‘빛 메아리’(light echo)로 불리는 우주의 희귀 현상이 공개돼 눈길을 끈다. 17일(현지시간) 미국 항공우주국(NASA)이 ‘오늘의 천문 사진’(APOD)으로 소개한 이 사진은 지난 2002년 허블 우주망원경이 지구로부터 약 2만광년 떨어진 외뿔소자리에 있는 ‘V838 Mon’이란 항성을 1년간 관측한 것이다. 이 항성은 알 수 없는 이유로 외부층이 갑자기 팽창해 폭발했다. 이 때문에 잠시 우리 은하 전체에서 가장 밝은 별이 됐다가 사라지고 말았다. 천문학자들에 따르면 이전에 이와 같은 별빛의 섬광은 관측된 적이 없다. 어두웠던 항성이 폭발할 때 엄청난 빛을 내뿜는 현상인 초신성은 물질을 우주 밖으로 방출한다. 즉 사진 속 섬광 역시 초신성 폭발의 한 유형이긴 하지만 관측된 이미지는 이미 외부로 방출된 복잡한 고리 형태의 성간 먼지에 의해 반사된 것이다. 한편 이 빛의 메아리는 지름이 약 6광년이다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국항공우주국 (NASA)이 새롭게 공개한 우주 사진에 ‘우주침략자’(space invader)를 닮은 물체가 포착돼 화제가 되고 있다. 하지만 이 물체는 그보다 멀리 떨어진 은하단의 중력에 의해 공간이 뒤틀어져 나타난 일종의 신기루 같은 것이라고 영국 일간지 데일리메일이 5일(현지시간) 보도했다. 공개된 사진은 지구로부터 약 2억 광년 떨어진 거대한 은하단의 모습을 허블 우주망원경으로 촬영한 것이다. 여기서 화제가 된 물체는 ‘아벨 68’(Abell 68)로 불리는 은하. 원래 나선 은하의 모습이지만, 너무 먼 거리에 있어 중력의 영향으로 그 배경에 있는 은하단에서 나오는 빛과 섞여 왜곡된 이미지를 보여준다. 이는 ‘중력 렌즈’로 불리는 효과 때문이다. 이 같은 작용은 광대한 은하에서 나오는 빛을 여러 개의 반사된 이미지 복사본으로 만들 수 있다고 한다. 나사는 데일리메일에 “이 거대한 은하단 아벨 68을 둘러싼 중력장은 더 멀리 떨어져 있는 배경 은하에서 오는 빛을 더 밝고 크게 확대하는 우주의 자연 렌즈 역할을 하고 있다.”고 전했다. 이는 마치 요술거울(fun house mirror)에 반사된 이미지가 왜곡되는 것처럼 아벨 68의 이미지가 그보다 멀리 떨어진 은하에서 나온 빛을 반사해 ‘우주침략자’의 모습으로 바꿔놨기 때문이다. 또한, 이 같은 이미지는 허블의 광시야 카메라 3(Wide Field Camera 3)에 찍힌 적외선과 허블의 탐사용 고성능 카메라(Advanced Camera for Surveys)에 관측되는 근적외선이 결합하면서 나타났기 때문이다. 이에 대해 나사와 함께 작업한 유럽우주기구(ESA)는 “그런 먼 거리에 있는 은하의 왜곡된 이미지는 중력 렌즈 현상의 특히 좋은 예”라고 설명했다. 사진=나사/이에스에이 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

영화 ‘반지의 제왕’에 등장하는 사우론의 눈과 흡사한 항성계를 공전하는 것으로 알려진 ‘좀비’ 행성의 비밀이 일부 풀렸다. 미국 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA) 과학자들은 8일(현지시간) 지구로부터 약 25광년 떨어진 포말하우트 항성계를 허블우주망원경으로 관측한 최신 이미지와 함께 연구 결과를 공개했다. 아랍어로 고래의 입이라는 뜻의 포말하우트는 남쪽 물고기자리 별 중 가장 밝은 알파 별로, 밤하늘을 통틀어도 여덟 번째로 밝은 항성이다. 예로부터 우리나라를 비롯한 동아시아에서는 북락사문(北落師門)이라고 불렸다고 한다. 지난 2008년 일부 과학자들은 이 포말하우트 항성계의 특징인 타원형의 먼지 원반 일대에서 행성으로 추측되는 천체 포말하우트 b를 발견했지만 지난해 확인할 때까지는 확신하지 못했다. 따라서 일부에서는 이 행성을 “죽음에서 되살아났다.”면서 좀비 행성이라고 불렀다. 포말하우트 b의 크기는 목성과 거의 비슷하며 질량은 목성의 0.5~2배 정도 될 것으로 예측된다. 과학자들은 연구를 통해 포말하우트 b의 모성으로부터 거리가 약 140억~200억 마일에 달하는 먼지 원반의 내부 고리 일대로 진입했다는 사실을 발견했다. 이는 기존 예측보다 훨씬 더 먼 거리로, 이 행성의 궤도가 일반적인 좌우대칭이 아닌 한쪽으로 완전히 치우친 특이한 경로라는 것이다. 즉 이 행성이 모성에 가장 접근했을 때의 거리는 약 46억 마일이지만 가장 멀리 떨어졌을 때는 270억 마일이나 된다고 한다. 연구를 이끈 폴 칼라스 SETI 연구소 겸 US 버클리 교수는 “이번 결과를 기대하진 않았으나 매우 놀라웠다.”고 전했다. 하지만 지난 2000년간 모성을 공전한 이 행성이 이런 궤도를 보이는 것에 대해서는 아직 여러 가지 가설이 나오고 상황이다. 그 중 하나는 이 행성이 모성과의 중력 작용으로 튕겨져나간다는 것이며, 다른 하나는 다른 천체와의 충돌도 생각해봐야 한다는 것이다. 포말하우트 항성계는 우리 태양계에서 약 4억 년 전 발생한 천문학적인 사건들을 가늠해 볼 수 있기 때문에 천문학계에서는 특별한 존재라고 한다. 따라서 과학자들은 앞으로 수십 년은 이 항성계를 계속 연구할 것으로 알려졌다. 사진=NASA/ESA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주 관측 사상 최대일지도 모르는 초거대 블랙홀이 발견됐다. 미국 텍사스주립대(오스틴)와 독일 막스플랑크연구소 등의 공동 연구진은 지구에서 페르세우스자리 방향으로 약 2억2000만광년 떨어진 한 작은 은하(NGC 1277)의 중심에서 질량이 태양의 170억배나 되는 초거대 블랙홀을 찾아냈다고 29일 세계적인 과학지 네이처 온라인판을 통해 발표했다. 연구진에 따르면 일반적인 블랙홀이 은하에서 차지하는 질량의 비율은 0.1% 정도에 불과하지만 이 초거대 블랙홀의 질량은 은하의 14%나 차지한다. 또한 이 은하의 크기는 우리 은하의 10분의 1이지만, 이 블랙홀의 크기는 태양계의 8번째 행성인 해왕성의 공전 궤도보다 11배 이상 크다고 한다. UT오스틴 맥도날드 관측소에 있는 9m 호버-에벌리 망원경(HET)과 허블우주망원경으로 관측한 결과 이 블랙홀은 예상을 뛰어넘는 사상 최대 규모여서, 블랙홀과 은하의 형성과 진화 과정에 관한 정설을 재검토할 가능성이 있다. 연구를 이끈 UT오스틴의 칼 게바르트 물리학과 부교수는 “이(NGC 1277) 은하는 정말 색다르다. 거의 모든 곳이 블랙홀로 돼 있다. 이는 은하와 블랙홀 체계의 새로운 분류에 속하는 최초의 천체일지도 모른다.”고 말했다. 현재 관측 사상 최대 질량을 가진 것으로 알려진 블랙홀은 2011년에 발견된 것이지만 아직도 질량을 산출하는 정밀한 관측이 시행되고 있지 않기 때문에 이번에 발견된 블랙홀이 사상 최대일 수 있다고 한다. 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

천문학자들 사이에서 여전히 ‘미지의 영역’으로 불리고 있는 ‘죽어가는 별’과 이를 둘러싼 행성상 성운의 모습이 언론을 통해 공개돼 눈길을 끌고 있다. 행성상 성운은 죽어가는 늙은 별에서 방출된 가스 성운으로, 천문학 초기 이 같은 성운을 관측했을 때 행성으로 착각했다고 하여 이 같은 이름을 갖게 됐다고 한다. 11일(현지시각) 영국 일간지 데일리메일을 통해 공개된 이들 행성상 성운의 모습은 미국항공우주국(NASA)의 찬드라 X선 우주망원경을 통해 촬영한 자주색 계열과 허블우주망원경으로부터 얻은 붉은색과 녹색, 푸른색 계열의 이미지를 합친 것이다. 첫 번째 이미지는 일명 ‘고양이의 눈’(캣츠 아이)으로 널리 알려진 NGC 6543이며, 그 옆에는 ‘푸른 눈 뭉치’(블루 스노볼)로 불리는 NGC 7662의 모습이다. 또 그 아래에는 각각 NGC 7009와 NGC 6862로 불리는 행성상 성운의 모습이다. 행성상 성운은 우리 태양이 향후 수십억 년 뒤 경험할 별의 진화 과정 중 하나이기 때문에 천문학자들은 이에 주목하고 있다. 태양과 같은 별은 중심부의 수소를 모두 사용하면 수십 배에서 수백 배 크기로 팽창하는 데 이를 적색거성이라고 부른다. 이때 핵을 감싸고 있던 외층들이 떨어져 나가고 나면 중심부의 뜨거운 핵만 남는데 이는 곧 압축돼 밀도가 높은 백색왜성이 된다. 또한 뜨거운 중심에서 나오는 항성풍은 핵의 외층이 떨어져 나와 생긴 대기층 쪽으로 강하게 불어 외부로 밀어내는 데 이 같은 모습이 공개된 이미지들이다. 천문학자들은 행성상 성운의 찬드라 X선 탐사 계획을 통해 미지의 영역을 밝히려고 노력하고 있다. 이 계획은 지구로부터 약 5,000광년 이내에 있는 21개의 새로운 행성상 성운과 기존에 발견된 비슷한 거리에 있는 14개의 성운을 체계적으로 분석하는 것이다. 연구를 이끈 뉴욕 로체스터 공과대학 조엘 카스트너 교수는 “행성상 성운은 앞으로 100년 이상 동안은 천체물리학자들에게 죽어가는 별에 대한 ‘실험실’을 제공할 것”이라고 말했다. 이어 그는 “이들 성운은 별의 진화 이론에 대한 시험무대를 제공하고 우주에서 온 중원소의 기원을 밝히도록 도와 줄 것”이라고 덧붙였다. 한편 이번 연구 결과는 학술지 천문학 저널 8월호를 통해 실렸다. 사진=데일리메일 캡처 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

무려 13억달러를 들여 만든 세계 최고가 망원경인 ‘알마’(ALMA·Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)가 찍은 독특한 ‘우주 소용돌이’ 이미지가 지난 10일(현지시각) 세계적인 과학저널 네이처지에 공개돼 주목을 받고 있다. 영국 일간지 데일리메일 보도에 따르면 이 아름다운 이미지는 허블우주망원경보다 10배 이상 선명한 결과물을 얻을 수 있는 알마로 촬영한 것이다. 이 ‘우주 소용돌이’는 지구로부터 약 780광년 떨어져 있는 적색거성 ‘알 스쿠프토리스’(R Sculptoris) 주변을 둘러싼 분자운이다. 연구를 이끈 독일 본대학 마티아스 메르커 교수는 “기존에 이런 별 주위에서 껍질을 본 적은 있지만 나선형이 관측된 것은 처음”이라고 말했다. 이 독특한 나선형 구조는 기존의 어떠한 망원경으로도 관측할 수 없었던 것이라 주목을 받고 있지만, 쌍성계를 이루는 별 중 무겁고 밝은 주성을 공전하는 가볍고 어두운 동반성의 생성 원인일 것으로도 추정되고 있어 천문학 연구에 중요한 정보가 될 것으로 보인다. 정보에 따르면 그 적색거성 주위에 껍질처럼 형성된 분자운은 내부에 아주 명확한 나선형 구조를 띠고 있으며 그 외부에는 원형의 링이 형성돼 있다. 또한 별의 마지막 단계인 적색거성이 온도 급상승으로 배출한 이 같은 분자운이 예상보다 훨씬 많은 것으로 확인돼 천문학자들을 놀라게 하고 있다. 한편 알마는 지난 2003년부터 칠레의 아타카마 사막에 있는 차이난토르 고원(해발고도 5,000m)에 만들어지고 있는 거대 전파 망원경 단지로, 오는 2013년까지 완성될 예정이다. 이 망원경이 사막에 세워진 이유는 대기가 건조하기 때문에 더욱 선명한 사진을 얻을 수 있다고 한다. 사진=알마 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

“과학은 여성의 것이다.”(Science: it’s a girl thing) 유럽위원회(EC)의 캠페인이 전 세계적인 논란을 낳고 있다. 과학에 대한 여학생들의 관심을 높여 여성 과학자의 숫자를 늘리겠다는 취지에서 시작된 이 캠페인은 화제가 되긴 했지만 과학에 대한 오해를 만들고 있다는 비판도 동시에 받고 있다. 시리즈로 구성된 동영상에서 여성 과학자들은 미니스커트와 하이힐을 신고 춤을 추며, 하얀 가운 일색인 남성 과학자들 사이에서 미모를 뽐낸다. 과학계는 불편함을 감추지 않고 있다. ‘여성성’ 자체가 부각되는 것은 아무런 의미가 없다는 것이다. 과학자들은 이에 대해 진정한 과학이란 무엇인가, 과학을 어떻게 정의해야 하는가 등을 놓고 다양한 시각을 제시하고 있다. 특히 영국의 유명 신경과학자이자 저술가, 코미디언인 딘 버넷은 최근 일간 가디언 홈페이지에 올린 글에서 “이 캠페인은 진정한 과학의 모습이 아니다.”라고 선언했다. 그리고 새로운 질문을 던졌다. 버넷은 “과학은 무엇인가?”(What is science?)라는 질문의 답을 찾기 위해 ‘일반인’의 시각을 빌리기로 하고, ‘구글 인스턴스’(Google Instance)로 불리는 자동완성 기능을 이용했다. ‘과학이란’(Science is…)이라는 단어를 입력한 뒤 수많은 사람들의 검색을 토대로 예측되는 뒷문장들 중에서 A부터 Z까지 각 알파벳 음절에 가장 많이 등장하는 단어를 살펴보는 식이었다. 버넷의 시도는 마치 1970년대 스테파노 카잘리가 로스앤젤레스타임스에 연재한 1컷 만화 ‘사랑이란’(Love is…)과 같은 결과물을 만들어 냈다. 인터넷은 과학에 대한 일반인들의 평범한 인식뿐 아니라 완전히 잘못된 생각조차 여실히 보여 준다. 전혀 뜻밖의 결과도 있다. 다만 구글 인스턴스는 사용자의 위치를 알고리즘 안에 포함하고 있는 만큼 한국에서의 검색은 다를 수 있다. 버넷은 영국 카디프에 산다. A verb now(빠르게 움직이고 있는 것) ‘과학은 빠르게 움직인다’는 로켓통을 메고 날아가는 고양이의 모습이 그려진 유명한 티셔츠다. 티셔츠는 주류가 된 과학이 변하지 않고, 새로운 것을 찾아 도전하지 않는 것은 어리석다는 철학을 담고 있다. B oring(지루하다) 지루하다는 것은 극히 주관적이다. 어떤 사람에게 지루한 것이 다른 사람에게는 아주 재미있을 수 있다. 지루함으로 가장 먼저 검색되는 글은 7년 전 BBC방송이 학생들을 상대로 진행한 설문조사다. C ool(좋다, 멋있다) 바로 위의 이미지와 정반대되는 얘기다. 버넷은 이에 대해 “과학을 대하는 사람들의 자세의 차이”라고 분석했다. 과학을 위해서는 ‘쿨’이라고 인식하는 사람이 점점 많아져야 하는 것이 당연하다. 검색에서 가장 먼저 등장하는 ‘Cool’은 2010년 가디언에 실린 유명 과학자들이 생각하는 ‘쿨한 과학’에 대한 릴레이 기고였다. D angerous(위험하다) 과학은 당연히 위험하다. 하지만 전기톱도 위험하기는 마찬가지다. 결국 누가 어떻게 어떤 목적으로 사용하느냐가 중요하다. 과학이 위험한 것은 과학의 문제가 아니라, 그것을 하는 과학자라는 사람의 도덕적 개념과 연관된 문제다. E vil(부도덕하다, 악하다) 과학은 그 자체로 도덕적이거나 악의적이지 않다. 과학이 악하다고 여겨지는 것은 그것을 이용한 범죄가 늘어나고, 보다 더 정교해지고 있기 때문이다. 특히 ‘evil’과 연관된 검색 결과들은 종교적인 내용이 많다. 허블 우주망원경이 악한 것은 이미 지나간 과거를 보여 주기 때문(우리가 우주에서 보이는 별빛은 과거의 빛이다)이라는 주장도 있다. F un(즐겁다) ‘Fun’이 검색어 맨 앞에 위치한 것은 전 세계적으로 진행되는 수많은 과학교육 캠페인 때문이다. 방법에 따라 학생들의 체감은 다를 수 있겠지만, 과학을 배우는 것은 결코 소설 ‘해리 포터’의 호그와트 학교에서 마법을 배우는 것과 같은 즐거움을 주기 힘들다. G olden(금으로 만든) 과학과 금이라는 연관성을 찾기 힘든 단어가 등장한 것은, ‘더 그레이츠’라는 그룹의 노래 ‘과학은 금으로 만든 것’(Science is Golden) 때문이다. 노래 가사가 과학을 칭송하는 것은 아니다. H ard(어렵다) 과학에 대한 대표적인 고정관념이다. 어렵고 이해하기 힘들다는 것이다. 이를 과학적으로 분석하면 사람의 두뇌는 복잡하고 여러 분야에 걸친 내용을 한꺼번에 받아들이지 못하기 때문이다. 과학은 수많은 분야가 얽혀 있는 대표적인 학문이다. I nteresting(재밌다) 동의하기 어려울 수 있다. 사실 ‘과학은 재밌다’라는 문장이 가장 먼저 검색되는 것은 진화학자인 리처드 도킨스 옥스퍼드대 교수가 출연한 비디오 클립 때문이다. 버넷을 비롯한 수많은 과학계 인사들은 ‘유머’ 같은 방식으로 과학적 흥미를 키워야 한다고 생각하지만, 정작 도킨스는 “과학은 그 자체로 재밌다.”라고 주장한다. J ust a theory(단순한 가설) 이 같은 접근은 거대강입자가속기(LHC)가 그냥 거대한 튜브라고 말하는 것과 마찬가지다. 과학을 가설이나 이론으로 치부하는 시각은 과학에 가장 큰 위협이다. 예를 들면 창조론자들이 진화학을 ‘증명되지 않은 주장’이라고 폄하하면 더 이상 대화가 불가능해진다. K nowledge(지식) 부인할 수 없는 사실이자, 누구도 의문을 제기하기 힘든 정의다. 어렵거나 쉽거나, 재밌거나 지루하거나 과학은 모두 지식으로 이뤄졌다. L ike a blabbermouth(수다쟁이 같은 것) 인기 만화시리즈 심슨 가족의 이웃인 기독교 신자 네드 플랜더스의 말에서 비롯된 정의다. 그는 “과학은 마치 영화의 끝이 어떻게 될 것인가를 떠들어 망쳐 버리는 수다쟁이와 같은 것이다. 우리가 알고 싶지 않은 것들을 알려준다.”고 말했다. M agic(마법) 완벽하게 틀린 말이다. 마법과 과학은 분명히 다르다. 어린아이의 눈에나 과학이 원인을 알 수 없는 놀라움으로 가득찬 마법 같은 일일 뿐이다. 이유를 모르고 신기한 것은 과학이 아니다. N ot a belief system(신념·신앙이 아닌 것) 과학과 신앙은 양립하기 쉽지 않다. 그렇다면 과학의 메시아는 누굴까. 과학을 절대적 가치로 여기는 무신론자들은 아마 리처드 도킨스를 첫 번째로 꼽을 것이다. O bjective(객관적인 것) 객관성은 과학이 유지될 수 있는 가장 근본적인 힘이다. 과학적 사실로 인정받기 위해서는 누구나 인정할 수 있는 실험과 타당한 근거가 제시돼야 한다. 반면 단순한 주장이 과학이 될 수 없는 것은 객관적이지 않기 때문이다. P hilosophy(철학) 과학과 철학은 뿌리가 같다. 과학을 전공하고 받는 박사학위의 명칭 ‘PhD’는 철학 박사(Doctor of Philosophy)에서 비롯됐다. Q uotes(인용·전달하는 것) 또 다른 잘못된 인식이다. 과학은 끊임없이 새로운 것을 만들어 낸다. 과학적 결과물이나 인식을 대중에게 전달하는 것은 엄밀히 말하면 과학의 영역이 아니다. 물론 과학적 사실을 쉽고 재미있게 전달하고 이를 읽는 것은 충분한 가치가 있다. R eal(실존하는 것) 굳이 언급할 필요조차 없는 결론이다. ‘Science is Real’은 미국의 얼터너티브 밴드 ‘데이 마이트 비 자이언츠’의 히트곡 이름이기도 하다. S port(스포츠) 어울리지 않는 두 단어가 교묘하게 연결되는 배경에는 광고가 있다. 스포츠 마니아들을 겨냥한 수많은 에너지 드링크 회사들이 자신들이 얼마나 우수한 과학적 기술력을 갖고 있는지에 대해 떠든다. 만약 한국에서 검색할 경우 ‘과학=침대’라는 결과가 나올 수 있는 것과 마찬가지다. 물론 현대 스포츠가 기록경신과 경기력 향상을 위해 과학의 힘을 빌리고 있는 것도 영향을 미쳤다. T he poetry of reality(진실의 시) 미국 PBS의 고전 시리즈 ‘코스모스’에서 모티브를 얻어 시작된 프로젝트 심포니 오브 사이언스(Symphony of Science)의 대표 동영상 클립이다. 과학을 음악적인 방법으로 대중화하려는 취지를 갖고 있으며 동영상마다 세계 최고의 석학들이 등장한다. U nreliable(신뢰할 수 없는 것) 과학에 대한 비정상적인 증오와 혐오감을 나타내는 종교 관련 웹사이트들이 전면에 내세우고 있는 문구다. 베스트셀러 ‘배드 사이언스’의 저자인 벤 골드에이커처럼 과학의 탈을 쓴 과장 광고나 마케팅을 공격하는 과학의 투사들도 이 정의를 사용한다. V ital(생명에 꼭 필요한) 과학은 많은 돈이 든다. 결과가 쉽사리 나오지 않는 상황에서 막대한 예산이 투입되는 것이 과학이고, 실패 가능성도 높다. 농촌의 농부들을 돕는 대신 과학에 돈을 투자하기 위한 당위성을 설명하기 위해 이 표현이 널리 쓰인다. W rong(틀린 것) 완벽히 옳은 표현이다. 틀리는 것은 과학이 갖고 있는 고유한 성질이다. 어떤 이론이나 기술을 검증하기 위해서는 일단 틀리다는 가정 아래에서 시작해야 한다. 또 그것이 틀리다는 것을 입증했다는 것은 다른 이론이나 기술이 옳다는 것을 밝혔다는 뜻이기도 하다. 결국 과학에서 ‘틀린 것’은 곧 ‘새로운 것’ 또는 ‘옳은 것’과 같은 의미다. X KCD(별 뜻 없음) 과학과 수학에 대한 어떤 개인의 블로그다. 26개 알파벳 중 X만이 유일하게 과학의 정의에 근접하지 못했다. 과학과 수학에서 가장 많이 쓰이는 알파벳이 미지의 수 ‘X’인데도 말이다. Y ear 8(8년) 서구권의 학생들이 학교에서 과학을 배우는 햇수다. Z oology(동물학) 동물학은 생물학, 아니 과학 전체를 통틀어서 가장 관심이 높은 학문 분야다. 인간 자체가 동물 중 하나이고, 직접 눈으로 볼 수 있는 얼마 안 되는 과학 중 하나이기 때문이다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

태양계에는 몇 개의 행성이 있을까. 이 같은 질문을 받으면 누구나 저절로 머릿속에서 ‘수·금·지·화·목·토·천·해’라는 문구를 떠올리며 세어 보게 마련이다. 현재 태양계의 행성은 모두 8개. 하지만 상당수 사람들은 이 같은 사실이 아직은 어색할 수 있다. 입버릇처럼 ‘해’ 다음에 따라나오던 ‘명’, 곧 명왕성을 애써 지워야하기 때문이다. 태양계의 행성이 9개에서 8개로 줄어든 것은 2006년 8월이었다. 지구와 동등한 자격을 잃고 왜행성(왜소행성·dwarf planet)으로 격하된 명왕성의 현재 공식 명칭은 ‘소행성134340’이다. ●새롭게 조망받는 ‘쫓겨난 행성’ 명왕성이 다시 천문학계의 관심을 모으고 있다. 미항공우주국(NASA)이 지난 12일 “허블우주망원경이 명왕성 주위를 돌고 있는 또 하나의 위성을 발견했다.”고 밝히면서다. 달보다 작고, 행성 지위에서 쫓겨난 명왕성이 현재까지 확인된 것만 해도 무려 5개의 위성을 가지고 있다는 것이다. 수성·금성은 위성조차 없고, 지구는 하나, 화성은 두 개에 불과한데 말이다. 과학전문 뉴사이언티스트는 “명왕성의 다섯 번째 위성은 명왕성의 지위 격하를 둘러싼 논란에 신선한 소재를 제공하고 있다.”고 전했다. 그리스로마 신화의 죽음의 신 ‘플루토’(Pluto)에서 따온 이름만큼이나 명왕성의 운명은 기구했다. 1930년 2월 18일, 23살의 천문대 조수 클라이드 톰보가 미국 애리조나주의 로웰천문대 망원경을 통해 처음으로 명왕성을 발견했다. 명왕성의 발견은 천문학계의 놀라움이자 기쁨이었다. 천문학자들은 명왕성이 오랫동안 기다려온 ‘행성X’라고 믿어 의심치 않았다. 프톨레마이오스가 태양계 별의 족보를 정리한 뒤 코페르니쿠스가 지동설을 주장하기까지 1500여년이 넘는 시간 동안 태양계의 별은 태양을 포함해 7개뿐이었다. 천지개벽으로 여겨졌던 지동설조차도 별의 숫자가 아닌 중심축을 지구에서 태양으로 옮기는 데 머물렀다. 그러나 망원경의 발달로 1781년 3월 영국의 윌리엄 허셜이 천왕성을 발견하면서 이 같은 상식이 무참히 깨졌다. 허셜이 천왕성을 발견한 뒤 물리학자들은 뉴턴 물리학을 기반으로 천왕성의 궤도를 계산하기 시작했다. 하지만 망원경으로 관찰한 천왕성은 뉴턴의 공식을 완벽하게 따르지 않았다. 프랑스의 위르뱅 르베리에는 천왕성 외부에 또 다른 행성이 있어 천왕성의 궤도에 영향을 미친다고 판단하고 위치를 계산해 1846년 베를린 천문대의 요한 갈레에게 보냈다. 편지를 받은 그날 밤 갈레는 르베리에가 지목한 장소에서 정확히 새로운 행성, 해왕성을 찾아냈다. 명왕성의 발견 역시 해왕성의 궤도가 계산대로가 아니라는 사실에서 시작됐다. 1890년 퍼시벌 로웰은 애리조나주 플래그스태프에 천문대를 세우고 해왕성 이외에 천왕성의 궤도에 영향을 미치는 또 다른 행성 즉, ‘행성X’를 찾고자 했다. 논점을 이탈하는 얘기지만 천문학자이자 외교관, 실업가였던 로웰은 한국 역사에도 등장한다. 1876년 일본을 찾았다가 조선의 첫 미국 사절단의 통역을 맡았다. 오랫동안 한국을 뜻한 ‘조용한 아침의 나라’는 로웰이 조선을 다녀간 뒤 쓴 책의 제목이다. 로웰은 노월(越)이라는 한국 이름을 갖고 있었으며, 고종의 사진을 처음으로 찍어 남기기도 했다. 하지만 로웰이 예언하고, 그토록 찾고자 했던 행성은 그가 사망한 지 15년 뒤에야 발견됐다. 톰보가 발견한 행성은 11세 소녀 베네티아 버니의 제안에 따라 미지의 영역인 태양계의 끝에 있다는 의미로 플루토라는 이름을 갖게 됐다. 공교롭게도 첫 두 글자 P와 L는 퍼시벌 로웰의 이니셜이기도 하다. ●뉴호라이즌스호의 2015년이 기대되는 이유 명왕성 발견 당시 아마추어 천문학자에 불과했던 톰보는 일생 동안 혜성 하나와 초은하단 하나, 성단 6개, 소행성 750개를 발견했다. 1992년 NASA는 톰보에게 명왕성을 탐사하기 위한 위성 ‘뉴호라이즌스’호 탐사계획에 동참해줄 것을 요청했다. 1997년 세상을 떠난 톰보는 결말을 보지 못했다. 대신 2006년 1월 발사된 뉴호라이즌스호에는 톰보의 유골이 실렸다. 톰보는 2015년 7월 명왕성에 도착할 예정이다. 반세기 넘게 태양계의 막내로 인정받았던 명왕성의 지위가 흔들리기 시작한 것은 1990년대 이후 태양계에서 소행성을 비롯한 미확인 천체들이 잇따라 발견되면서부터다. 명왕성과 비슷한 크기의 소행성들이 여럿 등장하자 국제천문연맹(IAU)은 이들을 모두 행성으로 인정할 것인지(당시 발견된 것들을 모두 포함하면 태양계의 위성은 12개로 늘어날 예정이었다), 아니면 명왕성을 행성에서 제외할 것인지에 대한 의논을 시작했다. 논의 끝에 2006년 8월 24일 IAU 총회는 ‘태양 주위를 돌아야 한다.’ ‘충분히 큰 질량을 가져 자체 중력 때문에 둥글어야 한다.’ ‘자신의 공전궤도면에서 가장 지배적이고 강력한 존재여야 한다.’라는 행성의 세 가지 정의를 발표했다. 지름이 지구의 5분의1, 질량이 500분의1에 불과한 명왕성은 앞의 두 조건은 충족하지만 세 번째 조건을 충족하지 못한다. 명왕성의 궤도는 찌그러져 있어 공전 중에 해왕성보다 더 태양에 가까워지기도 하고 자신의 위성인 카론의 영향을 심하게 받는다. 이 때문에 명왕성은 왜행성으로 격하되면서 행성으로서의 지위를 잃고 말았다. 그해 미국에서는 몰락을 뜻하는 신조어인 ‘그 친구 명왕성 됐어.’(He’s plutoed)라는 문장이 올해의 문장으로 선정되기도 했다. 76년간의 믿음, 그것도 과학적 사실이 변하는 것은 그만큼 전 세계에 충격이었다. 명왕성에 대한 논란은 여전히 진행 중이다. 꼬마 행성인 명왕성의 위성은 지난해에 이어 올해 하나가 추가되면서 5개로 늘었고, 명왕성이 에리스와 쌍둥이별이라는 주장도 있다. 뉴사이언티스트는 “뉴호라이즌스호가 명왕성에 가까이 가면 얼마나 많은 위성이 새롭게 밝혀질지 모른다.”면서 “명왕성에 다시 행성이라는 이름을 붙여줄 새로운 근거가 마련되기를 많은 학자들이 기대하고 있다.”고 전했다. 명왕성은 행성일 당시 유일하게 미국에서 발견한 행성으로, 미국 천문학계의 자존심이었다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

우주에서 약 110억 년 전 생성된 가장 오래된 나선형 은하가 발견돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 스페이스닷컴 등 과학전문매체의 보도에 따르면 미국항공우주국(이하 NASA)의 연구팀은 허블망원경이 포착한 나선형 은하를 조사한 결과, 이것이 우주에서 가장 오래된 나선형 은하라는 사실을 밝혀냈다. ‘BX442’라는 이름이 붙은 이 나선형 은하는 NASA 연구팀이 하와이의 W. M. 켁 천문대(W. M. Keck)에서 우주에서 빛나는 3600개 가량의 별을 조사하던 중, 이것이 하나의 거대한 나선형 은하라는 사실을 알아냈다. BX442는 불규칙한 배열을 가진 일반 나선형 은하와 달리 두드러지게 대칭적인 것이 특징이다. 천문학자들은 이 은하가 137억년 전 우주대폭발(빅뱅)이 발생한 지 약 30억 년 후에 생성된 것으로 보고 있으며, 우리 은하계에서 약 107억 광년 떨어진 먼 곳에 있다고 설명했다. 연구를 이끈 캐나다 토론토대학의 데이비드 로우 박사는 “이 은하의 발견은 매우 우연이었다.”면서 “이렇게 오래되고 아름다운 은하계가 존재한다는 것이 매우 놀랍다.”고 말했다. 천문학자들은 BX442의 지속적인 연구를 통해 우주에서 나선형 은하의 탄생의 비밀을 풀 수 있을 것으로 기대하고 있다. 송혜민기자 huimin0217@seoul.co.kr

“지구서 달에 있는 사람 머리카락 자라는 속도 재는 격” “우리 은하는 40억년 뒤 안드로메다은하와 첫 충돌하고 65억년 뒤면 하나로 합쳐져 더 큰 은하를 형성하게 될 것입니다. 그렇다고 걱정할 필요는 없습니다. 은하는 거의 빈 공간이고 별간 거리도 멀어 태양과 다른 별이 실제로 충돌할 확률은 없다고 봅니다. 다만 그때까지 지구 상에 생명체가 존재한다면 그들이 보는 밤하늘은 지금과는 현격히 다를 것입니다. 먼저 은하가 다가오는 동안 안드로메다는 점점 커질 것이고 충돌 전엔 하늘의 상당 부분을 차지하게 될 것입니다. 40억년 뒤엔 두 은하 모두 충돌로 모양이 훼손돼 지금의 모습은 찾아볼 수 없을 것입니다. 끝으로 65억년 뒤엔 하늘에 은하수 대신 타원은하가 대부분을 차지하게 될 것입니다.” 한국 출신의 과학자 손상모(36) 박사는 자신의 연구 결과를 토대로 미래 상황에 대해 위와 같이 예측했다. 미국항공우주국(NASA) 연구기관 우주망원경과학연구소(STScI)에서 롤랜드 반더마렐 박사 연구팀에 참여한 손 박사는 “이상의 미래 예측은 허블의 관측 결과가 없었다면 근거가 없는 억측으로 치부될 수 있었지만, 이제는 안드로메다의 정확한 궤적을 알기 때문에 신빙성을 더할 수 있다.”고 설명했다. 이처럼 우리은하와 안드로메다가 미래에 겪게 될 일에 대한 놀라운 내용(두·세 번째 논문 1 저자는 반더마렐 박사며 손 박사는 공동저자다.)은 손 박사가 충돌 시기를 계산한 첫 번째 논문 결과와 함께 천문학 분야 최고 권위인 ‘천체물리학저널’ 7월 1일 호에 실렸다. 특히 이 같은 예측을 위해서는 정확한 측정 결과를 요하는 데 그 중요성 때문에 손 박사의 논문은 지난 5월 31일 미국 워싱턴에서 열린 NASA 기자회견에서 핵심 내용으로 다뤄졌다. 우리은하를 향해 안드로메다가 다가오고 있다는 사실은 이미 100여 년 전부터 알려졌다. 하지만 어떤 식으로 다가오는지는 알려진 정보가 없었다. 손 박사는 “야구공에 비유하면 타자가 공이 다가오는 것은 아는데 직구로 오는지 큰 커브를 그리면서 오는지에 대해서는 모르고 있다는 것과 마찬가지”라면서 “그러나 이번 연구 결과로 공이 직구, 그것도 정확히 어떤 코스로 날아오고 있는지 확신을 할 수 있게 됐다.”고 설명했다. 안드로메다가 우리은하로 다가오는 건 오래전부터 도플러 효과를 통해서도 알 수 있었다. 손 박사는 “도플러 효과의 원리는 경찰들이 과속차량을 단속할 때 쓰거나 야구에서 공의 속도를 측정할 때 쓰는 스피드건과 같다. 그러나 좌우로의 움직임(천문학에서는 이를 고유운동이라고 한다.)은 워낙 미세한 정도의 움직임이기 때문에 측정하기가 어려운 것”이라고 말했다. 손 박사에 따르면 어떤 천체가 좌우로 움직이는 운동을 잴 때 사용하는 원리는 다음과 같다. 어느날 망원경을 통해 영상을 찍고, 몇 년 뒤 다시 똑같은 영역의 영상을 찍는 것이다. 그리고 그 영상 안에 관심 있는 천체가 얼마만큼 움직였는지 거리를 재면 천체의 이동 속도가 나온다. 손 박사는 “이번 연구 결과도 이 원리를 이용한 것”이라면서 “다만 이전 연구와 다른 점은 안드로메다 정도 되는 거리의 천체에 대해 이런 측정을 아무도 해 본 적이 없다는 것”이고 설명했다. 다음은 손상모 박사와의 이메일 인터뷰. →안드로메다은하가 다가오는 속도는 어떻게 측정했는지 허블로 관측한 영상은 5~7년이라는 시간차이를 두고 촬영했다. 이 기간에 안드로메다가 움직인 거리는 허블에 달린 초고해상도 디지털카메라에서 고작 약 1/100 픽셀(화소 단위)이다. 이런 움직임은 기존의 많이 쓰는 기술로는 측정할 수 없다. 따라서 본인이 주도적으로 약 1년 반가량을 여러 가지 아이디어와 실험을 통해 기술과 프로그램을 개발하는데 보냈고 마침내 만족할 만한 정밀도로 측정이 가능해졌다. 결과적으로 우리가 측정한 속도를 비유하면 ‘지구에서 달에 있는 사람의 머리카락이 자라는 속도를 재는 격’이라고 할 수 있다. →전 세계적으로 이번 연구가 주목을 받았다. 감회가 어떤지 과학자는 주로 논문을 통해 자신의 연구 내용을 세상에 알리고 업적을 평가받는다. 논문의 내용이 중요하다고 판단되면 자의 또는 타의 적으로 보도자료를 내고 이를 주요 언론들이 조명하기를 기대한다. 그렇지만 NASA에서는 기자회견을 할 정도의 기회가 그리 많은 과학자에게 주어지지 않는다. 그런 면에서 이번 연구 성과에 대해 매우 영광스럽고 한편으로는 여러 가지 조건이 맞아떨어져 운도 따랐다고 생각한다. 허블을 이용한 수많은 연구 논문 중에서 NASA가 유독 이번 우리 연구팀의 결과에 주목하고 기자회견까지 한 이유는 허블이 아니면 측정할 수 없는 결과, 결과의 신빙성, 그리고 대중에게 호소할 수 있는 내용 (은하끼리의 충돌이라는 점) 때문으로 판단된다. NASA에선 여러 형태로 보도자료를 내는데, 이번 연구는 Science Update(사이언스 업데이트) 형식으로 보도됐다. Science Update는 NASA에서 행하는 대외 보도 중 최상위 것으로 1년에 10여 개를 내고 그중 천문학 논문에 대한 것은 1년에 한 번 정도 있을까 말까 한 것이다. 이런 중요성을 입증하듯 미국 내의 대부분 주요 매체뿐만 아니라 전 세계 언론에서 이번 연구 결과를 다뤘다. 개인적으로는 이번 보도 덕분에 캐나다의 라디오 방송과 브라질의 과학 잡지와 인터뷰를 하는 등 색다른 경험도 하게 됐다. →STScI에 들어간 계기는 캘리포니아공과대(칼텍)에서 방문연구원으로 재직할 당시 STScI의 롤랜드 반더마렐 박사가 허블을 이용해 안드로메다의 고유운동을 측정하는 연구를 한다는 정보를 듣고 해당 연구원을 뽑는 자리에 지원했다. 천문학자들에게도 안드로메다의 고유운동은 정밀한 관측과 복잡한 분석을 요구하기 때문에 매우 중요하지만 까다로운 일로 알려졌다. 또 결과 자체가 어떻게 나올지 불분명하기에 빠른 결과를 중시하는 현대 과학계 풍토에서 이런 일에만 전적으로 매달리는 걸 꺼리는 천문학자도 많다. 이런 불안한 요소를 알고 있음에도 난 관측천문학자로서 어려운 일을 하는 데 대한 도전 의식 같은 것이 발동해 STScI로 진로를 정했다. 이곳에 와서 좋은 결과도 발표하고 새로 배우고 개발한 기술도 많아서 지금으로서는 전혀 후회 없다. 국외 진출한 한국학자들은 얼마나 되고 이들 간에 교류는 있는지 다른 분야도 그렇다시피 갈수록 한국 과학자들의 잠재성이 인정돼 대학원생이나 연구원으로 해외 진출한 천문학자가 늘어가는 추세다. 그렇지만 절대적인 수로 해외 진출한 한국인 천문학자는 그리 많지 않기에 서로 잘 아는 편이다. 특히 1년에 두 번 열리는 큰 학회인 미국천문학회 회의 때는 공식 또는 비공식적으로 한국인 천문학자끼리 모여 인사를 나누고 각자의 연구 분야를 소개하는 시간을 가진다. 이외에도 해외 진출한 한국인 천문학자로 이뤄진 그룹이 페이스북에 있고, 주소록/연락처 데이터베이스가 매년 업데이트된다. →천문학자를 꿈꾸게 됐던 이유는 무엇인지 직업이 뭐냐는 질문에 천문학자라고 답하면 많이 듣는 말이 있다. 바로 ‘나도 한때 우주에 대해 관심이 많았고 공부하고 싶었다.’는 것이다. 그만큼 누구나 우주에 관한 관심은 어느 정도 있는 것 같다. 난 정확히 5살 때부터 천문학자를 꿈꿨다. 당시 주재원으로 파견되신 부친을 따라 미국 뉴저지에 3년간 살면서 어린이들을 위한 우주 관련 서적을 많이 접하게 된 것이 꿈을 키우는 데 큰 역할을 한 것으로 확신한다. →향후 연구 계획은 무엇이고 진로는 어떠한지 이번 연구로 연구팀의 업적이 인정돼 허블을 이용한 연구 프로젝트가 몇 가지 채택됐다. (허블을 이용하려면 논문에 가까운 지원서를 작성해 8대 1 이상의 경쟁률을 뚫고 채택돼야 한다.) 현재 연구 중인 내용은 가까운 은하들의 고유운동을 통해 은하 형성과 진화 역사를 규명하는 일이다. 여기서 사용하는 기술은 안드로메다 연구에서 사용했던 기술과 거의 같다. STScI에서는 계약이 4~5년으로 정해져 있고 앞으로는 좋은 연구원이나 대학교로 기회가 주어지는 대로 지원할 예정이다. 직업적인 꿈 외에도 천문학자로서 이루고 싶은 꿈들이 있다. 우주라고 하면 일반인들이 막연하게 신비하다고 생각하는 경향이 있는데 대중에게 좀 더 구체적으로 천문학에 대해 알리고 싶다고 오래전부터 생각했다. 특히 이를 위해 언젠가 강연도 하고 책을 쓰고 싶기도 하다. →천문학자가 꿈인 이들에게 조언 한마디 부탁한다 지금은 한국에도 좋은 (천문학 관련) 책이 넘쳐나고 있다. 그만큼 훌륭한 천문학자도 많고 사회적인 분위기도 이전의 ‘춥고 배고픈 학문’이라는 선입견보다는 차세대를 주도할 학문이라는 긍정적 면이 두드러지는 방향으로 가기 때문인 듯하다. 천문학자가 되는 길은 과학과 적성이 맞는다면 누구에게나 열려 있다. 그러나 가장 까다로운 부분은 어떤 유혹이나 역경에도 그 꿈을 버리지 않는 것이다. 실제로 천문학을 할 정도의 열정이 있는 사람 중에 현실의 벽에 부딪혀서 다른 분야로 간 경우를 자주 봤다. 막연한 동경과 신비로움 때문에 꿈이 생겼다면 책이나 다른 자료들을 통해 그 꿈을 구체화해가는 것이 좋은 길이라고 생각한다. 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

명왕성에서 새로운 위성이 발견돼 학계가 주목하고 있다. 미국항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA) 과학자들은 지난 11일(현지시간) “허블우주망원경을 이용해 명왕성 주위를 공전하는 다섯 번째 위성을 발견했다.”고 발표했다. 잠정적으로 ‘S/2012’ 혹은 ‘P5’로 명명된 이 위성은 지름이 10~24km로 불규칙한 모양을 띠고 있으며, 명왕성으로부터 약 9만 3,000km 거리에서 공전하고 있다. 이는 지구 궤도를 공전하는 달까지 거리의 약 8분의 1 정도가 된다. 지구 중심에서 달의 중심까지 거리는 약 39만 km이다. 이번에 발견된 위성 역시 다른 4개의 위성처럼 모두가 질서정연한 동심원 궤도로 공전하는 것으로 나타났다. 이에 대해 미국 SETI 연구소의 행성천문학자 마크 쇼월터는 “마치 러시아 인형처럼 차곡차곡 쌓인 궤도를 돌고 있다.”고 설명했다. 명왕성의 가장 큰 위성인 카론은 1978년 미국 해군천문대(USNO)가 발견했으며 지름은 약 1,040km다. 이어 2005년 이번처럼 허블 망원경으로 발견된 닉스와 히드라는 약 30~110km 정도의 크기로 추정된다. 지난해 발견된 ‘S/2011’ 혹은 ‘P4’는 지름이 13~34km 정도로 이번 발견된 위성보다 조금 더 큰 정도다. 연구진은 새 위성의 발견이 오는 2015년 명왕성에 도착할 예정인 NASA의 탐사선 뉴 호라이즌스 호가 더욱 안전하게 길을 찾는데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 한편 명왕성은 지난 1930년 처음 발견돼 태양계의 9번째 행성으로 많은 연구의 대상이었지만 지난 2006년 왜행성(또는 왜소행성)으로 격하됐다. 명왕성이 왜행성으로 재분류된 이유는 수십억 년 전 태양계 외곽의 작은 얼음덩어리를 많이 포함한 카이퍼 대의 충돌로 형성됐다고 밝혀졌기 때문이다. 사진=미항공우주국 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

▶원문 및 사진 보러가기 마치 우주에서 우리를 바라보는 듯한 눈동자를 닮은 우주 사진이 공개돼 화제가 되고 있다. 10일 영국 데일리메일에 따르면 이 사진은 죽어가는 늙은 별이 뿜어내는 최후의 숨결을 허블 우주망원경이 포착한 것이다. 기린자리(Camelopardalis)에 있는 이 별의 정식명칭은 ‘U Camelopardalis’로 줄여서 ‘U 캠(U Cam)’으로 불린다. 지구에서 약 1500광년 떨어진 U 캠은 이제 수명이 거의 다해 죽음을 향한 마지막 연료를 태우고 있는 불안한 상태다. 이 별의 핵에서 외피로 헬륨가스가 수천 년마다 주기적으로 폭발하고 있는데 가장 최근의 폭발로 가스가 분출된 모습이 마치 눈동자처럼 나타난 것이다. U 캠은 산소보다 탄소를 더 많이 가진 탄소성(星)으로 우주에서도 몇 안 되는 별이다. 이는 별의 표면 중력이 매우 약해 강력한 항성풍이 불 때마다 많은 양의 탄소를 손실하기 때문이다. 천구의 북극 즉 북쪽 하늘에서 관찰할 수 있는 U 캠은 허블 망원경에 찍힌 사진보다는 실제 훨씬 작은 별이다. 사실 허블 사진 중앙에 작은 픽셀 하나로만 표현될 정도로 작다고 한다. 하지만 작은 크기에도 그 밝기는 다른 어떤 별과 비교해도 압도적으로 밝아 카메라의 수용체를 포화시킬 정도다. 따라서 모성보다 훨씬 크고 희미한 기체의 껍질이 허블의 사진에 자세히 나타났다. 이 현상은 종종 불규칙하고 불안정하지만 U 캠에서 방출된 기체의 껍질은 거의 완벽한 원형에 가깝다고 한다. 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

미국항공우주국(이하 NASA)가 우주에서 포착한 환상적인 ‘우주 불꽃놀이’ 사진을 공개했다. 이 사진은 ‘허빅-하로 110’ 천체 내 강력한 에너지를 가진 어린별에서 가스가 세차게 분출돼 주위 가스 및 우주먼지와 부딪히는 장면을 담고 있다. ‘허빅-하로 천체’(Herbig-Haros)는 1950년대 천문학자 조지 허빅과 걸리러모 하로가 발견한 것으로, 별이 탄생할 때 별 주위의 원반 형태 먼지구름이 떨어진 뒤 이 회전축을 따라 2개의 빠른 제트(분출물)의 끝에 형성된 성간운을 뜻한다. 성간운은 우리 은하계 또는 은하계 외에서 볼 수 있는 가스, 플라스마, 우주먼지 등을 통틀어 이르는 말이며, 이러한 장면은 생성된 지 10만년 이하의 어린별에게서만 볼 수 있다. 모든 원시별이 탄생할 때에는 양극에서 제트 분출로 인한 충격파가 발생한다는 점에서 ‘별 탄생의 세리모니’라 부르기도 한다. 이러한 단계는 1만년에서 수만년 동안 계속되며, 이 과정을 지나 별의 질량에 따라 다음 단계로 진화할 수 있다. 한편 별의 탄생을 축하하는 ‘우주의 불꽃놀이’로 일컬어지는 이 장면은 NASA의 허블우주망원경의 ACS(the advanced camera for surveys)카메라와 와이드필드카메라3(Wide field Camera3) 등으로 포착했다. 송혜민기자 huimin0217@seoul.co.kr

천문학자와 이론물리학자는 ‘우주의 근원’이라는 충분히 현학적인 의문에 도전하는 사람들이다. 그들은 오늘을 살아가는 데 바쁜 사람들 속에서 137억년 전쯤으로 알려져 있는 태초에 어떻게 우주가 생겨났는지를 궁금해하고, 그 의문에 답하기 위해 끊임없이 연구한다. 직접 실시간으로 볼 수 없으니 새로운 기계를 만들어 내고, 머릿속에서 새로운 가설을 구성한다. 하지만 목동이 양을 치며 별을 바라보던 시절부터 수천년이 넘게 지났음에도 과학자들은 우리가 살고 있는 우주에 대해 극히 일부만을 알아냈을 뿐이다. 과학저널 사이언스는 이달 초 ‘현대 천문학의 8가지 수수께끼’라는 글을 통해 오늘날 천문학자들이 가장 궁금해하는 내용을 다뤘다. 이들 중 일부는 완전한 미궁 속에 빠져 있으며 실제로 존재하지 않는 상상의 산물일 수도 있고, 또 다른 일부는 곧 우리 앞에 실체를 드러낼 수도 있다. 1920년대 천문학자인 에드윈 허블은 우주가 팽창한다고 여겼다. 그는 변광성을 관측해 우주가 과거에 비해 더 빠르게 팽창하며, 은하들은 더 멀어지고 있다고 주장했다. 1998년 그의 이름을 딴 미항공우주국(NASA)의 허블 우주망원경은 초신성을 관측해 과거의 우주가 현재에 비해 훨씬 천천히 움직이고 있었다는 사실을 입증했다. 현대 천문학자들의 첫 번째 수수께끼인 ‘암흑에너지’(dark energy)의 존재는 여기에서 출발한다. 물질은 중력을 가지고 있고 빅뱅(대폭발)의 힘으로 팽창을 시작한 우주는 결국 은하들의 중력에 의해 다시 수축하는 것이 당연해 보인다. 하 지만 우주는 점차 빠르게 가속 팽창하고 있다. 이 때문에 학자들은 보통의 물질과 달리 서로 밀어내는 척력을 가진 에너지를 새롭게 생각해 내고 이를 암흑에너지라고 불렀다. 1998년 도입된 암흑에너지 이론은 아직까지 직접적으로 존재가 입증된 적은 없다. 학자들은 계산을 통해 암흑에너지가 전체 우주의 73%를 지배하고 있는 것으로 추정하고 있다. (2)암흑 물질의 온도는? -높은 온도를 가졌다면 보일텐데 두 번째 수수께끼는 암흑에너지와 비슷한 이름을 가진 ‘암흑물질’(dark matter)의 온도이다. 1960년대 초 천문학자들은 뉴턴의 만유인력의 법칙을 따르지 않는 은하들을 발견했다. 엄청나 속도로 움직이는 이들 은하가 만약 만유인력의 법칙을 따른다면, 이들은 당장 해체돼야 마땅했다. 비슷한 시기에 미국 워싱턴 카네기연구소의 베라 루빈 박사 역시 태양계가 속해 있는 은하의 움직임이 비정상적이라는 사실을 확인했다. 두 현상 모두 망원경으로 실제 관측이 가능한 것보다 훨씬 더 많은 물질이 보이지 않는 공간을 채우고 있어야만 설명이 가능한 상황이었다. 이를 기반으로 루빈은 우주의 총질량은 우리가 보는 것보다 10배 이상 크다는 새로운 이론을 제시했다. 보이지 않는 물질은 암흑물질로 부르기로 했다. 루빈의 이론은 후속 연구를 거듭한 끝에 1978년 천문학계의 주류학설이 됐다. 그 후로 30년이 넘는 시간이 지났지만 암흑물질이 수수께끼로 남아 있는 이유는 암흑에너지와 마찬가지로 뚜렷한 입증이 불가능하고 부수적인 효과로 입증해야 한다는 점 때문이다. 특히 암흑물질의 온도를 알아내는 것이 중요하다. 암흑물질이 높은 온도를 가지고 있다면 이는 빛이 눈에 보인다는 뜻이다. 반대로 온도가 매우 낮은 상태로 유지된다면 유독 암흑물질만 온도가 낮게 유지될 수 있는 이유를 밝혀 내야 한다. (3)사라진 중입자는 어디에 -은하 사이 다른 형태로 숨어있나 세 번째 수수께끼 역시 앞서 얘기한 암흑물질과 암흑에너지의 영향권 내에 있다. 암흑에너지와 암흑물질이 우주에서 차지하는 질량은 95%에 이른다. 결국 우리가 눈으로 볼 수 있는 별, 은하 등은 5% 수준이어야 한다. 문제는 실제 관측되는 양이 그 절반에도 미치지 못한다는 것이다. 천문학과 이론물리학자들은 이를 ‘사라진 중입자’(missing baryons)로 불리는 현상으로 설명하려고 한다. 중입자는 우주에서 관측이 가능한 물질의 대부분을 이루는 양자와 전자로 이뤄져 있다. 사이언스는 “학자들이 초기 우주에서부터 현재까지의 중입자 수를 관측한 결과 중입자는 우주 역사가 흘러가면서 점차 줄어들었다.”고 밝혔다. 학자들은 이들 중입자가 은하 사이에 또 다른 형태로 숨겨져 있다고 짐작하고 있다. (4)별은 어떻게 폭발하는가 -거대한 폭발, 그 원리는 미스터리 다음 수수께끼는 별의 죽음에 대한 ‘별은 어떻게 폭발하는가’이다. 전래 동화나 신화와 달리 별은 영원한 존재가 아니다. 나이 든 별이 죽을 때는 초신성 ‘슈퍼노바’라는 거대한 폭발을 일으키며 전체 은하보다 더 밝은 빛을 낸다. 오랜 시간 동안 과학자들은 초신성을 관측해 왔고, 이제는 컴퓨터를 통해 대략적인 과정을 재현할 수 있지만 그 원리는 여전히 미지의 영역이다. (5)재이온화는 어떻게 이뤄졌나 -역동의 우주가 안정되기까지 과정은 다음 수수께끼는 우주의 재이온화(re-ionization)이다. 빅뱅 이론은 137억년 전 엄청난 고온과 고밀도의 한 점에서 우주가 시작됐다는 전제를 갖고 있다. 이론에 따르면 빅뱅 직후 몇억년간 우주는 역동적인 변화를 겪으며 점차 안정적인 모습을 갖게 된다. 초기 우주를 가득 채웠던 수소가스의 안개가 걷히고 자외선이 투과될 수 있는 상태로 변해간 것으로 추정된다. 사이언스는 “약 40년 동안 양자와 전자의 상호 인력이 작용할 만큼 온도가 낮아졌고 중성수소가 생성됐다.”면서 “수억년 뒤 우주 물질들은 ‘광자를 투과할 수 있는 이온화 플라스마’ 상태가 됐고 오늘날까지 유지되고 있는데, 이는 재이온화라고 불리는 미지의 과정”이라고 설명했다. (6)고에너지 우주선의 기원은 (7)태양계엔 행성이 또 있을까 (8)태양의 코로나는 왜 뜨겁나 사이언스는 이 밖에 ‘고에너지 우주선(energetic cosmic rays)의 기원’, ‘태양계는 왜 특별한가’, ‘태양의 코로나는 왜 그렇게 뜨거운가’ 등을 나머지 수수께끼로 꼽았다. 지구를 포함한 태양계의 안쪽 행성 4개는 중심부가 금속이고 지각이 암반으로 구성돼 있지만 외곽의 4개 행성은 각각의 특성을 갖고 있다. 이처럼 태양계가 독특한 구성을 갖게 된 이유를 밝혀 낸다면 지구와 비슷한 또 다른 행성을 찾을 가능성이 높아진다. 또 태양의 외부 대기인 코로나는 섭씨 50만도에서 600만도의 열기를 내뿜지만 태양 표면보다 수백배 높은 온도를 낼 수 있는 이유는 정확하게 알려져 있지 않다. 사이언스는 “눈에 보이지 않는 태양 표면 아래에서 태양 자기장이 코로나의 온도를 높이는 역할을 하는 것으로 추정되지만 구체적인 원리나 확신은 없는 상태”라고 밝혔다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

태양 크기의 수백 배에 달하는 초대형 블랙홀들이 자신의 본래 은하에서 벗어나 우주를 떠돌고 있으며, 우리 은하계를 스쳐 지나갈 것이라는 전문가들의 예측이 나왔다. 과학전문매체인 스페이스닷컴 등의 7일자 보도에 따르면, 미국항공우주국(이하 NASA)의 허블 우주망원경으로 조사한 결과, 지구에서 40억 광년 떨어진 곳에서 CID-42로 불리는 매우 밝은 천체를 발견했다. 이 초대형 블랙홀은 본래 궤도에서 벗어나 시속 500만㎞의 엄청난 속도로 이동하며, 중력파 방출의 힘에 의해 은하 중심부에서 바깥으로 쫓겨나고 있는 것으로 추측된다. 중력파는 아인슈타인이 일반상대성이론을 발표하면서 예측한 이론으로, 블랙홀의 충돌 또는 별의 폭발 등이 발생하면서 시공간의 뒤틀림이 나타나고, 이것이 파동으로 전달되는 현상을 뜻한다. 천문학계는 이 현상이 오랫동안 가설로 존재해왔을 뿐 실제로 확인된 바가 없지만, 이번 발견을 통해 중력파를 입증할 할 수 있을 것이라는 기대를 내놓고 있다. 프란세스카 시바노 하버드-스미스소니언 천체물리학연구소(CfA) 소속 과학자는 “이렇게 거대한 블랙홀이 엄청난 속도로 움직인다는 것은 매우 믿기 어렵다.”면서 “이번 발견은 아인슈타인이 주장했지만 눈으로 확인하기 어려웠던 중력파에 대한 근거가 될 것”이라고 설명했다. 한편 전문가들은 NASA의 챈드라 망원경을 이용해 광원을 분리하고 X선 관측을 한 결과, X선이 둘이 아닌 하나로부터만 나온다는 사실도 밝혀냈다. 이는 이 초대형 블랙홀이 두 개의 은하가 충돌한 뒤 중심부의 블랙홀이 하나로 합쳐져 탄생했으며, 당시 충돌에 의해 생긴 중력파의 영향으로 우주 바깥공간으로 밀려나고 있다는 가설의 근거가 되고 있다. 만약 이 가설이 사실로 밝혀진다면, 우주에는 홀로 자유롭게 떠도는 태양 크기 수백 배의 초대형 블랙홀이 매우 많을 것이라는게 전문가들의 예측이다. 이번 연구결과는 미국 천문학회전문지 ‘아스트로피지컬 저널’(The Astrophysical Journal) 6월 호에 실릴 예정이다. 송혜민기자 huimin0217@seoul.co.kr

허블 우주망원경 보다 성능이 좋은 군사용 고성능 스파이 망원경 2개가 미국 항공우주국(NASA)으로 넘어간다. 4일(현지시간) 데일리 메일 등 해외언론에 따르면 미국 국가정찰국(NRO)은 군사시설 탐지 및 감시 임무에 쓰던 망원경을 나사로 넘겨 우주 연구에 활용하기로 결정했다는 것. 국가 정찰국은 첩보위성을 제작 운용해 수집된 사진 등을 중앙정보국(CIA)이나 국가안보국(NSA)에 제공하는 극비기관이다. 이들 망원경은 허블과 유사한 크기의 렌즈를 가지고있지만 허블의 100배를 커버할 수 있으며 현재 뉴욕 로체스터의 창고에 보관중이다. 나사와 국가정찰국 모두 망원경의 사진을 공개할 예정이며 나사는 이들 망원경으로 낡은 허블망원경을 대체해 ‘암흑 에너지’와 우주팽창 등의 연구에 활용할 계획이다. 나사의 핵물리학 책임자 폴 헤르츠는 “나사도 비용문제만 해결되면 2024년 새 망원경을 발사하길 희망한다”고 밝혔다. 인터넷 뉴스팀

약 40억년 뒤 우리은하가 이웃의 안드로메다은하와 충돌할 것이라는 결과를 발표한 미국의 연구진에 한국 출신의 천문학자가 참여한 사실이 뒤늦게 알려졌다. 지난달 31일 미국 워싱턴에서 열린 미국항공우주국(NASA)의 기자회견에서 우주망원경과학연구소(STScI) 연구진은 허블우주망원경을 통해 관측한 결과 약 37억5000만년 뒤 우리 은하와 안드로메다은하와 충돌할 것임을 밝혔다. 이 같은 성과는 두 은하의 충돌 시기가 처음으로 정확하게 예측된 것이기 때문에 학계는 물론 해외 주요언론이 주목하고 있다. 그런데 주요 언론을 통해 보도된 STScI의 토니 손 박사가 한국천문학연구원(KASI) 출신의 과학자라는 사실이 일부 네티즌을 통해 알려졌다. 손박사의 한국 이름은 손상모. 지난 2006년 4월까지 KASI에서 근무했으며 현재 메릴랜드 주에 거주하며 STScI에 근무하는 것으로 나타났다. 100년만에 천문학계의 최대 관심사를 해결한 연구에 한국 출신의 과학자가 참여했다는 사실만으로도 놀라울 따름이다. 손박사는 당시 해외 언론과의 인터뷰에서 “(학자들은) 거의 한 세기동안 우리은하와 안드로메다에 대한 미래의 운명을 예측해 왔고, 마침내 향후 수십억년간에 걸쳐 발생할 사건(은하 충돌)이 어떻게 전개될 지를 나타낸 명확한 그림(시뮬레이션)을 얻게 됐다.”고 설명했다. 인류가 생존할지조차 알 수 없는 먼 미래에 발생할 사건이지만, 연구진은 허블망원경의 놀라운 성능 덕분에 안드로메다의 고유운동까지 관찰해 우리가 살고 있을 지구와 태양은 파괴되지 않고 무사할 것이라고 전했다. 한편 이번 연구는 천체물리학 저널 다음 호에 상세히 실릴 예정이다. 사진=NASA 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

미확인비행물체(UFO)와 닮아 보이는 외계 은하가 촬영돼 눈길을 끈다. 1일 미국 디스커버리뉴스 보도를 따르면 우리 시간으로 지난달 31일 미항공우주국(NASA)은 허블우주망원경으로 촬영한 ‘UFO 은하’ 이미지를 공개했다. 공개된 이미지를 보면 수많은 별들이 모인 은하가 마치 흔히 알려진 원반 형태의 외계우주선 혹은 UFO와 비슷한 모습을 보이고 있으며 그 은하원반 주위에는 젊은 푸른 별로 이뤄진 밝은 성단이 나타나 그 특유의 타원형을 돋보이게 하고 있다. 이 은하는 사실 지구로부터 약 2800만광년 떨어져 있는 막대나선은하로, ‘NGC 2683’라는 공식 명칭을 지니고 있다. 하지만 지구를 공전하고 있는 허블 망원경의 위치로 인해 이 같은 형태가 우연히 촬영됐다고 한다. 이 때문에 이미지를 발견한 미국 플로리다 주에 있는 우주비행사 기념 천문관 및 관측소 천문학자들은 이 은하에 ‘UFO 은하’라는 별칭을 붙여줬다. NASA는 공개된 이미지에 대해 “은하핵의 황금빛 헤이즈(옅은 안개)에 대해 실루엣으로 나타난 나사선 팔의 섬세한 먼지층을 볼 수 있는 좋은 기회”라고 밝히고 있다. 사진=미항공우주국 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

EBS ‘다큐10+’는 21일 밤 11시 10분 ‘우주 탐사의 첨병, 허블우주망원경’을 방영한다. 허블망원경이 처음 발사된 것은 1990년. 우주 왕복선 디스커버리호에 실려 지구 상공 600㎞ 우주궤도에 올랐다. 우주의 비밀을 탐구해보고 싶다는, 인류의 오랜 소망이 반영된 것이다. 허블망원경은 길이 13m, 무게 11t, 주거울 지름이 2.4m인 거대한 망원경을 품고 있다. 대략 버스 한 대 정도의 크기다. 기대에 부응이라도 하듯, 허블망원경은 관측 활동을 시작한 이래 지상 망원경으로는 얻을 수 없었던 선명하고 또렷한 영상들을 손쉽게 촬영할 수 있었고, 이런 자료를 토대로 판독작업이 진행되면서 천문학에 비약적인 발전을 가져다줬다. 2009년 대대적인 업그레이드 공사를 진행했다. 2010년 1월 미항공우주국(NASA)은 이 우주 망원경이 아득히 먼 거리의 우주를 촬영하는 데 성공했다고 발표했다. 업그레이드 이후에도 정상적인 임무를 수행하는 데 이상이 없을 뿐 아니라 더 수준 높게 작동하고 있음을 입증했다. 우주 망원경은 설치 이후 네 번의 수리와 업그레이드를 통해 수명을 연장해왔다. 그러나 2003년 우주왕복선 컬럼비아호 폭발사건 이후 논란이 일어났다. 이때만 해도 허블 우주 망원경을 퇴역시키는 게 어떠냐는 의견이 지배적이었다. 그러나 과학자들은 연구에 투자할 만한 가치가 있다는 점을 계속 부각시켰고, 일반인들의 호응에 힘입어 2009년 5월 우주왕복선 애틀랜티스호가 다섯 번째 정비 임무를 띠고 발사됐다. 이때 업그레이드된 성능으로 지금까지 인류가 목격한 것 가운데 지구로부터 가장 멀리 떨어져 있는 천체를 촬영하는 데 성공했다. 지금 과학자들은 우주가 137억년 전 빅뱅으로 탄생했다고 본다. 이번에 촬영된 영상 가운데 우주가 탄생한 지 얼마 지나지 않아 생성된 천체의 모습도 있다. 과학자들은 이 영상을 토대로 우주의 미스터리에 도전하고 있다. 이 영상과 그 의미는 무엇인지에 대해 들려준다. 조태성기자 cho1904@seoul.co.kr

미국우주항공국(이하 NASA)가 지난 7일 별들의 집단 탄생지를 포착한 사진을 공개했다고 스페이스닷컴 등 과학전문매체가 보도했다. 보도에 따르면 R136이라 명명된 이 별들의 탄생지는 마젤란 성운과 도라듀스 성단에 있으며, 이곳에서 탄생하는 많은 별들 중 일부는 태양 질량의 100배, 밝기는 10만배에 달한다. NASA가 허블망원경으로 촬영한 R136은 지구와 가까워서 각각의 별 해상도를 촬영할 수도 있었으며, 이중 푸른색을 띠는 별은 가장 크고 온도가 높으며 녹색 빛은 산소, 붉은 빛은 수소를 나타낸다. 전문가들은 별들이 모인 이 지형 밖에서 별폭풍이 발생하면, 이 충격으로 새로운 별들이 탄생하는 것으로 추측하고 있다. 허블 망원경이 포착한 이 장면은 다이아몬드를 닮은 푸른 별 사이에 크리스마스트리를 닮은 어두운 영역을 포함해, 상상을 자극하는 환상적인 빛으로 네티즌들의 눈길을 사로잡고 있다. 한편 이 사진은 NASA가 2009년 10월 20~27일 촬영한 것이며, 과거에 스피처 망원경으로 촬영한 바 있지만 위 사진처럼 근접한 고해상도의 이미지를 얻지는 못했다. 송혜민기자 huimin0217@seoul.co.kr