박스 안은 세페이드 변광성을 포함된 성단으로 허블 우주망원경으로 관측한 것이다. [NASA, ESA, A. Riess (STScI/JHU) and Palomar Digitized Sky Survey 제공]
우주는 멈춰있는 것이 아니라 계속 가속 팽창 중이다. 그 속도는 초기 우주팽창 관측을 통해 67.8㎞/s/Mpc이 될 것으로 예측돼왔지만 실제로는 이보다 9% 빠른 74㎞/s/Mpc이라는 연구결과가 나왔다.
이 수치는 `허블상수`로도 불리는데, 은하가 지구에서 330만 광년 멀어질 때마다 초당 74㎞씩 더 빠르게 팽창하고 있다는 의미를 갖고 있다.
26일 우주망원경과학연구소(STScI)와 존스홉킨스대학 등에 따르면 우주 가속 팽창을 밝혀내 2011년 노벨물리학상을 받은 애덤 리스 박사가 이끄는 연구팀은 허블 우주망원경을 이용한 새로운 관측을 통해 이런 연구결과를 얻었다고 국제학술지 `천체물리학 저널(The Astrophysical Journal)` 최신호에 밝혔다.
이는 우주팽창 현상을 설명하는 우주모델에 새로운 이론이 필요할 수 있다는 주장에 힘을 실어주는 것이다.
허블상수의 실제 관측치와 빅뱅의 잔광이라고 할 수 있는 우주배경복사 지도를 만든 유럽우주국(ESA) 플랑크 위성 자료를 토대로 한 예측치 사이에 차이가 있다는 연구결과는 이번이 처음은 아니다.
그러나 연구팀은 허블상수 불일치가 관측이나 방법상의 오류일 가능성을 1년 전의 3천분의 1에서 10만분의 1로 줄였다며 연구결과에 확신을 나타내고 있다.
리스 박사는 성명을 통해 "허블상수 불일치는 점점 커져 왔으며 이제는 우연한 것으로 치부하는 것이 정말로 불가능한 지점에 도달했다"면서 "이런 불일치가 우연히 발생했다는 것은 이치에 맞지 않는다"고 강조했다.
연구팀은 허블우주망원경으로 우선 우리 은하와 이웃한 `대마젤란은하(LMC)`의 세페이드 변광성 70여개 빛을 분석해 정확한 거리를 산출했다. 그런 다음 이를 기준으로 세페이드 변광성과 Ia형 초신성을 모두 가진 은하와의 거리를 측정하고, 다시 최고광도가 일정한 Ia형 초신성을 거리 척도로 삼아 더 멀리 있는 외부은하와의 거리를 측정하는 `우주거리 사다리(cosmic distance ladder)`로 허블상수를 계산해 냈다.
[NASA, ESA and A. Feild (STScI) 제공]
세페이드 변광성은 광도와 변광주기 관계가 매우 정확해 표준광원으로서 외부은하 거리 척도로 활용돼 왔다. 이전까지는 허블망원경이 90분간 지구 궤도를 돌면서 정확히 초점을 맞춰 관측할 수 있는 별은 하나에 불과해 상당한 시간이 소요됐지만, 연구팀은 서로 근접해 초점을 조정할 필요가 없는 세페이드 변광성 그룹을 찾아 한꺼번에 관측하는 새로운 방법을 이용했다.
연구팀은 미국과 유럽, 칠레 천문학자 간 협력 프로젝트인 `아라우카리아(Araucaria)`가 쌍성계에서 별이 다른 별 앞으로 지날 때 별빛이 줄어드는 것을 관측해 LMC까지의 거리를 측정한 자료도 활용했다.
연구팀은 허블상수 불일치가 발생한 원인에 관해서는 답을 내놓지 않았으나 허블상수 오차를 1%로 줄여나가기 위한 연구를 지속해 나갈 계획이다.
허블상수 오차는 2001년 10%에 달했으나 2009년 5%로 줄어들었으며 이번 연구에서는 이를 1.9%까지 좁혀놓았다.
리스 박사는 "우리는 기본적으로 다른 것을 측정하고 있다"면서 "하나는 우주가 현재 얼마나 빨리 팽창하는지를 측정하는 것이고, 다른 하나는 초기 우주의 물리학과 얼마나 빨리 팽창했는지에 대한 측정에 근거한 예측이다"라고 지적했다.
그러면서 "이는 단순히 두 측정치가 일치하지 않는다는 의미를 넘어선다"면서 "두 시대를 연결하는 우주 모델에서 무언가를 놓치고 있을 개연성이 매우 강해지고 있다"고 했다.
미국 항공우주국(NASA)의 제트추진연구소(JPL)가 근지구천체(NEO)를 관찰하기 위해 우주에 띄운 우주망원경 NEOWISE 상상도. 이 우주망원경은 적외선 관측으로 지구위협천체(PHO)가 될 수 있는 근지구천체의 크기나 질량 같은 물리량을 정확하게 측정할 수 있다. 미국 항공우주국(NASA)
지구 근처로 온 소행성과 혜성 등 작은 천체들을 일컫는 ‘근지구천체’ 태양계 형성을 밝힐 열쇠이자 지구상의 생명 위협하는 위험 요소 빠르고 자세한 관측 필수…최근 적외선 우주망원경 활용법 알아내
‘Near Earth Object(NEO)’라는 것이 있다. 우리말로 번역하는 과정에서 몇몇 다른 이름으로 불리다가 요즘은 ‘근지구천체’라는 말로 수렴되어 사용되고 있는 것 같다. 말 그대로 지구 근처에 있는 천체라는 뜻이다. 지구에 가까이 위치하고 있는 태양계 내의 작은 천체를 일컫는다. 얼마나 가까운 천체가 근지구천체의 범위에 들어오는 것일까. 보통 어떤 천체가 태양에 근접했을 때의 거리가 태양과 지구 사이 평균 거리의 1.3배 안쪽으로 들어오면 근지구천체라고 한다. 대부분의 근지구천체는 소행성이지만 태양에 가깝게 접근한 혜성일 경우도 있다. 소행성은 화성과 목성 사이에 있는 소행성대에 대부분 존재한다. 이들 중 어떤 교란에 의해서 소행성대를 이탈했다가 지구 근처로 오게 된 소행성들이 있는데, 이들이 근지구천체의 대부분을 이루고 있다. 보통 지구의 공전 궤도상에서 지구 앞쪽이나 뒤쪽에 무리를 지어서 위치하는데, 이들 소행성 무리는 대략 1년에 한 바퀴씩 태양 주위를 공전한다.
소행성이나 혜성은 천문학자들에게는 무척 소중한 존재다. 물론 모든 천체가 천문학자들의 연구 대상이기는 하다. 소행성이나 혜성은 태양계가 처음 형성되었을 때의 상태를 알 수 있는 단서를 그 속에 보존하고 있을 것으로 기대되는 천체이기 때문에 남다른 관심을 끌고 있다. 태양계 형성 당시에 구성된 물질의 냉동보관 창고이고 화석이기 때문에 이들 천체를 관측하면 태양계 형성에 관한 사실을 알아낼 수 있을 것이다. 태양계는 이미 형성된 지 50억년이 지나서 초기의 모습이 대부분 사라지거나 변형되었다. 그나마 초기의 모습을 거의 그대로 간직하고 있는 천체가 이들이다. 일본의 우주탐사선인 하야부사가 채취해 온 소행성의 물질 샘플은 소행성 자체의 물리적 성질을 밝히는 데 큰 기여를 할 것이다. 무엇보다 태양계 형성의 비밀을 열어줄 열쇠로 작용할 것이다.
소행성이나 혜성은 천문학자들이 애정하는 연구 대상이기도 하지만 두려워하는 대상이기도 하다. 잘 알려진 것처럼 6600만년 전에 있었던 10㎞ 정도 크기의 소행성(또는 혜성) 충돌은 지구의 역사를 완전히 바꿔놓았다. 지구생명의 역사를 바꿔놓았다는 말이 좀 더 구체적일 것이다. 멕시코의 유카탄반도에 그 흔적이 남아 있다. 크기가 200㎞에 이르는 칙술룹 크레이터가 당시의 충돌 규모를 짐작하게 해준다. 당시 번성하고 있던 공룡을 비롯해서 지구상 대부분의 생명이 멸종했다. 충돌 당시 바로 사라져간 생명도 있겠지만 그 여파로 화산과 지진이 발생하고 쓰나미가 몰려오고 대기에는 먼지가 차양처럼 막을 형성하면서 식물부터 멸종을 시작해 생태계가 무너지면서 서서히 생명들이 멸종해 갔을 것이다. 거의 10만년에 걸쳐서 멸종 과정이 진행된 것으로 알려졌다. 긴 세월이지만 46억년에 이르는 지구의 나이를 생각하면 찰나에 불과한 시간이다. 소행성 충돌로 순식간에 지구상 대부분의 생명이 멸종되었다고 말해도 무방할 것이다. 소행성 충돌은 100% 발생할 사건이다. 특히 수많은 근지구천체가 존재하는 한 필연적으로 지구가 맞이해야만 할 재앙이다. 하지만 문제는 언제 이 사건이 발생할지 알 수 없다는 데 있다. 우연히 발생할 것이기 때문이다. 지구 근처의 소행성이 대부분을 차지하고 있는 근지구천체는 지구를 위협하는 잠재적 위험 요소라는 자각이 점차 확산되고 있다. 근지구천체 중 그 크기가 140m보다 크면 ‘Potentially Hazardous Object(PHO)’라고 따로 분류하고 있다. 우리말로는 몇몇 다른 방식으로 번역돼서 사용되어 왔는데, 요즘은 ‘지구위협천체’라는 용어를 주로 사용하는 것 같다.
태양계의 비밀을 간직하고 있는 중요한 연구 대상이지만 지구를 위협하는 잠재적 위험 요소로도 여겨지고 있는 소행성(특히 근지구천체로서의 소행성)을 바라보는 또 다른 시각이 있다. 자원이라는 관점에서 근지구천체를 바라보면 전혀 다른 이야기를 할 수 있다. 2009년에 처음 설립되었고 2012년에 지금 형태의 회사로 자리 잡은 ‘Planetary Resources’라는 회사가 있다. 말하자면 ‘행성자원회사’다. 소행성을 구성하고 있는 물질은 다양하다. 거의 암석으로만 이루어진 소행성부터 금속을 많이 함유하고 있는 소행성까지 구성 요소가 다양한 소행성이 존재한다. 백금같이 드물고 비싼 금속이 주성분을 이루고 있는 소행성이 있다면 그 경제적 가치는 엄청날 것이다. 소행성은 엄청 많다. 무한한 자원의 보고인 셈이다. 소행성에 직접 가서 필요한 광물을 채굴해 지구로 가져오겠다는 것이 행성자원회사의 장기 계획이다. 당장은 기술적인 문제나 경제적인 문제 그리고 법적으로 해결해야 할 문제들 때문에 실현하기 어려울 수 있다. 현재 이 회사가 진행하고 있는 주된 사업은 소행성들, 특히 지구 가까이에 위치한 소행성인 근지구천체들의 구성 성분을 관측해서 목록화하는 것이다. 이런 작업을 위해서 값싼 우주망원경을 개발해 시험 운영하고 있다. 소행성마다 어떤 광물과 원소를 갖고 있는지 먼저 파악해 두겠다는 것이다. 이 목록이 완전해질수록 사업을 진행하기 쉬워질 것이다.
NASA가 지난 20년 동안 발견한 근지구천체(녹색 점) 분포도. 2018년 1월 공개한 동영상을 갈무리한 화면이다. 미국 항공우주국(NASA)
이 과정에서 행성자원회사는 근지구천체 중 지구위협천체를 감시하는 역할도 할 수 있을 것이다. 물론 덤이다. 실제로 소행성에서 광물을 채굴하기 전에 이 회사는 우주주유소를 먼저 건설하겠다는 구상도 밝혔다. 소행성의 자원으로서의 가치를 기록한 목록을 만든 후 실제로 소행성으로부터 산소나 수소 같은 원소나 물을 빼내서 튜브에 저장했다가 우주탐사를 나서는 우주선에 공급하겠다는 것이다. 행성자원회사는 원소를 저장할 튜브 개발 연구도 진행하고 있다. 우주주유소가 실현된다면 지구에서부터 우주여행에 필요한 모든 자원을 갖고 출발하지 않아도 된다. 덜 무거운 우주선으로도 우주탐사를 할 수 있다는 말이다. 우주주유소에 가서 필요한 것을 보충하면 되니까. 이럴 경우 몇몇 나라에 국한된 독립적인 우주탐사가 더 많은 나라에서도 가능해질 것이다. 행성자원회사가 노리는 것이 바로 이 시장이다. 소행성 채굴의 미래 가치를 인지한 룩셈부르크는 국가 단위에서 행성자원회사에 투자를 했다. 벨기에도 소행성 채굴 사업에 뛰어든다고 한다. 연구와 감시의 대상이었던 소행성이 이제는 태양계 경제권의 시작을 알리는 미래 지향적 사업의 중심지로 부각되고 있다.
천문학자들은 농담 삼아서 6600만년 전 소행성이 충돌했을 때 천문학자가 없어서 공룡들이 멸종했다고 말하곤 한다. 지금 우리 호모사피엔스는 천문학자를 갖고 있기 때문에 멸종을 피할 수 있을 것이라고 덧붙인다. 천문학자들은 국제적인 협업을 통해서 지구위협천체를 감시하고 있다. ‘우주감시’라는 큰 명제 아래 여러 프로젝트가 지구위협천체를 찾아내고 그 궤도를 모니터링하는 프로젝트를 수행하고 있다. 중요한 것은 빨리 이런 천체를 발견하고 지구인들이 대책을 세울 시간을 버는 것이다. 빨리 발견한다는 것은 이들 천체가 지구로부터 좀 더 멀리 떨어져 있을 때 그 존재를 파악한다는 뜻이다. 멀리 떨어져 있을수록 어둡기 때문에 매우 어려운 작업이다. 가까이 다가왔을 때는 상대적으로 쉽게 발견할 수 있지만 대책을 세울 시간이 부족하다. 2018년 6월12일 현재 크기가 1㎞보다 큰 지구위협천체 893개가 발견되었다. 920개 정도로 추정되는 이 크기의 근지구천체 중 약 97%가 발견된 것으로 생각하고 있다. 미국 항공우주국(NASA·나사)은 2020년까지 크기가 140m보다 큰 지구위협천체의 90%를 발견하겠다는 계획을 갖고 있다.
앞서 이야기한 것처럼 지구위협천체 감시 프로젝트에서 가장 중요한 것은 이들 천체를 빨리 발견하는 것이다. 그리고 정확한 정보를 파악하는 것이다. 좋은 소식이 하나 들려왔다. 미국 나사 제트추진연구소의 소행성 추적 프로젝트 수석연구원인 에이미 메인저(Amy Mainzer) 박사 연구팀은 최근 작은 근지구천체를 더 효과적으로 발견할 수 있는 방법을 알아냈다. 근지구천체는 원래 크기가 작고 어둡기 때문에 큰 망원경을 사용하더라도 조금만 멀리 떨어져 있어도 발견하기가 힘들다. 메인저 박사 연구팀은 눈에 보이는 관측 대신 적외선 관측을 시도했다. 소행성이나 혜성 같은 천체는 태양에 접근하면 뜨거워지고, 그 결과 적외선 파장 영역에서 빛을 더 내게 된다. 이런 근지구천체의 물리적 특성에 착안해서 연구팀은 우주공간에 떠 있는 Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer(NEOWISE) 우주망원경을 사용해 적외선 관측을 수행했다. 적외선에서 방출되는 에너지를 관측하고 계산하면 이들 천체의 질량, 크기, 구성 성분, 표면의 상태 같은 물리량을 효과적으로 결정할 수 있다. 크기가 작고 어두운 근지구천체의 관측도 용이하다. 잠재적으로 지구위협천체가 될 수 있는 근지구천체의 관측에서 제일 중요한 것은 빨리 발견하는 것이다. 그래야 대응할 시간을 확보할 수 있기 때문이다. 이에 못지않게 중요한 것이 이들 천체의 크기나 질량 같은 물리량을 정확하게 측정하는 것이다. 그래야 정확한 궤도를 계산할 수 있고, 이를 바탕으로 지구와의 충돌을 막을 현실적인 방안을 강구할 수 있다. 빨리 발견하지만 자세히 관측한다는 것은 형용모순 같아 보인다. 하지만 소행성과 혜성과 태양의 상호작용의 이해를 바탕으로 한 적외선 관측은 이 두 가지 요구 조건을 만족시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다. 현재 진행하고 있는 근지구천체 모니터링 프로젝트와 상보적으로 시너지를 낼 수 있을 것으로 여겨진다. 물론 이런 새로운 관측 전략은 소행성 관측의 오래된 목적인 태양계 기원 연구에도 큰 도움이 될 것이다. 다른 파장에서의 이들 천체에 대한 연구는 실체에 접근하는 다른 경로이기 때문이다. 공룡은 천문학자가 없어서 멸종했다는 농담이 호모사피엔스는 천문학자가 있어서 소행성 충돌에 의한 멸종에 대비해 살아남았다는 전설이 되고 두고두고 오래오래 인류 역사의 사실이 되었으면 좋겠다. ‘우주감시’라는 큰 우산 아래 근지구천체를 모니터링하는 천문학자들이 지금 이 순간, 바로 그런 일을 하고 있다.
▶필자 이명현
초등학생 때부터 천문 잡지 애독자였고, 고등학교 때 유리알을 갈아서 직접 망원경을 만들었다. 연세대 천문기상학과를 나와 네덜란드 흐로닝언대학에서 박사학위를 받았다. 네덜란드 캅테인 천문학연구소 연구원, 한국천문연구원 연구원, 연세대 천문대 책임연구원 등을 지냈다. 외계 지성체를 탐색하는 세티(SETI)연구소 한국 책임자이기도 하다. <이명현의 별 헤는 밤> <스페이스> <빅 히스토리 1> 등 다수의 저서와 역서가 있다. 과학책방 ‘갈다’ 대표.
JPL 지구근접 천체 연구센터(CNEOS)가 마련한 시나리오는 지난달 26일 지구에 잠재적 위협이 될 수 있는 소행성 '2019 PDC'가 발견되고, 이후 추적 관측 끝에 2027년 지구충돌 확률이 100분의 1에 달하는 것을 상정해 놓고 있다.
국제우주정거장에서도 선명히 보이는 캐나다 퀘벡의 마니쿠아강 운석 충돌구약 2억1천400만년 전에 형성된 운석 충돌구로 애초 직경이 100㎞에 달했으나 현재는 침식, 퇴적 작용으로 약 72㎞ 줄었다. 지구에 있는 충돌구 중 다섯 번째로 크다. [ISS 제공]
지구충돌 확률 100분의 1은 국제사회가 충돌 위험에 대비해 무언가 조처를 하기로 합의한 최저 기준이다.
모의훈련은 PDC 회의가 열리는 닷새에 걸쳐 진행되며, 훈련 지도부가 매일 회의 말미에 가상 데이터에 따른 시나리오 상황을 설명해주고 참여자들이 이에 따른 대책을 논의하고 이행방안을 점검하는 식으로 진행된다. 대책은 소행성 정찰 준비부터 궤도 조정, 충돌피해 예상지역 주민 대피 등을 망라하고 있다.
NASA는 지금까지 모두 6차례에 걸친 모의훈련을 진행해 왔으며, 올해 훈련은 지난해 6월 백악관이 2년여 준비 끝에 마련한 'NEO 대비 국가전략 및 행동계획'에 따라 이뤄진다.
NASA는 이런 훈련을 통해 NEO의 지구충돌이 실제로 예고됐을 때 일어날 수 있는 상황을 점검하고 효율적 대책을 마련해 대처할 수 있는 체제를 구축하는데 목표를 둬왔다.
이번 모의훈련에는 미국의 재해대책과 위기관리를 담당하는 연방재난관리청(FEMA)을 비롯한 연방정부 부처는 물론 우주과학 관련 기관과 유럽우주국(ESA)을 비롯한 NASA 협력기관 대표들도 참여한다.
NASA 지구방위관 린들리 존슨은 "NASA와 FEMA는 미국 연방정부 기관과 국제 협력기관의 참여폭을 지속해서 넓히며 정기적으로 모의훈련을 해나갈 것"이라면서 "이는 서로 어떻게 협력하고, 백악관 보고서에서 밝힌 목표와 수요를 맞춰 갈 것인지를 배우는 좋은 방법"이라고 말했다.
지구는 크고 작은 소행성 충돌 위험에 노출돼 있으며, 6천600만년 전 공룡을 멸종시킨 것도 칙슬루브에 떨어진 소행성이 원인이라는 주장도 제기돼 있다.
NASA는 이에 따라 국제 협력체제를 구축해 지난 20여년간 지구 궤도에 5천만㎞ 이내로 접근하는 소행성이나 혜성을 관측해 왔다. 그 결과, 1㎞ 이상 되는 NEO 중 95%는 확인했지만, 나머지 5%와 이보다 작은 천체는 여전히 탐색을 계속하고 있다.
'NEO 대비 국가전략 및 행동계획' 보고서는 NEO 중 140ｍ 이상 되는 천체는 지구와 충돌하면 지역 전체나 대륙에 심각한 타격을 가할 것으로 내다봤지만 현재 관측 능력으로는 2033년까지 140ｍ 이상 NEO 중 절반도 찾아내지 못할 것으로 전망한 바 있다.
미국항공우주국(NASA)이 인류에게 엄청난 재앙을 가져다줄 수도 있는 소행성의 지구충돌에 대비, 구체적인 시나리오를 마련해 지구방어 도상훈련을 진행한다.
25일 NASA 제트추진연구소(JPL)에 따르면 다음 주 열리는 '2019 행성방어회의'(PDC)에서는 NASA 행성방어조정실(PDCO)이 주관해 지구충돌 궤도에 있는 '지구근접 천체'(NEO)에 대처하는 모의훈련이 이뤄진다.
JPL 지구근접 천체 연구센터(CNEOS)가 마련한 시나리오는 지난달 26일 지구에 잠재적 위협이 될 수 있는 소행성 '2019 PDC'가 발견되고, 이후 추적 관측 끝에 2027년 지구충돌 확률이 100분의 1에 달하는 것을 상정해 놓고 있다.
지구충돌 확률 100분의 1은 국제사회가 충돌 위험에 대비해 무언가 조처를 하기로 합의한 최저 기준이다.
모의훈련은 PDC 회의가 열리는 닷새에 걸쳐 진행되며, 훈련 지도부가 매일 회의 말미에 가상 데이터에 따른 시나리오 상황을 설명해주고 참여자들이 이에 따른 대책을 논의하고 이행방안을 점검하는 식으로 진행된다. 대책은 소행성 정찰 준비부터 궤도 조정, 충돌피해 예상지역 주민 대피 등을 망라하고 있다.
NASA는 지금까지 모두 6차례에 걸친 모의훈련을 진행해 왔으며, 올해 훈련은 지난해 6월 백악관이 2년여 준비 끝에 마련한 'NEO 대비 국가전략 및 행동계획'에 따라 이뤄진다.
NASA는 이런 훈련을 통해 NEO의 지구충돌이 실제로 예고됐을 때 일어날 수 있는 상황을 점검하고 효율적 대책을 마련해 대처할 수 있는 체제를 구축하는데 목표를 둬왔다.
이번 모의훈련에는 미국의 재해대책과 위기관리를 담당하는 연방재난관리청(FEMA)을 비롯한 연방정부 부처는 물론 우주과학 관련 기관과 유럽우주국(ESA)을 비롯한 NASA 협력기관 대표들도 참여한다.
NASA 지구방위관 린들리 존슨은 "NASA와 FEMA는 미국 연방정부 기관과 국제 협력기관의 참여폭을 지속해서 넓히며 정기적으로 모의훈련을 해나갈 것"이라면서 "이는 서로 어떻게 협력하고, 백악관 보고서에서 밝힌 목표와 수요를 맞춰 갈 것인지를 배우는 좋은 방법"이라고 말했다.
지구는 크고 작은 소행성 충돌 위험에 노출돼 있으며, 6천600만년 전 공룡을 멸종시킨 것도 칙슬루브에 떨어진 소행성이 원인이라는 주장도 제기돼 있다.
NASA는 이에 따라 국제 협력체제를 구축해 지난 20여년간 지구 궤도에 5천만㎞ 이내로 접근하는 소행성이나 혜성을 관측해 왔다. 그 결과, 1㎞ 이상 되는 NEO 중 95%는 확인했지만, 나머지 5%와 이보다 작은 천체는 여전히 탐색을 계속하고 있다.
'NEO 대비 국가전략 및 행동계획' 보고서는 NEO 중 140ｍ 이상 되는 천체는 지구와 충돌하면 지역 전체나 대륙에 심각한 타격을 가할 것으로 내다봤지만 현재 관측 능력으로는 2033년까지 140ｍ 이상 NEO 중 절반도 찾아내지 못할 것으로 전망한 바 있다.
중국 최대 통신기술업체 화웨이(華為)가 때아닌 논란에 휩싸였다. 화웨이가 스마트폰 P30 프로(pro)의 카메라 성능을 알리기 위해 사용한 사진이 포토샵을 거친 사진이라는 주장이 제기된 것이다.
21일 중국 뉴스 포털 제몐(界面)은 화웨이가 지난달 26일 파리 컨벤션센터에서 공개한 화웨이 P30 프로의 카메라 성능이 매우 뛰어난다며 대대적으로 홍보했지만, 공개한지 한 달만에 논란에 휩싸였다고 보도했다.
화웨이 P30 프로는 화웨이 슈퍼 스펙트럼 센서가 장착된 4000만 화소 메인 카메라에 2000만 화소 초광각 카메라, 800만 화소 망원 카메라, 화웨이 ToF 카메라로 구성된 독일 라이카(Leica) 쿼드 카메라 시스템(Quad Camera System)이 탑재된다. 뿐만 아니라 자동초점, AIS 방진 기능, 120도 초광시야각, 2.5cm 초근접 촬영, HDR, 스마트 필터, 타임슬랩, 워터마크, 인공지능(AI) 촬영 등 기능을 지원한다.
이에 화웨이는 고층 아파트 베란다에서 아래 놀이터에 있는 장기알의 한자가 식별이 가능할 정도로 줌인을 할 수 있다며 뛰어난 화웨이 P30 프로의 카메라 기술을 선전해왔다.
위청둥(余承東) 화웨이 소비자부문 최고경영자(CEO)가 올린 달 사진. [사진= 웨이보 캡처]
위청둥(余承東) 화웨이 소비자부문 최고경영자(CEO)도 지난 2월 정월대보름을 맞아 야간 달을 확대 촬영한 사진을 자신의 소셜네트워크서비스(SNS)인 웨이보에 올렸다. 해당 달 사진은 고성능 디지털일안반사식(DSLR) 카메라를 촬영한 것처럼 매우 선명해 많은 사람들의 이목을 사로잡은 바 있다.
하지만 최근 화웨이가 공개한 달 사진이 화웨이 P30 프로로 직접 촬영한 원본 사진이 아닌, 포토샵을 거쳤다는 주장이 제기됐다. 지난 13일 왕웨쿤(王躍琨) 아이부커지(愛否科技) 편집장이 지난 13일 자신의 웨이보를 통해 화웨이 P30 프로로 달을 찍은 사진이 가짜라고 주장한 것이다. 달 표면에 있는 분화구 모양이 포토샵을 거쳤다고 지적했다.
이어 그는 화웨이 P30프로의 인공지능(AI) 기술을 통해 그는 달 사진 위에 '팬티 도안'을 겹쳐서 편집하면, 스마트폰으로도 달의 분화구 모양을 엇비슷하게 흉내 낼 수 있다고도 덧붙였다.
왕웨쿤이 올린 달 사진. [사진=웨이보 캡처]
그의 발언이 알려지자 논란이 일파만파 커졌다. 많은 중국 누리꾼들은 화웨이를 옹호하며 왕웨쿤이 다니는 아이부커지를 공격하기 시작했다. 이에 펑린(彭林) 아이부커지 창립자는 회사의 명성을 더럽혔다는 이유로 16일 왕웨쿤을 해고했다.
이대로 사건은 일단락되는 듯 보였지만 최근 연구 조사 결과에 상황이 뒤바뀌는 듯 모양새다.
20일 중국 봉황망(鳳凰網)은 화웨이 P30 프로로 직접 달을 찍어본 결과 왕웨쿤의 주장이 맞는다며 왕웨쿤의 편을 드는 중국 누리꾼들이 많아지고 있다고 전했다.
이들은 화웨이 P30 프로에 'P달(P月) 기능'이 있는데, 모호하게 찍힌 달 사진을 복원하면 선명하게 바뀐다고 밝혔다. 다시 말해 화웨이 P30 프로로 야간 달을 촬영하고 인공지능(AI)을 거쳐야만 화웨이가 공개한 사진처럼 선명해진다는 지적이다.
이에 대해서 화웨이는 현재까지 별다른 답변을 내놓지 않은 상태다.
앞서 화웨이는 P30 프로 카메라 성능을 강조하기 위해 화산 폭발하는 장면을 찍어 확대한 이미지를 올렸다. 하지만 해당 사진은 지난 2009년에 DSLR 카메라로 촬영돼 이미지 공유사이트인 게티이미지에 업로드된 사실이 드러나면서 논란에 휩싸인 바 있다.
최근 미 항공우주국(NASA)은 '목성의 돌고래 구름'(The Dolphin Cloud on Jupiter)이라는 제목의 흥미로운 사진을 ‘오늘의 천체사진‘(APOD)에 공개했다. 이 사진은 지난해 목성 탐사선 주노가 2016년 7월 목성 궤도에 진입한 이후 16번째 근목점(목성 둘레 궤도상에서 목성과 가장 가까운 점)에서 촬영한 것이다.
원본 사진에 재가공을 거쳐 완성된 이 사진은 목성의 민낯이 생생히 드러나는데 이중 특이한 모양의 구름이 눈에 띈다. 사진 속 목성 중앙을 보면 아래로 헤엄치는 듯한 돌고래의 모습이 선명히 눈에 들어온다. 물론 이는 목성의 남반구 대기를 가로질러 변하는 구름의 모습이지만 마치 목성의 구름 속을 헤엄치는 돌고래처럼 보인다.
▲ 지난해 10월 29일 오후 5시 26분, 주노 탐사선이 목성 남반구에서 촬영한 돌고래 구름의 모습
NASA 측은 "사실 돌고래 모양이 놀랍게 보이기는 하지만 과학적으로는 별로 중요하지 않다"면서 "지구와 마찬가지로 목성의 구름도 계속 이동하는 과정에서 우리에게 익숙한 모양을 만들기도 한다"고 설명했다.
한편 지난 2011년 8월에 장도에 올라 2016년 7월 목성 궤도에 진입한 주노는 거대한 가스 행성인 목성에 관해 수많은 데이터를 보내고 있다. 주노 미션의 목표는 거대 가스 행성의 구조와 조성, 자기장과 중력장에 관한 데이터를 수집하는 것으로 이는 목성의 생성과 그 진화, 더 나아가 태양계의 생성 비밀을 밝히는 데 중요한 자료로 쓰이게 된다.
주노는 현재 목성을 긴 타원형 궤도를 돌고 있다. 목성에 최근접하는 주기는 지구 시간으로 약 53.5일로, 이 근접비행 때 주요 데이터를 수집하게 된다.
온라인게임 '포트나이트' 인기 스트리머인 닌자(본명 타일러 블레빈스)가 타임지의 '전세계에서 가장 영향력 있는 인물 100인'에 선정됐다.
타임지는 17일 모델 겸 배우 인디아 무어, 소설가 말론 제임스 등과 함께 닌자를 2019년 전세계 영향력 있는 인물 100인 중 한명으로 선정했다.
타임지에 실린 그의 프로필은 미식축구 선수인 쥬주 스미스 슈스터가 작성했다. 그는 '포트나이트'의 열혈 팬으로 지난 3월 닌자, 래퍼 드레이크, 래퍼 트레비스 스콧과 함께 '포트나이트' 스쿼드를 결성해 트위치에서 63만5000명에 달하는 동시 시청자수 세계 신기록을 세우기도 했다.
쥬주 스미스 슈스터는 "닌자와 함께 처음으로 포트나이트를 플레이 했을 때 나는 말문이 막혔다"며 "닌자는 전세계 최고의 기량을 갖고 있고, 나는 운동선수로서나 팬으로서나 그를 존경한다"고 설명했다.
이어 "사람들은 게임이 유치하고 시간 낭비라고 생각하지만, 닌자는 e스포츠의 신뢰를 쌓는데 큰 역할을 했다"며 "닌자는 전설이고, 오늘날 게임업계에서 우리는 그에게 많은 빚을 지고 있다"고 덧붙였다.
베레시트 프로젝트를 진행한 이스라엘 비영리 민간 기업 스페이스일과 이스라엘 국영방산업체 이스라엘항공우주산업(IAI)가 3월 3일 공개한 비행중인 베레시트의 사진. [AP=연합뉴스]
지난 11일(이하 현지시각) 달 착륙에 실패한 이스라엘 민간 달 탐사선 베레시트의 추락 원인이 지상에서 이뤄진 탐사선 ‘수동 조작’ 때문일 수 있다는 분석결과가 나왔다. 베레시트 프로젝트를 진행한 이스라엘 비영리 기업인 스페이스일과 국영 방산업체 이스라엘항공우주산업(IAI) 측은 17일 성명을 통해 “수동 조작으로 인해 탐사선에 연쇄적인 반응이 발생했으며 이 때문에 베레시트의 메인 엔진이 꺼져 더는 활성화되지 못했다”고 밝혔다.
해당 성명은 베레시트 착륙 실패 직후 진행된 예비조사에 이어 열렸다. 우주 전문매체인 스페이스닷컴은 이런 소식을 전하며 “탐사선 컴퓨터에 가해진 수동 조작이 착륙실패 원인이라는 것이 분명해 보인다”는 해석을 내놨다.
스페이스일의 직원이 2월 22일 베레시트 발사 당시 이스라엘항공우주산업 본부에서 베레시트의 상황을 체크하고 있다. 이번 베레시트의 달 착륙 실패 원인에 대한 예비조사에서는 베레시트에 일차적으로 발생한 관성측정장치를 고치기 위해 지상에서 시도한 수동조작이 엔진 문제를 일으켰다는 가능성이 제기됐다. [신화통신]
베레시트는 이스라엘의 첫 달 탐사선이자 사상 첫 민간 달 탐사선이기도 하다. 지난 2월 21일 미국 플로리다주 케이프커내버럴 공군기지 내 케네디우주센터에서 발사돼 총 650만㎞를 여행한 끝에 지난 4일 달 궤도에 도착했다. 그러나 착륙 직전인 달 상공 약 15㎞에서 엔진 고장을 일으키며 추락했다. 사상 여섯 번째 달 착륙 국가를 노리던 이스라엘과 사상 첫 민간 달 착륙을 노리던 스페이스일의 꿈이 실패한 순간이었다.
이도 앤트비 스페이스일 최고경영자(CEO)가 이날 발표한 성명에 따르면 베레시트에게 생긴 일차적인 문제는 ‘관성측정장치(IMU)’ 오작동이었다. 관성측정장치란 탐사선이 속도와 방향·중력·가속도 등을 종합적으로 측정하고 계산하는 장치다.
베레시트는 이스라엘 최초의 달 탐사선이자 민간 최초의 달 탐사선이다. 이번 실패에도 이스라엘은 세계에서 7번째로 달 궤도에 진입한 국가가 됐다. [사진 스페이스일]
최기혁 한국항공우주연구원 미래융합연구부 책임연구원은 “관성측정장치에 이상이 생기자 착륙 중인 베레시트가 당시의 가속도 등 상황에 대해 잘못된 수치를 지상에 전달했을 수 있다”며 “지상에서 이를 바로 잡기 위해 수동 명령을 입력했지만, 이것이 오히려 문제를 키웠을 가능성이 있다”고 밝혔다. 관성측정장치가 탐사선의 착륙 상황을 인지하는 데 중요한 증거가 되는 만큼, 여기에 오류가 생기면 지상에서 수동으로 탐사선을 조정하는 등 문제를 해결하기 매우 어려웠을 것이라는 게 그의 설명이다.
그러나 해당 성명이 어디까지나 예비조사 결과인 만큼, 스페이스일 측은 사건의 전말을 파악하기 위해 추가조사를 계속 진행해나갈 것이라고 밝혔다. 미국 항공우주국(NASA) 역시 ‘달 정찰 인공위성(LRO)’을 이용, 베레시트 추락 현장을 반복적으로 촬영해 착륙 실패 원인을 파악해나가는 데 일조할 계획이다. 베레시트의 파손 정도와 달 표면에 생긴 흔적을 바탕으로 당시의 상황을 역추적할 수 있기 때문이다.
미국 항공우주국이 2009년 쏘아올린 달 정찰 인공위성(LRO)은 1픽셀이 50cm 단위인 정밀한 달 표면 촬영이 가능하다. 이를 이용해 NASA는 베레시트의 사고지점을 정밀 촬영할 계획이다. 사진은 2012년 7월 아폴로 16가 달에 꽂은 깃발을 식별해내는 LRO. [AFP=연합뉴스]
최기혁 책임연구원은 “달 궤도를 돌고 있는 달 정찰 인공위성의 경우, 1픽셀이 50㎝ 단위인 정밀한 달 표면 사진을 촬영할 수 있다”며 “이것이 불가능할 경우 지구에서 달까지 거리를 ㎝ 단위로 측정할 수 있는 ‘레이저 고도계(LOLA)’ 등을 이용해 베레시트의 잔해를 추적할 수 있을 것”이라고 설명했다.
달 정찰 인공위성이 한 달에 약 2회에 걸쳐 달 표면을 촬영하는 만큼, 최종 조사 결과는 향후 수 주 내에 나올 것으로 전망됐다. 한편 베냐민 네타냐후 총리는 베레시트 착륙 실패를 지켜본 후 “성공하지 못하면 다시 도전하면 된다”며 “이스라엘은 2년 내 다시 달 착륙을 시도할 것”이라고 공언한 상태다.
수성 탐사선 `메신저` 자료를 토대로 만든 수성 이미지 [NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington 제공]
수성 탐사선 중력·자전 측정자료 토대로 확인
태양에 가장 가까이 있는 행성인 수성이 지구와 비슷한 크기의 고체형 내핵을 가진 것으로 확인됐다.
19일 미국 지구물리학회(AGU)에 따르면 로마 사피엔자 대학 안토니오 제노바 조교수가 이끄는 연구팀은 수성 탐사선 메신저(MESSENGER)가 측정한 수성의 자전과 중력 자료를 토대로 핵 구조를 확인한 결과를 AGU 기관지인 `지구물리학 연구 회보(Geophysical Research Letters)`에 실었다.
미국항공우주국(NASA)의 두 번째 수성 탐사선인 메신저호는 2011년 3월부터 수성의 궤도를 돌며 관측 임무를 시작했으며, 2015년 4월 수성 표면에 떨어져 산화하기 직전까지 고도를 낮춰가며 임무를 수행했다.
수성은 지구처럼 금속질 핵을 갖고 있지만 행성의 85%가 핵으로 된 특이한 구조를 갖고있다.
이 중 외핵은 금속질 유체로 구성된 것으로 확인됐지만, 내핵이 고체로 돼 있는지는 추정만 할 뿐 확증은 없었다. 제노바 조교수 연구팀은 수성의 자전과 중력에 관한 메신저호의 관측 자료를 통해 이에 관한 단서를 찾아냈다.
모든 행성은 극(pole)을 중심으로 자전을 하는데 수성의 자전 주기는 지구보다 매우 느려 약 58일에 달한다. 이런 자전의 미세한 변화는 행성 내부를 엿볼 수 있는 단서를 제공하는데 지난 2007년 지구에서 관측한 수성 자전율의 변화는 핵이 유체로 돼 있다는 점을 보여줬다.
지구와 비슷한 것으로 확인된 수성의 내부 핵 구조 [Antonio Genova 제공]
그러나 수성의 자전율 변화만으로 핵의 구조를 확인하는 데는 한계가 있었으며, 내부 밀도에 영향을 받는 중력 측정치의 도움을 받았다.
메신저호는 수성 궤도를 돌면서 점차 고도를 낮췄으며, 중력의 영향으로 얼마나 가속되는지를 측정했다. 메신저호는 수성 표면에 추락하기 전 104㎞까지 고도를 낮춰 지구 관측으로는 얻을 수 없는 귀중한 자료를 확보했다.
연구팀은 메신저호 측정 자료를 첨단 컴퓨터 프로그램에 입력해 수성의 내부 구조를 확인한 결과, 수성의 내핵은 폭이 약 2천㎞로 전체 핵(약 4천㎞)의 절반을 차지하고 있으며 고체의 철로 돼 있는 것으로 나타났다.
약 2천400㎞에 달하는 지구의 내핵과 비슷한 규모다.
그러나 지구의 내핵은 전체 핵의 3분의 1을 약간 넘는 크기여서 비중에서는 차이가 있다.
논문 공동저자인 NASA 고다드 우주비행센터의 행성 과학자 에르완 마자리코 연구원은 성명을 통해 "측지학과 지구화학, 궤도역학, 중력 등 수성 내부 구조를 밝내기 위해 여러분야의 정보가 총동원됐다"고 설명했다.
연구팀은 지구에서 관측한 것만으로는 수성 내부 구조를 확인하는데 이용된 자전과 중력에 관한 자료를 확보하는 것이 불가능했을 것이라면서, 수성 내부 구조를 파악하기 위해 수성에 더 근접할 필요가 있었다는 점은 탐사선을 보내야 하는 이유를 충분히 설명하는 것이라고 강조했다.
연구팀은 또 메신저가 측정한 수성 관측 자료를 통해 새로운 발견이 이어지고 수성에 관한 이해를 넓혀갈 수 있을 것이라고 덧붙였다.
지난 10일 인류 최초로 `블랙홀` 사진이 공개돼 전 세계 많은 언론에 보도됐다. 각국의 과학자들과 시민들은 흥분을 감추지 못했다. 지구로부터 5500만광년이나 떨어진 블랙홀을 촬영할 수 있단 말인가. 소위 `과알못(과학을 잘 알지 못하거나 관심이 없는 사람들)`조차 블랙홀이라면 그 뜻과 의미를 알기 때문에 세계적 관심을 불러모았다. 블랙홀이 도넛 모양으로 생겨 인터넷에서도 많은 패러디가 나왔다.
이번 블랙홀 사진 촬영 성공은 그저 한 장의 사진이 아닌, 인류의 큰 진보를 가져올 발명이나 성취에 있어 중요한 의미가 있다. 한국의 과학기술계뿐만 아니라 의학·바이오, 인공지능 등 기술 분야 그리고 학계, 연구계에도 큰 시사점을 준다.
첫째, 앞으로 인류 역사에 기억될 만한 성취는 골방에서 뛰어난 과학자가 혼자 연구해 발명하는 것보다 국경을 넘고 학제 간 장벽을 넘은 `협력`에서 나올 가능성이 높다는 점이다. 이번 블랙홀 관측에도 미국, 유럽은 물론 일본, 한국 등 과학자 200여 명으로 구성된 `사건지평선망원경(EHT·Event Horizon Telescope)` 연구진이 동원됐다. 이들이 6개 대륙에 있는 8개의 전파망원경을 연결해 블랙홀 관측에 성공한 것. 공동의 목표를 향해 협력하지 않았으면 지구 크기의 전파망원경을 만들어낼 수 없었을 뿐만 아니라 지구로부터 5500만광년 떨어진 거대 은하 `M87` 중심에 위치한 블랙홀을 촬영하지 못했을 것이다.
이처럼 현재 해결해야 할 이슈인 기후 변화, 난치병 치료, 인공지능 기술의 긍정적 발전, 에너지 고갈 등의 문제는 어느 한 사람, 국가, 사회의 문제가 아니라 `인류 공동`의 어젠다다. 빅이슈를 해결하기 위해선 해당 분야에 대한 전문적 지식뿐만 아니라 글로벌 협력, 공동 연구, 커뮤니케이션, 빅데이터 활용이 핵심 능력이 되고 있다. 노벨상도 `공동 수상`이 트렌드다. 학계와 기업, 정부와 기업 간 `협력` 마인드를 갖추는 것도 중요하다. 한국에서도 중·고등학교, 대학생 때부터 전 지구적 문제 해결에 관심을 가져야 하며 전 세계에 망원경을 연결한다는 아이디어를 내는 유연한 사고와 실행력을 갖출 수 있도록 교육해야 한다.
둘째, 글로벌 문제 해결엔 나이와 배경, 국적이 문제가 아니란 점이다. 오히려 어릴수록 가능성이 높다. 실제 `전파망원경을 연결한다`는 아이디어를 처음 낸 사람도 천문학자나 천체물리학 교수, 대가가 아닌 20대 여성 대학원생 케이티 보먼이었다.
보먼은 3년 전 매사추세츠공과대(MIT) 대학원에 재학 중 블랙홀 촬영의 기본 알고리즘을 제안했다. 블랙홀에 대한 전문적 지식은 없었지만 자신의 강점인 컴퓨터 과학을 적극 활용했다. 20대 여성은 학계에서도 소수자로 받아들여지는데 만약 한 여학생의 단순한 아이디어로 받아들여졌거나 권위와 위계질서에 막혀 아이디어조차 낼 수 없었다면 블랙홀 촬영이라는 쾌거를 만들어내지 못했을 것이다. 이번 블랙홀 촬영은 지금 모든 것이 발견되고 발명된 것처럼 보이지만 앞으로 인류적 성취가 많이 남아 있으며 젊은이들이 미래를 열어 갈 것이란 희망을 보여준 사건이다.
블랙홀의 존재가 지난 10일 사진을 통해 확실하게 입증됐지만 그 이름을 어떻게 정할 것인지는 오히려 미궁 속이다.
하와이권에서 '포베히(Powehi)'라는 토착어를 제시하며 발 빠르게 움직이고 있지만 그대로 관철될지는 아직 미지수다.
15일 AP통신을 비롯한 외신과 과학전문 매체 등에 따르면 약 5천300만 광년 떨어진 '메시에 87(M87)' 은하 중앙에서 처음으로 직접 관측된 초질량 블랙홀은 세계를 깜짝 놀라게 했지만 공식 이름이 정해지지 않았다.
이번 연구에 참여한 천문학자들은 은하 이름 'M87'에 블랙홀을 뜻하는 '*'를 붙이곤 하지만 보통은 *를 생략하고 M87로 부른다.
국제천문연맹(IAU)이 산하에 분야별 위원회를 두고 별이나 태양계 안의 천체 이름을 결정해 왔지만, 블랙홀이나 은하, 성운 등은 이름을 지어본 적이 없다.
당연히 블랙홀 관련 위원회는 없으며 블랙홀 이름을 결정할 권한을 가졌는지도 모호한 상황이다.
우리 은하의 이름으로 통용되는 '은하수(Milky Way)'도 1919년에 출범한 IAU가 공식적으로 결정한 것은 아니며 그 이전부터 써오던 것을 그대로 이어받은 것이다.
이런 상황에서 하와이가 선점 효과를 노리고 남다른 공을 들여왔다.
하와이대학 힐로캠퍼스의 하와이어 교수인 래리 기무라 박사는 블랙홀 사진이 공개되기 2주 전인 지난달 말에 이미 사진을 받아보고 '포베히'라는 단어를 제시했다고 한다.
포베히는 하와이 고대 건국신화에 나오는 단어로 '아름답게 치장된 깊이를 알 수 없는 어둠의 창조물(adorned fathomless dark creation)'이라는 뜻을 갖고있다.
블랙홀을 촬영하기 위해 전파망원경 망을 구축한 '사건지평선 망원경(EHT) 프로젝트'에 참여한 하와이섬 마우나케아에 있는 '제임스 클러크 맥스웰 망원경' 관리소의 제시카 뎀프시 부소장으로부터 사진을 받아보고 블랙홀의 특성을 제대로 묘사한 하와이어를 제시한 것이다.
지난 2017년 태양계에서 처음 관측된 외계 천체로 관심을 끌었던 '오무아무아(Oumuamua)'도 '정찰병'을 뜻하는 하와이 고어로, 기무라 교수가 작명에 도움을 준 것으로 알려졌다.
하와이 당국은 블랙홀 사진이 공표된 지난 10일을 '포베히의 날'로 선포하는 등 전폭적인 지원을 하고 있다.
사멸 위기에 있는 하와이 토착어 보존에 조금이라도 도움이 될 것이라는 기대에서다.
천문학계에서는 권한이 모호하기는 해도 결국 블랙홀의 이름을 결정하는 것은 IAU 몫이 될 것으로 보고있다.
블랙홀 이름 결정이 IAU에 정식 안건으로 제출되려면 EHT 프로젝트에 참여한 200여명의 과학자와 13개 연구비 지원 기관이 동의해야만 가능한 것으로 전해졌다.
IAU는 무수히 발견되는 천체에 이름을 붙이는 것이 쉽지 않아졌으며, 천체 작명에 지구촌의 더 많은 언어와 문화가 반영돼야 한다는 기본 입장을 갖고있다.
블랙홀 사진이 공개된 지난 10일에도 '2007 OR10'으로 불리는 천체에 대해 중국 전설시대 때 물과 관련된 사업을 담당한 수관인 '공공(共工)'과 게르만 신화에서 풍요의 여신으로 나오는 '홀레(Holle)', 북유럽 창세신화에 나오는 3형제 중 차남인 '빌리(Vili)' 등 3개의 이름을 제시하며 공모에 나서기도 했다.
블랙홀의 존재가 지난 10일 사진을 통해 확실하게 입증됐지만 그 이름을 어떻게 정할 것인지는 오히려 미궁 속이다. 하와이권에서 '포베히(Powehi)'라는 토착어를 제시하며 발 빠르게 움직이고 있지만 그대로 관철될지는 아직 미지수다.
15일 AP통신을 비롯한 외신과 과학전문 매체 등에 따르면 약 5천300만 광년 떨어진 '메시에 87(M87)' 은하 중앙에서 처음으로 직접 관측된 초질량 블랙홀은 세계를 깜짝 놀라게 했지만 공식 이름이 정해지지 않았다.
이번 연구에 참여한 천문학자들은 은하 이름 'M87'에 블랙홀을 뜻하는 '*'를 붙이곤 하지만 보통은 *를 생략하고 M87로 부른다.
국제천문연맹(IAU)이 산하에 분야별 위원회를 두고 별이나 태양계 안의 천체 이름을 결정해 왔지만, 블랙홀이나 은하, 성운 등은 이름을 지어본 적이 없다. 당연히 블랙홀 관련 위원회는 없으며 블랙홀 이름을 결정할 권한을 가졌는지도 모호한 상황이다.
우리 은하의 이름으로 통용되는 '은하수(Milky Way)'도 1919년에 출범한 IAU가 공식적으로 결정한 것은 아니며 그 이전부터 써오던 것을 그대로 이어받은 것이다.
이런 상황에서 하와이가 선점 효과를 노리고 남다른 공을 들여왔다.
하와이대학 힐로캠퍼스의 하와이어 교수인 래리 기무라 박사는 블랙홀 사진이 공개되기 2주 전인 지난달 말에 이미 사진을 받아보고 '포베히'라는 단어를 제시했다고 한다.
포베히는 하와이 고대 건국신화에 나오는 단어로 '아름답게 치장된 깊이를 알 수 없는 어둠의 창조물(adorned fathomless dark creation)'이라는 뜻을 갖고있다.
블랙홀을 촬영하기 위해 전파망원경 망을 구축한 '사건지평선 망원경(EHT) 프로젝트'에 참여한 하와이섬 마우나케아에 있는 '제임스 클러크 맥스웰 망원경' 관리소의 제시카 뎀프시 부소장으로부터 사진을 받아보고 블랙홀의 특성을 제대로 묘사한 하와이어를 제시한 것이다.
지난 2017년 태양계에서 처음 관측된 외계 천체로 관심을 끌었던 '오무아무아(Oumuamua)'도 '정찰병'을 뜻하는 하와이 고어로, 기무라 교수가 작명에 도움을 준 것으로 알려졌다.
하와이 당국은 블랙홀 사진이 공표된 지난 10일을 '포베히의 날'로 선포하는 등 전폭적인 지원을 하고 있다. 사멸 위기에 있는 하와이 토착어 보존에 조금이라도 도움이 될 것이라는 기대에서다.
천문학계에서는 권한이 모호하기는 해도 결국 블랙홀의 이름을 결정하는 것은 IAU 몫이 될 것으로 보고있다.
블랙홀 이름 결정이 IAU에 정식 안건으로 제출되려면 EHT 프로젝트에 참여한 200여명의 과학자와 13개 연구비 지원 기관이 동의해야만 가능한 것으로 전해졌다.
IAU는 무수히 발견되는 천체에 이름을 붙이는 것이 쉽지 않아졌으며, 천체 작명에 지구촌의 더 많은 언어와 문화가 반영돼야 한다는 기본 입장을 갖고있다.
블랙홀 사진이 공개된 지난 10일에도 '2007 OR10'으로 불리는 천체에 대해 중국 전설시대 때 물과 관련된 사업을 담당한 수관인 '공공(共工)'과 게르만 신화에서 풍요의 여신으로 나오는 '홀레(Holle)', 북유럽 창세신화에 나오는 3형제 중 차남인 '빌리(Vili)' 등 3개의 이름을 제시하며 공모에 나서기도 했다.
2019년 4월 과학자들은 블랙홀 관측을 성공하였습니다. 블랙홀은 아인슈타인의 일반 상대성 이론으로 처음 예견됐습니다. 과연 아인슈타인의 상대성 이론은 어떤 것일까요? 그리고 이 상대성 이론은 어떻게 블랙홀의 존재를 증명한 것일까요? 참고로 아인슈타인이 직접 블랙홀을 예측한 건 아니니 오해하시면 곤란합니다.
아인슈타인의 상대성 이론, 어떻게 나왔을까
아이작 뉴턴과 알버트 아인슈타인. 출처: Wikimedia Commons
아인슈타인의 상대성 이론 이전에는 만유인력의 법칙을 포함한 뉴턴역학이 자연과학계에서 각광을 받았습니다. 뉴턴은 자신의 이론에서 '절대공간'과 '절대시간'이라는 개념을 도입했습니다. 절대공간은 힘의 작용 여부를 결정한다고 생각하며 절대공간에서 좌표계가 서로 등속도 운동을 하는 세계인 관상 좌표계를 설정했죠.
뉴턴은 물체의 운동을 기술할 때 3차원의 유클리드 공간과 1차원의 시간을 가진 관성 좌표계가 적합하다고 생각했습니다. 뉴턴은 시간과 공간은 서로 독립적으로 존재하며 상대방에 영향을 미치지 않는다고 주장했습니다.
하지만 아인슈타인의 생각을 달랐습니다. 아인슈타인은 상호 의존하는 4차원의 시공간 개념을 도입했습니다. 뉴턴은 1차원의 시간 t와 x와 y와 z로 이루어진 3차원의 공간을 독립적으로 구분한 반면 아인슈타인은 공간 xyz와 시간 t가 대등한 구조를 이루도록 고안했습니다.
아인슈타인은 시간과 공간이 관찰자에 따라 상대적으로 다르게 인식될 수 있다고 했습니다. 예를 들면 제트기를 타고 이동하는 원자시계는 정지 상태에 있는 지상의 시계보다 천천히 움직인다고 느껴지는데요. 아인슈타인은 그 이유를 운동 상태가 다르기 때문이라고 했습니다. 이것이 바로 상대성 이론의 시초였습니다.
상대성 이론과 중력파의 관계
가속운동은 가속도로 인해 시간이 지남에 따라 속력이 변하는 운동을 말합니다. 가속운동이 발생하는 이유는 관성력 때문인데요. 관성력도 가속운동으로 인해 생기는 힘입니다. 예를 들면 버스에서 급발진할 때 멀쩡하게 서있던 사람들이 뒤로 밀리는데요. 이는 관성력 때문입니다. 버스 밖에 서 있는 사람들에게는 관성력이 작용하지 않죠.
물리 공부, 자이로드롭과 함께. 출처: Wikimedia Commons
아인슈타인은 관성력과 중력이 동등하다고 여겼습니다. 이를 '등가원리'라고 합니다. 엘리베이터가 올라가기 직전 우리 몸이 순간적으로 무거워지는 것을 느낄 때가 있을 겁니다. 놀이기구 자이로드롭을 예로 들어볼까요? 자이로드롭은 사람들을 높은 곳으로 끌어올리다가 순식간에 자유낙하시키죠.
자유낙하하는 사람들에게는 두 가지 힘이 작용합니다. 자유낙하를 시작하면 지구의 중력이 작용해 가속운동을 하게 됩니다. 가속운동이 진행되면 관성력은 하늘 방향 즉 중력의 반대 방향으로 작용하게 됩니다. 이때의 관성력의 크기는 지구가 우리 몸을 당기는 중력의 크기와 동일합니다. 그래서 중력과 관성력은 상쇄되죠. 이것이 바로 등가원리입니다.
상대성 이론에 따르면 물체가 움직이면 그 물체의 시간과 공간에 변화가 생긴다고 합니다. 가속운동을 하면 시공간이 더 변하겠죠. 중력도 중력가속도를 가져 물체가 가속운동을 하게 합니다. 때문에 중력은 시공간의 뒤틀림을 의미합니다. 그래서 상대성 이론을 '중력이론'이라고도 부릅니다. 이를 간단하게 정리하여 아인슈타인은 1915년 '중력장 방정식'을 발표했습니다.
중력파 이미지. 출처: NASA
그 다음 해인 1916년 아인슈타인은 중력파의 존재를 예견했습니다. 만약 태양의 질량이 급격하게 변한다면 그 주변의 시공간의 곡률도 급격하게 달라질 것입니다. 중력파는 시공간의 출렁거림 즉 파동을 말합니다. 시공간의 곡률 변화는 잔잔한 연못에 돌을 던지면 생기는 물결과 같이 나타납니다.
뉴턴의 만유인력의 법칙과 아인슈타인의 상대성 이론을 비교한다면 중력파의 중요성을 알 수 있습니다. 만유인력의 법칙은 중력이 '어떻게' 작용하는지 알 수 없습니다. 그래서 태양과 지구, 지구와 달 사이의 중력이 작용하는 원리를 알 수 없죠. 하지만 중력파가 있으면 이 문제는 어느 정도 해결이 가능합니다. 태양에 변화가 생겨 주변 시공간의 곡률이 변하면 그 변화가 중력파로 퍼져나가 지구에 전달된다고 설명할 수 있습니다.
상대성 이론과 중력파·블랙홀
블랙홀 이미지. 출처: pixabay
별의 질량이 매우 무거우면 중성자별의 단계를 지나서도 계속 붕괴하여 빛조차 빠져나올 수 없는 형태가 됩니다. 이런 형태를 '블랙홀(Black hole)'이라고 부릅니다.
아인슈타인이 고안한 상대성 이론과 중력파는 블랙홀이 정말로 존재한다는 것을 간접적으로 증명했습니다. 스티븐 호킹은 상대성 이론을 적용해 블랙홀 속에 무한한 밀도와 무한한 시공간 곡률을 가진 특이점이 존재한다는 것을 발견했습니다. 여기서 '특이점'이란 질량이 큰 별이 수축하면서 하나의 점과 같은 상태를 되는 것을 말하는데요. 만약 지구를 블랙홀로 만들려면 현재 약 6,400km인 지구의 반지름이 약 1cm가 될 때까지 모든 방향에서 꽉꽉 눌러야 합니다.
서로를 끌어들이는 블랙홀과 중력파. 출처: Wikimedia Commons
중력파는 매우 미세하기 때문에 중력파가 있다고 블랙홀을 바로 관측하기는 힘듭니다. 하지만 다음과 같은 과정이 있으면 블랙홀 관측이 가능하다고 합니다. 2개의 블랙홀이 서로에 대해 궤도운동을 할 때 중력파들은 블랙홀을 뒤로 밀어냅니다. 이런 중력파의 반동은 2개의 블랙홀이 더욱 가까이 있게 하며 높은 속도를 낼 수 있도록 합니다. 이로 인해 블랙홀들은 서로에 대해 천천히 안쪽으로 나선운동을 하게 됩니다. 나선은 점차적으로 중력에너지를 내놓는데요. 절반은 중력파를 방출하고 나머지 절반은 블랙홀의 궤도 이동 속도를 높이는 데 사용됩니다.
블랙홀들의 나선은 처음엔 느리지만 서로를 점점 잡아당길수록 빠르게 회전합니다. 결국 지평면에 맞닿아 합쳐지죠. 2개의 블랙홀은 빠른 속도로 회전하는 하나의 블랙홀이 됩니다. 블랙홀은 강력한 중력파를 전파하게 되는데요. 두 개의 블랙홀이 충돌한 중력파는 충분히 강력하기 때문에 관측이 가능하다고 합니다.
"반지의제왕 '사우론의 눈' 같다" 노벨상 받을만한 업적…아인슈타인 예언 100년만에 '확인' 경안일보 기자 / 입력 : 2019년 04월 11일
↑↑ 사진=뉴시스 이벤트 호라이즌 망원경 프로젝트는 10일 공식 홈페이지를 통해 이번에 관측한 은하 M87의 중심에 대한 블랙홀의 첫 이미지를 획득했다고 밝혔다
[경안일보=온라인 뉴스팀] 인류역사상 첫 블랙홀이 촬영된 사진이 10일(현지시간) 공개됐다. 이벤트 호라이즌 망원경(EHT) 프로젝트 연구팀은 이날 오후 1시(한국시간 오후 10시) 트위터 등 인터넷으로 생중계된 연구결과 발표회를 통해 블랙홀 사진을 공개했다. 공개된 사진은 도넛 모양의 노란 빛 가운데 검정색 원형이 정확히 포착됐다. 마치 불에 타고 있는 반지처럼 오렌지색과 노란색이 원형을 이루고 있고 한 가운데 검정색 구멍이 드러났다. AP통신은 "아인슈타인 박사가 100년전 이론적으로 예견했고, 수십년동안 과학자들이 관측하려고 노력해왔던 빛을 끌어당기는 거대한 괴물이 우리 눈에 들어오는 순간"이라고 의미를 부여했다. 연구팀은 "우리는 지금 우리가 볼 수 없다고 생각했던 것을 발견했다"며 "우리는 블랙홀을 봤고 사진을 찍었다"고 블랙홀 사진을 공개했다. 하와이 연구팀 제시카 뎀프시 박사는 "영화 반지의 제왕에 등장하는 강력한 화염 '사우론의 눈'을 연상시킨다"며 흥분을 감추지 않았다. 이번 블랙홀 촬영은 미국 하와이, 칠레, 프랑스, 남극 등 세계 9곳에 설치된 전파망원경을 하나로 연결해 만든 사진으로 지난 2012년 출범한 EHT 프로젝트의 연구 성과다. 연구팀에는 한국 과학자들도 참여하고 있다. 한국은 천문연구원 소속 연구자 8명이 동아시아관측소(EAO) 산하 제임스 클러크 맥스웰 망원경(JCMT)과 아타카마 밀리미터/서브밀리미터 전파간섭계(ALMA)의 협력 구성원으로서 EHT 프로젝트에 참여하고 있다. 한국이 운영하고 있는 한국우주전파관측망(KVN)과 동아시아우주전파관측망(EAVN)도 이번 연구에 기여했다. 과학계에서는 이번 블랙홀 촬영은 중력파 발견에 버금가는 엄청난 사건으로 노벨상을 받을 만한 업적이라고 평가하고 있다. EHT 프로젝트는 빛을 빨아들이는 블랙홀을 실제 사진에 담을 수 없기 때문에 블랙홀의 가장자리인 '이벤트 호라이즌'을 촬영하기 위한 연구 프로젝트로, 블랙홀의 가장 가까운 경계에서 일어나는 현상을 촬영하는데 주력해왔다. EHT는 우리 은하계의 한 가운데 있는 궁수자리(Sagittarius)A*와 처녀자리(Virgo) A 중앙에 있는 M87 등 2개의 초질량 블랙홀들을 관찰해왔다. 궁수자리 A*는 지구로부터 약 2만6000광년 떨어져 있으며, 태양에 비해 질량이 약 400만배나 많다. M87은 태양계에서 5400만광년 떨어져 있다. 이날 발표는 브뤼셀 뿐만 아니라 일본 도쿄, 미국 워싱턴, 대만 타이페이, 중국 상하이, 칠레 산티아고, 덴마크 린그비 등 6곳에서 동시 생중계됐고 인터넷으로도 전세계에 실시간 중계됐다. 뉴시스
경안일보 기자 / 입력 : 2019년 04월 11일
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박스 안은 세페이드 변광성을 포함된 성단으로 허블 우주망원경으로 관측한 것이다. [NASA, ESA, A. Riess (STScI/JHU) and Palomar Digitized Sky Survey 제공] ![[NASA, ESA and A. Feild (STScI) 제공]](https://file.mk.co.kr/meet/yonhap/2019/04/26/image_readmed_2019_265944_1.jpg)
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입력 : 2019년 04월 11일 
