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.

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.

6600만 년 전 거대 소행성 혹은 혜성 충돌은 공룡 시대의 종말을 알렸다. 수많은 중생대 생물이 멸종한 후 살아남은 소수의 포유류는 급격히 진화해 새로운 시대인 신생대를 열었다. 이런 유명한 소행성 충돌 사례 때문에 거대 소행성 충돌은 대멸종과 연결해 생각되는 경우가 대부분이다. 하지만 과학자들은 지구 초기에 생명 탄생에 소행성과 혜성 충돌이 큰 역할을 했다고 보고 있다. 지구 생명체에 필요한 각종 유기물과 물을 공급하는 주된 경로였기 때문이다. 여기에 더해 미국 럿거스 대학의 셰아 친퀘마니(Shea M. Cinquemani)와 동료들은 이것과 전혀 다른 방식으로 거대 소행성 충돌이 지구 생명체 탄생을 도왔을 가능성을 제기했다. 바로 열수분출공이다. 해저 깊은 곳에서 발견되는 열수분출공(hydrothermal vent)은 뜨거운 물과 광물이 분출되는 극한 환경이지만, 아이러니하게도 생명으로 가득한 공간이다. 화산활동으로 가열된 물이 지각 틈을 통해 솟아오르며 다양한 광물을 공급하고, 이를 에너지원으로 삼는 미생물들이 독립적인 생태계를 구축한다. 햇빛이 전혀 닿지 않는 이곳에서는 광합성이 아닌 화학합성(chemosynthesis)을 기반으로 한 생태계가 형성된다. 이러한 특성 때문에 열수분출공은 오랫동안 생명 기원의 유력한 후보 환경으로 주목받아 왔다. 초기 지구에서 태양빛이 아닌 화학 에너지를 기반으로 한 생명 탄생이 가능했을 것이라는 가설과 맞닿아 있기 때문이다. 더 나아가, 얼음 아래 바다를 가진 것으로 알려진 목성의 위성 유로파와 토성의 위성 엔셀라두스에서도 유사한 환경이 존재할 가능성이 제기되며, 외계 생명 탐사의 핵심 목표로 떠오르고 있다. 연구팀은 초기 지구에서 빈번하게 일어난 소행성 충돌이 이러한 열수 시스템을 생성하고 장기간 유지하는 데 중요한 역할을 했을 것으로 보고 연구를 진행했다. 다만 이 시기 충돌 크레이터는 남아 있지 않기 때문에 연구팀은 지구에 남아 있는 대표적인 충돌 구조 세 곳을 분석했다. 가장 대표적인 사례는 멕시코 유카탄반도 아래에 위치한 칙술루브 크레이터로, 약 6600만 년 전 형성된 이 구조는 공룡 대멸종과 관련된 것으로 잘 알려져 있다. 연구에 따르면 이 충돌 이후 해당 지역에는 상당 기간 지속된 열수 시스템이 존재했던 것으로 보인다. 연구팀은 캐나다 북극의 호턴 충돌 구조(약 2300만~3900만 년 전 형성으로 추정)와 인도의 로나르 호수(약 5만 년 전 형성)에서도 비슷한 일이 일어났다는 증거를 확보했다. 특히 로나르 호수는 현재까지 물이 남아 있어 충돌 이후 열수 시스템의 진화 과정을 연구할 수 있는 중요한 자연 실험실로 평가된다. 사실 현재 지구에 있는 열수분출공은 일반적으로 해저 판 경계, 특히 중앙 해령에서 활발히 형성되지만, 판 구조가 충분히 발달하지 않았던 초기 지구에서는 다른 메커니즘이 필요했을 가능성이 있다. 예를 들어 지구 역사 초기에 활발했던 대형 소행성 충돌이 그 역할을 대신했을 수 있다. 큰 소행성 충돌이 발생하면 지각에 깊은 균열이 생기고, 이 틈을 통해 바닷물이나 지하수가 침투한다. 동시에 충돌로 인해 생성된 막대한 열이 지하에 남아 물을 가열하고, 다시 상승시키면서 충돌 유도 열수 순환(impact-generated hydrothermal system)을 형성한다. 연구 결과에 따르면 이러한 시스템은 수만 년에서 길게는 수백만 년까지 지속될 수 있다. 연구팀은 이것이 초기 생명체 탄생에 매우 중요한 조건을 형성할 수 있다고 보고 있다. 약 40억 년 전 전후의 ‘대폭격기(Late Heavy Bombardment)’ 시기에는 소행성 충돌이 매우 빈번하게 일어났으며, 그 결과 지구 곳곳에 수많은 열수 환경이 동시에 형성되었을 가능성이 있다. 다시 말해, 지구 전역에 걸쳐 다수의 독립적인 ‘생명 실험실’이 존재했을 수 있다는 것이다. 물론 이러한 가설에는 여전히 논쟁의 여지가 있다. 일부 과학자들은 열수 환경이 분자의 안정성을 해칠 수 있다는 점을 들어, 열수분출공을 생명 기원의 장소로 보는 데 회의적인 입장을 보이기도 한다. 그럼에도 불구하고 이번 연구는 지구뿐 아니라, 초기 태양계에서 잦은 충돌을 겪었던 다른 행성과 위성에서도 생명 탄생의 가능성을 제시했다는 점에서 중요한 의미를 갖는다.

미국 항공우주국(NASA)이 50여년 전 ‘아폴로 프로젝트’로 여섯 차례나 찾았던 달에 다시 ‘아르테미스Ⅱ’를 보낸 배경에는 미중 우주 패권 경쟁이 자리하고 있다. 1957년 소련이 세계 최초의 인공위성 ‘스푸트니크’를 발사할 당시 충격처럼 중국의 ‘우주 굴기’에 대한 위기감이 미국을 다시 달로 이끌었다는 분석이 나온다. BBC는 1일(현지시간) 아르테미스Ⅱ 발사에 대해 “도널드 트럼프 대통령의 ‘미국 우선주의’를 적용할 기회”라며 “성공하면 미국이 중국과의 경쟁에서 우위를 확보하고 달의 ‘골드러시’ 가능성을 열고 국민 통합도 이끌 수 있다”고 평가했다. 중국은 2030년까지 중국인을 달에 착륙시킬 계획이다. 2004년부터 달 탐사 프로젝트 ‘창어’(달의 여신 항아)를 시작했고, 2007년 무인 우주탐사선 ‘창어 1호’를 발사했다. 2013년 12월 ‘창어 3호’를 달 앞면에 보낸 뒤 2019년 1월 ‘창어 4호’를 지구에서 보이지 않는 달 뒷면에 세계 최초로 착륙시켰다. 2024년 6월에 ‘창어 6호’는 세계 최초로 달 뒷면 토양을 채취해 지구에 가져 왔다. 올해는 달 남극에서 물과 얼음 탐사를 통해 달에 물이 존재한다는 것을 세계 최초로 규명할 계획이다. 마이클 그리핀 전 NASA 국장은 지난해말 “중국이 먼저 달에 착륙하기 전에 우리가 다시 달에 갈 수 없을 수도 있다”며 미국이 외려 뒤처질 수 있다는 위기감을 표출했다. 이는 미중 간 달 자원 선점 경쟁으로 이어진다. 미국 폭스뉴스는 “중국의 계획은 오래 걸리지 않을 것”이라며 “중국이 인류의 달 착륙만 재현하는 것만으로도 심우주 탐사 프로파간다 승리를 자축할 것이며 달 극지방 얼음에 대한 소유권을 주장할 수 있다”고 전했다. 달 극지방의 얼음 형태 물은 달 기지 건설 시 식수, 장비 냉각, 산소 생산 등에 쓰일 수 있다. 달에는 헬륨-3이나 희토류 등의 자원도 있다. 미국도 급해졌다. 2019년 ‘아르테미스’ 프로젝트를 발표했지만 2024년 달 착륙 계획은 연료 누출 등이 반복되며 지연됐다. 트럼프 대통령은 지난해 12월 행정명령을 통해 2028년까지 미국 우주비행사를 달 표면에 착륙시키고 2030년까지 달 기지를 설치할 것을 지시했다. 이에 향후 ‘아르테미스Ⅲ’는 달 착륙선 랑데부(상호 접근 기동) 및 도킹을 하고, ‘아르테미스Ⅳ’는 우주비행사를 달 표면에 보내게 된다. 특히 NASA는 지난달 200억 달러(약 30조원)를 들여 달 기지를 세우겠다고 밝혔다. 3단계로 인간의 영구적인 체류가 가능하게 만든다는 구상이다. 이는 달을 넘어 화성, 목성 등 심우주로도 뻗어나갈 첫걸음이 될 예정이다. 미국은 최초의 화성 유인 탐사도 계획하고 있다. 최근 NASA는 2028년 말까지 화성으로 향하는 핵 추진 우주선을 띄운다는 계획을 내놓았다. 우주선에 싣고 간 헬기를 통해 인간이 착륙할 장소도 확인하겠다는 것이다. NASA는 우주비행사의 달 착륙 경험을 토대로 화성 탐사를 진행하겠다는 입장이다. 재러드 아이작먼 NASA 국장은 CBS방송에 “(아르테미스Ⅱ가) 화성에 성조기를 꽂을 우주비행사들을 위한 길을 닦아줄 것”이라고 말했다. 아직은 우주 기술력 부문에서 미국이 중국을 앞선다는 평가가 우세하다. 조광래 전 한국항공우주연구원장은 “로켓 엔진의 성능과 효율 면에서 미국은 월등하다”며 “미국은 배기가스를 다시 연소실로 넣어 효율을 극대화하는 엔진을 사용하는 반면, 중국 로켓은 상당수가 배기가스를 외부로 배출하는 방식에 머물러 있다”고 말했다. 이어 “인공위성의 해상도나 심우주 통신 정밀도 측면에서도 미국이 중국을 압도하고 있다”고 설명했다. 다만 미국은 정권에 따라 우주 정책이 오락가락한 반면 중국은 일관성 있게 밀어붙이고 있다고 했다. 중국의 국가 중앙집권형 모델과 미국의 민관 합동 모델 간 경쟁도 향후 관전 포인트다. 중국의 목표가 세계 최초의 기록을 세우는 ‘우주 굴기’에 있다면, 미국은 실질적인 우주 거주와 경제권 확보에 집중한다. 민현기 산업연구원 부연구위원은 “미국은 공공 수요를 통해 민간 생태계를 구축해왔고, 이제는 민간 주도의 우주 시장이 가능해진 것”이라며 “한국도 공공과 국방 수요를 묶어 기업에 매력적인 시장을 먼저 만들어줘야 한다”고 제언했다.

미국 항공우주국(NASA)이 50여년 전 ‘아폴로 프로젝트’로 여섯 차례나 찾았던 달에 다시 ‘아르테미스Ⅱ’를 보낸 배경에는 미중 우주 패권 경쟁이 자리하고 있다. 1957년 소련이 세계 최초의 인공위성 ‘스푸트니크’를 발사할 당시 충격처럼 중국의 ‘우주 굴기’에 대한 위기감이 미국을 다시 달로 이끌었다는 분석이 나온다. BBC는 1일(현지시간) 아르테미스Ⅱ 발사에 대해 “도널드 트럼프 대통령의 ‘미국 우선주의’를 적용할 기회”라며 “성공하면 미국이 중국과의 경쟁에서 우위를 확보하고 달의 ‘골드러시’ 가능성을 열고 국민 통합도 이끌 수 있다”고 평가했다. 중국은 2030년까지 중국인을 달에 착륙시킬 계획이다. 2004년부터 달 탐사 프로젝트 ‘창어’(달의 여신 항아)를 시작했고, 2007년 무인 우주탐사선 ‘창어 1호’를 발사했다. 2013년 12월 ‘창어 3호’를 달 앞면에 보낸 뒤 2019년 1월 ‘창어 4호’를 지구에서 보이지 않는 달 뒷면에 세계 최초로 착륙시켰다. 2024년 6월에 ‘창어 6호’는 세계 최초로 달 뒷면 토양을 채취해 지구에 가져 왔다. 올해는 달 남극에서 물과 얼음 탐사를 통해 달에 물이 존재한다는 것을 세계 최초로 규명할 계획이다. 마이클 그리핀 전 NASA 국장은 지난해말 “중국이 먼저 달에 착륙하기 전에 우리가 다시 달에 갈 수 없을 수도 있다”며 미국이 외려 뒤처질 수 있다는 위기감을 표출했다. 이는 미중 간 달 자원 선점 경쟁으로 이어진다. 미국 폭스뉴스는 “중국의 계획은 오래 걸리지 않을 것”이라며 “중국이 인류의 달 착륙만 재현하는 것만으로도 심우주 탐사 프로파간다 승리를 자축할 것이며 달 극지방 얼음에 대한 소유권을 주장할 수 있다”고 전했다. 달 극지방의 얼음 형태 물은 달 기지 건설 시 식수, 장비 냉각, 산소 생산 등에 쓰일 수 있다. 달에는 헬륨-3이나 희토류 등의 자원도 있다. 미국도 급해졌다. 2019년 ‘아르테미스’ 프로젝트를 발표했지만 2024년 달 착륙 계획은 연료 누출 등이 반복되며 지연됐다. 트럼프 대통령은 지난해 12월 행정명령을 통해 2028년까지 미국 우주비행사를 달 표면에 착륙시키고 2030년까지 달 기지를 설치할 것을 지시했다. 이에 향후 ‘아르테미스Ⅲ’는 달 착륙선 랑데부(상호 접근 기동) 및 도킹을 하고, ‘아르테미스Ⅳ’는 우주비행사를 달 표면에 보내게 된다. 특히 NASA는 지난달 200억 달러(약 30조원)를 들여 달 기지를 세우겠다고 밝혔다. 3단계로 인간의 영구적인 체류가 가능하게 만든다는 구상이다. 이는 달을 넘어 화성, 목성 등 심우주로도 뻗어나갈 첫걸음이 될 예정이다. 미국은 최초의 화성 유인 탐사도 계획하고 있다. 최근 NASA는 2028년 말까지 화성으로 향하는 핵 추진 우주선을 띄운다는 계획을 내놓았다. 우주선에 싣고 간 헬기를 통해 인간이 착륙할 장소도 확인하겠다는 것이다. NASA는 우주비행사의 달 착륙 경험을 토대로 화성 탐사를 진행하겠다는 입장이다. 재러드 아이작먼 NASA 국장은 CBS방송에 “(아르테미스Ⅱ가) 화성에 성조기를 꽂을 우주비행사들을 위한 길을 닦아줄 것”이라고 말했다. 아직은 우주 기술력 부문에서 미국이 중국을 앞선다는 평가가 우세하다. 조광래 전 한국항공우주연구원장은 “로켓 엔진의 성능과 효율 면에서 미국은 월등하다”며 “미국은 배기가스를 다시 연소실로 넣어 효율을 극대화하는 엔진을 사용하는 반면, 중국 로켓은 상당수가 배기가스를 외부로 배출하는 방식에 머물러 있다”고 말했다. 이어 “인공위성의 해상도나 심우주 통신 정밀도 측면에서도 미국이 중국을 압도하고 있다”고 설명했다. 다만 미국은 정권에 따라 우주 정책이 오락가락한 반면 중국은 일관성 있게 밀어붙이고 있다고 했다. 중국의 국가 중앙집권형 모델과 미국의 민관 합동 모델 간 경쟁도 향후 관전 포인트다. 중국의 목표가 세계 최초의 기록을 세우는 ‘우주 굴기’에 있다면, 미국은 실질적인 우주 거주와 경제권 확보에 집중한다. 민현기 산업연구원 부연구위원은 “미국은 공공 수요를 통해 민간 생태계를 구축해왔고, 이제는 민간 주도의 우주 시장이 가능해진 것”이라며 “한국도 공공과 국방 수요를 묶어 기업에 매력적인 시장을 먼저 만들어줘야 한다”고 제언했다.

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.

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.

최근 미국 동부지역 상공에서 대형 유성이 폭발해 화제가 된 가운데, 이번에는 운석이 한 가정집에 떨어졌다. 지난 22일(현지시간) 폭스뉴스 등 현지 언론은 휴스턴 북부 해리스 카운티의 한 이층집 지붕을 뚫고 운석이 떨어졌다고 보도했다. 야구공만 한 크기의 이 운석은 21일 오후 4시 40분쯤 셰리 제임스의 집 지붕과 2층을 뚫고 주방에 떨어졌다. 다행히 사람이 없어 인명피해는 발생하지 않았으나 하마터면 큰 참사가 벌어질 뻔한 아찔한 상황이었다. 제임스는 “천둥 같은 굉음과 함께 집 전체에 진동이 느껴졌다”면서 “집 바닥에서 그 돌을 처음 봤을 때 제일 먼저 든 생각은 바로 운석이었다. 정말 무거웠으며 시멘트나 일반 돌처럼 보이지 않았다”며 놀라워했다. 신고받고 출동한 브렌햄 소방서 측도 “폭발음 소리와 유성으로 추정되는 물체가 주변 지역에서 목격됐다는 신고가 계속 접수됐다”면서 “이후 제임스의 집에 떨어진 운석으로 추정되는 물체 일부를 확인했다”고 밝혔다. 미 항공우주국(NASA)에 따르면 이날 유성은 휴스턴 북서쪽에서 시속 약 5만 6000㎞로 이동하다가 47㎞ 상공에서 폭발했다. 대기권 진입 당시 이 유성은 지름 약 0.9m, 무게는 약 1톤으로 추정됐다. 앞서 지난 17일에도 미국 동부 지역 상공에 약 7톤 규모의 대형 유성이 폭발해 화제가 된 바 있다. 이날 오전 9시쯤 버지니아, 메릴랜드, 펜실베이니아, 오하이오 지역에서 유성이 시속 약 7만 2400㎞로 이동하다 폭발했으며 인명과 물적 피해는 보고되지 않았다. 한편 높은 가치 때문에 이른바 ’우주의 로또‘라고도 불리는 운석은 흔히 말하는 별똥별, 곧 유성체가 타다 남은 암석을 말한다. 지구상에 떨어지는 대부분의 운석은 지구에서 약 4억㎞ 떨어진 화성과 목성 사이에 있는 소행성대에서 온다. 다만 운석의 기원이 화성인 경우 현재까지 인류가 구할 수 있는 유일한 화성 암석 샘플이라는 점에서 더욱 가치가 높다. 운석은 보통 1년에 4만 톤씩 지구에 떨어지지만 대부분 바다로 향해 찾기가 어렵다. 다만 드물게 운석이 건물에 떨어지는 경우가 있는데 전 세계적으로 1년에 6번 정도다.

기후변화로 멸종 위기에 처한 ‘가문비나무’ 복원이 가능할 전망이다. 산림청 국립산림과학원은 전남대 안영상 교수 연구팀과 공동으로 기후변화로 개체수가 급감하고 있는 가문비나무 묘목의 고사 원인균을 국내에서 처음으로 구명했다고 10일 밝혔다. 연구진은 가문비나무 복원을 위한 양묘 과정에서 어린나무 생존율이 낮은 원인으로 곰팡이성 병원균인 ‘잎마름병균’을 확인했다. 가문비나무는 기후변화에 따른 ‘7대 멸종 위기 침엽수종’ 중 가장 높은 지대에서 자라는 교목성 수종으로, 계방산·지리산·덕유산 등 해발 1500m 이상 고산 지대에 제한적으로 분포하고 있다. 최근 기후변화 영향으로 쇠퇴가 가속화하면서 2050년이면 국내 자생지가 사라질 것으로 예측되는 상황이다. 연구진이 해당 균을 건강한 어린나무에 접종해 병원성을 검증한 결과 잎이 마르는 증상이 뚜렷했고, 심하면 한달 이내 고사했다. 이는 가문비나무 묘목을 고사시키는 특정 병균을 국내 처음으로 밝혀낸 사례로, 안정적인 양묘를 통한 복원 가능성을 높였다는 점에서 의미가 크다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘플랜트 디지즈’ 2월호에 게재됐다. 국립산림과학원 산림생명정보연구과 임효인 박사는 “고사 원인 병원균 연구 및 방제 기술 개발을 확대해 가문비나무 숲 회복의 토대를 마련할 계획”이라고 밝혔다.

우리에게 익숙한 소행성은 표면에 수많은 크레이터가 있는, 작은 달 같은 모습이다. 따라서 2019년 나사(NASA·미 항공우주국)의 뉴허라이즌스 호가 태양계에서 가장 먼 소행성인 486958 아로코스(Arrokoth, 이전 명칭: 2014 MU69)의 모습을 전송해 왔을 때 많은 사람들이 놀라지 않을 수 없었다. 아로코스는 일반적으로 상상하는 소행성의 이미지와 달리 두 개의 구형 얼음 천체가 붙어 있는 ‘눈사람’ 모양이기 때문이다. 과학자들은 아로코스가 단순히 겉보기만 그런 것이 아니라, 실제로 두 개의 소행성이 접촉해 형성된 접촉 쌍성계(contact binary)라는 사실을 알아냈다. 2020년 나사의 뉴허라이즌스 팀은 두 개의 소행성이 시속 15km의 느린 속도로 가까이 붙어 접촉 쌍성계를 형성한 결과로 분석했다. 하지만 다른 과학자들은 여기에 의문을 품고 새로운 가설을 제시했다. 8일 학계에 따르면 미시간 주립대 대학원생인 잭슨 반스가 이끄는 미국 미시간 주립대학교 연구팀은 새로운 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 일어나기 힘든 소행성 충돌보다 ‘중력 붕괴’(gravitational collapse) 과정이 눈사람 형태를 자연스럽게 만들어낼 수 있음을 입증했다. 이 연구는 왕립 천문학회 월간회보(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 발표됐다. 아로코스 같은 눈사람 모양의 소행성은 태양계 외곽에 있는 카이퍼 벨트(Kuiper Belt)에 생각보다 흔해 전체 소행성의 약 10%를 차지하는 것으로 추정된다. 그러나 왜 흔한지는 오랫동안 과학자들 사이에서 논란이 되어 왔다. 간단히 접촉에 의해 생성되기엔 소행성 간의 거리가 매우 멀기 때문이다. 카이퍼 벨트는 화성과 목성 사이의 소행성대와 달리, 천체들이 수백만 km 이상 떨어져 있어 충돌 확률이 극히 낮다. 따라서 충돌설로는 이렇게 접촉 쌍성계가 흔한 이유를 설명할 수 없다. 연구팀은 보다 현실적인 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 태양계 초기에 어떻게 카이퍼 벨트 소행성들이 형성되는지 분석했다. 이전의 컴퓨터 모델들은 충돌하는 천체를 흐르는 덩어리로 취급해, 두 개의 덩어리로 된 독특한 눈사람 형태를 구현할 수 없었지만, 미시간 주립대의 사이버 연구소(ICER)의 고성능 컴퓨팅 클러스터와 새로운 모델 덕분에 이번 연구에서는 천체들이 자기 강도를 유지하면서 서로 부딪히고 접촉하는 현실적인 환경을 시뮬레이션 하는데 성공했다. 연구팀은 태양계 초기 원시행성계 원반(protoplanetary disk)의 먼지 입자들이 점차 뭉쳐져 소행성 크기의 원시 미행성(planetesimal)이 형성되는 과정부터 시뮬레이션 했다. 그리고 이 과정에서 성운이 회전하면서 물질이 안쪽으로 빨려 들어가면, 일부 미행성들이 찢어져 서로 공전하는 두 개의 미행성이 생성될 수 있다는 점을 확인했다. 이 시뮬레이션에서 두 천체는 나선형 궤도를 따라 안쪽으로 이동해 서로 부드럽게 접촉하고 융합하여 최종적으로 눈사람 형태의 접촉 쌍성계를 만들었다. 연구를 주도한 미시간 주립대의 셋 제이컵슨 교수는 “접촉 쌍성계가 전체 소행성의 10%를 차지한다면, 그 형성 과정은 희귀한 일이 될 수 없다”며, “중력 붕괴는 우리가 관측한 것과 잘 맞는 설명”이라고 강조했다. 하지만 반대로 카이퍼 벨트 소행성의 충돌 확률이 낮기 때문에 일단 형성된 접촉 쌍성계는 다른 소행성 충돌로 분리되지 않고, 오랜 시간 동안 안정적으로 존재할 수 있다. 실제로 아로코스 표면에는 크레이터나 충돌 흔적이 거의 없는데, 이는 오랜 시간 동안 충돌 없이 안정적으로 유지됐다는 증거다. 연구팀은 이 모델이 3개 이상의 천체로 구성된 다중성계(triple or higher-order binaries)의 형성 메커니즘을 이해하는 데도 도움이 될 것으로 보고 있다. 현재 연구팀은 더 정밀한 중력 붕괴 모델을 개발 중이며, 향후 NASA의 탐사 임무를 통해 카이퍼 벨트의 더 많은 ‘눈사람’ 소행성이 발견될 것으로 기대하고 있다.

태양계의 행성과 위성들은 모두 정해진 궤도를 따라 규칙적으로 공전하는 것처럼 보이지만, 과학자들은 사실 태양계 역사 초기 상당히 많은 충돌이 있었다는 사실을 알고 있다. 예를 들어 지구와 달 역시 원시 지구와 화성 크기의 원시 행성인 테이아가 충돌해서 생성된 것으로 여겨진다. 옆으로 누운 채 자전하는 천왕성 역시 충돌설이 제기되는 행성이다. 과학자들은 행성뿐 아니라 위성에서도 수많은 충돌의 흔적을 찾아냈다. 3일 학계에 따르면 미국 ‘지적 외계생명체 탐색(SETI) 연구소’의 마티야 추크 박사가 이끄는 연구팀은 최근 토성의 최대 위성 타이탄 역시 과거 다른 위성과 대규모 충돌을 했다는 연구 결과를 발표했다. 토성은 태양계에서 가장 많은 위성을 지닌 행성이지만, 사실 위성 질량의 대부분은 가장 큰 위성인 타이탄이 가지고 있다. 4개의 큰 위성을 지닌 목성과는 대조적이다. 타이탄은 태양계 최대 위성인 가니메데(목성의 위성) 다음으로 큰 위성이며 수성보다도 지름이 약간 크다. 이렇게 큰 위성이다 보니 가까이 있는 위성에게도 중력을 행사하는데, 3대4 궤도 공명을 이루는 위성인 히페리온(Hyperion)이 대표적이다. 히페리온은 360.2㎞×266.0㎞×205.4㎞의 감자 모양 형태의 위성으로 토성의 위성 가운데 8번째로 크다. 하지만 형태가 매우 특이해 다른 위성과는 기원이 다른 것으로 여겨져 왔다. 연구팀은 히페리온이 과거 타이탄에 충돌한 다른 위성의 파편일 가능성을 염두에 두고 연구를 진행했다. 앞서 MIT의 과학자들은 타이탄의 세차운동(자전축이 비틀거리면서 도는 현상)을 조사해 과거 타이탄이 다른 큰 위성과 충돌했을 가능성을 제기한 바 있다. 하지만 토성에는 타이탄 이외에는 비슷한 크기의 위성이 없어 대체 어떤 위성과 충돌했는지 미스터리로 남아 있었다. 이번 연구에서 SETI 연구팀의 시뮬레이션은 과거 충돌한 위성의 궤도가 히페리온과 거의 비슷하다는 점을 밝혀냈다. 충돌한 위성은 히페리온보다 큰 중간 크기 위성으로 충돌 후 남은 파편이 바로 히페리온인 셈이다. 물론 타이탄도 이 충돌로 지각이 파괴되는 큰 충격을 겪었다. 실제로 타이탄 표면에는 큰 크레이터가 없는데, 이는 지각이 최근에 다시 생겼다는 유력한 증거다. 또 이를 통해 이 충돌이 태양계 전체의 나이로 보면 최근인 수억 년 이내에 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이번 연구에서 또 다른 흥미로운 가설은 타이탄과 히페리온의 대형 충돌의 결과로 지금처럼 큰 고리가 생겼을 가능성이다. 토성의 고리는 사실 토성이 생겨난 46억 년 전부터 있었던 것이 아니라 비교적 최근에 생긴 것으로 추정된다. 얼음 입자가 사라지는 속도를 생각하면 그렇게 오래전에 형성됐을 가능성이 낮기 때문이다. 만약 이 고리가 1억 년 전쯤 형성된 것이라면 타이탄과 히페리온의 대충돌의 결과물일 가능성이 높다. 다만 과학자들이 이에 대해 더 자신 있게 말하기 위해서는 추가 증거가 필요하다. 연구팀은 2034년 토성에 도착할 예정인 나사의 드래곤플라이 탐사선이 타이탄에 대해 큰 기대를 걸고 있다. 드래곤플라이 탐사선은 타이탄 표면을 이동하면서 많은 정보를 수집할 예정이다. 여기서 타이탄의 과거와 현재에 대한 많은 정보가 얻어질 것으로 기대된다.

태양계의 행성과 위성들은 모두 정해진 궤도를 따라 규칙적으로 공전하는 것처럼 보이지만, 과학자들은 사실 태양계 역사 초기 상당히 많은 충돌이 있었다는 사실을 알고 있다. 예를 들어 지구와 달 역시 원시 지구와 화성 크기의 원시 행성인 테이아가 충돌해서 생성된 것으로 여겨진다. 옆으로 누운 채 자전하는 천왕성 역시 충돌설이 제기되는 행성이다. 과학자들은 행성뿐 아니라 위성에서도 수많은 충돌의 흔적을 찾아냈다. 3일 학계에 따르면 미국 ‘지적 외계생명체 탐색(SETI) 연구소’의 마티야 추크 박사가 이끄는 연구팀은 최근 토성의 최대 위성 타이탄 역시 과거 다른 위성과 대규모 충돌을 했다는 연구 결과를 발표했다. 토성은 태양계에서 가장 많은 위성을 지닌 행성이지만, 사실 위성 질량의 대부분은 가장 큰 위성인 타이탄이 가지고 있다. 4개의 큰 위성을 지닌 목성과는 대조적이다. 타이탄은 태양계 최대 위성인 가니메데(목성의 위성) 다음으로 큰 위성이며 수성보다도 지름이 약간 크다. 이렇게 큰 위성이다 보니 가까이 있는 위성에게도 중력을 행사하는데, 3대4 궤도 공명을 이루는 위성인 히페리온(Hyperion)이 대표적이다. 히페리온은 360.2㎞×266.0㎞×205.4㎞의 감자 모양 형태의 위성으로 토성의 위성 가운데 8번째로 크다. 하지만 형태가 매우 특이해 다른 위성과는 기원이 다른 것으로 여겨져 왔다. 연구팀은 히페리온이 과거 타이탄에 충돌한 다른 위성의 파편일 가능성을 염두에 두고 연구를 진행했다. 앞서 MIT의 과학자들은 타이탄의 세차운동(자전축이 비틀거리면서 도는 현상)을 조사해 과거 타이탄이 다른 큰 위성과 충돌했을 가능성을 제기한 바 있다. 하지만 토성에는 타이탄 이외에는 비슷한 크기의 위성이 없어 대체 어떤 위성과 충돌했는지 미스터리로 남아 있었다. 이번 연구에서 SETI 연구팀의 시뮬레이션은 과거 충돌한 위성의 궤도가 히페리온과 거의 비슷하다는 점을 밝혀냈다. 충돌한 위성은 히페리온보다 큰 중간 크기 위성으로 충돌 후 남은 파편이 바로 히페리온인 셈이다. 물론 타이탄도 이 충돌로 지각이 파괴되는 큰 충격을 겪었다. 실제로 타이탄 표면에는 큰 크레이터가 없는데, 이는 지각이 최근에 다시 생겼다는 유력한 증거다. 또 이를 통해 이 충돌이 태양계 전체의 나이로 보면 최근인 수억 년 이내에 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이번 연구에서 또 다른 흥미로운 가설은 타이탄과 히페리온의 대형 충돌의 결과로 지금처럼 큰 고리가 생겼을 가능성이다. 토성의 고리는 사실 토성이 생겨난 46억 년 전부터 있었던 것이 아니라 비교적 최근에 생긴 것으로 추정된다. 얼음 입자가 사라지는 속도를 생각하면 그렇게 오래전에 형성됐을 가능성이 낮기 때문이다. 만약 이 고리가 1억 년 전쯤 형성된 것이라면 타이탄과 히페리온의 대충돌의 결과물일 가능성이 높다. 다만 과학자들이 이에 대해 더 자신 있게 말하기 위해서는 추가 증거가 필요하다. 연구팀은 2034년 토성에 도착할 예정인 나사의 드래곤플라이 탐사선이 타이탄에 대해 큰 기대를 걸고 있다. 드래곤플라이 탐사선은 타이탄 표면을 이동하면서 많은 정보를 수집할 예정이다. 여기서 타이탄의 과거와 현재에 대한 많은 정보가 얻어질 것으로 기대된다.

우주 농업이라고 하면 가장 먼저 떠오르는 것은 SF 영화 ‘마션’이다. 화성을 탐사하던 중 사고로 홀로 남겨진 주인공이 구조대를 기다리며 식량 문제를 해결하려 감자 재배를 위해 고군분투하는 모습은 영화의 백미다. 미국은 53년 만에 인간을 달로 보내는 ‘아르테미스 Ⅱ’ 프로젝트의 일환으로 다음 달에 유인 달 탐사선을 발사할 예정이다. ‘스페이스X’의 일론 머스크는 적어도 2030년까지는 인류를 화성으로 보내는 이주 프로젝트를 실현하겠다고 공언하고 있다. 인류를 달로 보내든, 화성으로 보내든 간에 인간이 살기 위해서는 의식주를 해결할 수 있는 환경을 조성해야 한다. 주거 공간은 현지에서 조달할 수 있는 재료와 3D 프린터로 해결한다고 하더라도, 먹고 마시는 것은 어떻게 해결할까. 이쯤에서 등장하는 것이 바로 ‘우주 농업’이다. 우주 농업은 ‘지구가 아닌 여러 우주 환경에서 작물이 자랄 수 있는 조건을 조성해 작물을 생산하려는 활동’을 말한다. 우주 농업은 단순히 식량 확보를 넘어 지구처럼 생명체를 살 수 있는 행성으로 만드는 ‘테라포밍’에도 활용된다. 원예학자로 농업에 관한 새로운 관점을 제시해 주목받는 정대호 연암대 스마트원예계열 교수와 식물공학자로 스마트팜연구개발사업단장을 맡고 있는 손정익 서울대 농림생물자원학부 명예교수는 책에서 우주 탐사선이나 행성 표면 같은 우주 공간에서 식량 문제를 어떻게 해결할 것인지를 여러모로 살펴본다. 재미있는 부분은 인류의 첫 우주 식민지로 거론되는 달과 화성뿐만 아니라 금성, 목성, 태양계 외부 천체까지 식물 재배를 위한 걸림돌이 무엇인지, 해결 방법은 무엇인지 짚어주는 것이다. 책에서는 상당한 기술과 상상력 없이는 우주에서 농사는 호락호락하지 않다고 지적한다. 그럼에도 불구하고, 저자들은 “역사가 계속되는 한 그래왔듯이 인류는 우주에서도 생존할 수 있는 방법을 분명히 찾을 것이며 그중 하나가 바로 농업”이라고 강조한다.

환상적인 빛으로 지구 위를 나풀거리는 오로라 모습이 국제우주정거장(ISS)에서 포착됐다. 지난 11일(현지시간) 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 소속으로 ISS에 머물고 있는 우주비행사 키미야 유이는 지구를 감싸며 다채롭게 빛나는 오로라 영상을 자신의 소셜미디어 ‘엑스’에 공개했다. 약 34초의 짧은 영상을 보면 크게 초록빛과 붉은빛이 지구 위를 수놓은 것이 확인되는데, 기존 촬영된 다른 오로라 영상보다 환상적이다. 여기에 도시에서 뿜어내는 인공 빛도 그 배경으로 깔려 묘한 대비를 이룬다. 이에 대해 키미야는 “업무 중 잠시 쉬는 시간에 계속 촬영하고 있다. 태양이 최선을 다해줘 아름다운 오로라를 담아낼 수 있었다”면서 “무엇보다 이 영상을 보고 기뻐하는 사람들을 상상하니 절로 웃음이 난다”고 밝혔다. 이처럼 우주에서도 관측이 가능한 오로라는 태양 표면 폭발로 우주공간으로부터 날아온 전기 입자가 지구자기(地球磁氣) 변화로 고도 100∼500㎞ 상공에서 대기 중 산소 분자와 충돌해서 생기는 방전현상이다. 오로라는 ‘새벽’이라는 뜻의 라틴어 ‘아우로라’에서 유래했다. 오로라는 북반구와 남반구 고위도 지방에서 주로 목격돼 극광(極光)이라 불리며 목성, 토성 등에서도 비슷한 현상이 나타난다. 한편 키미야는 지난해 8월 크루-11 미션의 일원으로 ISS에 탑승했으며 애초 2월 말까지 임무가 계획됐었다. 그러나 우주비행사 한 명의 건강상 문제로 인해 역사상 처음으로 일찍 지구로 귀환하게 됐다. 키미야를 포함해 미 항공우주국(NASA) 소속 제나 카드먼, 마이크 핀케 그리고 러시아 우주비행사 올렉 플라토노프 4명은 미국 동부 시간 기준 14일 도킹을 해제한 뒤 15일 오전 3시 40분경 미국 캘리포니아 해안에 착수할 예정이다.

지금까지 발견된 외계 행성은 5000개가 넘는다. 대부분 태양 같은 항성(별) 주위를 도는 행성들로, 별 없이 도는 ‘나 홀로 행성’은 스스로 빛을 내지 않아 발견하기가 매우 어렵다. 발견하더라도 떠돌이 행성이 지구에서 얼마나 떨어져 있고, 얼마나 무거운지 정확히 알 수 없었다. 이런 상황에서 중국, 한국, 폴란드, 이스라엘, 영국, 스위스, 스웨덴, 독일, 미국, 뉴질랜드 10개국 과학자들이 모인 국제 공동 연구팀이 지상과 우주에서 동시 관측을 통해 최근 발견한 떠돌이 행성의 질량과 지구로부터 거리를 측정하는 데 성공했다고 4일 밝혔다. 이번 연구에는 중국 베이징대, 베이징 국립 천문 관측소, 저장대 고등 물리학 연구소, 천문학 연구소, 칭화대, 서호대, 한국 천문연구원, 충북대, 과학기술연합대학원대학교(UST), 폴란드 바르샤바대, 이스라엘 바이츠만 과학 연구소, 영국 케임브리지대, 워윅대, 빌라노바대, 스위스 제네바대, 스웨덴 룬드대, 독일 막스 플랑크 천문학 연구소, 미국 오하이오 주립대, 하버드-스미스소니언 천체물리학 센터, 뉴질랜드 캔터베리대 소속 물리학자, 천문학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘사이언스’ 1월 1일 자에 실렸다. 행성은 보통 하나 이상의 별 주변을 돌고 있지만, 일부 행성은 은하계를 홀로 떠도는 것으로 알려졌다. 떠돌이 행성이나 나 홀로 행성이라고 불리는 이 천체들은 주변에 별을 발견할 수 없다. 스스로 빛을 거의 내지 않아 미세중력렌즈라는 효과를 통해서만 발견할 수 있다. 일반 상대성 이론에 근거한 현상인 미세중력렌즈는 관측자와 멀리 떨어진 별 사이로 행성 같은 천체가 지나갈 때, 천체의 중력이 렌즈 역할을 해 뒤쪽 별의 빛을 휘게 하고 일시적으로 밝게 증폭시키는 현상이다. 문제는 미세중력렌즈 현상은 행성까지 거리를 명확히 파악하기 어렵고, 질량도 측정이 쉽지 않다는 점이다. 이에 연구팀은 짧은 찰나의 순간에 나타나는 미세중력렌즈 현상을 통해 새로운 떠돌이 행성을 발견했다. 그러나 이들은 이전 발견들과는 달리 여러 지상 관측소와 가이아 우주망원경을 활용해 지구와 우주에서 떠돌이 행성을 동시에 관측함으로써 거리와 질량을 밝혀냈다. 연구팀은 서로 멀리 떨어진 두 관측 지점에 빛이 도달하는 시간의 아주 미세한 차이를 통해 ‘미세중력렌즈 시차’를 측정했다. 이들은 이를 ‘유한 광원 점 렌즈 모델링’과 결합하여 행성의 질량과 위치를 밝혀냈다. 유한 광원 점 렌즈 모델링은 배경에 있는 별이 단순한 점이 아니라 크기를 가진 면적체라고 가정하고, 렌즈 역할을 하는 천체를 점으로 간주하여 분석하는 수학적 방식으로 렌즈 전체의 질량 등을 정밀하게 산출한다. 이번에 발견된 떠돌이 행성은 목성 질량의 약 22% 수준이며, 우리 은하 중심부에서 약 3000파섹 떨어진 곳에 있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 이 행성의 질량이 토성과 비슷하기 때문에 작은 별이나 갈색 왜성처럼 홀로 생성된 것이 아니라 어느 행성계 내부에서 형성되었을 가능성이 높은 것으로 추정한다. 질량이 작은 나 홀로 행성들은 별 주변에서 태어났으나, 인접한 행성과의 상호작용이나 불안정한 동반성의 영향과 같은 중력적 격변을 겪으며 궤도 밖으로 쫓겨났을 것이라고 연구팀은 보고 있다. 2026년 새해 처음 발표된 사이언스 논문에 대해 가빈 콜먼 영국 런던 퀸 메리대 물리·화학부 교수는 “이번 연구 결과는 행성들이 어떤 다양하고 역동적인 경로를 통해 성간 공간에서 움직이는지에 대한 통찰을 보여준다”고 평했다. 콜먼 교수는 “현재까지 발견된 떠돌이 행성은 불과 몇 개에 불과하지만, 2027년 발사 예정인 미국 항공우주국(NASA)의 낸시 그레이스 로먼 우주 망원경 프로젝트로 탐지 사례가 급증할 것”이라고 덧붙였다. 낸시 그레이스 로먼 우주 망원경은 ‘미세중력렌즈’를 활용하며 허블 우주 망원경보다 100배 넓은 시야를 갖고 은하계에 숨어 있는 수천 개의 떠돌이 행성을 찾아낼 것으로 기대된다.

서울 강남구가 겨울방학을 맞아 학생들이 우주와 미래 첨단 기술을 체험할 수 있는 프로그램을 마련했다. 강남구는 강남미래교육센터에서 1~2월 겨울방학 특강 프로그램과 목성탐사 겨울캠프를 운영한다고 28일 밝혔다. 겨울방학 특강 프로그램은 초등학생과 중학생 대상으로 2026년 1월 3일부터 2월 28일까지 진행된다. 디지털 트윈, 바이오 공학, 인공지능(AI) 로봇, AI 데이터 분석, 사이버 보안 등 미래 사회 핵심 기술을 주제로 총 18개 특별 강좌가 준비됐다. 주중에는 ▲픽시케이드 우주 프로젝트(화요일) ▲파일럿 아카데미(수요일) ▲AI 직업 발명소(목요일) ▲화성 착륙 챌린지(금요일) 등으로 운영된다. 주말에는 ▲휴머노이드의 비밀 ▲미래도시 디자이너 등 체험 중심의 프로그램이 진행된다. 수강 신청은 이달 30일부터 강남미래교육센터 홈페이지를 통해 가능하다. 우주를 주제로 한 집중 프로그램도 준비했다. 1월 27일부터 28일까지 우주과학 목성탐사 겨울캠프가 열리고, 초등학교 예비 5~6학년 60명을 대상으로 하는 비(非)숙박형 통학 캠프도 진행한다. 이 캠프는 경기도 양주 송암스페이스센터를 방문해 가상의 탐사 임무를 수행하며 협업과 문제 해결 중심의 학습을 경험하게 된다. 캠프 신청은 1월 6일 오전 10시부터 13일까지 센터 홈페이지에서 할 수 있다. 조성명 구청장은 “앞으로도 미래 사회를 이끌 인재 양성을 위한 과학·미래교육 프로그램을 지속적으로 확대해 나가겠다”고 말했다.

서울 강남구가 겨울방학을 맞아 학생들이 우주와 미래 첨단 기술을 체험할 수 있는 프로그램을 마련했다. 강남구는 강남미래교육센터에서 1~2월 겨울방학 특강 프로그램과 우주과학 목성탐사 겨울캠프를 운영한다고 28일 밝혔다. 겨울방학 특강 프로그램은 초등학생과 중학생을 대상으로 2026년 1월 3일부터 2월 28일까지 진행된다. 디지털 트윈, 바이오 공학, 인공지능(AI) 로봇, AI 데이터 분석, 사이버 보안 등 미래 사회 핵심 기술을 주제로 총 18개 특별 강좌가 준비됐다. 주중에는 ▲픽시케이드 우주 프로젝트(화요일) ▲파일럿 아카데미(수요일) ▲AI 직업 발명소(목요일) ▲화성 착륙 챌린지(금요일) 등으로 운영된다. 주말에는 ▲휴머노이드의 비밀 ▲미래도시 디자이너 등 체험 중심의 프로그램이 진행된다. 수강 신청은 이달 30일부터 강남미래교육센터 홈페이지(future.gangnam.go.kr)를 통해 가능하다. 우주를 주제로 한 집중 프로그램도 준비했다. 1월 27일부터 28일까지 우주과학 목성탐사 겨울캠프이 열리고, 초등학교 예비 5~6학년 60명을 대상으로 하는 비숙박형 통학 캠프도 진행한다. 이 캠프는 경기도 양주의 송암스페이스센터 챌린저러닝을 방문해 가상의 탐사 임무를 수행하며 협업과 문제 해결 중심의 학습을 경험하게 된다. 캠프 신청은 1월 6일 오전 10시부터 13일까지 센터 홈페이지에서 할 수 있다. 조성명 강남구청장은 “앞으로도 미래 사회를 이끌 인재 양성을 위한 과학·미래교육 프로그램을 지속적으로 확대해 나가겠다”고 말했다.

지난달 도로를 주행 중이던 테슬라 차량 앞 유리에 떨어진 정체불명의 물체가 운석일 가능성이 제기됐다. 최근 호주 ABC뉴스 등 현지 언론은 호주 남부 외딴 고속도로에서 발생한 차 사고가 운석에 의한 세계 최초의 사례일 수 있다고 보도했다. 사건이 벌어진 것은 지난달 19일 밤으로 당시 수의사인 앤드류 멜빌-스미스 박사는 테슬라 모델 Y 차량을 몰고 포트 오거스트 고속도로를 달리던 중 충격적인 사고를 겪었다. 난데없이 차량 앞 유리에 쾅 하는 소리와 함께 무엇인가 떨어졌기 때문. 이 사고로 당시 자율주행 상태였던 차량은 순간 크게 흔들렸으나 다행히 추가 피해는 발생하지 않았다. 이에 대해 멜빌-스미스 박사는 “갑자기 정말 큰 폭발음이 들렸으며 잠시 정신을 잃었다”면서 “정신이 들었을 때 온몸이 유리 파편에 뒤덮였고 아내는 ‘차가 폭발했다’고 말했다”며 충격을 감추지 못했다. 이어 “차량은 여전히 자율주행 상태였으며 아무 일 없다는 듯 계속 내달렸다”고 덧붙였다. 이후 차량을 살펴본 멜빌-스미스 박사는 놀라운 사실을 알게 됐다. 앞 유리에 커다란 구멍과 함께 유리가 녹아 안쪽으로 휘어져 있고 만져보니 여전히 따뜻했기 때문이다. 특히 그는 자동차 유리가 약 1500°C에 녹는다는 사실을 알고 나서는 ‘범인’이 운석일 가능성에 주목해 전문가에게 연락했다. 조사에 나선 남호주 박물관 운석 전문가 키어런 미니 박사는 “처음에는 운석에 맞은 것 같다는 주장에 터무니없다고 생각했다”면서 “앞 유리에 떨어진 물체에 엄청난 열이 있었는데, 이러한 손상은 도로에서 튀어 오른 돌멩이가 아니라 엄청난 충격 에너지가 가해졌음을 시사한다”고 설명했다. 현재 남호주 박물관이 분석에 들어간 가운데, 전문가들은 실제로 운석의 영향이라면 이는 세계 최초로 운석이 자동차에 떨어진 사례라고 입을 모았다. 사실 확률적으로는 로또 당첨보다 어렵지만 운석이 지상에 떨어져 피해를 일으키는 사례는 간혹 보고되고 있다. 최근 사례로는 지난 6월 26일 미국 조지아주의 한 가정집에 굉음과 함께 운석이 떨어져 지붕에 골프공만 한 구멍이 생기고 바닥이 움푹 들어간 바 있다. 이후 전자현미경을 이용해 조사에 착수한 조지아 대학 연구팀은 이 운석이 석질운석인 ‘콘드라이트’(chondrite)로 약 45억 6000만년 전 것으로 결론 내렸다. 높은 가치 때문에 이른바 ‘우주의 로또’라고도 불리는 운석은 흔히 말하는 별똥별, 곧 유성체가 타다 남은 암석을 말한다. 지구상에 떨어지는 대부분의 운석은 지구에서 약 4억㎞ 떨어진 화성과 목성 사이에 있는 소행성대에서 온다. 운석은 보통 1년에 4만 톤씩 지구에 떨어지지만 대부분 바다로 향해 찾기가 어렵다.

지난달 도로를 주행 중이던 테슬라 차량 앞 유리에 떨어진 정체불명의 물체가 운석일 가능성이 제기됐다. 최근 호주 ABC뉴스 등 현지 언론은 호주 남부 외딴 고속도로에서 발생한 차 사고가 운석에 의한 세계 최초의 사례일 수 있다고 보도했다. 사건이 벌어진 것은 지난달 19일 밤으로 당시 수의사인 앤드류 멜빌-스미스 박사는 테슬라 모델 Y 차량을 몰고 포트 오거스트 고속도로를 달리던 중 충격적인 사고를 겪었다. 난데없이 차량 앞 유리에 쾅 하는 소리와 함께 무엇인가 떨어졌기 때문. 이 사고로 당시 자율주행 상태였던 차량은 순간 크게 흔들렸으나 다행히 추가 피해는 발생하지 않았다. 이에 대해 멜빌-스미스 박사는 “갑자기 정말 큰 폭발음이 들렸으며 잠시 정신을 잃었다”면서 “정신이 들었을 때 온몸이 유리 파편에 뒤덮였고 아내는 ‘차가 폭발했다’고 말했다”며 충격을 감추지 못했다. 이어 “차량은 여전히 자율주행 상태였으며 아무 일 없다는 듯 계속 내달렸다”고 덧붙였다. 이후 차량을 살펴본 멜빌-스미스 박사는 놀라운 사실을 알게 됐다. 앞 유리에 커다란 구멍과 함께 유리가 녹아 안쪽으로 휘어져 있고 만져보니 여전히 따뜻했기 때문이다. 특히 그는 자동차 유리가 약 1500°C에 녹는다는 사실을 알고 나서는 ‘범인’이 운석일 가능성에 주목해 전문가에게 연락했다. 조사에 나선 남호주 박물관 운석 전문가 키어런 미니 박사는 “처음에는 운석에 맞은 것 같다는 주장에 터무니없다고 생각했다”면서 “앞 유리에 떨어진 물체에 엄청난 열이 있었는데, 이러한 손상은 도로에서 튀어 오른 돌멩이가 아니라 엄청난 충격 에너지가 가해졌음을 시사한다”고 설명했다. 현재 남호주 박물관이 분석에 들어간 가운데, 전문가들은 실제로 운석의 영향이라면 이는 세계 최초로 운석이 자동차에 떨어진 사례라고 입을 모았다. 사실 확률적으로는 로또 당첨보다 어렵지만 운석이 지상에 떨어져 피해를 일으키는 사례는 간혹 보고되고 있다. 최근 사례로는 지난 6월 26일 미국 조지아주의 한 가정집에 굉음과 함께 운석이 떨어져 지붕에 골프공만 한 구멍이 생기고 바닥이 움푹 들어간 바 있다. 이후 전자현미경을 이용해 조사에 착수한 조지아 대학 연구팀은 이 운석이 석질운석인 ‘콘드라이트’(chondrite)로 약 45억 6000만년 전 것으로 결론 내렸다. 높은 가치 때문에 이른바 ‘우주의 로또’라고도 불리는 운석은 흔히 말하는 별똥별, 곧 유성체가 타다 남은 암석을 말한다. 지구상에 떨어지는 대부분의 운석은 지구에서 약 4억㎞ 떨어진 화성과 목성 사이에 있는 소행성대에서 온다. 운석은 보통 1년에 4만 톤씩 지구에 떨어지지만 대부분 바다로 향해 찾기가 어렵다.