한국 과학자들이 주도한 한-미 공동 연구팀이 1억도의 초고온에도 폭발 없는 핵융합로 운전 기술을 개발했다. 한국핵융합에너지연구원, 서울대 원자핵공학과, 카이스트 원자력및양자공학과, 과학기술연합대학원대학교, 한양대, 미국 프린스턴대, 프린스턴 플라즈마 물리학연구실, 컬럼비아대 응용물리학·응용수학과 공동 연구팀은 핵융합로에 초고온, 고밀도 플라즈마를 장시간 안정적으로 가두는 새로운 기법을 개발하는데 성공했다고 7일 밝혔다. 이번 연구 결과는 과학 학술지 ‘네이처’ 9월 8일자에 실렸다. 현재 상용로 운전을 위한 핵융합 플라즈마 운전 방법은 ‘H-모드’이다. H-모드에서는 플라즈마 가장자리에 형성되는 장벽을 활용하기 때문에 가장자리 압력이 임계치를 넘어 풍선처럼 터지는 플라즈마 경계면 불안정 현상이라는 ELM이 발생하면서 핵융합로 안쪽 벽에 손상을 일으킨다. 연구팀은 국내 핵융합실험로인 ‘KSATR’의 운전데이터를 분석하고 시뮬레이션 검증을 통해 플라즈마 가열시 발생하는 높은 에너지 입자인 ‘고속이온’이 플라즈마 내부 난류를 안정화시켜 플라즈마 온도를 급격히 높이는 현상을 발견했다. ‘파이어(FIRE) 모드’라고 붙여진 이번 핵융합로 운전 방식은 H-모드의 단점인 ELM이 발생하지 않는다는 사실을 확인했다. 이번에 발견한 FIRE 모드는 예측한 대로 실험이 진행되지 않았던 실패한 실험 결과를 분석하다가 얻어진 결과이다. 이번 연구 결과는 고속이온의 플라즈마에 미치는 영향을 물리학적으로 풀어낸 것으로 국제핵융합실험로(ITER)는 물론 상용화 전 단계인 핵융합 실증로 운전 기술 개발에 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. 제1저자로 연구에 참여한 한현선 핵융합연구원 박사는 “핵융합발전을 실현하기 위해서는 플라즈마의 밀도, 온도, 가둠시간이라는 세 가지 조건이 필요한데 이번에는 특히 온도 측면에 집중했다”며 “이번 연구 결과 덕분에 1억도 초고온 플라즈마 운전성능을 높이고 플라즈마 지속시간도 늘릴 수 있을 것”이라고 설명했다.

우리은하에 있는 별 가운데 80%는 태양보다 작고 어두운 적색왜성이다. 사실 태양보다 크고 무거운 별은 생각보다 흔하지 않다. 생성되는데 많은 가스가 필요할 뿐 아니라 핵융합 반응이 훨씬 강하게 일어나 수명이 짧기 때문이다. 태양 질량의 100배가 넘은 초대형 별은 극단적으로 수명이 짧아 수백만 년 이내로 초신성 폭발을 일으키면서 사라진다. 당연히 은하계에도 이런 별은 손에 꼽을 정도로 적다. 이런 초대형 별 가운데서도 가장 큰 별의 후보가 바로 R136a1이다. R136a1은 우리은하가 아니라 대마젤란은하에 있는 별로 16만 광년이나 떨어져 있다. 하지만 밝기가 태양의 수백만 배에 달해 이미 오래전부터 많은 관측이 이뤄졌다. 과학자들은 이 별의 질량이 태양의 250~320배일 것으로 추정했다.  최근 천문학자들은 칠레에 있는 8.1m 구경 제미니 사우스 망원경을 이용해 R136a1을 상세히 관측했다. 사실 제미니 사우스 망원경 자체는 이전에 R136a1을 관측하는 데 사용했던 허블 우주 망원경보다 성능이 우수하다고 보기는 어렵다. 주경의 지름은 몇 배 크지만, 대신 지구 대기의 간섭이 관측을 방해해 사진이 흐려지기 때문이다.  하지만 과학자들은 제미니 사우스 망원경에 새로 설치된 조로(Zorro) 장치를 이용해 이 문제를 극복했다. 조로는 60밀리초 단위로 수천 장의 사진을 찍은 후 이 이미지를 보정해 허블 우주 망원경보다 더 선명한 이미지를 얻을 수 있다. 새로운 이미지 처리 기술 덕분에 과학자들은 R136a1의 실제 질량이 이전 관측치 보다 낮은 태양의 170-230배 정도라는 사실을 알아냈다. 먼 거리와 별 주변의 가스로 인해 관측 시 이미지가 흐려지기 때문에 사실 허블 우주 망원경도 정확한 관측에 한계가 있었다. 따라서 허블 우주 망원경으로도 주변이 번져 보였지만, 이번에 관측한 이미지는 훨씬 선명한 별의 모습을 보여준다. (사진)  처음 생각보다 조금 작아졌다고 해도 R136a1은 우주에 극히 드문 초거대 별이다. 이런 거대 괴물별의 정확한 질량과 밝기, 크기는 여전히 미스터리이다. 과학자들은 새로운 최신 관측 기술과 망원경으로 그 비밀을 하나씩 풀어낼 것이다.

올해 천문학 분야에서 가장 중요한 사건은 오랜 시간 막대한 비용을 들여 개발한 제임스 웹 우주 망원경이 본격적으로 관측을 시작했다는 것이다. 천문학과 천체물리학의 발전은 결국 더 멀리 있고 희미한 천체를 더 자세히 볼 수 있는 관측 기술에 달려 있다고 해도 과언이 아니다. 예를 들어 더 멀리 떨어진 은하를 관측하면 그만큼 더 오래전 은하를 관측할 수 있기 때문에 우주 초기의 일을 알아낼 수 있다.  하지만 희미한 천체라고 해서 반드시 별이나 은하를 의미하지는 않는다. 그보다 훨씬 작은 천체도 어둡고 희미해서 잘 보이지 않을 수 있다. 대표적인 천체가 갈색왜성이다. 갈색왜성은 목성 질량의 80배 (태양 질량의 대략 8%) 이하인 가스 천체로 안정적인 수소 핵융합 반응을 유지할 수 없어 보통 실패한 별로 불린다. 하지만 중수소 같은 미량 원소를 이용해서 약한 핵융합 반응을 할 수 있어 행성과는 구분된다. 별과는 비교할 수 없을 정도로 차갑고 어둡지만, 그래도 스스로 빛을 내기는 하는 천체가 갈색왜성이다.  이탈리아 트리에스테 천문학 관측소의 마리오 노니노 (Mario Nonino)가 이끄는 국제 과학자팀은 제임스 웹 우주 망원경이 가동 초기에 관측한 은하단인 Abell 2744의 이미지를 분석해 우연히 같이 찍힌 어두운 갈색왜성을 발견했다.  제임스 웹 우주 망원경이 포착한 갈색왜성 GLASS-JWST-BD1은 지구에서 1,850-2,350광년 정도 떨어져 있는 목성 질량의 31배 정도 되는 갈색왜성이다. 이 갈색왜성의 표면 온도는 600K (섭씨 327도)로 목성 같은 차가운 가스 행성보다 뜨겁지만, 별보다 훨씬 차가워 일반적인 망원경으로는 관측하기 어렵다. 참고로 GLASS-JWST-BD1는 갈색왜성 가운데 가장 어두운 T형에 속한다.  제임스 웹 우주 망원경은 허블 우주 망원경보다 더 강력한 성능을 지녔을 뿐 아니라 이렇게 차갑고 어두운 천체를 관측하는데 유리한 적외선 관측 기능에 특화되어 있다. 이번 관측도 제임스 웹 우주 망원경의 근적외선 카메라 (NIRCam)와 다른 장비의 힘이 컸다.  갈색왜성은 우리에게 별로 중요하지 않은 천체로 생각되지만, 천문학자들에게는 매우 흥미로운 이야깃거리를 간직한 천체다. 우리 은하에 별만큼 많은 갈색왜성이 존재할 수 있지만, 이들 가운데 실제로 관측된 것은 극히 적어 아직도 베일에 가려 있는 미스터리 천체이기도 하다. 허블 우주 망원경을 뛰어넘는 성능을 지닌 제임스 웹 우주 망원경은 GLASS-JWST-BD1처럼 우리 은하 곳곳에 숨어 있는 갈색왜성을 다수 포착해 그 비밀을 풀어낼 것으로 기대된다.

한국의 첫 달 탐사 궤도선 ‘다누리’(KPLO·Korea Pathfinder Lunar Orbiter)가 5일 오전 8시 8분(이하 한국시간) 달을 향해 날아올랐다. 발사를 맡은 미국 민간 우주개발업체 스페이스X는 다누리가 실린 팰컨9 발사체를 플로리다 케이프커내버럴의 우주군 기지 40번 발사대에서 하늘로 쏘아올렸다. 스페이스X는 발사 2분 40초 이후 1·2단 분리, 3분 13초 이후 페어링 분리가 이뤄졌음을 확인한 데 이어, 발사 40분 25초 이후 팰컨9 발사체 2단에서 다누리가 분리돼 우주 공간에 진입했음을 확인했다. 다누리가 발사체와 분리된 곳은 지구 표면에서 약 1656㎞ 떨어진 지점으로, 이때부터 탑재 컴퓨터의 자동 프로그램이 작동해 태양전지판을 펼치면서 정해진 궤도를 따라 이동하고 있다. 발사대를 떠난 지 92분 후인 오전 9시 40분께 다누리는 지상국과의 첫 교신에 성공했다. 첫 교신은 호주 캔버라에 위치한 미 항공우주국(NASA)의 심우주안테나를 통해 대전 한국항공우주연구원(KARI) 임무운영센터와 다누리 사이에 이루어졌다. 다누리가 이날 발사와 궤도 진입부터 올해 말 달의 목표궤도 안착까지 까다로운 기동을 성공적으로 마무리한다면, 한국은 세계에서 7번째로 달 탐사선을 보내는 나라가 된다. 지금까지 달 궤도선이나 달 착륙선 등, 달에 탐사선을 보낸 나라는 미국, 러시아, 유럽, 중국, 일본, 인도 등 6개국뿐이다. 다누리가 5개월 동안 복잡한 경로로 달까지 가는 이유 다누리는 지구에서 약 38만㎞ 떨어진 달로 곧장 가지 않고, 일단 태양 쪽의 먼 우주로 가서 최대 156만㎞까지 거리를 벌렸다가, 나비 모양, 또는 ‘∞’ 꼴의 궤적을 그리면서 다시 지구 쪽으로 돌아와 순차적으로 달에 접근하는 경로를 날아갈 예정이다. 이른바 '탄도형 달 전이방식'(BLT·Ballistic Lunar Transfer) 궤적이다. 이처럼 복잡한 궤도를 설계한 것은 천체의 중력도움을 받아 연료를 절감하기 위한 것이다. 다누리는 고도 700여㎞에서 분리된 후 현재 태양을 향해 초속 10.15㎞로 질주하고 있다. 앞으로 다누리는 최대 9번 추력기를 작동해 궤도를 수정해가며 140여 일간의 달나라행 여정에 들어간다. 이틀 후인 오는 7일 오전 10시에 첫 번째로 가동해 목표 궤도를 정확히 맞추는 세부 조정에 들어간다. 또 9월 2일에는 라그랑주1 지점(약 156만㎞)에 도착한 직후 지구 방향으로 선회하는 기동을 실시할 예정이다.다누리는 오는 12월 16일에서야 달 주변을 도는 궤도에 들어서며, 이후 약 보름 동안 다섯 차례의 감속기동을 거쳐 달에 접근한다. 다누리가 달 인근에 접근하면 달의 중력에 의해 달 궤도에 포획되며 궤도 진입 기동을 통해 올해 마지막 날인 12월 31일 달 고도 100㎞ 궤도에 도착할 예정이다. 한국이 달 탐사 궤도선을 보내는 것은 ‘심우주 탐사’의 첫걸음이기도 하다. 한국형 발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)의 성공(6월 21일)에 이어 달 탐사 궤도선 다누리호의 이번 발사가 연말에 성공으로 이어진다면, 올해는 우리나라의 ‘우주탐사 원년’으로 기록될 것으로 평가된다. 다누리는 왜 달에 가는가? 우리나라 뿐만 아니라 현재 세계 각국이 경쟁적으로 달 탐사에 나서고 있다. 냉전시대에 이어 우주 강국들이 다시 달 개척에 적극 나서는 이유는 무엇보다 달에서의 우선권 확보와 화성으로의 진출 때문이다. 미국은 역대 가장 강력한 로켓, SLS를 개발해 곧 오리온 우주선을 달로 보낼 채비를 하고 있다. 이 SLS는 미국이 주도하고 우리나라 등 10여 개국이 참여한 아르테미스 프로젝트의 발사체다. 아르테미스 프로젝트는 올해 무인 달 궤도 비행, 내년에 유인 비행, 2025년에는 사람을 달로 보냈다가 귀환시킬 계획을 포함하고 있다.달에는 대기가 없어 일교차가 300도에 이르고, 자외선과 우주 방사선, 돌진하는 소행성에 그대로 노출돼 있다. 하지만 극지방에는 물이 있을 것으로 추정된다. 이 물을 분해하면 사람이 숨쉴 때 필요한 산소와 연료로 쓰일 수 있는 수소를 얻을 수 있다. 달은 인류가 현재 개발한 기술로 오갈 수 있는 거리에 있는데다, 중력이 지구의 6분의 1에 불과해 적은 연료로 발사체를 다른 행성으로 보낼 수 있다. 이런 이유 등으로 아르테미스 달 탐사의 궁극적인 목표는 우주 기지 건설로, 달을 전진 기지삼아 화성을 비롯한 더 먼 우주로 나아가겠다는 계획이다. 또한 달의 희귀한 자원을 탐사하는 것도 달 탐사의 또 다른 목적이다. 달에 쌓여 있는 헬륨3은 미래의 청정 에너지원이 될 수 있다. 핵융합 발전을 일으킬 때 연료로 사용할 수 있는 헬륨3는 사용 후에 방사능을 남기지 않는다는 장점을 갖고 있다. 현재 인류가 당면한 에너지 문제를 해결할 수 있는 가장 중요한 대체 에너지가 될 수 있다는 뜻이다. '빵빵한' 다누리의 과학장비 하루에 12번 가량 달을 공전하며 탐사할 다누리 달 궤도선은 가로 3.18m, 세로 6.3m, 높이 2.67m, 무게는 678㎏으로, 우주탐사 기반 기술을 검증하고 확보하기 위해 개발됐다.국내 연구기관과 대학 등이 개발한 최첨단 관측장비와 우주인터넷 등을 탑재하고 있는데, 내역을 살펴보면 △고해상도 카메라(LUTI, 한국항공우주연구원 개발) △광시야편광카메라(PolCam, 한국천문연구원 개발) △자기장측정기(KMAG, 경희대학교 개발) △감마선분광기(KGRS, 한국지질자원연구원 개발) △섀도캠(ShadowCam, NASA 개발) 등이다. 섀도캠은 달의 영구 음영지역, 즉 영원히 햇빛이 들지 않는 달의 특정 구역에서 얼음 상태의 물을 찾는 임무를 띤다. 물은 달에 상주기지, 즉 사람이 항상 머무는 우주터미널이나 자원 개발용 광산 등을 건설했을 때 반드시 필요한 자원이다. 지구에서 물을 공수한다면 매번 로켓을 띄워야 하는데, 운송 비용이 많이 든다. 이 때문에 달에서 물을 발견하면 운송비용 없이 현지에서 간단하게 물을 조달할 수 있게 된다. 물을 분해해 수소나 산소도 얻을 수도 있다. 연료로 쓰거나 인간의 호흡에 쓸 수 있다. 이종호 과기정통부 장관은 “NASA가 다누리에 섀도캠을 실은 것은 우리나라를 우주탐사의 협력 파트너로 인정한다는 것을 의미한다”며 “앞으로 달, 화성 등 심우주 탐사에 있어 미국과 협력을 더욱 확대해 나가겠다”고 밝혔다. 2031년, 우리 발사체로 직접 달에 쏜다 한국의 첫 달 궤도선 다누리가 발사되면서 한국은 우주개발 선진국 대열에 한 걸음 더 다가섰다. 하지만 한국의 도전은 여기가 끝이 아니다. 2031년에는 달 착륙선을 보낼 예정이다. 다누리는 달 상공을 도는 궤도선이지만, 달 착륙선은 월면에 내리게 된다. 달에 착륙선을 보낸 나라는 지금까지 미국, 러시아, 중국 밖에 없다. 일본과 유럽연합(EU), 인도는 달 상공을 도는 궤도선만 보냈다. 2031년 보낼 달 착륙선은 이번처럼 다른 나라 발사체가 아닌 국산 발사체로 쏠 예정이다. 한국이 달 착륙선을 자력으로 쏠 수 있는 핵심 동력은 누리호를 바탕으로 성능을 높인 ‘차세대 발사체’다. 현재 예비타당성 조사가 진행 중인 차세대 발사체는 1단 추력이 500t에 이른다. 300t급인 누리호는 중량 678㎏짜리 다누리를 지구에서 38만㎞나 떨어진 달 궤도에 보낼 수 없다. 다누리가 팰컨9에 실린 이유다. 한국이 우주개발에 속도를 높이는 가운데 최근 달 탐사 경쟁에서는 아시아권 국가들이 두각을 나타내고 있다. 중국은 2019년 달 뒷면에 인류 최초로 착륙선을 안착시켰다. 이는 미국도 하지 못한 업적이다. 2020년에는 달 토양 시료를 채취해 지구로 귀환했다. 일본은 우주 비행사를 달에 보내겠다는 계획을 추진 중이다. 한국이 달에 착륙선까지 보낸다면 중국이나 일본 등 우주개발 선발국과의 기술 역량 차이도 빠르게 줄어들 것으로 보인다. 

‘크기’에 대한 우리의 우주적인 감각을 한번 가다듬어보는 것도 재미있고 뜻깊은 일이겠다. 먼저 우리 주변에서 가장 큰 물건을 든다면, 단연 태양이다. 80억 인구가 모여 사는 지구에 비해 109배나 큰 지름을 갖고 있으며, 부피는 130만 배에 이른다. 태양이 태양계를 지배한다는 표현이 어색할 정도로 태양계에서 태양은 절대적인 존재다. 전체 태양계 천체들의 질량 중 무려 99.86%나 차지하니 말이다. 이런 태양도 은하와 우주로 데리고 나가면 난쟁이에 지나지 않는다. 그만큼 우주에는 엄청나게 큰 별들이 수두룩하다. 이런 엄청난 크기의 별들을 초거성이라고 하는데, 우리에게 친숙한 오리온자리의 초거성 베텔게우스만 하더라도 지름이 태양의 1000배를 훌쩍 넘는다. 만약 이 별을 태양 자리에다 끌어다 놓는다면 크기가 거의 목성 궤도에 육박한다. 그런데 베텔게우스를 조무래기 취급할 만한 별들도 드물지 않다. 큰개자리에서 발견된 큰개자리 VY(VY Canis Majoris)는 2020년 관측 결과 태양의 2069배로 확인되었다. 이는 토성의 궤도를 넘어서는 크기다. 관측사상 가장 큰 별로 알려진 적도 있으나, 더 정교한 관측 결과 반지름은 예전 측정치보다 많이 줄어들었다. 지구로부터 약 3900광년 떨어져 있다. 이 큰개자리 VY 별을 확실히 제치고 최대의 별로 등극한 극대거성이 나타났는데, 1990년 미국의 천문학자 찰스 브루스 스티븐슨이 발견한 스티븐슨 2-18이란 별이다.산개성단 스티븐슨 2에 존재하는 40개의 적색 초거성 중 하나로, 지구에서 약 2만 광년 떨어진 방패자리에 위치한 별이다. 지구가 속한 나선팔인 오리온자리 팔에 속하지 않고 전혀 다른 나선팔인 방패-남십자자리 팔에 속한다. 그러면 이 별은 대체 얼마나 클까? 지름이 약 29억㎞로 태양의 2150배다. 이 별의 둘레를 빛의 속도로 돈다면 8시간 이상 걸리며, 시속 900㎞의 항공기로 돈다면 무려 1100년이 걸린다. 고려조와 조선조를 합친 기간을 훌쩍 뛰어넘는다. 이 별을 태양의 자리에다 끌어다 놓는다면 토성의 고리와 위성들까지 삼켜버릴 것이다. 한 물건이 그렇게 클 수 있다는 게 상상이 가는가? 물론 이 별은 우리은하에 속한 별이지만, 천문학자들은 대체로 우주의 등방성과 균일성을 굳게 믿는 만큼 우주의 최대 별이라 보아도 큰 무리가 없다는 뜻이다. 우주 최대의 별인 스티븐슨 2-18의 나이는 성단에 있는 다른 별들과 비슷한 약 1400만~2000만 년인데, 이것은 보통 별에 비해 무척 젊은 나이에 속한다. 별은 덩치 크기에 따라 수명이 기하급속도로 줄어든다. 별이 클수록 핵융합이 빠르게 진행되어 엄청난 양의 핵연료를 소진시키기 때문이다. 스티븐슨 2-18은 대체로 수백만 년이 지나면 초신성 폭발로 소멸하고 이후에는 블랙홀이 될 것으로 예측되고 있다.   

척추동물 중 외부 기온 변화에 체온이 변하지 않고 일정하게 유지할 수 있는 온혈(정온)동물은 조류와 포유류뿐이다. 고생물학 분야에서 ‘포유류가 언제 온혈동물로 진화했는가’는 풀리지 않은 수수께끼로 남아있다. 이 같은 상황에서 포르투갈, 프랑스, 영국, 독일, 남아프리카공화국, 미국, 아르헨티나 7개국 과학자들로 구성된 국제 공동 연구팀은 화석 분석과 시뮬레이션을 바탕으로 중생대 말기에 포유류가 냉혈동물에서 온혈동물로 진화했을 것이라고 24일 밝혔다. 이번 연구에는 포르투갈 리스본대 플라스마·핵융합연구소를 중심으로 프랑스 몽펠리에대, 영국 런던 자연사박물관, 런던대(UCL), 독일 막스플랑크 진화인류학연구소, 예나대, 남아공 비트바테르스란트대, 미국 워싱턴 자연사박물관, 텍사스 오스틴대, 샌디에고 주립대, 샌디에고 자연사박물관, 시카고대, 뉴욕 자연사박물관, 시애틀 워싱턴대, 필즈 자연사박물관, 아르헨티나 자연과학박물관 소속 생물학자, 고생물학자, 물리학자, 수학자 등이 참여했다. 이번 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’ 7월 21일자에 실렸다. 내온동물(endotherms)이라고도 불리는 온혈동물은 체내 대사를 빠르게 해 높은 체온을 일정하게 유지할 수 있다. 반면 외온동물(ectotherms)인 냉혈동물은 대사율이 낮아 체온을 유지하기 위해 환경에 의존한다. 이 때문에 급격한 외부 온도 변화는 냉혈동물의 생존을 위협할 수 있다. 파충류와 비슷한 모습의 포유류 조상이 온혈동물로 진화한 것은 분명하지만 화석만으로는 측정이 어렵기 때문에 그 시기에 대해서 의견이 분분했다. 과학자들은 키나 뼈 구조 같은 골격 특징으로 대사율을 추정해 온혈동물 등장 시기가 1억 4500만~6600만년 전이라는 주장이 있는가 하면, 3억~2억 5000만년 전으로 추정한 연구도 있었다. 연구팀은 체온을 측정할 때 귀를 이용하는 것에 착안해 내이(內耳)의 뼈세관(bone canal) 모양과 크기로 체온을 추정하는 방법을 개발했다. 뼈세관을 통한 체액 이동은 신체가 시각과 균형에 필수적인 머리 위치와 움직임을 파악할 수 있게 해준다. 또 체액의 점도는 체온에 따라 변한다. 그래서 연구팀은 체온이 상승하고 움직임이 활발해짐에 따라 균형과 운동성을 유지하기 위해 내이도 모양이 점성이 낮은 유체 이동에 유리하게 진화했을 것이라고 가정했다. 연구팀은 현존하는 파충류, 어류, 조류, 포유류 50종의 척추동물 내이구조와 생리 상태를 비교해 내이 모양에 기반한 ‘열-운동성 지수’를 만들었다. 연구팀은 열-운동성 지수는 동물의 체온을 거의 정확하게 예측할 수 있다는 것을 확인했다. 이를 이용해 생쥐와 비슷하게 생긴 포유류 조상인 ‘단궁류’ 56종의 화석으로 내이도 구조를 분석하고 열-운동성 지수로 체온을 계산했다. 그 결과, 포유류가 온혈동물로 진화한 시기는 고생대 페름기와 중생대 중기 쥐라기 사이에 있는 중생대 첫 번째 시기인 트라이아스기라고 연구팀은 주장했다. 연구팀 분석에 따르면 트라이아스기 후기인 2억 3700만~2억 년 무렵에 단궁류의 이관 형태가 변했다. 열-운동성 지수 계산 결과, 이때 단궁류들의 체온이 5~9도 상승하고 대사율도 증가했다. 연구를 이끈 케네스 앤질치크 미국 필즈자연사박물관 수석 큐레이터는 “이번 연구는 기존과는 다른 새로운 방식으로 온혈동물의 출현을 분석한 것”이라며 “이 같은 진화 덕분에 초기 포유류들은 페름기보다 기온이 떨어진 트라이아스기 기후에 적응할 때 유리하게 작용했을 것으로 본다”고 설명했다.

국내 에너지기술기업이 2만개에 달하고 매출은 300조원에 육박하는 것으로 조사됐다.산업통상자원부가 3일 발표한 ‘에너지기술기업 실태 조사’에 따르면 2020년 기준 국내 에너지기술기업 수는 2만 314개에 달했다. 에너지기술은 에너지 생산에서 이용까지 에너지시스템 전 주기에 적용 가능한 기술이다. 에너지기술별로는 기타발전 및 에너지저장 분야가 1만 627개로 가장 많았고 에너지효율(5889개), 화석연료(1473개), 재생에너지(878개), 융복합 기술·연구(865개), 핵분열 및 핵융합(518개), 수소 및 연료전지(64개) 등이다. 매출액은 298조 1000억원으로 추정됐다. 이중 기타발전 및 에너지저장이 124조 4000억원으로 41.7%를 차지했다. 종사자는 약 45만명으로 기타발전 및 에너지저장(20만 8000명)과 에너지효율(13만 7000명)분야에 전체 76.7%(34만 5000명)가 집중됐다. 에너지기술 연구개발(R&D) 투자액은 총 4조 700억원, 에너지기술기업 중 벤처인증 기업은 15.4%인 3137개로 집계됐다. 에너지기술기업 실태조사는 지난해 10월 국가승인통계로 지정된 후 첫 발표됐다. 에너지기술 분야 산업 전망지수는 2023년 114.0, 2030년 117.0으로 조사됐다. 수치가 100보다 높으면 경기 호전, 낮으면 경기 악화를 예상하는 기업이 많다는 의미이다. 화석연료를 제외한 전 분야에서 경기 호전 응답이 많았다. 한편 산업부는 최근 화재가 잇따르는 에너지저장장치(ESS)에 대한 안전 기준을 강화키로 했다. 한국전기안전공사에 따르면 2020년 5월 이후 총 7건의 전기저장장치 화재가 발생했다. 이에 따라 ESS 배터리 안전 기준을 강화하고 화재 소화 시스템 설치, 화재조사위원회와 리콜 제도 등을 도입키로 했다. 앞서 전기안전공사는 전남 해남·충북 음성·경북 영천·충남 홍성 등 4곳의 화재 원인이 ‘배터리 내부 이상’으로 추정된다는 조사 결과를 발표했다. 정부는 전기저장장치산업의 지속가능한 성장을 위해 비(非)리튬계·장주기·고신뢰 전기저장장치를 개발·보급하는 한편 한국전력 등 공공기관 주도로 대규모 전기저장장치 설치 등을 추진할 계획이다.

이웃 별에게 질량을 쪽쪽 빨려 홀쭉해진 적색거성이 케플러 망원경의 탐사 결과 실제로 확인됐다. 최근 호주 시드니 대학 등 공동연구팀은 수많은 적색거성의 데이터를 분석한 결과 질량을 빼앗겨 홀쭉해진 40개의 적색거성을 찾아냈다는 연구결과를 과학 저널 ‘네이처 천문학’(Nature Astronomy) 최신호에 발표했다. 다소 생소한 적색거성은 생애의 황혼에 접어든 별이다. 일반적으로 별은 종말 단계가 되면 중심부 수소가 소진되고 헬륨만 남아 수축된다. 이어 수축으로 생긴 열에너지로 바깥의 수소가 불붙기 시작하면서 적색거성으로 거대하게 부풀어오른다. 영원히 빛날 것 같은 우리의 태양도 50억 년 후에는 핵융합 반응에 필요한 연료가 고갈되어 적색거성이 되면서 최후를 맞는다. 이처럼 거대하게 부풀어 오른 적색거성은 지름이 태양의 수천 배에 달하고 수백 배나 밝을 정도로 거대해진다.그러나 이번 연구팀이 발견한 적색거성은 다르다. 질량도 작고 밝기도 어두운 홀쭉한 적색거성이 40개나 발견된 것. 이번 결과는 지난 2009년부터 2013년까지 케플러 우주망원경이 관측한 수 만개에 달하는 적색 거성의 밝기 변화를 지속적으로 분석하면서 얻어졌다. 그렇다면 일부 적색거성이 홀쭉해진 이유는 무엇일까? 이에대해 연구팀은 '탐욕스러운' 이웃에서 원인을 찾았다. 논문의 제1 저자인 리야광 연구원은 "데이터를 분석하는 과정에서 질량이 매우 작고 광도가 매우 낮은 특이한 두가지 유형의 별을 발견했다"면서 "질량이 작은 적색거성은 태양 질량의 0.5~0.7에 불과했는데 이는 외부적 요인이 작용한 것으로 판단했다"고 설명했다. 이어 "우주 대부분의 별은 서로 중력적으로 영향을 미치는 쌍성계에 있다"면서 "가까운 동반성이 팽창하면서 일부 물질을 빨려 질량을 뺏겼을 가능성이 높다"고 덧붙였다.  

영원히 빛날 것 같은 태양도 50억 년 후에는 핵융합 반응에 필요한 연료가 고갈되어 최후를 맞는다. 물론 인간의 수명과 비교하면 영겁의 세월이지만, 그래도 언젠가 태양도 가스를 주변으로 방출하면서 행성상 성운을 만든 후 타고 남은 물질이 모여 백색왜성이 될 것이다. 과학자들은 이 과정을 상세히 연구하기 위해 최후의 순간을 지나는 별들을 자세히 관측했다.  태양 같은 별은 마지막 순간에 엄청나게 부풀어 올라 적색거성이 된 후 주변으로 가스를 방출한다. 지구에서 1300광년 떨어져 있는 V 히드라 (V Hydrae)는 적색거성의 마지막을 생생하게 보여주는 별이다. 본래 이 별의 질량은 태양과 비슷했지만, 엄청나게 부풀어 올라 밝기는 7850배에 달한다. V 히드라는 이미 주변으로 가스를 방출하면서 행성상 성운이 될 준비를 하고 있다.  그런데 V 히드라는 임종을 앞두고 정적인 모습을 보이는 대신 역동적으로 물질을 분출하면서 화려한 피날레를 장식하고 있다. 가장 눈길을 끄는 것은 과녁처럼 생긴 거대한 여섯 개의 가스 고리 구조다.  나사 제트 추진 연구소의 가 이끄는 연구팀은 허블 우주 망원경과 ALMA 전파 망원경을 이용해 그 정체를 밝혀냈다. 이 우주 과녁은 마지막을 앞두고 매우 불안정해진 별에서 방출된 가스와 플레어가 2100년 동안 주기적으로 방출하면서 만들어졌다. 연구팀은 동적으로 팽창하는 가스 고리에 두드 (DUDE, Disk Undergoing Dynamical Expansion) 라는 명칭을 붙였다. 두드도 매우 특이한 현상이지만, 더 독특한 사실인 지구에서 봤을 때 수직 방향으로도 강력한 물질 분출이 이뤄지고 있다는 것이다. 만약 두드를 옆에서 본다면 거대한 모래시계 형태로 양방향으로 분출하는 물질을 확인할 수 있을 것이다. 그 속도는 초속 240km에 이른다. 과학자들은 비슷한 질량을 지닌 적색거성과 행성상 성운들이 매우 다른 모습을 보이며 최후를 맞이하는 것을 목격했다. 주변 동반성의 간섭이나 이전에 방출된 가스와 먼지가 다양한 형태를 보이는 이유 중 하나로 생각되지만, 아직도 모르는 부분이 많다. 우주의 신비와 먼 미래 태양의 운명을 알기 위한 연구는 계속될 것이다.

 129억 광년 거리의 에어렌들 별 지금까지 관찰된 별 중 우주에서 가장 멀리 떨어져 있는 별을 허블 우주망원경이 포착했다. 별까지의 거리는 무려 129억 광년. 빅뱅이 일어난 후 9억 년 만에 생성된 별이라는 뜻이다.  새로운 연구 결과는 빅뱅으로 우주가 탄생한 지 10억 년 미만으로 거슬러 올라가, 우주에서 가장 오래된 별의 비밀을 밝힐 수 있는 가능성을 비쳐주고 있다.  과학자들은 '새벽 별' 또는 '떠오르는 빛'을 의미하는 고대 영어에서 해당 별의 이름을 에어렌들(Earendel)이라고 지었다. 공식 명칭이 WHL0137-LS인 에어렌들의 질량은 최소 태양 질량의 50배이며, 밝기는 수백만 배에 달한다.​  NASA의 허블 우주망원경이 발견한 '우주에서 가장 먼 별'은 너무나 멀리 떨어져 있어 그 빛이 지구에 도달하는 데 무려 129억 년이 걸렸다. 우주에서는 공간이 곧 시간이므로 별까지의 거리 역시 129억 광년이란 얘기다. 지금 우리가 보는 이 별은 우주의 나이가 현재 나이의 7%에 불과한 약 9억 살 때의 모습인 셈이다. 지금까지 허블이 잡은 가장 멀리 떨어져 있는 단일 별은 2018년에 발견한 것으로, 우주 나이가 약 40억 년, 즉 현재 나이의 30%였을 때 태어났던 별이었다.  미국 볼티모어에 있는 존스홉킨스 대학의 천체 물리학자인 브라이언 웰치는 스페이스닷컴(Space.com)에 "이번 발견은 초기 우주의 별을 자세히 연구할 수 있는 귀중한 기회를 제공한다"라고 밝혔다. 일반적으로 에어렌들과 같은 밝은 별도 지구에서의 거리를 감안할 때 볼 수 있는 별은 아니다. 이전까지 그렇게 먼 거리에서 볼 수 있는 천체는 초기 은하 내부에 둥지를 튼 성단 정도였을 뿐이다.  이번에 과학자들이 에어렌들을 발견하게 된 것은 지구와 그 별 사이에 자리잡고 있는 거대한 은하단인 WHL0137-08 덕분이었다. 이 거대한 은하단의 중력은 시공간의 구조를 왜곡시켜 중력 렌즈를 만들어 에어렌들과 같이 은하 뒤 먼 물체의 빛을 크게 증폭시켜 주었기 때문이다. 이 중력 렌즈는 에어렌들이 있는 은하의 빛을 긴 초승달 모양으로 왜곡시켰는데, 연구원들은 그것을 '선라이즈 아크'(Sunrise Arc)라고 명명했다. 이번에 발견한 에어렌들이 과학자들이 발견한 우주에서 가장 먼 물체는 아니라고 강조하는 웰치는 "허블은 더 먼 거리에서 은하를 관찰했다"라고 설명하며 "그러나 그것은 수백만 개의 별에서 나오는 빛이 모두 혼합된 것을 본 것에 지나지 않지만, 개별 천체의 빛을 식별할 수 있는 것으로는 에어렌들이 가장 먼 물체"라고 덧붙였다.  이 별이 멀리 있지만 나이가 그만큼이라는 아니라고 말하는 웰치는 "우리는 별을 129억 년 전의 모습으로 보고 있지만 그렇다고 해서 별의 나이가 129억 년이라는 의미는 아니"라고 밝히면서 "아마 몇 백만 년 정도 나이를 먹었을 수 있지만, 결코 그보다 더 늙지는 않았을 것"이라고 못박는다.  “별은 질량이 많을수록 급격한 핵융합으로 연료가 빨리 소진되어 일찍 폭발하거나 블랙홀로 붕괴되는 경향이 있기 때문에 이 별은 오늘날까지 살아남지 못했을 것”이라고 설명하는 웰치는 "지금껏 알려진 가장 오래된 별은 비슷한 시기에 형성되었지만 훨씬 질량이 적어 오늘날까지 계속 살아서 빛나고 있다"고 덧붙였다.  에어렌들의 정확한 질량, 밝기, 온도 및 유형 등 많은 세부 사항은 아직까지 불확실하다. 에어렌들이 홑별인지 쌍성인지도 아직 확실하지 않다. 에어렌델 급의 질량을 가진 별들은 대부분 작고 어두운 동반성을 갖고 있기가 쉽다. 만약 에어렌들이 쌍성이라면 그 동반성보다 훨씬 밝고 큰 별일 것이다.  과학자들은 NASA가 최근 발사한 제임스웹 우주망원경으로 후속 관측을 수행하여 에어렌들의 적외선을 분석하고 별에 대한 자세한 정보들을 찾아낼 계획이다. 그런 정보는 무거운 별의 후속 세대에 의해 생성된 중 원소로 우주가 가득 차기 전에 형성된 최초의 별을 규명하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 기대되고 있다.  "이번 연구 결과에 대해 가장 흥미로운 점은 초기 우주에 대한 새로운 창을 열었다는 것"이라고 밝히는 웰치는 "보통 이 거리에서 우리는 전체 은하를 작고 흐릿한 한 천체로 간주하고, 그 안에 있는 별에 대한 세부 정보를 은하의 빛다발로부터 추론한다"고 밝히면서 "그러나 에어렌델은 그와는 달리 단일 별의 빛을 분석해 독립적으로 연구할 수 있으며, 이를 통해 우리은하의 별과 직접 비교하고 초기 우주의 별에 대한 이해를 향상시킬 수 있을 것"이라고 덧붙였다.  연구결과는 '네이처' 저널 수요일(3월 30일)자에 온라인으로 자세히 설명되어 있다.

중국 무인 달 탐사선 ‘창어5호’가 지구로 가져온 달 토양 샘플에서 수십 종의 화학원소가 발견됐다. 현지 관영매체인 글로벌타임스의 28일(현지시간) 보도에 따르면 중국원자력과학연구원(CIAE)은 중성자 활성화 분석을 통해 달 탐사선 창어 5호가 채취한 샘플의 화학물질이 지구에서 확인되는 것과는 다른 성질이라는 사실을 확인했다. 중성자 활성화는 중성자 포획반응에 의해 생성된 방사성 동위원소가 붕괴하면서 특정 에너지의 감마선을 방출하는 과정을 말한다.CIAE 핵물리학 연구소의 궈빙 소장은 “원자로를 사용해 달 토양 표본을 연구한 결과, 40개 이상의 화학 원소를 확인했다. 이중 일부는 지구의 화학원소와 성질이 달랐다”면서 “정확도가 높은 중성자 활성화 분석은 달 토양의 성질을 파괴하지 않고도 정확히 어떤 원소가 포함돼 있는지 확인할 수 있다”고 설명했다. 이어 “지구에 있는 원소 대부분은 달에서도 발견된다. 하지만 동위원소 함량에서 차이를 보이며, 달에서만 발견할 수 있는 몇 가지 물질들이 있다”면서 “우리는 이번 연구를 통해 물과 헬륨-3의 흔적을 찾는데 초점을 맞추고 있다”고 덧붙였다. 헬륨-3는 현재 달 탐사를 진행하는 국가들이 가장 주목하는 자원이다. 핵융합 반응의 원료가 되는 헬륨-3 1g으로 핵융합을 하면 석탄 40t에 달하는 에너지를 친환경적으로 생산할 수 있다. 다만 해당 물질이 태양풍(태양에서 방출된 입자 전하)으로 인해 생성되는 까닭에 대기권이 두터운 지구상에는 거의 존재하지 않는다.반면 달에는 약 100만t가량의 헬륨-3가 침전돼 있을 것으로 추정된다. 전문가들은 향후 기술이 발전해 헬륨-3를 달에서 경제적으로 채취할 수 있고, 헬륨-3를 이용한 핵융합 조건들을 효과적으로 구현할 수 있게 된다면 핵융합에너지 연구방향도 획기적으로 달라질 수 있다고 입을 모은다. 한편, 창어5호는 2020년 12월 17일, 달 북서부 ‘폭풍의 바다’에서 채취한 토양과 암석 샘플 약 2㎏을 가지고 지구로 무사히 귀환하는 데 성공했다. 중국국가항천국(CNSA)이 지난해 2월 최초로 공개한 달의 토양과 암석 샘플 1731g을 담은 사진은 콘크리트와 유사한 짙은 회색빛을 띠는 달 토양과 암석을 볼 수 있으며, 달의 화산 활동으로 생성된 현무암 성분도 육안으로 확인할 수 있다.창어5호가 레이더와 드릴을 이용해 표본을 채취한 ‘폭풍의 바다’는 약 12억 1000만 년 전 토양과 암석이 존재하는 곳이다. 이는 지구에서 다세포 생물이 진화하기 시작한 12억년전부터 있었던 비교적 젊은 달 토양이다. 앞서 미국이 달에서 가져왔던 샘플은 31억~44억년 사이에 형성된 비교적 오래된 토양과 암석이다. 과학자들은 새로 채취한 토양이 태양과 지구의 진화를 이해하는데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 2020년 1월 인류 최초로 창어 4호 탐사선을 달 뒷면에 착륙시키는 데 성공한 중국은 지난해 7월 자국 최초의 화성탐사선 톈원 1호를 쏘아 올린 데 이어 2년 사이 세 번째 우주 탐사 계획에 나서며 우주굴기를 이어가고 있다.

은하수는 지구에서 시선방향으로 보이는 우리은하의 가장자리 모습이다. 요즘은 빛 공해가 심해져 은하수를 보기 어렵지만, 캄캄한 밤하늘 지역에서 보면 하늘을 가로질러 뻗어있는 뿌연 띠를 볼 수 있는데, 서양에서는 그리스 신화의 여신 헤라가 흘린 젖이라고 여겨서 ‘밀키 웨이'(Milky Way)라 부른다. 이것이 무수히 많은 별들의 집적이라는 것을 최초로 알아낸 사람은 1610년 자작 망원경으로 은하수를 관측한 갈릴레오 갈릴레이였다. 우리가 맨눈으로 볼 수 있는 전천의 별 수는 대략 5~6000개 정도다. 이들은 육안으로 볼 수 있는 한계인 6등성 이상 밝기의 별들인데, 물론 망원경을 사용하면 더 많은 별들을 볼 수 있다. 그렇다면 우리 은하수 은하에는 대체 몇 개의 별들이 있을까? 뉴욕 이타카 칼리지의 조교수 데이비드 콘라이히는 “끔찍할 정도로 대답하기 어려운 질문”이라고 전제하면서 “일반적으로 은하의 별들은 정확히 셀 수가 없을 만큼 엄청 많기 때문”이라고 덧붙였다. 우리은하와 비교적 가까운 230만 광년 거리의 대형 은하 안드로메다 은하의 경우, 우리는 가장 크고 밝은 별만 구별할 수 있다. 태양 크기의 별은 우리가 보기 어려울 것이다. 따라서 천문학자들은 아래 기술 중 일부를 사용하여 은하의 별 개수를 추정한다. 우리은하의 구조 우리은하는 지름이 약 10만 광년인 막대 나선은하이다. 은하 바깥쪽을 보면 4개의 나선팔(2개는 메이저, 2개는 마이너)로 둘러싸인 중앙 팽대부가 드러날 것이다. 은하수의 주요 팔은 페르세우스자리 나선팔과 궁수자리 나선팔로 알려져 있다. 지구의 태양은 오리온 팔이라고 불리는 두 개의 작은 나선팔 중 하나에 있는 별이다.우리은하는 수십만 광년 지름의 거대한 가스 헤일로(halo)로 둘러싸여 있다. 천문학자들은 헤일로의 질량이 우리은하에 있는 모든 별들의 질량과 거의 같을 것으로 추정한다. 그러나 우리은하의 별들 중 많은 부분은 보기 힘들다. 은하 중심에 별, 가스, 먼지로 가득 찬 은하 팽대부와 초거대질량 블랙홀이 우리의 시야를 가리고 있기 때문이다. 이 지역의 물질 밀도는 너무 높아서 가장 강력한 망원경을 들이대도 관측 불가다. 20세기 초까지만 해도 천문학자들은 우리은하가 곧 전체 우주라고 생각하고, 우주의 모든 별들이 우리은하의 일부라고 생각했지만, 이런 상식은 미국의 신출내기 천문학자 에드윈 허블에 의해 여지없이 깨어졌다. 그는 당시 최대였던 윌슨산 천문대의 강력한 망원경으로 관측한 결과, 그때까지 우리은하 내의 ‘성운’으로 알고 있었던 안드로메다 은하가 실은 우리은하 밖에 존재하는 수많은 섬우주인 외부은하임을 증명해냈던 것이다. 별의 개수를 알려면 은하의 무게를 재라 천문학자들이 은하에 있는 별의 수를 추정하는 주된 방법은 은하의 질량을 결정하는 것이다. 이것은 은하의 회전과 방출하는 빛의 스펙트럼을 분석하여 알아낼 수 있다. 같은 질량의 은하라 하더라도 별의 유형과 전체 질량에 차이가 있을 수 있다. 콘라이히는 이에 대해 일반론을 말하기는 매우 어렵다고 경고하는 한편, 한 가지 차이점은 우리은하와 같은 나선은하와 타원은하 사이에서 볼 수 있다고 말한다. 타원은하는 나선은하에 비해 K형과 M형 적색왜성을 더 많이 가지는 경향이 있다. 타원은하는 나선은하보다 오래되었기 때문에 진화하는 동안 많은 가스를 방출하는 바람에 성간 가스가 더 적다. 일단 은하의 질량이 결정되면, 또 다른 까다로운 일은 그 질량의 얼마가 별들로 이루어져 있는지 알아내는 것이다. 은하를 이루는 질량의 대부분은 빛을 방출하지 않는 암흑물질로 구성되어 있기 때문이다. “은하를 모델링하고 별의 질량이 몇 퍼센트를 차지하는지 확인해야 한다”고 말하는 콘라이히는 “일반적인 은하에서 회전 곡률로 질량을 측정하면 그 중 약 90%가 암흑물질”이라고 설명한다. 은하계에 남아 있는 대부분의 물질이 확산 가스와 먼지로 구성되어 있기 때문에 콘라이히는 별의 비중은 전체 은하계 질량의 약 3%를 차지할 것으로 추정하지만 이는 다를 수도 있다. 또한 별 자체의 크기는 우리 태양보다 수십 배 작거나 클 수도 있다. 우리은하에는 대략 몇 개의 별이 있을까?그렇다면 은하수에 몇 개의 별이 있는지 확실히 알 수 있는 방법은 없을까? 우리은하를 맵핑하는 가이아 임무를 수행하는 유럽우주국(ESA)의 과학자 조스 더 브라우너에 따르면, 현재 우리은하 별의 추정치는 1000억에서 4000억 개 사이다. 더 브라우니는 명확한 수치를 알기는 어려울 것이라고 한다. 2013년부터 궤도를 돌고 있는 가이아 탐사선은 326광년 거리까지 태양 주변에 있는 17억 개의 별 위치를 매핑하는 데 성공했다. 천문학자들은 이 수치를 근거로 전체 은하계를 모델링할 수 있지만, 가이아조차도 가장 희미하고 작은 별을 보는 데 어려움을 겪고 있는 만큼 완벽한 수치를 결정하기는 어렵다. 브라우너는 “근본적인 문제는 매우 희미한 적색왜성의 광도(분포)를 측정한 다음, 갈색왜성까지 얼마나 되는지 그 숫자를 추정하는 것”이라고 설명한다. 적색왜성은 우주에서 가장 흔한 별이며 가장 오래 사는 별이기도 하다. 그러나 너무나 어둡기 때문에 식별하기가 어렵다. 갈색왜성은 더 어둡다. 이들은 기본적으로 핵융합을 시작하기에 충분한 물질을 축적하지 못한 실패한 별이다. 따라서 그것들은 별과 행성 사이의 위치하는 중간적인 천체로, 희미한 적색왜성보다 발견하기가 훨씬 더 어렵다. 브라우너는 “전체 이야기에서 두 번째 난관은 이중성인데, 그 빈도가 아직 완벽하게 밝혀지지 않았다”면서 “2025년 가이아의 임무가 끝날 때까지 과학자들이 우리은하의 별 수를 보다 근접하게 알게 되겠지만 상당한 불확실성이 남아 있을 것”이라고 예상했다. 참고로 '코스모스'를 쓴 유명 천문학자 칼 세이건은 4000억 개라는 데 손을 들었다.　　

“적절한 가동률 유지하면서 안전성 확보”신한울 1·2호기, 신고리 5·6호기 언급“가능하면 이른 시간 내에 정상 가동”문재인 대통령은 25일 “원전이 지속 운영되는 향후 60여년 동안 원전을 주력 기저전원으로 충분히 활용해야 한다”고 말했다. 또 건설이 지연되고 있는 신한울 1·2호기와 신고리 5·6호기를 언급하며 “가능하면 이른 시간 내에 단계적으로 정상가동을 할 수 있도록 점검해달라”고 주문했다. 대선을 앞둔 시점에 국민의힘을 중심으로 정부의 ‘탈원전’ 기조에 대한 비판이 이어지고 있는 가운데 이런 발언이 나와 배경에 관심이 집중될 전망이다. 문 대통령은 이날 청와대에서 ‘글로벌 에너지 공급망 현안 점검회의’를 열고 이같이 밝혔다고 박경미 청와대 대변인이 서면브리핑에서 전했다. 이번 회의는 우크라이나 사태로 글로벌 에너지 공급망 불안이 고조되는 상황에서 안정적인 전력 공급 기반 확충을 위해 국내 원전의 실태를 점검하는 취지에서 열린 것이라고 박 대변인은 설명했다. 문 대통령은 “적절한 가동률을 유지하면서 원전의 안전성 확보에 만전을 기해 달라”면서도 원전을 충분히 활용할 필요가 있다고 밝혔다. 다만 “에너지원으로서 원전이 지닌 장점에도 불구하고 우리나라의 경우 원전 밀집도가 세계 최고인데다 특정 지역에 밀집돼 있어 사고가 나면 그 피해를 감당하기 어렵기 때문에 에너지믹스 전환은 불가피하다”고 진단했다.그러면서 “우리 정부의 에너지전환 정책은 신규 원전 건설 중단, 수명이 다한 노후 원전의 수명 연장 금지 등을 2084년까지 장기에 걸쳐 단계적으로 추진하는 것”이라고 설명했다. 원전 비중을 줄이는 60년 동안에는 이를 충분히 활용해야 한다는 것이다. 문 대통령은 신한울 1·2호기와 신고리 5·6호기에 대해 “(이 원전들은) 포항과 경주의 지진, 공극 발생, 국내자립기술 적용 등에 따라 건설이 지연됐다”며 “(그러나) 그간 안전성을 높이기 위한 기준 강화와 선제적 투자가 충분하게 이뤄졌다”면서 준공을 앞당겨달라고 당부했다. 문 대통령은 원전기술에 대해서도 “세계적인 선도 기술을 확보하는 것이 중요하다”며 “원전의 안전성을 높이기 위한 기술, 원전해체 기술, SMR (소형모듈원자로) 연구, 핵융합 연구에 속도를 내고 사용후핵연료 처리 방침도 조기에 검토해 결론을 내달라”고 지시했다. 문 대통령은 “각국은 자국의 사정에 따라 에너지믹스를 선택하고 있다. 원전이 필요한 국가들은 한국의 기술과 경험을 높이 사서 우리 원전의 수입을 희망하고 있다”며 “원전을 수출하는 것은 너무도 당연하다”고 말했다.

춘천시의회가 9일 제315회 임시회 중 각 상임위원회 회의를 열어 안건을 심의하고 2022년도 주요업무 추진계획 보고를 받는 등 본격적인 의정 활동을 재개했다. 기획행정위원회의 김경희 의원은 ‘한국핵융합에너지연구원 출연 동의안’과 관련하여 “인공태양 연구단지 유치를 위하여 집행부의 세밀하고 철저한 계획 수립과 추진해야 한다”고 주문했다. 또 이상민 의원은 ‘한국핵융합에너지연구원 출연 동의안’과 관련하여 “춘천이 아닌 타지역 소재 연구기관에 대한 출연 근거 부족하다”고 문제점을 지적했다. 복지환경위원회의 고옥자 의원은 “방문 건강관리가 필요한 가구 수에 대해 면밀히 정비 후, 그에 맞는 방문 보건 인력 배치해야 한다”고 주장했다. 또 윤채옥 의원은 “재택치료하는 1인 가구 코로나19 확진자에게 신속한 약품 지원이 가능하도록 방안을 강구해야 한다”고 제안했다. 이어 김운기 의원은 “코로나19 확진자가 증가하는 만큼, 선별진료소 검사 대기 시간 단축 방안을 마련한다”며 절저한 대책 마련을 촉구했다.  경제도시위원회의 이희자 의원은 “수열에너지 융복합클러스터 사업이 현재 토지 보상 문제 등 어려움이 있으나  앞으로 기업 유치와 연관된 중요 사업”이라면서 “사업 진행에 차질이 없도록 집행부의 역할을 다해야 한다”고 당부했다. 또 박순자 의원은 “반려동물 인식개선 사업으로 계획 중인 기간제 인력을 산책로 등 시민이 자주 다니는 장소에 배치하여 개 물림 사고가 발생하지 않도록 관리·감독을 철저히 해 달라”고 주문했다.

단 5초 동안 59MJ의 핵융합 에너지 생산으로 인류의 도전이 새로운 이정표를 썼다. 10일(현지시간) 영국 BBC방송 등에 따르면 유럽 과학자들이 지난해 12월 영국원자력청의 핵융합 연구장치인 ‘제트’(JET) 실험을 통해 59MJ의 에너지를 생산한 것으로 확인됐다. 이는 11㎿ 정도의 전력으로 전기 주전자 약 60개 정도의 물을 끓일 수 있는 에너지다. 영국 이언 채프먼 원자력청장은 “이번 실험은 과학계의 가장 큰 도전을 실현하기 위해 접근한 획기적 사건”이라고 밝혔다. 기존 최고 기록은 1997년 달성한 약 22MJ의 핵융합 에너지다. 25년 만에 두 배 이상 생산량을 늘린 것이다. 핵융합 에너지는 지구 온난화 등 기후변화에 대응할 이상적인 저탄소 에너지원으로 꼽힌다. 일명 ‘인공태양’으로 불리는 이 장치는 ‘토카막’(tokamak)이라는 거대한 도넛 모양의 기계를 사용해 두 개 이상의 원자를 합치는 핵융합 과정을 재현한다. 전 세계 전력 생산량의 10%를 차지하는 원자력은 핵분열 방식으로 에너지를 만들지만 수천 년 동안 지속되는 방사성 폐기물을 생성해 환경론자들의 반발을 사고 있다. 유럽의 핵융합 전문가 4800명이 참여 중인 유로퓨전 컨소시엄의 토니 던 박사는 이날 성명에서 “5초 동안 유지한 핵융합을 앞으로 5분으로 늘리고, 미래에는 5시간으로 유지할 수 있는 가능성이 확인됐다”고 평가했다. 영국의 제트보다 규모가 더 큰 국제핵융합실험로(ITER)도 프랑스 남부 지역에 건설 중이다. 220억 달러가 투입된 ITER 프로젝트는 한국, 미국, 중국, 유럽연합(EU) 등 7개국 공동 사업으로 2025년 핵융합 실험 개시를 목표로 한다.

춘천시의회가 오는 14일 2022년도 첫 의사 일정인 제316회 임시회를 진행한다고 7일 밝혔다. 시의회는 오늘 오전 10시 본회의장에서 개회식을 시작으로 8일간 상임위별로 2022년도 주요 업무 추진계획 보고를 받는다. 또 이번 임시회에서는 조례안 7건, 계획안 1건, 규칙안 1건, 동의안 1건, 의견청취안 1건, 기타 1건 등 총 12건의 안건을 심사·처리한다. 세부적으로 살펴보면 의회운영위원회가 맡은 안건은 △춘천시의회 의원 교육연수에 관한 조례안 △춘천시의회 의원 공무원 국외출장 규칙 일부개정 규칙안이다. 기획행정위원회는 △춘천시 시정소식지 발행 조례 일부개정조례안 △춘천시 읍·면·동과 리의 명칭 및 관할구역 조례 일부개정조례안 △춘천시 평생학습관 운영 조례 일부개정조례안 △한국핵융합에너지연구원 출연 동의안 △2022년도 제1차 수시분 공유재산관리계획안을 심사할 예정이다. 복지환경위원회는 △춘천시 택시운송사업 지원 조례 전부개정조례안 △춘천남부노인복지관 민간위탁 재위탁 보고의 건을, 경제도시위원회는 △춘천시 지역건설산업 활성화 지원 조례 일부개정조례안 △춘천시 관광시설 관리 및 운영 조례 일부개정조례안 △춘천 도시관리계획 결정에 따른 의견청취안을 처리한다. 각 상임위에서 심사한 안건은 오는 14일 제2차 본회의에서 최종 확정된다. 시의회 관계자는 “춘천시의원들은 임기가 끝나는 오는 6월까지 한치의 흔들림 없이 집행부를 견제하고 지역 주민의 보다 나은 삶을 위해 노력하겠다”고 말했다.

2011년 3월 11일 동일본 대지진 때 후쿠시마 원자력발전소 근처에서 살던 여섯 청년들이 피폭 후유증으로 갑상선암이 발병했다며 도쿄전력(Tepco)에 540만 달러(약 65억원)의 손해배상을 청구했다. 당시 6~16세였던 이들 젊은이들은 갑상선 일부나 전체를 제거하는 수술을 받아 장애에 시달리고 있다고 변호인들은 주장했다. 하지만 방사능 피폭이 암을 불러왔다는 사실을 법정에서 입증하느라 꽤 힘들 것 같다고 영국 BBC는 27일 전했다. Tepco 대변인은 소송이 제기된 사실을 알고 있으며 원고들의 주장을 구체적으로 들어본 뒤 입장을 표명하겠다고 밝혔다. 일본 동북부 후쿠시마에 지진이 엄습하고 이 바람에 원전의 핵융합로가 녹아 내려 1986년 우크라이나 체르노빌 원전 폭발 이후 최악의 참사로 기록되지만 광범위한 피폭 피해가 발생했는데도 현저히 피폭량이 적어 그나마 현지 주민들의 피해는 적은 편이었다. 하지만 장기적 피해가 어떨지 속단하기 어렵다는 반론도 만만찮았다. 유엔 전문가 패널위원회는 지난해 동일본 참사가 전체 인구에게 어떤 직접적인 건강 문제를 야기하지 않았다고 결론 내렸다. 2013년 세계보건기구(WHO)는 보고서를 통해 이 지역의 암환자 발생 빈도를 눈에 띄게 높이지 못할 것이라고 예상했다. 그러다가 2018년 원전 근무자가 방사능 노출 후유증으로 세상을 등지자 일본 정부는 유가족에게 배상을 해야 한다고 밝혔다. 반면 이번 소송에 참여한 원고들은 방사능 노출이 암 발병 원인이라고 보고 있다. 이들은 하나 같이 가족력을 따져도 전립선암 진단을 받은 이가 없다고 주장했다. 게니치 변호사는 “일부 원고는 고등교육을 받지도, 직장을 구하지도 못했고, 미래를 향한 꿈도 접어야 했다”고 AFP 통신에 밝혔다. 이들의 소송은 전국적인 관심을 모으고 있다. 정부는 괜찮다고 강변하지만, 후쿠시마를 떠나온 이들은 여전히 살기 좋지 않은 곳이라고 여기고 있다. 후쿠시마현이 조사한 바에 따르면 지난해 6월까지 갑상선암 진단을 받았거나 의심된다고 주장하는 이들이 300명 가까이 된다.

중국 국책연구소가 핵융합 원자로 연구설비인 ‘인공태양’을 17분 이상 작동시켜 기록 경신에 성공했다. 핵융합 발전은 태양의 에너지 생성 방식을 본뜬 것이다. 우주에서는 수소로 이루어진 거대한 가스 덩어리가 높은 열을 받아 헬륨으로 변하는 핵융합이 끊임없이 계속되는데, 이런 우주의 핵융합을 지구에서 실현해내는 기술이 인공태양이다. 인공태양은 중수소와 삼중수소를 연료로 사용해 섭씨 1억도 이상의 초고온 플라스마를 생성하고 이를 자기장을 활용해 가두는 장치다. 이러한 핵융합 기술을 이용하면 바닷물 1ℓ로 휘발유 300ℓ에 달하는 에너지를 얻을 수 있다. 상용화가 가능해지면 인공 태양은 지구 에너지 문제를 해결할 새 대안이 될 것으로 기대하고 있다. 핵융합 에너지는 원료인 수소를 쉽게 얻을 수 있고 방사선 발생도 없어 ‘꿈의 에너지’로 불리지만, 실제로 핵융합을 통해 에너지를 효율적으로 얻으려면 초고온 상태 유지 등 기술적 제약을 해결해야 한다.중국은 2017년 7월 5000만도의 초고온 플라스마 상태를 101.2초간 유지했었고, 2018년 11월에는 1억도의 온도를 내는 데 성공했다. 지난해 6월에는 1억 2000만도 초고온에서 101초간 유지하는 데 성공하면서 세계 기록을 달성했다. 관영 신화통신의 4일 보도에 따르면 중국과학원 사하 허페이 물질과학연구원은 핵융합 실험로 ‘이스트’(EAST·Experimental Advanced Superconducting Tokamak)를 이용해 또 한번 최고 온도·최장 가동 시간을 기록했다. 연구진에 따르면 지난해 말 1억 2600만도의 초고온 플라스마 상태를 1056초(약 17분 6초) 동안 유지하는데 성공했다고 밝혔다. 지난해 6월 기록인 1억 2000만도에 비해 600만도 더 높고, 가동 시간도 무려 10배 늘어난 셈이다. 연구를 이끈 중국과학원 연구원 공셴주 박사는 “1억 2600만도의 온도에서 1056초 동안 정상 상태의 플라즈마가 유지되면서, 핵융합 발전을 위한 기반을 확고하게 다졌다”고 설명했다. 중국은 2035년까지 공업용 핵융합 원자로 시제품을 만들고, 2050년까지 인공태양의 대규모 상업적 이용을 시작할 예정이다.중국과 한국 등 세계 각국의 핵융합 발전소는 온실가스 배출량을 줄이고 탄소 중립을 달성하는데 인공태양이 큰 역할을 할 것으로 기대하고 있다. 인공태양은 화석 연료가 필요하지 않으며, 유해 폐기물과 같은 환경오염 물질을 전혀 남기지 않기 때문이다. 무엇보다 핵융합 에너지는 원료를 쉽게 얻을 수 있고 고갈될 염려도 적다는 특징이 있다. 핵융합 에너지의 연료인 중수소는 바닷물에서 얻을 수 있다. 한편, 한국의 한국핵융합에너지연구원은 2020년 11월 인공태양 ‘케이스타’(KSTAR)를 1억도에서 20초 동안 운행하는데 성공한 바 있다.

세밑이 되면 가는 해를 아쉬워하고 오는 해를 향해 새로운 희망을 품기 마련이다. 코로나19가 임인년 새해에도 계속될 것이라는 우울한 예측들이 나오지만, 과학자들은 놀라운 연구 성과를 내고 있고 인류에게 희망을 줄 수 있는 연구에 끊임없이 도전하고 있다. 과학저널 사이언스와 네이처는 ‘2021년 최고의 연구성과’와 ‘2022년 주목해야 할 연구’를 발표하면서 과학자들의 노력에 박수를 보냈다. 사이언스가 꼽은 올해 과학계 최고의 연구에는 단백질 구조 해독 시간을 획기적으로 줄인 인공지능(AI) ‘로제타폴드’ 개발이 꼽혔다. 이 연구는 사이언스 독자를 대상으로 한 온라인 투표에서도 39%의 지지를 받아 1위에 올랐다. 단백질이 어떤 특성을 갖고 있는지 파악하기 위해서는 아미노산 서열뿐만 아니라 2차, 3차, 4차구조를 정확히 알아야 한다. 단백질 입체구조 파악을 위해 X선 결정학이나 극저온전자현미경이 이용되고 있다. 문제는 결과를 얻기까지 짧아야 수개월, 길게 보면 몇 년이 걸린다는 점이다. 미국 워싱턴대 단백질설계연구소 연구진은 짧게는 수 분, 길어도 수 시간 내에 단백질 구조를 해독하는 로제타폴드를 만들었다. 로제타폴드로 기존에 밝혀진 단백질 구조를 해독하도록 한 결과 90% 이상의 정확도로 파악하는 것이 확인됐다. 과학자들은 이 연구 결과가 생화학 분야의 판도를 바꿀 것으로 보고 있다. 독자들이 선정한 우수연구성과 2위는 고대 퇴적물에서 고인류의 DNA를 발견한 것이다. 3위는 크리스퍼 유전자가위를 이용한 시력 개선 같은 인체적용 연구가 선정됐다. 이 밖에 코로나19 치료제 개발, 환각제를 이용한 외상후스트레스장애(PTSD) 치료, 화성 지진 관측, 감염병 치료용 단일클론항체 개발, 한 단계 발전한 핵융합기술 등도 올해 우수연구 순위에 올랐다. 새해에 주목해야 할 연구는 어떤 것들이 있을까. 네이처는 3년째에 접어드는 코로나19 상황에 주목해야 한다고 강조했다. 2020년 초 코로나19에 감염됐다가 완치된 이들의 장기적 영향에 대한 추적조사가 본격화될 것으로 예상되고 있다. 변이 바이러스가 계속 등장하는 상황에서 이에 대응할 수 있는 변이 맞춤형 백신과 치료제들을 신속하게 생산할 수 있는 방법도 등장할 것으로 기대된다. 각국의 우주탐사 계획은 2022년 전 세계를 열광시킬 것으로 보인다. 미국 항공우주국(NASA)은 내년 2월 아르테미스 계획의 첫 무인 탐사선 ‘아르테미스 1호’를 쏘아 올린다. 우주인을 태운 유인 탐사선 아르테미스 2호는 2023년에 발사한다. 아르테미스 계획은 2025년까지 달에 인간을 보내기 위한 것으로 미국, 유럽, 일본은 물론 한국까지 참여하고 있는 국제 프로젝트다. 한국도 내년 8월 달 궤도선을 발사한다. 한국 최초의 달 궤도선에는 달의 물과 얼음을 탐지하기 위해 NASA가 개발한 특수카메라를 비롯해 다양한 과학 관측 탑재체가 실린다. 중국도 내년에 톈허 우주정거장을 완성할 계획이며 유럽연합(EU)과 러시아는 2020년에 발사 연기됐던 화성탐사선 ‘엑소마스’ 프로젝트를 재가동한다. 또 거대강입자가속기(LHC) 재가동도 초미의 관심사다. LHC는 스위스와 프랑스 국경에 설치된 27㎞의 원형터널로 이뤄져 있는데 양성자 2개를 각각 다른 방향으로 빛의 속도에 가깝게 가속시킨 뒤 충돌시켜 나오는 입자를 관측하는 장치다. LHC로 ‘신의 입자’로 불렸던 힉스입자를 찾아낸 과학자들은 2013년 노벨물리학상을 수상하기도 했다. 2018년 12월까지 2차 가동을 마친 LHC는 검출기 구성 장치추가를 포함한 개선 작업을 시작했다. 올해 3차 가동을 시작할 계획이었지만 코로나19로 작업이 늦어지면서 내년 6월 가동될 예정이다. 3차 가동이 시작되면 새로운 입자와 암흑물질을 발견할 수 있을지 주목된다. 기후변화, 생물다양성 논의를 위한 제27차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP27), 제15차 유엔생물다양성협약 당사국총회(COP15) 2부회의도 내년에 주목해야 할 부분이라고 네이처는 밝혔다.

칠레의 고산 지대는 고도가 높을 뿐 아니라 매우 건조하고 구름이 없어 세계에서 천문 관측에 가장 좋은 장소로 손꼽힌다. 따라서 수많은 광학 및 전파 망원경이 이곳에 설치되어 있다. 8.1m 구경의 대형 망원경인 제미니 사우스 망원경 (Gemini South telescope)도 그중 하나다. 최근 제미니 사우스 망원경은 지구에서 500광년 정도 떨어진 가스 성운인 카멜레온 적외선 성운 (Chamaeleon Infrared Nebula)을 관측했다. 카멜레온 적외선 성운의 정체는 태어난 지 얼마되지 않은 원시 아기별이다. 핵융합 반응을 시작한 아기 별은 우렁찬 아기 울음소리처럼 양방향으로 강력한 가스를 내뿜는데, 이를 허비그-하로 (Herbig-Haro, HH) 천체라고 부른다. 카멜레온 적외선 성운 허비그-하로 천체는 별 주변에 있는 고리 모양의 가스와 먼지 구름 때문에 양쪽으로 부채꼴 모양으로 퍼지면서 마치 거대한 나비처럼 보인다. 그러나 지구에서 봤을 때 차가운 가스와 먼지 때문에 오른쪽이 가려 마치 한쪽 날개를 잃은 나비처럼 보이는 것이다. 위의 사진에서는 왼쪽 날개의 생생한 모습과 함께 오른쪽 날개의 윤곽도 볼 수 있는데, 제미니 사우스 망원경의 뛰어난 성능 덕분이다. 참고로 카멜레온과는 전혀 닮지 않은 외형에도 불구하고 이런 명칭이 붙은 이유는 카멜레온 암흑 구름 성운에 있는 아기 별이기 때문이다. 카멜레온 1/2/3 암흑 구름은 수백 개의 별이 태어나는 가스 성운 가운데 지구에 가장 가까워 별과 행성의 탄생 과정을 연구하는 과학자들의 중요한 관측 목표가 되고 있다.그런데 카멜레온 적외선 성운과 반대 상황에서 나비 모양의 성운을 보여주는 경우도 있다. 바로 행성상 성운인 나비 성운 (NGC 6302)이다. 나비 성운은 죽어가는 별이 주변으로 가스를 방출하면서 생성된 성운으로 역시 별 주위의 고리 모양 가스와 먼지로 인해 가스가 원뿔 형태로 퍼지면서 나비 같은 모습이 됐다. 나비처럼 태어나고 또 나비처럼 사라지는 별의 모습은 우연이 일치이긴 하지만, 너무나 아름다운 우주의 신비다.