빛의 양을 측정할 뿐만 아니라 식물성 플랑크톤의 수와 농도를 조사하는 기능까지 갖춘 고성능 관측 장비를 투입해 그 비밀을 파헤치고자 했던 것이다. 그 결과, 태양이 뜨지 않는 극야가 일어나거나 얼음이 가장 두꺼워지는 2월일 때조차 식물성 플랑크톤들은 계속해서 성장하는 것으로 나타났다. 또한 그 성장 요인을 분석한 결과, 어둠 속에서도 광합성이 이뤄지고 있는 것으로 확인됐다. 즉 북극의 식물성 플랑크톤들은 환경에 적응해 얼음을 빠져나오는 극미한 광자를 에너지원으로 삼을 수 있도록 진화하고 있었던 것이다. 게다가 이번 발견은 어둠 속 광합성에 머무르지 않았다. 흥미롭게도 북극의 식물성 플랑크톤들이 성장하고 증식하는 것이 가장 활발하게 이뤄지는 시기는 얼음이 소멸하는 여름이 아니라 아직 상당한 양의 얼음이 남아 있는 4, 5월 중이었다. 이들 식물성 플랑크톤은 사람에게 있어 캄캄한 환경에서의 광합성을 할 수 있을 뿐만 아니라 최고 성능을 발휘하기 위해 빛의 양도 크게 끌어내렸다. 필요한 빛의 양 범위를 적은 수준으로 바꿔 포식자가 번식하기 전에 증식할 수 있어 생존 경쟁에서 유리할 수 있다는 것이다. 이번 연구로 식물성 플랑크톤이 기존의 상식으로는 불가능하다고 여겨졌던 몇 안 되는 빛으로도 광합성이 가능한 것으로 밝혀졌다. 이 사실은 다른 행성이나 위성에 관한 생명 탐사에서도 중요하다.태양계 내부에서도 토성의 위성인 엔켈라두스나 목성의 위성인 유로파에는 얼음 표면 밑에 바다가 있으며 화성 극지방의 얼음 내부에는 광활한 소금 호수가 있다는 발표가 속속 나오고 있다. 만일 이런 행성이나 위성에 북극의 식물성 플랑크톤처럼 미미한 빛으로 광합성이 가능한 생명체가 있으면 얼음 밑에 풍요로운 생태계가 조성되고 있을지도 모르는 것이다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’(Science Advances) 최신호(9월 25일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)은 여러 나라와 협력으로 인류를 다시 달에 보내는 아르테미스 계획을 추진 중이다. 우선 내년에 있을 아르테미스 I 임무를 통해 사람이 타지 않은 오리온 우주선을 발사해 달 선회 궤도를 돈 후 지구로 귀환할 예정이다. 아르테미스 II 임무에서는 우주 비행사가 탑승해 우주선을 최종 검증하고 2024년 아르테미스 III 임무를 통해 달 표면에 착륙한다는 계획이다. 이번 달 탐사가 반세기 전에 진행된 아폴로 프로젝트와 다른 점은 영구적인 달 기지를 염두에 둔 프로젝트일 뿐 아니라 다양한 크기의 무인 달 탐사선을 같이 보내 임무를 돕는다는 것이다. 예를 들어 아르테미스 III 착륙 전에 달 남극에 로버와 탐사선을 보내 물과 얼음의 분포를 확인하고 미래 달 기지 건설에 사용할 수 있을지 확인할 예정이다. 이를 위해 NASA는 현재 개발 중인 바이퍼(Volatiles Investigating Polar Exploration Rover, VIPER) 로버와 함께 다른 달 탐사선에 실을 초소형 로버 계획을 승인했다.카네기 멜런 대학의 스핀오프 기업인 아스트로보틱(Astrobotic)은 무게 11㎏에 불과한 초소형 달 로버인 문레인저(MoonRanger)를 공개했다. 무게와 크기 모두 작은 여행용 케이스 수준에 불과한 문레인저는 얼음이 있을 것으로 추정되는 달 남극에서 임무를 수행하기 위해 매우 독특한 태양전지를 장착했다. 바로 90도까지 수직으로 세울 수 있는 태양전지 패널이다. (사진) 이 로버가 임무를 수행할 달 남극에는 태양 빛이 거의 수평으로 들어오기 때문인데, 그 점을 생각해도 비교적 큰 태양전지를 탑재한 데는 그럴 만한 이유가 있다. 문레인저는 초소형 저비용 로버를 목적으로 개발됐기 때문에 달 탐사 로버인 바이퍼나 화성 탐사 로버인 큐리오시티와 달리 로버의 핵심 부품을 저온 환경에서 보호할 수 있는 장비가 없다. 달의 밤은 매우 춥기 때문에 영하 150도 이하의 극저온 환경에서 보호할 수 있는 시스템 없이는 다시 태양이 뜨더라도 정상적으로 작동한다는 보장이 없다. 따라서 기본 임무 수행 기간이 달의 낮 시간인 14일 정도에 불과하다. 대신 무게가 가볍기 때문에 비용을 낮출 수 있으며 속도도 매우 빨라 넓은 지형을 탐사할 수 있다. 심지어 경량화를 위해 통신 장비의 성능도 희생했기 때문에 지구와 직접 교신은 불가능하며 착륙선을 통해 지구에 데이터를 전송한다. 개발팀은 문레인저가 무인 달 탐사선 주변의 3차원 입체 지형을 빠르게 작성하고 얼음이 있을 가능성이 큰 지형을 쉽게 찾을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 로버의 주행도 지구에서 세부적으로 컨트롤하는 것이 아니라 자율적으로 이뤄진다. 문레인저는 앞으로 우주 탐사에서 자투리 공간에 실을 수 있는 미니 로버의 유용성을 검증할 무대가 될 것으로 예상된다. 성공한다면 작고 귀엽지만, 재능이 많은 미니 로버가 달과 화성을 누비게 될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

곤충 중에 가장 다양하면서도 화려한 날개를 가지고 있는 것은 나비일 것이다. 나풀거리며 날아가는 나비를 보면 뭔가에 빨려 들어가는 듯한 기분이 든다. 날아다니는 속도는 빠르지 않으나 쉽게 잡지 못한다. 보통 곤충들은 천적으로부터 눈에 띄지 않으려 하고, 빨리 날아 도망가려 하는데 나비는 자신을 드러내고 그리 빨리 날아가지도 않는다.사실 나비의 비행패턴을 보면 매우 빠르게 방향을 바꾼다. 커다란 날개를 노 젓듯 사용해 다른 어떤 곤충들보다 방향을 쉽게 바꾼다. 고속촬영으로 나비의 날갯짓을 살펴보면 날개를 움츠렸다 펴면서 마치 김연아 선수가 빠르게 회전하듯이 몸을 틀기도 한다. 이런 방식으로 천적의 공격을 피하는 것이다. 물리학의 회전운동 원리를 체득한 곤충이라고 할 수 있을 것이다. 나비를 닮은 마이크로 로봇을 만들어 보려는 시도는 많이 있다. 단순히 위아래로 날갯짓하는 로봇이라면 나비처럼 우아하게 날 수 없다. 날개를 접을 수도 있어야 부드러운 나비의 날갯짓을 재현할 수 있을 것이다. 바닷속 물고기들은 주로 좌우로 흔드는 꼬리와 가슴지느러미를 이용해 헤엄을 치는 반면 홍어는 커다란 지느러미를 깃발처럼 펄럭거리며 물속을 부드럽게 미끄러져 나간다. 매우 효율적인 수영법이다. 또 배 밑에 있는 작은 지느러미로 바닥에서는 걸어 다니기도 한다. 미국 버팔로대 기계공학과에서는 몇 년 전 가오리나 홍어의 지느러미가 펄럭거릴 때 생기는 물의 흐름과 소용돌이들을 자세히 연구한 바 있다. 에너지를 적게 쓰면서 오랫동안 앞으로 헤엄을 쳐 나갈 수 있는 원리를 밝힌 것이다. 홍어 지느러미처럼 움직이는 로봇을 만들고 이를 응용해 바닷속을 탐사하는 수중 드론을 만들 수도 있을 것이다. 이미 영국 해군에서는 홍어를 닮은 무인 잠수정에 대해 연구를 하고 있다. 다시 물 밖으로 나와 보자. 인간은 항상 하늘을 나는 꿈을 꿔 왔다. 알라딘의 마술카펫도 그런 꿈을 담은 환상 중 하나이다. 비행기는 닫힌 공간 속에서 경험하는 비행이기 때문에 얼굴을 스쳐 가는 바람의 경험을 하지 못한다. 낙하산이나 행글라이딩은 바람을 느끼게 해 주지만 비행이 아니라 떨어지는 낙하운동이다. 오랜 시간 자유자재로 날아다니는 마술카펫과는 다른 것이다. 날아다니는 카펫을 만들 수 있을까? 2007년 하버드대 연구진은 10㎝ 길이에 0.1㎜ 두께의 막이 1초에 10번씩 0.25㎜의 진폭으로 펄럭거리면 날 수 있음을 보여 주었다. 공기보다 무거운 작은 마술카펫이 날아오를 수 있다는 것을 물리학적으로 보인 것이다. 요즘 마이크로 로봇의 기술은 놀라울 정도로 발전했다. 작은 막에 전기자극을 주면서 막이 움츠러들게 하는 기술은 이미 있고 이 막 위에 얇은 태양전지를 입힌다면 혼자서 오랫동안 스스로 날아다닐 수 있는 ‘카펫’ 드론이 가능할 것이다. 물론 작은 것을 만들었다고 인간을 태운 카펫을 바로 만들 수는 없을 것이다. 그러나 현재의 드론과는 전혀 다른 형태의 마이크로 드론이 천천히 날아다니는 세상을 생각해 볼 수도 있다. 과학과 기술에서는 항상 새로운 생각을 할 필요가 있다. 새로운 생각의 원동력은 상상력이다. ‘이러면 어떨까’ 하는 질문이 상상력으로 이어지는 것이다. 이제 곧 한가위 대명절이다. 유례없는 감염병 대유행으로 모두 지쳐 있는 지금, 재충전을 할 소중한 기회를 갖게 될 것이다. 재충전 후 새로운 상상여행을 계속하면 좋을 것 같다.

#첫 번째 만남 리처드 마이어라는 건축가를 처음으로 접한 것은 대학교 2학년 2학기 과제를 통해서였다. 마이어가 설계한 주택의 평면도와 입면도를 보고 엑소노메트릭이라는 입체도를 그리는 숙제였는데 내 기억으로는 그 집은 그의 초기 작품인 ‘스미스 하우스’였던 것 같다. 내가 대학을 다니던 시절 전 세계에서 가장 잘나가는 건축가는 리처드 마이어였다. 지금의 나보다도 젊은 50세에 프리츠커상을 받았고, 연속으로 주요 국제공모전에서 수상했다. 특히 당대 가장 비싼 설계비라고 화제였던 LA의 게티 센터 공모전에 당선되면서 커리어의 정점을 찍었다. 그에 관해서 이야기하려면 ‘뉴욕 5’에 대해서부터 시작해야 한다.1972년 뉴욕에 기반을 둔 건축가 리처드 마이어, 피터 아이젠만, 마이클 그레이브스, 존 헤이덕, 찰스 과스메이는 건축가로서는 젊은 나이인 30대 후반에 ‘파이브 아키텍트’(Five Architects)라는 책을 함께 출판하게 된다. 이후 그들은 ‘뉴욕 5’라는 이름으로 불리게 되었고 한 시대를 대표하는 건축가들로 성장하게 되었다. 재미난 사실은 이들 다섯 명은 모두 초기에는 함께 책을 낼 만큼 비슷한 모던건축의 색깔을 띠고 있었으나 나이가 들면서 서로 다른 색을 찾아 발전해 나아갔다는 점이다. 마이어는 시종일관 백색건축을 하면서 자신의 색을 유지했던 반면, 아이젠만은 좀더 이론적으로 치우쳐 해체주의 건축과 컴퓨터를 이용한 건축 디자인 분야를 개척했다. 그레이브스는 서양 전통 건축의 모티브를 사용한 포스트모더니즘을 이끌었으며, 헤이덕은 뉴욕에 있는 건축대학 쿠퍼유니온에 남아서 후학 양성에 힘을 쏟았다. 한편 과스메이는 초기에는 일관성이 있는 훌륭한 작품을 남겼으나, 여러 가지 시도를 해 보다가 딱히 자신만의 건축관을 보여 주지 못한 아쉬움을 남겼다.#르코르뷔지에의 적통, 건축계의 앙드레 김 1934년 그다지 부유한 동네라고 할 수 없는 뉴저지 뉴어크에서 태어난 마이어는 ‘뉴욕 5’ 중에서도 건축 작품을 가장 많이 남긴 건축가다. 그는 자신의 건축을 르코르뷔지에의 계보를 잇는 것으로 보고 있다. 실제로 그의 사무실에는 그의 작품 스미스 하우스 모델 바로 옆에 르코르뷔지에의 빌라 사보아 모델을 비교 전시해 놓고 있다. 그의 건축은 시종일관 백색건축을 한 것으로도 유명한데, 건축에서 흰색만 사용하면 그의 아류로 취급받을 정도다. ‘건축계의 앙드레 김’이라고나 할까. 스미스 하우스 같은 초기 작품을 할 때는 나무에 흰색 페인트를 사용하였으나, 이후 흰색 페인트가 칠해진 알루미늄 패널을 사용하였고, 최근에 로마 근교에 지어진 주블리 성당에서는 백색 콘크리트를 사용하기도 하였다. 마이어가 LA의 게티 센터 미술관을 설계할 때, 건축주는 색깔 있는 재료를 사용한 박물관을 원했고, 마이어는 흰색을 고집했다. 결국은 둘의 오랜 싸움 끝에 베이지색으로 타협점을 찾은 것은 유명한 일화다. 실제로 마이어의 건축물은 게티 센터와 캘리포니아에 주택 한 채를 제외하고는 모두가 흰색이라고 보면 된다. 마이어가 흰색을 고집하는 이유는 흰색은 곧 모든 색이기 때문이라는 생각에서다. 실제로 ‘리처드 마이어 30가지 색’이라는 책을 보면, 흰색의 건물이 시간과 태양광의 컨디션에 따라서 얼마나 다양한 색으로 보이는가를 알 수 있다. 마이어의 사무실에서 프로젝트마다 페인트의 흰색을 결정하고 실제 시공에서 선정한 흰색을 만들어 내는 과정은 가장 힘든 일 중에 하나다.내가 한국에 귀국한 후 사무실을 열고 디자인을 한 초기의 작품들도 대부분 흰색이다. 아마도 보이지 않게 마이어의 영향이 있었으리라 생각한다. 거제도에 지어진 ‘머그학동’과 신안군 압해도에 지어진 ‘보이드’라는 작품이 흰색이다. 특히나 자연경관이 훌륭한 곳에는 오히려 흰색 이외의 다른 색상을 쓰기가 망설여진다. 특정 색상과 재료를 주변 자연에 강요한다는 것 자체가 폐가 된다는 생각이 들어서이다. 대신에 흰색 캔버스 같은 백색은 아름다운 자연의 색상을 돋보이게 하는 배경이 될 수도 있고 마이어의 말처럼 모든 색상이 되기 때문에 자연 속에 건축할 때에는 흰색을 주로 선택하게 된다. #두 번째 만남 학창시절에 책으로 항상 접했던 마이어였지만, 사실 나는 마이어보다는 안도 다다오나 루이스 칸을 더 좋아했다. 보스턴에서 대학원을 마치고 사무실을 구할 때 루이스 칸은 돌아가셨기 때문에 사무실 지원이 불가능했고, 일본어를 못하여 안도 사무실에는 갈 수 없었다. 졸업 후에는 보스턴에서 가까운 뉴욕에서 일자리를 찾았는데 그때가 마침 이라크전쟁이 일어나기 직전이어서 어느 사무실에서도 채용하지를 않았다. 이력서를 400장 넘게 뿌리고서야 겨우 네 군데 인터뷰가 가능했다. 그중 하나가 마이어 사무실이었다. 당시 세계적인 건축가였던 마이어는 경기를 잘 타지 않아서 직원을 뽑았던 것 같다. 마이어 사무실은 규모도 크지 않기 때문에 주변에서 일을 해 보았다는 경우도 들어 본 적이 없었다. 그래서 나 역시 지원할 생각도 못 했었다. 그러다가 마이어의 광팬이었던 친한 선배가 “네 디자인의 공간감은 마이어의 작품과 비슷하다”는 이야기를 하면서 그 회사에 반드시 지원해야 한다고 했다. 그렇게 그 선배의 말을 듣고 지원서를 보냈다가 덜컥 입사하게 된 것이다. 처음 인터뷰를 하러 사무실에 갔을 때 회사에 190㎝는 넘어 보이는 거구의 백발노인이 성큼성큼 걸어다니는데 너무 멋있어 보였다. ‘저런 외모라면 건축주분이 그냥 설득되겠다’는 생각이 들었다. 마치 건축가가 주인공으로 나오는 소설 ‘마천루’ 속 건축가가 현실로 나온 듯한 느낌을 받았다. 인터뷰는 일사천리로 진행되어서 뉴욕의 리처드 마이어 사무실에서 실무를 하는 꿈같은 일이 시작하게 되었다.#고급 주거의 마스터 마이어의 ‘더글러스 하우스’는 미시간 호수를 바라볼 수 있는 절벽에 자리잡고 있는데, 진입하는 시퀀스가 예사롭지 않다. 경사 대지의 높은 쪽에서 진입하면서 먼저 방문객은 네모진 창문이 뚫린 평범한 집을 바라보게 된다. 그리고 주택에 진입하기 위해서 다리를 건너게 된다. 일단 다리를 건너서 집으로 들어가면 정면은 막혀 있고, 햇빛만이 천창을 통해서 들어온다. 이곳에서 한 층을 내려가게 되면 두 개 층 높이의 거실과 전면 창으로 펼쳐진 미시간 호수의 장관을 볼 수 있다. 워낙 경사지에 자리잡고 있어서 마치 배 위에서 바다를 바라보는 듯한 느낌을 준다. 그의 건축은 주변 경관과 적극적으로 관계를 맺는 디자인을 보여 준다. 숲 쪽으로는 침실들이 배치되어 있고, 호수 쪽으로는 거실과 식당 같은 공공 공간이 배치되어 있으며 그사이에는 복도가 위치해 있는, 계획적으로 명확한 구도를 띠고 있다. 마이어는 이 집으로 고급 주거 전문건축가의 명성을 얻었다. 필자도 여러 건축가를 좋아하지만, 그 많은 건축가들이 디자인한 집 중에서 하나를 선택해 살라고 한다면 주저하지 않고 마이어의 주택을 선택할 것이다. 프로젝트에 따라서 다르지만, 공사비는 상상을 초월해서 그가 플로리다 주에 지은 ‘누게바우어 하우스’의 경우 침실 4개짜리 주택임에도 총공사비가 400억원이 넘는 작품도 있다. 주택을 통한 성공적인 데뷔 이후 애틀랜타 주의 ‘하이 뮤지움’을 시작으로 프로젝트의 크기를 키우기 시작해서 바르셀로나 미술관, 게티 센터 등 각종 미술관 프로젝트를 수행하여 화이트 큐브 미술관의 마스터로 자리를 잡아 가게 되었다. 그가 사용하는 백색과 부드러운 자연채광은 미술관을 전시하기에 적합한 조합이 되었다. 그의 건축 브랜드는 그렇게 자리잡아서 미국의 많은 부자들은 마이어가 지은 주택에 살기를 희망한다. 이를 이용한 부동산업자들이 21세기 들어서 뉴욕 등 몇몇 도시에 마이어가 디자인한 아파트를 시행해서 큰 성공을 거두고 있다. 그중의 하나가 내가 마이어 사무실에서 일하던 시절에 참여했던 프로젝트인 뉴욕의 ‘165 찰스스트리트 아파트’였다. 허드슨 강과 자유의 여신상을 볼 수 있는 이 아파트 프로젝트를 통해서 주거 건축의 많은 것을 경험할 수 있었다. 이때의 경험은 최근 내가 용산에 ‘아페르 한강’이라는 아파트를 디자인할 때 많은 도움이 되었다. 이 건물 역시 흰색으로 디자인하였다. 다른 점이 있다면 아페르 한강에는 나무를 심을 수 있는 넓은 테라스가 있다는 점일 것이다.#정교한 미니멀 디자인 리처드 마이어는 본인이 유명 건축가라기보다는 ‘마스터 빌더’(Master Builder)로 인정받기를 원한다고 했다. 그만큼 그의 건축은 완벽한 시공성을 요구한다. 실제로 모든 디자인을 하는 초기 단계에 프로젝트마다 다른 모듈러 그리드를 설정해 놓고 건축물의 모든 선은 그리드 선에 맞추어서 설계된다. 그렇기 때문에 시공 시에 조금이라도 줄이 어긋날 경우가 생기면 아주 이상해 보이게 된다. 마이어 사무실의 직원들끼리는 “복잡한 형태의 건물을 디자인하는 프랭크 게리 사무실의 직원이 부럽다”고 농담을 하기도 하는데, 이유는 형태가 복잡할수록 시공상의 작은 실수가 잘 보이지 않기 때문이다. 반대로 마이어의 건축물은 모든 라인의 줄이 맞아야 해서 조금만 어긋나도 눈에 거슬린다. 마이어의 사무실에 출근한 지 몇 달이 지나고 나니 모든 사물에 줄을 맞추는 강박증이 서서히 생겨났다. 화장실에 수건도 직각으로 맞게 걸려 있어야 하고, 책상 위의 사물들도 정리되어야 맘이 편해졌다. 이런 이야기를 직장 동료들에게 했더니 다들 나와 비슷한 일을 경험했다고 고백했다. 지금도 건축도면을 보면 계속 줄을 맞추고 싶어지게 된다. 내가 설계한 머그학동에 가면 펜션으로 올라가는 계단과 카페 동의 문, 창문, 정면에 있는 담장의 슬릿까지 줄이 맞춰져 있다. 이러한 경향은 마이어 사무실 출신이기 때문일 것이다. 평면도에 벽들이 줄이 맞춰져 있지 않으면 불편한데, 지금도 우리나라의 아파트 평면을 보면 벽들이 줄이 안 맞아 있는 경우가 많다. 볼 때마다 맘이 불편하다.어느 잡지에서 마이어에게 “나중에 어떤 사람으로 기억되고 싶냐”는 질문을 한 적이 있다. 그때 그는 ‘좋은 아빠’로 기억되고 싶다는 의외의 답변을 하였다. 예전에 개인적으로 이야기하게 될 때 그는 게티 센터 프로젝트를 하면서 뉴욕의 집을 떠나 LA에서 13년을 떨어져 지내면서 아내와는 이혼하였고, 그의 자녀들은 어느덧 대학에 입학하게 되어서 아이가 클 때 곁에 있지 못한 게 못내 아쉽다고 말했다. 그는 한 시대를 대표하는 건축가이지만 동시에 두 자녀의 아빠이기도 했던 것이다. 책으로, 건축 작품을 함께하면서, 그리고 그의 개인적인 모습을 곁에서 볼 수 있었던 기회는 나에게는 참으로 소중한 인생의 경험으로 남아 있다. 건축가 유현준

우주는 광활하다. 그런 만큼 작은 행성 표면에서 살아가는 인간의 척도로는 상상도 할 수 없는 엄청난 규모의 자연 현상이 일어나곤 한다. 우주에서 강력한 자기장을 지닌 중성자별인 마그네타(Magnetar) 역시 그중 하나다. 중성자별 자체가 태양보다 큰 질량을 지닌 거대 별의 잔해가 도시 크기로 압축된 상태라 매우 극단적인 상황이지만, 마그네타는 일반적인 중성자별보다 더 극단적인 천체다. 평균적인 마그네타의 표면 자기장은 지구 자기장보다 1조 배 강력하며 인간이 만든 인공 자기장보다도 수억 배 이상 강력하다. 만약 인간이 마그네타 표면 1,000㎞ 이내로 접근한다면 모든 세포가 파괴돼 사망에 이를 정도다. 이렇게 극단적인 천체인 만큼 마그네타는 우주에 흔한 존재가 아니다. 대부분 멀리 떨어진 천체라 관측도 쉽지 않다. 그러나 최근 과학자들은 지구에서 비교적 가까운 위치에 있는 마그네타까지의 거리를 직접 측정하는 데 성공했다. 국제 천문학자 연구팀은 미국국립전파천문대(NRAO)의 초장기선 전파망원경 배열(VLBA)을 이용해 우리 은하에 있는 마그네타 중 하나인 XTE J1810-197을 관측했다.XTE J1810-197은 2003년 처음 발견됐으며 그해부터 2008년까지 강력한 전파 펄스를 방출하다가 갑자기 멈춘 뒤 2018년부터 다시 활동을 시작했다. 연구팀은 지난해 11월과 올해 3월, 4월에 XTE J1810-197을 관측해 이 마그네타가 정확히 8,100광년 떨어져 있다는 사실을 발견했다. 연구팀이 자신 있게 말할 수 있는 이유는 사상 최초로 연주시차(annual parallax)를 이용해 마그네타까지의 거리를 측정했기 때문이다. 연주시차는 지구의 공전을 이용해서 별까지 거리를 측정하는 방법이다. 지구가 태양 주위를 공전하기 때문에 6개월이 차이를 두고 별을 관측하면 사실 같은 별을 3억㎞ 떨어진 거리에서 관측한 것이 된다. 이때 매우 멀리 떨어진 천체를 기준으로 별의 이동을 확인해 각도를 측정하면 거리를 알아낼 수 있는 것이다. 마그네타 역시 예외가 아니다. (사진 참조) 연구팀은 이번 연구를 통해 마그네타에 대한 측정이 정확해질 것으로 기대하고 있다. 추정값이 아니라 정확한 거리를 알아내면 과학자들은 마그네타에서 방출되는 전파와 에너지양에 대해서 더 자신 있게 말할 수 있다. 마그네타는 강력한 자기장의 생성 원인을 비롯해 여러 가지 미스터리를 지닌 천체로 수수께끼의 고에너지 방출 현상인 빠른 전파 폭발(FRB)과의 연관성이 의심된다. 연구팀은 이번 연구가 마그네타의 미스터리를 밝히는 데 큰 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

지구에서 꾸준히 관찰해 오던 혜성에서 ‘원자외선 오로라’가 처음으로 포착됐다. 영국 임페리얼 칼리리 런던의 대기물리학자 마리나 갈란드 박사 연구진은 혜성 ‘67P/추류모프-게라시멘코‘(이하 혜성 67P)에서 맨눈으로는 보이지 않는 오로라가 포착됐다고 밝혔다. 극광으로도 불리는 오로라는 태양이 태양풍에 실어 보내는 전기를 띤 하전입자가 지구 자기장을 따라 극지의 대기권 상층부로 유입됐을 때, 대기권의 산소와 충돌하면서 만들어내는 아름다움 빛이다. 이러한 오로라는 태양계에서 수성을 제외한 모든 행성이 가지고 있으며, 목성의 위성인 가니메데와 유로파에서도 오로라 현상이 관측된 바 있다. 다만 지금까지 그 어떤 혜성에서도 오로라가 포착된 적은 없는데, 연구진은 혜성 67p를 2년간 관측한 유럽우주국(ESA)의 로제타 탐사선이 보낸 데이터에서 혜성에도 오로라가 나타날 수 있다는 사실을 처음 활용했다. 연구진은 로제타에 장착된 원자외선 분광기와 이온·전자센서 등을 활용했고, 이 과정에서 맨눈으로는 보이지 않는 원자외선 형태의 오로라가 혜성 67P에서 관측됐다고 설명했다.연구진은 “태양풍을 타고 혜성에 도달한 태양의 하전입자인 전자가 혜성의 얼음과 먼지로 된 가스와 상호작용하면서 오로라를 만들어냈다”면서 “이온전자센서를 이용해 오로라 발생을 유발한 전자를 포착했다”고 밝혔다. 이어 “다만 지구에서는 자기장이 태양풍을 타고 온 하전입자를 극지 대기권 상층부로 보내 독특한 빛을 형성하지만, 혜성에는 이러한 자기장이 없기 때문에, 오로라가 혜성을 둘러싼 채 분산된 형태를 보인다”고 덧붙였다. 전문가들은 혜성 주변에서 오로라를 발견한 것은 매우 놀랍고 흥미로운 사실이며, 이번 연구결과는 지구에도 직접적인 영향을 미치는 태양풍의 변화를 연구하는데 도움이 될 것으로 기대했다. 자세한 연구결과는 과학저널 ’네이처 천문학‘ 최신호에 실렸다. 한편 2004년 3월 아리안 5호 로켓에 탑재돼 우주공간으로 발사됐던 혜성탐사선 로제타는 무려 10년 넘게 고독한 비행을 계속해 2014년 8월 6일 목적지인 67P과 만났다. 혜성 주변을 돌며 임무를 수행한 로제타는 2016년 9월 혜성 지표면에 출동해 장렬히 전사, 12년에 걸친 활동을 마무리했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

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