https://www.hankyung.com/news/article/2021031913561

지난 해 11월 23일, '라이브 사이언스'는 유럽우주국(ESA)이 태양광 발전소를 우주에 지을 수 있는 기술을 준비하고 있다고 보도한 바 있다. 20세기에는 그저 SF로 여겨지던 우주 태양광 발전소가 머지않아 현실의 이야기가 될 지도 모른다. 그렇다면 이 우주 태양광발전의 원리와 기대 효과는 무엇일까?

대체 어떻게 작동하는가?
기본적인 원리는 지상에 있는 태양광 발전과 같을 것이다. 하지만 태양광 발전을 위해서는 부피가 크기에, 하나의 우주선으로 이것을 궤도에 올리기에는 힘든 점이 있을 것이다. 그래서 수천 개의 작은 인공위성을 발사해 우주에서 조립하는 방향으로 솔루션이 이루어지고 있다. 하지만 가장 큰 문제는 지면으로의 에너지 전달이다. 이는 빔드 파워(Beamed Power), 다시 말해 '빛'을 통해 에너지를 전달한다는 방법으로 해결이 가능할 것으로 보인다.

이것으로 기대되는 효과는?
일단, 땅이 부족해 설치하기가 힘들었던 태양광 발전소를 우주에 설치할 수 있다는 것에서부터 큰 장점이 되고, 또한 기후의 영향을 받는 지면에서의 발전과는 다르게 태양을 보며 돌도록 설계되어 효율성도 훨씬 좋을 것이다. 이 기술이 더 발전하면 유해한 에너지를 더 이상 생산하지 않아도 되는 날이 와서 기후위기 문제가 완화될 것으로 보고 있다. 현재 과학자들도 그것을 목표로 삼고 연구에 착수하고 있다. 모두가 안전하고 깨끗한 에너지를 사용할 수 있는 날이 점점 다가오고 있다.

뉴스 출처

 ‘지구근접천체(Near-Earth object, NEO)’는 지구와의 거리가 0.3AU 내외인 소행성, 혜성을 일컫는다. 특히 지름이 140m이상이고 지구 궤도와의 최단 거리가 0.05AU 이내일 경우 ‘잠재적 위험소행성(Potentially Hazardous Asteroid, PHA)’으로 불리며 집중 감시대상이 된다. 

 그렇다면 이런 소행성 충돌에 대비하여서 우리 인류는 어떤 노력을 하고 있을까? 제트추진연구소와 Caltech의 메인저 박사팀의 연구부터 살펴보자. 소행성과 혜성은 태양빛을 받아 가열되어지면 적외선 파장대에서 매우 밝게 빛나는 성질이 있다. 이런 성질로 인해 NEO 광범위 적외선 탐사(NEOWISE) 망원경을 통해 쉽게 발견가능하다. 

 이외에도 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)에서는 탐사선 하야부사2를 이용해 소행성 류구(Ryugu)에서 샘플을 수집할 예정이다.
 소행성 충돌에 대비하여서 세계 각국 많은 과학자들이 연구를 진행하고 있다.  나에게는 특히 아포피스 소행성 탐사를 위한 우리나라 연구진의 기사가 감명깊었다. 아포피스 소행성은 2029년에 지구에 3만 7천km지점까지 근접할 것으로 예상된다. 이를 위해서는 2024-2026년에 탐사선 개발, 2026-2027년에 발사를 해야 한다. 천문연은 이에 대한 기획보고서를 올해 안에 작성할 계획이다. 모두의 이런 노력이 모여서 우주에 대한 지식이 쌓이고 이를 바탕으로 과학이란 학문이 발전하는 것이 아닐까?

<참고자료>

https://www.sciencetimes.co.kr/news/2020%eb%85%84-%ec%a7%80%ea%b5%ac%eb%a5%bc-%ec%9c%84%ed%98%91%ed%95%98%eb%8a%94-%ec%86%8c%ed%96%89%ec%84%b1%eb%93%a4/

https://www.sciencetimes.co.kr/news/%ec%86%8c%ed%96%89%ec%84%b1-%ec%b6%a9%eb%8f%8c-%ec%96%b4%eb%96%bb%ea%b2%8c-%eb%a7%89%ec%9d%84%ea%b9%8c/?cat=132
http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/986541.html

 
내용 출처 : https://www.mbn.co.kr/news/society/4428013
https://view.asiae.co.kr/article/2021021816311722936
자료 출처 : https://ko.wikipedia.org/wiki/백조자리_X-1

’스타십‘은 스페이스 X에서 개발 중인 높이 120m, 직경 9m의 재사용 가능한 차세대 발사체이다. 스페이스 X는 민간 우주개발업체로 인류의 화성 이주를 비롯한 우주 수송 등 다양한 우주개발을 목적으로 하고 있다. 일론 머스크에 의해 설립되었으며 민간 항공 우주 기업으로써 놀라운 개발 성과를 보여주고 있다. ’스타십‘은 스페이스 X에서 가장 최근에 진행하는 프로젝트 중 하나로 스페이스 X는 이를 통한 화성 개발 계획을 가지고 있다. 2019년 SN2를 시작으로 수차례 시험 발사가 진행 중이다.

스페이스 X는 지난 2021년 3월 30일(현지시각) 화성 탐사 유인 우주선, 스타십의 11번째 시제품인 SN11을 발사했다. SN11은 안개를 뚫고 10km까지 상승에 성공했으나 5분 49초 만에 제어센터와의 연결이 유실됐다. 2020년 SN8을 시작으로 스타십의 고고도 비행은 이번이 4번째이다. SN11은 이전 시제품인 SN10보다 더 빠르게 폭발했다. SN10은 지난 3월 3일 현지시각 6시 15분에 첫 수직착륙에 성공 후 폭발했다. 스페이스 X의 CEO 일론 머스크의 트윗에 따르면  SN11은 랩터 엔진 2 재점화 과정에서 연소실 압력이 부족해지면서 폭발한 것으로 전해지고 있다.  SN10과 SN11을 비롯한 연이은 실패로 외신들은 화성 탐사 유인 우주선에 대한 부정적인 시선을 보내고 있는 가운데 일론 머스크는 새로운 시제품 SN15는 대규모 변화 및 발전이 되었으므로 기대해도 좋다는 말을 남겼다.

   

화성으로의 이주는 어릴 적 상상에만 존재했지 현실로 다가올 줄은 그 누구도 몰랐을 것이다. 그러나 스페이스 X의 놀라운 발전을 보면 화성으로의 이주가 더 이상 상상 속의 이야기는 아니다. 일론 머스크의 말처럼 우리에게는 발전 가능성이 있기 때문이다. 비록 이번 SN11은 실패했지만 이 실패를 바탕으로 성장해 언젠가는 성공할 것이다. 화성으로의 이주가 가능해진다면 더 이상 지구만을 우리 행성이라 칭하지 않을지도 모른다.



출처https://www.spacex.com/vehicles/starship/

[사진1_착륙 직전 SN11]

   

편광 된 광파는 편광 되지 않은 빛과 비교하여 방향과 밝기가 다르고, 빛이 자화되고 뜨거운 공간에서 방출 될 때 편광 현상이 발생한다. 또한, 편광은 자기장의 신호이기 때문에 이 이미지는 블랙홀의 고리가 자화되어 있음을 보여준다. 

   

블랙홀은 빛을 포함한 모든 물질을 빨아들이며 시공간마저 일그러뜨린다. M87 내 초대질량블랙홀은 태양보다 65억배 더 무거운 것으로 알려져 있다. 이때 블랙홀의 중력에 빨려 들어가는 물질 일부는 제트(가스 폭풍)형태로 우주로 멀리 날아간다. 즉, 흡입 방향과 반대로 작용하는 힘이 있다는 뜻인데, 그동안 이 과정이 베일에 싸여있었다.

   

"천문학자들은 블랙홀 근처의 뜨거운 가스에 의해 운반되는 자기장이 가스가 들어가게 하고 주변 은하계로 에너지 입자의 상대론적 제트를 발사하는 데 중요한 역할을 한다고 오랫동안 생각했다. 우리가 보는 편광 된 이미지는 우리에게 이러한 자기장의 구조와 강도는 제트가 발사되는 M87의 블랙홀에 매우 가깝다. 새로운 편광 이미지는 블랙홀 근처의 가스에 대해 더 많은 것을 배우고, 블랙홀이 어떻게 성장하고 제트를 발사하는지에 대한 중요한 단계를 표시한다." 라고 EHT 이론연구그룹 책임자인 제이슨 덱스터 미 콜로라도대 교수는 말했다.

   

이 기사를 작성하면서 블랙홀에서 가스 폭풍이 나온다는 것을 처음 알았다. 그것에 대해 이것이 우주 공간에 미치는 영향에 대해 알아보고 싶다는 생각이 들었다. 또한 블랙홀의 모습이 기존에 추측했던 모습과 상당히 유사하다는 사실이 놀라웠다.

   

출처: https://www.hankyung.com/it/article/202103246924i

   

  미항공우주국 (NASA) 역시 이것에 관심을 가져, 2009년부터 2018년까지 "케플러 우주 망원경"을 이용해, 지구와 환경이 비슷한 행성들의 후보를 관찰하여 수천가지의 외계 행성을 골라내었다.

 그런데, "지구와 환경이 비슷하다"는 것은 무슨 뜻이고, 유사 지구의 기준은 무엇일까? 핵심적인 기준 한가지만 말하자면, 천문학에는 "골디락스 영역" (Goldilocks Zone)이라는 것이 있다. 행성이 항성 주위를 공전할 때,
너무 멀지도, 가깝지도 않아서
물이 액체 상태로 존재할 수 있는
적정한 거리를 말한다. 물이 액체 상태로 존재한다는 것은, 생명체가 존재할 가능성이 있다는 것이기에, 주목해야 하는 요소인 것이다.

  아까 언급한 골디락스 영역과 같이 지구와 유사한 환경을 지니는 외계 행성들 중 대표적인 것들 2가지를 소개하겠다.
 
글리제 581d
관측을 통한 시뮬레이션 결과, 골디락스 존에 위치해있고, 액체 상태의 물로 뒤덮힌 "바다 행성"일 가능성이 아주 높은, 유력한 유사지구의 후보이다.

트라피스트-1 행성계
이 행성계의 행성들 중 무려 4가지나 골디락스 영역에 속한다. 그 중 대표적으로,  트라피스트-1e는 지구와 중력, 대기압, 밀도 등의 여건이 가장 비슷하고, 초기 형성 단계에 적당한 물이 존재한다면, 지구와 상당히 유사한 환경을 지닌다고 예상된다.



사진 & 정보 출처 : 
위키피디아, 나무위키https://namu.wiki/w/TRAPPIST-1
https://namu.wiki/w/%EA%B8%80%EB%A6%AC%EC%A0%9C%20581
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B8%80%EB%A6%AC%EC%A0%9C_581_d
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%83%9D%EB%AA%85%EC%B2%B4_%EA%B1%B0%EC%A3%BC%EA%B0%80%EB%8A%A5_%EC%98%81%EC%97%AD


(사진 : 트라피스트-1 행성계 상상도)

   

출처 및 참고기사:https://www.google.co.kr/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjFt-T2ntDvAhUOH3AKHY5UDFkQtwIwAHoECAUQAw&url=https%3A%2F%2Fwww.nasa.gov%2Fpress-release%2Fgoddard%2F2018%2Fring-rain&usg=AOvVaw25oWiyFXUVfiV2-v6sY50s
http://digitalmoney.kr/View.aspx?No=1063674

출처, 참고 자료
https://www.yna.co.kr/view/AKR20200903083100009
https://advances.sciencemag.org/content/6/36/eaba1940
http://www.sci-news.com/space/hematite-moon-08809.html
https://www.universetoday.com/147683/earths-oxygen-could-be-making-the-moon-rust/

 https://news.khan.co.kr/kh_news/khan_art_view.html?artid=202103242300001&code=610101

 http://scimonitors.com/50%EC%96%B5-%EA%B4%91%EB%85%84-%EA%B1%B0%EB%A6%AC-%EB%B8%94%EB%9E%99%ED%99%80-%EA%B3%A0%EC%97%90%EB%84%88%EC%A7%80-%EC%A0%9C%ED%8A%B8-%EC%83%81%EC%84%B8-%ED%8F%AC%EC%B0%A9/ 

   

하지만 계속해서 음파를 발생시키자 흡음기의 회전 속도가 더 높아졌고, 다시 마이크에서 음파가 측정되기 시작했다. 나중에는 내보낸 음파보다 오히려 30% 높은 에너지가 측정됐다. 연구팀은 펜로즈 과정에서 에르고스피어로 유입된 입자에 의해 고에너지의 입자가 튕겨 나오듯이, 음파가 흡음기의 회전에 의해 에너지를 얻어 튕겨 나왔다고 설명했다.
이로서 실제 블랙홀에서 한 실험은 아니지만, 블랙홀을 모식적으로 만들어서 펜로즈 과정이 증명되었다고 한다.


출처 : http://dongascience.donga.com/news.php?idx=45080

 

성간천체의 특징은 가속도다. 태양계 모든 천체는 태양의 중력으로부터 자유로울 수 없는데, 2018년 스피처 우주망원경으로 관측한 결과 오우무아무아는 태양계를 통과하면서 속도가 빨라지는 비중력 가속운동을 보인바 있다.

 

이처럼 신비한 모습과 움직임을 보이는 성간천체 오우무아무아에 대해 수소 얼음으로 이뤄졌으며, 표면에서 분출되는 기체가 가속을 시킨다는 연구 결과가 발표됐으나 한국천문연구원 티엠 황 박사와 하버드-스미소니언 천체물리연구센터 아브라함 로브 교수는 거대분자운의 밀도가 가장 높은 영역에서 수소 얼음덩이가 만들어지는 시나리오를 실험하면서 수소 얼음덩이가 거대분자운과 성간물질에서 생존 할 수 있는 수명을 계산했다.

 

그 결과 거대분자운에서는 수소 얼음덩이로 이루어진 성간천체가 만들어질 수 없다는 것을 밝혀냈으며, 수소 얼음덩이가 형성됐다 하더라도 기체입자들과 충돌하거나 태양빛을 받아 기화돼 결국 파괴된다고 결론지었다.

나의 생각 : 다음과 같이 수소 얼음덩어리가 거대분자운에서 형성된다는것을 규명하고, 분자운에서 수소 얼음덩이가 쉽게 형성된다면 이러한 천체는 우주에 흔하게 존재할것이다. 이것은 현대 천문학에서 큰 관심을 받고 있는 암흑물질의 후보가 될 수 도 있을 것 같다. 또한 성간전체 연구가 본격화되면 우주의 기원을 밝힐 단서가 나올 수 있을것이라 기대해본다.

지구물리학 저널인 AGU에 발표된 이 연구는 대적점의 크기가 줄어드는 것처럼 보이지만, 이는 굉장히 표면적인 결과이고, 사실 영향을 받는 곳은 대적점의 피부 깊숙한 곳일 뿐이며 전체 깊이에는 영향을 미치지 않는다는 사실을 드러냈다. 응용 물리학 교수인 Agustín Sánchez-Lavega는 대적점이 작은 소용돌이를 흡수함에 따라 작은 소용돌이의 회전 에너지로 대적점이 에너지를 얻어 더 긴 수명이 보장된다고 말했다.

그렇다면 대체 왜 작은 소용들이들은 목성 대기에 다른 폭풍들도 많은데 굳이 대적점의 회전을 방해하는 것일까? 이 질문에 대한 답변을 찾기 위해 Sánchez-Lavega와 그의 동료들은 이에 대해 연구하기 시작했다. 그리고 그들은 대적점이 목성의 대기 속의 폭풍 중에서 가장 원형이고, 이로 인해 폭풍들이 행성의 대기에있는 수많은 폭풍들 중에서 대적점에 가장 잘 접근한다는 사실을 알아냈다. 이런 이유로 인해 작은 폭풍들이 계속 대적점에 접근하고, 충돌하게 되는 것이다.

Sánchez-Lavega는 "작은 소용돌이들의 영향이 반드시 목성의 대적점의 축소로만 이어지는 것은 아니며, 오히려 대적점의 회전 속도를 높일 수 있고, 아마도 더 오랜 기간 동안 대적점이 안정적인 상태를 유지할 수 있게 해준다" 고 말했다. 따라서, 목성의 대적점은 사람들이 예상한 것만큼 빨리 소멸하지는 않을 것이며, 소멸한다고 해도 아주 먼 미래의 일일 것이다.
목성의 가장 큰 특징 중 하나인 대적점이 몇 년 안으로 사라진다는 소식을 처음 들었을 때는 아쉽기도 하고 대적점이 없는 목성의 모습은 어떨지 잘 상상이 가지 않았다. 그러나, 당장은 소멸하지 않는다는 사실에 굉장히 안심했고, 앞으로도 계속 목성의 아름다운 대적점을 관측할 수 있어서 다행이라고 생각한다.
자료 출처:
https://news.agu.org/press-release/jupiters-great-red-spot-feeds-on-smaller-storms/

2021년 3월 9일, 천문학자들은 NASA의 Chandra X 선 천문대를 사용하여 초기 우주의 초대형 블랙홀에서 매우 긴 제트현상[2]을 발견했다. 

과학자들이 미래의 향후 연구를 통해 이 결과를 증명할 수 있다면 이것은 매우 중요한 발견이 될 것이다. 이 제트현상은 지구에서 약 127 억 광년, 즉 빅뱅 이후 10 억년 이내에 빠르게 성장하는 블랙홀에서 나온 것으로 엑스레이에서 제트현상이 검출된 가장 먼 블랙홀이 될 것이다. 

이 블랙홀의 거리의 의미는 최상급을 넘어선다. 오늘날 천문학의 핵심 질문 중 하나인 초 거대 질량 블랙홀, 태양 질량의 수백만 또는 수십억 배의 블랙홀이 초기 우주에서 어떻게 형성되었는가와 관련되어 있다.

블랙홀은 강력한 중력과 무시 무시한 평판에도 불구하고 가까이 다가오는 모든 것을 한꺼번에 끌어 들이지 않는다. 원반의 블랙홀 주위를 도는 물질은 속도와 에너지를 잃어버리고 돌아오지 않는 지점 인 소위 사건의 지평선을 가로 질러야 안쪽으로 떨어질 수 있다. 또한 블랙홀이 한 번에 섭취할 수 있는 물질의 양에 제한이 있다. 즉, 블랙홀이 수백만 개의 태양 질량을 축적할 만큼 충분한 물질을 소비하는 데 매우 오랜 시간이 걸릴 수 있다. 무언가가 프로세스의 속도를 높이기 위해 개입하지 않는 한 말이다.

Chandra 데이터가 엑스레이에서 발견 한 제트현상은 블랙홀이 빠르게 성장하기 위해 필요한 것일 수 있다. 제트현상의 입자들은 주변 물질의 속도와 에너지를 줄임으로써, 물질이 블랙홀이 안쪽으로 떨어지고 사건의 지평선을 더 빠르게 횡단하게 하며 블랙홀이 성장하는 데 도움이 될 수 있다.

제트의 길이도 이 연구에서 중요한 단서이다. Chandra 데이터는 제트현상이기가 약 16 만 광년을 연장했음을 나타냅니다. 이것은 천문학 자들에게 이러한 성장이 급증하는 동안 블랙홀이 얼마나 오랫동안 부피를 증가시켰는지 결정하는 타임 라인을 제공한다.

이와 같은 X 선 연구는 특히 중요하다. 제트현상의 전자가 빛의 속도에 가깝게 블랙홀에서 날아 가면서 빅뱅에서 남겨진 복사를 구성하는 광자와 충돌하고 Chandra가 감지할 수 있는 X- 선 범위까지 광자의 에너지를 증폭시키기 때문이다. 이 퀘이사와 그 제트현상은 X 선 천문학이 초기 우주와 그 블랙홀에 대해 학습하는 데 중요하다는 것을 보여준다. 

아직까지도 미지에 둘러 쌓인 우주 공간에서 제트현상의 발견과 연구는 블랙홀의 형성 과정과 초기 우주의 모습을 알아가는데 있어서 중요한 연구라고 생각한다. 블랙홀과 우주의 비밀이 우리 인류를 어디로 이끌어갈지는 알 수 없지만 우리에게 X 선 연구라는 단서를 잡을 수 있는 방법이 있다는 것을 알고 앞으로도 계속 발전해 나가면 좋겠다. 그렇게 되면 언젠가 우리 인류가 가장 근본적인 질문에 대한 실마리를 찾을 수 있지 않을까 하는 생각을 조심스럽게 해본다.

[1] 퀘이사 : 블랙홀이 주변 물질을 집어삼키는 에너지에 의해 형성되는 거대 발광체로 별처럼 밝은 빛릉 내는 은하를 의미
[2] 제트현상 : 블랙홀이 빛에 가까운 빠른 속도로 물질을 분출하는 것

   

우주 마이크로파 배경(우주배경복사)의 관측에 관한 가장 최근 미션인 플랑크 미션은 우주 마이크로파 배경의 비등방성을 밝혀낸 바 있다. 하지만 이러한 결과와 함께 미션의 한계점 또한 드러났다. 플랑크 미션의 결과를 주도적으로 분석한 페토리노 박사는 “플랑크 데이터를 이용하여 과거에 얼마나 많은 암흑 에너지가 존재했는지를 예측할 수 있었는데, 놀랍게도 초기 암흑 에너지의 양은 예상보다 훨씬 적었을 것으로 예측된다.”라고 밝혔다. 이러한 플랑크 미션의 결과는 우주론의 표준 모델과 완전히 일치하지 않음을 보여주기 때문에 과학자들에게 혼란을 불러일으키고 있다.

   

플랑크 미션이 다소 긴 파장의 관측을 한 반면, 새로운 미션은 짧은 파장의 가시광선과 적외선에 집중하는 계획을 세웠다. 지구로부터 다양한 거리에 있는 은하의 모양을 분석하고 거리와 적색 편이 사이의 관계를 조사할 새로운 미션의 이름은 유클리드(Euclid) 미션이다. 이는 기하학의 아버지라 불리는 고대 그리스의 수학자 유클리드의 이름을 따온 것이다.

   

유클리드 미션의 가장 큰 목적은 우주의 가속 팽창을 정확하게 측정하고, 이를 통해 암흑 에너지와 암흑 물질을 더욱 자세히 이해하는 것이다. 암흑 물질, 암흑 에너지 그리고 중력 이론은 우주론 연구에 있어서 가장 핵심적인 요소이기 때문에, 약 20억 개 이상의 은하 및 주변 암흑 물질을 집중적으로 관측하여 재구성하고 지도를 작성할 예정이다. 과거 약 100억 년 전에 해당하는 은하의 적색 편이 값을 보다 정밀하게 측정하여 우주 팽창의 역사와 우주 구조의 형성에 관해 조사하는 것이 목표이다.

   

은하의 모양과 그에 상응하는 적색 편이 사이의 관계는 암흑 에너지가 우주의 가속 팽창에 어떤 방식으로 기여하는지 보여줄 수 있을 것이다. 또한 중력 렌즈 현상, 분광기를 이용한 은하 거리 측정 등을 활용하여 암흑 물질의 분포 양상을 조사할 계획이다. 더하여 제임스 웨브 우주망원경(JWST)이나 WFIRST망원경 등과 서로 피드백을 주고받으며 통계적인 조사도 수행할 예정이다.

https://www.sciencetimes.co.kr/news/한층-더-업그레이드될-암흑물질-연구/?cat=132

  인류가 항상 가져왔던 하나의 질문, 그것은 바로 "우리 지구 외에 다른 행성, 다른 은하에 지적 생명체가 존재할까?" 이다. 이 질문은 우리의 상상력을 자극해왔고, 다양한 과학적 발견의 결과물로 이어져 왔다.
게다가, 지구 온난화와 극심한 기후 변화로 인해, 지구 환경이 더이상 생명이 살 수 없는 공간이 되어가면서, 지구와 환경이 비슷하고, 생명체가 거주 가능한 외계 행성 즉, "유사 지구" 에 대한 관심이 급증하고 있다.

  미항공우주국 (NASA) 역시 이것에 관심을 가져, 2009년부터 2018년까지 "케플러 우주 망원경"을 이용해, 지구와 환경이 비슷한 행성들의 후보를 관찰하여 수천가지의
외계 행성을 골라내었다.

그런데, "지구와 환경이 비슷하다"는 것은 무슨 뜻이고, 유사 지구의 기준은 무엇일까? 핵심적인 기준 한가지만 말하자면, 천문학에는 "골디락스 영역""(Goldilocks Zone)이라는 것이 있다. 행성이 항성 주위를 공전할 때,
너무 멀지도, 가깝지도 않아서 
물이 액체 상태로 존재할 수 있는 
적정한 거리를 말한다. 물이 액체 상태로 존재한다는 것은, 생명체가 존재할 가능성이 있다는 것이기에, 주목해야 하는 요소인 것이다.

  아까 언급한 골디락스 영역과 같이 지구와 유사한 환경을 지니는 외계 행성들 중 대표적인 것들 2가지를 소개하겠다.
 

관측을 통한 시뮬레이션 결과, 골디락스 존에 위치해있고, 액체 상태의 물로 뒤덮힌 "바다 행성"일 가능성이 아주 높은, 유력한 유사지구의 후보이다.

이 행성계의 행성들 중 무려 4가지나 골디락스 영역에 속한다. 그 중 대표적으로,  트라피스트-1e는 지구와 중력, 대기압, 밀도 등의 여건이 가장 비슷하고, 초기 형성 단계에 적당한 물이 존재한다면, 지구와 상당히 유사한 환경을 지닌다고 예상된다.

이와 같이, 여러 외계 행성들은 우리의 기대와 관심을 증폭시키고 있다.
우리는 보다 나은 미래를 향하여, 천문학과 우주 탐사에 전념해야 한다.

Caltech / JPL 팀은 약 40 억년 전에 화성이 약 100 ~ 1,500m 깊이의 바다에서 행성 전체를 덮을 수있을만큼 충분한 물이 있다는 것을 발견했습니다. 지구 대서양의 절반에 해당하는 부피입니다. 그러나 10 억년 후 지구는 오늘날처럼 건조 해졌습니다. 이전에 화성의 흐르는 물에 무슨 일이 일어 났는지 설명하려는 과학자들은 화성의 낮은 중력의 희생양인 우주로 탈출했다고 제안했습니다. 일부 물은 실제로 이렇게 화성을 떠났지만 이제는 그러한 탈출이 대부분의 물 손실을 설명 할 수없는 것으로 보입니다.

"대기 탈출은 화성에 실제로 존재했던 물의 양에 대한 데이터를 완전히 설명하지 못합니다."라고 저널에 게재 된 연구 논문의 주 저자 인 Caltech PhD 후보 Eva Scheller (MS '20)는 말합니다.

팀은 시간에 따른 모든 형태 (증기, 액체 및 얼음)의 화성 물의 양과 운석 분석과 화성 탐사선 및 궤도 탐사선이 제공 한 데이터를 사용하여 행성의 현재 대기 및 지각의 화학적 구성을 연구했습니다. 특히 중수소 대 수소의 비율 (D / H)을 살펴 봅니다.

물은 수소와 산소 (H2O)로 구성됩니다. 그러나 모든 수소 원자가 동일하게 생성되는 것은 아닙니다. 수소에는 두 가지 안정한 동위 원소가 있습니다. 대부분의 수소 원자는 원자핵 내에 양성자가 하나 뿐인 반면, 작은 부분 (약 0.02 %)은 중수소 또는 핵에 양성자와 중성자를 갖는 소위 "무거운"수소로 존재합니다.

더 가벼운 수소는 더 무거운 수소보다 행성의 중력을 우주로 탈출하는 것이 더 쉽습니다. 이로 인해 대기 상층부를 통해 행성의 물이 빠져 나가면 행성 대기의 중수소 대 수소 비율에 대한 분명한 신호가 남게됩니다. 중수소의 상당 부분이 남게됩니다.

그러나 대기를 통한 물의 손실은 화성 대기에서 관측 된 중수소 대 수소 신호와 과거에 다량의 물을 모두 설명 할 수 없습니다. 대신,이 연구는 행성 지각의 미네랄에 물을 가두는 것과 대기로의 물 손실이라는 두 가지 메커니즘의 조합이 화성 대기 내에서 관찰 된 중수소-수소 신호를 설명 할 수 있다고 제안합니다.

물이 암석과 상호 작용할 때 화학적 풍화 작용은 광물 구조의 일부로 물을 포함하는 점토 및 기타 함수 광물을 형성합니다. 이 과정은 화성뿐만 아니라 지구에서도 발생합니다. 지구는 오래된 지각이 녹아서 맨틀이 되고 새로운 지각이 형성되는 과정을 반복하지만, 화성은 그렇지 않습니다.

"대기 탈출은 분명히 물 손실에 영향을 미쳤지만, 지난 10년 동안 화성 탐사에서 발견된 결과에 따르면이 거대한 저장고가 고대 수화 미네랄의 형성이 확실히 시간이 지남에 따라 확실히 감소했다는 사실을 지적했습니다."라고 Ehlmann은 말합니다.

Scheller는 "이 모든 물은 상당히 초기에 격리 된 후 다시 순환되지 않았습니다." 라고 말합니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210316132106.htm

   

   

   

1997년 당시 첫 이동형 탐사선인 소저너로 시작해 인제뉴어티까지 지금까지 퍼서비어런스를 포함한 총 5개의 이동 탐사선을 화성에 보냈다. 

이후 NASA는 더 자유로운 이동 탐사가 가능한 비행 탐사선 개발을 추진해왔다. 하지만, 화성의 대기가 매우 희박하다는 점에서 비행 드론의 개발이 힘들었다. 지구 대기 밀도의 100분의1에 불과한 화성 대기에서 드론의 이륙 자체가 쉽지 않았던 것이다. 개인적으로 이 문제를 보고 일시적으로 화성의 환경을 비행할 수 있도록 변화시키는 방법은 없을까라는 호기심이 생겼다. 

이에 NASA 측은 프로펠러를 이중으로 설계한 후 서로 다른방향으로 회전해 반작용 힘을 최소화하고 이륙시 동체를 띄우는 힘을 극대화한 동축반전로터 탑재를 시도했다. 이 밖에도 드론 무게를 최대한 경량화 시켜 1.8㎏까지 무게를 줄이는 데 성공했고 이러한 개발 노력 결과 화성의 대기에서도 비행할 수 있는 드론, 인제뉴어티가 탄생하게 됐다. 

인제뉴어티로 사람이 살 수 있는 환경을 찾고 연구하게 된다면  미래에 인간이 지구를 떠나 거주할 수 있는 환경이 개발될 것으로 전망된다. 
하루 빨리 인제뉴어티의 비행이 성공적으로 이루어져 인류의 미래 터전이 될 제 2 지구의 탐색이 이루어지기를 간절히 바란다. 
https://www.fnnews.com/news/202103250811161063

 이들은 머신러닝으로 만들어진 알고리즘을 이용해 망원경의 엄청난양의 데이터를 검색해 별과 별 사이를 지나가는 행성의 흔적을 찾아냈습니다. 알고리즘의 정확성을 높이고 카메라의 오류로 인한 잘못된 결과를 막기 위해 워릭대 물리학 연구원들과 엘런튜링연구소 연구원들은 NASA의 Kepler와 TESS등의 천체 망원경에서 발견된 수천 개의 후보로 이루어진 대규모 샘플에서 실제 행성과 가짜 행성을 분리할 수 있는 머신러닝 알고리즘을 구축했습니다. 이 알고리즘을 통해 발견된 50여개의 잠재적 행성은 크기가 다양하며 하루에서 200일까지 관측되었습니다.

 암스트롱 박사는 “개발된 알고리즘을 통해 발견된 행성 후보가 실제 행성으로 업그레이드 될 수 있었다”고 말했습니다. 공동 저자이자 엘런튜링영구소 부국장인 테오 데뮬라스 박사는 계적 기계 학습에 대한 확률론적 접근 방식은 특히 천체 물리학에서 이와 같은 흥미로운 문제에 적합하다. 확률론적 방법의 추가 계산 복잡성이 상당한 성과를 거둔 대표적인 예”라고 말했다. 암스트롱 박사는 “지금까지 알려진 행성의 거의 30%가 단 하나의 방법으로 검증되었으며 이는 이상적이 아니다. 검증을 위한 새로운 방법을 개발하는 것이 바람직하고, 머신러닝을 사용하면 그것을 효율적으로 수행할 수 있다”고도 말했습니다.

 

머신러닝을 천문학 분야에 적용한 것은 오래되었고, 과학에서의 머신러닝 이용의 대표적인 예시중의 하나입니다. 앞으로도 머신러닝은 천문학 분야에서 큰 역활을 할 것이라고 생각합니다. 우주에는 사람이 인지하기 힘들정도로 많은 천체들이 존재하고, 엄청난 양의 데이터들이 수집되고 있습니다. 이러한 데이터들을 분석하기 위해서는 머신러닝과 AI가 필수적일 것이라고 생각합니다.
출처
scimonitors.com
aboutamazon.com
academic.oup.com
David J Armstrong et al. Exoplanet Validation with Machine Learning: 50 new validated Kepler planets, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2020).

그렇다면 암흑물질이 이렇게나 흘러넘칠 정도로 우리 은하 전역에 가득하다면, 우리 은하 한복판에 있는 태양계 안으로도 암흑물질이 들어와 있지 않을까? 

우리는 흔히 태양계 행성들이 전부 태양의 중력에만 붙잡혀 돌고 있다고 생각한다. 하지만 엄밀하게 보면 그렇지는 않다. 어떤 천체에게 가해지는 중력은 그 천체가 도는 궤도 안쪽에 있는 모든 물질의 질량에 의해 결정된다. 즉, 기존에 알고 있던 행성들, 소행성들의 중력만 고려했을 때보다 외곽의 천체들이 더 빠른 속도로 궤도를 돌고 있다면, 태양계 외곽 천체들에게 추가로 중력을 더 가하는 암흑 물질이 존재한다는 증거가 된다.

그래서 천문학자들은 1910년 이후로 지금까지 지상 레이더와 다양한 태양계 탐사선들로 측정한 한 세기에 걸친 태양계 행성들의 정밀한 궤도 데이터 총 67만여 개를 분석했지만 태양을 제외한 다른 물질의 질량을 발견하지는 못하였다. 

그런데 최근, 지구와 달 사이 거리의 변화와 둘의 궤도 움직임 데이터를 분석해, 둘의 움직임을 완벽하게 설명하기 위해서는 단순히 지구와 달의 질량뿐 아니라 그 외의 추가 질량이 필요하다는 주장을 내놓았다. 이번 분석을 위해 천문학자들은 과거 아폴로 미션 때 우주인들이 달 표면에 설치했던 거울 장치를 활용한 지구-달 사이 거리 데이터를 이용했다. 달에 박아 넣은 거울을 향해 지구에서 레이저를 쏘아서, 그 레이저가 지구를 출발해 다시 달 표면 거울에 반사되어 지구로 돌아오는 시간을 재면 센티미터 수준으로 아주 정밀하게 지구-달 사이 거리를 잴 수 있다. 이러한 분석을 통해 천문학자들은 달이 아주 느리게 지구에서 멀어지고 있다는 것을 확인했다. 또한 미국항공우주국(NASA)와 제트추진 연구소(JPL)의 시뮬레이션에 의하면 지구 주위의 암흑물질은 머리카락 형태임도 알 수 있었다.

이를 바탕으로 한 사람을 대략 키 170센티미터에 반지름 1미터의 뚱뚱한 원기둥이라고 가정하고 계산한다면 우리는 매 초 약 2.5 곱하기 10의 -16kg 정도의 암흑물질을 흡수한다. 즉, 약 80년을 살아간다고 했을 때, 평생 한 사람의 몸을 통과하는 암흑물질의 양은 1밀리그램 정도. 모래 한 알 수준이다. 하지만 이러한 암흑물질은 우리에게 영향을 주지 못한다.

 반대로 수정뉴턴학에 의하면 외부 은하가 미치는 중력의 세기도 무시하지 못하기에 태양계의 암흑물질은 존재하지 않는다는 주장도 있다.

 암흑물질은 태양계에도 존재할 것 같다. 앞서 말한 암흑물질의 정의로부터 생각해 보았다. 암흑물질이란 여러가지 보이지 않는 중력 현상들을 설명하기 위하여 도입된 미지의 물질이기에 많은 데이터를 얻은 태양계라고 하더라도 모든 물질에 대해 알지 못하며 외각부분은 더더욱 알기 힘들다. 따라서 외부에서 작용하는 힘과 더불어 암흑물질로 인한 중력도 존재할 것이라 생각한다. 

 

 

 

자료 출처
http://www.bizhankook.com/bk/article/19834  <내 안에 '암흑물질' 있다!>

https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5752999&cid=62801&categoryId=62801
<암흑물질>

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20151126601008
<지구 주위에 '머리카락 닮은 암흑물질' 존재>

http://www.cctimes.kr/news/articleView.html?idxno=648067
<뉴턴수정학>

   

우선 AI는 우주를 촬영하는데 필요한 시간을 획기적으로 단축할 수 있습니다. 우주에서 오는 빛은 희미하기에 좋은 영상을 얻기 위해선 우주를 오랫동안 촬영해야 합니다. 하지만 AI를 통해서 기존의 자료들을 학습시킬 경우 짧은 시간으로도 양질의 영상을 얻어낼 수 있습니다.

   

밝기는 상대적입니다. 무엇인가가 매우 밝으면 상대적으로 다른 것은 묻히게 됩니다. 올리비에 귀용과 다미엔 그라타도르는 묻혀버린 무언가, 즉 태양계 밖에서 별 주위를 돌고 있는 행성, 빛나는 별빛들 사이에서 행성이 내뿜는 희미한 빛을 찾고 있습니다.

   

이들을 소개하자면 귀용은 망원경 장비 개발자이자 애리조나 대학교의 천문학자이며, 그라타도르는 파리 천문대의 조교수 겸 호주국립대의 기계공학자입니다.

   

두 사람은 초대형 망원경의 GPU 기반 초 적응광학 장치를 통해 생명이 서식할 수 있는 행성을 시각적으로 표현할 수 있는 방법에 대해 이야기했습니다.

   

태양계 외 행성의 발견이 어려운 이유는 행성이 발산하는 빛이 별이 발산하는 빛에 비해 매우 희미하기 때문에 이들은 AI를 활용합니다. 이들이 AI를 활용하는 또다른 이유로는 이들 박사가 사용하는 망원경이 지상에 설치되어 있다는 점 입니다. 이 망원경으로 감상하는 이미지는 난류 현상을 동반하게 됩니다. 적응 광학 알고리즘은 이러한 난류 현상을 바로잡게 도와줍니다. 이러한 보정은 망원경 초점 뒤에 있는 거울을 변형하여 거의 완전한 이미지를 얻어낼 수 있게 도와줍니다.

   

천문학자들은 이 이미지를 이용해 태양계 외 행성의 희미한 빛을 구별해낼 수 있습니다. 이처럼 AI를 활용하는 것은 우주를 분석하는데 도움이 됩니다. 현재 천문 분야와 AI는 점점 큰 접점을 만들어가고 있습니다. 우주를 효율적으로 분석하기 위해서 AI는 완벽에 가까운 도구라고 할 수 있습니다. AI가 데이터를 만들어내고 이 데이터를 이용해 학습한 AI가 더 많은 데이터를 생산해내는 식으로 AI가 발전하면 천문 분야 종사자들은 좀 더 많은 데이터로 실험을 하고 가설을 세우며 새로운 것들을 발견할 수 있을 것입니다. 아마도 이러한 AI의 발전이 우주를 분석하는데 도움을 주고 결국엔 우주의 기원까지도 밝혀낼 수 있게 도와줄 것입니다.

https://dongascience.donga.com/news.php?idx=32375/

   

인류 역사상 가장 먼 우주를 관측할 수 있는 세계 최대 광학망원경 ‘거대마젤란망원경’의 6번째 반사경 제작이 시작됐다. 

   

한국천문연구원은 천문연을 포함한 12개 글로벌 파트너 기관이 참여하는 ‘거대마젤란망원경기구(GMTO)’가 거대마젤란망원경(GMT)의 6번째 반사경 제작을 시작했다고 지난 8일 밝혔다.

   

GMT는 차세대 초거대 지상 광학망원경이다. GMT의 주경은 지름이 8.4m인 일곱 개의 반사경이 연꽃 모양으로 배열되어 전체 지름이 약 25m이다. 주경의 반사경과 각각 짝을 이루는 지름이 1.05m인 반사경 일곱 개로 이루어진 부경은 전체 지름이 약 3.2m이다. GMT의 분해능은 지름이 24.5m인 단일 반사경에 해당하며 허블 우주망원경의 약 10배이다.  

GMT의 작동 원리는 무엇일까? 우주로부터 오는 빛은 먼저 7개의 주경에서 반사된 다음 7개의 작은 부경에서 다시 반사되고 마지막으로 중앙 주경을 통해 고급 CCD 이미징 카메라로 내려간다. 거기에서 집중된 빛이 측정되어 물체가 얼마나 멀리 떨어져 있고 무엇으로 만들어졌는지 결정할 수 있다. 

   

망원경의 가장 정교한 공학적 측면 중 하나는 광학적인 왜곡의 영향을 줄이는 “적응 광학”이다. 각 부경 표면 아래에는 대기 난류에 대응하기 위해 거울을 지속적으로 조정하는 수백 개의 액추에이터가 있다. 고급 컴퓨터로 제어되는 이 액추에이터는 반짝이는 별을 명확한 빛의 안정된 지점으로 변환한다. 

GMTO는 “GMT는 인류 역사상 가장 먼 우주를 관측할 수 있는 거대 망원경으로, 빅뱅 직후 우주 급팽창에 의한 우주 생성의 수수께끼를 푸는 실마리가 될 것”이라며 “지상 망원경으로는 관측이 어려웠던 가까운 별 주위의 행성을 관측할 수 있게 돼 지구처럼 생명체가 존재할 수 있는 외계행성 탐색 연구에 큰 기여를 할 것으로 기대된다”고 밝혔다. 

   

GMT 반사경은 미국 투산 소재 애리조나대의 리처스 캐리스 반사경 연구소에서 제작중이다. 반사경 하나의 형체를 제작하는 데만 약 1년이 소요되며 약 3년간 반사경 표면을 정밀하게 연마하는 과정을 거쳐 완성된다. 첫 번째 반사경은 2012년 완성됐으며 이어 4개의 반사경이 순차적으로 제작됐다. 올해 6번째 반사경 제작을 시작하며 마지막 일곱 번째 반사경은 2023년 제작을 목표로 계획이 진행중이다. 

   

완성된 반사경들은 칠레 아타카마 사막의 라스 캄파나스(Las Campanas) 천문대에 있는 GMT 부지로 옮겨 설치된다. 라스 캄파나스 천문대는 선명하고 어두운 하늘과 천문 시정도가 낮은 안정적인 대기 조건을 갖추고 있어 천문 관측의 최적지 중 하나다.  GMT는 2029년 첫 관측이 목표다. 

http://dongascience.donga.com/news.php?idx=44549
https://www.gmto.org/
https://www.insidescience.org/news/these-giant-mirrors-will-help-astronomers-see-edges-universe

   

   

2004년 처음 발견된 아포피스는 충돌가능성이 있는 소행성이었다. 아포피스 크기는 미국 엠파이어스테이트 빌딩에 맞먹는 381m로 추정되는데 7~8년에 한 번씩 지구와 가까워진다. 과학계는 2029년, 2036년, 2068년 지구와 충돌 가능성이 있다고 보고 있었다. 만약 충돌할 시 대륙 하나가 초토화될 정도의 위력을 갖는다. 

지구위협소행성에 아포피스만 있는 것은 아니다. NASA는 근지구소행성 중 지름이 140m를 넘는 소행성을 지구위협소행성으로 분류해 추적하고 있는데 아포피스도 지구위협소행성 중 하나였다. 올해 3월까지 발견된 지구위협소행성은 2174개로, 이중 100년 내에 지구와 충돌할 확률이 100만분의 1이 넘는 소행성은 아포피스를 포함 총 4개였다. 아포피스의 충돌 위험이 낮은 것으로 밝혀지면서, 100년 내 지구 충돌확률이 100만분의 1을 넘는 지구위협소행성은 베누(101955 Bennu), 1950DA, 2007FT3 등 3개로 줄었다. 베누의 누적충돌확률은 0.037%, 1950DA는 0.012%, 2007FT3는 0.00014%로 추정되고 있다.

아포피스는 2029년 4월 13일 다시 지구와 가까워진다. 아포피스는 지구와 3만7000km 가까운 거리까지 오게 된다. 이는 지구와 달 사이 거리의 약 10분의 1, 한국이 쏘아 올린 무궁화위성보다 약 4000km 더 가까운 거리다.

천문학계는 이 시점에 맞춰 탐사를 준비 중이다. 소행성은 우주 탄생 초기의 물질을 그대로 간직하고 있을 가능성이 높은 '우주의 화석'으로 불린다. 또 아직 인류가 발견하지 못한 희귀자원이 존재할 가능성도 있다. 미국, 일본 등이 소행성 탐사에 적극 나서고 있는 이유다. 한국 과학계도 탐사선을 쏴 아포피스를 분석하겠다는 입장이다. 

지구를 위협하고 있던 소행성 하나가 위험 대상에서 제외되고 오히려 소행성 탐사의 기회가 되었다는 점에서 기쁘다. 2029년에 아포피스가 근접하게 되어 탐사에 성공했을 때에 새롭게 밝혀질 사실에는 어떤 것이 있을지 기대가 된다.

https://www.hellodd.com/news/articleView.html?idxno=92228
https://news.mt.co.kr/mtview.php?no=2021032915342598501

우리가 아는 토성은 멋진 고리를 가지고 있는 태양계의 6번째 행성이다. 그런데 우리가 알고 있는 토성의 고리가 사라진다면 어떨까? 우선 토성의 고리가 어떻게 형성되었는지부터 알아보자. 토성의 고리는 토성이 형성될 때 주변에 있던 먼지와 가스가 고리를 형성했거나 토성 주변의 소행성이 로슈한계를 넘어가 깨져 그 잔해물이 토성의 중력에 붙잡혀 고리를 형성하였을 것이라고 예측이 된다. 또한 토성의 고리는 생각보다 최근에 형성되었다고 예측이 된다. 그 이유는 다른 행성들이 가지고 있는 고리보다 토성의 고리가 뚜렷하기 때문인데 이 토성의 고리가 점점 사라지고 있다는 사실이 밝혀졌다. 2018년 NASA의 James o’Donoghue와 그의 연구팀은 토성의 고리를 이루는 물질들이 토성에 빨려 들어가고 있는 현상을 발견하였다. 밑의 물질들의 경로를 나타낸 사진을 보면 고리의 먼지들이 토성의 적도면이 아닌 극점을 향해 흡수되고 있는 것을 알 수 있다. 왜 토성의 적도가 아닌 극점을 향해 빨려 들어갈까? 보통의 경우 행성 주변의 물질들이 행성에 흡수 될 때에는 적도면을 따라 흡수가 된다. 연구팀이 관측한 현상의 경우에는 극점으로 물질들이 흡수가 되는데 이는 고리를 이루는 물질들이 토성의 중력이 아닌 자기장에 의해 흡수되고 있다는 사실을 나타낸다. 이런 현상을 saturn’s ring rain이라고 한다. 그럼 갑자기 고리가 토성의 자기장에 영향을 받게 된 이유는 무엇일까? 이유는 생각보다 단순하다. 바로 고리의 99%가 얼음으로 이루어져 있기 때문이다. 이 얼음들이 서로 부딪혀 깨지거나 태양의 자외선을 받게 되면 기화현상이 일어나는데 기화된 얼음들이 플라즈마 구름과 만나서 전하를 얻고 중력에 이끌려 토성 자기장의 영향을 받게 되는 것이다. 이렇게 이끌린 물들이 마치 비처럼 토성의 표면으로 떨어지게 된다. 이 현상으로 인해 토성의 표면에는 계속해서 비가 내리고 있다고 한다. 이 비의 양은 항상 일정하지는 않지만 평균적으로 초당 9,980kg의 물질들이 표면에 비처럼 내리고 있다. 만약 우리가 살아있는 동안 토성의 고리가 없어지는 모습을 볼 수 있었다면 큰 감동을 우리가 느낄 수 있었겠지만 아쉽게도 그럴 일은 없을 것 같다. 초당 내리는 물질의 양은 엄청나게 큰 양인데 토성의 고리가 모두 흡수되기 위해서는 1~3억년이 걸린다고 한다. 토성의 고리가 사라지는 순간을 관측하는 영광은 후손들에게 양보하기로 하자. 기사 작성을 위해 나사 홈페이지를 둘러보다 찾게 된 흥미로운 사실이다. 이러한 사실들을 알게 되니 우리가 살아있는 동안에는 토성의 고리가 아름답게 빛난다는 사실이 정말 다행이라는 생각이 든다. 토성의 아름다운 고리들을 보지 못할 우리의 후손들을 위해 토성의 아름다운 고리들을 사진으로 남겨놓는 것도 우리가 해야 할 일이 아닐까?

출처 및 참고기사:https://www.google.co.kr/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjFt-T2ntDvAhUOH3AKHY5UDFkQtwIwAHoECAUQAw&url=https%3A%2F%2Fwww.nasa.gov%2Fpress-release%2Fgoddard%2F2018%2Fring-rain&usg=AOvVaw25oWiyFXUVfiV2-v6sY50s
http://digitalmoney.kr/View.aspx?No=1063674

지구 이외 행성에서의 생명체 존재 가능성은 오래전부터 늘 대두되었던 논제중 하나이다. 새롭게 발견되는 외계세계는 천문학자들로 하여금 암석형 행성의 대기를 더 잘 이해할 수 있도록 해주는데, 최근 지구에서 약 26광년 떨어진, 적색왜성을 도는 '슈퍼지구'가 발견되어 외계행성의 대기를 연구할 수 있는 모델로 기대를 모으고 있다.

그 주인공은 바로 글리제(Gliese) 486b.
지구처럼 암석으로 이루어져 있지만 질량은 지구의 약 2.81배, 중력이 강해 대기가 안정적이고 지각운동이 활발해 생명체 탄생에 유리한 조건을 갖추었다고 하여 '슈퍼지구'라고 불린다.

국제연구팀은 분광기를 이용, 외계행성을 찾아내는 두 가지 주요 방식을 모두 활용해 글리제 486b의 존재를 확인했다. 첫째는 행성이 별 앞을 지날 때 별빛의 변화를 포착하는 천체면 통과 방식, 둘째는 행성 중력의 영행으로 별빛이 미세하게 흔들리는 것을 잡아내는 시선속도법이다. 글리제 486b의 경우 1.467일 주기로 공전하는 것으로 확인되었다.

글리제 486b가 공전하는 적색왜성의 온도는 태양보다 한참 낮지만, 약 250만 km밖에 떨어져 있지 않아 행성의 기온은 섭씨 430도에 달한다. 이 때문에 곳곳에 용암의 강이 흐르기도 한다.

연구팀은 글리제 386b의 행성 환경이 생명체가 살 수 있는 곳은 아니지만 암석형 행성의 대기 연구에 적합해 비슷한 행성의 생명체 서식 가능성을 판단하는데 도움을 줄 것이라 발표했으며, 본 연구에 참여한 UNSW 천문학자 벤 몬테트 박사는 
"글리제 486b는 우리가 수십 년간 꿈꿔오던 행성"이라면서  "이 행성은 행성의 대기에 관한 이해를 바꿔놓을 수 있는 잠재력을 갖고 있다."고 밝혔다. 

(참고기사)

https://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20210308601008&rftime=20150630&redirect=false

https://www.space.com/alien-planet-gliese-486-b-discovery

http://dongascience.donga.com/news.php?idx=44507

지난 해 7월 30일에 지구를 떠나 화성으로 향한 화성 탐사 로버 퍼서비어런스는 발사 200일 정도 후인 2월 18일에 성공적으로 착륙하였고, 최근 3월 4일에는 화성에서의 첫 시범 주행도 완벽히 잘 수행 했다는 소식도 들려오고 있다.  화성을 5번째로 탐사하게 되는 퍼서비어런스는 화성에서의 물의 흔적을 보다 자세히 조사해 화성 생명체의 기원을 찾는 임무를 우선적으로 수행할 예정이라고 한다. 

이를 위해 NASA 는 60곳 이상의 탐사 후보지 중, 화성 적도 분화구에 있는 컬럼비아 힐스, 화산 활동이 활발했던 노스 이스트 시르티스, 그리고 예제로 크레이터를 최종 후보로 선정 했다. 컬럼비아 힐스는 4번째 화성 탐사 로버인 스피릿이 조사한 지역이다. 스피릿은 이 지역에서 화성에 온천이 흘렀다는 증거를 찾아 내었다고 한다. 화산 활동이 자주 일어났던 노스 이스트 시르티스에는 유기물이 굉장히 풍부하다는 사실이 발견 되었다. 결론적으로퍼서비어런스는 예제로 크레이터에 착륙하게 되었는데, 예제로 크레이터는 수백만년 동안 물이 흘러야만 생성되는 넓고 평평한 삼각주 지형이 있어 이전에 이곳에 강이 있었다는 증거가 될 수 있어서 착륙 지점으로 설정 되었다고 한다. 과학 자들은 과거 화성에 두꺼운 대기층이 있었고, 이 때문에 평소 따뜻한 온도를 가져 화성에 물이 많이 흘렀을 것이라고 추측하고 있다고 한다.

퍼서비어런스는 궁극적으로 물의 흔적이 남아 있는 지형을 담은 암석을 채집하는 것이 목표인데, 이를 위해서 이전의 로버 보다 매우 향상된 여러 장비들이 탑재 되어 있다. 인제뉴이티는 퍼서비어런스를 보조하는 헬리콥터 형 드론이다. 300m 가량 주행이 가능한 인제뉴이티는 다른 행성에서의 비행 능력과 가능성을 시험하는 것 이외에도 로버의 내비게이션이 되어 줄 것이라고 한다. 화성 대기의 이산화탄소를 산소로 만들어 내는 기술을 가진 목시도 탑재 되어 있다. 이번 탐사로 목시를 테스트하여 화성 거주의 가능성에 대해서 연구 한다고 한다. 이외에도 파노라마로 사진을 찍어주는 마스트캠, 암석과 먼지의 화학적 조성을 분석해주는 픽슬과 슈퍼캠, 땅의 지질구조와 습도등을 측정해주는 림팩스와 메다, 자외선 레이저로 광물의 조성을 파악하고 유기화합물을 감지하는 셜록이라는 장비가 모두 탑재 되어 퍼서비어런스의 화성 탐사를 도울 예정이다.

퍼서비어런스는 시험주행이 모두 완료 되면 2년간 매일 200m 씩 이동하면서 화성의 표토와 암석을 수집하게 된다. 채취한 표토와 암석은 약 10년뒤 NASA가 계획중인 화성 탐사선에 의해 지구로 돌아오게 된다고 한다. 유인 화성 탐사 및 앞으로의 터전이 될 가능성이 높은 화성에 대해서 퍼서비어런스가 많은 자료를 수집하여 화성 연구에 많은 도움이 되길 바란다.

https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2021/03/07/2021030700004.html

https://www.bbc.com/korean/international-56275938

   

이 미션은 이름하여 ‘혜성 인터셉터(Comet interceptor)’이다. 과거와 같이 단순히 가까이 접근해 사진만 찍는 것이 아니라 혜성이 오는 위치를 예상해서 그 위치에서 기다리다 혜성의 입체구조를 스캔하고 구성 성분 등에 대해서 분석하는 미션이라고 한다. 혜성 인터셉터의 특징은 기존의 미션들과 다르게 처음으로 태양계 내부에 들어오는 혜성을 관측 목표로 삼고 있다는 점이다. 미션의 전반적인 과정을 살펴보면 3개의 우주선과 개별 모듈(핵, 가스, 먼지 및 플라즈마 모듈)이 아래 사진과 같은 위치 즉 지구와 태양의 라그랑주 지점 중 L2에 도착하여 처음 출발하는 혜성이나 성간 물체 등을 관측하는 것으로 진행된다고 할 수 있다. 혜성을 여러 방면에서 동시 관측해 혜성의 3D 프로파일 생성도 가능할 것으로 예상된다.

   

나는 현재의 기술력이라면 혜성 인터셉터 미션도 충분히 가능하다고 본다. 또 만약 이 미션이 성공한다면 미션에서 사용된 아이디어가 다른 천체 예를 들어 행성이나, 달 등을 관측하고 분석하는데도 충분히 이용될 수 있다고 생각한다. 그리고 그렇게만 된다면 우리 태양계를 3D 입체모형으로 구현할 수 있으므로 우리 태양계에 대해 더 많은 것을 알아낼 수 있을 것으로 나는 기대한다.

<자료 출처>
ScienceTimes :  https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EC%83%88%EB%A1%9C%EC%9A%B4-%ED%98%95%ED%83%9C%EC%9D%98-%ED%98%9C%EC%84%B1-%EC%97%B0%EA%B5%AC-%EB%AF%B8%EC%85%98/

ESA(유럽우주국) : http://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/ESA_s_new_mission_to_intercept_a_comet#decline

Cometinterceptor : https://www.cometinterceptor.space/

 

한편 브라운 교수는 20일 미국 ‘뉴욕타임즈’와의 인터뷰에서 “실제로 이 행성을 찾는 데 착수했다”며 “늦어도 5년 안에 발견할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

내 생각: 2006년 이후 명왕성은 태양계 행성의 지위를 잃은 상태이다. 행성의 조건에 맞지 않는다는 판단으로 행성에서 제외당했는데 너무 작고 왜소하여 위성 성립이 가능한 중력을 갖추지 못했다는 이유이다. 

이 말고도 태양계 행성의 조건은 다양하다. 태양 주위를 돌고 있어야 하며, 자신의 중력으로 구체를 형성할 수 있는 정도여야 한다. 또, 천체 자신의 공전 궤도 상에 있는, 자신보다 작은 '이웃 천체를 없애야' 한다. 

발견된 제9행성이 정말 행성의 지위를 가질 수 있으려면 정말 그 천체가 태양을 중심으로 공전하는지에 대한 연구가 더 필요하다고 생각한다. 

제9행성 가설이  해왕성 바깥 천체(TNOs)가 보여주는 비정상적인 공전궤도 형태를 설명하기 위해 제기된 것이므로 이 행성의 정확한 공전주기와 궤도 등을 관측하여 공전궤도를 완벽하게 설명할 수 있는 연구가 더 필요하다. 

2020년 7월 피직스 리뷰에서 이 9행성이 작은 블랙홀이 아닌가 하는 가설이 나오기도 했다. 블랙홀이 될 수 없는 정확한 이유를 밝혀야 한다고 생각한다.

대부분의 물질은 블랙홀의 강한 중력에 빨려 들어가지만 일부 물질은 튕겨나가 우주 공간으로 강하게 분출된다. 그런데 블랙홀 주변에 강력한 자기장이 있기 때문에 물질이 모든 방향으로 퍼지지 않고 양쪽 일직선 방향으로만 흐르게 된다는 것이다.

https://www.donga.com/news/article/all/20210325/106067091/1

그런데 2019년 11월 18일, NASA의 고더드 우주비행센터 연구팀이 네이처 천문학 저널에 유로파의 수증기를 감지했다고 발표했다. 물 분자는 태양 복사와 상호작용할 때 적외선 범위의 특정 주파수를 방출하는데, 분광기를 통해 이를 확인한 것이다. 

연구팀은 유로파에서 방출되는 물이 몇 분 안에 올림픽 대회에 사용되는 규모의 수영장을 채울 수 있을만큼의 충분한 양임을 확인했다고 밝혔다. 2016년부터 2017년까지 총 17일의 밤에 걸친 관측 중 단 한 차례만 관측 가능했을 정도로 수증기 분출이 드물지만, 지구에서 포착될 수 있을 만큼의 충분한 양이라는 것이다.

이 연구를 주도한 루카스 파가니니는 “태양계 밖에서 탄소, 수소, 산소 등의 필수 화학 원소와 에너지원을 찾은 경우는 있지만, 액체 상태의 물은 발견하기가 다소 어렵다”며 “아직 액체 상태의 물을 발견하지는 못했지만 기체 상태의 물을 발견했다”고 말했다.

이러한 수증기 관측 결과는 유로파 얼음층 아래에 지구의 두 배에 달하는 바다가 존재할 수 있다는 가설을 뒷받침해주는 것으로 해석 되어지고 있다. 

연구팀은 2020년대 중반 '유로파 클리퍼'호가 발사되면 유로파 궤도를 돌면서 수증기 이미지를 확보할 수 있을 것이며, 질량분석기를 통해 대기 중에서 발견되는 분자 표본을 분석할 수 있을 것을 기대한다고 밝혔다.

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/nasa-scientists-confirm-water-vapor-on-europa

   

한 가지 예시로 아인슈타인(Albert Einstein)의 상대성 이론(Theory of Relativity)에 의해 예측된 은하의 질량과 실제 보이는 물질로부터 추산한 은하의 질량이 크게 다른 현상을 들 수 있다. 상대성 이론은 그동안 수많은 우주의 현상들을 정확히 기술해왔다. 때문에 상대성 이론을 수정하는 것보다는 우리가 검출할 수 없는 물질이 있다고 가정하는 편이 더 합리적이었다. “암흑물질”이 탄생하게 된 계기였다. 이외에도 암흑물질은 초기의 우주에서 물질들이 모여 은하 등을 형성하는 데에도 역할을 했다고 알려져 있다.

   

이러한 “암흑물질” 이론은 50년 가까이 널리 퍼지며 정설로 받아들여졌다. 그런데 1980년대 초 물리학자 밀그롬(Mordhai Milgrom)이 ‘수정 뉴턴 역학’ 이론은 가속도와 힘 사이의 관계식을 조금 바꾸면 문제를 해결할 수 있다고 주장하였다.

   

이러한 ‘수정 뉴턴 역학’ 이론의 적합도를 판단하기 위해서는 관측을 통한 검증이 이루어져야 한다. 이에 2015년 은하의 중력으로 인한 적색 편이의 정도를 분석하여 결과가 기존의 암흑 물질 이론보다 수정 뉴턴 역학 이론에 더 잘 부합하는지를 알아보려는 시도가 있었으나, 명백한 결론을 내리지 못했다.

   

이에 수정 뉴턴 역학이 내세우는 주장 중 하나인 ‘외부 중력장 효과(EFE)’의 효과를 탐지하기 위한 분석이 이루어진 것이다. 외부 중력장 효과(EFE)는 우주에서의 천체의 내부 움직임은 천체 자체의 질량에 의존할 뿐만 아니라, 우주의 다른 모든 질량으로부터의 중력에도 의존한다는 내용이다. 

   

세종대 채규현 교수를 포함한 국제 연구팀이 SPARC 데이터베이스의 원반 은하 153개의 회전 곡선을 분석해 강한 외부 중력장을 가진 은하의 회전속도가 약한 외부 중력장을 가진 은하의 회전 속도보다 유의미하게 더 자주 감소하는 것을 확인하였고, 이를 통해 EFE의 효과를 발견했다는 논문을 지난해11월 천체물리학 저널(The Astrophysics Journal)에 발표하였다.

   

이는 수정 뉴턴 역학이 옳을 수도 있다는 강력한 증거로써 학계의 파장이 있을 것으로 예측된다.

사진은 암흑물질이 있다고 알려진 총알 은하단의 사진.

Milgrom, M. (1983). “A modification of the Newtonian dynamics as a possible alternative to the hidden mass hypothesis”. pp.4~5

Yong-Seon Song, Atsushi Taruya, Eric Linder, Kazuya Koyama, Cristiano G. Sabiu. (2015). "Consistent Modified Gravity Analysis of Anisotropic Galaxy Clustering Using BOSS DR11". pp. 2~9

https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EC%95%94%ED%9D%91%EB%AC%BC%EC%A7%88%EC%9D%80-%EC%97%86%EB%8B%A4%EC%B2%9C%EC%B2%B4%EB%AC%BC%EB%A6%AC%ED%95%99%EA%B3%84%EC%97%90-%EC%97%84%EC%B2%AD%EB%82%9C-%ED%8C%8C/

그러나 아인슈타인의 이론으로 부터 104년 후인 2019년 4월

 유럽남방천문대(ESO)가 ‘사건의 지평선 망원경(EHT)’ 으로 블랙홀을 처음으로 관측해냈다 

이전까지 블랙홀은 별의 붕괴과정에서 계속 수축하여 중력이 증가하게 되며 결국 빛도 빠져나올 수 없기 때문에 직접관축하는 것은 불가능하다는 것이 지배적이었다. 

그러나 EHT(사건지평선망원경·Event Horizon Telescope) 연구진은 전 세계 협력에 기반한 8개의 전파망원경으로 구성된 EHT 망원경을 통해 초대질량 블랙홀 관측에 성공했다

촬영된 블랙홀은 처녀자리 은하단의 중심부에 존재하는 거대은하 M87의 중심부에 있는 블랙홀로 지구로부터 5천500만 광년 떨어져 있으며 무게는 태양 질량의 65억 배에 달하다. 하지만 한계는 있었다. 촬영된 블랙홀은 이름 그대로 물질을 빨아들이고 에너지를 방출하는 모습까지는 담지 못했기 때문이다. 
한국을 포함해 미국, 유럽, 일본, 남미, 아프리카 등의 연구자로 구성된 ‘사건지평선망원경(EHT)’ 국제공동연구팀은 M87 은하 중심부에 있는 초대질량 블랙홀에서 편광을 처음으로 관측하고 영상을 공개했다

통상 빛으로 표현되는 전자기파는 다른 영향이 없다면 360도 모든 방향으로 진행한다. 이때 외부에서 강한 자기장이 영향을 주면 한쪽 방향으로만 정렬된 전자기파가 나오는데 이를 편광이라고 한다. 편광이 관측되면서 블랙홀 주변에 거대한 자기장의 존재도 확인된 것이다. 이를 통해 블랙홀에서 방출되는 물질이 360도로 뿜어져 나오지 않고 양극단으로만 방출되는 ‘제트’ 현상이 발생하는 이유도 밝혀졌다.
블랙홀에서 나오는 전자기파를 확인한 인류는 과거  블랙홀에서 에너지를 뽑아낼 수 있다고 말한 연구자들을 다시 돌아보게 한다 

영국의 수학자이자 물리학자인 로저 펜로즈는 1969년 블랙홀을 두고 이상한 이론을 제안했다. 블랙홀에서 막대한 양의 에너지를 얻을 수 있을 것이라는 내용이었다. 후에 그의 이름을 따 ‘펜로즈 과정(Penrose process)’이라 불리게 된 이 이론을 통해, 그는 블랙홀에서 에너지를 추출하는 방법을 제안했다.

블랙홀에서 에너지를 얻을 수 있다는 이론은 펜로즈 과정 외에도 또 있다. 1975년 영국의 이론물리학자 스티븐 호킹은 블랙홀에서 열복사가 방출된다는 ‘호킹 복사’ 이론을 발표했다. 펜로즈 과정에서는 블랙홀에서 에너지를 추출하기 위해 물질을 투입해야 하지만, 호킹 복사에 따르면 별도의 물질이 없더라도 블랙홀 내부에서는 양자요동으로 지속해서 에너지가 방출되고 있다.
최근 루카 코미쏘 미국 컬럼비아대 천문학과 연구원은 “수천~수만 년 뒤 인류는 태양 대신 블랙홀 주변에서 살아갈지도 모른다”며 “(블랙홀에서 에너지를 얻는 것은) 기술적인 어려움이 남아있을 뿐 물리학적으로는 충분히 가능한 일”이라고 말했다.

블랙홀에서 에너지를 추출해 인류가 활용하려면 현실적인 어려움을 먼저 해결해야 한다. 추출한 에너지를 지구로 옮기기엔 지구와 블랙홀 사이의 거리가 너무 멀다. 블랙홀의 크기가 태양계 전체보다 큰 만큼 이를 둘러싸는 구조물을 만드는 것도 현실적이지 않다. 

그럼에도 과학자들이 블랙홀에서 에너지를 추출하는 이론을 연구하고 실험하는 이유는 블랙홀을 이해하는 좋은 방법이기 때문이다. 손 책임연구원은 “블랙홀의 사건지평선은 일반상대성이론과 양자이론이 만나는 아주 특별한 지점인 만큼 두 이론의 결합을 꿈꾸는 연구자들에게는 관심의 대상”이라며 “블랙홀 연구를 통해 당장 에너지를 추출하는 것은 어렵더라도 연구 과정에서 다양한 과학적 발견이 이뤄져 나갈 것”이라고 말했다.

 출처
http://www.newspim.com/news/view/20190411000036
https://www.donga.com/news/article/all/20210325/106067091/1

https://www.yna.co.kr/view/AKR20210325128000017?input=1195m                  

https://terms.naver.com/entry.naver?docId=3377330&cid=43667&categoryId=43667

 234개의 사진을 이어붙여 만든 은하수 사진. © J-P Metsavainio천체 사진을 촬영하려면 여러 조건이 잘 갖춰져야 한다. 하늘이 맑아야 하는 것은 물론 주변이 어두울수록 좋다. 천체 사진을 찾아 도시의 빛 공해에서 자유로운 외딴 곳으로 가는 이유가 여기에 있다. 저 먼 천체에서 날아오는 희미한 빛을 포착해 찍어야 하기 때문에 노출 시간이 길어 한 장의 사진을 찍는 데 몇시간 또는 며칠씩 걸릴 수 있다.핀란드의 한 천체사진 작가가 12년이 걸려 찍은 우주 사진들을 합쳐 거대한 은하수 모자이크 사진을 만들었다.

모자이크 사진에 담긴 우주 영역. © J-P Metsavainio제이피 메차바이니오(JP Metsavainio)라는 이름의 이 사진작가는 2009년부터 핀란드 북부의 한 천문대에서 촬영한 은하수의 성운 사진들을 모아 17억화소의 모자이크 사진을 완성했다. 이 사진은 총 234개의 사진을 이어붙인 것으로, 황소자리에서 백조자리에 이르는 밤 하늘의 모습이다. 가로 125도, 세로 22도 우주 영역 안의 별 2천만개가 사진에 담겨 있다. 이 사진들을 찍는 데 들인 시간은 2009년부터 2021년까지 총 1250시간이다. 꼬박 52일간 쉬지 않고 촬영한 것과 같다.

모자이크 사진을 구성하는 독립적인 천체 사진들. © J-P Metsavainio작업 기간이 이렇게 오래 걸린 것은 각각의 사진을 독립적인 천체 사진 작품으로 촬영하다 보니 사진에서 빠진 영역이 많아 이 부분을 확인해 다시 촬영했기 때문이라고 한다. 사진에서 색상은 이온화된 원소에서 나오는 빛으로 녹색은 수소, 빨강은 황, 파란색은 산소다.

모자이크 사진 왼쪽 하단에 있는 캘리포니아 성운(NGC 1499). © J-P Metsavainio메차바이니오는 자신이 가장 좋아하는 이미지는 초신성의 잔해들이라고 말했다. 초신성이란 별이 일생의 마지막 단계에서 밝은 빛을 내며 폭발하는 현상을 말한다. 작가는 자신의 블로그에서 “백조자리를 촬영하면서 2개의 초신성 잔해를 발견했다”며 “이를 찍는 데 소요된 노출 시간만 150시간이었다”고 밝혔다.

모자이크 사진 왼쪽 끝부분의 황소자리에서 페르세우스자리에 이르는 우주 영역. © J-P Metsavainio

모자이크 사진 오른쪽 끝부분의 백조자리의 별들. 2010~2020년 총 400시간에 걸쳐 찍은 것으로 500만개의 별이 담겨 있다고 한다. © J-P Metsavainio천체사진 전문작가인 그는 2007년부터 천체 사진을 블로그에 게시해 왔다. 그의

 블로그(https://astroanarchy.blogspot.com/)를 방문하면 훨씬 더 많은 천체 사진을 볼 수 있다.



원문보기:
http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/987697.html#csidx94fc9190cff28e391eed7eca44a115b

블랙홀은 빛까지도 탈출할 수 없는 강력한 중력을 가진 불가사의한 천체로, 주위의 모든 물질을 빨아들이며 시공간마저 일그러뜨린다. M87 내 초대질량 블랙홀은 태양보다 65억 배 더 무거운 것으로 알려져 있다. 블랙홀의 중력에 사로잡혀 빨려 들어가는 물질 일부는 제트(가스 폭풍) 형태로 우주공간으로 방출된다. 어떻게 제트가 발생하는지는 그동안 밝혀지지 않았던 사실이다.

2019년, EHT 국제공동연구팀은 지구에서 5500만 광년 떨어진 M87 은하 중심에 있는 블랙홀의 이미지를 최초로 잡아내는 데 성공하고, 이 이미지에서 블랙홀 주변에서 상당한 양의 편광을 발견했다. 편광된 빛의 파장은 편광되지 않은 빛에 비해 방향과 밝기가 다르다. 또한 빛이 자화된 뜨거운 공간에서 방출될 때 빛이 편광판을 통과할 때처럼 편광된다.

이처럼 편광된 빛은 자기장이 존재한다는 신호이기 때문에 이 이미지는 블랙홀 고리가 자화되어 있음을 분명히 보여준다.

이 블랙홀 주변의 뜨거운 가스 일부는 가장자리 자기장의 압력으로 블랙홀의 중력 에너지를 이기고 밖으로 밀려 제트 형태로 멀리 날아가고, 나머지는 자기장에 끌려 사건지평선(블랙홀의 안과 밖 경계면을 의미하고, 이것을 넘으면 어떤 물체도 바깥으로 탈출할 수 없다)으로 나선운동하며 떨어진다. 즉,블랙홀 가장자리의 강한 자기장 압력이 블랙홀의 중력보다 강하여 가스 일부를 밀어낸 것이다.

한국 연구자들 10명도 세계 65개 기관 소속 300여 명의 연구진 중 일원으로 영상을 만드는 데 기여했다. EHT 한국연구팀을 이끌고 있는 손봉원 천문연 책임연구원은 “연세대, 울산대, 제주 중문에 설치된 전파망원경을 연결한 한국우주전파관측망(KVN)을 토대로 M87 주변 강착원반과 제트 등에 대한 추가 관측을 수행하고 있다”고 밝혔다. 이 연구는 ‘천체물리학 저널 회보’에 2개의 논문으로 발표되었다.

이 작업은 자기장이 블랙홀 근처에서 어떻게 거동하는지 알아낼 수 있는 실마리를 찾아줄 것으로 기대된다. 자기장과 블랙홀이 어떻게 상호작용하는지 문득 더 자세히 알고 싶어진다. 이와 같이 우주에서 일어나는 물리학 현상에 관한 연구를 계속하면 우리가 살아가는 세상에 존재하는 물리적 요인에 대해 더 정확히 알 수 있을 것이라고 생각한다. 앞으로 연구를 지속하여 미지의 세계인 블랙홀의 미스터리를 조금씩 풀어나가길 기대해본다.

https://news.v.daum.net/v/20210325150606552
http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/988229.html
https://news.khan.co.kr/kh_news/khan_art_view.html?artid=202103242300001&code=610101#csidx961de0994b3c66c806711a6676990ac

이 발견은 2일전 저널에 게재 된 “중력 렌즈를 사용한 감마선 버스트의 중간 질량 블랙홀에 대한 증거”라는 제목의 기사에 게재되었었습니다.

멜버른 대학교의 수석 저자이자 박사 과정 학생 인 James Paynter는이 최신 발견이 초대형 블랙홀이 어떻게 형성되는지에 대한 새로운 빛을 비춰 준다고 말했습니다. 그는 “우리는 이 초 거대 질량 블랙홀이 대부분의 은하의 핵에 있다는 것을 알고 있지만, 전부는 아니더라도이 거대한 행성이 우주 시대에 어떻게 매우 커질 수 있는지 이해하지 못한다”고 말하였습니다.

새로운 블랙홀은 중력 렌즈로 감마선 폭발을 감지하여 발견되었는데,

한 쌍의 융합 된 별의 감마선 폭팔로 인해 방출하는 고 에너지 빛이 0.5초동안  뚜렷한 “에코”를 갖는 것으로 관찰되었습니다. 이 에코는 천문학 자들이 같은 섬광을 두 번 볼 수 있도록 빛의 경로를 구부리는 중간 질량의 블랙홀에 의해 발생합니다.

강력한 블랙홀 탐지 프로그램은 중력파 두 번의 플래시가 동일한 물체의 이미지임을 증명하도록 수정되었습니다.

이 블랙홀의 발견이 흥미로운 이유는 앞에서 계속 언급했었던것 같이 크기 때문인데요,  아직 그 정확한 이유를 밣혀내진 못하였지만 블랙홀은 그 질량이 상대적으로 매우 작거나 매우큽니다. 
그래서 이러한 중간질량의 블랙홀의 발견이 큰 논란을 불러왔습니다.

관련 연구원들은 우리 주변 은하수 은하계에 약 46,000 개의 중간 질량 블랙홀이 있다고 추정하였다고 합니다.

아래사진:감만선 폭발로 블랙홀을 발견해내는 과정을 이미지로 표현한 사진

차이에도 불구하고 Caltech 대학원생 Enceladus의 바다가 지구와 유사한 해류를 가지고 있다고 제안합니다. 이 작업은 Cassini의 측정과 환경 과학 및 공학 교수 인 Andrew Thompson의 연구를 기반으로합니다. 그는 얼음과 물이 상호 작용하여 남극 대륙 주변의 해양 혼합을 유도하는 방식을 연구 해 왔습니다.

엔셀라두스와 지구의 바다는 한 가지 중요한 특징을 공유합니다. 그리고 3 월 25 일 Nature Geoscience 에 발표 된 연구 결과에서 알 수 있듯이, 염도의변화는 남극을 둘러싸고있는 지구의 남극해에서와 마찬가지로 Enceladus에서 해양 순환의 원동력이 될 수 있습니다. Cassini의 중력 측정 및 열 계산은 이미 얼음 껍질이 적도보다 극에서 더 얇다는 것을 밝혀 냈습니다. 극지방의 얇은 얼음 영역은 녹고 적도의 두꺼운 얼음 영역과 결빙과 관련이 있을 것이라고 Thompson은 말한다. 이것은 해류에 영향을 줍니다. 짠물이 얼면 염분을 방출하고 주변의 물을 더 무겁게 만들어 가라 앉게 합니다. 용융 영역에서는 그 반대가 발생합니다.

"얼음 분포를 알면 순환 패턴에 제약을 둘 수 있습니다."라고 Lobo는 설명합니다. 남극 대륙에 대한 Thompson의 연구를 기반으로 한 이상적인 컴퓨터 모델은 얼음 구조로 식별되는 동결 및 녹는 지역이 해류에 의해 연결될 것이라고 제안합니다. 이것은 열과 영양분의 분포에 영향을 미치는 극에서 적도 순환을 생성합니다.

기자(우현호)의 의견: 엔셀라두스 위성의 해류를 알게 되는 것이 어떤 도움이 될까? 다량의 물을 포함한 바다는 생명체의 존재가능성이 매우 높은 지역이다. 때문에 해류의 흐름을 아는 것은 생명체의 존재 가능성을 분석하여 향후 탐사선들이 집중적으로 조사할 지역을 선정하는데 필요한 유용한 선행 데이터로 활용 될 수 있을 것이다. 

또, 지구과학 교과서에서 배웠던 것처럼 빙하의 결빙과 해빙, 또 이에 의한 바닷물의 염도변화가 바닷물의 수직순환에 영향을 미친다는 사실을 외계행성에서도 적용할 수 있다는 사실이 매우 흥미로웠다. 지구에서의 연구를 시작으로 외계행성의 연구로 확장한 것처럼, 연구는 작은 단계에서 발전해 나가는 것이라는 것을 새롭게 느끼는 계기가 되었다.  
출처:NASA

그러다가 2019년 하반기에 베텔게우스는 평소보다 더 어두워지기 시작했고*, 다시 회복하는 대신에 점점 더 어두워져서 2020년 1월에는 본래의 밝기에 40% 미만으로 희미해졌다고 한다.(당시 하늘에서 10번째로 밝은 별이라고 일컫던 베텔게우스가 20위 밖으로 밀려났다고 함)으로 인해 정말로 초신성이 폭발하는 것이 아닌가 라는 우려가 제기되었는데, '천문학자 텔레그램' 2월 22일자에서 한 연구팀은 별이 이전의 빛을 되찾기 시작했다는 것을 보고했다. 이후, 2020년 10월, '천체물리학 저널(Astrophysical Journal)’을 통해 국제 천문학 연구팀은 베텔게우스가 예상보다 더 작고, 태양계와 더 가깝다는 연구 결과를 발표했다. 이에 따르면 베텔게우스의 질량은 기존에 알려진 것보다 25%가량 적어서 수명이 아직 약 10만년 가량 남은 것으로 밝혀졌다. 그래서 작년에 제기되던 베텔게우스의 폭발설은 해프닝으로 마무리 될 듯 하였으나, 도대체 이 전례없는 사건은 어떻게 발생하게 되었는지에 다양한 가능성을 열어둔 가운데, 여러 천문학자들이 연구를 진행하고 있다고 한다.

*베텔게우스는 변광성으로 밝기가 0.1등급에서 1.2등급까지 변한다.

참고자료
https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EB%B2%A0%ED%85%94%EA%B2%8C%EC%9A%B0%EC%8A%A4-%EC%B4%88%EC%8B%A0%EC%84%B1-%ED%8F%AD%EB%B0%9C-%EB%A9%80%EC%97%88%EB%8B%A4/

https://www.nationalgeographic.com/science/article/oddly-dimming-star-betelgeuse-wont-go-supernova-after-all

https://livelive.tistory.com/798

별탈 없이 망원경 발사에성공하여, 우주를 향한 인류의 모험수준이 한단계 더 발달하기를 기원한다.’

참고자료: http://m.dongascience.donga.com/news.php?idx=44760

 

스페이스X는 24일(현지시간) 미국 플로리다주 케이프커내버럴 공군기지에서 우주 인터넷 프로젝트 ‘스타링크’ 위성을 탑재한 팰컨9 로켓 발사에 성공하며 2008년 9월 첫 발사 이후 100회 발사에 성공했다. 팰컨9 로켓으로는 95회 발사한 것으로 팰컨 헤비 3회, 팰컨1 2회 발사 기록까지 포함해 총 100회 발사라는 족적을 달성했다. 

 

일론 머스크는 화성에 인류를 보낸다는 야심찬 계획을 품고 지난 2002년 스페이스X를 설립했다. 스페이스X의 주력 발사체인 팰컨9 개발과 발사를 비롯해 팰컨9 재활용, 국제우주정거장(ISS)에 화물을 보내는 드래건, 화성 탐사를 위한 팰컨 헤비와 스타쉽 등 굵직한 이정표를 달성했다.
  
스페이스X가 최초로 개발한 우주발사체는 ‘팰컨1’이다. 지구 저궤도까지 약 670kg의 탑재체를 실을 수 있었다. 팰컨1은 길이가 21m의 단일 엔진으로 구동됐다. 액체산소와 등유가 연료다. 팰컨이라는 이름은 머스크가 우주영화 ‘스타워즈’에 나오는 우주선 ‘밀레니엄 팰컨’의 이름을 따서 지었다. 

 

2006년 첫 발사를 시도한 스페이스X는 3번의 발사 실패 후 2008년 9월 29일 처음으로 발사에 성공했다. 팰컨1은 2009년 7월 14일 다섯 번째 발사이자 마지막 발사에 성공했다.

https://www.dongascience.com/news.php?idx=40963

   

- Kelt-9 b

허블 우주 망원경이 찍은 데이터를 사용하여 이 행성의 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이 스펙트럼을 이용하여 알 수 있는 내용으로 이 행성은 약 80도의 기울어진 궤도를 가지고 있다. 이 때문에 흥미로운 일들이 많이 일어난다. 약 80도가 기울어진다면 모항성의 빛을 정면에서 바라보기 때문에 이는 행성의 일교차가 심해지도록 만든다. 하지만 어떤 이론도 이 항성의 뜨거운 온도와 궤도를 설명하기는 쉽지 않다. 

- Kelt-9b의 관측방법

행성이 모항성 앞을 지나갈 때마다 그 행성의 밝기는 그 어느 때보다도 떨어진다. 이때 측정을 통해 항성의 존재를 유추할 수 있다. (이때 밝기를 측정하는 방식은 스펙트럼 분석이다.) 이를 통해 어떤 화학 원소가 들어있는지 알아낼 수 있다. Kelt-9 b 행성의 이동은 애리조나와 남아프리카공화국에 위치한 두 개의 로봇 망원경에서 관측되었다.

   

케플러 70b는 온도가 매우 높은 행성 중 하나이다. 이런 점에서 Kelt 9b와 케플러 70b의 두 행성은 비슷한 점이 있다고 할 수 있다. 케플러 70b의 뜨거운 온도를 해석하는 방식 중 가장 대표적인 예를 소개하자면 케플러 70b은 강한 중력 탓에 모항성으로 점점 가까워지다가 온도가 높아지며 크기가 점차 커져 모항성과 매우 가까운 궤도를 돌게 되었다는 방식이다. 이와 비슷하게 Kelt-9 b또한 일정 시간동안 모항성과 가까워지다 온도가 뜨거운 것일지도 모른다고 생각된다. 실제로 Kelt-9 b는 모항성과의 중력이 매우 강하다. 이를 보았을 때 Kelt-9 b는 모항성과의 어떠한 상호작용으로 인해 생겨났다고 생각된다.

2000년대 초까지 사람들이 발견한 행성은 대부분 태양계 안에 있었다. 그래서 사람들은 태양계안에서 대부분의 천체들을 범주화하였다. 하지만 태양 이외의 별을 도는 행성들이 발견되기 시작하고 새로운 천체들이 발견되면서 기존 상식에 어긋나는 행성들을 찾을 수 있게 되었다. 즉 Kelt-9b는 우리에게 과학에서는 항상 새로운 것이 존재한다는 것을 보여주는 하나의 예시가 될 수 있다고 느꼈다.

How can some planets be hotter than stars? We've started to unravel the mystery. | Space

NASA news: ‘Inferno’ alien planets burning at ’12,000 degrees’ in a ‘circle of hell' | Science | News | Express.co.uk

   

3월 31일, NASA는 소형 헬리콥터 인저뉴어티(Ingenuity)가 화성표면에 안착했다고 밝혔다. 실제 이날 공개된 사진을 보면 지면에 있는 인저뉴어티를 볼 수 있다. 인저뉴어티는 지난 2월 18일 탐사선 퍼서비어런스(Perseverance)에 실려 화성 예제로 크레이터에 착륙했다. 원래 인저뉴어티는 옆으로 접혀진 채 퍼서비어런스 속에 있었는데 총 6일에 걸쳐 사진에서처럼 모습을 드러냈다. 앞으로 인저뉴어티는 퍼서비어런스와 완전히 분리된 후 오는 8일~11일 사이 사상 첫 번째 비행에 나설 예정이다. NASA의 ‘화성 2020 미션’의 핵심인 퍼서비어런스는 지난해 7월 30일 미국 플로리다주 케이프커내버럴 공군기지에서 아틀라스-5 로켓에 실려 발사된 후 204일 동안 약 4억 6800만㎞를 비행해 화성 예제로 크레이터에 도착했다. 앞으로 퍼서비어런스는 예제로 크레이터 주변에서 화성 생명체 흔적 찾기를 비롯해 지구로 보낼 화성 암석 샘플 채취, 새로운 탐사기술 시연 등의 미션을 수행할 예정이다.

   

NASA 측은 "여러 단계에 걸쳐 서서히 인저뉴어티가 화성 표면에 내려앉는데 성공했다"면서 "인저뉴어티에는 '플라이어'라는 이름으로 알려져있는 1903년 라이트 형제의 첫번째 비행기의 한 조각이 부착되어 있다"고 밝혔다. 보도에 따르면 NASA 측은 플라이어 1호의 날개 겉면에 사용된 작은 천 조각을 인저뉴어티 태양전지판 아래 케이블에 감아 화성으로 보냈다.

   

동체가 티슈 상자만한 크기의 인저뉴어티는 너비 1.2m, 무게는 1.8㎏이며 동력원은 6개 리튬이온 배터리로, 비행 중에는 자체 태양광 패널로 충전한다. 또한 인저뉴어티는 지구 대기의 1% 정도로 희박한 화성 대기층에서 날 수 있도록 탄소섬유로 만들어진 날개 4개가 분당 2400회 회전하도록 설계됐다. 다음 주 중 최대 30초 동안 3m 높이의 첫 비행에 나설 예정이며 앞으로 시간과 높이를 조금씩 늘리며 테스트를 이어갈 계획이다.

이번 인저뉴어티 비행의 목표는 ‘화성에서 비행체가 날 수 있다’는 걸 증명하는 것이다. 따라서 만약 첫 번째 비행에서 이륙, 비행, 착지만 해도 사실상 임무는 성공인 셈이다. 로리 글레이즈 NASA 행성과학담당 이사는 "이번 인저뉴어티 비행의 목표는 '다른 세계'에서 최초로 동력비행을 성공시키는 것"이라면서 "만일 성공한다면 우리의 시야를 더욱 넓혀 화성 탐사 범위가 확장될 것"이라고 내다봤다.
https://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20210401601006&wlog_tag3=naver

2021년 2월 18일 오후 8시 55분(현지 시각), 미국 항공 우주국 (NASA)에서 발사된 화성 탐사 로봇인 퍼서비어런스가 지구를 떠난지 7개월만에 화성 표면에 착륙했다. 길이 3m, 높이 2.2m, 무게 1톤의 6륜 차량인 퍼시비어런스의 첫 시범주행은 33분 진행되었다. NASA 는 우선 앞쪽으로 4m이동시킨 뒤 방향을 좌측으로 150도 돌려 다시 2.5m후진시킨 뒤에 멈춰세웠다. 후에 퍼시비어런스가 정식 탐사활동 단계에 돌입하면 이동거리를 약 200m로 늘릴 것이라고 밝혔다. 본체에 역대 가장 많은 카메라 19대를 포함하고 있는 퍼서비어런스는 화성의 적도 북쪽 직경 49㎞에 위치한 제제로 충돌구에서 약 7000장 이상의 놀랄 만한 이미지와 영상들을 지구로 전송하고 있다. 참고로 큐리오시티의 디자인을 많이 재사용했으므로서 새로운 기술을 접목시켰다기 보다는 이전 로버들의 좋은 점을 합친 것이 퍼시비어런스라고 보면 된다.

퍼서비어런스는 과거 화성에 존재했을 것으로 추정되는 단세포 생명체의 존재를 찾고, 지질학적 특성과 기후를 탐구하며, 화성의 암석을 수집하는 임무를 수행 중이다. 

8일째인 2021년 2월 26일 퍼시비어런스 착륙에 사용했던 컴퓨터 프로그램을 화성 탐사에 사용할 프로그램으로 대체하는 소프트웨어 업데이트를 완료했다. 그리고 3월 2일에는 로버의 2m 길이 로봇팔을 최초로 펼쳐 2시간동안 작동 시험을 했다. 이 로봇팔은 예제로 충돌분지의 지질학적 특징을 조사하는 반면에 드릴로 화성 땅속을 파서 표본을 수집하는 데에 중요한 도구로 사용할 예정이라고 한다.

아래 링크를 통해 퍼서비어런스의 착륙과정을 볼 수 있다.
https://www.youtube.com/watch?v=d8Kxwsu85V0

출처 : 
bbc 코리아(https://www.bbc.com/korean/international-56275938)
네이버 블로그(https://blog.naver.com/pistis01/222267134173)
mbc뉴스(https://www.youtube.com/watch?v=LBAODXmoPPw) 
위키백과
(https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%8D%BC%EC%84%9C%EB%B9%84%EC%96%B4%EB%9F%B0%EC%8A%A4_(%ED%83%90%EC%82%AC%EC%B0%A8))
아래 사진은 줌 기능이 있는 두 대의 카메라인 마스트캠 Z가 촬영한 첫 360도 파나로마 사진이고 142장의 사진을 지구에서 이어붙인 것이다.

   

유럽우주국(ESA)가 발사한 가이아 우주망원경(이하 가이아)가 보낸 최신 데이터를 바탕으로 과학자들이 우리 은하의 별 10억개의 위치, 거리, 색깔, 움직임 등을 지도로 그렸다. 과학자들은 이 지도를 이용해서 별들의 위치를 3D 모델로 그린 다음, 별들이 앞으로 160만년 동안 어떻게 우주 공간에서 움직일 것인지를 예측해서 그 움직임을 선으로 표시했다. 많은 별들이 움직이는 궤도를 표시한 지도는 신비하면서도 아름다운 그림을 생각나게 한다.

   

가이아 우주 망원경은 2013년 12월 19일 10.5년의 관측 임무를 위해 발사되었다. 2014년 1월 8일, 가이아 우주 망원경은 태양으로부터 약 150만 킬로미터 떨어진 안정적인 궤도인 L2 라그랑주(Lagrange) 지점에 머물러 있고 2021년에 발사될 예정인 NASA의 제임스 웹(James Webb) 우주 망원경도 같은 지역에 자리잡게 될 것이다. 이 위치에서 가이아는 10억 화소 카메라를 이용해 18억 천문체의 위치, 거리, 움직임을 극도의 디테일로 정확히 파악해 일련의 상세한 데이터 공개로 추정치를 다듬는 등 지속적으로 하늘을 관찰하고 있다. 

   

더 먼 곳에서 가이아는 50만 개의 퀘이사(블랙홀이 주변 물질을 집어삼키는 에너지에 의해 형성되는 거대 발광체), 그 중심에 있는 초거대 질량 블랙홀의 활동에 의해 밝은 은하의 위치에 가까워졌다. 이러한 자료는 가이아 카탈로그에 있는 모든 물체의 천체 좌표에 대한 기준틀을 정의하는 데 사용된다.
케임브리지 대학의 플로어 판 리우웬(Floor van Leeuwen)은 가이아를 이용해 태양계가 시간의 흐름에 따라 그 움직임이 어떻게 변화하는지를 측정하는 것도 가능하다고 말하고  ESA 과학 이사 인 Günther Hasinger는 가이아가 수집 한 관측은 천문학의 기초를 재정의하고 있다고 말한다. 
이처럼 가이아 데이터에 의해 천문학 분야가 점점 발전해나가고 있다.


출처
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Gaia/Gaia_creates_richest_star_map_of_our_Galaxy_and_beyond

https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EA%B0%80%EC%9E%A5-%EC%A0%95%EB%B0%80%ED%95%9C-%EC%9A%B0%EC%A3%BC-%EC%A7%80%EB%8F%84%EA%B0%80-%EB%82%98%EC%99%94%EB%8B%A4/

https://namu.wiki/w/%EA%B0%80%EC%9D%B4%EC%95%84%20%EC%9A%B0%EC%A3%BC%20%EB%A7%9D%EC%9B%90%EA%B2%BD

 별의 위치와 움직임을 표시한 우주지도 ©ESA / Gaia / DPAC

이 떠돌이 행성은 드물게 발견되고 있다. 참고로 현재까지 지구와 가장 가까운 곳에서 발견된 떠돌이 행성은 ‘PSO J318.5-22’ 로 가벼운 목성 질량의 6.5배 정도가 된다. 어쩄든 떠돌이 행성은 찾아내기가 어려우며 이로 인해 아직 우리는 떠돌이 행성에 관해서 아는 것이 별로 없다.

그러나 미국 항공우주국 고더드 우주 비행센터와 오하이오주립대학 등에 따르면 연구팀은 시뮬레이션을 통해 로먼 우주망원경이 우리 은하에서 수백개의 떠돌이 행성을 찾아내고 이는 떠돌이 행성의 전체적인 규모를 파악하는데 토대가 될 것이라는 연구 결과를 학술지 '천문학 저널'(Astronomical Journal) 최신호에 밝혔다.

로먼 망원경은 NASA 천문학자 이름에서 따왔으며, 전까지 지상에서 떠돌이 행성을 탐사해온 망원경보다 10배나 더 좋은 성능을 가지는 것으로 예측되고 있다.

   

떠돌이 행성은 일반 행성과 마찬가지로 젊은 별의 원반에서 형성된 뒤 별의 중력에 묶여있다가 다른 행성이나 인근을 지나는 별의 중력작용으로 행성계에서 튕겨 나왔거나 갈색왜성처럼 먼지와 가스가 뭉쳐 홀로 형성됐을 것으로 추정은 되지만 확실하게 밝혀진 바는 아니다. 그리고 떠돌이 행성은 은하 중심에 대하여 홀로 공전하는 것으로 예상된다.

   

오하이오주립대 대학원생 샘슨 존슨은 떠돌이 행성은 기온이 극도로 낮으므로 생명체가 살 수 있는 환경은 아니지만 이에 관한 연구는 행성 형성에 관하여 파악하는데 도움이 될 것이라고 하였다.
망원경의 발달에 놀랐으며, 그로인해 볼 수 없던걸 볼 수 있게 되면서 더욱 넓은 시야로 많은 단서들을 확보할 수 있으며 인류가 우주를 설명하는데 큰 도움이 될것이라고 생각된다

출처

   

2021년 2월, 지금까지 발견된 적 없는 새로운 현상인 우주 플라즈마 허리케인에 대한 논문이 발표되었다. 2014년, 중국 산둥 대학이 이끄는 연구원들은 위성 데이터를 사용하여 우주 토네이도를 식별했으며, 그것이 공기에서 나오는 원형 패턴이 아니라 이온화된 플라즈마 가스에서 나온다는 것을 발견했다. 해당 연구 논문은 지난 달 말 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 소개되었다.

   

우주 플라즈마 허리케인이란 지상에서의 허리케인과 같이 플라즈마가 회전하며 나타내는 거대한 우주 현상이다. 매우 고요한 중심을 제외한 우주 플라즈마 허리케인 내부에서는 전자의 비가 내리며, 거대한 나선팔을 가지고 시계 반대 방향으로 회전한다. 

   

이 현상의 원인을 미국 항공우주국(NASA)에서는 "전자나 이온과 같은 하전입자"라고 설명하였으며, 이에 레딩 대학의 마이클 록우드 교수는 우주 허리케인이 생긴 원인에 대해 태양풍 에너지와 하전 입자가 지구 상층 대기로 비정상적으로 크고 빠르게 이동했기 때문으로 분석했다.

   

이번 우주 플라즈마 허리케인은 북극을 가로지르며 965km의 크기를 가지고 110km에서 860km까지의 고도에 도달하였다. 현상이 진행된 지 8시간만에 붕괴하기 시작하여 결국 소멸하였다.

   

우주 플라즈마 허리케인의 발견과 연구는 위성 구름, 고주파 무선 (HF) 통신 중단, 오류와 같은 중요한 우주 기상 영향을 이해하는 데 도움이 되며, 수평선 레이더 위치, 위성 내비게이션 및 시스템 통신이 향상될 것이라고 연구의 저자인 산둥대학교 교수 Qing-He Zhang이 말했다. 

   

또한, 레딩 대학의 마이크 록우드 교수(michael rockwood)는 토네이도가 자기장과 플라즈마가 있는 행성과 달에서 나타나는 현상이 될 수 있으며, 여러 다른 행성들과 지구 내에서도 흔한 우주현상일 수도 있다는 말을 덧붙였다. 

   

출처(Resourses)

   

-논문(Researches)

Nature, A space hurricane over the Earth’s polar ionosphere, 2014, Qing-He Zhang

   

-인터넷 뉴스

https://www.cnet.com -(최초 보도자료) CNET(US)

   

https://zdnet.co.kr/view/?no=20210303084619 -ZDKOREA

 

그림 1. 우주 허리케인 발생의 모식도(=중국 산둥대학)

미 항공우주국(NASA)은 2021년 4월 1일 다음 사진을 공개하였습니다
다음 사진은 찬드라 엑스선 관측소를 이용하여 처음으로 천왕성 x선을 탐지한 사진입니다 이 사진은 2004년 별도의 연구에서 Keck-i망원경으로 부터 얻은 광학 이미지 위에 2002년 천왕성 찬드라 x선(분홍색)이미지를 보여줍니다. 그럼 천왕성이 x선을 방출하는 원인은 무엇일까요? 천왕성이 x선을 방출하는 이유는 바로 태양 때문입니다. 지구대기가 태양 빛을 산란시키는 것처럼 목성과 토성은 태양 빛을 흩어지게 합니다. 천왕성 연구가들은 처음에 감지된 대부분의 x선이 빛의 산란에서 비롯될 것이라고 예상했지만 적어도 다른 x선 이 존재한다는 암시가 있습니다
다른 한 가지의 가능성은 천왕성의 고리가 자체적으로 x선을 생성한다는 것입니다. 왜냐하면 토성의 고리가 x선을 방출하기 때문입니다. 천왕성은 인근 우주 환경에서 전자 및 양성자와 같은 하전 입자로 둘러싸여 있습니다. 이러한 에너지 입자가 충돌하면 고리가 엑스선을 빝나게 할 수 있습니다. 다른 가능성은 일부 x선이 천왕성의 오로라에서 나온다는 것입니다. 지구에서 고에너지 입자가 대기와 상호작용할 때 발생하는 오로라는 하늘에서 다채로운 빛의 색을 보입니다. 지구와 목성의 오로라에서도 엑스선이 방출되는데 천왕성의 오로라 원인에 대하여 과학자들은 확신하지 못하였습니다. 찬드라 관측소에서의 관찰은 이 미스터리를 파악하는 데 도움이 될지도 모릅니다

천왕성은 회전축과 자기장의 방향이 비정상적인 방향이어서 x선 관측에 흥미로운 표적이 되고 있습니다. 태양계의 다른 행성의 회전 및 자기장 축은 궤도 평면에 거의 수직이지만 천왕성의 회전축은 태양 주위의 경로와 거의 평행합니다. 이로인해 오로라가 비정상적으로 복잡하고 가변적일 수 있습니다. 천왕성에서 나오는 x선의 출처를 확인하면 우주에서 성장하는 블랙홀 및 중성자별과 같은 더 많은 이국적인 물체가 x선을 방출하는 방법을 천문학자들이 더 잘 이해 할 수 있을 것 입니다
참고자료
미 항공우주국(NASA)

NASA에 따르면 미국 ‘응용 분자진화 재단(FfAME)의 스티븐 베너 박사가 이끄는 연구팀은 아데닌(A)과 시토신(C), 구아닌(G), 티민(T) 등 DNA를 구성하는 4개 염기에다 이를 모방한 다른 4개 요소를 추가한 분자 정보시스템을 합성하는 데 성공했다고 국제학술지 ‘사이언스(Science)’ 에 밝혔다.
 
지구는 태양계의 작은 행성에 불과하고, 태양은 우리 은하 속 작은 별에 불과하며, 우리 은하도 은하단 속의 작은 한 은하에 불과함이 밝혀졌다. 은하단조차도 먼지로 보일 만큼 우주는 넓은 공간이며, 우주의 중심은 없는 것으로 밝혀졌다. 우리가 살고 있는 지구가 우주에서는 특별한 존재가 아닐 수 있다는 뜻이다.
현재까지 우리 은하에서만 4000여 개의 외계행성이 발견됐고, 이 가운데 10여 개는 지구와 비슷한 질량, 크기, 온도를 가지고 있을 것으로 추정된다. 지구와 비슷한 특성을 가진 외계행성의 존재가 확인된 만큼 외계 생명체와 외계 문명의 존재 가능성도 커지고 있다.

콥 교수는 ‘살아있지 않은 요소들로부터 생명체가 나타나는’ 자연발생(abiogenesis)이 어떻게 일어났는지에 대해서는 과학적 합의가 이뤄지지 않았다는 점을 강조한다. 지구에서 자연발생을 일으킨 조건들에 대해서는 알지 못하기 때문에 다른 곳에서 이 조건들이 나타날 가능성도 계산할 수 없다고 말한다.

우주 생물학자 폴 데이비스(Paul Davis)는 우주가 크다는 주장에 동조하지 않는다. 생명체가 시작하려면 어느 정도 중요하고 정확한 화학반응이 아주 작게 잡아도 10개가 필요하고, 각 반응이 일어날 수 있는 확률을 아주 높게 계산해서 100분의 1이라고 해도, 10개의 단계가 모두 성공적으로 나타날 수 있는 확률은 10의 20승이다.

우리 은하에 비록 약 5천억 개의 별이 있다고 해도, 5천억(5곱하기 10의 11승)은 10의 20승에 비하면 아주 적은 숫자이므로 논리적으로 보면 지구 외에 생명체가 있는 행성이 나타날 확률은 무시할 수 있을 정도로 낮다.

외계 생명체의 존재 가능성에 대해 앞서 살펴본 여러 가지 주장들이 충돌하고 있는 이유를 나는 우리가 알지 잘 알지 못하기 때문이라고 생각한다. 우주 생물학자 폴 데이비스(Paul Davis)는 생명체가 시작하려면 어느 정도 중요하고 정확한 화학반응이 일어날 확률과 우리 은하의 5천억 개의 별의 개수를 비교하여 지구 외에 생명체가 있는 행성이 나타날 확률은 무시할 수 있을 정도로 낮다고 주장하였는데 나는 이에 대하여 화학반응이 일어날 확률과 화학반응이 일어날 수 있는 조건이 형성되는 곳과 비교하는 것이 맞지 않느냐고 생각한다. 지구와 비슷한 조건을 가진 한 행성 내에서 화학반응이 일어날 수 있는 조건이 몇 개나 형성될지 모르지 않는가?
 
http://sciencetimes.co.kr/news/%EC%99%B8%EA%B3%84-%EC%83%9D%EB%AA%85%EC%B2%B4%EC%9D%98-%EC%A1%B4%EC%9E%AC-%EA%B0%80%EB%8A%A5%EC%84%B1-%EC%9E%85%EC%A6%9D%EB%90%98%EB%8B%A4/

https://www.hankyung.com/it/article/2020042941931

https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EC%99%B8%EA%B3%84%EC%9D%B8-%EC%A1%B4%EC%9E%AC%EC%97%90-%EB%8C%80%ED%95%9C-%EA%B3%BC%ED%95%99%EC%9E%90%EB%93%A4%EC%9D%98-%EC%9D%98%EA%B2%AC/

   

   

SPHEREx는 2016년 천문연이 Caltech와의 국제공동연구 기획을 토대로 국제연구팀 공동으로 NASA에 개발을 제안함으로써 시작되었다. NASA는 2019년 2월 이 제안서를 선정하고 2020년 10월 예비설계 결과 평가를 거쳐 이날 최종 승인을 발표했다고 한다.

SPHEREx를 제작 및 운용할 SPHEREx 연합체에는 주관기관인 Caltech를 포함해 NASA JPL, 볼 항공우주(Ball Aerospace) 등 12개 기관이 참여하며, 천문연은 미국 외 기관으로는 유일하다.

   

과거에는 보통 지상에서 망원경으로 천체를 관측하는 것이 대부분이었다. 하지만 다양한 파장으로(감마선~전파) 우주를 관측하다 보니, 지상에서는 특정한 파장대역(가시광선, 근적외선, 전파일부분) 이외에는 대기의 영향으로 관측하지 못하는 파장대역이 많다는 것을 알게 되었다. 또한 구름이 끼거나 대기의 유동이 강해지면 관측이 매우 불리한 상황이 생기게 된다. 그래서 20세기 말에 다양한 우주로 올라가 많은 관측을 하게 되었고, 그중에서도 가장 유명한 예시에는 허블우주망원경이 있다.

   

   

천문연은 망원경의 우주환경시험에 사용될 극저온 진공 공간 개발과 테스트를 주도하고, 관측자료 분석 소프트웨어 개발 및 핵심 과학연구 등에 참여할 예정이다. 주관기관인 Caltech는 적외선 관측기기 및 자료처리 파이프라인을 개발하고, NASA JPL은 미션 운영과 탑재체 개발 조립, 볼 항공우주는 위성체 제작을 맡는다.

SPHEREx이 제작 완료되면 2024년 태양동기궤도로 발사되어 약 2년 6개월 동안 4회 이상의 전천 분광 탐사 임무를 수행할 예정이다.

   

   

SPHEREx의 영상분광 기술을 적용해 102개의 필터를 사용하는 것처럼 우주를 102개의 파장으로 관측할 수 있다. 영상분광 기술은 넓은 영역을 동시에 관측하는 ‘영상관측(Imaging)’과 개별 천체의 파장에 따른 밝기의 변화를 측정하는 ‘분광관측(Spectroscopy)’이 통합된 기술이다. 연구팀은 이를 통해 전 우주에 존재하는 약 20억 개에 달하는 개별 천체의 전천 분광 목록을 작성할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

SPHEREx의 관측영상 및 분광관측 데이터를 통해 빅뱅 직후 우주팽창에 의한 우주생성 이론과 은하 형성 및 진화의 정보를 담은 적외선 우주배경복사의 문제를 푸는 단서가 될 것으로 보인다.

NASA JPL의 앨런 파링턴 박사는 이 프로젝트에 대해 “마치 영화사에서 흑백 영화에서 컬러 영화로 전환된 시기의 촬영기법처럼 SPHEREx의 전천 우주 영상분광 관측은 천체물리 역사에 한 획을 그을 획기적인 시도”라고 설명했다.

   

특수망원경(천문우주지식정보) : https://astro.kasi.re.kr/learning/pageView/5393

우주망원경(위키백과) : https://ko.wikipedia.org/wiki/우주망원경

THE SCIENCE TIMES : https://sciencetimes.co/kr/news/천문연-nasa-새-우주망원경-만든다102개-색깔로-전-우주/?cat=132

허블망원경보다 발달된 우주망원경으로 영상분광 기술을 통해 우주를 한층 더 심도 있게 이해할 수 있게 될 것이라고 기대가 된다. 허블망원경으로 관측했던 천체나 혹은 처음 접하는 천체에서 흥미롭고 새로운 데이터들을 얻게 되면 좋겠다.

밤하늘은 왜 어두울까 생각해 본적이 있나요? 분명 우주에는 태양뿐만이 아니라 우주 전체에 수많은 별들이 있고, 우주가 무한하다고 가정한다면 그 별들이 내는 빛의 총량 역시 무한해 밤하늘은 밝아야 합니다. 이런 과정을 생각해낸 과학자가 바로 케플러입니다. 케플러는 ’우주는 유한하다‘라고 주장하며 이 생각이 널리 퍼지게 되었습니다. 하지만 뉴턴이 만유인력을 발견하면서 모순이 생기고 말았습니다. 

만유인력의 법칙은 질량이 있는 모든 물체는 서로를 끌어당기는 인력이 있다는 것인데, 우주가 유한하다면 우주는 만유인력의 법칙에 의해 결국 수축합니다. 만유입력의 법칙에 의해 우주가 무한하다면 밤하늘이 어두울 수 없으므로 모순이 됩니다. 

다시 원점으로 돌아간 문제를 독일의 천문학자 올버스가 풀겠다고 나섰습니다. 올버스는 먼 우주를 지나는 빛이 점점 다른 물질들에게 에너지를 빼앗는다는 가정을 세웠습니다. 하지만 빛에너지를 흡수한 물질들이 시간이 지나면 스스로의 온도 역시 높아지며 빛을 방출한다는 사실이 밝혀져 결국 다시 원점으로 돌아갔습니다. 

결국 진정으로 이 문제를 해결한 것은 미국의 천문학자 허블이었습니다. 멀리 있는 물체일수록 지구로부터 빠른 속도로 멀어지고 있다는 사실, 즉 우주는 팽창하고 있다는 것을 알아냈습니다. 빛보다 빠르게 움직이는 물질은 없고, 우주가 팽창하면서 우리가 인지할 수 있는 우주의 범위가 제한되게 된다면 무한히 많은 별빛이 우리에게 닿는 일 또한 없게 됩니다.
   자료출처

http://spacetimes.co.kr/View.aspx?No=1424183

핼리혜성은 지름 6km 정도이고, 코마의 반지름은 약 1000만 km에 달하는 혜성이다. 기록이 남아있는 핼리혜성의 첫 관측은 기원전 1057년 <화남지>에 적혀있는 주나라 무왕의 관측이 첫 번째이다. 그 후에도 서기 66년 1066년 1301년 1466년에도 주기적으로 꾸준히 관측되었다는 기록이 있다. 1707년 핼리(Edmund Halley)는 이 혜성이 76년을 주기로 출현한다는 사실을 알아냈다. 이로 그 다음 차례의 혜성은 1758년에 되돌아온다고 예상했고, 정확히 1758년 핼리행성이 관측되었다. 

핼리의 혜성 연구 이후 많은 과학자들은 핼리 혜성을 연구하기 위해 노력해왔고 국제 혜성 탐사선 (The International Cometary Explorer) 등 무려 6개의 탐사선이 거쳐 간 핼리혜성은 인류가 첫 번째로 자세히 파헤친 혜성이되었다. 1986년 지오토(Giotto) 탐사선은 1986년 핼리 혜성을 불과 600km 거리까지 접근했으며, 여러 가지 탐사를 통해서 핼리혜성의 핵은 생각보다 작으며 먼지 등과 얼음 입자들이 조밀하지 않게 매우 불규칙적으로 뭉쳐있다는 것을 알아냈다. 핼리 혜성이 가지는 중요한 의미는 바로 혜성 탐사의 시작을 열어주었다는 것이다. 지오토 탐사선의 성공적 탐사이후 지오토 탐사선의 성공적인 탐사 후에 유럽우주국(ESA)의 천문학자들과 공학자들은 혜성에 관해서 더 자세히 알기 위해서는 혜성에 더 가까이 접근해야 한다고 생각했다. 이를 위해서 시작된 로제타(Rosetta) 미션은 마침내 인류 역사상 가장 감동적인 착륙 장면 중 하나인 필래 (Philae)착륙선의 성공적인 츄르모프-게라시멘코 (Tschurjumow-Gerasimenko/67P)혜성 착륙을 이끌어 냈다.

   

태양에서 132AU 떨어진 천체 2018 AG37이 지금까지 인류가 관측한 태양계 천체 중 가장 멀리 위치하고 있다. 

태양~지구 거리의 132배에 해당하는 132AU 떨어진 거리에서 발견된 천체 2018 AG37은 지금까지 인류가 관측한 태양계 천체 중 가장 멀리 위치한 천체로 인정받았다.

2018년 발견된 ‘2018 AG37’이 지금까지 인류가 관측한 천체 중 태양계에서 가장 멀리 있는 천체라는 타이틀을 얻었다. 국제천문연맹(IAU) 소행성센터(MPC)는 지난 10일(현지시간) 홈페이지를 통해 2018 AG37의 관측 데이터를 공개하며 이 같은 지위를 공식 인정했다. 

이 천체는 태양으로부터 지구~태양 거리의 132배에 해당하는 132AU(천문단위·1AU) 떨어져 있다. 태양계 최 외각행성이었다가 2016년 행성 지위를 박탈당하며 왜소행성으로 된 명왕성이 34AU 떨어져 있다는 점을 고려하면 2018 AG37은 명왕성보다 3배가량 더 멀리 떨어져 있는 셈이다. 

지금까지 태양계 가장 바깥에 있는 천체는 ‘2018 VG18’이었다. 이 천체는 태양에서 124AU 떨어져 ‘파아웃(Farout)’이라는 별칭으로 불렸다. 2018 AG37은 파아웃보다 8AU 더 바깥 궤도를 돌아 ‘파파아웃(Farfarout)’이라는 별칭으로 불린다. 

파파아웃은 2018년 1월 처음 발견됐다. 하와이 마우나케아 정상에 있는 스바루 망원경에 처음 포착됐다. 이후 마우나케아의 제니미 망원경과 칠레 라스 캄파나스 천문대의 직경 마젤란 망원경을 통해 추가로 관측되면서 존재가 확실해졌다. 

파파아웃 관측팀인 데이비드 톨렌 미국 하와이대 교수는 “파파아웃이 태양을 한 바퀴 도는 데는 1000년쯤 걸릴 것”이라며 “공전 주기가 너무 길어 정확한 궤도를 확인하려면 앞으로 몇 년 더 관측해야 한다”라고 말했다. 

미국 노던애리조나대 교수는 “파파아웃이 먼 과거에 해왕성에 너무 가까워졌다가 태양계 끝으로 밀려났을 가능성이 있다”라며 “파파아웃이 해왕성과 교차하는 궤도를 가지고 있어 향후 해왕성과 다시 상호작용할 수 있다”라고 설명했다. 파파아웃은 해왕성의 중력 영향을 받아 27AU에서 175AU 사이의 타원 궤도를 돌고 있는 것으로 추정된다. 

파파아웃은 밝기와 거리 등으로 볼 때 길이는 400km이며 대부분 얼음으로 이뤄진 것으로 추정된다. 

파파아웃을 발견한 연구팀은 오래전부터 태양에서 200AU 떨어진 거리에 주변 소천체를 중력으로 끌어당기는 미지의 ‘행성 9(Planet 9)’가 존재한다고 주장해왔다. 해왕성 너머 작은 천체들이 태양계 내의 일반 천체 궤도와는 다른 이상 궤도를 보인다는 게 근거였다.

행성 9 가설이 맞다면 파파아웃보다 더 바깥에 있는 천체가 또 등장할 가능성도 있다. 미국 카네기과학연구소 연구원은 우주전문매체 스페이스닷컴에 “파파아웃은 태양계의 끝자락에 있는 천체의 빙산의 일각에 불과하다”며 “망원경 관측 기술이 발달하면서 태양계 가장자리를 점점 더 멀리 관측할 수 있게 됐다”고 말했다. 

천문학적 기술이 지금보다 더 발전하여 태양계 가장자리를 점점 더 멀리 관측할 수 있을 때 천문학에 대한 더 많은 양의 정보들을 얻으므로써 거의 모든 과학 분야에 새로운 돌파구와 문명을 발전시킬 수 있는 기회들이 늘어날 수 있을 것이라고 생각합니다.
http://dongascience.donga.com/news.php?idx=43957

그러나 최근 화성 전체가 아닌 소규모 지역에 한정해 테라포밍을 진행한다면 이미 개발된 기술로도 인류가 살 수 있는 환경을 만드는 것이 가능하다는 새로운 연구결과가 나와 주목받고있다. 하버드, 칼텍, 에든버러 대학 공동 연구팀은 ‘실리카 에어로젤(silica aerogel)이라는 소재를 활용하여 화성 내에 광합성이 가능한 생명체가 살 수 있는 구역을 만드나는 발상으로 2019년 7월 네이처 천문학(Nature Astronomy)에서 발표했다. 

실리카 에어로젤은 고체 상태의 물질로 젤에서 액체 대신 기체 99%로 이루어져 스티로폼과 같이 매우 가볍다. 또한 실리카가 열 전돡 잘 되지 않고 에어로젤 내 공기가 순환하지 못해 단열성능이 뛰어난 물질이다. 특히나 반투명성을 띄어 가시광선을 통과시키고 유해한 자외선을 차단하는 특징을 지닌다. 반면 광합성에 필요한 가시광선은 투과시킨다. 

실리카 에어로젤은 이미 화성에서 사용된바있다. 화성의 극지방(극관)의 얼음은 물이 얼어 만들어진 지구와 달리 드라이아이스처럼 이산화탄소(CO2)가 함유되어있다. 이 CO2 얼음은 기체 상태일 때와 마찬가지로 태양 빛은 통과시키고 열을 가둬 두는 역할을 하는데 연구팀은 여기에서 에어로젤 사용에 대한 영감을 얻었다고 밝혔다. 

연구팀은 2~3츠 두께의 실리카 에어로젤로 진행한 실험에서 화성 표면이 받는 태양 빛과 같은 정도의 램프 빛만 있으면 표면 온도를 65도까지 끌어올리는 결과를 얻었다. 또한 실험과 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 실리카 에어로젤 얇은 층만으로 화성 중위도 지역의 평균 온도를 지구와 비슷한 수준까지 끌어올릴 수 있음을 증명했다.

연구팀은 2~3㎝ 두께의 실리카 에어로젤로 진행한 실험에서 화성 표면이 받는 태양 빛과 같은 정도의 램프 빛만으로 표면 온도를 65도까지 끌어올리는 결과를 얻었다. 또한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 실리카 에어로젤 얇은 층만으로 화성 중위도 지역의 평균 온도를 지구 수준으로 끌어올릴 수 있다는 점을 입증했다. 겨울철 화성의 중위도 지역 온도가 영하 90도에 이른다는 점을 고려하면 상당한 결과이다.

다만 아무리 일부지역에 한하더라도 엄청난 양의 에어로젤을 화성으로 운송해야하거나 현장에서 만들어낼 수 있는 기술력이 과제로 남아있다. 또한 아직 실험실 내에서만 실험이 진행되어 실제 도입까지 더 많은 데이터가 필요하다. 이때문에 연구팀은 후속 연구로 지구상에 있는 화성과 비슷한 환경을 지닌 칠레, 남극의 건곡에서 실리카 에어로젤을 실험할 계획이다. 

https://www.mk.co.kr/news/it/view/2019/07/528012/
http://m.hani.co.kr/arti/science/science_general/902118.html#cb

(에어로젤의 모습)

   

달은 자전과 공전주기가 27.3일로 같아 지구에서는 달의 뒷면이 보이지 않는데, 착륙선이 달 뒷면으로 이동하면 지구와 직접적인 통신이 끊어지는 탓에 달 뒷면 탐사가 이뤄지지 않았다. 중국은 이 문제를 해결하기 위해 2018년 5월 통신중계 위성 췌차오(鵲橋·오작교)를 발사했고, 이 위성이 달에서 6만 5000km 떨어진 곳에서 달 착륙선과 지구와의 교신을 중계한다. 달 뒷면에 착륙한 창어 4호는 달 뒷면을 촬영해 이 췌차오를 통해 지구로 보내왔다. 

   

창어4 탐사용 로켓은 거대한 소행성이 충돌해서 형성된 것으로 보이는 남극-아이트켄(SPA) 분지 내 폰 카르만 크레이터를 탐사하는 것을 목표로 하고 있다. 코이츠 교수는 "이 거대 크레이터는 지름이 2,500km 이상이고 깊이가 13km로 태양계에서 가장 큰 충돌 분화구 중 하나이며 달에서 가장 크고 깊고 오래된 분지"라고 설명했다. 또 달 면을 덮고 있는 암석부스러기 표토를 연구하는 것도 목표 중 하나다. 코이츠 교수는 "특히 내부 성분 정보는 달의 형성 과정을 이해하는 데 매우 귀중한 자료가 될 것"이라고 설명했다. 지구보다 중력이 낮은 달에서 생명체의 반응성을 살펴보기 위해 누에 알 부화 실험, 밀폐된 공간에서의 식물 재배 등도진행한다. 더불어 태양풍과 저주파 관측, 천문 관측, 중성자 방사선 탐지 등에도 나선다.

   

한편, 달 탐사는 1970년대 이후 중단돼 오다가 달이 지구보다 중력이 낮아 화성 같은 먼 우주로 나가기 위한 중간 역할지로 주목받으면서 탐사에 활기를 띠고 있다. 달에는 물과 핵융합 연료인 헬륨이 다량 존재하며, 달 뒷면은 지구의 전파 방해 없이 먼 우주로부터 오는 전파를 연구하기에 적합하다고 분석되고 있다. 세계적인 산업에 뒤처지지 않게 새로운 흐름을 파악하고 선구자가 되기 위해 노력하는 것이 중요하다고 생각된다.
https://www.bbc.com/korean/news-46743877

https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5707405&cid=43667&categoryId=43667

우리은하에서 지구 크기 만한 나홀로 행성이 발견됐다. 캘리포니아 공과대학과 바르샤바 대학 소속인 므로즈(P. Mroz) 박사가 이끄는 연구팀은 해당 행성의 발견 성과를 ‘미국 천체물리학회지 레터’ 10월 29일자에 발표했다.

 이번에 발견한 나홀로 행성은 지구 질량의 약 0.3배이고, 우리은하 원반에 위치하고 있는 것으로 추정된다. 이는 현재까지 발견된 나홀로 행성 중 가장 작은 질량이다. 이번 발견은 미국, 폴란드, 한국천문연구원의 국제 공동 연구를 통해 이루어졌다.

 한국천문연구원 외계행성탐색시스템(이하 KMTNet, Korea Microlensing Telescope Network)의 관측 자료가 이번 발견에 중요한 역할을 했다.

 

 국제천문연맹(IAU)이 정하는 행성 정의에 따르면, 행성은 1) 태양 주위를 돌아야 하고, 2) 구형의 모습을 가지고 있어야 하며, 3) 공전궤도에 홀로 존재해야 한다. 이를 만족하는 태양계 행성은 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 등 모두 8개이다.

 태양계 너머 우주 공간에 있는 행성을 외계행성이라고 부른다. 외계행성은 지구로부터의 거리가 멀고 스스로 빚을 낼 수 없는 어두운 천체이기 때문에 직접 관측하기가 매우 어렵다. 그로 인해 현재까지 발견된 약 4천여 개 외계행성 대부분은 행성의 중심별을 관측함으로써 간접적으로 발견됐다(케플러 우주망원경에서 사용했던 ‘별 표면 통과’ 방법 등).

 행성계 내의 행성은 여러 요인으로 인해 중심별의 중력권 밖으로 튕겨 나갈 수 있다. 이처럼 중심별의 중력에 속하지 않고 우주 공간을 홀로 떠도는 행성을 나홀로 행성(Free floating planet 또는 rogue planet)이라고 하며, 이러한 천체들은 행성계의 형성과 진화를 이해하는 데 중요한 단서를 제공한다.

 

중심별이 없는 나홀로 행성은 발견하기가 매우 어렵다. 예를 들어, 대부분의 외계행성을 발견한 별 표면 통과 방법과 시선속도 방법은 중심별이 없는 행성을 발견하는데 사용할 수 없다. 나홀로 행성을 발견할 수 있는 가장 좋은 방법은 미시중력렌즈 현상을 이용하는 것이다. 미시중력렌즈 현상은 관측자와 배경별 사이에 또 다른 천체(렌즈 역할)가 일직선상에 놓일 때 발생하며, 이 때 관측자는 렌즈천체의 중력으로 인해 배경별의 빛이 왜곡되어 증폭되는 현상을 관측하게 된다. 즉, 렌즈천체의 위치에 스스로 빛을 내지 못하는 행성이 있다 하더라도 배경별빛이 증폭되는 양과 지속 시간을 분석함으로써 나홀로 행성의 존재를 발견할 수 있다.

 

 한국천문연구원에서는 미시중력렌즈 현상을 이용한 외계행성 탐색연구를 위해 동일한 성능을 가진 1.6m 광시야 망원경 KMTNet을 만들어 칠레, 남아공, 호주에 설치하여 24시간 연구에 활용하고 있다.

 미시중력렌즈 방법을 이용한 외계행성 발견은 2004년에 처음 이루어졌고, 이 방법으로 현재까지 발견된 외계행성의 총 개수는 최근 100개를 넘었다. 한국천문연구원 이충욱 박사는 “KMTNet이 본격 가동되기 시작한 2015년 10월부터 현재까지 발견된 외계행성은 65개인데 이 중 이번 연구를 포함한 총 52개의 외계행성 발견에 KMTNet 관측자료가 활용됐다”며 “이러한 성과는 KMTNet이 미시중력렌즈 외계행성 분야를 국제적으로 선도하는 관측시스템으로 인정받고 있다는 것”이라고 전했다.

출처
https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/28582?cPage=2

 ‘지구근접천체(Near-Earth object, NEO)’는 지구와의 거리가 0.3AU 내외인 소행성, 혜성을 일컫는다. 특히 지름이 140m이상이고 지구 궤도와의 최단 거리가 0.05AU 이내일 경우 ‘잠재적 위험소행성(Potentially Hazardous Asteroid, PHA)’으로 불리며 집중 감시대상이 된다. 

 그렇다면 이런 소행성 충돌에 대비하여서 우리 인류는 어떤 노력을 하고 있을까? 제트추진연구소와 Caltech의 메인저 박사팀의 연구부터 살펴보자. 소행성과 혜성은 태양빛을 받아 가열되어지면 적외선 파장대에서 매우 밝게 빛나는 성질이 있다. 이런 성질로 인해 NEO 광범위 적외선 탐사(NEOWISE) 망원경을 통해 쉽게 발견가능하다. 

 이외에도 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)에서는 탐사선 하야부사2를 이용해 소행성 류구(Ryugu)에서 샘플을 수집할 예정이다.
 소행성 충돌에 대비하여서 세계 각국 많은 과학자들이 연구를 진행하고 있다.  나에게는 특히 아포피스 소행성 탐사를 위한 우리나라 연구진의 기사가 감명깊었다. 아포피스 소행성은 2029년에 지구에 3만 7천km지점까지 근접할 것으로 예상된다. 이를 위해서는 2024-2026년에 탐사선 개발, 2026-2027년에 발사를 해야 한다. 천문연은 이에 대한 기획보고서를 올해 안에 작성할 계획이다. 모두의 이런 노력이 모여서 우주에 대한 지식이 쌓이고 이를 바탕으로 과학이란 학문이 발전하는 것이 아닐까?

<참고자료>

https://www.sciencetimes.co.kr/news/2020%eb%85%84-%ec%a7%80%ea%b5%ac%eb%a5%bc-%ec%9c%84%ed%98%91%ed%95%98%eb%8a%94-%ec%86%8c%ed%96%89%ec%84%b1%eb%93%a4/

https://www.sciencetimes.co.kr/news/%ec%86%8c%ed%96%89%ec%84%b1-%ec%b6%a9%eb%8f%8c-%ec%96%b4%eb%96%bb%ea%b2%8c-%eb%a7%89%ec%9d%84%ea%b9%8c/?cat=132
http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/986541.html
사진출처:
https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EC%86%8C%ED%96%89%EC%84%B1-%EC%95%84%ED%8F%AC%ED%94%BC%EC%8A%A4%EA%B0%80-2036%EB%85%84-%EC%A7%80%EA%B5%AC%EC%99%80-%EC%B6%A9%EB%8F%8C-%EA%B0%80%EB%8A%A5%EC%84%B1%EC%9D%80/