2년 전 크리스마스에 발사돼 인류에게 우주의 눈이 돼 준 미국항공우주국(NASA)의 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 우주 생성 초기의 모습을 또 한 번 발견해 주목받고 있다. 미국 펜실베이니아주립대 천문학·천체물리학과를 중심으로 호주, 이스라엘, 프랑스, 덴마크, 스위스, 네덜란드, 일본 8개국 20개 연구기관 과학자들로 구성된 국제 공동 연구팀은 약 330억 광년 떨어져 있는 우주 생성 초기 은하의 모습을 관찰했다고 14일 밝혔다. 이번 발견은 천체물리학 분야 국제학술지 ‘애스트로피지컬 저널 레터스’ 11월 13일자에 실렸다. 연구팀은 판도라 성단이라는 별명을 가진 ‘아벨 2744’(Abell 2744)에서 오래된 은하단 2개를 발견했다. 이번에 관측한 성단은 지금까지 관측된 은하단 중 두 번째, 네 번째로 먼 거리에 있는 것이다. 연구팀은 전자기 스펙트럼에서 방출되는 빛을 관측하는 JWST의 새로운 분광 측정기를 이번 관측에 활용했다. 이번에 발견된 은하단들은 2022년에 촬영된 JWST 첫 심우주 이미지 중 하나에서 발견된 판도라 성단에서 빛나는 6만 개의 별빛 중 하나였다. 연구팀은 중력 렌즈 현상을 이용해 이번에 은하단을 관측했다. 중력 렌즈는 아인슈타인의 상대성 원리에서 유도된 현상으로 아주 먼 천체에서 나온 빛이 중간에 있는 거대한 천체에 의해 휘어져 보이는 것이다. 이를 통해 희미해서 관측하기 힘든 천체까지 관측이 가능하다. 연구팀은 6만 개 광원 중 700개를 일차적으로 걸러내고 다시 8개가 잠재적으로 우주 생성 초기에 만들어진 후보로 골라냈다. 그다음 이들 광원의 전자파 스펙트럼을 분석했다. 이번에 JWST가 검출한 빛은 우주의 나이가 약 3억 3000만 년이던 어린 우주 시절에 방출돼 JWST에 도달하기까지 134억 광년을 이동한 것으로 추정된다. 여기에 우주 팽창 속도를 고려하면 약 330억 광년 떨어져 있는 것으로 분석됐다. 특히 같은 거리에서 확인된 다른 은하들은 붉은 점으로 보이지만 이번에 발견된 새로운 은하들은 더 크고 땅콩 모양이나 말랑말랑한 공과 비슷한 모양으로 확인됐다. 이번 연구를 주도한 왕 빙지(王冰洁) 펜실베이니아대 천체물리학과 박사는 “지금까지는 이번에 발견된 정도로 먼 은하는 점처럼 보였는데 이번에 관측된 은하는 모양이 기다란 땅콩이나 푹신한 공처럼 보인다”라면서 “이런 형태의 차이가 별이 형성되는 방식에 따라 다른 것인지 다른 원인 때문인지 추가 연구가 필요하겠지만 초기 우주에 대한 비밀을 푸는데 한 걸음 더 다가선 것으로 평가된다”라고 말했다.

자유롭게 우주를 떠다니며 어느 별에도 속하지 않은, 목성 크기만한 행성들이 제임스 웹 우주망원경(JWST)에 포착됐다고 영국 BBC가 2일(현지시간) 보도했다. 특히 놀라운 점은 오리온 성운(Orion Nebula)에서 발견된 이들 물체가 무려 40쌍이나 되며 짝을 이뤄 움직이는 것처럼 보인다는 것이다. 천문학자들은 이런 신기한 현상을 설명하는 데 어려움을 겪고 있다. 과학자들은 Jupiter Mass Binary Objects라 명명하고 줄여 ‘JuMBOs’로 부르기로 했다. 하나의 가설은 이들 물체가 별들로 성장하기에 불충분한 밀도가 주어진 성운 밖으로 튀어나왔을 가능성이다. 다른 가설은 이들이 별 주위에서 만들어지긴 했으나 다양한 접촉을 통해 행성간 우주 밖으로 퉁겨나왔을 가능성이다. 유럽우주국(ESA) 수석 고문인 마크 맥카우린 교수는 BBC 인터뷰를 통해 “가스 물리학으로는 목성 크기만한 덩치가 스스로의 힘으로 이런 물체들을 만들어내기 어렵다. 우리는 하나의 행성만이 별들의 시스템에서 축출될 수 있다는 것을 안다. 그런데 이런 물체가 쌍으로 좇겨난다? 당장은 답이 없다. 신학에서나 가능하다”고 단언했다. 오리온 성운은 M42란 별칭으로 더 친숙한데 지구에 가장 가까운 곳에서 대규모로 별들이 만들어지는 곳으로 널리 알려져 있다. 트레이프지움(Trapezium, 사다리꼴)으로 불리는 중심에 밝게 빛나는 태양이 4개 자리하는데 마치 눈동자처럼 보인다. 고대 그리스 사냥꾼의 이름을 딴 오리온 성좌의 아래쪽에 위치해 있다. 성운은 사냥꾼의 허리띠에 달린 칼에 해당한다. 이번에 공개된 새 사진은 JWST의 니르캠(NIRCam)이 일주일 동안 촬영한 700장의 사진을 모자이크로 만든 사진이다. 빛의 속도로 비행하는 우주선으로 여행한다면 이런 풍광을 전체적으로 감상할 수 있는 곳에 이르려면 4년이 걸린다. 성운 자체는 지구로부터 1400광년 떨어진 곳이다. 어린 별들 수천개가 성장하는 곳인데 우리 태양 크기의 0.1배 되는 것부터 40배에 에르는 것까지 다양하다. 이들 별 중 많은 것이 원반 형태의 가스와 먼지에 에워싸여 있어 아마도 행성이 되는 중인 것으로 보이는데 일부의 디스크는 강력한 자외선과 트레이프지움 주변 큰 덩치의 별들로부터 불어온 강한 바람에 파괴되고 있다. BBC는 짧은 파장으로 촬영한 사진과 긴 파장으로 촬영한 사진을 비교했는데 긴 파장으로 촬영한 사진을 보면 다환방향족탄화수소(PAHs)를 포함한 녹색 가스층을 발견할 수 있다. PAHs는 별들이 만들어내 우주 어디에나 존재하는 성분이다. 그 뒤에는 손가락이 많이 달린 것처럼 보이는 붉은색 모양을 관찰할 수 있다. ESA는 3일 ESA스카이(EsaSky) 포털에 M42 사진 전체를 공개해 누구나 천문학적 데이터를 탐색할 수 있도록 했다. 초기 조사 결과를 담은 문서들을 내려받을 수 있도록 arXiv 프리프린트(pre-print) 서버에 올린다고 했다.

제임스웹 우주망원경(JWST)이 믿을 수 없을 정도로 밝은 감마선 폭발(GRB)을 추적하여 두 중성자 별의 격렬한 충돌을 추적, 발견했다. 중성자별이란 초신성 폭발 후 남은 별의 핵이 중력붕괴로 축퇴되어 원자 내부의 원자핵과 전자가 합쳐져 중성자로 변해서 만들어지는 별로, 각설탕 하나만한 물질의 무게가 무려 10억 톤이나 되는 고밀도의 별이다. 당신의 손가락에 끼여 있는 반지에는 ‘킬로노바'(kilonova)라고 알려진 중성자별 충돌로 생성된 원자가 포함되어 있을 가능성이 높다. 킬로노바는 지속 시간이 긴 GRB를 폭발시킬 뿐만 아니라, 별의 중심부에 있는 핵 용광로에서는 합성할 수 없는 중원소가 만들어지는 장소로 여겨지기 때문이다. 이러한 원소는 금, 백금 및 우라늄을 포함하여 우주에서 가장 무거운 원소를 생성하는 ‘중성자 포획’으로 생성된다. 이 과정의 메커니즘을 이론화한 것을 r-프로세스라 하는데, 이 r-프로세스는 중성자별이 서로 충돌할 때 나타나는 극단적으로 폭력적인 조건에서만 진행될 수 있다. 웹 망원경이 이러한 사건을 감지하는 데 사용된 것은 이번이 처음으로, 강력한 우주망원경은 이 같은 폭발로 생성되는 중원소의 신호도 감지할 수 있었다. 특히 연구팀은 중원소인 텔루륨과 납보다 무거운 15가지 금속 그룹인 란탄족 생성의 증거를 찾아냈다. 연구진들은 "이러한 관찰은 GRB의 핵합성이 광범위한 원자 질량 범위에 걸쳐 r-프로세스 요소를 생성할 수 있고, 우주 전체에 걸친 중원소 핵합성에서 중심적인 역할을 할 수 있음을 보여준다"고 밝혔다. 네덜란드 라드바우드 대학 앤드류 레반 교수가 이끄는 연구팀이 킬로노바 소스를 따라가는 GRB의 발원 천체는 그 자체로도 특별한 존재다. GRB 230307A로 지정된 이 별은 지난 3월 7일 NASA의 페르미 감마선 우주망원경에 의해 처음 발견되었으며, 지금까지 본 GRB 중 두 번째로 밝다. GRB는 약 34초 동안 지속되었고, 다른 여러 망원경으로도 발견되었는데, 이로 인해 천문학자들은 GRB의 출발점을 삼각측량할 수 있었다. 웹 망원경은 킬로노바를 두 차례 관찰했는데, 처음에는 GRB 이후 29일에, 그 다음에는 방사선 폭발 후 61일에 관찰한 결과, 다시 밝기가 급격히 감소하는 것을 발견했다. 두 차례의 관측에서 파란색에서 빨간색으로 전환되었는데, 이는 킬로노바의 특성을 암시하는 것이다. 연구팀은 이 중성자별 충돌의 본거지이자 GRB 230307A의 근원일 수 있는 킬로노바 부근에서 여러 개의 밝은 은하를 확인했다. 그들이 주목하는 것은 지구에서 약 830만 광년, GRB 소스에서 약 13만 광년 떨어진 이 은하들 중 가장 밝은 은하다. 킬로노바는 빛이 아닌 다른 유형의 방출에서도 발견되었을 수 있다. 중성자별의 충돌은 시공간의 구조 자체를 중력파의 형태로 ‘울리는’ 원인이 된다. 이러한 중력파 물결은 레이저 간섭계 중력파 관측소와 같은 감지기로 지구에서 감지할 수 있지만, GRB 230307A가 감마선을 방출했을 당시 LIGO는 활성화되지 않은 상태였다. 당시 이 시설은 3년 동안 폐쇄된 채 업그레이드 작업을 마치고 2023년 5월에야 다시 가동되었다.  

우주의 수많은 미지영역 중 하나로 꼽히는 ‘암흑 물질 및 에너지’를 전문적으로 탐구할 망원경 ‘유클리드’(Euclid)가 우주로 발사됐다.  유럽우주국(ESA)의 우주망원경인 유클리드는 1일(이하 현지시간) 오전 11시 12분, 미국 플로리다주(州) 케이프 커내버럴 우주군 기지에서 스페이스X의 팰컨9 로켓에 실려 성공적으로 발사됐다. 유클리드는 향후 약 4주간 비행해 지구와 태양이 중력의 균형을 이루는 약 150만㎞ 밖에 있는 ‘제2라그랑주점’(L2) 궤도에 진입한다. 이후 약 7개월간 시험 가동에 들어갈 예정이다.  규모는 미국 항공우주국(NASA)의 차세대우주망원경 제임스웹 우주망원경(JWST)보다 작은 편에 속한다. 보조 장비와 망원경을 합한 전체 선체의 높이는 약 4.7m, 폭은 3.5ｍ이고, 망원경의 지름은 1.2ｍ다.  유클리드의 미션은? 유클리드의 미션은 우주에서 대부분을 차지하는 암흑 물질과 암흑 에너지를 관찰하고, 우주가 어떻게 팽창해 왔으며 우주 구조가 어떻게 형성됐는지 밝히는 데 필요한 정보를 제공하는 것이다. 우주는 130억 년 전 빅뱅으로 탄생한 뒤 계속 팽창하고 있는데, 과학자들은 연구 과정에서 우주에 일반적인 물질이 5% 정도밖에 없으며, 나머지 25% 정도는 보이지 않는 암흑물질, 70%는 암흑에너지로 구성된 것으로 보고 있다.  암흑물질과 암흑 에너지를 포착하거나 분석해야 우주 팽창 배경을 확인할 수 있는데, 현재까지 개발된 관측장비로는 암흑 에너지와 암흑 물질을 직접 포착하는 게 불가능하다. 유클리드가 이 불가능을 현실로 만들어 줄 것이라는 기대감이 나오고 있다.  유클리드 망원경은 중력렌즈 효과를 통해 수십억 개의 은하가 왜곡된 모양을 측정한다. 중력렌즈 효과는 물질이 집중된 곳이 돋보기 역할을 하면서, 그 위의 은하와 성단의 빛이 굴절될 때 렌즈를 들여다본 것처럼 확대돼 보이는 현상을 일컫는다.  유클리드는 이를 통해 우주의 암흑물질 분포에 대한 입체적인 모습을 보여줄 계획이다. 유클리드가 포착한 우주 암흑물질과 암흑에너지의 모습은 오는 10월에 첫 공개된다.  한편, 유클리드 프로젝트는 유럽우주국 및 영국, 프랑스 등 15개국이 넘는 지역의 과학자와 엔지니어 약 2500명으로 구성된 컨소시엄이 함께 진행한다. 이 프로젝트에는 14억 유로(한화 약 2조원)이 투입된다.

19세기까지만 해도 지구는 여러 층으로 이뤄져 있을 것이라는 추측만 있을 뿐 이를 확인할 수 있는 방법은 없었다. 그러다 1906년 영국 지질학자 리처드 올덤은 지진파가 지구를 통과해 반대쪽에서도 관측이 가능하다는 사실을 바탕으로 지구 중심에 액체 상태의 핵이 있다는 사실을 밝혀냈다. 이처럼 지진파는 직접 관측이 어려운 행성의 내부 구조를 연구하는 데도 중요하다. 영국 브리스톨대, 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 제트추진연구소(JPL), 스위스 취리히연방 공과대(EHT)를 비롯해 프랑스, 벨기에, 독일 등 6개국 15개 연구기관이 참여한 국제 공동연구팀은 화성의 핵을 통과하는 지진파를 처음으로 감지한 미국 항공우주국(NASA) 화성 지질탐사선 인사이트의 데이터를 통해 화성의 내부 구조에 대한 단서를 찾았다고 26일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 4월 25일자에 실렸다.연구팀은 화성에서 발생한 2건의 큰 지진을 분석해 화성 내부의 밀도와 조성, 압축 정도를 밝혀냈다. 그 결과 화성은 액체 상태 외핵과 고체 상태 내핵이 결합한 지구와 달리 완전히 액체로만 이뤄진 핵을 가지고 있을 가능성이 높은 것으로 나타났다. 이와 함께 화성 내부에는 원자번호가 낮은 원소(경원소)로 된 물질들이 많은 것으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 화성은 황과 산소 비율이 높은 완전 액체 상태의 철합금 핵으로 돼 있어 지구의 핵보다 밀도는 훨씬 낮고 압축성은 높다. 이는 두 행성이 겉보기는 비슷해 보이지만 형성될 당시 조건은 완전히 달랐다는 것을 보여 주는 것이라고 연구팀은 설명했다. 또 현재 화성에는 자기장이 존재하지 않지만 화성 지각에 남아 있는 자성의 흔적으로 볼 때 지구의 핵과는 다른 형태이지만 한때 화성에도 자기장이 둘러싸고 있어서 우주에서 날아오는 각종 위험물을 막아 주는 역할을 했을 것이라고 연구팀은 설명했다.한편 영국 왕립천문대, NASA 에임스연구센터, 유럽우주국(ESA) 우주연구기술센터를 포함해 네덜란드, 스페인, 이탈리아, 독일 등 6개국 12개 연구기관 과학자들은 우리 은하와 가까운 ‘소마젤란은하’(SMC)에 있는 수백개의 젊은 항성(별) 주변에서 행성 형성에 중요한 역할을 하는 성분들을 발견했다. 천문학 분야 국제학술지 ‘네이처 천문학’ 4월 25일자에 실린 이 연구는 제임스웹우주망원경(JWST) 관측 데이터를 분석해 우리 은하보다 물질이 부족한 은하에서도 행성이 만들어질 수 있다는 가능성을 보여 준 것이다. 소마젤란은하는 우리 은하에서 거리가 약 20만 광년에 불과하고 은하 질량도 태양 질량의 약 70억배, 지름은 약 7000년 광년밖에 되지 않는 왜소은하이다. 행성은 미세한 먼지 알갱이들이 뭉치면서 만들어지고 작은 행성들이 부드럽게 충돌해 행성 핵을 만드는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 소마젤란은하에는 먼지를 형성하는 원료라고 할 수 있는 실리콘, 마그네슘, 알루미늄, 철 같은 원소 함량이 적은 것으로 알려져 있다. 연구팀은 JWST가 보내온 적외선 사진을 이용해 NGC346이라고 이름 붙인 성단에서 우리 태양보다 젊고 질량이 적은 항성들을 다수 발견했다. 또 이들 별 주변을 도는 우주먼지 흔적을 발견했다. 이는 약 110억~120억년 전 금속성 원소가 부족할 때 어떻게 행성이 형성됐는지를 이해할 수 있게 해 줄 것으로 기대된다.

거대한 두 은하의 충돌로 합병하는 모습을 보여주는 사진이 심연의 우주 속에서 포착됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 제임스웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)이 촬영한 합병은하인 'Arp 220'의 모습을 사진으로 공개했다. 두 개의 은하가 충돌해 합병 중인 Arp 220은 뱀자리 방향으로 약 2억 5000만 광년 떨어진 곳에 위치해 있다. 당초 각각의 나선은하였으나 7억 년 전 충돌을 시작해 지금은 거의 하나의 모습처럼 보인다. 두 은하의 충돌은 종말같지만 사실 새로운 탄생이기도 하다. 충돌 과정에서 수많은 천체들이 파괴되며 폭발하지만 그 과정에서 무수한 별들도 탄생하기 때문이다. 전문가들에 따르면 Arp 220은 5000광년에 걸쳐 있는데 이는 우리은하 직경의 약 5% 정도에 불과하다. 그러나 이곳에 약 200개의 거대한 성단히 몰려있으며 가스의 양도 우리은하 전체의 가스 양과 비슷하다. 특히 Arp 220은 우리 태양의 1조배가 넘는 빛을 발하는데 이에 초발광적외선은하(ULIRG)로 분류된다. 　NASA측은 "ARP 220은 적외선에서 가장 밝게 빛나기 때문에 적외선 관측으로 특화된 웹 망원경에게 있어 최적의 관측 대상"이라면서 "지난 2008년 허블우주망원경이 촬영한 사진과 비교하면 차이가 확연히 드러난다"고 밝혔다. 한편 허블과 웹 망원경은 대표적인 우주망원경으로 꼽히지만 그 특징은 서로 다르다. 먼저 최신형인 웹 망원경은 주경 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 또한 웹 망원경은 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 이에비해 허블은 웹 망원경과 비교해 주경이 작고 적외선까지 볼 수 없지만 가시광선, 근적외선 스펙트럼으로 천체를 본다. 따라서 웹 망원경과 허블이 촬영한 데이터를 결합해 서로 보안하면 우주에 대한 보다 포괄적인 통찰력을 얻을 수 있다. 

인류가 우주를 탐사하고 관찰하는 이유는 순수한 과학적 호기심과 지구 이외의 새로운 거주지 개척 등 두 가지다. 최근 이에 대한 답의 실마리를 제공하는 연구 결과가 나왔다. 2021년 크리스마스 때 발사된 미국 항공우주국(NASA)의 제임스웹우주망원경(JWST) 관측 결과와 2020년에 발사돼 이듬해부터 화성 표면을 탐사하고 있는 탐사 로버에 대한 것이다. 호주, 미국, 덴마크, 스페인 4개국 13개 연구기관이 참여한 공동 연구팀이 NASA의 JWST로 빅뱅 이후 약 5억~7억년이 지나 형성된 것으로 추정되는 거대 은하 후보군을 관측했다. 이 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’ 2월 23일자에 실렸다.우주는 138억년 전 빅뱅이라고 불리는 대폭발로 시작돼 지금까지 계속 팽창하고 있다. 빅뱅의 가장 강력한 증거는 우주의 모든 공간에 퍼져 있는 태초의 빛, 바로 우주배경복사다. 빅뱅 직후 초기 우주 연구는 JWST 덕분에 더 활발해지고 있다. JWST는 현존하는 광학 우주망원경 중 가장 크고 적외선 분해능이 뛰어난데, 최초의 별과 은하 형성을 관측해 우주 기원을 연구하려는 목적으로 발사됐다. 태양 질량의 1000억배에 이르는 거대 은하는 빅뱅 발생 약 10억년 후에 해당하는 적색편이 z=6 부근에서는 확인됐지만, 이보다 더 이른 시기에 형성된 거대 은하는 아직 발견하지 못했다. 적색편이는 물체가 관측자로부터 가까워지면 청록색, 멀어지면 적색에 가까운 색으로 관측되는 현상이다. 천체 나이를 측정하는 데 활용하는 방법으로, 우주 팽창으로 거리가 멀어질수록 별이 발산하는 빛이 스펙트럼의 적색 끝 쪽으로 이동한다. 즉 적색으로 보일수록 멀리 떨어진 천체라는 말이다. 연구팀은 JWST로 관측한 결과 z값이 6.5~9.1을 나타내는 은하군을 발견하고 정밀 분석한 결과 빅뱅 이후 7억 5000만년쯤에 형성된 거대 은하를 발견했다. z값이 7.5에서 9.1 사이 적색편이를 보인 6개의 거대 은하 후보를 발견했는데, 여기에는 태양 질량의 1000억배에 달하는 항성이 다수 포함된 것으로 추정된다고 연구팀은 밝혔다.한편 스페인 우주생물학연구센터와 NASA 고다드우주비행센터를 중심으로 칠레, 프랑스, 일본 등 5개국 20개 연구기관 과학자들은 현재 화성에 배치된 탐사 장비만으로는 생명의 흔적을 찾기 어렵다고 밝혔다. 1975년 미국 화성탐사선 바이킹1호가 화성 표면에 착륙한 이후 화성에서 생명체 흔적을 찾으려는 시도는 계속됐다. 현재 화성 표면에서는 NASA에서 보낸 큐리오시티, 퍼서비어런스 탐사 로버가 활동 중이다.연구팀은 화성 탐사선들이 활동 중인 화성의 예제로 분화구와 비슷한 환경인 칠레 아타카마사막의 퇴적층에서 실험했다. 이 퇴적층은 약 1억~1억 6000만년 전에 형성됐다. 연구팀은 화성 탐사선에서 사용하는 장비로 미생물의 특징을 잡아낼 수 있는지 실험한 결과 대부분 실패한 것으로 나타났다. 연구를 이끈 아르만도 아주아 부스토스 스페인 우주생물학연구센터 박사는 “장비의 한계 또는 화성 지표면의 특성 때문에 현재 화성에서 쓰이는 장비만으로는 생명체가 존재했는지를 확인하기 쉽지 않다”며 “화성 생명체 연구를 위해서는 화성에서 시료를 채취해 지구로 보내는 것이 최선의 방법”이라고 말했다.

제임스웹 우주망원경(JWST)이 생성한 새로운 이미지는 100억 년 전 ‘우주의 정오’ 기간 동안 초기 별이 어떻게 형성되었는지에 그 실마리를 담고 있는 것으로 밝혀졌다. 지구에서 약 20만 광년 떨어져 있는 소마젤란 은하는 우리은하의 가장 가까운 위성 은하 중 하나로, 수소와 헬륨보다 무거운 금속이 부족한 것으로 유명하다. 은하계에서 이러한 금속의 수준은 우주의 초기 역사 동안 은하가 어땠는지 연구하는 데 필요한 초기 우주의 환경을 반영한다. 그 무렵 우주의 나이는 겨우 20억 년에서 30억 년 사이였고, 별 형성이 절정에 달했던 시기였다. 다양한 망원경 임무가 과거에 소마젤란 은하를 연구했지만, 풀리지 않는 의문점들은 여전히 많았다. 이 연구의 저자 중 한 명인 대학우주연구협회의 천문학자 마가렛 마이스너는 “웹 망원경은 이러한 것들을 현장에서 몇 분 정도면 찾아내는데, 이게 바로 웹 힘”이라고 밝혔다. 아미스너는 지난 11일 미국 시애틀에서 열린 미국천문학회 241차 회의에서 웹을 사용하여 NGC 346의 초기 이미징 결과를 공유했다. ‘가스와 먼지 리본’​ 우주 먼지는 별과 행성이 생성될 때 형성되며, 생성 과정이 중단되면 그 사이의 공간인 성간 매체가 되어 맴돌게 된다. 이러한 과정의 파생물인 먼지는 별과 행성과 유사한 중금속으로 만들어진다. 지금까지 천문학자들은 탄소, 산소, 철과 같은 무거운 원소(모두 소마젤란 은하에서 낮은 농도로 존재함)가 결국 지구형 행성이 물질화되는 먼지를 형성하는 데 필요하다고 생각해왔다. 따라서 천문학자들이 NGC 347을 연구하기 위해 웹의 강력한 근적외선 카메라(NIRCam) 장비를 사용했을 때 그들은 성간 매질에서 ‘가스와 먼지 리본’을 발견하고 놀랐다. 이 발견은 금속이 적음에도 불구하고 NGC 347이 먼지가 많고 암석 행성 시스템을 형성하는 데 필요한 구성 요소를 가지고 있다는 초기 증거다. 웹의 근적외선 카메라 필터 6개를 사용하여 팀은 ‘적외선 과잉’이라고 부르는 출처를 3만 3000개 이상 찾았다. 질량이 작은 별에서는 주변 잔해 원반의 먼지가 별빛을 흡수하여 적외선 파장으로 다시 방출한다. 따라서 천문학자들이 적외선 방출을 감지하면 일반적으로 먼지를 감지했음을 의미한다. 과거에도 망원경으로 NGC 346을 연구한 바 있지만, 천문학자들이 우주 먼지를 이미지화한 것은 이번이 처음이다. 예컨대, 현재 은퇴한 스피처 적외선 망원경은 같은 지역에서 87개의 젊은 거성들을 발견했지만, 그보다 더 작은 별을 식별할 만큼 강력하지 않았다. 허블우주망원경 역시 성운 전체에 흩어져 있고 가스와 먼지 필라멘트를 통해 서로 연결되어 있는 수천 개의 예비 주계열성을 발견했다. 그러나 허블이 이 별들을 둘러싼 먼지를 뚫고 들여다볼 만큼 강력하지 않았기 때문에 이번처럼 많은 별들이 발견되지는 않았다. 웹 망원경은 이제 천문학자들이 먼지로 뒤덮인 별을 밝히고 스피처가 감지할 수 있는 것보다 10등급 아래에 도달하고, 허블이 주계열성 이전의 별에 대해 할 수 있는 것보다 2등급 더 희미한 가장 어린 별을 찾는 데 도움을 주고 있다. 적외선 파장에서 별 형성 영역을 검색함으로써 천문학자들은 눈에 보이지 않거나 광학 파장에서 잘못 식별되는 많은 별을 발견할 수 있었다. 앞으로 몇 달 동안 천문학자들은 추가 연구를 통해 소마젤란 은하의 별 형성 과정이 우리가 배운 것과 어떻게 유사하거나 다른지를 알아낼 수 있기를 기대하고 있다. 그들은 또한 이 영역에서 원시별을 계속 관찰할 계획이다. 이 연구는 논문 사전 공개 사이트 아카이브(arXiv) 1월 10일자에 게시된 논문에 설명되어 있다. 

제임스웹 우주망원경(JWST)이 첫 외계행성을 발견했다. 11일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)에 따르면 제임스웹은 남반구 하늘 팔분의자리 방향으로 지구에서 41광년 떨어진 곳에서 외계행성 LHS 475 b를 발견했다. 외계행성은 LHS 475라는 별을 공전하는 지구 지름의 99% 크기 암석행성으로 확인됐다. 제임스웹은 지구 크기 외계행성 대기 특성을 파악할 수 있는 유일한 망원경이다. 지난해 6월 말 본격 관측 활동을 시작한 이래 실제 외계행성이 발견된 사례는 이번이 처음이다.연구진은 외계행성탐색위성(TESS) 관측 자료로 이 행성의 존재를 예측해 왔다. 제임스웹의 근적외선분광기(NIRSpec)를 사용한 단 2회 관측으로 이 행성을 확인한 것이다. 외계행성 탐색은 주로 ‘표면 통과’(transit) 법을 사용한다. 행성이 별 앞을 지날 때 그림자 때문에 별빛이 희미해지는 현상을 통해 행성을 확인하고, 빛의 스펙트럼을 분석해 행성 크기와 밀도 등을 추정한다. 연구진은 제임스웹으로 여러 파장의 빛에 걸쳐 이 행성이 대기를 갖는지를 분석했다. 현재까지는 결론을 내리지 못했으나, 올해 여름 대기 존재 여부와 성분을 확인할 계획이다. 지금까지 연구에서 이 행성은 별과 매우 가까워 단 2일 만에 별을 한 바퀴 도는 것으로 나타났다. 때문에 태양계 수성처럼 대기가 없다고 생각할 수 있지만, 이 행성이 도는 별은 온도가 절반 수준이라 대기를 가질 가능성이 있다. 다만 표면 온도는 지구보다 수백도 더 높은 것으로 분석된다. 추가 분석에서 구름이 감지되면 이 행성은 이산화탄소 대기가 있는 금성과 비슷한 행성일 수 있다. 천문학자들은 제임스웹을 이용하면 앞으로 더 많은 외계행성을 발견할 수 있다고 기대하고 있다. NASA 본부 천체물리학부 책임자인 마크 클램핀 박사는 “이번 결과는 제임스웹으로 암석행성 대기를 연구하는 미래의 가능성을 열어준다. 지구와 같은 외계행성 연구에 도움을 줄 이 망원경의 임무는 이제 막 시작됐다”고 말했다. 이번 연구 성과는 이날 미 시애틀에서 제241차 미 천문학회 회의에서 발표됐다.

전 세계 곳곳의 ‘불이 꺼지지 않는 연구실’에서 올해는 어떤 연구 성과를 내놓을까. 새해를 맞아 네이처는 ‘2023년에 주목해야 할 과학 연구들’을 선정해 발표했다. ●‘차세대 백신’ 사람 대상 임상시험 돌입 우선 네이처는 ‘차세대 백신 기술’을 올해 가장 관심을 갖고 봐야 할 연구로 꼽았다. mRNA 백신은 코로나19에 대응하기 위해 처음 만들어졌다. 많은 과학자들이 이 방식을 이용해 다양한 백신 개발에 착수해 올해 본격적인 임상시험에 들어갈 예정이다. 화이자와 함께 코로나19 백신을 만들었던 독일 바이오엔텍은 말라리아, 결핵, 헤르페스 mRNA 백신을 개발해 사람을 대상으로 한 임상시험을 상반기 중에 시작한다. 모더나 역시 헤르페스와 대상포진 바이러스에 대한 mRNA 백신 후보를 개발해 조만간 임상시험에 착수한다. 또 바이오엔텍과 화이자는 지난해 11월 코로나19와 계절성 인플루엔자를 모두 예방할 수 있는 mRNA 백신을 개발해 동물 실험 중에 있다. ●유럽 ‘유클리드우주망원경’ 올해 발사 2021년 크리스마스에 발사돼 지난 8월 전 세계를 놀라게 만든 영상을 보내온 미국 항공우주국(NASA)의 제임스웹우주망원경(JWST)에 이어 유럽우주국(ESA)의 유클리드우주망원경이 올해 발사된다. 유클리드우주망원경도 JWST와 마찬가지로 지구로부터 150만㎞ 떨어진 라그랑주점에 배치된다. 유클리드우주망원경은 최소 6년 동안 궤도를 돌면서 약 100억 광년 거리까지 우주 전역의 은하들이 어떻게 분포하는지 관찰하면서 정밀한 3D 입체 우주지도를 작성하는 것을 목표로 하고 있다.미국 에너지부 산하 SLAC 국립 가속기센터에서 개발한 지름 8.4m의 대형시놉틱관측망원경(LSST)이 칠레에 위치한 베라 루빈 천문대에 설치돼 오는 7월부터 본격적인 관측에 나선다. 32억 화소 카메라가 붙어 있는 LSST는 남반구 하늘 전체를 선명하게 관측할 수 있다. 우주 관측과 함께 우주 탐사도 활발할 것으로 보인다. 지난달 11일 일본 민간우주기업 아이스페이스는 자체 개발한 달 착륙선 ‘하쿠도R 미션1’을 발사했다. 오는 4월 달 착륙에 성공하면 인류 최초의 민간 달 탐사선이 달에 서는 기록을 세우게 된다. 인도는 6월에 달 탐사선 ‘찬드라얀 3호’를 발사해 달의 남극 근처에 착륙해 달 표면을 탐사한다는 계획을 세웠다. 4월에는 ESA가 ‘목성 얼음위성 탐사선’을 보내 목성과 주변 위성의 환경을 연구할 계획이다. 미국의 민간우주기업 스페이스X는 스타십 로켓에 11명을 실어 6일간의 민간 우주 비행에 나설 예정이다. 조만간 민간인 달 여행도 계획하고 있다. ●美FDA 알츠하이머 치료제 승인 임박 의약학 분야에서도 놀라운 성과들이 쏟아질 것으로 기대된다. 미국 식품의약국(FDA)은 미국 바이오기업 바이오젠과 일본 제약사 에자이가 공동 개발한 알츠하이머 치료제 레카네맙의 승인 여부를 조만간 결정한다. 레카네맙은 인지기능 개선 효과도 있지만 임상 3상 시험 중 3명의 환자가 사망해 약물 안전성에 대한 우려는 여전히 큰 상황이다. 이와 함께 크리스퍼캐스9 유전자 가위를 이용한 유전자 치료제도 올해 안에 시장에 선보일 것으로 기대되고 있다. 미국 바이오기업 버텍스와 크리스퍼 테라퓨틱스가 공동 개발한 겸상적혈구 치료를 위한 크리스퍼 유전자 가위 치료제는 오는 3월 FDA에 승인 신청을 할 계획인 것으로 알려졌다. 세계보건기구(WHO)가 전 세계 약 300명의 과학자들에게 검토받은 인류를 잠재적으로 위협할 수 있는 25개 이상의 바이러스와 박테리아 목록을 발표하는 것도 주목해야 할 연구다.●유럽 17개국 참여 ‘중성자 가속기’ 가동 한편 유럽 17개국이 참여해 스웨덴 룬드에 건설 중인 중성자 가속기 ‘ESS’가 올해 가동된다. ESS는 역대 가장 강력한 중성자 가속기다. 또 우주 구성 기본입자인 뮤온을 이용한 실험 결과도 오는 4월 발표된다. 특히 기존 물리학 표준모형에서 벗어나는 결과들이 속출하면서 물리학계를 뒤흔들 연구 결과가 발표될 것으로 기대하는 분위기다.핀란드가 남서부 해안에 있는 섬 올킬루오토에 마련된 세계 최초의 고준위 방사성 폐기물 처분장 가동도 올해 주목할 과학계 뉴스다. 최대 6500t의 방사성 폐기물을 구리통에 넣고 점토로 겉을 덮은 다음 지하 400m 화강암 기반 터널 안에 보관하는 방식으로 수십만 년 동안 봉인된 상태를 유지할 수 있다.

2022년 임인년 한 해도 불과 열흘 정도밖에 남지 않았습니다. 해마다 연말이 되면 ‘다사다난’했다는 표현을 관용구처럼 씁니다. 올해에는 그 어느 때보다 많은 사건·사고가 있었습니다. 기분 좋게 만드는 일도 있었지만 가슴 아픈 일도 적지 않았습니다. 그래서 연말이 되면 한 해 동안 많은 사람의 이목을 끌었던 사건·사고를 정리해 올 한 해를 돌아보는 기회를 갖고 반성하며 내년에 대비하는 일들을 합니다. 과학계 역시 마찬가지입니다. 과학저널의 양대 산맥인 ‘네이처’와 ‘사이언스’도 연말이 되면 전 세계 과학계가 주목한 연구 성과 및 과학기술 동향, 과학계 인물을 선정하고 있습니다. 네이처는 ‘2022년 올해의 인물’, 사이언스는 ‘2022년 올해의 중요 연구 성과’ 10개를 꼽았습니다. 네이처와 사이언스는 10대 뉴스나 10대 인물을 꼽을 때 발표되는 순서가 절대 순위를 매기는 것은 아니라고 밝히고 있습니다. 10대 인물과 사건은 올 한 해 과학계에서 일어난 주요 사건들을 되새기고 대중에게 이해시키기 위한 것이라고 이야기하지만 아무래도 첫머리에 올라오는 것들에 사람들은 주목하기 마련입니다.네이처 올해의 인물 10명 중 가장 먼저 이름을 올린 것은 미국 항공우주국(NASA) 고더드우주비행센터 천체물리학자이자 제임스웹 우주망원경(JWST) 운영 프로젝트 과학자인 제인 릭비 박사입니다. JWST는 미국, 유럽, 캐나다 등이 25년 동안 약 13조 1000억원을 투입해 만든 세계 최대 크기의 우주망원경입니다. 허블 우주망원경을 대체하기 위한 JWST는 1년 전인 지난해 12월 25일(현지시간) 발사돼 올해 1월 지구에서 150만㎞ 떨어진 라그랑주점이라는 관측 지점에 도착해 우주 관측 임무를 수행하고 있습니다. 릭비 박사는 2010년 JWST팀에 합류해 지난해 말 성공적으로 발사하고 지금까지 임무를 수행할 수 있게 도움을 주고 있습니다. 올해 7월 조 바이든 미국 대통령이 직접 JWST가 찍은 영상을 전 세계에 공개할 때 릭비 박사가 배석했다고 합니다. 그럼에도 릭비 박사는 망원경 이름을 말하는 것을 좋아하지 않는다고 합니다. 릭비 박사는 성소수자인데 망원경의 이름을 따온 제임스 웹이 NASA 2대 국장으로 재직할 때 성소수자 과학자들을 무더기로 해고하고 괴롭혔기 때문이라고 합니다. 어쨌든 사이언스가 발표한 10대 중요 연구 성과 첫째로도 JWST가 지구로 보내온 첫 번째 이미지와 연구 결과 공개가 꼽혔습니다. JWST는 허블 우주망원경보다 주경의 지름이 2.7배, 면적은 6배 더 큽니다. 주경이 큰 것은 우주에서 오는 빛을 더 잘 모을 수 있다는 의미입니다. 실제로 허블 우주망원경보다 100배 더 선명한 영상을 얻을 수 있기 때문에 허블로는 희미하게 포착됐던 천체의 모습을 손에 잡힐 듯 선명하게 볼 수 있다는 말이지요. JWST의 연구 성과와 그와 관계된 인물의 이야기를 접하다 보면 우주 연구는 조바심을 내고 단기에 성과를 내겠다는 생각으로 접근해선 안 된다는 것을 새삼 느끼게 됩니다. 한국 우주개발 정책에 관여하는 사람들이 올해 네이처와 사이언스의 10대 뉴스와 10대 인물 이야기를 특히 꼼꼼히 살펴봐야 할 이유 아닌가 싶습니다.

미국 항공우주국(NASA)이 100억 달러(한화 10조원)를 투입한 제임스웹 우주망원경(JWST)이 지난해 12월 15일 프랑스령 남미 기아나 유럽우주센터에서 발사됐다. 주로 가시광선을 감지하는 허블 우주망원경과 달리 JWST는 적외선으로 열을 감지해 우주 가스나 먼지구름을 뚫고 우주를 가장 깊이 들여다볼 수 있다. JWST는 발사 이후 한 달 만인 지난 1월 24일 지구에서 약 150만㎞ 떨어진 ‘제2 라그랑주점’(L2)에 안착했다. 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 곳으로, JWST가 연료 소모를 최소화할 수 있는 지점이다. 태양에서 바라보면 열에 민감한 JWST가 지구의 뒤편에 숨어 초저온 상태에서 최적의 관측 성능을 유지할 수 있다. JWST는 역대 가장 크고 강력한 우주망원경이다. 지난 7월 12일 첫 공식 관측 이미지를 공개한 이래 계속해서 놀라운 우주 풍경을 잡아내고 있다. 입이 떡 벌어지는 영상을 계속 비춰주고 있으며, 그중 최고 품질의 이미지를 엄선해 발표한다. 아마 이같은 이미지들은 앞으로 여러 과학논문 발표에 밑거름이 될 것으로 믿어 의심치 않는다. 1. 우주 모래시계 지난 11월 16일 공개된 우주 모래시계는 그 중심에 갓 태어난 별, 곧 원시항성을 숨기고 있다. 불타오르는 듯한 이 장면은 L1527로 알려진 ‘아기별’로, 짙고 어두운 가스와 먼지구름에 의해 가려졌으나 적외선으로 관측할 수 있다. JWST에 탑재된 근적외선 카메라(NIRCam)는 황소자리별 형성 영역 내에서 한창 태어나고 있는 모든 별의 형성 장면을 보여준다. 2. 볼프 레예별JWST는 먼 별을 둘러싼 신비한 동심원 고리를 포착했다. 이것은 과학자들을 당황하게 만들기에 족했다. 이미지 속 중심별은 WR140으로 알려져 있으며, 대부분의 수소를 우주로 방출한 후 먼지로 둘러싸인 볼프 레예별이다. 이런 유형의 별은 아주 무거운 질량을 가진 항성의 최종 진화 단계로, 어마어마하게 불어난 외피층을 자신의 강력한 항성풍으로 날려보내 내핵이 드러난 별이다. JWST 프로젝트 학제간 과학자이자 유럽우주국(ESA) 과학 고문인 마크 매코린은 트위터에서 이 별을 “괴짜”라고 불렀다. 그는 “이미지에 보이는 6각형 파란색 구조는 JWST의 MIRI(중적외선 카메라) 이미지에서 밝은 별 WR140의 광학 회절로 인해 생긴 무늬다. 하지만 빨간색 곡선형 이미지는 실제인데, WR140 주변의 외피층들로 실제로 별 주위에 존재하는 것”이라고 밝혔다. 3. 해왕성​JWST의 첫 번째 해왕성 이미지는 고리를 두른 이 거대 얼음 행성의 참모습을 환상적으로 보여준다. 이미지는 태양계를 벗어난 NASA의 보이저 2호 우주선이 해왕성 옆을 지나간 이후 32년 만에 천문학자들에게 최고의 이미지를 보여줬다. ​해왕성 남반구의 밝은 부분은 높은 고도의 얼음 구름으로, 구름 속의 메탄이 햇빛을 흡수하기 전에 햇빛을 반사하는 광경이다. ​4. 창조의 기둥 JWST가 유명한 성운 '창조의 기둥'에 초점을 맞추자 장대한 먼지구름 속의 내용이 놀라울 정도로 선명한 모습을 보여줬다. 지구에서 약 7000광년 떨어진 뱀자리에 위치한 창조의 기둥은 독수리 성운의 일부로, 기둥 하나의 길이가 몇 광년이나 된다. 이 거대한 가스와 먼지구름은 1995년 허블 우주망원경이 잡아내 처음으로 놀라운 아름다움을 드러냄으로써 단박에 명성을 얻게 됐다. JWST가 잡아낸 새로운 이미지는 창조의 기둥을 더욱 상세하고 선명하게 드러내주고 있다. 이전에는 보이지 않았던 수백 개의 별이 화면 전체에서 빛나고 있으며, 일부는 태어난 지 불과 수십만 년밖에 안 된 갓난 아기별들이다. ​5. DART 소행성 탐사선 충돌  지난 9월 26일 NASA의 소행성 탐사선 DART(Double Asteroid Redirection Test)는 디모르포스라는 소행성 위성에 충돌해 우주 암석의 궤도를 바꾸게 했다. 디모르포스는 더 큰 우주 암석 디디모스를 공전하는 위성이다. 이 충돌 광경을 지켜본 JWST는 DART 우주선이 디모르포스에 충돌한 후 이 소행성계가 어떻게 행동했는지 보여주는 일련의 이미지를 포착했다. 6. 타란툴라 성운이 매혹적인 성운 이미지에는 공식적으로 30 Doradus라고 명명된 타란툴라 성운의 모습으로, 한 번도 본 적이 없는 어린 별들이 목하 처음으로 존재를 드러내고 있다. JWST의 고해상도 적외선 카메라는 멀리 떨어진 배경 은하뿐만 아니라 정교한 세부를 관통해 별들의 보육원을 보여준다. 타란툴라 성운은 약 16만 광년 떨어진 대마젤란은하에 있다. 성운은 우주의 나이가 불과 수십억 년 됐을 무렵의 별 형성 영역과 비슷한 화학적 조성을 가지고 있기 때문에 별 형성 연구 천문학자들에게 대단한 매력을 지닌 천체로, 천문학자들에게 상대적으로 초기 우주에서 별이 어떻게 형성됐는지에 대한 독특한 시각을 제공한다. ​7. 유령 은하공식적으로 NGC 628 또는 메시에 74로 알려진 유령 은하(Phantom Galaxy)의 이미지는 은하 형태가 매우 대칭적이기 때문에 천문학자들은 “완벽한 나선”이라고 부른다. 이미지는 JWST가 중적외선 카메라 MIRI로 수집한 데이터를 사용해 주디 슈미트에 의해 처리됐다. 이 은하는 허블 우주망원경과 WISE(광역 적외선 탐사기)와 같은 장비를 사용해 이전에 여러 번 이미지화됐지만, 이미지는 완전히 새로운 은하계의 모습을 보여준다. 8. 목성 고리JWST가 지구에서 가까운 목표물에 조준했을 때 천문학자들은 그 결과를 보고 대단히 만족해했다. 목성의 이미지는 웹의 근적외선 카메라(NIRCam)로 캡처된 것으로, 목성계를 매우 자세하게 보여준다. 여기에서 극지방을 둘러싼 아름다운 오로라와 거대 가스 행성을 둘러싸고 있는 희미한 고리, 목성의 두 위성도 볼 수 있다. 아말테아는 가장 왼쪽에 있는 밝은 점이고, 아드라스테아는 아말테아와 목성 사이의 고리 가장자리에 있는 희미한 점이다. 9. 울프-룬드마크-멜로테 은하왜소은하인 울프-룬드마크-멜로테 은하(WLM/DDO 221)의 이미지는 JWST의 근적외선 카메라가 포착한 것이다. 울프-룬드마크-멜로테 은하(WLM)은 우리은하를 포함하고 있는 국부 은하군에서 가장 멀리 떨어진 구성원 중 하나이기 때문에 천문학자들에게 흥미로운 대상이다. 고립된 특성으로 인해 WLM은 다른 시스템과 상호 작용할 가능성이 없는 만큼 은하 형성 및 진화 이론을 연구하고 테스트하려는 천문학자들의 주요 목표가 돼왔다. 1909년 막스 볼프에 의해 발견됐으며, 304만 광년 거리의 고래자리에 있다.  10. 토성 위성 타이탄JWST가 토성의 가장 큰 위성인 타이탄에 초점을 맞췄을 때 과학계는 다시 한번 흥분했다. JWST는 지난 11월 4일 간신히 타이탄의 두꺼운 메탄 구름을 포착했다. 구름 중 하나(클라우드 A)는 타이탄의 탄화수소 바다 중 가장 큰 크라켄 마레 위에 떠 있는 것이다. 그런 다음 며칠 후 하와이의 케크 천문대에서 시간이 지남에 따라 구름이 어떻게 변했는지 이해하기 위해 이 구역을 관찰했다.

약 85억 광년 밖 ‘괴물’ 블랙홀이 가까이 다가온 별을 잡아먹고 빛에 가까운 속도로 물질을 ‘트림’하듯 방출하는 극히 드문 천문 현상이 관측됐다. 미 메릴랜드대 이고르 안드레오니 박사 등 국제연구진은 지난 2월 지상과 우주의 주요 망원경이 포착한 조석파괴현상(TDE)인 ‘AT2022cmc’을 분석한 결과를 과학저널 ‘네이처’와 ‘네이처 천문학’ 30일자에 논문 2편으로 발표했다.TDE는 은하 중심에 위치한 무거운 블랙홀이 그 주위를 지나던 별을 포획해 파괴하는 현상이다. 별이 블랙홀의 조석반지름보다 가까워지면 블랙홀의 조석력에 의해 별이 파괴돼 별 질량의 절반이 블랙홀로 서서히 빨려 들어간다. 이때 별의 잔해는 블랙홀 주위에 부착원반을 형성해 강한 섬광을 낸다. 여기서 나온 빛은 별의 잔해를 연료로 사용해 수개월 혹은 수년 동안 지속되면서 서서히 어두워진다.TDE 그 자체는 드문 현상은 아니다. 그러나 AT2022cmc 현상은 TDE 중에서도 빛에 가까운 속도로 물질을 분출하는 ‘상대론적 제트’를 형성했다는 점에서 극히 드문 것으로 평가된다. 논문 공동저자 마이클 코플린 미 미네소타대 천문학 조교수는 “이같은 상대론적 제트가 마지막으로 관측된 사례는 10년도 더 넘었다. 우리가 가진 데이터로는 이런 제트를 가진 TDE가 전체의 1%밖에 안될 만큼 매우 드물다”고 말했다. 그러면서 “이번 TDE의 섬광은 지금까지 관측된 것 중 가장 밝은 부류다. 태양 1조 개보다 더 밝은 빛을 발산했다”고 덧붙였다. 연구진은 AT2022cmc를 포함해 상대론적 제트가 관측된 TDE는 지금까지 4건밖에 안 된다고도 했다. 또 이같은 TDE는 블랙홀이 빠르게 회전하는 공통점을 보이고 있다는 점을 근거로 블랙홀의 급속한 회전이 상대론적 제트를 일으키는 한 가지 요소일 수 있다고 제시했다.해당 연구에 따르면, AT2022cmc 현상은 캘리포니아 팔로마 천문대의 광역 천체 관측장비인 ‘츠비키 순간포착 시설’(ZTF)을 통해 처음 포착됐다. 이어 유럽남방천문대의 초거대망원경(VLT)와 허블 우주망원경 등이 다양한 빛 파장으로 후속 관측을 이어갔다. 가시광과 적외선 파장으로 관측하는 ZTF가 감마선 폭발을 연상시키는 강력한 섬광을 포착한 후, VLT는 후속 관측을 통해 AT2022cmc가 85억 광년 밖 섬광이라는 사실을 밝혀냈다. 이는 TDE 중 가장 멀리서 포착된 것이다. 또 허블 망원경의 가시광 및 적외선 이미지와 칼 G. 잰스키 초대형배열(VLA)의 전파 관측을 통해 AT2022cmc 위치도 정확히 확인됐다. 하지만 AT2022cmc가 너무 밝아 중앙에 이를 품은 은하까지 관측하지는 못했다. 나중에 이 현상이 사라진 뒤 허블이나 제임스 웹 우주망원경(JWST)을 통해 은하에 관한 정보도 확인될 것이라고 연구진은 밝혔다. 연구진은 컴퓨터 모델링을 통해 AT2022cmc가 태양과 비슷한 크기와 질량을 가진 별이 상대적으로 적은 질량을 가진 블랙홀에 파괴되면서 빚어졌을 가능성이 큰 것으로 추론했다. 다른 공동 저자인 대니얼 펄리 영국 리버풀 존 무어스대 연구원은 “지금까지 상대론적 제트를 가진 TDE는 고에너지를 가진 감마선과 X선 망원경을 통해 포착됐는데, 광학 관측으로 이를 찾아낸 것은 처음이다. 이번 관측이 여러 가지 면에서 새 기록을 쓰는 성과를 냈다”고 말했다.

제임스웹 우주망원경(JWST·이하 웹 망원경)이 잡은 놀라운 ‘창조의 기둥’ 이미지가 발표됐다. 창조의 기둥(Pillars of Creation)이란 새로운 아기 별들이 무더기로 태어나고 있는 현장의 성운이란 뜻에서 붙여진 이름이다. 창조의 기둥은 지구로부터 뱀자리 방향으로 약 7000광년 떨어진 독수리 성운의 성간가스와 성간먼지의 덩어리가 만들어낸 암흑성운이다. 창조의 기둥을 맨처음 촬영한 것은 1994년 4월 허블 우주망원경으로, 그로테스크한 형태와 엄청난 규모로 사람들을 경악케 했다. 이 사진은 가장 훌륭한 허블 사진 10장 중 하나로 선정되었다. 창조의 기둥은 차가운 수소분자와 우주 먼지로 이루어져 있으며, 이것들은 가까운 주위 항성들이 방출하는 자외선으로 인해 형태가 침식되고 있는 중이다. 가장 왼쪽의 기둥은 그 길이가 무려 4광년에 이른다. 기둥 꼭대기의 조그만 손가락 모양 돌출부 하나가 우리 태양계 전체보다도 더 크다. 허블 망원경으로 인해 가장 유명한 천체 중 하나로 등극한 창조의 기둥이 새로운 웹 망원경에 의해 그 진정한 민낯을 드러냈다. 웹 망원경은 창조의 기둥에 다시금 생명을 불어넣어, 그 유명한 먼지 구름 속에서 막 태어나고 있는 수백 개 아기별들이 눈부시게 반짝이는 장관을 보여준다.웹 망원경의 근적외선 카메라(NIRCam)로 잡아낸 새로운 이미지는 훨씬 세밀한 기둥의 모습을 뚜렷이 보여주는데, 여기에는 성운의 미세한 구조가 선명하게 드러나며 이전에는 볼 수 없었던 수백 개의 별들이 전체의 화각 안에서 반짝인다. 미 항공우주국(NASA)은 성명에서 반짝이는 이 별들 중 많은 수가 불과 수십만 년 전에 태어났다고 밝혔다. 본질적으로 열인 적외선은 투과력이 가장 높은 전자기파다. 웹 망원경은 적외선 관측에 특화된 망원경으로, 구름을 관통해 들여다보고 뭉쳐지는 먼지에서 탄생하는 원시별을 관측할 수 있다. 웹 망원경에 비해 훨씬 약한 적외선 감지 능력을 가진 허블망원경 역시 성운 내부를 관찰하려고 시도한 바 있지만, 이번 결과는 그러한 시도를 훨씬 능가한다. 웹 망원경의 이미지는 허블망원경에 비해 전혀 다른 수준의 디테일과 선명도를 제공할 뿐만 아니라, 구름 내부와 주변 우주 전체에서 더 많은 별을 드러내 보여주었다. NASA는 “연구원들이 이 지역의 가스와 먼지 양과 함께 새로 형성된 별의 수를 훨씬 정확하게 식별해냄으로써 별 형성 모델을 수정하는 데 도움이 될 것”이라면서 “시간이 지남에 따라 천문학자들은 이 먼지 구름에서 별이 수백만 년에 걸쳐 어떻게 형성되고 폭발하는지에 대해 더 명확한 이해에 도달하게 될 것”이라고 밝혔다. 

지구에서 약 1350광년 떨어져 비교적 가까운 곳에 위치한 오리온 성운(Orion Nebula)의 모습이 제임스웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)에 포착됐다. 지난 12일(현지시간) 미국 CNN 등 외신은 웹 망원경이 별 탄생의 비밀을 간직한 오리온 성운의 복잡한 세부 모습을 촬영했다고 보도했다. 성간 가스와 먼지가 구름처럼 펼쳐져 있는 오리온 성운은 45억 년 전 형성된 우리 태양계와 유사하며 이 때문에 별과 행성계가 어떻게 형성되는지에 대한 단서를 제공한다. 또한 오리온 성운은 맨 눈으로도 관측이 가능한 대표적인 발광성운(發光星雲·주위의 열을 받아 스스로 빛을 내는 성운)으로 그간 허블우주망원경 등 여러 장비를 통해 관측돼 왔다. 특히 오리온 성운은 수많은 별과 행성들이 태어나는 '별들의 요람'이지만 가스와 먼지로 뭉쳐져 있어 그 속을 들여다보기 어려웠다.이번에 웹 망원경은 첨단 적외선 장비 덕에 그 속의 일부가 나타났는데 이는 과거 같은 곳을 촬영한 허블우주망원경과의 비교 이미지를 통해 확연히 드러난다. 먼저 허블우주망원경이 촬영한 사진을 보면 오리온 성운은 먼지와 가스에 가려 전반적으로 뿌연 모습이지만 웹 망원경의 사진에는 먼지 층과 성운의 내부 깊숙한 곳이 일부 드러난다. 웹 망원경 관측 프로그램에 참여 중인 캐나다 웨스턴대학 천체물리학자 엘스 피터스는 "웹 망원경이 촬영한 오리온 성운의 이미지를 처음보고 숨막힐 정도로 압도됐다"면서 "새로운 관측을 통해 우리는 거대한 별이 태어난 가스와 먼지 구름이 어떻게 변형되는지 더 잘 이해할 수 있게 됐다"고 평가했다.한편 오리온 성운은 지름이 약 24광년으로 화려하게 빛나는 것이 특징인데 그 이유는 심장부에 매우 무겁고 밝은 어린 별 4개가 존재하기 때문이다. 전문가들은 이 별과 그 주위 천체들의 집단을 ‘트라페지움’(Trapezium), 곧 사다리꼴 성단이라 부른다. 다른 성운과 마찬가지로 성간 가스와 먼지로 가득찬 구름같은 이 속에서 인간의 머리로는 상상할 수 없는 수많은 별들이 새로 태어난다.  

제임스웹 우주망원경(JWST)이 모래와 같은 규산염 입자로 이뤄진 구름으로 덮인 외계행성을 발견했다. 8일 스페이스닷컴에 따르면, 웹 망원경은 탑재된 근적외선 분광기(NIRSpec)와 중적외선 장비(MIRI)로 새로운 외계행성을 찾아냈다. 천문학 연구팀은 웹 망원경의 데이터로 크기가 목성 20배에 달하는 해당 갈색왜성 주변에 규산염이 풍부한 구름이 있다는 증거를 발견했다. 이번 발견은 갈색왜성에 대한 몇 가지 초기 이론을 확인시켜준다. 갈색왜성은 보통의 별로 진화할 만큼 질량이 충분하지 않지만, 여느 행성보다 상당히 큰 신비한 천체다. 일반 수소를 연소할 수 없지만, 중수소(중성자가 추가된 수소 동위원소)를 연소해 자체적인 빛과 에너지를 생산할 수 있다. 연구팀이 주목한 갈색왜성은 VHS 1256 b라는 이름을 갖고 있으며, 지구에서 남반구 하늘 까마귀자리 방향으로 약 72광년 떨어진 2개의 작은 적색왜성 주위를 공전한다.  연구팀은 2016년 이 갈색왜성을 발견했는 데 그후로 이 천체가 어떤 이유로 붉은빛을 방출하는지 원인을 알지 못했다. 다만 붉은빛이 어떤 종류의 대기로 인해 발생할 수 있다고 추측했다. 이번에 웹 망원경으로 관측한 데이터를 분석한 결과, VHS 1256 b는 모래와 같은 규산염 입자로 가득 찬 두꺼운 구름으로 둘러싸여 있다는 점이 밝혀지면서 기존 이론이 입증됐다. 웹 망원경은 또 이 행성의 대기 속에 물을 비롯해 메탄과 일산화탄소, 이산화탄소, 나트륨, 칼륨을 감지했다. 해당 프로젝트 책임자인 미국 캘리포니아대 어바인 캠퍼스의 브리터니 마일스 수석 연구원은 “우리는 데이터 축소를 반복해 앞으로 더 많은 사실을 알게 될 것이다. 지금까지는 이론적 기대와 매우 비슷해 보인다”고 말했다. 웹 망원경의 데이터는 매우 상세하다. 때문에 VHS 1256 b 대기 전체에 걸쳐 다양한 기체의 비율이 변하는 것이 확인됐다. 해당 정보는 행성의 대기가 고요하지 않고 거친 난기류임을 암시한다. 연구 공동저자인 영국 엑서터대의 사샤 힌클리 연구원은 “고요한 대기에서는 메탄과 일산화탄소의 비율이 일정할 것으로 예상된다”고 밝혔다. 그러면서 “그러나 많은 외계행성 대기에서 이 비율은 매우 왜곡돼 나타나는데, 이는 대기에서 격렬한 수직 혼합으로 깊은 곳의 이산화탄소가 퍼올려져 대기 상층부에서 메탄과 혼합하는 것으로 보인다”고 설명했다. VHS 1256 b는 같은 갈색왜성으로서는 작아서 젊은 별일 가능성이 높다. 외계행성은 2개의 모항성으로부터 태양-지구 거리의 360배 떨어진 궤도를 공전하며, 공전 주기가 1만 7000년인 타원형 궤도를 돌고 있다. 자세한 연구 성과는 미국 코넬대에서 운영하는 출판 전 논문공개 사이트인 ‘아카이브’(arXiv.org)에 게재됐다.

일명 ‘우주의 독거미’라 불리는 타란툴라 성운(Tarantula Nebula)의 역대 가장 선명한 모습이 제임스웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)에 포착됐다.지난 6일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 웹 망원경이 그간 볼 수 없었던 수많은 젊은 별들을 포함한 타란툴라 성운의 새로운 모습을 포착했다고 밝혔다. 전체적인 모습이 거미줄을 친 타란툴라의 서식지를 연상시켜 이같은 별칭이 붙은 타란툴라 성운은 수많은 별들이 탄생하는 '별들의 요람'이다. 지구에서 약 16만 1000광년 떨어진 대마젤란 성운에 속해있으며 '30도라두스'(Doradus)라는 이름으로도 불린다. 특히 타란툴라 성운은 우리은하와 가장 가까운 성운 중 하나로 수많은 별들이 어떻게 탄생하고 사라지는지를 우리에게 생생히 알려준다.이 때문에 허블우주망원경 등 여러 관측장비가 과거 타란툴라 성운을 관측한 바 있으나 인류 역사상 가장 크고 강력한 웹 망원경에는 그간에 볼 수 없었던 '배경'도 담겼다. 총 340광년에 펼쳐진 타란툴라 성운의 모습을 보면 전체적인 모습이 과거 허블망원경의 사진과 비교해 확연히 선명해졌다. 특히 이번 사진에는 그간 한 번도 볼 수 없었던 천체의 모습도 담겼는데 사진 속 중앙에 위치한 수많은 푸른색 점들이 바로 젊은 별들이다. 과거에 성운의 먼지에 가려 볼 수 없었던 별들이 웹 망원경의 첨단 적외선 장비에 잡힌 셈이다.웹 망원경은 기존 허블우주망원경과는 전혀 다른 형태를 취한 우주망원경이다. 육각형 거울 18개를 벌집의 형태로 이어붙여 만든 주경은 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다.또한 웹 망원경은 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 　 　 

제임스 웹 우주망원경(JWST)으로 찍은 태양계 너머 외계행성 ‘HIP 65426 b’ 사진이 처음 공개됐다. 1일(현지시간) 미국 항공우주국(NASA)은 웹 망원경이 적외선으로 외계행성 촬영에 성공했다고 밝혔다. HIP 65426 b는 2017년 처음 발견된 먼지 투성이의 가스행성이다. 목성보다 질량이 5~10배 크지만 45억년에 달하는 지구와 비교할 때 행성 나이는 1500만~2000만년 정도로 파악됐다. 지구에서 약 385광년 떨어져 있다. 이번이 외계행성을 처음 촬영한 건 아니다. HIP 65426 b 이미지는 과거 지구의 지상 망원경을 통해 촬영된 적이 있지만 선명한 이미지를 확보하는 데 한계가 뚜렷했다. 천문학자들은 제임스 웹 망원경의 경우 행성의 질량과 온도를 더 정확하게 표시해 줄 뿐 아니라 대기의 움직임도 감지할 수 있는 적외선 촬영이 가능한다고 설명한다. 즉, 이전 망원경으로는 감지할 수 없었던 외계행성들의 날씨 등 기상 조건을 파악할 수 있게 됐다는 의미다. 앞으로 지구와 유사하거나 인류가 거주할 수 있는 외계행성을 찾는 데 기여할 것으로 기대된다. 웹 망원경의 관측 결과, HIP 65426 b의 대기 온도는 섭씨 약 1300도로 붉은 색의 규산염 먼지 구름에 덮힌 것으로 조사됐다. 이번 관측에 참여한 사샤 힝클리 엑시터대 교수는 “인류가 살기에는 끔찍한 곳으로, 우리가 그 행성에 있었다면 산 채로 구워졌을 것”이라고 말했다. 지금까지 태양계 너머의 외계행성을 촬영하는 데 기술적 난제가 컸다. 보통 행성을 거느리는 모항성이 더 밝게 빛나기 때문에 행성 촬영이 어렵다. HIP 65426 b의 경우 지구-태양에 비해 모항성으로부터 100배 넘게 떨어져 분간이 가능했지만 밝기로 따지면 1만배 더 희미한 상태였다. 영국 가디언은 이를 80㎞가 넘는 거리의 등대 옆에 있는 반딧불이를 포착하는 것에 비유할 수 있다고 전했다. 사샤 힝클리 교수는 “이번 관측은 천문학의 역사적인 순간”이라며 “제임스 웹이 그동안 닿을 수 없었던 새로운 행성의 문을 열어줄 것이고, 폭넓은 파장으로 그 행성들을 훨씬 더 깊이 있게 관찰할 수 있다”고 평가했다.

인류 역사상 가장 크고 강력한 제임스웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)이 처음으로 외계행성의 모습을 직접 촬영하는데 성공했다. 지난 1일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 그간 제대로 볼 수 없었던 외계행성 'HIP 65426 b'의 모습을 웹 망원경을 통해 포착했다고 밝혔다. 지구에서 약 385광년 떨어져 우주적인 관점에서는 가까운 곳에 위치한 HIP 65426 b는 목성과 같은 가스행성이다. 나이는 약 1500~2000만 년으로 지구와 비교하면 아기 수준으로 목성 질량의 6~12배에 달한다. HIP 65426 b는 지난 2017년 칠레에 위치한 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)에 의해 처음 존재가 확인됐다. 당시 천문학자들은 이 외계행성을 짧은 적외선 파장으로 관측했으나 지구 대기에 가로막혀 자세히 볼 수는 없었다. 그러나 이같은 문제는 웹 망원경의 강력한 성능이 해결했다. 지구에서 약 150만㎞ 떨어진 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 라그랑주2에 위치한 웹 망원경은 주변의 별빛을 차단할 수 있는 근적외선 카메라(NIRCam)등으로 HIP 65426 b를 직접 들여다봤다. 이번에 공개된 것은 4개의 필터로 촬영됐으며 NASA 측은 외계행성 중 가장 선명한 이미지라고 자평했다.특히 HIP 65426 b의 촬영이 가능했던 것은 항성 HIP 65426와 멀리 떨어져있기 때문이다. 일반적으로 외계행성의 직접적인 촬영이 어려운 것은 주위 항성의 빛 때문이다. 그러나 HIP 65426와 HIP 65426 b의 거리는 지구와 태양과 비교해 약 100배나 멀리 떨어져있고 여기에 주위 별빛을 분리하는 웹 망원경의 첨단 기술이 한 몫 했다. 이미지 분석을 주도한 산타크루즈 캘리포니아대학 아린 카터 연구원은 "이처럼 외계행성의 이미지를 얻는 것은 우주의 보물찾기와 같다"면서 "가장 흥미로운 점은 우리가 막 이 작업을 시작했다는 것으로 향후 그간 알려지지 않은 많은 행성을 발견할 수 있을 것"이라고 밝혔다. 　한편 웹 망원경은 기존 허블우주망원경과는 전혀 다른 형태를 취한 우주망원경이다. 육각형 거울 18개를 벌집의 형태로 이어붙여 만든 주경은 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 또한 웹 망원경은 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다.  

인류 역사상 가장 크고 강력한 제임스웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)과 지금도 '노익장'을 과시하고 있는 허블우주망원경이 흥미로운 '합작품'을 내놨다. 지난 29일(현지시간) 유럽우주국(ESA)은 웹 망원경과 허블우주망원경이 촬영한 이미지로 만든 '유령은하'(Phantom Galaxy)의 모습을 공개했다. 지구에서 약 3200만 광년 떨어진 물고기 자리에 위치한 유령은하는 수많은 천체를 나선처럼 품고있는 나선은하로 '메시에 74'(이하 M74)로 불린다. 지구와 거의 마주하고 있는 M74는 표면 밝기가 낮아 아마추어 망원경으로는 관측하기 쉽지 않아 유령은하라는 으스스한 별칭을 갖고있다. 특히 M74는 다른 나선은하에 비해 나선팔이 확실하게 두드러지는 특징을 보여 이에대한 기원과 구조를 연구하는 천문학자들에게 좋은 관측대상이다.과거 심연의 우주 속에 유령처럼 숨어있던 M74를 확실히 드러낸 것은 허블우주망원경이었다. 그리고 최근 웹 망원경도 M74를 촬영했는데 두 이미지를 합치면 보다 생생한 은하의 '진면목'을 들여다 볼 수 있다. 먼저 웹 망원경은 주경 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 또한 웹 망원경은 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 이에비해 허블우주망원경은 웹 망원경과 비교해 주경이 작고 적외선까지 볼 수 없지만 가시광선, 근적외선 스펙트럼으로 천체를 본다. 따라서 웹 망원경과 허블우주망원경이 촬영한 데이터를 결합해 서로 보안하면 우주에 대한 보다 포괄적인 통찰력을 얻을 수 있다. ESA 측은 "웹 망원경의 '날카로운' 시야는 이미지 중앙에서 바깥쪽으로 휘어지는 거대한 M74 나선 팔의 섬세한 구조를 드러낸다"면서 "허블 등 기존 관측 데이터에 웹 관측 결과를 추가하면 은하에서 별이 생성되는 영역을 정확히 찾아낼 수 있다"고 설명했다.