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

‘설 명절에 먹는 떡국은 한 그릇에 500㎉, 전은 50~100㎉, 후식으로 먹는 감귤은 1개당 30㎉’ 명절 음식 대부분은 열량이 높아 하나 둘 맛보다 보면 자칫 평소보다 지나치게 많은 칼로리를 섭취할 수 있다. 기름지지 않은 간소한 식단처럼 보이지만 떡국 한 그릇에 전 몇 개, 후식으로 귤 2개만 먹어도 최소 700㎉를 섭취하게 된다. 당뇨병이 있거나 대사증후군이 있는 환자는 특히 명절 음식을 먹을 때 칼로리를 잘 따져 적당량을 섭취해야 한다. 서울시 대사증후군관리사업지원단 임도선 단장(고려대학교 안암병원 순환기내과 교수)은 4일 “칼로리 과다섭취는 중성지방을 증가시키고, 중성지방 증가는 동맥경화로 이어질 수 있다”며 “이로인해 혈관 내벽이 두꺼워지면 심혈관 질환이 발생하거나 혹은 악화할 수 있다”고 말했다. 특히 인슐린 저항성이 증가할 수 있어 당뇨병 환자는 더 주의해야 한다. 기름기를 쏙 빼고 고기가 없어도 영양이 골고루 들어간 건강한 설 밥상을 차리고 싶다면 사찰음식을 활용해 보자. 육류를 쓰지 않고 자연 그대로의 재료를 활용하는 사찰음식은 먹는 것만으로도 몸과 마음을 치유한다. 만두를 빚을 때는 고기 대신 표고버섯을 들기름에 무쳐 만두소를 만든다. 이때 호두를 갈아 같이 넣으면 고기처럼 고소한 맛이 난다. 호두의 지방은 콜레스테롤을 낮추고 혈관 벽의 지방을 분해해 피를 맑게 해 준다. 표고버섯은 장 운동을 도와 몸의 독소를 빼 준다. 떡은 쌀가루를 뭉쳐 만들기 때문에 소화가 잘되지 않는다. 이 때문에 사찰에서는 소화를 도우려고 떡과 얇게 썬 무를 함께 넣어 끓인다고 한다. 무에는 전분을 분해하는 아밀라아제가 많이 들었다. 육류나 채소를 조리하기 전에 살짝 데쳐 볶거나 센 불에 단시간에 볶으면 흡수되는 기름의 양을 줄일 수 있다. 대개 기름은 원재료보다 튀김옷에 잘 흡수되기 때문에 튀김옷은 가능한 얇게 입히고 튀긴 뒤 냅킨을 깔아 기름을 빼는 게 좋다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

3D 레이저 프린팅 기술의 진화는 어디까지일까. 국내 연구진이 3D 프린팅 기술을 활용해 금속과 비금속을 섞은 하이브리드 복합소재를 만드는데 성공했다. 한국원자력연구원 핵연료안전연구부 연구진은 금속과 비금속인 탄화규소(SiC)를 하나로 합친 금속-SiC하이브리드 소재 제조 3D 프린팅 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 탄화규소(실리콘카바이드)는 다이아몬드와 비슷한 강도를 갖고 있고 1500도의 고온에도 견딜 수 있으며 열전도성이 높아 원자로 연료봉 피복재, 항공기나 우주선 엔진, 건축자재 등에 활용되고 있다. 이 때문에 많은 연구자들이 금속과 결합시켜 고열 안정성, 경도, 부식 및 마모 저항성이 높은 재료를 만들기 위한 노력을 기울이고 있다. 그렇지만 금속과 비금속은 전혀 다른 물성을 갖고 있는 물질이기 때문에 둘을 녹여 섞는다든지 물리적 접합으로는 유기적 결합을 시킬 수 없을 뿐만 아니라 비용과 시간이 엄청나게 많이 투입되는 단점이 있다. 연구팀은 3D 레이저프린터로 금속 표면에 탄화규소 입자를 정밀하게 쌓아올리는 형태로 제품의 모양에 관계 없이 원하는 부분에 필요한 양만큼만 코팅이 가능하게 했다. 이렇게 만들어진 금속-탄화규소 하이브리드 소재는 금속의 내구성에 탄화규소가 갖고 있는 열안정성, 경도, 부식 등 장점이 더해졌다는 것이 확인됐다. 특히 핵연료 겉을 감싸는 피복관이 현재는 지르코늄 합금으로만 사용되고 있는데 이번에 개발한 하이브리드 소재를 사용할 경우 내구성 보완은 물론 위기상황에 폭발위험을 막을 수 있다는 장점까지 갖출 수 있을 것으로 기대되고 있다. 하이브리드 소재를 개발한 김현길 원자력연구원 박사는 “이번에 개발한 하이브리드 소재는 에너지, 환경, 우주산업 등 활용도가 많아 실질적으로 산업현장에서 사용될 수 있도록 기술력을 강화해 나갈 것”이라고 말했다. 한편 연구팀은 이번에 개발한 소재제작 기술에 대해 최근 국내를 비롯해 미국, 일본, 유럽에 특허 등록을 완료했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“한 잔의 커피를 만드는 원두는 나에게 60여가지의 좋은 아이디어를 가르쳐준다.”(베토벤) “커피가 위 속으로 떨어지면 모든 것이 술렁거리기 시작한다. 생각은 전쟁터의 기병대처럼 빠르게 움직이고 기억은 기습하듯 살아난다. 작중 인물은 즉시 떠오르고 원고는 잉크로 덮인다.”(발자크) 17세기 유럽을 시작으로 한국에서는 20세기 초를 전후해 인기를 끌기 시작한 커피. 많은 사람들이 식사 직후, 나른한 오후, 아침을 시작하기 직전 멍할 때 찾는 것은 ‘검은색의 음료’ 커피이다. 다른 사람과 대화를 시작할 때도 “커피 한 잔할까”라는 말로 시작하는 경우가 많다. 그런데 21세기 중후반부터는 커피를 아무 때나 쉽게 마실 수 없을 것이라는 연구결과가 나와 주목받고 있다. 다름 아닌 지구온난화로 인한 ‘기후변화’ 때문이다. 영국 큐 왕립식물원, 노팅엄대 지리학부, 런던 퀸메리대 생물·화학부 공동연구팀과 영국 큐 왕립식물원, 에티오피아 환경·기후변화 및 커피숲포럼(ECCCFF) 공동연구팀은 각각의 연구분석을 통해 기후변화로 인해 빈번하고 길어진 가뭄과 숲의 파괴, 치명적인 해충의 확산 때문에 전 세계 대부분의 야생 커피 종(種)들이 수 십년 내에 멸종할 가능성이 높다고 밝혔다.이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’와 생물학 분야 국제학술지 ‘지구변화 생물학’ 16일자에 각각 실렸다. 현재 전 세계 커피산업은 수십억 달러에 이르는 규모를 이루고 있다. 커피의 원료가 되는 커피콩은 아라비카와 로부스타라는 두 가지 품종이 대표적인데 특히 아라비카는 전 세계 커피 생산량의 75%를 차지하고 향과 맛이 좋아 최고의 품질로 평가받고 있으며 로부스타는 아라비카종보다 카페인 함유량이 높은 것으로 알려져 있다. 그 밖에도 124종에 이르는 야생 커피 종들이 있지만 수확량도 많지 않고 많이 쓰이지 않고 있는 상황이다. 일반적으로 아라비카는 고온에 취약하고 로부스타는 건조한 토양에 민감하다. 큐 왕립식물원과 노팅엄대, 런던 퀸메리대 공동연구팀은 아프리카, 마다가스카르, 모리셔스의 숲을 포함해 전 세계에 존재하는 야생 커피콩 표본을 카탈로그로 작성하고 각각의 질병 저항성, 카페인 함량, 가뭄 내성 등의 특성을 분류했다. 그 결과 전체 커피 종의 60%가 멸종위험에 놓여있다는 사실을 확인했다. 아라비카를 비롯한 커피종의 72% 정도가 보호된 상태에서 자라고 있지만 기후변화로 인해 재배 환경이 적합하지 않고 해충들의 공격으로 인해 재배가 어렵고 지금과 같은 수확량을 확보하기 어려울 뿐만 아니라 야생 커피 종들은 삼림벌채로 개체수가 급격히 감소할 가능성이 높은 것으로 분석됐다.큐 왕립식물원과 ECCCFF 공동연구팀은 기후변화로 인해 2038년이 되면 커피 생산량이 현재보다 40~50% 가량 줄어들게 될 것이며 21년 뒤인 2040년이 되면 아라비카나 로부스타 커피종은 사실상 멸종하거나 거의 찾아보기 어렵게 될 수 있다는 결론을 내렸다. 또 2088년이 되면 전체 커피 종의 40%, 일부 분석모델에 따르면 80%가 사라질 것이라는 분석도 함께 내놓았다. 현재 아라비카와 로부스타가 대부분을 차지하고 있는 상태에서 이들이 멸종 상태에 이르고 그 밖의 커피 종도 대부분 사라질 것으로 예상되는 만큼 금세기 중반경이 되면 커피는 지금처럼 아무 때나 마실 수는 없게 될 것이라는 설명이다. 애런 데이비스 큐 왕립식물원 연구원은 “현재 우리가 마시는 커피의 품종이 한쪽으로 지나치게 치우쳐 있는 상태에서 기후변화는 더이상 우리에게 커피를 마실 수 있게 허용하지 않을 것”이라며 “종 다양성 확보 뿐만 아니라 기호식품으로 커피를 유지하기 위해서는 다양한 커피 종의 확보와 재배, 특성 분석이 필요하다”고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

개미와 비슷하게 생긴 흰개미는 땅 속에서 사회를 이루고 살며 죽은 나무를 갉아먹어 ‘문화재의 파괴자’라고 불린다. 개미와 비슷하게 생기기는 했지만 흰개미는 생태분류학적으로 개미와 다르다. 실제로 개미는 여왕개미가 사회를 이끌지만 흰개미는 여왕과 왕이 함께 사회를 통솔하는 것으로 알려져 있다. 흰개미는 목조가옥에 구멍을 내거나 문화재를 갉아먹어 사람의 입장에서는 해충이다. 그렇지만 자연계에서는 필요한 영양분을 재공급하는 소중한 역할을 한다. 그런데 최근 국제공동연구팀이 흰개미가 사람이 만들어낸 지구온난화로 인한 이상 기후를 완충시켜주는 역할까지 한다는 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 중국 홍콩대 생명과학부, 영국 자연사박물관, 애버딘대 생명과학부, 리버풀대 환경과학부, 호주 그리피스대 환경미래연구소, 서호주대 생명과학부, 환경생명과학센터, 남아프리카공화국 프레토리아대 동물학과, 위트워터스랜드대 동식물환경과학부, 말레이시아 말레이시아사바대 국제공동연구팀은 흰개미가 지구온난화로 강수량이 줄어 가뭄에 시달리는 열대우림을 보호하는 역할을 한다는 사실을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 11일자 표지논문으로 발표했다. 연구팀은 ‘슈퍼 엘니뇨’로 인해 가뭄이 극심한 2015년 말부터 2016년 초까지 말레이시아 영토에 해당하는 보르네오섬 북부 8개 지역을 분석했다. 각각 면적은 2500㎡으로 연구팀은 4개 지역에서는 흰개미의 천적을 보내거나 독극물 먹이로 흰개미를 거의 제거하고 나머지 4개 지역에서는 흰개미들을 내버려 두고 관찰했다. 그 결과 흰개미가 정상적으로 활동하며 서식하는 지역은 그렇지 않은 지역보다 지표면에서 5㎝ 아래쪽에 수분이 36% 정도 더 많은 것으로 나타났다.실제로 흰개미들은 습한 환경을 좋아하기 때문에 생활공간까지 수분을 끌어올리기 위해 수십m 아래까지 땅을 파내는 경우도 있다고 연구팀은 설명했다. 이와 함께 흰개미들의 저작활동으로 토양의 영양분도 풍부해져 흰개미가 없는 지역보다 나무나 식물들이 생존할 가능성이 51% 정도 높은 것으로 조사됐다. 이처럼 숲이 가뭄 저항성을 갖도록 하는 것은 흰개미 집단이 더 클수록 높게 나타난 것으로 알려졌다. 루이스 에이미 애쉬튼 홍콩대 교수(생물다양성 및 환경변화 전공)는 “지구온난화로 인해 극단적인 기후변화가 발생하고 있는 상황에서 가뭄은 더욱 자주 발생할 것으로 예상되는 만큼 흰개미가 열대우림의 생산성과 생물다양성에 중요한 역할을 맡게 될 것을 보여준 연구”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난해 6월 처음으로 발견된 ‘암소'(The Cow)라는 별칭의 밝고 짧은 폭발은 갓 태어난 블랙홀이거나 초밀도의 중성자 별에 의한 것일 가능성이 있다고 새로운 연구보고서가 발표됐다. “X-선과 자외선 방출을 보인 ‘암소’는 백색왜성을 삼키는 블랙홀에 의한 것 같다”고 논문 대표저자 라파엘라 마르구티 노스웨스트 대학 천체물리학 조교수가 밝혔다. 백색왜성은 태양과 같은 작은 항성이 죽을 때 남겨진 작은 속심 같은 것이다. 태양보다 10배 이상 무거운 항성은 초신성 폭발로 최후를 맞는데, 폭발 후 별의 잔재는 밀도가 높은 중성자 별이나 블랙홀이 된다. 마르구티 교수는 “스펙트럼을 가로지르는 다른 파장의 관측으로 ‘암소’가 실제로 블랙홀 또는 중성자 별을 형성을 가리키는 것으로 해석되었다”면서 “이론상으로 블랙홀과 중성자 별은 별이 죽었을 때 형성되지만, 태어난 직후의 블랙홀이나 중성자 별은 아직까지 관측된 적이 없다”고 설명했다. ‘암소’는 비교적 가까운 우주에서 일어난 사건이다. 방향은 헤르쿨레스자리고, 거리는 지구로부터 약 2억 광년 떨어진 곳이다. 천문학자들은 하와이에 있는 한 쌍의 망원경 ATLAS(Asteroid Terrestrial-Impression Last Alert System)를 사용하여 이 폭발(AT2018cow)을 발견했다. ‘암소’는 처음부터 연구자들에게 흥분을 안겨주었는데, 무엇보다 엄청나게 밝았다. 놀랍게도 전형적인 초신성보다 10배에서 100배 더 밝았다. 게다가 불과 2주 만에 사라져버렸다.공동저자인 라이언 코르노크 오하이오 대학 천체물리학 조교수는 “이 광원이 단 며칠 만에 비활성 상태에서 최고 광도에 달했다는 것을 즉시 알아챘다”고 밝히면서 “이것은 너무나 특이할 뿐더러 천문학적 기준에서 볼 때 아주 가까이에서 일어난 사건이라는 점에서 모두를 흥분시키기에 충분했다”고 말했다. 이 같은 이유로 전세계의 연구자들은 다양한 망원경을 동원해 이 수수께끼 같은 광원을 추적하기 시작했다. 예컨대, 마르구티 팀은 미 항공우주국(NASA)의 NuSTAR와 유럽우주국(ESA)의 INTEGRAL 및 XMM-뉴턴 관측선을 사용하여 ‘암소’의 X-선 파장을 연구했으며, 국립천문대의 VLA 전파망원경, 미국 애리조나의 MMT 광학망원경, 칠레 남천 천체물리학 연구소(SOAR) 망원경의 동원되었다. 과학자들은 또 하와이의 케크 천문대에 있는 두 대의 대형 망원경에 장착된 장비를 사용하여 ‘암소’의 모양과 화학적 조성을 조사했다. 이 연구에 의해 수소와 헬륨의 존재가 밝혀지는 한편, 블랙홀과 중성자 별 사이의 극적인 합병을 포함하는 암소 시나리오는 배제될 수 있었다. 결국 그 강렬한 빛은 산산조각난 천체의 파편들을 게걸스럽게 집어삼키는 신생 천체에 의해 주로 생성된 것으로 결론 내려졌다. 이 연구결과는 지난 10일(현지시간) 시애틀에서 열린 미국천문학회(AAS) 회의에서 발표되었으며, ‘천체물리학 저널’에 실릴 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지구에서 불과 6광년 떨어진 곳에 위치한 이른바 '슈퍼지구'에 외계생명체가 존재할 가능성이 제기됐다. 지난 10일(현지시간) 미국 CNN 등 주요언론은 외계행성 ‘바나드-b’ 표면 아래에 원시생명체가 존재할 가능성이 있다는 연구결과를 보도했다. 지난해 11월 처음 발견된 바나드-b는 뱀주인자리의 어두운 별인 바나드(Barnard)의 주위를 도는 외계행성이다. 지구와 같은 바위형 행성이지만 표면온도가 -130℃도 넘는 차가운 얼음왕국인 바나드-b는 항성을 233일 만에 공전한다. 항성과의 거리로만 보면 태양과 수성 사이 정도지만 바나드가 태양과 비교하면 약 0.4%의 빛을 방출해 표면에 액체상태의 물은 없고 얼음만 가득할 것으로 보인다. 이같은 가혹한 조건 때문에 당초 전문가들은 외계생명체의 존재가능성에 대해 회의적이었으나 최근 연구결과는 다르다. 지난 10일 빌라노바 대학 연구팀이 시애틀에서 열린 미 천문학회 연례회의에서 바나드-b 내 생명체 존재가능성에 대한 논문을 발표한 것.연구를 이끈 에드워드 귀난 박사는 "바나드-b의 표면에서는 생명체가 살 가능성이 없지만 그 아래는 다르다"면서 "바나드-b는 그 코어에 뜨거운 액체상태의 철과 니켈을 가지고 있을 수 있어 지열난방을 통해 원시적인 생명체가 살 수 있는 환경이 된다"고 설명했다. 이어 "이같은 지열난방은 남극대륙에서 발견되는 지하호수의 조건과 마찬가지"라면서 "표면 아래에 바다가 숨겨져있을 것으로 보이는 목성의 달 유로파와도 비슷하다"고 덧붙였다. 　 바나드-b는 지난해 11월 미국의 카네기 연구소, 스페인 우주과학 연구소 등 국제공동연구팀이 지난 20년 간 이루어진 관측 데이터를 재분석한 끝에 발견했다. 다만 아직까지는 유력한 외계행성 후보로, 보다 확실한 데이터는 차세대 우주망원경 ‘제임스웹 우주망원경'(JWST)이 배치돼야 알 수 있으나 2021년 이후로 발사가 연기된 상태다. 전문가들에 따르면 바나드 별은 90억 년 정도의 나이로 우리 태양보다 2배는 더 많다. 이 때문에 주위 행성 역시 지구보다 훨씬 오래 전 생성됐을 것으로 보인다. 이중 바나드-b는 역대 발견된 것 중 2번째로 가까운 곳에 위치한 외계행성이다. 지구에서 가장 가까운 항성계는 3개의 별이 모인 삼성계인 알파 센타우리로 지구에서 약 4.3광년 떨어진 곳에 위치해있다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

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

맞춤형 베이비, 모든 질병에서 해방된 인류의 출현, 슈퍼 휴먼의 출현. SF영화에서나 들어볼 만한 이야기가 지난해 말 과학계에서 가능할지도 모른다는 연구 결과가 나왔다.중국 남방과학기술대 허젠쿠이 교수는 지난해 11월 28일 유전자 가위 학회에서 자신이 유전자 가위를 이용해 후천성면역결핍증(AIDS)에 저항성이 있는 쌍둥이를 만들었다고 발표해 과학계에 큰 충격을 주었다. 유전자 치료의 근본 생각은 질병에 취약한 유전자를 가진 환자의 유전자를 병이 발생하기 전에 미리 고쳐 질병에 걸리지 않도록 하겠다는 것이다. 실제로 유전자와 질병의 상관관계를 알아내기 시작한 1980년대부터 의생명과학자들은 유전자 발현이나 유전자 염기서열 변화로 질병을 치료하려는 시도를 끊임없이 해 왔다. 선천적 면역결핍증의 유전적 원인이 밝혀진 뒤 1990년대부터 유전자 치료가 행해졌다. 문제는 환자의 면역결핍증은 치료가 됐지만 유전자 치료과정 중에 사용한 바이러스 벡터가 세포의 항암 유전자를 파괴하는 부작용 때문에 환자들은 약 10년 뒤 암으로 사망한다는 것이다. 유전자 치료의 부작용에 대한 심도 있는 연구 없이 임상시험을 진행한 결과였다. 이로 인해 유전자 치료의 연구개발은 상당히 퇴보했고 유전자 치료에 대한 회의 역시 과학계에 자리잡게 됐다. 아직까지 유전자 가위 기술은 안정성이 완전히 증명되지 않은 기술이다. 지금도 이 기술을 사용할 경우 생각지도 않은 부작용이 있다는 연구결과가 있기도 하고 이를 극복하는 새로운 방법이 보고되기도 한다. 아직까지는 완벽하게 인체실험까지 가기는 어려운 상황이라는 것이다. 또 유전자 가위 분야의 전문가들이 모여서 만든 가이드라인에는 배아에 행하는 유전자 가위의 유전자 편집은 안전성이 완벽하게 증명될 때까지 금지하기로 돼 있다. 이런 의생명과학 분야의 약속, 그리고 유전자 가위를 이용한 기술의 발전 가능성을 허젠쿠이 교수의 연구결과가 약 20년 전 유전자 치료 때처럼 퇴보시키는 것이 아닐까 하는 걱정과 불안감이 엄습하는 것이 사실이다. 유전자 가위는 현재까지 발견된 생명현상이 만들어 낸 가장 우수한 유전자 편집 기술이다. 이 기술이 안정성 등 여러 측면을 고려해 연구가 진행되면 우리가 SF영화에서나 보던 질병으로부터의 해방, 삶의 질 향상 등 많은 것을 이뤄 낼 수 있을 것으로 기대된다. 하지만 책임감 없는 일부 과학자들의 배아 조작 같은 행동은 오히려 발전하고 있는 과학 분야를 저해하는 결과를 낳을 수 있다. 이번 사건으로 많은 모방성 시도가 있을 수 있고 이로 인해 현재까지 몰랐던 유전자 가위 기술의 부작용이 상당수 발견될 것이다. 이런 부작용들이 세포 실험, 동물 실험으로 밝혀지는 것이 아니라 인체 실험에서 나오게 된다면 유전자 가위 기술에 대한 부정적 반향은 걷잡을 수 없을 것으로 생각된다. 결과적으로 좋은 기술이 매장당하는 결과가 올 수도 있다. 이번 사건을 보면서 영화 ‘스파이더맨’에서 나온 “큰 힘을 사용하는 데는 큰 책임감이 따른다”라는 대사가 생각난다. 유전자 가위를 가지고 인체 실험을 진행하려는 의생명과학자들, 그리고 다른 기술을 사용하려는 과학자들이 자신이 하려는 실험을 하기 전에, 이 문장을 한 번만 생각해 보았으면 한다.

한 시장조사기관은 올해 전체 웨어러블 기기 출하량이 1억 2530만개, 2022년 예측치는 1억 8099만개로 5년간 연평균 11.0%씩 성장할 것이라고 전망했다. 이런 성장세는 스마트 워치를 포함한 ‘스마트 웨어러블 기기’의 영향이 크다. 스마트 웨어러블 기기는 스마트폰이나 태블릿과 무선으로 연동되는 4차 산업혁명 기술의 핵심이다. 2022년 출하량이 4700만개에 이를 것으로 예상된 ‘손목밴드’는 환자 상태를 모니터링하는데 쓰거나 스마트 워치를 구매하기 전 대체재로 활용될 것이라는 분석도 나온다.소비자 6명 중 1명 이상은 웨어러블 기술을 이용하고 있다. 앞으로도 관련 시장은 폭발적으로 증가할 것으로 예상된다. 여기서 주목할 만한 점은 웨어러블 제품이 ‘활동 추적’과 ‘스마트 시계’ 같은 일반 소비자 용도를 뛰어 넘어 의료 분야에 큰 영향을 미친다는 것이다. 의료용 웨어러블 기기는 특정 의학적 상태를 진단, 치료하도록 설계된 자율적이고 비침습적인 기기다. 비용 대비 효율적인 원격 진료 플랫폼과 결합한 ‘유비쿼터스 건강 모니터링’은 질병 예방과 조기 진단, 질병 관리, 치료, 재활에 기여할 것이다. 고령 인구의 증가, 만성 질환의 유병률 증가는 소비자가 손쉽게 스스로 모니터링할 수 있는 의료용 웨어러블 기기 시장 성장의 핵심 동인이다. 안전성과 정확성은 의료용 웨어러블 기기를 설계할 때 특히 중요하다. 기기를 설계할 때 엔지니어는 제품 수명주기, 크기, 체액 등에 대한 저항성, 소리, 촉각을 비롯한 여러 요소를 고려해야 한다. 착용성에 중점을 두면 고려해야 할 요소가 더 많아진다. 환자는 부피가 큰 부착물을 항상 지니고 다니는 것을 원치 않는다. 만약 통신 기능을 추가하면 안테나, 송신기를 추가해야 해 스위치 등의 기존 구성 요소 공간이 줄어들 것이다. 공간을 적게 차지하면서도 몇 년 동안 안정적으로 작동하려면 체액과 살균 화학물질의 가혹한 환경에서도 견뎌내야 하는 등 엄격한 요구사항이 충족돼야 한다. 인터넷 검색 기록을 바탕으로 개인별 광고를 내보내는 일은 아주 흔한 기법이 되었다. 위치 정보를 활용한 서비스도 고도화됐다. 내 심박수와 시선, 뇌파를 읽어 내가 관심을 보이는 대상에 대한 광고가 자동으로 노출되고 내 감정과 생각을 들킨 느낌이 들 날이 머지않은 것 같다. 또 내가 먹은 음식, 소비한 열량을 알아낸 기계가 맞춤형 운동을 시켜주는 것도 가능하다. 몸에 닿는 많은 기기들이 지금도 내 걸음수, 심박수, 산소포화도, 심전도 등의 건강 정보를 수집하고 있다. 내년 1월 미국 라스베이거스에서 열리는 세계 최대 가전제품전시회 ‘CES 2019’의 ‘디지털 헬스 회의’는 웨어러블 기기를 포함한 건강 관련 디지털 기술의 미래를 보여주는 중요한 무대가 될 것 같다. 이 회의에서 새로운 웨어러블 제품에 대한 여러 발표가 나올 것이다. 필자도 세계의 기술이 흘러가는 물결에 직접 발을 담그기 위해 떠날 예정이어서 행사가 더욱 기대된다.

지구에서 약 685광년 떨어진 한 아기별이 엄청나게 큰 항성 플레어를 내뿜는 모습이 포착됐다. 이는 우리 태양이 내뿜는 어떤 플레어보다 1만 배 이상 큰 것으로 추정된다. 영국 워릭대 천문학 연구팀은 칠레에 있는 차세대 식관측망원경(NGTS)을 사용해 이 같은 천문 사건을 포착했다고 밝혔다. 천문학자들에 의해 ‘NGTS J121939.5-355557’로 명명된 이 아기별은 M형 항성에 속해 일반적으로 플레어 발생을 막는 매우 강력한 자기장을 지녔다고 알려졌지만, 연구팀이 시행한 연구에서는 이 별에서 약 3년마다 이런 플레어가 발생하는 것으로 나타났다. 연구에 참여한 제임스 잭맨 연구원은 “이 별은 보통 활동을 거의 보여주지 않지만 계속해서 조금씩 밝아지고 있었는데 최근 이 별이 갑자기 평소보다 7배 더 밝아진 채 몇 시간을 유지했다”면서 “그러고나서 다시 정상 밝기로 되돌아갔다”고 설명했다. 항성 플레어는 우리 태양에서도 나타나고 있지만, 이만큼 큰 것이 목격된 사례는 없다. 연구팀에 따르면, 특히 이 별은 태어난지 불과 200만 년 정도밖에 안 된 아기별로, 전주계열성에 속한다. 보통 별은 100억 년 동안 존재하므로 이 별의 경우 삶의 1%밖에 살지 않은 셈이다. 또한 이 별은 M형에 속하는 아기별 중에서도 꽤 큰 편인데 그 크기는 태양과 비슷하지만, 온도는 태양보다 약 2000도 낮다. 이는 이 별이 여전히 행성계 원반 안에서 수축과 냉각을 거듭하는 가스와 먼지들에 의해 형성되고 있다는 것을 의미하므로, 주계열성이 될 때까지 앞으로 수십억 년 동안 특정 반지름과 휘도를 유지할 것이라고 연구팀은 설명했다. 이런 세부적인 사항은 올해 초 시작된 가이아 임무 덕분에 알아낼 수 있었다. 연구팀은 이런 거대한 항성 플레어에서 발생하는 X선이 행성의 원료가 된다고 알려진 칼슘과 알루미늄이 풍부한 알갱이 ‘콘드룰’이 형성되는 데 영향을 줄 수 있다고 말했다. 이런 성분이 결국 행성을 형성한다는 것이다.이에 대해 연구에 참여한 피터 휘틀리 교수는 “이런 거대 플레어는 행성 형성 과정에 좋을 수도, 나쁠 수도 있다. 이 별의 경우 아직 행성이 없으므로 잠재적으로 거주할 수 있는 행성들의 탄생을 위한 밑거름이 될 것”이라고 말했다. 자세한 연구결과는 영국 왕립천문학회 월간보고(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 최신호에 실렸다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

DNA 데이터 분석으로 40년 만에 연쇄살인범을 검거하고 특정 유전자 기능을 차단해 난치병을 치료하는 RNA 약물의 시판허가, 과학계 ‘미투 운동’ 등이 올해 가장 눈에 띈 과학계 이슈로 선정됐다. 세계적인 과학저널 ‘사이언스’는 편집자와 전문가들이 선정한 이슈와 독자들을 대상으로 한 온라인 투표를 통해 올해 과학계에서 주목받았던 ‘2018 과학 이슈’를 꼽아 21일 발표했다. 특히 눈길을 끄는 부분은 과학계에서도 공공연하게 벌어졌지만 잘 알려지지 않았던 성추행이나 성희롱 문제를 수면 위로 끌어올린 미투 운동이 포함됐다는 점이다. 최근에는 세계적으로 유명한 천체물리학자 닐 디그래스 타이슨 프린스턴대 교수가 성희롱 및 성폭력을 행사했다는 고발이 공개되면서 충격을 주기도 했다. 미투 운동 영향으로 미국 국립과학재단(NSF)은 지난 9월 소속 교수가 성희롱 및 성추행 혐의로 유죄 판결을 받으면 학교에서 반드시 이를 공개하라는 지침을 내리기도 했다. 공개 DNA 데이터베이스를 활용해 1970~1980년대 미국 캘리포니아주에서 발생한 ‘골든스테이트 연쇄살인사건’의 범인을 42년 만에 체포한 것도 중요한 과학계 소식으로 꼽혔다. 미국 공공 DNA 데이터베이스에는 100만명가량의 정보가 저장돼 있어 유럽계 미국인 60%의 유전자를 파악할 수 있다.미국 하버드대 의대 연구진이 제브라피시 배아에서 유전정보를 전달하는 역할을 하는 RNA 전사체 염기와 변화과정을 분석함으로써 배아세포가 어떻게 신체 각 부위로 발달하는지를 밝혀냈다. 과학계는 이 연구가 고등생물의 발달 과정을 이해하는 데 핵심적인 역할을 할 것이라고 평가하고 있다. 전문가들은 물론 사이언스 독자 모두 올해 가장 중요한 과학 뉴스로 선정했다. RNA는 특정 유전자 기능을 차단해 질병을 억제하는 ‘RNA간섭효과’를 갖고 있는데 지난 8월 미국 식품의약국(FDA)이 RNA간섭효과를 이용해 다발성신경증을 유발하는 희귀유전병을 치료할 수 있는 약물을 세계 최초로 시판 허가한 일도 세계 과학계가 주목한 이슈로 꼽혔다. 이 밖에 37억 광년 떨어진 우주에서 날아온 중성미자 포착, 네안데르탈인과 데니소바인의 이종교배 사실 규명, 세포 내 물방울의 역할 규명, 극미 유기화합물의 분자구조 파악 기술 개발, 그린란드 빙하에서 찾은 거대 운석 충돌 흔적 발견 등도 올해 과학계를 흥분시킨 뉴스로 선정됐다. 순위에는 들지 못했지만 브라질 국립박물관 전소, 크리스퍼 유전자 편집 아기 탄생도 주요 뉴스로 꼽혔다. 지난 9월 2일 200년 역사의 브라질 리우데자네이루 국립박물관이 전소되면서 유물 90%를 잃었다. 지난 11월 말에는 중국남방과기대의 허젠쿠이 교수가 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 에이즈에 저항성이 강한 쌍둥이 아기를 탄생시켰다고 발표해 전 세계 과학계를 충격에 빠뜨리고 윤리 논란을 불러일으켰다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

루비와 사파이어가 풍부한 외계행성이 발견됐다. 최근 스위스 취리히대 등 국제연구팀은 2015년 발견된 외계행성 ‘HD219134 b’의 광물구성을 분석해 이같은 결론을 내렸다고 ‘영국왕립천문학회 월간보고’(MNRAS) 12월호에 발표했다. 이른바 ‘보석 행성’으로 불리는 이 행성은 북반구 별자리로 21광년 거리에 있는 카시오페이아자리 속에 있다. 지구보다 질량이 거의 5배나 많아 ‘슈퍼지구’로 분류되는 HD219134 b는 모항성과 매우 가까운 거리에 있어 공전 속도가 우리시간으로 3일 정도밖에 되지 않는다. 이같이 모항성과 바짝 붙어있는 특성 때문에 이 행성의 주 성분은 칼슘과 알루미늄 그리고 사파이어와 루비가 가득할 것으로 보인다. 천문학자들은 태양과 같은 별은 초기에 가스와 먼지로 된 원시 행성계 원반에 둘러싸여 있었고 이런 원반에서 행성들이 만들어졌을 것으로 본다. 지구와 같은 암석형 행성은 시간이 흐르면서 가스가 흩어지고 남은 고체 물질이 응축돼 형성되는데 철을 비롯해 마그네슘과 실리콘 같은 광물이 주성분을 이룬다. 따라서 암석형 행성은 지구처럼 중심 핵이 주로 철로 돼 있다. 반면 모항성에 더 가까워 훨씬 더 온도가 높은 행성에서는 칼슘과 알루미늄이 주성분이 되며 거기에 마그네슘과 실리콘 등이 더해져 철 성분이 거의 없는 전혀 다른 형태의 새로운 행성을 형성한다는 것이 연구팀의 생각이다. 연구팀은 “보석 행성은 지구와 달리 중심에 있는 핵의 주성분이 철이 아닐 가능성이 높으며, 그 대신 칼슘과 알루미늄이 주를 이뤄 이런 보석이 풍부할 것으로 추정된다”고 설명했다. 연구에 주저자로 참여한 취리히대 천체물리학자 카롤린 도른 박사는 “이같은 특징이 보석 행성과 같은 행성이 지구형 행성과 달리 자기장을 가질 수 없는 이유”라고 덧붙였다. 연구팀은 보석 행성을 전혀 새로운 형태의 슈퍼지구라고 설명하면서 이런 행성을 현재 총 3개나 찾았다고 밝혔다. 또한 연구팀은 2012년 이른바 ‘다이아몬드 행성’으로 불리며 화제를 모았던 슈퍼지구 ‘55 캔크리(Cancri·게자리)e’에 관한 추가 연구도 진행하고 있다. 연구팀에 따르면, 이 행성은 다이아몬드가 아니라 사파이어로 뒤덮여 있을 가능성이 크다. 사진=취리히대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

40여 년간 태양계를 누비며 영웅적인 탐사활동을 전개했던 보이저 2호가 이제 막 태양계를 벗어나 성간공간으로 진출했지만, 그 여정과 미션은 아직 끝나지 않았다. 지난 10일(현지시간) 미국 지구물리학회에서 열린 기자회견에서 과학자들과 엔지니어들은 보이저 2호의 성간공간 진입에 한껏 고무되어 흥분했지만, 불혹을 넘어선 이들 쌍둥이 탐사선의 여생은 아직 많이 남아 있는 편이다. 그들의 계속되는 탐사 여정은 태양으로부터 흘러나오는 입자들이 성간공간의 항성풍과 어떻게 충돌하는지를 밝혀내는 데 크게 기여할 것으로 과학자들은 기대하고 있다. 이들 쌍둥이 보이저 탐사선은 인류가 헬리오포스(heliopause·태양권계면)라고 불리는 태양계 울타리로 내보낸 최초의 우주선들이다. 미 항공우주국(NASA)의 태양과학팀장인 니키 폭스는 기자회견에서 “보이저는 그야말로 전인미답의 경지로 나아갔다. 스스로의 힘으로 정말 그 지역을 여행하고 있는 것”이라고 표현했다. 이 여행은 모든 것이 잘 진행된다면 앞으로 몇 년 동안 지속될 수 있다. 보이저 성간 미션 프로젝트 매니저인 수잔 도드는 “두 우주선은 현재 노인 치고는 아주 건강하다”고 밝혔다. 우주선 운용의 핵심 과제는 점점 떨어지고 있는 열과 전력 손실에 어떻게 대처하느냐 하는 문제다. 보이저 2호는 현재 섭씨 3.6도의 온도에서 작동하고 있으며, 우주선의 전력 생산량이 매년 4와트씩 떨어지고 있는 중이다. 이는 곧, 지상 관제소가 보이저의 전력이 더 떨어져 가동이 중단되기 전에 기기들의 작동을 멈추어야 됨을 뜻한다.　​ 현재 미션팀은 두 탐사선이 보내오는 과학 데이터가 점차 감소하는 비율에 비추어 적어도 5년, 길면 10년 정도 우주선이 작동할 수 있을 것으로 추정한다. 도드 팀장은 "1977년 우주선을 발사 한 이래 50주년이 되는 2027년까지 운용하는 것을 목표로 삼고 있다"고 말하면서 "그렇게만 된다면 정말 환상적일 것"이라고 기대를 표한다.맨처음 헬리오포스를 넘은 것은 보이저 1호이지만, 보이저 2호는 1호와는 달리 몇 가지 새로운 기회를 제공해줄 것으로 보인다. 1호는 태양풍 관측에 이용하는 PLS(plasma science)가 2017년 작동을 멈추었지만, 보이저 2호는 현재의 태양 주기에 맞물려 태양풍이 만드는 거품이 우리 주변으로 확장하는 시기에 다시 헬리오포스를 넘었기 때문이다. 물론 보이저 2호는 헬리오포스를 이미 뒤에 두고 있지만, 항성풍이 헬리오포스에 어떤 영향을 미치는지, 그리고 헬리오포스를 감싸고 있는 거품이 어떤 상태인지에 대해 충분히 탐사할 수 있다. 또한 믿을 수 없을 정도로 광범한 고에너지 원자들이 거의 빛의 속도로 우주를 가로지르는 광경을 탐사할 것이다. 이는 우리 인류가 처음 겪어보는 광경일 것이다. 보이저 2호 앞에 남은 긴 여정은 우주와 우리 이웃 은하들에 대한 지식의 지평을 크게 넓혀줄 것이며, 거기서 얻는 통찰은 외계 행성에 대한 우리의 이해 방법을 새로이 해줄 수도 있다. 보이저의 장비가 영원히 작동하지는 않겠지만, 그와는 상관없이 두 우주선은 총알 속도의 17배인 초속 17㎞로 성간공간을 쉼없이 항해할 것이다. 그리하여 약 300년 후에는 우리 태양계를 둘러싸고있는 혜성들의 고향 오르트 구름 언저리에 이를 것이며, 그 구름을 헤치고 나가는 데만도 3만 년은 너끈히 걸릴 것이다. 그 다음은 어디로 갈까? 우리 태양계를 완전히 떠나게 되면 인류의 우주 척후병인 두 보이저는 수십억 년은 아니라도 수억 년은 우리은하 중심을 둘러싼 긴 궤도를 떠돌 것이다. 보이저 선체에 붙여진 인류의 소식을 담은 황금 레코드판은 아마 영원히 목소리를 내지 못하고, 그렇게 영원히 떠돌지도 모른다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

보이저 2호가 인류가 만든 물체로서 사상 두번째로 태양권 경계를 넘어 성간우주에 도달했다. 지난 1977년 8월 20일 발사된 이후 41년간 297억 7200만㎞를 여행한 끝에 고향 항성계의 경계에 닿았다. 미국항공우주국(NASA)은 10일 낮(현지시간) 워싱턴에서 열린 미국지구물리학회 회의에서 기자회견을 갖고 보이저 2호의 성간우주 진입 사실을 공개했다. 보이저 2호 담당 과학자들은 탐사선이 지난달 5일 성간매질(interstellar medium)의 압력과 태양풍의 압력이 균형을 이루는 태양권 계면(헬리오포즈·Heliopause)을 넘어선 것으로 판단하고 있다. 태양권 계면은 태양풍의 영향이 없어지는 경계 부분을 가리킨다. 쌍둥이 탐사선인 보이저 1호는 보이저 2호보다 16일 뒤에 발사됐지만 훨씬 짧은 궤도로 더 빠른 속도로 여행해 지난 2012년 먼저 성간우주에 진입했다. 보이저 2호는 현재 지구에서 약 180억㎞ 떨어진 곳을 비행 중이지만 여전히 통신이 가능한 상태다. 보이저 2호가 전송한 신호는 빛의 속도로 심우주네트워크(DSN)를 통해 지구에 도착하기까지 16.5시간이 걸린다. 보이저 2호는 PLS라는 플라스마 측정 장비가 실려 있어 태양권 계면을 넘어 성간우주로 진입한 것을 확인할 수 있었다.탐사선이 태양권(헬리오스피어·Heliosphere)에 있는 동안에는 태양에서 흘려보낸 플라스마, 이른바 태양풍에 휩싸여 있었다. PLS는 플라스마의 전류를 측정해 태양풍의 속도와 농도, 온도, 압력 등을 측정하는데 11월 5일 태양풍 입자의 속도가 급격히 떨어진 것이 관측되고, 그 이후에는 탐사선 주변에서 태양풍이 측정되지 않고 있다. 성간우주에 먼저 진입했던 보이저 1호도 PLS를 장착하고 떠났지만 1980년 고장이 나면서 이를 통한 측정 임무는 수행하지 못했다. 다만 플라스마 자료 외에 탐사선에 실린 자력계 등 다른 과학 장비를 통해 성간우주 진입을 입증할 수 있었다. 보이저 프로젝트 팀은 보이저 2호가 측정한 과학 자료를 토대로 태양계 끝의 우주 환경을 더 자세히 들여다볼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 보이저호 시리즈는 당초 목성과 토성을 연구할 목적으로 개발됐다. 그런데 보이저가 발사될 시기에 해왕성과 천왕성까지 한번에 탐사할 수 있는 위치에 놓이는 기회가 찾아올 것이 예측되면서 보이저 2호는 목성과 토성에 이어 다른 외행성 탐사 임무까지 수행할 수 있었다. 심지어 원래 임무를 성공적으로 마친 뒤에도 원격 프로그램 조정을 통해 심우주를 향한 비행을 계속 이어나간 끝에 결국 성간우주에도 진입하게 됐다. 특히 보이저 2호는 설계 수명이 5년에 불과했지만 41년째 정상 가동되면서 NASA의 최장수 프로젝트 반열에 올랐다. 보이저호는 플루토늄을 원료로 전기를 얻어 가동되고 있다. 이 연료가 떨어지면 지구와 연결이 끊기게 된다. 보이저 프로젝트 책임자인 수전 도드는 BBC 방송과의 회견에서 보이저호가 2027년까지 가동되는 것을 보고 싶다면서 “탐사선을 50년 동안 가동한다는 것은 극히 흥미로운 것이 될 것”이라고 했다. 보이저 1,2호가 태양권 계면을 벗어난 것은 확실하지만 태양계의 영향력에서 완전히 벗어난 것은 아니다. 소규모 천체들이 모여 태양계를 껍질처럼 둘러싸고 있는 오르트 구름(Oort Cloud)이 태양의 중력 영향을 받아 넓은 의미의 태양계로 간주하고 있기 때문이다. 이 오르트 구름의 폭이 얼마나 되는지 확실하지 않지만, 태양에서 1000AU(천문단위 1AU=태양-지구 거리)부터 10만AU에 달하는 것으로 추정되고 있다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

지구에서 페가수스자리 방향으로 약 129광년 거리에 있는 한 외계행성의 대기 속에서 물의 존재가 감지됐다. 미국 캘리포니아공과대(캘텍) 천문학 연구팀은 미국 하와이 켁 천문대 망원경을 사용한 연구를 통해 목성보다 질량이 7배 이상 많은 가스행성 HR 8799c의 대기에서 메탄의 부족과 물의 존재를 감지했다고 밝혔다.이 행성은 모항성 HR 8799의 주위를 돌고 있는 것으로 확인된 네 행성 중 하나로, 가장 바깥에 있는 HR 8799b에 이어 두 번째로 발견돼 HR 8799c라는 이름이 붙었다. 특히 이들 행성은 천문학자들이 망원경을 이용해 직접 사진을 찍어 그 존재를 확인한 천체들로 유명하다. 캘텍 연구팀은 이번 연구에서 지구와 같이 생명이 살 수 있는 행성의 대기에 존재하는 물과 산소, 메탄 등의 존재를 감지하기 위해 최첨단 관측 기술을 사용했다. 연구팀은 고해상도 분광 기술과 적응광학 기술을 결합해 행성 대기가 흐릿해 보이는 현상을 보정한 뒤 기존보다 뚜렷한 행성 사진을 얻을 수 있었다. 그후 분광기를 사용해 행성에서 반사된 빛을 분리해냈다. 이는 대기 중 화학물질들의 성분을 밝혀내기 위한 과정으로, 켁2 망원경의 근적외선 분광기(NIRSPEC)에 가능했다. 이에 대해 연구에 공동저자로 참여한 캘텍의 디미트리 마웨트 천문학과 부교수는 “이런 형태의 기술은 미래에 우리가 지구와 같은 행성에서 생명체의 흔적을 찾기 위해 사용하고자 하는 것”이라고 설명했다. 이제 전문가들은 항성에 좀 더 가까이 존재하는 더 작은 행성들의 대기를 분석할 수 있는 관측 기술이 나오기를 기대한다. 이 같은 목표는 2020년대 안에 하와이에서 완공될 거대 망원경 ‘30미터 망원경‘(TMT·Thirty Meter Telescope)이 본격적으로 가동하면 실현할 수 있다고 연구팀은 말한다. 캘텍 박사후연구원 출신으로 연구를 이끈 미국 오하이오주립대의 지 왕 천문학과 조교수는 “현재는 켁 망원경으로 거대한 외계행성들에 대해서 배울 수 있지만, 앞으로 기술이 좀 더 발전하면 더 작은 행성들의 대기 성분에 대해서 알아낼 수 있을 것”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 저명한 천문학 분야 학술지 ‘천문학 저널’(AJ·The Astronomical Journal) 최신호에 실렸다. 사진=켁 천문대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주의 약 4분의 1을 차지하고 있다고 하지만 볼 수 없는 암흑물질을 검출할 좋은 기회가 생겼다. 지구를 비롯한 태양계가 현재 암흑물질로 구성된 우주 폭풍에 직격탄을 맞고 있을 가능성이 있다는 연구 결과가 나왔기 때문이다. 스페인 사라고사대 시아란 오헤어 박사가 이끄는 국제 연구팀은 태양계 근처로 일부 별들이 막대한 양의 암흑물질을 몰고 오고 있다는 것을 발견했다. 이는 유럽우주국(ESA)의 위성 가이아가 지난 4월 발표한 태양계를 둘러싼 우리 은하 속 항성 20억 개의 위치와 궤도 정보 자료에서 나온 것. 연구팀은 이 방대한 자료를 조사하던 중에 일부 항성의 특이한 움직임을 발견할 수 있었다.연대나 성분이 비슷해 이른바 ‘S1 스트림’으로 명명된 약 3만 개의 항성들 중 약 100개가 다른 일반적인 항성들과 달리 역방향으로 태양계 근처로 다가오고 있기 때문이다. 이는 고속도로에서 일부 차량이 역주행을 하는 상황과 비슷하지만, 이들 항성은 다행히 태양계와 거리가 있어 충돌할 걱정은 없다고 연구팀은 말한다. 역주행 중인 이들 항성은 수천 광년 거리로 펄쳐져 있고 수백만 년 동안에 걸쳐 태양계 근처를 통과할 것이다. S1 스트림은 10억 년 전 은하계와 충돌한 왜소은하의 일부 잔해로 생각된다. 왜소은하는 우리 은하 질량의 1% 미만으로 그 수가 작지만, 많은 암흑물질을 지니고 있다고 알려졌다. 연구에 따르면, S1 스트림이 수반하는 암흑물질은 일반적인 암흑물질보다 약 2배 빠른 속도로 지구를 관통한다. S1 스트림의 암흑물질은 초속 약 550㎞의 속도로 태양계를 지나고 있는 것으로 추정된다. 하지만 암흑물질이 태양계를 관통하고 있다고 해서 크게 걱정할 필요는 없다. 암흑물질은 확산성이 매우 높아 태양계에 뚜렷한 영향을 미치지 못하기 때문이다. 따라서 암흑물질이 고속으로 지구를 통과하면 이를 관찰할 좋은 기회가 될 뿐이다. 자세한 연구 결과는 미국물리학회(APS)가 발간하는 학술지 ‘피지컬 리뷰 D(Physical Review D) 최신호(7일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

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

지구에서 불과 6광년 떨어진 곳에서 지구 질량의 3배인 '슈퍼지구'가 발견됐다. 지난 14일(현지시간) 미국 CNN 등 주요언론은 뱀주인자리의 어두운 별인 바나드(Barnard)의 주위를 도는 외계행성 '바나드-b'가 발견됐다고 보도했다. 　 지구와 같은 바위형 행성이지만 표면온도가 -130℃도 넘는 차가운 얼음왕국인 바나드-b는 항성을 233일 만에 공전한다. 항성과의 거리로만 보면 태양과 수성 사이 정도지만 바나드가 태양과 비교하면 약 0.4%의 빛을 방출해 표면에 액체상태의 물은 없고 얼음만 가득할 것으로 보인다. 바나드는 우리은하의 별 가운데 80% 정도를 차지하는 적색왜성에 속한다. 적색왜성은 태양질량의 40% 미만인 작은 별로 크기가 작은만큼 밝기나 표면 온도가 낮다. 이 때문에 주위에 있는 행성들이 따뜻한 기후를 갖추기 위해서는 적색왜성에 매우 가까이 위치해야 한다. 적색왜성 역시 많은 행성을 거느리고 있지만 매우 어둡고 침침해 이를 관측하기가 쉽지않다.이번에 미국의 카네기 연구소, 스페인 우주과학 연구소 등 국제공동연구팀은 지난 20년간 이루어진 관측 데이터를 재분석해 이같은 결과를 얻었으며 바나드-b는 아직은 외계행성 후보다. 논문의 공동저자인 카네기 연구소 폴 버틀러 박사는 "그곳에 진짜 행성이 있을 것으로 99% 확신하다"면서 "바나드별은 마치 행성사냥을 위한 거대한 흰고래와 같다"고 자평했다. 이어 "'시선속도'라는 기술을 사용해 이번에 처음으로 먼 별의 주위에서 행성을 찾는데 성공했다"고 덧붙였다.시선속도(radial velocity)는 심연의 우주에서 행성을 찾아내는 방법 중 하나다. 별이 지구에 가까워지거나 혹은 멀어지면 도플러 효과에 의해 파장이 짧아지거나 길어지는데, 이를 측정하면 별의 이동속도를 측정할 수 있다. 그런데 외계행성이 있는 경우 별이 공전 주기에 따라 조금씩 흔들리게 되는데 이를 감지해 그 존재를 찾아내는 방법이 바로 시선속도다. 보도에 따르면 바나드-b는 역대 발견된 것 중 2번째로 가까운 곳에 위치한 외계행성이다. 지구에서 가장 가까운 항성계는 3개의 별이 모인 삼성계인 알파 센타우리로 지구에서 약 4.3광년 떨어진 곳에 위치해있다. 　 이번 연구결과는 유명 과학저널 네이처(Nature) 14일 자에 발표됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

이른바 은하수로 불리는 우리은하의 가장자리 뒤편에 놀라울 정도로 희미한 위성 은하 하나가 숨어있는 것으로 나타났다. 국제 천문학 연구진은 유럽우주국(ESA)의 ‘가이아 위성’ 관측자료를 검토하는 조사 중에 유령처럼 희미한 위성 은하 ‘안틀리아 2’(Antila 2)를 발견했다고 밝혔다. 이른바 ‘안트 2’(Ant 2)라는 약자로 불리는 이 위성 은하는 우리은하에서 공기펌프자리(constellation of Antlia) 방향으로 약 13만 광년 거리에 있어 이런 이름이 붙여졌다.특히 안트 2 은하는 지금까지 우리은하 근처에서 확인된 위성 은하 60여 개 중에서 가장 크다고 알려진 ‘대마젤란은하’(LMC) 만큼이나 크다. 따라서 이 은하는 우리 은하의 3분의 1 정도 크기로 확인되고 있지만, 밀도가 극도로 낮은 탓에 거기서 나오는 빛은 1만 분의 1 수준으로 어두워 지금껏 발견되지 않았다. 이에 따라 왜소 은하로 추정되고 있는 이 은하에는 ‘유령 은하’라는 별칭까지 붙었다. 연구를 이끈 대만 중앙연구원 산하 천문천체물리연구소(ASIAA)의 가브리엘 토렐바 박사는 “이는 그야말로 유령 은하다. 안트 2와 같은 확산 은하는 이전까지 간단하게 볼 수 없었다”면서 “이번 발견은 가이아 위성의 뛰어난 성능 덕분에 가능했던 일”이라고 설명했다.안트 2와 같은 왜소 은하들은 초기 우주에서 형성됐다. 연구진은 새로운 위성 은하를 찾기 위해 가이아 위성의 관측 자료에서 ‘거문고자리 RR형 변광성’(RR Lyrae stars)을 집중적으로 조사했다. 푸른 빛을 내는 이들 별은 생성 시기가 오래돼 금속 성분이 낮아 안트 2와 같은 왜소 은하에서만 발견돼 왔기 때문이다. 또 연구진은 거문고자리 RR형 변광성을 통해 이 은하의 좌표를 확인하는 후속 조사에서 지구의 움직임 탓에 몇 달 밖에 관측하지 못하는 문제에 직면하기도 했지만, 100개가 넘는 적색거성이 함께 움직이는 것을 스펙트럼상에서 확인함으로써 이 은하가 우리 은하와는 약 13만 광년의 거리를 유지하고 있다는 점을 확인할 수 있었다.이밖에도 연구진은 안트 2의 질량이 같은 크기 은하보다 100배나 적고 거느린 별도 훨씬 적다는 점을 확인했다. 하지만 오늘날 은하 형성 모델로는 안트 2의 크기에 질량이 이처럼 낮고 LMC보다 1만 분의 1 정도 어두운 점을 설명하지 못한다. 연구에 참여한 미국 카네기멜런대학 물리학과의 세르게이 코포소프 조교수는 “안트 2가 이처럼 적은 질량을 지닌 것으로 보이는 이유는 우리은하의 조석력에 의해 빼앗긴 것이라고 단순히 설명할 수는 있지만, 조석력으로 질량을 잃은 것이라면 크기가 줄어들지 안트 2처럼 크기가 큰 것은 아직 설명할 수 없는 부분”이라고 말했다. 물론 벨로쿠로프 박사는 이 은하에서 항성 진화가 활발한 탓에 그 크기가 커졌을 가능성도 있다고 말하지만, 이 은하의 비정상적인 크기와 광도 탓에 어떤 과정이 원인이 됐는지는 여전히 불명확하다. 연구에 동참한 매슈 워커 카네기멜런대 조교수도 “우리은하 옆에 있는 위성 은하 60여 개와 비교하면 안틸라 2는 그야말로 괴짜”라면서 “우리는 이 은하가 빙산의 일각일 뿐이며 이 은하와 비슷한 거의 보이지 않는 왜소 은하들이 우리 은하를 둘러싸고 있을지도 모른다”고 덧붙였다. 자세한 연구 성과는 미국 코넬대가 운영하는 온라인 논문저장 사이트 ‘아카이브’(arxiv)에 9일 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr