우리가 사는 태양계 밖 ‘외계에서 온 손님’의 '민낯'이 사상 처음으로 포착됐다. 최근 미국 하와이 대학 등 공동연구팀은 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형의 소행성 '1I/2017 U1'의 관측 결과를 세계적인 과학지 '네이처' 20일자에 발표했다. 지난달 19일(이하 현지시간) 하와이에 있는 천체 관측 망원경 ‘판-스타스‘(Pan-STARRS 1)를 통해 처음 존재가 드러난 1I/2017 U1은 당초 혜성으로 추정되는 천체였다. 하와이 언어로 ‘오무어무어’(Oumuamua·제일 먼저 온 메신저라는 뜻)라고도 부른다. 지름이 채 400m도 되지 않는 이 작은 천체는 거문고 자리 방향에서 시속 9만 2000㎞의 빠른 속도로 태양계를 거의 수직처럼 날아와 방문했다. 태양과 가장 근접했던 것은 지난 9월 9일이었으나 뒤늦게 발견됐으며, 태양계를 V자 형태로 비행한 후 페가수스 자리 방향으로 날아갔다. 전문가들이 이 소행성을 '외계 방문자'로 지목한 이유는 그 움직임이 일반적인 태양계의 소행성 궤도로는 설명할 수 없었기 때문이다. 이번에 연구팀은 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)으로 1I/2017 U1의 움직임을 관측해 더욱 자세한 특성을 파악했다. 먼저 7.3시간으로 빠르게 자전하는 1I/2017 U1은 길쭉하게 생긴 특이한 형태지만 태양계 내 소행성과 전체적으로 매우 비슷하다. 또한 1I/2017 U1은 빛을 96% 흡수해 극단적으로 어두운 천체인데 표면은 붉은색을 띄고 있다. 이는 소행성이 탄소를 기반으로 한 유기분자를 가졌다는 신호로 해석돼 생명체의 기원을 찾는 실마리가 될 수도 있다. 곧 고대 지구가 소행성 혹은 혜성의 충돌로 생명체를 얻게 됐다는 일부의 가설을 증명하는 이론적인 기반이 되는 셈. 이번 연구를 후원한 미 항공우주국(NASA) 과학임무본부장 토마스 주어부헨 박사는 "수십 년 동안 학계에서는 외계에서 태양계로 온 천체가 있을 것이라는 이론이 제기됐다"면서 "처음으로 이를 직접적으로 증명하는 증거를 찾았으며 태양계 너머 연구에 새로운 장을 열게됐다"며 의미를 부여했다. 한편 1I/2017 U1의 당초이름은 A/2017 U1이었으나 이번에 공식적으로 변경됐다. A는 소행성(asteroid)을, '1I'의 의미는 첫 번째 인터스텔라(interstellar)라는 뜻이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

“역사상 가장 비싸고 강력한 우주 망원경” 2019년 초 발사가 예정된 제임스 웹 우주 망원경을 간단하게 설명한 문구다. 사실 이 망원경은 초기에 16억 달러로 책정된 발사 비용이 88억 달러까지 치솟고 발사도 몇 차례 연기되면서 사업의 타당성에 대한 논란이 적지 않았다. 하지만 허블 우주 망원경을 한 단계 뛰어넘는 강력한 성능을 지니기 위해서는 비용이 비싸도 더 큰 지름의 주경(primary mirror·망원경에서 최초로 빛을 모으는 거울)을 지닌 망원경이 필요했다. 허블 우주 망원경의 주경은 지름 2.4m 정도지만 제임스 웹 우주 망원경은 6.5m에 달한다. 그런 만큼 일단 관측을 시작하면 우주에 대한 이해를 한 단계 끌어올릴 것으로 기대된다. 다만 완성 단계에 이르면서 이 망원경을 누가 어떻게 사용할 것인지를 두고 경쟁이 치열한 상태다. 미항공우주국(NASA)은 제임스 웹 우주 망원경의 초기 관측 임무를 공모했다. 허블 우주 망원경처럼 국가에서 관리하는 대형 과학장비의 경우 하나의 과학자팀이 사용권을 독점하기보다 여러 과학자팀과 연구 과제에 할당하기 때문이다. 하지만 사용하려는 과학자는 많고 망원경은 하나뿐이라 우선 순위가 높은 연구부터 채택된다. NASA는 제안된 100여 개의 연구 과제 가운데 13개의 연구 과제를 초기 관측 임무에 할당하기로 결정했다. 초기 관측 임무는 5개월에 걸쳐 총 460시간 동안 이뤄질 예정이다. 가장 중요한 연구 과제는 멀리 떨어진 은하와 은하단이다. 제임스 웹 우주 망원경은 허블 우주 망원경보다 주경의 지름이 클 뿐 아니라 더 긴 파장을 관측할 수 있다. 먼 은하에서 도달한 빛은 도플러 효과에 의해 파장이 길어지는 적색편이 현상이 일어나는데, 긴 파장을 관측할 수 있는 제임스 웹 우주 망원경이 관측하기에 이상적인 목표다. 과거 허블 우주 망원경의 관측 덕분에 과학자들은 초기 은하의 진화에 대해서 많은 사실을 알아냈다. 멀리 있는 은하일수록 과거의 모습을 보기 때문이다. 제임스 웹 우주 망원경은 이제까지 관측할 수 없었던 더 멀리 떨어진 초기 은하를 관측해 우주의 비밀을 풀 것이다. 외계행성 역시 제임스 웹 우주 망원경의 주요 관측 목표다. 초기 관측 임무 가운데 하나는 목성형 외계행성 WASP-39b와 WASP-43b의 대기를 관측하는 것이다. 행성이 별 앞을 지날 때 별빛의 변화를 관측하면 대기의 구성성분을 알 수 있다. 이 연구의 궁극적 목표는 지구형 외계행성의 대기와 다른 조건이 생명체가 살기에 적합한지를 확인하는 것이다. 다만 제임스 웹 우주 망원경의 성능이 아무리 뛰어나도 작은 지구형 행성의 대기는 어려운 목표이기 때문에 처음에는 훨씬 큰 목성형 행성부터 관측해 관측 기술을 검증한 후 지구형 행성에 도전할 계획이다. 물론 목성형 행성의 대기 자체도 흥미로운 연구 주제다. 태양계 밖의 목성형 행성이 어떤 대기 구조를 지녔는지 아직 알려진 것이 거의 없기 때문이다. 이밖에도 목성의 위성처럼 다른 중요한 임무가 초기 관측 목표로 선정됐다. 과학의 발전은 관측 기술의 발전과 함께 일어났다. 망원경의 발전이 천문학의 발전을 가져오고 현미경의 진보가 생물학의 진보를 가져온 것이 대표적이다. 제임스 웹 우주 망원경이 성공적으로 발사되면 우주를 보는 인류의 눈도 한 단계 더 진보할 것이다. 이 망원경이 우주가 어떻게 진화했고 지구 같은 외계행성이 어디 있는지에 대한 결정적인 정보를 제시할지 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

물감으로 그린 듯한 한 폭의 추상화같은 목성의 표면 모습이 포착됐다. 지난 17일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 목성의 북반구 모습을 근접 포착한 사진을 홈페이지에 공개했다. 사진 속에서 마치 신이 흰색 등의 물감으로 휘갈기듯 그려낸 지점은 목성의 구름띠와 폭풍이다. 반시계방향으로 회전하는 폭풍 속은 지옥 그 자체로 거대한 가스행성의 민낯을 생생하게 보여준다. 이 사진은 지난달 24일 목성 탐사선 주노가 9번째 근접비행(Fly by·플라이바이) 중 촬영했으며 그 거리는 1만 108㎞다. 또한 이 사진은 시민과학자 제럴드 아히슈테트와 션 도런의 합작품으로 이들은 주노가 보내온 1차 데이터를 색보정해 이처럼 그림같은 목성을 만들었다. 2011년 8월 발사된 주노는 28억㎞를 날아가 지난해 7월 4일 미국 독립기념일에 맞춰 목성 궤도에 진입했다. 주노의 주 임무는 목성 대기 약 5000㎞ 상공에서 지옥같은 목성의 대기를 뚫고 내부 구조를 상세히 들여다보면서 자기장, 중력장 등을 관측하는 것으로 2018년 그 수명을 다한다. 사진=NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstädt/ Seán Doran 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

쉽게 상상하기 어려운 일이지만, 혹한의 추위가 지배하는 남극에도 호수와 연못이 존재한다. 다만 마실 수 있는 물은 아니다. 영하 수십 도에서도 얼지 않을 만큼 염도가 높기 때문이다. 이 가운데 가장 미스터리한 존재는 1960년대 발견된 돈 후안 연못(Don Juan pond)이다. 이 연못은 길이 300m, 너비 100m 정도 크기로 평균 깊이가 10㎝에 불과해 금방 사라질 것처럼 생각되었으나 놀랍게도 아직 사라지지 않고 계속 그 자리에 있다. 이것도 놀라운 일이지만, 이 연못이 존재하는 환경 역시 남극이라는 생각이 들지 않을 만큼 건조하고 살풍경한 지역이다. 돈 후안 연못이 위치한 맥머도 드라이 밸리(McMurdo Dry Valleys)는 남극에서 가장 건조한 지역으로 남극의 다른 지역과 달리 빙하는 물론 눈도 보기 힘든 지역이다. 이런 곳에 마르지 않는 연못이 있으니 과학자들의 호기심을 자극한 건 당연하다. 이를 연구한 과학자들은 염화칼슘이 풍부한 짠 물이 쉽게 증발하지도 않고 얼지도 않는다는 사실을 발견했다. 염도가 40% 이상이라 영하 58도 이하에서 얼기 때문이다. 이렇게 짠 연못이 생긴 이유는 물이 서서히 증발하면서 염분이 농축된 것이 원인이다. 낮은 기온 때문에 빠르게 증발하지는 않지만, 오랜 세월 조금씩 증발해 지금의 고농도 소금물이 된 것이다. 하지만 적어도 50년 이상 완전히 말라버리지 않는 점을 볼 때 어디선가 조금씩 물이 보충되는 것이 분명하다. 2013년에 이뤄진 연구에서는 경사면에서 응결된 물이 조금씩 아래로 내려와 농축되는 것으로 보고했다. 워싱턴 대학의 연구팀은 이 설명에 의문을 품고 연못의 물을 다시 조사했다. 주변 위성 사진을 보면 남극이 아니라 화성이라고 해도 믿을 정도로 춥고 건조한 환경이라 설득력이 떨어지기 때문이다. 연구팀은 물이 흐른 흔적이 있는 경사면과 물의 화학적 구성을 조사해 이 물이 본래 염분이 풍부한 지하수였다고 발표했다. 남극이 아무리 춥다고 해도 지열이 존재하기 때문에 빙하 아래에서 얼음이 녹게 된다. 이 물은 빙하 아래를 따라 흐르거나 혹은 지하로 스며들어 지하수층을 형성한다. 그 물이 경사면을 따라 간헐적으로 새어 나오면서 연못을 형성한 것으로 보인다. 흥미로운 사실은 미항공우주국(NASA)의 관측 결과를 종합할 때 화성에서도 비슷한 일이 생기는 것 같다는 점이다. 화성 지하에도 지하수층이 존재하는 것으로 보이며 이 물이 종종 경사면을 따라 나와 물이 흐른 흔적을 만드는 것으로 보인다. 다만 화성의 대기 밀도가 워낙 낮아 물이 고이지 못하고 금방 증발해버린다는 차이가 있다. 그래도 과학자들은 돈 후안 연못과 주변 환경에 대한 연구가 화성의 환경을 이해하는 데도 도움을 줄 것으로 보고 있다. 뜻밖의 일이지만, 남극 안의 화성이라고 부를 만큼 독특한 장소가 있었던 셈이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

지금까지 없었던 완전히 새로운 국가의 탄생이 예고됐다. 우주국가 ‘아스가르디아’(Asgardia)가 그 중심에 있다. 지난해 10월 러시아 출신의 항공우주 과학자이자 오스트리아 빈에 본부를 둔 우주국제연구소(AIRC)의 설립자 이고르 아슈르베일리는 건국 프로젝트를 발표하고 전 세계인을 대상으로 ‘국민 모집’에 나섰다. 내년에는 유엔에 정식으로 국가 승인을 요청할 계획도 세우고 있다.●세계인 대상으로 국민 모집… 20만명 자격 얻어 북유럽 신화 속 신들의 세계인 ‘아스가르드’에서 따온 이름인 아스가르디아는 홈페이지를 통해 국민을 모집했다. 이미 전 세계에서 수십만명이 간단한 절차를 밟고 아스가르디아의 시민권을 신청했고, 이 중 약 20만여명이 국민 자격을 얻었다. 국가의 3요소인 영토, 국민, 주권 중 영토를 지구가 아닌 우주에 두는 국가로, 장차 우주와 달에 실제 사람들이 거주할 수 있는 정거장 건설을 목표로 한다. 그 첫걸음으로 지난 12일(미국 현지시간) 우주국제연구소는 방산업체인 오르비탈 ATK와 계약하고, 미국 항공우주국(NASA)의 버지니아주 월럽스 비행센터에서 국제우주정거장(ISS)으로 향하는 오르비탈 ATK 로켓에 큐브 형태의 인공위성 아스가르디아1 인공위성을 실어 보냈다. 빵 한 조각 크기의 작은 인공위성에는 아스가르디아 국민들이 보낸 사진 등을 담은 데이터가 실려 있다. 현재 아스가르디아 국민이 주권을 행사할 수 있는 유일한 방법은 이 인공위성에 자신의 개인 데이터를 자유롭게 전송하는 것이다. 아슈르베일리는 “이 위성은 우리 국민을 가상의 형태로 우주에 실어 나르는 것”이라고 자평했다. 한편으로는 허무맹랑한 공상과학영화 속 이야기 같지만 아스가르디아는 진지하다. 지난해에는 자체 헌법에 대한 국민 투표를 진행했고, 각계 전문가들이 자발적으로 나서 아스가르디아의 국민이 됨과 동시에 ‘국가화’를 위해 힘쓰고 있다. 내년 4월에는 유엔에 국가 지위를 인정해 달라는 신청서까지 제출할 계획이다. ●우주로 눈 돌리는 지구인들 우주로 눈을 돌린 것은 아스가르디아 건국을 목표로 하는 우주국제연구소뿐만이 아니다. 지구에서 집도 땅도 갖기 힘든 현대 지구인들은 실체를 확인하기 어려운 달의 땅을 벌써부터 매매하고 있다. 미국인 데니스 호프는 1980년 달 소유권이 자신에게 있다며 샌스란시스코법원에 소유권을 인정해 달라는 소송을 제기했다. 결과는 ‘반전’이었다. 법원은 황당무계한 주장에 콧방귀를 뀔 것이라는 예측을 뒤엎고, 다른 국가와 단체에 소유권 제기 주장을 충분히 설명할 수 있어야 한다는 조건을 내걸고 그의 소유권을 법적으로 인정해 줬다. 이후 그는 ‘달대사관’(Lunar Embassy)이라는 회사를 차려 1에이커(4000㎡)당 24달러에 달의 토지를 판매했다. 지난 35년간 193개국의 570만명 이상이 그에게 달의 토지를 구입했는데, 여기에는 조지 W 부시, 지미 카터, 로널드 레이건 등 전 미국 대통령과 톰 크루즈나 브리트니 스피어스 등 유명 연예인도 포함돼 있다. 국내에서도 1만명 가까이가 달대사관을 통해 달의 토지를 구입했다. 이후 데니스 호프는 달에 이어 화성과 금성의 토지도 팔아 1100만 달러(약 123억원) 이상을 번 것으로 알려져 있다. ●유엔우주조약… 어느 정부도 소유권 주장 못해 아스가르디아나 달대사관 등의 존재에는 달과 우주의 토지를 개인이 소유할 수 있다는 전제가 깔려 있다. 특히 달대사관의 경우 현지 법원이 그 소유권을 인정하기까지 했고, 달 토지를 판매하는 몇몇 기업들에 대해서도 별다른 법적 제한이 없다. 호프가 파고든 것은 1967년 협약된 ‘유엔 우주공간조약’이었다. 이 조약에는 ‘어느 정부도 지구 밖 우주 공간의 소유권을 주장할 수 없다’고 돼 있다. 호프는 이 빈틈을 파고들었다. ‘국가’가 소유할 수 없는 것일 뿐 개인 소유권 금지를 명시하는 것은 아니라는 주장이다. 이러한 조약 탓에 독일과 스웨덴에서는 호프에 대한 사기 소송이 벌어지기도 했지만, 현지 법원들도 우주는 관할권이 없다는 이유로 혐의 없음 판결을 내렸다. 세계 각국이 자원 채굴을 위한 우주 개발에 점차 속도를 냄에 따라 앞으로는 우주의 땅을 사고 파는 것이 전처럼 쉽지 않을 수 있다. 아스가르디아가 세계 최초의 우주국가로 인정받기 위해 우주에 영토를 마련하는 일도 마찬가지다. 아스가르디아가 국가로 인정받지 못한다면, 지금까지의 노력은 그저 허황된 놀이에 지나지 않을지도 모른다. 갈수록 나빠지는 환경과 늘어 가는 치명적 바이러스 및 전염병, 강력범죄, 그리고 무엇보다도 서로를 밟고 올라서야 하는 치열한 경쟁체제는 지구인들의 몸과 마음을 병들게 한다. 지구인들이 우주국가나 달 토지에 열광하는 것은 ‘지구살이’가 그만큼 녹록지 않다는 것을 보여주는 반증이 아닐까. 아스가르디아나 달대사관의 행보가 그저 희대의 사기극으로 남을지, 아니면 시대를 앞선 진보로 평가될지 지켜봐야 할 일이다. huimin0217@seoul.co.kr

지금까지 없었던 완전히 새로운 국가의 탄생이 예고됐다. 우주국가 ‘아스가르디아’(Asgardia)가 그 중심에 있다. 지난해 10월, 러시아 출신의 항공우주 과학자이자 오스트리아 빈에 본부를 둔 우주국제연구소(AIRC)의 설립자 이고르 아슈르베일리는 건국 프로젝트를 발표하고 전 세계인을 대상으로 ‘국민 모집’에 나섰다. 내년에는 유엔에 정식으로 국가 승인을 요청할 계획도 세우고 있다. 북유럽 신화 속 신들의 세계인 ‘아스가르드’에서 따 온 이름인 아스가르디아는 홈페이지를 통해 국민을 모집했다. 이미 전 세계에서 수십 만 명이 간단한 절차를 밟고 아스가르디아의 시민권을 신청했고, 이중 약 20만 여 명이 국민 자격을 얻었다. 국가의 3요소인 영토, 국민, 주권 중 영토를 지구가 아닌 우주에 두는 국가로, 장차 우주와 달에 실제 사람들이 거주할 수 있는 정거장 건설을 목표로 한다. 그 첫 걸음으로 지난 12일(미국 현지시간), 우주국제연구소는 방산업체인 오르비탈 ATK와 계약하고, 미국항공우주국(NASA)의 버지니아주 월럽스 비행센터에서 국제우주정거장(ISS)으로 향하는 오르비탈 ATK 로켓에 큐브 형태의 인공위성 아스가르디아-1 인공위성을 실어 보냈다. 빵 한 조각 크기의 작은 인공위성에는 아스가르디아 국민들이 보낸 사진 등을 담은 데이터가 실려 있다. 현재 아스가르디아 국민이 주권을 행사할 수 있는 유일한 방법은 이 인공위성에 자신의 개인 데이터를 자유롭게 전송하는 것이다. 이슈르베일리는 “이 위성은 우리 국민을 가상의 형태로 우주에 실어 나르는 것”이라고 자평했다. 한편으로는 허무맹랑한 공상과학영화 속 이야기 같지만 아스가르디아는 진지하다. 지난해에는 자체 헌법에 대한 국민 투표를 진행했고, 각계 전문가들이 자발적으로 나서 아스가리다이의 국민이 됨과 동시에 ‘국가화’를 위해 힘쓰고 있다. 내년 4월에는 유엔에 국가 지위를 인정해달라는 신청서까지 제출할 계획이다. ◆우주로 눈을 돌리는 지구인들 우주로 눈을 돌린 것은 아스가르디아 건국을 목표로 하는 우주국제연구소 뿐만이 아니다. 지구에서 집도 땅도 갖기 힘든 현대 지구인들은 실체를 확인하기 어려운 달의 땅을 벌써부터 매매하고 있다. 미국인 데이스 호프는 1980년, 달 소유권이 자신에게 있다며 샌스판시스코 법원에 소유권을 인정해 달라는 소송을 제기했다. 결과는 ‘반전’이었다. 법원은 황당무계한 주장에 콧방귀를 뀔 것이라는 예측을 뒤엎고, 다른 국가와 단체에 소유권 제기 주장을 충분히 설명할 수 있어야 한다는 조건을 내걸고 그의 소유권을 법적으로 인정해줬다. 이후 그는 ‘달 대사관’(Lunar Embassy)이라는 회사를 차려 1에이커(4000㎡)당 24달러에 달의 토지를 판매했다. 지난 35년 간 193개국의 570만 명 이상이 그에게서 달의 토지를 구입했는데, 여기에는 조지W부시, 지미 카터, 로널드 레이건 등 전 미국 대통령과 톰 크루즈나 브리트니 스피어스 등 유명 연예인도 포함돼 있다. 국내에서도 1만 명 가까이가 달 대사관을 통해 달의 토지를 구입했다. 이후 데니스 호프는 달에 이어 화성과 금성의 토지도 팔아 1100만 달러(약 123억원) 이상을 번 것으로 알려져 있다. ◆달, 화성, 더 나아가 우주의 주인은 누구? 아스가르디아나 달 대사관 등의 존재에는 달과 우주의 토지를 개인이 소유할 수 있다는 전제가 깔려 있다. 특히 달 대사관의 경우 현지 법원이 그 소유권을 인정하기까지 했고, 달 토지를 판매하는 몇몇 기업들에 대해서도 별다른 법적 제한이 없다. 다니엘 호프가 파고 든 것은 1967년 협약된 ‘UN 우주공간조약’이었다. 이 조약에는 ‘어느 정부도 지구 밖 우주 공간의 소유권을 주장할 수 없다’고 돼 있다. 다니엘 호프는 이 빈틈을 파고 들었다. ‘국가’가 소유할 수 없는 것일 뿐, 개인 소유권 금지를 명시하는 것은 아니라는 주장이다. 이러한 조약 탓에 독일과 스웨덴에서는 다니엘 호프에 대한 사기 소송이 벌어지기도 했지만, 현지 법원들도 우주는 관할권이 없다는 이유로 혐의 없음 판결을 내렸다. 세계 각국이 자원 채굴을 위한 우주 개발에 점차 속도를 냄에 따라 앞으로는 우주의 땅을 사고 파는 것이 전처럼 쉽지 않을 수 있다. 아스가르디아가 세계 최초의 우주국가로 인정받기 위해 우주에 영토를 마련하는 일도 마찬가지다. 아스가르디아가 국가로 인정받지 못한다면, 지금까지의 노력은 그저 허황된 놀이에 지나지 않을지도 모른다. 갈수록 나빠지는 환경과 늘어가는 치명적 바이러스 및 전염병, 강력범죄, 그리고 무엇보다도 서로를 밟고 올라서야 하는 치열한 경쟁체제는 지구인들의 몸과 마음을 병들게 한다. 지구인들이 우주국가나 달 토지에 열광하는 것은 ‘지구살이’가 그만큼 녹록치 않다는 것을 보여주는 반증이 아닐까. 아스가르디아나 달 대사관의 행보가 그저 희대의 사기극으로 남을지, 아니면 시대를 앞선 진보로 평가될지 지켜봐야 할 일이다. 사진=지난 12일(현지시간) 미국항공우주국 윌럽스 비행센터에서 쏘아올린 아스가르디아의 첫 인공위성. (출처=아스가르디아 홈페이지) 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

별이 죽어가면서 남긴 '메아리'가 먼 우주 속에서 관측됐다. 최근 미국 텍사스A&M대학 연구팀은 허블우주망원경을 통해 초신성 SN 2014J가 남긴 메아리를 포착하는데 성공했다고 밝혔다. 지구에서 약 1140만 광년 떨어진 곳에 위치한 초신성 SN 2014J는 지난 2014년 1월 처음 발견됐으며 다른 별에서 날아온 물질이 쌓이다가 결국 폭발했다. 초신성(超新星)이란 항성 진화의 마지막 단계에 이른 별이 폭발하면서 생긴 엄청난 에너지를 순간적으로 방출하는 것으로, 그 밝기가 평소의 수억 배에 이르렀다가 서서히 낮아진다. 곧 초신성은 우리 눈에는 갑자기 밝아져 새롭게 등장한 별처럼 보이지만 사실 별이 죽어가는 모습이다. 이 때문에 우리나라에서는 잠시 별이 머물렀다 사라진다고 해서 손님별을 가리키는 ‘객성’(客星)이라고 불렀다. 　 이번에 연구팀은 허블우주망원경으로 2년을 관측한 끝에 SN 2014J의 메아리를 포착했다. 잘 알려진대로 메아리는 산에서 소리가 다른 산에 부딪혀 되돌아오는 현상을 말한다. 우주에서는 당연히 소리를 통한 메아리는 존재하지 않지만 다만 빛은 예외다. SN 2014J가 초신성으로 폭발하며 생긴 빛이 그 주위를 감싸고 있는 거대한 먼지구름에 반사되면서 일종의 메아리가 된다. 서구에서는 이 현상을 '빛의 메아리'(light echo)라 부르지만 우리에게는 '빛의 곡성'(哭聲)이라는 말이 더 어울릴지도 모르겠다. 사진=NASA / ESA / Y. Yang, Texas A&M University & Weizmann Institute of Science 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

한폭의 추상화를 연상케하는 목성의 신비로운 표면 모습이 공개됐다. 지난 10일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 목성의 남반구 모습을 포착한 생생한 클로즈업 사진을 홈페이지에 공개했다. 마치 검은색과 갈색의 물감이 줄지어 흐르듯 보이는 목성의 표면은 거대한 가스행성의 민낯을 고스란히 보여준다. 이 사진 속에는 목성 특유의 줄무늬 구름과 함께 원형으로 이루어진 여러 개의 폭풍 소용돌이가 담겨있다. 　 이 사진은 지난달 24일 목성 탐사선 주노가 9번째 근접비행(Fly by·플라이바이) 중 촬영한 것으로 그 거리는 3만 3115㎞다. 특히 이 사진은 시민과학자 제럴드 아히슈테트와 션 도런의 합작품으로 이들은 주노가 보내온 1차 데이터를 색보정해 이처럼 살아있는 목성으로 만들었다. 한편 2011년 8월 발사된 주노는 28억㎞를 날아가 지난해 7월 4일 미국 독립기념일에 맞춰 목성 궤도에 진입했다. 주노의 주 임무는 목성 대기 약 5000km 상공에서 지옥같은 목성의 대기를 뚫고 내부 구조를 상세히 들여다보면서 자기장, 중력장 등을 관측하는 것으로 2018년 그 수명을 다한다. 사진=NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstädt/ Seán Doran 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

마치 초승달처럼 떠있는 아름다운 푸른 지구의 모습이 사진으로 공개됐다. 지난 10일(이하 현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 지구에서 약 1만 5000㎞ 떨어진 곳에서 촬영한 푸른 지구 사진을 공개했다. 사진 속 태양빛을 받아 푸르게 빛나는 지역은 대서양, 브라질, 서아프리카, 남극대륙 등이다. 언제봐도 아름다운 지구를 NASA가 '오늘의 사진'으로 홈페이지에 게시한 이유는 놀랍게도 이 사진이 정확히 50년 전 촬영됐기 때문이다. 지난 1967년 11월 9일 플로리다 주 케네디 우주센터에서 '새턴 V로켓'이 처음으로 힘차게 날아올랐다. 새턴 V로켓은 인류를 달에 보내기 위해 야심차게 개발한 대형 로켓으로, 나치 과학자 출신으로 미국으로 망명한 유명 로켓과학자 베르너 폰 브라운이 설계한 것이다. 특히 새턴 V로켓은 지구중력권을 탈출하는 1단, 2단과 우주를 비행하는 3단으로 이루어진 첫 다단식 로켓으로 이곳에 탑재된 우주선이 아폴로 4호였다. 시험비행을 위해 무인으로 발사된 아폴로 4호는 원지점 1만 7000㎞ 이상의 타원궤도에 성공적으로 진입했으며 이후 주엔진을 다시 가속해 지구로 귀환했다. 이 사진은 3단계 엔진이 가동될 때 촬영된 것으로 70㎜ 카메라가 사용됐다. 사진=NASA 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

7일 러시아 모스크바에 있는 한 연구시설에서 남성 3명과 여성 3명으로 이뤄진 참가자들이 폐쇄 공간에 갇혀 생활하는 실험이 시작됐다. 17일간의 유인 달 탐사를 가정한 이번 실험에 앞서 참가자 대표 마크 세로프는 “모든 임무를 완수하겠다”는 각오를 남기고 다른 참가자 5명과 함께 웃으며 모의 우주선 시설로 들어갔다. 국제 과학연구 프로젝트 ‘시리우스’(SIRIUS·Scientific International Research In a Unique terrestrial Station)에서 시행하는 이번 실험은 첫 번째 폐쇄 공간 실험으로, 앞으로 5년에 걸쳐 실험 기간은 단계적으로 늘어나 최장 365일까지 모의 실험 기간이 연장된다. 러시아 연방 국립과학센터(SSCRF) 산하 의생물학연구소(IBMP)가 미국항공우주국(NASA)과 함께 진행하는 이번 실험은 인간이 우주선을 타고 달까지 비행한 뒤 그 주위를 한 바퀴 돌고 다시 지구로 귀환하는데 필요한 조건을 재현한다. 프로젝트 총책임자인 러시아의 생물학자 올레크 오를로프 박사는 “모의실험은 우주선 개발과 함께 진행될 예정”이라고 밝혔다. 그는 “2020년대 중반까지 실제 달 탐사를 시행한다는 계획에 따라 준비해 나갈 예정”이라면서도 “실험의 또 다른 목적 중 하나는 장기간 우주 임무에 가장 적합한 성 비율을 조사하는 것”이라고 밝혔다. 참가자들 대부분은 러시아의 훈련받은 연구원들과 우주 비행사들이지만, 독일인도 1명 포함됐다. 프로젝트 심리학자 바딤 구시친 박사는 “러시아는 물론 옛소련 시절까지 우주선에 여성 승무원이 2명 이상 참여한 사례는 역사상 처음 있는 일”이라고 설명했다. 참가자들은 임무를 수행하기 위해 어떤 일이라도 하겠다고 약속한 뒤 용적 250㎥의 모듈 속에 갇혔다. 이번 실험에서는 폐쇄 공간에 놓인 상태가 인간의 몸과 마음에 어떤 영향을 주는지 살피게 된다. 한편 러시아는 지금까지 지상에서 폐쇄 공간 실험을 여러 차례 진행했다. 1967년에는 용적 24㎥의 금속 상자 안에 남성 3명을 1년 동안 가뒀고, 2010년에는 화성까지 비행을 가정해 다국적 남성 참가자 6명이 외부와 단절된 모듈에서 520일을 보냈다. 이 실험은 2011년 11월 종료됐다. 사진=AFP 연합뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

인공지능과 공간정보를 결합시켜 동네마다 온도가 어떻게 다른지 파악해 폭염이나 한파에 대한 맞춤형 대책을 세울 수 있다는 연구결과가 나왔다.울산과학기술원(UNIST) 도시환경공학부 석박사통합과정에 재학 중인 유철희 연구원은 인공지능을 환경공간정보 분석에 적용해 실제 환경정책 수립에 적용할 수 있는 방법을 찾아냈다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 12월에 나오는 ‘대한원격탐사학회지 특별호’에 실릴 예정이다. 유 연구원은 공간정보 빅데이터를 인공지능으로 분석하면 도시의 지표면 온도를 상세하게 파악할 수 있는 기술을 개발했다. 이 기술을 이용하면 행정동 단위처럼 좁은 지역의 지표면 온도를 쉽게 구할 수 있다. 현재 인공위성이 감지한 열적외선 데이터를 활용하더라도 지표면 온도를 알 수 있지만 가로, 세로 각각 1km를 한 점으로 보는 수준의 해상도 수준이다. 문제는 한국의 행정동들은 1㎢ 이하인 경우가 많기 때문에 도시별, 동네별 맞춤형 환경정책을 펴기 위해서는 더 정밀한 값이 필요하다. 유 연구원은 지난 30년 간 연평균 폭염일수가 24.4일로 전국 최고 수준인 대구광역시를 분석 대상으로 정하고 규칙기반 인공지능 기법을 이용해 여름철 지표면 온도를 행정동 수준으로 분석했다. 여기에 미국항공우주국(NASA)의 지구관측위성 모디스(MODIS)가 한반도를 촬영한 영상과 환경부에서 만든 토지피복도(지표면에 건물이나 숲 등이 배치된 상황을 지도 형태로 정리한 정보) 등 다양한 자료를 활용했다.위성 영상 중 똑같은 빨간색 영역의 250m 해상도와 1km 해상도 사이 상관관계를 인공지능이 인식하도록 하면 인공지능은 1km 해상도의 열적외선 데이터를 이용해 250m 해상도로 지표면 온도를 구해내는 원리를 이용한 것이다. 이런 앙상블 기법을 활용해 단순히 열적외선 데이터 뿐만 아니라 다양한 모델에서 이 같은 축적 개념을 학습시켜 결과를 내놓도록 했기 때문에 최종 결론의 정확도도 높일 수 있다. 그 결과 여름철 대구시는 낮에는 공업, 상업지역의 온도가 높고 밤에는 주거지의 지표면 온도가 높은 것으로 나타났다. 유 연구원은 “이번에 개발한 기술을 울산, 서울, 부산 등 다른 도시에 적용하면 행정동 단위로 열환경을 파악할 수 있는 자료를 얻을 수 있기 때문에 여르멀 폭염 뿐만 아니라 겨울철 한파 등에 대한 맞춤형 대책 마련에도 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리가 사는 우주는 유령의 동네일지도 모른다. 미국자연사박물관의 헤이든 플레네타리움 스페이스쇼 다크유니버스에서 만든 ‘우주의 암흑물질 지도’를 보면 그런 섬뜩한 생각이 든다. 이 암흑물질 지도는 지난 1일(현지시간) 미항공우주국(NASA)의 오늘의 천체사진(APOD)에 발표되었다. 정교한 컴퓨터 시뮬레이션으로 제작된 이 암흑물질 지도는 우주에 분포하고 있는 암흑물질들이 연출하는 으시시한 우주의 풍경을 그대로 보여주고 있다. 뿐더러 은하들이 왜 그렇게 빨리 도는지, 은하단 속의 은하들이 왜 그렇게 빠른 속도로 움직이는지, 중력렌즈가 왜 그렇게 빛을 강하게 굴절시키는지, 우주 속에 가시 물질이 왜 그렇게 분포하는지에 대해 눈에 보이지 않는 암흑물질이 설명해주고 있다. 우주는 이 암흑물질의 중력으로 여지없이 사로잡혀 있는 것이다. 위의 이미지에서 암흑물질은 검은 가닥들이 거미줄처럼 복잡하게 얽힌 우주의 구조를 보여주고 있으며, 우리에게는 친숙한 일반물질은 주황색 매듭으로 표현되어 있다. 이 암흑물질 지도 시뮬레이션은 실제 천문학적 관측결과와도 잘 부합한다. 우리가 사는 우주에는 은하만 해도 약 2000억 개 정도가 있다. 그런데 이 모든 은하들의 총량보다 더 많은 미지의 암흑물질이 우주의 은하들을 하나로 묶어주고 있다. 만약 이러한 암흑물질이 없다면 우주의 은하들이 다 뿔뿔이 흩어지고 말았을 것이다. 따라서 암흑물질이 은하의 진정한 수호자라 할 수 있다. 이 같은 암흑물질 지도는 중력렌즈 현상을 이용해서 만들어졌다. 중력렌즈 현상이란 천체의 중력이 빛의 경로를 휘어지게 하는 렌즈의 역할을 하는 현상으로, 중력이 클수록 이 현상은 더욱 크게 나타난다. 그런데 우주에는 암흑물질보다 더 섬뜩한 존재가 모습을 드러냈다. 암흑물질의 중력보다 더 막강한 중력을 휘두르고 있는 존재로, 바로 암흑 에너지란 존재가 우주를 지배하는 척력(반중력)이란 사실이 밝혀졌다. 이 암흑 에너지로 인해 우리 우주가 가속팽창을 하고 있다는 사실이 얼마 전 밝혀졌다. 이 놀라운 발견을 한 과학자들은 2011년 노벨 물리학상을 받았다. 노벨 물리학상 공동 수상자인 브라이언 슈미트 호주 국립대 교수는 앞으로 1000억 년 후에는 지구가 속한 은하수를 제외한 우주의 모든 은하계가 사라져 버리고 인류는 결국 텅 빈 우주를 보게 될 것이며, 암흑 에너지가 갑자기 사라지지 않는다면 우주는 갈수록 빠른 속도로 팽창을 계속한 끝에 결국 없어질 것이라고 전망했다. 참고로, 우주 구성물질의 비중을 보면, 암흑 에너지가 74%로 압도적인 비중을 차지하고, 그 다음이 암흑물질이 22%를 차지한다. 이 둘만 합해도 무려 96%다. 가시 물질이 나머지 4%인데, 그중 3.6%는 은하들 사이에 산재하는 가스이고, 관측 가능한 우주의 모든 것, 즉 모든 은하들과 그 안에 있는 모든 별들이 우주 '파이'에서 차지하는 양은 고작 0.4%에 지나지 않는다. 우리 눈에는 보이지도 않는 암흑물질과 암흑 에너지가 결국 우주의 운명을 쥐고 있는 셈이다. 이처럼 우리가 사는 우주는 갈수록 유령의 동네를 닮아가고 있는 것 같다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

미국 해군과 미국 방위고등연구계획국(DARPA)의 지원을 받은 무인기가 내연 기관이 있는 항공기 가운데 최장 비행 기록을 수립했다. 그 주인공은 바닐라 에어크래프트(Vanilla Aircraft)에서 개발 중인 ‘VA001’로 작은 엔진과 큰 날개, 그리고 동체의 대부분을 차지하는 연료 탱크를 지닌 매우 단순한 외형의 무인기다. 이 무인기의 목표는 느린 속도로 장시간 비행하면서 수색 및 감시, 통신 중계 등의 기능을 하는 것이다. 이를 위해 대략 13.6㎏ 정도의 장비를 탑재할 수 있는 페이로드와 31ℓ 부피의 공간이 있다. 나머지는 전부 느리게 날기 위한 장비다. 최대 10일까지 비행이 가능하지만, 속도는 시속 102㎞ 이하에 불과하다. 과거 56시간 연속 비행 기록을 세운 VA001은 미국항공우주국(NASA)의 월롭스 비행시설에서 121시간 24분의 역대 최장 기록을 다시 수립했다. 1,500m 정도 고도에서 계속해서 원형 궤도를 돌면서 총 11,265㎞를 비행했지만, 착륙할 때는 아직도 3일분의 연료가 남아있었다. 따라서 개발이 진행되면 목표로 한 10일 연속 비행 역시 가능할 것으로 기대하고 있다. 이 항공기의 목표는 1만5,000ft(4,572m) 높이에서 10일간 체공하면서 정보를 수집하는 것이다. 제조사 측은 이 무인기가 민수용으로도 사용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 농작물이나 시설물 관리, 이동 통신 중계기 역할 등 다양한 임무 수행이 가능하다는 것이다. 이와 비슷한 목적이지만 더 대형 기체로 페이스북의 ‘아퀼라’가 있다. 최대 90일까지 높은 고도에서 태양광 에너지로 비행하면서 무선 인터넷 중계기지로 활용하는 것이다. 무제한으로 공급받을 수 있는 태양 에너지를 사용해서 장시간 비행이 가능하다는 점에서는 아퀼라가 앞서지만, 상대적으로 작은 크기와 검증된 기술을 활용한다는 점에서는 VA001 역시 장점이 있다. 특히 제작 단가가 훨씬 저렴할 것으로 기대된다. 각기 일장일단이 있으므로 누가 앞선다고 말하기는 어렵지만, 확실한 것은 오랜 시간 비행이 가능한 무인기가 등장하면 여러 가지 용도로 활용이 가능하다는 점이다. 항공 감시 및 통신 부분이 대표적 용도다. 수요가 분명한 만큼 앞으로 장시간 비행이 가능한 무인기가 하나씩 선보일 것으로 보인다. 얼마나 오래 비행할 수 있는지 경쟁 역시 치열해질 것이다. 사진 출처=Terry Zaperach/NASA 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

미국의 도널드 트럼프 대통령이 7~8일 한국을 국빈 방문한다. 북한의 핵무기 개발과 미사일을 저지해야 하는 중차대한 시기이기 때문에 그 어느 때보다 트럼프 대통령의 한국 방문은 한국의 평화와 안보를 위해 대단히 중요한 발걸음이 될 것이다. 양국 정상회담에서 국가 안보를 위해 여러 의제가 논의되겠지만 그 가운데 미국과의 우주 협력을 주요 어젠다 중 하나로 논의해 보는 것이 바람직할 것이다. 제임스 매티스 미 국방장관은 한국의 미사일 능력 증강이 미국의 부담을 덜어 준다는 측면에서도 바람직하다는 의견을 내놓고 있다. 현재 한국의 미사일 탄두 중량은 500㎏에 묶여 있고 사정거리도 800㎞ 이내로 한정돼 있는데, 이를 증강시켜 주겠다는 것이다. 군사동맹임에도 불구하고 부당한 대우를 받고 있는 것이 현실이다. 그러나 북한의 미사일 수준이 대륙간탄도미사일(ICBM) 수준으로 올라서고 있고 미국 혼자 막기에는 역부족인 것을 감안해 한국이 강력한 미사일을 개발할 수 있도록 해 주겠다는 취지다. 한국은 이 기회를 잘 살려 스스로 국가를 방어할 수 있는 강력한 미사일을 개발할 수 있도록 해야 할 것이다. 이러한 변화에 부응해 한국이 미국과의 우주 협력을 발전시켜 나간다면 군사적 목적과 평화적 목표의 우주 개발이 더욱 순조로워진다. 고체연료를 쓰는 군사용 미사일의 탄두 중량이 커져 미사일의 힘이 증강되는 것은 가능해질 것으로 예상되는데, 달 탐사라든가 지구궤도를 많이 벗어나는 우주공간까지 날아가는 한국형 로켓을 개발하는 데는 별도의 제약이 있기 때문에 미국과의 우주 협력을 병행하면서 실마리를 풀어 나가는 지혜가 요구된다. 현재는 추력 100만 파운드, 즉 500㎏의 물체를 300㎞ 정도로 쏘아 올리는 고체연료 로켓까지만 개발이 가능하도록 되어 있다. 큰 인공위성을 쏘아 올리려면 강력한 고체연료 로켓을 사용해야 하는데 평화적 목적임에도 불구하고 자유로운 우주 개발이 불가능해진다. 그래서 트럼프 대통령이 방한하고 매티스 국방장관도 고체연료를 쓰는 한국의 미사일 능력이 증강될 필요가 있다고 인정하는 마당이니 이참에 고체연료를 쓰는 군사용 미사일과 인공위성을 쏘아 올릴 때 필요한 고체연료 로켓도 함께 묶어 논의를 해 보자는 것이다. 한국과 미국은 미 항공우주국(NASA)을 통해 2020년 달 탐사 궤도선을 보내는 것에 협력하고 있다. 달 탐사 궤도선에 미국의 장비를 실어 주는 대가로 한국은 가 보지 못한 달까지의 심우주 항법과 통신의 도움을 받는 것이다. 이마저도 한국의 국력이 돈을 내고 미국과 협력할 수 있는 수준에 이르렀기 때문에 가능한 것이고 나로호 발사를 통해 한국이 우주 개발을 하겠다는 의지를 전 세계에 표명한 결과다. 한국전쟁 후에 미국의 밀가루 원조나 받던 한국의 국력이라면 미국이 거들떠보지도 않았을 것이다. 국제사회의 역사가 급격하게 변동되는 현실을 보면서 국제사회가 어떻게 변화하고 있고 어떻게 대응해 나가느냐에 따라 후손의 안위와 번영이 보장된다. 전기가 끊기는 정전 사태가 밥 먹듯 일어나는 북한조차도 국력을 쏟아부으며 우주공간을 넘나드는 미사일 개발을 하는 현실을 보며 우리는 우주 시대에 살고 있다는 사실을 실감한다. 북한이 미사일을 발사하면 신문이나 TV는 우주공간에서 내려다보는 동북아와 괌, 심지어는 하와이까지의 지도를 펼쳐 놓고 보도를 하고 있고, 우리는 언제부터인가 그 장면에 익숙해 있는데 정작 한국 스스로의 우주 개발에는 큰 관심이 없다. 불행한 일이지만 북한의 미사일이 대륙간탄도미사일 수준이 됐기 때문에 한국의 고체연료 미사일 능력이 증강되는 것을 미국이 동의하는 환경이 조성됐고, 인공위성 발사용 고체로켓의 능력 증강도 그 규제를 풀 수 있는 계기가 마련되고 있다는 환경 변화의 기회를 놓쳐서는 안 된다. 트럼프 대통령이 방한하는 때에 맞추어 미국과의 우주 협력을 넓혀 나가면서 미사일과 민간용 로켓의 규제를 함께 푸는 계기를 마련해야 할 것이다. 미국의 NASA는 워싱턴 정·관계와 직접 연결되는 시스템이 있다는 점을 염두에 둬 외교의 지평을 더욱 넓혀 나간다는 생각도 함께 해야 한다.

매년 10월 31일은 미국의 어린이들에게는 최대 명절인 ‘핼러윈 데이’다. 이날만큼 어린이들은 으스스하면서도 웃기는 괴물 분장을 하고 축제를 즐기며 각계 각층의 어른들 역시 재미있는 이벤트로 동참한다. 과학계도 예외는 아니다. 미국의 주요 과학매체들은 매년 이맘 때가 되면 어린이들에게 꿈과 희망을 주기위해 핼러윈 데이를 기념하는 신기한 천체사진을 공개한다. 물론 이같은 천체사진은 우리의 눈과 뇌가 특정한 모습으로 상상한 것이지만 적어도 어린이들에게 만큼은 무한한 영감을 준다. 서구의 우주전문 매체들이 공개한 으스스한 모습의 천체사진을 정리해왔다. - 핼러윈 데이를 빛내는 태양 핼러윈 데이를 기념하는 최고의 명작으로 꼽히는 사진이다. 지난 2014년 미 항공우주국(NASA)의 태양활동관측위성(SDO)이 촬영한 태양의 모습으로 금빛과 노란빛의 아름다운 에너지를 방출하는 태양의 모습을 담고있다. 이 사진이 화제가 된 것은 잭-오-랜턴과 놀라울 정도로 닮았다는 점 때문이다. 우리에게는 다소 낯선 용어인 잭-오-랜턴(jack-o‘-lantern)은 핼러윈 데이에 등장하는 호박등을 말한다. 호박에 도깨비 얼굴을 새기고 그 안에 초를 넣어 번쩍이게 만드는 핼러윈의 대표적인 상징. - 우주의 고스트라이더 마치 해골이 타는 듯한 재미있는 모습의 성운(星雲·nebula)이다. 현재 은하수를 지나가는 이 성운의 이름은 ‘Sh2-68’로 약 4만 5000년 전 생성된 것으로 죽어가는 별이 만들어 낸 것이다. 이 성운이 눈길을 끄는 것은 바로 기괴한 모습 때문이다. 영화로도 제작돼 현지에서 큰 인기를 끌고 있는 만화 ‘고스트 라이더’(Ghost Rider)의 모습을 닮았다.　　 - 비명을 지르는 우주의 해골 전문가들이 꼽는 또 하나의 핼러윈 데이 최고 명작사진이다. 마치 해골이 비명을 지르는듯한 모습 때문에 매년 단골로 등장하는 사진으로 그 주인공은 페르세우스자리 은하단(Perseus cluster of galaxies)이다. 지구에서 약 2억 4000만 광년 떨어진 곳에 위치한 페르세우스자리에는 두 개의 산개성단이 서로 끌어당기고 있으며 수백 여개의 은하가 모여있다. - ‘사우론의 눈’ HR 4796A 영화 ‘반지의 제왕’에 등장하는 사우론의 눈(Eye of Sauron)과 흡사한 별이다. 지구에서 약 237광년 떨어진 곳에 위치한 ‘HR 4796A’는 ‘사우론의 눈’ 처럼 기괴하게 생긴 모습이 가장 큰 특징이다. 그러나 우주를 노려보는듯 눈처럼 보이는 곳에 위치한 것이 바로 별에서 뿜어내는 빛이며 그 주위의 링은 중력에 끌린 먼지다. - 마녀머리 성운 지구에서 900광년 떨어진 오리온 자리에 위치한 일명 ‘마녀머리 성운’(Witch Head nebula). 마치 마녀의 머리를 닮았다고 해서 특이한 이름이 붙여진 이 성운은 지난 2009년 발사된 지름 40㎝짜리 적외선망원경을 탑재한 NASA의 광역적외선탐사위성(WISE)이 촬영한 것이다. 이 성운의 정식명칭은 1C2118. - 유령 성운 우주에서 가장 추운 곳이라 불리는 ‘부메랑 성운’(Boomerang Nebula)이다. 마치 유령이 떠있는 듯한 이 성운은 으스스한 모습만큼이나 온도가 -272°C에 이를만큼 우주에서 가장 추운 곳이다. 이는 이론적으로 가장 낮은 온도인 절대영도보다 1도 높은 값. 지구에서 센타우르스자리 방향으로 5000광년 떨어진 곳에 위치한 부메랑 성운은 중심에 있는 별에서 분출되는 가스에 의해 생성된 것으로 추정된다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우리가 사는 태양계 밖 곧 '외계에서 온 손님'이 사상 처음으로 포착됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 지난 19일(현지시간) 하와이에 있는 천체 관측 망원경 ‘판-스타스'(Pan-STARRS 1)를 통해 혜성으로 추정되는 'A/2017 U1'을 관측했다고 밝혔다. 지름이 채 400m도 되지 않는 이 작은 천체는 거문고 자리 방향에서 시속 9만 2000km의 빠른 속도로 우리 태양계를 거의 수직처럼 날아와 방문했다. 태양과 가장 근접했던 것은 지난달 9일이었으나 뒤늦게 발견됐으며, 태양계를 V자 형태로 비행한 후 페가수스 자리 방향으로 날아갔다. 일반적으로 태양계 내의 혜성은 장주기 혜성의 고향으로 불리는 오르트 구름에서, 소행성은 화성과 목성 사이 소행성 벨트에서 튕겨나온다. 오르트 구름은 태양계를 껍질처럼 둘러싸고 있는 가상의 천체집단으로 수천억 개를 헤아리는 혜성의 핵들로 이루어져 있다. NASA 연구진이 A/2017 U1을 '외계 방문자'로 지목한 것은 극단적인 궤도 특성 때문이다. A/2017 U1을 처음 포착한 하와이 대학 롭 웨릭 연구원은 "이 천체의 움직임을 일반적인 태양계의 소행성과 혜성의 궤도로 설명할 수 없다"면서 "A/2017 U1은 태양계 밖에서 왔다"고 단정지었다. NASA 산하 지구근접물체프로그램 연구소(Near Earth Object Program) 폴 초다스 소장 역시 "오랜시간 이론적으로 '항성간 천체'(Interstellar Object)가 존재할 것이라 생각했다"면서 "소행성 혹은 혜성이 항성과 항성 사이를 지나갈 것이라 여겼지만 실제 발견된 것은 처음"이라고 설명했다. 이어 "A/2017 U1은 지금까지 연구해온 천체 중 가장 극단적인 궤도를 갖고있으며 다시는 태양계로 돌아오지 못할 것 같다"고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

60년 전인 1957년 10월 4일 밤, 당시 소련 영토였던 카자흐스탄 바이코누르 우주기지에서 인류 최초의 인공위성인 스푸트니크 1호가 성공적으로 발사됐다.스푸트니크 1호 발사 성공은 하늘을 올려다보며 우주를 꿈꿔 왔던 인류의 오랜 소망이 실현된 것이었다. 냉전시대 소련과 군비경쟁을 벌이던 미국은 우주개발 경쟁의 우위를 빼앗겼다는 이른바 ‘스푸트니크 쇼크’에 빠졌다. 이후 미국은 대통령 직속 기구인 항공우주국(NASA)을 설립하는 등 과학기술 분야 연구개발(R&D) 시스템부터 과학·수학 교육 개편까지 사회 전체적인 개편을 가져왔고 소련을 앞서기 위한 ‘아폴로 달 탐사 프로젝트’를 이끌어 냈다. 그 결과 1969년 7월 21일 아폴로 11호가 인류 최초로 달에 착륙하는 성과를 냈다.스푸트니크 1호나 아폴로 11호처럼 인간이 만든 물체를 우주로 날려 보내는 로켓과 인공위성 초기 역사의 이면에는 SF의 상상력이 자리잡고 있다. 로켓 기술을 가능케 해 인류가 우주를 탐사할 수 있게 만든 것은 소련의 물리학자이자 SF작가인 콘스탄틴 치올콥스키(1857~1935) 덕분이다. 치올콥스키는 프랑스 대중소설 작가 쥘 베른의 1865년 작품 ‘지구에서 달까지’에서 영감을 얻어 1898년에 현대 로켓기술을 탄생시킨 기념비적 논문인 ‘로켓에 의한 우주공간의 탐구’를 발표했다. 이 논문이 과학계에 알려지기까지는 5년 가까이 걸렸는데 이유는 치올콥스키 자신이 물리학자이지만 ‘지구와 우주에 대한 환상’, ‘다른 세계에 생명은 있는가’와 같은 SF소설을 쓰는 작가였기 때문이다. 과학계에서는 그의 로켓 기술이 그저 SF적 상상력에 불과하다고 생각했던 것이다.이처럼 SF는 당대의 과학기술이 이룩해 내지 못한 미래를 상상력을 통해 예측하고 기술개발의 원동력이 되고 있다. 과학사를 보더라도 과학기술의 발달에 있어서 가장 중요한 원동력은 ‘상상력’이었다. 특히 SF는 과학적 상상력이 드러나는 대표적 장르이기 때문에 과학자와 SF작가들은 서로에게 영감을 주고받고 있다. 상대성 이론으로 유명한 알베르트 아인슈타인도 “상상력은 지식보다 중요하다. 지식은 한계가 있지만 상상력은 세상의 모든 것을 끌어안을 수 있다. 나는 그 상상력을 자유롭게 이용한 예술가”라며 과학적 상상력의 중요성을 강조했다. 20세기를 대표하는 SF 거장으로 꼽히는 미국 작가 필립 K 딕이 1950년대 초에 쓴 ‘마이너리티 리포트’는 2001년 스티븐 스필버그 감독의 영화로도 만들어졌다. 이 작품에서는 멀티터치가 가능한 투명디스플레이, 자율주행차, 망막스캔 인식기술, 보행자 맞춤형 광고 등 현재 연구되고 있거나 미래에 등장할 개연성이 큰 기술들로 가득 차 있어 전문가들에게도 다양하게 인용되고 있다. 이런 이유로 외국에서 SF는 많은 사람들에게 폭넓게 사랑받는 분야이지만 지금까지 국내에서는 일부 마니아들만 좋아하는 장르로 알려져 있었다. 그러나 최근 몇 년 사이에 성인을 대상으로 하는 과학잡지들이 속속 창간되면서 SF에 대한 관심도 함께 늘고 있다. 실제로 외국에서 SF가 대중에게 사랑받는 장르로 자리잡게 된 19세기 중후반은 다양한 과학잡지들이 창간되면서 일반인들도 최신 과학기술에 대한 관심이 커지고 있던 시기였다. 국립과천과학관의 경우 2009년 ‘SF과학영화제’로 시작해 2012년부터는 ‘SF축제’로 규모를 키워 SF 장르를 통해 과학에 대한 대중의 관심을 높이려는 시도를 하고 있다. 올해도 ‘과학이 도전하는 SF’라는 주제로 오는 31일부터 11월 5일까지 6일간 SF축제를 개최한다. 이은경 전북대 과학학과 교수는 “최근 4차 산업혁명과 관련해 기술과 사회의 미래상을 다루는 콘텐츠들이 많아졌지만 청소년을 비롯한 미래 세대들에게 호소력이 있는지는 의문”이라며 “미래 세대에게 미래상을 보여 주고 과학적 영감을 자극하기 위해서는 SF처럼 문화적 상상력을 제공하는 수단이 필수적”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중력파, 전자기파 동시관측으로 중성자별 관련 천문학 난제 해결한국과학자 포함된 국제공동연구진 성과 국내 연구진이 포함된 국제공동연구진이 세계 최초로 중력파와 X선, 감마선, 가시광선 같은 전자기파를 동시에 관측하는데 성공했다.블랙홀 충돌로 생긴 중력파가 지난해 초 검출됨에 따라 올해 노벨물리학상 수상업적으로 선정됐다. 그런데 이번에 중성자별의 충돌에 의해 생기는 중력파는 물론 감마선, X선, 가시광선을 동시에 발견하는데 성공한 것이다. 이번 연구로 그동안 이론상으로만 알려진 ‘킬로노바’의 존재를 관측해 설득력 있게 증명해냈다는 평가를 받고 있다. 킬로노바는 블랙홀이나 중성자별이 충돌하면서 생기는 것으로 초신성이라고도 불린다. 이번 연구는 전 세계 45개국 900여 기관 소속 50개 연구그룹에 속한 3500여 명 과학자들의 협동연구의 성과다. 국내에서도 서울대 초기우주천체연구단, 한국천문연구원, 한국중력파협력연구단, 성균관대 우주과학연구소 소속 38명의 과학자들이 연구에 참여했다. 중력파검출 국제연구단인 라이고, 비르고 과학협력단은 지난 8월 17일 오후 9시 41분(한국시간)에 처음 중성자별 충돌로 만들어진 중력파 발생현상을 관측하고 ‘GW170817’라고 이름지었다. 연구진은 중력파 종료 2초 후에는 2초간 발생한 짧은 감마선 폭발현상을 관측했고 다시 11시간 후에는 약 1억 3000만 광년이 떨어진 은하 ‘NGC 4993’에서 ‘GW170817’과 똑같은 별의 모습을 가시광선으로 발견했다.초기우주천체연구단 단장인 임명신 서울대 교수가 이끄는 광학연구진은 천문연구원의 KMTNet 망원경과 서울대에서 보유한 이상각 망원경을 사용해 중력파 발생 이후 21시간이 지난 때부터 GW170817에 대한 추적관측을 했고 성균관대 연구팀은 멕시코에 있는 광학망원경과 남극에 있는 뉴트리노 천문대에서 이 별의 탄생을 확인했다. 다시 미국항공우주국(NASA)에서 운영하는 찬드라 X선 우주망원경으로 X선을 관측함으로써 천문학계의 난제로 알려진 중성자 별 충돌결과로 예측됐던 킬로노바 현상과 특이한 감마선 폭발현상을 확실히 확인하게 됐다. 국제공동연구진은 먼 우주의 천체를 가시광선이나 감마선, X선처럼 하나의 수단으로 확인하는 것이 아니라 중력파와 이들 전자기파 신호를 동시에 관측해 연구하는 다중신호 천문학 탄생을 알리는 계기라고 평가하고 있다. 한국중력파연구협력단을 이끄는 이형목 서울대 교수는 “천문학 난제였던 중성자별 충돌 현상을 이번에 단숨에 규명한 것처럼 다중신호 천문학 연구로 우주론, 중력, 밀집천체 등 다양한 연구분야에서 획기적 발견이 이어질 것”이라고 예측했다. 임명신 교수도 “중력파와 광학관측 협동연구로 중력파 신호가 정확히 어디에, 어떤 천체로부터 오는지 최초로 밝힌 역사적 연구”로 “중성자별의 핵입자물리학적 상태를 규명하는 계기가 될 것”이라고 말했다. 이번 연구는 16일 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 2편의 논문으로, 천문학 및 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’에 5편의 논문으로 발표됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

초음속 여객기 콩코드의 실패 이후 맥이 끊겼던 초음속 여객기 제작 기술이 ‘콩코드의 아들’을 통해 다시 서서히 기지개를 켜고 있다. 최근 미국 보스턴에 위치한 항공회사 ‘스파이크 에어로스페이스’는 세계 첫 개인용 초음속 여객기의 무인 테스트 비행을 성공적으로 마쳤다고 밝혔다. 에어버스 등 유명 항공 엔지니어 출신들이 모여 만든 이 초음속 여객기의 이름은 ‘S-512’. 프로토타입으로 실시된 이번 테스트 비행은 뉴잉글랜드에 위치한 개인 비행장에서 이루어졌다. 이 회사의 CEO 비크 카초리아는 "이번 테스트는 총 6차례 실시됐으며 실제 환경에서 실행됐다"면서 "모두 성공적으로 이루어졌으며 여기서 얻어진 데이터는 실제 기체 제작에 활용될 것"이라고 밝혔다. 회사 측에 따르면 완성된 S-512의 실제 비행은 2021년 초, 여객운송은 2023년 예정이다. 화제를 모은 S-512는 총 18명의 승객을 싣고 마하 1.6(시속 1963㎞)의 속도로 날 수 있으며 최대 마하 1.8(시속 2205㎞)까지도 가능하다. 이 정도면 미국 LA에서 한국까지 6시간 남짓이면 도착하는 어마어마한 속도. 특히 이 여객기의 특징 중 하나는 창문이 없다는 점이다. 일반적인 여객기에 설치된 창 대신 얇은 디스플레이 스크린으로 벽면을 ‘도배’해 기체 밖에 설치된 카메라가 전송한 화면을 그대로 볼 수 있다. 해외언론이 S-512에 관심을 갖는 이유는 지난 2003년 10월 24일 콩코드의 마지막 비행 이후 사라진 초음속 여객기 시대가 다시 도래할 것으로 예상하기 때문이다. 최초로 초음속 여객기 시대를 연 콩코드는 영국과 프랑스가 함께 개발한 기체로 런던과 뉴욕사이를 단 3시간 30분만에 주파했다. 문제는 공기저항을 줄이기 위해 날렵한 기체로 설계된 탓에 총 탑승 승객이 100명에 불과했으며, 다른 여객기에 비해 엄청난 소음과 함께 두 배 이상의 연료를 소모한 점이다. 여기에 우리 돈으로 무려 1600만원이 훌쩍 넘는 편도요금(런던-뉴욕)은 재벌이나 탈 수 있는 가격. 곧 콩코드의 퇴장은 기술적으로 진보한 상품이 반드시 성공하는 것은 아니라는 명제를 남겼다. 이후 전세계 항공업계는 속도보다는 경제성에 초점을 둬 많은 승객과 화물을 실을 수 있는 덩치 큰 여객기 개발에 앞장서왔다. 그러나 전세계 경제규모가 커지면서 초음속 비행의 수요가 살아났고 소음 문제 등을 극복할 기술이 개발되면서 최근 들어 다시 초음속 여객기 개발에 불이 붙었다. 스파이크 에어로스페이스외에도 미 항공우주국(NASA)과 록히드마틴, 붐 테크놀러지 등이 현재 초음속 여객기를 개발 중에 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구상에서 가장 값비싼 금속인 금. 이 금이 어떻게 만들어졌는가에 대해 완전히 밝혀지지는 않았지만, 우주 초창기에 별이 벼려냈다는 것 정도는 알려져 있다. 그러나 우리 태양계에 존재하는 금의 양을 보면 우주 초기 초신성 폭발 등으로 만들어진 금의 양보다 훨씬 더 많다는 계산서가 나와 과학자들의 골머리를 앓게 했다. 이 미스터리에 대한 답이 최근에 밝혀졌는데, 그것은 바로 중성자 충돌이라는 사건이었다. 138억 년 전 빅뱅으로 우주가 탄생했을 때, 태초의 빅뱅 우주공간을 가득 채운 최초의 물질은 수소였다. 원자번호 1인 수소는 양성자 하나와 전자 하나로 이루어진 가장 단순한 원소다. 이에 비해 금은 양성자 79개, 전자 79개로 이루어진 중원소다. 원자번호 77인 이리듐은 양성자가 77개, 원자번호 80인 수은은 양성자가 80개다. 이론적으로는 이리듐 핵에 양성자 2개를 박아넣거나, 수은에서 양성자 한 개를 빼내면 누런 금이 되는 셈이다. 이런 기술을 연구하는 학문이 연금술이다. 물론 지금까지 연금술로 금을 생산하는 데 성공한 연금술사는 없다. 놀랍게도 최고의 과학천재로 일컬어지는 뉴턴은 연금술사였다. 그가 연금술을 연구하는 데 쓴 시간과 정력은 물리나 수학 연구에 쓴 것보다 더 많았다고 한다. 물론 뉴턴도 ‘연금’에 성공하지는 못했다. 뉴턴이 만년에 정신착란을 보인 것은 연금술 연구로 많은 수은을 섭취한 것이 원인이라 한다. 연금술이 실패한 것은 금보다 가벼운 원소의 핵자 속으로 양성자를 박아넣을 수 있는 에너지는 초신성 폭발 같은 어마무시한 힘이 아니고는 불가능하기 때문이다. 지구상에서는 어떤 수단을 동원하더라도 그런 에너지를 생산할 방법이 없다. 그러니까 뉴턴을 비롯한 수많은 연금술사들은 물질의 거죽만 주무르면서 금을 만들겠다고 헛고생만 죽도록 한 셈이다. 하긴 그 덕분에 화학이 발전하기는 하지만. 위의 그림은 두 중성자별이 나선운동을 하면서 충돌 직전에 있는 상황을 표현한 것이다. 중성자별이란 초거성이 초신성 폭발로 외피를 모두 날려버린 후 별 중심부가 엄청난 밀도로 뭉쳐진 별을 가리킨다. 이 별 물질 1리터의 무게는 무려 1조 톤에 달한다. 2016년 미국 하버드 스미소니언 센터는 중성자별의 충돌로 생긴 엄청난 양의 에너지를 발견하고, 이 과정에서 실제 금이 만들어 질 수 있다는 것이 증명했다. 초신성 폭발과는 달리 두 중성자 별들 간의 충돌은 금과 같은 귀중한 금속들을 수없이 만들어 낸다. ‘GRB 130603B’로 명명된 폭발 천체는 미항공우주국(NASA) 스위프트 위성을 통해 관측됐으며, 연구팀은 충돌 과정에서 금을 포함한 태양 질량의 약 1/100에 해당하는 물질들이 방출된 것으로 추정했다. 연구에 참여한 하버드 스미소니언 센터 선임연구원 에도 버거는 “이번 중성자별 충돌 과정에서 생겨난 금의 양이 달 질량에 10배 일 수 있다”고 설명했다. 따라서 지금 당신의 손가락에 끼워져 있는 금반지는 초신성 폭발이나 중성자별의 충돌 결과 만들어진 것으로, 이러한 물질들이 우주공간을 떠돌다 태양계가 생성될 때 지구로 흘러들어 광맥을 이루었으며, 광부의 손에 의해 채취되어 금은방을 거친 끝에 당신 손가락에 끼워진 셈이다. 이것은 소설이 아니라 과학이다. 그러니까 우리 손가락의 금반지는 수십억 년 전 저 우주공간에서 일어난 초신성 폭발이나 중성자별 충돌의 기념품이라 해도 틀린 말은 아닌 셈이다. 이런 기념품을 입 속에 갖고 있는 사람들도 많다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com