+ 안드로메다 은하를 이용해 숨어 있는 원시 블랙홀 찾는다? / 화성에서 '누구있나요?'…

 

 

 

안드로메다 은하를 이용해 숨어 있는 원시 블랙홀 찾는다?

 

입력 : 2021.01.13

 

 

 

▲ 지구와 안드로메다 은하 사이에 있는 원시 블랙홀을 검출하는 방법

 

몇 년 전 작고한 천재 물리학자 스티븐 호킹의 주요 이론 중 하나는 빅뱅과 함께 생성된 원시블랙홀(primordial black hole, PBHs)에 관한 것이다. 초기 우주에서 밀도가 높은 부분이 직접 수축해서 블랙홀이 생길 수 있다는 이론은 젤도비치와 노비코프가 1966년 먼저 주장했지만, 1971년 스티븐 호킹은 좀 더 구체적인 이론적 예측을 발표했다. 호킹의 이론에 따르면 빅뱅 직후 0.01mg에서 태양 질량의 수천 배에 달하는 원시 블랙홀이 생성될 수 있다.

 

일부 과학자들은 이 원시 블랙홀이 물질 질량의 80%를 차지하는 암흑 물질의 정체일지도 생각하고 있다. 원시 블랙홀은 대부분 작은 크기로 추정되지만, 그 숫자가 매우 많을 수 있기 때문이다. 따라서 그 존재를 증명하는 것은 단순히 호킹의 이론이 옳은지를 검증하는 것이 아니라 천체 물리학의 한 획을 긋는 중요한 발견이 될 수 있다.

 

하지만 질량이 작은 원시 블랙홀이 실제로 존재한다고 해도 그 존재를 입증하기가 매우 어렵다. 사실 블랙홀은 빛까지 흡수하는 천체이기 때문에 흡수하는 물질이 없거나 중력을 행사하는 다른 천체가 없다면 거의 관측이 불가능하다. 그런데 원시 블랙홀은 혼자 존재하는 매우 작은 블랙홀이라 흡수하는 물질도 없고 동반성도 없다. 따라서 호킹이 이론적으로 예측한 원시 블랙홀은 그가 죽는 날까지 발견할 수 없었다. 그래도 그가 제시한 이론에는 문제가 없기 때문에 과학자들은 가능성을 믿고 계속 방법을 찾는 중이다.

 

노르웨이의 카블리 우주물리·수학연구소 과학자들은 원시 블랙홀을 검출할 수 있는 새로운 방법을 제시했다. 연구팀은 하와이에 설치된 8.2m 구경 스바루 망원경의 하이퍼 슈프림-캠(Hyper Suprime-Cam, 이하 HSC) 카메라의 능력에 주목했다.

 

HSC는 8억7000만 화소의 고성능 천체 관측용 카메라로 몇 분에 한 번씩 안드로메다 은하 전체를 관측할 수 있을 만큼 뛰어난 성능을 지니고 있다. 그런데 만약 지구와 안드로메다 은하 사이에 원시 블랙홀이 끼어든다면 블랙홀의 중력에 의해 빛이 휘면서 중력렌즈 효과가 발생한다. 이를 포착하면 매우 작은 질량을 지닌 블랙홀을 입증할 수 있다는 것이다. 일반적인 블랙홀은 태양 질량의 3배 이상의 질량을 지니고 있기 때문에 태양보다 훨씬 작은 질량을 지닌 블랙홀이라면 원시 블랙홀 이외의 다른 가능성은 희박하다.

 

다만 이론적으로는 가능하다고 해도 실제로 관측하기 위해서는 장시간에 걸친 반복 관측과 결과 분석이 필요하다. HSC와 비슷한 성능을 지닌 고해상도 천문 관측 장치를 사용해도 단시일 내로 성과를 내기 어렵다는 이야기다. 하지만 오랜 세월 도전한 끝에 중력파를 검출한 것처럼 과학자들은 끈기를 가지고 관측을 계속하고 있다. 원시 블랙홀 관측에 성공하면 스티븐 호킹 박사에게는 가장 큰 영예가 될 것이다. 과연 그날이 올 수 있을지 궁금하다.

 

 

[출처: 서울신문에서 제공하는 기사입니다.] 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20210113601002&section=&type=daily&page=

 

 

 

[아하! 우주]

“누구있나요?”…큐리오시티, 화성에서 3000번째

 태양을 보다

 

입력 : 2021.01.13

 

 

 

이웃 행성인 화성에 대한 '호기심'을 풀기위해 발사된 미 항공우주국(NASA)의 탐사로보 큐리오시티(Curiosity)가 화성에서의 3000일이라는 기념비적인 업적을 달성했다. NASA 측은 지난 12일(현지시간) 부로 큐리오시티가 화성에서의 ‘3000솔’(SOL·화성의 하루 단위으로 1솔은 24시간 37분 23초로 지구보다 조금 더 길다)을 달성했다고 밝혔다.

 

NASA가 25억 달러를 들여 개발한 큐리오시티는 지난 2011년 11월 미국 플로리다 주(州) 케이프커내버럴 공군기지에서 화성과학실험실(MSL) 선체에 실려 발사됐다. 큐리오시티는 화성까지 5억6300만㎞라는 엄청난 거리를 날아갔음에도 이듬해인 8월 원래 예정돼 있던 착륙지점에서 불과 2.4㎞밖에 떨어지지 않은 게일 크레이터 인근에 내려앉았다. 소형차만한 크기의 큐리오시티는 핵에너지인 플루토늄 동위원소를 동력삼아 이 기간동안 화성의 지질과 토양을 분석해 메탄 등 유기물 자료를 확보하고 미생물이 살만한 조건인지를 조사해 왔다. 특히 큐리오시티는 오래 전 화성 땅에 물이 흐른 흔적, 생명체에 필요한 메탄가스와 질산염 증거를 발견하는 큰 업적을 남겼다.

 

▲ 2019년 5월 큐리오시티가 촬영한 화성의 구름이 흘러가는 모습이다.

이 구름은 약 31㎞ 상공에 떠 있었으며 지구와 같은 물얼음으로 이루어져 있을 가능성이 높다.

 

 

▲ 2020년 8월 큐리오시티가 포착한 화성의 회오리 바람

 

이렇게 큐리오시티는 3000솔이라는 시간동안 큰 성과를 남겼지만 아직 '선배 로보' 오퍼튜니티(Opportunity)의 발자취를 따라가기에는 멀었다. 오퍼튜니티는 스피릿과 함께 2004년부터 화성을 누비며 활동한 쌍둥이 화성 탐사로봇 중 하나로, 화성의 생생한 모습을 전해오다 2019년 2월 영면했다. 오퍼튜니티는 5000솔이 넘는 총 15년 동안 42.16㎞를 이동하며 화성의 물의 존재 가능성을 확인할 수 있는 수많은 사진과 데이터를 지구로 전송, 우주과학역사의 한 페이지를 장식했다.

 

 

▲ 2015년 4월 15일 큐리오시티가 촬영한 화성의 일몰 모습이다.

 

 

▲ 지난 2014년 큐리오시티가 촬영한 지구와 달의 모습

 

 

▲ NASA의 화성정찰위성 MRO가 266km 상공에서 큐리오시티를 포착해 촬영했다

 

 

▲ 큐리오시티가 그간 화성 표면에 뚫은 구멍 자국

 

이렇듯 미국은 1997년 소저너를 시작으로 스피릿, 오퍼튜니티, 큐리오시티 등을 성공적으로 화성 땅에 착륙시켰으며 다음달 중순이면 '더 세진' 탐사로보 ‘퍼서비어런스’(Perseverance)가 큐리오시티의 후임으로 도착할 예정이다.

 

큐리오시티가 3000솔이라는 시간동안 기록했던 화성의 특별한 모습을 사진으로 정리해봤다.

 

사진=NASA

 

[출처: 서울신문에서 제공하는 기사입니다.] 박종익 기자 pji@seoul.co.kr      

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20210113601003&section=&type=daily&page=