우리가 사는 은하는 태양 같은 항성 수천억 개가 모인 거대한 집단이다. 하지만 이 은하 역시 더 큰 구조인 은하단을 이루는 평범한 구성원에 지나지 않는다. 사실 우리 은하의 별보다 우주에 더 많은 게 은하다. 과학자들은 현재 우주에 있는 은하의 분포가 빅뱅 직후 발생한 미세한 물질의 분포 차이에서 비롯되었다고 생각하고 있다. 물질의 밀도가 조금이라도 높은 지역에는 점차 중력에 의해 물질이 모이기 때문에 시간이 지날수록 중력의 크기가 커져 더 많은 물질을 끌어모으게 된다. 그 결과 우주에서 은하의 분포는 균일한 것이 아니라 일부분에 집중된 구조를 보이게 된다. 이 구조는 거대한 거품 모양이나 혹은 구멍이 많은 스위스 치즈 모양에 빗대어 설명하는데, 사실 우주의 대부분은 은하가 없는 텅 빈 공간인 보이드 (Void)이기 때문이다. 지난 10여 년간 과학자들은 우주에 있는 은하의 분포를 표시한 3차원 지도를 작성해 이와 같은 사실을 밝혀냈다. 이번에 국제 과학자팀이 공개한 Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III)/ Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) 지도 역시 그런 것으로 여기에는 일반적인 중성자나 양성자 같은 물질을 의미하는 바리온(중입자) 지도가 표시되어 있다. 쉽게 설명하면 일반적인 물질로 구성된 은하의 지도이다. 120만 개의 은하가 하나하나 작은 점으로 찍혀 있는 이 3차원 지도는 60x45x5억 광년 정도의 크기를 포함하고 있다. 지구에서 보았을 때 거대한 구형인 우주를 자른 것으로 그 단면은 부채꼴 모양이다. 이 지도를 통해 과학자들은 우주의 물질 분포와 진화를 연구할 수 있다. 동시에 우리는 이 지도를 통해 우리가 사는 세상이 얼마나 작은 것인지를 새삼 느끼게 된다. 지구 같은 행성을 수천억 개 이상 거느린 은하도 여기서는 모래알갱이처럼 작은 점에 지나지 않기 때문이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com　

발목염좌는 일상생활 속에서 누구나 경험할 수 있는 흔한 질환이다. 발목이 심하게 비틀리거나 접질렸을 때 발목관절을 지탱하는 인대들이 손상이 입어 발생하는 것으로 흔히 ‘발목이 삐었다’거나 ‘발목을 접질렸다’라고 하는 경우 대부분 발목염좌라는 진단을 받게 된다. 일반적으로 발목염좌의 약 90%는 발바닥이 안쪽으로 뒤틀리며 발목의 바깥쪽 부분에 손상이 일어나는 경우다. 인대 손상의 정도는 가벼운 좌상에서부터 중대한 인대 섬유 파열, 힘줄 손상까지 다양하게 나타날 수 있는데, 외상성 손상이 심할 경우에는 족관절의 완전 탈구나 골절로 이어질 수 있다. 퇴행성 관절염 역시 발목염좌를 일으키는 한 가지 원인으로 지적된다. 최근에는 스포츠활동을 즐기는 인구가 증가하면서 발목 부상을 호소하는 사례도 더욱 증가하는 추세다. 실제로 건강보험심사평가원의 2014년 통계에 따르면 스포츠 활동을 즐기는 20대 남성의 발목관절 질환 관련 질료비가 약 19.5% 증가한 것으로 나타나기도 했다. 발목관절 통증 및 부종을 호소하며 병원을 방문한 20대 뮤지컬 배우 A씨 역시 점프 동작 등이 포함된 과격한 동작을 반복하면서 발목에 무리간 상태에서 공연일정을 위해 무리하게 연습을 진행하다가 증상이 더욱 심각해진 케이스다. 발목염좌의 경우 손상 초기에 적절한 치료를 받지 않으면 인대가 느슨해진 위치에서 아물 수 있고, 반복적으로 손상을 받게 되면 발목관절의 연골 손상으로 이어질 수 있다. 또한 반복적 염좌는 잦은 손상이 있는 바깥쪽 인대뿐 아니라 발목 안쪽의 튼튼한 인대까지 손상시켜 결국에는 전체 발목 관절염의 위험까지 발생하게 되므로, 가벼운 발목염좌라도 초기에 적절한 치료를 시행해 장기적인 손상을 예방하는 것이 좋다. 발목염좌 등으로 통증이 발생한 초기 병원을 방문하면 약물치료, 물리치료, 보호대 착용 등의 보존적 치료만으로 증상 개선이 가능하며, 통증이 심한 경우에는 신경차단술, 관절조영술, 재생증식치료, ESWT(체외충격파요법) 등의 비수술적 통증치료를 적용할 수 있다. 또한 C-Arm(영상증폭장치)를 활용하거나, 초음파 유도하 치료 등을 실시할 경우 정확도를 더욱 높일 수 있을 뿐 아니라 시술 시 통증 역시 크게 줄어드는 등의 장점이 있다. 특히 부종이 심하거나 염증이 심할 때에 효소 주사제재를 활용한 시술이 효과적이다. 발목 염좌의 경우 약간의 휴식 후 통증이 완화되는 경향이 있어 간과하기 쉽다. 그러나 인대는 한번 손상되면 금세 회복되지 않기 때문에 초기 치료가 중요하다. 적절한 관리로 발목 관절염의 발병을 예방하고 과도한 운동 및 굽이 높은 신발을 피해 발목 관절 건강에 도움을 주는 것을 추천한다. 도움말: 화인마취통증의학과 방배이수점 김기석 원장 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

태양계에는 8개의 행성이 존재한다. 안쪽에는 4개의 작은 암석형 행성이 있고 태양에서 좀 떨어진 장소에 4개의 대형 가스 행성이 존재한다. 이와 같은 구성을 한 이유는 태양에서 가까운 행성의 경우 가스와 먼지를 쉽게 흡수하지 못하지만, 태양풍의 힘이 약한 먼 궤도에서는 행성이 쉽게 가스를 흡수해 큰 가스 행성으로 자라나기 때문이다. 하지만 과학자들이 찾은 외계 태양계 가운데는 이런 공식과 맞지 않는 경우가 존재한다. 그중에서도 가장 극단적인 경우는 바로 '뜨거운 목성'(hot Jupiter)이라고 명명된 행성이다. 뜨거운 목성은 보통 목성보다 더 크다. 하지만 그 공전궤도는 수성보다 훨씬 모항성에 가까워서 공전 주기가 수십 일에서 수일에 불과하다. 모항성에서 가까운 거리 덕분에 표면 온도는 섭씨 1000도가 넘는 경우도 드물지 않다. 그런데 과연 어떻게 이렇게 가까운 궤도에서 거대 행성이 자랄 수 있었을까? 가장 많은 지지를 받는 가설은 바로 궤도 전이설이다. 본래 목성 정도 궤도에서 생성되었던 가스 행성이 궤도 전이를 통해서 안쪽으로 이동하면서 지금의 궤도로 이동했다는 것이다. 다만 이 경우에는 도대체 어떤 힘이 이렇게 큰 행성의 궤도를 변경했느냐는 질문이 나올 수 있다. 가장 가능성 있는 설명은 비슷한 크기의 다른 행성과의 상호 중력 작용이나 동반성의 중력 간섭이다. 이를 설명하기 위해서 과학자들은 복잡한 시뮬레이션을 통해 그 가능성을 검증해왔다. 토론토 대학의 첼시아 황(Chelsea Huang)을 비롯한 천문학자들은 이 가설에 의문을 품고 뜨거운 목성과 동반 행성을 관측했다. 만약 목성보다 더 큰 행성이 이동했다면, 그 과정에서 지구 같은 작은 행성들은 큰 행성의 중력 때문에 대부분 살아남기 어렵다. 따라서 궤도 전이설이 옳다면 뜨거운 목성은 매우 외로울 것이다. (즉, 작은 행성이 그 주변에 존재하지 않을 것이다) 연구팀이 27개의 뜨거운 목성을 관측한 결과는 27개 가운데 11개가 지구에서 해왕성 크기의 다른 행성을 가지고 있다는 것이 밝혀졌다. 만약 궤도 전이설이 옳다면 설명하기 어려운 결과였다. 여기에 작은 행성일수록 관측이 어려운 점을 생각하면 나머지 16개 행성계에도 숨은 작은 행성이 존재할 가능성이 있다. 따라서 연구팀은 뜨거운 목성이 실제로 그 위치에서 생성되었을 가능성도 고려할 필요가 있다고 주장했다. 과연 어떤 이론이 옳은지는 아직 결론이 나지 않았지만, 한 가지 분명한 부분은 우주는 생각보다 복잡하다는 것이다. 수많은 별 주변에 수많은 행성이 존재하는데, 이들의 모습은 천차만별이며 또 다른 태양계가 아니다. 어쩌면 우리는 태양계라는 우물에서 우주를 바라본 개구리인지도 모른다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

사람의 오감(五感)과 운동 기능은 물론 언어와 판단 같은 고차원 사고 기능까지 담당하는 대뇌피질의 구조와 기능을 한눈에 볼 수 있는 자세한 뇌지도가 나왔다. 특히 기존에 알려지지 않았던 뇌 부위가 밝혀짐에 따라 알츠하이머 치매, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환은 물론 자폐증, 우울증 등 정신질환 치료에도 큰 진전을 이룰 전망이다. 미국 워싱턴대 의대, 미네소타대, 영국 옥스퍼드대, 임페리얼칼리지, 네덜란드 라드바우트대 의대 연구자가 참여한 국제공동연구진은 수년의 연구 끝에 그동안 기능이 확인되지 않았던 대뇌피질 97개 영역의 기능을 규명, 기존 83개 영역에 더해 모두 180개 영역으로 이뤄진 대뇌피질 뇌지도를 완성했다. 미국국립보건원(NIH)에서 지원하는 휴먼 커넥톰 프로젝트(HCP)의 일환으로 진행된 이번 연구결과는 세계적인 과학저널인 ‘네이처’ 20일자에 발표됐다. 연구진은 210명의 건강한 성인 남녀를 대상으로 기능성자기공명영상(fMRI) 기술을 이용해 뇌가 쉬고 있을 때와 활발히 움직일 때를 찍어 데이터를 확보했다. 또 대뇌피질의 두께, 대뇌 표면을 얇게 둘러싸고 있는 막 형태의 미엘린의 함량도 분석했다. 이런 데이터들을 종합적으로 분석한 결과 연구진은 대뇌피질이 180개 영역으로 구분된다는 것을 밝혀냈다. 특히 83개 영역은 이미 기능들이 알려졌던 것들이지만 97개 영역은 기존 뇌지도에는 나오지 않았던 ‘미지의 공간’이었다. 데이비드 반 에센 워싱턴대 신경과학과 교수는 “지금까지 뇌연구가 성능이 좋지 않은 망원경으로 겨우 하늘을 바라본 것이라면 이번 연구는 우수한 광학기술을 확보해 우주를 관찰하게 됐다는 것으로 볼 수 있다”며 “이번 연구를 통해 뇌가 어떤 방식으로 작동하고 각각의 영역이 뇌 관련 질환에 어떤 영향을 미치는지에 대해 잘 알 수 있을 것”이라고 설명했다. 한편 NIH가 3850만 달러(약 432억원) 규모의 연구비를 지원하는 HCP는 2009년부터 진행되고 있다. 네트워크 이론을 바탕으로 뇌를 구성한 다양한 영역의 구조를 밝혀내는 것이 HCP의 핵심 목표다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 대형 태양풍 발생 빈번… 10년내 최악 발생 가능성 12% 2009년 니컬러스 케이지가 주연한 영화 ‘노잉’은 지구의 자기장 이상과 대규모의 태양 흑점 폭발로 인해 열기가 지구 전체를 뒤덮으면서 인류에게 종말이 닥치는 내용을 담았다. 이 영화가 그린 것처럼 실제로 태양풍으로 인해 지구가 최후의 날을 맞을 수 있다는 연구 결과가 세계적 과학저널 ‘사이언스’에 실렸다. ‘사이언스’는 영국 옥스퍼드대 인류미래연구소(FHI) 앤더스 샌드버그 박사팀이 발표한 ‘인류 종말의 날 시나리오’를 지난 14일자 톱뉴스로 보도했다. FHI 연구진은 이번에 인류 생존을 위협하는 요인을 ▲태양풍 ▲우주충돌 ▲초대형 화산폭발 ▲그 밖의 위협요소 4가지로 꼽았다. 태양풍은 태양 표면 흑점 폭발이나 코로나 질량 방출(CME) 현상으로 인한 지구 자기장 폭풍으로 통신 장애를 일으키거나 화재를 발생시키기도 한다. 1859년 9월 영국에서 발생한 ‘캐링턴 사건’ 때는 사상 최악의 태양폭풍으로 22만 5000㎞에 이르는 전신망이 마비되고 곳곳에서 화재가 발생하는 등 엄청난 혼란을 일으켰다. 연구자들은 최근 대형 태양풍이 자주 일어나고 있으며 캐링턴 사건 때보다 10~100배 이상의 태양풍 발생 가능성이 있다고 경고했다. 캐링턴 사건 때와 유사한 태양풍이 10년 내에 발생할 가능성이 12%에 이른다고 이들은 분석했다. 우주충돌 시나리오는 지구를 향해 날아드는 혜성이나 소행성으로 인한 것이다. 46억년 전 태양계가 만들어질 때 잔해인 소행성과 혜성은 화성과 목성 사이 지역에 지름 1㎞ 이상의 소행성이 110만~190만개, 이보다 작은 소행성은 수만개에 이르는 것으로 알려져 있다. 이들은 우주공간을 떠돌다가 지구의 중력에 끌려 충돌할 가능성이 있다. 또 연구진은 초대형 화산폭발이 발생할 경우 화산재가 지구 전체를 둘러싸 햇빛을 막을 가능성을 제기했다. 연구진은 이런 초대형 화산폭발 가능성이 있는 지역으로 북미 3곳, 남미 1곳, 인도네시아 토바 화산, 뉴질랜드 타우포 화산, 한반도 바로 아래쪽에 위치한 일본 아이라 화산 7군데를 꼽았다. 그 외에도 초신성 폭발로 발생하는 우주감마선 유입, 아마존 같은 밀림에서의 대형 화재로 인한 메탄가스의 전 지구적 방출 등도 인류를 멸망에 이르게 할 수 있다고 연구진은 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구가 아닌 다른 행성에서는 어떤 소리가 날까. 2021년이 되면 귀가 달린 화성 탐사선이 화성에서 나는 소리들을 지구로 전송해 생생한 화성 표면의 소리를 들을 수 있을 것으로 보인다. 미국항공우주국(NASA)은 지난 15일 홈페이지를 통해 2020년 발사될 예정인 새로운 화성 탐사로버 ‘마스 2020’(Mars 2020)의 최종 디자인을 공개하고 제작에 들어갔다. 새로운 화성 탐사로버에서 눈에 띄는 것은 사람의 귀 역할을 하는 마이크 장치다. 마이크 장치는 로버가 착륙선을 타고 하강하는 과정에서 나는 소리와 착륙 때 발생하는 소리뿐만 아니라 탐사 지표 주변 잡음을 모두 포집해 지구로 전송하게 된다. 화성에서도 지구처럼 지표면이 태양에 의해 달궈지면서 상층 대기와 기온 차이로 바람이 발생하는데 주로 수직 기둥 형태의 회오리바람인 ‘더스트데블’이 잦다. 또 대기가 희박하기 때문에 대부분의 소리가 바다 깊은 곳에서 나는 것처럼 웅웅거리는 정도의 작은 소리로 들린다. 이 때문에 마스 2020에는 미세한 소리까지 잡아낼 수 있는 정밀한 마이크가 여러 개 장착될 예정이다. 한편 마스 2020은 계획대로 진행되면 2020년 하반기에 발사돼 2021년 2월 화성에 도착해 탐사를 시작하게 된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

관절염을 흔히 ‘겨울의 불청객’이라고 부른다. 찬바람이 관절 내 압력을 높여 염증 부위 부종이 심해지기 때문이다. 그래서 관절염 환자들은 대개 겨울나기를 힘들어한다. 그러나 여름에도 복병이 있다. 바로 에어컨 때문이다. 17일 이수찬 힘찬병원 대표원장에게 여름철 관절염 대처법을 들었다. Q. 여름철 관절염 원인은. A. 에어컨 바람에 장시간 노출되면 체온이 떨어져 관절 주위 근육이 경직되고 관절이 뻣뻣해집니다. 뼈와 뼈 사이의 마찰을 줄여 주는 윤활유 역할을 하는 것이 관절액인데, 이것이 굳으면서 극심한 통증이 나타나게 됩니다. 또 근육이 굳으면 혈액순환이 원활하게 이뤄지지 않아 근육과 인대를 더욱 딱딱하게 만드는 악순환으로 이어지고 관절염 증상이 심해집니다. Q. 어떻게 대처해야 하나. A. 더운 여름 내내 에어컨을 사용하지 않고 지낼 수는 없습니다. 그래서 에어컨 바람을 쐰 뒤에 찜질을 하는 방법이 있습니다. 평소 무릎 관절염을 앓고 있는 환자라면 관절염의 종류에 따라 냉온 찜질을 구분해 시행해야 합니다. 우선 퇴행성 관절염은 따뜻한 온찜질이 도움이 됩니다. 연골이 닳아 뻣뻣한 느낌이 들기 때문에 온찜질을 통해 혈액순환을 원활하게 만들고 굳은 관절을 풀어 줘야 합니다. 반면 류머티스 관절염은 주로 작은 관절에서 발생하고 통증 부위에 열감이 느껴지기 때문에 냉찜질을 하는 것이 좋습니다. 관절에 무리가 가지 않는 선에서 간단한 운동과 스트레칭을 꾸준히 하는 것도 통증 완화에 도움이 됩니다. Q. 온도와 습도 관리법은. A. 관절염 환자가 있는 가정이라면 실내 온도를 섭씨 25도로 유지하면서 바깥 기온과의 차이를 5도 이내로 조절하는 것이 좋습니다. 관절의 통증을 덜어 줄 수 있도록 50% 이하로 실내 습도를 유지하고, 습도가 높은 장마철에는 제습기나 습기 조절 효능이 있는 숯을 비치해 습도를 조절하는 것이 도움이 됩니다. 비가 잦은 시기에는 대기압이 낮아져 관절 내 압력이 높아지고 신경을 자극할 위험이 높아지기 때문에 특히 주의해야 합니다. 찬바람을 쐬어 시린 관절 부위는 담요를 덮어 바람에 직접 노출되지 않도록 해야 합니다. 에어컨은 30분에서 1시간 정도 간격으로 작동한 뒤에 잠시 끄고 환기를 하거나 바깥 공기를 쐬는 것도 좋습니다. 하지만 실내 온도와 습도 유지, 관절 찜질만으로 통증이 사라지지 않는다면 그대로 방치해서는 안 됩니다. 가급적 의료기관을 찾아 전문의의 진단을 받아 보고 치료를 받는 것이 좋습니다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

화성과 목성 사이 소행성 벨트에 위치한 왜소행성 세레스(Ceres)의 비밀이 서서히 드러나고 있다. 최근 미 항공우주국(NASA)의 던(Dawn) 미션 소속 노버트 쇼헤퍼 박사 연구팀은 세레스에 영구 그늘지역이 있어 충분한 양의 얼음이 존재할 것이라는 연구결과를 발표했다. 주로 세레스 북반구의 크레이터에 놓여있는 이 지역(사진의 파란색 지점)은 직접적으로 태양빛이 닿지않아 얼음이 존재하기에 좋은 조건이다. 여기에 이 지역 온도가 영하 151°C 정도 유지한다면 마치 얼음공장처럼 충분한 양의 얼음이 쌓여있을 가능성이 높다는 것이 연구팀의 설명. 　 　 또한 연구팀은 북반구에 놓여있는 수십 여 개의 영구 그늘지역을 찾아냈으며 이중 가장 큰 지역은 16km 정도다. 쇼헤퍼 박사는 "햇빛이 들지않는 그늘 지역은 주로 크레이터를 중심으로 하고 있다"면서 "태양과도 멀리 떨어져 있어 미치는 영향이 그만큼 작다"고 설명했다. 이어 "영하 151°C의 온도가 안정적으로 유지된다면 그늘 지역은 얼음이 존재할 최적의 장소"라고 덧붙였다. 　 이번 연구결과처럼 세레스에는 크고 작은 수많은 크레이터가 존재한다. 그중 가장 주목받고 있는 것이 역시 북반구에 위치한 오카토르 크레이터(Occator crater)다. 폭이 무려 92km, 깊이 4km의 오카토르는 일찌감치 던 탐사선에 포착돼 언론의 주목을 받아왔다. 그 이유는 유독 반짝반짝 빛나는 거대한 하얀 점을 가지고 있기 때문이다. 이에 전문가들은 그 하얀 점을 놓고 다양한 주장을 내놨으며 현재는 그 정체를 소금기 있는 황산마그네슘의 일종인 헥사하이드라이트(hexahydrite)로 보고있다. 곧 세레스의 표면 아래에는 소금기 있는 얼음이 존재하고 소행성 충돌로 그 일부가 밖으로 드러나 태양빛을 받은 헥사하이드라이트가 반짝반짝 빛난다는 설명이다. 한편 탐사선 던은 왜소행성 세레스와 소행성 베스타를 탐사하기 위해 지난 2007년 8월 발사됐다. 두 천체는 화성과 목성 사이에 있는 소행성대에서 가장 큰 천체로 베스타는 지름이 530㎞, 세레스는 지름이 950㎞나 된다. 던은 2011년 7월 16일 베스타 궤도에 진입, 14개월에 걸친 조사 임무를 성공적으로 수행한 후 현재 세레스에서 임무 수행 중이다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

유명한 별자리인 오리온자리의 방향에 있는 오리온성운은 아마추어 천문학도는 물론이고 천문학자들에게도 매우 인기 있는 성운이다. 지구에서 1,350광년으로 비교적 가까운 거리에 있을 뿐 아니라 새롭게 생성되는 별을 관측할 귀중한 기회를 제공하기 때문이다. 오리온성운은 24광년 지름의 큰 성운으로 이곳에서 다수의 별이 탄생하고 있다. 유럽남방천문대(ESO)의 과학자들은 8.2m 구경의 지상 망원경인 VLT에 설치된 새로운 장비인 HAWK-I(High Acuity Wide-field K-band Imager)를 이용해서 오리온성운을 관측했다. 이를 통해 지금까지 관측 가능했던 가장 작은 크기의 별보다 훨씬 작은 천체를 관측할 수 있기 때문이다. 오리온성운의 가스와 먼지 속에 숨어있었던 작은 크기의 천체들을 발견한 과학자들은 놀라지 않을 수 없었다. 예상했던 것보다 훨씬 많은 작은 천체들이 있었기 때문이다. 그런데 이들은 단순히 작은 별이 아니라 더 작은 천체다. 별이 안정적으로 수소 핵융합 반응을 유지하려면 태양 질량의 8%, 혹은 목성 질량의 80배 정도에 해당하는 질량이 필요하다. 이보다 작은 천체의 경우 중수소 등을 이용한 미약한 핵융합 반응만이 가능하다. 이 상태의 천체를 갈색왜성이라고 부르며 실패한 별이라고 부르기도 한다. 만약 질량의 목성의 13배에도 미치지 못하면 어떤 형태의 핵융합 반응도 가능하지 않기 때문에 이때부터는 행성으로 분류한다. 이번 관측에서 오리온성운에는 갈색왜성이나 행성급 천체가 예상보다 무려 10배나 많은 것으로 나타났다. 상식선에도 생각해도 작은 질량을 가진 천체가 더 많이 생성되는 것이 당연하나 이는 예상을 크게 뛰어넘는 수준이다. 오리온성운은 단순히 아기별만의 탄생장소가 아니라 그보다 작은 천체까지 품은 탄생의 장소였던 셈이다. 대다수의 갈색왜성과 떠돌이 행성들은 어두우므로 망원경으로 관측이 힘들다. 이번 연구결과는 어쩌면 우주에 생각보다 더 많은 갈색왜성과 떠돌이 행성이 있을 가능성을 시사하는 셈이다. 동시에 이번 연구 결과는 오리온성운 같은 가스 성운에서 생성되는 천체의 종류를 이해하는 데 많은 도움을 주고 있다. 사진=오리온성운의 모습(유럽남방천문대) 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

정확히 1년 전인 지난해 7월 14일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스호가 명왕성에 근접 통과하며 ‘저승신’의 모습을 처음으로 지구에 보내왔다. 무려 3462일간 시속 5만 km 속도로 날아가 명왕성을 탐사한 뉴호라이즌스호는 역대 최고화질의 사진을 지구로 전송하며 저승의 비밀을 한꺼풀 벗겨냈다. 지난 15일 NASA는 홈페이지를 통해 뉴호라이즌스호가 촬영한 최고의 이미지 톱 10을 공개했다. 무려 56억 7000만㎞나 떨어져 있는 곳에서 LTE 전송속도 보다 10만 배나 느리게 날라온 이 사진에는 명왕성의 산과 크레이터, 얼음평야 등의 숨이 턱 막히는 '작품'들이 망라됐다. NASA 측은 "이제는 명왕성의 아이콘이 된 하트모양을 닮은 스푸트니크 평원 등 수많은 사진들은 과학자 뿐 아니라 일반인들에게도 큰 감동을 줬다"고 밝혔다. 한편 명왕성을 탐사를 마친 뉴호라이즌스호는 현재 두번째 목적지를 향해 가고 있다. 목표지는 명왕성으로부터 16억 km 떨어진 카이퍼 벨트에 있는 ‘2014 MU69’라는 이름의 소행성이다. 해왕성 궤도 바깥의 카이퍼 벨트는 황도면 부근에 천체가 도넛 모양으로 밀집한 영역으로, 약 30~50AU(1AU는 지구-태양 간 거리)에 걸쳐 분포하는데, 단주기 혜성의 고향으로 알려져 있다. 얼음으로 이루어진 소행성 2014 MU69는 지름 48km의 작은 크기로 카이퍼 벨트에 위치한 속성상 태양계 탄생 초기 물질로 이루어져 있을 것으로 보인다. 뉴호라이즌스호가 차질없이 날아가면 오는 2019년 1월, 이곳 2014 MU69를 근접 통과한다. 다음은 NASA의 뉴호라이즌스 프로젝트 팀이 선정한 명왕성 사진 톱 10. 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

5년 간의 비행 끝에 목적지인 목성에 도착한 미 항공우주국(NASA)의 탐사선 주노(Juno)가 '인증샷'을 지구로 보내왔다. 13일(이하 현지시간) NASA는 주노가 목성 궤도에 진입한 후 처음으로 촬영한 목성과 위성들의 사진을 홈페이지에 공개했다. 사진 속 왼편에 커다랗게 보이는 행성이 바로 태양계의 '큰형님' 목성이다. 목성 특유의 줄무늬와 대적반(大赤斑·거대한 적갈색 소용돌이)이 뚜렷하게 사진에 담겨있으며, 17세기 초 갈릴레이가 발견해 갈릴레이 위성으로 불리는 이오, 유로파, 가니메데 또한 점으로 포착(아래 사진 참조)됐다. 이 '가족사진'은 주노가 목성 궤도에 진입한 지 6일 후인 지난 10일 촬영됐으며 거리(목성-주노)는 430만 km다. 주노 책임연구원 스콧 볼튼 박사는 "이 사진은 '주노캠'이 극단적인 목성의 방사선 환경에서 살아남아 잘 작동되고 있다는 것을 보여준다"면서 "목성의 극지방을 사상 처음으로 보게 될 날을 기다리기 힘들 정도"라며 흥분했다. 공동연구원인 캔디 헨슨 박사도 “주노캠은 궤도를 돌며 계속 목성 사진을 담아낼 것”이라면서 "목성의 첫번째 고화질 이미지는 오는 8월 27일 촬영될 것"이라고 밝혔다. 　 한편 지난 2011년 8월 발사돼 5년 가까운 세월동안 총 28억㎞를 비행한 주노는 앞으로 20개월 간 목성을 37차례 돌며 탐사에 나선다. 이 기간 중 주노는 목성 대기 약 5000km 상공에서 지옥같은 대기를 뚫고 내부 구조를 상세히 들여다보며 자기장, 중력장 등을 관측할 예정이다　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

태양계 끝자락에 놓인 명왕성은 우리의 생각만큼 그리 외롭지 않은 것 같다. 최근 국제 공동연구 프로그램인 '외(外)태양계 기원 서베이'(Outer Solar System Origins Survey·OSSOS)는 '카이퍼 벨트'(Kuiper Belt)에서 새로운 왜소행성(dwarf planet)을 발견했다는 연구결과를 발표했다. 지름이 700km인 이 왜소행성의 이름은 '2015 RR245'로 카이퍼 벨트에서 가장 큰 '주민'인 명왕성(2371km)보다는 작다. 이번 발견을 이해하기 위해서는 천문학계에서 사용하는 각 용어를 알아야 한다. 먼저 카이퍼 벨트는 해왕성 궤도 바깥에 위치한 천체가 도넛 모양으로 밀집한 영역을 말한다. 그 경계를 구분짓기가 애매하지만 약 30~50AU(1AU는 지구-태양 간 거리)에 걸쳐 분포하며 혜성의 고향이기도 하다. 또한 왜소행성은 지난 2006년 국제천문연맹(IAU)가 새롭게 정의한 것으로 명왕성이 그 비운의 주인공이다. 왜소행성은 행성과 비슷하지만 가장 큰 차이점은 지구가 달을 거느리고 있는 것처럼 그 주위에서 지배적인 천체여야 한다. 그러나 명왕성은 카론과 맞돌고 있다는 사실이 알려지면서 행성에서 퇴출돼 왜소행성으로 강등됐다. 2015 RR245는 지난 2월 처음 존재가 확인됐으며 태양과의 거리는 무려 120AU다. 머나먼 거리 때문에 2015 RR245가 태양을 한바퀴 도는데 걸리는 시간은 무려 700년으로 명왕성(248년)과 비교해보면 얼마나 먼 지 알 수 있다. 연구를 이끈 미셸 반니스터 박사는 "2015 RR245는 태양계 내 거대 행성이 형성될 당시 태어났으나 밖으로 밀려난 것으로 보인다"면서 "이 때문에 우리 태양계 형성의 역사를 알 수 있는 좋은 연구자료"라고 설명했다. 이어 "현재까지 OSSOS를 통해 해왕성 너머에서 500개 이상의 천체를 발견했다. 이중 2015 RR245는 첫번째 왜소행성"이라고 덧붙였다. 　 　 한편 태양계 행성의 수는 8개로 변함이 없지만 왜소행성의 수는 앞으로 더 늘어날 전망이다. 현재까지 IAU가 분류한 왜소행성은 명왕성(Pluto), 세레스(Ceres), 에리스(Eris), 하우미아(Haumea), 마케마케(Makemake)로 이번에 발견된 2015 RR245 역시 그럴듯한 새 이름을 갖게 될 예정이다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

화성과 목성 사이 소행성 벨트에 위치한 왜소행성 세레스(Ceres)의 비밀이 서서히 드러나고 있다. 최근 미 항공우주국(NASA)의 던(Dawn) 미션 소속 노버트 쇼헤퍼 박사 연구팀은 세레스에 영구 그늘지역이 있어 충분한 양의 얼음이 존재할 것이라는 연구결과를 발표했다. 주로 세레스 북반구의 크레이터에 놓여있는 이 지역(사진의 파란색 지점)은 직접적으로 태양빛이 닿지않아 얼음이 존재하기에 좋은 조건이다. 여기에 이 지역 온도가 영하 151°C 정도 유지한다면 마치 얼음공장처럼 충분한 양의 얼음이 쌓여있을 가능성이 높다는 것이 연구팀의 설명. 　 　 또한 연구팀은 북반구에 놓여있는 수십 여 개의 영구 그늘지역을 찾아냈으며 이중 가장 큰 지역은 16km 정도다. 쇼헤퍼 박사는 "햇빛이 들지않는 그늘 지역은 주로 크레이터를 중심으로 하고 있다"면서 "태양과도 멀리 떨어져 있어 미치는 영향이 그만큼 작다"고 설명했다. 이어 "영하 151°C의 온도가 안정적으로 유지된다면 그늘 지역은 얼음이 존재할 최적의 장소"라고 덧붙였다. 　 이번 연구결과처럼 세레스에는 크고 작은 수많은 크레이터가 존재한다. 그중 가장 주목받고 있는 것이 역시 북반구에 위치한 오카토르 크레이터(Occator crater)다. 폭이 무려 92km, 깊이 4km의 오카토르는 일찌감치 던 탐사선에 포착돼 언론의 주목을 받아왔다. 그 이유는 유독 반짝반짝 빛나는 거대한 하얀 점을 가지고 있기 때문이다. 이에 전문가들은 그 하얀 점을 놓고 다양한 주장을 내놨으며 현재는 그 정체를 소금기 있는 황산마그네슘의 일종인 헥사하이드라이트(hexahydrite)로 보고있다. 곧 세레스의 표면 아래에는 소금기 있는 얼음이 존재하고 소행성 충돌로 그 일부가 밖으로 드러나 태양빛을 받은 헥사하이드라이트가 반짝반짝 빛난다는 설명이다. 한편 탐사선 던은 왜소행성 세레스와 소행성 베스타를 탐사하기 위해 지난 2007년 8월 발사됐다. 두 천체는 화성과 목성 사이에 있는 소행성대에서 가장 큰 천체로 베스타는 지름이 530㎞, 세레스는 지름이 950㎞나 된다. 던은 2011년 7월 16일 베스타 궤도에 진입, 14개월에 걸친 조사 임무를 성공적으로 수행한 후 현재 세레스에서 임무 수행 중이다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

​미 항공우주국(NASA)의 탐사선 주노가 기상 나팔소리에 눈을 번쩍 떴다. 목성 탐사선 주노의 과학기기들이 NASA의 기상 명령에 응해 본격적인 목성 관측에 들어갔다고 8일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 주노의 9가지 과학기기들은 태양계 최대 행성인 목성의 궤도로 진입할 때(7월 4일) 모든 전원을 끈 채 휴면상태에 있었다. 궤도 진입 엔진이 가동하는 동안 혹시나 있을지도 모를 기기 고장을 예방하기 위한 조치였다. NASA의 미션팀은 지난 수요일(7월 6일) 9개의 기기 중 5개의 기기를 작동시켰으며, 나머지 4개는 이달 말 안으로 작동시킬 예정이라고 관계자는 밝혔다. 목성을 53일에 1회 선회하는 궤도를 돌고 있는 주노는 8월 27일로 잡힌 다음의 목성 근접 비행 때 본격적인 과학 데이터를 수집할 모든 채비를 갖추게 된다. "다음 선회 때는 우리는 눈과 귀를 다 열게 될 것"이라고 사우스웨스트 연구소의 스캇 볼턴 책임인구원이 7월 8일(현지시간) 기자회견에서 밝히면서 "아마 9월 1일쯤이면 목성에 대한 새로운 발견에 접할 수 있을 거라고 본다"고 예측했다. 총 11억 달러가 투입된 주노 미션은 2011년 8월에 본궤도에 올랐는데, 미션의 주요 항목은 목성의 지기장과 중력장 연구, 목성 내부의 조성, 특히 이 거대한 행성이 어떻게 무거운 원소의 핵을 갖게 되었지는 탐구하는 것이다. 주노의 관측은 태양계 최대 행성인 목성이 언제 어디에서, 그리고 어떻게 생성되었는가에 대해 결정적인 정보를 수집할 수 있을 거라고 미션팀은 확신하고 있다. 나아가, 어쩌면 태양계 자체의 생성에 대해서도 뭔가를 알려줄 수 있을 거라고 과학자들은 기대하고 있다. 주노는 14일간의 고타원 과학궤도에 이를 때 가장 활발한 관측에 들어가게 되는데, 그때 탐사선의 고도는 목성 구름층에서 불과 5000km 상공에 이르게 된다. 주노는 그 궤도에 도달하기 위해 10월 19일 22분간 엔진을 점화할 예정이다. 주노는 생을 다하기 전에 모두 37회에 걸쳐 목성 궤도를 돌 예정으로 있는데, 미션이 끝난 후인 2018년 2월 관제실의 명령에 따라 목성의 두터운 구름층을 뚫고 추락할 것이다. 혹 생물이 살고 있을지도 모르는 목성 달 유로파를 지구의 미생물이 오염시킬지도 모를 위험을 제거하기 위해서다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

오랜시간 동안 학계의 논쟁을 일으킨 공룡의 멸종 이유에 대한 또다른 이론이 제기됐다. 최근 미국 미시간 대학과 플로리다 대학 공동연구팀은 공룡이 화산폭발과 이후 이어진 소행성 충돌로 인한 '원 투 펀치'로 멸종됐다는 연구결과를 발표했다.　 그간 학계에서는 공룡의 멸종 이유를 놓고 무려 100여 가지의 이론을 내놓을 만큼 다양한 논쟁을 이어왔다. 그중 공룡을 멸종시킨 유력한 '용의자'로 지목되는 것이 바로 소행성과 화산이다. <용의자 1> 지금으로부터 6600만 년 전 지금의 멕시코 유카탄 반도에 거대한 소행성이 떨어졌다. 지름 약 9.6km에 달하는 거대한 소행성 충돌로 먼지와 이산화황 등 유독물질이 하늘을 덮으며 태양을 가렸고, 이로 인해 먹이사슬이 무너졌다. 이 여파로 백악기 말 공룡을 비롯한 당시 지구 생명체의 약 70%가 사라졌다. 이른바 ‘K-T 대량멸종 사건’이다. <용의자 2> 비슷한 시기 인도 데칸 고원에서도 대규모 화산 폭발이 일어났다. 이 여파로 지독한 유독 가스가 공기와 대기, 바다를 위험한 수준으로 오염시켜 먹이사슬이 붕괴됐다. 과거 여러 연구팀들은 소행성 혹은 화산을 공룡을 죽인 '단독' 용의자로 지목했으나 최신 연구에서는 '공범'이라는데 무게감을 두고 있다. 이제 남은 것은 공룡에 먼저 위해를 가한 용의자가 소행성이냐 화산이냐는 것. 이에 대해 지난 2014년 미 프린스턴 대학과 MIT 대학 공동연구팀은 소행성 충돌이 있기 전 거대한 화산이 폭발해 공룡 멸종에 중요한 이유가 됐다고 주장했다. 이에 반해 지난해 버클리 지질연대학센터 연구팀은 소행성 충돌과 이로 인해 이어진 화산폭발로 공룡이 멸종했다는 연구결과를 내논 바 있다. 이번에 미시간 대학 공동연구팀은 남극 대륙에서 발굴한 6550만년~6900만년 된 29개의 조개 화석을 새로운 기법으로 분석해 당시의 기후를 측정했다. 그 결과 인도 화산이 폭발한 이후 수천 년 간 유독 가스가 대기를 덮어 바다의 온도가 7.8°C도 상승했다. 이어 소행성이 떨어진 것으로 추정되는 15만 년 후 바다의 온도가 1.1°C 더 상승했다. 연구를 이끈 시에라 피터슨 박사는 "백악기 말기 대량 멸종은 화산 폭발과 소행성 충돌로 인한 '원 투 펀치'에 의한 것"이라면서 "기후변화로 인한 온난화로 당시 생명체들의 스트레스가 극에 달했을 때 소행성이 떨어져 결정타를 날린 셈"이라고 설명했다. 이어 "결과적으로 공룡을 죽인 범인은 화산 폭발과 이어진 소행성 충돌"이라고 덧붙였다.　 　 　 이번 연구결과는 유명 과학저널 네이처의 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 최신호에 발표됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

버터나 돼지기름, 붉은고기 등에 들어있는 포화지방이 이른 나이에 사망할 위험을 키운다는 것이 30년 이상의 장기간 연구로 밝혀졌다. 반면 이런 지방을 올리브유 등에 함유된 불포화지방으로 대체하면 건강상 큰 혜택을 볼 수 있는 것도 확인됐다. 미국 하버드대와 브리검 여성병원 공동 연구팀은 미국의 의료 종사자 12만 명 이상을 대상으로 한 장기간 연구자료를 분석해 위와 같은 결과를 얻었다고 ‘미국의학협회 내과학회지’(JAMA Internal Medicine) 최신호(7월5일자)에 발표했다. 이 연구를 이끈 하버드 보건대학원의 박사학위 후보자인 동 왕 연구원은 “지난 2년간, 생물의학계와 일반 사회에서는 식사 시 섭취하는 특정 유형의 지방이 건강에 미치는 영향을 두고 많이 혼란스러워 하고 있다”면서 “이 연구는 포화지방과 트랜스지방을 대체할 경우 불포화지방이 가져올 중요한 혜택을 입증한다”고 말했다. 이번 연구의 주된 발견 중 하나는 포화지방과 트랜스지방을 더 많이 섭취하는 사람일수록 같은 양의 열량을 탄수화물로 섭취한 이들보다 사망률이 높아졌다는 것이다. 또 버터와 돼지기름, 붉은고기에 함유된 포화지방산을 올리브유와 캐놀라유, 콩기름과 같이 식물성 식품에 든 불포화지방산으로 바꾸면 건강상 큰 혜택이 되는 것으로 나타났다. 즉 이런 결과는 계속해서 식이요법 권고의 주된 메시지가 돼야 한다고 연구팀은 지적했다. 이번 결과는 미국 간호사 건강연구(Nurses‘ Health Study)에 참가한 여성 8만 3349명과 보건전문요원 건강 후속연구(Health Professionals Follow-up Study)에 참가한 남성 4만2884명이 2~4년마다 최대 32년간 식사와 생활방식, 건강 등을 설문한 자료를 분석한 것이라고 한다. 특히, 이번 연구에서는 마가린과 같이 부분적으로 경화유가 함유된 제품에 들어 있는 트랜스 지방이 건강에 가장 심각한 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 트랜스 지방의 섭취가 2% 늘어날 때마다 조기 사망 위험은 16%씩 커졌다. 반면 포화지방 섭취가 5% 늘어날 땐 사망 위험이 8% 더 커졌다고 한다. 하지만 불포화지방의 경우 많은 양을 섭취해도 같은 양의 탄수화물을 섭취하는 것보다 전체 사망률은 11~19% 더 낮은 것으로 나타났다. 불포화지방은 생선 기름이나 콩기름, 캐놀라유 등에 들어 있으며, 이런 식품에는 오메가3 지방산과 오메가6 지방산도 포함돼 있다. “포화지방을 불포화지방, 특히 다가불포화지방으로 대체한 사람은 포화지방을 계속 많이 먹은 이들보다 조사 동안 전체 사망 위험이 현저하게 낮았을 뿐만 아니라 심혈관계 질환과 암, 신경퇴행성질환, 호흡기 질환 등으로 인한 사망 위험도 낮았다”고 이 연구논문은 지적하고 있다. 사진=ⓒ nancy10 / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

오랜시간 동안 학계의 논쟁을 일으킨 공룡의 멸종 이유에 대한 또다른 이론이 제기됐다. 최근 미국 미시간 대학과 플로리다 대학 공동연구팀은 공룡이 화산폭발과 이후 이어진 소행성 충돌로 인한 '원 투 펀치'로 멸종됐다는 연구결과를 발표했다.　 그간 학계에서는 공룡의 멸종 이유를 놓고 무려 100여 가지의 이론을 내놓을 만큼 다양한 논쟁을 이어왔다. 그중 공룡을 멸종시킨 유력한 '용의자'로 지목되는 것이 바로 소행성과 화산이다. <용의자 1> 지금으로부터 6600만 년 전 지금의 멕시코 유카탄 반도에 거대한 소행성이 떨어졌다. 지름 약 9.6km에 달하는 거대한 소행성 충돌로 먼지와 이산화황 등 유독물질이 하늘을 덮으며 태양을 가렸고, 이로 인해 먹이사슬이 무너졌다. 이 여파로 백악기 말 공룡을 비롯한 당시 지구 생명체의 약 70%가 사라졌다. 이른바 ‘K-T 대량멸종 사건’이다. <용의자 2> 비슷한 시기 인도 데칸 고원에서도 대규모 화산 폭발이 일어났다. 이 여파로 지독한 유독 가스가 공기와 대기, 바다를 위험한 수준으로 오염시켜 먹이사슬이 붕괴됐다. 과거 여러 연구팀들은 소행성 혹은 화산을 공룡을 죽인 '단독' 용의자로 지목했으나 최신 연구에서는 '공범'이라는데 무게감을 두고 있다. 이제 남은 것은 공룡에 먼저 위해를 가한 용의자가 소행성이냐 화산이냐는 것. 이에 대해 지난 2014년 미 프린스턴 대학과 MIT 대학 공동연구팀은 소행성 충돌이 있기 전 거대한 화산이 폭발해 공룡 멸종에 중요한 이유가 됐다고 주장했다. 이에 반해 지난해 버클리 지질연대학센터 연구팀은 소행성 충돌과 이로 인해 이어진 화산폭발로 공룡이 멸종했다는 연구결과를 내논 바 있다. 이번에 미시간 대학 공동연구팀은 남극 대륙에서 발굴한 6550만년~6900만년 된 29개의 조개 화석을 새로운 기법으로 분석해 당시의 기후를 측정했다. 그 결과 인도 화산이 폭발한 이후 수천 년 간 유독 가스가 대기를 덮어 바다의 온도가 7.8°C도 상승했다. 이어 소행성이 떨어진 것으로 추정되는 15만 년 후 바다의 온도가 1.1°C 더 상승했다. 연구를 이끈 시에라 피터슨 박사는 "백악기 말기 대량 멸종은 화산 폭발과 소행성 충돌로 인한 '원 투 펀치'에 의한 것"이라면서 "기후변화로 인한 온난화로 당시 생명체들의 스트레스가 극에 달했을 때 소행성이 떨어져 결정타를 날린 셈"이라고 설명했다. 이어 "결과적으로 공룡을 죽인 범인은 화산 폭발과 이어진 소행성 충돌"이라고 덧붙였다.　 　 　 이번 연구결과는 유명 과학저널 네이처의 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 최신호에 발표됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)의 목성탐사선 ‘주노’(Juno)가 마침내 목성 궤도 진입에 성공한 가운데 이를 자축하는 영상이 공개됐다. 지난 4일(이하 현지시간) 주노 프로젝트를 이끌고 있는 수석연구원 스콧 볼튼 박사는 기자회견을 통해 "인류 역사상, 육중한 천체가 다른 천체 가까이에서 움직이는 모습을 본 적이 없다"면서 "오늘날까지 이 움직임은 상상으로만 볼 수 있었다"고 밝혔다. NASA가 공개한 이 영상은 목성과 그 주위를 공전하는 갈릴레이 위성의 모습을 담고있다. 곧 영상으로는 작은 점 수준이지만 중심에 목성을 놓고 4개의 달들이 역동적으로 돌고있는 모습이 주노의 카메라에 직접 촬영된 것이다. 인류와 목성의 첫 만남은 지난 1610년 갈릴레오 갈릴레이의 관측이 시작이었다. 당시 갈릴레이는 자체 제작한 망원경으로 목성을 비롯 태양계에서 가장 큰 활화산이 있는 이오(Io)와 생명체가 존재할 가능성이 가장 높은 유로파(Europa), 바다가 있을 가능성이 높은 칼리스토(Callisto) 그리고 태양계에서 가장 큰 위성이자 ‘건방지게’ 행성인 수성보다 큰 가니메데(5262km)를 발견했다. 갈릴레이 위성은 이 4개의 달을 지칭하는 것으로 400년이 지나서야 인류는 그 전체의 움직이는 모습을 가까이서 지켜본 것이다. 이 영상은 지난달 12일~29일 사이 목성으로 향해 날아가던 주노가 촬영한 이미지를 합쳐 제작됐으며 거리는 1600만 km~500만 km다. 볼튼 박사는 "태양계의 왕과 그 주위 제자들의 모습"이라면서 "지금까지 우리는 컴퓨터 애니메이션과 할리우드의 특수효과로 이같은 모습을 지켜봤다"고 말했다. 　　 한편 지난 2011년 8월 발사돼 5년 가까운 세월동안 총 28억㎞를 비행한 주노는 앞으로 20개월 간 목성을 37차례 돌며 탐사에 나선다. 이 기간 중 주노는 목성 대기 약 5000km 상공에서 지옥같은 대기를 뚫고 내부 구조를 상세히 들여다보며 자기장, 중력장 등을 관측할 예정이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

로마 신화 속 최고의 여신으로, 결혼을 관장하고 질투의 화신으로도 불렸던 ‘주노’가 드디어 남편 ‘주피터’(목성)를 만났다. 지난 5년 28억㎞를 날아가는 여정 끝에 이뤄진 만남이다. ‘주노’, 인류가 보낸 우주탐사선이 목성의 극지방 상공 궤도에 진입한 것은 이번이 처음이다. 63개의 위성을 거느리는 목성은 태양을 제외한 모든 행성을 집어넣어도 자리가 남을 정도로 태양계에서 가장 큰 행성이다. 목성의 이름인 주피터는 그리스 신화에서 ‘제우스’로 불리는, 최고의 신이다. 주피터는 부정한 행위를 할 때면 이를 숨기려고 두꺼운 구름 장막을 치곤 해 누구도 그의 부정을 알지 못했다. 그런데 유일하게 이 구름을 뚫고 주피터의 ‘딴짓’을 볼 수 있는 신이 그의 아내, 주노(그리스 신화의 헤라) 여신이었다. 목성 탐사선을 주노로 이름 지은 것도 신화에서처럼 목성을 둘러싸고 있는 50㎞ 두께의 두꺼운 구름층을 뚫고 목성 내부 구성을 알아내기 위한 임무를 정확히 드러내고 있기 때문이다. 한국천문연구원 우주과학본부 최영준 박사는 “목성은 1610년 갈릴레오 갈릴레이가 망원경으로 위성을 처음 관측한 데 이어 1973년 파이오니어 10호, 1979년 보이저 1·2호가 목성을 스쳐 지나가면서 목성 영상을 지구로 전송했고, 1995년엔 갈릴레오 탐사선이 목성에 진입해 탐사활동을 벌이기도 했지만 여전히 베일에 쌓여 있는 행성”이라고 말했다. 최 박사는 “주노는 이전 탐사와 달리 목성에 가장 가까이 다가가 목성의 생성원인, 내부구조, 자기장, 대기특성 등을 본격적으로 연구할 계획”이라고 설명했다. 목성 궤도에 진입한 주노는 53.5일에 한 번씩 목성 주변을 돌면서 2018년 2월까지 20개월 동안 탐사 임무를 수행하게 된다. 주노에는 총 1만 9000여개의 태양전지를 탑재한 9m 길이의 팔이 3개 달려 있다. 보통 심(深)우주 탐사선에는 원자력 전지가 사용되는데 태양전지를 사용해 목성까지 탐사선을 보내는 데 성공한 것이다. 목성은 강한 방사선을 내뿜고 있기 때문에 나사 연구진은 방사선으로 인해 관측장비가 망가지지 않도록 200㎏에 달하는 티타늄 덮개를 씌웠다. 주노는 목성을 감싸고 있는 구름층에 5000㎞까지 근접해 금속성 액체 수소의 바다 아래 지구처럼 단단한 고체의 핵이 있는지 여부와 자기장, 대기 중 수분과 암모니아 함량, 오로라 현상 등 다양한 측면에서 관측하게 된다. 실제로 목성은 46억년 전 태양이 만들어지고 남은 먼지와 가스 등으로 형성된 태양계 최초의 행성이다. 두꺼운 구름층을 형성하고 있는 목성의 대기는 태양계 초기 물질들을 그대로 유지하고 있는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 많은 과학자들은 주노가 보내오는 목성의 대기와 지표면과 관련한 자료가 지구와 지구 생명체의 기원을 푸는 데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 이를 위해 주노에는 목성의 대기 상태를 촬영할 컬러 카메라와 목성의 오로라 현상을 촬영할 자외선 및 적외선 관측장비, 산소와 수분 함량을 계측하는 장비, 중력과 자기장 측정 장비 등 9개의 최첨단 관측장비가 장착돼 있다. 이를 통해 얻어진 데이터들은 즉시 NASA에 전송된다. 주노 프로젝트 책임자인 스콧 볼턴 NASA 선임연구원은 “가벼운 기체인 수소나 헬륨을 붙잡아 둘 수 있는 강력한 중력이 목성에서 어떻게 생겼는지 주노가 밝혀낼 수 있을 것으로 기대한다”며 “태양계와 지구 탄생의 비밀을 밝히는 데도 한걸음 더 가까이 다가갈 수 있을 것”이라고 설명했다. 최영준 박사도 “최근 목성의 크고 붉은 점인 대적반이 작아지고 있다는 이야기를 간혹 들을 수 있는데 주노를 통해 목성에서 나타나고 있는 새로운 천체 현상의 원인에 대해서도 상세히 알 수 있게 될 것”이라고 말했다. 한편 11억 달러(약 1조 2600억원)가 투입된 주노 탐사선은 20개월간 탐사가 끝나면 목성 구름층으로 떨어져 산화하도록 설계됐다. 주노에 묻었을지 모르는 지구 미생물로 인해 목성과 목성 위성 중 생명체 존재 가능성이 가장 높은 ‘유로파’가 오염되는 것을 막기 위한 조치다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

화성엔 지구와 달리 두 개의 위성이 존재한다. 포보스와 데이모스다. 천문학자들은 오랫동안 두 위성을 화성에 포획된 소행성으로 여겨왔다. 화성이 어떻게 이들을 포획해서 위성으로 만들었는지 해명하지는 못했다. 하지만 새로운 연구를 통해 ‘화성에 포획됐다’는 기존의 가설이 틀렸고, 두 위성은 천체 사이의 충돌로 만들어졌음을 밝혀냈다. 미국 과학 매체 사이언스데일리는 독립적이고 보완적인 두 건의 연구가 그동안 수수께끼에 쌓여있었던 퍼즐을 풀었다고 보도했다. 즉, 화성의 두 위성은 거대한 충돌로밖에 형성될 수 없었다는 것이다. 첫 번째 연구는 프랑스 국립과학연구센터(CNRS)와 액상-마르세유대학 등이 천체물리학저널(The Astrophysical Journal) 최신호에 발표한 것으로, 소행성 포획을 배제한 상태에서 두 위성의 표면 특성과 양립할 수 있는 유일한 시나리오는 거대 충돌인 것으로 나타났다. 이어진 연구는 프랑스와 벨기에, 그리고 일본의 연구팀이 최첨단 디지털 시뮬레이션을 사용한 것으로, 두 위성이 어떻게 화성과 그 3분의 1 크기인 원시행성 사이에 거대 충돌이 발생해 그 잔해에서 생성될 수 있었는지를 보여준다. 파리 디드로 대학과 벨기에 왕립천문대가 CNRS와 렌 제1대학, 그리고 일본 지구생명과학연구소(ELSI)가 협력한 이 두 번째 연구는 네이처 지오사이언스 최신호에 실렸다. 기존의 가설을 뒤집고 내놓은 새로운 이론에 따르면, 화성은 형성 끝무렵에 거대한 원시행성과 충돌했다는 것이다. 남는 연구 과제는 거기서 나온 파편들이 왜 우리 지구와 같은 하나의 거대한 달 대신 두 개의 작은 위성을 형성했느냐는 것이다. 최첨단 디지털 시뮬레이션을 사용한 두 번째 연구는 마지막 남은 의문에 대해서도 실증적이면서도 완벽하고 일관된 시나리오를 제시한다. 이는 40억 년 전쯤 화성이 형성을 시작한지 1억~8억 년 사이에 그 행성의 3분의 1 정도 크기인 원시행성과 충돌해 두 위성이 만들어졌다는 것이다. 이 가설은 시뮬레이션으로도 고스란히 재현, 입증될 수 있었다. 또한 행성의 충돌 조건을 바꿔 300가지의 상황으로 계산해도 30%의 확률로 위성 2개가 형성됐다고 한다. 사진=파리 디드로 대학 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr