최근 미국, 유럽은 물론 한국 등 과학자 200여 명으로 구성된 ‘사건지평선망원경'(EHT)은 사상 최초로 블랙홀과 그 주변의 실제 모습을 관측했다. 비록 단순한 도넛 모양의 사진이지만, 과학자들은 물론 일반 대중에게도 큰 인상을 남긴 과학적 성과였다. 하지만 이번에 EHT가 관측한 블랙홀의 고향인 M87 은하(혹은 처녀자리 A 은하) 역시 블랙홀만큼이나 흥미로운 은하다. M87 은하는 지구에서 5500만 광년이나 떨어져 있지만, 워낙 밝고 거대한 타원 은하라 지구에서도 쉽게 관측된다. 물론 거리 때문에 맨눈으로는 볼 수 없지만, 이미 1781년에 천문학자 샤를 메시에에 의해 관측되어 M87(Messier 87)이라는 명칭을 얻었다. 이후 1918년, 미국의 천문학자인 허버 커티스는 M87이 중심부에서 나온 가시 같은 직선 모양 구조를 가지고 있다는 사실을 발견했다. 당시에는 그 정체를 몰랐지만, 이 독특한 구조물의 정체는 블랙홀에서 뿜어져 나오는 입자의 흐름인 제트(jet) 였다. 블랙홀로 빨려 들어가는 물질이 너무 많으면 상당수 물질은 흡수되는 대신 자기장을 따라 블랙홀의 양 축으로 방출된다. 따라서 많은 물질을 빨아들이는 은하 중심 블랙홀은 역설적으로 엄청난 물질을 거의 광속에 가까운 속도로 방출한다. 이를 블랙홀의 제트라고 한다. M87 은하는 우리 은하의 수백 배에 달하는 질량을 지닌 거대 은하로 그 중심에는 태양 질량의 65억배에 달하는 거대 질량 블랙홀이 존재한다. 여기서 뿜어져 나오는 제트는 5000광년 이상 길이를 지녀 블랙홀의 제트를 연구하는 과학자들에게 중요한 연구 대상이다.최근 미 항공우주국 제트추진연구소 과학자들은 허블우주망원경 및 스피처우주망원경, 그리고 미 국립 전파 망원경 관측소의 VLA(Very Large Array) 이미지를 EHT의 블랙홀 이미지와 합성해 이번에 관측한 블랙홀의 본체와 그 주변 제트를 비교했다.(사진) 거대한 솜털 같은 M87 은하의 중심부를 확대하면 양 방향으로 뿜어져 나오는 제트의 모습을 볼 수 있는데, 사실 지구 반대 방향으로 나오는 제트는 블랙홀에 가려 직접 관측이 어렵다. 과학자들은 전파 망원경을 통해 제트에 의한 충격파를 관측해 간접적인 방법으로 양쪽 방향으로 퍼지는 제트의 모습을 확인할 수 있다. 그리고 이 제트의 중심점에는 EHT로 관측한 M87 은하 중심 블랙홀이 존재한다. 24만 광년에 달하는 M87 은하에 비해 제트는 작은 크기이며 중심 블랙홀은 제트와는 비교할 수 없을 만큼 작은 크기다. 따라서 작은 사각형에서 블랙홀의 크기는 매우 작은 점으로 표시했다. 이를 보면 이번에 EHT가 얼마나 작은 점을 관측했는지 가늠할 수 있다. M87 은하는 지구에서 비슷한 거리에 있는 은하 가운데 가장 거대한 것으로 대형 타원 은하와 초대형 블랙홀을 연구하는 과학자들에게 오랜 세월 흥미로운 관측 대상이었다. 앞으로도 이 미스터리한 거대 은하와 블랙홀에 대한 연구가 계속될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

10년 뒤 지구를 스쳐지나갈 것으로 예측되는 커다란 소행성 하나를 이미 과학자들은 주시하고 있는 것으로 전해졌다. 2일(이하 현지시간) 미국 CNN 등 외신에 따르면, 과학자들은 지난달 30일 오후 미국 워싱턴DC 근교 메릴랜드대(칼리지파크)에서 개최 중인 행성방위회의에서 오는 2029년 4월 13일 지구에 최대로 접근하는 ‘99942 아포피스’(이하 아포피스)라는 이름을 지닌 한 소행성을 관측해서 어떻게 과학적으로 활용할지 논의했다. 지금으로부터 6년 전인 2013년 1월, 지구 옆 약 145만㎞까지 접근한 아포피스는 2004년 발견됐다. 당시 천문학자들은 이 소행성이 오는2029년 지구와 충돌할 확률이 2.7%에 이른다고 발표해 많은 이들의 관심을 끌었다.이후 천문학자들은 아포피스에 관한 연구를 거듭해 지름 340m로 추정되는 이 소행성이 2029년 지구 옆 3만1000㎞까지 접근한다는 예측 결과를 내놨다. 이는 현재 지구 주위를 공전하는 일부 인공위성 만큼 가까운 것이지만, 궤도상 충돌 확률은 현재 10만 분의 1 미만으로 사실상 없는 것이나 다름없다. 그렇지만 이렇게까지 가까이 다가오는 대부분의 소행성보다 훨씬 더 큰 아포피스의 대접근은 지구위협소행성을 자세히 연구할 특별한 기회를 줄 것이라고 NASA는 말한다. 이날 아포피스를 주제로 열린 제3차 본회의에서 주최자를 맡은 NASA 제트추진연구소(JPL)의 레이더 학자 마리나 브로조비치 박사는 앞서 NASA 홈페이지를 통해 공개된 소식지를 통해 “2029년 아포피스 대접근은 과학에 놀라운 기회가 될 것”이라고 말했다. 또 브로조비치 박사는 “우리는 광학망원경과 레이더망원경으로 아포피스를 관측할 것”이라면서 “레이더망원경 관측으로 우리는 소행성의 표면을 자세히 들여다 볼 수 있을 것”이라고 말했다. NASA에 따르면, 아포피스는 10년 뒤 이날 오후 6시 직전(이하 미국 동부 표준시) 대서양에서 가장 가까운 곳을 지날 것이다. 하지만 이 소행성은 이 시점보다 몇 시간 전부터 하늘에서 볼 수 있을 것이다. 아포피스는 남반구 밤하늘에서 처음 목격할 수 있는데 호주 동부 해안에 있는 관측자들에게 ‘첫 인사’를 건넬 것이다. 그 후 정오 세네시간 정도까지 적도 부근에 도달하기 위해 서쪽으로 이동하다가 오후 7시쯤 북아메리카대륙 상공을 지날 것이다. 이번에 아포피스가 지구에 충돌할 가능성은 거의 없지만, 이 대접근은 아포피스에 어떤 영향을 미칠 것이다. 이에 대해 브로조비치 박사와 함께 회의 주최를 맡은 JPL 근지구천체센터(CNEOS)의 천문학자 다비드 파노키아 박사는 “이미 우리는 아포피스가 지구와 가까워진 영향으로 궤도가 변하리라는 것을 알지만, 예측 모형은 소행성의 회전 방식을 바꿀 수 있고 그 표면에 작은 눈사태와 같은 변화가 있을 수 있다는 것을 보여준다”고 설명했다.또한 근지구천체센터(CNEOS)의 폴 초디스 센터장은 “아포피스는 지금까지 알려진 지구위협소행성(PHA) 약 2000개 가운데 하나”라면서 “2029년 근접 비행하는 아포피스를 관측함으로써 우리는 언젠가 행성 방위를 위해 사용할 중요한 과학적 지식을 얻을 것”이라고 말했다. 한편 아포피스의 이름은 고대 이집트 신화에 나오는 태양 신 라(La)의 숙적으로 혼돈과 어둠을 상징하는 뱀의 모습을 한 악의 신 아펩의 이름으로 영어식으로 따온 것으로 알려졌다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

르네상스 시대 이탈리아가 낳은 천재 미술가이자 과학자인 레오나르도 다빈치(1452~1519)의 초상화 한 장이 새롭게 확인됐다. 2일(현지시간) 영국 가디언과 BBC 등 외신은 다빈치 사망 500주년인 오늘 영국 왕실의 소장품 사이에서 발견된 다빈치의 초상화가 버킹엄궁에 전시됐다고 보도했다. 영국 왕실재단 ‘로열 컬렉션 트러스트’의 큐레이터 마틴 클레이튼은 전시회 준비 중 우연히 이 초상화를 발견했으며, 다빈치의 제자 중 한 사람이 그린 것으로 추정된다고 밝혔다. 지금까지 확인된 다빈치의 초상화는 그의 제자인 프란체스코 멜치(1493~1570)가 그린 것이 유일했다. 클레이튼은 “새롭게 발견된 초상화 속 다빈치는 훨씬 더 생각과 고민이 많아 보인다. 65세쯤으로 추정되는데 그때 다빈치는 팔에 마비가 와서 그림을 그릴 수 없었다. 초상화에서 그의 우울한 감정이 그대로 드러난다”고 설명했다. 그는 “멜치가 그린 초상화와 비교했을 때 여러 유사점을 발견할 수 있다”면서 “이 그림이 다빈치의 초상화라는 것은 피할 수 없는 결론”이라고 말했다. 특히 우아하게 뻗은 코, 대각선으로 볼을 타고 귀까지 올라가는 수염의 선, 입가로 떨어지는 콧수염과 곱슬머리까지 모두 멜치가 그린 초상화 속 다빈치 그대로라고 밝혔다. 다빈치는 매우 풍성하고 잘 다듬어진 수염으로 유명했는데, 당시에는 수염을 기르는 남성이 흔치 않았던 것으로 알려졌다. 새롭게 발견된 다빈치의 초상화는 매우 빠르게 그려진 캐주얼 스케치로 작품으로서의 가치는 떨어지지만, 스냅사진과 유사해 다빈치 생애 연구에 귀중한 자료가 될 것으로 보인다. 다빈치는 생애 단 한 장의 자화상만을 남겼는데 이 작품(Portrait of a Man in Red Chalk)은 1512년 종이에 빨간 분필로 그린 것으로 이탈리아 토리노왕립도서관에 보관돼 있다. 인생의 막바지에 이른 다빈치의 사색에 잠긴 눈빛이 인상적인 작품이다. 그러나 역사학자들과 미술연구가 사이에서는 이 작품의 진위 여부를 놓고 의견이 분분하다. 클레이튼 역시 이 작품의 속성에 대해 의심을 가진 전문가 중 한 명이다. 한편 다빈치 500주기를 맞아 프랑스 클로뤼세 성에서 공식 기념행사가 열리며, 이탈리아와 프랑스, 영국이 연말까지 다빈치 관련 전시 10여 개를 주관한다. 특히 프랑스 루브르 박물관은 오는 10월 세계에 흩어져 있는 다빈치 작품을 모두 모아 전시할 예정이다. 1452년 이탈리아에서 피렌체의 유명 공증인 세르 피에르의 사생아로 태어난 레오나르도 다빈치는 회화와 건축, 철학, 문학, 음악, 육상은 물론 수학, 과학, 천문학, 지질학, 물리학, 해부학 등 다양한 분야에서 뛰어난 재능을 발휘했다. ‘최후의 만찬’과 ‘모나리자’ 등 희대의 걸작을 남겼으며, 사람과 동물의 사체를 해부해 그린 인체해부도는 의학 발전에 크게 기여했다. 말년에 프랑스 왕 프랑수아 1세의 제안으로 프랑스로 거주지를 옮겨 수학 실험과 해부학 연구를 계속하다 1519년 5월 2일 사망했다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

고양·파주 지하철 3호선 연장 포럼 발족 의정부·수원서도 빗발… 지역 갈등 조짐총선을 1년 앞두고 수도권 각 지역에서 전철 노선 연장을 요구하는 집단 민원이 들끓고 있다. 일부 지역에서는 정치인들을 앞세워 서로 자기 지역에 노선을 유치하려고 ‘힘겨루기’에 한창이다. 30일 경기 고양·파주시에 따르면 심상정·정재호·윤후덕·박정 국회의원 등은 지난 3월 서울·경기 서북부 교통문제 해결을 위한 ‘통일로 교통포럼’을 발족했다. 지하철 3호선을 지축역에서 관산, 봉일천을 거쳐 금촌까지 연장하기 위해서다. 이들은 지난 1월 발표된 국토연구원 보고서를 인용해 “경기 북부권역 생활교통비용은 월 40만원으로 남부권역보다 2배 높다”며 “관산~내유~봉일천~금촌 등 통일로 축 주민들의 교통 불편을 덜어 줘야 한다”고 강조한다. 고양시 일산과 파주시 운정 접경 지역에서는 3호선 연장 경로를 놓고 두 지역이 갈등을 빚고 있다. 국토교통부는 2016년 제3차 국가철도망 구축계획을 확정하면서 일산 대화역이 종점인 전철 3호선을 파주 운정까지 7.6㎞ 연장하기로 했다. 8400억원이 필요하다. 이런 가운데 대화역에서 파주 운정까지 최단거리로 연장해야 한다는 파주시 의견과 파주 진입 전에 섬처럼 고립된 가좌지구를 경유해야 한다는 고양시 입장이 팽팽히 맞서고 있다. 파주시는 “가좌지구까지 경유할 경우 공사비를 2배 더 들여야 해 예비타당성 조사를 통과할 수 없다”고 주장한다. 반면 고양시는 “가좌지구를 제외할 경우 5만명의 주민 반발이 우려된다”는 입장이다. 가좌지구는 김현미 국토부 장관의 지역구이기도 하다. 두 지자체는 올 들어 두 차례 만남을 가졌지만 타협안을 만들지 못하고 있다. 양측 주민들은 조속한 연장을 촉구하는 궐기대회를 잇따라 열며 정치권을 압박한다. 고양시에서는 2021년 6월 완공할 대곡~소사선 연장을 놓고도 지역 사이에 갈등이 벌어질 조짐이다. 김 장관은 지난 1월 지역 주간지와의 인터뷰에서 “고양시가 106억원의 공사비와 연간 10억원의 운영비를 부담하면 부천 소사에서 고양 대곡역까지 신설 예정인 전철을 경의중앙선 일산역까지 4개 정거장을 연장할 것”이라고 밝혔다. 그러나 고양시 덕양구 주민들은 “교육청과 등기소가 일산으로 이전하는 바람에 원당권 경제가 침체됐다. 기존 교외선을 개선해 고양시청까지 연장해야 한다”고 주장한다. 고양 식사지구 주민들은 동빙고에서 삼송까지 건설 예정인 신분당선을 식사지구를 거쳐 킨텍스(GTX역)까지 연장해 줄 것을 요구하며, 2만 8000명의 서명을 받아 고양시에 제출해 놓고 있다. 의정부, 수원 등 다른 지역에서도 마찬가지다. 수도권 각 지역에서 전철 노선 연장을 요구하는 집단 민원이 비등하지만 천문학적 재원 마련엔 뾰족한 대책도 없이 국비 지원만 바라고 있다. 경기 지역 A 전 시장은 “국회의원과 지자체장들은 유권자들에게 ‘안 된다’는 말을 절대 할 수 없는 태생적 한계를 갖고 있다”며 “2017년 471명의 시민참여단 종합토론 등을 거쳐 공사를 재개한 울산 울주군 신고리 5, 6호기 공론화위원회 사례를 참고하면 좋을 것”이라고 말했다. 한상봉 기자 hsb@seoul.co.kr

블랙홀에서 격렬하게 요동치며 뿜어져나오는 입자의 제트 흐름이 발견되었다. 이같이 빠른 속도로 요동치는 제트는 블랙홀의 강한 중력이 주변의 공간을 크게 왜곡하고 있기 때문이라고 천문학자들은 해석하고 있다. 백조자리 V404(V404 Cygni)라는 이름의 블랙홀은 지구에서 약 8000 광년 떨어진 곳에 위치해 있으며, 블랙홀 치고는 비교적 작은 크기로 태양의 9배에 불과하다. 쌍성계를 이루고 있는 이 블랙홀은 서로의 둘레를 공전하는 태양과 같은 동반성으로부터 물질을 빨아들이고 있는데, 블랙홀로 빨려들어가는 물질은 블랙홀 주위에 강착원반을 형성한다.　​ 블랙홀에 떨어지는 입자 중 일부는 분출하는 제트를 통해 외부로 빠져나간다. 이 제트는 블랙홀의 회전축에서 빛의 속도의 절반에 해당하는 강력한 플라즈마의 빔을 형성한다. 천문학자들은 이전에도 블랙홀 제트를 관측한 적이 있지만, 백조자리 V404의 것처럼 단 몇 분 만에 빠르게 요동치는 제트를 본 것은 이번이 처음이다. 밀러-존스와 그 동료들은 미국립과학재단(NSF)이 운영하는 초장기선 전파망원경배열인 VLBA(Very Long Baseline Array)를 사용하여 백조자리 V404를 관측했다. 1938년 밝은 빛을 발산한 이후 관측 대상이 되어온 이 블랙홀은 2015년에 발생한 최근의 폭발로 블랙홀에 대한 새로운 관심을 불러일으켰고, 그때 밀러-존스 팀이 본 연구에 위한 관측을 시작했다.연구원들이 블랙홀을 처음 관찰하고 VLBA 데이터의 이미지를 결합했을 때, 제트는 “빠르게 변하고 있었기 때문에 4시간짜리 이미지에서도 단지 흐릿한 얼룩만을 보았을 뿐”이라고 연구에 참여한 알렉스 테타렌코 하와이 동아시아 천문대원이 밝혔다.​ 천문학자들은 일반적으로 블랙홀을 관찰하기 위해 장시간 노출을 사용하지만, 이번에는 V404의 제트를 명확하게 볼 수 있도록 전략을 수정해야 했다. 그들은 70초 노출로 100개 이상의 이미지를 잡아서 애니메이션으로 결합했다. 공동저자로 이 연구에 참여한 그레그 시바코프 앨버타 대학 천문학자는 “이 천문학적인 발견은 블랙홀과 은하들이 어떻게 형성되었는가 하는 문제에 대해 우리의 이해를 심화시켰으며, 우리가 어떻게 존재하게 되었는가 하는 큰 질문에 대해 많은 시사를 던져주고 있다”고 밝혔다. 블랙홀 제트의 격렬한 춤은 앨버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론으로 설명될 수 있다고 천문학자들은 믿고 있다. 이 이론에 의하면, 거대한 질량체는 주변의 시공간을 왜곡하는 것을 보인다. “거대 질량체가 회전할 때, 그 중력 영향은 공간과 시간을 그 주위로 끌어당기는데, 이것이 좌표계 이끌림(frame-dragging)이라 불리는 효과”라고 국립전파천문대(NRAO) 관계자는 설명한다. 입자가 블랙홀 쪽으로 빨려들어감에 따라 강착원반은 중심에 더 밀집되고 더 뜨거워진다. 원반의 중앙에는 복사 압력으로 ‘부풀어오른’ 고밀도의 도넛형 반지가 형성된다. 강착원반의 지름은 약 1000만km인 반면, 도넛은 겨우 수천km에 불과하다. 이곳이 바로 엄청난 중력에 의해 왜곡된 공간이다. 블랙홀의 스핀 축이 블랙홀의 공전면과 어긋남으로 인해 좌표계 이끌림 현상이 발생하는 것으로 보인다. NRAO 관계자는 “프레임 드래그 효과가 디스크 안쪽 부분을 휘게 만든 다음 뒤틀린 부분을 뒤쪽으로 끌어당기게 된다”면서 “제트가 내부 디스크나 블랙홀에서 발생하기 때문에 제트 방향이 바뀌어 VLBA에서 관찰된 제트 요동이 나타나는 것”이라고 설명했다. 밀러-존스 대표저자는 “아인슈타인의 일반인 상대성 이론에 의해 제트 요동이 유발된다”면서 “이 현상이 느려지면서 회전하는 꼭대기가 요동하는 것이라고 생각할 수 있다”고 밝혔다. 이처럼 백조자리 V404 제트의 격렬한 요동에 대해서는 설명할 수 있지만 아직 그 제트가 어디에서 유래되었는지는 정확히 파악하지 못하고 있다. 다른 블랙홀의 제트 역시 마찬가지다. 과학자들은 제트가 블랙홀의 강착원반 안쪽 부분이나 블랙홀 자체에서 유래할 것이라고 예측하고 있다. 그러나 제트의 기원에 관계없이 이 새 연구는 내부 강착원반의 흔들림이 “제트를 직접 분출하거나 방향을 바꾸는 데 역할을 할 수 있을 것”이라고 제안했다. 논문은 4월 20일자(현지시간) ‘네이처’ 지에 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

18세기 조선에서 제작된 천체 관측 기구 ‘혼개통헌의’(渾蓋通憲儀)가 보물이 된다. 우리나라가 고천문(古天文)과 수학 분야의 강국이었음을 입증해 주는 문화재다. 문화재청은 중국을 통해 전래된 서양의 천문시계 아스트롤라베를 조선식으로 해석한 ‘혼개통헌의’ 등 문화재 7건을 보물로 지정 예고한다고 29일 밝혔다. 혼개통헌의는 명나라 학자 이지조가 아스트롤라베 해설서를 번역해 1607년 펴낸 ‘혼개통헌도설’에 기반해 만든 기구다. 유득공의 숙부이자 실학자인 유금(1741∼1788)이 1787년에 제작했다. 1930년대 일본인 도기야가 대구에서 사들여 일본으로 가져갔으나 지난해 1월 별세한 과학사학자 전상운(1928~2018)의 노력으로 2007년 국내에 돌아왔다. 혼개통헌의는 별 위치와 시간을 알려주는 원반형 모체판(母體板)과 별을 관측하는 지점을 가르쳐주는 T자 모양 성좌판(聖座板)으로 구성돼 있다. 모체판 앞면 중심부의 북극을 상징하는 구멍에 핀으로 성좌판을 끼운 뒤 회전시켜 사용하게 되어 있다. 모체판 외곽은 24등분해 시계 방향으로 시각을 새겼고, 남회귀선·적도·북회귀선을 나타내는 동심원을 바깥쪽부터 차례대로 표시했다. 성좌판은 하늘의 북극과 황도 상 춘분점, 동지점을 연결하는 T자 형태다. 뒷면 위쪽에는 ‘북극출지 38도’(北極出地三十八度)라는 위도를 새겼는데, 서울(한양)의 위도 37.5도와 거의 일치한다. 문화재청 관계자는 “혼개통헌의는 중국의 ‘혼개통헌도설’에 근거하고 있지만 유금이 우리나라 실정에 맞게 독자적으로 별을 그려넣거나 중국 책의 실수를 바로잡기도 했다”면서 “서양의 천문학과 기하학을 이해하고 소화한 조선 지식인들의 창의적인 성과를 보여주는 사례이자 동아시아에서 제작된 유일무이한 천문 도구로서 가치가 높다”고 강조했다. 한편 18~19세기 궁중화원으로 이름을 떨친 이인문(1745~1821)이 그린 산수화 ‘이인문 필 강산무진도’와 1542년 무렵 사용된 금속활자 ‘병자자’(丙子字)로 간행한 시선집 ‘신편유취대동시림 권9∼11, 31∼39’, ‘고창 선운사 참당암 석조지장보살좌상’ 등도 각각 보물로 지정 예고됐다. 조희선 기자 hsncho@seoul.co.kr

수많은 우주의 '보석'이 촘촘히 박혀있는 환상적인 천체사진이 공개됐다. 지난 26일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경의 탐사용 고성능카메라(ACS)가 포착한 아름다운 성단의 모습을 사진으로 공개했다. 셀 수 없이 수많은 별들이 빽빽이 모여있는 이곳은 지구에서 약 6만 7000광년 떨어진 궁수자리에 위치한 '메시에 75'(혹은 NGC 6864)다. 지난 1780년 프랑스 천문학자 피에르 메셍이 처음 발견했으며 친구인 샤를 메시에가 자신의 천체목록에 수록해 메시에 75가 됐다. 우리은하에 속해있는 메시에 75는 40만 개 이상의 별들이 마치 공처럼 모여있어 구상성단(球狀星團·globular cluster)으로 분류된다. 특히나 사진에서 보여지듯 별들이 중력으로 촘촘히 모여있어 메시에 75는 '인구' 밀도가 가장 높은 성단 중 하나다. 메시에 75의 나이는 약 130억년, 지름은 134광년 그리고 밝기는 우리 태양의 18만배 정도다. 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우주가 예상보다 약 9% 더 빠르게 팽창하고 있다는 연구 결과가 나왔다. 25일(현지시간) CNN 등에 따르면, 애덤 리스 존스홉킨스대 교수(물리·천문학)가 이끄는 연구팀이 허블 우주망원경의 새로운 관측자료를 분석해 이런 결과를 발표했다. ‘슈즈’(SH0ES·Supernovae, H0, for the Equation of State)로 불리는 이 연구팀은 허블 망원경을 통해 이웃 대마젤란은하(LMC)의 항성 70개에서 나오는 ‘빛’을 측정했다. 이들 별은 케페우스자리 델타별과 같은 변광 형태를 보여 이른바 케페이드변광성으로 불리는 맥동변광성으로, 밝기가 규칙적으로 변해 별이나 별이 속한 은하까지의 거리를 구할 수 있다. 이런 측정 방식은 우주 팽창 속도를 나타내는 허블상수(H0)를 구하는 데도 도움이 된다. 또한 연구팀은 관측자료를 칠레와 미국 그리고 유럽 연구팀의 공동 프로젝트 ‘아라우카리아’를 통해 수집한 자료와 하나로 묶어 분석했다. 이를 통해 이들 별의 진정한 밝기 변화를 알아낼 수 있었고 좀 더 정확한 우주 팽창 속도를 구할 수 있었다는 것이다. 물론 연구팀이 구한 새로운 허블상수 역시 가속팽창 우주론과 정확히 일치하지 않는다. 하지만 연구팀은 이번 연구로 이런 차이가 우연일 가능성을 3000분의 1에서 10만 분의 1로 줄였다고 말했다. 특히 이번 관측 결과는 지금까지 가장 적은 불확실도(1.9%)를 지닌다. 하지만 연구팀은 앞으로도 연구를 계속해 불확실도를 1%까지 줄일 계획이다. 이전까지 가장 정확한 허블상수는 2013년 유럽우주국(ESA)의 플랑크 위성을 통해 구한 것이었다. 자세한 연구 결과는 세계적인 학술지 ‘천체물리학저널’(ApJ·Astrophysical Journal) 최신호에 게재된다.사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

마이크로소프트(MS)는 웃고, 테슬라는 울고, 페이스북은 선방하고. MS가 클라우드 컴퓨팅 부문의 호조에 힘입어 시장의 예상치를 뛰어넘는 분기 이익을 냈다. 반면 전기차에 대한 세제 혜택이 줄자 테슬라는 곧바로 커다란 순손실을 입었다. 개인정보 유출 사건과 관련한 미 연방당국의 천문학적인 벌금을 맞게 된 가운데에도 세계 최대 소셜미디어인 페이스북의 분기 매출은 전년 대비 26% 이상 성장하며 선방했다. 로이터·블룸버그통신에 따르면 24일(현지시간) 발표된 MS의 지난 분기(1월 1일∼3월 31일) 순이익은 88억 달러(약 10조 1300억원)로 전년 동기보다 19% 늘었다. 주당 순이익은 1.14달러로 애널리스트들의 예상치인 1달러를 상회했다. MS의 매출은 306억 달러로 지난해 같은 기간보다 14% 증가한 것으로 나타났다. 지난 분기에 MS는 클라우드 컴퓨팅과 다른 기업 서비스 부문에서 선전했다. 뉴욕 증시에서 이날 MS의 주가는 전 거래일 대비 3.2% 상승으로 마감한 뒤 시간외 거래에서 4.4%까지 상승폭을 키워 시가총액이 한때 1조 달러를 넘었다. MS는 실적 호조에 힘입어 올 들어 주가가 23%가량 뛰어올랐다. 클라우드 서비스 애저를 포함한 MS의 인텔리전트 클라우드 부문은 매출 96억 5000만 달러를 기록했다. 에이미 후드 최고재무책임자(CFO)는 “다음 분기에는 매출이 110억 5000만 달러로 성장할 것”으로 전망했다. 이 같은 추세는 소비자들을 위한 개인용 컴퓨터(PC) 소프트웨어에 의존하던 과거와 대비된다. 이와 대조적으로 기세등등하던 미 전기차 제조업체 테슬라는 올해 1분기 순손실 7억 200만 달러를 기록했다. 올 들어 전기차 세제 혜택이 줄어든 여파로 전기차 수요가 감소한 영향이 작용했다. 파이낸셜타임스·CNBC에 따르면 테슬라가 발표한 1분기 매출액은 45억 4000만 달러로 시장 전망치(51억 9000만 달러)를 밑돌았다. 조정 후 주당 순손실은 2.90달러로 전문가 예상치 69센트를 크게 웃돌았다. 테슬라의 주가는 연초부터 22%나 떨어졌다. 일론 머스크 최고경영자(CEO)는 계절적 영향을 이유로 들었다. 그는 “사람들은 겨울에 차를 사는 것을 좋아하지 않는다”고 말했다고 CNBC는 전했다. 페이스북은 연방당국의 벌금 적립분을 제외하면 주당 순익 등 실적지표가 대부분 시장의 예상치를 상회하는 등 호조를 보였다. 페이스북은 이날 개인정보 유출 사건과 관련한 연방당국의 벌금 부과에 대비해 30억 달러를 비용으로 별도 적립했다고 밝혔다. 페이스북은 지난해 영국 데이터 업체 케임브리지 애널리티카(CA)를 통해 8700만명의 사용자 정보가 유출돼 도용된 사건과 관련해 연방당국의 벌금 부과에 대비해 비용을 미리 적립한 것이라고 설명했다. 미 연방거래위원회(FTC)는 1년 가까이 이 사건을 조사하고 있다. FTC는 CA 스캔들 이외에도 페이스북이 일으킨 몇 건의 개인정보 유출 사고도 들여다보는 것으로 알려졌다. 워싱턴포스트(WP)는 미 연방당국이 역대 최대 규모의 벌금을 부과할 것으로 예상했다. WP는 2012년 FTC가 구글에 부과한 벌금 규모(2억 2500만 달러)를 훨씬 초과할 것으로 내다봤다. 페이스북은 벌금 규모가 최대 50억 달러에 달할 수 있다고 보고 이에 대비해 비용을 미리 넉넉하게 산정하는 것으로 알려졌다. 페이스북은 FTC와 협상을 통해 합의 형태로 벌금 총액을 확정할 것으로 보인다. 페이스북은 “FTC 조사 문제는 해결되지 않은 상태로 남아있다. 최종 결과가 언제 나올지는 보증할 수 없다”고 말했다. 페이스북이 거액을 미리 떼어놓은 것을 감안하면 1분기 실적은 매우 좋은 것으로 평가된다고 IT매체들이 전했다. 벌금 적립과 별도로 페이스북의 1분기 총 매출은 150억 7700만 달러로 지난해 같은 기간보다 26% 성장했고, 이중 모바일 광고 매출은 139억 달러로 30%가량 증가했다. 월간활동이용자(MAU)는 23억 8000만명으로 전년 대비 8% 증가했다. 페이스북은 “현재 매월 약 27억명이 페이스북 및 인스타그램·왓츠앱·페이스북 메신저 등 패밀리 앱 서비스를 이용하고 있으며 평균 21억명 이상이 매일 페이스북 패밀리앱 서비스 중 하나를 이용하는 것으로 추산하고 있다”고 밝혔다. 30억 달러를 비용으로 산정하기 전의 주당 순익(EPS)은 1.89달러로 전년(1.69달러)보다 훨씬 좋아졌으며, 시장정보업체 예상치(1.63달러)도 상회했다. 페이스북 주가는 이날 실적 발표 이후 시간외 거래에서 10% 급등해 200.5달러에 거래됐다. 이석우 선임기자 jun88@seoul.co.kr

과학의 달인 4월에는 과학 관련 행사가 곳곳에서 펼쳐진다. 필자도 얼마 전 국립부산과학관에서 ‘천문학자와의 만남’을 가졌다. 주로 초등학교 이하 어린이와 부모가 참여했다. “달이 없으면 어떻게 돼요”, “별은 얼마나 멀어요”, “블랙홀에 들어가면 어떻게 돼요” 등 질문이 쏟아졌지만 절반 이상이 블랙홀 관련 내용이었다. 어린이들 질문에는 어떻게 쉽게 설명할 것인지가 가장 큰 문제다. 다섯 살쯤 돼 보이는 아이가 초롱초롱한 눈망울로 “우주는 어떻게 생겼어요”라고 물었다. 난감했다. “혹시 ‘억’이 뭔지 아니”라며 시간을 끌어 봤지만 당연히 “아니요”란 답이 돌아왔다. 킬로미터 같은 단위도 물론 모른다. 오래전 초등학교를 들어가기 전인 조카와의 기억이 떠올랐다. 우리는 지구에 살고, 지구는 태양 주위를 돌고 있고, 태양은 우리 은하의 1000억 개가 넘는 별 중 하나이며, 우리 은하와 같은 것이 우주에는 1000억 개 이상 모여 있다고 말할 때 조카의 멍한 표정에서 내 설명이 잘못됐음을 직감했다. 이해는 못 했지만 나중에 “지구가 태양 주위를 돌고 있대”라는 조카의 이야기를 듣고 꼭 이해가 필요한 것만은 아니라는 걸 느꼈다. 똑같은 답을 하기에는 아이가 더 어렸다. 우리가 바라보는 밤하늘이 우주다. 우리가 살아가는 공간이 우주다. 하늘에 떠 있는 달과 별과 은하가 있는 거대한 공간이 우주다. 그런데 다섯 살 아이가 공간이란 뜻을 알까. 무엇이든 물어보라고 해 놓고 한참을 얘기했지만 결국 아이가 원하는 답을 주지 못한 듯했다. 천문학은 어린아이에게 이해시키기가 참 어렵다. 망원경으로 달이나 토성을 한 번 보여주는 것 이상 좋은 게 없을 것이다. 공룡을 가장 많이 아는 나이가 다섯 살 무렵이며 그다음으로 고생물학 전공자가 조금 알고 자녀가 다섯 살인 부모가 아이보다는 못해도 거의 그 수준까지 안다는 재미난 그래프를 SNS에서 보았다. 천문학은 다섯 살 아이가 이해하기는 어렵지만 커가면서 더 많이 알아간다. 그래서 나는 다섯 살 아이보다는 아이가 천문학에 관한 호기심을 잃지 않도록 도와줄 부모에게 천문학 이야기를 더 많이 하려고 노력한다. 블랙홀에 관심을 갖기 시작한 다섯 살 아이의 부모라면 내 이야기에 더 관심을 가질 것이다. 그래도 여전히 다섯 살 아이에게 우주를 제대로 설명하지 못한 게 마음에 걸린다.

우주전문 사이트 스페이스닷컴이 ‘금주의 놀라운 우주사진’으로 선정한 태양의 플라스마 사진이 우주 마니아들의 관심을 끌고 있다. 지구 수십 배 규모의 거대한 태양 자기장 고리를 타고 용솟음치는 플라스마가 마치 비처럼 태양 표면으로 쏟아지는 광경은 천체 사진 중 가장 압도적인 장면으로 선정되기에 모자람이 없다. 자기장 고리를 타고 플라스마가 팽창할 때 태양 외층에서 만들어지는 플라스마 비는 열원에서 멀어지면 냉각되어 중력에 의해 다시 태양 표면 쪽으로 내려간다. 이러한 플라스마의 움직임이 태양 대기인 코로나에서 만들어내는 크고 밝은 불기둥을 태양홍염(太陽紅焰) 또는 프로미넌스(prominence)라고 한다. 코로나가 플라스마라는 극도로 뜨거운 이온 가스로 구성되어 있는 반면, 태양홍염은 채층의 구성과 비슷한 상대적으로 훨씬 차가운 플라스마로 이루어져 있다. 태양홍염은 하루 정도에 구성되며, 코로나 내부에서 몇 주간 지속된다. 천문학자들은 이 ‘플라스마 비’가 태양 표면보다 태양 코로나가 수백 배나 더 뜨거운 이유를 알려줄지도 모른다는 생각을 하고 있다. 미 항공우주국(NASA)의 설명에 따르면, 최근 관측에서 이전에는 간과되었던 작은 자기장 고리에서 내리는 코로나 비가 발견되었다. 이 비는 태양의 외부 대기(코로나)에서 태양 표면으로 떨어지는 뜨거운 플라스마 방울로 구성된 것이다. NASA의 태양활동관측위성인 SDO(Solar Dynamics Observatory)에 장착된 고해상도 망원경을 사용하여 수집된 이 새로운 데이터는 코로나 비가 지구상의 비와 비슷한 움직임을 보여주는 것으로 나타났다. 물론 지구상의 비와는 달리 태양의 플라스마 비는 온도가 수백만 도에 달한다. 또한 하전된 가스인 플라스마는 지구상에 물처럼 한곳에 모이지 않는다. 그 대신 플라스마는 태양 표면으로부터 분출되는 자기장 선이나 고리를 따라 움직인다. 또한 연구진은 자기장 고리가 태양 표면에서 분출되는 부분에 플라스마가 과열되어 섭씨 100만 도를 넘는다는 사실을 발견했다. 이 극고온의 플라스마는 고리를 확장하고 고리의 최고점에 모인다. 그리고 냉각과 응축 과정을 거친 후 중력에 의해 코로나 비가 되어 태양 표면으로 떨어지는 것이다. 연구원들은 태양 표면으로부터 수백만 마일 규모로 뻗은 거대한 고리형 플라스마(helmet streamers로 불린다)에서 코로나 비의 흔적을 이전부터 찾고 있었다. 연구자들은 헬멧 스트리머가 플라스마와 입자의 흐름인 느린 태양풍의 근원 중 하나일 것으로 여겨 집중적인 관측과 연구를 해왔다. “이 고리들은 우리가 찾고 있던 것보다 훨씬 작았다”라고 밝힌 새 연구의 공동저자 스피로 안티오코스 NASA 고다드 우주비행센터의 물리학자는 “코로나의 가열은 우리가 생각했던 것보다 훨씬 좁게 국지화되어 있다”라고 덧붙였다. 따라서 ‘천체물리학저널 레터스’ 4월 5일자에 발표된 새 연구결과는 코로나의 가열 과정뿐 아니라 느린 태양풍의 원인을 밝히는 데 한 줄기 빛을 던져주고 있다. “루프에 코로나 비가 있는 경우, 그 바닥에서 10% 이하가 코로나 가열이 일어나는 부분”이라고 공동저자이자 미국 가톨릭 대학의 대학원생 에밀리 메이슨이 성명서를 통해 밝혔다.연구진은 높이 약 4만8000km의 플라스마 고리에서 내리는 코로나 비를 발견했다.이는 연구진이 찾던 헬멧 스트리머 높이의 2%에 불과한 것이었다. 메이슨은 “우리는 여전히 코로나가 가열되는 메커니즘을 정확히 알지 못하지만, 가열과정이 이 층에서 발생한다는 것만은 확신하고 있다”고 말했다. 새 연구결과는 또한 작은 자기장 고리와 느린 태양풍 사이의 가능한 상관관계를 확인하는 전과를 올렸다. 연구진이 생각해온 바와 같이 닫힌 자기장 고리뿐 아니라 열린 자기장 선에서도 코로나 비가 발생할 수 있다는 견론을 얻었다. 열린 자기장 선의 한쪽 끝은 공간으로 뻗어나가 플라스마가 태양풍 속으로 빠져나갈 수 있다는 것이다. 연구진은 NASA의 파커 태양탐사선을 이용해 더 작은 자기장 고리 구조를 연구할 계획이다. 파커 탐사선은 2018년에 발사되어 이전의 어떤 우주선보다 태양에 가까이 접근하고 있는 중으로, 지난 4월 4일 두 번째로 근일점을 통과했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

우즈베키스탄을 국빈방문 중인 문재인 대통령이 20일 오후(현지시간) 우즈베키스탄의 대표적 역사·문화 유적지인 사마르칸트를 찾았다. 이날 방문에는 부인 김정숙 여사와 샤프카트 미르지요예프 우즈베키스탄 대통령 내외도 동행했다. 양국 정상 내외가 가장 먼저 찾은 곳은 15세기 티무르왕의 손자 울루그벡이 만든 ‘천문대’였다. 미르지요예프 대통령은 “티무르 왕이 최연소 왕이었는데 천문학에 관심이 많았다”고 설명하는 등 자부심을 내비쳤다. 세종대왕이 통치하던 시기와 울루그벡이 사마르칸트를 통치하던 시기가 같다는 우즈베키스탄 가이드의 말에 문 대통령은 고개를 끄덕였다. 문 대통령은 울루그벡이 만들었다는 천문표를 보면서 “천문표가 세종대왕과 같은 시기에 도입됐는데, 그 시기에 천문학까지도 교류한 것을 알 수 있다”고 말했다. 그러면서 “세종대왕 시기가 한국 왕조 시기에서 가장 융성했던 시기”라고 덧붙여 설명했다. 문 대통령은 가이드가 잘못된 정보를 알려주자 이를 바로 잡기도 했다. 가이드가 “한국 광주에도 비슷한 시설이 있다”고 말하자 문 대통령은 “경주”라고 고쳐 설명했다. 경북 경주시 인왕동에 있는 ‘첨성대’를 설명한 것이다.양국 정상이 다음으로 들른 곳은 아프라시아브 박물관 내 벽화실이었다. 이곳에 있는 궁전벽화는 고구려 사신으로 추정되는 인물이 그려져 있어 국내에도 잘 알려졌다. 가이드가 고구려 사신이 나오는 부분을 설명하자 문 대통령은 손가락으로 고구려 사신이 있는 곳을 찾아보기도 했다. 문 대통령은 “(사신이) 쓴 관에 새 깃털이 있는데 이것이 고구려의 특징이라는 것을 중국 전문가가 확인했고, 차고 있는 칼도 고구려 것이어서 고구려 사신이 이 시기에 사마르칸트에 왔다는 것을 알 수 있다”고 자세히 설명했다. 이어 “그만큼 양국 교류의 역사가 깊다는 것을 알 수 있다”고 강조했다. 문 대통령은 2017년 11월 미르지요예프 대통령의 국빈방한 당시 국립중앙박물관에서 벽화의 사본을 본 것을 언급하며 “실물로 보게 돼 감회가 새롭다”고 소감을 밝혔다. 곧이어 벽화 앞에서 양 정상 내외가 지켜보는 가운데 ‘한·우즈베크 문화유산 교류협력 양해각서 체결식’이 진행됐다. 정재숙 문화재청장과 벡조드 율다셰브 우즈베키스탄 과학 아카데미 장관이 체결한 양해각서에는 한국 정부가 아프라시아브 박물관 관람환경 개선 사업 등을 지원하는 내용이 담겼다. 문 대통령은 체결식 기념촬영 후 가이드에게 “(벽화에) 사용된 안료와 물감은 무엇인가”라고 물으며 관심을 보였다. 문 대통령은 “조명 같은 것도 중요하지만 색채를 잘 보존하고 안료 분석도 할 수 있었으면 좋겠다”면서 “제일 중요한 것은 보존인데, 습도가 중요하다”고 말했다. 문 대통령은 전통 공예품과 전통악기를 파는 상점에도 들렀다. 뽕나무 종이에 대한 설명을 듣던 문 대통령은 상점 주인에게 “이게 그 유명한 사마르칸트 종이인가”라고 물은 뒤 “한국 닥나무 종이랑 (만드는 방법이) 비슷해 보인다”고 말했다. 문 대통령은 이후 티무르 왕의 묘도 들렀다. 묘에서 나온 문 대통령은 가이드에게 “훌륭한 가이드였다”고 칭찬한 뒤 문화재 시찰을 마쳤다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

우즈베키스탄을 국빈방문 중인 문재인 대통령과 김정숙 여사가 20일 오후(현지시간) 울루그벡 천문대에서 샤프카트 미르지요예프 대통령과 관계자의 설명을 듣고 있다. 15세기 울루그벡 천문대를 통해 발전한 우즈베키스탄의 천문학은 세종대왕 시절 조선 천문학에도 영향을 미친 것으로 알려졌다. 2019.4.21 연합뉴스

지난 1990년 4월 24일(현지시간) 우주의 심연을 들여다 보고 싶은 인류의 꿈을 담은 우주망원경 한 대가 미 항공우주국(NASA)의 디스커버리호에 실려 힘차게 날아올랐다. 다음 주면 29번째 생일을 맞는 ‘허블우주망원경’(Hubble Space Telescope)이다. 지난 18일(현지시간) NASA와 유럽우주국(ESA)은 허블우주망원경의 29번째 생일을 자축하는 환상적인 천체 사진을 공개했다. 매해 이맘 때 생일카드처럼 공개하는 이 사진 속 대상은 마치 모래시계같은 모습을 띤 '남쪽의 게성운'(Southern Crab Nebula)이다. 남쪽 게성운은 늦봄부터 초여름에 남쪽하늘에서 볼 수 있는 센타우루스자리에 위치에 있으며 우리와는 약 7000광년 떨어진 곳에 위치해 있다.정식명칭이 'Hen2-104'인 게성운은 그 이름처럼 몸과 다리가 마치 게처럼 생겼다. 남쪽 게성운이 이렇게 환상적인 모습을 띄는 이유는 성운 중심에 적색거성과 백색왜성이 쌍성계를 이루고 있기 때문이다. 영원할 것 같아 보이는 우리의 태양같은 별도 역시 주어진 수명이 있어 적색거성 단계를 거쳐 가스를 잃고 생을 마감하게 된다. 이후 남은 가스는 행성상 성운이라는 아름다운 가스 성운이 되고 중심에 남은 잔해는 모여 백색왜성을 이룬다. 곧 이 사진은 수명을 다한 두 별의 상호작용이 만든 작품으로 NASA 측은 '중력의 왈츠'(gravitational waltz)라는 재미있는 표현으로 묘사했다.지름 2.4m, 무게 12.2t, 길이 13m로, 지금도 지상 569㎞ 높이에서 97분 마다 지구를 돌며 먼 우주를 관측하고 있는 허블우주망원경은 대기의 간섭없이 멀고 먼 우주를 관측하기 위해 제작됐다. 허블우주망원경은 29년의 세월동안 100만 건이 넘는 관측 활동을 벌였으며 이를 통해 천문학자들은 1만 2000건 이상의 논문을 발표했다. 그간 몇 번의 수리 과정을 거치는 우여곡절을 겪었지만 허블우주망원경은 지상 천체망원경보다 10~30배의 해상도를 가진 사진을 지금도 충실히 전송해오고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

과학자들이 마침내 우주의 시발점인 대폭발 즉 빅뱅 당시 형성된 분자를 발견해냈다고 미국 CNN 등 주요외신이 17일(현지시간) 일제히 보도했다. 지금으로부터 약 138억 년 전, 빅뱅이 일어나며 초기 우주가 만들어질 때 그 여파에 의한 화학 반응으로 최초의 분자가 만들어졌다. 이런 분자는 현재 우리가 아는 모든 물질을 만드는 데 결정적인 역할을 했다.　‘수소 이온화 헬륨’(HeH＋·Helium hydride ion)이라는 이 분자는 지난 몇 년간 우주 최초의 분자로 추정돼 왔다. 하지만 지금까지 과학자들은 그 존재에 관한 어떤 증거도 발견하지 못했었다.빅뱅 이후 형성된 ‘HeH+’은 수소 이온과 헬륨으로 이뤄진 화합물로 가장 강력한 산 중 하나다. 이 산성 물질이 나중에 수소 분자와 헬륨 원자로 분해됐다는 것이다. 수소와 헬륨은 현재 우주에서 가장 많은 원소로 각각 1, 2위를 차지한다. 과학자들은 1925년 한 실험실에서 HeH+ 분자를 만들어냈고 덕분에 지난 몇십 년 동안 우주에서 이를 찾는 연구가 진행돼 왔다. 연구에 참여한 독일 막스플랑크 전파천문학연구소의 천문학자 롤프 귀스턴 박사는 성명에서 “우주의 화학물질은 HeH+에서 시작됐다. 성간 우주 공간에서 이 물질의 존재에 관한 결정적 증거가 없다는 점은 오랫동안 천문학계의 딜레마였다”고 말했다. 1970년대 말 우주화학 모델을 통해 HeH+ 분자의 발견 가능성이 제기됐다. 이는 과학자들에게 HeH+ 분자가 태양과 같은 별이 초신성 폭발 전 마지막 단계에서 방출한 혼돈 상태의 ‘행성상 성운’에 존재할 수 있다는 생각을 하게 했다. HeH+ 분자는 온도 10만 ℃ 이상인 별의 방사선이 행성상 성운을 이온화할 때 형성된다. 하지만 가장 강력한 파장으로도 HeH+ 분자의 징후를 감지하는 것은 어려웠다. 지구 대기가 불투명한 탓에 지상의 망원경들로 어려웠기 때문이다.이에 따라 연구진은 보잉 747SP를 개조해 2.5m 구경의 적외선 망원경을 탑재한 미국항공우주국(NASA)의 성층권 관측 망원경인 소피아(SOFIA·Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy)를 사용했다. 소피아에 탑재된 그레이트(GREAT·German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies)라는 이름의 고해상도 원적외선 분광기가 행성상 성운 NGC 7027에서 HeH+ 분자를 검출하는 데 성공한 것이다. 이에 대해 연구에 참여한 미국 존스홉킨스대학의 데이비드 뉴펠드 물리천문학부 교수는 “HeH+ 분자의 발견은 분자를 형성하려고 하는 자연의 성향을 극적이고 아름답게 보여주는 것”이라고 말했다. 자세한 연구 성과는 세계적인 학술지 ‘네이처’(Nature) 최신호(17일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난 2017년 10월 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형을 가진 천체가 발견돼 전세계 천문학계의 큰 관심을 끌었다. 미국 하버드 스미스소니언 천체물리학센터의 에이브러햄 러브 교수 연구팀이 발견한 이 천체의 이름은 ‘오무아무아'(Oumuamua)로 태양계가 아닌 '외계에서 온 첫 손님'으로 분석됐다. 당시 오무아무아는 베가(Vega)성 방향에서 시속 9만2000㎞의 빠른 속도로 날아와 태양계를 곡선을 그리며 방문한 후 페가수스 자리 방향으로 날아갔다. 지난 17일(현지시간) 미국 CNN 등 현지언론은 오무아무아가 찾아오기 5년 앞선 지난 2014년 '외계에서 온 작은 천체'가 지구에 떨어진 것으로 보인다는 놀라운 연구결과를 전했다. 역시 같은 러브 교수 연구팀이 발표한 이 논문을 보면 2014년 1월 파푸아뉴기니 북쪽 해안 남태평양 상공에서 산산조각난 폭 0.9m 정도의 물체가 확인됐다. 곧 태양계를 떠돌던 천체 하나가 지구에 떨어지면서 유성이 됐고 만약 타지않고 남은 물질이 있다면 남태평양 어딘가에 운석이 돼 떨어진 셈이다. 결과적으로 이 유성이 외계에서 온 것으로 실제 확인된다면, 이 유성은 지구 대기권에 들어온 최초의 인터스텔라 천체가 된다. 물론 이는 오무아무아처럼 인류가 확인한 첫번째 일 뿐, 실제로는 지구 역사상 이와같은 일이 많다는 것이 합리적인 추론이다. 이를 알아보기 위해 러브 교수 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 지구근접천체연구센터(CNEOS)에 저장된 지난 30년 간 지구에 떨어진 유성 데이터를 분석했다. 그 결과 오무아무아처럼 특이한 궤도를 갖고 태양의 중력에 얽매이지 않는 이 유성을 발견했다.연구팀에 따르면 이 천체는 시속 21만6000㎞의 빠른 속도로 이동했으며 그 궤도를 거슬러 올라가보면 태양계 밖 아마도 다른 행성계 안쪽에서 기원됐을 것으로 보인다. 러브 교수는 "오무아무아의 경우 덩치가 크고 지구에서 아주 멀리 떨어진 곳에서 발견됐지만 우주에는 이보다 작은 천체가 흔하다"면서 "오무아무아처럼 멀리서가 아닌 지구에 떨어지는 유성에서 찾아보자는 것이 연구 아이디어였다"고 설명했다. 이어 "만약 이 유성이 생명체 거주가능한 영역에서 온 것이라면 하나의 행성계에서 다른 행성계로 생명체를 옮기는 데 도움을 줄 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 한편 하와이말로 ‘제일 먼저 온 메신저’를 뜻하는 오무아무아는 길이가 400m 정도의 천체로 소행성인지 혜성인지에 대해서도 학자들 사이에 의견이 분분하다. 오무아무아의 정식 명칭은 ‘1I/2017 U1’로, 이름에 붙은 ‘1I’의 의미도 첫 번째 인터스텔라라는 뜻이다. 오무아무아가 지구와 최근접한 것은 2017년 10월 14일로 당시 거리는 2400만㎞다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

새로운 세상을 찾아나선 차세대 ‘행성 사냥꾼’이 지구와 비슷한 크기의 외계행성을 찾아냈다. 지난 15일(현지시간) 미국 CNN 등 해외 주요언론은 지구에서 약 53광년 떨어진 항성계에서 지구만한 외계행성과 '형제' 행성이 새롭게 발견됐다고 보도했다. 우리 태양의 80% 정도 질량을 가진 항성 HD 21749 주위를 도는 이 외계행성의 이름은 HD 21749c. 항성을 단 8일 만에 공전할 만큼 바짝 붙어있는 HD 21749c는 지구 지름의 89%에 달하는 암석형 행성이다. 다만 HD 21749c는 암석형이면서 지구와 크기가 비슷한 특징이 있지만 표면온도가 427°C에 달해 생명체가 살기는 힘들어 보인다. 이에반해 함께 발견된 HD 21749b는 지구 질량의 23배, 반지름 기준 2.7배 크기의 가스형 행성이다. 태양계의 해왕성과 비슷해 '미니 해왕성'이라 불리지만 훨씬 더 따뜻하며 항성을 단 36일 만에 돈다. 이번 외계행성 발견이 언론의 주목을 받는 것은 차세대 행성 사냥꾼이라 불리는 미 항공우주국(NASA)의 우주망원경 ‘테스’(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)의 '작품'이기 때문이다.이번 연구를 이끈 미국 카네기 연구소 조한나 테스케 연구원은 "TESS가 발사된 지 1년 밖에 안됐지만 벌써 외계행성을 찾는 '게임 체인저' 역할을 하고 있다"면서 "우리은하에 지구만한 외계행성은 많지만 크기가 작아 발견하기 매우 어렵다"고 설명했다. 이어 "이번 외계행성 발견으로 앞으로 더 작은 항성에서 더 작은 행성을 찾아낼 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 보도에 따르면 이번 발견은 TESS가 찾아낸 10번째 외계행성으로 기록됐다.　 지난해 4월 발사된 TESS는 지구 고궤도에 올라 13.7일에 한 바퀴 씩 지구를 돌면서 300~500광년 떨어진 별들을 집중 조사하고 있다. 특히 TESS에 ‘차세대’라는 명칭이 붙은 이유는 지금까지 임무를 수행해 온 케플러 우주망원경의 후임이기 때문으로 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓다. 케플러와 TESS가 이렇게 많은 별들 속 외계행성을 찾을 수 있는 이유는 식현상(transit)을 이용하기 때문이다. 천문학자들은 행성이 별 앞으로 지날 때 별의 밝기가 약간 감소하는 것을 포착해서 행성의 존재 유무를 확인한다. 이후 학자들은 추가 관측을 통해 외계 행성의 존재를 최종 판단하는데 향후 이 임무는 2021년 이후로 발사가 연기된 ‘제임스 웹 우주망원경’(JWST·James Webb Space Telescope)이 맡는다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

국내 천문학계를 대표하는 학자인 홍승수 서울대 물리천문학부 명예교수가 지난 15일 별세했다. 향년 75세. 고인은 서울대 천문기상학과를 졸업하고 같은 학교에서 석사학위 과정을 마친 뒤 미국 뉴욕주립대에서 박사학위를 받았다. 1978년 귀국해 모교인 서울대에서 교편을 잡았고, 2009년까지 30여년간 천문학과에서 후학을 양성했다. 한국천문학회 회장, 한국천문올림피아드 위원장, 국립고흥청소년우주체험센터 원장, 순천대 석좌교수를 지냈다. 그는 특히 칼 세이건(1934∼1996)이 집필한 세계적 천문학 베스트셀러 ‘코스모스’ 번역자로 유명하다. 저서로는 ‘코스모스’를 번역하면서 겪은 경험과 한국 교육 문제에 대한 생각을 정리한 ‘나의 코스모스’, 지난해 발간한 에세이 ‘하늘을 디디고 땅을 우러르며’를 남겼다. 과학기술처 장관 표창, 서울대 교육상 대상, 소암학술상을 받았다. 빈소는 경기도 수원 아주대병원 장례식장에 마련됐으며, 발인은 17일 오전 6시 30분. 1688-6114

이론과 간접 증거로만 존재했던 블랙홀을 인류가 마침내 확인했습니다. 세계 8곳의 전파망원경을 연결하여 만든 지구 크기의 가상 망원경인 ‘사건지평선 망원경’(EHT·Event Horizon Telescope)으로 블랙홀을 포착함으로써 1세기 넘게 추적해온 블랙홀의 실체를 드디어 파악하기에 이른 것입니다. 이로써 1915년 발표된 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 다시 한번 검증에 거뜬히 통과하는 쾌거를 이룩했습니다. 즉, 물체의 질량이 주변 시공간을 휘게 하며, 질량이 클수록 시공간의 곡률은 더욱 큰 곡률을 갖게 된다는 내용입니다. 천문학 최대의 화두인 블랙홀이란 과연 무엇일가요? 초간단 정리해보겠습니다. 상상 속에서 태어난 ‘검은 별’(Dark stars) 블랙홀은 우주에서 가장 기이하고도 환상적인 천체라 할 수 있습니다. 물질밀도가 극도로 높은 나머지 빛마저도 빠져나갈 수 없는 엄청난 중력을 가진 존재입니다. 가까이 접근하는 모든 물체를 가리지 않고 게걸스럽게 집어삼키는 중력의 감옥, 블랙홀. 모든 연령층, 모든 직업군을 아우르면서 블랙홀에 대해 크나큰 관심을 불러일으키고 상상력을 자극하는 것은 대체 무엇 때문일까요? 이 괴이쩍은 존재는 최초로 인간의 상상 속에서 태어났습니다. 1783년, 천문학에 관심이 많던 영국의 지질학자 존 미첼이 밤하늘의 별을 보면서 엉뚱한 생각을 합니다. 뉴턴의 중력 법칙과 빛의 입자설을 결합하여, '별이 극도로 무거우면 중력이 너무나 강한 나머지 빛마저도 탈출할 수 없게 되어 빛나지 않는 검은 별이 될 것이다' 이것이 블랙홀 개념의 첫 씨앗이었습니다. 미첼은 이런 생각을 쓴 편지를 왕립협회로 보냈습니다. '만약 태양과 같은 밀도를 가진 어떤 구체의 반지름이 태양의 500분의 1로 줄어든다면, 무한한 높이에서 그 구체로 낙하하는 물체는 표면에서 빛의 속도보다 빠른 속도를 얻게 될 것이다. 따라서 빛이 다른 물체들과 마찬가지로 관성량에 비례하는 인력을 받게 된다면, 그러한 구체에서 방출되는 모든 빛은 구체의 자체 중력으로 인해 구체로 되돌아가게 될 것이다' 그러나 당시 과학자들은 이론적인 것일 뿐, 그런 별이 실재하지는 않을 거라 생각하고 무시했습니다. 이러한 ‘검은 별’ 개념은 19세기 이전까지도 거의 무시되었는데, 그때가지 빛의 파동설이 우세했기 때문에 질량이 없는 파동인 빛이 중력의 영향을 받을 것이라고는 생각하기 힘들었기 때문입니다. 블랙홀 등장, 백조자리 X-1 그로부터 130년이 훌쩍 지난 1916년, 아인슈타인이 우주를 기술하는 뉴턴 역학을 대체하여 시간과 공간이 하나로 얽혀 있음을 보인 일반 상대성 이론을 발표한 직후, 검은 별 개념은 새로운 활력을 얻어 재등장했습니다. 일반 상대성 이론은 중력을 구부러진 시공간으로 간주하며, 질량을 가진 천체는 주변 시공간을 휘게 만든다는 이론입니다. 독일의 카를 슈바르츠실트가 아인슈타인의 중력장 방정식을 별에 적용해서 방정식의 해를 구했습니다. 그 결과, 별이 일정한 반지름 이하로 압축되면 빛마저 탈출할 수 없는 강한 중력이 생기게 되고, 그 중심에는 모든 물리법칙이 통하지 않는 특이점이 나타난다는 것을 알았습니다. 이것을 '슈바르츠실트 반지름'이라고 부릅니다. 이는 어떤 물체가 블랙홀이 되려면 얼마만한 반지름까지 압축되어야 하는가를 나타내는 반지름 한계치입니다. 이에 대해 아인슈타인은 “슈바르츠실트 반지름은 수학적 해석일 뿐, 실재하지 않는다는 것을 내 연구는 보여준다”면서 인정하지 않았습니다. 그러나 그 뒤 핵물리학이 발전하여 충분한 질량을 지닌 천체가 자체 중력으로 붕괴한다면 블랙홀이 될 수 있다는 예측을 내놓았고, 이 예측은 결국 강력한 망원경으로 무장한 천문학자들에 의해 관측으로 입증되었습니다. 1963년 미국 팔로마산 천문대는 심우주에서 유독 밝게 빛나는 천체를 발견했는데, 그것이 검은 별의 에너지로 형성된 퀘이사임을 확인했습니다. 오로지 상상 속에서만 존재하던 검은 별이 2세기 만에 마침내 실마리를 드러낸 것입니다. 사실 이전에는 ‘블랙홀’이란 이름조차 없었습니다. 대신 ‘검은 별’, ‘얼어붙은 별’, ‘붕괴한 별’ 등 이상한 이름으로 불려왔죠. ‘블랙홀’이란 용어를 최초로 쓴 사람은 미국 물리학자 존 휠러로, 1967년에야 처음으로 일반에 소개되었으며, 블랙홀의 실체가 발견된 것은 1971년이었습니다. 그 존재가 예측된 지 거의 200년이 지나서야 이름을 얻고 실체가 발견된 셈입니다. 1971년 미 항공우주국(NASA)의 X-선 관측위성 우후루는 블랙홀 후보로 백조자리 X-1을 발견했습니다. 강력한 X-선을 방출하는 이것이 과연 블랙홀인가를 놓고 이론이 분분했는데, 급기야는 과학자들 사이에 내기가 붙었습니다. 1974년 스티븐 호킹과 킵 손 사이에 벌어진 내기에서 호킹은 백조자리 X-1이 블랙홀이 아니라는 데에 걸었고, 킵 손 교수는 그 반대에 걸었습니다. 지는 쪽이 성인잡지 ‘펜트하우스’ 1년 정기 구독권을 주기로 했죠. 1990년 관측자료에서 특이점의 존재가 입증되자 호킹은 내기에 졌음을 인정하고 잡지 구독권을 킵 손에게 보냈는데, 그 일로 킵 손 부인에게 엄청 원성을 샀다고 합니다. 2005년에는 우리은하 중심에서도 블랙홀이 발견되었는데, 최신 관측자료에 의하면 전파원 궁수자리 A*가 태양 질량의 430만 배인 초대질량 블랙홀임이 밝혀졌습니다. 영화 ‘인터스텔라’ 제작에 자문역으로 참여하기도 했던 킵 손은 나중에 블랙홀 존재를 결정적으로 입증한 LIGO(레이저 간섭계 중력파 관측소)의 블랙홀 중력파 검출로 노벨 물리학상을 받았습니다. 블랙홀 연구에 큰 업적을 남긴 호킹은 노벨상을 받지 못해 안타깝게도 킵 손에게 두 번이나 패배한 형국이 되었습니다.블랙홀 존재, 어떻게 알 수 있나? 블랙홀은 엄청난 질량을 갖고 있지만 덩치는 아주 작습니다. 그만큼 물질밀도가 극도로 높다는 뜻이죠. 예컨대 태양이 블랙홀이 되려면 얼마나 밀도가 높아야 할까요? 슈바르츠실트 반지름의 해 공식으로 구해보면, 70만㎞인 반지름이 3㎞까지 축소되어야 하며, 밀도는 자그마치 1cm^3에 200억 톤의 질량이 됩니다. 각설탕 하나 크기가 그만한 무게가 나간다는 얘기죠. 지구가 블랙홀이 되려면 반지름이 우리 손톱 정도인 0.9cm로 작아져야 합니다. 이처럼 초고밀도의 블랙홀은 중력이 극강이어서 어떤 것도 블랙홀을 탈출할 수가 없습니다. 지구 탈출속도는 초속 11.2㎞이며, 빛의 초속은 30만㎞입니다. 블랙홀의 중력이 너무나 강해 탈출속도가 30만㎞를 넘기 때문에 빛도 여기서 탈출할 수가 없는 거죠. 따라서 우리는 블랙홀을 볼 수가 없습니다. 그런데 과학자들은 블랙홀의 존재를 확인할 수가 있습니다. 어떻게? 블랙홀이 주변의 가스와 먼지를 강력히 빨아들일 때 방출하는 X-선 복사로 그 존재를 탐색할 수 있습니다. 우리은하 중심부에 있는 초대질량 블랙홀은 두터운 먼지와 가스로 뒤덮여 있어 X-선 방출을 가로막고 있습니다. 물질이 블랙홀로 빨려들어갈 때 블랙홀의 사건 지평선 입구에서 안으로 들어가지 않고 스쳐지나는 경우도 있습니다. 블랙홀이 직접 보이지는 않지만, 물질이 함입될 때 발생하는 강력한 제트 분출은 아주 먼 거리에서도 볼 있습니다. 1958년에 미국 물리학자 데이비드 핀켈스타인이 블랙홀의 ‘사건 지평선’ 개념을 처음으로 선보였습니다. 사건 지평선이란 외부에서는 물질이나 빛이 자유롭게 안쪽으로 들어갈 수 있지만, 내부에서는 블랙홀의 중력에 대한 탈출속도가 빛의 속도보다 커서 원래의 곳으로 되돌아갈 수 없는 경계를 말합니다. 말하자면 블랙홀의 일방통행 구간의 시작점이죠. 어떤 물체가 사건의 지평선을 넘어갈 경우, 그 물체에게는 파멸적 영향이 가해지겠지만, 바깥 관찰자에게는 속도가 점점 느려져 그 경계에 영원히 닿지 않는 것처럼 보입니다. 블랙홀은 특이점과 안팎의 사건 지평선으로 구성됩니다. 특이점이란 블랙홀 중심에 중력의 고유 세기가 무한대로 발산하는 시공간의 영역으로, 여기서는 물리법칙이 성립되지 않습니다. 즉, 사건의 인과적 관계가 보장되지 않는다는 뜻이죠. 이 특이점을 둘러싸고 있는 것이 안팎의 사건 지평선으로, 바깥 사건 지평선은 물질이 탈출이 가능한 경계이지만, 안쪽의 사건 지평선은 어떤 물질이라도 탈출이 불가능한 경계입니다. 블랙홀, 화이트홀, 웜홀 1964년, 이론 물리학자 존 휠러가 최초로 ‘블랙홀’이라는 단어를 대중에게 선보인 데 이어 1965년에는 러시아의 이론 천체물리학자 이고르 노비코프가 블랙홀의 반대 개념인 ‘화이트홀’이라는 용어를 만들었습니다. 만약 블랙홀이 모든 것을 집어삼킨다면 언젠가 우주공간으로 토해낼 수 있는 구멍도 필요하지 않겠는가 하는 것이 이 화이트홀 가설의 근거입니다. 말하자면, 블랙홀은 입구가 되고 화이트홀은 출구가 되는 셈이죠. 이렇게 블랙홀과 화이트홀을 연결하는 우주 시공간의 구멍을 웜홀(벌레구멍)이라 합니다. 말하자면 두 시공간을 잇는 좁은 통로로, 우주의 지름길이라 할 수 있습니다. 웜홀을 지나 성간여행이나 은하 간 여행을 할 때, 훨씬 짧은 시간 안에 우주의 한쪽에서 다른 쪽으로 도달할 수 있다는 거죠. 웜홀은 벌레가 사과 표면의 한쪽에서 다른 쪽으로 이동할 때 이미 파먹은 구멍으로 가면 더 빨리 간다는 점에 착안하여 이름지어진 거죠. 하지만 화이트홀의 존재가 증명된 바 없으며, 블랙홀의 기조력 때문에 진입하는 모든 물체가 파괴되어서 웜홀을 통한 여행은 수학적으로만 가능할 뿐입니다. 그래서 스티븐 호킹도 웜홀 여행이라면 사양하고 싶다고 말한 적이 있습니다. 어쨌든 블랙홀의 현관 안으로 들어갔던 물질이 다른 우주의 시공간으로 다시 나타난다는 아이디어는 그다지 놀랄 만한 것은 아니지만, 여기에서 무수한 공상과학 스토리가 탄생했습니다. ‘닥터 후(Doctor Who)’, ‘스타게이트(Stargate)’, ‘프린지(Fringe)’ 등 끝이 없을 정도죠. 이런 얘기들은 하나같이 등장인물들이 우리 우주와 다른 우주 또는 평행우주를 여행한다는 줄거리로 되어 있습니다. 그러한 우주는 수학적으로 성립되는 가공일 뿐으로, 그 존재에 대한 증거는 아직까지 하나도 밝혀진 것이 없습니다. ​그러나 어떤 의미에서 시간여행이 현실적으로 불가능하다는 얘기는 아닙니다. 만약 우리가 엄청난 속도로 여행하거나, 또는 블랙홀 안으로 떨어진다면 외부 관측자의 눈에는 시간의 흐름이 아주 느리게 보일 것입니다. 이것을 중력적 시간지연이라 합니다. 이 효과에 의해 블랙홀로 낙하하는 물체는 사건의 지평선에 가까워질수록 점점 느려지는 것처럼 보이고, 사건의 지평선에 닿기까지 걸리는 시간은 무한대가 됩니다. 즉 사건의 지평선에 닿는 것이 외부에서는 관찰될 수 없습니다. 외부의 고정된 관찰자가 보면 이 물체의 모든 과정은 느려지는 것처럼 보이기 때문에, 물체에서 방출되는 빛도 점점 파장이 길어지고 어두워져서 결국 보이지 않게 됩니다. 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 따르면, 빠르게 운동하는 시계의 시간은 느리게 갑니다. 2014년 영화 ‘인터스텔라’는 블랙홀 근처에서 일어나는 이러한 현상을 보여주었죠. 우주 비행사 쿠퍼(매튜 맥커너히)가 시간여행을 할 수 있었던 것은 그 때문입니다. 블랙홀의 사건 지평선 안에는 실제로 어떤 것이 있을까란 문제는 여전히 뜨거운 논쟁거리가 되고 있습니다. 블랙홀 내부를 이해하기 위해 끈이론, 양자 중력이론, 고리 양자중력, 거품 양자 등등 현대 물리학의 거의 모든 이론들이 참여하고 있습니다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

블랙홀이 어둠 속에서 마침내 모습을 드러냈다. 그 존재가 예견된 지 1세기가 넘도록 모습을 드러내지 않고 있던 우주의 괴물 블랙홀이 역사상 최초로 인류의 시야에 잡혔다. 극한의 중력으로 빛마저 탈출할 수 없는 시공의 구멍은 이로써 그 기괴한 정체를 서서히 드러낼 것으로 보인다. “우리는 볼 수 없다고 생각하던 것을 보았다”고 미국 하버드 스미스소니언 천체물리학 센터의 셰퍼드 도엘레만 박사가 10일(현지시간) 워싱턴 DC의 내셔널프레스클럽에서 열린 기자회견에서 말했다. 도엘레만 박사는 역사적인 블랙홀 촬영에 성공한 사건지평선망원경(EHT·Event Horizon Telescope) 프로젝트를 총괄하고 있다. 이날 공개된 4개의 이미지는 M87 타원은하 중심에 숨어 있는 블랙홀의 윤곽을 잡아낸 것이다. 이어 “그 이미지는 자체만으로도 충분히 충격적이지만, 더 중요한 것은 후속 연구에서 더욱더 놀라운 결과들이 도출될 것이란 점”이라고 덧붙였다. 이번에 최초로 이미지를 잡아낸 블랙홀은 지구에서 5500만 광년 거리에 있는 처녀자리 은하단에 속한 M87이란 타원은하의 초대질량 블랙홀로, 태양 질량의 65억 배, 지름은 160억㎞에 달한다. EHT 프로젝트는 약 20년 동안 200여 명의 넘는 다국적 과학자들이 참여한 컨소시엄으로, 지난 수년간 미국 국립과학재단 및 전 세계의 많은 기관들로부터 기금을 지원받아왔다. 이 프로젝트의 이름, 사건지평선이란 블랙홀의 유명한 경계선을 일컫는 것이다. 이 선 안으로 떨어지면 블랙홀의 극한 중력에 붙잡혀 빛마저 빠져나올 수 없다는 반환 불가의 경계선이다. 이것에 사건 지평선이란 멋진 이름을 붙인 사람은 미국 물리학자 존 휠러로 알려져 있다. 사실 초기에는 ‘블랙홀’이란 이름조차 없었으며, 대신 ‘검은 별’, ‘얼어붙은 별’, ‘붕괴한 별’ 등 이상한 이름으로 불려왔다. '블랙홀'이란 용어를 최초로 쓴 사람 역시 존 휠러로, 1967년에야 처음으로 일반에 소개되었으며, 블랙홀의 실체가 발견된 것은 1971년이었다. ​ ​어쨌든 빛마저도 탈출할 수 없는 블랙홀은 우리가 눈으로 볼 수도 없고 내부를 촬영하는 것도 불가능하다. 그래서 EHT는 블랙홀의 어두운 실루엣을 추적하여 사건 수평선을 이미지화한다. 연구진은 EHT로 블랙홀의 그림자를 먼저 관찰하고, 슈퍼컴퓨터를 이용해 원본 데이터를 최종 영상으로 변환했다. 이후 독일 막스플랑크 전파천문학연구소 등에 위치한 슈퍼컴퓨터를 이용해 EHT의 원본 데이터를 역추적했다. 그 결과 연구진은 M87 블랙홀의 그림자가 약 400억㎞이며, 블랙홀의 크기(지름)는 그림자에 비해 약 40% 정도인 것으로 측정했다. 애리조나 대학의 천문학 부교수로 이 프로젝트에 참여하고 있는 댄 마로네는 스페이스닷컴과의 인터뷰에서 "우리는 잃어버린 광자(빛)를 찾아냈다"고 말했다. 이 프로젝트는 그 동안 두 개의 블랙홀, 즉 태양 질량의 약 65억 배인 M87 거대 블랙홀과 궁수자리 A*로 알려진 우리은하의 중심 블랙홀을 면밀히 조사했다. 우리은하 블랙홀 역시 ​​거대 질량이지만 M87의 블랙홀과 비교하면 간난아기에 불과한 430 만 배 태양 질량에 지나지 않는다. 이 두 대상은 모두 지구로부터의 엄청난 거리에 있다. 궁수자리 A*는 우리로부터 약 26,000광년 떨어져 있으며, M87은 5350만 광년 떨어져 있다. 궁수자리 A*의 사건지평선은 "너무나 작아 우리가 보기에는 달 표면에 놓인 오렌지를 보는 거나 뉴욕시에서 로스앤젤레스 가판대의 신문을 읽는 거나 비슷하다" 도엘레만은 비유한다. 따라서 지구상에 있는 어떤 망원경으로도 관측이 불가능하다는 얘기다. 여기서 지구 크기의 망원경 제작이라는 아이디어가 나타났다. EHT 연구진은 미국 애리조나, 스페인, 멕시코, 남극 대륙 등 세계 곳곳의 8개 전파망원경을 연결, 지구 규모의 가상 망원경을 구성해 2017년 4월 총 9일간 M87을 관측, 이런 성과를 냈다. 그렇다면 이 같은 최초의 블랙홀 이미지가 지닌 의미는 무엇일가? EHT 팀원들과 외부 과학자들은 이번 결과는 아인슈타인의 일반상대성이론을 궁극적으로 증명하는 것으로, 과학사에 한 획을 그은 사건이라는 데 의견 일치를 보고 있다. 마로네 박사는 1968년 12월 아폴로 8호 우주 비행사 빌 앤더스가 찍은 유명한 사진 '지구 해돋이'가 인류에게 우주 속에 떠 있는 연약한 지구의 모습을 보여줌으로써 환경운동에 박차를 가한 사례를 인용하면서, 블랙홀 이미지는 우주에서 우리 자신과 우리의 위치에 대해 생각하는 방식을 바꿀 수 있다고 강조한다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com