차세대 ‘행성 사냥꾼'인 우주망원경 테스(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)가 역대 가장 작은 외계행성을 발견했다. 지난 17일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 지구와 화성 중간 사이즈의 새 외계행성을 발견했다는 연구결과를 학술지 ‘천문학저널'(The Astronomical Journal)에 발표했다. L 98-59b로 명명된 이 외계행성은 지구의 약 80% 크기로 TESS가 지금까지 발견한 것 중 가장 작다. 함께 발견된 '형제'인 L 98-59c와 L 98-59d는 각각 지구의 1.4배, 1.6배 크며 모두 항성 L 98-59 주위를 돈다. 우리의 태양 기준으로 약 35광년 떨어진 곳에 위치한 L 98-59는 태양 질량의 3분의 1 정도인 적색왜성으로 밝게 빛나지만 차가운 별이다.다만 NASA 측은 세 행성의 사이즈만 알아냈을 뿐 대기의 존재유무 등 세부적인 특징에 대해서는 추가적인 연구가 필요하다고 밝혔다. 논문의 선임저자인 고나드 우주비행센터와 세티 연구소 베슬린 코스토프 박사는 "이번 외계행성 발견은 TESS의 위대한 공학적, 과학적 업적"이라면서 "지구보다 작은 행성은 탐지하기가 어려우며 대기 연구를 위해서는 궤도 연구가 더 필요하다"고 설명했다. 　한편 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

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

태양계의 목성, 토성과 유사한 외계행성들이 차세대 ‘행성 사냥꾼’의 도움으로 새롭게 발견됐다. 최근 미국 컬럼비아대학 연구팀은 지구에서 583광년 떨어진 곳에 위치한 작은 항성 주위를 도는 2개의 가스형 행성을 발견했다는 연구결과를 내놨다. 우리 태양 질량의 약 87%, 지름으로는 84%로 작은 이 항성의 이름은 'TOI-216'. 이번에 발견된 것은 TOI-216의 주위를 도는 2개의 행성으로 각각의 이름은 'TOI-216b', 'TOI-216c'다. 먼저 TOI-216b는 지구와 비교하면 질량은 26배, 크기는 8.2배로, 항성의 주위를 단 17일 만에 돌만큼 바짝 붙어있다. 그 거리는 0.13AU(1AU=1억4900만㎞)로 태양과 수성 사이 거리의 3분의 1 수준. 이 때문에 행성의 표면도 항성의 영향을 받아 뜨거운데 온도는 357℃ 정도다. TOI-216b보다 바깥쪽 궤도를 도는 TOI-216c는 이보다 더 크다. 지구와 비교해보면 질량은 190배, 크기는 11.3배나 더 큰 TOI-216c는 항성과 0.2AU 떨어져있다. 표면 온도는 224℃로 추정되며 이곳의 1년은 34.6일이다.　 연구를 이끈 컬럼비아대 천문학과 데이비드 키핑 교수는 "두 행성 모두 목성과 토성처럼 부피가 크지만 지구와 같은 암석형이 아닌 가스형"이라면서 "두 행성의 존재가 아직 공식적으로 인정받은 것은 아니지만 그곳에 두 행성이 있는 것은 거의 확실하다"고 설명했다. 이어 "이번 발견은 새로운 천체 사냥꾼인 테스(TESS)의 데이터를 이용해 가능했다"고 덧붙였다.지난해 4월 발사된 미 항공우주국(NASA)의 우주망원경 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite)는 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 때문이다. 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓은 TESS는 20만 개의 별이 조사 범위다. 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

지구에서 불과 6광년 떨어진 곳에 위치한 이른바 '슈퍼지구'에 외계생명체가 존재할 가능성이 제기됐다. 지난 10일(현지시간) 미국 CNN 등 주요언론은 외계행성 ‘바나드-b’ 표면 아래에 원시생명체가 존재할 가능성이 있다는 연구결과를 보도했다. 지난해 11월 처음 발견된 바나드-b는 뱀주인자리의 어두운 별인 바나드(Barnard)의 주위를 도는 외계행성이다. 지구와 같은 바위형 행성이지만 표면온도가 -130℃도 넘는 차가운 얼음왕국인 바나드-b는 항성을 233일 만에 공전한다. 항성과의 거리로만 보면 태양과 수성 사이 정도지만 바나드가 태양과 비교하면 약 0.4%의 빛을 방출해 표면에 액체상태의 물은 없고 얼음만 가득할 것으로 보인다. 이같은 가혹한 조건 때문에 당초 전문가들은 외계생명체의 존재가능성에 대해 회의적이었으나 최근 연구결과는 다르다. 지난 10일 빌라노바 대학 연구팀이 시애틀에서 열린 미 천문학회 연례회의에서 바나드-b 내 생명체 존재가능성에 대한 논문을 발표한 것.연구를 이끈 에드워드 귀난 박사는 "바나드-b의 표면에서는 생명체가 살 가능성이 없지만 그 아래는 다르다"면서 "바나드-b는 그 코어에 뜨거운 액체상태의 철과 니켈을 가지고 있을 수 있어 지열난방을 통해 원시적인 생명체가 살 수 있는 환경이 된다"고 설명했다. 이어 "이같은 지열난방은 남극대륙에서 발견되는 지하호수의 조건과 마찬가지"라면서 "표면 아래에 바다가 숨겨져있을 것으로 보이는 목성의 달 유로파와도 비슷하다"고 덧붙였다. 　 바나드-b는 지난해 11월 미국의 카네기 연구소, 스페인 우주과학 연구소 등 국제공동연구팀이 지난 20년 간 이루어진 관측 데이터를 재분석한 끝에 발견했다. 다만 아직까지는 유력한 외계행성 후보로, 보다 확실한 데이터는 차세대 우주망원경 ‘제임스웹 우주망원경'(JWST)이 배치돼야 알 수 있으나 2021년 이후로 발사가 연기된 상태다. 전문가들에 따르면 바나드 별은 90억 년 정도의 나이로 우리 태양보다 2배는 더 많다. 이 때문에 주위 행성 역시 지구보다 훨씬 오래 전 생성됐을 것으로 보인다. 이중 바나드-b는 역대 발견된 것 중 2번째로 가까운 곳에 위치한 외계행성이다. 지구에서 가장 가까운 항성계는 3개의 별이 모인 삼성계인 알파 센타우리로 지구에서 약 4.3광년 떨어진 곳에 위치해있다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

새로운 세상을 찾아나선 차세대 ‘행성 사냥꾼’의 첫번째 '작품'이 일반에 공개했다. 지난 18일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 우주망원경 ‘테스’(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)가 촬영한 첫번째 과학 이미지를 홈페이지에 공개했다. 심연의 우주 속에 수많은 천체들로 가득한 이 사진은 지난달 7일 TESS의 카메라가 30분 간 남반구 하늘을 촬영해 얻은 결과물이다. 사진 왼편 십자 모양으로 밝게 빛나는 천체는 황새치자리 R(R Doradus)로 불리는 별로 적색 초거성으로 분류된다. 사진 오른편 수많은 별들이 가득차 빛나는 지역은 대마젤란은하(Large Magellanic Cloud)다. 안드로메다 은하보다는 낯설지만 사실 우리 은하와 가장 가까운 이웃인 마젤란 은하는 대마젤란은하와 소마젤란은하로 구성돼 있는 불규칙 은하(일정한 모양을 갖추지 않은 은하)다. NASA 천체물리학 부서 책임자인 폴 허츠 박사는 "수많은 별들로 가득한 '우주의 바다'에서 TESS는 더 넓은 그물을 던져 유망한 행성들을 찾아낼 것"이라면서 "이번에 공개된 첫번째 과학 이미지는 TESS 카메라의 능력과 또 다른 지구를 찾을 수 있다는 가능성을 보여준다"고 설명했다. 한편 지난 4월 발사된 TESS는 지구 고궤도에 올라 13.7일에 한 바퀴 씩 지구를 돌면서 300~500광년 떨어진 별들을 집중 조사하게 된다. 특히 TESS에 '차세대'라는 명칭이 붙은 이유는 지금까지 임무를 수행해 온 케플러 우주망원경의 후임이기 때문이다. 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓은 TESS는 20만 개의 별이 조사 범위다. 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

태양계 밖에 위치한 지구보다 2배 정도 큰 외계행성이 새롭게 발견됐다. 최근 캐나다 몬트리올 대학과 미국, 독일 공동연구팀은 지구에서 약 145광년 떨어진 곳에 위치한 외계행성을 발견했다는 논문을 발표했다. 미 항공우주국(NASA) 케플러 우주망원경의 데이터를 바탕으로 정체가 드러난 외계행성의 이름은 'Wolf 503b'. 처녀자리에 위치한 Wolf 503b는 지구보다 2배 이상 크지만 놀랍게도 태양보다 온도가 낮고 차가운 오렌지색 왜성 주위를 단 6일 만에 돈다. 이 정도 거리면 태양과 수성사이의 거리보다 10배 이상은 가까운 셈. 행성의 크기로만 보면 슈퍼지구의 조건에는 맞지만 항성에 딱 붙어있기 때문에 생명체가 살 수 있는 환경은 되지 못한다. 국제 공동연구팀은 케플러 우주망원경의 데이터를 바탕으로 행성찾기 프로그램을 가동해 ‘트랜싯’(transit) 현상을 찾아냈다. 일반적으로 행성은 스스로 빛을 내지 않기 때문에 주위 별 빛으로 그 존재가 확인된다. 행성이 항성 앞을 지나가는 경우 잠시 빛이 잠식되는 현상이 발견되는데 이같은 현상을 트랜싯이라 부른다. 특히 이번 발견이 관심을 끄는 이유는 일등공신이 바로 몬트리올 대학 대학원생인 메린 피터슨이라는 사실로 이번 논문의 제 1 저자로 이름을 올렸다. 지난해부터 이 대학에서 석사과정을 밟고있는 피터슨은 "이렇게 빨리 새로운 외계행성을 발견할 수 있을 것이라 예상치 못했다"면서 "연구성과에 오싹한 기분이 들 정도였으며 이번 논문은 지도교수와 팀으로서 연구한 여러 과학자들 덕"이라고 밝혔다. 피터슨의 지도교수인 비요른 베네케 박사는 "Wolf 503b는 지구와 같은 바위형 행성이거나 가스형인 작은 해왕성일 수도 있다"면서 "Wolf 503b가 실제로 존재하는지 최종 확인은 차후 발사되는 제임스 웹 우주망원경이 하게될 것"이라고 말했다. 허블우주망원경의 후계자인 제임스 웹 우주 망원경(JWST·James Webb Space Telescope)은 역사상 가장 비싸고 강력한 우주 망원경으로 현재는 2021년 이후로 발사가 연기된 상황이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

차세대 '행성 사냥꾼'이 본격적인 임무수행에 앞서 거한 '몸풀기'로 존재감을 과시했다. 지난 6일(이하 현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 우주망원경 '테스'가 촬영한 혜성 'C/2018 N1'의 모습을 영상으로 공개했다. 차세대 외계행성 탐색 우주망원경인 테스(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)는 지금까지 임무를 수행해 온 케플러 우주망원경의 후임이다. 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓은 TESS는 20만 개의 별이 조사 범위로 이 때문에 차세대 행성 사냥꾼이라는 별칭이 붙었다. 이번에 NASA가 공개한 C/2018 N1 영상은 지난달 25일 TESS가 촬영한 것으로, 본격적인 가동에 앞선 테스트 성격으로 이루어졌다. 화면 상에서 C/2018 N1은 오른쪽에서 왼쪽으로 움직이는 밝은 점으로 보인다. 또한 혜성 특유의 '꼬리'는 태양풍의 영향으로 인해 움직이며 이 밖에도 희미하게 빛나는 화성과 여러 소행성의 모습도 영상에서 확인할 수 있다. C/2018 N1은 지난 6월 25일 지구에 근접하는 천체를 감시하는 NASA의 ‘네오와이즈'(Neowise) 프로젝트를 통해 처음 포착됐으며 거리는 지구 기준 약 4800만㎞ 떨어져 있다. NASA 천체물리학 부서 책임자인 폴 허츠 박사는 "우리의 새 행성 사냥꾼이 우주를 볼 준비가 됐다는 사실에 기분이 오싹할 정도"라면서 "우주에는 별보다 더 많은 행성이 존재하는데 낯설고 환상적인 그곳을 발견할 날을 학수고대하고 있다"고 밝혔다. 한편 지난 2009년 발사된 케플러 우주망원경은 외계 행성 탐사에 혁명이라고 불릴 만큼 큰 성과를 거뒀다. 지금까지 확인된 외계행성만 2342개, 또한 2245개의 외계행성 후보가 케플러 우주망원경의 ‘작품’이다. 이중 수십 개는 지구와 비슷한 크기와 환경을 가지고 있을 가능성이 높다. 그간 케플러 우주망원경이 심각한 고장에도 임무를 성실히 수행하는 사이 지구 상에서는 이를 대신할 더 강력한 행성 사냥꾼을 준비해왔는데 그 결실이 바로 TESS다. 지난 4월 발사된 TESS는 지구 고궤도에 올라 13.7일에 한 바퀴 씩 지구를 돌면서 300~500광년 떨어진 별들을 집중 조사하게 된다. 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. 이어 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

지난 1990년 4월 25일. 우주의 심연을 들여다 보고 싶은 인류의 꿈을 담은 우주망원경 한 대가 미 항공우주국(NASA)의 디스커버리호에 실려 힘차게 날아올랐다. 바로 다음 주 28번째 생일을 맞는 '허블우주망원경'(Hubble Space Telescope)이다. NASA와 유럽우주국(ESA)이 개발한 허블우주망원경은 대기의 간섭없이 멀고 먼 우주를 관측하기 위해 제작됐다. 허블우주망원경의 지름은 2.4m, 무게 12.2t, 길이 13m로, 지금도 지상 569㎞ 높이에서 97분 마다 지구를 돌며 먼 우주를 관측하고 있다. 최근 NASA는 허블우주망원경의 28번째 생일을 자축하는 환상적인 천체 사진을 공개했다. 매해 이맘 때 생일카드처럼 공개하는 이 사진은 물론 허블우주망원경이 과거에 촬열한 명작 사진이다. 이번에 공개한 사진은 별 탄생의 요람으로 알려져있는 '석호 성운'(Lagoon Nebula)이다. 마치 신이 물감으로 그린듯한 석호 성운은 지구로부터 약 4000광년 떨어진 궁수자리에 위치해 있으며, 작은 망원경으로도 관측이 가능할만큼 밝고 화려한 발광성운(發光星雲·주위의 열을 받아 스스로 빛을 내는 성운)이다. 특히 사진 속 중앙에는 십자 모양으로 빛나는 별 ‘허셀 36’(Herschel 36)이 자리잡고 있는데 우리 태양보다 4만 배는 더 뜨겁고 20만 배나 더 밝다. 사진 상으로는 아름답고 평화롭게 보이지만 사실 성운 속은 그야말로 아비규환이다. 가운데 별을 중심으로 강력한 가스와 먼지가 폭풍처럼 휘몰아치는데 놀랍게도 이 과정에서 수많은 별들과 천체들이 태어난다. 　 한편 허블우주망원경은 28년 간 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. 그러나 허블우주망원경도 2020년이면 후임인 ‘제임스웹 우주망원경’(JWST)에게 임무를 넘겨 줄 예정이다. 다소 생소한 이름의 JWST는 허블우주망원경의 후계자로 NASA를 비롯 ESA와 캐나다우주국(CSA)이 공동으로 참여해 개발했다. 차세대인 만큼 JWST의 성능은 역대 최강이다. 허블우주망원경과 비교해 보면 성능이 무려 100배에 달하기 때문이다. JWST의 중량은 허블의 절반 수준인 6.4t이지만, 주경(primary mirror)은 허블보다 2.5배 큰 6.5m에 달한다. 이를 통해 NASA는 빅뱅 후 2억 년이 지난 초기 우주의 모습을 볼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

과연 우주에 외계생명체가 혹은 인류가 거주할 만한 지구와 비슷한 환경의 행성이 있는지 찾아나설 차세대 사냥꾼이 발사된다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 오는 16일(현지시간) 플로리다 주 케이프커내버럴 공군기지에서 우주망원경 '테스'가 발사된다고 밝혔다. 차세대 외계행성 탐색 우주망원경인 테스(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)는 지금까지 임무를 수행해 온 케플러 우주망원경의 후임이다. 지난 2009년 발사된 케플러 우주망원경은 외계 행성 탐사에 혁명이라고 불릴 만큼 큰 성과를 거뒀다. 지금까지 확인된 외계행성만 2342개, 또한 2245개의 외계행성 후보가 케플러 우주망원경의 '작품'이다. 이중 수십 개는 지구와 비슷한 크기와 환경을 가지고 있을 가능성이 높다. 그간 케플러 우주망원경이 심각한 고장에도 임무를 성실히 수행하는 사이 지구 상에서는 이를 대신할 더 강력한 행성 사냥꾼을 준비해왔다. 그 결실이 바로 TESS로 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓다. 기존 케플러 우주망원경이 우리은하에 있는 수천 억개의 별 가운데 극히 일부인 15만 개의 별 주변에서 많은 행성을 찾아낸 반면 TESS는 20만 개의 별이 조사 범위다. 16일 예정대로 발사되면 TESS는 지구 고궤도에 올라가 13.7일에 한 바퀴 씩 지구를 돌면서 300~500광년 떨어진 별들을 집중 조사할 예정이다. 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. 이어 학자들은 추가 관측을 통해 외계 행성의 존재를 최종 판단하는데 향후 이 임무는 2020년 발사 예정인 '제임스 웹 우주망원경'(JWST·James Webb Space Telescope)이 맡는다. JWST 역시 허블우주망원경의 후임으로 외계 행성의 대기에서 수증기, 메탄 및 기타 가스를 스캔할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 곧 SF영화처럼 인류가 거주할 '제2의 지구'를 찾는 것이 궁극적인 목적인 셈이다. 테스 미션의 수석과학자인 조지 리커 박사는 "오랜시간 수많은 천문학자들이 외계행성을 조사해왔으며 이는 세대를 뛰어넘는 미션"이라면서 "2년 간의 테스 임무기간 동안 케플러와 마찬가지로 수천 개의 외계행성을 찾아낼 수 있을 것"이라고 기대감을 표시했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국항공우주국(NASA)에서 운영하는 ‘오늘의 천체사진’(APOD) 18일자(현지시간)에 우리 태양계를 빼닮은 행성계가 소개되어 세계의 우주 마니아들로부터 관심을 끌고 있다. 문제의 행성계는 케플러-90이라는 이름을 갖고 있는데, 이는 제2 지구를 찾기 위해 지구 궤도에 띄운 케플러 망원경이 발견했기 때문에 붙여진 이름이다. 놀랍게도 이 케플러-90은 우리 태양계와 똑같이 행성을 8개 거느리고 있는 것으로 밝혀졌다. 그밖에도 케플러-90이 우리 태양계와 비슷한 점은 부모별이 우리 태양과 같은 우리 태양과 비슷한 G형 항성이다. G형 항성이란 별의 표면온도와 분광학적 특성으로 분류할 때 , 별의 진화단계에서 주계열성에 있는 중간 질량의 황색 별을 가리킨다. 케플러-90은 나아가 지구와 비슷한 암석형 행성을 비롯해, 목성과 토성과 비교할 만한 큰 행성 등을 갖고 있는 점 등도 우리 태양계와 흡사하다. 그러나 다른 점도 물론 있다. 무엇보다 알려진 모든 케플러-90 행성들의 궤도가 비교적 부모별에 근접해서 태양을 도는 지구 궤도보다 더 가깝다는 점이다. 따라서 케플러-90의 행성들은 유감스럽게도 생명체가 살기 힘들 정도로 뜨거울 것으로 보인다. 그러나 더 세밀히 관측하면 이들보다 더 멀리 있는 차가운 행성을 발견할 수 있을지 모른다. 케플러-90은 우리 태양계로부터 약 2500광년 떨어진 용자리에 있으며 밝기 등급은 약 14다. 이 정도라면 중간 크기 망원경으로도 찾아볼 수 있다. 다음 10년간 외행성 탐색 계획에는 테스(TESS), 제임스웹 우주망원경(JWST), WFIRST, 플라톤(PLATO) 등이 발사를 기다리고 있다. 머지않아 케플러-90 행성들보다 더욱 흥미로운 제2지구가 발견될 것으로 과학자들은 기대하고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

과학자들은 생명 현상이 지구뿐 아니라 우주의 다른 곳에서도 생길 수 있다고 보고 있다. 생명체를 이루는 물질은 우주에 매우 흔하고 생명체가 살만한 천체 역시 무수히 많기 때문이다. 하지만 이들 모두가 지구에서 멀리 떨어진 위치에 있어 현재 있는 망원경으로 관측이 쉽지 않다. 따라서 많은 과학자가 강력한 차세대 망원경에 기대를 걸고 있다. 그중에서 가장 큰 기대를 받는 것은 천문학의 역사를 새로 썼다는 평가를 받는 허블 우주 망원경의 후계자 제임스 웹 우주 망원경(JWST·James Webb Space Telescope)이다. 과학자들은 2018년 발사 예정인 제임스 웹 우주 망원경이 허블 우주 망원경보다 훨씬 강력한 성능으로 태양계에서 생명체 존재 가능성이 큰 천체를 관측해 중요한 정보를 제공할 것으로 기대하고 있다. 특히 관심이 집중되는 장소는 목성의 위성 유로파다. 유로파는 얼음 표면을 가진 위성으로 내부에 액체 상태의 바다가 존재할 가능성이 매우 높다. 내부에는 목성의 중력에 의한 마찰열로 얼음이 녹을 수 있기 때문이다. 최근에는 유로파 주변에서 균열을 타고 나온 것으로 보이는 수증기가 발견되어 간헐천의 존재 역시 예측되고 있다. 그러나 여기까지 탐사선을 보내기 위해서는 10년 이상의 시간이 필요하다. 현재 목성권에서 탐사를 하는 주노 우주선은 궤도가 달라 유로파를 정밀 관측할 수 없다. 제임스 웹 우주 망원경은 강력한 성능으로 목성까지 가지 않고도 유로파 주변의 수증기를 관측하고 그 구성 성분을 확인할 수 있다. 이 망원경에 근적외선 분광기(near-infrared spectrograph (NIRSpec))와 중간 적외선 측정기(mid-infrared instrument (MIRI))가 있어 여러 유기 분자에서 나오는 고유한 파장을 분석할 수 있기 때문이다. (사진) NASA는 여기서 나오는 자료를 토대로 유로파를 연구할 수 있으며, 앞으로 발사할 유로파 탐사선의 임무 역시 사전에 조율할 수 있다. 유로파 관측보다 더 힘든 목표는 내부에 바다를 지닌 것으로 알려진 토성의 위성 엔셀라두스다. 거리가 먼데다 크기가 작아서 제임스 웹 우주 망원경으로 봤을 때 엔셀라두스의 크기는 유로파의 10분의 1 수준에 불과하다. 하지만 과학자들은 제임스 웹 우주 망원경의 강력한 성능으로 유기 분자 검출에 성공할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 역시 이 데이터는 앞으로 보낼 엔셀라두스 탐사선 개발에 큰 도움이 될 것이다. 물론 유로파나 엔셀라두스에 생명체가 존재하는지 확인하려면 직접 탐사선을 보내야 한다. 유기 분자가 생물의 기본 물질이지만, 그 자체로 생명체를 의미하지는 않기 때문이다. 하지만 어디서 어떻게 탐사할지 계획을 세우려면 구체적인 정보가 필요하다. 제임스 웹 우주 망원경이 성공적으로 발사되면 과학자들은 여기에 필요한 귀중한 정보를 얻게 될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

허블 우주망원경보다 훨씬 더 먼 우주를 내다볼 수 있는 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 발사 20개월을 앞두고, 과연 누가 최초로 이 망원경을 사용할 것인가 하는 문제가 큰 관심사로 떠오르고 있다. 미 항공우주국(NASA)은 지난 1월 서서히 관심이 고조되어가고 있는 망원경 운용 시간표를 발표했다. 제임스 웹 우주망원경은 일종의 적외선 우주 관측소로, NASA가 90억 달러를 투입해 2018년 10월에 우주로 올려보낼 예정이다. 지구로부터 160만km 떨어진 우주공간에 한 번 자리잡고 나면 그후 5년 동안 NASA의 엔지니어들은 4기의 과학장비 작동과 망원경 운용을 위한 미션에 들어가게 된다. 행성 과학자들과 우주학자들은 다 같이 이 망원경을 사용할 수 있게 되기를 열망하고 있는 중이다. 제임스 웹의 관측보증시간(GTO)을 따내기 위해 저마다 연구 프로젝트를 제출해 치열한 경쟁을 치르게 된다. 지난달 6일 NASA는 과학자들에게 GTO 신청을 하라고 발표했다. 이에 곁들여 관리자가 임의로 과학 프로그램을 진행할 수 있는 우선 사용권에 대해 2차 예약을 받기로 했다. 제임스 웹 망원경이 작동을 시작하면 1년에 8776시간 가동할 것으로 예측되며, 그중 10% 시간은 관리자의 임의 사용에 할당되고, 나머지는 다른 과학 프로젝트와 일반 관측 프로그램을 위해 사용할 수 있다. 주경의 지름이 6.5m인 제임스 웹 우주망원경은 허블 망원경에 비해 100배 높은 해상도를 가지고 있다고 NASA 관계자는 밝혔다. 망원경 장비들을 충분히 차갑게 유지할 수만 있다면 가장 희미한 적외선까지 탐지할 수 있다. 따라서 망원경은 태양빛을 차단하기 위해 여러 겹으로 된 정구장 크기의 차폐막으로 보호되고 있다. 최초의 가동 개시는 2019년 4월로 잡혀 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

지금까지 수많은 아름다운 천체 사진을 우리에게 전해준 허블 우주망원경. 이미 우주에서 임무를 수행한 지 26년이 넘었지만, 여전히 활약하며 우리에게 새로운 소식을 전하고 있다. 미국항공우주국(NASA)은 지난 24일(현지시간) 지금도 우주의 다양한 곳을 관측하고 있는 ‘백전노장’ 허블 망원경의 운영 기간을 5년 더 연장해 오는 2021년 6월까지 가동한다는 계획을 발표했다. 지난 1990년 디스커버리호에 실려 우주로 올라간 허블 망원경은 지구 상공 600km에 떠서 지구를 돌고 있다. 무게 12.2t, 주거울 지름 2.4m, 경통 길이 약 13m인 허블 망원경은 가시광은 물론 자외선과 근적외선의 파장을 대기의 영향을 받지 않고 관측할 수 있다. 허블 망원경은 지금까지 다양한 항성과 행성을 관측해왔을 뿐만 아니라 우주의 팽창과 암흑물질, 블랙홀 등 주요 발견을 해왔다. NASA는 이번 운영 기간 연장에 대해 “허블 망원경은 2020년대까지 충분히 관측할 수 있으며 외계 우주까지 일반적인 관측에서 좋은 성과를 역사에 남길 것”이라고 설명했다. 허블 망원경은 원래 오는 2018년 우주로 올라갈 ‘제임스웹 우주망원경’(JWST)에 임무 수행을 완전히 넘길 계획이었다. 하지만 후임 제임스웹 우주망원경은 적외선부터 근적외선을 관측해 우주의 과정을 살필 목적이므로, 허블 망원경의 관측 파장과 다르다. 따라서 천문학자들은 허블 망원경과 제임스웹 망원경이라는 두 가지 ‘눈’으로 더 넓은 파장을 관측할 수 있게 된 것이다. 이 소식에 허블 망원경을 자주 활용하고 있는 보리스 건시케 영국 워릭대 교수 등의 과학자들은 환영의 목소리를 높이고 있다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

빅뱅 직후의 우주를 보고 싶은 인류의 꿈이 현실이 되고 있다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 현재 개발 중인 ‘제임스 웹 우주 망원경’(James Webb Space Telescope·이하 JWST)의 거울이 수직으로 세워지는 장면을 영상으로 공개했다. 약 30초 분량의 이 영상은 총 18개의 금박 거울이 수직으로 세워지는 장면을 촬영한 것으로 이제 JWST의 개발 과정이 마무리 단계에 와 있음을 보여준다. 　 다소 생소한 이름의 JWST는 그간 우주의 심연을 밝혀준 허블우주망원경의 후계자로 NASA를 비롯 유럽우주국(ESA)과 캐나다우주국(CSA)이 공동으로 참여해 개발했다. 차세대인 만큼 JWST의 성능은 역대 최강이다. 그간 우주의 신비를 밝혀준 허블과 비교해 보면 성능이 무려 100배에 달하기 때문이다. JWST의 중량은 허블의 절반 수준인 6.4t이지만, 주경(primary mirror)은 허블보다 2.5배 큰 6.5m에 달한다. 이를 통해 NASA는 빅뱅 후 2억 년이 지난 초기 우주의 모습을 볼 수 있을 것으로 기대하고 있다. JWST의 가장 흥미로운 점은 독특한 형태의 주경이다. 각각 6.5m에 달하는 주경들을 로켓에 실어 우주로 발사할 수 없기 때문에 개발팀은 18개의 작은 육각형 거울로 구성된 접을 수 있는 형태의 주경을 만들었다. 개발팀은 로봇팔을 이용해 지난 2월 18개의 거울 설치를 모두 마쳤으며 향후 JWST는 접힌 채 로켓에 ‘수납’ 된 후 우주로 나가면 활짝 펴지게 된다. NASA 존 그런스펠드 과학탐사 담당 부국장은 “과학자와 엔지니어들이 쉼없이 작업해 완벽한 성과를 얻었다”면서 “과거에 자세히 볼 수 없었던 행성의 대기, 별 형성 과정, 빅뱅 후 2억 년이 지난 초기 우주의 모습 등을 관측할 수 있을 것”이라고 기대했다. 오는 2018년 10월 ESA의 아리안 5호에 실려 우주로 떠날 예정인 JWST의 목적지는 허블과는 다르다. 허블이 지상 610km 상공을 공전하면서 먼 우주를 관측하는 것과는 달리 JWST는 지구에서 150만 km 떨어진 라그랑주점 ‘L2’를 돌게 된다. JWST가 지구와 달 사이 거리보다 4배나 먼 L2까지 찾아가는 것은 태양과는 반대 방향이기 때문이다. L2는 지구와 태양, 달의 중력 균형이 이루어져 있어 빛의 왜곡없이 심우주를 관측할 수 있다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

NASA “행성 가능성 99% 이상” 550개선 지구 같은 암석층 발견 9개는 액체 상태 물 존재할 수도 지구형 외계행성 2325개로 늘어 지구와 비슷한 환경을 가진 행성을 찾는 ‘행성사냥꾼’ 눈에 1284개의 새로운 지구형 행성이 포착됐다. 미국 항공우주국(NASA)은 11일 새벽 2시(한국시간) “케플러 우주망원경이 지난해 7월 발견한 항성 ‘케플러452’와 그 주변을 도는 행성 ‘케플러452b’를 분석한 데이터를 바탕으로 4302개의 행성 후보를 추가로 찾아냈으며 이 중 1284개는 행성일 가능성이 99% 이상인 것으로 나타났다”고 밝혔다. 나머지 3018개는 행성일 가능성이 낮거나 잘 알려지지 않은 천문현상 때문에 나타난 데이터로 추정됐다. 이로써 이전에 발견된 행성 1041개를 포함해 생명이 존재할 수 있는 외계행성 수는 모두 2325개가 됐다. 이번 분석 결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널’에 실렸다. 엘런 스토판 NASA 본부 수석과학자는 “이번에 발견한 1284개의 외계행성 중 550개는 지구처럼 암석층을 갖고 있으며 크기도 비슷하다”고 밝혔다. 특히 550개 중 9개는 태양처럼 스스로 빛을 내는 항성과 거리가 적당히 떨어져 있는 ‘생명체 거주 가능지역’(Habitable zone)에 위치해 있기 때문에 지구처럼 물이 액체 상태로 존재할 것으로 NASA 과학자들은 분석했다. 행성은 ‘암석형’과 ‘가스형’으로 나뉘는데 목성처럼 가스 형태로 구성된 행성보다는 지구처럼 암석으로 이뤄진 행성에 생명체 존재 가능성이 높을 것으로 과학자들은 추정하고 있다. 독일 천문학자 요하네스 케플러의 이름에서 따 온 케플러 우주망원경은 2009년 발사돼 지구에서 1억 2070만㎞ 떨어진 궤도를 돌면서 지구와 유사한 행성을 찾는 임무를 수행하고 있다. 공식임무는 2012년에 끝났지만 NASA는 외계행성뿐만 아니라 초신성까지 관측하는 새로운 임무 ‘K2’를 부여했다. 지난달 7일 고장으로 일주일 동안 ‘위급모드’로 운영되기도 했지만 닷새 만에 정상상태를 회복해 임무를 수행 중이다. NASA는 더 넓은 관측영역에서 ‘제2의 지구’를 찾기 위해 2018년 외계행성탐색위성(TESS)과 제임스웹 우주망원경(JWST)을 띄우고 2020년 초에는 광시야 적외선 서베이 망원경(WFIRST)을 발사할 예정이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리 은하 중심에 가려진 외계행성 하나를 천문학자들이 ‘미세중력렌즈 현상’이라는 기술을 사용해 발견했다. 23일(현지시간) 미국 과학전문매체 픽스오그(Phys.org)에 따르면, 미국 노터데임대 아파나 바타차리아 선임연구원이 이끈 국제 연구팀은 ‘광학중력렌즈실험’(Optical Gravitational Lensing Experiment·OGLE) 프로젝트팀과의 협력해 2014년 8월 감지한 1760번째 미세중력렌즈 사건에서 이번 행성의 모성이 되는 별 하나를 발견할 수 있었다. 이 때문에 해당 항성에는 ‘OGLE-2014-BLG-1760’이라는 명칭이 붙게 됐다. 미세중력렌즈 현상은 중력렌즈 현상의 하나로서 더 멀리 있는 천체에서 발생한 빛이 더 가까이 있는 천체의 중력장에 의해 구부러지면서 그 모습이 확대돼 나타나는 현상을 말한다. 특히 이 현상은 별에서 나온 빛에 의존하지 않아 심지어 모성이 되는 별을 찾지 못했을 때에도 행성은 찾을 수 있다. 따라서 이 현상은 은하 원반부 내부나 팽대부와 같이 다른 방법으로 행성을 찾기 어려운 경우, 외계행성을 찾는 데 매우 유용하게 쓰이고 있다. 참고로 은하 원반부는 은하핵 바깥의 별, 가스, 티끌 등이 원반모양으로 평평하게 많이 존재하는 지역을, 은하 팽대부는 별들이 빽빽하게 밀집된 거대한 영역으로, 대부분 나선은하에서 발견되는 별들로 구성된 중심의 영역을 말한다. ‘OGLE 프로젝트팀’은 폴란드에 있는 바르샤바대에 기반을 둔 천문학 연구팀으로 암흑물질이나 외계행성을 찾는 연구를 하고 있다. 당시 이들은 칠레 라스 캄파나스 천문대에 설치된 지름 1.3m짜리 바르샤바 망원경을 사용했다. 이어 연구팀은 후속 관측으로 ‘미세중력렌즈관측을 위한 천체물리학’(Microlensing Observation in Astrophysics·MOA) 협력체와 ‘미세중력렌즈후속네트워크’(Microlensing Follow-Up Network·μFUN), 그리고 ‘로보넷’(RoboNet) 프로젝트팀과 협력해 진행했다. MOA 측은 뉴질랜드 테카포 호수 소재 마운트존 천문대에 있는 1.8m MOA-II 망원경을 사용했으며, μFUN과 RoboNet 프로젝트팀은 국제 연구팀으로 전 세계에 포진한 망원경 네트워크를 이용했다. 이로부터 이들 과학자는 OGLE-2014-BLG-1760에서 나오는 강력한 빛의 굴절된 신호를 감지할 수 있었다. 그리고 이런 현상이 거대한 가스행성 하나의 존재에 의해 발생한다고 추정했다. 연구팀은 논문에서 “이 사건에서 특별한 특징 중 하나는 ‘소스가 되는 별’(이하 소스 별)이 꽤 푸르다는 것이다”고 밝혔다. 이 현상은 은하 팽대부에 소스 별과 완전히 일치하는 것이지만, 이는 또한 은하 원반부 반대편에 있는 한 젊은 소스 별에서 오는 것일 수도 있다고 한다. 연구팀은 소스 별이 팽대부에 있다고 가정하고 베이지안 분석이라는 방법을 사용해 표준 은하 모델을 만들었다. 그리고 소스 별이 은하 팽대부 근처나 그 안에 있는 방향에서 나온 행성계를 나타낸 것이라는 것을 밝혔다. 이번 연구에 따르면, 이 행성은 우리 지구보다 약 180배 큰 질량을 갖고 있으며, 모성과의 거리는 약 1.75AU(천문단위)다. 지구와 태양의 평균 거리 1억4959만7870km를 1AU로 나타내므로, 1.75배의 거리에서 별을 공전하고 있다는 말이다. 또 이 행성의 모성은 우리 태양의 약 51%에 해당하는 질량을 갖고 있는 것으로 분석됐다. 이뿐만 아니라 이 행성계는 우리 지구에서 약 2만2000광년 거리에 있는 것으로도 계산되고 있다. 현재 연구팀은 미세중력렌즈 현상과 소스 별이 부분적으로 해결되지 않아 고해상도 이미지에서도 너무 희미하게 검출된다고 지적했다. 하지만 이는 앞으로 오는 2020~2022년부터 사용할 수 있는 제임스웹 우주망원경(JWST)을 비롯해 기존 허블 우주망원경(HST)과 적응광학(adaptive optics) 이미지 처리 방법을 사용해 문제를 해결할 수 있을 것으로 연구팀은 기대하고 있다. 한편 이번 연구성과는 미국 코넬대 도서관이 운영하는 물리학 분야의 권위 있는 온라인논문저장 사이트인 ‘아카이브’(arXiv.org)에 21일 게재됐다. 사진=ⓒ포토리아(위), 폴란드 바르샤바대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

“나는 케플러 우주 망원경이다. 나는 외계 행성을 탐사하기 위해서 2009년 5월 12일 우주로 발사되었다. 발사 후 6년 동안 나는 30만6,604개의 별을 관측하고 4,601개의 외계 행성 후보를 찾았다. 그중에서 확인된 것만 이미 1,000개가 넘는다. 내가 하는 일은 우주를 바라보면서 별의 밝기 변화를 찾는 것이다. 주기적으로 밝기가 변하는 별 가운데 일부는 그 앞을 지나는 행성에 의해 밝기가 변하기 때문이다. 6년간 무려 125억 회의 밝기 변화를 감지했다. 이런 방식으로 외계 행성을 찾아낸 건 말할 것도 없고 수많은 과학적 발견도 같이 이뤘다. 하지만 내게는 큰 시련도 있었다. 자세를 고정하는 데 사용되는 리액션 휠이라는 장비가 망가졌다. 본래 4개 중 1개는 이미 고장 났는데, 다른 한 개가 2013년 5월 11일 고장을 일으켜 나의 임무는 중단될 위기에 놓였다. 사실 목표 임무인 3.5년은 이미 채웠지만, 내가 건재한 것을 본 나사는 내가 3년 반을 더 일해주기를 원했다. 그러나 고장으로 인해 더는 무리라는 결론이 나왔다. 지상의 인간들은 이제 내가 더는 일할 수 없으리라 판단했다. 그만큼 했으면 충분히 했다는 이야기도 있었다. 그러나 나사는 나를 포기하지 않았다. 그들은 태양광의 압력을 세 번째 리액션 휠로 삼아 다른 별을 관측하는 K2라는 새로운 임무를 내게 맡겼다. 나는 마지막 순간까지 관측을 계속할 것이다.” 이 내용은 케플러 우주 망원경의 지난 6년간을 독백 형식으로 정리한 것이다. 고장으로 인해 사실상 임무가 종료될 뻔한 케플러 우주 망원경은 지금 K2 임무를 통해 화려하게 부활했다. -어떻게 고장 이후에도 계속 작동하나 리액션 휠(Reaction Wheel)은 우주선의 자세를 잡는 역할을 하는 부품이다. 적어도 3개가 온전하게 작동해야 흔들리지 않게 자세를 고정할 수 있다. 따라서 2개만 작동하는 상황이 되었을 때 대부분 케플러의 임무는 끝났다고 생각했다. 그러나 나사의 과학자들은 태양을 세 번째의 지지대로 삼는 K2 임무를 고안했다. 태양이 뿜어내는 광자와 다른 입자의 흐름은 미약한 압력을 만들 수 있다. 예를 들어 솔라 세일은 이를 이용하는 아이디어다. 하지만 그 힘이 대단히 미약해서 아주 큰 솔라 세일이 있어야 약간 가속을 할 수 있을 뿐이다. 이를 이용해서 케플러 같은 큰 우주 망원경을 고정하기는 사실 무리인 셈이다. 하지만 반드시 항상 고정하지 않아도 될 수 있다. 나사의 과학자들은 두 개의 리액션 휠과 태양광의 압력을 이용하면 잠시간이라도 한 지점을 흔들리지 않고 바라볼 수 있다고 생각했다. 그것만 가능하면 새로운 임무를 수행할 수 있다. (아래 그림 참조) 이렇게 해서 많은 이들이 반신반의하는 상황에서 K2라 명명된 새로운 임무가 시작된 것은 2014년 중반부터였다. (아래 도표 참조) -예상을 뛰어넘다 대부분 성공 여부를 확신하지 못했지만, 2014년이 채 지나기도 전에 K2는 새로운 외계 행성을 찾아내는 데 성공했다. 하버드-스미스소니언 천체 물리학 센터의 앤드류 밴더버그(Andrew Vanderburg)와 동료들이 지구에서 180년 정도 떨어진 외계 행성 HIP 116454b를 찾아낸 것이다. 생명체가 살기엔 너무 뜨거운 행성이지만, 케플러가 더 임무를 지속할 수 있음을 보여준 쾌거였다. 2015년 초에 K2는 다시 EPIC 201367065라는 적색 왜성 주변에서 지구 지름의 2.1, 1.7, 1.5배 지름의 외계 행성을 발견한다. 그리고 이 중 가장 먼 거리에서 공전하는 외계 행성은 액체 상태의 물이 있을지도 모르는 위치에 있었다. 거리도 지구에서 150광년 정도로 가까워서 과학자들의 큰 주목의 대상이 되고 있다. 아직 2016년 말로 예정된 K2 임무가 다 끝나기도 전에 여러 가지 성과가 나오기 시작했지만, 가장 인상적인 과학적 성과는 최근에 발표되었다. 케플러 우주 망원경이 사상 최초로 식현상(다른 천체가 앞을 지나는 현상)을 이용해서 백색왜성 주변에서 행성을 발견한 것이다. 그런데 이 행성이 백색왜성에 의해 파괴되고 있다는 증거가 발견되어 과학계의 주목을 받고 있다. 앤드류 밴더버그는 다시 K2 자료를 이용해서 이 사실을 밝혀냈는데, 이 연구가 중요한 이유는 백색왜성의 표면에 있는 철이나 실리콘 같은 물질의 생성원인을 밝혔기 때문이다. 백색왜성이 생성될 때 무거운 원소는 아래로 가라앉고 수소나 헬륨같이 가벼운 원소만 표면에 있어야 하는데, 관측결과에서는 무거운 원소들도 같이 발견되었다. 과학자들은 이것이 백색왜성이 행성을 흡수한 흔적이라고 생각했지만, 이제까지 증거가 없었다. 케플러 우주 망원경은 그 결정적인 증거를 찾아낸 것이다. -케플러의 후계자 TESS 케플러 우주 망원경이 예상을 뛰어넘는 성과를 거두긴 했지만, 아직 은하계의 무수히 많은 별 가운데 극히 일부만을 관측했을 뿐이다. 따라서 나사는 케플러보다 더 우수한 성능의 차세대 행성 사냥꾼을 발사할 예정이다. TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite)라 명명된 차세대 망원경은 케플러와 같은 방식을 사용하지만, 더 진보된 관측 기기를 사용하고 있으며 더 많은 별을 관측할 수 있다. TESS는 적어도 50만 개의 별을 관측할 예정이며 관측 범위도 케플러보다 훨씬 넓다. TESS의 발사 시기는 2017년이다. 그리고 그다음 해인 2018년에는 사상 최대의 우주 망원경인 제임스웹 우주망원경(JWST)이 발사된다. 이 둘이 힘을 합치면 외계 행성 연구는 큰 전기를 마련하게 될 것으로 보인다. TESS가 새로운 외계 행성을 발견하면 제임스웹 우주 망원경으로 이를 정밀 관측할 수 있기 때문이다. 한 시대를 풍미했던 허블 우주 망원경과 케플러 우주 망원경은 당장에 퇴역하진 않겠지만, 이전보다 중요도가 많이 감소할 것이다. 지금으로는 케플러가 언제 퇴역할지 알기 어렵다. 2016년 말까지는 K2 임무를 지속할 예정인데, 이후 더 연장 임무를 줄 수도 있다. 하지만 결국 영원히 작동할 수는 없으므로 TESS가 발사된 이후에는 퇴역 논의가 나오게 될 가능성이 크다. 케플러 우주 망원경이 외계 행성 탐사에서 거둔 성과는 우리가 우주를 바라보는 인식을 바꿀 정도로 컸다. 우주 곳곳에 외계 행성이 무수히 존재한다는 사실을 직접 관측으로 증명했을 뿐 아니라 정확히 어디 있는지도 알 수 있게 된 것이다. 언젠가 미래에 인류는 이런 외계 행성에서 생명체의 존재를 증명하게 될지도 모른다. 그런 날이 온다면 역경을 딛고 외계 행성을 관측했던 케플러의 이름을 다시 생각하게 될 것이다. 고든 정 통신원jjy0501@naver.com

미국 항공우주국(NASA)이 발사한 허블 우주 망원경은 25년 동안 천문학의 최전선에서 많은 활약을 했다. 몇 차례 업그레이드를 통해 강화된 성능과 유지 보수 덕분에 가능한 일이었지만, 이제는 일선에서 물러나 여생을 편히 보낼 나이도 된 셈이다. NASA는 허블 우주 망원경을 대신할 제임스 웹 우주 망원경(JWST)을 2018년 발사할 예정이다. 역사상 가장 비싼 망원경이 될 이 우주 망원경은 육각형으로 접을 수 있는 여러 개의 거울을 사용해서 6.5m 지름의 주경(primary mirror, 망원경 반사경 가운데 가장 지름이 크고 빛을 처음 모으는 거울)을 가지고 있다. 이는 허블 우주 망원경의 2.4m에 비해 매우 큰 주경인 셈이다. 그런데 과학자들은 벌써 제임스 웹 우주 망원경 이후의 차세대 우주 망원경에 대해서 논의하고 있다. 앞으로 20년 후 발사할 망원경에 대해서 지금부터 개발이 필요하기 때문이다. 사실 허블 우주 망원경이나 제임스 웹 우주 망원경 모두 이런 식으로 수십 년 전부터 논의한 결과물이다. 미국 내 주요 대학과 천문학 연구 기관이 모인 대학 천문학 연구 협회(Association of Universities for Research in Astronomy (AURA))는 최근 차세대 거대 우주 망원경인 HDST(High-Definition Space Telescope)의 초기 구상을 발표했다. 아직 확정된 내용은 아니고 망원경의 이름 역시 완성 단계에서는 바뀔 가능성이 크지만, 일단 현재 계획은 무려 12m 지름의 주경을 가진 우주 망원경을 만드는 것이다. 이 우주 망원경은 제임스 웹 우주 망원경과 마찬가지로 작은 육각형 거울이 여러 개 모여 하나의 큰 거울을 만드는 방식을 사용한다. 이 방법은 간단하게 큰 망원경을 만들 수 있을 뿐 아니라 작게 접어서 로켓에 탑재할 수 있으므로 미래에는 우주 망원경 발사 방식의 대세가 될 가능성이 크다. 일단 펼쳐지면 HDST는 12m에 달하는 지름을 가진 거대 망원경이 된다. 지구에 있는 망원경과 달리 대기의 간섭을 받지 않는 우주 망원경은 어떤 망원경보다 더 선명하고 해상도가 높은 사진을 찍을 수 있다. 그 예상 해상도는 허블 우주 망원경의 24배에 달한다. 과학자들은 HDST가 발사되면 100광년 이내에 있는 외계 행성을 직접 촬영하거나 혹은 100억 광년 떨어진 은하의 세부 구조를 알 수 있을 것으로 기대하고 있다. 심지어 수백만 광년 떨어진 안드로메다은하에 있는 별 하나를 식별하는 일도 가능하다. 아직은 구상 단계이지만, HDST가 활약하는 시대가 되면 외계인의 존재 여부나 혹은 우주의 태초에 무슨 일이 있었는지 같은 오래된 질문들이 해결될지 모른다. 아직은 미래의 일이지만, 과학의 발전은 의심의 여지 없이 계속될 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

“허블이 모든 교과서를 다시 쓴 것처럼, 제임스웹 역시 다시 쓰게 될 것” 우주의 놀랍고 아름다운 모습을 우리에게 보여준 허블 우주망원경이 25주년을 맞이했다. 하지만 미국항공우주국(NASA)은 외계 생명체의 탐색을 위해 우주의 깊은 곳까지 들여다볼 수 있는 더 강력한 망원경을 필요로 하고 있다. NASA는 허블 망원경보다 성능이 100배 뛰어난 ‘제임스웹 우주망원경’(JWST)이 우리의 염원을 이룰 뿐만 아니라 빅뱅 후 2억 년이 지난 초기 우주의 모습을 볼 수 있을 것으로 기대한다. NASA는 제임스웹을 ‘135억 년 전 초기 우주의 암흑 속에서 탄생하고 있는 최초의 별과 은하를 들여다보기 위해 적외선 시야를 가진 강력한 타임머신’이라고 묘사했다. 제임스웹을 만들고 발사하는데 드는 총비용은 애초 35억달러(약 3조8000억원)였으나 최근 88억달러(약 9조5000억원)까지 늘어났다. 하지만 NASA는 이 차세대 망원경이 오는 2018년 10월부터 허블의 뒤를 이을 수 있을 것으로 내다본다. 제임스웹의 책임과학자인 마크 클렘핀 박사는 “제임스웹의 실제 임무는 우주에서 초기 은하를 찾는 것”이라면서 “또 그 능력을 사용해 우주의 매우 어두운 부분에서도 별이 탄생하는 모습을 볼 수 있을 것”이라고 말했다. 제임스웹의 중량은 허블의 절반 수준인 6.4t이지만, 주 반사경을 베릴륨으로 제작해 지름을 6.5m까지 늘였다. 이는 2.4m인 허블의 2.5배에 달한다. 유럽우주국(ESA)과 캐나다우주국(CSA) 등이 참여한 제임스웹에는 4개의 주요 관측 장비가 실린다. 근적외선 카메라와 근적외선 분광기, 중적외선 장비, 미세유도 센서로 각 장비는 통합 과학장비 모듈에 장착된다. 제임스웹의 장비탑재를 담당하고 있는 매트 그린하우스 박사는 적외선 능력을 통해 먼 천체를 관측하고 카메라 셔터를 오랜 시간 개방 상태로 유지할 수 있다고 설명한다. 그린하우스 박사는 “제임스웹의 집광력은 허블보다 70배 더 좋다. 따라서 거대한 주경과 적외선 능력을 조합하면 우주의 서사시와 같은 과거 모습을 볼 수 있을 것”이라고 말했다. 제임스웹은 또 물이 있을 것으로 추정되는 외계행성을 찾아 우주 어딘가에 있을 외계 생명체를 탐색하는 데 이용된다. 이미 2009년 발사된 NASA의 케플러 우주망원경이 천문학자들을 위한 수천 개의 외계행성을 확인했지만, 제임스웹은 외계 생명체 탐사를 위한 연구를 더욱 추진할 수 있을 것이다. 그린하우스 박사는 “제임스웹은 생명의 증거가 되는 외계행성의 대기에서 생물학적 특징을 찾을 가능성이 높다”며 “내부에는 광학적으로 외계행성의 대기를 연구할 수 있는 장비와 센서가 있어 대기의 구성을 이해할 수 있다”고 말했다. 이어 “생명체 탐색에 큰 진전을 이루게 될 것”이라고 덧붙였다. 제임스웹은 허블이 지상 610km 상공을 공전하는 것과 달리 지구에서 150만 km 떨어진 라그랑주점 ‘L2’를 돌게 된다. 이는 지구와 달 사이의 거리보다 4배 더 먼 거리로 지구의 중력이 미치지 않아 빛의 왜곡이 없다. 또 태양이 항상 지구 뒤에 가려 태양 빛의 방해 없이 먼 우주를 볼 수 있고 망원경에 설치되는 가림막은 지구와 달에서 반사되는 빛도 막아준다. 제임스웹은 오는 2018년 10월 프랑스령 기아나 우주센터에서 ESA의 로켓 아리안 5호에 실려 우주로 떠날 예정이다. 그린하우스 박사는 “허블이 모든 교과서를 다시 쓴 것처럼 제임스웹 역시 다시 쓰게 될 것”이라고 말했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

"향후 10년 내에 외계 생명체의 징후를 찾을 수 있을 것이다" 미 항공우주국(NASA)의 수석 과학자 엘런 스토펀이 멀지 않은 미래에 인류 역사의 획을 그을 외계 생명체의 존재를 찾을 수 있을 것이라고 밝혀 관심을 끌고있다. 지난 7일(현지시간) 스토펀 박사는 미 워싱턴에서 열린 토론회에서 "오는 2025년 내에 외계 생명체의 징후를, 20-30년 내에는 확실한 증거를 찾을 수 있을 것" 이라고 주장했다. 스토펀 박사의 이같은 주장이 새삼스러운 것은 아니다. 지난해 NASA의 책임자 찰스 볼든 국장 역시 "20년 내에 태양계 밖에서 외계 생명체를 발견할 수 있을 것"이라는 주장을 펼친 바 있기 때문이다. 스토펀 박사는 "우주의 어느 곳을 조사해야 하는지, 어떤 방식으로 할지 알고 있다" 면서 "우리는 기술을 가지고 있으며 확실한 길로 가고 있다" 고 밝혔다. 함께 토론회에 참석한 NASA의 전직 우주비행사 존 그룬스펠드도 스토펀 박사의 주장을 거들고 나섰다. 그룬스펠드는 "우리 태양계 안에서든 밖에서든 외계 생명체의 징후를 곧 찾을 수 있을 것" 이라면서 "한 세대 정도면 우리 태양계 안의 행성과 위성을 다 조사할 수 있을 것 같다"고 말했다. 이날 토론회 패널로 참석한 과학자들이 주목한 태양계 내 천체만 해도 생각 외로 많다. 대표적으로 목성의 위성 유로파와 가니메데, 토성의 위성 엔셀라두스가 그 예. 이들 위성 표면 아래에는 거대한 바다가 숨어있을 것이라고 추측되고 있다. 스토펀 박사는 그러나 "우리가 말하는 외계 생명체는 작은 녹색 맨(green men)이 아니라 '미생물'을 말하는 것" 이라며 영화같은 상상력에 대해서는 선을 그었다. 이날 토론회에 참석한 과학자들은 모두 외계 생명체는 발견 시기가 문제일 뿐 확실히 존재한다고 입을 모았다. NASA측이 이같은 토론회를 마련한 것은 역시 '돈 문제'와 관련이 깊다. NASA 측은 유인 화성 탐사 프로젝트를 비롯해 오는 2018년 까지 총 88억 달러(약 9조 6000억원)가 투입되는 제임스 웹 우주망원경(JWST)을, 2022년 까지 21억 달러(2조 3000억원)의 유로파 탐사 계획도 잡고 있어 우주에 뿌릴 돈이 줄줄이 대기 중이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr