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[우주의 속삭임(178)] CHEOPS, 적색왜성 LHS 1903서 '정반대 배열 암석 행성' 발견
- 바깥 행성이 암석 형이고 안쪽 행성이 가스 형으로 되어 있는, 기존 행성과 정반대되는 배열로 이루어져 있는 외계 행성계가 발견돼 천문학자들의 이목을 끌고 있다. 유럽우주국(ESA)은 12일(현지시간) 외계행성 관측 위성 CHEOPS가 적색왜성 LHS 1903 주위를 도는 네 개의 행성이 공전하는 독특한 행성계를 확인했다고 밝혔다. 가장 안쪽 행성은 암석형이고, 그 다음 두 행성은 가스형이며, 가장 바깥쪽의 네 번째 행성 역시 암석형으로 추정되는, 기존 행성 형성 이론과 상반되는 배열이 드러난 것이다. ESA에 따르면 영국 워릭대 토머스 윌슨 박사 연구팀은 지상·우주 망원경 자료와 외계행성 특성 분석 위성(CHEOPS) 관측을 결합해 LHS 1903을 도는 네 개의 행성을 분석했다. 중심에 가까운 첫 번째 행성은 암석형, 그 바깥 두 개는 가스형으로 분류됐다. 문제는 가장 멀리 떨어진 네 번째 행성이다. 통상 별에서 멀수록 두꺼운 대기를 지닌 가스 행성이 형성된다는 이론과 달리, 이 네 번째 행성은 작은 암석 행성으로 나타났다. 이러한 배열은 은하계 전체와 우리 태양계에서 볼 수 있는 패턴과 모순된다. 12일 CNN에 따르면 우리 태양계에서는 암석형 행성(수성, 금성, 지구, 화성)은 태양에 더 가까이 공전하고, 가스형 행성(목성, 토성, 천왕성, 해왕성)은 더 멀리 떨어져 공전한다. 현행 이론에 따르면 항성 가까이에서는 강한 복사로 가스가 제거돼 암석형 행성이, 외곽에서는 차가운 환경 덕분에 가스가 축적돼 거대 가스 행성이 형성된다. 그러나 LHS 1903 행성계는 '암석-가스-가스-암석'이라는 역전된 배열을 보였다. 연구진은 과거 충돌로 대기가 벗겨졌거나 행성 간 궤도 교환이 있었을 가능성도 검토했으나, 시뮬레이션 결과 이를 배제했다. 대신 연구진은 행성들이 동시에 형성된 것이 아니라 순차적으로 태어났을 가능성에 주목했다. 특히 네 번째 행성은 원시 원반의 가스가 거의 소진된 환경에서 뒤늦게 형성됐을 수 있다는 것이다. 이는 약 10년 전 제기된 '안쪽에서 바깥으로 형성되는(inside-out) 행성 형성' 가설을 뒷받침하는 첫 강력한 증거로 평가된다. ESA 연구원 이사벨 레볼리도는 "지금까지의 행성 형성 이론은 태양계를 기준으로 발전해왔다"며 "다양한 외계행성계가 발견되면서 기존 이론을 재검토해야 할 시점"이라고 밝혔다. 이번 연구는 12일 국제학술지 '사이언스(Science)'에 게재됐다. 한편, 적색왜성 LHS 1903이라고 불리는 이 암석형 행성은 지구에서 약 116광년 떨어져 있다. 반지름이 지구의 약 1.7배에 달해 천문학자들이 '슈퍼지구'라고 부르는, 밀도와 구성은 비슷하지만 크기가 더 큰 행성이다. 이 행성계는 2018년 NASA가 발사한 외계행성 탐사 위성(TESS)을 이용해 처음 발견됐다. 이후 2019년 유럽우주국(ESA)이 발사한 외계행성 특성 분석 위성(CHEOPS)을 이용해 분석이 진행됐다. CHEOPS는 이미 외계행성을 가진 것으로 알려진 별들을 연구하는 위성이다. 이번 발견은 태양계의 질서가 보편적이라는 전제를 흔들며, 우주에 존재하는 행성계의 다양성과 복잡성을 다시 한 번 부각시키고 있다.
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- 포커스온
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[우주의 속삭임(178)] CHEOPS, 적색왜성 LHS 1903서 '정반대 배열 암석 행성' 발견
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[우주의 속삭임(177)] "목성, 우리가 알던 것보다 더 납작했다"
- 최근 관측 기술의 발전으로 목성의 크기와 형태에 대한 기존 인식이 수정될 필요가 있다는 연구 결과가 나왔다고 과학 기술전문매체 기즈모도와 웹사이트 Phys.org가 보도했다. 핵심은 목성이 과거에 알려진 것보다 극지방에서는 더 납작하고, 적도 방향으로는 더 날씬하다는 점이다. 3일(현지시간) 국제 학술지 '네이처 스트로노미(Nature Astronomy)'에 게재된 연구에 따르면, 최신 관측 자료를 바탕으로 재산정한 목성의 반지름은 1970년대 미 항공우주국(나사·NASA)의 파이오니어·보이저 탐사선이 제시한 수치보다 다소 작다. 연구진은 목성의 적도 반지름이 기존 추정치보다 약 8㎞ 줄었고, 극 반지름은 약 24㎞ 더 납작한 것으로 나타났다고 밝혔다. 이전까지 사용돼 온 목성의 크기 수치는 1973년 파이오니어 10호와 이후 보이저 1·2호의 근접 비행 당시 확보된 제한적인 전파 관측 자료에 근거해 산출됐다. 당시 6개의 라디오 프로파일을 기반으로 측정된 목성의 반지름은 적도 기준 약 7만1492km, 극지 기준 6만6854km였다. 하지만 이 데이터에는 태생적인 한계가 있었다. 단 몇 차례의 비행 데이터에 의존했을 뿐만 아니라, 목성 대기를 뒤흔드는 강력한 대기 흐름(강풍)의 변수를 충분히 계산에 넣지 못했기 때문이다. 그럼에도 불구하고 이 수치는 지난 50년간 천문학계의 난공불락과 같은 '정답'으로 군림해 왔다. 변화의 서막은 목성 탐사선 주노(Juno)가 열었다. 2016년부터 목성을 공전 중인 탐사선 주노는 보다 정밀한 관측 환경을 제공했다. 특히 지구에서 볼 때 탐사선이 목성 뒤편을 통과하는 궤도 구간에서는 전파 신호가 목성 대기에 의해 굴절·차단되는 현상이 발생하는데, 연구진은 이 신호 변형을 분석해 행성의 실제 형태와 대기 구조를 세밀하게 재구성했다. 연구를 이끈 이스라엘 와이즈만 과학연구소(Weizmann Institute of Science) 소속 과학자들은 이러한 방식이 목성의 온도 분포와 대기 역학을 보다 정확히 반영한다고 설명했다. 새로운 분석 결과에 따르면 목성의 적도 반지름은 극 반지름보다 약 7% 더 크다. 이는 지구(약 0.33%)와 비교하면 20배 이상 더 납작한 형태다. 연구진은 이 차이가 수치상으로는 수㎞ 수준에 불과해 보이지만, 목성 내부 구조와 중력장, 대기 흐름을 설명하는 물리 모델의 정확도를 크게 높이는 데 결정적인 의미를 가진다고 강조했다. 연구 책임자인 요하이 카스피 교수는 "목성 자체가 변한 것은 아니지만, 측정 기술의 발전으로 우리가 이해하는 방식이 달라졌다"며 "교과서의 내용도 업데이트가 필요할 것"이라고 밝혔다. 이번 발견은 단순한 수치 수정을 넘어선다. 목성은 태양계 밖 가스 행성을 연구하는 데 있어 가장 중요한 '표준 기준(Standard Reference)'이기 때문이다. 미세하게 조정된 반지름은 목성 내부 구조 모델과 중력 측정값이 완벽하게 일치하도록 돕는다. 이번 결과는 태양계는 물론 외계 행성 연구에도 적지 않은 영향을 미칠 것으로 전망된다. 목성이라는 '표준'이 정교해질수록, 먼 우주의 가스 행성들을 탐사하는 인류의 계산식은 더욱 날카로워질 것이다.
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- 포커스온
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[우주의 속삭임(177)] "목성, 우리가 알던 것보다 더 납작했다"
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[기후의 역습(196)] 서남극 빙하의 역설, 탄소 흡수 공식이 무너진다
- 기후 변화의 최전선인 남극에서, 빙하가 녹아내리면 해조류가 늘어나 탄소를 흡수할 것이라는 인류의 낙관적인 가설이 붕괴됐다. 빙하가 품었던 철분이 오히려 생태계에서 일종의 소화 불량을 일으키며, 지구가 스스로를 치유하는 능력을 상실하고 있다는 충격적인 연구 결과가 발표됐다고 사이테크데일리가 2일(현지시간) 보도했다. 지구가 인류에게 보내는 경고는 때로 우리의 상식을 뒤엎는 정교한 '부메랑'이 되어 돌아온 것이다. 상식을 뒤엎은 '철분의 배신' 학술지 '네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)'에 2일 게재된 독일 올덴부르크 대학과 미국 컬럼비아 대학 공동 연구팀의 논문에 따르면, 서남극 빙하(WAIS)의 후퇴는 남극해의 탄소 흡수 능력을 오히려 저하시키는 것으로 나타났다. 전통적으로 과학계는 빙하가 녹아 바다로 흘러갈 때, 그 속에 포함된 철분(Iron)이 영양분 역할을 하여 해조류(알지)의 증식을 돕는다고 믿어왔다. 해조류가 광합성을 통해 대기 중의 이산화탄소를 흡수하면 지구가 냉각되는 선순환 구조, 즉 '철분 시비 효과(Iron Fertilization)'가 작동할 것이라 기대한 것이다. 그러나 연구팀이 남극해 수심 5km 아래에서 채취한 퇴적물을 분석한 결과는 전혀 달랐다. 빙하가 대거 붕괴하며 철분 농도가 정점에 달했던 과거 온난기에도 해조류의 생산성은 오히려 정체되거나 감소했다. 원인은 철분의 '양'이 아니라 '질(화학적 형태)'에 있었다. 고대 암석의 풍화, '생물학적 불능'을 낳다 연구를 주도한 토르벤 스트루브(Torben Struve) 박사는 이 역설적인 현상의 열쇠로 '풍화된 철분'을 지목했다. 서남극 빙하 아래 잠들어 있던 고대 암석들이 오랜 세월 물리적·화학적 변형을 거치며 생성된 철분은 용해도가 극히 낮았다. 바람에 날린 먼지(Dust)는 빙하기 시절 육지에서 날아온 철분은 생물이 흡수하기 쉬운 형태였다. 그러나 빙하 유래 철분(Iceberg Iron)은 빙하가 암석을 긁으며 배출한 철분은 고도로 풍화되어 해조류가 영양분으로 섭취하기 어려운 '그림의 떡'과 같은 상태였다. 즉, 빙하가 녹아내릴수록 바다에는 '먹을 수 없는 식량'만 가득 차게 되는 셈이다. 이는 서남극 빙하가 얇아지고 붕괴되는 현재의 추세가 지구의 탄소 정화 능력을 심각하게 훼손할 수 있음을 시사한다. 13만 년 전의 거울, 오늘날의 경고 연구팀은 약 13만 년 전, 지금과 기온이 비슷했던 '마지막 간빙기'를 주목했다. 당시에도 서남극 빙하는 대규모로 후퇴했으며, 그 과정에서 쏟아져 나온 막대한 양의 풍화된 퇴적물이 남극해를 뒤덮었다. 컬럼비아 기후대학원의 지젤라 윈클러(Gisela Winckler) 교수는 "바다의 탄소 흡수 능력은 고정된 상수가 아니다"라며, "빙하에서 유래한 철분이 생물학적으로 이용 불가능하다는 사실은 남극해의 탄소 순환 모델을 근본적으로 재수정해야 함을 의미한다"고 강조했다. 이는 현대 기후 위기 대응 전략에도 상당한 파장을 던진다. 인위적으로 철분을 살포해 해양 탄소 흡수를 늘리려던 공학적 대안들이, 빙하 붕괴라는 자연적 변수 앞에서 무용지물이 될 수 있기 때문이다. [에디터 시각] 무너지는 지구의 자정 작용 이번 연구는 기후 변화가 단순히 '온도가 오르는 현상'을 넘어, 지구가 수만 년간 유지해 온 '피드백 시스템(Feedback System)' 자체를 망가뜨리고 있음을 보여준다. 서남극 빙하의 용해는 해수면 상승이라는 물리적 위협뿐만 아니라, 탄소 흡수 저하라는 화학적 재앙으로 이어지는 '이중 압박'을 가하고 있다. 빙하가 얇아질수록 더 많은 고대 암석이 노출되고, 더 많은 '불량 철분'이 공급되는 악순환. 기후의 역습은 우리가 예상치 못한 곳에서, 우리가 가장 믿었던 메커니즘을 무너뜨리며 다가오고 있다.
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- ESGC
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[기후의 역습(196)] 서남극 빙하의 역설, 탄소 흡수 공식이 무너진다
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[우주의 속삭임(176)] 태양의 포효, 초강력 플레어 4번 분출⋯전 지구적 통신·전력망 비상
- 인류의 근원적 생명 에너지원인 태양이 거대한 전자기적 요동을 일으키며 지구를 향해 강력한 경고장을 날렸다. 2일(현지시간) 미 항공우주국(나사·NASA)은 지난 2월 1일부터 2일 사이에 무려 네 차례에 걸친 강력한 태양 플레어(Solar Flare)가 분출됐으며, 이에 따른 전 지구적 우주 기상 변화에 예의주시하고 있다고 밝혔다. 이번 사건은 태양 활동 극대기에 접어든 태양이 보여준 이례적이고도 위협적인 '연쇄 폭발'로 기록될 전망이다. 24시간 동안 네 번의 거대한 불꽃 NASA의 태양활동관측위성(SDO)에 포착된 이번 현상은 단순한 폭발 그 이상이었다. 2월 1일 오전 7시 33분(미 동부 표준시 기준) 첫 번째 폭발을 시작으로, 같은 날 오후 6시 37분과 7시 36분에 연달아 강력한 에너지가 우주 공간으로 쏟아져 나왔다. 광기는 여기서 멈추지 않고 2일 오전 3시 14분, 네 번째 대폭발을 일으키며 정점에 달했다. 폭발의 강도는 가히 파괴적이다. NASA가 분류한 이번 플레어의 등급은 다음과 같다. △1차 폭발: X1.0 등급, △2차 폭발: X8.1 등급 (가장 강력), △3차 폭발: X2.8 등급, △4차 폭발: X1.6 등급이다. 태양 플레어는 강도에 따라 B, C, M, X 등급으로 나뉘는데, 이번에 발생한 X등급은 그중에서도 가장 강렬한 '최상위 수준'을 의미한다. 특히 두 번째 발생한 X8.1 등급은 최근 수년간 관측된 플레어 중 손꼽히는 위력을 지닌 것으로, 지구 자기장과 대기권에 상당한 물리적 충격을 가할 수 있는 수치다. '우주 폭풍'이 지구에 미치는 실질적 위협 태양 플레어는 태양 표면에서 발생하는 거대한 에너지 방출 현상으로, 이 과정에서 뿜어져 나오는 강한 X선과 자외선은 빛의 속도로 이동하여 약 8분 만에 지구에 도달한다. 이 고에너지 입자들은 지구 상층 대기의 전리층을 교란해 직접적인 피해를 야기한다. 첫째, 통신 및 내비게이션 장애다. 강력한 전자기파는 단파 통신을 두절시키며, 항공기 및 선박 운용에 필수적인 GPS 신호 오차를 증폭시킨다. 특히 고위도 지역을 비행하는 항공기들의 경우 통신 두절(Radio Blackout) 가능성이 커져 각별한 주의가 요구된다. 둘째, 전력망의 과부하 문제다. 플레어에 이어 동반될 수 있는 지자기 폭풍은 지상의 송전 시설에 유도 전류를 발생시켜 변전소 변압기를 손상시키거나 대규모 정전 사태를 초래할 수 있다. 1989년 캐나다 퀘벡주에서 발생한 대규모 정전 사건이 바로 이 태양 활동의 결과였다. 셋째, 우주 자산과 인류의 안전이다. 지구 궤도를 돌고 있는 수천 개의 인공위성은 정밀 회로 손상 위험에 노출되며, 국제우주정거장(ISS)에 체류 중인 우주비행사들은 유해 방사선 피폭 위협으로 인해 안전 구역으로 대피해야 하는 긴박한 상황에 직면할 수 있다. 상시 감시 체제 가동⋯인류의 대응은? NASA는 현재 전용 관측 위성군을 통해 태양 대기부터 지구 주변 자기장까지 전 영역을 실시간으로 모니터링하고 있다. 이번 사태와 관련하여 미 해양대기청(NOAA) 산하 우주기상예측센터(SWPC)는 즉각적인 경보를 발령하고 각국의 전력 및 통신 관계자들에게 대비책 마련을 권고했다. 전문가들은 "태양의 박동은 인류가 구축한 디지털 문명의 취약성을 여실히 드러낸다"며, "우주 기상은 이제 단순한 자연 현상을 넘어 국가 안보와 직결되는 핵심 변수"라고 입을 모은다. 태양이 내뿜은 네 번의 포효는 지구 곳곳에서 아름다운 오로라를 만들어내기도 하겠지만, 그 이면에 숨겨진 강력한 에너지는 현대 기술 문명에 대한 엄중한 시험대가 될 것이다. 정부와 관련 기관은 향후 수일간 이어질 수 있는 추가 지자기 교란에 대비해 비상 연락망을 점검하고, 정밀 기기 운용에 만전을 기해야 할 시점이다.
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- 포커스온
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[우주의 속삭임(176)] 태양의 포효, 초강력 플레어 4번 분출⋯전 지구적 통신·전력망 비상
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[우주의 속삭임(174)] 유로파 얼음 껍질 두께 첫 규명⋯생명 탐색 퍼즐 한 조각 맞췄다
- 미국 항공우주국(나사·NASA)의 목성 탐사선 주노(Juno)가 목성의 위성 유로파(Europa)를 감싸고 있는 얼음 껍질의 두께와 내부 구조를 처음으로 정밀 규명했다. 나사는 2022년 유로파 근접 비행 당시 주노에 탑재된 마이크로파 복사계(MWR)를 활용해 관측한 결과, 해당 지역의 얼음 껍질 평균 두께가 약 29㎞(18마일)에 달하는 것으로 분석됐다고 27일(현지시간)밝혔다. 이번 측정은 유로파의 얼음층이 수백 미터 수준이라는 '얇은 껍질' 가설과 수십 ㎞에 이른다는 '두꺼운 껍질' 가설 가운데 두꺼원 껍질이 현실에 가깝다는 것을 처음으로 구분한 사례다. 지구의 달보다 약간 작은 유로파는 태양계에서 생명체 존재 가능성을 탐색하는 최우선 대상 천체로 꼽힌다. 얼음층 아래에는 염분을 함유한 액체 바다가 존재할 가능성이 높은 것으로 알려져 있으며, 얼음 껍질의 두께와 구조를 규명하는 일은 유로파 내부 환경과 거주 가능성(habitability)을 이해하는 핵심 단서로 여겨진다. 이번 연구 결과는 지난해 12월 17일 국제 학술지 네이처 아스트로노미에 게재됐다고 나사는 밝혔다. 주노 탐사선은 2022년 9월 29일 유로파 표면으로부터 약 360㎞까지 접근해 비행하며, 위성 표면의 약 절반에 해당하는 영역을 관측했다. MWR는 얼음 아래를 투과하는 마이크로파를 이용해 깊이에 따른 온도 분포를 측정함으로써 얼음층의 물리적 특성을 추정했다. 연구진에 따르면 29㎞라는 수치는 차갑고 단단한 전도성 외층을 기준으로 한 것이다. 만약 그 아래에 상대적으로 따뜻한 대류층이 존재한다면 전체 얼음 껍질의 두께는 이보다 더 두꺼울 가능성도 있다. 반대로 얼음에 일정량의 염분이 녹아 있을 경우, 두께 추정치는 약 5㎞가량 줄어들 수 있다고 설명했다. 두꺼운 얼음 껍질은 유로파 표면에서 생성된 산소나 영양분이 지하 바다로 전달되기까지 더 긴 경로를 거쳐야 함을 의미한다. 이는 생명체가 살 수 있는 환경이 형성될 수 있는지 판단하는 데 중요한 변수다. 또한 이번 관측을 통해 얼음 표면 바로 아래에는 균열, 기공, 빈 공간 등 마이크로파를 산란시키는 '산란체(scatterer)'가 존재한다는 사실도 확인됐다. 산란체는 장비에서 반사된 마이크로파를 산란사키는 역할을 한다. 이 구조물들은 수 센티미터 크기에 불과하며, 유로파 표면 아래 수백 미터 깊이까지 분포하는 것으로 추정된다. 연구진은 이러한 규모와 깊이를 고려할 때, 이 균열들이 표면과 지하 바다를 연결하는 주요 통로가 될 가능성은 크지 않다고 분석했다. 스콧 볼턴 주노 수석연구원은 "얼음 껍질의 두께와 내부 균열 구조는 유로파의 거주 가능성을 이해하는 복잡한 퍼즐의 핵심 요소"라며 "이번 결과는 향후 유로파 탐사를 수행할 차세대 임무에 중요한 과학적 맥락을 제공한다"고 말했다. 실제로 NASA의 유로파 클리퍼(Europa Clipper)와 유럽우주국(ESA)의 주스(JUICE·Jupiter Icy Moons Explorer) 탐사선은 각각 2030년과 2031년 목성계에 도착할 예정으로, 이번 연구는 이들 임무의 관측 전략 수립에도 중요한 기초 자료로 활용될 전망이다. 한편 주노 탐사선은 오는 2월 25일 81번째 목성 근접 비행을 수행할 예정이다. 유로파 클리퍼는 2030년에, 주스는 그 다음해에 목성에 도착할 예정이다.
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[우주의 속삭임(174)] 유로파 얼음 껍질 두께 첫 규명⋯생명 탐색 퍼즐 한 조각 맞췄다
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[신소재 신기술(218)] 지진계로 우주 쓰레기 추적⋯소닉붐 데이터 분석 성공
- 지진계로 우주 쓰레기를 추적하는 새로운 기술이 개발됐다고 CNN이 22일(현지시간) 보도했다. 지구 궤도를 이탈한 인공위성과 우주선 잔해가 대기권으로 재진입하는 사례는 하루 평균 세 차례를 넘는다. 이 과정에서 우주쓰레기는 대부분 소실되지만, 일부는 유해 물질을 방출하거나 지표면까지 도달해 환경을 오염시키고 건물·인프라, 나아가 인명에 위협을 가할 수 있다. 문제는 추적의 어려움이다. 시속 2만9천㎞에 달하는 속도로 이동하는 우주쓰레기는 갑작스럽게 궤도를 이탈하는 경우가 많아, 기존의 레이더와 광학 관측 방식만으로는 낙하지점을 정확히 예측하기 어렵다. 특히 재진입 과정에서 물체가 여러 조각으로 분해될 경우, 위치 추정 오차는 더욱 커진다. 이로 인해 독성 잔해 회수나 환경 대응이 지연되는 사례도 적지 않다. 지진계로 '음속 돌파' 포착…전혀 다른 접근 이 같은 한계를 보완할 새로운 방법이 제시됐다. 미국 존스홉킨스대학과 영국 임페리얼 칼리지 런던 공동 연구진은 우주쓰레기가 대기권에 재진입할 때 발생하는 '소닉붐(음속 돌파 충격파)'을 지진계로 포착해 경로를 추정하는 방식을 개발했다. 지진계는 통상 지진을 감지하는 장비지만, 대기 중에서 발생한 강한 충격파가 지면으로 전달될 경우 이를 진동 신호로 기록할 수 있다. 연구진은 이 특성에 주목해, 대기권을 통과하는 우주쓰레기가 만들어내는 소닉붐 데이터를 분석하는 데 성공했다. 이번 연구의 공동 저자인 벤저민 페르난도 박사(존스홉킨스대)는 "대기권에 재진입하는 우주물체가 소닉붐을 발생시킨다는 사실은 오래전부터 알려져 있었다"며 "이를 지진학적 데이터로 체계적으로 활용한 것이 이번 연구의 핵심"이라고 설명했다. 연구 결과는 과학 학술지 '사이언스(Science)'에 게재됐다. 화성 탐사 경험의 지구 적용 이번 접근법의 토대는 NASA의 화성 탐사선 '인사이트(InSight)' 임무에서 축적된 경험이다. 인사이트 착륙선은 2018년 화성에 착륙한 이후 1300건이 넘는 화성 지진을 감지했다. 이 가운데 일부는 운석이 대기권을 통과하며 만든 충격파에 의해 발생한 것으로 분석됐다. 연구진은 당시 단일 지진계만으로도 운석 충돌 지점을 특정할 수 있었고, 이를 토대로 궤도선이 분화구를 촬영해 화성 표면 연구에 중요한 단서를 제공했다. 페르난도 박사는 "자연 운석을 연구하며 개발한 기법을 지구의 우주쓰레기 문제에 적용한 것이 이번 연구의 가장 큰 도약"이라고 말했다. 다만 우주쓰레기는 자연 운석과 다르다. 대기권 진입 속도가 상대적으로 느리고, 진입 각도가 얕으며, 분해 양상도 훨씬 복잡하다. 이로 인해 지상에 미치는 위험성은 오히려 더 크다는 것이 연구진의 설명이다. 중국 선저우-15 사례로 검증 연구진은 2024년 4월 캘리포니아 상공에서 발생한 중국 유인우주선 선저우-15의 비통제 재진입 사례를 분석 대상으로 삼았다. 폭 1m, 무게 1.5톤이 넘는 궤도 모듈이 대기권을 통과하며 발생시킨 소닉붐은 지상 125개의 지진계에 포착됐다. 연구진은 신호 강도를 토대로 물체의 이동 경로를 재구성했고, 미 우주군이 레이더로 예측한 궤적과 비교한 결과 약 40㎞ 남쪽으로 치우친 경로가 도출됐다. 실제 잔해가 회수되지 않아 어느 예측이 정확한지는 확인되지 않았지만, 기존 방식과 다른 결과를 제시했다는 점에서 의미가 있다는 평가다. 환경 대응 위한 '시민용 감시 도구' 목표 연구진은 추가 검증을 거쳐 이 방식을 민간 감시 체계에 통합하는 것을 목표로 하고 있다. 지진계 데이터는 대부분 공개돼 있어, 재진입 시작 후 수 초~수 분 내에 우주쓰레기 낙하를 감지하고 잠재적 대기 오염 위치를 신속히 추정할 수 있다는 설명이다. 우주쓰레기의 환경 영향에 대한 우려도 커지고 있다. 1978년 소련 위성 '코스모스 954'의 재진입 당시 캐나다 북부에 방사성 물질이 확산됐고, 최근에는 대형 로켓 폭발로 중금속 잔해가 해양과 주거 지역에 흩어진 사례도 보고됐다. 연구진은 "우주선에 포함된 화학 물질 상당수가 독성을 띠며 오존층 파괴 가능성도 있다"고 경고했다. "보완 수단으로서 가치"…한계도 명확 외부 전문가들은 이번 연구를 '저비용·확장 가능한 보완 수단'으로 평가한다. 영국 버밍엄대 휴 루이스 교수는 "기존 레이더가 포착하기 어려웠던 재진입 과정을 이해하는 데 도움을 줄 수 있다"고 밝혔다. 다만 모든 우주쓰레기를 포착할 수 있는 만능 해법은 아니라는 지적도 나온다. 텍사스대 오스틴 캠퍼스의 모리바 자 교수는 "충격파가 충분히 강해야 지진계에 기록된다"며 "작거나 고고도에서 소실되는 잔해는 감지되지 않을 수 있다"고 말했다. 항공기나 폭발 등 다른 소음과의 구분도 과제로 남아 있다. 2024년 9월 발표된 유럽우주국(ESA)의 최신 수치에 따르면 현재 지구를 돌고 있는 활성 위성은 1만 개가 넘고, 수명이 다하거나 파괴되어 작동하지 않는 위성은 3000개가 넘는다. NASA에 따르면, 최소 야구공 크기의 물체 약 2만5000개와 훨씬 더 작은 물체인 연필심 크기를 포함하면 1억 개 이상이 지구 위 우주 상공을 돌고 있다. 그럼에도 전문가들은 레이더·광학 추적과 결합할 경우, 대기권 재진입에 대한 정보 수집 능력이 크게 향상될 것으로 보고 있다. 우주 활동이 지구 사회와 환경에 미치는 영향을 보다 정밀하게 이해하기 위한 새로운 도구가 될 수 있다는 평가다.
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- 포커스온
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[신소재 신기술(218)] 지진계로 우주 쓰레기 추적⋯소닉붐 데이터 분석 성공
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[우주의 속삭임(173)] 웹 망원경, 헬릭스 성운 초정밀 포착⋯죽어가는 별의 '마지막 숨결'
- 미 항공우주국(나사·NASA)·유럽우주국(ESA)·캐나다우주국(CSA)이 공동 운영하는 제임스 웹 우주망원경이 지구에서 가장 가까운 행성상 성운 가운데 하나인 헬릭스 성운을 전례 없이 정밀한 적외선 영상으로 포착했다고 ESA가 20일(현지시간) 해당 사진을 공개했다. 죽어가는 별의 마지막 순간을 관측하는 데 최적의 대상으로 꼽혀온 헬릭스 성운을 웹 망원경이 근접 촬영하면서, 별의 생애 말기와 물질 순환 과정이 한층 선명하게 드러났다. 이번 관측은 우리 태양과 태양계가 먼 미래에 맞이할 가능성 있는 운명을 가늠하게 한다는 점에서 의미가 크다. 웹 망원경의 고해상도 영상에서는 별이 수명을 다하며 방출하는 가스의 구조가 또렷하게 드러나며, 이 물질이 다시 우주 공간으로 환원돼 차세대 별과 행성의 씨앗이 되는 과정을 보여준다. 단순히 시각적으로 인상적인 이미지를 넘어, 우주 물질 순환의 메커니즘을 구체적으로 밝히는 과학적 단서를 제공한다는 평가다. 웹 망원경의 근적외선 카메라 NIRCam으로 촬영된 영상에서는 혜성처럼 꼬리를 가진 기둥 구조들이 팽창하는 가스 껍질의 내부 가장자리를 따라 늘어서 있다. 이는 별의 말기에 분출된 고온의 강한 항성풍이 과거에 방출된 차갑고 밀도 높은 먼지·가스층과 충돌하면서 형성된 것이다. 가벼우면서 빠른 물질이 무겁고 느린 물질을 밀어내며 만들어지는 현상으로, 기름이 물을 뚫고 올라오는 모습에 비유된다. 헬릭스 성운은 19세기 발견 이후 약 200년에 걸쳐 지상 및 우주 망원경으로 반복 관측돼 왔다. 그러나 웹 망원경의 근적외선 관측은 과거 허블 우주망원경이 포착한 몽환적인 모습과 달리, 성운 내부의 '매듭(knot)' 구조를 전면에 부각시키며 가장 뜨거운 가스에서 가장 차가운 가스로 이어지는 뚜렷한 경계까지 드러냈다. 중심부에 자리한 백색왜성을 기준으로, 온도와 화학적 조성이 급격히 변하는 과정이 명확히 관측된 것이다. 성운의 중심에는 죽어가는 별의 잔해인 백색왜성이 자리하고 있다. 이번 웹 영상에는 직접적으로 담기지 않았지만, 이 백색왜성에서 방출되는 강한 복사가 주변 가스를 밝히며 다양한 층위를 만들어낸다. 중심부 인근에는 고온의 이온화 가스가, 그 바깥에는 더 차가운 분자 수소가 분포하고, 먼지 구름 내부에는 복잡한 분자가 형성될 수 있는 ‘보호된 영역’이 존재한다. 이는 장차 다른 항성계에서 새로운 행성이 탄생하는 데 필요한 원재료로 작용할 수 있다. 웹 망원경 영상에서 색상은 온도와 화학적 상태를 의미한다. 푸른빛은 강한 자외선에 의해 에너지를 얻은 가장 뜨거운 가스를 나타내며, 바깥쪽으로 갈수록 노란색 영역에서는 수소 원자가 결합해 분자를 이루는 과정이 관측된다. 성운의 가장자리에서 보이는 붉은색은 가장 차가운 물질을 가리키며, 이곳에서 가스는 점차 희박해지고 먼지가 형성된다. 이러한 색의 분포는 별의 '마지막 숨결'이 새로운 세계의 재료로 전환되는 과정을 시각적으로 보여준다. 헬릭스 성운은 지구에서 약 650광년 떨어진 물병자리 방향에 위치해 있다. 비교적 가까운 거리와 독특한 형태 덕분에 아마추어 관측자와 전문 천문학자 모두에게 오랫동안 사랑받아 왔으며, 이번 웹 망원경 관측은 행성 형성과 별의 진화에 대한 이해를 한층 확장하는 계기가 되고 있다.
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- 포커스온
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[우주의 속삭임(173)] 웹 망원경, 헬릭스 성운 초정밀 포착⋯죽어가는 별의 '마지막 숨결'
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[기후의 역습(193)] 지구 평균기온 3위 기록한 2025년⋯'1.5도 한계' 사실상 붕괴
- 2025년이 관측 이래 세 번째로 더운 해였다는 분석 결과가 나왔다. 주요 기후 관측 기관들은 지구 평균기온 상승 흐름이 한층 뚜렷해지고 있으며, 온난화 속도가 과거 예상보다 빠를 가능성이 크다고 경고했다. 이러한 진단은 미국이 탄소 배출 감축 규제를 완화하고 국제 기후 협력에서 이탈하는 행보를 보이는 가운데 제시돼 우려를 키우고 있다. 15일(이하 현지시간) 유럽연합(EU)의 기후변화 감시 기관인 코페르니쿠스 기후변화 서비스에 따르면 2025년 전 세계 평균 기온은 산업화 이전 기준으로 삼는 1850~1900년 평균보다 약 1.47도(섭씨) 높았다. 이는 관측 사상 세 번째로 높은 연간 상승 폭이다. 코페르니쿠스 집계 기준으로 최근 11년은 모두 역대 가장 더운 해 상위 11위에 해당한다. 지난 14일 공개된 코페르니쿠스 데이터에 따르면 2025년 평균 기온은 2023년보다 0.01도 낮았고, 기록상 가장 더웠던 2024년보다는 0.13도 낮았다. 다만 2023~2025년 최근 3년간의 지구 평균 기온은 산업화 이전 수준보다 모두 1.5도 이상 높았다. 3년 연속 1.5도를 넘어선 것은 처음이다. 전 세계 육지 기온은 두 번째로 높았으며, 남극은 역대 최고 연평균 기온을, 북극은 두 번째로 높은 연평균 기온을 기록했다. 사만다 버지스 유럽중기예보센터(ECMWF) 기후전략 책임자는 "전 세계 육지와 해양의 91%에서 연평균 기온이 평균을 웃돌았다"며 "화석연료 연소로 누적된 온실가스가 기록적인 고온의 주된 원인"이라고 설명했다. 그는 "지구 시스템 전반에서 고온 현상이 구조적으로 굳어지고 있다"고 덧붙였다. 이 같은 결과는 2015년 체결된 파리기후협정의 목표 달성이 사실상 어려워졌다는 평가로 이어진다. 파리협정은 지구 평균기온 상승을 산업화 이전 대비 1.5도 이내로 제한하겠다는 목표를 제시했지만, 최근 3년 연속 이 기준에 근접하거나 이를 초과했다. 유럽연합 집행위원회 산하 국방·산업·우주총국의 마우로 파키니 국장은 "1.5도 초과가 3년 평균으로 현실화됐다는 점은 누구도 원치 않았던 이정표"라며 "기후 대응의 시급성이 그 어느 때보다 커졌다"고 말했다. 미국의 기온 자료 역시 유사한 흐름을 보였다. 미 국립해양대기청(NOAA)은 2025년 미국의 연평균 기온이 관측 기록(1850년 이후) 기준으로 세 번째로 높았다고 밝혔다. 같은 날 미 항공우주국(나사·NASA)도 전 지구 평균 지표에서 유사한 분석 결과를 내놓았다. NOAA는 2025년 전 세계 지표면 평균 기온이 1901~2000년 평균보다 약 1.17도 높았다고 설명했다. 전문가들은 이 같은 수치들이 일관된 메시지를 전하고 있다고 평가했다. 지구 온난화가 빠르고 위험한 속도로 진행되고 있으며, 일부 시나리오에서는 과거 과학자들의 예측보다 더 가파른 경로를 보이고 있다는 것이다. 이런 상황에서 미국의 정책 기조는 국제사회의 우려를 증폭시키고 있다. 트럼프 행정부는 2026년 1월 7일 유엔기후변화협약(UNFCCC) 탈퇴 방침을 공식화하며 국제 기후 논의에서 미국의 역할을 사실상 축소했다. 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)에 대한 지원 중단 방침도 밝혔다. 이에 따라 미국은 기후 변화의 속도와 영향을 분석하는 국제 연구 체계에서 영향력을 잃게 된다. 온실가스 주요 배출국인 미국은 도널드 트럼프 대통령 당선 이후 기후위기 대응을 위한 국제 공조에서 잇따라 이탈하고 있다. 트럼프 대통령은 취임 직후인 지난해 1월 파리기후협정 탈퇴를 선언했고, 지난해 11월 브라질 벨렝에서 열린 제30차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP30)에도 참석하지 않았다. 앞서 미국은 지난 7일 UNFCCC를 포함한 유엔 산하 기구 31곳과 비(非)유엔기구 35곳에서 탈퇴하는 대통령 각서에 서명했다. 또한 한국에 본부를 둔 유엔 녹색기후기금(GCF)에도 탈퇴했다. GCF는 개발도상국의 온실가스 감축과 기후변화 적응을 지원하는 국제 금융기구로, 인천 송도에 사무국이 있다. UNFCCC는 온실가스 감축과 기후변화 대응을 위해 1992년 체결된 기본 협약으로, 국제사회의 위기의식과 공동 대응 노력이 집약된 틀이다. 게다가 이달 말에는 대기 기간을 거쳐 파리기후협정에서도 공식 탈퇴할 예정이다. 트럼프 대통령은 기후 변화를 "사기"라고 표현해 왔으며, 행정부는 국가기후평가보고서 등 주요 기후 관련 보고서의 영향력을 축소하거나 무력화하는 조치를 취해 왔다. 환경보호청(EPA)의 온실가스 규제 권한을 약화시키려는 시도도 병행되고 있다. 동시에 미국 정부는 석탄 산업을 부양하고 석탄 화력발전소 가동을 유지하도록 지시하는 등 화석연료 중심의 에너지 정책으로 회귀하는 움직임을 보이고 있다. 전기차 보조금 등 이전 행정부의 기후 정책도 상당 부분 되돌리는 중이다. 이런 정책 변화 속에서 미국의 기후 오염 배출량은 2025년 약 2.4% 증가한 것으로 나타났다. 배출량을 추적하는 독립 연구기관 로디움그룹은 이 증가가 트럼프 행정부 정책의 직접적 결과라고 단정하기는 어렵다면서도, 천연가스 가격 상승과 데이터센터 확산, 비교적 추운 겨울 기후 등이 배출 증가에 영향을 미쳤다고 분석했다. 다만 재생에너지 비용 하락에 힘입어 미국의 장기적 배출 감소 추세는 이어질 가능성이 크지만, 감축 속도는 트럼프 행정부 출범 이전 전망보다 둔화할 것으로 내다봤다. 온실가스로 갇힌 열은 기상이변의 강도를 키우고 있다. 폭우와 폭염, 홍수 위험이 확대되고 있으며, 실제 피해 규모도 빠르게 늘고 있다. 비영리단체 클라이밋 센트럴은 2025년이 기후·기상 재난으로 인한 경제적 피해 규모 기준으로 세 번째로 큰 해였다고 밝혔다. 지난해에만 23건의 기상 재난이 각각 10억 달러 이상의 피해를 냈고, 총 피해액은 1150억 달러, 사망자는 276명에 달했다. 과학자들은 온실가스 배출이 지구 온난화의 핵심 원인이라는 데 의견을 같이하면서도, 엘니뇨·라니냐 같은 자연적 변동성도 단기적인 기온 변화에 영향을 미친다고 설명했다. 2025년 말에는 비교적 기온 상승을 억제하는 라니냐 현상이 나타났지만, NOAA는 올해 초 중립 상태로 전환될 가능성이 크다고 전망했다. 전문가들은 "자연 변동성이 일시적인 완충 역할을 할 수는 있지만, 장기적인 온난화 추세를 되돌리기에는 역부족"이라며 "정책 방향과 국제 협력의 수준이 기후 위기의 속도를 좌우하는 결정적 변수로 남아 있다"고 지적했다.
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- ESGC
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[기후의 역습(193)] 지구 평균기온 3위 기록한 2025년⋯'1.5도 한계' 사실상 붕괴
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[우주의 속삭임(172)] 달 앞·뒤면은 왜 다른가⋯중국 시료가 밝힌 '거대 충돌'의 흔적
- 달의 앞면과 뒷면이 뚜렷하게 다른 이유가 거대한 충돌 사건에서 비롯됐을 가능성이 제기됐다. 중국이 처음으로 회수한 달 뒷면 시료가 수십 년간 이어진 '달 비대칭성' 논쟁에 중요한 단서를 제공하고 있다. 13일(현지시간) 사이언스얼럿에 따르면 중국과학원(CAS)은 중국의 창어(嫦娥) 6호 임무를 통해 지구로 옮겨진 달 뒷면 토양 시료를 분석한 결과, 달 양반구의 근본적인 차이가 과거 발생한 초대형 충돌로 인해 달 내부 조성 자체가 달라졌기 때문일 수 있다는 결론에 도달했다고 밝혔다. 이는 운석 충돌이 단순히 표면에 흔적을 남기는 데 그치지 않고, 천체 내부 구조와 화학 조성까지 장기적으로 변화시킬 수 있음을 보여주는 사례로 평가된다. 달의 앞면과 뒷면이 왜 이렇게 다른지는 1959년 옛 소련의 루나 3호가 달 뒷면을 처음 촬영한 이후 줄곧 과학계의 수수께끼였다. 지구를 향한 앞면에는 넓고 평탄한 어두운 현무암 평원이 분포하는 반면, 뒷면은 색조가 밝고 크고 작은 충돌 분화구로 빽빽하게 뒤덮여 있다. 이 같은 차이를 설명하기 위해 여러 가설이 제기됐으며, 그중 하나가 태양계에서 가장 큰 충돌 분화구로 알려진 '남극-에이트켄 분지(South Pole–Aitken Basin)'와의 연관성이다. 이 분지는 달 표면의 약 4분의 1을 차지할 정도로 거대하다. 그러나 지금까지는 달 뒷면에서 직접 채취한 시료가 없어 가설을 검증하는 데 한계가 있었다. 이런 상황에서 창어 6호 임무는 결정적인 전환점이 됐다. 이 임무는 인류 역사상 처음으로 달 뒷면의 토양을 채취해 지구로 가져오는 데 성공했다. 2024년 시료 캡슐이 지구에 착륙한 이후, 과학자들은 본격적인 분석에 착수했다. 이번 연구에서 행성과학자 톈헝치(田恒齊)가 이끄는 연구진은 남극-에이트켄 분지에서 채취한 현무암 시료에 포함된 칼륨과 철의 동위원소 조성을 집중 분석했다. 연구진은 이 결과를 아폴로 계획과 중국의 창어 5호 임무를 통해 확보된 달 앞면 시료의 동위원소 데이터와 비교했다. 동위원소는 중성자 수가 달라 질량은 다르지만 화학적 성질은 같은 원소를 의미한다. 분석 결과, 달 앞면 시료에서는 상대적으로 가벼운 철·칼륨 동위원소의 비중이 높았던 반면, 달 뒷면 시료에서는 무거운 동위원소 비율이 뚜렷하게 높게 나타났다. 연구진은 이러한 차이가 화산 활동만으로는 설명될 수 없다고 판단했다. 특히 칼륨 동위원소의 변화 양상은 일반적인 마그마 과정과 부합하지 않는다는 것이다. 연구진은 남극-에이트켄 분지를 형성한 거대 충돌 당시 발생한 극심한 열이 달 맨틀 깊숙한 곳까지 영향을 미쳤고, 이 과정에서 가벼운 동위원소가 우선적으로 증발하면서 내부 조성이 달라졌을 가능성이 크다고 설명했다. 논문은 "칼륨 동위원소 조성은 달 뒷면 맨틀이 앞면보다 더 무거운 동위원소 특성을 지니고 있음을 보여주며, 이는 남극-에이트켄 분지를 만든 충돌로 인한 칼륨 증발의 결과일 가능성이 가장 크다"고 밝혔다. 이어 "이 연구는 대규모 충돌이 행성의 맨틀과 지각 조성을 형성하는 핵심 요인임을 시사한다"고 덧붙였다. 이 충돌은 단순히 표면을 파낸 데 그치지 않고, 달 맨틀 깊은 곳까지 화학적 흔적을 남겼을 가능성이 있다. 연구진은 이로 인해 반구 규모의 맨틀 대류가 유도됐을 가능성도 배제하지 않고 있다. 다만 이를 확인하기 위해서는 달 뒷면의 다른 지역에서 추가 시료 확보가 필요하다고 밝혔다. 이미 달 역사상 가장 큰 충돌이 달의 모습을 영구적으로 바꿨다는 점은 잘 알려져 있다. 이번 연구는 그 영향이 표면을 넘어 달 내부 화학 조성에까지 깊게 각인돼 있음을 보여준다. 시간의 흐름으로도 지워지지 않는 '화학적 상처'가 달 안쪽에 남아 있다는 의미다. 이번 연구 결과는 학술지 미국 국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS)에 게재됐다.
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[우주의 속삭임(172)] 달 앞·뒤면은 왜 다른가⋯중국 시료가 밝힌 '거대 충돌'의 흔적
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[신소재 신기술(216)] 화성으로 가는 엔진, 핵열추진이 깨어난다
- 화성 유인 탐사를 향한 인류의 다음 도약을 앞두고, 기존 화학 로켓을 대체할 차세대 추진 기술에 대한 연구가 본격화되고 있다. 미국 항공우주국(나사·NASA)의 지원을 받아 핵열추진(Nuclear Thermal Propulsion·NTP) 기술을 연구 중인 매사추세츠공과대(MIT) 석사 과정 학생인 테일러 햄프슨은 이러한 흐름의 최전선에 서 있는 젊은 연구자다. 달까지의 거리와 달리 화성은 지구에서 최소 3300만 마일, 최대 2억4900만 마일 떨어져 있다. 아폴로 시대의 화학 추진 시스템으로는 화성까지의 장거리·장기 비행을 감당하기 어렵다는 것이 항공우주 분야의 공통된 인식이다. 11일(현지시간) MIT뉴스에 따르면 햄프슨이 주목하는 핵열추진은 원자로에서 발생한 핵에너지를 이용해 수소와 같은 추진제를 초고온으로 가열한 뒤 분사해 추력을 얻는 방식이다. 동일한 추력 기준으로 화학 로켓 대비 두 배 이상의 효율을 낼 수 있어 비행 시간을 크게 단축할 수 있다는 장점이 있다. 햄프슨은 "미세중력 환경에 장기간 노출되는 것은 우주비행사에게 큰 부담"이라며 "탑승 시간을 줄일 수 있다는 점만으로도 핵열추진은 충분한 동기를 제공한다"고 설명했다. 그는 미국 내 대표적인 핵공학·항공우주 연구 거점인 MIT 원자력공학과 대학원생으로, 핵연료 거동과 로켓 시스템 전체를 아우르는 통합 모델링 연구를 수행하고 있다. 로켓 추진 기술은 크게 화학, 전기, 핵 추진으로 나뉜다. 이 가운데 핵 추진은 우주 공간에서만 사용되며, 다시 핵전기추진과 핵열추진으로 구분된다. 핵전기추진은 원자로로 전기를 생산해 이온을 가속하는 방식인 반면, 핵열추진은 핵반응에서 발생한 열을 직접 추진제로 전달한다. 높은 효율이 장점이지만, 비용과 규제 부담으로 그간 실증 기회가 제한돼 왔다. 그러나 NASA가 2030년대 화성 유인 탐사를 공식 목표로 제시하면서 상황은 달라지고 있다. 햄프슨은 "이제는 핵열추진이 실제 임무 요구 조건에 부합하는 기술로 재조명받고 있다"고 말했다. 햄프슨의 연구 핵심은 핵열추진 엔진의 '시동과 정지' 과정이다. 화학 로켓과 달리 핵열추진 엔진은 급격한 온도 상승이 재료 손상을 초래할 수 있고, 정지 이후에도 핵분열 생성물의 붕괴열로 인해 장시간 냉각이 필요하다. 그는 연료 탱크, 펌프, 노즐을 포함한 엔진 전체를 1차원 모델로 단순화해 온도·압력·중성자 거동을 동시에 계산하고, 각 요소가 전체 성능에 미치는 영향을 분석하고 있다. "열역학적 현상과 중성자 거동을 하나의 모델 안에서 결합하는 것이 가장 큰 난제"라는 설명이다. 이러한 연구는 향후 실제 비행 시험 전 단계에서 엔진 안정성과 운용 전략을 검증하는 데 필수적인 기초 자료로 활용될 전망이다. 플로리다 스페이스코스트에서 성장하며 우주왕복선 발사를 지켜본 햄프슨은 조지아공대에서 항공우주공학을 전공한 뒤, 블루 오리진과 스토크 스페이스 등 민간 우주기업에서 인턴십을 거치며 추진 기술에 대한 관심을 확고히 했다. 이후 핵공학과 항공우주공학을 결합할 수 있는 연구 환경을 찾아 MIT로 진학했다. 그는 "핵추진은 이미 첨단 기술이지만, 내가 다루는 영역은 그 다음 단계"라며 "아직 풀리지 않은 문제가 많다는 점이 연구자로서의 도전 의식을 자극한다"고 말했다. 햄프슨은 박사 과정 진학을 통해 핵열추진 연구를 이어갈 계획이다. 화성 탐사를 향한 인류의 여정은 여전히 기술적 난제가 산적해 있다. 그러나 핵열추진을 둘러싼 연구가 속도를 내면서, '달 이후의 우주'로 나아가기 위한 추진 기술의 패러다임 전환도 서서히 가시권에 들어오고 있다.
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[신소재 신기술(216)] 화성으로 가는 엔진, 핵열추진이 깨어난다
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[우주의 속삭임(171)] NASA 승무원 첫 '의료 목적 조기 귀환'⋯미세중력이 드러낸 우주 의학의 한계
- 미국 항공우주국(나사·NASA)이 국제우주정거장(ISS)에서 임무를 수행 중인 우주비행사 4명을 의료적 판단에 따라 예정보다 한 달 이상 앞당겨 귀환시키기로 했다. ISS가 2000년 이후 상시 운영된 이래, 의학적 사유로 임무 종료 시점을 조정한 것은 이번이 처음이다. NASA는 8일(현지시간) 성명을 통해 스페이스X의 크루-11(Crew-11) 임무에 참여한 승무원 가운데 한 명에게 미세중력 환경과 연관된 건강 문제가 확인돼, 팀 전원을 조기 귀환시키기로 결정했다고 밝혔다. NASA는 해당 우주비행사의 상태는 안정적이며, 즉각적인 생명 위협이나 긴급 탈출 상황은 아니라고 설명했다. 제러드 아이작먼 NASA 국장은 기자회견에서 "이번 결정은 긴급 탈출(de-orbit)이 아니라, 궤도 환경에서는 충분한 진단과 치료가 어려운 의학적 사안에 대한 선제적 조치"라며 "우주비행사의 장기적인 건강을 고려한 판단"이라고 밝혔다. 그는 크루-11 임무가 이미 종료 단계에 접어들었고, 후속 임무인 크루-12 발사가 수주 내 예정돼 있다는 점도 고려됐다고 덧붙였다. CNN은 "궤도 실험실의 정기적인 인력 순환의 일환으로 진행되는 이번 임무는 다음 달 이전에는 종료될 예정이었다"며 "일반적으로 NASA는 새로운 팀이 구성되기 전에 이처럼 한 팀을 지구로 귀환시키지 않는다"고 전했다. NASA의 신임국장으로 임명된 재러드 아이작먼은 8일 기자회견에서 이번 결정은 NASA의 크루-12 미션에 참여할 승무원 4명이 향후 몇 주 안에 우주 정거장으로 발사될 예정이며, NASA가 발사 시기를 앞당길 방법을 검토하고 있다는 사실에 근거한다고 밝혔다. 해당 미션은 원래 2월 중순경 발사될 예정이었다. 아이작먼은 크루-11 팀이 "며칠 내로" 우주 정거장을 떠날 것이라고 말했다. 이번 조치는 7일 예정됐던 우주유영이 '의학적 우려'로 연기되면서 외부에 처음 알려졌다. NASA는 개인정보 보호 원칙에 따라 해당 승무원의 신원과 구체적인 증상은 공개하지 않았다. 다만 제임스 폴크 NASA 최고 의료책임자는 "임무 수행 과정에서 발생한 사고나 부상은 아니며, 미세중력이라는 특수 환경에서 나타날 수 있는 건강 문제"라고 설명했다. 우주 적응 증후군 연상선인가? 우주 의학 전문가들은 이러한 사례를 전형적인 '우주 적응 증후군(space adaptation syndrome)'의 연장선에서 바라본다. 우주 적응 증후군은 인체가 중력 환경에서 벗어나 미세중력에 노출될 때 나타나는 복합적 생리 반응으로, 초기에는 어지럼증과 구토, 방향 감각 상실 등이 주로 보고된다. 장기 체류 시에는 심혈관계, 뼈와 근육, 시각, 신장 기능, 정신·정서 상태까지 영향을 받을 수 있다. 토론토 메트로폴리탄대 의과대학 우주 의학 연구원이자 부학장인 파르한 아스라르 박사는 CNN과의 인터뷰에서 "우주비행사들은 빈번한 건강 검진을 받지만, 지상 320㎞ 이상 궤도에서는 정밀 진단 장비와 치료 수단에 한계가 있다"며 "치통이나 귀 질환처럼 지상에서는 흔한 증상조차 우주에서는 중대한 의학적 판단을 요구하는 사안이 될 수 있다"고 설명했다. NASA의 최고 의료 책임자인 제임스 폴크 박사는 해당 승무원의 상태가 안정적이며 귀환 중 특별 치료는 필요하지 않을 것이라고 앞서 확인했다고 밝혔다. 폴크 박사는 또한 해당 우주비행사는 지상에서 진찰을 받는 것이 가장 좋을 것이라고 덧붙였다. 크루-11에는 NASA 소속 제나 카드먼, 마이클 핀케를 비롯해 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)의 기미야 유이, 러시아 연방우주공사(로스코스모스)의 올렉 플라토노프가 참여하고 있다. 이들은 지난해 8월 1일 ISS로 향했으며, 당초 6개월 임무의 막바지에 접어든 상황이었다. NASA는 "임무 목표의 대부분을 이미 달성했고, 후속 임무인 크루-12가 수주 내 발사될 예정인 점도 조기 귀환 결정을 가능하게 했다"고 밝혔다. NASA, 의료정보 비공개 원칙 고수 NASA가 의료 정보 공개에 극도로 신중한 태도를 유지하는 것도 오랜 관행이다. 우주비행이 인체에 미치는 영향은 과학적 연구 결과로는 공유되지만, 개별 우주비행사의 신상과 상태는 원칙적으로 비공개다. 과거에도 미세중력 환경에서 목정맥 혈전이 발생한 사례나, 귀환 후 건강 이상으로 병원에 이송된 사례가 학술적으로 보고된 바 있으나, 당사자의 신원은 공개되지 않았다. NASA에 따르면 ISS에서 의료적 조기 귀환 가능성은 통계적으로 약 3년에 한 차례꼴로 예상돼 왔다. 이번 결정은 우주 적응 증후군을 포함한 미세중력 환경의 의학적 리스크를 다시 한 번 부각시키는 계기로 평가된다. NASA는 크루-11의 정확한 귀환 일정과 후속 임무 운영 방안을 조만간 추가로 발표할 예정이다.
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- 포커스온
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[우주의 속삭임(171)] NASA 승무원 첫 '의료 목적 조기 귀환'⋯미세중력이 드러낸 우주 의학의 한계
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[기후의 역습(192)] 남극 초대형 빙산, 불길한 푸른 용융수 속에 소멸 임박
- 남극에서 분리된 초대형 빙산 A-23A가 푸른 빛의 용융수로 뒤덮이며 소멸 국면에 접어들었다. 과학자들이 관측한 바에 따르면, 이 빙산은 수주 내 완전히 붕괴될 가능성이 크다고 미국 항공우주국(나사·NASA)이 8일(현지시간) 전했다. 빙산 A-23A는 1986년 남극 필히너(Filchner) 빙붕에서 떨어져 나왔다. 분리 직후 면적은 약 4000㎢로, 미국 로드아일랜드주의 두 배에 가까운 규모였다. 그러나 미 국립빙산센터에 따르면 2026년 1월 초 기준 A-23A의 면적은 1182㎢로 줄었다. 2025년 여름철 상대적으로 따뜻한 해역으로 이동하면서 수차례 대형 파편이 떨어져 나간 결과다. NASA의 테라(Terra) 위성에 탑재된 중해상도 영상분광계(MODIS)가 2025년 12월 26일 촬영한 영상에는 빙산 표면에 광범위하게 형성된 푸른색 용융수가 선명하게 포착됐다. 규모는 크게 줄었지만, 현재도 뉴욕시보다 넓은 면적을 차지하며 바다에 남아 있다. 국제우주정거장(ISS)에 탑승한 우주비행사가 하루 뒤 촬영한 사진에서는 더 넓게 확산된 용융수가 확인됐다. 전문가들은 이른바 '푸른 죽(blue-mush)' 형태의 표면이 빙산 붕괴가 가속화되고 있음을 보여준다고 설명했다. 콜로라도대 볼더 캠퍼스의 테드 스캠보스 연구원은 "빙산 내부 균열에 고인 물의 무게가 얼음을 밀어내 균열을 더욱 확장시키고 있다"고 말했다. 빙산 가장자리를 따라 형성된 얇은 흰색 띠 역시 특징적인데, 이는 수면 부근에서 가장자리가 녹아 빙산 판이 위로 휘어지면서 생기는 '성곽-해자(rampart-moat)' 구조다. 빙산 표면에 나타난 푸른색과 흰색의 선형 무늬는 수백 년 전 빙하가 남극 암반 위를 이동하며 생긴 긁힘 자국의 흔적으로 해석된다. 미국 국립빙설자료센터(NSIDC)의 월트 마이어 연구원은 "빙하 흐름 방향과 나란히 형성된 미세한 능선과 골이 지금은 용융수의 흐름을 유도하고 있다"고 설명했다. 메릴랜드대 볼티모어카운티 캠퍼스의 크리스 슈먼 연구원은 "오랜 시간 눈이 쌓이고 바닥에서 녹는 과정이 반복됐음에도 이런 흔적이 남아 있다는 점이 인상적"이라고 덧붙였다. 위성 영상은 빙산에서 물이 외부로 분출되는 이른바 '블로아웃(blowout)' 현상도 시사한다. 빙산 상부에 고인 물의 압력이 가장자리를 뚫고 빠져나가며 수십 미터 아래 바다로 쏟아졌을 가능성이 있다는 것이다. 이 과정에서 담수가 해수와 섞여 '담수 방출 플룸(freshwater discharge plume)'을 형성했을 것으로 추정된다. 연구진은 이러한 징후를 종합할 때 A-23A가 완전히 해체되기까지 며칠에서 수주밖에 남지 않았다고 보고 있다. 슈먼 연구원은 "남반구의 여름이 본격화되면 맑은 하늘과 따뜻한 공기, 해수 온도가 빙산 붕괴를 더욱 가속할 것"이라며 "A-23A가 올 여름을 넘기기는 어려울 것"이라고 말했다. 현재 빙산이 떠 있는 해역의 수온은 약 섭씨 3도로, 더 따뜻한 해역으로 이동하는 해류를 타고 있어 소멸 속도는 빨라질 전망이다. A-23A는 남극 빙산 가운데서도 유난히 긴 여정을 거친 사례로 꼽힌다. 웨델해의 얕은 해저에 30년 넘게 고정돼 있다가 2020년 풀려난 뒤, 한동안 테일러 컬럼으로 불리는 소용돌이 해류에 갇혀 회전했다. 이후 북상하며 사우스조지아 섬과 충돌 직전까지 갔다가 다시 빠져나와, 2025년 한 해 동안 급격한 분해 과정을 겪었다. 수십 년간 이 빙산을 추적해 온 과학자들에게 A-23A의 종말은 감회가 남다르다. 슈먼 연구원은 "위성 관측 덕분에 이 빙산의 진화를 이토록 자세히 기록할 수 있었다는 점에 감사한다"며 "A-23A는 결국 다른 남극 빙산과 같은 운명을 맞겠지만, 그 여정은 유례없이 길고 극적이었다"고 말했다. A-23A가 사라지더라도 남극 연안에는 여전히 여러 초대형 빙산이 대기 중이다. A-81, B22A, D15A 등은 각각 1500㎢가 넘는 규모로, 언젠가 남극을 떠나 북쪽으로 향할 순간을 기다리고 있다.
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[기후의 역습(192)] 남극 초대형 빙산, 불길한 푸른 용융수 속에 소멸 임박
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[우주의 속삭임(169)] 블랙홀 주변 시공간 흔들림 첫 포착⋯아인슈타인 예측 100년 만에 실증
- 천문학자들이 회전하는 블랙홀 인근에서 시공간 자체가 흔들리는 현상을 처음으로 직접 관측했다고 사이테크데일리가 보도했다. 별이 블랙홀에 의해 파괴되는 극적인 순간에 포착된 이번 발견은 아인슈타인의 일반상대성이론이 예측한 핵심 효과를 실증적으로 확인한 사례로 평가된다. 이번 연구는 관측이 극히 어려운 우주 현상을 추적해온 과학자들에게 중요한 돌파구로 받아들여지고 있다. 중국과 영국 공동 연구팀은 국제학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 게재한 논문을 통해, 빠르게 회전하는 블랙홀이 만들어내는 시공간의 소용돌이 왜곡을 최초로 직접 검출했다고 밝혔다. 회전 블랙홀이 시공간을 끌어당기는 '프레임 드래깅' 이 현상은 '렌즈–시링 프리세션(Lense–Thirring precession)'으로 불리며, 일반적으로 '프레임 드래깅(frame-dragging)'으로 알려져 있다. 회전하는 블랙홀이 주변 시공간을 비틀어 끌어당기면서 인근의 물질과 천체 궤도가 서서히 흔들리는 효과를 뜻한다. 연구는 중국과학원 산하 국가천문대가 주도했으며, 영국 카디프대 연구진이 참여했다. 연구팀은 초대질량 블랙홀에 접근했다가 파괴된 별의 흔적을 관측한 '조석파괴사건(TDE)' 천체인 AT2020afhd를 집중 연구했다. 별의 붕괴가 드러낸 회전 원반과 제트의 동조 흔들림 별이 블랙홀의 강력한 중력에 찢겨나가면서 잔해는 블랙홀 주변에 빠르게 회전하는 원반을 형성했고, 동시에 물질이 빛의 속도에 가까운 속도로 분출되는 강력한 제트가 방출됐다. 연구진은 X선과 전파 신호에서 반복적으로 나타나는 패턴을 분석한 결과, 원반과 제트가 함께 흔들리는 '공동 프리세션' 현상을 확인했다. 이 흔들림은 약 20일 주기로 반복됐으며, 이는 회전 블랙홀이 시공간을 비틀어 만드는 프레임 드래깅 효과의 명확한 관측 신호로 해석됐다. 한 세기 전 예측, 관측으로 입증되다 이 효과의 개념은 1913년 알베르트 아인슈타인이 처음 제시했고, 1918년 렌즈와 시링이 수학적으로 정식화했다. 이번 관측은 일반상대성이론의 주요 예측을 실증적으로 확인하는 동시에, 블랙홀의 회전 속도와 물질 유입 과정, 제트 생성 메커니즘을 연구할 새로운 방법을 제시한다는 점에서 의미가 크다. 공동 저자인 카디프대 코시모 인세라(Cosimo Inserra) 박사는 "이번 연구는 회전하는 블랙홀이 시공간을 끌어당긴다는 프레임 드래깅 현상에 대해 지금까지 가장 설득력 있는 증거를 제시했다"며 "100년 넘게 이론으로만 존재하던 예측을 실제 관측으로 확인했다는 점에서 물리학자들에게 큰 성과"라고 평가했다. 그는 또 "AT2020afhd는 기존에 연구된 조석파괴사건과 달리 단기적인 전파 신호 변동을 보였고, 이는 단순한 에너지 방출로 설명되지 않았다"며 "이 점이 시공간 왜곡 효과를 확신하게 만든 결정적 단서였다"고 설명했다. X선·전파 망원경으로 포착한 시공간의 흔들림 연구진은 프레임 드래깅 신호를 포착하기 위해 닐 게럴스 스위프트 천문대(Swift)의 X선 자료와 미국 칼 G.얀스키 초대형전파망원경(VLA)의 전파 관측 데이터를 종합 분석했다. 여기에 전자기 분광 분석을 통해 블랙홀 주변 물질의 구조와 성질을 규명함으로써, 관측된 현상이 이론적 예측과 부합함을 확인했다. 인세라 박사는 "회전하는 블랙홀이 시공간을 끌어당기는 과정을 실제로 관측함으로써, 그 물리적 작동 메커니즘을 이해하기 시작했다"며 "이는 회전하는 전하가 자기장을 만드는 것처럼, 거대한 질량을 가진 회전 천체가 중력자기장(gravitomagnetic field)을 형성해 주변 천체의 운동에 영향을 미친다는 사실을 보여준다"고 설명했다. 연구진은 이번 성과가 블랙홀 물리학의 이해를 한 단계 끌어올리는 동시에, 우주에서 일어나는 극한 현상을 탐구할 새로운 관측 창을 열 것으로 기대하고 있다.
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[우주의 속삭임(169)] 블랙홀 주변 시공간 흔들림 첫 포착⋯아인슈타인 예측 100년 만에 실증
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[우주의 속삭임(167)] 제임스웹 망원경, 레몬 모양의 '탄소 대기' 외계행성 포착
- 미국 항공우주국(나사·NASA)의 제임스 웹 우주망원경(JWST)을 활용한 관측에서, 기존 행성 형성 이론으로는 설명하기 어려운 레몬 모양의 긴 타원형을 가진 특이한 외계행성이 포착됐다. 이 행성은 대기 성분부터 형성 과정까지 기존의 천문학적 상식을 근본적으로 흔드는 사례로 평가된다. 문제의 천체는 공식 명칭이 PSR J2322-2650b인 외계행성으로, 질량은 목성과 비슷하지만 대기 구성은 전례를 찾기 힘들다고 NASA는 설명했다. 헬륨과 탄소가 주성분인 이 행성의 대기에는 그을음 형태의 탄소 구름이 떠다니는 것으로 추정되며, 행성 내부 깊은 곳에서는 탄소가 응결돼 다이아몬드가 형성될 가능성도 제기됐다. 관련 연구 결과는 2025년 12월 18일(현지시간) 학술지 천체물리학 저널 레터스(The Astrophysical Journal Letters)에 게재됐다. 연구에 참여한 미국 카네기 지구·행성과학연구소의 피터 가오 박사는 "관측 데이터를 처음 확인했을 때 연구진 모두가 당혹감을 감추지 못했다"며 "기존 예측과는 전혀 다른 결과였다"고 밝혔다. 이 외계행성은 매우 특이하게도 맥동하는 중성자별인 '펄서(pulsar)' 주위를 공전하고 있다. 펄서는 초고속으로 자전하며 규칙적인 전자기파를 방출하는 천체로, 태양과 비슷한 질량을 지녔지만 크기는 도시 규모에 불과하다. 강력한 중력과 방사선 환경 탓에 펄서 주변에서 행성이 존재하는 사례는 극히 드물다. 이 펄서는 주로 감마선과 고에너지 입자를 방출해 적외선 관측에 거의 영향을 주지 않기 때문에, 연구진은 중심 천체의 간섭 없이 행성 자체의 대기를 정밀 분석할 수 있었다. 스탠퍼드대 박사과정 연구원 마야 벨레즈네이는 NASA 성명에서 "모항성은 보이지 않으면서 행성만 빛을 받아 드러나는 독특한 조건 덕분에 매우 깨끗한 스펙트럼을 확보할 수 있었다"고 설명했다. 관측 결과 독특한 레몬 모양의 행성만큼 대기의 구성 또한 특이한 것으로 밝혀졌다. 표면 온도가 섭씨 약2070도(화씨 3700도)에 달하는 이 행성은 태양계에서 가장 뜨거운 금성(약 460~470도씨)보다 온도가 약 4배 더 높다. 분석 결과, 행성 대기에서는 물(H₂O), 메탄(CH₄), 이산화탄소(CO₂)와 같은 일반적인 분자 대신 C₂, C₃ 형태의 분자 탄소가 검출됐다. 시카고대학의 외계행성 과학자이자 이번 연구의 주 저자인 마이클 장 교수는 "이 정도 고온 환경에서는 산소나 질소가 조금이라도 존재할 경우 탄소가 결합해 다른 분자를 형성해야 하는데, 이 행성의 대기에는 그런 흔적이 거의 없다"고 밝혔다. 이 행성은 모항성으로부터 불과 약 160만㎞ 떨어진 초근접 궤도를 돌고 있으며, 공전 주기는 단 7.8시간에 불과하다. 강력한 중력 영향으로 행성의 형태는 구형이 아닌 레몬 모양으로 늘어져 있는 것으로 추정된다. 학계에서는 이 시스템을 '블랙 위도우(black widow)' 계열로 분류하지만, 일반적인 사례와는 성격이 다르다고 보고 있다. 블랙 위도우 계열은 강력한 펄서가 동반 천체를 점차 증발시키는 구조를 뜻하지만, 이 경우 동반체는 항성이 아닌 행성으로 분류된다. 국제천문연맹(IAU)은 질량이 목성의 13배 이하인 천체가 항성이나 항성 잔해를 공전할 경우 행성으로 규정한다. 현재까지 발견된 약 6000개의 외계행성 가운데 펄서를 공전하는 가스형 행성은 PSR J2322-2650b가 유일하다. 형성 기원 역시 미스터리다. 시카고대 장 교수는 "일반적인 행성처럼 형성됐다고 보기엔 대기 조성이 지나치게 이질적이고, 블랙 위도우 계열처럼 항성 외피가 벗겨진 결과로 보기도 어렵다"며 "알려진 어떤 형성 메커니즘으로도 설명되지 않는다"고 말했다. 공동 연구자인 스탠퍼드대의 로저 로마니 교수는 "행성 내부에서 탄소와 산소 혼합물이 결정화되면서 순수 탄소 결정이 상층으로 떠올라 헬륨과 섞였을 가능성"을 제시하면서도 "산소와 질소가 배제된 이유는 여전히 풀리지 않은 수수께끼"라고 밝혔다. 이번 발견은 제임스 웹 우주망원경의 고감도 적외선 관측 능력이 아니었다면 불가능했을 것이라는 평가다. NASA는 웹 망원경이 향후 외계행성 연구뿐 아니라 우주의 기원과 구조를 밝히는 데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대하고 있다.
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[우주의 속삭임(167)] 제임스웹 망원경, 레몬 모양의 '탄소 대기' 외계행성 포착
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[우주의 속삭임(166)] NASA, 25광년 거리 우주 충돌 첫관측
- 허블우주망원경이 지구에서 25광년 떨어진 포말하우트 항성계에서 미행성 간 대규모 충돌 현장을 직접 포착했다. 태양계가 형성되던 초기에는 소행성과 미행성, 혜성 등이 무질서하게 충돌하며 지구와 달, 내행성들을 잇따라 강타하는 격동의 시기가 있었던 것으로 과학자들은 보고 있다. 이러한 '우주적 충돌의 시대'가 다른 항성계에서도 실제로 벌어지고 있음을 보여주는 결정적 관측 결과가 처음으로 확인됐다. 미 항공우주국(나사·NASA)은 허블우주망원경을 통해 지구에서 약 25광년 떨어진 포말하우트(Fomalhaut) 항성계에서 대규모 천체 충돌로 생성된 것으로 보이는 거대한 잔해 구름을 직접 포착했다고 18일(현지시간) 밝혔다. 외계 행성계에서 이 같은 파괴적 충돌 장면이 관측된 것은 이번이 처음이다. 연구를 주도한 미국 캘리포니아대 버클리 캠퍼스의 폴 칼라스 교수는 "외계 행성계에서 이전 관측에는 존재하지 않던 빛의 점이 갑자기 나타나는 장면을 목격한 것은 처음"이라며 "이는 두 개의 거대한 미행성이 충돌해 형성된 전례 없는 규모의 잔해 구름을 직접 본 것"이라고 설명했다. 포말하우트는 남쪽물고기자리(Piscis Austrinus) 방향에 위치한 밝은 항성으로, 태양보다 질량과 광도가 크며 여러 겹의 먼지 원반으로 둘러싸여 있다. 2008년 허블망원경 관측을 통해 이 항성계에서는 가시광선으로 관측된 최초의 외계 행성 후보 '포말하우트 b'가 보고됐지만, 이후 연구 결과 이는 실제 행성이 아니라 미행성 충돌로 생성된 먼지 구름인 것으로 드러났다. 연구진은 이를 'cs1'으로 명명했다. 칼라스 교수 팀은 1993년 젊은 항성 포말하우트를 처음 연구하기 시작했으며, 행성(중심 별의 강한 인력의 영향으로 타원 궤도를 기리며 중심 별의 주위를 도는 천체, 스스로 빛을 내지 못하고 중심 별의 빛을 받아 반사한다) 탄생의 잔해물을 추적하던 중 허블우주망원경으로 이 항성 주위에 해당 물질의 원반을 발견했다. 이후 2008년 칼라스는 소위 이 행성 형성 초기 단계의 원반 안에서 밝은 점을 발견했는데, 이는 처음에는 행성으로 여겨졌다. 그런데, 이번 새로운 연구에 따르면 행성 후보 포말하우트 b(cs1)는 실제로 격렬한 소행성체들 간의 충돌로 인해 휘저어진 먼지 구름이다. 최근 허블의 추가 관측 과정에서 연구진은 cs1과 유사한 또 다른 빛의 점을 발견했고, 이를 'cs2'로 명명했다. 두 잔해 구름은 포말하우트 외곽 먼지 원반의 안쪽 경계 부근에서 서로 가까운 위치에 자리 잡고 있어 과학적 의문을 낳고 있다. 충돌이 무작위로 발생한다면 서로 무관한 위치에서 관측돼야 하지만, 두 사건이 지리적으로 인접해 있다는 점에서 체계적인 원인이 존재할 가능성이 제기된다. 2004년과 2023년에 관측된 현상의 밝기를 통해 관련된 천체들이 지름 약 60km(37마일) 이상이라는 사실이 밝혀졌다. 이는 각각의 천체가 6600만 년 전 지구에 충돌하여 공룡을 비롯한 모든 동식물 종의 75%를 멸종시킨 소행성 칙술루브 충돌체 보다 최소 네 배 이상 크다는 것을 의미한다. 멕시코 유카탄 반도에 있는 칙술루브 충돌구는 직경 약 180km, 깊이 약 20km의 운석 충돌구로 6600만년 전 이 충돌이 공룡을 포함한 생물종의 약 75%를 멸종시킨 K-Pg 대멸종 원인의 정설로 받아들여지고 있다. 더욱 이례적인 점은 충돌 빈도다. 기존 이론에 따르면 이 정도 규모의 충돌은 10만 년에 한 번꼴로 발생하는 것이 일반적이다. 그러나 포말하우트 항성계에서는 불과 20년 사이 두 차례나 관측됐다. 칼라스 교수는 "수천 년에 걸친 행성계의 역사를 빠르게 재생한다면, 이 시스템은 끊임없이 충돌이 일어나는 불꽃처럼 보일 것"이라고 설명했다. 이번 관측은 행성계 진화 연구에도 중요한 단서를 제공한다. 영국 케임브리지대의 마크 와이엇 교수는 "이 관측을 통해 충돌한 미행성의 크기와 개수를 추정할 수 있다"며 "cs1과 cs2를 만든 미행성은 지름 약 60㎞ 규모이며, 포말하우트 항성계에는 이와 유사한 천체가 약 3억 개 존재하는 것으로 추산된다"고 밝혔다. 그는 "이번 관측의 흥미로운 점은 충돌하는 천체의 크기와 원반 내에 존재하는 소행성의 개수를 추정할 수 있다는 것이다. 이는 다른 어떤 방법으로는 얻기가 거의 불가능한 정보"라고 설명했다. 다만 이러한 잔해 구름은 향후 외계 행성 직접 관측에 혼선을 줄 수 있다는 점에서 경고적 의미도 지닌다. cs1과 cs2는 별빛을 반사하는 방식이 실제 행성과 매우 유사해 차세대 우주망원경이 이를 행성으로 오인할 가능성이 있기 때문이다. 칼라스 교수는 "큰 먼지 구름은 수년간 행성처럼 보일 수 있다"며 "이는 반사광 기반 외계 행성 탐사에 중요한 주의점"이라고 지적했다. 연구팀은 향후 3년간 허블망원경으로 cs2의 밝기와 형태, 궤도 변화를 추적할 계획이다. 또한 제임스 웹 우주망원경(JWST)의 근적외선 카메라(NIRCam)를 활용해 먼지 입자의 크기와 성분, 물 얼음 포함 여부 등을 분석할 예정이다. 가시광선을 관측하는 허블과 적외선을 관측하는 웹망원경의 결합 관측은 포말하우트 항성계의 빠른 진화 과정을 입체적으로 규명하는 데 핵심 역할을 할 것으로 기대된다. 이번 연구 결과는 18일자 국제학술지 '사이언스(Science)'에 게재됐다.
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- 포커스온
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[우주의 속삭임(166)] NASA, 25광년 거리 우주 충돌 첫관측
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[기후의 역습(186)] 하버드 연구진, 기후 변화와 미국 산불 연관성 밝혀
- 미국 서부 지역에서 산불과 이에 따른 유해 연기 노출이 지난 30여 년간 급증한 배경에 인간이 초래한 기후변화가 결정적인 역할을 했다는 연구 결과가 나왔다. 특히 건강에 치명적인 초미세먼지(PM2.5) 노출의 거의 절반이 기후변화와 직접적으로 연관돼 있다는 점이 정량적으로 확인됐다. 과학전문매체 스페이스닷컴과 웹사이트 Phys.에 따르면 하버드대 공학·응용과학대(SEAS) 연구진은 1990년대 초 이후 미국 서부 산림에서 발생한 전체 산불 피해 면적 가운데 60~82%가 기후변화로 인한 기온 상승과 건조화에 기인한 것으로 분석됐다고 밝혔다. 캘리포니아 중부·남부 지역에서도 기후변화 기여도는 33%에 달했다. 이를 종합하면 1997~2020년 미국 전체 산불 배출량의 평균 65%가 인간 유발 온난화의 결과라는 설명이다. 해당 내용은 국제학술지 미국 국립과학원회보(PNAS)에 게재됐다. 기후변화가 키운 산불 연기…"유해 연기 노출의 절반, 인간 유발 온난화 영향" 연구진은 특히 산불 연기 중에서도 인체에 가장 위험한 초미세먼지(PM2.5)에 주목했다. 분석 결과, 1997년부터 2020년까지 미국 서부에서 관측된 유해 산불 연기의 약 절반이 기후변화로 설명됐으며, 2010~2020년 기간으로 한정하면 기후변화가 초미세먼지 증가분의 58%를 차지했다. 이 연구는 기후 관측 자료, 머신러닝 분석, 대형 기후모형, 화학수송모델(GEOS-Chem)을 결합해 산불 활동과 연기 노출의 원인을 다각도로 추적했다. 공장 등 기존 오염원에서 배출되는 대기오염 물질은 같은 기간 44% 감소했지만, 산불 연기는 오히려 지속적으로 증가해 상반된 흐름을 보였다. 특히 북부 캘리포니아와 오리건·워싱턴·아이다호 일부 지역에서는 2010~2020년 동안 기후변화로 인한 산불 연기가 전체 PM2.5의 44~66%를 차지한 것으로 나타났다. 연구진은 "이 지역 주민의 경우 호흡한 초미세먼지의 절반 이상이 산불 연기에서 비롯됐을 가능성이 높다"고 설명했다. 연구를 이끈 로레타 미클리 하버드대 선임연구원은 "이번 연구의 목적은 기후변화가 서부 지역 산불 연기 노출을 얼마나 증폭시켰는지를 정량적으로 밝히는 데 있었다"며 "토지 관리와 산불 대응 방식 전반을 재검토하고, 온실가스 감축에 대한 사회적 관심을 높이는 계기가 되길 바란다"고 말했다. 연구진은 앞으로 20세기 동안 이어진 산불 억제 정책이 숲의 연료 축적을 키워 기후변화의 영향을 더욱 증폭시켰는지도 추가로 분석할 계획이다. 계획적 소규모 소각(처방 화재·prescribed burning) 등 선제적 산림 관리의 필요성도 강조했다. "산불이 기후를 식힌다?"…상층 대기 연기, 기존 기후모형의 빈틈 드러내 또한 산불이 단순히 지표를 태우는 데 그치지 않고, 대기 상층까지 도달해 기후에 영향을 미칠 수 있다는 사실이 실측을 통해 이번에 처음 확인됐다. 일부 초대형 산불은 자체적인 기상 현상을 만들어 연기를 성층권 가까이까지 끌어올리며, 이 연기가 오히려 대기를 냉각시키는 효과를 낼 수 있다는 것이다. 연구진은 뉴멕시코에서 발생한 대형 산불 직후 형성된 연기 구름을 고고도 항공기로 직접 관측한 결과, 기존 기후모형에 반영되지 않은 대형 연기 입자를 발견했다고 밝혔다. 연구진은 2022년 6월, 산불 발생 닷새 뒤 NASA의 고고도 항공기 ER-2를 투입해 지상 약 14.5㎞ 상공의 연기층을 통과하며 입자 크기와 농도, 화학적 조성을 측정했다. 그 결과 연기 입자의 크기가 약 500나노미터로, 일반적인 저고도 산불 연기 입자의 두 배 수준에 달하는 것으로 나타났다. 상층 대기에서는 공기 혼합이 매우 느려 입자들이 오랜 시간 밀집 상태로 유지되며 응집(coagulation)이 효율적으로 일어난 결과라고 연구진은 설명했다. 이렇게 커진 입자들은 태양복사 에너지의 반사율을 크게 높여, 저고도 연기보다 30~36% 많은 복사 에너지를 우주로 되돌려 보내는 냉각 효과를 나타냈다. 이번 발견은 현재의 기후모형이 상층 대기 산불 연기의 물리적 특성과 복사 효과를 충분히 반영하지 못하고 있음을 시사한다. 연구진은 이러한 대형 연기 입자가 국지적 대기 가열이나 제트기류 변화 등 복합적인 기후 반응을 유발할 가능성도 배제할 수 없다고 밝혔다. 공동 연구자인 존 다이케마 하버드대 연구원은 "상층 대기 산불 연기가 기후 시스템에 어떤 방향으로 작용할지는 아직 단정할 수 없다"며 "다만 기존에 고려하지 않았던 메커니즘이 존재한다는 점은 분명해졌다"고 말했다. 연구진은 향후 더 많은 실측 자료를 통해 산불 연기의 장기적인 기후 영향과 기상 시스템과의 상호작용을 규명할 필요가 있다고 강조했다. 이는 산불이 기후변화의 결과일 뿐 아니라, 다시 기후에 영향을 미치는 요인일 수 있음을 보여주는 대목이다.
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- ESGC
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[기후의 역습(186)] 하버드 연구진, 기후 변화와 미국 산불 연관성 밝혀
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[우주의 속삭임(165)] 유로파 얼음 아래 포착된 '거미 지형'⋯외계 생명 단서 될까
- 캡션 NASA JPL의 저온 글러브 박스 안에서 유로파 과립 얼음 모사체에 액체 물을 흘려보내 만들어낸 작은 수지상 "실험실 별". 사진 제공=로렌 맥케온 교수 목성의 위성 유로파(Europa) 표면에서 거대한 거미 모양의 특이 지형이 포착돼 과학자들의 관심을 끌고 있다. 해당 구조는 유로파의 얼음 지각 아래에서 물이 분출하며 형성된 흔적일 가능성이 제기되면서, 외계 생명체 존재 가능성과 직결된 중요한 단서로 주목받고 있다. 아일랜드 연구진을 중심으로 한 국제 행성과학자들은 최근 유로파 표면에서 거미 또는 방사형 별 모양을 닮은 독특한 지형을 분석하고, 이를 '다만 알라(Damhán Alla)'로 명명했다. 아일랜드어로 '거미'를 뜻하는 이 표현은 문학적으로는 '벽의 악령'이라는 의미도 지닌다. 해당 내용에 대해서는 퓨처리즘, 웹사이트 PHYS.org등 다수 외신이 보도했다. 이번 연구와 명명 작업을 이끈 과학자들은 트리니티 칼리지 더블린 졸업생이자 센트럴 플로리다 대학교 물리학과 교수인 로렌 맥키온을 중심으로, 트리니티 칼리지 졸업생인 제니퍼 스컬리 박사, NASA 제트 추진 연구소(JPL), 브라운 대학교, 행성 과학 연구소 소속 연구원들이 참여했다. 연구 결과는 국제 학술지 '행성과학 저널(The Planetary Science Journal)'에 게재됐다. 연구진은 다만 알라와 유사한 지형들이 유로파의 얼음 지각 아래에서 염분을 포함한 물이 대규모로 분출되며 생긴 '빙하성 상처'일 가능성이 크다고 분석했다. 화성의 '거미 지형'은 계절적 드라이아이스 층 아래에서 빠져나오는 가스에 의해 먼지와 모래가 침식될 때 형성되지만, 맥키운 교수 연구팀은 유로파 마난난 크레이터의 '별 모양 지형'이 충돌 이후에 형성되었을 수 있다고 추정했다. 즉, 충돌로 인해 깨진 얼음 사이로 얼음 껍질 내부의 액체 염수가 밀려나와 지구 호수 별과 유사한 패턴을 형성했을 가능성이 있다는 것이다. 논문의 주저자인 로런 맥키온 미국 센트럴플로리다대 물리학 교수는 "이 같은 표면 구조는 얼음 아래에서 어떤 활동이 벌어지고 있는지를 보여주는 중요한 단서"라며 "현재 목성으로 이동 중인 NASA의 유로파 클리퍼 탐사선이 이와 유사한 지형을 추가로 관측한다면, 지표 바로 아래에 염수 웅덩이나 해양이 존재한다는 가설을 더욱 강하게 뒷받침할 수 있을 것"이라고 설명했다. 유로파는 목성의 4대 갈릴레이 위성 가운데 가장 작지만, 두꺼운 얼음층 아래에 염분을 포함한 액체 바다가 존재할 가능성이 높아 태양계 내 외계 생명체 탐사의 최우선 후보로 꼽혀왔다. 다만 알라는 1989년부터 2003년까지 임무를 수행한 NASA의 갈릴레오 탐사선이 유로파를 11차례 근접 비행하는 과정에서 처음 관측됐다. 연구진은 지름 약 1㎞에 이르는 다만 알라를 지구의 '레이크 스타(lake star)' 또는 '아이스 스타(ice star)' 현상과 비교했다. 레이크 스타는 눈 덮인 얼어붙은 호수에서 얼음에 작은 구멍이 생기며 물이 분출돼 방사형 가지 무늬를 형성하는 현상으로, 과학적으로는 '수지상(dendritic) 구조'로 불린다. 연구진은 유로파에서도 유사한 수지상 패턴이 관측된 점에 주목하며, 이는 얼음 지각이 외부 충격 등으로 갈라진 뒤 염분을 포함한 물이 분출됐음을 시사한다고 분석했다. 이는 유로파 표면 바로 아래에 소규모 물 저장층이 존재하거나, 더 깊은 곳에 광범위한 해양이 자리하고 있을 가능성을 뒷받침한다. 맥키온 교수는 "지구의 레이크 스타는 흔하면서도 매우 아름다운 자연 현상"이라며 "이와 유사한 구조가 유로파에서 발견됐다는 사실은, 유로파뿐 아니라 태양계의 다른 얼음 위성들에서 벌어지는 내부 과정을 엿볼 수 있는 창을 열어준다"고 말했다. 유로파의 얼음 지형에 대한 관측은 지금까지 갈릴레오 탐사선이 촬영한 이미지에만 국한되어 있었다. 맥키온 교수 연구팀은 2030년 목성계에 도착 예정인 NASA의 유로파 클리퍼 탐사선이 제공할 고해상도 이미지를 통해 얼음 지형에 대한 더 자세한 연구를 진행할 것으로 기대하고 있다. 이번 연구는 향후 유로파 클리퍼 탐사 결과와 맞물려, 얼음 위성 내부 해양과 외계 생명 가능성에 대한 과학적 이해를 한층 끌어올릴 것으로 기대된다. ◇ 참고 문헌: Lauren E. Mc Keown 외, 유로파 마난난 분화구 거미 지형의 지구 유사체로서의 호수별, 행성과학 저널 (2025). DOI: 10.3847/psj/ae18a0
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- 포커스온
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[우주의 속삭임(165)] 유로파 얼음 아래 포착된 '거미 지형'⋯외계 생명 단서 될까
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[기후의 역습(185)] 위성 데이터로 본 빙하의 변화⋯지구 온난화가 속도와 시점을 바꾼다
- 전 세계 빙하의 이동과 융해 양상이 지구 온난화로 인해 기존과 다른 국면에 접어들고 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 항공우주국(나사·NASA) 연구진은 수백만 장의 위성 자료를 분석한 결과 대기 온난화가 빙하의 계절적 이동 속도와 시점을 증폭·변형시켜 해수면 상승 위험을 키울 수 있다고 경고했다. 이번 연구는 향후 빙하 소실과 해수면 상승 위험을 예측하는 데 중요한 단서를 제공할 것으로 평가된다. 더쿨다운(TCD)에 따르면 NASA 제트추진연구소(JPL) 연구진은 최근 국제 학술지 '사이언스(Science)'에 발표한 논문에서 전 세계 빙하가 계절별 기온 변화에 어떻게 반응하는지를 분석했다. 연구진은 수백만 장에 달하는 위성 이미지를 활용해 빙하 이동 속도의 변화를 장기간 추적했다. 분석 결과, 빙하는 여름철 기온 상승기에 이동 속도가 빨라지고 겨울철에는 둔화되는 뚜렷한 계절 주기를 보였다. 이러한 현상은 매년 반복되지만, 장기적으로는 전 지구적 기온 상승이 누적되면서 빙하 규모가 해마다 줄어들고 있는 것으로 나타났다. 이는 해수면 상승의 주요 원인 중 하나로 작용하고 있다. 연구진은 "자료 분석 결과, 향후 대기 온난화가 전 세계 빙하의 계절적 이동 특성을 더욱 증폭시키고, 그 시점을 변화시킬 가능성이 있다"고 밝혔다. 다시 말해, 빙하가 녹고 움직이는 방식 자체가 기존과 다른 국면으로 전환될 수 있다는 의미다. 빙하 융해는 해안 지역에 직간접적인 영향을 미친다. 빙하가 녹아 해수면이 상승하면 저지대 해안 지역은 침수 위험에 노출되고, 폭풍 해일 시 피해 규모도 커질 수 있다. 염분을 포함한 해수가 농경지로 유입될 경우 토양과 작물에 악영향을 미쳐 식량 생산에도 부담으로 작용한다. 또한 해수면 상승은 식수 오염과 위생 문제 등 공중보건 위험을 동반할 수 있다. 생태계 영향 역시 크다. 극지방 빙하와 해빙에 의존해 살아가는 야생 동물들은 서식지 축소로 생존 위협을 받고 있다. 특히 북극권의 생태계는 기온 변화에 민감해 빙하 감소의 영향을 직접적으로 받는 지역으로 꼽힌다. 빙하 융해와 해수면 상승을 완화하기 위한 방안으로는 다양한 기술적 접근이 논의되고 있다. 일부 연구자들은 빙하가 바다로 흘러드는 것을 막기 위해 해저에 대형 차단 구조물을 설치하는 방안 등 이른바 '급진적 기술 해법'을 제안하고 있다. 다만 이러한 방법은 기술적·환경적 검증이 충분히 이뤄지지 않았다는 한계가 있다. 전문가들은 궁극적인 해결책은 화석연료 사용을 줄이고 에너지 전환을 가속화하는 데 있다고 지적한다. 동시에 해안 지역 사회는 해수면 상승에 대비해 주거지 고도 조정, 사구와 습지 등 자연 방재 기능 보존, 지역 차원의 위험 인식 제고 등 적응 전략을 병행할 필요가 있다는 평가다. 이번 연구는 빙하가 단순히 줄어드는 현상을 넘어, 시간과 속도의 변화라는 동적 특성을 함께 고려해야 한다는 점을 부각했다는 점에서 의미가 있다. 기후 변화가 빙하의 물리적 거동을 어떻게 바꾸는지를 이해하는 것이 향후 기후 리스크 관리의 핵심 과제로 떠오르고 있다.
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- ESGC
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[기후의 역습(185)] 위성 데이터로 본 빙하의 변화⋯지구 온난화가 속도와 시점을 바꾼다
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[우주의 속삭임(164)] 화성에 가면 더 빨리 늙는다?⋯상대성이론이 만든 '시간의 차이'
- 화성의 시간은 지구보다 빨리 간다는 연구 결과가 발표돼 통신·항법 체계의 재설계가 필요하다는 지적이 나왔다. 인류가 화성 탐사와 유인 거주를 본격적으로 논의하는 가운데, 화성에서의 시간 흐름이 지구와 다르게 작동한다는 미국 국립표준기술연구소(NIST)의 연구 결과가 다시 주목받고 있다고 과학기술 전문 매체 뉴아틀라스가 보도했다. 상대성이론에 따르면 화성에 머무는 사람은 지구에 있을 때보다 매일 약 477마이크로초(100만분의 1초) 만큼 더 빠르게 나이를 먹는 것으로 계산된다. 단위로는 미미해 보이지만, 장기간 누적될 경우 무시할 수 없는 차이를 만든다. 이 같은 현상은 알베르트 아인슈타인의 상대성이론에서 비롯된다. 상대성이론은 시간과 공간이 분리된 절대적 개념이 아니라 관측자의 위치와 속도, 그리고 중력 환경에 따라 달라진다는 점을 설명한다. 특히 시간은 공간과 결합된 네 번째 차원으로, 어떻게 흐르는지는 관측자의 조건에 따라 달라진다. 이른바 '시간 지연(time dilation)' 현상은 오랫동안 공상과학의 소재로 다뤄졌지만, 이미 현대 기술에서 실질적인 문제로 작용하고 있다. 대표적인 사례가 위성항법시스템(GPS)이다. GPS 위성은 지구 표면보다 약 2만 km 상공을 초속 4km 이상으로 이동하는데, 이 속도로 인해 위성 시계는 지상 시계보다 하루 약 7마이크로초 느리게 간다. 여기에 중력 효과가 더해진다. 상대성이론에 따르면 중력이 강할수록 시간은 느리게 흐른다. 지구보다 중력이 약한 궤도 상에서는 오히려 시간이 빨라지며, GPS 위성은 이 효과로 하루 약 45마이크로초를 '얻는다'. 두 효과를 합산하면 위성 시계는 지상보다 하루 38마이크로초 빠르게 움직인다. 이러한 차이를 보정하지 않으면 위치 계산 오차가 하루 수 km에 달해, GPS는 사실상 작동할 수 없게 된다. 인류의 활동 무대가 지구 궤도를 넘어 우주로 확장되면서 시간 보정 문제는 더욱 복잡해지고 있다. 미국 항공우주국(나사·NASA)과 관련 연구진은 이미 달에서의 시간 체계를 별도로 정의할 필요성을 제기해 왔다. 달에서는 시간이 지구보다 하루 약 56마이크로초 빠르게 흐르는 것으로 계산된다. 화성의 경우 상황은 한층 더 복잡하다. 미국 국립표준기술연구소(NIST)의 닐 애슈비와 비주나트 파틀라 연구진은 화성에서의 시간 흐름을 정밀 계산한 결과, 화성의 시간은 평균적으로 지구보다 하루 477마이크로초 빠르며, 연중 최대 266마이크로초의 변동 폭이 발생한다고 밝혔다. 이는 화성이 달과 달리 태양을 중심으로 한 타원 궤도를 따라 움직이며, 공전 속도가 일정하지 않기 때문이다. 여기에 화성 자체의 중력과 궤도 흔들림까지 고려해야 해 계산은 '4체 문제'로 확장되며 난도가 크게 높아진다. 문제는 이러한 시간 차이가 단순한 이론적 논의에 그치지 않는다는 점이다. 화성 탐사선과 기지, 위성, 통신망이 유기적으로 연결되는 이른바 '태양계 인터넷' 환경에서는 시간 오차가 곧 통신 오류와 데이터 손실로 이어질 수 있다. 연구진은 화성 환경에서는 고정된 보정값이 아닌 상시 변화하는 동적 시간 보정 체계가 필요하다고 지적한다. 애슈비 연구원은 "화성에서 시간이 어떻게 흐르는지를 처음으로 명확히 파악했다는 점에서 의미가 크다"며 "시간은 상대성이론의 핵심 요소로, 단순해 보이지만 실제 계산과 적용은 매우 복잡하다"고 설명했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 '천문학 저널(The Astronomical Journal)'에 게재됐다. 인류가 화성 정착을 현실적인 목표로 삼는 시점에서, '시간'이라는 기본 단위마저 새롭게 정의해야 할 필요성이 점차 분명해지고 있다.
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- 포커스온
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[우주의 속삭임(164)] 화성에 가면 더 빨리 늙는다?⋯상대성이론이 만든 '시간의 차이'
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[우주의 속삭임(163)] 웹 망원경, 우주 탄생 7억 년 초신성 포착⋯관측 사상 최고령 기록
- 미 항공우주국(나사·NASA)의 제임스 웹 우주망원경(JWST)과 국제 공동 연구진이 우주 탄생 후 불과 7억3000만 년 만에 발생한 초신성 폭발을 포착했다. NASA는 지난 9일(현지시간), 약 130억 년 전 별의 폭발로 발생한 감마선 폭발(GRB)을 관측하는 데 성공했다고 발표했다. 웹 망원경은 이 초신성이 속한 모(母)은하까지 직접 확인하며 관측 성과의 완성도를 높였다. 감마선 폭발은 매우 드문 현상이다. 몇 초 동안 지속되는 폭발은 두 개의 중성자별, 또는 중성자별과 블랙홀의 충돌로 인해 발생할 수 있다. 약 10초 동안 지속되는 이번 폭발처럼 더 긴 폭발은 거대한 별의 폭발적인 죽음과 자주 연관된다고 NASA는 설명했다. 이번 기록은 기존 최고령 초신성 관측 기록이던 우주 나이 18억 년 시점을 10억 년 이상 앞당긴 성과다. 인류가 직접 관측한 초신성 가운데 가장 오래된 천체로 공식 기록될 전망이다. NASA는 해당 감마선 폭발이 관측 영상의 중앙 확대 영역에 붉은 점 형태로 포착됐다고 설명했다. 공동 연구진인 앤드루 레번(네덜란드 네이메헌 라드바우드 대학교와 영국 워릭 대학교의 교수) 박사는 "우주의 나이가 지금의 5% 수준이던 시기에도 개별 별을 직접 관측할 수 있음을 입증한 사례"라며 "지난 50년간 첫 10억 년 이내 시기를 포착한 감마선 폭발은 극히 드문데, 이번 사례는 그중에서도 특히 희귀하다"고 평가했다. 해당 연구는 최근 국제학술지 '천문학 및 천체물리학 저널'에 두 편의 새로운 논문으로 게재됐다. 감마선 폭발은 일반적으로 몇 초에서 몇 분 동안 지속되는 반면, 초신성은 몇 주에 걸쳐 빠르게 밝아진 후 천천히 어두워진다. 이와 대조적으로, 이 초신성은 몇 달에 걸쳐 밝아졌다. 우주 역사 초기에 폭발했기 때문에, 수십억 년에 걸쳐 우주가 팽창하면서 그 빛도 늘어난 것이다. 추가 분석 결과, 이번 약 130억 년 전 초신성은 현대 우주에서 관측되는 초신성과 물리적 특성이 거의 동일한 것으로 확인됐다. 초기 우주의 별들은 중원소 함량이 적고, 질량이 크며, 수명이 짧았을 것으로 예상돼 폭발 양상에도 큰 차이가 있을 것이라는 기존 가설과는 다른 결과다. 연구에 참여한 나이얼 탠비어 박사는 "선입견 없이 접근했는데, 웹 망원경은 이 초신성이 오늘날의 초신성과 놀라울 정도로 똑같다는 사실을 보여줬다"고 밝혔다. 이번 관측은 국제 관측망의 정교한 협업을 통해 17시간 만에 완성됐다. 먼저 NASA의 닐 게럴스 스위프트 관측소가 X선 위치를 포착했고, 스페인 카나리아 제도의 북유럽광학망원경이 초원거리 가능성을 제기했다. 이어 칠레의 유럽남방천문대 초대형망원경(VLT)이 빅뱅 이후 7억3000만 년 시점이라는 연령 추정에 성공했다. 연구진은 조기 우주의 감마선 폭발과 그 배후 은하를 추가로 관측하기 위해 웹 망원경의 추가 관측 시간도 배정받은 상태다. 레번 박사는 "초신성의 잔광은 해당 은하의 성분과 진화를 해독할 수 있는 일종의 '우주 지문' 역할을 하게 될 것"이라며 "초기 우주 은하 형성의 실체에 한 걸음 더 다가설 수 있을 것"이라고 전망했다.
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[우주의 속삭임(163)] 웹 망원경, 우주 탄생 7억 년 초신성 포착⋯관측 사상 최고령 기록
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