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지구촌 얘기들 !

+ 한 점 티끌 지구…'천문학은 사람을 겸손하게 만든다' / '우주의 신비 6選'

 

 

 

[이광식의 천문학+]

한 점 티끌 지구… “천문학은 사람을 겸손하게 만든다”


입력 : 2018.12.19 09:45



▲ 1990년 밸런타인 데이에 60억km 떨어진 명왕성 궤도에서 보이저 1호가 찍은 지구 사진.

저 ‘한 점 티끌’이 70억 인류가 ​사는 지구다. ​인류가 우주 속에서 얼마나 외로운 존재인가를 말해준다.

(출처=NASA)


강력한 ‘조망효과'(Overview Effect)


2013년, 인간이 만든 피조물로는 최초로 태양계를 벗어나 성간공간으로 진입한 보이저 1호를 따라 지난주에는 보이저 2호가 두번째로 태양계를 떠나 성간우주로 진출했다. 이들 인류의 두 우주 척후병은 한국어를 비롯한 55개 언어로 된 지구 행성인의 인사말과 사진 110여 장 등이 담긴 골든 레코드를 지니고 있다.


보이저 1호가 출발한 지 13년 만인 1990년 2월 14일, 지구로부터 60억㎞ 떨어진 명왕성 궤도 부근을 지날 때 뜻하지 않은 명령을 전달받았다. 카메라를 지구 쪽으로 돌려 지구를 비롯한 태양계 가족사진을 찍으라는 명령이었다. 이 아이디어를 처음 낸 사람은 천문학 동네의 아이디어 맨이자 '코스모스'의 저자인 칼 세이건이었다.


그러나 반대가 만만찮았다. 그것이 인류의 의식을 약간 바꿀 수 있을지는 모르지만, 과학적으로는 별로 의미가 없다는 게 그 이유였다. 게다가 망원경을 지구 쪽으로 돌리면 자칫 태양빛이 카메라 망원렌즈로 바로 들어가 고장을 일으킬 위험이 크다. 이는 끓는 물에 손을 집어넣는 거나 다름없는 위험한 행위라고 미 항공우주국(NASA) 과학자들은 생각했다.


이런 상황인지라 칼 세이건도 아쉽지만 한 발 뒤로 물러설 수밖에 없었는데, 마침 새로 부임한 우주인 출신 리처드 트룰리 신임 국장이 결단을 내렸다. “좋아, 그 멀리서 지구를 한번 찍어보자!”


트룰리는 우주의 조망이 인간의 의식에 얼마나 강한 영향을 미치는가를 몸소 체험한 우주인 출신이기에 이런 결정을 내릴 수 있었던 것이다. 그날 태양계 바깥으로 향하던 보이저 1호가 지구-태양 간 거리의 40배(40AU)나 되는 60억㎞ 떨어진 곳에서 카메라를 돌려서 찍은 지구의 모습은 그야말로 광막한 허공중에 떠 있는 한 점 티끌이었다. 그 한 티끌 위에서 70억 인류가 오늘도 아웅다웅하며 살아가고 있는 것이다.


이때 보이저 1호가 찍은 것은 지구뿐이 아니었다. 해왕성과 천왕성, 토성, 목성, 금성 들도 같이 찍었다. 이 모든 태양계 행성들도 우주 속에서는 역시 먼지 한 톨이었다. 지구 주변의 붉은 빛띠는 행성들이 지나는 길인 황도대에 뿌려진 먼지들이 태양빛을 받아 만들어내는 빛깔이다.


칼 세이건은 이 ‘한 점 티끌’을 ‘창백한 푸른 점'(Pale Blue Dot)으로 명명하고 “여기 있다! 여기가 우리의 고향이다”라고 시작되는 감동적인 소감을 남겼는데, 그 중에 “천문학은 흔히 사람에게 겸손을 가르치고 인격형성을 돕는 과학”이라는 대목이 나온다.


이제껏 찍은 모든 천체 사진 중 가장 철학적인 천체사진으로 꼽히는 이 ‘창백한 푸른 점’을 보면 인류가 우주 속에서 얼마나 외로운 존재인가를 느끼게 되며, 지구가, 인간이 우주 속에서 얼마나 작디작은 존재인가를 절감하게 된다. 이러한 우주를 보고 받는 충격을 ‘조망효과'(Overview Effect)라 한다.



▲ 보이저 1호가 지구를 찍을 때 함께 찍은 태양계 가족사진. 60장의 사진으로 겨우 다 담았다.

빗살 중앙은 태양, 사진의 글자가 각 행성 위치이고, 수성은 태양에 너무 가까워 들어가지 못했고,

화성은 운 나쁘게 렌즈 빛 얼룩에 묻혀버렸다. (출처=NASA)


천문학으로 ‘혁신도시’ 만들다


이 같은 조망효과는 우리 주변에서도 더러 볼 수 있다. 얼마 전 한 별지기 친구가 들려준 이야기가 바로 그러한 사례의 하나가 될 것 같다. 별지기 친구는 어느 날 동네의 학교 운동장에 천체망원경을 새팅하고 목성 관측을 시작했다. 대략 밤의 학교 운동장은 빛공해가 비교적 적어 별지기들이 즐겨 찾는 장소의 하나다.


그날은 유난히 밤하늘이 투명하고 목성 관측하기가 좋은 시기인지라 한창 관측을 하고 있는데 저 멀리 어둠 속에서 사람들의 소리가 들려왔다. 이윽고 신발 끄는 소리와 침 뱉는 소리를 내면서 서너 명의 청소년들이 주위를 에워싸고는 “대체 뭐하는 거야?” “망원경 보는 거 같은데...” 하면서 저희끼리 말하며 서성거리는 거였다.


이런 상황이면 웬만한 사람이라면 긴장되게 마련인데, 그 별지기는 현명한 친구였다. “야, 오늘밤 정말 목성이 예쁘게 보이네. 대적점도 뚜렷하군. 저거 봐. 4대 위성이 나란히 다 보이는구만.” 그러고는 아이들에게 말을 건넸다. “얘들아, 너희도 망원경으로 목성 한번 볼래?”


망원경으로 천체를 보여주겠다는데 거절하는 사람을 나는 아직껏 본 적이 없다. 아이들이 줄레줄레 다가와 망원경 접안 렌즈에 눈을 갖다대고 들여다본다. 그런 와중에도 별지기는 열심히 목성에 대해 설명한다. “저 목성 말야, 태양계 행성 중에서 가장 큰 놈인데, 지름이 우리 지구의 무려 열 배나 된단다. 몸통에 붉은 점 보이지? 대로 대적점이라는 건데, 목성의 푹풍이야. 지구 몇 개는 너끈히 들어가는 크기란다. 그리구 그 옆으로 나란히 늘어서 있는 작은 별들 보이지? 그게 사실은 별이 아니고 목성의 달들이란다. 갈릴레오가 발견했다고 해서 갈릴레오 위성이라 불리지.”


아이들은 별지기의 설명을 들으며 한 순배 관측을 끝냈다. 그 다음 변화가 놀라웠다. 신발 끌며 침 틱틱 뱉던 아이들이 하나같이 머리를 깊숙이 숙이며 “잘 봤습니다” 하고 인사한 후 가더라는 것이다. “천문학은 사람을 겸손하게 만든다”는 칼 세이건의 말이 생각나는 순간이었다고 별지기는 전해주었다.


이보다 클래스가 다른 조망효과가 또 있다. 남미 콜롬비아의 메데인 시의 일인데, 아시다시피 남미는 마약과 갱단, 폭력이 난무하는 곳이라, 메데인 시 역시 그런 문제점을 많이 지닌 도시였다.


시장이 범죄로 물든 도시의 분위기를 혁신하기 위해 4가지 테마로 의욕적인 프로젝터를 추진했다. 4가지 테마는 곧, 음악, 미술, 스포츠, 천문학이었다. 시장은 특히 천문학 테마에 심혈을 기울여 시민 천문대와 천체투영관(플라네타리움)을 건립하고, 시민 누구나 언제든 천문대에 와서 천체관측과 천체투영관 감상을 하게 오픈했다.



▲ 지구돋이. NASA의 아폴로 8호 우주인이 1968년 12월 24일, 달 궤도에서 달의 지평선 위로 떠오르는

지구를 찍었다. ‘지구돋이’​라는 이름을 얻은 이 사진은 인류에게 가장 극적인 조망효과를 주었다.

(출처=NASA)


그 결과는 놀라웠다. 대표적인 예로, 어느 날 그 도시의 10대 청소년 갱 보스가 부하 수십 명을 거느리고 천문대를 찾아 천체투영관도 감상하고 천체관측도 한 후 이렇게 말했다고 한다. “우주가 이렇게 넓은데 우린 그 동안 너무 좁쌀같이 살았어. 골목 하나를 뺏기 위해 피나게 싸웠다. 우리는 다시 학교로 돌아가 공부해야 한다.” 그러고는 중퇴한 학교로 돌아갔다고 한다.


메데인 시는 천문학을 포함한 4가지 프로젝트로 도시 분위기를 일신하여 2013년 <월 스트리트 저널>에 의해 ‘세계의 혁신도시’로 선정되었다.


이처럼 천문학은 힘이 세다. 천문학은 사람의 인성과 정신에 큰 영향을 끼치는 과학이자 철학이다. 천문학처럼 사람들에게 정서와 의식 양면으로 강력한 영향을 끼치는 도구는 달리 없을 것이다. 어른들은 아이들에게 우주를 되도록 많이 보여주는 데 투자해야 하며, 우리나라 지방자치단체들도 이쪽으로 눈을 돌릴 필요가 있을 것 같다.



[출처: 서울신문 나우뉴스] 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com 

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20181219601003§ion=&type=daily&page=

 

 

 

찬드라 엑스선 망원경이 포착한 '우주의 신비 6選'


송고시간 | 2018-12-19 08:46


스미스소니언 관측소, 엑스선 이미지에 광학·전파 이미지 합성


[NASA/찬드라엑스선센터/스미스소니언 천체물리학 관측소 제공]


[NASA/찬드라엑스선센터/스미스소니언 천체물리학 관측소 제공]


(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 우주의 대표적인 엑스선 관측 위성인 '찬드라 엑스선 망원경(Chandra X-ray Observatory)'을 운영해온 스미스소니언 천체물리 관측소(SAO)가 18일 엑스선으로 포착한 우주의 경이로운 이미지 여섯 장면을 골라 공개했다.


초신성 폭발 잔해에서 은하단 충돌에 이르는 다양한 천체 현상을 찬드라 망원경이 찍은 엑스선 이미지에다 허블 우주망원경과 전파망원경 등 다른 망원경의 광학·전파 관측 자료를 덧씌워 만든 것이다.


찬드라 엑스선 망원경은 미국항공우주국(NASA) 마셜우주비행센터가 관장하고, 과학임무 수행과 비행 등은 매사추세츠주 케임브리지에 있는 SAO가 담당하고 있다.


◇ E0102-72.3


 

[NASA/찬드라엑스선센터/스미스소니언 천체물리학 관측소 제공]


[NASA/찬드라엑스선센터/스미스소니언 천체물리학 관측소 제공]


= 우리 은하에 바로 붙어있는 소마젤란은하에서 대형 별이 항성 진화의 마지막 단계에 이르러 초신성으로 폭발한 뒤 남은 잔해 이미지다. 찬드라 망원경으로 관측된 청색과 보라색 부분은 우주 산소의 대부분이 대형 별에서 합성되는 것이라는 점을 확인시켜 줬다. E0102-72.3 고리가 보여 준 산소 양은 수천개의 항성계에 충분한 양이라고 한다.


적색과 녹색 부분은 허블우주망원경과 칠레에 있는 VLT(Very Large Telescope) 광학 이미지 자료.


◇아벨(Abell) 370


 

[NASA/찬드라엑스선센터/스미스소니언 천체물리학 관측소 제공]


[NASA/찬드라엑스선센터/스미스소니언 천체물리학 관측소 제공]


= 지구에서 약 40억광년 떨어진 곳에 있는 수백개의 은하로 구성된 은하단 아벨 370. 은하단은 우주에서 중력에 의해 함께 묶여있는 가장 큰 천체라고 할 수 있다. 개별 은하에 더해 수백만도에 달하는 방대한 가스를 갖고있어 엑스선을 방출한다. 암흑물질이 중력 작용을 하지만 어떤 빛도 내지 않는다.


찬드라 엑스선 망원경이 포착한 뜨거운 가스(옅은 청색)에다 허블의 광학자료(적색, 녹색, 청색)를 합성했다.


◇ 메시에 8(M8)


 

[NASA/찬드라엑스선센터/스미스소니언 천체물리학 관측소 제공]


[NASA/찬드라엑스선센터/스미스소니언 천체물리학 관측소 제공]


= 석호성운(Lagoon Nebula) 또는 NGC 6523으로 알려진 메시에8은 별이 생성되는 거대한 가스·먼지 구름이다. 지구에서 약 4천 광년 떨어진 곳에 있으며, 천문학자들에게 젊은 별을 연구할 훌륭한 기회를 제공하고 있다.


많은 어린별이 엑스선을 포함한 엄청난 양의 고에너지를 발산해 찬드라 망원경에 분홍색으로 포착됐다. 청색과 흰색은 애리조나주 레먼산에 있는 스카이센터에서 찍은 광학이미지.


◇ 오리온 성운


 

[NASA/찬드라엑스선센터/스미스소니언 천체물리학 관측소 제공]


[NASA/찬드라엑스선센터/스미스소니언 천체물리학 관측소 제공]


= 오리온자리의 허리 부분 별 3개 중 가운데 별 바로 아래가 오리온 성운이 있는 곳이다. 망원경이 있어야 관측이 가능하며, 찬드라 망원경 이미지에서는 에너지가 넘치는 젊은 별들이 밝은 청색으로 포착됐다. 보라색은 미국국립과학재단(NSF)의 전파망원경 배열인 장기선간섭계(Very Large Array)를 통해 관측된 전파 이미지다.


◇ 메시에 33(M33)


 

[NASA/찬드라엑스선센터/스미스소니언 천체물리학 관측소 제공]


[NASA/찬드라엑스선센터/스미스소니언 천체물리학 관측소 제공]


= 삼각형자리은하(Triangulum Galaxy)로도 알려져 있는 메시에 33은 약 300만 광년 떨어진 곳에 위치해 있는 나선 은하다. 우리 은하와 안드로메다 은하가 포함된 국부은하군(Local Group)에 속해 있다. 찬드라망원경 이미지(분홍색)는 중성자별과 짝별로부터 물질을 빨아들이는 블랙홀, 초신성 잔해물 등 다양한 천체를 포착하고 있다. 하와이 마우나 케아 천문대의 스바루 망원경으로 잡은 광학이미지(적색·녹색·청색)는 우리 은하와 여러모로 비슷한 모습을 보여주고 있다.


◇ 아벨 2744


 

[NASA/찬드라엑스선센터/스미스소니언 천체물리학 관측소 제공]


[NASA/찬드라엑스선센터/스미스소니언 천체물리학 관측소 제공]


= 지구에서 약 35억 광년 떨어진 곳에서 4개의 은하단이 충돌한 이후 상황을 합성한 이미지다. 공식적인 명칭은 아벨 2744이지만 내부에서 관측된 서로 다른 구조로 인해 '판도라 은하단'으로 불리기도 한다.


청색부분은 찬드라 엑스선 망원경으로 포착한 뜨거운 가스. 스바루망원경과 VLT 광학이미지(적색, 녹색, 청색), NSF 칼 얀스키 VLA의 전파 자료(적색)를 합성한 것이다.


<저작권자(c) 연합뉴스> eomns@yna.co.kr 2018/12/19 08:46 송고

https://www.yna.co.kr/view/AKR20181218140700009

 

 

 

 

젊은별이 먼지·가스 구름 뒤에 숨겨온 '몸만들기'

비밀 밝혀져


송고시간 | 2018-12-19 14:44


화살자리 '가이아 17bpi' 관측…주변 원반 물질 뺏는 과정 확인


 

젊은별이 폭발적으로 질량을 증가하는 과정 상상도


젊은별이 폭발적으로 질량을 증가하는 과정 상상도

젊은 별이 주변의 가스·먼지 원반에서 물질과 뜨거운 가스를 가볍게 빨아들이다가(상단)

물질 흡수가 본격화하면서 원반 안쪽이 별 쪽으로 더 접근하고(중간) 원반 안쪽이 완전히

흡수되면서 질량이 폭발적으로 증가하게 된다. [Caltech/T.파일 제공]


(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 태어난 지 수백만년 밖에 안 된 젊은 별이 자신을 휘감고 도는 먼지와 가스 원반에서 물질을 뺐으며 몸집을 폭발적으로 늘리는 과정이 상세히 포착됐다.


캘리포니아공대(Caltech) 천문학과 린 힐렌브랜드 교수가 이끄는 연구팀은 국제학술지 '천체물리학 저널(The Astrophysical Journal)' 최신호에서 두꺼운 먼지와 가스 구름 뒤에서 좀처럼 실체를 드러내지 않아 온 젊은 별의 질량 확대 과정을 확인했다고 밝혔다.


연구팀이 확인한 별은 화살자리에 있는 '가이아 17bpi'. 우리 은하 천체의 위치를 지속적으로 측정해온 유럽우주국(ESA)의 가이아 위성 관측 자료에서 별 빛이 계속 강해지는 것으로 나타난 것이 단서가 됐다.


연구팀은 미국항공우주국(NASA)의 소행성 사냥꾼인 '네오와이즈(NEOWISE)' 위성도 우연히 가이아 위성의 관측 시간대뿐만 아니라 1년 반 전에도 이 별을 관측했다는 사실을 확인했다. 네오와이즈는 지구근접 천체를 광역 적외선 망원경으로 감시하는 것이 주요 임무라 6개월마다 하늘을 훑으며 은하와 별의 이미지를 배경으로 담는데 여기에 포착된 것이다.


이와함께 NASA의 적외선 우주 망원경 '스피처(Spitzer)'도 가이아 17bpi의 별빛이 세지기 시작할 무렵인 2014년에 우연히 이 별을 관측했다.


 

스피처 망원경이 포착한 화살자리의 가이아 17bpi(중앙)


스피처 망원경이 포착한 화살자리의 가이아 17bpi(중앙)

[NASA/JPL-Caltech/M.쿤 제공]


가이아 17bpi처럼 젊은 별은 두꺼운 먼지와 가스 구름에 가려져 있어 관측 자체가 어렵다. 지금까지 이런 별이 25개만 발견되고 그나마 질량 확대가 관측된 별이 절반 밖에 안 되는 것도 그런 이유에서다.


젊은 별의 진화를 둘러싼 오랜 의문 중의 하나가 주변의 먼지·가스 원반에서 물질을 얻는 속도가 느린 것으로 관측돼 이것만으로는 별의 큰 질량을 설명하는데 부족하다는 것이었다. 이론상 별이 주변의 먼지·가스 원반에서 물질을 가져오는 것이 총 100년에 걸쳐 10~20차례 반복될 것으로 추정됐지만 관측이 되지 않아 자료가 제한된 상태였다.


이런 상황에서 연구팀이 가이아 위성의 관측자료뿐만 아니라 네오와이즈와 스피처의 적외선 자료까지 확보한 것은 금맥을 잡은 것과 마찬가지였다.


연구팀은 이를 통해 별이 태양에서 지구 거리(1AU·약 1억4천900만㎞)만큼 떨어진 먼지·가스 원반의 중간에서 물질을 뺏어오는 과정을 밝혀냈다. 원반 중간 부분에 물질이 쌓여 밀도가 높아지면서 불안정해지고 이 물질들이 별로 흡수되면서 급격한 질량 증가가 이뤄졌다는 것이다.


원반에 물질이 쌓이면서 열이 나 네오와이즈와 스피처의 적외선 망원경에 포착되고, 이 물질이 별로 빨려들면서 더 많은 열을 내 가시광으로도 나타남으로써 가이아 위성도 관측하게 됐다.


힐렌브랜드 교수는 "젊은별이 원반에서 물질을 가져오는 것은 별의 형성 과정을 이해하는 데 극도로 중요했지만, 관측이 어려워 거의 신화처럼 돼 있었던 것"이라면서 "그 과정을 적외선과 가시광으로 모두 관측한 것은 이번이 사실상 처음이며, 이 자료를 통해 원반의 물질이 별로 빨려들어가는 과정을 규명할 수 있게 됐다"고 강조했다.



<저작권자(c) 연합뉴스> eomns@yna.co.kr 2018/12/19 14:44 송고

https://www.yna.co.kr/view/AKR20181219075200009?section=news