별은 인간과 비교할 수 없을 만큼 긴 시간 빛나지만, 그 역시 생자필멸(生者必滅)의 숙명을 벗어날 수 없다. 태양과 비슷한 질량을 가진 별은 태어난 지 100억 년 정도 후 별 중심부의 핵연료가 고갈되면 결국 백색왜성으로 최후를 맞이한다. 우리 은하계에는 이런 백색왜성이 매우 흔하다. 특히 은하 중심부의 벌지(bulge)에는 매우 많은 수의 백색왜성이 있는 것으로 추정된다. 이곳에 있는 별들은 생성된 지 오래되어 이미 백색왜성이 된 별이 많기 때문이다. 거대한 별들의 무덤이 있다고 해도 과언이 아닐 정도. 보통 백색왜성은 일반적인 별보다 어두워 관측이 어렵지만, 미 항공우주국(NASA)의 허블 우주 망원경은 수만 광년 떨어진 은하 중심부에서 백색왜성의 모습을 포착하는 데 성공했다. (사진) 우주 망원경 연구소의 아날리사 칼라미다의 설명에 의하면 이번에 포착한 70개의 백색왜성은 조사 지역에 존재하는 백색왜성 가운데 극히 일부에 지나지 않는다. 연구팀의 추정으로는 무려 10만 개의 백색왜성이 이곳에 존재하며 이번에 관측에 성공한 것은 백색왜성 중 매우 밝은 것이다. 그런데 이미 연료가 떨어져 핵융합 반응이 일어나지 않는 백색왜성이 어떻게 밝게 빛날 수가 있을까? 그 비밀은 온도에 있다. 백색왜성은 남은 핵연료 부산물들이 강한 중력으로 뭉쳐 행성만 한 크기에도 불구하고 큰 질량을 가지고 있다. 지구와 비슷한 지름의 백색왜성이라도 밀도는 지구의 20만 배 수준이다. 따라서 막대한 열에너지가 백색왜성에 보존될 수 있다. 별이 타고 남은 재라도 그 안에는 상당한 열에너지가 있다. 별의 남은 부분이 백색왜성이 되어 작은 크기로 압축되면, 표면적이 작아지면서 도리어 표면 온도는 섭씨 수만 도까지 올라갈 뿐 아니라 열을 쉽게 빼앗기지 않는다. 이 열이 식기 전까지 백색왜성은 일반적인 별보다는 당연히 어둡지만, 스스로 빛을 방출한다. 이 백색왜성들은 50~60억 년 이후 태양의 미래를 먼저 보여주고 있다. 영원할 것만 같던 태양도 먼 훗날 이렇게 작고 밀도가 큰 백색왜성이 될 것이다. 생자필멸은 인간은 물론 태양 역시 피할 수 없는 운명이기 때문이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com　

은하는 태양 같은 별이 최대 수천억개 이상 모인 거대한 별들의 집단이다. 그러나 이 은하도 혼자 있는 것이 아니다. 우리 은하는 안드로메다은하 등과 더불어 국부 은하군을 형성하고 있는데 사실 이 은하군도 더 거대한 은하단의 일부일 뿐이다. 최근 연구에서는 우리가 속한 국부 은하단 역시 초은하단의 일부라는 사실이 밝혀지고 있다. 그런데 은하단은 우주에 균등하게 분포하는 것이 아니라 일부 지역에만 몰려 있다. 3차원적인 우주 공간을 만약 단면으로 잘라서 분포를 본다면 마치 거품이나 구멍이 많은 스위스 치즈 모양을 하고 있는데, 이렇게 은하가 거의 없는 공간을 보이드(Void)라고 부른다. 흥미로운 사실은 이 보이드에도 별과 은하가 없는 건 아니라는 점이다. 이런 아웃사이더 은하들은 보이드 은하(Void Galaxy)라고 불린다. 유럽우주국(ESA)의 과학자들이 가장 외로운 은하(the loneliest of galaxies)라고 명명한 MCG+01-02-015의 경우 특히 거대한 보이드인 목동자리 보이드(Boötes void) 한가운데 존재한다. 이 보이드는 지름이 무려 2.5억 광년에 달하는 거대한 보이드로 내부에는 몇 개의 은하 밖에는 존재하지 않는데, MCG+01-02-015가 그 가운데 있다. 허블우주망원경은 이 은하의 모습을 생생하게 포착했다. 사진상으로는 평범한 은하처럼 보이지만, 사실 주변에 보이는 은하와 별은 모두 목동자리 보이드 밖에 존재하는 것으로 단지 방향이 같아서 하나의 사진에 담겼을 뿐이다. MCG+01-02-015 자체는 홀로 떨어진 외로운 은하다. 과학자들은 아마도 다른 은하와의 중력 상호 작용으로 본래 있던 위치에서 이 은하가 튕겨 나갔다고 생각하고 있다. 다만 정확한 이유를 알기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다. 이유가 무엇이든 간에 이 넓은 우주에서 수억 광년 텅 빈 공간에 홀로 존재하는 외딴 은하가 있다는 사실은 흥미롭다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

지구와 비슷한 크기의 외계행성(태양계 밖 행성)이 발견됐다. 지름은 지구와 유사하지만 온도가 훨씬 높은 점은 금성을 닮았다. AP는 11일(현지시간) 재커리 버타 톰슨 미국 매사추세츠 공과대학(MIT) 연구팀이 새로운 외계행성을 발견해 학술지 네이처에 발표했다고 보도했다. 연구팀은 지난 5월 칠레 천문관측소에서 허블 우주 망원경으로 이 외계행성을 찾아냈다. 지구에서 39광년(약 370조㎞) 떨어진 태양계 밖 우주에서 발견된 이 행성의 이름은 ‘GJ1132b’이다. 지름은 1만 4806㎞로 지구(1만 2756㎞)보다 16%가량 크고 질량은 60% 크다. ‘GJ1132b’는 모성(母星)인 적색왜성 ‘GJ1132’를 1.6일에 한 바퀴씩 돈다. 적색왜성 ‘GJ1132’는 크기가 태양의 5분의1에 불과하다. 바위와 철로 이뤄진 이 행성은 모성과의 거리가 225만㎞로 가까워 온도가 섭씨 232도에 달할 정도로 매우 뜨겁다. 연구팀은 금성 온도가 470도인 점을 들어 ‘금성의 쌍둥이’라고 불렀다. ‘GJ1132b’의 표면이 뜨거운 만큼 물이 존재할 가능성은 희박하다. 연구팀은 대기는 존재할 수 있다고 예측했다. 연구팀은 “지금까지 발견된 외계행성 중 가장 중요한 행성”이라면서 “태양계 밖 행성의 대기 상태에 대해 연구할 수 있다”고 말했다. 천문학자들은 2018년 제임스 웹 우주망원경이 도입되면 더 자세히, 빛의 방해를 최소화한 상태에서 연구할 수 있으리라 기대하고 있다. 연구팀에 속한 하버드 스미스소니언 천체물리학센터의 천문학자 데이비드 샤르보노는 “우리의 최종 목표는 지구의 쌍둥이를 찾는 것”이라면서 “그 과정에서 금성 쌍둥이를 찾았다”고 말했다. 이민영 기자 min@seoul.co.kr

지구와 비슷한 크기 및 중력을, 금성과 유사한 대기환경을 가진 행성이 태양계 밖에서 발견돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 영국 일간지 데일리메일의 11일자 보도에 따르면 GJ1132b라 명명된 이 행성은 지구 지름(1만 2700㎞)보다 약 16% 더 큰 1만 4800㎞로 매우 유사한 몸집을 가졌으며, 지면은 암석과 철 등으로 구성돼 있다. 질량은 지구보다 60% 더 크며 지구에서 약 39광년 떨어진 곳에 있다. 이 행성은 모항성인 백색왜성 Gliese 1132의 궤도를 돌고 있으며, 모항성과 GJ1132b와의 거리는 지구-태양보다 더 가깝다. GJ1132b의 표면 온도는 137~307℃로 생명체가 살기에 부적합하지만 중력의 힘은 지구와 상당히 유사하고, 태양계 내에서는 금성의 환경과 꽤 유사해 ‘쌍둥이 금성’이라고도 불린다. 이 행성의 대기는 대부분 헬륨과 수소로 이뤄져 있을 가능성이 높은데, 과거에 이 행성에 물이 존재했었다면 분명 산소와 이산화탄소도 존재할 것으로 과학자들은 기대하고 있다. 이를 발견한 미국 매사추세츠공과대학교(MIT)의 천문학자 자코리 베르타-톰슨(Zachory Berta-Thompson)은 오는 2018년 미국항공우주국(NASA)가 발사할 제임스 웹 우주망원경(James Webb Space Telescope)으로 이 행성의 대기 성분 및 지질학적 특성을 자세히 연구할 수 있을 것으로 보인다고 밝혔다. 이 우주망원경은 현재 외계행성탐사에 활용되는 허블 우주망원경을 대신해 새롭게 투입될 고성능 장비로, 허블우주망원경과 마찬가지로 생명체가 존재 가능한 우주 행성을 찾는 임무를 수행할 예정이다. 자코리 베르타-톰슨 박사는 “GJ1132b는 지구나 금성의 표면온도보다 훨씬 더 뜨겁고 모항성과의 거리도 매우 가깝다. 하지만 지구와 질량과 중력이 유사하기 때문에 천문학자들에게는 매우 흥미로운 행성”이라고 소개했다. 이어 “수 년 뒤 제임스 웹 우주망원경을 이용한다면 이 행성의 정확한 색깔과 대기에 부는 바람의 속도까지 측정하는 것이 가능할 것”이라면서 “표면에서 물의 흔적을 발견하지 못했기 때문에 사람이 살기에 적합한 행성은 아니지만 우리가 알고 있는 다른 바위 행성에 비해 비교적 온도가 낮은 편”이라고 덧붙였다. 실제로 지금까지 발견된 지구 밖 행성 중에서는 표면 온도가 1000℃가 넘는 것도 있었다. 천문학자들은 “지구보다 불과 16%밖에 더 크지 않은 이 행성은 태양계 밖에서 발견한 행성 중 가장 중요한 행성임이 틀림없다”면서 “‘쌍둥이 금성’이라고 불러도 될 정도로 금성과 매우 유사한 이 행성은 우주의 새로운 정보를 제공해줄 것”이라고 밝혔다. 한편 이번 연구결과는 세계적인 과학저널인 ‘네이처’ 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

우주에 있는 인공위성이나 혹은 그보다 더 멀리 떨어진 우주선이 고장 나면 이를 수리한다는 것은 쉽지 않은 일이다. 지금까지 영화로 만들어진 아폴로 13호처럼 아찔한 순간도 있었고 허블 우주 망원경처럼 우주 왕복선을 이용해서 극적으로 수리에 성공한 것은 물론 성능 업그레이드와 수명을 연장한 경우도 있었지만, 이는 예외적인 경우에 속한다. 대부분의 경우 고장 나서 더는 임무를 수행할 수 없게 된 우주선이나 인공위성은 그냥 버릴 수밖에 없다. 문제는 기능이 멀쩡한데 한두 부품의 이상이나 혹은 연료가 떨어진 경우라면 매우 경제적으로 낭비인 건 물론이고 위험한 우주 쓰레기를 남기게 된다는 것이다. 하지만 그렇다고 사람이 직접 우주선을 타고 가서 수리하는 것은 보통은 인공위성 자체보다 큰 비용이 드는 경우가 대부분이다. 유인 우주선은 매우 크고 비싸기 때문이다. 허블 우주 망원경 정도가 예외라고 할 수 있다. 이 문제를 해결할 가장 합리적인 대안은 인공위성이나 우주선을 수리할 수 있는 로봇 우주선이다. 나사는 이를 위해 VIPIR(Visual Inspection Poseable Invertebrate Robot)이라는 명칭의 로봇을 개발 중이다. 이 작은 로봇은 인공 위성의 연료를 보충하는 RRM(Robotic Refueling Mission)과 함께 인공 위성을 수리하는 역할을 한다. VIPIR이 인공위성의 고장 부위를 검사하는 방식은 의사가 내시경으로 수술 없이 내부 장기를 들여다보는 것과 똑같다. 다만 인공 위성이나 우주선의 내부는 매우 비좁으므로 나사는 지름 1.2mm에 불과한 산업용 내시경(borescope)을 개발했다. 이 내시경은 224x224픽셀의 낮은 해상도를 가지고 있으나 컬러로 위성 내부의 상태를 식별하는 데 사용할 수 있다. VIPIR은 2015년 5월 4일, 국제 유인 우주정거장에서 첫 테스트를 성공적으로 진행했다. 작은 산업용 내시경으로 테스트 위성의 내부를 살피는 데 성공한 것이다. 다만 현재로써는 고장 부위를 식별할 수 있는 수준이고 아직 수리할 능력은 없다. 연료가 떨어진 인공위성이나 우주선에 연료를 재급유해주는 RRM의 경우 이미 2013년에 첫 테스트에 성공했다. 중력과 공기가 있는 지구와는 달리 잘 밀폐를 하지 않으면 연료가 쉽게 새는 우주 공간에서 나사가 개발한 특수한 밸브는 성공적으로 연료를 우주선에 공급했다. 아직 실용화까지는 많은 연구가 남아있지만, 앞으로 나갈 길은 명확하다. 미래 우주선과 인공위성, 특히 지구에서 먼 거리에서 임무를 수행할 차세대 망원경과 관측 우주선에 연료를 재공급하고 수리해서 수명을 연장하는 것은 매우 비용 효과적일 뿐 아니라 우주 쓰레기를 줄이는 데도 도움을 줄 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

우주에 있는 인공위성이나 혹은 그보다 더 멀리 떨어진 우주선이 고장 나면 이를 수리한다는 것은 쉽지 않은 일이다. 지금까지 영화로 만들어진 아폴로 13호처럼 아찔한 순간도 있었고 허블 우주 망원경처럼 우주 왕복선을 이용해서 극적으로 수리에 성공한 것은 물론 성능 업그레이드와 수명을 연장한 경우도 있었지만, 이는 예외적인 경우에 속한다. 대부분의 경우 고장 나서 더는 임무를 수행할 수 없게 된 우주선이나 인공위성은 그냥 버릴 수밖에 없다. 문제는 기능이 멀쩡한데 한두 부품의 이상이나 혹은 연료가 떨어진 경우라면 매우 경제적으로 낭비인 건 물론이고 위험한 우주 쓰레기를 남기게 된다는 것이다. 하지만 그렇다고 사람이 직접 우주선을 타고 가서 수리하는 것은 보통은 인공위성 자체보다 큰 비용이 드는 경우가 대부분이다. 유인 우주선은 매우 크고 비싸기 때문이다. 허블 우주 망원경 정도가 예외라고 할 수 있다. 이 문제를 해결할 가장 합리적인 대안은 인공위성이나 우주선을 수리할 수 있는 로봇 우주선이다. 나사는 이를 위해 VIPIR(Visual Inspection Poseable Invertebrate Robot)이라는 명칭의 로봇을 개발 중이다. 이 작은 로봇은 인공 위성의 연료를 보충하는 RRM(Robotic Refueling Mission)과 함께 인공 위성을 수리하는 역할을 한다. VIPIR이 인공위성의 고장 부위를 검사하는 방식은 의사가 내시경으로 수술 없이 내부 장기를 들여다보는 것과 똑같다. 다만 인공 위성이나 우주선의 내부는 매우 비좁으므로 나사는 지름 1.2mm에 불과한 산업용 내시경(borescope)을 개발했다. 이 내시경은 224x224픽셀의 낮은 해상도를 가지고 있으나 컬러로 위성 내부의 상태를 식별하는 데 사용할 수 있다. VIPIR은 2015년 5월 4일, 국제 유인 우주정거장에서 첫 테스트를 성공적으로 진행했다. 작은 산업용 내시경으로 테스트 위성의 내부를 살피는 데 성공한 것이다. 다만 현재로써는 고장 부위를 식별할 수 있는 수준이고 아직 수리할 능력은 없다. 연료가 떨어진 인공위성이나 우주선에 연료를 재급유해주는 RRM의 경우 이미 2013년에 첫 테스트에 성공했다. 중력과 공기가 있는 지구와는 달리 잘 밀폐를 하지 않으면 연료가 쉽게 새는 우주 공간에서 나사가 개발한 특수한 밸브는 성공적으로 연료를 우주선에 공급했다. 아직 실용화까지는 많은 연구가 남아있지만, 앞으로 나갈 길은 명확하다. 미래 우주선과 인공위성, 특히 지구에서 먼 거리에서 임무를 수행할 차세대 망원경과 관측 우주선에 연료를 재공급하고 수리해서 수명을 연장하는 것은 매우 비용 효과적일 뿐 아니라 우주 쓰레기를 줄이는 데도 도움을 줄 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

천문학자들은 태양계 생성의 비밀과 행성의 생성을 연구하기 위해 이제 막 탄생하는 별을 관측하고 있다. 우리 태양계 역시 비슷한 과정을 거쳐서 생성되었을 뿐 아니라 우주에 지구나 목성 같은 행성이 얼마나 흔한지 알 수 있기 때문이다. 유럽 남방 천문대의 대형 망원경인 VLT(Very Large Telescope)는 탄생한 지 수백만 년밖에 되지 않은 젊은 별 주변에서 아주 독특하게 생긴 별 주위 디스크(circumstellar disks)를 관측했다. MWC 758(사진)과 SAO 206462라는 별 주변의 가스와 먼지 디스크는 위의 사진에서 보는 것처럼 나선 모양으로 감겨있다. 이 모습은 과학자들에게 큰 의문으로 다가왔다. 태어난 지 얼마 안 된 별 주변에는 행성의 재료가 될 가스와 먼지가 서로 중력에 의해 합체되면서 미행성을 형성한다. 이들이 어느 정도 합체되어 커지면 원시 행성계 원반에서 가스와 먼지를 더 흡수해 틈새과 고리(Gap and rings)가 형성되게 된다. 행성이 있는 부위에는 물질이 별로 없는 공간이 있고 그 사이에는 아직 흡수되지 않은 물질이 고리를 형성한다. 사실 대부분의 초기 행성계는 이런 모습이다. 따라서 MWC 758 주변의 나선 모양의 독특한 소용돌이는 과학자들을 놀라게 하기 충분했다. 많은 과학자가 이런 현상이 일어나는 이유를 설명하기 위해 노력했지만, 정확한 이유는 몰랐다. 미국 로런스 버클리 국립 연구소의 루오빙 동과 프린스턴 대학의 자오환 주 박사는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 이 문제를 분석했다. 이들의 시뮬레이션 결과에 의하면 이 독특한 소용돌이 모양은 거대한 행성이 있다고 가정하면 설명할 수 있다. 원시 행성계 원반에서 목성 질량의 10배에 달하는 거대 행성이 형성되면 이 행성의 큰 중력과 공전 때문에 원반 물질의 움직임이 변하게 된다. 이는 지구에서 봤을 때 마치 소용돌이 같은 모습으로 나타난다는 것이 연구팀의 설명이다. 이 연구 결과가 옳다면 앞으로 이런 모습의 원시 행성계 원반은 거대 행성의 생성을 의미하는 것으로 파악할 수 있다. 더구나 질량을 추정할 수 있게 되면서 새로 생성되는 행성의 크기와 분포도 알 수 있다. 다만 이 가설을 증명할 결정적인 자료는 아직 부족하다. 물론 결정적인 자료란 실제 행성을 관측하는 것을 의미한다. 불행히 현재 있는 망원경으로는 이를 관측하기 어렵지만, 연구팀은 2018년 이후 발사될 제임스 웹 우주 망원경의 강력한 성능을 이용하면 관측이 가능해질 것으로 기대하고 있다. 허블 우주 망원경의 후계자인 제임스 웹 우주 망원경은 허블 망원경보다 훨씬 큰 주경(6.5m, 허블 우주 망원경은 2.4m)을 사용하기 때문에 허블 우주 망원경으로는 볼 수 없는 작은 천체도 관측할 수 있다. 제임스 웹 우주 망원경이 이 소용돌이 디스크를 관측하면 그 비밀도 결국 풀리게 될 것으로 기대된다.　 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

영화 ‘스타워즈’를 보면 주인공 루크 스카이워커가 살던 외계행성 '타투인'은 태양이 2개 뜬다. 우리 지구는 태양이 하나지만 이처럼 인간의 머리로는 상상이 안가는 우주에는 태양이 2개인 곳을 넘어 '삼성계', '사성계' 심지어 태양이 5개인 '오성계'도 존재한다. 최근 유럽우주국(ESA)은 허블우주망원경이 촬영한 태양이 4개 존재하는 사성계 'DI Cha'(혹은 Hen 3-593, HIP 54365)의 모습을 홈페이지에 공개했다. 지구에서 약 520광년 떨어진 카멜레온좌에 위치한 DI Cha는 쌍성이 두 세트로 묶여있는 사성계다. 특히 사성계 DI Cha는 걸음마도 못뗀 아기별인 ‘T 타우리 별’에 속한다. T 타우리 별(T Tauri stars)은 1000만년 미만의 나이를 가진 비교적 온도가 낮고 질량이 작은 어린 별. 사진을 보면 중앙에서 환하게 빛나는 별과 그 뒤 작은 별만 보이며 그 주위를 구름이 감싸고 있다. 이 속에서 또다른 별과 행성이 생성돼 먼 미래에는 여러 행성을 거느린 또하나의 '작은 우주'가 만들어질 수 있다. ESA 측은 “일반적으로 어린 별은 주위의 먼지와 가스 때문에 그 모습이 잘 관측되지 않는다” 면서 “이 사진은 별과 성운의 진화를 연구하는데 많은 도움을 준다”고 설명했다. 한편 우주에는 우리처럼 태양이 하나인 곳 뿐 아니라 사성계인 곳도 많은 것으로 알려져 있다. 지난해 미국 서던 코네티컷 주립 대학교 연구팀은 기묘한 모습의 타투인 행성이 전체 외계행성의 50%에 달할만큼 우주에 흔하디 흔하다는 연구결과를 발표한 바 있다. 또한 지난 7월 영국 오픈대학 연구팀은 태양이 무려 5개인 ‘오성계’를 발견했다는 연구결과를 내놨다. 지구에서 약 250광년 떨어진 큰곰자리 ’1SWASP J093010.78+533859.5‘에 위치한 이 5개의 별들은 놀랍게도 옹기종기 모여 서로의 궤도를 돈다. 재미있는 사실은 각각 2개의 별이 서로 짝(쌍성)을 짓고 있는 반면 나머지 1개의 별은 그 주위에 홀로 떨어져 있다. 사진=ESA/Hubble & NASA 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

-우주탄생에서 불과 6억년 후의 모습 허블 우주망원경이 우주가 태어난 지 얼마 되지 않은 '우주의 새벽'을 촬영하는 데 성공했다. 이 놀라운 이미지는 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)이 중력 렌즈를 사용해 잡아낸 초창기 원시은하들의 모습을 보여주고 있다. 이들 원시 은하는 빅뱅 이후 6억년밖에 지나지 않았을 때 태어난 것으로, 허블 망원경이 이제껏 잡아낸 어떤 은하보다도 먼 거리에 있는 은하들이다. 우주에서는 시간이 곧 공간이므로 이 은하들의 나이는 130억년이 넘는다는 뜻이다. 연구진은 이 작은 은하들이 지금의 우주를 만든 데에 결정적인 역할을 한 것으로 보고 있다. 스위스 로잔 공과대학의 하킴 아텍 교수가 이끄는 국제적인 연구진은 빅뱅 이후 6억년에서 9억년 사이의 공간에서 이같은 작은 은하들을 250개 이상 발견했다. 지금까지 발견된 은하들 중 가장 오랜 은하들이다. 이들 은하에서 출발한 빛은 적어도 120억년 이상의 시간을 날아서 망원경에 포착된 셈인데, 이는 곧 천문학자들이 120억년 이전의 과거에 존재했던 아기 우주의 모습을 보고 있다는 뜻이다. "허블 망원경이 잡은 심우주의 은하들 중에서 이보다 더 오랜 은하들은 없습니다." 하고 프랑스 리옹 천문대의 요한 리차드가 밝혔다. 이들 은하에서 온 빛을 모아 분석해본 결과, 연구진은 이 원시 은하의 빛이 초창기 우주의 역사에서 미스터리에 싸인 기간, 곧 재이온화 시기에 중요한 역할을 했다는 사실을 발견했다. 초기 원시우주에서 탄생한 최초의 별(항성)과 은하가 우주 공간에 강력한 자외선을 방출하면서 우주 온도가 높아지면, 우주는 다시 이온화의 과정을 겪게 되는데, 이를 ‘재이온화’라고 부른다. 재이온화가 진행되면 수소의 양성자에서 분리된 전자로 인해 우주는 다시 빛이 직진할 수 없는 불투명한 상태가 된다. 이번 연구에서 관측된 원시은하의 자외선을 조사하면 이 은하들이 진화의 과정에 있는지 알 수 있게 된다. 연구진은 상당한 확신을 가지고, 이들 원시은하들이 초창기 우주를 투명하게 하는 데 중요한 역할을 했으며, 재이온화 시기는 빅뱅 이후 7억년 시점에서 끝났다는 결론을 내렸다. 이 같은 발견의 뒤에는 연구진이 활용한 중력 렌즈의 역할이 컸던 것으로 알려졌다. 허블 심우주 관측 프로젝트의 일환으로 연구진은 심우주에 있는 3개의 은하단을 중력 렌즈로 활용했다. 은하단의 무거운 질량으로 인해 빛이 휘어지는 현상이 일어나는데, 이것이 확대 렌즈의 역할을 하게 되는 것을 일컬어 중력 렌즈라 한다. 중력 렌즈를 최초로 예측한 사람은 상대성이론을 완성한 아인슈타인이었다. 연구진은 이 중력 렌즈를 이용해 해상도 높은 원시은하 이미지를 얻을 수 있었다. 제1세대 은하를 관측, 연구하려면 이 중력 렌즈의 역할이 필수적이다. "심우주의 은하단은 강력한 천연 망원경이다. 이들의 도움이 없으면 초창기 우주의 모습을 볼 수가 없다"고 스위스 로잔 공과대학의 얀-폴 크나이브 박사가 밝혔다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

“나는 케플러 우주 망원경이다. 나는 외계 행성을 탐사하기 위해서 2009년 5월 12일 우주로 발사되었다. 발사 후 6년 동안 나는 30만6,604개의 별을 관측하고 4,601개의 외계 행성 후보를 찾았다. 그중에서 확인된 것만 이미 1,000개가 넘는다. 내가 하는 일은 우주를 바라보면서 별의 밝기 변화를 찾는 것이다. 주기적으로 밝기가 변하는 별 가운데 일부는 그 앞을 지나는 행성에 의해 밝기가 변하기 때문이다. 6년간 무려 125억 회의 밝기 변화를 감지했다. 이런 방식으로 외계 행성을 찾아낸 건 말할 것도 없고 수많은 과학적 발견도 같이 이뤘다. 하지만 내게는 큰 시련도 있었다. 자세를 고정하는 데 사용되는 리액션 휠이라는 장비가 망가졌다. 본래 4개 중 1개는 이미 고장 났는데, 다른 한 개가 2013년 5월 11일 고장을 일으켜 나의 임무는 중단될 위기에 놓였다. 사실 목표 임무인 3.5년은 이미 채웠지만, 내가 건재한 것을 본 나사는 내가 3년 반을 더 일해주기를 원했다. 그러나 고장으로 인해 더는 무리라는 결론이 나왔다. 지상의 인간들은 이제 내가 더는 일할 수 없으리라 판단했다. 그만큼 했으면 충분히 했다는 이야기도 있었다. 그러나 나사는 나를 포기하지 않았다. 그들은 태양광의 압력을 세 번째 리액션 휠로 삼아 다른 별을 관측하는 K2라는 새로운 임무를 내게 맡겼다. 나는 마지막 순간까지 관측을 계속할 것이다.” 이 내용은 케플러 우주 망원경의 지난 6년간을 독백 형식으로 정리한 것이다. 고장으로 인해 사실상 임무가 종료될 뻔한 케플러 우주 망원경은 지금 K2 임무를 통해 화려하게 부활했다. -어떻게 고장 이후에도 계속 작동하나 리액션 휠(Reaction Wheel)은 우주선의 자세를 잡는 역할을 하는 부품이다. 적어도 3개가 온전하게 작동해야 흔들리지 않게 자세를 고정할 수 있다. 따라서 2개만 작동하는 상황이 되었을 때 대부분 케플러의 임무는 끝났다고 생각했다. 그러나 나사의 과학자들은 태양을 세 번째의 지지대로 삼는 K2 임무를 고안했다. 태양이 뿜어내는 광자와 다른 입자의 흐름은 미약한 압력을 만들 수 있다. 예를 들어 솔라 세일은 이를 이용하는 아이디어다. 하지만 그 힘이 대단히 미약해서 아주 큰 솔라 세일이 있어야 약간 가속을 할 수 있을 뿐이다. 이를 이용해서 케플러 같은 큰 우주 망원경을 고정하기는 사실 무리인 셈이다. 하지만 반드시 항상 고정하지 않아도 될 수 있다. 나사의 과학자들은 두 개의 리액션 휠과 태양광의 압력을 이용하면 잠시간이라도 한 지점을 흔들리지 않고 바라볼 수 있다고 생각했다. 그것만 가능하면 새로운 임무를 수행할 수 있다. (아래 그림 참조) 이렇게 해서 많은 이들이 반신반의하는 상황에서 K2라 명명된 새로운 임무가 시작된 것은 2014년 중반부터였다. (아래 도표 참조) -예상을 뛰어넘다 대부분 성공 여부를 확신하지 못했지만, 2014년이 채 지나기도 전에 K2는 새로운 외계 행성을 찾아내는 데 성공했다. 하버드-스미스소니언 천체 물리학 센터의 앤드류 밴더버그(Andrew Vanderburg)와 동료들이 지구에서 180년 정도 떨어진 외계 행성 HIP 116454b를 찾아낸 것이다. 생명체가 살기엔 너무 뜨거운 행성이지만, 케플러가 더 임무를 지속할 수 있음을 보여준 쾌거였다. 2015년 초에 K2는 다시 EPIC 201367065라는 적색 왜성 주변에서 지구 지름의 2.1, 1.7, 1.5배 지름의 외계 행성을 발견한다. 그리고 이 중 가장 먼 거리에서 공전하는 외계 행성은 액체 상태의 물이 있을지도 모르는 위치에 있었다. 거리도 지구에서 150광년 정도로 가까워서 과학자들의 큰 주목의 대상이 되고 있다. 아직 2016년 말로 예정된 K2 임무가 다 끝나기도 전에 여러 가지 성과가 나오기 시작했지만, 가장 인상적인 과학적 성과는 최근에 발표되었다. 케플러 우주 망원경이 사상 최초로 식현상(다른 천체가 앞을 지나는 현상)을 이용해서 백색왜성 주변에서 행성을 발견한 것이다. 그런데 이 행성이 백색왜성에 의해 파괴되고 있다는 증거가 발견되어 과학계의 주목을 받고 있다. 앤드류 밴더버그는 다시 K2 자료를 이용해서 이 사실을 밝혀냈는데, 이 연구가 중요한 이유는 백색왜성의 표면에 있는 철이나 실리콘 같은 물질의 생성원인을 밝혔기 때문이다. 백색왜성이 생성될 때 무거운 원소는 아래로 가라앉고 수소나 헬륨같이 가벼운 원소만 표면에 있어야 하는데, 관측결과에서는 무거운 원소들도 같이 발견되었다. 과학자들은 이것이 백색왜성이 행성을 흡수한 흔적이라고 생각했지만, 이제까지 증거가 없었다. 케플러 우주 망원경은 그 결정적인 증거를 찾아낸 것이다. -케플러의 후계자 TESS 케플러 우주 망원경이 예상을 뛰어넘는 성과를 거두긴 했지만, 아직 은하계의 무수히 많은 별 가운데 극히 일부만을 관측했을 뿐이다. 따라서 나사는 케플러보다 더 우수한 성능의 차세대 행성 사냥꾼을 발사할 예정이다. TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite)라 명명된 차세대 망원경은 케플러와 같은 방식을 사용하지만, 더 진보된 관측 기기를 사용하고 있으며 더 많은 별을 관측할 수 있다. TESS는 적어도 50만 개의 별을 관측할 예정이며 관측 범위도 케플러보다 훨씬 넓다. TESS의 발사 시기는 2017년이다. 그리고 그다음 해인 2018년에는 사상 최대의 우주 망원경인 제임스웹 우주망원경(JWST)이 발사된다. 이 둘이 힘을 합치면 외계 행성 연구는 큰 전기를 마련하게 될 것으로 보인다. TESS가 새로운 외계 행성을 발견하면 제임스웹 우주 망원경으로 이를 정밀 관측할 수 있기 때문이다. 한 시대를 풍미했던 허블 우주 망원경과 케플러 우주 망원경은 당장에 퇴역하진 않겠지만, 이전보다 중요도가 많이 감소할 것이다. 지금으로는 케플러가 언제 퇴역할지 알기 어렵다. 2016년 말까지는 K2 임무를 지속할 예정인데, 이후 더 연장 임무를 줄 수도 있다. 하지만 결국 영원히 작동할 수는 없으므로 TESS가 발사된 이후에는 퇴역 논의가 나오게 될 가능성이 크다. 케플러 우주 망원경이 외계 행성 탐사에서 거둔 성과는 우리가 우주를 바라보는 인식을 바꿀 정도로 컸다. 우주 곳곳에 외계 행성이 무수히 존재한다는 사실을 직접 관측으로 증명했을 뿐 아니라 정확히 어디 있는지도 알 수 있게 된 것이다. 언젠가 미래에 인류는 이런 외계 행성에서 생명체의 존재를 증명하게 될지도 모른다. 그런 날이 온다면 역경을 딛고 외계 행성을 관측했던 케플러의 이름을 다시 생각하게 될 것이다. 고든 정 통신원jjy0501@naver.com

라그랑주 점이란 한마디로 서로 중력으로 묶여 운동하는 천체들 간의 중력이 균형을 이루어 중력이 0이 되는 지점을 일컫는다. 예컨대, 태양-지구 체제의 라그랑주 점은 태양과 지구를 잇는 직선상의 3점과, 또 두 천체와 정삼각형을 이루는 2점에서 중력이 0이 된다. 라그랑주 점은 18세기 프랑스 수학자 조제프루이 라그랑주가 삼체문제를 풀다가 발견했다. 라그랑주는 세 물체 가운데 하나가 다른 두 물체보다 매우 가벼울 때, 이 가벼운 물체가 어떤 궤도를 지니는지 계산하였고, 이를 통해 특정한 점에서는 이 가벼운 제3의 물체가 다른 두 물체에 대하여 상대적으로 정지해 있는 궤도를 그린다는 사실을 발견했다. 이처럼 제3 천체는 라그랑주의 특수해 중 삼각형을 이루는 2점에 있을 때 매우 안정적임에 비해 직선상의 3점은 역학적으로 다소 불안정한 점이라는 것이 밝혀졌다. 행성이나 별과 같은 큰 천체들의 주위에는 5개의 라그랑주 점이 형성된다. 태양-지구 시스템에서 보면, 위의 그림에서 보듯이 3개의 라그랑주 점은 두 천체를 잇는 일직선상에 형성되는데, 첫번째인 L1은 지구로부터 약 160만km인 지점에 찍힌다. 이곳이 바로 두 천체의 중력이 균형을 이루어 상쇄되는 지점으로, 1995년 발사된 태양 관측 위성 SOHO(Solar and Heliospheric Observatory)와 심우주 기후관측위성(DSCOVR·Deep Space Climate Observatory)이 현재 머물고 있는 장소이다. 말하자면 우주 주차장인 셈이다. L2는 L1과 마찬가지로 역시 지구로부터 160만km 떨어진 곳에 있지만 태양과는 반대 방향의 지점이다. 이 지점이 지구와 태양, 달의 중력 균형이 이루어져 우주선이 심우주를 관측하는 데 최상의 시야를 확보해 준다. 현재 미국항공우주국(NASA)의 윌킨슨 마이크로파 비등방성 탐색기(WMAP)가 여기에 주차하면서 빅뱅에서 나온 우주배경복사를 탐색하고 있는 중이다. 허블 망원경 후임으로 2018년 임무교대할 제임스 웹 우주 망원경도 장차 이 자리에 머물 예정이다. 제3의 라그랑주 점인 L3은 지구에서 볼 때 태양 뒤쪽에 있다. SF물에서는 이 지점이 더러 등장하지만, 현재로서는 이곳의 과학적 용도를 발견하지 못하고 있다. NASA가 이 L3에 대해 웹페이지에 언급한 부분이 있다. "미지의 행성-X가 L3에 숨어 있다는 아이디어가 일반의 호기심을 자극하는 소재가 되고 있지만, 그 과학적 증거는 없다. 행성-X가 존재한다면 그 궤도 주기는 150년으로 대단히 불안정한 것이지만, 헐리우드는 그래도 '행성-X에서 온 남자' 같은 영화를 계속 만들어낼 것이다." L1, L2, L3 는 사실 중력적으로 완전한 평형을 이루는 곳은 아니다. 만약 우주선이 이곳에서 표류한다면, 지구나 태양 쪽으로 한정없이 끌려갈 것이다. 천문학자 닐 타이슨은 이렇게 표현했다. "마치 가파른 언덕 꼭대기에 유모차를 아슬아슬하게 세워둔 것이나 같다." 따라서 여기에 우주선이 주차하려면 아주 미세한 조정을 계속 해나가야 한다. L4와 L5는 안정적이다. 그래서 '커다란 접시 위에 놓인 공' 같다는 표현을 쓴다. 두 라그랑주 점은 지구 궤도의 앞뒤쪽 60도 지점에 위치하는데, 태양과 지구를 꼭지점으로 하는 정삼각형을 이룬다. 이러한 안정성 때문에 우주 먼지나 소행성들이 이곳에 몰려드는 경향이 있다. 실제로 목성의 궤도 위를 목성과 함께 도는 트로이 소행성군은 그 위치가 태양과 목성이 정삼각형을 이루는 곳임이 확인되었다. 수십 개의 소행성들이 목성의 앞과 뒤에서 각각 무리를 이루고 있다. NASA는 태양계에서 이런 유형의 소행성들이 수천 개나 발견되었다고 밝혔다. 지구의 트로이 소행성은 2010년에 발견된 TK7이 유일하다. 지구를 졸졸 따라다니는 TK7은 너비300m의 암석으로, 제2의 달이라고 불리기도 한다. 라그랑주 점이 갖는 이점은 여러 가지다. 이곳에 머무는 탐사선들은 태양 열기로부터 보호받으며 넓은 시야를 확보하면서 소행성 탐색을 훨씬 효율적으로 할 수 있다. 2009년부터 2011년까지 이곳에 투입된 와이즈(WISE)는 별도 냉각제를 사용하지 않은 자연상태에서 임무를 수행했다. 앞으로 제임스 웹 우주 망원경도 L2에서 이러한 이점을 누리게 될 것이다. *조제프루이 라그랑주(1736~1813)는? 이탈리아 태생의 프랑스 수학자이자 천문학자이다. 해석학, 정수론, 고전역학, 천체역학 전반에 걸쳐 중대한 기여를 했다. 특히 물리학 분야에서 기존의 고전역학을 일반화된 새로운 수학적 방식으로 표현한 해석역학은 이론 물리학의 새로운 지평을 열었다. 프랑스 혁명에서 살아남아 에콜 폴리테크니크에서 개교와 동시에 해석학의 첫 번째 교수가 되었다. 1803년에 나폴레옹으로부터 레지옹 도뇌르 훈장을 받고 1808년 제국의 백작이 되었다. 팡테옹에 묻혔으며, 그의 이름은 에펠탑에 새겨진 72개의 이름 중 하나로 남아 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

나선팔의 몸매를 자랑하며 그 중심부가 유독 밝은 은하가 있다. 최근 유럽우주국(ESA)은 허블우주망원경으로 포착한 나선은하 M94(혹은 NGC4736)의 사진을 홈페이지에 공개했다. 지구로부터 약 1600만 광년 떨어진 사냥개 자리에 위치한 M94는 그 중심부에 선명하게 보이는 고리모양으로 유명한 은하다. 우리 눈에는 단 한장의 사진으로 보이지만 M84는 무려 5만 광년의 길이를 가지고 있다. 조금 더 풀어 설명하면 1광년은 대략 10조 km로 이는 시속 100km로 달린다면 1000만 년 걸리는 거리다. 이렇듯 인간의 머리로는 상상도 안되는 규모지만 사실 M94는 지구가 속한 우리은하에 비하면 절반 정도로 작은 편에 속한다. M94의 가장 흥미로운 점은 중심부의 밝게 빛나는 고리다. 이 고리 안쪽으로 새로운 별들이 매우 빠른 비율로 태어나고 있어 일각에서는 '스타버스트 링'(starburst ring)이라 부르기도 한다. ESA 측은 "은하의 중심부에서 바깥쪽으로 나오는 강력한 압력이 외곽의 가스와 먼지를 압축시킨다" 면서 "이 과정을 통해 수많은 별들이 탄생한다" 고 설명했다.　　　 사진=ESA/Hubble & NASA 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

몇 년 전부터 심심찮게 ‘생명체가 살 수 있을 것으로 예상되는 외계 행성을 찾았다’는 뉴스가 전해지고 있다. 소설이나 영화 등에서는 지구와 똑같은 환경의 외계 행성을 찾는 이유가 지구에서 얻을 수 없는 희귀원소 확보하거나 먼 미래에 사람이 살 수 있는 거주지 개척으로 그려진다. 그렇지만 과학자들이 외계 생명체와 지구형 행성을 찾는 이유는 ‘이 광활한 우주에 과연 우리밖에 없을까’라는 근본적인 질문에 답하기 위한 것이다. 명저 ‘코스모스’를 쓴 칼 세이건 박사는 행성 탐사에 대한 이유를 “이 우주에 인간만 있다면 엄청난 공간 낭비다”는 한 문장으로 압축했다. 실제로 세계 각국은 최첨단 관측 장비를 이용해 외계 행성 찾기에 열을 올리고 있다. 우주 선진국들은 지구 대기의 영향을 피해 천체를 관측하기 위해 우주에 망원경을 쏘아 올리고 있다. 대기는 빛을 완전히 통과시키지 않아 천체의 모습을 왜곡시킬 가능성이 크고 가시광선을 제외한 파장은 대부분 지구 대기를 통과하지 못하기 때문이다. 우주에서는 지상에서는 관측할 수 없는 여러 파장을 볼 수 있을 뿐 아니라 날씨나 시간에도 구애받지 않는다. 최초의 우주망원경은 1990년 4월 24일 발사된 ‘허블’이다. 허블 망원경은 25년 동안 100만 건이 넘는 관측활동을 했고 지금도 끊임없이 우주의 비밀을 알려주고 있지만, 외계 행성 발견이 목표는 아니다. 외계 행성 탐색을 목표로 하는 우주망원경은 ‘케플러’다. 케플러 우주망원경은 지구에서 보는 달의 면적보다 600배 넓은 영역을 관측해 한번에 15만개가량의 별을 관측한다. 이를 통해 케플러는 지금까지 2000개 이상의 행성 후보를 찾아냈다. 한국은 아직 우주망원경을 발사하는 수준에는 못 미치고 있다. 대신 지상에서 최고 수준의 장비를 이용해 외계 행성을 찾아나서고 있다. 외계 행성 탐사연구를 주도하고 있는 한국천문연구원은 남반구 밤하늘을 24시간 관측할 수 있는 ‘외계 행성 탐색시스템’(KMTNet)을 개발해 시험 관측을 마치고 이달 1일부터 본격적인 ‘제2의 지구 탐색’에 돌입했다. KMTNet은 직경 1.6m 광시야 망원경과 3.4억 화소 모자이크 카메라로 구성된 관측시스템이다. 비가 거의 내리지 않고 날씨가 맑아 1년 중 300일 가까이 천체 관측이 가능한 칠레 세로톨로로 범미주 천문대, 남아프리카공화국 케이프타운 천문대, 호주 사이딩스피링 천문대 등 남반구 주요 지역 3곳에 설치돼 각각 8시간씩 24시간 내내 같은 하늘을 쉬지 않고 관찰할 수 있다. 우리나라에서는 천체 관측이 가능한 날씨가 160일 정도에 불과하다. 현재 24시간 외계 행성 탐사를 하고 있는 장비는 케플러 우주망원경이 유일하다. 지상에서 24시간 탐색체제를 갖춘 것은 KMTNet이 처음이다. 망원경에는 4장의 전하결합소자(CCD)를 붙여 만든 CCD 검출기를 장착해 보름달 16개만큼의 밤하늘 시야 면적에서 수천만 개의 별 신호를 한 번에 기록할 수 있다. 이 시스템을 이용해 10분마다 우리 은하에서 별이 가장 많이 관측되는 궁수자리 근처에 있는 수억 개 별을 찍는다. 천문연 관계자는 “지금까지 중력렌즈 효과를 이용한 탐사방법으로 발견된 외계 행성 39개 중 32개를 한국 과학자들이 포함된 연구그룹이 찾아냈다”며 “KMTNet의 본격 가동으로 매년 100개 이상의 행성을 새로 발견할 것으로 기대되는 만큼 지구 크기의 행성도 연간 2개 이상 발견이 가능할 것으로 예상된다”고 설명했다. 그렇다면 외계 행성은 어떻게 찾는 것일까. 외계 행성 탐사방법은 ▲시선속도법 ▲횡단법 ▲중력렌즈측정법등 세 가지다. ‘시선속도법’은 멀어지는 물체에서는 빛의 진동수가 감소하고 가까워지는 물체에서는 증가한다는 ‘도플러 효과’를 응용한 것이다. 항성(별) 주변에 행성이 있다면 항성과 행성은 중력법칙에 따라 서로를 끌어당기기 때문에 별은 미세하게 움직이면서 빛의 파장에 변화를 가져온다. 변화주기를 측정해 행성의 공전주기와 질량을 파악하는 것이다. 현재 가장 많이 활용되는 것은 ‘횡단법’과 ‘중력렌즈 측정법’이다. 횡단법은 케플러 우주망원경이 외계 행성을 찾을 때 쓰는 방법이다. 외계 행성은 스스로 빛을 내지 않기 때문에 중심별인 항성을 찾는다. 외계 행성이 관측자와 항성 앞을 지나는 순간 항성이 가려져 어두워지는데 어두워지는 정도를 바탕으로 행성의 존재 여부와 크기를 파악한다. 중력렌즈 측정법은 KMTNet에서 사용하고 있는 탐색법으로 공전주기가 지구와 비슷한 1년 정도의 지구형 행성을 찾는 데 특화돼 있다. 중력렌즈 효과는 ‘질량은 시공간을 휘게 만들어 빛도 직진하는 것이 아니라 공간을 따라 자연스럽게 휘어서 움직인다’는 알베르트 아인슈타인의 ‘일반 상대성이론’에 근거한 것이다. 관측자가 보는 시점에서 두 항성이 일직선상에 있을 때 앞쪽 별의 중력장 때문에 뒤쪽 별의 빛은 휘어져서 도달하게 된다. 앞쪽이나 뒤쪽 항성 궤도에 외계 행성이 있다면 빛은 더욱 휘어져 들어오기 때문에 빛의 도달시간을 계산해 항성의 이론적 질량과 비교하면 행성의 존재와 크기를 알 수 있게 되는 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이제 우주도 울트라 HD급의 초고화질로 구경할 수 있는 시대가 온 것 같다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경이 촬영한 데이터를 바탕으로 한 역대 최고화질의 목성 모습을 공개했다. 4K 비디오로 제작된 이 영상은 목성의 자전 모습을 담고있으며 특유의 대적점 모습이 한 눈에 들어온다. NASA 측은 "과거에는 볼 수 없었던 목성의 초고화질 4k 울트라 HD 영상" 이라면서 "목성의 특징인 바람, 구름, 폭풍, 대기의 모습이 생생히 드러나있다"고 밝혔다. 특히 NASA 측은 이번 영상 공개와 함께 이를 통해 얻어진 연구성과도 발표했다. 바로 남위 20° 부근에 위치한 붉은색을 띤 타원형의 점 ‘대적점’(大赤點·Great Red Spot)이 갈수록 쪼그라들고 있다는 연구결과다. 지난 1665년 처음 관측된 대적점은 목성의 대기현상으로 발생한 일종의 폭풍이다. 태양계에서 가장 강력한 폭풍으로 평가받는 대적점은 인간이 처음 목격한 지 300년이 지난 현재도 시속 540km의 속도로 불고있다. 더욱 놀라운 사실은 대적점의 크기다. 100년 전에는 약 4만 km의 크기로 지구보다 3배는 더 컸던 대적점은 이후 급격히 줄기 시작해 현재는 1만 6000km 수준으로 쪼그라들었다. 이번 NASA 연구에 따르면 관측이래 계속 줄어들던 목성의 대적점은 지난해와 비교하면 약 240km 정도 줄어들면서 점점 원형과 가까워지는 것으로 확인됐다. 　 연구를 이끈 NASA 고나드 우주비행센터 행성과학자 에이미 사이먼은 “우리는 매시각 목성의 대기를 분석하며 그 변화를 관측하고 있다” 면서 “대적점은 관측 이래 계속 줄어들고 있으며 최근에는 붉은색 보다는 원형의 오렌지색을 띠고있다” 고 설명했다. 이어 “대적점의 기후는 지구와 비슷한 물리적 환경 속에서 작용하고 있는 것 같다“ 고 덧붙였다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

이제 우주도 울트라 HD급의 초고화질로 구경할 수 있는 시대가 온 것 같다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경이 촬영한 데이터를 바탕으로 한 역대 최고화질의 목성 모습을 공개했다. 4K 비디오로 제작된 이 영상은 목성의 자전 모습을 담고있으며 특유의 대적점 모습이 한 눈에 들어온다. NASA 측은 "과거에는 볼 수 없었던 목성의 초고화질 4k 울트라 HD 영상" 이라면서 "목성의 특징인 바람, 구름, 폭풍, 대기의 모습이 생생히 드러나있다"고 밝혔다. 특히 NASA 측은 이번 영상 공개와 함께 이를 통해 얻어진 연구성과도 발표했다. 바로 남위 20° 부근에 위치한 붉은색을 띤 타원형의 점 ‘대적점’(大赤點·Great Red Spot)이 갈수록 쪼그라들고 있다는 연구결과다. 지난 1665년 처음 관측된 대적점은 목성의 대기현상으로 발생한 일종의 폭풍이다. 태양계에서 가장 강력한 폭풍으로 평가받는 대적점은 인간이 처음 목격한 지 300년이 지난 현재도 시속 540km의 속도로 불고있다. 더욱 놀라운 사실은 대적점의 크기다. 100년 전에는 약 4만 km의 크기로 지구보다 3배는 더 컸던 대적점은 이후 급격히 줄기 시작해 현재는 1만 6000km 수준으로 쪼그라들었다. 이번 NASA 연구에 따르면 관측이래 계속 줄어들던 목성의 대적점은 지난해와 비교하면 약 240km 정도 줄어들면서 점점 원형과 가까워지는 것으로 확인됐다. 　 연구를 이끈 NASA 고나드 우주비행센터 행성과학자 에이미 사이먼은 “우리는 매시각 목성의 대기를 분석하며 그 변화를 관측하고 있다” 면서 “대적점은 관측 이래 계속 줄어들고 있으며 최근에는 붉은색 보다는 원형의 오렌지색을 띠고있다” 고 설명했다. 이어 “대적점의 기후는 지구와 비슷한 물리적 환경 속에서 작용하고 있는 것 같다“ 고 덧붙였다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)이 허블 우주망원경으로 촬영한 ‘막대나선은하’에 속하는 아름다운 은하 ‘NGC 4639’의 사진을 12일 공개했다. 지구에서 7000만 광년 이상 떨어진 처녀자리 내부에 있는 이 은하는 처녀자리 은하단을 구성하는 1500여 개의 은하 중 하나다. 공개된 사진에서는 막대나선은하의 특징으로 밝게 빛나는 원형 은하핵을 가로 지르는 막대 구조를 명확하게 볼 수 있다. 이 구조는 나선은하의 약 3분의 2에서 관찰됐으며, 은하의 진화 과정에서 일반적으로 발생하는 단계로 여겨진다. 또한 이 은하의 나선 팔에는 활발하게 활동하는 별 형성 영역이 산재해 있다. 작은 보석처럼 빛나는 이 영역은 폭이 수백 광년에 걸쳐 있는데 수백 수천 개의 새롭게 탄생한 별들이 존재하고 있다. ‘NGC 4639’의 핵에는 주위의 가스를 삼켜 어둡게 만드는 거대한 블랙홀이 숨겨져 있다. 블랙홀은 대부분 은하의 중심부에 존재하는 것으로 추정된다. 블랙홀의 존재는 ‘활동은하핵’(AGN)을 통해 짐작할 수 있다. 이는 블랙홀이 주위 가스 물질을 중력 작용으로 끌어당긴 뒤 이따금 거대한 에너지를 방출하는 데 이때 밝게 빛나는 것을 말한다. 사진=NASA / ESA / Hubble 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

태양계 '큰형님' 목성의 남위 20° 부근에는 붉은색을 띤 타원형의 점이 존재한다. 사진 상으로 작게 보이지만 사실 우리가 사는 지구보다 더 큰 이 점의 이름은 ‘대적점’(大赤點·Great Red Spot). 최근 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경의 관측결과를 바탕으로 목성의 대적점이 점점 쪼그라들고 있다는 연구결과를 발표했다. 지난 1665년 처음 관측된 대적점은 목성의 대기현상으로 발생한 일종의 폭풍이다. 태양계에서 가장 강력한 폭풍으로 평가받는 대적점은 인간이 처음 목격한 지 300년이 지난 현재도 시속 540km의 속도로 불고있다. 더욱 놀라운 사실은 대적점의 크기다. 100년 전에는 약 4만 km의 크기로 지구보다 3배는 더 컸던 대적점은 이후 급격히 줄기 시작해 현재는 1만 6000km 수준으로 쪼그라들었다. 이번 NASA 연구에 따르면 관측이래 계속 줄어들던 목성의 대적점은 지난해와 비교하면 약 240km 정도 줄어들면서 점점 원형과 가까워지는 것으로 확인됐다. 　 연구를 이끈 NASA 고나드 우주비행센터 행성과학자 에이미 사이먼은 "우리는 매시각 목성의 바람, 구름, 폭풍 등 대기를 분석하며 변화를 관측하고 있다" 면서 "대적점은 관측 이래 계속 줄어들고 있으며 최근에는 붉은색 보다는 원형의 오렌지색을 띠고있다" 고 설명했다. 이어 “대적점의 기후는 지구와 비슷한 물리적 환경 속에서 작용하고 있는 것 같다" 고 덧붙였다. 　 그렇다면 대적점이 최소 300년 이상 지속되는 이유는 무엇일까? 사실 아직까지 학계에서는 이에대한 뚜렷한 답은 내놓지 못하고 있다. 여러 가설 중 하나는 가스 행성인 목성의 특성상 고체의 표면이 없기 때문에 지구처럼 태풍이 육지에 상륙한 뒤 에너지를 잃고 약해지는 현상이 일어나지 않는다는 것이다. 사진= NASA/ESA/Goddard/UCBerkeley/JPL-Caltech/STScI 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

남쪽 하늘 방향으로 약 1200만 광년 떨어진 '바다뱀자리'(constellation Hydra)에는 매우 거대하고 아름답게 빛나는 은하가 있다. 바로 나선형 ‘몸매’를 자랑하는 은하 M83이다. 대중적으로는 ‘남쪽 바람개비'(Southern Pinwheel)로 알려진 이 은하는 나선팔을 휘감은 검은 먼지와 파란색 성단(星團)으로 더욱 환상적인 자태를 뽐낸다. 사진 속 붉게 빛나는 점들은 별들이 생성되는 지역으로 이 모습 때문에 M83은 '1000개의 루비 은하'(Thousand-Ruby Galaxy)라는 별칭도 갖고 있다. 우리 눈에는 단 한장의 사진으로 보이지만 M83은 무려 4만 광년의 길이를 가지고 있으며 그 중심에는 일반적인 은하처럼 블랙홀을 가지고 있다. 지난해 미국과 호주의 천문학 공동연구팀에 따르면 M83 속에는 블랙홀 MQ1이 위치해 있으며 넓이가 약 100km에 불과한 매우 작은 크기라는 연구결과를 발표한 바 있다. 그러나 작다고 해도 블랙홀은 블랙홀이다. 연구팀에 따르면 MQ1은 우리 태양 질량의 10배에 달하며 두개의 강력한 제트(일종의 우주 에너지 분출)가 양쪽 방향으로 무려 20광년 거리의 에너지를 뿜어낸다. 연구에 참여한 호주 커틴대학교 로베르토 소리아 박사는 “블랙홀 MQ1은 별이 붕괴되면서 형성된 것”이라면서 “과거 연구에서는 매우 큰 블랙홀로 추측됐지만 이번 연구결과 매우 작은 것으로 확인됐다”고 설명했다. 공개된 이 이미지는 허블우주망원경, 스바루 망원경, 유럽남방천문대의 광대역 화상카메라의 합작품이다.　 사진=Subaru Telescope (NAOJ), Hubble Space Telescope, European Southern Observatory 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

아마 우주에서 이 은하 만큼 '사진발' 잘 받는 은하도 없을 것 같다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 멀고 먼 심우주 속에 원반 형태로 떠있는 일명 '솜브레로 은하'(Sombrero Galaxy)의 모습을 ‘오늘의 천체사진’(APOD)으로 소개했다. 처녀자리 방향으로 지구에서 약 2800만 광년 떨어진 곳에 위치한 이 은하(M104)는 특유의 둥그런 모습이 멕시코 전통모자인 솜브레로를 닮아 이같은 이름이 붙었다. 약 6도 정도 기울어진 이 모자챙의 너비는 상상하기도 힘들만큼 먼 거리인 약 5만 광년. 이 은하의 가장 큰 특징은 주위를 둘러싼 우주 먼지 고리다. 웅장한 이 먼지 고리 속에 수많은 젊은 별들이 있을 것으로 예상되지만 아직 그 속을 들여다보지는 못하고 있다. 또한 중심부에는 수십억 개의 늙은 별들이 뭉쳐 구상성단을 이루고 있으며 그 가운데 초질량 블랙홀이 자리잡고 있을 것으로 추정된다. 　 이 사진은 허블우주망원경과 스피처우주망원경의 합작품으로 작은 아마추어 망원경으로도 솜브레로 은하는 관측 가능하다. 　 사진=R. Kennicutt (Steward Obs.) et al., SSC, JPL, Caltech, NASA　 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

　인도가 천문 위성 발사에 성공한 세계 5번째 나라가 됐다. 　인도우주개발기구(ISRO)는 28일 인도 남동부 안드라프라데시 주(州) 스리하리코타 우주센터에서 자체 제작한 첫 천문 관측위성 ‘애스트로사트’(Astrosat)를 발사하는데 성공했다고 밝혔다. 이로써 인도는 미국과 일본, 러시아와 유럽연합(EU)에 이어 세계 5번째로 자체 제작한 천문 위성을 보유한 국가로서 우주 강국의 면모를 다시 한 번 세계에 드러냈다. 　이날 위성 발사는 인도의 화성궤도 우주선 망갈리안(힌디어로 ‘화성 탐사선’)이 발사 10개월만인 지난해 9월말 화성 궤도에 진입한 지 1년만에 이뤄졌다. 　18억 루피(약 325억원)를 투자해 만든 애스트로사트는 자외선 망원경 등 5가지 우주 관측 장비를 탑재해 앞으로 5년간 지구 상공 650㎞ 궤도를 돌며 블랙홀과 항성, 은하계 등을 관측할 예정이다. 인도 현지 언론은 1.5t으로 소형인 애스트로사트를 미국 항공우주국(NASA)와 유럽항공우주국(ESA)이 개발한 12.2t의 허블우주망원경과 비교해 ‘미니 허블’이라고 부르고 있다. 　인도는 지금까지 40여개 외국 위성을 쏘아 올렸으며, 지난해 말 최대 4t 규모의 위성을 탑재할 수 있는 지구정지궤도 위성발사체 ‘GSLV-마크3’ 발사에 성공하는 등 상업 위성발사 시장에서도 입지를 키우고 있다. 　오세진 기자 5sjin@seoul.co.kr