태양이 플라즈마 불꽃을 토해내다 다시 삼키는 장면을 미국항공우주국(NASA, 이하 나사)이 16일(이하 현지시간) 공개했다. 태양활동관측위성(SDO)이 지난달 27일 관측한 이 장면은 극자외선(EUV) 영역의 두 파장을 합성한 것으로, 나사의 유튜브 개정을 통해서 영상으로도 공개됐다. 공개된 영상에서 태양은 상대적으로 조그만(?) 플라즈마를 방출했다. 폭발력이 작아서 방출되던 플라즈마는 태양의 중력을 극복하지 못하고 다시 태양의 표면으로 떨어지는 모습을 보였다. 플라즈마는 초고온에서 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체 상태를 말한다. 이번 플라즈마 폭발은 소규모로 이런 현상은 태양에서 거의 매일 일어난다고 나사는 설명했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

‘빛 메아리’로 불리는 우주의 희귀 현상이 1년여 만에 다시 주목받고 있다. 미국 항공우주국(NASA)은 17일(현지시간) ‘오늘의 천문 사진’(APOD)으로 ‘V838 Mon’이란 항성의 영상을 소개했다. 이는 2002년 허블 우주망원경이 지구로부터 약 2만광년 떨어진 외뿔소자리에 있는 항성을 1년간 관측한 데이터와 2006년 관측한 것을 합성한 것이다. 이유는 알 수 없지만, 이 항성은 외부층이 팽창하다 갑자기 폭발했다. 이 때문에 잠시 우리 은하 전체에서 가장 밝은 별이 됐다가 차츰 사라졌다. 빛의 세기는 우리 태양보다 60만배나 밝은 것으로 알려졌다. 전례 없이 밝은 이 섬광은 초신성 폭발의 한 유형으로 우주로 엄청난 양의 물질을 방출했다. 이때 에너지가 성간 먼지에 의해 복잡한 고리 형태로 반사돼 아름다운 이미지로 나타난 것이다. 한편 영상 속 빛 메아리의 지름은 약 6광년에 달한다. 사진=APOD/NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

외계문명과 지구문명이 공존하는 가상 환경을 소재로 한 공상과학영화나 소설을 보면 타 행성에서도 지구처럼 여러 가지 농작물을 기르는 모습을 볼 수 있다. 그렇다면 과연 지구 토양이 아닌 타 행성에서도 감자, 고구마, 양파 같은 채소를 기를 수 있을까? 화성이 미래엔 인류 식량의 제공지가 될 수도 있을까? 한 미국 과학자가 빠른 시일 내에 이것이 실현될 가능성이 높다는 주장을 제기해 관심이 집중되고 있다. 미국 인터내셔널 비즈니스 타임스 영국 판의 16일(현지시간) 보도에 따르면, 버지니아 코먼웰스 대학교(VCU) 연구원 마이클 마우트너 박사는 외계토양에서 지구 식물을 기르는 것이 가능하다며 관련 실험을 진행 중이다. 마우트너 박사는 운석 속에 함유되어 있는 인산염, 질산염, 수분이 식물이 자라기에 적합한 환경을 제공한다고 주장한다. 실제로 그는 운석으로 이뤄진 인공토양에서 아스파라거스, 감자를 기르는 실험을 진행 중인데 비록 초기단계이지만 일부 싹이 자라나는 모습이 포착돼 나름 가능성을 보여주고 있다. 그는 “운석토양에서 식물이 성공적으로 자라난다면 가까운 화성에서도 충분히 채소를 기를 수 있다”고 설명한다. 최근 NASA는 인류가 직접 화성에 발을 내딛기 위한 ‘마스원(Mars-1) 프로젝트’를 수년간 진행해오고 있음을 밝히며 오는 2035년 인류가 화성에 직접 가볼 수 있을 것이라고 주장한 바 있다. 문제는 화성으로 가는 동안, 또 화성 도착 후 우주탐사대가 소비할 식량조달이 쉽지 않다는 점이다. 현재 기술로 우주비행사가 소비할 식량을 조달하려면 ㎏당 23,000달러(약 2,352만 원)라는 막대한 비용이 소요된다. 마우트너 박사는 이런 상황을 우려해 외계토양에서도 지구 채소를 기를 수 있는 방법을 꾸준히 연구해왔다. 그는 “후에 인류가 화성에 정착하려면 생존을 위해서 해당 방법을 충실히 발전시켜야 할 것”이라며 “외계토양에서 지구 채소를 자급자족할 수 있다면 막대한 비용을 아낄 수 있다”고 강조한다. 현재 마우트너 박사의 운석토양 실험은 완전한 것이 아니다. 일단 해당 실험은 지구의 산소와 중력이 존재하는 상황을 기초로 둔 것이기에 무중력, 무산소 상태에서도 채소를 기를 수 있는지 여부를 증명해야한다. 그러나 그는 “태양이 소멸하는 순간, 지구를 비롯한 태양계도 종말을 맞이한다. 그것이 아니더라도 소행성 충돌, 자연파괴 같은 수많은 위험이 지구를 위협하고 있다”며 “언제가 될지 모르지만 우리는 타 행성으로 이주할 준비를 항상 하고 있어야한다”고 전했다. 사진=Michael Mautner/NASA　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

미국항공우주국(이하 NASA)가 토성의 위성인 타이탄의 대기를 재현하는데 성공했다고 밝혔다. NASA의 고더드우주비행센터의 연구팀은 실험실 내에서 서로 다른 가스를 섞어 타이탄과 가장 유사한 대기를 만들어내는데 성공했다. 타이탄을 감싸고 있는 주된 기체는 질소이며 약간의 메탄이 포함된 것으로 알려져 있었지만, 타이탄의 공기 성질을 결정하는 또 다른 중요한 기체의 정체는 최근까지 미스터리로 남아 있었다. 하지만 수차례의 시행착오 끝에 연구팀은 타이탄 공기의 마지막 키워드가 ‘벤젠’이라는 사실을 밝혀냈다. 벤젠 가스는 메탄과 질소와 결합해 타이탄의 대기층을 이루고 있다. 연구팀은 방향족 탄화수소인 벤젠이 포함된 타이탄의 대기가 희뿌연 외형을 가지고 있다는 사실 외에도 독특한 냄새를 함유하고 있다는 것을 발견했다. 연구팀은 “지구에서 타이탄의 대기를 재현한 결과, 특유의 달콤하고 향기로우면서도 약간의 휘발류 향이 포함된 냄새가 나는 것을 확인했다. 하지만 실제 타이탄에서는 표면 압력이 세서 냄새를 맡기가 매우 어려울 것”이라고 설명했다. 이어 “우리는 완벽하게 똑같지는 않지만 실제 타이탄의 대기와 매우 유사한 기체를 재현함으로서 ‘타이탄의 안개’에 대한 연구를 진행하는데 큰 도움이 될 것으로 기대한다”고 덧붙였다. 한편 토성의 최대 위성인 타이탄은 위성으로는 특이하게 대기가 있으며, 이 성질이 원시지구의 대기와 유사해 지구 생명 탄생의 비밀을 풀어줄 열쇠로 기대를 모으고 있다. 타이탄의 지름은 5000㎞가 넘어 태양계 모든 위성 중 두 번째로 크며, 토성 탐사선인 카시니호의 조사로 타이탄 극지에 존재하는 액체 호수의 흔적을 발견한 바 있다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

1,000억 개에 육박하는 세포가 상상이 잘 안 되는 수치인 1,000조개에 달하는 신경섬유조직과 컴퓨터 연산 작용처럼 끊임없이 접촉하고 있는 우리 ‘뇌’는 그 어떤 것보다 풍부한 비밀을 담고 있다. 이와 관련해 영국 일간지 데일리메일은 에든버러 대학 연구진이 공개한 우주보다 신비하고 아름다운 두뇌의 이미지들을 최근 소개했다. 초록색, 보라색, 분홍색과 같은 화려한 색감이 거의 수천억 개에 달하는 복잡한 파동 속에서 스펙트럼을 발산한다. 혹시 NASA 허블 우주 망원경이 촬영한 초신성 폭발(슈퍼노바) 현상이 아닌지 의심이 들 정도인데 사실 이 이미지는 자기공명영상(MRI) 장치와 광학 전자현미경으로 촬영한 자폐증 환자의 뇌 모습이다. 특히 ‘자폐증’, ‘주의력결핍 과잉행동장애(ADHD)’와 같이 신경과 관련이 깊은 질환을 앓고 있는 환자들의 두뇌 모습은 우리의 일반적 인식과 달리 굉장히 능동적이고 생동감 있는 움직임을 보여주고 있다. 신경 아교 세포의 일종인 올리고덴드로사이트(oligodendrocyte)가 신경 돌기 주위를 세포막으로 원 형태로 감싸 안고 성상 세포 (astrocytes astroglia)는 지구 중심의 마그마처럼 용솟음친다. 초록색으로 뚜렷이 보이는 X Y 염색체는 각자의 영역에서 군림하며 수억 개의 항성이 모인 성운처럼 유유히 화면을 수놓는다. ‘자폐증과 같은 신경질환 환자의 뇌는 혹시 무척 조용하지 않을까?’라는 짐작을 단번에 날려준다. 이번에는 떠오르는 태양 일출장면처럼 원색이 시시각각으로 화려함을 뽐내는 이미지가 보인다. 흡사 모네, 고갱, 르누아르, 세잔 등 19세기 인상파 화가의 작품을 연상시키는 이 이미지의 주인공은 다름 아닌 암컷 쥐의 두뇌다. 이 모든 이미지는 ‘하늘보다 광대한 두뇌’라는 주제로 영국 에든버러 세인트 앤드류 광장에서 최초로 열리고 있는 ‘두뇌 사진 전시회’에 출품된 사진 중 일부다. 자기공명영상, 전자 현미경, 전기 모니터링 장치로 촬영한 뇌 이미지만을 게재하는 해당 전시회는 세간의 편견과 달리 무척 활동적인 신경질환 환자의 뇌를 비롯해 신비로 가득 찬 두뇌의 실제 모습을 알리고자 하는 에든버러 대학 연구진의 깊은 뜻이 담겨있다. 전시회 주최 측은 “‘인간의 뇌는 은하수 속 별들보다 더욱 많은 세포들의 연결 작용으로 이뤄진다. 우리는 이러한 미세한 연결고리에서 파생되는 작은 변화가 학습역과 기억력에 어떤 해로운 작용을 하는지에 대한 물음을 보다 구체적으로 이미지화 한 것”이라며 “두뇌의 화려한 움직임이 추상미술과도 일정 연관이 있다는 점을 알려 준다”고 설명했다. 사진=데일리메일　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

우주인들도 지구 상에서 펼쳐지는 월드컵에 관심이 많은 듯하다. 미국항공우주국(NASA·나사)이 12일 2014 브라질 월드컵 개막일에 맞춰 국제우주정거장(ISS)에서 촬영한 리우데자네이루와 상파울루의 모습을 공개해 눈길을 끌고 있다. 공개된 사진에서 우측에 영롱한 주황색 불빛이 산개한 부분이 수도인 상파울루이며, 중심 부분이 리우데자네이루이다. 지구 상에서는 월드컵 동안 세계 각국의 팬들이 TV나 현지 경기장을 찾아 관전하고 있는 가운데 ISS에 체류 중인 미국인 우주비행사 리드 와이즈먼과 스티븐 스완손, 독일인 우주비행사 알렉산데르 게르스트는 지구에서 370㎞ 떨어진 상공에서 각각 자국팀에 성원을 보내고 있다. 사진=NASA/리드 와이즈먼 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

외형은 적색 초거성이지만, 그 중심에는 삼켜진 중성자별이 존재하는 ‘손-지트코프 천체’(Thorne-Zytkow object, TZO). 이 이상한 별은 40년 전쯤 나온 이론상의 존재였지만, 그에 해당하는 후보가 처음으로 발견돼 학계가 주목하고 있다. TZO는 1975년에 물리학자 킵 쏜과 천문학자 안나 지트코프가 발표한 적색 초거성과 중성자별이 합쳐진 일종의 하이브리드 별이다. 겉으로는 오리온자리의 베텔게우스와 같은 적색 초거성과 비슷하지만 이 천체 내부에서 일어나고 있는 독특한 활동을 짐작하게 하는 스펙트럼은 일반적인 적색 초거성과는 확실히 다르다. TZO의 생성 메커니즘은 명확하게 밝혀지지 않지만, 일반적으로 받아들여지고 있는 이론은 발달 단계에서 2종의 천체가 서로 영향을 주고 훨씬 더 큰 적색 초거성이 중성자별을 삼켰다는 것이다. 즉 중성자별이 적색 초거성의 중심으로 나선형을 그리며 떨어졌다는 것. 보통 적색 초거성이 핵융합 반응으로 에너지를 생산하지만, TZO는 삼켜진 중성자별의 특이한 활동을 에너지원으로 삼고 있다. 따라서 이 TZO의 발견은 이전까지는 천문학자들에게 발견되지 않았던 항성 내부 모형의 증거를 제공한다. 미국 콜로라도대학 볼더캠퍼스의 에밀리 레베스크 박사가 이끈 연구팀은 칠레 라스 칸파나스 천문대에 설치된 구경 6.5m 마젤란 클레이 망원경을 사용해 TZO 후보를 발견했다. 여러 적색 초거성의 스펙트럼을 관측해 어떤 원소가 존재하는가를 조사한 결과, 소 마젤란구름에 존재하는 ‘HV 2112’의 스펙트럼 특성이 매우 특이한 것으로 밝혀졌다. 희미한 스펙트럼 선상에 루비듐과 리튬, 몰리브데넘이 과도하게 포함돼 있었다. 보통 항성에서도 이들 원소는 생성되지만, 일반적인 적색 초거성의 온도에서 이들 원소가 많다는 것은 모두 TZO의 증거가 된다. 하지만 HV 2112 스펙트럼의 특징은 이론 모델과 완전히 일치하지 않는다. 연구에 참여한 로웰 천문대의 필립 매시 박사는 “당연히 이번 관측이 오류일 수도 있다. 이번 데이터와 이론에서의 예측 사이에는 작은 차이가 있지만, 이론은 꽤 오래됐고 많은 개선이 필요했으므로 이번 발견이 이론적 연구를 더욱 진전시킬 수도 있다”고 말했다. 한편 이번 관측 결과는 국제 학술지인 ‘영국 왕립천문학회 월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 최신호에 게재됐다. 사진=손-지트코프 천체 상상도(NASA) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

비밀 속에 쌓여 있던 달의 ‘어두운 뒷면’에 대한 미스터리가 마침내 풀렸다. 미국 펜실페이니아주립대의 천체물리학자들이 달의 반대편에 ‘바다’(Maria)가 거의 없는 이유를 밝혀냈다고 외신들이 보도했다. 여기서 달의 바다는 평탄하고 어두워 보이는 지형을 말한다. 연구팀은 달의 뒷면에 바다가 없는 이유가 달의 형성과 진화의 과정에서 나타난 앞면과 뒷면의 지각 두께에 대한 차이 때문이라고 설명했다. 연구에 참여한 제이슨 라이트 부교수는 “어린 시절, 달의 모형을 처음 봤을 때 앞뒤 양면이 너무 달라 놀랐었다”고 회상하며 “달의 뒷면에 산과 크레이터(충돌구 혹은 운석공)로만 이뤄진 것은 지난 1950년대부터 수수께끼였다”고 말했다. 이런 의문은 옛소련의 탐사선 ‘루나 3호’가 달 뒷면을 최초로 관측하면서 불거졌다. 천문학자들은 이를 ‘달의 반대편에 있는 고지에 대한 의문’(Lunar Farside Highlands Problem)이나, 그 이유를 규명할 수 없다는 이유로 ‘달의 어두운 이면’이라고 불렀다. 오늘날 달의 기원은 지구가 형성된 지 얼마 되지 않은 시기에 화성 크기의 천체 ‘테이아’가 지구에 충돌해 부서지면서 나온 파편으로부터 탄생했다는 ‘달 거대 충돌설’이 널리 받아들여지고 있다. 이에 대해 연구를 주관한 스타인 시구르드손 교수는 “이 충돌로 곧 지구와 달은 엄청나게 뜨거워졌다”고 말했다. 물론 이 충돌로 두 천체가 녹지는 않았지만, 암석과 마그마 등의 파편 일부가 증발해 지구를 원반 구조로 둘러쌓았다는 것이다. 이 시점의 달은 오늘날보다 10~20배 정도 지구와 가까웠던 것으로 추정된다고 이번 연구를 이끈 석사과정의 아르피타 로이 연구원은 말했다. 연구팀은 오늘날 달이 항상 얼굴이 되는 앞면을 지구로 향한 채 자전하며 지구를 공전하는 일정한 궤도주기에서 아이디어를 얻었다. 달은 지구보다 훨씬 작아서 충돌 이후 식는 것도 빨랐으며 지구를 향해 한쪽 면(앞면)을 처음부터 향하고 있었던 것으로 여겨지므로 달의 앞면만 섭씨 2500도 이상의 고온이었다고 한다. 이는 지구로부터 복사열을 받아 걸쭉하게 녹은 상태였던 것. 이 앞면과 뒷면의 온도 변화가 달의 지각이 형성하는 데 중요한 역할을 했다고 연구팀은 보고 있다. 달의 표면에는 알루미늄이나 칼슘 등 증발하기 어려운 물질이 밀집해 있는 데 “증기가 식기 시작하면서 먼저 쌓인 물질은 알루미늄과 칼슘이었다”고 시구르드손 교수는 설명했다. 이런 물질은 상대적으로 빠르게 식어가는 달 뒷면의 대기 중에서 응축했다. 이후 수천 만 년에서 수백만 년이 지난 끝에 달의 맨틀 중에 있는 규산염과 결합해 사장석을 형성했고 결국 표면으로 이동해 지각을 형성하게 됐다. 즉 달 뒷면의 지각은 앞면보다 광물이 많아 더 두꺼워진 것이다. 지금은 달이 완전히 식어 표면 아래도 굳어버렸지만, 형성된 지 얼마 되지 않은 무렵에는 큰 천체가 달의 앞면에 충돌하고 심지어 지각에까지 도달해 대량의 현무암질 용암을 방출하도록 만들어 오늘날 볼 수 있는 달의 바다를 형성한 것이다. 반면 뒷면에 충돌한 대부분 천체는 두꺼운 지각을 관통할 수 없었고 따라서 현무암질 용암이 분출하지 않아 크레이터와 계곡, 고지대가 형성됐을 뿐이라고 연구팀은 설명했다. 이번 연구성과는 ‘아스트로피지컬 저널 레터스’(Astrophysical Journal Letters) 9일 자로 게재됐다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

최근 지구를 근접해 지나간 소행성 ‘비스트’(The Beast)의 모습이 사진으로 공개됐다. 지난 12일(이하 현지시간) 미 항공우주국 나사(NASA)는 지난 8일 레이더로 촬영한 소행성 ‘비스트’의 모습을 공개했다. 정식 명칭이 ‘2014 HQ124’ 인 이 소행성은 길이 약 400m, 폭은 그 절반 정도로 한국시간으로는 지난 9일 지구에 125만 km 까지 근접해 지나갔다. 나사 등 각국 우주기관이 소행성 접근에 민감한 이유는 충돌시 한마디로 재앙을 안겨주기 때문이다. 시속 5만 500km로 이동하는 소행성 비스트는 지난해 러시아 첼랴빈스크 상공에서 공중 폭발한 유성체보다 10~20배 가량 더 커 대형 도시 하나쯤은 거뜬히 날릴 정도의 위력을 가진 것으로 평가받는다. 당초 소행성 비스트는 못생긴 ‘감자별’의 모습으로 추측됐으나 이번 사진을 보면 두 개의 바위가 붙은 형태의 땅콩 모습을 하고 있다. 나사 제트추진연구소 랜스 배너 박사는 “비스트가 지구와 달 거리의 약 3배 정도를 근접해 지나갔다” 면서 “비스트라는 명칭보다는 ‘뷰티’(beauty)라는 명칭이 어울리는 특별한 소행성”이라고 밝혔다. 한편 나사 측은 소행성의 정확한 크기 및 궤도를 파악하는 ‘NEOWISE’(Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer) 전담 부서를 운영하고 있다. NEOWISE는 크기 140m 이상, 지구에서 750만 km 이내를 지나가는 소행성을 기준으로 ‘잠재적 위험 소행성’(Potentially Hazardous Asteroid)을 분류하고 있다. 현재까지 비스트처럼 잠재적 위험 소행성으로 분류된 것은 약 1500개에 달하지만 이중 지구와 실제로 충돌한 소행성은 단 한 개도 없었다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

감자는 세계적으로 벼, 밀, 옥수수에 이어 네 번째로 많이 재배된다. 아메리카나 유럽에서는 주식으로 이용된다. 2012년 기준으로 연간 재배면적은 약 1800만ha에 생산량은 3억 3000만t에 이른다. 동남아시아나 아프리카 등 개발도상국에서는 감자가 식량뿐 아니라 돈이 되는 환금작물이어서 더 가치가 높다. 우리나라에는 1824년 북간도를 통해 처음 도입됐다. 감자는 대부분 삶거나 쪄서 먹고 있다. 국산 감자를 가공용으로 이용하는 것은 감자칩, 감자떡, 감자탕용 등에 불과하다. 전분, 프렌치프라이, 군감자용 등은 대부분 수입해서 먹고 있다. 감자의 원산지는 남아메리카 페루와 볼리비아 경계에 있는 티티카카호 근처로 추정된다. 이곳에는 기원전 400년경 감자를 재배한 흔적이 남아 있다. 페루인들은 감자를 ‘빠빠’(Papa)라고 부르는데, 어머니신(Pachamama)으로부터 유래된 ‘감자여신’(Papamama)이라는 말에서 나왔다. 다산숭배에 대한 의식과 식량으로서 감자의 중요성을 담고 있는 셈이다. 남미를 정복한 스페인 사람들이 유럽으로 감자를 처음 도입한 것은 1570년경이다. 미국에는 영국과 버뮤다를 거쳐 17세기 초에 도입됐다. 유럽인들은 감자를 처음 보았을 때 성경에 나오지 않는 작물이라는 이유로 악마의 선물, 만병의 원인이라고 여기고 사료나 죄수의 식사로만 사용했다. 하지만 프로이센의 프리드리히 대왕은 척박한 독일 토양에서도 잘 자라는 감자에 주목했다. 감자를 강제로 심게 해 기근을 극복하고 독일 통일의 기틀을 마련했다. 또 프랑스의 파르망티에는 프러시아에서 포로생활 중에 얻은 지식을 바탕으로 루이16세와 마리 앙트와네트 왕비를 설득해 프랑스에서 감자를 대중화시켰다. 괴테는 감자를 “신이 내린 가장 위대한 축복”이라고 부르기도 했다. 감자는 유럽에서 동양으로 전파됐다. 조선말 실학자인 이규경이 쓴 ‘오주연문장전산고’에 따르면 우리나라에 들어온 것은 1824년이다. 북간도를 통해 개마고원으로 산삼을 캐러 다니던 청나라 사람들에 의해서 들어왔다는 것이다. 또 1832년 영국 상선 로드암허스트호에 의해 충청도 해안으로 전래됐다는 설도 있어 감자는 여러 경로를 통해서 들어온 것으로 보인다. 조선에서 감자는 즉시 식량작물이 된 것으로 보인다. 조정에서 쌀을 세금으로 받았기 때문에 감자 재배를 그다지 장려하지 않았음에도 1879년에 강원도와 한성부에서 널리 퍼질 정도였다. 감자는 지구상의 대부분 지역에서 잘 자란다. 특히 재배 중 필요로 하는 물이 벼농사의 37% 수준이어서 물이 부족한 준사막지대, 고산지대에서도 재배할 수 있다. 알래스카, 그린란드와 같이 추운 곳이나 아프리카의 우간다, 케냐, 에티오피아 등 열대지방에서도 재배할 수 있다. 또 1㏊당 벼 4.7t, 보리 2.4t, 옥수수 9t을 생산할 수 있는데 비해 개발도상국에서도 감자는 10~15t을 생산할 수 있다. 우리나라에서는 1㏊당 평균 25t을 생산한다. 감자는 재배기간도 짧다. 벼가 5개월, 콩·옥수수·고구마 등이 4개월인데 비해 감자는 3개월 정도면 수확할 수 있다. 밭이 빌 때 다른 작물들도 재배할 수 있다는 의미다. 게다가 감자는 땅에서 캐서 별다른 가공 없이 바로 먹을 수 있다는 게 밀이나 옥수수와는 다른 장점이다. 감자는 다양한 영양소가 골고루 들어있는 거의 완전한 식품이다. 거의 모든 필수 아미노산을 함유하고 있다. 특히 감자에 들어있는 비타민 B1은 쌀의 2∼3배, 비타민 B2와 B3는 쌀의 3배에 이른다. 또 비타민 C는 사과의 6배를 함유하고 있다. 채소류의 비타민 C 함량도 높긴 하지만 열로 가공하면 대부분이 파괴된다. 반면 감자의 비타민 C는 가열을 해도 전분입자들이 막을 형성해 손실이 많지 않다. 감자에 특히 많이 들어있는 성분이 칼륨(K)이다. 중간 크기의 감자 1개를 껍질째 먹을 경우 720mg을 섭취하게 되는데, 대표적인 칼륨함유식품인 바나나(400mg)보다 많은 양이다. 칼륨은 고혈압 개선에 효과가 있다. 감자의 이런 영양적 특성에 주목해 미국 항공우주국(NASA)에서는 우주선 내에서 자체적으로 식량을 조달할 수 있는 BLSS(Bio-regenerative Life Support System)를 개발하고 있다. 이미 1988년 수경재배를 이용한 우주 식량으로서 감자의 가능성을 시험한 적도 있다. 예전에는 속이 희거나 담황색인 감자가 대부분이었지만, 최근에는 붉은색, 자주색, 줄무늬 등도 개발됐다. 자주색이나 붉은색을 나타내는 성분은 항산화 기능성 물질로 잘 알려진 안토시아닌이다. 컬러감자는 항암작용을 하고 통풍을 개선하는 데도 효과가 있는 것으로 알려져있다. 우리나라에서는 겉은 담황색이고 속은 흰색인 감자가 인기 있다. 그러나 동남아시아나 중국에서는 노랑색을 황제의 색으로 숭상하는 문화가 있어서 속이 노란색일수록 인기가 있다. 속이 노란 감자의 색소 구성성분은 카로티노이드다. 감자의 카로티노이드 중에는 루테인, 제아잔틴 등 망막의 구성성분으로 시력 감퇴나 실명의 위험을 낮추는 성분이 들어있다. 특히, 루테인은 동물 실험에서 단시간 내에 혈압과 콜레스테롤 수치를 낮추는 효과를 보였다. 농촌진흥청 고령지농업연구센터 이학박사 조지홍 문의 kdlrudwn@seoul.co.kr

지구의 70.8％를 차지하며 표면적이 3억 6100만㎢에 달하는 거대 공간이 바로 바다다. 그런데 우리가 아는 태평양, 대서양, 인도양, 남극해, 북극해 등 5대양(五大洋) 만큼 넓은 바다가 지구 깊숙이 숨겨져 있었다면 믿을 수 있을까? 미국 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴은 미국 뉴멕시코대학·노스웨스턴 대학 공동연구진이 지구 깊숙한 ‘맨틀’층에 지상만큼 넓은 ‘제2의 바다’가 존재한다는 유력한 증거를 찾아냈다고 12일(현지시간) 보도했다. 맨틀은 지표면으로부터 깊이 30~2,900㎞에 광범위하게 존재하는 두꺼운 암석층으로 지구 총 부피의 약 70%를 차지하고 있는 것으로 알려져 있다. 그중 410~660㎞ 부분에 위치한 맨틀 전이대에 제2의 바다가 존재할 것이라는 가설이 학계에서 꾸준히 제기되어 왔는데 지난 3월 캐나다 앨버타 대학 연구진이 링우다이트(ringwoodite) 결정을 발견해내면서 해당 가설은 엄청난 설득력을 얻게 됐다. 그 이유는 강한 압력과 열로 만들어지는 감람석의 일종인 링우다이트 속에서 물 분자가 발견되었기 때문이다. 당시 물 함량은 약 1%정도로 분석됐는데 맨틀 전이대 전반에 골고루 분포되어있는 링우다이트의 양을 추정해보면 바다가 존재할 것이라 생각하는 것도 무리는 아니다. 하지만 해당 연구에도 한계는 있었다. 링우다이트 속에서 발견된 물 분자가 정말 맨틀 내부에서 만들어진 것인지 아니면 다른 지형에서 흡수된 것인지 증명할 수가 없었기 때문이다. 또한 실제로 맨틀 전이층의 규산염 광물이 링우다이트로 변화하는지도 불분명했다. 따라서 뉴멕시코대학·노스웨스턴 대학 공동연구진은 실제와 유사한 맨틀 전이대 환경을 꾸민 뒤 링우다이트가 생성되는 과정을 재현하고 이를 미국 대륙 밑 맨틀 층과 비교하는 실험을 진행했다. 연구진은 회티타늄석, 규산염 광물, 감람석을 레이저로 가열해 실제 맨틀 전이대와 유사한 온도와 압력을 재현했다. 그리고 서서히 압력을 높여 하부 맨틀과 동일한 환경을 만들면서 전자 현미경으로 해당 광물이 어떻게 변화하는지 관찰했다. 놀랍게도 해당 광물들은 용융(溶融)되며 링우다이트와 유사한 결정으로 변화했다. 실험은 여기서 그치지 않았다. 연구진은 미국 지표면 아래 맨틀 전이대 지진파를 분석, 수치 모델을 만들어 실험실의 가상환경과 비교했다. 놀랍게도 데이터는 실제 미국 지표 아래 맨틀 전이대에서도 같은 용융현상이 일어나는 것으로 나타났다. 지진파 수치 변화를 살펴보면, 용융된 물질이 하부 맨틀로 내려갔다 다시 전이대 부근으로 올라갔는데 이는 해당 영역이 물이 저장될 수 있는 가장 안정적인 환경이라는 것을 암시한다. 또한 실제로 지구 내부에 지상만큼 거대한 바다가 존재한다는 강력한 가능성을 제시해준다. 이와 관련해 뉴멕시코 대학 지진학자 브랜든 쉼트 박사는 “맨틀 전이대는 지구 내부에서 물을 제어하는 중요한 부분”이라며 “이 연구 결과는 우리들이 지구의 신비한 물 순환을 이해하는데 새로운 길을 제시해줬다”고 설명했다. 또한 그는 “앞으로 미국뿐 아니라 전 세계 다른 지역의 지진 데이터를 분석해 각 맨틀 전이대의 용해가 어떻게 이뤄지는지, 지구의 판이 시간이 지남에 따라 어떻게 변해 가는지 연구할 계획”이라고 밝혔다. 한편 이 연구결과는 미국과학진흥협회(AAAS)에서 발행하는 과학 전문 주간지 ‘사이언스(Science)’에 12일(현지시간) 게재됐다. 사진=NASA/NOAA/Steve Jacobsen/Northwestern University 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

‘13일의 금요일’에 대규모 태양폭발의 영향이 지구에 당도할 것으로 예상돼 전문가들의 긴장이 높아지고 있다. 이미 수 일 전부터 시작된 태양폭발은 유럽의 군사전용무선시스템이나 항공시스템에 영향을 미쳐 왔다. 이번 태양폭발은 자기장이 태양 코로나 위로 올라와 우주 공간으로 뻗어지는 ‘코로나 질량 방출’(Coronal mass ejection, CME) 현상으로 발생했으며, 이는 무선 시스템에 영향을 줄 수 있다. 태양폭발이 관측된 지난 10일부터 영국 등 일부 국가는 이미 통신장애를 겪기도 했다. 미국항공우주국(NASA)는 지난 10일 오전, 2연속으로 보기 드문 X급 대형 태양흑점폭발현상을 포착한 바 있다. ‘X급’으로 분류된 폭발은 태양 폭발은 ‘태양 플레어’ 현상 중 가장 강력한 급으로, 강한 빛과 함께 X선, 전자, 양성자 등이 방출되며, 2~3일 뒤 지구에도 영향을 미친다. 전 세계 ‘13일의 금요일’에 닥칠 이번 영향은 지난 10일 발생한 태양흑점폭발에서 기인한 것이며, 미국 해양대기관리처(NOAA)는 이번 폭발이 위성시스템을 강타해 휴대전화 사용 등에 불편이 초래될 수 있다고 경고했다. NASA 우주비행센터 카렌 폭스 연구원은 “이번 태양폭발의 위력이 핵폭탄의 1억 배에 달한다”면서 “인간에게 물리적인 타격을 줄 수는 없지만 GPS 및 통신신호체계에 문제를 일으킬 수 있다”고 공식 발표했다. 한편 지금까지 관측된 태양흑점폭발현상 중 가장 강력하게 지구를 강타한 것은 지난 1859년에 발생한 것으로, 태양플레어와 고코로나질량방출로 인해 생성된 태양폭풍이 지구 자기장을 강타, 현재까지 기록된 것 중 가장 강력한 지자기폭풍을 일으켰다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

먼 미래에는 이같이 생긴 항성 간 우주선이 제작돼 우주를 탐사하고 있을지 모르겠다. 최근 미 항공우주국 나사(NASA)의 해롤드 화이트 박사가 마치 SF영화 ‘스타트렉’에 등장하는 엔터프라이즈호와 비슷하게 생긴 우주선을 공개해 관심을 끌고있다. 실제 이름도’ IXS 엔터프라이즈’(IXS Enterprise)로 명명된 이 우주선은 실제가 아닌 디자인상으로만 존재한다. 그 이유는 이 우주선이 소위 ‘워프 항법’으로 빛보다 더 빨리 날 수 있는 그야말로 꿈의 기체이기 때문이다. 영화로 널리 알려진 워프 항법은 공간을 일그러뜨려 4차원으로 두점 사이의 거리를 단축시켜 빛보다 빨리 목적지에 도착하는 방법을 말한다. 물리학적 이론으로만 존재하는 가상의 방법이지만 멀고 먼 미래에 실현될 수 있을지는 두고 볼 일이다. 나사 측이 이같은 우주선 개발에도 공을 들이는 이유는 우주 탐사에 빛보다 빠른 속도의 우주선이 필수적이기 때문이다. 지난 1977년 발사된 보이저 1호를 보면 이제 막 태양계를 벗어난 수준으로 이 정도 속도로는 인간을 태우고 우주를 탐사하는 것은 불가능하다. 해롤드 박사와 함께 우주선을 디자인한 3D 아티스트 마크 라데마크는 “여러 콘셉트의 우주선을 디자인한 결과 외양이 영화 속 엔터프라이즈호와 유사하게 나왔다” 면서 “우주선 중간에 거대한 두개의 링이 있는데 이 기기가 바로 워프를 생성하는 장치”라고 설명했다. 한편 나사 측은 지난 2012년 1월 부터 미 국방부 국방고등연구계획국(DARPA)과 함께 ‘100년 스타십’(Starship) 프로젝트를 추진 중이다. 이 프로젝트는 100년 후 항성 간 유인 우주선 운항 계획을 실현한다는 목표로 시작된 것으로 기술 개발, 자금, 조직 구성 계획 등이 모두 담겨있다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

먼 미래에는 이같이 생긴 항성 간 우주선이 제작돼 우주를 탐사하고 있을지 모르겠다. 최근 미 항공우주국 나사(NASA)의 해롤드 화이트 박사가 마치 SF영화 ‘스타트렉’에 등장하는 엔터프라이즈호와 비슷하게 생긴 우주선을 공개해 관심을 끌고있다. 실제 이름도’ IXS 엔터프라이즈’(IXS Enterprise)로 명명된 이 우주선은 실제가 아닌 디자인상으로만 존재한다. 그 이유는 이 우주선이 소위 ‘워프 항법’으로 빛보다 더 빨리 날 수 있는 그야말로 꿈의 기체이기 때문이다. 영화로 널리 알려진 워프 항법은 공간을 일그러뜨려 4차원으로 두점 사이의 거리를 단축시켜 빛보다 빨리 목적지에 도착하는 방법을 말한다. 물리학적 이론으로만 존재하는 가상의 방법이지만 멀고 먼 미래에 실현될 수 있을지는 두고 볼 일이다. 나사 측이 이같은 우주선 개발에도 공을 들이는 이유는 우주 탐사에 빛보다 빠른 속도의 우주선이 필수적이기 때문이다. 지난 1977년 발사된 보이저 1호를 보면 이제 막 태양계를 벗어난 수준으로 이 정도 속도로는 인간을 태우고 우주를 탐사하는 것은 불가능하다. 해롤드 박사와 함께 우주선을 디자인한 3D 아티스트 마크 라데마크는 “여러 콘셉트의 우주선을 디자인한 결과 외양이 영화 속 엔터프라이즈호와 유사하게 나왔다” 면서 “우주선 중간에 거대한 두개의 링이 있는데 이 기기가 바로 워프를 생성하는 장치”라고 설명했다. 　 한편 나사 측은 지난 2012년 1월 부터 미 국방부 국방고등연구계획국(DARPA)과 함께 ‘100년 스타십’(Starship) 프로젝트를 추진 중이다. 이 프로젝트는 100년 후 항성 간 유인 우주선 운항 계획을 실현한다는 목표로 시작된 것으로 기술 개발, 자금, 조직 구성 계획 등이 모두 담겨있다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

달의 뒷면에 대한 미스터리가 마침내 풀린 듯하다. 미국 펜실페이니아주립대의 천체물리학자들이 달의 반대편에 ‘바다’(Maria)가 거의 없는 이유를 밝혀냈다고 ‘아스트로피지컬 저널 레터스’(Astrophysical Journal Letters) 9일 자로 발표했다. 여기서 달의 바다는 평탄하고 어두워 보이는 지형을 말한다. 연구팀은 달의 뒷면에 바다가 없는 이유가 달의 형성과 진화의 과정에서 나타난 앞면과 뒷면의 지각 두께에 대한 차이 때문이라고 설명했다. 연구에 참여한 제이슨 라이트 부교수는 “어린 시절, 달의 모형을 처음 봤을 때 앞뒤 양면이 너무 달라 놀랐었다”고 회상하며 “달의 뒷면에 산과 크레이터(충돌구 혹은 운석공)로만 이뤄진 것은 지난 1950년대부터 수수께끼였다”고 말했다. 이런 의문은 옛소련의 탐사선 ‘루나 3호’가 달 뒷면을 최초로 관측하면서 불거졌다. 천문학자들은 이를 ‘달의 반대편에 있는 고지에 대한 의문’(Lunar Farside Highlands Problem)이나, 그 이유를 규명할 수 없다는 이유로 ‘달의 어두운 이면’이라고 불렀다. 오늘날 달의 기원은 지구가 형성된 지 얼마 되지 않은 시기에 화성 크기의 천체 ‘테이아’가 지구에 충돌해 부서지면서 나온 파편으로부터 탄생했다는 ‘달 거대 충돌설’이 널리 받아들여지고 있다. 이에 대해 연구를 주관한 스타인 시구르드손 교수는 “이 충돌로 곧 지구와 달은 엄청나게 뜨거워졌다”고 말했다. 물론 이 충돌로 두 천체가 녹지는 않았지만, 암석과 마그마 등의 파편 일부가 증발해 지구를 원반 구조로 둘러쌓았다는 것이다. 이 시점의 달은 오늘날보다 10~20배 정도 지구와 가까웠던 것으로 추정된다고 이번 연구를 이끈 석사과정의 아르피타 로이 연구원은 말했다. 연구팀은 오늘날 달이 항상 얼굴이 되는 앞면을 지구로 향한 채 자전하며 지구를 공전하는 일정한 궤도주기에서 아이디어를 얻었다. 달은 지구보다 훨씬 작아서 충돌 이후 식는 것도 빨랐으며 지구를 향해 한쪽 면(앞면)을 처음부터 향하고 있었던 것으로 여겨지므로 달의 앞면만 섭씨 2500도 이상의 고온이었다고 한다. 이는 지구로부터 복사열을 받아 걸쭉하게 녹은 상태였던 것. 이 앞면과 뒷면의 온도 변화가 달의 지각이 형성하는 데 중요한 역할을 했다고 연구팀은 보고 있다. 달의 표면에는 알루미늄이나 칼슘 등 증발하기 어려운 물질이 밀집해 있는 데 “증기가 식기 시작하면서 먼저 쌓인 물질은 알루미늄과 칼슘이었다”고 시구르드손 교수는 설명했다. 이런 물질은 상대적으로 빠르게 식어가는 달 뒷면의 대기 중에서 응축했다. 이후 수천 만 년에서 수백만 년이 지난 끝에 달의 맨틀 중에 있는 규산염과 결합해 사장석을 형성했고 결국 표면으로 이동해 지각을 형성하게 됐다. 즉 달 뒷면의 지각은 앞면보다 광물이 많아 더 두꺼워진 것이다. 지금은 달이 완전히 식어 표면 아래도 굳어버렸지만, 형성된 지 얼마 되지 않은 무렵에는 큰 천체가 달의 앞면에 충돌하고 심지어 지각에까지 도달해 대량의 현무암질 용암을 방출하도록 만들어 오늘날 볼 수 있는 달의 바다를 형성한 것이다. 반면 뒷면에 충돌한 대부분 천체는 두꺼운 지각을 관통할 수 없었고 따라서 현무암질 용암이 분출하지 않아 크레이터와 계곡, 고지대가 형성됐을 뿐이라고 연구팀은 설명했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

여성과 수컷 돌고래와의 성 교감 실험이 시행됐다는 BBC 다큐멘터리가 방송을 앞두고 화제가 되고 있다. 미국 데일리뉴스는 1960년대 나사(NASA)가 투자한 연구단체에서 근무한 동물연구원 마가렛 하우 로바트란 여성이 돌고래에게 인간과의 의사소통을 가르치는 실험에서 수컷 돌고래와 성 교감이 이뤄졌다고 보도했다. 1963년 버진 아일랜드에 마련된 연구소에서 로바트는 ‘피터’란 이름의 성숙한 수컷 돌고래를 만난다. 그녀는 BBC 다큐멘터리를 통해 “‘피터’는 나와 함께 있는 것을 좋아했다”며 “그는 내 무릎과 손, 발 등을 만지는 것을 좋아했으며 난 그것을 허용했다”고 밝혔다. 이어 그녀는 “난 전혀 불편하지 않았으며 ‘피터’의 스킨쉽은 거칠지도 않았다”면서 “그의 스킨쉽은 귀중하고 신사적이었으며 그것은 서로의 교감을 이끌어내는 좋은 계기였다”고 덧붙였다. 이번 돌고래와 인간 사이의 성적 교감 실험이 유일한 것은 아니다. 작가 말콤 브레너는 지난 1970년 플로리다랜드 놀이공원에서 9개월 동안 암컷 돌고래와의 성적 교감 경험을 바탕으로 ‘젖은 여신’이란 책을 쓰기도 했다. 일부 동물연구가들은 인간 여성이 암컷 돌고래와 유사한 페로몬을 발산하기 때문에 수컷 돌고래가 여성에게 끌리는 것이라고 주장했다. 한편 BBC 다큐멘터리 ‘돌고래와 소통한 소녀’는 오는 17일 BBC4를 통해 방송될 예정이다. 사진·영상= BBC 유튜브 손진호 기자 nasturu@seoul.co.kr

핵폭탄보다 무려 1억 배나 위력이 센 무시무시한 2연속 태양 폭발 현상이 관측돼 관심이 집중되고 있다. 미국 우주과학전문매체 스페이스닷컴은 미 항공우주국(NASA) 태양활동관측위성(solar dynamics observatory)이 2연속으로 폭발하는 보기 드문 태양플레어 현상을 포착하는데 성공했다고 10일(현지시간) 보도했다. 약 36,000㎞ 상공의 정지궤도에서 지구 자전과 같은 속도로 비행하며 태양이 방출하는 자기장과 극(極)자외선을 관측하던 해당 위성은 10일(현지시간) 오전 7시 42분경 강력한 X2.2 등급의 폭발 현상을 포착했고 뒤이어 오전 8시 36분경에 다소 낮은 위력의 X1.5 등급 폭발이 연속적으로 이어지는 것을 확인했다. NASA 태양 역학 관측소는 이 모든 과정을 비디오로 녹화해냈다. 또한 당시 해당 폭발이 일어나자마자 미국 콜로라도 우주대기예측센터(Space Weather Prediction Center)는 약 1시간가량 무선 통신 정전이 일어날 수 있다고 발표했다. ‘태양 플레어(solar flare)’ 현상은 태양 대기에서 전자기파와 하전 입자 방출이 증대되며 나타나는 격렬한 폭발로 이 위력은 원자폭탄의 1억 배, 수소폭탄 수천만 개와 맞먹는다. 특히 이번처럼 ‘X급’으로 분류된 폭발은 ‘태양 플레어’ 현상 중 가장 강력한 급으로 강한 빛과 함께 X선, 전자, 양성자 등이 방출되어 2, 3일 뒤에는 지구에도 영향을 미쳐 전파 통신 장애 등이 일어날 수 있다. 이와 관련해 NASA Goddard 우주비행센터 카렌 폭스 연구원은 “이번 폭발은 무척 강력하지만 태양에서 방출되는 유해방사선은 지구 대기를 통과할 수 없어 인간에게 물리적인 타격을 줄 수는 없다”며 “다만 GPS 및 통신 신호 체계에 문제를 일으킬 수 있다”는 성명을 발표했다. 실제로 강력한 태양 플레어는 전력망에 문제를 일으켜 우주 비행사와 위성을 위험하게 만들 수 있다. 이에 NASA는 세계 각국 우주센터와 협력해 해당 현상을 지속적으로 관측하며 발생주기 데이터를 집계, 분석해 태양 플레어를 예방할 수 있는 시스템을 준비 중이다. ☞☞동영상 보러가기 동영상·사진=NASA/SDO/Goddard/Wiessinger 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

핵폭탄보다 무려 1억 배나 위력이 센 무시무시한 2연속 태양 폭발 현상이 관측돼 관심이 집중되고 있다. 미국 우주과학전문매체 스페이스닷컴은 미 항공우주국(NASA) 태양활동관측위성(solar dynamics observatory)이 2연속으로 폭발하는 보기 드문 태양플레어 현상을 포착하는데 성공했다고 10일(현지시간) 보도했다. 약 36,000㎞ 상공의 정지궤도에서 지구 자전과 같은 속도로 비행하며 태양이 방출하는 자기장과 극(極)자외선을 관측하던 해당 위성은 10일(현지시간) 오전 7시 42분경 강력한 X2.2 등급의 폭발 현상을 포착했고 뒤이어 오전 8시 36분경에 다소 낮은 위력의 X1.5 등급 폭발이 연속적으로 이어지는 것을 확인했다. NASA 태양 역학 관측소는 이 모든 과정을 비디오로 녹화해냈다. 또한 당시 해당 폭발이 일어나자마자 미국 콜로라도 우주대기예측센터(Space Weather Prediction Center)는 약 1시간가량 무선 통신 정전이 일어날 수 있다고 발표했다. ‘태양 플레어(solar flare)’ 현상은 태양 대기에서 전자기파와 하전 입자 방출이 증대되며 나타나는 격렬한 폭발로 이 위력은 원자폭탄의 1억 배, 수소폭탄 수천만 개와 맞먹는다. 특히 이번처럼 ‘X급’으로 분류된 폭발은 ‘태양 플레어’ 현상 중 가장 강력한 급으로 강한 빛과 함께 X선, 전자, 양성자 등이 방출되어 2, 3일 뒤에는 지구에도 영향을 미쳐 전파 통신 장애 등이 일어날 수 있다. 이와 관련해 NASA Goddard 우주비행센터 카렌 폭스 연구원은 “이번 폭발은 무척 강력하지만 태양에서 방출되는 유해방사선은 지구 대기를 통과할 수 없어 인간에게 물리적인 타격을 줄 수는 없다”며 “다만 GPS 및 통신 신호 체계에 문제를 일으킬 수 있다”는 성명을 발표했다. 실제로 강력한 태양 플레어는 전력망에 문제를 일으켜 우주 비행사와 위성을 위험하게 만들 수 있다. 이에 NASA는 세계 각국 우주센터와 협력해 해당 현상을 지속적으로 관측하며 발생주기 데이터를 집계, 분석해 태양 플레어를 예방할 수 있는 시스템을 준비 중이다. 사진=NASA/SDO/Goddard/Wiessinger 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

1,000억 개에 육박하는 세포가 상상이 잘 안 되는 수치인 1,000조개에 달하는 신경섬유조직과 컴퓨터 연산 작용처럼 끊임없이 접촉하고 있는 우리 ‘뇌’는 그 어떤 것보다 풍부한 비밀을 담고 있다. 특히 ‘자폐증’, ‘주의력결핍 과잉행동장애(ADHD)’와 같이 신경과 관련이 깊은 질환을 앓고 있는 환자들의 두뇌 모습은 우리가 생각한 것과 달리 굉장히 능동적이고 생동감 있는 움직임을 담고 있다. 이와 관련해 영국 일간지 데일리메일은 에든버러 대학 연구진이 촬영한 두뇌의 신비한 이미지들을 10일(현지시간) 소개했다. 초록색, 보라색, 분홍색과 같은 화려한 색감이 거의 수천억 개에 달하는 복잡한 파동 속에서 스펙트럼을 발산한다. 혹시 NASA 허블 우주 망원경이 촬영한 초신성 폭발(슈퍼노바) 현상이 아닌지 의심이 들 정도인데 사실 이 이미지는 자기공명영상(MRI) 장치와 광학 전자현미경으로 촬영한 자폐증 환자의 뇌 모습이다. 신경 아교 세포의 일종인 올리고덴드로사이트(oligodendrocyte)가 신경 돌기 주위를 세포막으로 원 형태로 감싸 안고 성상 세포 (astrocytes astroglia)는 지구 중심의 마그마처럼 용솟음친다. 초록색으로 뚜렷이 보이는 X Y 염색체는 각자의 영역에서 군림하며 수억 개의 항성이 모인 성운처럼 유유히 화면을 수놓는다. ‘자폐증과 같은 신경질환 환자의 뇌는 혹시 무척 조용하지 않을까?’라는 짐작을 단번에 날려준다. 이번에는 떠오르는 태양 일출장면처럼 원색이 시시각각으로 화려함을 뽐내는 이미지가 보인다. 흡사 모네, 고갱, 르누아르, 세잔 등 19세기 인상파 화가의 작품을 연상시키는 이 이미지의 주인공은 다름 아닌 암컷 쥐의 두뇌다. 이 모든 이미지는 ‘하늘보다 광대한 두뇌’라는 주제로 영국 에든버러 세인트 앤드류 광장에서 최초로 열리고 있는 ‘두뇌 사진 전시회’에 출품된 사진 중 일부다. 자기공명영상, 전자 현미경, 전기 모니터링 장치로 촬영한 뇌 이미지만을 게재하는 해당 전시회는 세간의 편견과 달리 무척 활동적인 신경질환 환자의 뇌를 비롯해 신비로 가득 찬 두뇌의 실제 모습을 알리고자 하는 에든버러 대학 연구진의 깊은 뜻이 담겨있다. 전시회 주최 측은 “‘인간의 뇌는 은하수 속 별들보다 더욱 많은 세포들의 연결 작용으로 이뤄진다. 우리는 이러한 미세한 연결고리에서 파생되는 작은 변화가 학습역과 기억력에 어떤 해로운 작용을 하는지에 대한 물음을 보다 구체적으로 이미지화 한 것”이라며 “두뇌의 화려한 움직임이 추상미술과도 일정 연관이 있다는 점을 알려 준다”고 설명했다. 사진=데일리메일　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

초신성은 흔히 질량이 큰 별이 삶을 마감할 때 엄청난 폭발로 자신의 흔적을 남기는 것이지만, 모든 초신성이 이런 방식으로 발생하진 않는다. ‘la형’으로 불리는 초신성은 작고 밀도가 높지만 이미 죽은 별인 백색왜성의 폭발과 관련이 있다고 한다. 이런 보기 드문 la형 초신성 폭발의 잔해를 천문학자들이 최근 미국항공우주국(NASA) 스피처 우주망원경으로 관측했다고 ‘천체물리학 저널’ 최신호에 발표했다. 이번 결과는 연구진이 어떻게 이런 강력한 초신성 폭발이 다양하게 일어날 수 있는지 종합하는 데 도움이 됐다. 연구를 이끈 NASA 고다드 우주비행센터의 브라이언 윌리엄스 박사는 “마치 탐정이 된 듯했다”면서 “우린 그런 볼 수 없는 영역에서 어떤 일이 일어났는지 이해하기 위해 단서를 찾아냈다”고 말했다. la형 초신성은 일관된 방식으로 폭발하는 경향이 있다고 한다. 따라서 이는 수십년간 우리 우주의 크기와 팽창을 이해하는 데 도움이 되고 있다. 또한 예외적으로 지난 10년간 2개의 백색왜성이 공전하며 충돌할 때도 폭발이 발생한다는 여러 증거도 나오고 있다. 1604년 천문학자 요하네스 케플러가 발견해 그의 이름을 따서 명명된 ‘케플러의 초신성’은 하나의 백색왜성과 나머지 동반성으로 늙은 별인 적색거성에 의해 발생한 것으로 여겨졌다. 이제 그 적색거성에 의해 방출된 가스와 먼지 웅덩이가 이번에 관측된 잔해와 비슷한 것으로 나타났다. 스피처가 새롭게 관측한 초신성 잔해는 지구로부터 약 16만광년 떨어진 우리 은하 근처에 있는 작은 은하인 대마젤란운 속에 있다. ‘N103B’로 명명된 이 초신성 잔해는 약 1000년 전 발생했다. 월리엄스 박사는 “이 잔해가 케플러의 초신성 잔해보다 더 오래됐다”고 설명했다. 또한 N103B는 늙은 동반성인 적색거생에서 방출된 가스와 먼지 구름 속에 있으며 이 영역은 엄청나게 밀집돼 있다고 한다. 케플러의 초신성 잔해와 달리 N103B가 생성한 폭발에 대한 역사적 기록은 발견되지 않았다. 케플러의 초신성 폭발과 N103B의 폭발 둘 다 백색왜성을 공전하는 동반성인 적색거성이 있었던 것으로 여겨지고 있다. 이런 적색거성이 벗겨지면서 방출된 물질 중 일부가 백색왜성으로 흡수됐다. 이는 백색왜성의 질량을 키워서 불안정하게 만들었고 폭발을 일으키는 원인이 됐다고 한다. 이런 시나리오는 매우 드물게 일어날 수 있다고 연구진은 말한다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr