우주에는 수많은 은하가 있다. 이들은 서로 영향을 주며 간혹 충돌을 일으키기도 한다. 이때 더 큰 은하가 작은 은하를 ‘파괴’하며 막대한 양의 질량을 흡수하면서 새로운 별들을 ‘창조’한다. 이는 우리 은하 주변에 남은 별들을 통해서도 예상된다. 미국항공우주국(NASA)은 11일(현지시간) 거대한 두 은하의 화려한 충돌을 나타낸 이미지를 공개했다. NASA는 연말을 맞아 두 은하를 화려한 축제 조명에 비유했다. 사진 속 두 은하는 한겨울 무렵 남동쪽 하늘에서 볼 수 있는 큰개자리 방향에서 관측할 수 있는데 지구로부터 약 1억 3000만 광년 거리에 있다. ‘NGC 2207과 IC 2163’라는 이름의 두 은하는 이미지에서 오른쪽에 자리 잡고 있는 NGC 2207이 왼쪽에 있는 IC 2163의 질량을 흡수하고 있다. NASA에 따르면 두 은하에서는 지난 15년간 세 차례의 초신성 폭발이 관측됐고 ‘엄청나게 밝은 X선 빛을 내뿜는 천체’들이 탄생하고 있다. ‘초광도 X선원’(ULX)으로 알려진 이런 특별한 천체는 과학자들이 NASA의 찬드라 X선망원경의 데이터를 사용해 발견했다. 두 은하에는 중성자별이나 항성이 소멸해 탄생하는 항성 블랙홀과 짝을 이루는 쌍성들이 무수히 존재한다. 이들은 X선 관측으로 볼 수 있다. 중성자별이나 블랙홀의 강력한 중력은 이들의 동반성으로부터 막대한 양의 에너지를 흡수한다. 이런 중성자별이나 블랙홀로 흡수되는 질량으로부터 수백만 도 이상의 극고온이 발생하고 이때 X선을 내뿜게 되는 것이다. 그런데 ULX는 이런 일반적인 쌍성들이 내뿜는 X선보다 훨씬 더 밝다고 한다. ULX의 실제는 아직 논쟁거리가 되지만, 이들은 X선을 내뿜는 쌍성의 특별한 유형으로 추정된다. 일부 ULX에 있는 블랙홀들은 태양 질량의 70배 이하로 알려진 항성 블랙홀들보다 훨씬 더 무거울 수 있으며 아직 가설이지만 중간질량 블랙홀로 분류된다. 공개된 이미지에서 분홍색은 찬드라의 데이터를, 나머지 적색, 녹색, 청색으로 조합 가능한 색상은 기존 허블우주망원경의 광학 데이터를 합성한 것이며 여기에 스피처 우주망원경의 적외선 데이터를 적색으로 첨가했다. 찬드라 데이터를 더한 이 새로운 이미지는 두 은하의 충돌 과정에서 존재하는 ULX를 연구하기 위한 것으로 기존 이미지보다 5배 이상 선명하게 관측하고 분석할 수 있다. 과학자들은 지금까지 두 은하에서 무려 28개에 달하는 ULX를 찾아냈다. 이 중 12개는 수년의 기간에 걸쳐 변화했는데 초기 관측 과정에서 잠잠했던 7개는 기존에는 볼 수 없었던 것이라고 한다. 학자들은 두 은하의 서로 다른 영역에 있는 X선원의 개수와 그 영역에서 형성되는 별의 비율 사이에 강한 상관관계가 있다고 지적한다. 공개된 합성 이미지에서 이런 상관관계는 많은 별이 형성되는 것으로 알려진 은하 ‘나선팔’에 집중된 X선원을 통해 알 수 있다. 또 이 상관관계는 이중성계에 있는 동반성이 젊고 크다는 것을 시사한다. 이런 은하 충돌은 강력한 별 형성 과정이 있음을 잘 보여준다. 은하 충돌 시 초음속 항공기의 소닉붐과 같은 충격파가 형성되고 가스운의 붕괴가 나타나며 성단이 형성된다. 사실, 관련 학자들은 ULX와 관련한 별들은 매우 젊어 생성 시기가 약 1000만 년인 것으로 추정하고 있다. 반면 우리 태양은 생성 시기가 약 100억 년인 것으로 알려졌다. 더욱이 두 은하의 충돌로 다양한 질량의 별이 형성되고 있으며 우리 태양과 비슷한 질량을 가진 별은 매년 평균 24개씩 생성되고 있는 것으로 분석됐다. 이에 비해 우리 은하와 같은 은하에는 매년 1~3개의 태양이 태어나고 있는 것으로 추정되고 있다. 이번 연구성과는 국제학술지인 ‘천체물리학회지’(The Astrophysical Journal) 최근호에 실렸다. 사진=은하 충돌 NGC 2207(오른쪽)과 IC 2163(X-ray: NASA/CXC/SAO/S.Mineo et al, Optical: NASA/STScI, Infr) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

마치 우주에서 눈이 내린다면 이같은 모습일까? 최근 미 항공우주국(NASA)등 허블우주망원경을 사용하는 국제천문학 연구팀이 멀고 먼 우주 속에서 포착한 빛나는 성단(星團·별들이 무리지어 있는 것)의 모습을 공개해 관심을 끌고있다. 허블우주망원경에 장착된 첨단관측카메라(ACS)로 촬영된 이 사진 속 주인공은 헤라클레스 자리에 위치한 구상성단(球狀星團) M92다. 지구로부터 무려 2만 5000광년 떨어진 곳에 위치한 M92는 은하계에서 가장 밝은 구상성단 중 하나로 우주의 나이만큼이나 늙은 별들이 모여있는 것이 특징. M92가 구상성단에 속하는 것은 사진에도 드러나듯 무수히 많은 별들이 동그랗게 모여있기 때문이다. NASA 측은 "무려 100억년 이상된 33만개의 별들이 M92에 옹기종기 밀집해 있다" 면서 "날씨가 좋은 날에는 망원경 없이 맨 눈으로도 관측이 가능하다"고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

태양계 안에서 외계 생명체가 살고 있을 확률이 가장 높은 곳으로 천문학자들은 목성과 그 위성들을 꼽고 있다. 머나먼 심우주 속의 바다 속에 살고 있을 외계 생명체를 탐색할 주스(Juice; Jupiter icy moons explorer) 미션이 야심찬 출발을 선언했다. 유럽우주기구(ESA)가 2022년에 목성 탐사선을 띄우는 작업에 본격 착수한 것이다. 중량 5톤의 탐사선은 2030년 목성에 도착해 목성 자기권을 비롯해 빈약한 목성 고리들을 탐사할 예정이라고 지난 30일 에사가 발표했다. ▲ ESA, 2022년 발사 작업 본격 착수 주스 호는 목성 궤도를 돌면서 목성의 다양한 위성들, 곧 화산활동이 활발한 이오, 얼음 위성 유로파, 암석-얼음 위성 가니메데와 칼리스토를 관측할 예정이다. 이 네 위성은 갈릴레이 갈릴레오가 스스로 만든 망원경으로 발견하여 '갈릴레이 위성'이라 불리는데, 미니판 태양계라 할 만한 목성 체계를 보여주고 있다. 이 목성 체계의 발견은 천문학사적으로 중요한 의미를 지니는데, 이 발견으로 갈릴레오는 지동설의 결정적인 증거를 잡아 그때까지 기승을 부리던 천동설을 잠재울 수 있었던 것이다. 주스 호 탐사의 초점은 가니메데에 맞추어져 있다. 갈릴레이 위성 중 가장 큰 가니메데는 반지름이 2,631km로 수성보다 크다. 주스 호는 태양계 위성 중 달을 제외하고는 최초로 가니메데의 위성 궤도를 돌게 되는 기록을 세울 것으로 보인다. 올해 초, 과학자들은 가니메데가 클럽 샌드위치처럼 층층으로 된 얼음과 바다를 가지고 있을 것으로 예상했다. 그 전에는 아래 위 두 개의 얼음 층 사이에 수심 깊은 바다가 있을 것으로 생각되었지만, 지금은 여러 층의 바다가 있을 것으로 추정하고 있다. 과학자들은 생명이 가장 발생하기 쉬운 곳으로 물과 암석이 상호작용하는 장소를 꼽고 있다. 일례로, 지구의 바다 밑바닥에 거품이 올라오는 구멍이 생명체의 출발지가 될 가능성이 가장 높다는 말이다. 최근까지만 해도 가니메데의 바다 밑바닥 암석층은 물이 아닌 얼음으로 뒤덮여 있다고 여겨, 이것이 생명의 출현에 문제가 되는 것으로 인식되어 왔다. 주스 호는 태양계에서의 크기가 가니메데·티탄에 이어 세번째 위성인 칼리스토를 방문할 것이며. 유로파를 두 번 스쳐 지나면서 유로파의 얼음층 두께를 측량하고 미래의 탐사를 위한 후보지를 조사할 예정이다. 예전 갈릴레오 미션에서 유로파의 소금 바다가 해저에 암석층과 접촉하고 있다는 뚜렷한 증거를 발견한 바 있다. ▲ 위성 '유로파' 바다에 수증기 기둥... 외계 생명 기대감 바다와 얼음층 사이에 물질이 순환하는 데는 단순한 생명체의 형태를 유지시킬 수 있는 화학적 에너지가 공급될 수 있다고 과학자들은 여기고 있다. 그들은 목성 위성 유로파의 해저에 더운 물이 솟구치는 열수공이 있다면, 그곳에서 외계 생명체가 발견될 확률이 가장 높을 것으로 예상한다. 이 같은 예측은 2013년 12월, 허블 우주 망원경이 유로파 바다에서 솟구치는 수증기 기둥을 관측한 데 따른 것이다. 당시 유로파의 남반구 지역에서 거대한 물기둥 2개가 각각 200㎞ 높이로 치솟는 현상이 발생했는데, 이런 물기둥 분출 현상은 특정한 장소에서 일어났으며, 일단 발생하면 7시간 이상 지속되는 것으로 관측됐다. 이 현상은 유로파가 목성에서 멀리 떨어져 있을 때 생겼으며, 목성에 가까이 다가갔을 때는 발생하지 않았다. 이런 점으로 미뤄볼 때 이 현상은 유로파와 목성 사이의 거리에 따라 유로파의 표면에 덮인 얼음이 갈라지면서 일어나는 현상으로 추정되었다. 이는 지구와 달이 서로에게 힘을 미쳐 ‘밀물-썰물’이라는 현상이 생기듯이, 목성과 힘을 주고받는 유로파 표면의 특정 지역에서 얼음에 틈이 생겨 그 바로 밑 ‘바다’에 있는 물이 뿜어져나온다는 해석이다. "목성은 태양계뿐 아니라, 다른 외부 항성계에서 발견되는 거대 행성의 전형입니다"라고 에사의 로봇 탐사팀장인 알바로 히메네스 카녜테 교수가 '주스 미션' 기자회견에서 말하면서, "주스 호는 거대 가스 행성과 그 위성들이 어떻게 형성되었는지, 그리고 생명체를 과연 품고 있는지에 대해 더욱 확실한 정보를 우리에게 알려줄 것입니다" 하고 주스 미션에 대해 큰 기대를 표현했다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

별들의 모임인 은하. 이 중 일부 은하는 별의 탄생이 더딘데, 그 원인 중 하나가 ‘은하 사이의 바람’ 때문이라는 것을 캐나다와 미국의 천문학자들이 밝혀냈다. 캐나다 토론토대 던랩연구소와 미국 애리조나주립대 공동 연구팀은 나사(미국항공우주국)의 스피처와 허블 우주망원경을 사용해 우주에 홀로 떠다니는 필드 은하가 은하단과 접촉할 때 발생하는 ‘은하간 바람’(인터갤럭틱 윈드)이 별이 탄생하는데 필요한 주요 가스를 날려버린다는 증거를 발견했다. 이런 과정은 NGC 4522, CGCG 97-073, ESO 137-001, NGC 1427a라는 네 은하에서 관측됐다. 이들 은하가 각각 거대 중력을 가진 은하단 속으로 끌려 들어갈 때 발생하는 ‘램압력’(어떤 물체를 향해 어떤 액체나 기체가 빠른 속도로 다가가면 생기는 압력)으로, 은하단 내에서 물질을 빼앗기는 ‘램압 벗기기’(RPS, Ram-Pressure Stripping) 과정에서 분자 형태의 수소가스를 잃는다는 것이다. 즉 은하간 바람이 불어 특정 은하 내의 별 형성 재료가 벗겨진다는 것. 연구를 이끈 연구소의 수레쉬 시바난담 박사는 “불을 켠 양초를 방에 옮길 때 흘러나오는 연기처럼 수소가스가 은하로부터 날아가는 것을 발견했다”고 설명했다. 연구에 참여한 조지 리케 애리조나대 교수는 “지난 40여 년간 우리는 우리 은하처럼 은하단 속 일부 은하가 다른 은하와 달리 젊은 별이 적은 것을 이해하기 위해 노력해왔지만, 이제 별 탄생을 막는 담금질을 보게 됐다”고 말했다. 연구팀은 이번 연구를 위해 스피처와 허블의 광학 및 적외선, 수소배출 정보뿐만 아니라 여러 지상 망원경의 데이터까지 분석했다. 이번 연구결과는 미국 천체물리학회지(Astrophysical Journal) 10일 자에 게재됐다. 사진=별 형성 가스를 빼앗기고 있는 은하 NGC 4522 이미지 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

천왕성이 긴 잠에서 깨어난 것일까. 평소라면 온화해야 한다는 전문가들의 예상과 달리 이 청록색 거대 행성에는 현재 강력한 폭풍우가 빈발하고 있다. 하지만 그 이유는 아직 해명되지 않고 있다. 미국 UC버클리(캘리포니아대학 버클리캠퍼스) 연구팀이 나사(NASA, 미국항공우주국)와 에사(ESA, 유럽우주기구)의 허블 우주망원경과 하와이에 있는 W·M·켁 천문대의 세계 최대 반사망원경(10m)을 사용해 천왕성을 관측했다. 그 결과, 일반적으로 대기권에서 볼 수 없을 정도로 밝은 구름 활동이 확인됐다. 태양계 7번째 행성인 천왕성은 지구에서 약 30억 km 떨어진 곳에 있다. 지난 8월 초 이틀에 걸쳐 두 망원경이 관측하는 동안 그 행성 북반구에는 8개의 폭풍이 관측됐다. 그중 하나는 관측 사상 가장 밝은 것으로 확인됐다. 우리가 볼 수 있는 행성 총 반사광의 30%에 해당하는 밝기였다고 한다. 지난 10월 24일, 허블 우주망원경이 포착한 데이터에도 여러 거대 폭풍이 다양한 고도에서 확인됐다. 이런 폭풍은 약 9000km 이상 광범위에 걸쳐 퍼져 있었는데 이는 지구 지름의 약 4분의 3에 해당했다. 이 거대 폭풍우는 천왕성 대기 중 메탄을 포함하는 상층부에서 발생한 것으로 천문학자들은 보고 있다. 이 고도에서의 대기압은 지구의 약 절반이다. 그런데 최근 천왕성에서 빈발하는 폭풍이 전혀 예상하지 못했던 것이라고 천문학자들은 말한다. 전문가들 사이에서는 천왕성 대기 활동의 절정기(피크)가 이 행성이 춘분을 맞아 적도 방향으로 태양을 맞이했던 2007년으로 예상하고 있었다. 천왕성이 태양의 주위를 도는 공전주기는 약 84년이므로 약 42년마다 춘분이나 추분을 맞이하게 되는 셈이다. 천문학자들은 10년 이상 천왕성의 기상 관측을 계속하면서 북극 근처에서 나선형으로 발생하는 폭풍우를 주시해왔다. 이런 폭풍을 발생시키는 열원은 행성 내부에는 존재하지 않으므로 이런 구름의 움직임은 모두 태양광에만 원인을 두는 것으로 생각되고 있었다. 따라서 북반구가 태양광이 닿지 않는 쪽으로 들어간 지난 몇 년간은 기온이 오르지 않고 폭풍의 발생도 줄어들 것으로 생각되고 있었다. 그런데 실제로는 그렇지 않았던 것이다. 아마추어 천문가들도 이런 폭풍의 빈발을 기록하려고 활동을 시작, 정원에 설치해둔 망원경을 천왕성 쪽으로 향하고 있다. 전문가들보다 훨씬 작은 관측기기를 사용하는 아마추어들은 천왕성에서 밝은 점처럼 보이는 새로운 폭풍 하나를 확인했다. 이 폭풍은 지금까지 관찰된 것보다 대기의 깊은 곳에 발생하는 것으로 생각된다. “천왕성의 대기 내부는 확실히 활발한 활동이 벌어지고 있는데, 우리는 그 이유를 모르고 있다”고 연구를 이끄는 임케 드 파터 UC버클리 교수는 미국 천문학회 행성과학부문 회의에서 말했다. 이어 “이론 연구자들이 이 수수께끼를 맡아 정확하게 무슨 일이 일어나고 있는지 밝혀줄 것으로 기대한다”고 덧붙였다. 아마추어 천문가들도 이달 중 맑은 날 밤이면 천왕성을 관측할 수 있다고 한다. 이 행성은 지구보다 약 4배 더 크지만 꽤 멀리(지구로부터 약 30억 km) 떨어져 있고 최대 5.7등급으로, 불필요한 빛이 없는 대기가 맑은 지점에서 맨눈으로 겨우 볼 수 있을 정도라고 한다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

황소자리 별들이 제트를 분출하거나 거품을 일으키고 빛을 폭발시키는 내부 광경을 허블 우주망원경이 포착했다고 유럽남방천문대(ESO)가 6일(현지시간) 발표했다. 허블 망원경을 운영하는 나사(NASA, 미국항공우주국)와 에사(ESA, 유럽우주기구)의 관련 천문학자들은 지구로부터 황소자리 방향으로 약 450광년 거리에 있는 다중성계 황소자리 XZ(XZ Tauri)와 그 이웃 황소자리 HL(HL Tauri), 그리고 그 근처에 있는 몇몇 젊은 항성체의 인상적 모습을 관측했다. 공개된 이미지 가운데 바로 왼쪽에는 녹이 슨 듯한 빛깔의 구름 속에 황소자리 XZ가 있다. 이 천체는 강력한 폭풍과 제트를 방출해 뜨거운 가스 거품을 주변의 우주 공간으로 불어내고 있는데 주변 공간을 밝히면서 환상적인 장면을 연출한다. 이 천체는 거대한 암흑운 LDN 1551의 북동쪽 부분에 있다. 두 별이 쌍성을 이루는 이중성계로 알려졌던 이 천체는 사실 다수의 별로 구성돼 있는데 세 별 중 두 별이 이중성계를 이루고 있다고 한다. 사실 황소자리 XZ는 1995년부터 2000년 사이에 이미 관측됐으며 당시 다중성계 바깥쪽으로 팽창하는 뜨거운 가스 거품이 촬영됐다. 이 거품은 이 천체의 왼쪽 위 바로 가까이에 작은 오렌지빛 구체로 보인다. 이 가스는 매우 빠른 속도로 이 다중성계로부터 벗어나고 있으며 수백억 km까지 퍼진 흔적을 남겨놓고 있다. 이 거품이 이보다 천천히 움직이는 물질들과 충돌할 때 빛의 파동을 촉발하면서 충격파의 잔물결을 일으키게 된다. 황소자리 XZ의 상단 우측으로는 또 하나의 웅장한 모습이 펼쳐진다. 진홍색 다발들이 오른쪽의 푸른색으로 물든 덩어리들을 찢어내는 듯 보인다. 이 밝은 푸른색 천체는 허빅-아로 천체 HH 150과 연관된 황소자리 HL(HL Tauri)로 알려진 별을 품고 있다. 허빅-아로 천체들은 갓 태어나거나 이제 막 형성된 별들에 의해 뜨거운 가스를 우주공간으로 쏟아내며 LDN 1551의 경우는 특별히 이런 극적인 천체를 많이 가지고 있다. 이미지 아래 오른쪽으로는 HH 30이라고 알려진 또 다른 허빅-아로 천체가 보이는데 이는 황소자리 V1213(V1213 Tauri)이라는 변광성과 관련 있다. 이 별은 검은 선에 의해 반이 갈라져 있는 평평하고 밝은 먼지 원반 안에 숨겨져 있다. 이 먼지는 황소자리 V1213으로부터 쏟아져나오는 빛을 차단하고 있지만 별은 반사광과 우주공간으로 쏟아져나오는 뚜렷하고 복잡한 제트를 통해 볼 수 있다. 허블은 1995년과 2000년 사이 광시야행성카메라2(WFPC2)를 이용해 황소자리 XZ와 함께 HH 30을 관측한 바 있다. 당시 관측은 5년에 걸친 원반의 밝기와 제트의 강도에 관한 변화를 연구하기 위한 것이었다. 황소자리 V1213의 강력한 자기장은 원반으로부터 가스를 불러모아 제트를 형성하고 있으며 이를 별의 자기극점을 따라 가속하면서 폭이 좁은 2개의 제트 빔을 만들어낸다. 또한 유럽남방천문대(ESO)는 알마(ALMA) 전파망원경으로 황소자리 HL 주변에서 행성을 형성 중인 원반을 관측 사상 가장 세밀한 데이터를 획득했다. 이 새로운 관측으로 원시행성의 원반이 어떻게 발달하고 행성을 형성하는지를 알아가는 데 있어 하나의 거대한 발걸음이 될 것이라고 천문학자들은 말했다. 사진=ESA/Hubble and NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

천문학 사상 가장 선명한 은하 충돌 장면이 포착됐다. 영국 더럼대학 미셸 푸마갈리 박사가 이끄는 국제 연구팀이 칠레에 있는 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)에 설치된 다중분광탐사기(MUSE)으로 거대 은하의 충돌 순간을 촬영했다. 이는 지난 3월 미국항공우주국(NASA)과 유럽우주기구(ESA)가 공동으로 운영하는 허블 우주망원경이 관측했던 이미지에 새로운 정보를 더한 것. 지구로부터 2억광년쯤 떨어진 곳에 있는 거대한 직각자자리 은하단 ‘Abell 3627’에 나선은하 ‘ESO 137-001’가 충돌하면서 뿜어내는 먼지와 가스 등의 잔해가 고스란히 찍혔다. 이 은하 충돌로 나선은하 ‘ESO 137-001’에서는 가스가 줄기 모양으로 분출하고 있는데 밝은 푸른색 줄무늬는 지구 방향으로 움직이고 있는 가스이며 붉은색 줄기는 지구에서 먼방향으로 움직이는 가스이다. 여기에 왼쪽에 있는 하얀 나선형 가스는 허블이 관측했던 이미지를 중첩시킨 것이다. 이번 관측 성과에 대해 푸마갈리 박사는 “현대 천문학의 주과업 중 하나”라고 설명했다. 이를 통해 은하단에서 별 형성이 중단되는 수수께끼를 풀 수 있다는 것이다. 한편 이번 성과는 ‘영국 왕립천문학회 월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, MNRAS) 온라인판 9일 자로 게재됐다. 사진=ESO/M. Fumagalli 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구에서 약 20억 광년 떨어진 곳에는 상상하기 힘들만큼 큰 은하단이 존재한다. 무려 300개 이상의 은하들을 거느리고 있는 이 은하단의 이름은 '아벨 1413' (Abell 1413). 은하단은 우리은하와 같은 은하가 수백개나 모여있는 집단을 말한다. 사자자리(constellations of Leo)와 머리털자리(Coma Berenices)를 교차하는 지점에 위치한 아벨 1413은 그 무한한 크기 때문에 이를 관측하는 인간에게는 그야말로 우주에 대한 경외감 마저 느끼게 한다. 최근 유럽우주기구(ESA)가 허블우주망원경으로 포착한 선명한 아벨 1413의 이미지를 공개해 관심을 끌고있다. 이미지 속 중앙에 위치한 것이 타원형 은하인 'MCG+04-28-097'이다. 놀라운 점은 은하 중심에서 바깥으로 퍼지는 MCG+04-28-097의 후광이 무려 650만 광년 거리나 펼쳐져 있다는 사실. ESA 측은 "아벨 1413이 속하는 아벨 카탈로그(Abell catalog)에는 무려 4000개 이상의 은하단이 포함돼 있다" 면서 "은하단의 강력한 중력으로 생긴 중력렌즈 효과 때문에 이미지가 휘어져 보인다"고 설명했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

영화 '인터스텔라' 속 환상적인 우주는 스크린 안에서만 펼쳐지는 것은 아니다. 최근 미국 애리조나 대학 등 국제천문학 공동연구팀이 허블 우주망원경으로 포착한 인터스텔라 속 '디스크'를 포착해 관심을 끌고있다. 지구로부터 169광년 떨어진 심우주 속에 위치한 이 디스크는 HD 181327라 불리는 지역에 형성돼 있으며 마치 '우주의 눈'을 연상케 할 만큼 환상적이다. 이 디스크를 구성하고 있는 물질은 먼지와 우주 파편 등으로 1000만 년의 어린 별 부터 10억 년 별들의 중력에 이끌려 주위를 장식하고 있다. 이같이 거대한 디스크가 생긴 이유는 수많은 별들 속에서 행성이 만들어진 이후 남은 천체끼리 충돌했기 때문으로 추측된다. 이 때문에 이같은 관측은 태양계가 어떻게 형성됐는지 알 수 있는 중요한 단초가 된다. 일반적으로 태양(별)은 오랜시간 우주의 수많은 가스와 먼지가 뭉친 후 핵융합을 거쳐 탄생한다. 그리고 여기서 남은 가스와 같은 ‘재료’로 형성되는 것이 바로 행성이며 달과 같은 위성 역시 이 과정에서 천체끼리의 충돌 등으로 생성된 것으로 전문가들은 보고있다. 연구에 참여한 애리조나 대학 그랜 슈나이더 박사는 "우주에서 벌어진 파괴적인 이벤트가 관측된 것" 이라면서 "우리 태양계가 어떻게 형성되는지 '과거'를 돌아보는 것과 같다"고 설명했다. 이어 "사진 속 디스크는 팬케이크와 같이 단순한 구조가 아니다" 면서 "이같이 복잡하고 다양한 구조는 인근 행성 중력의 영향을 받았거나 별이 인터스텔라(성간)를 지나가면서 생긴 효과일 수도 있다"고 덧붙였다. 　 한편 이번 연구결과는 천문학 저널(Astronomical Journal) 최신호에 발표됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

작은 고추가 맵다는 속담도 있지만 대개 몸집이 클 수록 강한 힘을 가진 경우가 사실 더 흔하다. 망원경 역시 더 클수록 좋다는 것은 물론 단순한 진리라고 할 수 있다. 망원경의 경우 구경이 클수록 당연히 빛을 모으는 면적도 커지고 그만큼 상세한 이미지를 구할 수 있다. 더 큰 망원경 만들기는 사실 망원경을 개발한 초창기부터 지금까지 계속되어온 천문학자들의 숙원 사업이었다. 더 크고 강력한 망원경이 있으면 더 멀리 떨어진 천체의 이미지를 더 상세하게 구할 수 있기 때문이다. 그때마다 당시의 기술로 가장 큰 망원경을 만들었던 과학자들은 계속해서 기술적인 한계를 뛰어넘으면서 현대에 와서는 VLT (Very Large Telescope) 나 켁 망원경 (Keck Telescope) 처럼 8-10 미터급 주경 (主鏡, primary mirror, 망원경의 반사경 가운데 가장 지름이 크고 빛을 최초로 모으는 거울. 보통 망원경의 구경은 이를 의미한다) 을 지닌 거대 망원경을 사용하거나 허블 우주 망원경처럼 아예 우주에 망원경을 쏘아 올리는 수준까지 진보했다. 이런 고성능 망원경들의 활약 덕분에 인류는 전례 없이 정확하게 우주의 모습을 연구할 수 있게 되었다. 그럼에도 불구하고 아직 인류는 우주에 대해서 모르는 것이 너무 많다. 학문적 발전과 인간의 끊임없는 호기심을 충족시키기 위해서 과학자들은 더 강력한 차세대 망원경을 준비 중에 있다. 두 번째로 중요한 기술적 진보는 하나의 큰 거울을 만드는 대신 작은 거울 여러 개로 비슷한 일을 할 수 있게 되었다는 것이다. 하와이의 켁 망원경에서 등에서 성공적으로 사용되고 있는 이 기술은 지름 10m 이상급 망원경을 만드는데 큰 기여를 했다. 단순하게 생각하면 거울 여러 개를 만드는 일이 어렵지 않을 것 같지만 이 거울들이 모여서 정확한 상을 맺게 하는 일은 상당한 기술적 난이도를 필요로 하는 일이다. 이것이 가능해지면서 이제 과학자들은 20m, 30m, 심지어 40 m급 초대형 망원경도 더 이상 꿈이 아니라는 사실을 깨달았다. - 7개의 거울이 모여 초대형 망원경을 이루다 기존의 10m급 망원경을 크게 뛰어넘는 차세대 거대 망원경 가운데서 비교적 근시일 내로 완성이 될 가능성이 높은 망원경으로 거대 마젤란 망원경 (Giant Magellan Telescope, GMT) 이 있다. GMT 는 7개의 8.4m급 거울이 하나의 큰 거울을 이룬다. 현재 기술로 만들 수 있는 가장 단일 거울의 크기가 그 정도이기 때문이다. 이렇게 모인 거울은 분해능으로 봤을 때 지름 24.5m 급 단일 거울과 비슷하며 빛을 모으는 능력에서는 지름 22 미터급 단일 거울과 비슷한 능력을 발휘한다. 빛을 모으는 면적은 총 368㎡ (약 111 평) 에 달한다. 그리고 이 거대한 주경 덕분에 망원경의 움직이는 부분의 무게만 1100t에 달한다. 이를 정교하게 조절해서 저 멀리 은하와 별을 관측할 수 있다는 것 자체가 현대 과학의 경이라고 할 수 있다. 현재 GMT 의 7개의 거울 가운데 첫 번째 거울은 2005년부터 제작에 들어가 현재 완성되었는데 연마를 마친 상태에서 표면 오차는 19 나노미터에 불과하다고 한다. 두 번째 거울은 2012 년 제작에 들어가 현재 표면 가공 중이며, 2013년에는 3번째 거울이 2014년 말에는 4번째 거울이 제에 들어갈 예정이다. 완성은 2020 – 2021년을 목표로 하고 있는데 워낙 막대한 제작비가 들어가는 만큼 10개의 기관에서 서로 공동 투자를 통해서 이를 건설하고 있다. GMT는 우리에게도 익숙한데 사실 이 10개 기관 가운데 한국 천문 연구원이 있기 때문이다. 앞으로 GMT가 완성되면 우리 나라 천문학자들도 보다 활발하게 연구에 참여할 수 있을 것으로 크게 기대되고 있다. GMT 의 분해능 (두 점을 분해해 볼 수 있는 최소의 각 거리) 은 천문학에 획기적인 발전을 가져온 허블 우주 망원경의 10배 수준이기 때문에 이에 대한 기대가 매우 크다. - 30m급 망원경 TMT 한편 하와이의 마우나 케아 관측소 (Mauna Kea Observatory) 에는 이보다 더 거대한 망원경의 건설이 시작되고 있다. 역시 작은 거울을 모아서 큰 거울을 만드는 방식은 동일하고 적응 광학 기술의 일종인 MCAO (Multi - Conjugate Adaptive Optics) 를 사용하는 것도 유사하다. 이 망원경은 30m급 주경을 지닌 망원경인데, 그래서 이름도 간단히 30m 망원경 (Thirty Meter Telescope, TMT) 이다. 혹시 나중에 다른 이름이 명명될지는 모르겠지만 매우 정직한 이름이라고 할 수 있다. 그런데 이 망원경은 그 거대한 크기 때문에 이를 하와이 원주민들이 신성시 하는 마우나 케아 산 정산 지역에 건설할 경우 주변 생태계와 환경을 훼손을 우려가 제기되기도 했다. 따라서 건설도 되기 전에 장소가 변경될 뻔 했으나 하와이 토지 및 자연 자원 관리국 (Board of Land and Natural Resources (BLNR)) 은 건설에 있어 최대한 주의를 하는 조건으로 결국 이를 승인해서 미국 역사상 가장 거대한 망원경이 하와이에 건설되게 됐다고 한다. TMT 는 대략 9억 7000만 달러에서 14억 달러 규모의 대형 프로젝트로 캘리포니아 공과대학 같은 미국 내 기관뿐 아니라 중국, 일본, 인도 등 다국적 파트너와 함께 진행되는 프로젝트이다. 망원경의 주경은 앞서 말한 대로 30m에 달하는데 이를 1.4m 지름 육각형 거울 492개를 벌집처럼 붙여서 만든다. 이렇게 많은 거울들이 마치 하나의 거울처럼 완벽하게 맞물려서 초점을 맞추는 것은 기술적으로 간단한 문제는 아니다. TMT 가 성공적으로 건설된다면 사실상 망원경 거울 제조기술에 있어서 신기원이 이룩되는 셈이다. 완성 예상 시점은 2021~2022년 사이다. - 누구도 범접할 수 없는 거대한 크기 E-ELT 그런데 사실 현재 계획 중인 것 가운데 가장 거대한 크기의 망원경은 TMT가 아니다. GMT 와 TMT 를 능가하는 초대형 지상 망원경이 계획 중에 있는데, 바로 유럽 남방 천문대(ESO) 가 계획 중인 유럽 초거대 망원경 European Extremely Large Telescope (E-ELT) 가 그것이다. 비록 초기 계획에서 다소 축소되었으나 주경의 지름만 39.3m에 달한다. 처음 계획했던 42m급 주경은 너무 제작비가 많이 들었기 때문이다. 그러나 줄어든 제작비마저도 지상 망원경 가운데서는 가장 비싼 10억 5500만 유로로 추정되며 사실 건설과정에서는 이보다 더 늘어날 가능성이 높다. 이 망원경은 유럽 남방 천문대는 말할 것도 없고 천문학 역사상 가장 거대한 망원경이다. 따라서 이제까지 개발된 지상 망원경 가운데 가장 비싼 건설비를 자랑하는 것은 물론 기술적인 리스크도 상당한 수준에 달한다. 무려 798개의 육각형 모양의 거울이 벌집처럼 모여서 하나의 큰 거울을 만드는데 각각의 거울은 1.45m의 지름을 가지고 있지만 두께는 50mm에 지나지 않는다. 사실 문제는 이렇게 큰 거울을 만드는 것보다 이렇게 많은 거울로 구성된 하나의 주경이 정확히 상을 맺을 수 있도록 초점이 맞아야 한다는 것이다. 이를 위해서 6000개가 넘는 액추에이터가 초당 수천 번씩 위치를 수정해 정확한 상을 맺을 수 있도록 작동할 계획이라고 한다. 사실 한 번도 시도된 적이 없는 수준의 기술적 난이도이긴 하지만 ESO의 과학자들은 성공을 위해 노력하고 있다. E-ELT는 2014년 7월 마침내 첫 삽을 뜨기 시작했으며 앞으로 오랜 대장정을 거쳐 2022년 완공을 목표로 삼고 있다. 관측이 시작되는 것은 10년 후인 2024년이다. 역사상 가장 큰 광학/근적외선 망원경인 E-ELT는 허블 우주 망원경에 비해서 무려 15배나 선명한 이미지를 얻을 수 있으며 이를 통해 과학자들은 허블 우주 망원경으로도 작은 점에 불과하게 보였던 우주 초기의 은하의 이미지를 상세하게 분석할 수도 있을 것이다. 또 그 강력한 성능으로 지금까지 간접적인 방법으로 밖에 그 존재를 증명할 수 있었던 외계 행성들의 이미지를 직접 얻을 수도 있을 것이다. 2020년 이후 완성될 이런 초대형 망원경들은 인류의 지식을 더 확장하는 첨병이 될 것이다. 이와 동시에 우주에는 이제 수명이 다해가는 허블 우주 망원경을 대신할 제임스 웹 우주 망원경이 발사될 것이다. 이와 같은 기술 혁신의 끝이 어디일지는 알 수 없지만 이들 덕분에 미래 인류의 지식은 지금보다 분명히 훨씬 진보할 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

한줄기 선명한 빛을 발하는 한 은하의 옆모습이 허블 우주망원경에 포착됐다. 나사(NASA, 미국항공우주국)는 3일 에사(ESA, 유럽우주기구)와 함께 운영하고 있는 허블 우주망원경이 관측한 은하 NGC 4762의 이미지를 공개했다. 지구로부터 처녀자리 방향으로 약 5800만 광년 거리에 있는 이 은하는 처녀자리 은하단에 속한다. 이 은하단에는 약 2500개의 은하가 포함돼 있는데 천문학자들은 이를 목록화하고 있고 여기서 이 은하는 VCC 2095라는 명칭을 갖고 있다. 처녀자리 은하단은 실로 중요한 위치에 있는데 처녀자리 초은하단의 중심에 있기 때문이다. 이 초은하단은 우리 은하를 포함하고 있어 국부 초은하단이라고도 불린다. 이전에 막대나선은하로 여겨졌던 NGC 4762는 나선은하와 타원은하의 중간 형태인 렌즈상은하인 것으로 밝혀졌다. 이 은하는 측면밖에 볼 수 없는 특성으로 실제 그 형태를 아는 데는 어려움이 있었다. 하지만 천문학자들은 해당 은하에서 네 가지 주요 특징을 발견했다. 이는 은하 중심의 팽대부(central bulge)와 막대(bar), 두꺼운 원반(thick disk), 외부 고리(outer ring)이다. 이 은하의 원반은 비대칭이며 비틀려 있다. 이는 이 은하가 과거에 더 작은 규모의 은하와 충돌한 것으로 설명될 수 있다. 충돌한 소은하의 잔해는 이 은하의 원반 내에 안착했고 재분배하는 과정에서 원반의 형태를 바꿔놨다. 또 이 은하는 중심에 고에너지를 가진 라이너(Liner)형 활동은하핵(AGN)을 포함한다. 이 핵은 천문학자들이 은하 영역의 구조를 측정하는 데 쓰는 일종의 ‘원자 지문’(atomic fingerprint)인 특정 스펙트럼선의 방출로 발견할 수 있었다. 한편 허블 우주 망원경은 지상으로부터 약 610km 상공의 대기권 밖에서 지구 주위를 하루 14번 이상 공전하며 광활한 우주를 관찰하고 있다. 사진=NASA/ESA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

어쩌면 매년 10월 31일 찾아오는 핼러윈 데이를 기념하는 '유령의 빛'일지도 모르겠다. 최근 국제 천문학 공동연구팀이 허블 우주망원경으로 촬영한 멀고 먼 죽은 은하에서 내뿜은 '유령 빛'을 포착해 관심을 끌고있다. 지난 30일(현지언론) 공개된 이 사진의 이름도 '고스트 라이트'(Ghost Light)로 연구팀은 약 40억 광년 떨어진 곳의 죽은 은하에서 흘러 나온 것이라고 설명했다. 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. 연구에 참여한 스페인 천문연구소(IAC) 이그나시오 트루히요 박사는 "빛이 매우 어둡기 때문에 허블우주망원경이 아니면 관측하기가 힘들다" 면서 "이같은 유령 빛은 은하 성단의 진화를 이해하는데 있어 소중한 자료" 라고 평가했다. 이어 "수십억년 전 유령 빛을 발한 이 은하는 주위 거대 은하단 중력에 의해 찢겨져 결국은 형체도 남지 않고 그들 속으로 흘러 들어갔을 것"이라고 덧붙였다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

목성 위성 가니메데가 대적반 부근을 지날 때 우연히 만들어진 그림자가 마치 목성의 부릅뜬 눈처럼 보이는 희귀 모습이 허블우주망원경에 포착됐다. 미국 워싱턴 포스트는 허블우주망원경에 우연히 담긴 목성의 신비로운 ‘부릅뜬 눈(사실은 위성 가니메데가 지나가며 나타난 그림자)’ 사진을 28일(현지시간) 공개했다. “혹시 나 불렀어?”라고 말하며 살아있는 듯 눈을 뜨고 지구를 바라보는 것처럼 느껴지는 이 보기 드문 목성 이미지는 지난 4월 21일, 대적반(大赤斑, Great Red Spot) 부분을 관찰하던 허블우주망원경의 고성능 광시야 카메라 3(Wide Field Camera 3)에 잡힌 것이다. 대적반은 동서 약 3.5만㎞, 남북 약 1.5만㎞에 달하는 거대한 적갈색 소용돌이로 전체 크기는 지구의 5배에 달하는 어마어마한 규모다. 대략 300년 전부터 그 존재가 알려진 대적반은 아직 많은 부분이 밝혀지지 않은 목성 표면 연구에 있어서 중요한 의미를 갖는다. 현재까지 연구된 바로는 목성의 고속 자전에 의한 대기 중 교란 현상이라는 것이 학계가 추정하는 대적반의 발생 원인이다. 흥미롭게도 4월 21일 당시 해당 대적반 위를 지나던 위성 가니메데(Ganymede)의 그림자 덕분에 이곳은 얼마 동안 목성의 동공 같은 형태를 가지게 됐다. 가니메데는 지난 1610년 갈릴레이가 발견한 목성의 세 번째 위성으로 지름이 약 5262㎞며 태양계 위성 중 가장 거대하다. 한편, 해당 목성 눈의 지름은 약 1만 마일(1.6만㎞)에 달하는 것으로 알려졌다. 사진=NASA/ESA 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

천문학자들이 허블 우주망원경으로도 볼 수 없었던 가장 멀리 떨어진 은하 중 하나를 이른바 ‘우주 돋보기’라고 할 수 있는 중력렌즈를 이용해 관측하는 데 성공했다고 나사(NASA, 미국항공우주국)가 16일(현지시간) 발표했다. 지구로부터 약 130억 광년 거리에 있는 것으로 계산되는 이 은하는 빙산의 일각일 수는 있지만 우주 초기의 모습을 엿볼 수 있다고 관련 학자들은 말한다. 연구를 이끈 미 칼텍(캘리포니아공과대)의 천문학자 아디 지트린 박사는 “이 작은 은하는 우주의 시발점인 빅뱅이 발생한지 5억년쯤 지났을 때부터 존재한 것으로, 관측 사상 가장 먼거리에 있는 은하 중 하나”라고 설명했다. 이번 연구는 허블은 물론 스피처 우주망원경과 찬드라 X선망원경이 함께 하는 ‘프론티어 필드’라는 협력 프로그램의 일환이다. 공동 연구팀은 지구로부터 약 35억 광년 거리에 있는 ‘아벨 2744’라는 거대 은하단을 관측 대상으로 삼았다. 이 거대 은하단의 엄청난 중력은 공간을 구부려 훨씬 멀리 떨어진 배경 은하들의 모습을 더 밝게 확대해 보여주는 ‘중력렌즈’로 활용됐다. 말 그대로 우주의 돋보기를 사용해 무려 130억 광년에 달하는 거리에 있는 관측 사상 가장 먼 은하들을 포착하는 데 성공한 것이다. 이들 은하는 중력렌즈 효과로 원래 관측될 크기보다 최소 10~20배 더 확대돼 나타난다. 관측된 은하는 우리 은하인 은하수보다 훨씬 작은 데 지름이 약 850광년으로 측정됐다. 은하수에서는 매년 하나의 별이 탄생하는 데 이 은하에서는 3년 간격으로 별이 형성되고 있다고 한다. 지트린 박사는 이 은하의 크기와 질량이 작다는 점을 감안하면 실제로는 빠르고 효율적으로 진화가 이뤄지고 있는 것이라고 설명했다. 한편 이번 연구성과는 지난달 ‘천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 온라인판에 게재됐다. 사진=NASA윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

천문학자들이 허블 우주망원경의 도움으로 외계행성의 대기 온도와 수증기의 분포, 즉 날씨를 나타낸 최초의 지도를 작성했다. 이 지도로 목성과 같은 가스 행성의 형성과 대기역학 정보에 관련된 실마리를 엿볼 수 있다. 미국 시카고대 천문학자 케빈 스티븐슨 박사가 이끄는 국제 연구팀은 외계행성의 지도를 만들기 위해 외계행성 WASP-43b에 주목했다. 이 외계행성은 목성의 약 2배 질량으로 지구로부터 약 260광년 거리에 있다. 연구팀은 이 외계행성의 대기층을 관측하고 생명의 존재에 필수적인 물의 측정도 시행했다. 연구팀과 마찬가지로 외계행성의 대기를 연구 중인 미 캘리포니아공과대(칼텍) 천문학자 헤더 넛슨 박사는 제3자의 입장에서 “가슴 뛰는 연구결과다”면서 “기술적 어려움을 극복하고 그 외계행성의 대기에 관한 풍부한 정보를 제공하게 됐다”고 평가하고 있다. 외계행성의 온도 측정에 성공한 것은 사실 이번이 처음은 아니다. 불과 몇 주 전에도 해왕성에 필적하는 행성을 관측한 연구팀이 대기 중에서 수증기를 발견했다고 보고한 바 있다. 하지만 이보다 자세한 온도 분포도를 작성하기 위해서는 이 외계행성(WASP-43b)이 모성(WASP-43)을 3바퀴 도는 동안 쉬지 않고 관측할 필요가 있었다고 한다. 다행히 이 외계행성은 모성 근처를 돌고 있어 20시간 안에 ‘1년’이 경과된다. 그렇다고 하더라도 허블 망원경의 초점을 1개소에 맞추기에는 너무 긴 시간이었다고 한다. 방사선량이 비정상적으로 많아 전자기기에 손상을 줄 우려가 있는 지구자기축에 고리모양으로 둘러싸고 있는 ‘밴앨런대’의 남대서양 이상(異常)지대(SAA)를 수차례 통과하기 때문이다. 이번 연구에 참여한 시카고대 로라 크레이드버그 연구원은 “무리였다고 생각했지만, 허블의 운용 담당자가 노력해준 덕분에 가능했다”고 회상했다. 허블 망원경의 성능은 뛰어나지만 이 외계행성을 눈부시게 밝은 주성과 구별해 관찰하는 것은 불가능하다. 따라서 이 외계행성과 주성의 빛을 모두 관측했다. 특히 이 외계행성은 조석 작용으로 고정돼 있으므로 지구에서 보면 달이 항상 같은 면에 있는 것처럼 항상 같은 면이 주성을 향해 있다. 게다가 서로 매우 가깝게 위치하므로, 주성을 향하고 있어 항상 '낮'인 영역은 온도가 섭씨 1650도 정도로 철을 녹일 정도여서 스스로 빛을 발하고 있다. 반면 항상 어두워 '밤'인 영역의 온도는 약 548도로 은을 녹일 정도의 수준이지만 비교적 안정적이다. 주성의 광량은 기존 연구를 통해 알고 있었으므로 간단한 뺄셈으로 이 외계행성의 광량을 계산할 수 있었다고 한다. 또한 이 외계행성의 영휴(천체의 빛이 그 위치에 따라 늘어나거나 줄어드는 현상)를 통해 일기도를 만들 수 있었다고 한다. 허블은 낮인 영역의 대기 데이터를 위도 방향으로 상세하게 취득하고 거기에서 연구팀은 에너지의 크기를 측정했다. 이로 인해 경도(위도의 반대)에 따른 열량의 비율을 밝혔다. 스티븐슨 박사는 “이런 정보로 대기역학을 알 수 있었다. 열이 낮 영역에서 밤 영역으로 어느 정도 분배되는지 예측할 수 있었다”면서도 “의외로 낮 영역에서 밤 영역으로 열 이동은 별로 없다는 사실이 밝혀졌다”고 설명했다. 이 밖에도 연구팀은 이 외계행성에 존재하는 수분량을 측정했다. 행성이 주성의 앞을 통과할 때 주로 이 항성의 근적외선 스펙트럼을 통해 행성의 대기가 흡수하는 수증기의 흔적을 발견할 수 있었다. 외계행성에 물이 존재하는 것은 생명의 가능성을 시사한다. 하지만 현재로서는 지구형 행성이 아닌 생활에 적합하지 않는 고온 환경이나 거대한 가스 행성의 발견에 머물고 있다. 한편 이번 연구결과는 미국과학진흥협회(AAAS)가 발행하는 세계적인 학술지 ‘사이언스’(Science) 10일 자로 게재됐다. 사진=NASA/ESA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주공간에 나타난 ‘거대 나비’를 연상시키는 성운의 모습이 공개돼 화제를 모으고 있다. 영국 과학전문매체 피조그닷컴(Phys.org)은 허블우주망원경이 촬영한 신비로운 나비모양 성운 사진을 13일(현지시간) 공개했다. 끝없이 광대한 우주공간 한 복판에 아름다운 나비 한 마리가 날개를 활짝 펴고 있다. 붉은 색 무늬가 인상적인 이 거대 나비모양의 성운은 금방이라도 우주 공간 너머로 날아갈 것 같은 생생함이 인상적이다. 어떻게 보면, 적색·갈색·황색 빛깔이 절묘하게 조합된 아름다운 날개를 갖고 있으며 국내에서도 찾아볼 수 있는 들신선나비(Nymphalis xanthomelas)를 연상시키기도 한다. NGC 6302는 독특한 형태 때문에 ‘나비 성운(Butterfly Nebula)’ 또는 ‘곤충 성운(Bug Nebula)’ 등 다양한 별명을 갖고 있다. NASA(미 항공 우주국)와 함께 허블우주망원경을 공동 관리 중이며 해당 사진을 공개한 ESA(유럽 우주국) 측에 따르면, NGC 6302는 행성상 성운 중에서도 양극성운(bipolar nebula)에 속하는데 이는 쌍성계, 다중성계 항성들이 함께 수명이 다했거나 질량이 큰 거대 항성이 죽음을 맞이할 때만 형성되는 특이 성운이다. 특히 NGC 6302는 우리 태양의 5배에 달하는 거대항성이 백색왜성으로 진화하는 과정에서 질량을 대규모로 방출해 형성된 사례다. 사진=NASA/ESA/Hubble SM4 ERO Team 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

지구에서 약 124광년 떨어져있는 해왕성 크기 외계행성에서 ‘수증기’ 존재가 확인돼 학계의 관심이 집중되고 있다. 미국 우주과학전문매체 스페이스닷컴은 메릴랜드 대학 연구진이 지구에서 124광년 거리에 존재하는 행성 ‘HAT-P-11’의 대기에 수증기가 존재한다는 사실을 발견했다고 24일(현지시간) 보도했다. 연구진은 NASA(미 항공 우주국) 허블 우주 망원경(Hubble Space Telescope)과 스피처 우주망원경(Spitzer Space Telescope)을 통해 행성 대기를 투과하는 빛스펙트럼을 분석하는 방식으로 HAT-P-11에 존재하는 수증기 흔적을 확인해냈다. 대기 중에 물이 존재한다는 것은 해당 행성의 생태계가 지구와 흡사하다는 의미로 외계생명이 존재할 수도 있다는 높은 가능성을 가지게 된다. 기존 학계에서는 대기와 물이 존재해 생명체가 존재할 가능성이 높은 지구 유사 행성을 찾아내기 위한 노력을 오랜 시간 지속해왔다. 실제로 몇몇 외계행성이 유력한 후보군에 오르기도 했지만 대부분 슈퍼지구(super-Earth·지구보다 질량이 2~10배)형 행성으로 크기가 목성에 육박하는 거대한 규모인 경우가 많았다. 또한 실제 관측 결과도 실망스러운 경우가 대부분이었다. 하지만 HAT-P-11b는 반지름이 지구의 4.58배 정도인 해왕성 크기 행성으로 대기 존재가 확인된 행성 중 가장 질량이 작다. 또한 태양계 밖에 존재하는 물 존재 행성 중에서도 가장 작은 크기이기에 특성상 연구진이 신호를 찾아내기 더욱 어렵다는 문제점이 있다. 이런 악조건 속에서도 HAT-P-11b의 대기 중 물 흔적을 발견해낸 것은 상당한 쾌거로 평가할 수 있다. 특히 가상으로 구현된 HAT-P-11b의 대기는 지구 하늘과 매우 유사한 것으로 나타나 외계 생명의 존재 가능성도 높게 제기되고 있다. HAT-P-11b는 백조자리 방향으로 지구에서 약 124광년 떨어져있는 오렌지색 왜성으로 지난 2009년, 하버드 스미소니언 천체물리학 센터 연구진이 소형자동망원경 HATNet 네트워크를 통해 존재를 최초로 확인했다. 한편 이 연구결과는 국제 과학학술지 네이처(Nature) 25일자 주요 이슈로 소개됐다. 사진=NASA, ESA 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

지난해 개봉돼 화제를 모았던 영화 ‘엘리시움’처럼 향후 인류가 지구궤도에 건설된 우주도시에서 머물게 될 확률이 높다는 주장이 제기됐다. 최근 미 항공우주국(NASA) 객원 연구원 알 글로브스 박사는 “100년이 채 지나기도 전인 2100년 인류는 지구 궤도에 새로운 거주지를 갖게 될 것”이라고 주장했다. 글로브스 박사의 주장은 항공우주과학기술의 발달사와 궤를 같이한다. 글로브스 박사에 따르면, 인류는 1960년대 말 달 착륙 성공에 이어 허블우주망원경을 무중력궤도에 쏴 올리는데 성공했고 현재 6명의 우주인이 연구를 수행하고 있는 국제우주정거장(ISS)까지 운영하고 있다. 지금과 같은 우주과학기술 발전 속도라면 100년 안에 세 번째 단계인 우주도시 건설도 가능하다는 것이 글로브스 박사의 생각이다. 실제로 NASA는 2035년 안에 인류를 화성에 보낸다는 ‘마스원(Mars-1) 프로젝트’를 수년간 진행해오고 있는 상황이며 지난 11일 해당 임무를 수행할 차세대 우주선 오리온(Orion Multi-Purpose Crew Vehicle)을 공개한 바 있다. NASA 뿐만 아니라, 민간우주업체 스페이스X도 최근 지구와 우주정거장을 오고갈 우주택시 ‘드래곤 V2’(Dragon V2)를 개발 중이며 세계적인 건축엔지니어링 컨설팅 업체 아럽(Arup) 공학 연구진은 지상과 고도 1만 8,000㎞를 연결하는 ‘우주 엘리베이터’가 건설 가능하다고 주장했다. 이 모든 프로젝트는 인류가 지구가 아닌 우주 한복판에 인공거주지를 건설 할 수 있다는 가능성을 내포하고 있다. 글로브스 박사는 사회학적 관점에서 이같은 이론의 가능성을 점치기도 했다. 인류는 본래 아프리카 동부에서 삶을 시작했지만 지금은 남극대륙을 비롯한 전 세계에 흩어져 살고 있다. 초원에서 시작된 삶은 얼음, 열대우림, 사막, 숲을 넘어 오늘의 도시로 이어졌고 다시 지구를 넘어 우주로 진출한다는 것은 망상이 아닌 실현가능한 미래라는 의미다. 하지만 아직 인류가 극복해야할 과제가 남아있다. 글로브스 박사에 따르면, 우주도시 건설을 위해 필요한 극복 과제는 총 세 가지인데, 첫째는 우주와 지구를 오고가는 로켓 추진체 개발과 운영에 필요한 천문학적 비용을 현실 가능한 범위로 좁히는 것, 둘째는 태양 에너지 등을 활용한 자급자족 에너지 환경을 구축하는 것, 셋째는 인체에 치명적인 우주방사선으로부터 인류를 보호할 차단장치를 개발하는 것이다. 글로브스 박사는 이 모든 과제를 극복해나가면서 인류의 기술이 지속적으로 발전할 경우, 궁극적으로 현 태양계를 벗어난 제2의 태양계에 새로운 문명을 구축하는 것도 가능하다고 덧붙였다. 사진=NASA　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

지난해 개봉돼 화제를 모았던 영화 ‘엘리시움’처럼 향후 인류가 지구궤도에 건설된 우주도시에서 머물게 될 확률이 높다는 주장이 제기됐다. 최근 미 항공우주국(NASA) 객원 연구원 알 글로브스 박사는 “100년이 채 지나기도 전인 2100년 인류는 지구 궤도에 새로운 거주지를 갖게 될 것”이라고 주장했다. 글로브스 박사의 주장은 항공우주과학기술의 발달사와 궤를 같이한다. 글로브스 박사에 따르면, 인류는 1960년대 말 달 착륙 성공에 이어 허블우주망원경을 무중력궤도에 쏴 올리는데 성공했고 현재 6명의 우주인이 연구를 수행하고 있는 국제우주정거장(ISS)까지 운영하고 있다. 지금과 같은 우주과학기술 발전 속도라면 100년 안에 세 번째 단계인 우주도시 건설도 가능하다는 것이 글로브스 박사의 생각이다. 실제로 NASA는 2035년 안에 인류를 화성에 보낸다는 ‘마스원(Mars-1) 프로젝트’를 수년간 진행해오고 있는 상황이며 지난 11일 해당 임무를 수행할 차세대 우주선 오리온(Orion Multi-Purpose Crew Vehicle)을 공개한 바 있다. NASA 뿐만 아니라, 민간우주업체 스페이스X도 최근 지구와 우주정거장을 오고갈 우주택시 ‘드래곤 V2’(Dragon V2)를 개발 중이며 세계적인 건축엔지니어링 컨설팅 업체 아럽(Arup) 공학 연구진은 지상과 고도 1만 8,000㎞를 연결하는 ‘우주 엘리베이터’가 건설 가능하다고 주장했다. 이 모든 프로젝트는 인류가 지구가 아닌 우주 한복판에 인공거주지를 건설 할 수 있다는 가능성을 내포하고 있다. 글로브스 박사는 사회학적 관점에서 이같은 이론의 가능성을 점치기도 했다. 인류는 본래 아프리카 동부에서 삶을 시작했지만 지금은 남극대륙을 비롯한 전 세계에 흩어져 살고 있다. 초원에서 시작된 삶은 얼음, 열대우림, 사막, 숲을 넘어 오늘의 도시로 이어졌고 다시 지구를 넘어 우주로 진출한다는 것은 망상이 아닌 실현가능한 미래라는 의미다. 하지만 아직 인류가 극복해야할 과제가 남아있다. 글로브스 박사에 따르면, 우주도시 건설을 위해 필요한 극복 과제는 총 세 가지인데, 첫째는 우주와 지구를 오고가는 로켓 추진체 개발과 운영에 필요한 천문학적 비용을 현실 가능한 범위로 좁히는 것, 둘째는 태양 에너지 등을 활용한 자급자족 에너지 환경을 구축하는 것, 셋째는 인체에 치명적인 우주방사선으로부터 인류를 보호할 차단장치를 개발하는 것이다. 글로브스 박사는 이 모든 과제를 극복해나가면서 인류의 기술이 지속적으로 발전할 경우, 궁극적으로 현 태양계를 벗어난 제2의 태양계에 새로운 문명을 구축하는 것도 가능하다고 덧붙였다. 사진=NASA　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

‘우주의 이단아’라고 불리는 불규칙 은하 IC 559를 허블 우주망원경으로 관측한 이미지가 공개됐다. 사자자리에 있는 이 은하는 둥근 형태의 타원 은하나 소용돌이 같은 나선 은하 등 일반적 은하와 달리 뚜렷한 구조가 보이지 않는다. 하지만 천문학자들은 이런 은하가 만들어졌을 때부터 이단아였던 것이 아니라 예전에는 일반적인 타원 은하이거나 나선 은하였으리라고 추정하고 있다. IC 559는 사실 나선 은하와 불규칙 은하의 중간 형태인 ‘Sm형 은하’로 분류되는데 이런 과정에 속하는 은하의 발견이 나선 은하나 타원 은하가 불규칙 은하로 진화하는 것을 뒷받침하기 때문. 이런 변화 과정은 주변에 있는 다른 은하와의 중력 작용이나 합병 때문이라고 천문학자들은 생각하고 있다. 이미지 속 은하는 성운이 듬성듬성한 것처럼 보이지만 사실 새로운 별들이 탄생하는 가스와 먼지로 가득하다. 한편 이 은하는 1893년 처음 발견됐으며 이번에 공개된 이미지는 미국항공우주국(NASA)과 유럽우주기구(ESA)가 공동으로 운영하는 허블 우주망원경에 장착된 광시야 카메라(WFC-3)로 관측한 자외선, 가시광선, 적외선 데이터를 합성한 것이다. 사진=NASA/ESA/허블 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr