머나먼 화성 땅에서 영면에 들어간 탐사로봇 오퍼튜니티(Opportunity)가 15년 간 '굴러온 길'이 이미지로 공개됐다. 지난 29일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 오퍼튜니티의 고단했던 탐사 경로 지도를 홈페이지에 공개했다. 화성판 ‘월-E’라고 불릴만큼 그간 묵묵히 자신의 임무를 수행해왔던 오퍼튜니티는 지난 2004년 1월 24일 밤 화성 메리디아니 평원에 위치한 이글 크레이터 인근에 착륙했다.화성에 먼저 도착했던 대선배 소저너(Sojourner·1997년)와 20일 먼저 도착한 쌍둥이 형제 스피릿(Sprit)에 이어 사상 3번 째. 그러나 두 로봇이 착륙 후 각각 83일, 2269일 만에 작별을 고한 반면 오퍼튜니티는 예상을 훌쩍 뛰어넘어 지구 시간으로 15년 간 화성에서 활동했다. 흥미로운 점은 오퍼튜니티의 당초 기대수명이 90솔이라는 점. 솔(SOL)은 화성의 하루 단위으로 1솔은 24시간 37분 23초로 지구보다 조금 더 길다. 결과적으로 오퍼튜니티가 머나먼 화성 땅에서 예상보다 60배나 넘게 일한 것이다. 　그러나 오퍼튜니티의 생명도 화성의 모래폭풍에 사그라졌다. 지난해 5월 말 부터 불어온 화성의 강력한 모래폭풍 탓에 오퍼튜니티는 지난해 6월 10일 통제센터에 마지막 신호를 보낸 뒤 연락이 끊겼다. 당초 NASA 측은 오퍼튜니티가 모래폭풍으로 태양 빛이 차단돼 에너지원이 사라지자, 전력소모를 줄이기 위해 스스로 휴면상태에 들어간 것이라고 밝힌 바 있다. 그리고 지난 2월 12일 오후 NASA는 오퍼튜니티에 마지막 교신을 시도했지만 메시지를 받지못하자 결국 공식적으로 사망을 선고했다. 곧 사망 날짜는 이날, 무덤이 된 장소는 인내의 계곡(Perseverance Valley)인 셈이다. NASA에 따르면 그간 오퍼튜니티가 굴러다닌 거리는 총 45.16㎞다. 물론 오퍼튜니티가 화성 땅에 그냥 굴러만 다닌 것은 아니다. 그간 자신의 셀카를 포함 총 22만 5000장의 사진을 지구로 보내왔으며 이 데이터를 바탕으로 전문가들은 고대 화성에 물이 존재했다는 지질학적 증거를 찾아냈다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

수많은 우주의 '보석'이 촘촘히 박혀있는 환상적인 천체사진이 공개됐다. 지난 26일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경의 탐사용 고성능카메라(ACS)가 포착한 아름다운 성단의 모습을 사진으로 공개했다. 셀 수 없이 수많은 별들이 빽빽이 모여있는 이곳은 지구에서 약 6만 7000광년 떨어진 궁수자리에 위치한 '메시에 75'(혹은 NGC 6864)다. 지난 1780년 프랑스 천문학자 피에르 메셍이 처음 발견했으며 친구인 샤를 메시에가 자신의 천체목록에 수록해 메시에 75가 됐다. 우리은하에 속해있는 메시에 75는 40만 개 이상의 별들이 마치 공처럼 모여있어 구상성단(球狀星團·globular cluster)으로 분류된다. 특히나 사진에서 보여지듯 별들이 중력으로 촘촘히 모여있어 메시에 75는 '인구' 밀도가 가장 높은 성단 중 하나다. 메시에 75의 나이는 약 130억년, 지름은 134광년 그리고 밝기는 우리 태양의 18만배 정도다. 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

그동안 국가주도로 이뤄졌던 우주개발 정책이 민간주도로 바뀌게 될 전망이다. 우선 오는 2023년 발사되는 차세대중형위성 4호부터 민간 산업계가 중심이 돼 개발될 예정이다. 과학기술정보통신부는 지난 26일 유영민 과기부 장관 주재로 ‘제16회 국가우주위원회’를 열고 이와 같은 내용이 포함된 ‘차세대중형위성 2단계 개발사업 계획안’을 심의, 확정했다고 28일 밝혔다. 국가우주개발위원회는 우주개발진흥법에 따라 우주개발 관련 주요 사항을 심의하기 위해 과기부 장관이 위원장이 돼 기획재정부, 외교부, 국방부, 산업부, 과기부 5개부처 차관과 민간위원 9명을 포함해 총 15명으로 구성된 기구이다. 위원회는 차세대중형위성 2단계 개발사업을 통해 올해부터 2025년까지 총 3067억원을 투입해 고성능 광역 차세대 중형위성 3기를 개발키로 했다. 이들 위성에는 5m급 해상도를 가진 광학관측용 광학탑재체와 10m급 C-밴드 영상레이더 등이 탑재될 예정이다. 3호기는 우주핵심기술을 검증하고 우주과학연구, 한국형발사체 위성발사기능 검증 등의 임무를 위해 과기부에서 활용할 예정이고 4호기는 농촌진흥청과 산림청에서 주로 활용해 농작물 작황, 농업수자원, 산림자원 관측 등의 임무를 맡게된다. 환경부에서 주로 활용하게 될 5호기는 수자원 조사, 하천관리, 해양환경 감시, 홍수나 가뭄, 해양기름유출, 적조 같은 재난재해 대응 역할을 할 계획이다.정부는 우선 4호기를 먼저 개발하고 3호기, 5호기를 순차적으로 개발할 계획이다. 4호기는 올 하반기에 개발에 착수해 2023년 발사될 계획이다. 특히 이번 2단계 개발사업은 지금까지 국가 주도 인공위성 개발사업의 틀에서 벗어나 민간 항공우주 산업체가 중심이 된 위성개발 체제로 완전 전환된다. 차세대중형위성 2단계 사업은 한국연구재단이 구체적인 공모 추진계획을 수립하고 사업 추진위원회의 심으로 확정 시행하며 오는 30일 과기부, 한국연구재단 홈페이지를 통해 사업에 참여하는 업체를 공모를 받게 된다. 그동안 위성개발을 담당해온 한국항공우주연구원은 우주개발전문기관으로서 기술감리단 역할을 수행하면서 산업체의 위성개발 전문성을 보완하고 품질과 신뢰성을 제고한다는 방안이다. 유영민 과기부 장관은 “차세대중형위성 개발 2단계 추진사업을 통해 국내에서도 본격적인 민간 중심 위성개발 시대가 열릴 것으로 본다”라며 “산업체 주도의 위성산업 생태계가 강화될 경우 국내 위성개발 산업 경쟁력 강화에도 도움이 돼 세계 우주시장 진출 확대의 계기가 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

경기도가 북한발 미세먼지를 분석하고 대응방안을 모색하는 ‘대기 환경 포럼’을 다음 달 3일 수원 광교 차세대융합기술원에서 연다. 포럼은 환경산업체 및 유관기관, 민간단체 등 150여명이 참석한 가운데 대기 분야 전문가들이 발제한 3가지 주제발표와 종합토론이 진행될 예정이다. 여민주 이화여대 교수가 ‘북한 미세먼지 특성과 남한의 영향’, 김준 연세대 교수가 ‘위성 원격탐사로 살펴본 남북한 대기 질 분석’, 명수정 한국환경정책평가연구위원이 ‘북한의 환경과 환경 분야 남북협력 방안’을 주제로 각각 발표한다. 이어 장영기 수원대 교수가 좌장으로 조영민 경희대 교수, 김동영 경기연구원 연구위원, 김건 경기도 환경국장 등이 참여하는 토론이 열린다. 도는 이번 포럼에서 제시된 전문가들의 다양한 의견을 종합적으로 검토, 대북 환경협력 및 북한발 미세먼지 대응방안을 마련할 계획이다. 엄진섭 경기도 환경정책과장은 “문화, 체육 등 다양한 분야에서 남북 교류가 진행되고 있지만, 아직까지 환경분야에서는 남북 간 교류협력이 이뤄지지 못했다”라며 “남북환경협력을 통해 미세먼지 남북 공동대응 체계가 구축되는데 경기도가 선도적인 역할을 수행할 수 있도록 꾸준하게 준비해 나갈 것”이라고 말했다. 한편 2017년 환경부와 국립환경과학원, 미국 항공우주국(NASA)이 합동으로 한-미 협력 국내 대기 질 공동조사 결과, 국내 미세먼지 중 북한발 미세먼지 영향이 9%에 달하는 것으로 조사됐다. 이에 경기도는 미세먼지 문제에 남북이 공동으로 협력하고 대응할 수 있는 체계를 구축한다는 목표 아래 북한발 미세먼지를 줄이는 내용의 ‘북한 제조업체 연소시설 개선 기술협력’을 민선 7기 공약으로 제시한 바 있다. 김병철 기자 kbchul@seoul.co.kr

부활절 연쇄폭발로 인한 사망자가 359명으로 늘어난 가운데 자살폭탄테러를 저지른 9명 중 상당수가 중산층 이상 고학력자였으며 일부는 해외유학파인 것으로 드러났다. 루완 위제와르데네 스리랑카 국방장관은 24일 언론 브리핑에서 “9명의 테러범 대다수가 양질의 교육을 받았으며 부유한 가정환경에서 자랐다”면서 “경제적으로 독립한 이들이었으며 몇몇은 해외에서 공부한 것으로 보인다”고 밝혔다. 그는 이어 “그들 중 한 명은 영국에 이어 호주에서 공부한 뒤 스리랑카에 돌아와 정착했다”고 덧붙였다. 가디언은 영국 테러조사관들의 말을 인용해 “영국 유학파로 추정되는 인물은 2006~2007년 런던 킹스턴대에서 항공우주 엔지니어링을 공부한 압둘 라티프 모하메드인 것으로 보인다”면서 “그가 영국에 있는 동안 극단주의 활동을 했는지 여부를 조사하고 있다”고 전했다. 로이터통신은 테러범 가운데 두 남성은 형제이며 향신료 무역으로 큰 부를 이룬 사업자의 자녀라고 가족과 가까운 지인의 말을 인용해 전했다. 인샤프 이브라힘(33)은 구리 공장 소유주로 수도 콜롬보의 5성급 샹그릴라호텔에서 자살폭탄을 일으킨 것으로 추정된다. 그는 회사 직원들과 지역 주민들에게 기부하는 등 관대하다는 평을 받고 있었으며 부유한 보석 생산업자의 딸과 결혼해 경제적으로는 아무런 문제가 없었던 것으로 알려졌다. 그의 동생인 일한 이브라임의 행적에 대해서는 의견이 분분하다. 몇몇 언론들은 그가 콜롬보 시나몬호텔에서 폭탄을 터뜨렸으며, 그의 아내로 추정되는 여성은 경찰이 그들의 집을 급습했을 때 폭탄을 터뜨렸다고 전했다. 또 다른 언론은 경찰이 사건 직후 일함의 집을 급습하자 일함이 폭탄을 터뜨려 자신은 물론 아내와 세 아이 모두 사망케 했다고 전했다. 스리랑카 당국은 테러범 개개인의 신원에 대해서는 아직까지 밝히지 않았으며 수사당국도 이러한 보도에 대한 별다른 응답을 하지 않았다. 이번 사고 용의자로 현재까지 60명이 체포됐으나 라닐 위클레메싱헤 총리는 “폭탄을 소유한 용의자 가운데 아직 체포되지 않은 이들도 있다”며 “확인된 보고에 따르면 4번째 호텔에 대한 테러가 실패했고 인도대사관 역시 테러 공격 선상에 올랐었다”고 말했다. 한편 이번 테러공격에 대한 외국 정보기관의 사전 경고가 사건 발생 2시간 전까지 지속적으로 제기됐다는 사실이 전해지며 스리랑카 정부에 대한 국내외 비판이 제기되고 있다. 가디언은 심지어 인도 정보기관이 사건 발생 4개월 전부터 비공식 대화를 통해 스리랑카 내 테러 발생 위험성을 전했다고 익명의 취재원을 통해 전했다. 사건 발생 3주 전부터는 테러단체에 대한 상세한 정보는 물론 리더와 회원들의 이름까지 함께 전달됐다고 덧붙였다. 마이트리팔라 시리세나 대통령은 이날 3주 간 인도로부터 전달받은 3번의 공식 경고에도 이번 테러를 예방하지 못한 책임을 물겠다고 밝히며 관련 공위 공직자의 해임을 지시했다. 민나리 기자 mnin1082@seoul.co.kr

부채살처럼 퍼지는 유성우와 그 가운데 찍혀 있는 혜성, 그리고 단아한 북두칠성이 한 하늘에 모여 빚어낸 환상적인 밤하늘 풍경이 미 항공우주국(NASA)의 ‘오늘의 천문사진(APOD)’ 23일 자(현지시간)에 게재되어 우주 마니아들을 황홀하게 하고 있다. 유성우는 혜성이 흘리고 간 먼지 알갱이들이 무리지어 있는 속을, 태양을 공전하는 지구가 지나갈 때 지구 대기권으로 끌려들어 불타는 별똥별 무리를 말한다. 크기는 먼지보다 좀 크거나 왕모래알만 하며, 주로 먼지와 얼음 덩어리로 이루어져 있다. 기다란 타원 궤도를 그리며 태양을 공전하는 혜성이 태양에 가까워지면 얼음과 먼지 등이 태양열로 녹기 시작하고, 방출된 가스와 먼지들이 태양의 복사압력과 태양풍에 의해 태양 반대방향으로 밀려나면서 혜성의 꼬리를 만든다. 그래서 혜성이 지나는 궤도에는 보통 혜성으로부터 유출된 많은 물질이 남게 된다. 이 길이 지구 공전궤도와 맞닿는 곳에서 유성우 현상이 발생하는 것이다. 지구 하늘에서 보이는 유성의 궤적은 나란하지만, 기찻길 같은 원근감의 효과로 위 사진에서 보듯 한 점에서 방사되는 것처럼 보인다. 그 한 점을 유성우 복사점이라 하고, 복사점이 있는 별자리를 따서 유성우 이름이 지어졌다. 지구에서 볼 수 있는 유성우는 모혜성의 종류에 따라 1년에 총 8개 가량이 있다. 즉, 1월에 사분의자리 유성우, 4월에 거문고자리 유성우, 5월에 물병자리-에타 유성우, 7월에 물병자리-델타-남족 유성우, 8월에 페르세우스자리 유성우, 10월에 오리온자리 유성우, 11월에 사자자리 유성우, 12월에 쌍둥이자리 유성우 등이다. 위의 사진은 지난 1월 스페인의 카나리아 제도에 딸린 라 팔마섬에서 아프리카 북서쪽 해안을 바라보며 사분의자리 유성우(지금의 용자리)를 담은 장면이다. 유성우의 복사점은 북두칠성 손잡이 아래에 자리한다. 그 부근에 있는 녹색 빛줄기는 오랜만에 찾아온 밝은 혜성 비르탄넨이다. 위 사진에서 북두칠성의 국자 부분 두 끝 별을 잇는 선분을 5배쯤 연장한 곳에 밝은 별 하나가 반짝이고 있다. 바로 북극성이다. 지구의 자전축이 향하고 있는 천구의 북극에 자리한 별로, 저 별을 올려본 각이 바로 그 지점의 위도를 가리킨다. 라 팔마는 북위 28도 부근의 섬이라 북위 38도 부근인 서울에서 보는 각도보다 많이 낮음을 확인할 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

오로라는 대자연의 아름다운 풍경 중 하나일 수 있지만, 이를 만드는 태양폭풍은 지구상 모든 전자기기를 망가뜨릴 수 있는 야수가 될 수 있다고 한 천체사진가가 말했다. 미국항공우주국(NASA)이 운영하는 21일자 ‘오늘의 천문사진’(APOD) 게시물에 따르면, 스페인 천체사진가 후안 카를로스 카사도는 자신이 2016년 아이슬란드 싱그바들라호에서 촬영한 오로라 사진에 관한 설명에서 이같이 밝혔다. 스페인 카나리아 천문연구소(IAC)의 로봇망원경 프로젝트 ‘타드’(TAD)에 참여하고 있으며 전세계 유명 천체사진가 모임 ‘지구의 밤’(TWAN)의 회원이기도 한 그는 오로라의 원인이 되는 태양폭풍은 보통 해가 없지만, 지구를 강하게 때릴 만큼 강력한 태양폭풍은 재앙적인 영향을 미칠 수 있다고 설명했다. 실제로 지난 1859년 지구 전역에서는 오로라가 관측됐다. 이는 당시 발생한 사상 최대 태양폭풍이 지구의 자기장을 매우 강하게 때리면서 일으킨 것이었다. 이는 유럽과 북미 전역에 있는 전신망을 마비시킨 사상 초유의 사태였다. 오로라는 발생하는 지역에 따라 북극광이나 남극광으로 불리는 데 태양폭풍을 타고 불어오는 하전입자들이 지구의 자기장을 깨뜨릴 때 발생한다. 일단 이들 입자가 대기권으로 들어오면 기체와의 충돌로 열이 발생해 빛을 방출하는 것이다. 이에 대해 카사도는 “미녀를 찬양하되 야수를 두려워하라”고 말했다. 여기서 미녀는 밤하늘에 펼쳐진 오로라를 말하며 야수는 이런 오로라를 만들어내는 하전입자 물결로 이는 어쩌면 인류 문명에 해를 끼칠 수 있다고 그는 덧붙였다. 사진=후안 카를로스 카사도/TWAN/StarryEarth 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

죽은 행성으로 알려졌던 화성이 땅 속에서 꿈틀거리고 있음이 최초로 탐지되었다. 이른바 화성의 지진으로 예측되는 현상이 지난 6일 미 항공우주국(NASA)의 화성 착륙선 인사이트의 지진계에 잡혔다고 24일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 인사이트는 화성의 굳은 표면 아래 움직임을 감지했다는 데이터를 수백 만㎞ 떨어진 곳에서 전송해왔다. NASA의 과학자들은 아직까지 이 현상을 지진이라고 판정 내리지는 않았지만, 화성의 지진파가 화성 내부를 달리는 것을 탐지하는 것은 인사이트의 화성 미션 중 가장 핵심적인 과학목표 중 하나이다. 지진계 수석 연구원인 프랑스우주국 소속 필리페 로뇽은 “우리는 최초의 지진 탐지를 위해 몇 달을 기다렸다. 화성이 여전히 지진학적으로 활동적이라는 증거를 얻은 것은 너무나 흥미로운 일”이라고 밝혔다.과학자들은 화성이 지구처럼 지진을 일으키는 지각판을 갖고 있지 않기 때문에 그리 많은 지진이 있을 것으로는 생각하지 않았다. 그러나 천체의 완만한 냉각으로 인한 스트레스가 행성 내부에 전해져 간헐적인 지진은 일어날 수 있을 것으로 예측했다. 지금 그들은 그 첫번째 증거를 잡은 것이다. ​ 인사이트 팀은 화성이 지진계에 기록을 남길 만한 큰 지진 활동이 있으리라고 생각치 않았다. 이에 연구팀은 지진 데이터를 확보하기 위해 여러 가지 방법을 동원하고 있다. 예컨대, 인사이트는 두더쥐라는 별명을 가진 장비를 장착하고 있는데, 이 기기는 운석의 충돌시 온도와 화성 지하의 온도를 재는 열탐침을 추적할 수 있다.과학자들은 오래 전부터 다른 행성에 지진계를 설치한다는 아이디어에 매료되어 왔다. 1970년대 NASA의 화성 탐사선 바이킹 또한 지진계를 가지고 있었지만 그 장비는 늦게 추가되어 착륙선에 단순히 부착돼 어떠한 의미있는 신호도 찾을 수 없었다. 그에 반해 인사이트는 지진계를 화성 지표에 직접 배치함으로써 아폴로 우주 비행사가 달 표면에 배치한 지진계의 계보를 이은 것이라 할 수 있다. NASA 제트추진연구소 브루스 배너트 수석 조사관은 “인사이트의 첫 번째 판독은 아폴로 미션에서 시작된 과학을 계속 수행하는 것"이라면서 "우리는 지금까지 배경소음만을 수집해왔지만 이 첫 번째 작업은 새로운 분야인 화성 지진학의 공식적인 출발을 뜻한다"고 밝혔다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

지난 22일은 지구 환경오염 문제의 심각성을 알리기 위해 자연보호자들이 제정한 ‘지구의 날’이었다. 이날 미국항공우주국(NASA)의 과학자들도 지구의 날을 맞이해 우리 지구의 놀라운 사진을 대거 공개해 눈길을 끈다. 미국 우주전문 매체 스페이스닷컴은 이날 NASA가 공개한 지구의 다양한 사진들 중 10점을 자체 선정해 공유했다.첫 번째 사진은 ‘남극의 눈 덮인 산’으로, 2013년 11월 27일 NASA의 P-3 항공기가 남극 대륙을 동쪽에서 서쪽으로 가로지르며 비행하는 동안 남극종단산맥(남극횡단산지)의 일부분인 마운틴 페더 상공에서 촬영한 것이다. NASA는 이처럼 남극은 물론 북극의 극지방에 항공기를 띄워 얼음 변화를 관측하기 위해 ‘아이스브릿지’(IceBridge)라는 이름의 임무를 수년째 수행하고 있다.그다음 사진은 ‘아프리카 상공의 모루구름’이다. 모루구름은 윗부분이 넓고 편평하게 퍼지면서 모루(대장간에서 불린 쇠를 올려놓고 두드릴 때 받침으로 쓰는 쇳덩이)나 나팔꽃 모양을 한 적란운을 말한다. 보통 모루구름은 적란운이 발달해 권계면 부근에 이르면 더는 수직 방향으로 발달하지 못하고 풍속에 따라 옆으로 퍼지면서 생긴다. 이 사진은 국제우주정거장(ISS)에 2007년 10월부터 2008년 4월까지 머물렀던 16차 원정대의 한 우주비행사가 촬영했다.세 번째는 ‘두툼한 해빙’ 사진이다. 2014년 11월 5일 NASA의 아이스브릿지 임무 중에 포착된 이 사진은 남극 반도의 서쪽에 있는 벨링스하우젠해(海) 위 해빙을 보여준다. 특히 해당 사진에서 오른쪽에 있는 두툼한 빙산은 이 사진을 촬영하기 얼마 전까지 남극 빙상에 붙어있었다고 NASA는 설명했다.네 번째 사진은 ‘룹알할리 사막’이다. NASA의 테라 위성이 2005년 12월 5일 아라비아 반도 남부에 펼쳐진 룹알할리 사막 위를 지나며 촬영한 것으로, 빛에 반짝이는 흰색 부분은 삽카 또는 사브카로 불리는 염분이 많은 모래를 보여준다. 사하라 사막에 이어 세계에서 두 번째로 넓은 사막으로 예멘과 오만 그리고 아랍에미리트의 일부를 포함하며 주로 사우디아라비아 남동부의 구조분지에 자리잡고 있다.다섯 번째는 ‘바하마 제도’ 사진이다. 카리브해의 반짝이는 이 청록색 바닷물이 바하마 제도 사이를 흐를 때 해수면의 깊이에 따라 바닷물의 색상은 더 어두워진다. 사진은 엑서마 섬의 작은 암초들을 보여주며 2015년 7월 19일 ISS의 44차 원정대의 한 우주비행사가 촬영했다.그다음은 ‘우주에서 본 보존의 노력’이다. 산림 위로 우뚝 솟은 눈 덮인 산봉우리는 뉴질랜드 북섬 에그몬트 국립공원 내 보호지역에 있는 성층화산 타라나키 산이다. 산림 보호구역은 주변 목초지보다 더 짙은 녹색을 띈다. 이 사진은 2014년 7월 3일 NASA의 지구관측위성 랜드샛8에 의해 포착됐다.일곱 번째 사진은 ‘블랙 마블’ 검은 대리석이라는 제목이 붙은 지구의 사진이다. 이 사진은 NASA와 미국 국립해양대기청(NOAA)이 공동으로 운영하고 있는 핀란드(수오미) 국가 극궤도 파트너십(NPP) 위성에 의해 포착됐다.여덟 번째는 ‘지구돋이 2.0’이라는 제목의 사진이다. 아폴로 8호의 우주비행사들이 달에서 지구가 떠오르는 유명한 사진 지구돋이(어스라이즈)를 찍은지 약 50년이 지난 지금, NASA의 달 정찰궤도선(LRO)은 이 아름다운 사진을 재현해냈다.아홉 번째 사진은 ‘화성에서 바라본 지구의 풍경’이다. NASA의 화성 정찰궤도선(MRO)이 포착한 이 사진에서 지구와 달은 밤하늘의 작은 초승달들처럼 보인다. MRO는 2007년 10월 3일 지구에서 약 1억4200만㎞ 떨어져 있는 화성에서 이 역사적인 사진을 촬영했다.마지막은 ‘지구가 웃은 날’(The Day the Earth Smiled)로 알려진 사진 한 장이다. 사실 이는 토성의 고리들을 보여주지만, 이를 살펴보면 지구와 달의 모습도 있다. 확대한 사진에는 지구는 물론 달의 모습도 명확하게 찍혀 있다. 이는 NASA의 토성 탐사선 카시니호가 2013년 7월 19일 지구에서 약 14억4000만㎞ 떨어진 토성에서 태양 일식이 일어나는 동안 촬영해 지구로 전송한 사진 중 유일하게 이 같은 모습이 찍혀 있었다. 이는 카시니호의 9년 간 임무 중 처음으로 지구를 포착한 것이어서 이날은 지구가 웃은 날로 불린다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주전문 사이트 스페이스닷컴이 ‘금주의 놀라운 우주사진’으로 선정한 태양의 플라스마 사진이 우주 마니아들의 관심을 끌고 있다. 지구 수십 배 규모의 거대한 태양 자기장 고리를 타고 용솟음치는 플라스마가 마치 비처럼 태양 표면으로 쏟아지는 광경은 천체 사진 중 가장 압도적인 장면으로 선정되기에 모자람이 없다. 자기장 고리를 타고 플라스마가 팽창할 때 태양 외층에서 만들어지는 플라스마 비는 열원에서 멀어지면 냉각되어 중력에 의해 다시 태양 표면 쪽으로 내려간다. 이러한 플라스마의 움직임이 태양 대기인 코로나에서 만들어내는 크고 밝은 불기둥을 태양홍염(太陽紅焰) 또는 프로미넌스(prominence)라고 한다. 코로나가 플라스마라는 극도로 뜨거운 이온 가스로 구성되어 있는 반면, 태양홍염은 채층의 구성과 비슷한 상대적으로 훨씬 차가운 플라스마로 이루어져 있다. 태양홍염은 하루 정도에 구성되며, 코로나 내부에서 몇 주간 지속된다. 천문학자들은 이 ‘플라스마 비’가 태양 표면보다 태양 코로나가 수백 배나 더 뜨거운 이유를 알려줄지도 모른다는 생각을 하고 있다. 미 항공우주국(NASA)의 설명에 따르면, 최근 관측에서 이전에는 간과되었던 작은 자기장 고리에서 내리는 코로나 비가 발견되었다. 이 비는 태양의 외부 대기(코로나)에서 태양 표면으로 떨어지는 뜨거운 플라스마 방울로 구성된 것이다. NASA의 태양활동관측위성인 SDO(Solar Dynamics Observatory)에 장착된 고해상도 망원경을 사용하여 수집된 이 새로운 데이터는 코로나 비가 지구상의 비와 비슷한 움직임을 보여주는 것으로 나타났다. 물론 지구상의 비와는 달리 태양의 플라스마 비는 온도가 수백만 도에 달한다. 또한 하전된 가스인 플라스마는 지구상에 물처럼 한곳에 모이지 않는다. 그 대신 플라스마는 태양 표면으로부터 분출되는 자기장 선이나 고리를 따라 움직인다. 또한 연구진은 자기장 고리가 태양 표면에서 분출되는 부분에 플라스마가 과열되어 섭씨 100만 도를 넘는다는 사실을 발견했다. 이 극고온의 플라스마는 고리를 확장하고 고리의 최고점에 모인다. 그리고 냉각과 응축 과정을 거친 후 중력에 의해 코로나 비가 되어 태양 표면으로 떨어지는 것이다. 연구원들은 태양 표면으로부터 수백만 마일 규모로 뻗은 거대한 고리형 플라스마(helmet streamers로 불린다)에서 코로나 비의 흔적을 이전부터 찾고 있었다. 연구자들은 헬멧 스트리머가 플라스마와 입자의 흐름인 느린 태양풍의 근원 중 하나일 것으로 여겨 집중적인 관측과 연구를 해왔다. “이 고리들은 우리가 찾고 있던 것보다 훨씬 작았다”라고 밝힌 새 연구의 공동저자 스피로 안티오코스 NASA 고다드 우주비행센터의 물리학자는 “코로나의 가열은 우리가 생각했던 것보다 훨씬 좁게 국지화되어 있다”라고 덧붙였다. 따라서 ‘천체물리학저널 레터스’ 4월 5일자에 발표된 새 연구결과는 코로나의 가열 과정뿐 아니라 느린 태양풍의 원인을 밝히는 데 한 줄기 빛을 던져주고 있다. “루프에 코로나 비가 있는 경우, 그 바닥에서 10% 이하가 코로나 가열이 일어나는 부분”이라고 공동저자이자 미국 가톨릭 대학의 대학원생 에밀리 메이슨이 성명서를 통해 밝혔다.연구진은 높이 약 4만8000km의 플라스마 고리에서 내리는 코로나 비를 발견했다.이는 연구진이 찾던 헬멧 스트리머 높이의 2%에 불과한 것이었다. 메이슨은 “우리는 여전히 코로나가 가열되는 메커니즘을 정확히 알지 못하지만, 가열과정이 이 층에서 발생한다는 것만은 확신하고 있다”고 말했다. 새 연구결과는 또한 작은 자기장 고리와 느린 태양풍 사이의 가능한 상관관계를 확인하는 전과를 올렸다. 연구진이 생각해온 바와 같이 닫힌 자기장 고리뿐 아니라 열린 자기장 선에서도 코로나 비가 발생할 수 있다는 견론을 얻었다. 열린 자기장 선의 한쪽 끝은 공간으로 뻗어나가 플라스마가 태양풍 속으로 빠져나갈 수 있다는 것이다. 연구진은 NASA의 파커 태양탐사선을 이용해 더 작은 자기장 고리 구조를 연구할 계획이다. 파커 탐사선은 2018년에 발사되어 이전의 어떤 우주선보다 태양에 가까이 접근하고 있는 중으로, 지난 4월 4일 두 번째로 근일점을 통과했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

'태양계 큰형님' 목성의 놀라운 대기의 흐름을 보여주는 사진이 공개됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 '목성의 돌고래 구름'(The Dolphin Cloud on Jupiter)이라는 제목의 흥미로운 사진을 ‘오늘의 천체사진‘(APOD)에 공개했다. 이 사진은 지난해 목성 탐사선 주노가 2016년 7월 목성 궤도에 진입한 이후 16번째 근목점(목성 둘레 궤도상에서 목성과 가장 가까운 점)에서 촬영한 것이다. 원본 사진에 재가공을 거쳐 완성된 이 사진은 목성의 민낯이 생생히 드러나는데 이중 특이한 모양의 구름이 눈에 띈다. 사진 속 목성 중앙을 보면 아래로 헤엄치는 듯한 돌고래의 모습이 선명히 눈에 들어온다. 물론 이는 목성의 남반구 대기를 가로질러 변하는 구름의 모습이지만 마치 목성의 구름 속을 헤엄치는 돌고래처럼 보인다.NASA 측은 "사실 돌고래 모양이 놀랍게 보이기는 하지만 과학적으로는 별로 중요하지 않다"면서 "지구와 마찬가지로 목성의 구름도 계속 이동하는 과정에서 우리에게 익숙한 모양을 만들기도 한다"고 설명했다. 한편 지난 2011년 8월에 장도에 올라 2016년 7월 목성 궤도에 진입한 주노는 거대한 가스 행성인 목성에 관해 수많은 데이터를 보내고 있다. 주노 미션의 목표는 거대 가스 행성의 구조와 조성, 자기장과 중력장에 관한 데이터를 수집하는 것으로 이는 목성의 생성과 그 진화, 더 나아가 태양계의 생성 비밀을 밝히는 데 중요한 자료로 쓰이게 된다. 주노는 현재 목성을 긴 타원형 궤도를 돌고 있다. 목성에 최근접하는 주기는 지구 시간으로 약 53.5일로, 이 근접비행 때 주요 데이터를 수집하게 된다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난 1990년 4월 24일(현지시간) 우주의 심연을 들여다 보고 싶은 인류의 꿈을 담은 우주망원경 한 대가 미 항공우주국(NASA)의 디스커버리호에 실려 힘차게 날아올랐다. 다음 주면 29번째 생일을 맞는 ‘허블우주망원경’(Hubble Space Telescope)이다. 지난 18일(현지시간) NASA와 유럽우주국(ESA)은 허블우주망원경의 29번째 생일을 자축하는 환상적인 천체 사진을 공개했다. 매해 이맘 때 생일카드처럼 공개하는 이 사진 속 대상은 마치 모래시계같은 모습을 띤 '남쪽의 게성운'(Southern Crab Nebula)이다. 남쪽 게성운은 늦봄부터 초여름에 남쪽하늘에서 볼 수 있는 센타우루스자리에 위치에 있으며 우리와는 약 7000광년 떨어진 곳에 위치해 있다.정식명칭이 'Hen2-104'인 게성운은 그 이름처럼 몸과 다리가 마치 게처럼 생겼다. 남쪽 게성운이 이렇게 환상적인 모습을 띄는 이유는 성운 중심에 적색거성과 백색왜성이 쌍성계를 이루고 있기 때문이다. 영원할 것 같아 보이는 우리의 태양같은 별도 역시 주어진 수명이 있어 적색거성 단계를 거쳐 가스를 잃고 생을 마감하게 된다. 이후 남은 가스는 행성상 성운이라는 아름다운 가스 성운이 되고 중심에 남은 잔해는 모여 백색왜성을 이룬다. 곧 이 사진은 수명을 다한 두 별의 상호작용이 만든 작품으로 NASA 측은 '중력의 왈츠'(gravitational waltz)라는 재미있는 표현으로 묘사했다.지름 2.4m, 무게 12.2t, 길이 13m로, 지금도 지상 569㎞ 높이에서 97분 마다 지구를 돌며 먼 우주를 관측하고 있는 허블우주망원경은 대기의 간섭없이 멀고 먼 우주를 관측하기 위해 제작됐다. 허블우주망원경은 29년의 세월동안 100만 건이 넘는 관측 활동을 벌였으며 이를 통해 천문학자들은 1만 2000건 이상의 논문을 발표했다. 그간 몇 번의 수리 과정을 거치는 우여곡절을 겪었지만 허블우주망원경은 지상 천체망원경보다 10~30배의 해상도를 가진 사진을 지금도 충실히 전송해오고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

과학자들이 마침내 우주의 시발점인 대폭발 즉 빅뱅 당시 형성된 분자를 발견해냈다고 미국 CNN 등 주요외신이 17일(현지시간) 일제히 보도했다. 지금으로부터 약 138억 년 전, 빅뱅이 일어나며 초기 우주가 만들어질 때 그 여파에 의한 화학 반응으로 최초의 분자가 만들어졌다. 이런 분자는 현재 우리가 아는 모든 물질을 만드는 데 결정적인 역할을 했다.　‘수소 이온화 헬륨’(HeH＋·Helium hydride ion)이라는 이 분자는 지난 몇 년간 우주 최초의 분자로 추정돼 왔다. 하지만 지금까지 과학자들은 그 존재에 관한 어떤 증거도 발견하지 못했었다.빅뱅 이후 형성된 ‘HeH+’은 수소 이온과 헬륨으로 이뤄진 화합물로 가장 강력한 산 중 하나다. 이 산성 물질이 나중에 수소 분자와 헬륨 원자로 분해됐다는 것이다. 수소와 헬륨은 현재 우주에서 가장 많은 원소로 각각 1, 2위를 차지한다. 과학자들은 1925년 한 실험실에서 HeH+ 분자를 만들어냈고 덕분에 지난 몇십 년 동안 우주에서 이를 찾는 연구가 진행돼 왔다. 연구에 참여한 독일 막스플랑크 전파천문학연구소의 천문학자 롤프 귀스턴 박사는 성명에서 “우주의 화학물질은 HeH+에서 시작됐다. 성간 우주 공간에서 이 물질의 존재에 관한 결정적 증거가 없다는 점은 오랫동안 천문학계의 딜레마였다”고 말했다. 1970년대 말 우주화학 모델을 통해 HeH+ 분자의 발견 가능성이 제기됐다. 이는 과학자들에게 HeH+ 분자가 태양과 같은 별이 초신성 폭발 전 마지막 단계에서 방출한 혼돈 상태의 ‘행성상 성운’에 존재할 수 있다는 생각을 하게 했다. HeH+ 분자는 온도 10만 ℃ 이상인 별의 방사선이 행성상 성운을 이온화할 때 형성된다. 하지만 가장 강력한 파장으로도 HeH+ 분자의 징후를 감지하는 것은 어려웠다. 지구 대기가 불투명한 탓에 지상의 망원경들로 어려웠기 때문이다.이에 따라 연구진은 보잉 747SP를 개조해 2.5m 구경의 적외선 망원경을 탑재한 미국항공우주국(NASA)의 성층권 관측 망원경인 소피아(SOFIA·Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy)를 사용했다. 소피아에 탑재된 그레이트(GREAT·German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies)라는 이름의 고해상도 원적외선 분광기가 행성상 성운 NGC 7027에서 HeH+ 분자를 검출하는 데 성공한 것이다. 이에 대해 연구에 참여한 미국 존스홉킨스대학의 데이비드 뉴펠드 물리천문학부 교수는 “HeH+ 분자의 발견은 분자를 형성하려고 하는 자연의 성향을 극적이고 아름답게 보여주는 것”이라고 말했다. 자세한 연구 성과는 세계적인 학술지 ‘네이처’(Nature) 최신호(17일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난 2017년 10월 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형을 가진 천체가 발견돼 전세계 천문학계의 큰 관심을 끌었다. 미국 하버드 스미스소니언 천체물리학센터의 에이브러햄 러브 교수 연구팀이 발견한 이 천체의 이름은 ‘오무아무아'(Oumuamua)로 태양계가 아닌 '외계에서 온 첫 손님'으로 분석됐다. 당시 오무아무아는 베가(Vega)성 방향에서 시속 9만2000㎞의 빠른 속도로 날아와 태양계를 곡선을 그리며 방문한 후 페가수스 자리 방향으로 날아갔다. 지난 17일(현지시간) 미국 CNN 등 현지언론은 오무아무아가 찾아오기 5년 앞선 지난 2014년 '외계에서 온 작은 천체'가 지구에 떨어진 것으로 보인다는 놀라운 연구결과를 전했다. 역시 같은 러브 교수 연구팀이 발표한 이 논문을 보면 2014년 1월 파푸아뉴기니 북쪽 해안 남태평양 상공에서 산산조각난 폭 0.9m 정도의 물체가 확인됐다. 곧 태양계를 떠돌던 천체 하나가 지구에 떨어지면서 유성이 됐고 만약 타지않고 남은 물질이 있다면 남태평양 어딘가에 운석이 돼 떨어진 셈이다. 결과적으로 이 유성이 외계에서 온 것으로 실제 확인된다면, 이 유성은 지구 대기권에 들어온 최초의 인터스텔라 천체가 된다. 물론 이는 오무아무아처럼 인류가 확인한 첫번째 일 뿐, 실제로는 지구 역사상 이와같은 일이 많다는 것이 합리적인 추론이다. 이를 알아보기 위해 러브 교수 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 지구근접천체연구센터(CNEOS)에 저장된 지난 30년 간 지구에 떨어진 유성 데이터를 분석했다. 그 결과 오무아무아처럼 특이한 궤도를 갖고 태양의 중력에 얽매이지 않는 이 유성을 발견했다.연구팀에 따르면 이 천체는 시속 21만6000㎞의 빠른 속도로 이동했으며 그 궤도를 거슬러 올라가보면 태양계 밖 아마도 다른 행성계 안쪽에서 기원됐을 것으로 보인다. 러브 교수는 "오무아무아의 경우 덩치가 크고 지구에서 아주 멀리 떨어진 곳에서 발견됐지만 우주에는 이보다 작은 천체가 흔하다"면서 "오무아무아처럼 멀리서가 아닌 지구에 떨어지는 유성에서 찾아보자는 것이 연구 아이디어였다"고 설명했다. 이어 "만약 이 유성이 생명체 거주가능한 영역에서 온 것이라면 하나의 행성계에서 다른 행성계로 생명체를 옮기는 데 도움을 줄 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 한편 하와이말로 ‘제일 먼저 온 메신저’를 뜻하는 오무아무아는 길이가 400m 정도의 천체로 소행성인지 혜성인지에 대해서도 학자들 사이에 의견이 분분하다. 오무아무아의 정식 명칭은 ‘1I/2017 U1’로, 이름에 붙은 ‘1I’의 의미도 첫 번째 인터스텔라라는 뜻이다. 오무아무아가 지구와 최근접한 것은 2017년 10월 14일로 당시 거리는 2400만㎞다. 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

헝가리 과학자들이 또 다른 화성운석에서 미생물의 ‘징후’를 발견했다고 밝혔다. 이는 화성 생명체가 존재했음을 시사하는 것이다. 헝가리과학원(HAS) 산하 천문·지구과학연구센터 등 연구진은 ‘앨런힐스 77005’(ALH-77005·Allan Hills A77005)로 명명된 한 화성운석에서 유기체가 남긴 것으로 추정되는 질감과 특성, 즉 생물학적 징후(biosignatures)를 발견했다고 밝혔다.헝가리 연구진은 일본국립극지연구소(NIPR)가 1977년 남극의 앨런힐스에서 발견해낸 이 운석의 질감 등을 살피기 위해 그 단면 표본을 광학현미경과 적외선 기술 등 다양한 첨단 영상 기술로 분석했다. 또 이들 연구자는 운석에 포함된 광물과 다른 물질을 조사하고 생명체에 필수적인 성분을 확인하기 위해 동위원소 실험을 진행했다. 이를 통해 운석 표본 내부에서 화석화한 화성 미생물에 의해 형성된 것으로 보이는 세포질의 미세섬유를 발견했다고 연구진은 밝혔다. 거기에는 미세한 필라멘트(실) 가닥들이 존재하는 데 이는 철의 녹을 먹어 생존하는 세균 즉 ‘철산화세균’의 존재를 가리킬 수 있다고 연구진은 결론지었다. 사실 이런 주장은 이번이 처음은 아니다. 지난 1996년 미국항공우주국(NASA)의 과학자들 역시 이번 운석보다 뒤늦은 1984년, 같은 장소인 앨런힐스에서 미국 연구자들이 발견한 화성운석 ‘앨런힐스 84001’(ALH-84001·Allan Hills 84001)에서 비슷한 생명체 징후를 발견했다고 사이언스(Science) 학술지에 발표한 바 있다. 당시 연구진은 그 증거로 운석은 생물학적 과정으로 발생하는 방향족 탄화수소(PAHs)를 함유하고 있고 탄소 내에서 자철광이 발견됐는데 이는 주자성 세균에 의해 형성될 수 있다. 그리고 지렁이처럼 생긴 크기 20~100㎚ 정도 되는 나노화석이 발견됐다는 점을 제시했다. 하지만 이런 주장은 대부분 반론됐다. 먼저 방향족 탄화수소는 이미 소행성이나 혜성, 운석, 그리고 우주공간에서도 풍부하게 존재하는 물질로 생물학적 과정이 아니어도 생성될 수 있다. 탄소의 결정구조와 자철광의 결정구조가 일치하는 점은 탄소가 결정을 이룬 뒤 만들어진 것으로, 생물에 의해 만들어지지 않았을 수도 있다. 또한 나노화석의 경우 유기체를 구성할 수 있는 최소 크기는 150㎚로 여겨지는데, 그보다 작으므로 생물이 아닌 것으로 여겨진다. 끝으로 나노화석에 대해서는 사망 후 세포가 줄어들었거나, 생물체 파편의 화석일 확률이 있다는 등 논란이 계속되고 있다. 한편 이번 연구 결과는 독일의 대표적인 학술 출판사 발터 데 그루이터가 출간하는 오픈엑세스(OA) 학술지 오픈 아스트로노미(Open Astronomy) 최신호에 실렸다. 사진=Open Astronomy 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구의 달이 거대한 토성을 삼키는 흥미로운 영상이 공개됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 토성과 달이 빚어낸 환상적인 '우주쇼'를 ‘오늘의 천체사진'(APOD)에 공개했다. 지구에서 볼 때는 거대해 보이는 달과, 작은 토성의 모습이 인상적인 이 사진에는 우주가 만들어 낸 천문현상이 담겨있다. 태양계에서 두번째로 큰 행성인 토성은 지름이 약 12만㎞에 달해 지구보다 9배는 더 크며 그 거리도 무려 15억㎞에 달한다. 이 때문에 사진에서처럼 토성이 우리에게는 작게 보이지만 특유의 고리만큼은 눈이 부시게 아름답다. 다만 이 사진(상단 사진)은 각각의 천체를 촬영해 만든 합성사진이다. 그러나 전문가들이 이 사진에 주목한 이유는 토성의 엄폐 현상을 담아냈기 때문이다.지난달 29일(현지시간) 남아프리카 공화국 요하네스버그에서는 흥미로운 토성-달 엄폐현상이 1시간 44분 동안 일어났다. 토성이 달 뒤로 사라졌다 나타나는 천문현상이 일어난 것으로 이는 달과 토성이 지구에서 봤을 때 일직선상에 놓일 경우에 볼 수 있다. 이 모습을 촬영한 코리 슈미츠는 "정말 탄성을 자아내는 놀라운 우주쇼"라면서 "영상을 보면 달 뒤로 토성이 사라지는 모습을 명확히 볼 수 있다"고 설명했다. 이어 "달빛이 토성의 밝기보다 훨씬 밝기 때문에 불가피하게 합성 이미지를 만들어야 했다"고 덧붙였다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

이론과 간접 증거로만 존재했던 블랙홀을 인류가 마침내 확인했습니다. 세계 8곳의 전파망원경을 연결하여 만든 지구 크기의 가상 망원경인 ‘사건지평선 망원경’(EHT·Event Horizon Telescope)으로 블랙홀을 포착함으로써 1세기 넘게 추적해온 블랙홀의 실체를 드디어 파악하기에 이른 것입니다. 이로써 1915년 발표된 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 다시 한번 검증에 거뜬히 통과하는 쾌거를 이룩했습니다. 즉, 물체의 질량이 주변 시공간을 휘게 하며, 질량이 클수록 시공간의 곡률은 더욱 큰 곡률을 갖게 된다는 내용입니다. 천문학 최대의 화두인 블랙홀이란 과연 무엇일가요? 초간단 정리해보겠습니다. 상상 속에서 태어난 ‘검은 별’(Dark stars) 블랙홀은 우주에서 가장 기이하고도 환상적인 천체라 할 수 있습니다. 물질밀도가 극도로 높은 나머지 빛마저도 빠져나갈 수 없는 엄청난 중력을 가진 존재입니다. 가까이 접근하는 모든 물체를 가리지 않고 게걸스럽게 집어삼키는 중력의 감옥, 블랙홀. 모든 연령층, 모든 직업군을 아우르면서 블랙홀에 대해 크나큰 관심을 불러일으키고 상상력을 자극하는 것은 대체 무엇 때문일까요? 이 괴이쩍은 존재는 최초로 인간의 상상 속에서 태어났습니다. 1783년, 천문학에 관심이 많던 영국의 지질학자 존 미첼이 밤하늘의 별을 보면서 엉뚱한 생각을 합니다. 뉴턴의 중력 법칙과 빛의 입자설을 결합하여, '별이 극도로 무거우면 중력이 너무나 강한 나머지 빛마저도 탈출할 수 없게 되어 빛나지 않는 검은 별이 될 것이다' 이것이 블랙홀 개념의 첫 씨앗이었습니다. 미첼은 이런 생각을 쓴 편지를 왕립협회로 보냈습니다. '만약 태양과 같은 밀도를 가진 어떤 구체의 반지름이 태양의 500분의 1로 줄어든다면, 무한한 높이에서 그 구체로 낙하하는 물체는 표면에서 빛의 속도보다 빠른 속도를 얻게 될 것이다. 따라서 빛이 다른 물체들과 마찬가지로 관성량에 비례하는 인력을 받게 된다면, 그러한 구체에서 방출되는 모든 빛은 구체의 자체 중력으로 인해 구체로 되돌아가게 될 것이다' 그러나 당시 과학자들은 이론적인 것일 뿐, 그런 별이 실재하지는 않을 거라 생각하고 무시했습니다. 이러한 ‘검은 별’ 개념은 19세기 이전까지도 거의 무시되었는데, 그때가지 빛의 파동설이 우세했기 때문에 질량이 없는 파동인 빛이 중력의 영향을 받을 것이라고는 생각하기 힘들었기 때문입니다. 블랙홀 등장, 백조자리 X-1 그로부터 130년이 훌쩍 지난 1916년, 아인슈타인이 우주를 기술하는 뉴턴 역학을 대체하여 시간과 공간이 하나로 얽혀 있음을 보인 일반 상대성 이론을 발표한 직후, 검은 별 개념은 새로운 활력을 얻어 재등장했습니다. 일반 상대성 이론은 중력을 구부러진 시공간으로 간주하며, 질량을 가진 천체는 주변 시공간을 휘게 만든다는 이론입니다. 독일의 카를 슈바르츠실트가 아인슈타인의 중력장 방정식을 별에 적용해서 방정식의 해를 구했습니다. 그 결과, 별이 일정한 반지름 이하로 압축되면 빛마저 탈출할 수 없는 강한 중력이 생기게 되고, 그 중심에는 모든 물리법칙이 통하지 않는 특이점이 나타난다는 것을 알았습니다. 이것을 '슈바르츠실트 반지름'이라고 부릅니다. 이는 어떤 물체가 블랙홀이 되려면 얼마만한 반지름까지 압축되어야 하는가를 나타내는 반지름 한계치입니다. 이에 대해 아인슈타인은 “슈바르츠실트 반지름은 수학적 해석일 뿐, 실재하지 않는다는 것을 내 연구는 보여준다”면서 인정하지 않았습니다. 그러나 그 뒤 핵물리학이 발전하여 충분한 질량을 지닌 천체가 자체 중력으로 붕괴한다면 블랙홀이 될 수 있다는 예측을 내놓았고, 이 예측은 결국 강력한 망원경으로 무장한 천문학자들에 의해 관측으로 입증되었습니다. 1963년 미국 팔로마산 천문대는 심우주에서 유독 밝게 빛나는 천체를 발견했는데, 그것이 검은 별의 에너지로 형성된 퀘이사임을 확인했습니다. 오로지 상상 속에서만 존재하던 검은 별이 2세기 만에 마침내 실마리를 드러낸 것입니다. 사실 이전에는 ‘블랙홀’이란 이름조차 없었습니다. 대신 ‘검은 별’, ‘얼어붙은 별’, ‘붕괴한 별’ 등 이상한 이름으로 불려왔죠. ‘블랙홀’이란 용어를 최초로 쓴 사람은 미국 물리학자 존 휠러로, 1967년에야 처음으로 일반에 소개되었으며, 블랙홀의 실체가 발견된 것은 1971년이었습니다. 그 존재가 예측된 지 거의 200년이 지나서야 이름을 얻고 실체가 발견된 셈입니다. 1971년 미 항공우주국(NASA)의 X-선 관측위성 우후루는 블랙홀 후보로 백조자리 X-1을 발견했습니다. 강력한 X-선을 방출하는 이것이 과연 블랙홀인가를 놓고 이론이 분분했는데, 급기야는 과학자들 사이에 내기가 붙었습니다. 1974년 스티븐 호킹과 킵 손 사이에 벌어진 내기에서 호킹은 백조자리 X-1이 블랙홀이 아니라는 데에 걸었고, 킵 손 교수는 그 반대에 걸었습니다. 지는 쪽이 성인잡지 ‘펜트하우스’ 1년 정기 구독권을 주기로 했죠. 1990년 관측자료에서 특이점의 존재가 입증되자 호킹은 내기에 졌음을 인정하고 잡지 구독권을 킵 손에게 보냈는데, 그 일로 킵 손 부인에게 엄청 원성을 샀다고 합니다. 2005년에는 우리은하 중심에서도 블랙홀이 발견되었는데, 최신 관측자료에 의하면 전파원 궁수자리 A*가 태양 질량의 430만 배인 초대질량 블랙홀임이 밝혀졌습니다. 영화 ‘인터스텔라’ 제작에 자문역으로 참여하기도 했던 킵 손은 나중에 블랙홀 존재를 결정적으로 입증한 LIGO(레이저 간섭계 중력파 관측소)의 블랙홀 중력파 검출로 노벨 물리학상을 받았습니다. 블랙홀 연구에 큰 업적을 남긴 호킹은 노벨상을 받지 못해 안타깝게도 킵 손에게 두 번이나 패배한 형국이 되었습니다.블랙홀 존재, 어떻게 알 수 있나? 블랙홀은 엄청난 질량을 갖고 있지만 덩치는 아주 작습니다. 그만큼 물질밀도가 극도로 높다는 뜻이죠. 예컨대 태양이 블랙홀이 되려면 얼마나 밀도가 높아야 할까요? 슈바르츠실트 반지름의 해 공식으로 구해보면, 70만㎞인 반지름이 3㎞까지 축소되어야 하며, 밀도는 자그마치 1cm^3에 200억 톤의 질량이 됩니다. 각설탕 하나 크기가 그만한 무게가 나간다는 얘기죠. 지구가 블랙홀이 되려면 반지름이 우리 손톱 정도인 0.9cm로 작아져야 합니다. 이처럼 초고밀도의 블랙홀은 중력이 극강이어서 어떤 것도 블랙홀을 탈출할 수가 없습니다. 지구 탈출속도는 초속 11.2㎞이며, 빛의 초속은 30만㎞입니다. 블랙홀의 중력이 너무나 강해 탈출속도가 30만㎞를 넘기 때문에 빛도 여기서 탈출할 수가 없는 거죠. 따라서 우리는 블랙홀을 볼 수가 없습니다. 그런데 과학자들은 블랙홀의 존재를 확인할 수가 있습니다. 어떻게? 블랙홀이 주변의 가스와 먼지를 강력히 빨아들일 때 방출하는 X-선 복사로 그 존재를 탐색할 수 있습니다. 우리은하 중심부에 있는 초대질량 블랙홀은 두터운 먼지와 가스로 뒤덮여 있어 X-선 방출을 가로막고 있습니다. 물질이 블랙홀로 빨려들어갈 때 블랙홀의 사건 지평선 입구에서 안으로 들어가지 않고 스쳐지나는 경우도 있습니다. 블랙홀이 직접 보이지는 않지만, 물질이 함입될 때 발생하는 강력한 제트 분출은 아주 먼 거리에서도 볼 있습니다. 1958년에 미국 물리학자 데이비드 핀켈스타인이 블랙홀의 ‘사건 지평선’ 개념을 처음으로 선보였습니다. 사건 지평선이란 외부에서는 물질이나 빛이 자유롭게 안쪽으로 들어갈 수 있지만, 내부에서는 블랙홀의 중력에 대한 탈출속도가 빛의 속도보다 커서 원래의 곳으로 되돌아갈 수 없는 경계를 말합니다. 말하자면 블랙홀의 일방통행 구간의 시작점이죠. 어떤 물체가 사건의 지평선을 넘어갈 경우, 그 물체에게는 파멸적 영향이 가해지겠지만, 바깥 관찰자에게는 속도가 점점 느려져 그 경계에 영원히 닿지 않는 것처럼 보입니다. 블랙홀은 특이점과 안팎의 사건 지평선으로 구성됩니다. 특이점이란 블랙홀 중심에 중력의 고유 세기가 무한대로 발산하는 시공간의 영역으로, 여기서는 물리법칙이 성립되지 않습니다. 즉, 사건의 인과적 관계가 보장되지 않는다는 뜻이죠. 이 특이점을 둘러싸고 있는 것이 안팎의 사건 지평선으로, 바깥 사건 지평선은 물질이 탈출이 가능한 경계이지만, 안쪽의 사건 지평선은 어떤 물질이라도 탈출이 불가능한 경계입니다. 블랙홀, 화이트홀, 웜홀 1964년, 이론 물리학자 존 휠러가 최초로 ‘블랙홀’이라는 단어를 대중에게 선보인 데 이어 1965년에는 러시아의 이론 천체물리학자 이고르 노비코프가 블랙홀의 반대 개념인 ‘화이트홀’이라는 용어를 만들었습니다. 만약 블랙홀이 모든 것을 집어삼킨다면 언젠가 우주공간으로 토해낼 수 있는 구멍도 필요하지 않겠는가 하는 것이 이 화이트홀 가설의 근거입니다. 말하자면, 블랙홀은 입구가 되고 화이트홀은 출구가 되는 셈이죠. 이렇게 블랙홀과 화이트홀을 연결하는 우주 시공간의 구멍을 웜홀(벌레구멍)이라 합니다. 말하자면 두 시공간을 잇는 좁은 통로로, 우주의 지름길이라 할 수 있습니다. 웜홀을 지나 성간여행이나 은하 간 여행을 할 때, 훨씬 짧은 시간 안에 우주의 한쪽에서 다른 쪽으로 도달할 수 있다는 거죠. 웜홀은 벌레가 사과 표면의 한쪽에서 다른 쪽으로 이동할 때 이미 파먹은 구멍으로 가면 더 빨리 간다는 점에 착안하여 이름지어진 거죠. 하지만 화이트홀의 존재가 증명된 바 없으며, 블랙홀의 기조력 때문에 진입하는 모든 물체가 파괴되어서 웜홀을 통한 여행은 수학적으로만 가능할 뿐입니다. 그래서 스티븐 호킹도 웜홀 여행이라면 사양하고 싶다고 말한 적이 있습니다. 어쨌든 블랙홀의 현관 안으로 들어갔던 물질이 다른 우주의 시공간으로 다시 나타난다는 아이디어는 그다지 놀랄 만한 것은 아니지만, 여기에서 무수한 공상과학 스토리가 탄생했습니다. ‘닥터 후(Doctor Who)’, ‘스타게이트(Stargate)’, ‘프린지(Fringe)’ 등 끝이 없을 정도죠. 이런 얘기들은 하나같이 등장인물들이 우리 우주와 다른 우주 또는 평행우주를 여행한다는 줄거리로 되어 있습니다. 그러한 우주는 수학적으로 성립되는 가공일 뿐으로, 그 존재에 대한 증거는 아직까지 하나도 밝혀진 것이 없습니다. ​그러나 어떤 의미에서 시간여행이 현실적으로 불가능하다는 얘기는 아닙니다. 만약 우리가 엄청난 속도로 여행하거나, 또는 블랙홀 안으로 떨어진다면 외부 관측자의 눈에는 시간의 흐름이 아주 느리게 보일 것입니다. 이것을 중력적 시간지연이라 합니다. 이 효과에 의해 블랙홀로 낙하하는 물체는 사건의 지평선에 가까워질수록 점점 느려지는 것처럼 보이고, 사건의 지평선에 닿기까지 걸리는 시간은 무한대가 됩니다. 즉 사건의 지평선에 닿는 것이 외부에서는 관찰될 수 없습니다. 외부의 고정된 관찰자가 보면 이 물체의 모든 과정은 느려지는 것처럼 보이기 때문에, 물체에서 방출되는 빛도 점점 파장이 길어지고 어두워져서 결국 보이지 않게 됩니다. 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 따르면, 빠르게 운동하는 시계의 시간은 느리게 갑니다. 2014년 영화 ‘인터스텔라’는 블랙홀 근처에서 일어나는 이러한 현상을 보여주었죠. 우주 비행사 쿠퍼(매튜 맥커너히)가 시간여행을 할 수 있었던 것은 그 때문입니다. 블랙홀의 사건 지평선 안에는 실제로 어떤 것이 있을까란 문제는 여전히 뜨거운 논쟁거리가 되고 있습니다. 블랙홀 내부를 이해하기 위해 끈이론, 양자 중력이론, 고리 양자중력, 거품 양자 등등 현대 물리학의 거의 모든 이론들이 참여하고 있습니다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

이스라엘의 달 탐사선이 11일 오후 10시(한국시간 12일 새벽 4시)쯤 역사적인 달 표면 착륙에 시도했으나 실패로 끝나고 말았다. ​이스라엘의 비영리 민간기업 스페이스일(SpaceIL)과 국영기업 이스라엘항공우주산업(IAI)이 공동 개발한 달 탐사선 ‘베레시트’는 이날 오후 10시25분(한국시간 오전 4시25분) 달 표면을 향해 하강하다가 지면에 충돌해 최초의 민간 주도 달 착륙 우주선이 되려던 꿈을 접게 됐다. 이에 따라 네 번째 달 착륙에 성공한 국가가 되고자 했던 이스라엘의 꿈 역시 물거품이 됐다.베레시트 관제실은 “우주선이 달 표면에서 149m 상공에 도달했을 때 통신이 끊기고 말았다”고 밝혔다. 오페르 도론 IAI 대표는 “우리는 불행하게도 착륙에 성공하지 못했지만 달 궤도에 진입한 7번째 국가이자 달 표면에 접근한 4번째 국가”라며 “이것만으로도 엄청난 성과”라고 자부했다. 이스라엘 예후드 소재의 스페이스일 관제실에서 착륙 실황을 지켜보던 베냐민 네타냐후 이스라엘 총리는 “첫 시도에서 실패했다면 다시 도전하면 된다”고 관계자들을 격려했다.히브리어로 ‘창세기’라는 의미인 소형 무인 우주선 베레시트는 지난 2월 21일 미국 플로리다주 케이프커내버럴 케네디 우주센터에서 스페이스X의 팰컨9 로켓에 실려 발사됐으며, 우주 궤도에 진입해 지구를 6번 돌면서 천체 중력을 이용해 달에 접근, 2019년 4월 5일 달 궤도에 진입하는 데 성공했다. 저가의 우주탐사 실현을 목표로 하는 이스라엘의 베레시트 미션은 발사를 포함해 총 1억 달러(한화 약 1140억 원)의 계산서가 작성됐다고 프로젝트팀이 밝혔다.높이 1.5m, 무게 585㎏의 베레시트는 다리 4개가 부착된 탁자 모양의 착륙선으로, 달 자기장 측정 장치, 성경과 함께 이스라엘 국기·국가를 비롯해 제2차 세계대전 당시 독일의 유대인 학살에서 살아남은 사람들의 육성 증언이 담긴 CD가 실렸다. 베레시트의 달 착륙 실패로 달에 성공적인 착륙을 한 국가는 당분간 세 우주강국인 미국, 러시아, 중국의 목록은 그대로 유지될 것으로 보인다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

영화 ‘인터스텔라’에서는 우주여행을 다녀온 아빠는 출발했을 때 모습 그대로인데 지구에 남아 있었던 딸은 백발노인이 돼 만나는 장면이 나온다. 아인슈타인의 상대성이론에서 나온 ‘쌍둥이 역설’을 영상으로 표현한 것이다. 그렇다면 실제로 우주여행을 다녀온 쌍둥이 형제 중 한 명의 신체에서는 어떤 일이 일어날까. 미국항공우주국(NASA) 우주생명·물리과학부 주도로 미국 내 23개 의대와 연구기관들이 참여해 최장기간 우주생활을 한 미국 우주인 스콧 켈리와 쌍둥이 형 마크 켈리의 신체 변화를 정밀 분석한 ‘NASA 쌍둥이 프로젝트’ 결과가 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 12일자에 실렸다. 스콧은 우주 환경이 인체에 미치는 영향을 시험하기 위해 2015년 3월 27일부터 2016년 3월 1일까지 340일 동안 400㎞ 상공에 위치한 국제우주정거장(ISS)에 머물렀다. NASA가 이처럼 우주인의 유전자를 분석하는 이유는 화상 유인탐사를 비롯해 원거리 행성에 대한 탐사 때 나타날 수 있는 신체 변화에 대응하기 위해서다. 우주 비행 시 사람이 받을 수 있는 가장 큰 영향은 우주방사선과 미세중력에 노출된다는 것이다. 이번 연구에 따르면 우주에 머물렀던 스콧은 수명과 관련된 텔로미어(흔히 장수유전자로 알려진 DNA 조각)가 약간 길어졌지만 체중과 면역력, 인지능력이 약간 떨어졌으며 망막이 두꺼워지는 등 안구 모양에도 변화가 있었다. 그렇지만 이 같은 변화들은 지구로 돌아오고 6개월 정도가 지나면서 거의 원상복귀됐다. 유전자, 안구 형태, 인지능력은 물론 텔로미어 길이도 90% 가깝게 지구에 머물렀던 형 마크와 비슷하게 되돌아간 것이다. 프랜신 개럿베클만 버지니아대 의대 교수는 “이번 연구를 통해 우주에서 장기간 생활이 건강상 큰 변화를 주지 않는다는 사실을 밝혀냈다”면서 “우주로 나서기 위한 인류의 작은 발자국이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr