우주 전문 사이트 스페이스닷컴(Space.com)에서 정리해 19일(현지시간)에 보도한 네오와이즈 혜성에 관한 '빅 퀘스천' 10개를 약간 가공해 소개한다. 북반구 별지기들에게 큰 기쁨을 주고 있는 네오와이즈 혜성은 어떤 특별한 점이 있을까? 지난 3일 네오와이즈 혜성은 태양에 가장 가까운 근일점에 도착했으며, 오는 23일 지구에 가장 근접하는데, 이때 거리는 약 1억㎞로 지구와 태양 거리의 약 3분의 2 지점까지 다가온다. 네오와이즈 혜성의 가장 특이한 사실은 지금 지구 하늘을 떠나면 6800년 후에나 다시 돌아오는 장주기 혜성이라는 점이다. 따라서 지난번 도래 때는 인류가 자연과 악전고투하면서 살던 구석기 시대였다는 뜻이다. 네오와이즈가 다음번에 도래할 때는 과연 인류가 어떤 상황에 있을지 자못 궁금하다. 참고로, 지난 1975년 발견된 웨스트 혜성은 현재까지 가장 긴 주기를 가진 혜성의 하나로 기록되고 있는데, 그 주기가 무려 55만 8300년이다. 1. 네오와이즈 혜성은 무엇인가? 공식적인 이름이 C/2020 F3으로 불리는 네오와이즈 혜성은 올해 3월 27일 미 항공우주국(NASA)에서 발사한 광역적외선 우주망원경(WISE)을 이용해 지구에 근접하는 천체를 찾는 네오와이즈 프로젝트에 의해 발견되어 이 같은 이름을 얻었다. 혜성은 크게 머리와 꼬리로 구분된다. 머리는 다시 안쪽의 핵과, 핵을 둘러싸고 있는 코마로 나누어진다. 핵이 탄소와 암모니아, 메탄 등이 뭉쳐진 얼음덩어리라는 사실이 최초로 밝혀진 것은 1950년 하버드 대학의 천문학자 위플에 의해서였다. 그러니 혜성의 정체가 제대로 알려진 것은 반세기 남짓밖에 되지 않은 셈이다.2. 네오와이즈 혜성을 볼 수 있을까? 물론 볼 수 있다. 그것도 맨눈으로 관측이 가능하다. 그만큼 네오와이즈 혜성이 밝기 때문이다. 특히 혜성이 위도 45도의 극지방에 있기 때문에 해 뜨기 직전 새벽과 해 진 직후 저녁 둘 다 볼 수 있다. 7월 17일부터는 혜성이 큰곰자리의 북두칠성에 방면으로 들어서기 시작했다. 현재 북두칠성 아래를 지나는 이 혜성을 관측하려면 해진 직후나 새벽녘 시간에 가능하다. 그러나 현재 약 3등급 이하로 밝기가 떨어져 초보자가 찾아내기엔 약간 어려울 수도 있다. 발견 요령은 일몰한 시간 후 서북쪽으로 북두칠성 됫박 아래를 쌍안경으로 찬찬히 훑어보는 것이다. 3. 천체망원경이 필요한가? 고배율의 천체망원경은 필요치 않다. 네오와이즈는 밝아서 약간 숙련된 별지기라면 쉽게 발견할 수 있다. 단, 현재 한국은 장마철이라 대기 중에 수증기가 많아 시야가 좋지 않다. 10배율 안팎의 쌍안경이나 작은 천체망원경으로 관측한다면 충분히 혜성을 즐길 수 있다. 어쨌든 이번 혜성은 1997년 헤일밥 혜성 이후 거의 사반세기 만에 우리나라에서 맨눈으로 관찰할 수 있는 밝은 혜성이다. 4. 이 혜성은 밤하늘에서 어떻게 보이나? 빛공해가 적고 하늘 상태가 아주 좋은 곳이라면 맨눈으로 볼 때 네오와이즈는 안드로메다 은하를 맨눈으로 볼 때처럼 흐릿한 빛뭉치에 꼬리가 달린 모습으로 보인다. 물론 빛공해가 심한 도시에서는 보기 어려울 것이다. 쌍안경이나 작은 망원경을 챙겨 어두운 곳으로 가선 관측한다면, 당신은 6800년의 사이클에 참여해 아름다운 혜성의 모습을 즐길 수 있다. 5. 이 혜성에는 물이 얼마나 있을까? 네오와이즈는 ‘올림픽 수영 경기장 풀 1300만 개 정도를 채울 수 있는 물’을 갖고 있다고 NASA 제트추진연구소 연구원 에밀리 크레이머 박사가 지난 15일 기자회견에서 밝혔다. 그리고 “대부분의 혜성은 반은 물, 반은 먼지로 구성되어 있다”고 덧붙였다.6. 네오와이즈는 꼬리가 하나인가? 여느 혜성처럼 네오와이즈도 두 개의 꼬리를 갖고 있다. 혜성의 꼬리는 코마의 물질들이 태양풍의 압력에 의해 뒤로 밀려나서 생기는 것이다. 이 황백색을 띤 꼬리는 태양과 반대방향으로 넓고 휘어진 모습으로 생기며, 태양에 다가갈수록 길이가 길어진다. 꼬리가 긴 경우에는 태양에서 지구까지의 거리 2배만큼 긴 것도 있다. 태양에 가까이 다가가면 두 개의 꼬리가 생기기도 하는데, 앞에서 말한 먼지꼬리 외에 가스 꼬리 또는 이온 꼬리라고 불리는 것이 생긴다. 태양 반대쪽으로 길고 좁게 뻗는 가스 꼬리는 이온들이 희박하여 눈으로는 잘 보이지 않지만, 사진을 찍어 보면 푸른색을 띤 꼬리가 길게 뻗어 있는 것을 볼 수 있다. 네오와이즈의 꼬리는 나트륨 성분으로 이루어져 있다. 7. 네오와이즈는 얼마나 큰가? 적외선 관측 결과 혜성의 핵 지름은 5㎞ 내외로 추정된다. 이 같은 크기는 보통 혜성 크기의 평균치라고 크레이머 박사가 밝혔다. “네오와이즈의 밝기는 아주 드문 예”라고 설명하는 크레이머 박사는 “우리가 흔히 보는 이 정도 크기의 혜성은 보통 태양으로부터 너무나 멀리 떨어져 있기 때문에 어둡게 보이지만, 네오와이즈는 태양과 지구로부터 그리 멀지 않은 곳을 지나므로 밝게 보이는 것"이라고 덧붙였다. 8. 네오와이즈는 얼마나 빠른가? 이 혜성의 속도는 약 초속 64㎞에 달한다. 시속으로는 23만1000㎞다. 이는 대략 총알 속도의 64배라고 보면 된다. 지금까지 인간이 만들어낸 가장 빠른 속도는 명왕성 탐사선 뉴호라이즌스가 기록한 초속 20km(시속 7만5200㎞)인데, 이보다 3배 이상 빠르다는 뜻이다. 네오와이즈 임무 수석연구원인 조에 마시에로는 ”혜성이 태양 주위를 도는 지구 속도보다 약 2배 빠르게 움직이고 있지만, 이 빠른 속도가 계속 지속되지는 않을 것“이라고 설명한다. 혜성이 아주 길쭉한 타원형 궤도를 돌기 때문에, 태양과의 거리에 따라 속도가 달라진다. 즉, 태양에 멀수록 속도가 떨어지는 것이다. 네오와이즈는 현재 태양 근일점을 돌아 외부 태양계로 되돌아가는 중이다.9. 이 혜성이 지구와 충돌할수 있나? 지구와 충돌한 우려는 전혀 하지 않아도 된다. 혜성의 궤도는 지구의 궤도 평면과 어긋나 있을 뿐 아니라, 23일 지구에 가장 가까이 접근할 때도 지구-태양간 거리의 3분의 2인 1억km나 된다. 오히려 수성 궤도에 더 가까운 지점이다. 10. 이 혜성은 성간공간에서 온 것인가? 네오와이즈 혜성의 출발지는 태양계 내부다. 지금까지 발견된 성간공간에서 태양계로 진입한 천체는 단 두 개로, 오우아무아와 보리소프 혜성이다. ”우리는 이것이 성간 천체가 아님을 알고 있다. 혜성의 움직임을 보면 태양의 중력에 구속되어 있음을 알 수 있다”고 밝히는 크레이머 박사는 “이것은 매우 빠르게 내부 태양계로 들어왔다가 다시 돌아가는 중인데, 앞으로 6800년 후에 다시 돌아올 것”이라고 덧붙였다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

사반세기 만에 맨눈으로 보이는 혜성이 나타나는 바람에 전국의 별지기들이 혜성 대잔치를 벌이고 있다. 특히 장마기간인데도 지난 며칠 반짝 하늘이 개는 행운까지 겹쳐 별지기들이 네오와이즈가 가장 잘 보이는 곳을 찾아 전국을 누비고 있다. 이들의 열정 덕분에 전국 우주 마니아들이 아름다운 혜성을 공유하게 되어 그 내용물을 찬찬히 살펴보고자 한다.지난 3월 27일 미 항공우주국(NASA)에서 발사한 적외선 망원경에 의해 발견된 네오와이즈 혜성은 주기가 약 4500년에서 6800년 정도로 알려진 장주기 혜성에 속한다. 이 혜성이 지난번 지구에 모습을 드러냈을 때는 인류가 과학이 싹트기도 전인 구석기 시대에 살던 때였다는 뜻이다. 장주기 혜성은 태양 둘레를 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간, 즉 공전주기가 200년 이상인 혜성으로, 4~5광년 떨어진 태양계 먼 변두리의 오르트 구름에서 출발한 혜성을 가리킨다. 이와 비교해 공전주기가 200년 미만인 것을 단주기 혜성이라 한다.혜성은 크게 머리와 꼬리로 구분된다. 머리는 다시 안쪽의 핵과, 핵을 둘러싸고 있는 코마로 나누어지는데, 핵을 둘러싼 코마는 태양열로 인해 핵에서 분출되는 가스와 먼지로 이루어진 것으로, 우리가 혜성을 볼 수 있는 것은 이 부분이 햇빛을 반사하기 때문이다. 코마의 범위는 보통 지름 2만~20만㎞ 정도로 목성 크기만 하기도 하고, 때로는 지구와 달까지 거리의 약 3배나 되는 100만㎞를 넘는 것도 있다.혜성의 꼬리는 코마의 물질들이 태양풍의 압력에 의해 뒤로 밀려나서 생기는 것이다. 이 황백색을 띤 꼬리는 태양과 반대방향으로 넓고 휘어진 모습으로 생기며, 태양에 다가갈수록 길이가 길어진다. 꼬리가 긴 경우에는 태양에서 지구까지의 거리 2배만큼 긴 것도 있다. 태양에 가까이 다가가면 두 개의 꼬리가 생기기도 하는데, 앞에서 말한 먼지꼬리 외에 가스 꼬리 또는 이온 꼬리라고 불리는 것이 생긴다. 네오와이즈 혜성의 현위치는 7월 중순 이후로는 저녁 하늘로 옮겨가는데, 해가 지고 한 시간쯤 지난 후부터 북서쪽 하늘에서, 새벽녘에는 남동쪽 하늘에서 볼 수 있다. 예상 밝기는 약 2등급 정도로 도시에서도 맨눈으로 혜성의 긴 꼬리를 충분히 관측할 수 있을 정도로 예측되었지만, 실제로 지난 며칠간 관측한 바에 따르면 대기중의 습기 탓으로 3등급 정도로 흐려 초보가 찾기에는 좀 어려웠다는 말이 나왔다. 현재 혜성의 위치는 북두칠성 아래쪽 부근이다. 네오와이즈는 이달 23일 지구에 가장 근접하는데, 이때 거리는 약 1억㎞로 지구와 태양 거리의 약 3분의 2 지점까지 다가온다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

모처럼 ‘큰놈’이 나타났다. 요즘 새벽 하늘에서 볼 수 있는 네오와이즈 혜성이다. 1997년 헤일밥 혜성 이후 거의 사반세기 만에 가장 웅장한 모습을 보여주는 네오와이즈(C/2020 F3)는 우리나라에서 맨눈으로 관찰할 수 있는 밝은 혜성이다. 지난 3월 27일 미 항공우주국(NASA)에서 발사한 적외선 우주망원경을 이용해 지구에 근접하는 천체를 찾는 네오와이즈 프로젝트에 의해 발견된 이 혜성은 프로젝트의 이름을 따서 네오와이즈라는 이름을 얻었다. 6월 9일 7등급 밝기로 눈으로 관측이 불가능할 정도였지만, 6월 27일 NASA의 소호(SOHO) 태양관측위성의 LASCO-3 카메라의 시야에 나타났을 때 100배로 밝아져 2등급을 기록했다. 맨눈으로 볼 때 가장 밝은 별이 1등급, 가장 어두운 별이 6등급이다.네오와이즈 혜성은 이달 23일 지구에 가장 근접하는데 이때 거리는 약 1억㎞로 지구와 태양 거리의 약 3분의 2 지점까지 다가온다. 혜성의 주기는 약 4500년에서 6800년 정도로 알려진 장주기 혜성에 속한다. 이번에 놓치면 두번 다시 이 혜성을 보기는 불가능하다. 참고로, 1975년에 발견된 웨스트 혜성은 현재까지 가장 긴 주기를 가진 혜성의 하나로 기록되고 있는데, 그 주기가 무려 55만 8300년이다. 혜성은 크게 머리와 꼬리로 구분된다. 머리는 다시 안쪽의 핵과, 핵을 둘러싸고 있는 코마로 나누어진다. 핵이 탄소와 암모니아, 메탄 등이 뭉쳐진 얼음덩어리라는 사실이 최초로 밝혀진 것은 1950년 하버드 대학의 천문학자 위플에 의해서였다. 그러니 혜성의 정체가 제대로 알려진 것은 반세기 남짓밖에 되지 않은 셈이다. 핵을 둘러싼 코마는 태양열로 인해 핵에서 분출되는 가스와 먼지로 이루어진 것으로, 혜성이 대개 목성궤도에 접근하는 7AU 정도 거리가 되면 코마가 만들어지기 시작한다. 우리가 혜성을 볼 수 있는 것은 이 부분이 햇빛을 반사하기 때문이다. 코마의 범위는 보통 지름 2만~20만km 정도로 목성 크기만 하기도 하고, 때로는 지구와 달까지 거리의 약 3배나 되는 100만km를 넘는 것도 있다.혜성은 꼬리는 코마의 물질들이 태양풍의 압력에 의해 뒤로 밀려나서 생기는 것이다. 이 황백색을 띤 꼬리는 태양과 반대방향으로 넓고 휘어진 모습으로 생기며, 태양에 다가갈수록 길이가 길어진다. 꼬리가 긴 경우에는 태양에서 지구까지의 거리 2배만큼 긴 것도 있다니, 참으로 장관일 것이다. 태양에 가까이 다가가면 두 개의 꼬리가 생기기도 하는데, 앞에서 말한 먼지꼬리 외에 가스 꼬리 또는 이온 꼬리라고 불리는 것이 생긴다. 태양 반대쪽으로 길고 좁게 뻗는 가스 꼬리는 이온들이 희박하여 눈으로는 잘 보이지 않지만, 사진을 찍어 보면 푸른색을 띤 꼬리가 길게 뻗어 있는 것을 볼 수 있다. 지금까지 네오와이즈 혜성은 새벽 북동쪽 수평선 근처에서 관측할 수 있었다. 혜성은 꼬리가 먼저 솟아 오르고, 머리나 코마가 뒤 따르며 1등성 별처럼 밝게 빛난다. 혜성의 위치는 다음 주부터 저녁 하늘로 옮겨 가는데, 해가 지고 어둠이 내리기 전 북서쪽 하늘에서 볼 수 있다. 다음 주의 예상 밝기는 약 2등급 정도로 도시에서도 맨눈으로 혜성의 긴 꼬리를 충분히 관측할 수 있을 정도이다. 14일 이후 혜성의 고도는 급격히 낮아진다. 혜성 관측의 최적기는 아직 지나지 않은 만큼 이 기회를 놓치면 후회할 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지구는 스스로 빛을 내는 항성이 아니라 태양 같은 항성이 내는 별을 반사하는 행성이다. 하지만 지구가 태양 에너지를 받아 빛을 내는 방식은 반사만 있는 것은 아니다. 화려한 빛의 춤사위를 보여주는 오로라의 경우 태양풍에서 나온 하전 입자가 대기권 상층부의 입자와 충돌해 생긴다. 오로라만큼 유명하지는 않지만, 역시 태양 에너지에 의한 대기 상층부의 발광 현상으로 대기광(Airglow)이 있다. 대기광은 대기 상층부 입자가 태양 에너지를 받아 이온화되었다가 결합하거나 충돌하면서 생기는 빛으로 오로라보다 어둡기 때문에 지상에서는 관측이 어렵다. 하지만 국제우주정거장(ISS)이 있는 위성 궤도에서는 지구를 둘러싼 희미한 빛을 쉽게 관찰할 수 있다. 과학자들은 대기광이 지구에만 있는 현상이 아니라 대기를 지닌 다른 행성에서도 볼 수 있는 현상이라고 여겨왔다. 예를 들어 지구 대기 밀도의 1%에 불과한 희박한 대기를 지닌 화성에서도 대기광 현상은 생길 수 있다. 그러나 이론적 예측에도 불구하고 화성 탐사선들은 이를 관측하는 데 실패했다. 벨기에 리에주 대학의 장-클로드 제라드가 이끄는 연구팀은 유럽우주국(ESA)의 엑소마스 TGO(Trace Gas Orbiter) 관측 데이터를 분석해 화성에서 산소가 내놓는 녹색 대기광의 존재를 증명했다. 화성의 대기광은 이미 40년 전에 이론적으로 예측되었으나 실제로 관측된 것은 이번이 처음이다.연구팀은 화성의 대기광이 이론적 예측과 비슷하게 80㎞ 고도에서 가장 강하고 120㎞ 고도에서 두 번째로 강하다는 사실을 확인했다. 화성 대기를 연구할 목적으로 발사된 엑소마스 TGO는 2019년 4월과 12월에 화성 대기 상층부에서 산소가 내는 녹색 파장의 빛을 검출해 각 고도에서의 강도까지 확인했다. 과학자들은 이를 통해 화성의 대기가 희미한 빛을 낼 뿐 아니라 어떤 구조로 되어 있는지 더 입체적으로 이해할 수 있게 됐다. 이번 연구는 화성의 대기가 지구처럼 신비로운 녹색 빛에 둘러싸여 있다는 사실을 보여줬다. 언젠가 미래에 우주 비행사가 화성 궤도에 진입한다면 이 신비로운 모습을 찍어 지구로 전송해줄지도 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

약 6000년 만에 지구를 찾아온 혜성의 모습이 지구 주변을 돌고 있는 위성에 포착됐다. 지난 5일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 태양 탐사선 스테레오-A(STEREO-A)가 포착한 혜성 '아틀라스'의 모습을 공개했다. 지난달 25일~지난 1일 사이에 촬영된 아틀라스는 화면 속에서 오른쪽 상단에서 왼쪽 하단으로 빠르게 움직이는 것이 확인된다. 화면 왼쪽에서 이글이글 흰 연기로 보이는 것은 태양풍이다. 지난 2006년 발사된 스테레오-A는 이듬해 발사된 스테레오-B와 함께 쌍둥이 태양 탐사선으로 지구 주변을 돌면서 태양 분출 현상(코로나 질량방출)을 관측하고 있다. 혜성 아틀라스는 지난해 12월 28일 처음 존재가 확인됐으며 정식이름은 ‘C/2019 Y4’ 다. 미 항공우주국(NASA)이 지원하는 하와이대학 천문연구소의 ATLAS(Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System·소행성 충돌 경보시스템)에 처음 포착돼 아틀라스로 불리고 있다. 당초 아틀라스는 5월이면 지구상에서 밤하늘의 초승달 만큼이나 밝게 빛나 맨눈으로도 관측이 가능할 것으로 큰 기대를 모아왔다.그러나 3월 중순 경까지 빠르게 밝아지던 아틀라스 혜성은 이후 갑자기 희미해지기 시작했다. 이유는 아틀라스 혜성이 태양으로 다가가면서 쪼개지고 있었기 때문. 다만 이번에 공개된 영상에서 확인되듯 아틀라스는 다행히 완전히 부서지지 않았으며 끝까지 태양으로부터 살아남으면 다시 태양계 외곽으로 빠져나간다. 한편 한때는 두려움과 경이의 대상이었던 혜성은 타원 혹은 포물선 궤도로 정기적으로 태양 주위를 도는 작은 천체를 말하며 아틀라스의 공전주기는 무려 6000년이다. 소행성과의 가장 큰 차이점은 소행성이 바위(돌) 등으로 구성된 것과는 달리 혜성은 먼지와 암석, 물 성분의 얼음 및 얼어붙은 가스로 이루어져 있다. 이 때문에 혜성이 태양에 가깝게 접근하면 내부 성분이 녹으면서 녹색빛 등의 꼬리를 남긴다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

영국에 사는 아마추어 천문학자가 태양 폭풍이 이글거리는 절묘한 순간을 집 마당에서 포착하는데 성공했다. 잉글랜드 켄트주 도버에 사는 66세 남성 폴 앤드류는 자신의 집 앞마당에서 태양의 표면을 생생하게 찍기 위해 직접 망원경을 구입해 촬영을 이어왔다. 그 결과 지구에서 1억 5000만㎞ 떨어진 태양의 이글거리는 표면과, 심연의 우주 공간에서 붉게 타오르는 태양의 플라스마를 생생하게 담아내는데 성공했다. 언뜻 보면 컴컴한 밤에 불타오르는 숲처럼 보일 정도로 생생한 태양의 열기를 느낄 수 있으며, 격렬하게 활동하는 태양의 흑점도 자세히 포착됐다. 또 태양 표면 아래의 대류 운동으로 생성되는 흑점 주변의 쌀알 무늬도 선명하게 담겼으며, 태양의 가장 바깥 대기인 코로나에서 시작해서 행성간 공간으로 나아가는 플라스마의 흐름도 볼 수 있다. 태양의 표면 온도는 약 5800℃로 알려져 있다. 태양 표면을 벗어나서 대기층인 코로나 영역으로 가면 오히려 그 온도가 100만℃ 이상에 이를 정도로 매우 뜨거워진다. 이 사이에서 태양풍과 같은 항성풍이 나타난다. 전문가 못지않은 태양 표면 사진을 찍는데 성공한 앤드류는 대학에서 사진학을 강의하는 사진 전문가였으나, 은퇴한 뒤 평소 관심을 가져왔던 천문학과 자신의 전공을 융합해 보리라는 야심 찬 계획을 세웠다. 그는 현지 언론과 한 인터뷰에서 “태양의 표면을 찍기에 가장 좋은 시기는 여름이다. 왜냐하면 구름에 의한 방해가 가장 적고 더욱 오랫동안 태양을 관찰할 수 있는 계절이기 때문”이라고 설명했다. 이어 “태양은 언제나 움직이며 변화한다. 그렇기 때문에 내가 망원경을 이용해 태양의 어떤 모습을 담을 수 있을지 예상하기 어려웠다”면서 “태양의 표면을 찍는 일은 기술적으로 매우 어렵기 때문에, 어느 정도는 운에 기대야 했다”고 덧붙였다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

최근 천문학계를 뒤흔든 큰 뉴스 중 하나는 태양계를 방문한 외계 천체들이다. 첫 번째 손님인 오무아무아와 두 번째 손님인 보리소프는 과학자들의 집중 관측 대상이 됐다. 하지만 기본적으로 매우 빠른 속도로 태양계에 진입한 후 이탈하는 데다 지구에서 가까운 거리가 아니어서 상세 관측에는 한계가 있다. 과학자들은 이런 외계 천체를 근접 관측할 방법을 진지하게 연구하고 있다. MIT의 리처드 리나레스 교수는 최근 나사의 혁신 진보 컨셉(NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC)) 프로그램의 지원을 받아 스타티트(Statite)라는 새로운 개념의 탐사선 개발에 착수했다. 스타티트는 정지(Static)과 위성(satellite)의 합성어로 태양풍을 받는 돛인 솔라 세일을 이용해서 궤도상의 특정 부위에 떠 있는 위성을 말한다. 이는 공전주기가 지구의 자전주기와 같아서 지표면에서 볼 때 항상 같은 곳에 정지해 있는 것처럼 보이는 위성인 정지 위성(geostationary satellite)과 다른 개념이다. 굳이 비교하자면 궤도를 공전하는 위성보다는 태양풍에 날리는 연이라고 할 수 있다. 스타티트는 반드시 공전 궤도를 돌아야 하는 위성에 비해 위치에 대한 제약이 적지만, 지구 중력을 이기기 위해서 상당히 큰 솔라 세일이 필요해 실제 적용 사례는 없는 연구 개념에 불과했다. 하지만 MIT 연구팀은 태양 근처에 스타티트를 띄울 경우 상당한 이점이 있다고 생각했다. 태양에서 가까운 거리일수록 태양풍이 강해져 작은 솔라 세일로도 스타티트를 유지할 수 있고 태양 근처로 오는 외계 천체를 맞이하는 데 이상적이기 때문이다. 지구는 태양과는 비교할 수 없을 만큼 작은 중력을 지니고 있다. 따라서 태양계로 진입하는 외계 천체는 지구가 아니라 태양에 가까운 궤도를 돌고 나간다. 태양 근접 스타티트 탐사선이 외계 천체 탐사에 더 유리한 이유다. 적당한 궤도와 거리에서 접근하는 외계 천체를 발견하면 탐사선은 솔라 세일을 버리고 태양의 중력을 이용해 빠른 속도로 낙하하면서 외계 천체에 다가간다. 물론 외계 천체만큼 속도를 내긴 어렵지만, 어느 정도 따라잡아 가까이에서 관측만 해도 지구에서 알 수 없었던 많은 정보를 수집할 수 있다. 과학자들은 스타티트 외에도 외계 천체를 좀 더 가까이에서 탐사할 수 있는 방법들을 고민하고 있다. 당장 실행에 옮기기는 어렵겠지만, 연구를 계속하면 언젠가는 외계에서 온 손님의 모습을 더 가까이에서 보고 태양계 밖 행성계의 비밀을 풀어낼 수 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

라틴어로 ‘북극의 새벽’이라 불리는 오로라, 즉 북극광을 공중에서 본다면 어떤 느낌일까. 데일리메일은 지난 6일(현지시간) 북유럽의 섬나라 아이슬란드에서 출발한 여객기에서 하늘을 수놓은 오로라를 본 승객들이 감탄을 쏟아냈다고 전했다. 이날 아이슬란드의 수도 레이캬비크에서 영국으로 향하는 비행기에 몸을 실은 사진작가 로스 마틴(38)은 창밖으로 보인 한줄기 초록빛에 본능적으로 카메라를 꺼내 들었다. 마틴은 “집으로 돌아가는 비행기에서 춤을 추는 오로라를 보았다. 믿을 수가 없었다. 그저 기가 막힌다는 생각뿐이었다”고 밝혔다. 그가 카메라를 꺼내자마자 다른 승객들의 시선도 하늘에 펼쳐진 오로라로 향했다. 마틴은 승무원에게 다가가 오로라를 좀 더 선명하게 볼 수 있도록 기내 조명을 어둡게 해달라고 부탁했고, 승객들은 쏟아져 들어오는 오로라를 만끽했다. 기장은 한술 더 떴다. 마틴은 “불을 끄고 10분 후, 기장은 좌우 승객 모두가 창밖의 오로라를 감상할 수 있도록 원을 그리며 비행기를 몰았다”라고 설명했다. 오로라를 보지 못한 채 아쉬운 발걸음을 옮기던 일부 승객은 비행기에서 마주한 오로라를 넋 놓고 바라보았다. 마틴은 “집으로 가기 직전 간신히 오로라를 본 사람들은 흥분을 감추지 못했다. 나와 일행 역시 5일간 아이슬란드에 머물며 오로라를 보긴 했지만 비행기에서 보니 또 새롭더라. 휴가를 끝내는 완벽한 방법이었다”라고 말했다. 라틴어로 ‘북극의 새벽’이라 불리는 오로라, 즉 북극광은 아이슬란드의 가장 큰 볼거리다. 1초에 1000㎞의 속도로 확산하는 플라스마의 흐름인 태양풍과, 지구 자기장의 상호작용으로 나타난다. 녹색과 백색, 보라색 등 휘황찬란한 빛이 하늘을 수놓는 장면은 죽기 전에 꼭 봐야 할 절경 중 하나다. 몽환적 오로라가 하늘을 수놓으면 아이슬란드 곳곳은 암흑으로 변한다. 지자체가 나서 가로등과 조명을 모두 끄는 소등 작업을 펼치기도 한다. 아이슬란드에서는 4월 중순부터 8월 말까지 오로라를 감상할 수 있다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

유럽우주국(ESA)의 태양 궤도선 ‘솔로’(SolO·Solar Orbiter)가 10일 낮(이하 한국시간) 성공적으로 발사됐다. 1800㎏의 태양 궤도선 솔로는 이날 오후 1시 미국 플로리다주 케이프커내버럴의 케네디 우주센터에서 아틀라스Ⅴ 로켓에 실려 우주로 날아올랐다. 이륙 후 53분 후 솔로는 로켓에서 분리되었으며, 지상 미션 팀은 우주선과 통신을 연결하는 데 성공했다. 솔로는 유럽우주국(ESA)과 미 항공우주국(NASA) 합작 사업으로, 수성 궤도 안쪽인 태양에서 약 4200만㎞ 거리까지 접근하는 경사 궤도를 돌며 인류 최초로 태양 극지를 탐사할 계획이다. 솔로는 올해 12월 금성 두 차례, 지구 한 차례의 중력도움비행(flyby)을 통해 행성들이 도는 태양 적도 부근의 황도면에서 벗어나 최대 24도의 경사 궤도를 갖게 되며, 2022년 처음 근일점을 통과하게 된다. 총 7년으로 계획된 본 탐사를 마친 뒤 3년간의 연장 임무 때는 경사도를 33도까지 높일 예정이다. 태양 극지는 매우 빠른 태양풍의 발원지이자 태양의 흑점 활동과 주기를 이해하는 데 열쇠가 될 것으로 여겨지고 있다. 솔로의 태양 극지 탐사는 태양의 대기와 태양풍, 자기장 등에 대한 이해를 넓혀 고에너지 입자 폭풍으로 지구에 피해를 주는 우주기상에 대한 대처 능력을 제고할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 과학자들은 앞으로 솔로가 보내올 태양 극지 데이터에 큰 기대를 걸고 있는데, 지구 통신망과 전력망 등에 영향을 미치는 태양 활동을 예측하고, 태양에 관한 새로운 단서를 발견하는 데 도움을 줄 것으로 전망되기 때문이다. ESA 과학담당 책임자인 귄터 하징거는 “솔로 미션은 과학에 있어 보물처럼 매우 중요한 것이며, 우리 모두는 미션이 잘되기를 원한다”고 소감을 밝혔다.원래 솔로 미션이 기획된 것은 20년 전인 1999년으로, ESA 과학자들은 2008년에서 2013년 사이에 솔로 미션 임무를 시작하기로 계획했다. 그러나 기술적인 어려움과 미션 내용 수정 등이 겹쳐져 2020년까지 발사를 지연됐다. 기술적인 어려움 중 하나는 강력한 태양열을 차단하는 열 차단 시스템 문제였다고 ESA의 솔로 프로젝트 매니저 세자르 가르시아가 밝혔다. 수년에 걸쳐 기술개발을 통해 제작팀은 우주선과 초고감도 장비를 태양열로부터 보다 효율적으로 보호할 수 있게 되었다. 우주선은 최대 섭씨 520도까지 견딜 수 있도록 제작된 150㎏의 티타늄 열 방패로 보호된다.　​ 하징거는 “솔라 오비터는 피자 오븐만큼 뜨거운 지역으로 들어갈 것”이라고 밝히면서 “관측장비들은 아주 작은 구멍들을 통해 관측하게 되는데, 매우 민감한 장비들을 보호하기 위해 개폐식으로 되어 있다”고 설명한다. 솔로에는 가시광선, 전파, 극자외선, X선에 이르는 광범위한 파장 영역에서 태양을 관측할 수 있는 측정 장비 10기가 탑재돼 있다. 솔로가 태양에 가까이 접근할 때는 지구 저궤도에 비해 우주 복사 세기가 13배 수준이기 때문에 탐사선이 태양과 마주 보는 부분은 섭씨 500도에 달하는 고온을 견뎌야 한다. 반대로 탐사선이 태양과 마주 보지 않는 부분은 영하 180도까지 내려가는 저온 환경에 노출된다. 솔로는 2018년 8월 NASA가 발사한 인류 최초 태양 탐사선 ‘파커 솔라 프로브'(PSP)와 협력 체계를 이뤄 태양 표면과 대기, 고에너지 입자 분포, 자기장 등을 입체적으로 관측할 예정이다. PSP는 태양 궤도를 24차례 도는 7년 대장정을 통해 태양 표면에서 600만㎞까지 근접 관측을 하고, 하와이 마우나케아산 정상에 있는 주경 4m의 DKIST는 1억 5000만㎞ 떨어진 지구에서 태양의 가장 바깥쪽 대기인 코로나 안의 자기장을 관측해 지도를 만드는 임무를 맡고 있다. 태양 대기 관측에 특화된 PSP는 지난달 29일 태양에 1160만㎞까지 접근해 최근접 기록을 세웠고, 2025년에는 태양 표면에서 690만㎞ 떨어진 지점으로 이동한다. 솔로와 PSP가 각각 원거리와 근거리에서 동시에 태양을 관측할 수 있게 되는 셈이다. 하징거는 BBC 뉴스와의 회견에서 “나는 이를 일종의 오케스트라라고 본다”면서 “모든 악기가 서로 다른 음을 연주하지만, 전체적으로는 태양의 교향곡을 연주하고 있는 것”이라고 비유했다. 솔로의 최초 과학 측정은 5월 초에 이루어질 것으로 예상되며, 우주선의 이미지가 온라인으로 제공되는 2021년 11월 전반적인 관측 작업이 시작될 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

미국 펜실베이니아주 피츠버그의 900㎞ 상공에서 두 대의 인공위성이 스쳐 지나가 가까스로 충돌하지 않았다. 미군 우주사령부 대변인은 29일 오후 6시 39분(한국시간 30일 오전 8시 39분) 두 위성이“사고 없이 길이 어긋났다”고 AFP 통신에 밝혔다고 영국 BBC가 전했다. 위성들의 이동 속도는 무려 시속 5만 3000㎞에 이르러 일부 전문가들은 두 위성의 거리가 12m가 될 수 있으며, 만약 충돌하면 많은 파편을 지상에 떨어뜨리고 궤도 안의 다른 물체들에게도 피해를 입힐 수 있다고 경계했다. 문제가 된 위성 하나는 1983년 발사된 적외선 천문 위성(Infrared Astronomical Satellite, IRAS)과 1967년 발사된 미국의 탐사용 GGSE4 위성이다. IRAS 위성에는 길이 18m의 기둥이 달려 안테나나 태양풍 돛 역할을 할 수 있다. 하버드-스미소니언 천체물리학 센터의 천문학자 조너선 맥도웰은 차 한 대와 쓰레기통 하나 크기라 15~30m 간격으로 스쳐 지나간다 해도 지상에서는 당연히 경보가 울릴 수준이라고 말했다. 하지만 지상에 추락하기 전 대기권에 들어와 완전히 타버리기 때문에 도시에 별다른 위협이 되지 않는다고 전문가들은 입을 모은다. 파편 구름이 궤도에 남아 있다면 다른 위성들을 위협할 수 있는데 수십 년, 수백 년이 걸리기도 한다. 가장 최근의 위성 충돌 사고는 2009년 일어났는데 미국의 이리듐 우주선이 시베리아 상공에서 고장 난 러시아 위성을 들이받아 파편 잔해가 사방으로 흩어졌다. 국제 가이드라인에 따르면 저궤도를 도는 위성들은 25년이 넘으면 제거돼야 하는데 이들 위성은 모두 그 전에 발사된 것이라 적용을 받지 않는다. 이번 충돌 모면은 우주 잔해를 깨끗이 치워야 하는 일의 중요성을 둘러싼 논란을 새롭게 지필 수 있다. 미국 항공우주국(NASA)에 따르면 현재 지구 궤도를 선회하는 위성 숫자는 대략 2000개 정도이며 궤도 위를 떠도는 10㎝ 이상의 우주 쓰레기는 무려 2만 3000개 이상이나 된다. 걱정 많은 과학자 연맹의 자료에 따르면 미국은 현재 1007개의 위성을 가동하고 있어 어떤 다른 나라들을 압도하며 상업용 위성이 다수다. 지난해 매사추세츠 공과대학(MIT) 테크놀로지 리뷰는 오는 2025년까지 매년 1100개의 새 위성이 발사될 것이라고 전망했다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr

우주 탐사의 신기원을 열어가고 있는 미 항공우주국(NASA)의 보이저 2호가 성간공간에서 정상작동에 실패한 것으로 알려졌다. 다만 NASA 엔지니어들은 현재 보이저 2는 결함에서 회복되고 있으며, 곧 정상적인 상태로 작동할 것이라고 확신한다고 밝혔다. 이 문제는 지난 25일(현지시간) 우주선이 계기를 조정하는 데 필요한 빠른 회전에 실패함으로써 야기된 것으로 추측된다. 이는 전력 소비가 많은 두 개의 시스템이 평소보다 오래 미작동 상태에 있었음을 의미한다. NASA 발표에 따르면 갑작스런 전력 부족에 대처하기 위해 우주선은 과학 장비를 자동으로 끄게 되어 있다. NASA 엔지니어들은 현재 이 문제의 해결에 매달리고 있지만, 보이저 2와 지구 사이의 먼 거리가 문제 해결에 장벽이 되고 있다. 현재 보이저 2는 지구로부터 약 185억㎞ 떨어져 있는데, 이는 지구-태양 간 거리(1AU)의 123배에 해당하며, 빛이 17시간 걸리는 엄청난 거리다. 지구에서 전파 신호를 보내도 17시간 만에야 도착할 수 있다는 뜻이며, 탐사선이 명령 수행을 했는지 확인하는 데만도 34시간이 걸린다. 보이저 2 엔지니어들은 전력을 많이 잡아먹는 우주선 시스템 중 하나를 종료하고 과학 기기를 재부팅하도록 노력하고 있는 있는 중이다.1977년에 지구를 떠난 보이저 탐사선들은 오랜 시간 우주에 머무름에 따라 전력 문제가 갈수록 심각해지고 있다. 우주선에 전력을 공급하고 있는 것은 탑재된 방사성 동위원소 열전 발전기다. 그러나 40년이 넘은 이 발전기는 꾸준히 성능이 떨어져 전력 공급이 갈수록 힘들어지고 있다. 보이저 팀의 엔지니어들은 이러한 상황에 대처하기 위해 과학 미션 수행에 관련이 없는 기기와 히터를 끄고 우주선의 전력 절감에 나섰다. 두 우주선은 태양으로부터 끊임없이 흘러나오는 태양풍 하전 입자에 의해 만들어진 태양계 외피인 헬리오포스 바로 외곽 지역을 탐사하는 데 중점을 두고 있다. 보이저 2는 2018년 11월 그 경계를 넘어 성간공간으로 진입함으로써 2012년에 먼저 진입한 쌍둥이 보이저 1호에 합류했다. NASA의 보이저 팀 과학자들은 보이저 탐사선의 과학장비들이 앞으로 얼마나 오래 작동할 지 정확하게 알 수는 없지만, 향후 5년 내에 전력 공급이 끝날 것으로 추정하고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

인류는 아직까지 태양의 극지를 본 적이 없다. 왜냐면, 태양을 공전하는 지구의 공전 궤도면이 태양 적도와 나란하기 때문이다. 이는 태양계 탄생과 직결된 문제로, 이런 이유로 인해 태양 극지는 인류에게 아직까지 미답의 영역으로 남아 있는 셈이다.　​ 그런데 이번에 태양 극 궤도를 도는 탐사선이 곧 지구를 출발, 태양으로 향할 예정이다. 따라서 곧 우리는 태양의 극지방을 최초로 살펴볼 수 있을 것이며, 이는 태양의 신비를 푸는 열쇠가 될 것으로 과학자들은 기대하고 있다. 2월 7일 태양으로 발사되는 '솔라 오비터' 　 이 역사적인 탐사에 오를 우주선은 유럽우주국(ESA)이 15억 달러를 투입하여 만든 '솔라 오비터'(Solar Orbiter)로, 미 항공우주국(NASA)의 강력한 지원 아래 오는 2월 7일(현지시간) 밤 플로리다주 케이프 커내버럴 공군기지에서 아틀라스 V 로켓에 실려 발사될 예정이다. 우주에 올려지는 솔라 오비터의 무게는 1800㎏으로, 태양의 극궤도에 진입하기 위해 금성을 몇 번, 지구를 한 번 플라이바이하며 중력도움을 얻을 것이다.워싱턴 소재 해군연구소의 우주과학자 러셀 하워드는 “우리가 이제껏 봐온 모든 태양 이미지는 공전면인 황도면 내이거나 매우 가까운 지역에서 관측기기들이 잡은 것들"이라고 밝혔다. 솔라 오비터의 10가지 과학기기 중 하나인 태양광시야 카메라(HI)의 수석 연구원인 하워드는 “이제 우리는 솔라 오비터를 통해 위에서 태양을 내려다볼 수 있을 것“이라고 기대감을 나타냈다. 앞으로 7년 동안 극궤도를 도는 솔라 오비터의 유리한 시점은 태양에 관한 인류 지식의 빈 틈을 채우고 엄청난 과학적 결실을 얻어낼 것으로 과학자들은 크게 기대하고 있다. 　 메릴랜드주 그린벨트에 있는 NASA 고다드 우주비행 센터의 프로젝트 과학자인 홀리 길버트는 “태양 극은 우리가 보다 정확하게 태양 모델링을 하는 데 특히 중요하다”고 설명하면서 "우주 기상을 예측하려면 태양의 지구 자기장에 대한 정확한 모델이 필요하다"고 덧붙였다. NASA의 파커 태양탐사선과 합동작업하는 솔라 오비터　 솔라 오비터는 NASA의 파커 태양탐사선(PSP)이 태양 미션을 띠고 발사된 지 꼭 18개월 만에 발사되는 셈인데, PSP는 현재까지 다른 어떤 우주선보다 태양에 훨씬 빠른 속도로 그리고 가까이 접근하는 기록을 세우고 있는 중이다. 7년 미션이 끝날 무렵 PSP는 태양 표면으로부터 약 616만㎞ 이내에 도달할 것이며, 태양 상대 속도는 시속 70만㎞를 찍을 것이다.솔라 오비터는 파커처럼 태양에 가까이 접근하지는 않는다. 이 태양 궤도선의 편심 경로는 가장 가까이 접근하 때는 태양 표면으로부터 2400만㎞ 이내에 도달한다. 그러나 이 같이 먼 거리는 태양 관측에 오히려 유리한 점을 제공한다고 미션 팀 멤버들은 설명한다. 다시 말하면, 솔라 오비터와 파커는 태양 플라스마와 자기장을 관찰함에 있어 상호보완적으로 할 수 있다는 뜻이다. 더욱이 솔라 오비터는 PSP가 갖추지 못한 장비로 태양을 직접 관찰하며 촬영할 수도 있다. 　 PSP와 솔라 오비터는 과학자들이 태양 활동이 어떻게 진행되는지 더 잘 이해할 수 있도록 합동 작업을 진행할 것이라고 두 팀원이 밝혔다. 태양풍으로 알려진 하전 입자의 흐름이 어떻게 엄청난 속도로 가속되는지, 그리고 태양의 내부 다이나모가 어떻게 작동하는지와 같은 큰 질문에 대한 답을 찾아낼 수 있을 것으로 연구자들은 기대하고 있다. 미션 팀원들은 솔라 오비터가 5월에 과학 측정을 시작할 예정이라고 밝혔다. 두 탐사선의 미션 기간을 감안할 때, 협력은 적어도 2020년 중반까지 계속될 예정이다. 워싱턴에 있는 NASA 본부 과학 미션 이사회 태양분과 디렉터 니키 폭스는 지난 27일(현지시간) 기자회견에서 이렇게 선언했다. "마침내 태양 물리학을 공부할 때가 됐다." 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

​​지구에는 바람이 불지만, 태양에는 태양풍(solar wind)이 분다. 이건 공기의 흐름이 아니라 태양의 상부 대기층에서 방출된 전하 입자, 곧 플라스마의 흐름이다. 출발 시점에서 태양풍의 빠르기는 무려 초속 2천km이지만, 지구 근처를 지날 때는 초속 450km로 떨어진다. 태양계는 이 태양풍으로 가득 차 있는 동네라 할 수 있다. 때로 강력한 태양풍이 불어닥치면 지구에는 자기폭풍을 일으켜 우주선을 망가뜨리거나 통신 장애나 정전 사태를 일으켜 엄청난 피해를 입히기도 한다. 이 태양풍이 불어닥칠 때는 무슨 소리가 날까? 물론 우주 공간은 진공이라 태양풍이 불어 가도 무슨 소리가 나지는 않는다. 그런데 미 항공우주국(NASA)의 태양 탐사선 파커가 태양을 근접 비행하는 궤도를 돌면서 태양풍 데이터를 소리로 변환해서 최초로 인류에게 들려준 동영상이 '오늘의 천문사진'(APOD) 21일 자에 발표되었다. 영상에 담긴 이 몽환적인 오디오 트랙은 플라스마 안 하전 입자의 집단적인 진동을 뜻하는 랭뮤어 파동이 만드는 으스스한 소리로 시작해서 허리케인 소리가 나는 휘슬러 모드 파동, 그리고 마지막으로는 표현하기 어려운 퍼져나가는 처핑 파동으로 구성되어 있다. 이 타임 랩스 영상 속 비주얼 트랙에는 여러 가지가 보너스로 담겨 있는데, 파커 탐사선의 태양 쉴드 옆모습을 비롯해 지구와 달, 목성, 수성, 금성의 모습이 차례대로 순차적으로 나타난다. 아마도 이것은 태양 부근에서 바깥쪽으로 바라본 최초의 태양계 풍경일 것이다. 그 밖에도 검출기를 때리는 강력한 우주선 폭풍을 볼 수 있다. 수성 근처의 태양풍 성격은 지구 근처와는 놀라울 정도로 다르며, 이 차이를 규명하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

발사 1년 만에 태양 2400만㎞ 앞에 근접 태양서 나오는 초속 200~900㎞ ‘태양풍’ 자기장 변화가 가속 만든단 사실 밝혀내 초속 450㎞ 미만 바람 코로나 구멍서 비롯 그리스 신화에서 크레타섬에 갇힌 천재 발명가 다이달로스는 아들 이카로스와 함께 새의 깃털을 밀랍으로 붙여 만든 날개를 달고 탈출을 시도한다. 다이달로스는 탈출 직전 이카로스에게 “태양을 똑바로 쳐다보고 날지 마라. 그러면 추락하게 될 테니까”라고 충고를 했다. 그러나 하늘을 나는 것에 신이 난 이카로스는 태양을 향해 너무 높이 날았다가 날개를 잃고 바다에 떨어져 죽었다.태양은 지구에 사는 모든 생물에게 생명의 원천이다. 과학기술이 눈부시게 발달했지만 얼마 전까지만 해도 태양은 멀리서 바라볼 수밖에 없는 천체였다. 태양 표면의 온도는 5778K(절대온도 켈빈·섭씨 약 5504도)이고 태양 대기 가장 바깥쪽인 코로나의 온도는 100만K(약 섭씨 99만 9727도)에 이르기 때문에 ‘태양 탐사는 불가능한 임무’였다. 그러나 지난해 8월 12일 미국 플로리다 케이프커내버럴 공군기지에서 인류 최초로 태양 탐사를 목적으로 만들어진 ‘파커 태양 탐사선’이 발사됐다. 파커 태양 탐사선은 1958년 태양에서 입자와 자기장의 지속적 방출이 있다는 태양풍 가설을 세운 과학자 유진 파커 박사의 이름을 딴 것으로 생존 과학자의 이름을 우주선에 명명한 것은 처음이었다. 파커 태양 탐사선은 발사 1년 만에 태양과 가장 가까운 행성인 수성까지 거리인 5800만㎞보다 더 가깝게 태양에 다가가 관찰했다. 그렇게 얻어진 데이터를 바탕으로 태양풍의 기원과 고에너지 입자물리학에 대한 통찰력을 보여 준 연구 결과들이 한꺼번에 발표됐다. 미국 프린스턴대, 항공우주국(NASA) 고다드우주비행센터, 캘리포니아공과대(칼텍), 존스홉킨스대 응용물리학연구소 등 15개 연구기관과 그리스, 영국, 프랑스 공동연구팀을 비롯한 세 개의 연구팀은 파커 탐사선이 태양에서 2400만㎞ 떨어진 곳까지 근접해 코로나를 정밀 관찰해 얻은 데이터들을 분석해 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 5일자에 세 편의 논문과 한 편의 분석논문으로 발표했다. 태양에서 불어오는 바람이라고 할 수 있는 태양풍은 양전자, 전자 같은 미립자와 고에너지 입자 등 물질을 초당 약 100만t 가까이 방출하고 있다. 태양풍의 속도는 초속 200~900㎞인데 초속 750~900㎞는 빠른 태양풍, 초속 450㎞ 이하는 느린 태양풍으로 분류된다. 태양풍은 보통 코로나를 떠나면서 속도가 빨라지고 지구 가까이 오면서 속도나 특성이 변화되는데 이전까지는 이 같은 현상에 대해 정확한 설명을 내놓지 못했었다. 저스틴 캐스퍼 미시간앤아버대 기후우주과학과 교수가 주도한 연구팀은 파커 태양 탐사선이 보내온 자료를 분석한 결과 자기장의 변화가 태양풍의 속도를 증가시킨다는 사실을 발견했으며 이런 속도의 증가는 이론적으로 예측한 것보다 더 빠르다는 것을 확인했다. 또 러셀 하워드 미해군연구소 박사가 주도한 연구팀은 초속 450㎞ 미만의 느린 태양풍에 초점을 맞춰 분석을 했는데 느린 태양풍은 태양의 적도 부근에서 발견된 코로나 구멍에서 비롯된다는 사실을 확인했다. 이번 연구를 종합한 데이비드 맥코머스 프린스턴대 우주물리학과 교수(플라스마물리학)는 “태양에 가깝게 다가가는 것 자체가 매우 위험한 모험이지만 파커 태양 탐사선은 앞으로도 5년 동안 태양에 근접하면서 지금까지 알지 못했던 태양의 구조와 태양풍에 대한 상세한 정보를 얻게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우주의 크기나 거리를 실감하려면 어떻게 해야 할까? ‘우주 체험 교실’의 출발점은 딱 하나다. 바로 나의 크기에서부터 짚어나가야 한다는 것이다. 이때 편의상 대략 사람의 키를 1m로 친다. 키 작은 아이들도 생각해주자. 지구의 지름은 약 1만3000㎞이니까, 사람 띠로 이 지름을 만들려면 약 1300만 명이 필요하다. 남한 인구의 약 4분의 1이 손을 맞잡는다면 지구 지름만큼 된다는 얘기다. 지구 둘레는 4만㎞이니까, 70억 세계인구가 손을 맞잡는다면 지구를 20바퀴쯤 둘러쌀 수가 있다. 얼마나 많은 인구가 이 조그만 행성 위에서 복작거리면 사는가를 일단 실감할 수 있다. 다음, 지구와 달 사이의 거리는 약 38만㎞다. 지구를 징검다리처럼 우주공간에 약 30개쯤 늘어놓으면 얼추 달까지 닿는다. 생각해보면 달이 그리 멀지 않은 곳에 있다고 하겠다. 빛이 이 거리를 달린다면 1초 남짓 걸린다. 하지만 시속 100㎞로 달리는 차를 타고 밤낮없이 달리더라도 달까지 도착하는 데는 다섯 달, 약 158일이 걸린다. 우리의 척도로는 달도 정말 멀리 있는 셈이다. 참고로, 달의 지름은 지구의 4분의 1 남짓하다. 다음은 훌쩍 건너뛰어 태양까지의 거리를 짚어보자. 지구에서 태양까지의 거리는 약 1억 5000만㎞다. 이게 대체 얼마만한 거리일까? 천문학은 감수성과 상상력을 필요로 한다. 가장 간단한 답으로는, 1초에 지구 7바퀴 반 도는 초속 30만㎞인 빛이 8분 20초 걸려 주파하는 거리다. 초로는 약 500초인데, 달까지 거리의 약 400배에 달하며, 시속 100㎞의 차로 달리면 약 6만2500일이 걸리고. 햇수로는 약 170년이 걸린다. 하늘에서 늘 빤히 보이는 태양, 우리가 해바라기를 즐기는 태양이 실제로는 얼마나 멀리 떨어져 있는 별인가를 실감할 수 있다. 그런데도 그 먼 거리에서 내뿜는 별빛이 이리도 뜨겁다니 참 믿기지 않는 일이지만, 이것이 태양 표면 온도 6000도의 위력이다. 태양이 만약 10%만 지구 가까이에 위치했다면 지구상에는 어떤 생명체도 살지 못했을 것이다. 우리는 부디 태양이 그 자리를 지켜주기만을 기도해야 한다. 달보다 약 400배 멀리 떨어져 있는 태양은 지름의 크기도 달의 약 400배쯤 되는 바람에, 지구에서 볼 때 이 둘이 일직선상에 놓이면 딱 포개져서 개기일식이 된다. 이건 정말 우주적인 우연이라 하겠다. 덕분에 우리는 지구 행성에서 개기일식의 장관을 즐길 수 있게 된 것이다. 참고로, 태양은 지구 지름의 약 109배나 되는 크기다. 60억㎞만 나가도 지구는 한 점 티끌이번에 태양의 반대쪽으로 달려가 보자. 그쪽으로는 우리보다 먼저 달려간 보이저 1호가 있으니, 그 뒤를 졸졸 따라가보면 된다. 인류가 우주로 띄워보낸 ‘병 속 편지’ 보이저 1호는 지구인의 메시지를 싣고 2019년 12월 현재 지구로부터 약 220억㎞ 떨어진 우주 공간을 날고 있는 중이다. 지구-태양 간 거리의 148배이고, 빛으로도 20시간이 더 거리는 아득한 성간공간이다. 미국의 무인 우주 탐사선 보이저 1호가 지구를 떠난 것이 지난 1977년 9월 5일이니까 현재 꼬박 만 42년을 날아가고 있는 셈이다. 목성과 토성 탐사, 그리고 성간 임무를 띤 보이저 1호는 출발한 지 12년 7개월 만인 1990년 2월에 명왕성 궤도에 다다랐다. 지구로부터 약 60억㎞, 40AU(1AU는 지구-태양 간 거리) 되는 거리다. 이쯤 되는 곳에서 보이저 1호에게 예정에 없던 미션 하나가 지구로부터 날아들었다. 카메라를 지구 쪽으로 돌려 태양계 가족 사진을 찍으라는 거였다. 이때 찍은 태양계 가족 사진 중 지구 부분이 모든 천체사진 중 가장 철학적인 사진으로 불리는 유명한 ‘창백한 푸른 점'(The Pale Blue Dot)이다.지구로부터 61억㎞ 떨어진 곳에서 찍은 이 사진을 보면 지구는 망망대해 같은 우주공간에 떠 있는 희미한 점 하나에 지나지 않는다. 미 항공우주국(NASA)에서 동그라미를 쳐주지 않았다면 알아보기도 힘든 점이다. 황도대의 희미한 빛줄기 위에 떠 있는 한 점 티끌이 바로 지구다. 아침 햇살 속에 떠도는 창 앞의 먼지 한 점과 다를 게 없어 보인다. 이 티끌의 표면적 위에 아웅다웅하는 70억 인류와 수백만 종의 생물들이 살아가고 있는 것이다. 이 정도의 거리만 나가도 지구는 거의 존재를 찾아보기 힘들게 된다. 태양계도 이토록 드넓은 동네임을 알 수 있다. 보이저 1호가 태양계를 벗어나 성간 간으로 진입한 것은 2012년 8월로, 탐사선을 스치는 태양풍 입자들의 움직임으로 확인되었다. 보이저 1호는 어느 천체의 중력권에 붙잡힐 때까지 관성에 의해 계속 어둡고 차가운 우주로 나아갈 운명이다. 연료인 플로토늄 238이 바닥나는 2020년께까지 보이저 1호는 아무도 가보지 못한 태양계 바깥의 모습을 지구로 전해줄 것이다. 태양계를 벗어난 보이저 1호가 먼저 만나게 될 천체는 혜성들의 고향 오르트 구름이다. 하지만 300년 후의 일이다. 이 오르트 구름 지역을 빠져나가는 데만도 약 3만 년이 걸린다. 그 다음부터 4만 동안에는 그 진로상에 어떤 별도 없어 홀로 외로이 날아가야 한다. 약 7만년을 날아간 후 보이저 1호는 18광년 떨어진 기린자리의 글리제 445 별을 1.6광년 거리에서 지날 것이며, 그 다음부터는 적어도 10억 년 이상 아무런 방해도 받지 않고 우리은하의 중심을 돌 것이다. 가장 가까운 별까지 가려면 6만 년 걸린다은하까지 가기 이전에 태양에서 가장 가까운 별인 4.2광년 걸리는 프록시마 센타우리란 별부터 방문해보도록 하자. 가장 가까운 이웃별인 이 별까지 빛이 마실갔다 온다면 8년이 넘게 걸린다. 그 빠른 빛도 우주 크기에 비한다면 달팽이 걸음에 지나지 않는 셈이다. 그렇다면 인간이 가장 빠른 로켓을 타고 간다면 얼마나 걸릴까? 인류가 끌어낼 수 있는 최대 속도는 초속 23km다. 이는 2015년 명왕성을 근접비행한 NASA 탐사선 뉴호라이즌스가 목성의 중력보조를 받아 만들어낸 속도로, 지구 탈출속도의 2배가 넘는다. 대략 총알보다 23배가 빠르다고 생각하면 된다. 뉴호라이즌스에 올라타 프록시마 별까지 신나게 달려보기로 하자. 얼마나 달려야 할까? 1광년이 약 10조㎞니까, 4.2광년은 약 42조㎞다. 이 거리를 뉴호라이즌스가 밤낮없이 달린다면 무려 6만 년을 달려야 한다. 왕복이면 12만 년이다. 가장 가까운 별까지 가는 데도 이렇게 걸린다는 얘기다. 이것이 바로 인류가 외계행성으로 진출할 수 없는 가장 큰 이유다. 우리 인류는 이처럼 우주 속에서 엄청난 공간이란 장벽으로 차단되어 있는 것이다. 그럼 내친 김에 뉴호라이즌스를 타고 우리은하 끝에서 끝까지 한번 가보자. 얼마나 걸릴까? 우리은하는 지름이 약 10만 광년이다. 프록시마까지 간 자료가 있으니까 비례계산을 하면 금방 답이 나온다. 14억 년! 우주 역사의 약 10분의 1에 해당하는 시간이다. 이는 인류에게 거의 영겁이라 할 만하다. 지구상에 나타난 게 몇십만 년밖에 안되는 인류에게 14억 년이란 참으로 긴 세월이다. 장엄하게 빛나던 태양은 점점 체온을 높아가 뜨거워질 것이며, 그때쯤이면 이미 지구는 석탄불 위의 감자처럼 바짝 구워져 염열지옥이 되어버렸을지도 모른다. 그런데 이런 방대한 은하가 우주공간에 약 2000억 개가 있고, 은하간 공간의 평균거리는 수백만 광년이나 된다. 그리고 우주의 크기는 약 940억 광년이라는 NASA 계산서가 현재 나와 있다. 940억 광년이란 인간의 모든 상상력을 동원해도 실감하기 어려운 크기다. 빛의 속도로 지금도 팽창하고 있는 우주는 앞으로도 얼마나 더 커질지는 아무도 모른다. 이처럼 우주는 광대하다. 터무니없이 광대하다. 그래서 어떤 천문학자는 이런 푸념을 하기도 했다. “신이 만약 인간만을 위해 우주를 창조했다면 엄청난 공간을 낭비한 것이다.” 우주의 크기를 체험해보려 한 애초의 우리 계획은 이쯤에서 접는 게 현명하지 않을까? 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

태양풍은 인류에게 우호적인 존재가 아니다. 태양이 끊임없이 방출하는 고에너지의 하전된 입자는 태양계 전체를 방사선으로 가득 채우며 때로는 인공위성을 손상시키고, 나아가 대기로 보호되지 않는 행성에 생명체가 서식할 수 없게 만든다. 태양풍은 문자 그대로 태양으로부터 바람처럼 불어져나오는 것이지만, 최근 우리 태양계 가장자리에서 이루어진 새로운 관측에서 알 수 있듯이, 그것은 성간 공간에서 태양계로 쏟아져 들어오는 보다 강력한 우주선(宇宙線)으로부터 태양계를 보호한다는 사실이 밝혀졌다. 태양풍이 모든 방향으로 수십 억㎞ 외부로 퍼지면서 태양계 전체를 둘러싸는 거품을 만든다. 태양풍이 성간 공간을 통해 쏟아져 들어오는 강력한 우주선과 충돌하는 이 거품 영역의 가장자리에는 헬리오포즈(heliopause)라고 불리는 뜨겁고 두꺼운 플라스마 장벽이 있다. 지구-태양 간 거리보다 약 120배(120AU) 먼 거리에 있는 이 우주의 경계는 태양계 밖의 별들과 별의 폭발이 야기하는 강력한 복사를 막아내는 방패구실을 하여 우주선을 희석시킨다. 최근 '네이저 천문학’ 저널 4일자에 발표된 일련의 연구에서, 천문학자들은 미 항공우주국(NASA)의 보이저 2호가 수집한 데이터를 사용하여 이 우주 경계의 상황을 직접 분석했다. 보이저 2호는 하루 만에 이 헬리오포스를 거뜬하게 통과했으며, 연구자들은 플라스마 장벽이 이전 연구에서 추정한 것보다 훨씬 더 뜨겁고 두터워 태양계와 성간 공간 사이의 물리적인 장벽 구실을 효과적으로 하고 있다는 사실을 알아냈다.보이저 1, 2호가 발사된 1977년 이래 보이저 프로그램에 참여한 에드워드 스톤 캘리포니아 공대 천문학자에 따르면, 이 장벽은 태양계로 밀어닥치는 우주 방사선 중 약 70%를 차단하는 것으로 알려졌다. 스톤은 새로운 보이저 연구에 관한 기자회견에서 “헬리오포즈는 태양풍과 우주선이 충돌하는 접촉면”이라고 설명하면서 “수백만 년전 폭발한 초신성들이 쏟아낸 우주선의 약 30 % 만이 이 경계를 뚫고 들어올 수 있다”고 밝혔다. 2018년 11월, 보이저 2호는 헬리오포즈를 통과하여 태양계를 떠난 역사상 두 번째 인공물이 되었다. 쌍둥이 탐사선 보이저 1호는 2012년 8월 최초로 성간 공간으로 진출했지만, 기기 고장으로 인해 헬리오포즈에 관한 데이터를 제대로 분석할 수 없었다. 보이저 2호가 성간 공간 여행에서 수집한 방사선 데이터에 따르면, 헬리오포즈의 온도는 섭씨 3만1000도에 달했다. 이전 천문학적 모델이 예측한 온도의 약 두 배로, 태양풍과 우주선 간의 충돌이 훨씬 더 격렬함을 시사하는 것이다. 헬리오포즈의 뜨겁고 두꺼운 플라스마 벽은 우주를 뚫고 지나가는 대부분의 유해한 광선으로부터 태양계를 보호하지만, 그 경계면이 예상만큼 균일하지 않다는 사실도 발견했다. 헬리오포즈 가장자리는 결국 완벽한 '거품막'은 아니며, 어떤 지역에는 성간 방사선이 침투할 수 있는 구멍들이 있다는 것이다. 보이저 2호의 데이터는 헬리오포즈 경계에서 이런 구멍 두 개를 감지했다. 여기서 측정되는 방사선 수준은 정상치보다 훨씬 높은 것을 감지했다. 우주 방사선의 수준이 급등하여 그 상태를 유지했다는 것은 보이저 2호가 태양계를 벗어나 새로운 공간 영역으로 들어갔다는 것을 의미한다. 우리 태양계를 보호하는 하전된 태양풍 외투는 완벽하지 않을 수 있지만, 보이저 2호가 확인한 것처럼 아늑한 우리들의 보금자리를 사나운 우주 광야와 분리시키는 기능을 훌륭히 수행하고 있다. 우리가 헬리오포즈에 감사해야 하는 이유다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

완전히 새로운 방식으로 태양을 보고 싶은가? 그렇다면 이제 대중에게 새롭게 제공되는 풍부한 과학 데이터를 살펴보면 된다. 이 데이터들은 미 항공우주국(NASA)의 태양탐사선 ‘파커 솔라 프로브’(Parker Solar Probe)가 태양을 처음 두 차례 근접비행(플라이바이·flyby)했을 때 수집된 것이다. 파커 탐사선은 이전 어떤 탐사선보다 태양에 가깝게 플라이바이함으로써 우리 별에 대해 아주 따끈한 새 데이터들을 수집할 수 있었다. 이는 과학자들에게 태양에 대해 더 많이 배울 수있는 놀라운 기회를 제공했다. 존스홉킨스 대학 응용물리연구소의 파커 솔라 프로브 프로젝트 과학자인 노르 라우아피는 “파커는 우주탐사의 새 지평을 열어 태양에 대한 새로운 정보를 제공하고 있다”고 밝히면서 "이 데이터를 대중에게 공개하면 과학계와 함께 미션의 성공에 기여할 뿐만 아니라 새로운 발견의 기회를 한 단계 높일 수 있을 것"이라고 기대감을 나타냈다.지난해 8월 발사된 파커 태양 탐사선의 미션 기간은 7년으로, 태양에서 방출되는 태양풍, 곧 하전된 입자의 플라스마 흐름과 태양의 외부 대기인 코로나를 탐사하는 것이 주요 목표이다. 이러한 현상을 연구하려면 태양에 매우 가까이 접근해야 한다. 탐사선은 태양에서 약 3700만​㎞ 거리 이내까지 진입해 데이터를 수집한다.​ 탐사선은 네 가지 과학 실험을 시행한다. 전기장과 자기장을 연구하는 전자기장 실험, 태양풍과 코로나에서 고에너지 하전입자를 측정하는 태양 통합 과학조사, 태양풍 및 기타 구조물을 이미징하는 광시야 이미징 장치, 태양풍에서 다양한 입자를 측정하는 태양풍 전자-양성자 조사 등이다.그리고 이제 시민 과학자들도 2018년 10월 31일~11월 12일, 2019년 3월 30일~4월 19일의 처음 두 차례 근접비행에서 수집한 데이터를 연구할 수 있다. 두 번째 근접비행에서 미션 엔지니어는 예상보다 더 나은 데이터 반환 속도 덕분에 우주선이 지구로 전송하는 데이터 양을 늘릴 수 있었다. ​데이터를 위한 중앙 허브는 없지만 NASA는 탐색할 웹 사이트 목록을 제공했다. NASA 성명서에 따르면, 이번 미션의 본격적인 과학 성과는 올해 후반에 발표될 것이라 한다. 파커 솔라 프로브는 지난 9월 1일 세 번째 태양 플라이바이에 성공했다. 다음의 플라이바이는 2020년 1월 29일에 있을 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

미국항공우주국(이하 NASA)의 태양계 탐사선인 보이저 2호가 보낸 태양계 밖의 새로운 정보에 대한 분석 결과가 공개됐다. NASA에 따르면 지구를 떠난 지 41년 째 되던 지난해 11월, 태양계를 넘어 성간우주(interstellar space)에 진입 성공한 보이저 2호가 지구로 전송한 데이터는 헬리오포즈(Heliopause·태양권 계면)를 넘어 성간우주로 향하면서 수집한 태양계의 구조 및 태양계 가장자리의 우주환경을 상세하게 담고 있다. 헬리오포즈는 태양풍의 영향과 태양계 이외의 성간 물질의 영향이 거의 같아지는 경계영역이다. 즉 헬리오포즈는 태양풍의 영향이 사라지는 경계부분으로 볼 수 있다. 보이저 2호 프로젝트를 담당하는 캘리포니아공대 연구진에 따르면, 보이저 2호가 관측한 헬리오포즈는 끝이 좁은 형태를 띠고 있다. 이를 ‘뭉툭한 탄환’(a blunt bullet)으로 묘사한 연구진은 태양계의 자기권이 미치는 범위인 헬리오스피어의 맨 가장자리가 탄환의 끝과 비슷한 모양을 가지고 있다고 설명했다. 또 보이저 2호가 태양계를 지난 정확한 시점이 2018년 11월 5일이라는 사실도 확인됐다. 에드 스톤 캘리포니아공대 교수는 과학전문매체 라이브사이언스와 한 인터뷰에서 “보이저 2호가 이렇게 오랫동안 비행해 결국 성간우주에 진입하게 될 줄은 몰랐다”면서 “우리는 (태양 자기장의) 버블이 얼마나 거대한지 (이전까지는) 알지 못했다”고 소감을 밝혔다. 한편 1977년 8월 20일 발사된 보이저 2호는 1979년 목성에 이어 1981년 토성, 1989년에는 해왕성을 지나며 지금까지 알지 못했던 우주의 정보를 지구로 전송했다. 지난해 12월에는 보이저 1호에 이어 태양권 경계를 지나 성간 우주에 도달했으며, 현재 태양에서 약 180억㎞ 떨어진 심(深)우주를 비행 중이다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

10월부터 이듬해 봄까지 북극권을 여행하다 보면 넓은 밤하늘 상공에 펼쳐지는 멋진 ‘오로라’를 마주하곤 한다. 새벽의 여신 오로라의 화려한 자태는 보는 이로 하여금 아름다움을 넘어 경외심마저 불러일으킨다. 그런데 오로라의 아름다운 모습 뒤에 숨겨진 진실은 예사롭지 않다. 태양폭발은 지구 주변에 다양한 현상을 일으키는데 이 중 유일하게 맨눈으로 관측할 수 있는 게 오로라다. 오로라는 태양에서 날아온 전기 입자가 극지방으로 들어오면서 상층대기와 충돌해 만들어지는 방전 현상이다. 한국 같은 중위도 지역에선 볼 수 없고 극지방으로 가야만 볼 수 있다. 오로라는 지구에서 가장 가까운 우주공간인 전리권에서 발생한다. 전리권은 전자와 이온이 밀집돼 있는 영역으로 고도 100~1000㎞까지 영역이다. 국제우주정거장(ISS)을 비롯해 많은 저궤도 인공위성이 이 고도에서 운영되고 있다. 이보다 더 높은 고도에 있는 GPS 위성이나 정지궤도 위성은 전리권을 통과하는 전파로 지구와 통신한다. 지상의 한 지점에서 쏜 전파는 전리권에서 반사돼 지상의 다른 지점에 도달함으로써 무선통신이 가능해진다. 이처럼 전리권은 인공위성 운영, 위성통신, 무선통신 등에 매우 중요한 영향을 주는 우주환경의 일부로 우리의 생활과 아주 밀접하게 관련돼 있다. 전리권은 태양활동에 따라 급격히 변한다. 활발한 태양활동으로 태양풍이 지구로 불어와 자기폭풍이 발달하는 기간에는 극지방 전리권에 오로라와 함께 강한 전류가 발생하고 지구 전체의 전자밀도가 크게 변한다. 이런 변화는 저궤도 인공위성의 수명을 줄이거나 운영 궤도 이상을 발생시킨다. 또 지상에서 운영하는 고주파 무선통신을 교란시키고 위성항법시스템과 지상 전력시스템에 장애를 일으키기도 한다. 전리권의 급격한 변화가 지상에선 막대한 사회·경제적 손실로 다가오는 만큼 전리권 상태를 항상 감시하고 높은 정확도로 예측해야 한다. 실제로 전 세계 우주과학자들은 전리권 실시간 감시시스템과 예측기술을 개발해 피해를 최소화하기 위해 노력하고 있다. 북극지방에서 오로라를 보기 좋은 겨울이 오고 있다. 많은 오로라지기가 알래스카, 노르웨이, 아이슬란드, 캐나다 등으로 향하고 있다. 인생에서 한번쯤은 오로라의 화려한 춤사위를 함께하는 건 어떨까. 그리고 아주 잠깐만이라도 오로라가 알려 주는 위험성을 떠올리고 말이다.

한국 연구진이 축구 경기장보다 크고 63빌딩보다 긴 관측기구로 태양의 비밀을 풀어내는 실험을 성공적으로 마쳤다. 한국천문연구원 우주과학본부와 미국항공우주국(NASA)은 18일(현지시각) 미국 뉴맥시코주 포트 섬너에서 ‘태양 코로나그래프’라는 실험기구를 이용해 태양 외부 코로나 관측에 성공했다고 19일 밝혔다. 이번에 관측에 활용된 기구는 천문연구원과 나사가 공동개발한 태양 코로나 관측기구로 대형 과학용 풍선기구와 태양 코로나그래프로 구성돼 있다. 코로나그래프를 띄우기 위해 제일 상단에 있는 대형 과학용풍선기구는 축구 경기장 크기로 가로 약 140m에 달한다. 또 이 관측 장비가 완전히 뜬 상태에서 높이는 63빌딩보다 12m 높은 216m에 이른다. 공동연구팀은 관측장비를 포트 섬너에 있는 나사의 콜롬비아 과학기구 발사장에서 약 40㎞ 상공 성층권으로 띄워 세계 최초로 태양 외부 코로나의 온도와 속도를 관측했다. 이번에 한미 공동연구진이 관측한 외부 코로나는 태양 포면으로부터 200~700만㎞에 이르는 영역이다.코로나는 태양 대기의 가장 바깥층을 구성하고 있는 부분으로 코로나 온도는 100만~500만도에 달한다. 태양 표면 온도는 6000도에 불과하다. 이 때문에 천문학계에서는 태양 표면보다 대기 외부층인 코로나가 더 높은 온도를 보이는 이유를 밝혀내기 위한 다양한 시도를 하고 있다. 코로나는 일반적으로 개기일식 때 육상에서 관측하는데 개기일식 시간이 짧고 볼 수 있는 기회가 많지 않다. 코로나그래프는 인공적으로 태양면을 가려 일식과 비슷한 환경을 만든 다음 코로나를 관측하는 장비이다. 연구팀에 따르면 이번에 시험한 코로나그래프는 자외선 영역인 400㎚(나노미터) 파장을 중심으로 관측해 지금까지 관측되지 않았던 외부 코로나에 관한 정보와 코로나 전자 온도, 속도 등 다양한 물리량 정보를 얻었다.이를 바탕으로 코로나 온도가 높은 이유를 밝혀낼 수 있을 것으로 기대된다. 또 코로나에서 방출되는 태양풍은 위성과 지상국간 혹은 이동통신망 장애를 일으키는 등 지구와 우주환경에 영향을 미치는데 이번 관측으로 태양풍에 대한 모델 계산 정밀도를 높여 우주환경 예보나 경보를 좀 더 정확하게 할 수 있을 것으로도 보인다. 특히 천문연은 이번 관측으로 핵심기술이 검증됨에 따라 나사와 공동으로 차세대 태양 코로나그래프를 개발해 국제우주정거장(ISS)에 설치해 운영하면서 한미 공동으로 태양위험에 대한 실시간 공조를 추진할 계획이다.미국 나사측 책임자인 나치무툭 고팔스와미 박사는 “이번에 개발한 장비는 태양풍이 형성되는 상태의 속도와 온도를 원격으로 측정할 수 있게 됨에 따라 과학계의 난제였던 코로나 가열과 태양풍 가속현상을 풀어내는데 실마리를 제공할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr