우주의 신비

 

 

 

우주서 ‘신비의 초록빛’ 발광 포착, 정체는…

 

우주 한복판에서 오로라를 연상케 하는 신비로운 초록빛이 포착돼 눈길을 모으고 있다.

거대한 오로라 또는 초록색 거품을 닮은 이것은 방패자리 인근의 행성상성운(planetary nebulae)인 'IC 1295'다.

지구에서 3300광년 떨어진 곳에 있는 이 행성상성운은 칠레에 있는 유럽남방천문대(European Southern Observatory·ESO)에서 포착했으며, 오묘한 빛깔과 거대한 규모로 SF영화 속 한 장면을 연상케 한다.

 

이러한 행성상성운은 중심부의 수소 에너지를 모두 소진한 태양 크기의 별이 수 십 배, 수 백 배 크기로 팽창하면서 적색 거성이 된 뒤, 핵을 둘러싼 외곽층이 떨어져 나가면서 만들어지는 흰색 왜성이 변한 것이다.

별이 흰색 왜성으로 변하면 이와 동시에 별의 외곽층이 중력을 벗어나 우주공간으로 퍼지면서 밝게 빛나는 성운이 되는데, 이를 행성상성운이라 부른다. 망원경으로 보면 행성 모양과 비슷하다 해서 행성상성운이라는 이름이 붙었다.

초록빛으로 밝게 빛나는 것은 이온화된 가스며, 이 같은 '우주쇼'는 1만년 정도 지속되다 천천히 사라지는 것으로 알려져 있다.

이를 포착한 ESO의 관계자는 "겹겹의 층들로 둘러싸인 행성상성운은 매우 드물다."면서 "별에서 나온 가스로 이뤄진 이 '초록빛 버블'은 마치 층층이 쌓인 작은 미생물들로 이뤄진 세포를 보는 것 같다."고 설명했다.

 

 

‘외계 행성 탄생’ 최초 포착…미스터리 풀릴까?

세계 최초로 행성의 탄생을 포착했다는 주장이 제기돼 학계의 관심이 쏠리고 있다.

사이언스데일리 등 전문매체의 보도에 따르면 천문학자들은 거대한 행성의 탄생 모습을 최초로 포착했으며 이것이 학계에서 인정을 받을 경우 우리 행성의 역사를 연구하는데 큰 도움을 줄 것으로 기대하고 있다.

스위스 천문학 연구팀은 최근 유럽남방천문대(European Southern Observatory)의 초거대망원경을 이용해 지구에서 335광년 떨어져 있는 행성인 HD100546 주위를 관찰한 결과 이 같은 결과를 얻어냈다.

이 행성 주위에서는 여전히 가스와 먼지 등을 포함하고 있는 것으로 보아 생성된 지 얼마 되지 않은 매우 어린 ‘후보 행성’을 포착했다.

연구를 이끈 사스차 콴즈 박사는 “지금까지 모든 행성의 형성 과정은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서만 짐작했었다. 만약 이번 발견이 학계에서 공식적으로 인정받는다면 역사상 최초로 행성의 형성을 포착한 연구가 될 것”이라고 설명했다.

이어 “먼지와 가스가 감싸고 있는 행성을 담은 이번 사진을 통해 이들 에너지 물질과 이미 형성된 행성 사이의 상호작용을 확인할 수 있다.”고 덧붙였다.

이번 연구결과는 천체물리학 저널레터(Astrophysical Journal Letters) 최신호에 실렸다.

 

 

 

 

“내년 10월, 대형 혜성과 화성 충돌” 우주 대폭발 올까

 

생명체 존재 가능성이 높은 행성 중 하나인 화성이 오는 2014년 소행성과 충돌할 수 있다는 예측이 나와 학계의 관심이 쏠리고 있다.

미국항공우주국(이하 NASA) 제트 추진 연구소(Jet Propulsion Laboratory의 연구에 따르면 혜성 ‘C/2013 A1’은 오는 2014년 10월, 화성 표면에서 10만1400㎞ 떨어진 우주 상공을 아슬아슬하게 스쳐지나갈 것으로 보인다.

이 혜성의 궤도는 계속해서 변하고 있기 때문에, 전문가들은 이 혜성이 화성을 스치는 것이 아니라 강하게 충돌해 우주폭발이 야기될 수도 있다고 내다봤다.

미국 천문학자인 필 플레이트는 “만약 화성이 이 혜성과 충돌한다면 10억 메가톤 급 폭풍이 발생할 것이다. 이는 지구에서 테스트 한 가장 거대한 핵실험보다 무려 2500만 배 더 강한 파워”라고 설명했다.

우리 태양계 주변을 맴도는 소행성이나 혜성 등 거대한 우주 돌덩이들은 각기 다른 특성을 지녔다. 소행성과 달리 혜성의 경우는 단단한 얼음으로 가득 채워진 경우가 많다.

이 얼음은 물 대신 이산화탄소 또는 일산화탄소 등 기체가 혜성 중심부에서 언 것으로, 혜성이 태양 궤도 인근서 충돌할 경우 이들 물질은 고체에서 곧장 기체의 가스 상태라 바뀌어 분출된다.

전문가들은 이 혜성의 중심부 지름이 15~48㎞ 정도로 대형에 속하며, 만약 혜성과 화성이 충돌한다면 거대한 폭풍과 함께 이로 인한 분출물들이 화성 전체를 감싸고 우주 곳곳에 영향을 끼칠 수 있다고 예측하고 있다.

한편 C/2013 A1은 지난 1월 호주 뉴사우스웨일스의 사이딩스프링천문대에서 올 들어 처음으로 발견한 혜성이다.

 

 

 

 

45억5000년 된 ‘수성 운석’ 세계 최초 발견

 

해외 연구팀이 세계 최초로 수성에서 떨어진 운석의 존재를 확인했다고 밝혀 학계의 관심이 쏠리고 있다.

지난 19일(현지시간) 미국 텍사스에서 열린 제 44회 ‘달과 행성 과학 컨퍼런스’(The Lunar and planetary Science Conference)에서 공개된 이것은 지난 해 모로코에서 발견한 운석 샘플 32종 중 하나다.

달이나 화성 등에서 떨어진 운석 대부분이 짙은 회색 또는 검은색을 띠는 반면, 수성의 운석은 은은한 녹색을 띤다는 점이 특징이다.

미국 워싱턴대학교 우주과학과의 안소니 어빙 교수는 NWA 7325라 부르는 이 우주암석이 수성으로부터 왔으며, 생성 시기는 최소 45억 5000년 전으로 추측했다.

연구팀에 따르면, 이 운석은 수성으로부터 갑자기 분리되면서 수성의 역사를 담은 표면의 마그마를 고스란히 함유하고 있다.

또 수성 토양 성질과 유사하게 낮은 자기장과 철 성분 등이 포함돼 있으며, 연구팀은 이러한 성질을 수성의 운석으로 결정짓는 중요 근거로 보고 있다.

어빙 교수는 “수성에서 떨어진 NWA 7325는 지금까지 지구에서 발견한 운석과 상당부분 다른 성질을 가졌다.”면서 “화성이나 소행성 등에서 분리돼 지구로 떨어진 운석의 성질과 일치하는 부분이 거의 없어 높은 과학적 가치를 지닌다.”고 설명했다.

 

 

 

 

NASA “2019년, 그물로 소행성 잡겠다” 공식 발표

 

 

미국항공우주국(이하 NASA)가 그물을 이용해 소행성을 ‘포획’하겠다는 계획을 발표했다고 디스커버리뉴스 등 해외 언론이 7일 보도했다.　

NASA가 2019년 실행에 옮길 이 프로젝트는 로봇우주선을 이용해 소행성에 접근한 뒤, 이 우주선에 달린 거대한 그물망을 이용해 소행성을 포획한다는 계획을 담고 있다.

포획한 소행성의 회전 및 이동속도를 늦춘 뒤 달 가까이로 이동시켜 소행성 연구 뿐 아니라 우주 연구 특히 화성 탐사의 새로운 기지로 활용할 예정이다.

이번 프로젝트가 포획 가능한 소행성은 둘레 약 7.7m, 무게 약 500t 가량으로 비교적 작으며, 아직 정확한 타깃 소행성이 정해진 것은 아니다.

NASA 산하단체인 지구근접물체연구소(Near Earth Object program)의 도널드 예먼스 소장은 “무게 500t 가량의 소행성은 지구 근처에서 쉽게 찾을 수 있다. 적절한 시기에 포획할 수 있는 소행성을 물색중”이라고 밝혔다.

전문가들은 이 같은 프로젝트가 성공할 경우 소행성 연구 뿐 아니라 지구를 위협하는 소행성이나 우주 바위 등을 제거하는데 도움이 될 것으로 기대하고 있다.

한편 버락 오바마 미국 대통령은 2014년 회계예산 중 약 1억 달러를 이번 소행성 포획 프로젝트에 책정했다고 밝혔다.

 

 

 

 

 

외계생명체 존재 가능성 가장 높은 곳 ‘여기’

 

큐리오시티가 탐사중인 화성보다 목성의 위성인 유로파(Europa)가 훨씬 더 유력한 우주 내 거주가능지역으로 보인다는 전문가들의 의견이 나왔다.

1610년 발견된 유로파에는 얇은 두께의 얼음과 물 뿐 아니라 산소가 존재하는 것으로 알려져 있다.

최근 미국항공우주국(이하 NASA) 제트추진연구소(jet propulsion Laboratory) 측은 유로파가 척박한 사막으로 뒤덮인 화성보다 인류가 거주하기에 훨씬 적합하며 생명체가 존재할 가능성도 높은 것으로 보인다고 설명했다.

제트추진연구소 로버트 파파라르도 박사는 최근 열린 미국과학진흥협회(American Association for the Advancement of Science)연례 컨퍼런스에서 “유로파는 생명체가 살기에 가장 적합한 행성 중 하나” 라면서 “큐리오시티를 내세운 화성 탐사에 버금가는 새로운 탐사계획이 필요하다.”고 밝혔다.

이에 따라 NASA가 발표한 목성-유로파 탐사 프로젝트는 ‘유로파-클리퍼’(Europa-Clipper)라 부르며, 목성의 궤도에 우주선을 보내 유로파를 접근 관찰할 예정이다.

2021년 시작될 이 프로젝트의 예상 비용은 20억 달러 가량이며 존스홉킨스대학 물리학자들과 함께 진행할 예정인 것으로 알려졌다.

그러나 NASA는 지난 해 “더 이상 새로운 프로젝트를 진행할 예산이 없다.”고 밝힌 만큼, ‘유로파-클리퍼’ 프로젝트가 실제로 이행될 수 있을지는 아직 의문이다.

한편 3.5512일을 주기로 공전하는 유로파는 표면에 덮인 100㎞두께의 얼음 때문에 흰색으로 보이며, 그 아래에는 암석이 채워져 있는 것으로 추정된다.

얼음으로 덮여있기 때문에 깊은 계곡이나 화산이 터진 자국 등은 확인되지 않으며, 여러 차례의 관찰을 통해 지표면 아래에 액체상태의 물이 존재한다는 사실이 밝혀진 바 있다.

 

 

 

 

이게 우주야? 빅뱅 후 38만년 지난 우주보니

유럽우주국이 작성한 빅뱅 이후 38만년이 지난 시점의 초정밀 우주배경복사 지도가 21일 공개됐다. 천문학자들은 이 지도를 분석한 결과 우주의 나이가 지금까지 알려진 것보다 약 8000만년 더 많으며 물질 분포가 균일하지 않다고 뉴욕타임스 등 외신이 보도했다.

유럽우주국의 플랑크 우주망원경이 우주 전체를 관측해 만든 이 지도는 빅뱅 이후 우주의 나이가 38만 살이었을 때의 우주 열 지도이다. 우주배경복사의 미세한 온도 변화를 보여주며 지도상의 얼룩덜룩한 반점들은 훗날 별과 은하를 만든 물질의 씨앗이다. 우주배경복사는 마치 배경처럼 우주 공간의 모든 방향에서 같은 강도로 들어오는 전파로 우주 탄생 초기 빛의 흔적을 담고 있다.

이 당시 우주의 온도는 약 2700℃로 상호 작용하는 양자와 전자, 광양자가 가득차 있는 상태였다. 양자와 전자가 결합해 수소원자를 만들면서 빛이 나오기 시작했다. 우주가 팽창하면서 열이 식어 오늘날 이 빛은 절대온도 2.7K에 상당하는 파장인 우주배경복사로 남았다.

 

유럽우주국이 21일 공개한 빅뱅(대폭발) 이후 약 38만년이 지난 시점의 우주배경복사지도. 우주 팽창 속도인 허블 상수가 수정되면서 우주의 나이가 기존보다 약 8000만년 많은 138억년으로 추정됐다. 빅뱅이론의 타당성과 정확성을 높이는 자료로 평가된다. AP연합뉴스관측 작업을 진행한 과학자들은 이 지도가 우주의 기원과 진화에 관한 빅뱅 모델을 검증하고 정확성을 높이는 데 크게 기여할 것이라고 밝혔다.

마크 카미온코우스키 미국 존스홉킨스 대학의 천문학 교수는 나사가 주최한 원격 기자회견에서 플랑크 망원경이 작성한 지도가 "천문학에서의 인간 게놈 프로젝트"라며 "현재 우주가 자라난 씨앗을 보여준다"고 말했다.

유럽우주국은 성명에서 "플랑크 망원경의 초정밀 우주배경복사지도는 우주 탄생 초기의 순간을 보여주며 우리가 우주에 관해 알고 있는 것들이 결코 완벽하지 않음을 드러냈다"고 밝혔다.

연구진은 자료를 분석해 우주를 팽창시키는 것으로 알려진 '암흑 에너지'와 은하계들을 서로 끌어당기고 있는 '암흑 물질'의 존재를 확인할 수 있다고 전했다. 연구진은 암흑 에너지가 우주 공간에서 차지하는 비율이 알려진 것보다 적은 68.3%이고 원자와 같은 일반 물질은 4.9%, 암흑 물질은 예상보다 많은 27%라고 밝혔다.

천문학자들이 가장 놀랍게 받아들이는 것은 우주의 팽창 속도가 이전 측정 결과보다 더 느리다는 사실이다. 이는 기존 허블상수 측정치를 바꿔야함을 의미한다. 현대 우주론의 핵심적인 물리량인 허블상수는 우주의 팽창률을 나타내는 것으로, 그 역수는 우주의 나이에 비례한다. 허블상수만 정확하게 구할 수 있다면 우주의 나이를 알 수 있다.

유럽우주국이 21일 공개한 자료는 우주배경복사를 관찰하는 우주망원경의 기술발전을 한눈에 보여준다. 1989년 발사된 서방세계 최초의 우주배경복사 관측 망원경인 COBE(좌측)부터 2001년 발사된 '윌킨슨 초단파 비등방성 탐사선(WMAP)', 2009년 유럽우주국과 미항공우주국의 협력으로 진행된 플랑크의 우주배경복사 관측 영상을 비교하면 정확도가 크게 향상됐음을 알 수 있다. AP연합뉴스플랑크 망원경의 관측에 따른 허블상수는 67㎞/s/Mpc로 지상에서 WMAP 자료를 통해 측정한 69㎞/s/Mpc와 차이가 있다. 연구진은 새로 측정된 허블상수를 근거로 현재 우주의 나이를 기존 추정치보다 8000만년 더 많은 138억년으로 유추했다.

연구에 참여한 마틴 화이트 UC버클리대 교수는 이 차이가 "상당히 놀랍다"며 "우주 팽창을 가속시키는 암흑 에너지가 천문학자의 생각보다 더 복잡한 것임을 의미한다"고 말했다.

또 하나 주목할만한 사실은 우주의 물질 분포가 균일하지 않고 멍울이 진 상태로 지구 북반구에서 보이는 우주의 절반에서 차갑고 뜨거운 반점들이 더 많이 관측됐다는 점이다. 플랑크 우주망원경 이전 우주배경복사를 관측했던 나사의 우주망원경 WMAP에서도 이런 패턴이 관찰됐지만 당시에는 분석 오류나 은하수에 의한 오염에 따른 것이라는 주장이 제기되며 논쟁을 부르기도 했다.

천문학자들은 우주의 불균일성이 우주 생성 초기부터 존재했으며 은하를 물질 분포의 아주 작은 불균일성에서 시작된 진화과정의 산물로 간주하고 있다. 빅뱅이론은 우주 공간에 밀도 차이가 있으며 밀도가 높은 지역은 중력으로 물질을 끌어당겨서 밀도가 더욱 높아지고, 그 과정이 반복되면서 은하를 포함한 오늘날 우주의 구조가 형성되었을 것으로 보고 있다. 이번 지도는 이같은 이론을 뒷받침한다.

이는 또한 빅뱅 이론의 핵심이라 할 팽창의 존재를 강력하게 지지하고 있다. 빅뱅 이론은 원자보다 작은 크기의 우주가 수천조분의 1초라는 극히 짧은 순간에 100×1조×1조배로 확대됐다고 보고 있다. 이러한 확장 과정에서 생긴 양자의 파동이 은하들로 발전해가는 비균질적인 얼룩 같은 흔적들을 남겼다. 연구진들은 우주 전체에 보이는 이같은 비균질적인 우주배경복사가 팽창의 존재를 증명하고 있다고 보고 있다.

지난 2009년 발사된 플랑크 망원경은 15개월 반에 걸쳐 우주에 희미하게 퍼져있는 전자기파를 관측했다. 절대영도가 아닌 이상 모든 물질은 자신이 가진 열에너지를 전자기파의 형태로 방출한다. 미국 벨연구소 연구진이었던 아노 펜지어스와 로버트 윌슨은 1964년 우주배경복사로 불리는 4080㎒대의 초단파가 우주의 모든 방향에서 들어오고 있음을 밝혀냈다. 이 초단파의 파장은 7㎝ 정도이고, 온도는 약 2.7K으로 섭씨온도로는 약 -270℃이다.

빅뱅 이후 38만년이 지난 즈음 우주가 팽창함에 따라 온도가 약 3000K로 낮아지자 빛의 진행을 막고 있던 전자가 양자에 붙으면서 수소 원자가 형성되었다. 이때서야 빛이 빠져나와 우주 공간에 퍼져 나가기 시작했을 것으로 추정된다.

폭발 당시 뜨겁던 우주가 팽창하면서 열에너지가 우주 공간에 퍼져 나갔고 그 결과 우주 공간의 온도는 점점 떨어졌다. 이때문에 현재 우주 공간은 온도가 3K인 물체에서 나오는 파와 같은 전파로 가득 차 있는 상태가 됐다. 초단파를 이용한 무선통신에서 잡음이 들리는 한 원인이기도 하다.

37만년 전의 초단파는 현재 광학 및 전파 망원경의 기술수준으로 관측할 수 있는 한계선이다. 그럼에도 여기에는 빅뱅 직후 1조분의 1초라는 찰나의 순간에 형성된 패턴들이 담겨있어 우주 초기의 모습을 추정할 수 있는 자료가 된다.

 

 

아폴로11호 엔진 바다서 찾았다… 대서양 뒤져 44년만에 인양

미국 로켓 아폴로11호의 엔진을 아마존 창업자 제프 베조스가 바닷속에서 꺼내 올렸다고 매셔블닷컴이 20일(현지시간) 보도했다.

베조스는 자신의 블로그(bezosexpeditions.com)에 인류 역사상 처음이자 유일하게 달까지 인류를 보낸 로켓 아폴로11호의 추진체 엔진 2기를 44년 만에 꺼내 올렸다고 이날 밝혔다. 지난해부터 자신의 돈을 쏟아부어가며 아폴로11호 엔진을 찾아온 베조스는 "신비한 바닷속 세계를 찾아냈다"며 "믿을 수 없는 조각품인 이 뒤틀린 추진체 엔진 2기는, 아폴로 계획이라는 약속에 복무했던 것으로 그 불꽃이 찬란하고 거친 종말의 이야기를 우리에게 들려준다"고 밝혔다.

 

이 엔진은 1969년 아폴로11호 발사 직후 68만㎏의 로켓 본체와 달착륙선, 우주비행사 등을 쏘아 올리는 임무를 수행한 뒤 분리돼 추진체와 함께 대서양으로 떨어졌다. 미 항공우주국(NASA)은 바닷속 4㎞ 아래로 잠긴 이 엔진을 찾지 않았다.

베조스는 무인탐사기를 동원한 탐사팀을 만들어 대서양 바닷속을 샅샅이 뒤졌다. "엔진이 발견된 지점은 마치 차원이 다른 세계 혹은 우주의 한 지점인 듯 중력이 느껴지지 않았고 검은 지평선이 끝없이 펼쳐진 곳이었다"고 그는 전했다.

바닷속에서 엔진을 끌어올린 탐사팀이 세월의 더께를 씻어내자 엔진은 우주를 향해 힘차게 날아오르던 그날의 위용을 드러냈다. 베조스는 NASA와 협력, 엔진을 복원해 공개할 예정이라고 밝혔다.

하지만 NASA는 이 엔진이 미 정부의 재산이라고 주장하고 있어 논란이 될 전망이다.

 

 

우주의 희귀 현상 ‘빛 메아리’

'빛 메아리'(light echo)로 불리는 우주의 희귀 현상이 공개돼 눈길을 끈다.

17일(현지시간) 미국 항공우주국(NASA)이 '오늘의 천문 사진'(APOD)으로 소개한 이 사진은 지난 2002년 허블 우주망원경이 지구로부터 약 2만광년 떨어진 외뿔소자리에 있는 'V838 Mon'이란 항성을 1년간 관측한 것이다.

↑ 빛 메아리 현상

 

이 항성은 알 수 없는 이유로 외부층이 갑자기 팽창해 폭발했다. 이 때문에 잠시 우리 은하 전체에서 가장 밝은 별이 됐다가 사라지고 말았다.
천문학자들에 따르면 이전에 이와 같은 별빛의 섬광은 관측된 적이 없다.
어두웠던 항성이 폭발할 때 엄청난 빛을 내뿜는 현상인 초신성은 물질을 우주 밖으로 방출한다.
즉 사진 속 섬광 역시 초신성 폭발의 한 유형이긴 하지만 관측된 이미지는 이미 외부로 방출된 복잡한 고리 형태의 성간 먼지에 의해 반사된 것이다.
한편 이 빛의 메아리는 지름이 약 6광년이다.

 

알래스카의 북극광

 

미국 알래스카 케나이의 하늘에 17일(현지시간) 북극광의 장관이 펼쳐지자 자동차를 몰고가던 사람이 도로에 정차한 채 우주쇼를 관람하고 있다.