지구에서 약 40광년 떨어진 곳에는 일명 '슈퍼지구'라 불리는 특이한 외계 행성이 존재한다. 바로 지구에 비해 지름은 2배, 질량은 8배 정도인 '55 Cancri(게자리) e'다. 최근 영국 케임브리지 대학 연구팀이 '55 Cancri e'의 온도변동을 사상 최초로 측정해 관심을 끌고있다. 지난 2003년 발사된 미 항공우주국 나사(NASA)의 스피처 우주망원경을 사용해 측정한 이 행성의 표면 온도는 무려 1,000-2,700°C. 또한 이같은 온도 변화의 이유가 행성에 존재하는 거대한 화산 활동 때문이라는 사실도 밝혀냈다. 지난 2012년 처음 빛이 탐지된 '55 Cancri e'는 그간 천문학자들의 높은 관심을 받아왔다. 특히 같은 해 미국 예일대 연구팀은 행성의 표면이 종전 추정 성분인 물과 흑연이 아니라 흑연과 다이아몬드로 덮여 있을 가능성이 크다고 발표해 일약 '다이아몬드 행성' 이라는 별칭도 얻었다. 　 '55 Cancri e'가 슈퍼지구라 불린 이유는 지구와 사이즈가 비슷하고 암석형으로 이루어졌기 때문이지만 높은 표면 온도 때문에 생명체가 존재할 가능성은 거의 없다. 연구에 참여한 니쿠 마두수단 박사는 "3년 간에 걸쳐 외계행성에서 방출하는 극적인 빛의 변화를 관측한 것은 이번이 처음" 이라면서 "화산 활동과 18시간에 불과한 공전주기 때문에 생명체 서식은 불가능하다"고 설명했다. 논문의 선임저자 브라이스-올리비에르 데모리 박사도 "거대한 규모의 화산 활동이 행성 표면 온도의 변화 폭을 키워 생명체 존재 가능성은 희박하다" 면서 "화산으로 인한 가스와 먼지 방출이 행성을 덮어 지구에서의 빛 관측을 어렵게 한다"고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우리 세상을 온통 붉게 물들이는 석양, 과연 화성에서는 어떤 모습으로 보일까? 최근 미국의 비영리 과학 단체인 행성협회(The Planetary Society)가 화성의 이색적인 석양 모습을 공개해 눈길을 끌고있다. 서로 이웃한 지구와 화성은 같은 태양빛을 받아 그 주위를 공전하지만 석양 모습은 사뭇 다르다. 우리 하늘이 붉은색 '물감'으로 색칠되는 것과는 달리 화성의 하늘은 푸른색으로 물들어 으스스한 느낌마저 주는 것. 이 사진은 지난달 15일 화성을 탐사 중인 미 항공우주국(NASA)의 큐리오시티가 956솔(SOL·화성의 하루 단위로 1솔은 24시간 37분 23초로 지구보다 조금 더 길다)째 촬영한 장면을 디지털 보정한 것이다. 공개된 사진에서도 드러나듯 지평선 밑으로 서서히 사라지는 태양의 모습은 색깔 이외에는 지구의 석양과 큰 차이점은 없다. 물론 화성의 석양이 푸른빛으로 보이는 이유는 있다. 영국 레스터 대학 행성과학자 존 브리지 박사는 "화성의 석양이 푸르게 보이는 것은 먼지 때문" 이라면서 "화성 표면 약 40km 위에 형성된 대류권이 대부분 먼지로 이루어져 있다"고 설명했다. 이어 "태양으로부터 오는 붉은빛의 상당수를 화성의 대기가 필터처럼 걸러낸다" 면서 "큐리오시티가 촬영한 원본은 흑백인데 실제 모습을 구현하기 위해 일부 색보정 했다"고 덧붙였다.　 한편 화성의 석양 사진을 큐리오시티보다 먼저 보내온 '선배'도 있다. 바로 지난 2004년 1월 25일 화성의 메리디아니 평원에 도착한 NASA의 또다른 탐사로봇 ‘오퍼튜니티’(Opportunity)다. 지난 3월 11년 2개월 만에 마라톤 거리(42.195㎞)를 돌파한 오퍼튜니티는 그 기간 만큼이나 화성의 석양을 지켜보며 관련 사진을 지구로 전송했다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

인류의 오랜 과학사에서 최대의 과학적 발견 하나를 꼽으라면 서슴없이 '우주팽창'을 드는 사람들이 적지 않다. 이 우주팽창의 증거를 발견하여 인류에 고함으로써 20세기 천문학의 최고 영웅이 된 사람은 허블 우주망원경, 허블 법칙 등으로 너무나 잘 알려진 미국의 에드윈 허블이다. 그는 여러 가지 면에서 문제적 인물이었다. -허풍스러운 태도의 '20세기 천문학 최고 영웅' 1889년 미국 미주리 주의 마시필드에서 태어난 허블은 한마디로 온갖 행운을 타고난 사람이었다. 아버지는 변호사이자 보험 대리인이라 유복한 어린 시절을 보냈다. 그는 부모로부터 높은 지능과 강건한 체질까지 물려받은데다 미남형이라 매력이 주체하지 못할 정도로 철철 흘렀다. 허블은 고등학교 시절 육상대표로 7종 경기에서 우승했고, 그밖에도 여러 대회, 여러 종목에서 메달을 수두룩하게 받았다. 공부도 잘했다. 명문 시카고 대학 법학과에 어렵잖게 진학했다. 말하자면 허블은 엄친아 대표선수였다. 대학에서도 발군의 성적을 보인 그는 로즈 장학금을 받고 영국 옥스퍼드 대학으로 유학을 갔다. 이 유학기간 3년이 허블에게 큰 영향을 미친 듯하다. 이때부터 허블은 늘 정장차림에다 파이프를 입에 물고 멋을 내며 허세를 부리기 시작했다. 그리고 허풍스러운 영국식 억양을 쓰기 시작했는데, 이 버릇은 평생 바뀌지 않았다. 천문학 하는 사람 중에 괴짜가 많긴 하지만, 허블도 그런 면에서는 전혀 꿀리지 않는 등급이었다. 아무튼 그런 허블이 어떻게 20세기 천문학계에서 최고의 영웅으로 등극하는 영예를 거머쥐게 되었을까? 가끔 세상에는 별로 힘들이지 않고도 손대는 일마다 떡 먹듯이 성공하는 그런 부류의 인간들이 있는 법이다. 불공평하게 보이고 배 아픈 노릇이지만, 어쩔 수 없는 일이다. 허블이 바로 그런 인간형이었다. 1913년 귀국해서 잠시 변호사 협회에 이름을 걸어놓은 허블은 얼마 후 돌연 하던 일을 접고 시카고 대학 천문학과에 들어갔다. 이에 대해 훗날 허블은 다음과 같이 말했다. “천문학은 성직과도 같다. 소명을 받아야 하기 때문이다. 나는 루이스빌에서 1년 동안 법률업무에 종사한 다음에야 비로소 그 소명을 받았다.” 뒤늦게 시작한 천문학이었지만 그는 뛰어난 머리와 약간의 노력으로 밀린 공부를 따라잡아 1917년 천문학 박사학위를 손에 쥐었다. 졸업 후 은사인 조지 헤일의 추천으로 윌슨 산 천문대에서 일하려던 허블의 계획은 뜻하지 않은 일로 취소되었다. 미국이 뒤늦게 1차대전에 뛰어들었던 탓이다. 육군 장교로 지원한 허블은 전투에서 오른팔에 부상을 입은 덕으로 소령으로 특진되었다. 그 역시 허블에게는 자랑거리였다. 평생 소령 칭호를 입에 달고 살았다니까. -무시받던 '희미한 빛뭉치'에 꽂히다 전선에서 돌아온 허블은 1919년 30살 때 짐을 꾸려서 윌슨 산으로 들어갔다. 말 그대로 입산이었다. 해발 1,800m 산꼭대기에 있는 윌슨 산 천문대에는 당시 세계 최대인 2.5m 후커 반사망원경이 설치되어 있었다. 그러나 노새가 이끄는 수레를 타고 한나절이나 걸려서야 도착할 수 있는 외진 곳이라 생활은 고행이었고, 일과는 고달팠다. 그럼에도 수십 명의 천문학자들이 연구를 위해 이곳에 둥지를 틀었다. 그들은 추운 겨울에도 관측대 위에 앉아 온밤을 지새웠다. 거대한 반사망원경을 조그마한 손잡이를 돌려 조절하며, 렌즈의 십자선을 응시하면서 최고 12시간을 버텨야 했다. 따뜻한 커피를 마실 수도, 난방기구를 이용할 수도 없었다. 망원경에 안 좋은 영향을 끼치기 때문이다. 연구원 숙소에 여자가 머무는 것은 금지되었기 때문에 연구원들은 그곳을 수도원이라 불렀다. '수도원 원장'인 조지 헤일은 천체물리학은 모든 잡념을 버린 남자만이 전념할 수 있는 분야라고 일찍이 설파했다. 윌슨 산 꼭대기에서 허블은 먼 우주에서 희미하게 빛나는 성운들을 향해서 망원경의 주경을 겨누고는, 사진을 찍고 스펙트럼을 찍기 시작했다. 그것은 때로는 열흘 밤을 꼬박 지새워야 하는 고된 작업이었다. 허블은 소년 시절에 할아버지의 망원경으로 별보기를 좋아했다. 그리고 할아버지가 좋아하던 퍼시벌 로웰의 화성 이야기를 들으며 우주로의 꿈을 키워왔다. 허블의 박사논문 주제는 ‘희미한 성운’이었다. 주류 천문학자들은 밝은 별과 행성, 혜성에 연구할 주제가 얼마든지 있는데 무엇하러 그런 희미한 빛뭉치를 연구한다 말인가 하고 의아해했다. 하지만 허블의 깊은 관심은 늘 그 희미한 빛뭉치인 성운에 있었다. ‘저 가스 구름들은 과연 우리 은하 안에 있는 것인가, 아니면 은하 바깥을 떠도는 별들의 도시인가?’ 라틴 어로 '안개'를 뜻하는 성운(nebula)은 20세기 초만 해도 정말 안개에 가려진 천체였다. 허블의 머리속에는 늘 성운에 대한 의문이 떠나질 않았다. 허블이 윌슨 산에 오자마자 대망원경의 주경을 성운 쪽으로 돌린 것은 당연한 노릇이었다. -건달에 가까운 노새 몰이꾼 휴메이슨 이 대목에서 우리는 또 한 사나이를 떠올리지 않을 수 없다. 허블의 조수였던 그 사내 역시 천문학사에서는 전설이 되어 있는 존재이다. 그는 원래 노새 몰이꾼이었다. 이름은 밀턴 휴메이슨, 나이는 허블보다 2살 아래였다. 윌슨 산 천문대로 장비나 생필품을 운반하는 잡일꾼으로 일했던 휴메이슨은 학교는 일찌감치 중2 때 때려치우고, 당구와 도박, 여자 후리기에 한가락하는 사내로, 좋게 말하면 한량, 나쁘게 말하면 건달이었다. 그런데 머리가 영리하고 호기심도 풍부한데다, 도박으로 다져진 눈썰미와 손재주, 머리회전에 힘입어, 천문대의 각종 장비와 기계에 대해 질문하고 익히고 하는 새에 어느덧 엔지니어 비슷한 수준까지 되었다. 그러던 어느 날, 야사가 전하는 바에 따르면 휴메이슨의 놀라운 변신이 펼쳐진다. 야간 관측 보조원이 병결했는데, 대타로 투입할 마땅한 사람이 없었다. 그렇다고 귀한 망원경을 놀릴 수도 없는 노릇이라, 천문대에서는 하룻밤 공칠 요량을 하고 휴메이슨에게 대타로 뛰어볼 용의가 없느냐고 제안했다. 그 업무는 거대한 덩치인 망원경을 다룰 뿐만 아니라 천체사진까지 찍어야 하는 일이었다. 그날 밤 휴메이슨은 임시직 관측 보조원이 되어 왕년에 트럼프 장 다루듯이 거대 망원경을 능숙하게 다루는 솜씨를 자랑했다. 그뿐인가, 천문대 연구원들은 휴메이슨이 찍어놓은 은하 스펙트럼들을 보고는 입을 다물지 못했다. 선명한 화질이 일급 전문가의 솜씨였던 것이다. 이 일로 그는 천문대 정식 직원으로 채용되어 허블의 조수가 되었다. 중학 중퇴로 천문대에 정식직원이 된 것은 전무후무한 일이었다. 이 중학 중퇴 건달과 허풍기 있는 천문학 박사는 만나자마자 악동들처럼 서로 죽이 잘 맞았다. 휴메이슨은 일을 시작하자 이내 양질의 은하 스펙트럼을 얻는 데 어떤 천문학자보다 뛰어난 역량을 발휘했고, 나중엔 '휴메이슨 혜성'을 발견하는 등 훌륭한 업적을 많이 남겨 완벽한 천문학자로 인정받게 되었다. 건달에서 천문학자로의 놀라운 변신이었다. 1923년 10월 어느 날 밤, 마침내 허블은 생애 최고의 사진을 찍었다. 그는 2.5m 반사망원경을 이용해 안드로메다 대성운으로 알려진 M31과 삼각형자리 나선은하 M33의 사진을 찍었다. 며칠 후 안드로메다 성운 사진 건판을 분석하던 허블은 갑자기 “유레카!” 하고 크게 외쳤다. 성운 안에 찍혀 있는 변광성을 발견한 것이다. 1912년 헨리에타 리빗이 변광성의 주기와 밝기가 밀접한 관계가 있음을 발견하고 이를 우주를 재는 표준 촛불로 삼아, 그때까지 알려지지 않았던 하늘의 잣대를 제공한 바 있었다. 리빗의 발견을 잘 알고 있던 허블은 안드로메다 변광성의 주기를 측정해본 결과 31.4일이라는 것을 알아냈다. 여기에다 리빗의 자를 들이대어 지구까지의 거리를 계산해보니 놀랍게도 93만 광년이란 답이 나왔다. 우리 은하 크기보다 10배나 멀리 떨어져 있는 게 아닌가! 단순히 나선 모양의 성운으로 알고 있었던 안드로메다는 사실 우리 은하를 까마득히 넘어선 곳에 있는 독립된 나선은하였다. 칸트의 섬우주론이 200 년 만에 완벽히 증명된 셈이었다. 이로써 인류 역사상 가장 먼 거리를 측정했던 허블은 새로운 우주공간의 문을 활짝 열어젖혔던 것이다. 당시 천문학계는 우리은하의 크기를 놓고 '대논쟁'을 벌이고 있었다. '우리은하가 우주 전체다', '우리은하 외에도 많은 은하들이 있을 것이다'는 두 진영으로 나뉘어 있었는데, 뒤늦게 나타난 신출내기 천문학자가 그 판정을 내려주었던 것이다. 어쨌든 이 하나의 발견으로 허블은 일약 천문학계의 영웅으로 떠올랐다. 나중에 알려진 사실이지만, 허블의 계산은 참값보다 큰 차이가 나는 것이었다. 현재 알려진 안드로메다 은하까지의 거리는 그 두 배가 넘는 250만 광년이다. 밤하늘에서 빛나는 모든 것들이 우리 은하 안에 속해 있다고 믿고 있던 사람들에게 이 발견은 청천벽력과도 같은 것이었다. 갑자기 우리 태양계는 조그만 웅덩이 정도로 축소되어버리고, 태양은 우주라는 드넓은 바닷가의 한 알갱이 모래에 지나지 않은 것이 되었다. 허블의 발견 이후 은하들 뒤에 다시 무수한 은하들이 늘어서 있는 무한에 가까운 우주임이 드러났다. 인류에게 이것은 근본적인 계시였다. -하늘도 불안정하다! 은하를 추적하는 허블의 망원경은 여기서 멈추지 않았다. 그후 6년 동안 허블과 그의 조수 휴메이슨은 은하들의 거리에 관한 데이터들을 모으느라 춥고 긴 밤을 지새우기 일쑤였다. 과학자들은 은하들이 제자리에 고정되어 있지 않다는 사실을 알고 있었다. 1912년, 로웰 천문대의 베스토 슬라이퍼는 은하 스펙트럼에서 적색이동을 발견하고, 은하들이 엄청난 속도로 지구로부터 멀어지고 있다는 사실을 처음으로 알아냈다. 허블은 슬라이퍼의 연구를 기초로 삼고, 그 동안 24개의 은하를 집요하게 추적해서 얻은 자신의 관측자료를 정리하여 거리와 속도를 반비례시킨 표에다가 은하들을 집어넣었다. 그 결과 놀라운 사실이 하나 드러났다. 멀리 있는 은하일수록 더 빠른 속도로 멀어져가고 있는 것이다. 은하는 후퇴하고 있다. 먼 은하일수록 후퇴속도는 더 빠르다. 그리고 은하의 이동속도를 거리로 나눈 값은 항상 일정하다. 이것이 허블 법칙이다.(사실 허블-휴메이슨 법칙이라 불러야 공평하다) 훗날 이 상수는 허블 상수로 불리며, 'H'로 표시된다. 허블 상수는 우주의 팽창속도를 알려주는 지표로서, 이것만 정확히 알아낸다면 우주의 크기와 나이를 구할 수 있다. 그래서 허블 상수는 우주의 로제타 석에 비유되기도 한다. 허블과 휴메이슨의 발견은 우주가 팽창하고 있음을 명백히 보여주는 것이었다. 또한 여러 세기 동안 과학자들을 괴롭혀왔던 올베르스의 역설도 이로써 우주팽창이라는 정답을 얻은 셈이었다. 그러나 당시에는 허블 자신까지 포함해서 이것이 우주의 기원과 연관되어 있으며, 모든 것의 근본을 건드리는 심오한 문제라고 확신하는 사람은 아무도 없었다. 묘하게도 죽이 잘 맞았던 이 덤앤더머 커플이 인류를 우주 기원의 순간으로 데려갈 이론적 토대를 닦았던 것이다. 이는 20세기 천문학사에서 가장 중요한 발견으로 받아들여졌다. 1929년, 이 사실이 발표되었을 때 엄청난 충격을 사람들에게 던져주었다. 이 우주가 지금 이 순간에도 무서운 속도로 팽창하고 있으며, 우리가 발붙이고 사는 이 세상에 고정되어 있는 거라곤 하나도 없다는 이 현기증 나는 사실에 사람들은 황망해했다. 최초로 인류가 지구상을 걸어다닌 이래 우리 인간사가 불안정하다는 것을 알고는 있었지만, 20세기에 들어서는 하늘조차도 불안정하다는 사실을 깨닫게 되었던 것이다. 그것은 제행무상(諸行無常)의 대우주였다. -허블의 유해는 어디에? 허블은 죽을 때까지 열성적으로 은하를 관측했다. 1953년 허블은 팔로마 산 천문대의 지름 5m의 거대 망원경 앞에서 며칠 밤을 새워 관측할 준비를 하던 중 갑자기 심장마비로 숨졌다. 대천문학자다운 열반이었다. 향년 64세. 코페르니쿠스 이후 천문학의 발전에 최대의 공헌을 한 허블의 업적은 노벨 상을 뛰어넘는 것이지만, 허블은 상을 받지 못했다. 노벨 물리학상이 천문학을 배제했기 때문이다. 그러나 뒤늦게 규정이 바뀌어 허블에게도 상을 주기로 결정했지만, 이번엔 상을 받을 사람이 없었다. 허블이 죽은 지 3개월 뒤였던 것이다. 노벨 상은 고인이 된 사람에게는 주지 않는 것이기 때문에, 상을 받으려면 업적 못지않게 수명도 중요한 변수라는 것을 새삼 일깨워주었다. 죽은 뒤에도 허블은 세간의 관심을 모았다. 허블의 유언에 따른 거라는 설도 있지만, 그의 부인 그레이스는 장례식과 추도회를 모두 거부했다. 그리고 남편의 유해를 어떻게 처리했는지에 대해서도 끝내 입을 열지 않았다. 그래서 20세기의 가장 위대한 천문학자였던 허블의 행방은 반세기가 지난 지금까지도 풀리지 않은 미스터리가 되는 바람에 허블을 추념하려면 우주공간에 떠 있는 허블 망원경을 바라볼 수밖에 없다. 1990년 우주 공간으로 쏘아올려진 우주망원경에 허블의 업적을 기리는 뜻에서 그의 이름이 붙여졌기 때문이다. 지금도 지구 중심 궤도를 95분마다 한 바퀴씩 돌며 먼 우주를 담아 보내고 있는 허블 우주망원경은 지난 4월 24일로 관측 25주년을 맞았으며, 2018년 제임스 웹 우주망원경이 발사될 때까지 계속 운용될 전망이다. 마지막 허블의 말로 이 글을 접기로 하자. “오감만 잘 갖춰져 있으면 인간은 우주가 무엇인지 탐험할 수 있으며, 그걸 모험과학이라 부른다.” ​이광식 통신원 joand999@naver.com

중앙아시아 투르크메니스탄에는 일명 '지옥의 문'이라 불리는 크레이터가 있다. 수도 아슈하바트에서 북쪽으로 260km 떨어진 카라쿰 사막 한복판에 있는 이 크레이터의 이름은 '다르자바'. 현지어로 '관문' 이라는 뜻을 가진 이 크레이터는 놀랍게도 1971년 처음 발화한 이후 40년이 넘는 지금까지도 꺼지지 않고 불타고 있다. 최근 캐나다 출신의 유명 탐험가 조지 쿠로니스(44)가 줄에 매달려 이 불구덩이 속으로 들어가 화제에 올랐다. 사상 첫 탐사로 기록된 이번 모험은 줄을 타고 약 30m 아래로 내려가는 것으로 시작됐다. 사진 상에도 드러나듯 활활 타오르는 지옥같은 이 불구덩이 안의 온도는 무려 1000℃. 이 때문에 그는 특수 제작된 방화복과 장비들로 만반의 준비를 갖추고 구덩이 안으로 들어갔으며 표면 위를 걷기도 했다. 사실 과거에도 그는 화산 분화구를 탐험한 바 있어 이같은 무모한 도전에는 세계 1인자다. 쿠로니스는 "불구덩이 안에서 어떤 일이 일어나는지, 바닥은 얼마나 뜨거운지, 숨은 쉴 수 있는지 궁금했다" 면서 "어느 누구도 이에대한 답을 모르기 때문에 내가 그 답을 찾아 나선 것" 이라며 이유를 밝혔다. 　 이어 "약 15분 간 불구덩이 안에 머물렀는데 마치 외계 행성에 발을 내딛는 기분이었다" 면서 "인류 역사의 첫번째 모험은 항상 위험하지만 매력적이기도 하다" 고 덧붙였다. 한편 지름 70m에 달하는 다르자바는 인공적으로 생성된 것이다. 지난 1971년 구소련의 지질학자들이 이 일대의 매장된 천연가스를 채굴하기 위해 굴착기를 사용하다 작업 중 지반이 붕괴하면서 거대한 구멍이 생겼다. 이 때문에 구멍에서 유독가스가 나오는 것을 막기 위해 불을 붙였으나 몇 일 만에 꺼질 것이라는 예상과 달리 오늘날까지 타고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구에서 약 40광년 떨어진 곳에는 일명 '슈퍼지구'라 불리는 특이한 외계 행성이 존재한다. 바로 지구에 비해 지름은 2배, 질량은 8배 정도인 '55 Cancri(게자리) e'다. 최근 영국 케임브리지 대학 연구팀이 '55 Cancri e'의 온도변동을 사상 최초로 측정해 관심을 끌고있다. 지난 2003년 발사된 미 항공우주국 나사(NASA)의 스피처 우주망원경을 사용해 측정한 이 행성의 표면 온도는 무려 1,000-2,700°C. 또한 이같은 온도 변화의 이유가 행성에 존재하는 거대한 화산 활동 때문이라는 사실도 밝혀냈다. 지난 2012년 처음 빛이 탐지된 '55 Cancri e'는 그간 천문학자들의 높은 관심을 받아왔다. 특히 같은 해 미국 예일대 연구팀은 행성의 표면이 종전 추정 성분인 물과 흑연이 아니라 흑연과 다이아몬드로 덮여 있을 가능성이 크다고 발표해 일약 '다이아몬드 행성' 이라는 별칭도 얻었다. 　 '55 Cancri e'가 슈퍼지구라 불린 이유는 지구와 사이즈가 비슷하고 암석형으로 이루어졌기 때문이지만 높은 표면 온도 때문에 생명체가 존재할 가능성은 거의 없다. 연구에 참여한 니쿠 마두수단 박사는 "3년 간에 걸쳐 외계행성에서 방출하는 극적인 빛의 변화를 관측한 것은 이번이 처음" 이라면서 "화산 활동과 18시간에 불과한 공전주기 때문에 생명체 서식은 불가능하다"고 설명했다. 논문의 선임저자 브라이스-올리비에르 데모리 박사도 "거대한 규모의 화산 활동이 행성 표면 온도의 변화 폭을 키워 생명체 존재 가능성은 희박하다" 면서 "화산으로 인한 가스와 먼지 방출이 행성을 덮어 지구에서의 빛 관측을 어렵게 한다"고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-미세한 운석 입자 '콘드률' 시뮬레이션 검증 지구 같은 행성은 원시 태양 주변에 있었던 원시 행성계 원반(protoplanetary disk)에서 생성되었다는 것이 과학계의 정설이다. 이 가설은 현재 태어나는 여러 젊은 별을 연구하면서 다시 한 번 검증됐다. 젊은 별을 둘러싼 먼지와 가스의 원반은 뭉쳐서 행성을 형성한다. 하지만 어떻게 작은 티끌만 한 먼지들이 뭉쳐 행성과 소행성이 될 수 있는지는 아직 검증되지 않은 부분이 존재한다. 과학자들은 지구 대기로 진입하는 미세한 운석 입자인 콘드률(chondrule)이 아마도 태양계 초기에 풍부했을 것으로 추정하고 있다. 이 미세한 입자는 대개 1mm 이내 크기로 감람석, 휘석 및 유리질로 구성되어 있으며, 우주 공간에서 한번 녹았다가 다시 굳은 작은 미세 입자로 생각되고 있다. 이런 미세 입자들이 모여 현재의 행성과 소행성을 형성했을 가능성이 크다는 것이 현재 이론이다. 스웨덴 룬드대학(Lund University)의 앤더스 요한센 박사(Dr Anders Johansen)와 미국, 독일, 덴마크의 과학자 동료들은 이 밀리미터 크기의 티끌 같은 콘드률이 어떻게 지구 같은 행성을 형성할 수 있는지를 시뮬레이션을 통해서 검증했다. 이들에 의하면 이 작은 입자들은 매우 빠르게 뭉쳐서 초기 소행성을 형성할 수 있다. 일단 소행성이 중력으로 주변의 콘드률을 끌어당길 수 있을 만큼 커지면, 마치 눈덩이를 눈 위에서 굴리는 것처럼 크기는 순식간에 커질 수 있다. 초기 태양계에는 매우 높은 농도의 콘드률이 존재하기 때문이다. 따라서 1,000km 지름까지 커지는 데 걸리는 시간은 별로 길지 않다는 것이 연구팀의 설명이다. 이전 연구에서는 화성만 한 크기의 행성이 생기는 데는 100만 년에서 300만 년 정도면 충분하다는 주장이 나왔다. 이번 연구에서도 같은 결과가 확인되었다. 일단 지구 질량의 10% 정도 되는 화성만 한 행성들이 태양계 초기에 수십 개가 생성된 것으로 생각되는데, 이들은 원시 행성(protoplanet)이라고 불린다. 태양계 초기 1억 년 동안 이런 원시 행성들은 서로 중력에 이끌려 충돌해 지금의 행성을 만든 것으로 보인다. 지구의 경우 테이아(Theia)라는 화성 크기의 행성과 마지막으로 충돌해 현재의 지구와 달이 형성된 것으로 보고 있다. 과학자들은 행성의 형성이 별의 형성과 별로 차이 나지 않을 만큼 매우 빠른 시기에 이뤄질 수 있다고 보고 있다. 물론 수백 만년에서 1억 년은 천문학의 관점에서는 길지 않지만, 인간의 척도로는 매우 긴 시간이다. 이 긴 세월 동안 밀리미터 크기의 입자들이 모여 지구 같은 행성도 만들 수 있다. 우주의 척도에서 생각하면 티끌 모아 태산이 아니라 지구도 가능한 셈이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

■리얼극장(EBS 1TV 밤 10시 45분) 혼성그룹 ‘코요태’의 래퍼로 활동 중인 빽가는 댄서로 처음 연예계 활동을 시작해 2004년 ‘코요태‘의 멤버로 데뷔했다. 이후 뇌종양을 극복하고 사업가로서도 성공을 거두었다. 생과 사의 갈림길에서 살아 돌아와 사업가로 성공한 빽가, 그는 과연 어떤 아들일까. 태국 라농에서의 7박 8일 여행을 통해 서로 오해하고 있는 어머니와 아들 빽가의 진심을 들어본다. ■울지 않는 새(tvN 오전 9시 40분) 100억원 보험 살인사건으로 인생의 롤모델이던 엄마 수연이 살해되고, 모든 것을 송두리째 잃게 된 그녀의 딸 오하늬가 모든 비극의 원인이 된 악녀 천미자를 향해 펼치는 복수극. 하늬를 구한 남규는 응급실로 실려가고 가까스로 의식을 회복한다. 우연히 남규의 화장품 기획안을 본 수연은 자신의 회사에서 일할 것을 제안한다. 한편 미자는 다시 한국으로 되돌아오는데…. ■우주 속의 인류(내셔널지오그래픽채널 밤 10시) 인류의 역사 1만 2000년 동안 우주를 바라보는 관점은 어떻게 변화했을까. 인류가 우리의 행성을 어떻게 변화시켰고, 또 어떻게 우리의 관점을 확장해 왔는지 살펴본다. 또 놀랍도록 복잡한 이 우주와 우리의 세계를 어떻게 연결지어 왔는지 되돌아보며, 우리의 선조들이 상상하지 못했던 방법으로 이 세상과 우리 모두를 혁신시킨 작은 변화에 대해서도 알아본다.

유럽우주국(ESA)은 소행성 탐사를 위해 비행 중인 일본의 하야부사 2호를 지원할 태세에 들어갔다고 발표했다. 지난해 12월 완벽한 발사에 성공한 후 6년에 걸친 대장정에 나선 하야부사 2호는 소행성 물질을 채취한 후 귀환한다는 대담한 과학적 목표에 도전하고 있는 중이다. 하야부사 2호는 4년간 52억㎞를 비행해, 2018년 6~7월쯤 직경 약 900m 정도인 이 소행성에 도착, 약 1년 반 동안 체류하면서 3개의 소형 착륙 드론과 함께 독일과 프랑스의 우주기구가 합작 개발한 마스콧 착륙선을 내려보낼 예정이다. 마스콧 착륙선은 뜀뛰기 기능이 있어 소행성의 여러 곳을 탐사할 수 있다. 하야부사 2호는 지름 10여㎝의 작은 충돌장치를 초속 2㎞의 속도로 소행성에 쏘는 방법으로 분화구를 만들어 그 안에서 물질을 채취한 후, 캡슐에 담아 지구로 보내고, 본체는 에너지가 소진될 때까지 우주 탐사를 계속한다.​ 소행성 ‘이토카와’의 미립자를 세계 처음으로 지구에 가져온 초대 탐사기 하야부사의 문제점을 보완, 동력원인 ‘이온 엔진’ 추진력을 25% 높이고 통신 안테나 등도 개량한 하야부사 2호는 개발에 2년 반이 걸렸으며, 발사비를 포함한 총개발비로 약 290억 엔(한화 약 2700억 원)이 투입되었다. 일본의 소행성 미션에 대한 ESA의 첫번째 지원으로, 아르헨티나의 말라르구에에 있는 ESA의 지름 35m 전파 망원경이 400시간에 걸쳐 태양으로부터 1억 3500만km에서 2억 천만km 사이의 소행성 궤도를 라디오파로 추적할 예정이다. 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 관제실의 원격조정 데이터는 독일에 있는 ESO 센터를 경유해 말라르구에 전파망원경으로 보내진다. 이처럼 복잡한 기술과 ESA 전파망원경의 위치는 일본 관제실이 커버할 수 없는 시기에 하야부사 2호로 하여금 중요한 과학적 데이터를 송출할 수 있게 해주는 것이다. 과거에도 ESO 센터는 오이세쓰 호와 아스트로-F 호를 포함해 일본의 지구-우주 미션에 협력한 적이 있다. 마르테 아르사 ESO 센터의 하야부사 서비스 매니저에 따르면 일본의 심우주 미션에 협력하는 것은 이번이 처음으로, 지난달 지상의 전파망원경과 하야부사 2호를 연결하는 실시간 운항 호환성 작업을 끝마쳐 소행성 추적 데이터를 제공할 수 있는 만반의 준비를 갖추었다. 이로써 일본은 하야부사-2 미션을 성공적으로 완수할 수 있는 든든한 우군을 확보한 셈이다. JAXA는 “시료를 바탕으로 지구가 태어난 과정은 물론, 지구가 생명이 살아갈 수 있는 행성이 된 과정 등을 규명하는 연구를 진행할 예정”이라고 밝혔다. ​이광식 통신원 joand999@naver.com

유럽우주국(ESA)은 소행성 탐사를 위해 비행 중인 일본의 하야부사 2호를 지원할 태세에 들어갔다고 발표했다. 지난해 12월 완벽한 발사에 성공한 후 6년에 걸친 대장정에 나선 하야부사 2호는 소행성 물질을 채취한 후 귀환한다는 대담한 과학적 목표에 도전하고 있는 중이다. 하야부사 2호는 4년간 52억㎞를 비행해, 2018년 6~7월쯤 직경 약 900m 정도인 이 소행성에 도착, 약 1년 반 동안 체류하면서 3개의 소형 착륙 드론과 함께 독일과 프랑스의 우주기구가 합작 개발한 마스콧 착륙선을 내려보낼 예정이다. 마스콧 착륙선은 뜀뛰기 기능이 있어 소행성의 여러 곳을 탐사할 수 있다. 하야부사 2호는 지름 10여㎝의 작은 충돌장치를 초속 2㎞의 속도로 소행성에 쏘는 방법으로 분화구를 만들어 그 안에서 물질을 채취한 후, 캡슐에 담아 지구로 보내고, 본체는 에너지가 소진될 때까지 우주 탐사를 계속한다.​ 소행성 ‘이토카와’의 미립자를 세계 처음으로 지구에 가져온 초대 탐사기 하야부사의 문제점을 보완, 동력원인 ‘이온 엔진’ 추진력을 25% 높이고 통신 안테나 등도 개량한 하야부사 2호는 개발에 2년 반이 걸렸으며, 발사비를 포함한 총개발비로 약 290억 엔(한화 약 2700억 원)이 투입되었다. 일본의 소행성 미션에 대한 ESA의 첫번째 지원으로, 아르헨티나의 말라르구에에 있는 ESA의 지름 35m 전파 망원경이 400시간에 걸쳐 태양으로부터 1억 3500만km에서 2억 천만km 사이의 소행성 궤도를 라디오파로 추적할 예정이다. 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 관제실의 원격조정 데이터는 독일에 있는 ESO 센터를 경유해 말라르구에 전파망원경으로 보내진다. 이처럼 복잡한 기술과 ESA 전파망원경의 위치는 일본 관제실이 커버할 수 없는 시기에 하야부사 2호로 하여금 중요한 과학적 데이터를 송출할 수 있게 해주는 것이다. 과거에도 ESO 센터는 오이세쓰 호와 아스트로-F 호를 포함해 일본의 지구-우주 미션에 협력한 적이 있다. 마르테 아르사 ESO 센터의 하야부사 서비스 매니저에 따르면 일본의 심우주 미션에 협력하는 것은 이번이 처음으로, 지난달 지상의 전파망원경과 하야부사 2호를 연결하는 실시간 운항 호환성 작업을 끝마쳐 소행성 추적 데이터를 제공할 수 있는 만반의 준비를 갖추었다. 이로써 일본은 하야부사-2 미션을 성공적으로 완수할 수 있는 든든한 우군을 확보한 셈이다. JAXA는 “시료를 바탕으로 지구가 태어난 과정은 물론, 지구가 생명이 살아갈 수 있는 행성이 된 과정 등을 규명하는 연구를 진행할 예정”이라고 밝혔다. ​이광식 통신원 joand999@naver.com

수성은 태양계에서 가장 작은 행성임과 동시에 지구에서 비교적 가까이 있어도 잘 연구되지 않은 행성이었다. 사실 수성 전체에 대한 상세한 지도가 얻어진 것은 최근 그 임무를 종료한 미국항공우주국(NASA)의 탐사선 메신저(MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging (MESSENGER))의 활약 덕분이었다. 메신저는 2004년 델타 II 로켓으로 발사되어 6년 반 동안 우주를 날아 2011년에 수성에 도달했다. 3년에 걸친 탐사 끝에 연료가 고갈되자 NASA는 이 탐사선을 수성 표면에 충돌시키기로 결정했다. 아쉬운 일이지만 3년간 메신저는 목표로 했던 모든 임무를 완수했다. 지구로 전송한 수성의 생생한 모습은 현재도 계속 분석 작업이 진행 중일 만큼 방대하다. 당연한 이야기지만 메신저는 수성에 있는 다양한 크레이터와 독특한 지형들의 사진을 다수 전송했다. 그중에서 아주 특이한 것들을 뽑아 본다면 다음과 같다. 1. 크레이터 X 크레이터 X 사진은 2011년 4월 24일 메신저가 찍은 것으로 이미지의 폭은 116.5km에 달한다. 수도권보다 더 큰 지역에 거대한 X자 표시는 우주인의 메시지일까? NASA는 그렇지 않다고 설명한다. 이와 같은 독특한 크레이터는 수성에 충돌한 소행성의 결과물이다. 소행성이 수성에 접근하면서 중력에 의해 파괴되면 그 조각들이 일렬로 지표에 충돌해 이와 같은 일렬 크레이터를 만든다. 이 경우는 두 개의 일렬로 놓인 크레이터들이 서로 X자 모양으로 교차한 것이다. NASA는 이를 크레이터 X라고 명명했다. 2. '존 레논' 크레이터 NASA는 비틀스 멤버인 존 레논을 기념해서 그의 이름을 크레이터에 붙였다. 그런데 존 레논보다는 오히려 곰돌이 인형처럼 보이는 외형을 지니고 있다. 이 역시 3개의 크레이터가 만든 독특한 모양이다. 3. 웃는 얼굴 크레이터와 쿠키 몬스터 이 크레이터들은 이름 그대로의 모양을 가지고 있다. 설명이 더 필요하지 않을 것 같은 귀여운 모습이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

지구 같은 행성은 원시 태양 주변에 있었던 원시 행성계 원반(protoplanetary disk)에서 생성되었다는 것이 과학계의 정설이다. 이 가설은 현재 태어나는 여러 젊은 별을 연구하면서 다시 한 번 검증됐다. 젊은 별을 둘러싼 먼지와 가스의 원반은 뭉쳐서 행성을 형성한다. 하지만 어떻게 작은 티끌만 한 먼지들이 뭉쳐 행성과 소행성이 될 수 있는지는 아직 검증되지 않은 부분이 존재한다. 과학자들은 지구 대기로 진입하는 미세한 운석 입자인 콘드률(chondrule)이 아마도 태양계 초기에 풍부했을 것으로 추정하고 있다. 이 미세한 입자는 대개 1mm 이내 크기로 감람석, 휘석 및 유리질로 구성되어 있으며, 우주 공간에서 한번 녹았다가 다시 굳은 작은 미세 입자로 생각되고 있다. 이런 미세 입자들이 모여 현재의 행성과 소행성을 형성했을 가능성이 크다는 것이 현재 이론이다. 스웨덴 룬드대학(Lund University)의 앤더스 요한센 박사(Dr Anders Johansen)와 미국, 독일, 덴마크의 과학자 동료들은 이 밀리미터 크기의 티끌 같은 콘드률이 어떻게 지구 같은 행성을 형성할 수 있는지를 시뮬레이션을 통해서 검증했다. 이들에 의하면 이 작은 입자들은 매우 빠르게 뭉쳐서 초기 소행성을 형성할 수 있다. 일단 소행성이 중력으로 주변의 콘드률을 끌어당길 수 있을 만큼 커지면, 마치 눈덩이를 눈 위에서 굴리는 것처럼 크기는 순식간에 커질 수 있다. 초기 태양계에는 매우 높은 농도의 콘드률이 존재하기 때문이다. 따라서 1,000km 지름까지 커지는 데 걸리는 시간은 별로 길지 않다는 것이 연구팀의 설명이다. 이전 연구에서는 화성만 한 크기의 행성이 생기는 데는 100만 년에서 300만 년 정도면 충분하다는 주장이 나왔다. 이번 연구에서도 같은 결과가 확인되었다. 일단 지구 질량의 10% 정도 되는 화성만 한 행성들이 태양계 초기에 수십 개가 생성된 것으로 생각되는데, 이들은 원시 행성(protoplanet)이라고 불린다. 태양계 초기 1억 년 동안 이런 원시 행성들은 서로 중력에 이끌려 충돌해 지금의 행성을 만든 것으로 보인다. 지구의 경우 테이아(Theia)라는 화성 크기의 행성과 마지막으로 충돌해 현재의 지구와 달이 형성된 것으로 보고 있다. 과학자들은 행성의 형성이 별의 형성과 별로 차이 나지 않을 만큼 매우 빠른 시기에 이뤄질 수 있다고 보고 있다. 물론 수백 만년에서 1억 년은 천문학의 관점에서는 길지 않지만, 인간의 척도로는 매우 긴 시간이다. 이 긴 세월 동안 밀리미터 크기의 입자들이 모여 지구 같은 행성도 만들 수 있다. 우주의 척도에서 생각하면 티끌 모아 태산이 아니라 지구도 가능한 셈이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

수성은 태양계에서 가장 작은 행성임과 동시에 지구에서 비교적 가까이 있어도 잘 연구되지 않은 행성이었다. 사실 수성 전체에 대한 상세한 지도가 얻어진 것은 최근 그 임무를 종료한 미국항공우주국(NASA)의 탐사선 메신저(MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging (MESSENGER))의 활약 덕분이었다. 메신저는 2004년 델타 II 로켓으로 발사되어 6년 반 동안 우주를 날아 2011년에 수성에 도달했다. 3년에 걸친 탐사 끝에 연료가 고갈되자 NASA는 이 탐사선을 수성 표면에 충돌시키기로 결정했다. 아쉬운 일이지만 3년간 메신저는 목표로 했던 모든 임무를 완수했다. 지구로 전송한 수성의 생생한 모습은 현재도 계속 분석 작업이 진행 중일 만큼 방대하다. 당연한 이야기지만 메신저는 수성에 있는 다양한 크레이터와 독특한 지형들의 사진을 다수 전송했다. 그중에서 아주 특이한 것들을 뽑아 본다면 다음과 같다. 1. 크레이터 X 크레이터 X 사진은 2011년 4월 24일 메신저가 찍은 것으로 이미지의 폭은 116.5km에 달한다. 수도권보다 더 큰 지역에 거대한 X자 표시는 우주인의 메시지일까? NASA는 그렇지 않다고 설명한다. 이와 같은 독특한 크레이터는 수성에 충돌한 소행성의 결과물이다. 소행성이 수성에 접근하면서 중력에 의해 파괴되면 그 조각들이 일렬로 지표에 충돌해 이와 같은 일렬 크레이터를 만든다. 이 경우는 두 개의 일렬로 놓인 크레이터들이 서로 X자 모양으로 교차한 것이다. NASA는 이를 크레이터 X라고 명명했다. 2. '존 레논' 크레이터 NASA는 비틀스 멤버인 존 레논을 기념해서 그의 이름을 크레이터에 붙였다. 그런데 존 레논보다는 오히려 곰돌이 인형처럼 보이는 외형을 지니고 있다. 이 역시 3개의 크레이터가 만든 독특한 모양이다. 3. 웃는 얼굴 크레이터와 쿠키 몬스터 이 크레이터들은 이름 그대로의 모양을 가지고 있다. 설명이 더 필요하지 않을 것 같은 귀여운 모습이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

-천문학자들의 줄자 '우주 거리 사다리' (3) '천문학 역사상 가장 중요한 한 문장' 연주시차가 0.01초이면 326광년이고, 0.1초면 32.6광년, 1초면 3.26광년이 된다. 이처럼 광년의 단위도 별까지 거리가 멀어지면 숫자가 매우 커지므로 연주시차가 1초일 때 1파섹(pc)으로 정했다. 시차(parallax)와 초(second)의 두 낱말의 머릿글자를 따서 만든 말이다. 별의 절대등급은 10pc, 곧 32.6광년의 거리에 위치한다고 가정하여 정한 별의 밝기이다. 그러나 이 연주시차로 천체의 거리를 구하는 것은 한계가 있다. 대부분 별은 매우 멀리 있어 연주시차가 아주 작기 때문이다. 지구 대기의 산란 효과 등으로 인한 오차 때문에 미세한 연주시차는 계산할 수 없으므로, 100pc 이상 멀리 떨어진 별에 적용하기는 어렵다. 따라서 더 먼 별에는 다른 방법을 쓰지 않으면 안 된다. 그렇다면 대체 어떤 방법을 쓸 수 있을까? 사실 시차만 하더라도 일종의 '상식'을 관측으로 찾아낸 것이라 할 수 있다. 그러나 더 먼 우주의 거리를 재는 잣대는 이런 상식에서 나온 것이 아니라 우주 속에서 발견한 것이었다. 그리고 그 발견에는 당시 천문학계의 기층민이었던 '여성 컴퓨터'의 땀과 희생이 서려 있었다. 이 놀라운 우주의 잣대를 발견한 주역은 한 청각장애인 여성 천문학자였다. 그러나 청력과 그녀의 지능은 아무런 관련도 없었다. 1868년 미국 매사추세츠 주 랭커스터에서 태어난 헨리에타 스완 리빗은 1892년 대학을 졸업한 후 하버드 대학 천문대에서 일하게 되었다. 업무는 주로 천체를 찍은 사진 건판을 비교·분석하고 검토하는 일이었다. 시간당 0.3불이라는 저임으로, 이런 직종을 당시 '컴퓨터'라고 불렀다. 그러나 단조롭기 한량없는 그 작업이 그녀의 영혼을 구원해주었을지도 모른다. 페루의 하버드 천문대 부속 관측소에서 찍은 사진 자료를 분석하여 변광성을 찾는 작업을 하던 리빗은 소마젤란은하에서 100개가 넘는 세페이드 형 변광성을 발견했다. 이 별들은 적색거성으로 발전하고 있는 늙은 별로서, 주기적으로 광도의 변화를 보이는 특성이 있다. 이 별들이 지구에서 볼 때 거의 같은 거리에 있다는 점에 주목한 그녀는 변광성들을 정리하던 중 놀라운 사실 하나를 발견했다. 한 쌍의 변광성에서 변광성의 주기와 겉보기 등급 사이에 상관관계가 있다는 점을 감지한 것이다. 곧, 별이 밝을수록 주기가 길어진다는 점이다. 리빗은 이 사실을 공책에다 "변광성 중 밝은 별이 더 긴 주기를 가진다는 사실에 주목할 필요가 있다"고 짤막하게 기록해 두었다. 이 한 문장은 후에 천문학 역사상 가장 중요한 문장으로 꼽히게 되었다. ​리빗은 수백 개에 이르는 세페이드 변광성의 광도를 측정했고 여기서 독특한 주기-광도 관계를 발견했다. 3일 주기를 갖는 세페이드의 광도는 태양의 800배이다. 30일 주기를 갖는 세페이드의 광도는 태양의 1만 배이다. 1908년, 리빗은 세페이드 변광성의 ‘주기-광도 관계’ 연구 결과를 <하버드 대학교 천문대 천문학연감>에 발표했다. 리빗은 지구에서부터 마젤란 성운 속의 세페이드 변광성들 각각까지의 거리가 모두 대략적으로 같다고 보고, 변광성의 고유 밝기는 그 겉보기 밝기와 마젤란 성운까지의 거리에서 유도될 수 있으며, 변광성들의 주기는 실제 빛의 방출과 명백한 관계가 있다는 결론을 이끌어냈다. 리빗이 발견한 이러한 관계가 보편적으로 성립한다면, 같은 주기를 가진 다른 영역의 세페이드 변광성에 대해서도 적용이 가능하며, 이로써 그 변광성의 절대등급을 알 수 있게 된다. 이는 곧 그 별까지의 거리를 알 수 있게 된다는 뜻이다. 이것은 우주의 크기를 잴 수 있는 잣대를 확보한 것으로, 한 과학 저술가가 말했듯이 '천문학을 송두리째 바꿔버릴 대발견'이었다. 리빗이 발견한 세페이드형 변광성의 주기-광도 관계는 천문학사상 최초의 '표준 촛불'이 되었으며, 이로써 인류는 연주시차가 닿지 못하는 심우주 은하들까지의 거리를 알 수 있게 되었다. 또한 천문학자들은 표준 촛불이라는 우주의 자를 갖게 됨으로써, 시차를 재던 각도기는 더 이상 필요치 않게 되었다. 리빗이 밝힌 표준 촛불은 그녀가 암으로 세상을 떠난 2년 뒤에 위력을 발휘했다. 1923년 윌슨산 천문대의 에드윈 허블(1889~1953)이 표준 촛불을 이용해, 그때까지 우리은하 내부에 있는 것으로 알려졌던 안드로메다 성운이 외부 은하임을 밝혀냈던 것이다. 이로써 우리은하는 우주의 중심에서 끌어내려지고, 우리은하가 우주의 전부인 줄 알고 있었던 인류는 은하 뒤에 또 무수한 은하들이 줄지어 있는 대우주에 직면하게 되었다. ​밤하늘에서 빛나는 모든 것들이 우리 은하 안에 속해 있다고 믿고 있던 인류에게 이 발견은 청천벽력과도 같은 것이었다. 갑자기 우리 태양계는 작은 웅덩이로 축소되어버리고, 지구상에 살아 있는 모든 것들에게 빛을 주는 태양은 우주라는 드넓은 바닷가의 모래 한 알갱이에 지나지 않은 것이 되었다. 허블은 표준 촛불을 발견한 리빗에 대해 그의 저서에서 “헨리에타 리빗이 우주의 크기를 결정할 수 있는 열쇠를 만들어냈다면, 나는 그 열쇠를 자물쇠에 쑤셔넣고 뒤이어 그 열쇠가 돌아가게끔 하는 관측사실을 제공했다”라며 그녀의 업적을 기렸다. 이처럼 허블 본인은 리비트의 업적을 인정하며 리빗은 노벨상을 받을 자격이 있다고 자주 말하곤 했다. 그러나 스웨덴 한림원이 노벨상을 주려고 그녀를 찾았을 때는 이미 세상을 떠난지 3년이 지난 후였다. 하지만 불우한 여성 천문학자 헨리에타 레빗의 이름은 천문학사에서 찬연히 빛나고 있을 뿐만 아니라, 소행성 5383 리빗과 월면 크레이터 리빗으로 저 우주 속에서도 빛나고 있다. 우주 팽창을 가르쳐준 '적색편이' 우주 거리 사다리에서 변광성 다음의 단은 적색편이다. 이것은 별빛 스펙트럼을 분석해서 그 별 까지의 거리를 알아내는 방법으로, 이른바 도플러 효과라는 원리를 바탕으로 하고 있다. 도플러 효과를 설명할 때 주로 소방차 사일렌 소리가 예로 제시된다. 소방차가 관측자에게 다가올 때 소리가 높아지다가, 멀어져가면 급속이 소리가 낮아진다는 것을 알 수 있다. 이것은 파원이 관측자에게 다가올 때 파장의 진폭이 압축되어 짧아지다가, 반대로 멀어질 때는 파장이 늘어남으로써 나타나는 현상이다. 이것을 바로 도플러 효과로, 1842년에 이 원리를 처음으로 발견한 오스트리아의 과학자 크리스티안 도플러의 이름을 딴 것이다. 도플러 효과는 모든 파동에 적용되는 원리이다. 빛도 파동의 일종인만큼 도플러 효과를 탐지할 수 있다. 도플러가 제시한 이 원리를 이용한 장비가 실생활에서도 여러 방면에 쓰이고 있는데, 만약 당신에게 어느 날 느닷없이 속력 위반 딱지가 날아왔다면, 그것은 바로 도플러 원리를 장착한 스피드건이 찍어서 보낸 것이다. 현재 천문학에서 천체들의 속도를 측정하는 데 이 도플러 효과가 널리 사용되고 있다. 우주 팽창으로 인해 후퇴하는 천체가 내는 빛의 파장이 늘어나게 되는데, 일반적으로 가시광선 영역에서 파장이 길수록 (진동수가 작을수록) 붉게 보인다. 따라서 후퇴하는 천체가 내는 빛의 스펙트럼이 붉은색 쪽으로 치우치게 되는데, 이를 적색편이라고 한다. 이 적색편이의 값을 알면 천체의 후퇴 속도를 측정할 수 있다. 적색편이가 천문학에 거대한 변혁을 몰고온 것은 미국의 천문학자 베스토 슬라이퍼에서 시작되었다. 그는 1912년 당시 '나선성운'이라고 불리던 은하들이 상당히 큰 적색편이 값을 보인다는 것을 발견했다. 슬라이퍼는 이 논문에서 온 하늘에 고루 분포하는 나선은하들의 속도를 측정했는데, 그중 3개를 제외하고는 모든 은하가 우리은하로부터 초속 수백, 수천km의 속도로 멀어지고 있는 것을 발견했다. 그 뒤를 이어 1924년 초 에드윈 허블은 은하들의 적색편이(속도)와 은하들까지의 거리가 비례한다는 허블의 법칙을 발견했다. 1929년에는 더욱 놀라운 사실이 밝혀졌다. 에드윈 허블이 우주가 팽창하고 있다는 관측결과를 발표했던 것이다. 이는 인류의 우주관에 혁명을 일어킨 대사건이었다. 따지고 보면, 이 같은 우주 팽창이라든가 빅뱅 이론 같은 것도 리빗의 표준 촛불이 있음으로써 가능했던 것이었다. 리빗이 변광성의 밝기와 주기 사이의 관계를 알아냄으로써 빅뱅의 첫단추를 꿰었다고 할 수 있다. 이러한 발견들은 우주가 정적이지 않고 팽창하고 있다는 가설을 관측으로 뒷받침하는 것으로, 우주의 팽창과 빅뱅 이론의 문을 활짝 열어젖힌 가장 중요한 근거로 받아들여지고 있다. 우주 거리 사다리의 마지막 단은 '초신성' 우주에서 가장 먼 거리를 재는 우주 줄자는 초신성이다. 초신성이란 진화의 마지막 단계에 이른 별이 폭발하면서 그 밝기가 평소의 수억 배에 이르렀다가 서서히 낮아지는 별을 가리키는데, 마치 새로운 별이 생겼다가 사라지는 것처럼 보이기 때문에 이런 이름이 붙었다. 하지만 사실은 늙은 별의 임종인 셈이다. 우리나라에서는 잠시 머물렀다 사라진다는 의미로 객성(客星, 손님별)이라고 불렀다. 그러면 어떤 별이 초신성이 되는가? 몇 가지 유형이 있는데, 먼저 태양 질량의 9배 이상인 무거운 별이 마지막 순간에 중력 붕괴를 일으켜 폭발하는 것이 있다. 다음으로는, 쌍을 이루는 백색왜성에서 물질을 끌어와 그 한계질량이 태양 질량의 1.4배를 넘는 순간 폭발하는 유형이 있는데, 이것이 바로 거리 측정에 사용되는 1a형 초신성이다. 이는 같은 한계질량에서 폭발하여 같은 밝기를 보이므로, 그 광도를 측정하면 그 별까지의 거리를 알아낼 수가 있기 때문이다. 따라서 1a형 초신성은 자신이 속해 있는 은하까지의 거리를 측정할 수 있게 해주는 중요한 지표가 된다. 또한 초신성이 폭발할 때의 광도는 1000억 개의 별이 내는 광도와 맞먹을 정도이므로 우주 어느 곳에서 터지더라도 관측할 수 있다. 1929년 허블이 적색편이를 이용해 우주의 팽창을 처음으로 알아낸 이후, 우주의 팽창속도가 어떻게 변화하고 있는지가 중요한 관심사가 된 가운데, 1a형 초신성은 먼 은하까지의 거리를 측정하고 우주의 팽창속도를 알아낼 수 있는 최적의 도구가 되었다. 1990년대에 들어 과학자들은 멀리 있는 1a형 초신성 수십 개의 거리와 후퇴속도를 분석한 결과, 초신성들이 우주가 일정한 속도로 팽창하는 경우에 비해 밝기가 더 어둡다는 사실이 밝혀졌다. 이것은 이 초신성들이 예상보다 멀리 있다는 것을 말하며, 그것은 곧 우주의 팽창속도가 점점 빨라지고 있음을 뜻한다. 말하자면 우주는 가속팽창되고 있다는 것이다. 이 획기적인 사실을 발견한 두 팀의 천문학자들은 뒤에 노벨 물리학상을 받았다. 이전까지는 우주에 있는 물질들의 인력 때문에 우주의 팽창속도가 일정하게 유지되거나 줄어들 것으로 생각되었다. 그런데 실제 관측 결과는 이와 정반대로 나타난 셈인데, 우주의 이같은 가속팽창에는 분명 어떤 힘이 계속 작용하고 있음을 뜻한다. 지금으로써는 이 힘의 정체가 무엇인지 알 길이 없지만, 과학자들은 이 정체불명의 힘에 ‘암흑 에너지’라는 이름을 붙였다. 이 암흑 에너지는 우주가 팽창하면 팽창할수록 점점 더 커진다. 그러므로 우리 우주는 앞으로 영원히 가속 팽창할 운명이다. 이런 놀라운 우주의 비밀을 밝혀준 것이 바로 우주의 가장 긴 줄자인 초신성이다. 우주의 가속팽창 그 끝에는 무엇이 기다리고 있을지는 신만이 알 것이다. 표준 촛불 1a형 초신성 폭발 동영상( https://youtu.be/C24PicfBXIo ) 이광식 통신원 joand999@naver.com

미국 항공우주국(NASA)의 무인 수성 탐사선 ‘메신저’호가 11년간의 임무를 마치고 1일 새벽 폭발로 최후를 맞았다. NASA는 “1일 오전 4시 26분(한국시간) 연료가 소진된 메신저호가 수성의 중력에 이끌려 표면에 충돌해 폭발하면서 임무를 마쳤다”고 밝혔다. NASA는 “메신저호는 시속 1만 4081㎞의 속도로 수성에 충돌하면서 지름 16m 정도 되는 구덩이 형태의 흔적(크레이터)을 남겼다”면서 “이는 인류가 수성에 남기는 최초의 발자취”라고 말했다. ●시속 1만㎞로 충돌… 지름 16m 흔적 남겨 메신저호는 인류가 발사한 두 번째 수성 탐사선이면서 수성 궤도를 돌며 임무를 수행한 첫 번째 탐사선이다. 최초의 수성 탐사선은 NASA가 1973년 발사한 ‘마리너’ 10호지만 1974년과 1975년 수성의 근처에만 접근했을 뿐 제대로 된 관측을 하지는 못했다. 메신저호는 2004년 8월 발사돼 6년 7개월 동안 78억 9000㎞를 비행한 끝에 2011년 3월 수성 궤도에 진입했다. 메신저호가 수성에 도착하기까지 6년이 넘는 시간이 걸린 이유는 지구와 금성 등의 중력을 이용해 탐사선의 궤도를 조정하는 ‘플라이 바이’ 항법을 이용해 수성에 천천히 접근했기 때문이다. 수성은 태양 가까이에서 빠른 속도로 공전하고 있기 때문에 수성을 향해 직접 탐사선을 발사할 경우 자칫 태양의 거대한 중력권 안으로 빨려 들어가 임무 수행을 할 수 없게 된다. 이를 막기 위해 메신저호는 발사 뒤 태양을 중심으로 15바퀴를 돌면서 지구와 금성, 수성을 모두 6차례 근접 통과하는 과정을 거친 뒤 수성 궤도에 진입했다. 무게 500㎏에 너비 2m, 높이 2.5m 크기인 메신저호는 지표면을 원격 근접 촬영하기 위한 두 대의 카메라와 레이저 고도계, 자력계, 분광계 등 7대의 장비를 탑재해 수성의 비밀을 풀어냈다. ●지구 출발 뒤 6년 만에 수성과 만나 메신저호가 지구로 보내온 사진은 27만 7000장에 이른다. 과학자들은 메신저호가 보내온 사진과 각종 데이터를 분석한 결과 수성의 극 지역에 얼음이 있다는 것을 밝혀냈다. 또 수성 내부에 철로 구성된 핵이 있으며 탄소를 포함한 유기물이 있다는 사실도 메신저호를 통해 처음 알려졌다. 메신저호 미션을 기획해 이끌어 온 NASA의 션 솔로몬 박사는 “메신저호 덕분에 인류는 미지의 행성인 수성의 모습이 다채롭고 황홀하다는 사실을 비로소 알게 됐다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

-천문학자들의 줄자 '우주 거리 사다리’(2) 삼각법으로 알아낸 태양계의 크기 달까지의 거리를 자로 재듯이 정확하게 측정한 히파르코스의 후예는 무려 1,800년 뒤에야 나타났다. 이탈리아 출신의 천문학자 조반니 카시니가 그 주인공으로, 그가 발견한 토성의 카시니 간극으로 우리에게도 낯익은 사람이다. 1625년 니스에서 태어난 카시니는 일찍이 천재성을 유감없이 발휘하여 겨우 25살 나이에 볼로냐 대학의 천문학 교수가 되었다. 그는 특히 행성 관측에 남다른 열정을 쏟아, 1665년 목성의 대적반 변화를 관찰, 목성의 자전주기가 9시간 56분임을 밝혔고, 이듬해에는 비슷한 방법으로 화성의 자전주기가 24시간 40분임을 확인했다. 카시니가 태양까지의 거리를 재겠다는 야심찬 계획에 도전한 것은 그가 프랑스 루이 14세의 초청을 받아 파리 천문대장에 취임, 거금을 마음껏 사용할 수 있게 된 최초의 천문학자가 되었을 때였다. 당시 태양과 각 행성들 간의 거리는 케플러의 제3법칙, 행성과 태양 사이의 거리의 세제곱은 그 공전주기의 제곱에 비례한다는 공식에 의해 상대적인 거리는 알려져 있었지만, 실제 거리가 알려진 게 없어 태양까지의 절대 거리를 산정하는 데는 쓸모가 없었다. 카시니는 먼저 화성까지의 거리를 알아내고자 했다. 방법은 역시 시차(視差)를 이용한 삼각법이었다. 시차를 알고 두 지점 사이의 거리, 곧 기선의 길이를 알면 그것을 밑변으로 하여 삼각법을 적용해서 목표물까지의 거리를 구할 수가 있다. 이 기법은 이미 1,900년 전 히파르코스가 38만km 떨어진 달까지의 거리를 측정하는 데 써먹은 방법이었다. 그러나 좀더 멀리 떨어져 있는 천체와의 거리를 정확하게 재기 위해서는 좀더 긴 기선이 필요하다. 　카시니는 먼저 제1단계로 시차를 이용해 화성까지의 거리를 구하기로 했다. 마침 화성이 지구에 접근하고 있었다. 이는 곧 큰 시차를 얻을 수 있는 기회임을 뜻한다. 1671년, 카시니는 조수 장 리셰르를 남아메리카의 프랑스 령 기아나의 카옌으로 보냈다(기아나는 ‘빠삐용’에 나오는 유명한 유형지 악마의 섬이 있는 곳이다). 파리와 카옌 간의 거리 9,700km를 기선으로 사용하기 위해서였다. 리셰르는 화성 근처에 있는 몇 개의 밝은 별들을 배경으로 해서 화성의 위치를 정밀 관측했고, 동시에 파리에서는 카시니가 그와 비슷한 측정을 해서 화성의 시차를 구했다. 계산 결과는 놀랄 만한 것이었다. 화성까지의 거리는 6400만km라는 답이 나왔다. 이 수치를 ‘행성의 공전주기의 제곱은 행성과 태양 사이 평균 거리의 세제곱에 비례한다’는 케플러의 제3법칙에 대입하니 지구에서 태양까지의 거리는 1억 4000만km로 나왔다. 이것은 실제값인 1억 5000만km에 비하면 오차 범위 7% 안에 드는 훌륭한 근사치였다. 오차는 화성의 궤도가 지구와는 달리 길죽한 타원인 데서 생겨난 것이었다. 어쨌거나 이는 태양과 행성, 그리고 행성 간의 거리를 최초로 밝힌 의미 있는 결과로, 인류에게 최초로 태양계의 규모를 알려주었다는 점에서 특기할 만한 일이었다. 당시 태양계는 토성까지로, 지구-태양 간 거리의 약 10배였다. 이로써 인류는 태양계의 크기를 최초로 알게 되었다. ‘광속’도 천문이 알려준 것이다 태양-지구간 거리는 천문학에서 ‘천문단위’(Astronomical Unit 또는 AU)라 하며, 태양계를 재는 잣대로 쓰인다. 천문단위는 단지 길이의 단위일 뿐만 아니라 천문학에서 중요한 상수이다. 태양계 내의 행성이나 혜성 등의 천체 사이의 거리는 천문단위를 이용함으로써, 취급하기 쉬운 크기의 값으로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 화성이 지구에 가장 가까이 접근할 ​​때, 화성과 지구 사이의 거리는 0.37AU 정도이고, 태양에서 토성까지는 약 9.5AU, 가장 먼 행성 해왕성까지는 약 30AU가 된다. 30AU부터 100AU까지에는 명왕성을 비롯한 태양계 외부 천체가 분포하고 있다. 태양계의 경계이며 혜성의 고향이라고 여겨지는 ‘오르트 구름’은 수만 천문단위에 걸쳐져 있으며, 천문단위가 사용되는 한계이다. 빛이 8분 20초를 달리는 거리인 1AU, 곧 1억 5000만km는 시속 100km의 차로 밤낮 없이 달려도 170년이 걸리는 엄청난 거리지만, 우주를 재기에는 턱없이 작은 단위다. 그래서 별이나 은하까지 거리를 재는 데는 광년(Light Year 또는 LY)을 쓴다. 빛이 1년간 달리는 거리로, 약 10조km쯤 된다. 그런데 카시니 시대에 이르도록 빛이 입자인지 파동인지, 또는 속도가 있는 건지 무한대인지 알려지지 않고 있었다. 인류에게 빛이 속도가 있다는 사실을 알려준 것도 역시 ‘천문’이었다. 카시니는 갈릴레이가 발견한 목성의 4개 위성에 대한 운행표를 계산했는데, 이것은 해상에서의 경도(經度) 결정에 중요한 자료가 되었다. 이의 보정을 위해 카시니는 제자인 덴마크 출신 올레 뢰머에게 목성의 위성을 관측하는 임무를 맡겼다. 그는 1675년부터 목성에 의한 위성의 식(蝕)을 관측하여, 식에 걸리는 시간이 지구가 목성과 가까워질 때는 이론치에 비해 짧고, 멀어질 때는 길어진다는 사실을 알게 되었다. 목성의 제1위성 이오의 식을 관측하던 중 이오가 목성에 가려졌다가 예상보다 22분이나 늦게 나타났던 것이다. 그 순간, 그의 이름을 불멸의 존재로 만든 한 생각이 번개같이 스쳐지나갔다. “이것은 빛의 속도 때문이다!” 이오가 불규칙한 속도로 운동한다고 볼 수는 없었다. 그것은 분명 지구에서 목성이 더 멀리 떨어져 있을 때, 그 거리만큼 빛이 달려와야 하기 때문에 생긴 시간차였다. 뢰머는 빛이 지구 궤도의 지름을 통과하는 데 22분이 걸린다는 결론을 내렸으며, 지구 궤도 반지름은 이미 카시니에 의해 1억 4천만km로 밝혀져 있는만큼 빛의 속도 계산은 어려울 게 없었다. 그가 계산해낸 빛의 속도는 초속 21만 4,300km였다. 오늘날 측정치인 29만 9,800km에 비해 28%의 오차를 보이지만, 당시로 보면 놀라운 정확도였다. 무엇보다 빛의 속도가 무한하다는 기존의 주장에 반해 유한하다는 사실을 최초로 증명한 것이 커다란 과학적 성과였다. 이는 물리학에서 획기적인 기반을 이룩한 쾌거였다. 1676년 광속 이론을 논문으로 발표한 뢰머는 하루아침에 광속도 발견으로 과학계의 스타로 떠올랐다. 제자가 잘되는 꼴을 못 보는 카시니는 가만 있지 않았다. 그는 이오가 늦게 나타나는 것은 그 자체의 궤도가 불규칙하기 때문이라고 주장하며 제자를 깎아내렸다. 목성 위성을 수도 없이 보아왔던 카시니는 자신은 왜 그런 생각을 못했는지 한탄했을지도 모른다. 그러나 진실은 감추어지지 않는 법이다. 빛의 입자설을 내세웠던 뉴턴과, 그에 맞서 파동설을 내세웠던 하위헌스가 모두 뢰머를 지지하고 나서자 카시니의 주장은 자연 무시되고 말았다. 우주에서 광속보다 빠른 것은 없다. 그러나 이 광속으로도 우주의 크기를 재기에 버거울 만큼 우주는 광대하다. 3000억 개의 별들이 버글거리고 있는 우리은하지만, 별들과의 평균 거리는 약 4광년이다. 그러니 다른 은하와 충돌하더라도 별들끼리 부딪힐 확률은 아주 낮다. 동해 바다에서 미더덕 두 개가 우연히 부딪힐 확률과 비슷하다. 그래서 어떤 천문학자는 별들 사이의 아득한 거리에는 신의 배려가 깃들어 있다고 표현했다. 태양에서 가장 가까운 별은 센타우리 프록시마란 별인데, 거리는 4.2광년이다. 빛이 거기까지 갔다오는 데 8년이 걸린다는 뜻이다. 바로 이웃에 다녀오는 데 8년이 걸린다면 광속도 우주에 비하면 달팽이 걸음과 다를 게 없다. 한편, 카시니는 행성관측에 매진해, 토성 근처에서 4위성을 발견하고, 토성 고리에서 이른바 카시니 간극을 발견하는 등, 천문학사에 뚜렷한 발자국을 남기고 1712년 생을 마감했다. 향년 87세. 그의 이름은 1997년에 발사된 토성 탐사선 ‘카시니-하위헌스 호’와 화성의 지명에 남아 있다. 그가 죽은 지 13년 뒤인 1725년, 영국의 천문학자 브래들리가 광행차(光行差)를 발견하여 빛의 속도가 유한함을 결정적으로 증명함으로써 뢰머의 광속 이론은 완전히 입증되었다. 지하의 카시니도 그제야 제자의 업적을 인정해줬을까? ​중학교 중퇴자가 최초로 별까지 거리를 쟀다 별까지의 거리를 재려면 시차를 알아야 한다. 그러면 지구 궤도 반지름을 기선으로 삼아 별까지의 거리를 계산해낼 수 있다. 이 궤도 반지름을 기선으로 삼는 별의 시차를 연주시차라 한다. 다시 말하면, 어떤 천체를 태양과 지구에서 봤을 때 생기는 각도의 차이를 연주시차라는 말이다. ​‘연주(年周)’라는 호칭이 붙는 것은 공전에 의해 생기는 시차이기 때문이다. 실제로 연주시차를 구할 때, 관측자가 태양으로 가서 천체를 관측할 수 없기 때문에, 지구가 공전궤도의 양끝에 도달했을 때 관측한 값을 1/2로 나누어 구한다. 이것만 알면 삼각법으로 바로 목표 천체까지의 거리를 계산할 수 있다. 1543년, 코페르니쿠스가 지동설을 발표한 이래, 천문학자들의 꿈은 연주시차를 발견하는 것이었다. 지구가 공전하는 한 연주시차는 없을 수 없는 것이다. 그것이 지구 공전에 대한 가장 확실하고도 직접적인 증거이기 때문이다. 그러나 그후 3세기가 지나도록 수많은 사람들이 도전했지만 연주시차는 난공불락이었다. 불세출의 관측 천문가 허셜도 평생을 바쳐 추구했지만 끝내 이루지 못한 것이 연주시차의 발견이었다. 그도 그럴 것이, 가장 가까운 별들의 평균 거리가 10광년으로 칠 때, 약 100조km가 되는데, 기선이 되는 지구 궤도의 반지름이라 해봐야 겨우 1.5억km이다. 무려 1,000,000 대 3이다. 어떻게 그 각도를 잴 수 있겠는가. 그야말로 극한의 정밀도를 요구는 대상이다. 코페르니쿠스가 지동설을 발표한 지 거의 300년 만에야 이 연주시차를 발견한 천재가 나타났다. 놀랍게도 중학교를 중퇴하고 천문학을 독학한 프리드리히 베셀이 바로 그 주인공이다. 이 천재는 삶의 내력도 재미있을 뿐 아니라, 인간적으로도 매력적인 점이 많은 사람이었다. 베셀의 최대 업적이 된 연주시차 탐색은 그가 쾨니히스베르크 천문대 대장으로 있을 때인 1837년부터 시작되었다. 별들의 연주시차는 지극히 작으리라고 예상됐던만큼 되도록 가까운 별로 보이는 것들을 대상으로 선택해야 했다. 고유 운동이 큰 별일수록 가까운 별임이 분명하므로 베셀은 가장 큰 고유운동을 보이는 백조자리 61을 목표로 삼았다. 이 별은 5.6등으로 어두운 편이라 아무도 주목하지 않았던 것을 베셀이 굳이 선택한 것이다. 베셀은 1837년 8월에 백조자리 61의 위치를 근접한 두 개의 다른 별과 비교했으며, 6달 뒤 지구가 그 별로부터 가장 먼 궤도상에 왔을 때 두 번째 측정을 했다. 그 결과 배후의 두 별과의 관계에서 이 별의 위치 변화를 분명 읽을 수 있었다. 데이터를 통해 나타난 백조자리 61번별의 연주시차는 약 0.314초각이었다. 이 각도는 빛의 거리로 환산하면 약 10.28광년에 해당한다. 실제의 10.9광년보다 약간 작게 잡혔지만, 당시로서는 탁월한 정확도였다. 이 별은 그후 ‘베셀의 별’이라는 별명을 얻게 되었다. 지구 궤도 지름 3억km를 1m로 치면, 백조자리 61은 무려 30km가 넘는 거리에 있다는 말이다. 그러니 그 연주시차를 어떻게 잡아내겠는가. 그 솜털 같은 시차를 낚아챈 베셀의 능력이 놀라울 따름이다. 이 10광년의 거리는 사람들을 경악케 했다. 그러나 그 거리 또한 알고 보면 솜털 길이에 지나지 않다는 사실을 머지않아 우리는 알게 된다. 천왕성을 발견한 윌리엄 허셜의 아들이자 런던 왕립천문학회 회장인 존 허셜 경은 베셀의 업적을 이렇게 평했다. “이것이야말로 실제로 천문학이 성취할 수 있는 가장 위대하고 영광스러운 성공이다. 우리가 살고 있는 우주는 그토록 넓으며, 우리는 그 넓이를 잴 수 있는 수단을 발견한 것이다.” ​베셀의 연주시차 측정은 우주의 광막한 규모와 지구의 공전 사실을 확고히 증명한 천문학적 사건으로 커다란 의미를 갖는다. 별들의 거리에 대한 측정은 천체와 우주를 물리적으로 탐구해나가는 데 필수적인 요소라는 점에서 독학자 베셀은 천문학의 새로운 길을 열었던 것이다. 　이광식 통신원 joand999@naver.com　　　

우리의 태양같은 별 주위를 지척에서 도는 목성만한 크기의 특이한 행성이 발견됐다. 최근 호주 국립대학, 독일 막스 플랑크 연구소 등 국제공동 연구팀은 지구에서 500광년 떨어진 곳에 위치한 행성 'HATS-6b'를 발견했다고 발표했다. 태양계의 '큰형님' 목성만한 크기의 이 행성은 HATS-6이라 불리는 작은 별 주위를 돈다. 특이한 점은 크기는 목성 만하지만 질량은 3분 1도 안돼 '부어있는' 행성이라는 수식어가 붙을 정도. 특히 이번 발견이 학술적 가치가 있는 것은 기존 천문학의 상식과 배치되기 때문이다. HATS-6은 우리 태양의 12분 1 수준의 에너지를 방출하는 차가운 별이다. 그러나 목상만한 거대한 덩치를 가진 HATS-6b는 3.3일 만에 그 주위를 공전할 만큼 코 앞에 붙어있다. 우리 태양계로 치면 수성보다 훨씬 가까운 거리에 목성이 있는 셈. 일반적으로 태양(별)은 오랜시간 우주의 수많은 가스와 먼지가 뭉친 후 핵융합을 거쳐 탄생한다. 그리고 여기서 남은 가스와 같은 ‘재료’로 형성되는 것이 바로 행성으로 태양계 역시 이같은 과정을 거쳐 현재의 지구가 탄생한 것으로 추측되고 있다. 이 때문에 목성 만한 HATS-6b가 작은 별의 코 앞에 있다는 것이 상식적으로 납득이 가지 않는 것. 호주 국립대학 조지 주 교수는 "아마도 HATS-6b는 다른 곳에서 형성돼 이곳으로 이주해온 것 같다" 면서 "지금까지 관측해 온 행성과는 많이 다른 특이한 조건" 이라고 설명했다. 이어 "HATS-6의 온도가 너무 낮아 HATS-6b에 미치는 영향이 미미해 행성의 대기 또한 특별할 것으로 생각된다"고 덧붙였다. 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-천문학자들의 줄자 ‘우주 거리 사다리’ 　100억 광년 밖의 은하를 관측했다느니, 1000만 광년 거리의 은하에서 초신성이 터졌다느니 하는 기사를 자주 보게 된다. 1광년이라면 1초에 30만km, 지구를 7바퀴 반이나 돈다는 빛이 1년을 내달리는 거리다. 이것만 해도 우리의 상상력으로는 잘 가늠이 안되는 거리인데, 천문학자들은 10억 광년이니 100억 광년이니 하는 그 엄청난 거리를 도대체 어떻게 재는 걸까? 물론 하루아침에 우주 측량술이 등장한 것은 아니다. 수많은 천재들의 열정으로 갖가지 다양한 기법들이 차례로 개발되면서 이 엄청난 우주의 크기를 가늠할 수 있는 우주 측량술이 정립되었다. 태양이나 달까지의 거리를 측정하려는 시도는 고대 그리스 시대부터 행해져 왔지만, 하늘의 단위와 지상의 단위를 결부시키는 것은 쉬운 일이 아니었다. 천문학자들은 먼저 지구의 크기와 달과 태양까지의 거리를 구한 다음, 그것들을 기초로 삼아 가까운 별에서 더 먼 천체까지 차례로 거리를 측정하는 과정을 밟아왔다. 이런 식으로 단계별로 척도를 늘려나가는 측량 방식을 '우주 거리 사다리'(cosmic distant ladder)라 한다. 측량은 인류의 역사만큼이나 오랜 것이다. 사람은 늘 측량한다. 인류가 지상에 나타난 그 순간부터 측량은 시작되었다. 측량이 생존과 직결된 문제이기 때문이다. 그런데 이 측량에도 ‘천문’은 깊이 개입되어 있다. 달이 차고 기우는 것을 기준으로 삼은 한 달의 날수가 바로 천문학적인 것이다. 또 미국과 미얀마 등 몇 나라만 빼고 전 세계가 쓰고 있는 미터법은 바로 지구의 크기에서 나온 것이다. 프랑스 대혁명의 불길이 채 잦아들기도 전인 1790년, 혁명정부가 도량형 통일을 위해 ‘미래에도 영원히 바뀌지 않을 것’을 기준으로 1m를 정했는데, 그게 바로 북극과 파리, 적도에 이르는 자오선 길이의 1000만분의 1을 1m로 한 것이다. 곧, 북극점에서 적도에 이르는 거리의 1만분의 1이 1km인 셈이다. 그러니까 지구 한 바퀴는 4만 km가 된다. 오늘날 우리는 이 미터법으로 원자의 크기를 재고 우주의 넓이를 잰다. 삼각형 하나가 가르쳐준 ‘천동설’　역사상 최초로 ‘우주 거리’를 잰 사람은 기원전 3세기 고대 그리스의 천문학자 아리스타르코스(BC 310경~230)였다. 그가 우주 측량에 사용한 도구는 삼각형과 원, 그리고 하늘의 달이었다. 그러나 그 측량의 결과는 놀라운 것이었다. 먼저 그가 월식을 관측하고 얻은 결과물을 살펴보도록 하자. 월식 때 월면은 지구에 대한 거울 구실을 한다. 월면에 지구 그림자가 그대로 나타나는 것이다. 이때 지구 그림자를 보면 원형이다. 지구가 만약 삼각형이라면 그림자도 삼각형일 것이요, 편평한 판이라면 그림자도 길쭉하니 비칠 게 아닌가. 그런데 월식 때 보면 지구 그림자는 언제나 둥그렇다. 고대의 천문학자들은 이를 지구가 구체라는 움직일 수 없는 증거로 보았다. 아리스타르코스의 월식 관찰은 여느 사람과는 달랐다. 월식으로 지구 그림자가 달의 가장자리에 올 때 두 천체의 원호 곡률을 비교함으로써 달과 지구의 상대적인 크기까지 알아냈던 것이다. 가히 천재의 발상법이라 하지 않을 수 없다. 그가 알아낸 값은 지구 크기가 달의 3배라는 사실이다. 참값은 4배이지만, 기원전 사람이 맨눈으로, 그리고 오로지 추론만으로 그 정도 알아냈다는 것은 참으로 놀라운 지성이라 하지 않을 수 없다. 아리스타르코스의 천재성은 여기서 멈추지 않았다. 그는 달이 정확하게 반달이 될 때 태양과 달, 지구는 직각삼각형의 세 꼭짓점을 이룬다는 사실을 추론하고, 이 직각삼각형의 한 예각을 알 수 있으면 삼각법을 사용하여 세 변의 상대적 길이를 계산해낼 수 있다고 생각했다. 그는 먼저 지구와 태양, 달이 이루는 각도를 쟀다. 87도가 나왔다(참값은 89.5도). 세 각을 알면 세 변의 상대적 길이는 삼각법으로 금방 구해진다. 그런데 희한하게도 달과 태양은 겉보기 크기가 거의 같다. 이는 곧, 달과 태양의 거리 비례가 바로 크기의 비례가 된다는 뜻이다. 아리스타르코스는 이 점에 착안하여, 다음과 같이 세 천체의 상대적 크기를 또 구했다. 태양은 달보다 19배 먼 거리에 있으며(참값은 400배), 지름 또한 19배 크다. 고로 달의 3배인 지구보다는 7배 크다(참값은 109배). 따라서 태양의 부피는 7의 세제곱으로 지구의 약 300배에 달한다고 결론지었다. 그의 수학은 정확했지만 도구가 부실했다. 하지만, 본질적인 핵심은 놓치지 않았다. 　“지구보다 300배나 큰 태양이 지구 둘레를 돈다는 것은 모순이다. 태양이 우주의 중심에 자리하고 있으며, 지구가 스스로 하루에 한 번 자전하며 1년에 한 번 태양 둘레를 돌 것이다.” 이로써 인간의 감각에만 의존해왔던 오랜 천동설을 젖히고 인류 최초의 지동설이 탄생하게 된 것이다. 그러나 당시 이러한 아리스타르코스의 주장은 큰 반발을 불러일으켰을 뿐만 아니라, 신성 모독이므로 재판에 부쳐야 한다는 말까지 들어야 했다. 어쨌든 우주의 중심에서 인류의 위치를 몰아낸 지동설은 이렇게 한 천재의 기하학으로부터 탄생했다. 따지고 보면 직각 삼각형 하나가 인류에게 지동설을 알려준 것이라고도 할 수 있다. 우리는 이런 천재에게 마땅히 경의를 표해야 한다. 천문학사에 불멸의 이정표를 세운 아리스타르코스는 달 구덩이 가운데 하나에 그 이름이 붙여져 영원히 남게 되었는데, 그 중심 봉우리는 달에서 가장 밝은 부분이다. 작대기 하나로 지구의 크기를 잰 사람 아리스타르코스의 뒤를 이어받은 한 천재는 한 세대 뒤에 나타났다. 그가 바로 역사상 최초로 한 천체의 크기를 잰 천문학자이자 수학자인 에라토스테네스(BC 276~194)였다. 그가 잰 천체는 물론 지구였다. 에라토스테네스는 터무니없이 간단한 방법으로 인류 최초로 지구 크기를 쟀는데, 참값에 비해 10% 오차밖에 나지 않았다. 그가 이용한 방법은 작대기 하나를 땅에다 꽂는 거였다. 해의 그림자를 이용한 측정법이었다. 구체적으로는 이 역시 기하학을 이용한 건데, 어느 날 도서관에서 책을 뒤적거리다가 ‘남쪽의 시에네 지방(아스완)에서는 하짓날인 6월 21일 정오가 되면 깊은 우물 속 물에 해가 비치어 보인다’는 문장을 읽었다. 이것은 무엇을 뜻하는가? 그리스 인들은 지역에 따라 북극성의 높이가 다른 사실 등을 근거로 지구가 공처럼 둥글다는 것을 알고 있었다. 구체인 지구의 자전축은 궤도 평면상에서 23.5도 기울어져 있다. 하짓날 시에네 지방에 해가 수직으로 꽂힌다는 것은 곧 시에네의 위도가 23.5도란 뜻이다.(이 지점이 바로 북회귀선, 곧 하지선이 지나는 지역이다) 여기서 천재의 발상법이 나온다. 그는 실제로 6월 21일을 기다렸다가 막대기를 수직으로 세워보았다. 하지만 시에네와는 달리 알렉산드리아에서는 막대 그림자가 생겼다. 그는 여기서 이는 지구 표면이 평평하지 않고 곡면이기 때문이라는 점을 깨달았다. 그리하여 에라토스테네스가 파피루스 위에다 지구를 나타내는 원 하나를 컴퍼스로 그리던 그 순간, 엄청난 일이 일어났다. 이것은 수학적 개념이 정확한 관측과 결합되었을 때 얼마나 큰 위력을 발휘하는가를 확인해주는 수많은 사례 중의 하나다. 에라토스테네스가 그림자 각도를 재어보니 7.2도였다. 햇빛은 워낙 먼 곳에서 오기 때문에 두 곳의 햇빛이 평행하다고 보고, 두 엇각은 서로 같다는 원리를 적용하면, 이는 곧 시에네와 알렉산드리아 사이의 거리가 7.2도 원호라는 뜻이 된다. 에라토스테네스는 걸음꾼을 시켜 두 지점 사이의 거리를 걸음으로 재본 결과 약 925km라는 값을 얻었다. 그 다음 계산은 간단하다. 여기에 곱하기 360/7.2 하면 답은 약 46,250이라는 수치가 나오고, 이는 실제 지구 둘레 4만km에 10% 미만의 오차밖에 안 나는 것이다. 이로써 인류는 우리가 사는 행성의 크기를 최초로 알게 되었고, 이를 아리스타르코스의 태양과 달까지 상대적 거리에 대입시켜, 비록 큰 오차가 나는 것이긴 하지만 그 실제 거리를 알게 된 것이다. 2300년 전 고대에, 막대기 하나와 각도기, 사람의 걸음으로 이처럼 정확한 지구의 크기를 알아낸 에라토스테네스야말로 위대한 지성이라 하지 않을 수 없다. 이분은 또 수학사에도 이름을 남겼는데, 소수(素數)를 걸러내는 ‘에라토스테네스의 체’를 고안해낸 수학자이기도 하다. 달까지 거리를 ‘줄자’로 재듯이 잰 사람 에라토스테네스 다음으로 약 1세기 만에 나타난 걸출한 천재는 에게 해 로도스 섬 출신의 히파르코스(BC 190~120)였다. 그가 남긴 천문학 업적은 세차운동 발견, 최초의 항성목록 편찬, 별의 밝기 등급 창안, 삼각법에 의한 일식 예측 등 그야말로 눈부신 것이다. 그는 지구 표면에 있는 위치를 결정하는 데 엄밀한 수학적 원리를 적용하여 오늘날과 같이 경도와 위도를 이용하여 위치를 나타낸 최초의 인물이기도 하다. 그는 돌던 팽이가 멈추기 전에 팽이 축을 따라 작은 원을 그리듯이 지구 자전축의 북극점도 그러한 모습으로 회전한다는 세차운동의 이론을 정립하고 그 값을 계산해냈다. 1년 동안 춘분점이 이동한 각도를 구하고, 360도를 이 값으로 나누어 구한 값이 2만 6,000년이었다.(오늘날의 그 참값은 25,800년). 히파르코스의 측량술은 달에까지 미쳤다. 그는 간단한 기법으로 달까지의 거리를 구했다. 그가 사용한 방법은 시차(視差)였다. 한 물체를 거리가 떨어진 두 지점에서 바라보면 시차가 발생한다. 눈앞에 연필을 놓고 오른쪽 눈, 왼쪽 눈으로 번갈아 보면 위치 변화가 나타난다. 이처럼 하나의 물체를 서로 다른 두 지점에서 보았을 때 방향의 차이를 시차라 하는데, 천문학에서는 관측자의 위치에서 본 천체의 방향과 어떤 표준점에서 본 천체의 방향과의 차이를 말하며, 연주시차와 일주시차가 있다. 이 시차는 우주 거리를 재는 천문학자들이 가장 애용한 도구였다. 히파르코스는 두 개의 다른 위도상 지점에서 달의 높이를 관측해 그 시차로써 달이 지구 지름의 30배쯤 떨어져 있다는 계산을 해냈다. 이 역시 줄자를 갖다대 잰 듯이 참값인 30.13에 놀랍도록 가까운 값이었다. 이로써 그는 아리스타르코스가 구한 값(지구 지름의 9배)을 크게 수정한 셈이다. 이는 지구 바깥 천체까지의 거리를 최초로 정밀하게 측정한 빛나는 업적이었다. 히파르코스는 나이 쉰 살이 되어 로도스 섬 해변 가까운 산꼭대기에 천문대를 세우고 은둔생활에 들어갔다. 히파르코스 이후 적어도 300년 동안 그를 능가하는 천문학자는 태어나지 않았다. 그는 고대 그리스 시대 최고의 천문학자였다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

류마티스 관절염에 대한 우리 사회의 인식도는 높지 않다.퇴행성 관절염과 비슷하다고 여기는 사람들도 의외로 많다.주로 관절에 문제가 생기기 때문인데,류마티스 관절염과 퇴행성 관절염이 발생 요인이나 증상,치료 방법이 전혀 다른 별개의 질환임을 명확하게 알지 못하는 사람이 여전히 많다. 그런가 하면 류마티스 관절염을 사소하게 여기는 경우도 많다.대표적인 자가면역 질환인 류마티스 관절염이 원인이 되어 폐렴 등 심각한 감염병에 걸리거나 심혈관질환에 노출돼 생명을 잃는 사례도 적지 않지만,직접 사인만을 따지는 행태 때문에 기저질환은 묻히기 십상이다.치료의 어려움도 문제다.주로 증상을 진정시키는 수준이었던 과거의 치료 방식 때문에 지금도 “류마티스 관절염은 근본적인 치료가 안 된다”거나 “약제의 부작용이 심각하다”고 믿어 치료를 기피하는 환자들도 적지 않다. 그러나 전국민의 1%가 가진 것으로 추산돼 유병률이 결코 낮지 않은 류마티스 관절염은 퇴행성 관절염과는 전혀 다른 면역질환이며,치료하지 않고 방치하면 삶의 질을 결정적으로 떨어뜨릴 뿐 아니라 생명을 위협하기까지 한다.그러나 이런 류마티스 관절염이지만 조기에 효율적으로 관리하면 얼마든지 관해(완치)적 치료가 가능하다.그만큼 치료약제가 비약적으로 발전했다.치료제는 항체 바이오치료제까지 개발돼 면역질환에 대한 치료의 한계를 무너뜨리고 있다.JW중외제약은 최근 전문의들을 초청해 이런 류마티스 관절염에 대한 심포지엄을 열었다.그 내용을 중심으로 류마티스 관절염의 원인과 증상,최신 치료 방법 등 전반적인 문제를 짚어본다. ■‘류마티스 관절염’은 자가면역 질환 대부분의 염증 반응은 세균이나 바이러스 등 외부로부터의 감염으로 발생 하지만 우리 몸의 면역체계에 이상이 생겨 자신의 면역체계가 자신의 신체를 공격하는 질환이 있다.이런 자가면역 질환의 대표적인 사례 질환이 바로 류마티스 관절염이다. 이런 자가면역질환에는 쇼그렌 증후군,루푸스,강직성 척추염,크론병 등 약 80여 종의 질환이 존재하지만 발병 빈도로 보면 류마티스 관절염이 가장 대표적이다. 류마티스 관절염은 각종 세균과 이물질들로부터 우리 몸을 보호하는 면역체계가 알 수 없는 이유로 자신의 관절을 공격인자로 인식해 공격함으*< 주로 활막세포에서 지속적인 염증을 유발한다.면역체계에 의해 공격을 받은 활막조직에는 혈액에서 유입된 다양한 염증세포로 이루어진 ‘판누스’(딱딱한 염증 덩어리’가 형성되는데,바로 이 판누스가 연골과 관절을 파괴하고 관절의 뼈를 손상시킨다. 일단 염증반응이 시작되면 해당 부위의 뼈가 뒤틀리고,퉁퉁 부으며,심하면 조직이 굳는 골성 강직으로 이어지기도 한다.이런 류마티스 관절염으로 고통을 받는 환자가 국내에는 전체 인구의 1%에 해당하는 50만명이나 되는 것으로 추산되고 있다. ■퇴행성 관절염과 류마티스 관절염의 차이 두 질환은 아픈 부위나 통증의 느낌,발생 연령대가 비슷하지만 원인은 전혀 다르며,따라서 치료 방식도 크게 다르다. 퇴행성 관절염의 대표적인 원인은 ‘노화’로 관절을 오래 쓰는 동안 연골과 힘줄의 손상으로 인해 관절의 균형이 깨지면서 발병한다.반면,류마티스 관절염은 우리 몸을 보호해야하는 면역체계가 오히려 자신의 몸을 인체를 공격해 관절에 염증을 유발하고 연골을 파괴하는데,통증의 경우 퇴행성 관절염은 관절을 계속 사용하거나 체중이 관절에 실릴 때 심해지다가 휴식을 취하면 증상이 호전되는 양상을 보인다. 이에 비해 류마티스 관절염은 염증물질이 가장 많이 나오는 새벽이나 아침시간대에 통증과 붓기가 심해지고 오후가 되면 완화되는 특성을 보인다. ■아직도 모르는 류마티스 관절염의 발병 원인 류마티스 관절염은 무릎·엉덩이·발 등 체중을 지탱하는 큰 관절이 마모되어 발생하는 퇴행성 관절염과 달리 손가락·손목 등 작은 관절에서 잘 생긴다.오후보다는 자고 일어난 아침에 증상이 심하며,통증의 양상도 대칭적으로 나타나는 특성을 보인다.또 나이가 들어가면서 서서히 발생하는 퇴행성 관절염과 달리 중년의 나이에 어느 날 갑자기 찾아오며,질병의 진행도 빨라 발병 후 2∼3년 이내에 관절이 급속도로 변형돼 일그러지는 것이 일반적이다.일단 발병해 증상이 악화되면 관절 손상에 그치지 않고 동맥경화와 골다공증,세균 감염으로도 이어지는 무서운 질환이기도 하다. 이런 류마티스 관절염의 발병 원인은 아직까지 밝혀지지 않았다.우리나라의 경우 여성이 전체 환자의 70% 이상을 차지하고 있지만 왜 여성에게 더 많이 발병하는 지도 규명되지 않고 있다.여성 호르몬의 영향 때문일 것으로 추정할 뿐이다. ■류마티스 관절염 증상과 조기치료의 중요성 류마티스 관절염은 한번 증상이 시작되면 걷잡을 수 없이 관절의 변형과 파괴가 진행된다.일단 관절 변형이 시작되면 면역기능 이상이라는 ‘시동’이 걸린 상태이며,치료 후에도 질병이 완전히 억제되지 않아 재발 또는 악화가 반복되기도 한다. 이런 류마티스 관절염은 똑같은 치료를 해도 환자에 따라 효과가 더디게 나타나는 사례가 많기 때문에 최상의 치료 효과를 얻기 위해서는 초기에 집중적인 치료를 하는 것이 가장 이상적이다.병증 초기에 치료를 하지 않을 경우 의외로 빠르게 증상이 진행돼 관절 증상 외에 빈혈·건조증후군·피하결절·폐섬유화증·혈관염·피부궤양 등 전신질환을 유발하기도 한다.전문의들은 “이처럼 심각한 질환인 탓에 국가가 4대 중증질환으로 분류해 관리하고 있지만, 국내에서는 절반이나 되는 50%의 환자가 아직도 병원을 찾지 않고 있다”고 지적했다. 건국대병원 류마티스내과 이상헌 교수는 “류마티스 관절염은 관절 외에도 폐나 심혈관에서 합병증을 유발해 사망에 이르게 하는 무서운 질환”이라면서 “치료 후 증세가 완화됐다고 약제를 임의로 중단할 경우 30∼40% 정도에서 재발하기 때문에 전문의를 통한 꾸준한 관리와 치료가 중요하다”고 조언했다. 이상헌 교수는 “류마티스 관절염에 잘 대처하려면 초기 증상을 충분히 숙지할 필요가 있다”면서 “잠자리에서 일어난 뒤 관절이 뻣뻣한 증상이 1시간 이상 지속되거나 움직이기가 힘들거나,아침에 주먹을 쥘 수가 없으나 움직일수록 증상이 가벼워질 때,까닭없이 관절에 열이 생길 때,여러 관절이 동시에 부으면서 아플 때,손으로 병뚜껑을 열기 힘들거나 행주를 짜기 어려울 때,양쪽 손목이 붓고 아픈 증상이 6주 이상 지속될 때,경미하게라도 별다른 이유없이 손가락 관절 부위의 통증이 나타나며,류마티스 관절염 가족력이 있다면 미루지 말고 병원을 찾을 것”을 권고했다. ■다양한 치료방법 중 어울리는 치료제 찾아야 환자들 중에는 류마티스 관절염이 ‘불치병’이라는 생각에 처음부터 치료를 포기하는 경우도 있다.하지만 류마티스 관절염은 충분히 치료가 가능한 질병이다.최근에는 통증을 줄이는 치료 뿐 아니라 직접적인 면역억제를 통해 관절의 변형과 파괴를 예방하는 다양한 치료제들이 개발돼 생각보다 치료 옵션이 다양해졌다. 현재 류마티스 관절염에는 휴미라,레미케이드,엔브렐 등 ‘TNF 억제제’(TNF-α)가 주로 사용되고 있으며,2013년부터는 ‘IL-6’를 타겟으로 하는 새로운 기전의 생물학적 제제(악템라)가 치료에 사용되기 시작하면서 환자들에게 훨씬 다양한 치료 옵션을 제공하고 있다. 악템라의 경우 체내에서 염증을 유발하는 단백질인 IL-6(인터루킨-6)와 그 수용체의 결합을 억제해 류마티스 관절염 등 IL-6와 관련된 질병에 대한 치료효과를 얻을 수 있도록 개발된 혁신적인 신약으로 꼽힌다.로슈그룹이 개발한 악템라는 2013년에 국내에 정식 출시했다. 악템라는 2009년 10월부터 서울대병원 등 국내 주요 대형병원에서 100여명의 류마티스 관절염 환자를 대상으로 진행한 임상 결과,기존 치료제(MTX 등 항류마티스 약제)로 효과를 보지 못했던 환자 중 61.7%가 ACR(류마티스 관절염 정도를 나타내는 지표) 기준 20% 이상 증상이 개선되는 치료 효과를 보였다. 안전성 측면에서도 기존 치료제에서 흔히 나타나는 상기도 감염,위장관계 질환 등의 부작용 외에 새로운 이상반응이 나타나지 않았으며,특히 비생물학적 제제인 MTX(메토트렉세이트)와 병용 투여하지 않고 단독 요법만으로도 뛰어난 효과를 보인 것으로 나타났다. 실제로,악템라(성분명 토실리주맙)와 항체바이오 제제인 휴미라(성분명 아달리무맙)의 단독요법 비교연구 결과,악템라 단독요법이 휴미라에 비해 우수했다는 연구 결과가 저명 의학저널인 란셋에 게재되기도 했다.당시 이 연구는 생물학적 제제에 대해 비열등성이 아닌 우위성을 전제,직접 비교방식으로 진행된 세계 최초의 임상시험으로 주목받았으며,악템라가 휴미라보다 임상학적으로 환자들에게 더 많은 혜택을 제공하는 것으로 검증되 주목을 받기도 했다. 단독 요법의 임상 결과가 주목을 받는 것은 MTX에 효과가 없는 환자는 물론,MTX 제제를 사용함으로써 신장이나 간에 미칠 수 있는 부작용을 피해야 하거나 기형아 출산 등을 우려해 MTX를 지속적으로 사용하기 어려운 가임기 여성 등에게는 생물학적 제제의 단독 요법이 필수적이기 때문이다.그런가 하면 TNF 억제제(TNF-α) 요법에서 빈번하게 나타나는 부작용 중 하나인 결핵 발병도 악템라는 최대 6∼7배까지 낮추는 것으로 조사됐다. 대구가톨릭의대 류마티스내과 최정윤 교수는 “류마티스 관절염은 질환 특성상 완치 개념이 없기 때문에 잘못된 민간요법보다 과학적으로 입증된 치료가 중요하다”면서 “발병 후 2년 내에 60∼70% 가량 병이 진행되고,관절 및 뼈에 변형이 오기 때문에 조기에 치료를 시작해야 한다”고 강조했다.최정윤 교수는 이어 “최근에는 다양한 치료제가 나와 환자 개인별 특성에 따른 맞춤치료가 가능하다”면서 “특히 IL-6 저해제의 경우 MTX나 TNF-α에 반응을 보이지 않는 환자에게도 우수한 치료효과를 보이고 있다”고 설명했다. 심재억 의학전문기자 jeshim@seoul.co.kr

　지금으로부터 정확히 1년 전, 연세암병원(병원장 노성훈)이 출범할 당시의 화두는 암 치료의 효율성 제고를 위한 ‘팀 사이언스’였다. 연세암병원이 출범하면서 주창한 중증·고난이도 암 환자 치료를 위해 도입한 다학제 진료와 고난도 수술팀 운영이라는 두 시스템이 얼마나 효율적으로 운영될 것이며, 이런 암치료 시스템이 지속 가능성을 가질 수 있겠느냐는 것이다. 그로부터 1년, 개원 1주년을 맞은 연세암병원의 실험은 일단 성공한 것으로 평가되고 있다. ■성공의 시작은 변화에 있다 　가장 주목되는 변화는 이런 실험이 환자들에게 정확하게 인식되고 있다는 데 있다. 　병원 경영에 있어 중요한 지표인 환자수와 수술 실적을 보면, 개원 첫 달인 지난해 5월의 하루 평균 외래 환자수가 1500여명이던 것이 올 2월에는 1800여명으로 18%나 증가했다. 하루 수술실적도 같은 기간 37건에서 45건으로 22%가 늘었다. 이는 연세암병원이 지난해 개원하면서 제시한 ‘외래와 수술분야에서 각 20% 증가’ 목표를 상회하는 것이다. 　 노성훈 병원장은“개원 후 초반 6개월은 외래와 수술 실적 증가 추이가 예상보다 완만했지만 새로 적용한 진료 시스템이 정착하면서 협력 병원을 비롯한 의료기관들의 적극적인 진료 의뢰와 신뢰 덕분에 목표를 초과 달성할 수 있었다”고 돌이켰다. 　연세암병원은 이런 연착륙의 주요인으로 ‘환자 만족도’ 향상을 들었다. 이 병원은 응급상황만 아니라면 입원 환자들이 숙면을 취할 수 있도록 오전 6시 이전에는 채혈, 검사, 영상의학 촬영 등을 하지 않겠다는 약속을 지키고 있다. 금기창 부원장은 “암 치료도 중요하지만 불안한 마음을 안고 있는 환자들이 정서적으로 안정할 수 있도록 세심하게 배려하는 자세가 중요하다”면서 “이를 위해 모든 진료 시스템을 기존 의료인 중심에서 환자 중심으로 바꾼 것이 결국 환자들의 신뢰 구축에 결정적으로 작용한 것으로 평가하고 있다”고 진단했다. ■중증 고난이 암 치료를 위한 선택 　그런가 하면, 암 치료성과를 극대화하기 위한 다학제 진료제를 도입해 4개 임상과 이상의 교수들이 한 자리에서 개별 환자에 대한 병력을 면밀히 검토해 진단과 치료방향을 결정하고 있다. 이는 환자가 일일이 관련 진료과를 찾아다니지 않아도 돼 가장 이상적인 치료 트랙으로 평가 받고 있다. 　이런 다학제 진료는 최소 2개 이상의 수술팀이 결합, 운영되는 시스템으로 중증·고난도 암 환자 치료에서 더욱 효과적이라는 것이 의료계의 평가다. 예를 들어 위암이 위에만 머무는 것이 아니라 주변의 중요한 큰 동맥까지 침범한 환자처럼 수술이 매우 까다로운 경우라면 외과의사와 흉부외과 의사 등 2개 이상의 팀이 수술에 함께 참여해 맡은 분야 수술을 진행하도록 함으로써 치료 효율성을 극대화하고 있는 것이다. 　실제로, 고도진행성암, 재발암, 전이암의 경우, 다학제 진료를 실시하는 이른바 ‘베스트팀’의 진료 환자수가 개원 당시 월 30여명 수준에서 지금은 월평균 100여명으로 3배 가량 증가했다. 　다학제 진료에서 시작해 다학제 수술까지 이어지는 새로운 진료 형태는 연세암병원의 중요한 실험이었다. 이런 팀 사이언스(team sciecnce) 개념이 진료과 중심의 관행이 고착화된 한국의 의료 풍토에서 가능할 것이라는 견해는 많지 않았다. 그러나 이 병원의 경우 환자 한 사람을 주치의 한 사람만이 돌보는 것이 아니라 암병원 내 15개 센터, 넓게 전체 병원이 ‘공동으로 진단하고, 공동으로 치료한다’는 인식을 공유함으로써 새로운 암치료 문화를 정착시켰다. 　 　■임상시험 활성화...연간 100여건 　암 치료에 있어 신약과 임상시험의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 신약 개발을 위한 임상시험은 암치료의 미래라는 점에서 대학병원에 부여된 매우 중요한 임무이기도 하다. 　연세암병원은 개원에 맞춰 다국적·다기관 임상시험에 능동적으로 참여할 수 있는 인력과 장비, 시스템을 갖췄다. 이후 1년 동안 종양내과를 중심으로 많은 다국적·다기관 임상시험이 진행되고 있어 암질환 치료의 새로운 전기를 만들어 가고 있다. 　특히 개원 이후 1년 동안 100여건에 이르는 의뢰자주도 임상시험(SIT)과 연구자주도 임상시험(IIT)이 새로 시작될 만큼 임상시험 분야에서도 활동이 왕성하다. 실제로, 이 병원은 암 환자 중 약 1400여명에 대한 스크리닝 작업을 거쳐 현재 670여명이 임상시험에 참여하게 하는 등 암질환 치료의 가능성 발굴에 주력하고 있다. 　 　■세계에 내 건 세브란스의 기치 　이 병원에는 개원 후 1년 동안 외래 2522명, 입원 2315명 등 도합 4837명의 외국환자가 방문했다. 국적별로는 러시아와 옛 소련 연방 국가들로 구성된 CIS(독립국가연합) 나라들이 가장 많다. 그 뒤를 중동지역이 잇고 있으며 미국을 중심으로 국내 이민자들이 많은 나라의 환자들도 많이 찾고 있다. 　이 중에서도 독립국가연합의 암환자들이 두드러지게 증가하고 있다. 노성훈 병원장은 “이는 지금까지 연세암병원과 세브란스병원에서 교육과 연수를 받고 자국으로 돌아간 현지 의사들의 맨파워와도 밀접한 관련이 있다”고 분석했다. 이들은 연세암병원에서의 ‘경험’을 근거로 자국 환자들 중에서 치료 난이도가 높은 암환자들에게 연세암병원을 추천한다는 것이다. 노 병원장은 “한 사례로, 지난해 우크라이나의 두경부외과와 심장외과 의사 두 사람이 우리 병원에서 위암수술을 받았는데, 이들의 권고로 라트비아 대기업 간부가 조만간 암수술을 받으러 연세암병원을 찾을 계획”이라고 소개했다. 　 　■예방 중심의 암치료 문화 정착 　과거 국내 암병원은 환자의 진단과 수술, 입원까지는 적극적으로 관여했지만, 퇴원 이후의 추적 관찰은 상대적으로 소홀했다. 재발 여부에만 집중할 뿐, 적극적 암 재발 방지와 암 환자의 건강관리 등에 대해서는 의사가 진료 시간에 몇 마디 이야기를 해주거나 관련 자료를 제공하는 것이 전부였다고 해도 과언이 아니다. 　물론 암은 재발 여부도 중요하지만, 진단 이후 완치 때까지 적어도 5년 동안은 암 재발 방지 방안을 마련해주고, 암 환자의 건강을 관리하는는 것이 필수적이다. 　연세암병원은 이를 위해 암지식정보센터와 암예방센터를 설립, 운영하고 있다. 또 전이암 완치센터도 설치해 새로운 암치료 문화를 정착시켜 나갈 계획이다. 금기창 부원장은 “연세암병원과 같은 큰 병원은 의료진의 팀워크, 환자 숫자, 최첨단 시설과 장비 등 여러 측면에서 작은 병원들이 수행하기 힘든 진단과 검사, 중증·고난이도 암치료, 연구와 임상시험, 예방프로그램 개발 등을 더 잘 할 수 있는 조건을 갖췄다”면서 “초기 암 등 난이도가 높지 않은 암은 전국 각 병원에서 치료를 하되 중증·고난이도 암이나 중요한 의료인프라가 필요한 외국 암환자 치료 등은 대형 암병원들이 담당하는 방식으로, 암 치료에서도 일종의 새로운 의료전달 체계를 구축해나가는 것이 바람직하다”고 강조했다. 　심재억 의학전문기자 jeshim@seoul.co.kr

'신비의 행성' 토성은 아름답고 환상적인 고리만 가지고 있는 것은 아니다. '달 부자' 라는 수식어가 붙을 만큼 토성은 무려 50개 이상의 달(위성)도 가지고 있다. 지난 28일(현지시간) 유럽우주기구(ESA)가 길쭉한 외양에 구멍이 송송 뚫린 특이한 모습의 달 사진을 공개해 관심을 끌고있다. 못생긴 감자, 고구마, 스폰지 등 다양하게 비유되는 이 천체의 이름은 바로 토성의 달 '히페리온'(Hyperion)이다. 우리에게 다소 생소한 히페리온은 최대 지름이 410km 정도의 비구형 천체로 표면에는 수많은 크레이터가 존재한다. 이는 다른 천체와의 충돌로 생긴 것으로 보이는데 이 때문에 히페리온은 희한하게 공전주기와 자전주기가 일치하지 않는다. 일반적으로 태양계 행성의 달들은 공전주기와 자전주기가 일치하는데 이같은 이유로 지구에 사는 우리는 달의 앞면 만을 본다. ESA가 28일 공개한 이 사진은 사실 지난 2005년 토성 탐사선 카시니호가 촬영한 것으로 과거 미 항공우주국(NASA)도 공개한 바 있다. 촬영 당시 카시니호는 히페리온과 6만 2000km 떨어진 거리에서 이 사진을 촬영했으며 픽셀당 크기는 362m다. ESA 측은 "히페리온은 바위와 얼음으로 이루어진 것으로 보인다" 면서 "표면의 모습이 두드러져 보이기 위해 불그스름한 색깔을 완화했다"고 밝혔다. 사진= NASA/JPL/Space Science Institute　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr