영원히 그 자리에서 태양 주위를 공전할 것 같은 태양계 행성들도 사실은 초기에는 자주 위치를 이동했던 것으로 생각된다. 태양계 초기에는 지금보다 행성급 천체가 많았는데, 이들이 충돌하거나 이탈하면서 현재의 태양계를 형성했기 때문이다. 예를 들어 원시 지구는 ‘테이아’(Theia)라는 화성 크기의 행성과 충돌한 후 현재의 지구와 달을 형성했다. 그리고 이 과정에서 궤도도 약간 변했을 것으로 추정된다. 하지만 태양계가 안정화된 후 행성들은 현재의 위치에 자리 잡았고, 수십억 년 이상 그 자리에서 안정적으로 태양 주변을 공전하고 있다. 과학자들은 다른 행성계도 같을 것으로 생각해왔다. 하지만 뉴멕시코 대학교, 코트다쥐르 천문대(Observatoire de la Côte d’Azur), 유럽우주국(ESA)의 과학자들을 포함한 대규모 국제 연구팀은 예상치 못한 예외적 상황을 관측했다. 연구팀은 나사의 외계행성 관측 위성인 TESS와 남극에 있는 ASTEP 망원경을 이용해 ‘TOI-201’이라는 외계 행성계를 관측했다. TOI-201은 서로 다른 세 개의 행성으로 구성되어 있다. 하나는 5.8일 주기로 항성을 공전하는 “슈퍼지구”이고, 다른 하나는 목성 질량의 절반에 해당하는 가스 행성으로 53일 주기로 공전한다. 마지막으로 목성보다 16배나 무거운 거대한 외행성이 약 8년 주기의 타원형 혜성 같은 궤도를 따라 공전하는데, 이는 사실 행성보다 큰 갈색왜성급 천체라고 할 수 있다. 일반적으로 목성 질량의 13배가 넘으면 불안정해도 핵융합 반응이 조금 일어날 수 있어 행성이 아닌 갈색왜성으로 분류한다. 태양계와 달리 이렇게 다양한 천체로 구성된 행성계는 우주에 드물지 않다. 하지만 각 행성의 공전 주기를 분석한 과학자들은 정말 드문 현상을 발견했다. 외계 행성 TOI-201b가 항성 앞을 지나가는 시간이 갑자기 30분 정도 늦어진 것이다. 공전주기 53일에서 차지하는 비중은 크지 않더라도 목성 질량의 절반 혹은 토성보다 더 무거운 행성의 궤도가 관측 가능할 정도로 변한 것이기 때문에 놀라운 일이 아닐 수 없다. 과학자들은 가장 가능성 높은 이유로 가장 무거운 외곽 천체인 TOI-201c의 중력을 들었다. 이 천체는 무겁기만 한 것이 아니라 혜성처럼 길쭉한 타원궤도를 돌고 있다. 따라서 주기적으로 내부 행성에 한쪽 방향으로 중력을 행사할 수 있다. 그 결과 행성의 궤도가 크게 변한 것이다. 이는 오래된 행성계는 궤도가 안정적일 것이라는 상식을 뒤집는 결과다. 이번 발견이 가능했던 가장 중요한 이유는 바로 남극에 설치된 ASTEP(남극 외계행성 탐사) 망원경 덕분이다. 니스의 코트다쥐르 천문대가 주도하고 버밍엄 대학교 및 유럽우주국(ESA)의 협력해 설치한 망원경인데 주경 40㎝의 비교적 작은 망원경이지만, 독특한 위치 덕분에 다른 지상 망원경은 불가능한 관측이 가능하다. ASTEP은 해발 3233m 높이의 남극 고원의 콩코르디아 연구 기지에 설치됐는데, 다른 어떤 인간 거주지에서도 600㎞ 떨어져 있어 국제우주정거장(ISS)보다도 더 외딴곳에 위치해 관측에 방해되는 불빛이 없다. 여기에 남극에서 몇 달간 해가지지 않는 극야 현상과 높은 해발 고도 덕분에 대기 간섭을 최소화하면서 장시간 동안 중단 없이 관측할 수 있다. 이는 별의 미세한 밝기 변화를 장시간에 걸쳐 찾아내는데 적합해 공전 주기가 53일인 TOI-201b의 주기 변화를 포착한 것이다. 과학자들은 TOI-201 시스템의 움직임이 매우 불안정해서 행성들이 곧 항성 앞을 일렬로 늘어서는 현상이 멈출 것이라고 보고 있다. 아마도 200년 후에는 세 행성 중 두 행성만이 지구에서 관측 시 항성 앞을 지나가는 모습을 보일 것으로 예상된다. 앞으로도 ASTEP 같은 새로운 개념의 망원경이 독특한 외계 행성들을 계속 찾아낼 것으로 기대된다.

2006년 과학계에서 가장 뜨거웠던 사건을 꼽는다면 단연 태양계의 막내 행성 ‘명왕성’의 행성 지위 박탈이다. 1930년 2월 18일 미국 천문학자 클라이드 톰보가 발견한 명왕성은 태양계의 9번째 행성으로 인정받아왔지만, 1990년대 이후 해왕성 바깥쪽 카이퍼 벨트에서 명왕성과 비슷한 크기의 천체들이 잇따라 발견되면서 행성의 지위가 흔들리기 시작했다. 그러던 중 2005년 미국 천문학자 마이클 브라운 교수팀은 명왕성보다 질량이 약 27% 더 큰 에리스를 발견했다. 명왕성이 행성이라면 에리스도 행성이 돼야 하는 상황이 됐다. 결국 국제천문연맹(IAU)은 2006년 8월 체코 프라하에서 제26차 총회를 열고 행성의 정의를 공식적으로 정립하기 위한 투표를 했다. 당시 정의된 행성의 요건 3가지는 △태양 중심 공전 △충분한 질량을 가져 정역학적 평형을 유지할 수 있는 구형 △자신의 공전 궤도상에서 주변 천체에 대한 지배적 위치다. 명왕성은 첫 번째와 두 번째 조건은 충족했지만 세 번째 조건에서 결격 사유가 발생해 행성에서 제외되고 왜소행성으로 분류됐다. 그로부터 20년이 지난 최근 미국 항공우주국(NASA)에서 명왕성을 다시 행성으로 승격시켜야 한다는 의견을 공식적으로 지지하면서 다시 국제적 논쟁의 대상으로 주목받고 있다. 이런 상황에서 일본 국립 천문대, 이시가키지마 천문대, 교토대 하쿠비 천문대, 기타큐슈 산업의과대, 지바 공업대 행성탐사 연구센터, 사가 호시조라 천문센터, 도쿄대 천문학 연구소, 아마추어 천문 연구집단인 일본 성식 정보네트워크(JOIN), 교토 산업대 우주과학 연구소 공동 연구팀은 명왕성 너머에 위치한 심우주의 천체를 관측한 결과 해당 천체에서 희박한 대기 흔적을 발견했다. 이 대기는 얼음 화산에 의해 공급되거나 혜성 등의 천체 충돌로 형성됐을 가능성이 있는 것으로 알려졌다. 이 연구 결과는 천문학 분야 국제 학술지 ‘네이처 천문학’ 5월 5일 자에 실렸다. 태양계 최외곽 행성인 해왕성 궤도 너머를 공전하는 행성체들은 ‘해왕성 바깥 천체’(TNO)라고 부르는데 이들은 태양계 형성 과정에서 남겨진 잔해물이다. 이 중 명확하게 대기가 감지된 것은 왜소행성인 명왕성이 유일했다. 이에 연구팀은 천체가 별의 앞을 지나가며 별빛을 가리는 현상인 성식(星飾·stellar occultation·항성 엄폐)을 관측해 ‘(612533)2002XV93’으로 알려진 천체를 조사했다. 연구팀은 2024년 1월 교토와 나가노현에 있는 전문 천문대와 후쿠시마에 있는 시민 천문학자의 망원경으로 이 현상을 동시에 관측했다. 그 결과, 일부 관측에서 별빛은 천체가 앞을 지날 때 갑자기 사라지는 대신 몇 초에 걸쳐 점진적으로 어두워졌다. 이는 천체 주위의 얇은 가스층, 즉 대기가 존재할 때 나타나는 전형적 현상이다. 연구팀은 이 대기가 지구보다 약 500만~1000만 배 더 희박한 것으로 계산했고 얼음 화산에서 방출되는 가스에 의해 유지되거나 최근 혜성 같은 천체의 충돌 이후 방출된 물질로 형성된 단기적 대기층일 것이라고 추정했다. 연구를 이끈 고 아리마츠 교토대 교수는 “이 발견은 밀도 높은 대기가 거대 행성 주위에만 형성된다는 기존의 가설에 도전하는 것으로 태양계 가장자리에 위치한 상대적으로 작은 천체들도 일시적으로 대기를 가질 수 있음을 보여준다”며 “추가적인 성식 관측이나 우주 망원경을 이용한 정밀 측정으로 이렇게 형성된 대기가 시간 변화에 따라 어떻게 변하고 형성되는지에 대해 연구할 것”이라고 밝혔다.

36년 동안 우주의 심연을 들여다보고 있는 허블우주망원경(Hubble Space Telescope·이하 허블)의 모습이 또 다른 위성에 포착됐다. 지난 24일(현지시간) 미국 위성업체 밴터(Vantor)는 ‘월드뷰 리전’ 위성이 촬영한 허블의 모습을 소셜미디어 엑스에 공개했다. 이 사진에는 인류 역사상 가장 상징적인 과학 장비로 꼽히는 허블이 생생하게 담겨 있다. 사진에는 은빛으로 빛나는 허블 특유의 원통형 본체와 열 차폐막, 태양전지판 그리고 망원경 앞쪽의 열린 개구부까지 선명하게 담겼다. 놀라운 점은 지상에 떠 있는 허블을 또 다른 위성이 촬영했다는 사실이다. 허블은 약 547㎞ 상공에서 시속 2만 7000㎞라는 속도로 지구 궤도를 돌고 있는데, 이를 월드뷰 리전이 포착한 것으로 둘 사이의 거리는 61.80㎞다. 특히 이날 밴터가 허블 사진을 공개한 이유가 있다. 바로 허블이 발사된 지 36주년이 되는 날이기 때문이다. 밴터는 “30년이 넘는 세월 동안 허블은 우주에 대한 우리의 이해를 넓혀주었으며 획기적인 과학적 발견을 통해 계속해서 영감을 주고 있다”며 축하했다. 허블은 1990년 4월 24일 미 항공우주국(NASA)의 디스커버리호에 실려 우주로 날아올랐다. 36년째 97분마다 지구를 돌며 먼 우주를 관측하고 있는데 대기의 간섭 없이 우주를 관측하기 위해 제작됐다. 허블은 긴 세월 동안 외계행성, 블랙홀, 암흑에너지 존재, 우주의 가속 팽창 등을 포착하며 천문학계에 혁명을 일으켰다. NASA에 따르면 허블은 지금까지 약 170만 건의 관측을 수행했으며, 이를 통해 전문가들은 2만 2000건 이상의 논문을 발표했다. NASA는 허블이 기기 노후화로 여러 문제를 일으키고 있으나 2035년까지 계속 활동할 것이라는 낙관적인 전망을 했다.

1964년 천문학자들은 백조자리 방향으로 7000광년 떨어진 신비한 X선 천체를 발견했다. 백조자리 X-1이라고 명명된 이 천체의 정체는 과학자들 사이에서 미스터리였다. 일부 과학자들은 이 천체가 당시까진 이론적 천체였던 블랙홀이라고 생각했다. 몇 년 전 작고한 물리학자 스티븐 호킹도 그중 하나였는데, 오히려 동료 물리학자인 킵 손과의 내기에서는 블랙홀이 아니라는 쪽에 걸었다. 블랙홀 연구에 인생의 많은 것을 이미 걸은 상태였기 때문에 만약 아니더라도 내기에서는 이길 수 있다는 게 그의 이유였다. 하지만 결국 호킹 박사는 내기에서 졌다. 백조자리 X-1은 결국 가장 먼저 증명된 블랙홀로 지난 반세기 이상 많은 관측과 연구가 이뤄졌다. 백조자리 X-1 블랙홀은 태양의 21.20배 정도의 질량을 지니고 있으며 무거운 동반성인 HDE 226868와 지구-태양 거리의 5분의1 정도 거리에서 공전하고 있다. 블랙홀의 강한 중력으로 동반성에서 물질을 흡수하는데, 덕분에 강력한 X선을 뿜어낼 수 있다. 최근 커틴 전파천문학 연구소(CIRA)와 옥스퍼드 대학교를 비롯한 국제 공동 연구팀은 지구 전역에 퍼져 있는 전파 망원경을 하나의 거대한 눈처럼 연결해, 백조자리 X-1 블랙홀에서 방출되는 ‘제트(Jet)’의 속도와 질량 같은 물리적 특성을 정밀하게 측정하는 데 성공했다. 종종 모든 것을 빨아들이는 검은 구멍으로 오해받곤 하지만, 실제로 블랙홀은 주변으로 많은 물질과 에너지를 뿜어낸다. 그 원동력은 블랙홀의 중력과 주변의 강력한 자기장이다. 흡수된 물질은 주변을 공전하면서 강한 중력으로 인해 뜨거워지고 강력한 자기장이 형성된다. 블랙홀로 흡수되지 못한 일부 물질들은 강력한 자기장 때문에 글자 그대로 ‘제트’ 형태로 우주 공간으로 뿜어져 나온다. 이번 연구의 핵심은 너무 멀리 떨어져 있어 직접 관측하기 어려운 블랙홀 제트의 속도와 에너지를 정밀하게 측정한 데 있다. 연구팀은 블랙홀이 공전 궤도를 따라 움직일 때, 동반성에서 불어오는 강력한 항성풍(Stellar wind)이 이 제트를 흔드는 모습에 주목했다. 이는 마치 강한 바람이 부는 날 분수대에서 솟구치는 물줄기가 바람에 의해 한쪽으로 휘어지는 것과 유사한 원리다. 연구팀은 이처럼 블랙홀의 공전과 항성풍에 의해 제트의 방향이 계속해서 바뀌며 일렁이는 모습이 마치 춤을 추는 것 같다고 하여 이를 ‘춤추는 제트(Dancing jet)’라고 표현했다. 항성풍의 세기와 제트가 휘어지는 정도를 분석한 결과 연구팀은 제트의 속도가 빛의 속도의 절반인 초속 15만km에 달한다는 사실과 그 에너지가 1만 개의 태양이 방출하는 에너지에 맞먹는다는 사실을 확인했다. 또 물질이 블랙홀로 떨어지면서 방출되는 에너지의 약 10%가 제트에 의해 운반된다는 것을 확인한 것도 중요한 성과다. 연구팀은 블랙홀의 질량이 태양의 10배이든 1000만 배이든 간에 주변의 물리적 현상은 비슷할 것으로 보고 있다. 따라서 이번 연구는 더 큰 블랙홀에도 적용될 수 있을 것으로 예상된다. 단순히 백조자리 X-1을 넘어 은하 중심 블랙홀 같은 크고 중요한 블랙홀의 내부 상황을 엿볼 수 있는 중요한 단서를 제공한 것이다. 연구팀은 이번에 확보한 정밀한 측정값이 향후 건설 중인 차세대 초대형 전파 망원경 프로젝트인 SKA(Square Kilometer Array) 등을 통해 수백만 개의 먼 은하 속 블랙홀 제트를 분석하고, 우주의 진화 과정을 이해하는 데 있어 결정적인 기준점 역할을 할 것으로 기대하고 있다.

용마폭포공원에 내년 개관 목표600㎜ 망원경·천체투영관 갖춰 착공식에 참석한 류경기 구청장 “교육힐링 랜드마크로 조성할 것” “우리 아이들이 하늘의 별을 보고 우주의 꿈을 키워갈 수 있도록 최고의 천문과학관을 만들어 나가겠습니다.” 류경기 중랑구청장은 지난 16일 면목동 용마폭포공원에서 열린 ‘중랑천문과학관’ 건립공사 착공식에서 “천문과학관을 짓는 것이 당장의 과제라면, 2027년 문을 연 이후 어떻게 잘 운영하고 활용하느냐가 더 중요한 과제”라며 “이 자리에 모인 교장 선생님, 학부모님들과 힘을 모아 이곳을 ‘살아있는 교육의 교실’로 운영해 나가겠다”고 강조했다. 행사에는 류 구청장을 비롯해 시·구의원, 학교장 40여명, 학부모와 주민 등 1000여명이 참석해 과학관의 첫 삽을 축하했다. 20일 중랑구에 따르면 과학관은 용마폭포공원 내 어린이놀이터 부지에 부지면적 3638㎡, 연면적 1275.62㎡(지상 3층) 규모로 들어설 예정이다. 도심에서 별을 보기 힘든 청소년들에게 우주에 대한 상상력을 제공하고 구민에게 차별화된 문화 휴식을 선사하기 위해 추진됐다. 과학관의 주관측 방향은 빛의 영향이 가장 적은 용마산 남서쪽을 향하고 있다. 도심의 빛 공해 영향을 최소화하고, 관측이 쉽도록 설계한 것이다. 또한 과학관과 인근 아파트 단지 사이에 가림벽을 설치해 사생활 침해를 방지하고 시야도 차단했다. 과학관 3층 주관측실에는 고성능 600㎜ 망원경이 설치된다. 보조 관측실에도 다수 망원경이 배치돼 달의 크레이터, 태양계 행성, 성단 등을 누구나 쉽게 관측할 수 있도록 할 예정이다. 2층은 30석의 소강의실, 80석의 대강의실과 사무실로 꾸며진다. 1층에는 외경 11m, 50석 규모의 발광다이오드(LED) 천체투영관이 들어선다. 날씨와 관계없이 가상 별자리를 관측하거나 신비로운 밤하늘 영상을 감상할 수 있다. 우주와 과학 원리를 체험하는 전시실, 어린이 과학놀이터 등 세대를 아우르는 복합 시설도 들어선다. 천문 관측은 일 년 내내 가능하며 전시 공간, 카페, 천문 놀이터 등 부속 시설도 상시 개방할 예정이다. 또 교과 과정과 연계한 체험형 과학교육, 가족 단위 별자리 관측 캠프, 인문학적 소양을 넓히는 천문 강좌 등 다채로운 프로그램도 운영할 계획이다. 류 구청장은 “공사 과정에서 주민 불편을 최소화하고, 안전을 최우선으로 하겠다”며 “교육·문화·자연·과학이 어우러진 중랑구만의 교육힐링 랜드마크로 조성하겠다”고 밝혔다.

태양계의 거대 가스 행성인 목성과 토성은 수많은 위성을 거느린 ‘미니 태양계’로 불린다. 위성이 달 하나뿐인 지구와 달리 토성이 280개 이상, 목성은 100개 이상의 위성을 지니고 있기 때문이다. 그런데 한 가지 이상한 점은 질량이 큰 목성의 위성 숫자가 토성보다 적다는 점이다. 이 의문점은 질량을 비교하면 쉽게 풀린다. 목성은 갈릴레오가 발견했다고 해서 갈릴레오 4대 위성이라고 불리는 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토라는 대형 위성 4개를 거느리고 있지만 토성은 대형 위성이 타이탄 하나뿐이다. 위성 숫자는 많지만 사실은 타이탄이 토성 전체 위성 질량의 약 96%를 차지하는 구조로 나머지는 작은 위성들이다. 따라서 목성이 타이탄급 대형 위성 4개를 거느리고 있어 목성 위성들의 질량이 토성보다 훨씬 크다. 다만 비슷해 보이는 가스 행성이 왜 위성 구성에서는 이렇게 차이가 나는지는 과학자들도 알지 못했다. 행성과학계의 오랜 숙제였던 이 “위성 시스템의 구조적 차이”를 설명하기 위해 일본 교토대학교의 유리 후지이(Yuri I. Fujii) 교수와 일본 국립천문대(NAOJ) 연구팀은 가스 행성 형성 초기 단계의 수치 시뮬레이션을 수행했다. 연구팀은 일본 국립천문대의 PC 클러스터 자원을 활용해 ‘N체 시뮬레이션(N-body simulation)’을 실시, 행성 주위 원반(Circumplanetary Disk) 내에서 위성들이 어떻게 성장하고 이동하는지 분석했다. 연구 결과의 핵심은 ‘자기권 공동(Magnetospheric Cavity)’의 형성 여부로 밝혀졌다. 목성은 형성 초기부터 매우 강력한 자기장을 가지고 있었다. 이 자기장은 생성 중인 행성 근처의 원시 행성계 원반 가스를 밀어내어 ‘빈 공간(공동)’을 만들었다. 안쪽으로 끌려온 거대 위성들은 이 공동의 경계면에 걸려 더 이상 행성으로 추락하지 않고 안정적인 궤도에 머물 수 있었다. 이것이 오늘날 우리가 보는 4대 위성의 기원으로 풀이된다. 반면 토성은 목성에 비해 자기장이 상대적으로 약했다. 위성들을 멈춰 세울 ‘자기적 방어선’이 부족했던 탓에 초기에 생성된 많은 대형 위성들이 토성의 중력에 이끌려 행성 안으로 흡수되거나 소멸했다. 유일하게 타이탄만이 절묘한 타이밍에 살아남아 현재의 독주 체제를 구축하게 된 것이다. 이번 연구는 단순히 태양계의 과거를 밝히는 데 그치지 않는다. 연구팀은 이 모델을 외계 행성계에도 적용할 수 있다고 설명한다. 후지이 교수는 논문을 통해 “이 모델이 옳다면 목성보다 질량이 크고 자기장이 강한 외계 행성 주변에서는 갈릴레오 위성보다 더 많거나 더 거대한 위성 시스템이 존재할 가능성이 높다”고 밝혔다. 다만 현재 관측 기술로는 외계 행성 주변의 위성을 직접 관측하거나 그 존재를 증명하기 쉽지 않다. 그러나 새로운 거대 망원경이 완성되고 언젠가 ‘외계 달(Exomoon)’의 직접 관측이 이루어진다면 과학자들은 자기장 가설을 포함해 거대 위성의 생성 이론을 더욱 정밀하게 검증할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

서울 노원구가 ‘과학의 달’을 맞이해 ‘노원 천문우주 페스티벌’을 연다. 최근 아르테미스 2호의 성공으로 관심이 높아진 천문우주과학의 재미를 한껏 느낄 수 있도록 기획된 행사다. 구는 25일 노원천문우주과학관과 중계문화공원에서 오후 1시부터 오후 10시까지 페스티벌을 연다고 14일 밝혔다. 중계문화공원 본무대에서는 박인호 마술사의 과학 마술쇼를 시작으로 ‘우주인 코스프레 대회’가 열린다. 우주를 주제로 한 코스프레 참여자 중 예선을 통과한 10개 팀이 런웨이(무대) 워킹과 퍼포먼스를 선보인다. 또 별자리 무드등 만들기, 누리호 등 모형 전시, 태양 관측, 탄소중립 체험도 준비됐다. 오후 8시부터는 해설과 천체망원경 영상 중계를 통해 밤하늘을 관측할 수 있다. 천체망원경으로 달과 목성을 관측할 예정이다. 노원천문우주과학관은 2021년 이후 코스모스관, 빅히스토리관, 천체관측실, 천체투영관 등 주요 시설을 차례로 리모델링하고 체험형 교육 시설의 입지를 공고히 했다. 구는 천문우주 페스티벌을 통해 과학 문화를 확산하고 관련 기관 네트워크를 다져가고 있다. 오승록 구청장은 “노원천문우주과학관은 체험과 참여를 중시하는 지역 교육 인프라를 상징한다”며 “과학을 통해 더 큰 미래, 더 넓은 세상에 흥미를 가질 수 있는 계기가 될 수 있도록 준비하겠다”고 밝혔다.

서울 동대문구는 ‘동국천문대’ 체험형 프로그램을 하반기 2회 추가 편성한다고 14일 밝혔다. 올해 프로그램은 지난달 시작돼 내년 2월까지 운영되며, 초등학생과 학부모가 함께하는 ‘부모님과 함께하는 천문 아카데미’ 21회, 중·고등학생 대상 ‘선생님과 함께하는 천문 아카데미’ 9회로 구성됐다. 일반 주민을 위한 공개 관측은 5회에서 7회로 늘어났다. 천문대 프로그램은 구가 2019년 교육경비보조금 1억원을 투입해 만든 뒤 올해로 8년 차를 맞았다. 구는 해마다 3000만원의 운영비를 지원하고, 동국대사대부고가 천문관측 시설을 학생과 주민에게 개방한다. 운영 시간은 오후 6시 30분부터 오후 10시까지다. 참가자들은 별자리와 천체 이야기를 들은 후 관측실로 올라가 천체망원경으로 밤하늘을 볼 수 있다. 천문대에는 자동 추적 기능을 갖춘 20인치 주망원경과 보조망원경 6대가 설치됐다. ‘영화 속 천문학’, ‘달에서 살아남기’ 같은 흥미로운 콘텐츠도 마련됐다. 이필형 구청장은 “앞으로도 지역 안의 좋은 교육 자원을 더 넓게 나눌 수 있도록 지원을 아끼지 않겠다”고 밝혔다.

서울 마포구는 마포365천문대를 태양 관측 체험과 디지털 스포츠 체험을 더한 ‘별빛 스포츠 놀이터’로 만들었다고 9일 밝혔다. 천문대는 마포365구민센터 옥상에 조성된 도심형 천문과학 교육공간이다. 서울 도심에서도 천체를 관측할 수 있어 많은 관심을 받고 있다. ‘별빛 스포츠 놀이터’는 태양 관측 30분과 디지털 스포츠 교실 60분으로 구성된 총 90분 과정으로, 매주 수요일과 금요일 오후 1시 30분부터 오후 3시까지 운영된다. 마포365구민센터 옥상 관측실과 3층 디지털스포츠실에서 진행되며 어린이집 및 유치원에 재학 중인 5~6세 아동이 대상이다. 이용 요금은 1인당 3000원이다. 참여 아동은 천체 망원경을 활용한 태양 관측을 통해 기초적인 천문 지식을 배우고, 이어지는 디지털 스포츠 활동에 참여하며 기초 체력과 협동심을 함께 기를 수 있다. 5월 프로그램은 이달 20일부터 27일까지 유선 또는 이메일을 통해 사전 접수를 진행하며, 자세한 사항은 구민센터로 문의하면 된다. 박강수 마포구청장은 “앞으로도 다양한 천문체험 프로그램을 통해 어린이와 청소년이 쉽고 흥미롭게 과학을 접할 수 있도록 하겠다”고 밝혔다.

서울 강서구는 오는 4일 방화근린공원에서 야간 축제 ‘강서봄빛페스타’를 연다고 3일 밝혔다. 올해 축제는 ‘봄빛 달빛 夜놀자’를 슬로건으로, 만개한 벚꽃이 흩날리는 봄밤 속에서 즐기는 ‘봄밤 캠핑’을 주제로 기획됐다. 화려한 빛 연출을 비롯해, 전통 놀이 체험과 다채로운 공연이 어우러져 방문객들에게 도심 속 낭만적인 휴식을 선사할 예정이다. 축제는 강서구립합창단의 감미로운 하모니로 막을 연다. 합창단은 뮤지컬 지킬앤하이드의 ‘지금 이 순간’과 가수 이선희의 ‘그 중에 그대를 만나’ 등 대중적인 곡들을 선보인다. 저녁 7시에는 ‘히든싱어’ 우승자 안웅기가 출연해 이문세의 명곡들로 전 세대의 공감을 이끌어내는 감동적인 무대를 선보인다. 올해는 특히 공연장 앞마당에 ‘캠핑존’을 새롭게 마련했다. 방문객들이 장시간 머물며 축제를 즐길 수 있도록 캠핑용 의자와 밀크박스 탁자를 배치해 자유롭고 편안한 관람 환경을 조성했다. 풍성한 즐길 거리도 준비돼 있다. ‘봄빛 오락실’에서는 두더지 잡기와 농구 게임 등 추억의 레트로 게임을 즐길 수 있고, 전통 놀이와 보드게임이 준비된 ‘놀이마당’은 가족 단위 방문객에게 웃음과 추억을 선사한다. 또 소상공인들이 참여하는 플리마켓과 푸드트럭이 운영돼 축제의 활기를 더하며, 천체망원경으로 밤하늘의 별을 관측하는 특별한 체험도 가능하다. 진교훈 강서구청장은 “주민들이 바쁜 일상에서 잠시 벗어나 가족, 이웃과 함께 봄밤의 여유와 빛의 아름다움을 마음껏 즐기시길 바란다”며 “많은 분이 모이는 만큼 안전하고 쾌적한 축제가 될 수 있도록 준비에 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

허블 우주 망원경이 자전 방향이 뒤바뀐 혜성을 포착했다. 주인공은 ‘41P/터틀-지아코비니-크레자크 혜성’(41P 혜성)으로, 태양을 약 5.4년 주기로 도는 전형적인 단주기 혜성이다. 이 혜성은 본래 태양계 외곽의 카이퍼 벨트에서 기원한 천체로, 이후 목성의 중력 섭동에 의해 현재의 궤도로 이동한 것으로 알려졌다. 이러한 기원과 궤도 자체는 비교적 흔하지만, 41P 혜성은 자전 특성에서 매우 이례적인 모습을 보였다. 문제의 변화는 2017년 5월 태양 근접 통과 이후 관측됐다. 당시 닐 게렐스 스위프트 천문대 자료에 따르면 41P 혜성의 자전 주기는 불과 몇 주 사이에 약 3배 가까이 길어지며 급격히 느려졌다. 이는 일반적인 혜성에서 드물게 보고되는 수준의 변화다. 그런데 같은 해 12월 허블 관측에서는 전혀 다른 결과가 나타났다. 자전 주기가 약 14시간 수준으로 다시 짧아지며, 이전에 측정된 46~60시간보다 훨씬 빠르게 회전하는 모습이 포착된 것이다. 1일 학계에 따르면 미국 캘리포니아대 로스앤젤레스 캠퍼스(UCLA)의 데이비드 주윗과 동료들은 이 극적인 변화의 원인으로 ‘자전 방향의 반전’을 제시했다. 회전이 거의 멈출 정도로 감속된 뒤, 표면에서 분출되는 가스 제트의 토크에 의해 반대 방향으로 다시 가속됐다는 설명이다. 일반적으로 혜성은 태양에 가까워지면 얼음이 승화하면서 가스와 먼지가 분출되는데, 이때 분출하는 제트는 일종의 엔진 역할을 해서 혜성의 속도와 자전 방향에 영향을 미칠 수 있다. 연구팀에 따르면 41P 혜성의 핵 직경은 약 1㎞ 수준으로, 혜성 가운데서도 작은 편에 속한다. 이렇게 작은 혜성에서는 분출하는 제트가 회전 속도뿐 아니라 자전 방향까지 바꿀 수 있을 정도로 큰 영향을 미친다. 제트가 한쪽 방향으로 계속 분출했다면 자전 방향이 반대로 바뀌는 일도 가능하다. 하지만 이런 활동은 혜성의 수명을 단축시키는 요인이기도 하다. 실제로 41P 혜성은 2001년 근일점 통과 당시 매우 활발한 활동을 보였지만, 2017년에는 가스 방출량이 약 10분의 1 수준으로 감소한 것으로 나타났다. 이는 표면의 휘발성 물질이 고갈됐거나, 먼지층이 형성돼 내부 얼음을 덮으면서 활동이 억제됐을 가능성을 시사한다. 연구팀이 측정한 토크와 질량 손실률을 바탕으로 한 모델링 결과도 이러한 해석을 뒷받침한다. 지속적인 회전 변화는 결국 구조적 불안정을 초래할 수 있으며, 회전 속도가 일정 수준을 넘어서면 원심력이 자체 중력과 물질 강도를 극복해 혜성이 파편화되거나 붕괴될 수 있다. 연구팀은 41P 혜성이 과거 약 1500년 동안 현재와 같은 궤도를 유지해왔지만, 앞으로는 비교적 가까운 미래에 붕괴 단계에 들어갈 가능성이 있다고 보고 있다. 실제로 태양계에서는 이처럼 분해되거나 사라지는 혜성이 드물지 않다. 따라서 41P 혜성은 앞으로 흥미로운 관측 목표가 될 것으로 보인다. 41P 혜성의 최후는 혜성의 생애와 진화 과정을 이해하는 데 많은 정보를 제공할 것으로 기대된다.

어릴 때 외삼촌의 자전거 뒷자리에서 올려다본 밤하늘엔 눈이 부실 만큼 멋진 은하수가 펼쳐져 있었다. 운명이라고 해야 할까? 내 생일날 개봉한 영화 ‘프로젝트 헤일메리’(필 로드 감독, 2026)는 우주를 향한 내 꿈을 고스란히 스크린에 펼쳐 준 작품이었다. 이 영화는 우주선에서 홀로 생존한 그레이스(라이언 고슬링)가 외계 생명체 ‘로키’를 만나 각자의 행성계를 구하기 위해 고군분투하는 이야기를 담았다. ‘프로젝트 헤일메리’는 공상과학(SF) 영화이면서도 우주의 신비와 종교적 신비를 함께 담아 놓은 게 눈에 띈다. 제목의 ‘헤일메리’(Hail Mary)는 미식축구에서 경기 종료 직전에 성공 가능성이 낮음에도 역전을 노리고 도박처럼 시도하는 작전을 가리킨다. 1975년 가톨릭 신자였던 댈러스 카우보이스의 선수 로저 스타우벅이 경기 종료 24초를 남기고 역전 터치다운 패스를 성공시킨 후 인터뷰에서 ‘성모송’(Hail Mary)을 외우며 던졌다고 한 것이 계기가 됐다. 주인공 이름이 ‘그레이스’(Grace)인 것 역시 성모송의 첫 구절인 ‘Hail Mary, full of Grace(은총)’를 떠오르게 한다. ‘은총’이 ‘성모송’이라는 우주선을 타고 지구(태양)를 구하러 간다는 설정이 얼마나 성경에 바탕을 두고 있는지 알 수 있다. 칠흑 같은 우주 한복판에서 펼쳐지는 이야기지만, 종교적인 해석과 함께 따스한 희망을 관객들에게 던져 주고 있는 것이다. 감동의 크기가 ‘프로젝트 헤일메리’에 비견할 만한 SF 영화는 ‘E.T.’를 꼽을 수 있다. ‘달러 낭비’라는 논란 때문에 미국에서 개봉하고 2년이 지난 1984년에 국내 개봉한 이 영화를 나는 어둠의 경로로 만났다. 고등학교 친구네 안방에서 불법 복제 베타비디오 테이프로 본 이 작품은 정말 놀라웠다. 어렵게 사 보던 일본 월간 잡지 ‘스크린’을 통해 화보를 접하긴 했지만, 그동안 영화에 등장했던 수많은 외계인과 별 차이 없이 이상하거나 흉측한 외모를 지녔던 외계인이 이전과는 달리 지구인과 우정을 쌓고 나눴기 때문이다. 그동안 공포의 대상이었던 외계인이 우리들의 친구라니? 깜짝 놀랄 수밖에 없었다. 이전의 외계인에 대한 우리의 편견을 한꺼번에 날려 버리는 작품이었다. 일련의 충격은 아마추어로 천문 활동을 하던 내게 더 큰 불길을 던졌음은 자명했다. 지금까지 50년 가까이 천체 관측을 하고 있는 내게 본격적으로 하늘의 신비를 전해 준 것은 서울 광진구 어린이회관의 육영천문회였다. 이곳에서 변상식 선생님을 만나 밤하늘의 별을 관측하고 촬영하는 기초를 배웠다. 한 달에 한 번씩 어린이회관에서 철야 관측도 했다. 당시 등화관제 훈련을 하던 날은 내게 서울의 밤하늘도 멋지다는 사실을 일깨워 줬다. 이후 ‘아폴로박사’로 불리던 고성(孤聖) 조경철(1929~2010) 박사님을 만나며 우주와 과학뿐 아니라 인생과 예술에 대한 깊이와 폭이 넓어졌음은 말할 나위가 없으리라. 박사님과는 함께 개기일식을 관측하기 위해 해외로 나가기도 했고, 젊은 시절 큐레이터를 하면서 우주를 그린 조 박사님의 작품을 모아 개인전을 기획하기도 했다. 그때 전시됐던 작품들은 지금도 강원 화천군 광덕산에 있는 조경철천문대에 가면 만나 볼 수 있다. 그리고 나는 함께 살다 6년 전 고양이 별로 떠난 ‘냥딸’의 이름을 딴 나나천문대를 지어 날씨가 좋고 하늘이 맑은 날이면 여전히 천체 관측과 촬영을 하며 지낸다. 이런 나를 친구들은 ‘외계인’이라 부르기도 한다. 원고를 쓰고 있는 오늘도 하늘이 너무 맑고 좋아 천체 촬영을 하고 싶지만 꾹 참아가며 자판을 두드리고 있다. 작년 부산국제영화제에서 만난 영화 ‘초속 5센티미터’도 나 같은 아마추어 천문인에게 맞춤한 작품이었다. 원작 애니메이션과 달리 실사만의 특별함과 별을 사랑하는 남성의 두근거리는 가슴이 오롯이 담겨 있다. 아이돌이 외계인의 지구 침략을 무찌른다는 무척 황당한 이야기지만 소소한 즐거움을 던져 준 애니메이션 ‘좀비 랜드 사가: 유메긴가 파라다이스’도 얼마 전 개봉했고, 앞서 소개한 ‘초속 5센티미터’도 관객들과 만나고 있다. 올봄이라고 특별히 우주를 담은 작품이 많은 것은 아니겠지만 유난히 더 눈에 띄는 것은 사실이다. 1983년 비디오로 ‘E.T.’를 보며 외계인과 지구인의 우정에 짜릿한 감동을 얻었던 내가 2026년 ‘프로젝트 헤일메리’를 보며 또다시 감동에 휩싸인다. 주인공 ‘그레이스’와 ‘외계인 로키’의 브로맨스와 엔딩크레디트에 펼쳐지는 황홀한 심우주의 풍광을 보며 감동하고, 넋을 놓을 수밖에 없다. 4월은 과학의 달이다. 4월 15일이 과학의 날이고, 소련 우주비행사 유리 가가린이 인류 최초로 우주비행을 한 것을 기념하는 세계적인 행사 ‘유리스 나잇’이 11일 서울에서 개최되는 등 한 달 내내 과학 관련 행사가 가득하다. 극장은 물론 온라인동영상플랫폼(OTT)을 찾아보면 과학영화를 쉽게 만날 수 있다. 가족이 함께 보며 우주의 지식을 나눠 보는 것도 좋을 것이다. 오늘 밤에도 정릉골 어느 곳에서 외계를 향해 망원경을 겨누고, 사진을 촬영하는 이상한 영화평론가를 만난다면 그게 바로 나다. 반가이 인사를 해 준다면 망원경의 아이피스로 우주를 함께 보여 주며, 따뜻한 한잔의 차를 나눌지도 모른다. 외계인 영화평론가와 함께 우주를 담은 영화를 보며 우주의 생활을 즐겨 보면 어떨까? 정지욱 영화평론가

태양계와 지구는 약 46억년 전, 태양 주변을 둘러싸고 있던 가스와 먼지가 뭉치며 형성된 것으로 알려져 있다. 이러한 이론은 지금까지 다양한 관측을 통해 꾸준히 뒷받침돼 왔다. 다만 생성 중인 행성은 너무 어두운 데다 보통 가스 성운 안에 숨어 있어 과학자들은 주로 간접적인 증거를 통해 그 존재를 추정했다. 생성 중인 외계 행성을 직접 망원경으로 포착하는 것은 과학자들의 오랜 과제로 PDS 70 정도가 극소수 성공 사례로 기록돼 있다. 이런 상황에서 아일랜드 골웨이 대학교 박사 과정 연구자인 클로이 로러를 포함한 국제 연구팀은 생성 중인 거대 가스 행성을 새로 포착하는 데 성공했다. 연구팀은 유럽남방천문대(ESO)가 운영하는 거대망원경 VLT에 적용된 최신 기술을 활용해 WISPIT 2 원시 행성계를 관측했다. 연구팀은 VLT에 장착된 고대비 이미징 장비 SPHERE를 통해 해당 원반의 구조를 촬영했으며, 이어 간섭계 시스템인 VLTI에 탑재된 GRAVITY+ 장비를 활용해 관측 대상을 정밀 분석했다. 이 과정을 통해 해당 천체가 단순한 원반 구조가 아니라 실제로 형성 중인 행성이라는 점을 분광학적으로 확인했다. 이 행성계에서 처음 발견된 WISPIT 2b는 2025년에 보고된 신생 행성으로, 질량은 목성의 약 5배에 달하며 중심별로부터 지구-태양 거리의 약 60배에 해당하는 매우 먼 궤도를 돌고 있다. 이번에 새롭게 확인된 WISPIT 2c는 이보다 중심별에 약 4배 더 가까운 위치에 있으며, 질량은 오히려 2배 더 큰 것으로 분석됐다. (사진) 이처럼 상대적으로 질량이 큰 행성이라 하더라도, 중심별에서 멀리 떨어진 경우 직접 관측은 쉽지 않다. 지름 8m급 주경을 갖춘 VLT 단일 망원경으로도 한계가 있기 때문에, 여러 망원경을 결합해 하나의 큰 망원경처럼 활용하는 간섭계 기술이 필수적이다. 특히 이번 연구에서는 성능이 향상된 GRAVITY+ 장비가 핵심적인 역할을 수행했다. 이번 관측의 의의는 단순한 행성 발견을 넘어, 실제로 형성 과정에 있는 행성을 직접 확인하고 그 물리적 특성을 분석했다는 데 있다. 이는 행성, 특히 거대 가스 형성 이론을 검증하는 데 중요한 단서를 제공한다. 또 연구팀에 따르면 두 행성이 위치한 영역 바깥쪽 원반에서도 추가적인 틈 구조가 확인됐는데, 이는 또 다른 행성의 존재 가능성을 암시한다. 해당 틈의 규모를 감안하면 여기에는 토성 정도 크기의 행성이 숨어 있을 가능성이 있다는 게 연구팀의 추정이다. 다만 현재 인류가 가진 어떤 망원경으로도 이를 직접 관측하기는 어렵다. 하지만 연구팀은 현재 건설이 진행 중인 유럽초대형망원경(E-ELT)이 완공될 경우, 이러한 더 작은 행성까지 직접 관측할 수 있을 것으로 보고 있다. 유럽초대형망원경의 주경 지름은 39.30m에 달해 간섭계 기술 없이도 더 희미한 외계 행성을 포착할 수 있다. 이번 연구 결과는 목성이나 토성 같은 가스 행성이 실제로 어떻게 태어나고 성장하는지에 대한 이해를 한 단계 끌어올리는 성과로 평가된다. 이 연구는 천체물리학 저널 레터스 최신호에 게재됐다.

과학자들은 지구처럼 생명체가 살 수 있는 제2의 지구를 찾고 있다. 이런 노력 덕분에 지구처럼 액체 상태의 물이 있을 수 있는 암석 행성들이 하나씩 발견되고 있으나 과연 이 행성에 실제로 지구와 비슷한 대기와 물이 존재하는지 확인하는 것은 쉽지 않은 과제다. 가장 큰 문제는 행성이 너무 어둡고 그 옆에 있는 별은 상대적으로 너무 밝다는 것이다. 지구처럼 작은 암석 행성은 대개 밝기가 모항성의 100억 분의 1 수준에 불과하다. 그렇지 않아도 어두운데 별에서 나오는 빛에서 이 희미한 빛을 분리하는 일은 극히 어려운 일이다. 차라리 등대 옆에 있는 반딧불이 불빛이 더 분리가 쉬울 정도다. 하지만 과학자들은 가능한 방법을 찾고 있다. 2006년 노벨 물리학상 수상자인 존 C. 매더(John C. Mather, HOEE 책임 연구원) 등 저명한 과학자들이 참여한 HOEE(Hybrid Observatory for Earth-like Exoplanets, 우주 기반 별빛 가리개와 대형 지상 망원경을 결합한 하이브리드 관측소) 연구팀은 현재 건설 중인 지상의 거대 망원경과 우주 별빛 가리개(starshade)를 이용할 경우 가까운 지구형 행성의 대기를 직접 관측할 수 있다고 제안했다. HOEE의 기본 개념은 밝은 별빛을 가릴 지름 100m 정도 되는 거대한 가리개를 지구에서 17만km 정도 떨어진 궤도에 발사하자는 것이다. 비바람이 없는 우주에 세워지는 가리개는 매우 얇은 막으로 충분하기 때문에 무게는 가벼워도 상관없다. 망원경은 현재 지상에 건설 중인 차세대 거대 망원경을 활용한다. 주경 지름 40m급인 초거대 망원경(ELT), 30미터 망원경(TMT), 그리고 25m급인 거대 마젤란 망원경(GMT)을 사용하면 매우 희미한 행성의 빛도 포착할 수 있다. 이 프로젝트는 NASA의 NIAC(NASA Innovative Advanced Concepts, NASA 혁신 첨단 개념) 프로그램의 일부로 진행 중이다. 최근 HOEE 과학자들은 유럽 남방 천문대의 ELT의 적응 광학 기술을 사용할 경우 멀리 떨어진 지구나 금성 같은 행성의 대기를 실제로 관측할 수 있고 생명체의 징후를 포착할 수 있다는 연구 결과를 발표했다. 물론 실제 프로젝트가 진행되기 위해서는 기술적 검증과 가능성은 물론이고 개발 예산을 확보할 수 있어야 한다. 현재 NASA의 예산 삭감으로 전망이 불투명하지만, 저 멀리 외계 행성에 생명체가 살고 있는지 검증하는 것은 과학자는 물론 인류의 오랜 꿈이기 때문에 언젠가는 시도될 수 있는 계획으로 평가된다.

김정은 북한 국무위원장의 딸 김주애가 신형 전차를 직접 운전하는 모습을 선보였다. 북한 노동신문은 20일 “전날 조선인민군 수도방어군단 직속 평양 제60훈련기지를 방문하시고 보병, 땅크(탱크)병 구분대들의 협동 공격 전술연습을 참관했다”고 보도했다. 이날 전술연습에는 총참모부 예비작전집단 소속 주력 장갑부대인 기병연대 1개 중대와 특수작전구분대들이 참여한 것으로 알려졌다. 김 위원장과 딸 주애는 이날 나란히 검은색 가죽점퍼를 입고 훈련장을 찾아 망원경으로 훈련 모습을 지켜봤다. 이후 직접 전차에 올라탄 주애는 내부에 앉아 직접 운전했고, 김 위원장은 전차에 걸터앉아 이를 지켜봤다. ‘백두혈통’으로 불리는 만 13세(추정)의 주애가 전차를 모는 ‘급이 다른 행보’에 외신도 이를 비중 있게 보도했다. 최근 북한 매체는 주애가 군사 무기나 장비를 실제 운용하는 모습을 자주 노출하고 있다. 지난달 28일 주애가 단독으로 저격 소총을 잡은 모습이 처음 보도된 데 이어 지난 12일 군 간부들과 나란히 선 채 권총 사격하는 사진도 공개됐다. 지난달 12일 조선중앙통신은 김 위원장이 전날 제2경제위원회 산하의 중요 군수 공장을 현지 지도했다고 보도하며 주애와 함께 권총 사격을 하는 모습을 공개했다. 지난달 27일에도 주애는 주요 지도 간부와 군사 지휘관에게 국방과학원이 새로 개발·생산한 신형 저격수 보총(소총)을 선물로 수여하는 자리에 참석해 저격용 소총을 직접 사격했다. 당시 주애가 주변에 김 위원장이나 군 간부 등 다른 인물 없이 단독으로 무기를 다루는 장면을 클로즈업으로 촬영한 사진이 대내외에 보도되면서, 후계자 지위에 더 가까이 다가가고 있음을 암시하는 선전이라는 분석이 나왔다. 전문가들은 북한이 어린 주애의 강인한 이미지를 강조함으로써 후계 가능성뿐 아니라 강력한 체제 안정을 강조하려는 의도라고 해석한다. 특히 핵무기나 대륙간탄도미사일(ICBM) 시험 발사 현장에서 이를 지켜보는 주애의 모습은 김 위원장의 뒤를 이을 주애와 핵무장을 국가 생존 전략으로 동시에 정당화하는 효과를 가져온다. 한편 최근 미 정보 당국은 북한의 핵무기 역량이 지속적으로 팽창하고 있으며 특히 ICBM이 미국 본토를 직접 타격할 수준까지 발전했다고 지적했다. 털시 개버드 미 국가정보국(DNI) 국장은 18일 상원 정보위원회 청문회에서 “러시아와 중국, 북한, 이란, 파키스탄은 핵·재래식 탄두를 탑재해 우리 본토를 사정권에 두는 새롭고 진보된, 혹은 전통적 미사일 운반 체계들을 연구하고 개발해왔다”고 말했다. 이어 “북한의 ICBM은 이미 미국 본토에 도달할 수 있으며 그들은 핵무기고를 확장하는 데 전념하고 있다”며 “북한 정권은 지역적으로나 국제적으로나 우려의 원천으로 남아 있다”고 덧붙였다. 이란 전쟁과 관련해서는 이란이 북한, 중국, 러시아로부터 기대한 만큼 도움을 받지 못해 실망감을 드러내고 있다는 분석을 내놓았다.

제임스 웹 우주 망원경이 마치 투명한 두개골 속에 뇌가 들어 있는 듯한 기이한 성운을 포착했다.공식 명칭은 PMR 1이지만, 독특한 형태 때문에 과학자들은 이 성운을 ‘노출된 두개골’(Exposed Cranium)이라고 부른다. 두개골 속에서 뇌가 드러난 듯한 이 모습은 사실 별의 죽음과 그 과정에서 만들어진 가스·먼지 구조가 빚어낸 결과다. 별은 사람과 달리 나이가 들수록 연료를 소모하며 크게 부풀어 오른다. 중심부의 연료가 거의 고갈된 적색거성 단계에서는 원래 크기의 수백 배로 팽창하기도 한다. 이렇게 몸집이 커지면 외곽의 가스를 중력으로 붙잡기 어려워져 남은 물질을 밖으로 방출하게 된다. 이때 가장 가벼운 가스 상층부 수소부터 천천히 흩어지며, 이런 과정이 쌓여 투명한 두개골 같은 구조가 만들어진다. 그러나 두개골 안에 ‘뇌’처럼 보이는 복잡한 구조가 어떻게 형성되는지는 여전히 미스터리다. 이를 규명하기 위해 미 항공우주국(NASA) 과학자들은 제임스 웹의 근적외선 카메라(NIRCam)와 중적외선 기기(MIRI)로 지구에서 약 5000광년 떨어진 PMR 1을 정밀 관측했다. 두 장비는 모두 성운 중앙을 가로지르는 뚜렷한 어두운 띠를 포착했으며, 높은 해상도 덕분에 과거 스피처 우주 망원경 관측보다 훨씬 상세한 구조를 보여주었다. 공개된 사진에서 왼쪽(NIRCam, 근적외선 관측)은 더 많은 별과 배경 은하가 투과해 보이고, 오른쪽(MIRI, 중적외선 관측)은 가스와 먼지가 더 밝게 빛나 서로 다른 성분을 드러낸다. 근적외선 관측 결과는 비교적 얇은 먼지를 통과해 내부의 별빛을 드러내고, 중적외선 관측 결과는 먼지 자체의 열 복사를 포착해 성운의 물리적 특성과 분출 구조를 강조한다.이렇게 서로 다른 파장에서 같은 천체를 관측하면 더 자세히 내부를 들여다볼 수 있다. 과학자들은 이렇게 얻은 관측 자료를 바탕으로 내부의 ‘대뇌 좌우 반구’처럼 보이는 구조가 어떻게 생겼는지 분석했다. 현재 PMR 1 내부에는 아직 죽지 않고 마지막으로 활동 중인 별이 양쪽으로 강한 물질 제트를 뿜어내고 있는 것으로 추정된다. 이 제트가 수소보다 무겁고 밀도가 높은 물질을 밀어내면서 투명한 두개골 안에 뇌 같은 독특한 형상을 만들었을 가능성이 높다. 다만 내부 별의 질량이 정확히 알려지지 않아 이 별이 결국 백색왜성으로 남을지, 초신성으로 폭발할지는 아직 알 수 없다. 별의 최후는 단지 독특한 형상을 남기는 것에 그치지 않는다.죽어가는 별은 다음 세대의 별과 행성을 만드는 원소를 우주에 뿌리는 중요한 역할을 한다. 지구와 우리 몸을 구성하는 많은 원소가 바로 이런 과정에서 만들어졌다. 죽음을 상징하는 두개골의 이미지가 사실은 새로운 생명의 재료를 잉태하는 과정이라는 아이러니가 이 성운의 아름다움을 더욱 돋보이게 한다.

푸른 바다 깊은 곳 ‘마그마’ 펄펄8개 섬으로 이뤄진 600㎞ 군도빅아일랜드 등 화산 활동 활발분화 격렬해지면 관광객도 몰려킬라우에아 일대 화산 국립공원할레마우마우 분화구 지름만 1㎞수증기 분출되는 ‘스팀 벤트’ 눈길‘쿠아베이’ 다양한 바다 빛깔 절경한 여행가한테 들은 이야기다. 세상 곳곳을 다녀 본 이들이 마지막에 다시 찾는 곳이 하와이라고 한다. 하와이를 각별하게 아끼는 이들의 상찬만은 아닌 듯하다. 여행자의 본향이라 할까. 태초의 아름다움과 길들일 수 없는 원시의 공포가 함께 있다. 서울신문 렛츠고의 이번 여정은 하와이다. 가장 어린 하와이섬(빅아일랜드)부터, 청소년기에 해당되는 마우이섬과 장년기에 해당되는 오아후섬을 2회에 걸쳐 전한다. 가장 늙었으되 그만큼의 장엄한 풍경을 갈무리한 카우아이섬은, 아쉽지만 ‘버킷리스트’로 남긴다. 미국 하와이 하면 ‘라떼 시절’엔 단연 신혼여행지였다. 당시 신혼여행을 떠난 이들이 대부분 머문 곳은 하와이 주도 오아후섬이다. 저 유명한 와이키키 해변이 있는 곳. 얼마나 많은 이들에게 선망의 대상이었던지, 경남 창녕군 ‘부곡 하와이’ 온천이나 충북 충주시 ‘수안보 와이키키’ 온천 같은 여행지가 들어서기도 했다. 하지만 와이키키의 명성이 높았던 만큼, 이웃 섬의 아름다움은 완벽하게 가려져 있었다. 하와이가 가진 아름다움의 ‘8할’이 이웃 섬에 있는 데도 그랬다. 이제 우리 국적기가 이웃 섬까지 운항하는 세상이다. 예전과는 비교할 수 없을 만큼 접근성이 좋아졌고, 그만큼 이웃 섬을 찾는 이들도 늘었다. 태평양 한가운데 있는 하와이는 용암이 빚은 군도(群島)다. 가장 동쪽의 하와이섬(빅 아일랜드)부터 북서쪽 쿠레환초까지 약 3300㎞에 걸쳐 있다. 이를 ‘열점사슬’이라 부른다. 일반적으로는 해수면 위로 솟은 빅아일랜드, 마우이섬, 오하우섬 등 8개 섬으로 이뤄진 약 600㎞의 군도를 ‘하와이’란 이름으로 부른다. 먼저 하와이를 빚은 용암의 실체를 알고 가자. 그래야 좀 더 넓은 시선으로 하와이를 만날 수 있다. ‘한 권으로 떠나는 세계 지형 탐사’(이우평 지음, 푸른숲)의 내용을 요약하면 이렇다. 열점사슬은 하나의 선을 이루는 해저화산군을 말한다. 우리가 볼 수 없는 하와이의 푸른 바다 깊은 곳엔 열점(Hawaiian hot spot)이 있다. 마그마가 생성되는 곳이다. 열점 위는 지각이다. 지구과학의 ‘판구조론’에서 들어본 ‘태평양판’이 바로 여기다. 태평양판은 1년에 5㎝ 정도 이동한다. 열점은 고정돼 있는데, 위의 지각만 이동하니 수십, 수백만년의 시간이 흐른 뒤엔 하나의 사슬처럼 해수면 위로 섬만 남게 된다. 이렇게 생긴 열점사슬이 하와이다. 우리는 이와 같은 열점사슬을 이미 알고 있다. 울릉도와 독도다. 울릉도와 독도 사이 바다엔 하와이 같은 해산이 있다. 눈에 보이지 않을 뿐 열점화산이 만들었다는 건 하와이와 다를 것 없다. 독도가 460만년 전에 생겼으니 하와이 ‘최고참’ 카우아이(카우아이 역사학회 기준 500만년 전)에 견줘 동생뻘쯤 되겠다. 화산섬 제주도 역시 하와이의 생성 과정과 일정 부분 비슷한 구석이 있다. ‘하와이 화산 국립공원’이 제주와 자매 결연을 맺은 것도 이와 무관하지 않다. 울릉도와 하와이의 차이는 화산 활동 유무다. 가장 먼저 방문한 빅 아일랜드는 40만~80만년 전에 생겼다. 흔히 ‘지구가 빚어지는 곳’이라 불린다. 현재도 지구상 가장 활발한 화산 황동을 벌이는 곳이 빅 아일랜드의 킬라우에아 화산이다. 지금 이 순간에도 용암이 흐르며 아주 조금씩 섬이 확장되고 있다. 심지어 이를 두 눈으로 목격할 수도 있다. 사람들이 하와이에 열광하는 아주 중요한 요인 중 하나다. 예부터 인간이 광적으로 좋아했던 구경거리가 불과 전쟁이었다. 자신의 생명이 위협받지 않는 전제에서라면 이보다 흥미진진한 게 없다. 아마 온갖 축제에서 불이 빠지지 않는 이유도 여기에 있을 터다. 하와이 용암이 딱 이 전제를 가진 태초의 불이다. 하와이 관광청 등의 각종 통계도 이를 증명한다. ‘격렬한 분화’가 생길 때마다 관광객이 ‘폭발적으로’ 몰린다. 화산 하면 보통은 ‘폭발적 분화’를 떠올린다. 이웃 나라 일본에서 빚어지는 재난으로 안타까워했던 경험 탓에 우리에게도 꽤 익숙한 단어다. 반면 하와이의 분화는 완만하다. 그래서 ‘하와이식 분화’로 구분한다. 아이슬란드의 분화는 이보다 더 순해 ‘아이슬란드식 분출’이라 불린다. 분화는 지각 아래 있는 마그마가 지표면을 뚫고 용암으로 분출하는 현상이다. 일본이나 고대 이탈리아 폼페이의 분화와, 하와이식 분화의 가장 중요한 차이는 용암의 점성이다. 과학의 무게를 덜어내고 알기 쉽게 표현하면 ‘분노의 차이’라고 할 수 있겠다. 일본은 알려졌듯 ‘불의 고리’(환태평양 조산대) 위에 있다. 일본의 용암은 거대한 네 개의 지각판이 격렬하게 몸싸움을 벌이는 와중에 생긴다. 점성도 강하다. 그 싸움의 결과 엄청난 압력의 가스가 용암에 들어차게 된다. 이를 분노로 대치하면 알기 쉽다. 분노는 용암의 강한 점성에 갇혀 있다가 밖으로 나오는 순간 거침없이, 빠르게 퍼져나간다. 그 경로에 있는 모든 것들은 괴멸적인 피해를 피하기 어렵다. 하와이 바다 아래 용암은 상대적으로 분노가 덜하다. 그저 갇혀 있을 뿐이다. 점성도 약하고 진한 죽 정도로 묽다. 열점을 통해 지표면으로 솟은 용암은 꿀럭대며 아래로 흐른다. 모든 것을 태워 없애는 분노는 여전하지만, 빠르고 폭력적이지는 않다. 지구 행성에서 가장 활발한 화산 활동을 벌이면서도 인명을 해치는 일은 드문 이유다. 그 핵심이 킬라우에아 화산이다. 2018년에도 200년 만의 강력한 분화가 발생해 32㎢에 달하는 면적이 새로 만들어졌다. 킬라우에아를 포함한 이 일대를 ‘하와이 화산 국립공원’이라 부른다. 그중 가장 접근하기 쉽고 대중적인 공간은 할레마우마우 분화구다. ‘불의 여신’ 펠레가 산다는 곳. 그래서 ‘펠레의 궁전’이다. 밤 풍경도 아주 인상적이다. 화구호 속 용암이 꿀렁대는 모습이 꼭 악마의 아가리에서 구불대는 핏빛 혀를 보는 듯하다. 지름 1㎞, 절벽 높이 85m의 할레마우마우 분화구 주변으로 ‘크레이터 림 트레일’이 조성돼 있다. 전체 길이는 17㎞. 걷기를 즐기는 주민과 달리 관광객은 대부분 차를 타고 돌아본다. 수증기가 간헐적으로 뿜어지는 ‘스팀 벤트’ 등 볼거리 주변마다 주차장이 마련돼 있다. 다만 분화 소식이 들릴 때면 트레일 주변 경치 좋은 곳은 어김없이 북새통이다. 용암이 나올 때만 모습을 드러내는 불가사의한 생명체 ‘용암 귀뚜라미’처럼 현지인들이 우르르 몰려나온다. ‘체인 오브 크레이터스 로드’는 킬라우에아에서 분출된 용암이 바다와 만나는 곳까지 이어진 도로다. 편도 30㎞ 정도다. 도로 주변에 트레킹을 즐길 수 있는 전망대가 몇 개 마련돼 있다. 까슬거리는 용암대지를 걷는 재미가 쏠쏠하다. 실제 용암이 흐르는 곳도 방문할 수는 있다. 다만 반드시 현지 전문가와 동행해야 한다. 가장 유명한 전망대는 ‘케아우호우’다. 하와이어로 ‘새로운 땅’이란 의미다. ‘케아우호우 트레일’을 따라 ‘푸우 로아 암각화’가 펼쳐져 있다. 1200~1450년경 아이를 낳은 원주민이 탯줄을 묻고, 자식의 무병장수를 비는 암각화를 그렸던 곳이다. 암각화가 2만 3000개가 넘는다. 주민들이 신성시하는 곳으로, 반드시 목재 데크 위에서 봐야 한다. 트레일이 끝나는 해안가엔 ‘홀레이 씨 아치’가 있다. 우리 식으로는 전형적인 코끼리 바위다. 이 역시 빅 아일랜드의 랜드마크 중 하나다. ‘체인 오브 크레이터스 로드’ 끝은 바다다. 주차장에서 용암이 바다로 떨어지는 곳까지 트레킹 길이 조성돼 있다. 편도 6㎞ 정도. 주변에 휴게소가 없어서 물과 먹거리, 트레킹 신발 등을 준비해야 한다. 여기는 해 질 무렵에 찾는 게 좋다. 사위가 붉게 물들 때 출발하면 어둑해졌을 때 용암이 떨어지는 곳에 닿을 수 있다. 어둠과 용암의 대비가 극명하다. 멀리서 보는 게 감질난다면 배로 가까이 다가가 볼 수도 있다. 보통 용암이 바다까지 흘러올 정도의 분화가 예상되는 때에만 유람선 관광 기회도 생긴다. 용암은 늘 분출되지만 다양한 이유로 바다까지 오지 못할 때가 많다. 지난해와 달리 올해는 2월 말 현재 유람선 관광이 진행되지 않고 있다. 헬기 관광 프로그램도 있다. 다만 지갑이 홀쭉해질 건 각오해야 한다. 섬의 중심부엔 하와이 최고봉 마우나케아산(4207m)이 부드럽게 솟아 있다. 방패를 닮은 이른바 ‘순상화산체’로, 일본의 후지산처럼 폭발적 분화로 생긴 원뿔형의 성층화산과 대비된다. 완만한 산자락을 따라 도로가 나 있어 차로 쉽게 오를 수 있다. 하와이 원주민들에게 마우나케아산 정상은 우주가 시작된 성지다. 대지의 신 파파하나모우쿠와 하늘의 신 와케아가 사랑을 나눠 우주를 만들었다는 전설이 전해진다. 남반구의 칠레와 더불어 세계 최대로 꼽히는 천문대가 들어서 있다. 다만 고산병의 위험이 상존하는 데다, 새 망원경 설치 등으로 원주민과 마찰을 빚고 있는 만큼, 마우나케아보다는 이웃 섬 마우이의 할레아칼라에서 일출과 별 관측을 체험하길 권한다. 이제 빅 아일랜드의 해변 이야기다. 수많은 ‘엽서 사진’들이 모방하려 애쓰는 원초적 풍경의 해변이 많다. 가장 인상적인 곳은 케카하 카이 주립공원 마니오 왈리(쿠아 베이) 해변이다. 다양한 빛깔의 바다와 섬세한 모래 해변이 펼쳐져 있다. 푸날루우 블랙 샌드 비치는 이름처럼 새까만 모래가 일품이다. ■여행수첩 -하와이 화산국립공원, 미국 지질조사국(USGS) 등의 누리집 활용도가 높다. USGS 웹캠 등으로 분화 상황을 실시간으로 확인할 수 있다. USGS에선 ‘분화 예보 이메일 서비스’도 제공한다. -킬라우에아 방문자 센터(KVC)는 수리 후 올해 말 재개장 예정이다. 핵심 기능은 킬라우에아 군사 캠프(KMC)에서 운영 중이다. 재거 박물관, 각종 전망대 등 관광 시설은 모두 정상 운영되고 있다. -올해 1월부터 11개 미국 국립공원 입장료가 올랐으나 하와이는 아직 오르지 않았다. 다만 화산국립공원 등에서 1인당 30달러의 입장료를 받는다. 이웃 섬 여러 곳을 돌아볼 계획이라면 하와이의 3개 국립공원을 1년 동안 이용할 수 있는 패스(55달러)를 사는 게 효율적이다. 아울러 빅 아일랜드 관광지와 주차장 대부분이 유료화됐다. 카드만 받는 무인 발권 형식이다. -빅아일랜드의 마우나 케아(4207m), 마우나 로아(4170m)와 마우이섬의 할레아칼라(3055m)는 높이가 고산병 기준(2500m)을 초과한다.

분자 구름 안 은하수 유럽남방천문대(ESO)가 우리 은하의 중심부에 있는 중앙분자지역(CMZ)의 위치를 관측해 사진을 공개했다. 이 사진은 칠레 아타카마 사막에서 아타카마 대형 밀리미터·서브밀리미터 전파망원경(ALMA)으로 관측한 역대 최대 규모의 중앙분자지역 탐사 사진으로, 연구팀은 이번에 관측된 사진을 통해 별의 형성 과정 등을 연구할 계획이다. AP 연합뉴스

밤하늘에 빛나는 별은 우리 태양처럼 그 자리에서 영원한 존재처럼 보인다. 하지만 사실 태양을 포함한 모든 별은 정해진 수명이 있다. 그리고 그 수명 동안 제자리에 멈추지 않고 각자의 길을 간다. 천문학자들은 망원경으로 별의 이동을 관측해 별이 각자 고유 운동(proper motion)을 지니고 있다는 사실을 발견했다. 태양도 멈춰 있지 않다는 사실도 확인됐다. 태양은 은하 중심을 기준으로 초속 220㎞의 속도로 이동한다. 그럼에도 은하계가 흩어지지 않는 이유는 은하계의 강한 중력이 별들이 도망가는 것을 막기 때문이다. 결국 각자 달려봐야 은하계의 중력권 안에서 이동하면서 대략 2억년 주기로 공전한다. 그런데 과학자들은 수많은 별을 관측하면서 드물긴 하지만, 다른 별과는 비교도 안 될 정도로 빠른 별을 관측했다. 이런 별들은 초고속 별(HVS, hyper-velocity stars)로 분류되는데, 속도가 초속 1000㎞가 넘는 것도 있다. 이는 우리 은하계의 중력을 이겨내고 외부로 달아날 수 있는 엄청난 속도다. 과학자들은 어떤 과정을 거쳐 이렇게 과속하는 별이 생성될 수 있는지 연구했다. 초고속 별의 생성을 설명할 수 있는 대표적인 가설은 거대 질량 블랙홀의 중력이다. 블랙홀의 강한 중력으로 인해 가까이 다가갔던 별이 운 좋게 탈출하면서 중력 도움을 얻어 가속되는 경우다. 또 다른 가설은 1961년 네덜란드의 천문학자 아드리안 블라우프가 주장한 것으로 본래 두 개의 별이 쌍성계를 이루고 있다가 동반성이 초신성 폭발을 일으켜 다른 별이 튕겨져 나갔다는 것이다. 하지만 초신성 폭발 잔해는 우주적인 관점에서 보면 짧은 시간인 몇만년 정도면 사라지기 때문에 이 가설을 검증하는 일은 쉽지 않다. 지금까지 초신성 연관 초고속 별의 유일한 예외는 태양 질량의 12~13배 정도 되는 별인 HD 37424로 초신성 잔해 S147에서 발견됐기 때문에 확실한 사례로 여겨진다. 최근 독일 예나 대학의 바하 딘첼(Baha Dinçel)이 이끄는 연구팀은 유럽 우주국의 가이아 데이터를 분석해서 초고속 별 가운데 쌍성계-초신성 탈출에 해당되는 경우가 또 있는지 연구했다. 그 결과 HD 254577이 새로운 후보로 지목됐다. 이 별의 움직임을 역추적한 결과 연구팀은 해파리 성운(Jellyfish Nebula)으로 알려진 IC 443이 이 별과 함께 공전했던 사라진 동반성이라는 사실을 확인했다. 해파리 성운은 1만~3만년 전 초신성 폭발의 잔해로 대략 지구에서 5000광년 떨어져 있다. 과거 두 개의 무거운 별이 서로의 질량 중심을 기준으로 빠르게 공전하다가 한쪽이 초신성 폭발로 다른 쪽을 밀어내면서 상당히 무거운 초고속 별인 HD 254577이 탄생한 것이다. 우주에는 태양처럼 혼자 있는 별 못지않게 동반성과 함께 공전하는 쌍성계가 흔하다. 초신성 폭발을 일으키는 무거운 별 가운데도 쌍성계를 쉽게 찾을 수 있다는 점을 생각하면 자신의 짝을 잃고 은하계를 질주하는 초고속 별의 사례는 더 흔할 가능성이 있다. 과학자들은 이들을 연구해 우주의 미스터리 중 하나였던 초고속 별의 생성 원인을 정확히 밝혀낼 것이다.

밤하늘에 빛나는 별은 우리 태양처럼 그 자리에서 영원한 존재처럼 보인다. 하지만 사실 태양을 포함한 모든 별은 정해진 수명이 있다. 그리고 그 수명 동안 제자리에 멈추지 않고 각자의 길을 간다. 천문학자들은 망원경으로 별의 이동을 관측해 별이 각자 고유 운동(proper motion)을 지니고 있다는 사실을 발견했다. 태양도 멈춰 있지 않다는 사실도 확인됐다. 태양은 은하 중심을 기준으로 초속 220㎞의 속도로 이동한다. 그럼에도 은하계가 흩어지지 않는 이유는 은하계의 강한 중력이 별들이 도망가는 것을 막기 때문이다. 결국 각자 달려봐야 은하계의 중력권 안에서 이동하면서 대략 2억년 주기로 공전한다. 그런데 과학자들은 수많은 별을 관측하면서 드물긴 하지만, 다른 별과는 비교도 안 될 정도로 빠른 별을 관측했다. 이런 별들은 초고속 별(HVS, hyper-velocity stars)로 분류되는데, 속도가 초속 1000㎞가 넘는 것도 있다. 이는 우리 은하계의 중력을 이겨내고 외부로 달아날 수 있는 엄청난 속도다. 과학자들은 어떤 과정을 거쳐 이렇게 과속하는 별이 생성될 수 있는지 연구했다. 초고속 별의 생성을 설명할 수 있는 대표적인 가설은 거대 질량 블랙홀의 중력이다. 블랙홀의 강한 중력으로 인해 가까이 다가갔던 별이 운 좋게 탈출하면서 중력 도움을 얻어 가속되는 경우다. 또 다른 가설은 1961년 네덜란드의 천문학자 아드리안 블라우프가 주장한 것으로 본래 두 개의 별이 쌍성계를 이루고 있다가 동반성이 초신성 폭발을 일으켜 다른 별이 튕겨져 나갔다는 것이다. 하지만 초신성 폭발 잔해는 우주적인 관점에서 보면 짧은 시간인 몇만년 정도면 사라지기 때문에 이 가설을 검증하는 일은 쉽지 않다. 지금까지 초신성 연관 초고속 별의 유일한 예외는 태양 질량의 12~13배 정도 되는 별인 HD 37424로 초신성 잔해 S147에서 발견됐기 때문에 확실한 사례로 여겨진다. 최근 독일 예나 대학의 바하 딘첼(Baha Dinçel)이 이끄는 연구팀은 유럽 우주국의 가이아 데이터를 분석해서 초고속 별 가운데 쌍성계-초신성 탈출에 해당되는 경우가 또 있는지 연구했다. 그 결과 HD 254577이 새로운 후보로 지목됐다. 이 별의 움직임을 역추적한 결과 연구팀은 해파리 성운(Jellyfish Nebula)으로 알려진 IC 443이 이 별과 함께 공전했던 사라진 동반성이라는 사실을 확인했다. 해파리 성운은 1만~3만년 전 초신성 폭발의 잔해로 대략 지구에서 5000광년 떨어져 있다. 과거 두 개의 무거운 별이 서로의 질량 중심을 기준으로 빠르게 공전하다가 한쪽이 초신성 폭발로 다른 쪽을 밀어내면서 상당히 무거운 초고속 별인 HD 254577이 탄생한 것이다. 우주에는 태양처럼 혼자 있는 별 못지않게 동반성과 함께 공전하는 쌍성계가 흔하다. 초신성 폭발을 일으키는 무거운 별 가운데도 쌍성계를 쉽게 찾을 수 있다는 점을 생각하면 자신의 짝을 잃고 은하계를 질주하는 초고속 별의 사례는 더 흔할 가능성이 있다. 과학자들은 이들을 연구해 우주의 미스터리 중 하나였던 초고속 별의 생성 원인을 정확히 밝혀낼 것이다.