30년 전 발견된 놀라운 초신성 하나가 허블 망원경을 포함한 손꼽히는 망원경들을 사로잡았다. 찬드라 X선 우주망원경과 칠레 아타카마 사막의 알마 전파망원경(ALMA·Atacama Large Millimetre/submillimetre Array)도 문제의 초신성을 끈질기게 관측했다. SN 1987A로 불리는 이 초신성은 대마젤란은하 부근에 위치하는데, 이는 “수백 년래 발견된 초신성 중 가장 가까운 거리에 있는 것”이라고 미국항공우주국(NASA) 측은 밝혔다. ‘타이태닉’이란 별명을 가진 이 초신성은 1987년 2월 23일에 발견된 것으로, 태양 밝기의 100만 배나 되는데, 이는 400년래 발견된 초신성 중 가장 밝은 것이다. 초신성이란 거대 질량의 별이 항성 진화의 마지막 단계에서 대폭발로 생을 마치는 것으로, 새로운 별이 탄생한 것이 아니라, 늙은 별의 죽음이다. 초신성이란 별이 없던 곳에서 엄청 밝은 별이 나타난 것처럼 보여 붙여진 이름일 뿐이다. 미국 하버드 스미스소니언 천체물리학센터의 로버트 커시너 연구원은 “SN 1987A는 30년 동안 관측할 만한 가치가 있는 천체인데, 별의 진화에서 최종 단계를 보여주는 귀중한 사례이기 때문”이라고 밝혔다. 천문학자들은 관측 데이터를 분석한 끝에 이 초신성의 충격파가 별이 폭발하기 전 방출한 가스 고리 너머로 진출하는 중요한 단계를 막 넘어섰다는 결론을 내렸다. 이 같은 현상은 별에서 방출된 고속의 항성풍이 그전 적색거성 단계에서 나온 느린 항성풍과 충돌할 때 발생하는 것이다. 그러나 가스 고리 바깥으로 무엇이 있는지에 대해서는 아직 알려진 바가 없다. 미국 펜실베이니아주립대의 카리 프랭크 박사는 “이 변화에 관한 자세한 과정은 종말에 이른 별이 어떻게 별의 생애를 끝내게 되는가에 대해 많은 것들을 알려주리라 기대된다”고 설명했다. 그는 찬드라 망원경으로 진행된 SN 1987A 연구를 이끈 대표 저자다. 이 같은 초신성 폭발은 다른 별과 행성의 생성으로 이어질 수 있는데, 별이 폭발하기 전 중심부의 핵융합으로 생명 기본 구성물질인 탄소, 산소, 질소, 철 같은 원소들을 벼려서 켜켜이 내부에 쌓아둔 것을 폭발과 함께 우주 공간으로 흩뿌린다. 이러한 잔해들이 다른 별과 지구 같은 행성들을 만드는 재료로 사용되며, 여기에서 생명이 싹튼 것이다. 초신성에 관한 연구는 이러한 별과 생명의 진화과정을 이해하는 실마리를 얻을 수 있다고 연구자들은 믿고 있다. 허블 망원경은 여러 해에 걸친 관측으로 1987A 초신성의 가스 고리가 가시광선을 방출하면서 빛나며, 그 지름이 무려 1광년이나 된다는 사실을 알아냈다. 이 가스 고리는 적어도 별이 폭발하기 이전부터 약 2만 년 동안 존재해온 것으로, 폭발에서 나온 자외선으로 몇십 년간 에너지를 공급받아 빛나기 시작한 것이다. 현재 가스 고리 속의 중심 구조는 지름이 반 광년 정도로 팽창되었으며, 중앙에 보이는 두 잔해 덩어리는 시간당 3000만 km의 속도로 서로 멀어져가고 있다. 1999~2013년의 찬드라 데이터는 X선을 방출하면서 확장하는 가스 고리가 더욱 밝아지고 있음을 보여준다. 이는 최초의 폭발에서 나온 충격파가 고리에 에너지를 공급했기 때문이다. 그러나 지난 몇 년간 관측에서 이 가스 고리는 더는 밝아지지 않고 있는데, 고리의 저에너지 X선 에너지 총량은 유지되고 있는 것으로 알려졌다. 위 사진의 좌측 하단에 있는 고리는 흐릿해지기 시작하고 있다. 천문학자들은 폭발의 충격파가 가스 고리의 얇은 부분을 지우고 있기 때문으로 보고 있는데, 이 같은 과정이 계속 진행되면 이윽고 고리의 시대는 마감된다. 2012년부터 시작된 ALMA의 관측 데이터는 초신성 잔해가 선대의 별이 남긴 물질로 새로운 우주먼지를 만들고 있을 보여준다. 이 발견은 초기 우주에서 이와 비슷한 경로로 우주먼지가 생성되었음을 시사하는 것이다. 연구진은 이 초신성 폭발에서 중성미자를 발견하고, 중성자별이나 블랙홀이 혹시 없을까 싶어 고리 중심부를 뒤지고 있는 중이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

"생일 축하해! 갈릴레오" 최근 미국의 우주전문매체 스페이스 닷컴이 목성과 그 주위를 공전하는 위성의 모습을 사진으로 공개했다. 거대한 목성을 대각선으로 가로질러 가는 3개의 위성은 왼쪽 아래에서부터 각각 유로파, 칼리스토, IO와 그 그림자들이다. 지난 2015년 1월 24일 허블우주망원경이 촬영한 이 사진은 목성의 보기 드문 우주 이벤트를 담고 있다. 이날 이들 세 위성은 한꺼번에 목성의 전면을 가로지는 특별한 '우주 삼중창'을 선보였다. 매체가 2년 전 사진을 꺼내든 것은 지난 15일이 453년 전 갈릴레오가 탄생한 날이기 때문으로 특히 이들 위성은 '갈릴레이 위성'이라 부른다. 이탈리아의 천문학자이자 물리학자, 수학자인 갈릴레오 갈릴레이(1564~1642)는 지난 1610년 자체 제작한 망원경으로 목성의 4개 위성을 처음으로 관측했다. 당시 갈릴레오는 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. 현재까지 확인된 목성의 위성 수는 무려 67개지만 여전히 가장 유명한 것은 이들 갈릴레이 위성이다. 사진=NASA, ESA, Hubble Heritage Team 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)이 운영하는 오늘의 천문사진(APOD) 14일자(현지시간)에 특이한 형태의 성운 사진이 올라와 우주 마니아들의 눈길을 끌고 있다. 이름하여 호리병 성운(Calabash Nebula). 생긴 꼴이 흡사 호리병 같아서 붙은 별명이다. 정식 명칭은 'OH 231.8+04.2'이다. 가스로 만들어진 이같은 거대한 우주 호리병은 태양 같은 작은 질량의 별이 핵 융합 연료를 소진하고 죽을 때 남겨지는 것이다. 이 유해를 남긴 별은 얼마 전 임종하여 이제는 조그만 백색왜성이 되었다. 마치 다비식을 한 스님의 사리와도 같은 이 백색왜성은 가스와 먼지에 가려져 잘 안 보이지만, 지금도 성운의 중심에서 아주 빠르게 가스 구름을 팽창시키고 있다. 가스의 팽창 속도는 무려 시속 100만km에 달한다. 이 가스가 주변 성간 가스 속으로 돌진하면서, 푸르게 빛나는 이온화된 수소와 질소 앞쪽에 초음속 충격파를 형성했다. 그러면 나중에 이 성운은 무엇이 되는가? 약 1000년 뒤에 행성상 성운이 된다. 하지만 행성과는 아무런 상관이 없다. 옛날 천문학자들이 조그만 망원경으로 보니 둥그런 게 행성처럼 보인다고 해서 붙인 이름일 뿐이다. 앞으로 약 50억 년 후이면 태양이 수소를 다 태우고 이런 행성상 성운이 될 것이다. 그러니 위의 풍경은 태양의 먼 미래를 보여주는 것이나 진배없다. 별의 죽음 후 행성상 성운으로 진화하기 전의 이 같은 순간을 포착하기는 아주 어려운 일이다. 허블이 운 좋게도 이 순간을 잡아서 별의 극적인 임종을 보여준 셈이다. 조롱박 성운은 일명 '썩은달걀 성운'으로도 불리는데, ​썩은 달걀에서 악취를 풍기는 황이 많이 함유되어 있기 때문이다. 성운의 크기는 무려 1.4광년에 이르고, 거리는 5000광년, 고물자리에 있다. ​ 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

수천 개의 별과 은하들이 밤하늘을 보석처럼 찬연하게 수놓고 있는 곳을 허블 우주망원경이 잡아냈다. 이 경이로운 우주 풍경을 연출하고 있는 곳은 궁수자리의 밤하늘 한 조각이다. 미항공우주국(NASA)은 이 이미지를 지난 1월 19일에 발표했다. NASA 관계자는 관측기에 "놀라울 정도로 선명한 진홍빛과 밝은 청색 별들이 흩뿌려놓은 듯이 하늘을 가득 채우고 있는 영역이다. 그 뒤로는 수천 개의 별과 은하들이 늘어서 있는 배경을 가지고 있다"고 적었다. 그는 "두 가지 점이 특히 경탄스러운데, 하나는 별들이 내고 있는 색깔들이고, 다른 하나는 눈부신 천체에서 나오는 강렬한 십자형 빛"이라고 덧붙였다. 과학자들은 허블 망원경의 첨단 카메라를 이용해 궁수자리의 이 우주 풍경을 잡아냈다. 밝은 빛에서 뿜어져나오는 십자형 별빛은 회절 스파이크(diffraction spikes)라 불리는 것이다. 그는 "십자형 별빛은 그 별과는 아무런 관계가 없는 것이다. 그리고 허블이 대기권 위의 궤도를 돌고 있기 때문에 대기에 의한 산란도 아니다"고 설명했다. 십자형 별빛이 보이는 것은 허블 망원경 자체의 문제로 인한 것으로, 현대의 모든 거대 망원경처럼 허블도 반사경으로 대상 이미지를 포착하는데, 부경을 받쳐주는 십자형의 망원경 거미발 지주로 인해 입사광이 회절하기 때문이라는 설명이다. 허블 망원경은 미국 NASA와 유럽우주국(ESA)이 합작으로 운용하고 있는 우주망원경으로, 1990년 4월 24일에 발사되어 27년째 취역하고 있는 중이다. 우주관측의 역사는 허블 망원경 이전과 이후로 갈린다고 할 만큼 혁혁한 공을 세운 허블 망원경은 내년 10월에 발사될 제임스 웹 우주망원경과 임무교대를 하게 된다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

허블 우주망원경보다 훨씬 더 먼 우주를 내다볼 수 있는 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 발사 20개월을 앞두고, 과연 누가 최초로 이 망원경을 사용할 것인가 하는 문제가 큰 관심사로 떠오르고 있다. 미 항공우주국(NASA)은 지난 1월 서서히 관심이 고조되어가고 있는 망원경 운용 시간표를 발표했다. 제임스 웹 우주망원경은 일종의 적외선 우주 관측소로, NASA가 90억 달러를 투입해 2018년 10월에 우주로 올려보낼 예정이다. 지구로부터 160만km 떨어진 우주공간에 한 번 자리잡고 나면 그후 5년 동안 NASA의 엔지니어들은 4기의 과학장비 작동과 망원경 운용을 위한 미션에 들어가게 된다. 행성 과학자들과 우주학자들은 다 같이 이 망원경을 사용할 수 있게 되기를 열망하고 있는 중이다. 제임스 웹의 관측보증시간(GTO)을 따내기 위해 저마다 연구 프로젝트를 제출해 치열한 경쟁을 치르게 된다. 지난달 6일 NASA는 과학자들에게 GTO 신청을 하라고 발표했다. 이에 곁들여 관리자가 임의로 과학 프로그램을 진행할 수 있는 우선 사용권에 대해 2차 예약을 받기로 했다. 제임스 웹 망원경이 작동을 시작하면 1년에 8776시간 가동할 것으로 예측되며, 그중 10% 시간은 관리자의 임의 사용에 할당되고, 나머지는 다른 과학 프로젝트와 일반 관측 프로그램을 위해 사용할 수 있다. 주경의 지름이 6.5m인 제임스 웹 우주망원경은 허블 망원경에 비해 100배 높은 해상도를 가지고 있다고 NASA 관계자는 밝혔다. 망원경 장비들을 충분히 차갑게 유지할 수만 있다면 가장 희미한 적외선까지 탐지할 수 있다. 따라서 망원경은 태양빛을 차단하기 위해 여러 겹으로 된 정구장 크기의 차폐막으로 보호되고 있다. 최초의 가동 개시는 2019년 4월로 잡혀 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

허블 우주망원경과 같은 최신 우주망원경의 도움으로 과학자들은 이제 100억 광년이라는 엄청나게 먼 거리의 은하도 관측할 수 있다. 물론 그렇다고 해도 인간의 상식으로는 짐작도 하기 힘든 먼 거리에 떨어진 은하를 관측하는 일은 매우 어렵다. 최근 국제 천문학 연구팀이 BG1429+1202라고 명명된 매우 밝은 은하를 발견했다. 이 은하는 슬론 디지털 전천탐사(Sloan Digital Sky Survey·SDSS) 연구에 등록된 은하 50만 개의 스펙트럼을 분석하는 과정에서 우연히 발견된 것으로 지금까지 발견된 비활동성 은하 가운데 가장 밝은 것 가운데 하나이다.(사진) 그 거리는 지구에서 114억 광년으로 보통 이 정도 거리에서 관측되는 은하는 중심 블랙홀이 활발하게 에너지를 내놓는 활동성 은하인 경우가 많다. BG1429+1202처럼 비활동성 은하가 이 정도 거리에서 쉽게 관측이 될 정도로 밝은 것은 예외적인 경우다. 사실 밝게 빛나는 비결 가운데 하나는 중력 렌즈다. 중력 렌즈는 아인슈타인이 상대성 이론으로 예측한 현상으로 중력에 의해 빛의 경로가 변경되면서 렌즈처럼 작동하는 원리다. 이 경우에는 5억 광년 정도 떨어진 은하의 중력으로 인해 확대돼 지구에서 상대적으로 쉽게 관측할 수 있다. BG1429+1202는 자외선 영역의 리만 알파선(Lyman alpha emission line)에서 강력한 빛을 내뿜고 있어 앞으로 초기 은하의 모습을 연구하는 데 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 연구팀에 의하면 이 은하는 빅뱅 직후 23억 년 정도 후의 모습을 간직하고 있다. 앞으로 건설될 차세대 대형 망원경이 완성되면 이 은하는 가장 완벽한 연구 대상 가운데 하나가 될 것이다. 지금은 그 밝기에도 불구하고 세부 구조는 확인하기 어렵지만, 차세대 망원경이라면 가능하기 때문이다. 앞으로 관측 결과가 기대되는 이유다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

지구에서 39광년 떨어진 곳에서 발견된 ‘GJ1132b’ 행성에 다량의 물이 존재할 가능성이 높다는 새로운 연구결과가 나왔다. 이 행성은 지구의 1.2배 크기, 지구보다 높은 온도 등의 특징이 금성과 닮아 ‘제2의 금성’이라는 수식어로 불리기도 한다. 과학자들은 2015년 이 행성의 존재를 확인한 뒤, 이 행성에 대기가 존재할 가능성이 높아 지구 밖 생명체 존재의 가능성을 찾는데 도움을 줄 것으로 기대한 바 있다. 최근 영국 킬대학 연구진은 이 행성의 표면에서 매우 두꺼운 대기층을 확인하는데 성공했다고 밝혔다. GJ1132b에 두꺼운 대기층의 존재가 확인되면서 풍부한 양의 물이 존재할 수 있다는 주장에 더욱 무게가 쏠리고 있다. 2015년 미국 매사추세츠공과대학 연구진이 이 행성의 존재를 처음 밝혔을 당시 발표된 자료에 따르면, GJ1132b는 바위와 철로 이뤄졌으며 온도가 평균 232℃에 달할 정도로 매우 뜨겁다. 온도가 높기 때문에 물이 존재하긴 힘들 것으로 당시 연구진은 내다봤다. 하지만 이번 연구에서는 두꺼운 대기가 GJ1132b의 표면을 감싸고 있으며, 온도가 높은 모성(母星)을 지날 때 행성의 일부분에 그림자가 진다는 사실을 밝혀냈다. 즉 두꺼운 대기와 그림자의 영향으로 일부 지역에 물이 풍부하게 존재할 가능성이 높다는 것. 연구진은 “이번 결과는 우주에서 지구를 제외하고 물이 풍부한 행성이 또 존재할 수 있다는 것을 보여주는 최초의 신호”라면서 “지금까지 발견된 그 어떤 행성보다도 중요한 의미를 가지고 있다”고 강조했다. 전문가들은 이 행성이 향후 발사된 우주망원경들의 주요 ‘타깃’이 될 것으로 내다봤다. 2018년 발사 예정인 허블망원경 후속 제임스웹 우주망원경과, 2025년 발사 예정인 자이언트 마젤란 우주망원경이 GJ1132b를 집중 관찰할 것으로 보인다. 자세한 연구결과는 천문학 분야 최상위급 학술지인 미국의 ‘천체물리학저널’(The Astrophysical Journal) 2월호에 실릴 예정이다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

아득한 우주 저편에서 진행 중인 '아름다은 은하 충돌' 현장이 허블 우주망원경에 포착되었다. 망원경에 비친 풍경은 고요하기 짝이 없지만, 사실은 풍부한 가스를 가진 두 나선은하가 격렬한 충돌을 하고 있는 드라마틱한 사건 현장이다. 미항공우주국(NASA)은 지난 10일(현지 시간) 허블 우주망원경이 촬영한 충돌 중인 은하의 모습을 공개했다. 허블 망원경이 잡은 이 은하는 적외선천문위성((IRAS·Infrared Astronomical Satellite)이 발견한 'IRAS14348-1447'이라는 이름의 은하로, 두 은하가 결합된 것이다. 지구로부터 10억 광년 이상 떨어진 곳에 있는 IRAS14348-1447 은하는 '초고광도 적외선 은하'로 알려져 있다. 이 은하 유형의 특징은 적외선 파장에서 믿을 수 없을 정도로 밝게 빛나는데, 실제로 IRAS14348-1447에서 뿜어져 나오는 에너지의 95%는 원적외선이다. 은하 내의 풍부한 분자 구름이 이러한 원적외선을 방출한다고 NASA 관계자가 밝혔다. 두 은하가 가진 분자 구름은 서로 뒤섞이거나 엉킬 때 극적인 변화를 보여주는데, 때로는 환상적인 모습을 연출하기도 한다. 이 같은 은하 충돌은 접근하던 두 은하가 중력으로 상호작용함으로써 병합되는 전 과정이라 할 수 있는데, 충돌은 수백만 년에 걸쳐 진행되기도 한다. 그러나 두 은하의 별들이 서로 충돌하는 경우는 거의 없다. 별과 별 사이의 거리가 워낙 멀기 때문에 서로 섞여들어 한 은하의 식구가 되는 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

많은 과학자가 다른 행성계에도 혜성이 있을 것으로 믿고 있다. 다만 멀리 관측하기에는 대부분 매우 어두울 뿐 아니라 질량도 너무 작아서 관측은 어렵다. 일반적인 혜성의 경우 사실상 태양계 밖에서 관측하기는 불가능에 가깝다. 하지만 예외가 있다. 과학자들은 지구에서 95광년 떨어진 평범한 젊은 별인 HD172555 주변에서 혜성의 증거를 찾아냈다. 그것도 하나가 아니라 다수의 혜성이 비처럼 쏟아지는 상황이다. 어떻게 이런 일이 가능할까? HD172555는 수천 만 년 이내의 젊은 별로 주변에서 행성과 혜성이 형성되는 단계에 있다. 그런데 이 별 주변에는 목성처럼 큰 중력을 행사할 수 있는 큰 행성이 존재하는 것으로 보인다. 이로 인해 이제 막 형성된 혜성들이 그 중력에 이끌려 행성과 충돌하기도 하고 일부는 궤도가 변경되어 별에 가까운 쪽으로 이동하는 것이다. 이 혜성들은 별 주변에서 열에 의해 가스와 먼지를 방출하게 되는데, 혜성 1~2개에서 방출되는 가스와 먼지는 관측이 어렵지만 여러 개의 혜성이 한꺼번에 막대한 양의 가스를 뿜어내면 이야기가 달라진다. 유럽 남방 천문대(ESO)의 프랑스 과학자들은 이미 2004년에서 2011년 사이 HARPS(High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) 장치를 이용해서 혜성의 존재를 시사하는 증거를 찾아냈다. 그리고 최근 다른 과학자팀이 허블 우주 망원경의 관측 데이터를 분석해서 이를 다시 확인하는 데 성공했다. 물질 분석 결과는 다수의 혜성이 별 쪽으로 궤도가 변경되면서 별에 근접해서 흡수되던가 아니면 증발하는 과정을 겪고 있음을 보여주고 있다. 연구를 이끈 캐롤 그래디는 별에 가까이 다가가는 혜성이 별의 젊은 시기에 집중적으로 등장한다고 설명했다. 초기 별은 혜성이 될 천체들이 풍부하므로 이를 잡아당길 목성형 행성이 있으면 쉽게 궤도가 변경되어 안쪽 궤도로 들어오는 것이다. 흥미로운 사실은 태양계 역시 초기에 이런 일을 겪은 흔적이 있다는 것이다. 일부 과학자들은 이 시기 혜성으로부터 물과 유기물질이 전달되어 지구 생명체 형성에 많은 기여를 했다고 믿고 있다. 이 이론이 옳다면 아주 오래전 태양계의 초기에는 태양 주변에서 수많은 혜성을 볼 수 있었을 것이다. 그리고 이 중 일부는 지구와 충돌했을 것이다. 이 과정 자체는 지구 생명체의 탄생에 기여했지만, 지금도 비슷한 일이 일어난다면 공룡의 멸종을 가져온 것보다 더 큰 혜성 충돌이 자주 일어날 수 있다. 다행히 태양계 역사 초기에 풍부했던 얼음 천체들은 이미 대부분 태양계 외곽으로 이동했거나 이미 사라졌다. 물론 앞으로 지구에 혜성이 충돌할 가능성이 0%는 아니지만, 비처럼 쏟아질 가능성은 없는 셈이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

미 항공우주국(NASA)의 허블 망원경이 미지의 영역을 날고 있는 보이저 1, 2호의 여정을 담은 로드 맵을 ​공개했다. 인류가 우주로 띄워보낸 ‘병 속 편지’ 보이저 1호는 2017년 1월 현재 지구로부터 약 206억km 떨어진 우주 공간을 날고 있는 중이다. 보이저 1호가 지구를 떠난 것이 지난 1977년 9월 5일이니까, 올 9월이면 꼬박 만 40년을 날아가고 있는 셈이다. 총알 속도의 17배인 초속 17km의 속도로 날아가고 있는 보이저 1호는 인간이 만든 물건으로는 가장 우주 멀리 날아가는 기록을 세우고 있는 중이다. 이 거리는 초속 30만km인 빛이 달리더라도 19시간이 넘게 걸리며, 지구-태양 간 거리의 138배(138AU)가 넘는 거리다. 탐사선의 전력이 바닥나는 2030년까지 보이저 호는 탐사활동을 계속하며 지구와 교신을 이어갈 것으로 보인다. 또한 전력이 끊어진 후에도 허블 망원경은 계속 보이저의 항로를 따라가며 관측활동을 계속할 것이다. 보이저 1호가 태양계를 벗어나 성간공간으로 진입한 것은 2012년 8월로, 탐사선을 스치는 태양풍 입자들의 움직임으로 확인되었다. 인류의 우주탐사 꿈을 싣고 한 세대를 지나는 세월 동안 고장 한번 나지 않은 기적의 항해를 이어가고 있는 보이저 1호는 목성, 토성을 지나며 보석 같은 과학 정보들을 지구로 보낸 후, 인류 역사상 처음으로 태양계를 벗어나 미지의 영역인 ‘검은 우주’ 속으로 돌진하고 있는 것이다.​ 현재 미션은 태양권 계면 탐사와 및 태양풍, 성간물질 입자 관측이다. 보이저 1, 2호의 주요 미션은 목성과 토성 탐사였다. 지난 30여 년간 보이저 1호가 보내온 각종 영상과 데이터는 태양계에 대한 인간의 인식을 넓혀주었다. 목성의 위성 이오에서 화산활동이 있다는 사실을 발견했으며, 토성의 고리가 복잡한 구조를 가지고 있다는 것도 최초로 확인해주었다. 뿐만 아니라, 1980년엔 최초로 완벽한 태양계 가족사진을 촬영했다. 태양계 가장자리에서 돌아본 지구의 모습과 태양계 풍경을 최초로 인류에게 보여준 감동적인 사진으로, 지구에서 62억km쯤 떨어진 명왕성 궤도 부근에서 찍어보낸 그 유명한 지구 사진, 흑암의 무한 공간 속에 한낱 먼지처럼 부유하는 ‘창백한 푸른 점’도 보이저 1호의 작품이다. ​ 보이저 항로 동행하는 허블 망원경 웨슬리언 대학의 천문학자 세스 레드필드는 “보이저호가 우주공간에서 직접 관측한 자료와 허블 망원경으로 수집한 자료를 비교 분석해볼 수 있는 엄청난 기회"라면서 “보이저의 항로에 비해 허블 망원경을 통한 관측은 보다 넓고 먼 영역을 아우를 수 있다"고 설명했다. 허블 망원경으로 수집한 정보를 분석한 결과, 태양계 너머의 성간공간은 갖가지 입자들과 수소 분자가 뒤섞인 구름들이 여기저기 떠돌고 있음을 보여주었다. 또한 태양권 계면이라고 불리는 태양계 경계에 이르면 태양풍의 영향과 성간풍의 영향이 거의 같아진다는 사실을 알려주었다. 태양계를 감싸고 있는 태양권(heliosphere)은 태양풍에 의해 지배되고 있는 영역으로, 거대한 자기권을 형성하고 있다. 주로 양성자(수소의 원자핵)와 전자로 구성되고, 태양 코로나 안에서 초속 400km까지 가속되는 고에너지 입자군인 태양풍은 태양의 자전에 실려 확대되기 때문에, 소용돌이를 그리면서 밖으로 퍼져 나가고 있다. 이 태양풍과 태양계 외부의 항성에서 오는 항성풍의 압력이 서로 상쇄되는 경계가 바로 태양계의 경계가 되는 셈이다. 초음속의 태양풍 흐름이 갑자기 느려지는 영역을 말단 충격(termination shock)이라 하는데, 여기가 태양계의 가장 바깥 언저리라 할 수 있다. 그 바깥쪽으로는 태양권 계면(heliopause)이 시작된다. 태양권 계면 바깥에는 뱃머리 충격파 지역이 있는데, 이 지역은 태양권 계면과 성간매질의 상호작용이 격렬해지는 곳이다. 인간의 모든 신화와 문명에서 절대적 중심이었던 태양, 그 영향권으로부터 최초로 벗어나 호수와도 같이 고요한 성간 공간을 주행하고 있는 722㎏짜리 인간의 피조물인 보이저 1호의 몸통에는 이색적인 물건 하나가 부착되어 있다. 지구를 소개하는 인사말과 영상, 음악 등을 담은 골든 레코드가 바로 그것이다. ​혹시 있을지도 모를 외계인과의 만남을 대비해 지구를 소개하는 갖가지 정보를 담은 레코드를 만들어 보이저에 실었던 것이다. 이 음반을 보이저 호에 동봉하자는 아이디어를 낸 사람은 ‘코스모스’의 저자인 천문학자 칼 세이건(1934~1996)이었다. ​세이건은 일찍이 “이 우주에 지구에만 생명체가 존재한다면 엄청난 공간의 낭비”라고 말하며 외계인의 존재를 강력히 믿었다. 그리하여 그와 뜻을 같이하는 과학자들이 모여 지구를 대표할 수 있는 사진과 음악, 소리를 선정해서 ‘우리가 여기에 있다’는 메시지를 골든 레코드에 담아냈던 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

26년이라는 긴 세월 동안 여전히 현역으로 활약하고 있는 허블 우주망원경. 이 망원경으로부터 새롭게 강력한 마이크로파를 방출하는 메가메이저 은하(IRAS 16399-0937)의 모습이 지구로 전달됐다. 메가메이저는 강력한 에너지를 방출하는 은하의 과정으로, 이번 경우에는 강력한 마이크로파를 내뿜고 있으며 그 밝기는 은하에서 발견되는 일반 메이저 현상의 1억 배에 달한다. 또한 이번 은하는 허블의 첨단관측 카메라(ACS)와 근적외선 카메라 및 다중분광기(NICMOS)로 관측한 것으로, 우리 지구에서 약 3억7000만 광년 거리에 있으며 두 은하핵에 의해 형성돼 있다. 두 은하핵은 북쪽에 있는 것이 ‘IRAS-16399N’, 남쪽에 있는 것은 ‘IRAS-16399S’로 명명돼 있다. 남쪽에 있는 ‘IRAS-16399S’에서는 빠른 속도로 별이 탄생하고 있으며 북쪽에 있는 ‘IRAS-16399N’에는 태양 질량의 100배에 달하는 블랙홀이 존재한다고 한다. 두 은하핵은 1만1000광년 떨어져 있으며 주위의 가스와 먼지의 영향으로 마치 장미꽃 봉오리와 같이 아름다운 천체를 만들어내고 있다. 한편 허블 우주망원경은 지난해 6월 운영 기간을 5년 더 연장한다는 발표로 오는 2021년 6월까지 임무를 계속 수행할 예정이다. 여기에 허블의 후임인 차세대 제임스웹 우주망원경이 2018년 우주로 올라갈 예정이므로, 몇 년간은 함께 공동 임무를 수행한다. 사진=ESA/Hubble & NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)과 더불어 우주 탐사를 양분하는 유럽우주국(ESA)도 올 한해 많은 업적을 남겼다. 인류 최초의 혜성 탐사선 로제타(rosetta)의 마지막 미션, 실종된 필레의 최후, NASA와 공동으로 운영하는 허블우주망원경이 촬영한 아름다운 작품들까지... 올해도 인류는 우주를 향해 또 한발짝 나아갔다. 최근 ESA는 홈페이지를 통해 올해의 사진을 공개했다. 2016년 렌즈에 담긴 수많은 사진 중에서 ESA가 꼽은 이 작품들은 지구와 우주의 아름다운 모습이 생생히 담겨있다. 이 사진들 중 우주에서 촬영된 일부를 소개한다. - 우주인의 '셀카' 전세계 단 몇 명만 찍을 수 있는 우주인의 셀카다. 주인공은 영국인 우주비행사 팀 피크. 지난 1월 그는 4시간 43분 동안 우주유영을 하면서 이 작품을 남겼다.　　　 - 혜성 67P/추류모프-게라시멘코 지난 3월 탐사선 로제타호가 촬영한 혜성 ‘67P/추류모프-게라시멘코’(이하 67P). 혜성과 탐사선과의 거리는 불과 329km. 혜성이 마치 후광이 있는 것처럼 보이는 것은 태양과 가까워지면서 발생하는 제트분출현상 때문이다. 혜성 표면 내부에 있던 얼음 상태의 물질이 녹아 우주 먼지와 가스로 터져나오는 것. - 수성의 태양면 통과 지난 5월 9일 ESA의 프로바-2 위성은 수성이 태양면을 통과하는 모습을 영상으로 담았다. 사진 속 수성은 태양 중간 아래, 맨 오른쪽에 검은 점으로 보인다. - 목성의 오로라 세계 주요매체들도 올해 우주사진 중 대표적인 걸작으로 꼽는 목성의 오로라다. 사실 2014년과 2016년 허블우주망원경이 촬영한 목성과 오로라의 모습을 합성한 것이다. 강력한 자기장과 고에너지 입자가 충돌해 발생하는 목성의 오로라는 지구보다도 큰 규모. - 은하 3차원 지도 지난 9월 공개된 11억 개가 넘는 별이 담긴 인류역사상 가장 방대하고 정확한 은하 3차원(3D) 지도. ESA는 은하 관찰 위성 ‘가이아’를 이용해 은하에 있는 11억 5000만 개 별의 3D 지도를 만들었다. 무려 11억 개를 관찰했지만 우리 은하에 있는 전체 별의 1% 수준. 최종적으로 완성된 은하 지도는 내년 말 공개된다. 　 - 필레의 최후 지난 9월 멀고 먼 혜성 67P 표면에 홀로 낙오된 필레가 처음으로 카메라에 포착됐다. 혜성 67P 주위를 돌고있는 탐사선 로제타호가 촬영한 필레는 전문가들이 예측한대로 햇볕이 잘 들지않는 음지에 놓여있었다. 인류 최초의 혜성 탐사로봇 ‘필레의 모험’은 12년 전인 지난 2004년 3월 시작됐다. 당시 로제타호에 실려 발사된 필레는 10년 8개월 간 65억 ㎞의 대장정 끝에 지난 2014년 11월 혜성 67P에 무사히 도착했다. 이후 필레는 로제타호에서 분리돼 사상 처음으로 혜성 표면에 내려 앉았으나 그늘에 불시착하며 연락이 끊겼다.　 - 국제우주정거장(ISS)에서 본 슈퍼문 지난 16일 프랑스의 우주비행사 토마스 페스케가 ISS에 머물며 촬영한 슈퍼문. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우리 은하와 같은 오래된 은하는 별을 잘 생성하지 않는다. 물론 우리 은하에도 아기 별이 탄생하는 가스 성운이 다수 존재하지만, 새로운 별이 태어나는 속도는 느린 편에 속한다. 별은 많지만, 별의 재료가 되는 가스가 많지 않기 때문이다. 반대로 아직 어린 은하들은 별은 적고 가스가 많아 수많은 별이 새로 탄생한다. 과학자들은 사실 우리 은하도 지금처럼 나이가 들기 전에는 활발하게 별을 생성했던 시기가 있었다고 보고 있다. 과학자들이 그렇게 믿는 데는 물론 과학적 근거가 있다. 타임머신을 타고 우리 은하가 젊었을 무렵으로 다시 돌아갈 수는 없지만, 멀리 떨어진 은하를 관측해서 아직 어린 은하에 대해서 연구할 수 있기 때문이다. 예를 들어 100억 광년 떨어진 은하를 관측하면 빛이 지구까지 오는 데 걸리는 시간이 100억 년이므로 100억 년 전의 은하를 볼 수 있다. 문제는 이렇게 멀리 떨어진 은하를 자세히 관측하기 힘들다는 점이다. 미항공우주국(NASA)의 허블 우주 망원경은 이렇게 멀리 떨어진 은하를 다수 관측했다. 하지만 이런 초기 은하는 많은 가스가 있어 사실 가시광 영역에서는 관측이 어렵다. 가스를 뚫고 내부를 들여다보기 위해서는 파장이 더 긴 전파가 유리하다. 그래서 국제 천문학자팀은 세계 최대의 전파 망원경인 ALMA와 미 국립 과학재단의 VLA 전파 망원경을 이용해서 초기 은하들을 관측했다. 허블 우주 망원경 관측 사진과 겹쳐 놓은 관측 이미지는 마치 크리스마스트리에 매달린 전구처럼 밝게 빛나고 있다. 물론 이 불빛은 하나의 별이 아니라 다수의 별이 탄생하는 모습이다. 최근 관측한 어린 은하는 사실 지금은 우리 은하처럼 나이든 은하가 되었을 것이다. 당시 태양과 비슷한 질량의 별이 생겼다면 이제는 수명을 다하고 적색 거성 단계를 지나 백색왜성만 남기고 사라질 시간이다. 어쩌면 이 별 주변에도 지구처럼 특별한 사연과 생명이 존재했던 행성이 있었을지 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

12월 25일 크리스마스는 천문학과 깊은 관련이 있는 날처럼 보인다. 1642년 12월 25일에는 아이작 뉴턴이 태어났고, 올해 크리스마스에는 천문학계의 또 다른 영웅 베라 루빈이 노환으로 세상을 떠났다. 88세. 미국의 여성 천문학자 베라 루빈은 현대 우주론의 한 분야인 암흑물질 연구에 선구적인 업적을 남긴 과학자로, 그의 업적은 30년대 이후 주목받지 못하던 암흑물질 가설을 되살려 이론으로 나아가게 하는 데 중요한 계기가 되었다. 천문학 발달사에 큰 분수령을 이루는 암흑물질에 대한 최초의 예측은 스위스 출신 물리학자인 프리츠 츠비키 칼텍 교수가 1933년에 '정체불명의 물질이 우주의 대부분을 구성하고 있다'고 발표함으로써 세상에 알려지게 되었다. 우주 안에는 우리 눈에 보이는 물질보다 몇 배나 더 많은 암흑물질이 존재한다는 주장이었다. 우주론 역사상 가장 기이한 내용을 담고 있는 이 주장은 간단히 무시되었고, 세월과 함께 묻혀진 채 망각되었다. 오래 잊혀졌던 암흑물질을 다시 무대 위로 올린 주인공이 바로 베라 루빈이었다. 어린 시절부터 아버지의 도움으로 천문학의 매력에 빠진 루빈은 1948년 배서대학을 졸업한 후, 프린스턴대학원에서 천문학을 공부하고자 했다. 하지만 당시 이 대학원은 천문학 과정의 여성 입학을 허용하지 않아 그는 다른 대학원들에서 석·박사 과정을 마쳤다. 코널 대학에서는 리처드 파인만, 한스 베테 같은 거물들에게 배웠다. 츠비키로부터 한 세대가 지난 1962년, 베라 루빈은 1950년대 애리조나에 있는 키트피크 천문대에서 은하 내 별들의 회전 속도를 측정하면서 비정상적인 움직임을 발견했다. 은하 중심부에 가까운 별들이나 멀리 떨어진 별들의 공전속도가 거의 비슷하게 나타나고 있었다. 이것은 케플러의 법칙을 정면으로 거스르는 처사였다. 이 법칙에 따르면, 바깥쪽 별들의 속도가 당연히 한참 느린 것으로 나와야 한다. 태양 둘레를 도는 행성들만 보더라도 그렇다. 초당 공전속도를 보면, 수성은 47km, 지구는 30km, 해왕성은 수성의 10분의 1밖에 안되는 5km다. 만약 해왕성이 수성의 속도로 공전한다면 애시당초 태양계를 탈출하고 말았을 것이다. 그런데 은하는 왜 형태를 유지하고 있는가? 이미 한 세대 전 츠비키가 예언했던 것이었다. 그러나 루빈의 경우도 마찬가지로 학계에서 묵살당하고 말았다. 이번에는 여자라는 성(性)이 문제가 되었다. 당시 남녀차별은 천문학 동네의 뿌리 깊은 관습법이었다. 그러나 전세는 대역전되었다. 암흑물질 이론의 근거가 될 만한 관측 증거들이 잇달아 발견됨에 따라 현재는 암흑물질이 우리 우주의 운명을 결정할 거라는 데 반기를 드는 학자들은 거의 사라지고 말았다. 암흑물질의 존재를 가장 극적으로 증명한 것은 중력렌즈 현상의 발견이었다. 빛이 중력에 의해 휘어져 진행한다는 것은 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의해 예측되었고, 1919년 영국의 천문학자 에딩턴의 일식 관측으로 증명되었다. 질량이 큰 천체는 주위의 시공간을 구부러지게 해서 빛의 경로를 휘게 함으로써 렌즈와 같은 역할을 하는데, 이를 일컬어 중력렌즈 현상이라 한다. 이 중력렌즈를 통해 보면, 은하 뒤에 숨어 있는 별이나 은하의 상을 볼 수 있다. 결론적으로, 최신 성과가 말해주는 암흑물질의 현황은 다음과 같다. 우주 안에서 우리 눈에 보이는 은하나 별 등의 물질은 단 4%에 불과하고, 나머지 96%는 암흑물질과 암흑 에너지이다. 그중 암흑물질이 23%이고, 암흑 에너지는 73%를 차지한다. 이것은 어찌 보면 허블의 팽창 우주에 버금갈 만한 우주의 놀라운 현황일지도 모른다. 성차별에 시달리긴 했지만 루빈은 츠비키와는 달리 보상을 받았다. 그로부터 30년이 흐른 뒤인 1993년 빌 클린턴 대통령 시절에 ‘국가과학메달’을 받았으며, 이듬해인 1994년에는 암흑물질 연구에 관한 공로로 미국 천문학회가 주는 최고 상인 헨리 노리스 러셀(H-R그림표를 만든 천문학자) 상을 받았다. 그녀는 2000여 명의 과학자들이 모인 앞에서 수상 강연을 한 후, 엉뚱스럽게도 '은하수 히치하이커를 위한 안내서'라는 TV드라마 주제가를 불렀다고 한다. 그런데 재미있는 일은 그 많은 과학자들도 그녀의 노래에 맞춰 합창을 했다는 사실이다. 천문학 동네에서만 볼 수 있는 진풍경이리라. 우주를 바라보는 인류의 시각을 크게 바꾸어놓은 베라 루빈. 그녀가 그토록 사랑했던 우주로 돌아가 평화로이 영면하기를 기원한다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

올 한해에도 인간의 눈을 번쩍 뜨게 만든 신비로운 우주 사진들이 공개됐다. 아름다운 목성의 오로라와 보석처럼 빛나는 별, 푸른 거품 속에 찬란한 별, 광활한 은하 지도, 태양 앞을 지나가는 국제우주정거장(ISS)의 환상적인 모습까지... 최근 미 시사주간지 타임(TIME) 등 해외언론들은 2016년을 결산하는 '올해의 우주사진'(The Best Space Photos of 2016)을 선정해 발표했다. 미 항공우주국(NASA), 유럽우주국(ESA), 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)가 촬영한 작품들이 망라된 사진들 중 일부와 국내에서 인기있었던 사진을 가감해 소개한다. - 보석처럼 빛나는 별들의 고향 마치 우주에 보석을 뿌려놓은듯 빛나는 이곳은 겨울철 남쪽 하늘에서 보이는 별자리인 용골자리(Carina)에 위치한 '트럼플러 14'(Trumpler 14)로 지구에서 약 8000광년 떨어져 있다. 사진에서처럼 트럼플러 14가 유독 보석처럼 반짝거리는 것은 약 50만 년 나이를 가진 젊은 별들이 빽빽히 밀집해 빛을 내기 때문이다. 청백색으로 빛나는 이 별들은 주요 성분인 수소를 불태우며 화려하게 빛나다가 결국 수백 만 년 안에 항성 진화의 마지막 단계인 초신성 폭발과 함께 사라진다. 1월 21일 허블우주망원경 촬영. 출처=J. Maíz Apellániz-Institute of Astrophysics of Andalusia, Spain/ESA/NASA　　 - 푸른 거품 속에 찬란하게 빛나는 별 거품처럼 파랗게 부풀어 오른 우주 구름 중심에서 십(十)자 모양으로 찬란하게 빛나는 별 ‘WR 31a'. 지구에서 용골자리 방향으로 3만 광년 떨어진 곳에 위치한 WR 31a는 울프-레이에(Wolf-Rayet) 별이다. 프랑스 천문학자 샤를 울프의 이름을 딴 이 별은 태양 질량의 20배 이상 되는 극대거성으로 자체 ‘연료’를 빠르게 소모하는 탓에 결국 초신성 폭발을 일으키면서 찬란한 최후를 맞는다. 수명이 수십 만년 밖에 되지 않아 우주의 시간에서는 그야말로 굵고 짧게 생을 마감하는 셈. 2월 22일 허블우주망원경 촬영. 출처=ESA/Hubble Space Telescope/NASA　 - 우리의 이웃 화성 지구와 묘하게 닮은듯 닮지 않은 화성. 11년 만에 지구와 화성이 가장 가까웠던 지난 5월 허블우주망원경으로 촬영했다. 화성의 얼음층과 구름의 변화가 엿보이는 역동적인 화성의 계절이 담겨 있다. 출처=NASA/ESA/Hubble Heritage Team (STScI/AURA)/J. Bell (ASU)/M. Wolff (Space Science Institute) 　 - 목성의 오로라 올해 우주사진 중 대표적인 걸작으로 꼽히는 작품이다. 허블우주망원경이 촬영한 것이다. 강력한 자기장과 고에너지 입자가 충돌해 발생하는 목성의 오로라는 지구보다도 큰 규모. 6월 NASA 공개. 출처=NASA/ESA - 태양면 통과하는 수성 그리고 ISS 지난 6월 미국과 서유럽 등 일부 국가의 천문학자와 동호회원들은 망원경을 앞에 두고 10년 만에 일어난 태양과 수성의 ‘우주쇼’를 즐겼다. 바로 2006년 이후 처음 벌어진 수성의 태양면 통과(Transit of Mercury) 현상이다. 이 천문현상은 수성이 태양을 가리는 식(蝕)의 일종으로 100년에 단 13번 일어날 정도의 보기 드문 우주쇼다. 이는 태양과 수성, 지구가 일직선에 놓이면서 관측되는 것으로 수성의 경우 공전궤도면이 지구 궤도면과 정확히 일치하지 않기 때문에 이 같은 현상이 자주 일어나지는 않는다. 환상적인 이 사진은 수성이 태양 품에 안기던 이날, ISS가 태양 앞을 지나치는 순간이 담겨있다. 사진을 자세히 보면 태양을 대각으로 가로지르는 것은 ISS이며 중앙 하단에 작은 검은색 둥근 점이 바로 수성이다. 환상적인 이 사진은 프랑스 출신의 천체 사진작가 티에리 르고가 촬영한 것이다. 출처=Thierry Legault　　 - 달의 숨막히는 뒤태 지난 7월 NASA의 심우주 기상관측위성(DSCOVR)이 촬영한 달의 숨막히는 뒤태. 달은 자전과 공전주기가 같아 지구에서는 달의 앞면 밖에 볼 수 없다. 그러나 지구와 달 너머에 위치한 DSCOVR 덕에 지구 앞으로 스윽 지나가는 '우주적 포토밤’(photobomb)을 포착할 수 있었다. 출처=NASA　 - 은하 3차원 지도 지난 9월 공개된 11억 개가 넘는 별이 담긴 인류역사상 가장 방대하고 정확한 은하 3차원(3D) 지도. ESA는 은하 관찰 위성 ‘가이아’를 이용해 은하에 있는 11억 5000만 개 별의 3D 지도를 만들었다. 무려 11억 개를 관찰했지만 우리 은하에 있는 전체 별의 1% 수준. 최종적으로 완성된 은하 지도는 내년 말 공개된다. 출처=ESA/Gaia/DPAC　 - 달에서 본 지구돋이와 지구넘이 일본의 탐사위성 카구야(Kaguya)가 달을 돌며 촬영한 이 자료들은 지난 2007년 10월부터 2009년 6월까지의 사진과 영상본이다. 과거에도 이 자료들은 일부 공개된 바 있으나 지난 10월 그간 일반에 공개되지 않았던 촬영본도 '창고 대방출' 됐다. 공개된 자료 중 가장 눈길을 끄는 것은 달에서 본 지구돋이(Earth-rise)와 지구넘이(Earth-set)다. 화질이 월등히 뛰어난 HDTV 카메라로 촬영한 덕에 푸른색 지구와 황량한 달표면이 아름다우면서도 신비로운 대조를 이룬다. 출처=JAXA/NHK 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

허블 우주망원경으로 찍은 사진 한 장에 미확인비행물체(UFO)로 보이는 거대한 무언가가 있다는 소식이 인터넷 공간에서 확산되면서 화제를 일으켰다. 영국 일간 익스프레스는 15일(현지시간) “외계인 추적자들은 오리온 성운을 통과하는 엄청난 크기의 UFO를 발견했다고 생각한다”며 관련 영상을 소개했다. 지난 11일 유튜브 채널 UFOmni2012에 공개된 이 영상은 허블 망원경으로 촬영한 오리온 성운 사진을 보여준다. 성운 안에는 좀 더 딱딱해 보이는 이상한 어두운 물체가 보이는데 일부 외계인 추적자들은 이를 ‘시가형 UFO’라고 묘사했다. UFO사이팅스데일리닷컴의 편집자 스콧 워닝은 이 발견에 놀라움을 나타냈다. 그는 자신의 블로그에 “이 UFO는 유튜브의 UFOmni2012에 의해 보고됐으며 우리가 지금까지 보고한 UFO 중 가장 큰 것 중 하나일 것”이라면서 “정확히 얼마나 크냐면 그 길이는 지구의 100배에 달한다”고 말했다. 그러자 그의 추종자 중 한 명은 이 블로그에 “거대하다. 그 밑에 흰색의 무언가를 봐라. Ufomni2012은 항상 좋은 것을 찾는다”고 말했다. 또 아마추어 천문학자이자 천체촬영사진사인 트로이 네일러는 “나 역시 그와 똑같은 물체를 촬영했었다”면서 “정말 매우 이상하다”고 말했다. 유튜브에는 ProtoX라는 아이디를 쓰는 한 사용자가 “난 그들이 와서 지구를 구해주길 바란다”면서 “하지만 이번 경우에 이들 추적자가 너무 빨리 흥분한 것 같다”고 말했다. 또 다른 사용자들 역시 재빨리 이 물체가 실제로 무엇인지에 대한 의견을 밝혔다. 토미라는 이름의 한 사용자는 유튜브에 “그것은 단지 별을 형성하고 있는 먼지로 이뤄진 두꺼운 구름일 뿐”이라고 말했다. 데이비드 오라사닌이라는 사용자는 “이것은 다큐멘터리에서 100번 봤던 형성 중인 항성계다”고 덧붙였다. 또 브라이언 앤드루는 이 사진 속 물체는 이미 15년 전에 그 정체가 무엇인지 설명됐다고 밝혔다. 그는 UFO사이팅스데일리닷컴에 “그것은 원시행성계 원반이다. 이 사진은 2001년 촬영된 것”이라면서 “그것은 내셔널지오그래픽의 책 ‘허블: 이미징 스페이스 앤드 타임’(Hubble: imaging space and time·2008년 출판) 180쪽의 한 장면”이라고 말했다. 여기서 원시행성계 원반은 새롭게 형성된 젊은 별을 둘러싼 짙은 가스와 먼지가 회전하는 환성 원반을 말한다. 즉 이번 화제 속 UFO는 단지 하나의 천문 현상이었다는 것이다. 어쩌면 사람은 대부분이 자기가 보고 듣고 싶은 것만 보려고 하는 것일지도 모르겠다. 사진=UFOvni2012 / 유튜브 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

매년 10월 31일 미국을 중심으로 열리는 ‘핼러윈 데이’. 괴물 분장을 하고 즐기는 축제지만 우주에서는 이보다 더 기괴한 형상을 한 천체가 지금도 유령처럼 빛나고 있다. 미국의 주요 과학매체들은 핼러윈 데이가 되면 매년 이를 기념하는 유령같은 천체사진을 공개한다. 　 이같은 천체는 사실 인간의 눈과 뇌가 특정한 모습으로 상상한 것이지만 적어도 어린이들에게 만큼은 무한한 영감을 준다. 으스스한 모습의 천체사진을 정리해왔다. - 비명을 지르는듯한 우주의 해골 지구에서 약 2억 4천만 광년 떨어진 곳에 위치한 페르세우스자리 은하단(Perseus cluster of galaxies). 페르세우스 자리에는 두 개의 산개성단이 서로 끌어당기고 있으며 수백 여개의 은하가 모여있는 거대 은하단이다. 마치 해골이 비명을 지르는듯한 모습 때문에 매년 핼러윈 데이가 되면 미 항공우주국(NASA)이 단골로 공개하는 이미지다. - 사우론의 눈 영화 ‘반지의 제왕’에 등장하는 사우론의 눈(Eye of Sauron)과 흡사한 별의 모습이다. 지구에서 약 237광년 떨어진 곳에 위치한 ‘HR 4796A’는 ‘사우론의 눈’ 처럼 기괴하게 생긴 모습이 가장 큰 특징이다. 그러나 우주를 노려보는듯 눈처럼 보이는 곳에 위치한 것이 바로 별에서 뿜어내는 빛이며 그 주위의 링은 중력에 끌린 먼지다. - 우주의 마녀 　 지구에서 900광년 떨어진 오리온 자리에 위치한 일명 ‘마녀머리 성운’(Witch Head nebula). 마치 마녀의 머리를 닮았다고 해서 특이한 이름이 붙여진 이 성운은 지난 2009년 발사된 지름 40㎝짜리 적외선망원경을 탑재한 NASA의 광역적외선탐사위성(WISE)이 촬영한 것이다. 이 성운의 정식명칭은 1C2118. - 유령 성운 우주에서 가장 추운 곳이라 불리는 ‘부메랑 성운’(Boomerang Nebula). 마치 유령이 떠있는 듯한 이 성운은 으스스한 모습만큼이나 온도가 -272°C에 이를만큼 우주에서 가장 추운 곳이다. 이는 이론적으로 가장 낮은 온도인 절대영도보다 1도 높은 값. 지구에서 센타우르스자리 방향으로 5000광년 떨어진 곳에 위치한 부메랑 성운은 중심에 있는 별에서 분출되는 가스에 의해 생성된 것으로 추정된다. - 죽은 은하에서 내뿜은 '유령 빛' 국제 천문학 공동연구팀이 허블 우주망원경으로 촬영한 ‘고스트 라이트’(Ghost Light). 약 40억 광년 떨어진 곳의 죽은 은하에서 흘러 나와 이같은 별칭이 붙었다. 이 빛이 뿜어져 나온 곳은 ‘아벨 2744’(Abell 2744)로 일명 판도라 성단(Pandora‘s Cluster)이라 불린다. 놀라운 사실은 이 성단이 약 500개에 달하는 은하들로 이루어진 상상을 초월하는 규모라는 것. 수십억년 전 유령 빛을 발한 이 은하는 주위 거대 은하단 중력에 의해 찢겨져 결국은 형체도 남지 않고 그들 속으로 흘러 들어간다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우주에는 영어와 숫자로 만들어진 정식 명칭 외에 곤충의 이름을 딴 별칭을 가진 성운도 많다. 인간의 시각으로 비슷하게 보이는 모습 때문인데, 흑거미 성운(Black Widow Nebula), 벌레 성운(Bug Nebula), 개미 성운(Ant Nebula) 등이 그 대표적인 예. 지난 21일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경으로 촬영한 '붉은 거미 성운'의 모습을 공개했다. 지구에서 약 3000광년 떨어진 궁수자리에 위치한 이 성운은 'NGC 6537'이라는 명칭 외에 특유의 모습 때문에 붉은 거미 성운(Red Spider Nebula)으로 불린다. 실제 모습 역시 X자 형태로 무서운 거미처럼 보이는 것이 사실. 붉은 거미 성운은 ‘행성상 성운’(planetary nebula·전체적인 모습이 행성처럼 원형으로 생긴 것)으로 한쌍의 돌출부가 대칭을 이뤄 이같은 특유의 모습을 발한다. 특히 그 중심에는 수십 만도에 달하는 뜨거운 백색왜성(white dwarf·우리의 태양같은 항성이 진화 끝에 나타나는 종착지)이 존재하며 초속 1000km의 항성풍이 흐른다. 곧 중심의 뜨거운 별과 생성된 항성풍이 주위 가스와 먼지와 뒤섞여 마치 거미와 같은 우주의 작품을 남긴 셈. 　 사진=ESA/Garrelt Mellema (Leiden University, the Netherlands)　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우주의 한 천체가 마치 '대포'를 쏘는 듯 보이는 특이한 현상이 천체망원경에 포착됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 별이 뜨거운 가스를 뿜어내는 희귀한 현상을 허블우주망원경으로 포착했다고 발표했다. NASA가 캐논볼(Cannonballs)을 쏘는 별이라고 묘사한 이 천체는 지구에서 약 1200광년 떨어진 곳에 위치한 적색거성 'V 히드라'(V Hydrae)다. 우리의 태양같은 별도 영겁의 시간이 지나면 죽음에 이르게 된다. 적색거성은 바로 별 진화과정의 마지막 단계로 내부는 팽창하고 외피층은 가스를 유출해 강력한 항성풍을 만들어낸다. 이번에 허블우주망원경이 포착한 V 히드라의 캐논볼은 바로 이 과정에서 생성된 뜨거운 플라즈마 덩어리다. 흥미로운 점은 이 캐논볼이 화성 질량에 두배에 달한다는 점으로 속도 역시 지구에서 달까지 30분이면 갈 만큼 빠르다. 또한 이 현상은 매일매일 일어나는 것이 아닌 8.5년 마다 이루어지며 적어도 400년 이상 지속될 것이라는 것이 연구팀의 설명. 그렇다면 왜 V 히드라는 우주를 향해 '캐논볼'을 발사하는 것일까? 연구를 이끈 NASA 제트추진연구소 라그벤드라 사하이 박사는 "비밀은 V 히드라 주위를 도는 동반성에 있다"면서 "이 별이 적색거성으로 외부가 부풀어오른 V 히드라에 가깝게 접근하면서 상호작용을 일으켜 플라즈마 가스를 캐논볼처럼 우주로 발사하는 것"이라고 설명했다. 이어 "8.5년의 주기가 생기는 것은 V 히드라와 동반성의 타원 궤도 때문"이라면서 "영겁의 시간이 지나면 결국 두 별이 합쳐져 하나가 될 것"이라고 전망했다. 사진=NASA, ESA, and A. Feild (STScI) 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

저 멀리 우주를 방랑하는 블랙홀이 있다면 보통은 찾기 쉽지 않을 것이다. 만약 흡수하는 물질이 없다면 완전히 검은 구멍에 지나지 않기 때문이다. 하지만 물질을 흡수하는 블랙홀은 관측할 수 있다. 최근 천문학자들은 나사의 찬드라 X선 관측 위성과 유럽 우주국의 XMM 뉴턴 X선 관측 위성 데이터를 사용해서 지구에서 45억년 떨어진 거리에서 이런 방랑자 은하(wandering black hole)를 찾아내는 데 성공했다. 블랙홀은 질량과 위치에 따라 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫 번째는 은하 중심에 존재하는 블랙홀로 그 질량이 태양의 10만 배에서 100억 배에 달하는 매우 거대한 블랙홀이다. 은하 중심부는 은하에서 가장 많은 물질이 모이는 부분이기 때문에 결국 그 질량에 의해 거대한 블랙홀이 형성되는 것이다. 두 번째 형태는 항성 질량 블랙홀로 태양 질량의 3배는 넘지만 은하 중심 블랙홀처럼 거대하지 않은 형태의 작은 블랙홀이다. 이런 블랙홀은 초신성 폭발 후 잔해가 모여 생성된다. 따라서 은하계 곳곳에 이런 항성 질량 블랙홀이 존재한다. 그런데 천문학자들은 이 중간 질량인 태양 질량의 100배에서 10만 배 사이에 달하는 중간 질량 블랙홀이 있음을 알아냈다. 이들의 기원에 대해서는 의견이 다소 엇갈리지만, 가장 유력한 가설은 본래 작은 은하의 중심 블랙홀이었다가 다른 은하에 합병되면서 가스와 별을 잃고 단독으로 존재하는 블랙홀이 되었다는 것이다. 2000년에서 2002년 사이 과학자들은 SDSS J141711.07+522540.8라는 렌즈상 은하에 XJ1417+52라는 매우 강력한 X선 천체가 있음을 발견하고 초고광도 X선원(hyper-luminous X-ray source, HLX)이라고 명명했다. (사진에서 오른쪽 사각형) 거리가 45억 광년에 달하는데도 관측이 가능할 만큼 X선 영역에서 밝게 빛났기 때문이다. 이후 연구를 통해 과학자들은 이 X 선원이 사실은 이런 중간 질량 블랙홀이라고 결론 내렸다. 그 위치는 허블 우주 망원경 관측 결과 (사진에서 왼쪽 사각형)이 은하의 외곽이었다. 따라서 다른 위성 은하나 혹은 이 은하의 중심 블랙홀이 아닌 다른 떠돌이 블랙홀인 셈이다. 더 흥미로운 사실은 이후 관측에서 이 블랙홀이 보이지 않을 만큼 어두워졌다는 점이다. 과학자들은 이 떠돌이 블랙홀이 우연히 근처를 지나던 별을 흡수하면서 순간적으로 물질을 흡수했다고 보고 있다. 이 과정에서 뜨거운 가스에 의한 에너지가 방출되어 X선 영역에서 밝게 보였던 것이다. 이 별에는 불운한 일이지만, 덕분에 우리는 가장 먼 거리에 있는 방랑 블랙홀을 발견할 수 있었다. 우연히 가끔 발견된다는 점을 생각하면 이런 떠돌이 블랙홀은 생각보다 흔할지도 모른다. 앞으로 연구를 통해서 과학자들이 그 비밀을 풀어나갈 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com