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[박종진의 과학 이야기] 외계생명체

얼마 전까지만 하더라도 우리는 가까운 미래에 외계인과 만날 수 있을 것이라는 다소 순진한 생각을 했다. 그러나 과학기술이 발달할수록 그런 기대는 현실과 동떨어지기 시작했다. 우주의 규모로 봐서 우리 인간만이 이 우주의 지적 생명체가 아닌 것은 분명하지만, 서로의 거리를 극복하는 일은 사실상 불가능하기 때문이다. 관측 가능한 우주의 지름은 약 930억 광년일 것으로 추정한다. 우주의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 가는데 빛의 속도로 930억 년 걸린다는 말이다. 우리가 감히 범접할 수 없는 거리다.   사람을 포함해서 모든 동식물, 자동차, 산과 바다, 심지어 하늘의 별도 우주의 92가지의 기본 원소가 이리저리 모여 만들어진다. 그 중 생명에 관계되는 필수 원소는 탄소와 수소, 산소, 질소, 황, 인 등 6개다. 그런데 DNA 등 유전자를 이루는 성분인 인의 존재가 지구 이외의 천체에서는 토성의 위성인 엔셀라두스에서 처음으로 확인되었다. 어쩌면 그곳에 생명체가 존재할 수도 있다.   토성은 태양의 6번째 궤도를 도는 가스 행성인데 위성이 자그마치 145개나 있다. 그 중 하나가 바로 엔셀라두스이고 크기는 지구의 위성인 달의 1/7 정도로 작은 편인데 지구에서 거기까지 가는데 꼬박 7년 걸렸다. 가깝다는 화성까지도 7달 걸린다니 우주여행은 보통 일이 아니다.   토성은 너무 멀어서 그때까지 직접 관측이 불가능했는데 1979년 파이어니어 11호가 토성 근처를 지나면서 토성과 그 위성인 타이탄의 사진을 찍어 보냈지만, 화질이 좋지 않아서 큰 도움이 되지 못했다. 다음 해에 보이저호가 천왕성으로 향하던 길에 토성을 지나며 고화질 데이터를 보내면서 바야흐로 토성에 대한 직접 관측이 가능해졌다.     최초의 토성 탐사선 카시니-하위헌스 호는 1997년에 발사되었는데 금성을 지날 무렵 금성의 중력 도움을 얻어 화성 너머의 소행성대까지 갈 수 있었고 다시 목성의 중력 도움으로 토성 궤도에 진입했다. 목성을 지나는 동안 목성 표면의 선명한 사진을 지구로 보냈고 목성의 위성인 이오를 관찰했다.     당시 우주 경쟁을 하던 미국과 유럽은 이참에 서로 손을 잡고 토성 탐사는 미국에서 개발한 카시니호가 맡고, 토성의 위성인 타이탄 착륙선 하위헌스호는 유럽에서 만들었지만, 카시니호에 실려 함께 탐사를 떠났다. 이탈리아에서 프랑스로 귀화한 천문학자 카시니와 네덜란드 천문학자 하위헌스가 토성의 위성을 발견한 것을 기념하기 위해 토성 탐사선에 이들의 이름이 붙었다. 특히 하위헌스가 발견한 타이탄은 토성의 위성 중 가장 크며 태양계 전체 위성 중에서 가장 큰 목성의 위성 가니메데 다음인데 수성보다도 크다. 모행성인 토성 주위를 약 16일에 한 번씩 공전하며, 질소로 이루어진 대기도 있고, 액체 상태의 메탄이 흐르는 바다도 있다. 중력은 지구의 1/8인 반면, 기압은 약 1.4배나 높아서 원시 지구 환경과 흡사하고 태양에서 너무 멀리 떨어져 있어서 표면 온도는 영하 200도쯤 된다고 한다.   윌리엄 허셜이 발견한 토성의 위성 엔셀라두스에서 최근에 인산염의 존재가 확인되어 생명 현상에 꼭 필요한 여섯 가지 기본 원소가 모두 있는 그곳 깊은 바닷속에 어쩌면 단순한 생명체라도 존재할지 모른다고 과학자들은 한껏 들떠있다. 지금 우리가 사는 태양계 어디선가 생명체가 발견될 날을 기대해 본다. (작가)       박종진박종진의 과학 이야기 외계생명체 토성 탐사선 위성인 엔셀라두스 위성인 타이탄

2023-09-15

[박종진의 과학 이야기] 명왕성

20세기가 시작하자마자 미국의 한 천문대에서는 천왕성과 해왕성의 궤도에 영향을 주는 천체의 존재를 의심하고 그 주위를 뒤져서 마지막 행성을 발견했다. 그리고 영국에 사는 초등학생이 명왕성이라고 제안해서 공식적인 이름이 되었다.   하지만 지난 수십 년 동안 그와 유사한 천체가 속속 발견되더니, 급기야 크기는 명왕성 정도지만 질량이 훨씬 큰 에리스가 발견되자 2006년 국제천문연맹에서는 행성이란 용어를 재정립하고 명왕성을 왜소행성으로 분류하기에 이르렀다.   행성이라고 불릴 수 있는 자격 요건은 다음 세 가지다.     첫째, 태양의 주위를 궤도 공전해야 한다. 둘째, 천체가 구형을 이룰 수 있도록 충분한 질량을 가져야 한다. 셋째, 자신의 궤도를 방해하는 어떤 천체도 없어야 한다.     그런데 명왕성은 첫째와 두 번째 요건은 갖추었지만, 해왕성과 궤도가 겹치기도 하고 주변에서 더 큰 천체가 발견되었으므로 당연히 문제가 되었다.     2006년이 밝자마자 미국은 태양계의 가장 외곽 행성인 명왕성 탐사선 뉴호라이즌스호를 발사했다. 그러나 바로 그 해 여름 명왕성은 태양계의 행성 지위를 잃고 왜소행성으로 강등됐다.     1930년 미국의 천문학자가 발견한 명왕성은 역시 미국의 천문학자가 시비를 걸어서 태양계 행성의 족보에서 빠졌다. 76년 만의 일이다. 명왕성의 발견은 20세기가 되면서 강국으로 발돋움하던 미국의 자존심이었다. 심지어는 월트 디즈니 캐릭터에 명왕성의 영문 이름인 플루토가 있을 정도였다.   지구를 출발한 뉴호라이즌스호는 꼬박 9년 반을 날아 명왕성에 도착했다. 물론 그때는 명왕성이 행성의 지위를 잃은 후였다.     명왕성의 영어 이름은 로마 신화에서 죽은 자들의 신인 플루토인데 우리도 그 이름을 의역해서 명왕성이라고 명명했다. 태양에서 지구까지 거리의 40배나 멀리 떨어져 있어서 태양 빛이 닿는데 무려 다섯 시간이나 걸린다. 명왕성은 지구의 약 1/5 정도의 크기밖에 안 되는데 그래도 5개나 되는 위성을 거느리고 있다. 미국인이 발견했다는 사실 때문에 명왕성의 행성 지위 박탈은 미국 전체에 큰 충격을 주었고 미국은 아직도 명왕성의 복권을 위해 다방면의 연구를 진행하고 있다.     자연계에서 가장 무거운 원소는 원자번호 92번 우라늄인데 그 해에 발견된 행성인 천왕성의 이름에서 유래했고, 그 다음으로 무거운 원소는 인공원소이긴 하지만 같은 해에 발견된 해왕성에서 유래한 93번 넵투늄이고, 94번이 바로 플루토늄으로 명왕성의 이름이 그 어원이다. 플루토늄은 죽은 자들의 신이란 이름의 의미가 상징하듯 일본에 투하된 원자폭탄의 원료로 사용되었다.   우리가 학교 다닐 때는 태양계의 행성이 모두 아홉 개였다. 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 그리고 명왕성이었는데 지금은 마지막 명왕성이 빠져서 모두 여덟 개의 행성이 태양을 공전하고 있다. ‘수금지화목토천해명’이라고 달달 외우던 기억이 난다. 미국에서는 어린 학생들이 ‘My Very Educated Mother Just Served Us Nine Pizzas.’라고 외운다고 한다. 대문자로 표시된 첫 자가 Mercury, Venus, Earth, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune, Pluto에서 그 행성 이름의 첫 자다. (작가)   박종진박종진의 과학 이야기 명왕성 명왕성 탐사선 여름 명왕성 명왕성 정도

2022-09-02

한국 첫 달 탐사선 다누리 우주로…

한국의 첫 달 탐사 궤도선 ‘다누리(KPLO·Korea Pathfinder Lunar Orbiter)’가 서부시간 4일 오후 4시 8분쯤 우주로 발사됐다.   다누리는 발사 40여분간에 걸쳐 1단 분리, 페어링 분리, 2단 분리 등을 마치고 우주 공간에 놓였으며, 발사 후 초기 과정은 순조롭게 진행된 것으로 전해졌다.   다누리는 발사 40여분간에 걸쳐 1단 분리, 페어링 분리, 2단 분리 등을 마치고 우주 공간에 놓였으며, 발사 후 초기 과정은 순조롭게 진행된 것으로 전해졌다.   다누리가 발사 이후 궤적 진입부터 올해 말 목표궤도 안착까지 까다로운 항행 과정을 성공적으로 마무리한다면, 한국은 달 탐사선을 보내는 세계 7번째 나라가 되면서 우주 강국의 지위를 굳히게 된다.   지금까지 달 궤도선이나 달 착륙선 등 달 탐사선을 보낸 나라는 러시아, 미국, 일본, 유럽, 중국, 인도 등 6개국이다.   달 탐사 궤도선을 보내는 것은 지구-달의 거리 수준 이상을 탐사하는 ‘심우주 탐사’의 첫걸음이기도 하다.   한국 최초의 인공위성인 우리별 1호가 1992년 하늘로 올라간 이후 30년 만에 한국은 다누리를 통해 지구를 넘어 또 다른 천체를 바라보며 새로운 궁금증과 꿈을 품게 됐다.   매일 밤하늘에서 빛나 우리에게 친숙하지만, 뒷면은 보여주지 않고 있는 달이 가진 비밀의 일부를 밝히는 데 한국이 과학기술로 기여할 기회이기도 하다.탐사선 우주 심우주 탐사 우주 공간 우주 강국

2022-08-04

[J네트워크] 루시와 누리

 1974년 아프리카 에티오피아 하다르 계곡. 카세트테이프 플레이어에서 비틀스의 곡 ‘루시 인 더 스카이 위드 다이아몬드(Lucy In The Sky With Diamonds)’가 흘러나왔다. 인류학자 도널드 조핸슨 박사는 이곳에서 화석으로 발견된 최초의 직립 보행 여성의 화석에 루시라는 이름을 붙었다.     318만 년 전 직립보행을 한 루시는 인류의 조상으로 꼽히는 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스로 분류된다. 루시의 뼈대는 침팬지와 인간의 중간 정도였다. 화석을 분석한 과학자들은 루시가 나무를 타며 생활했을 것으로 결론지었다.   지난 16일 또 다른 루시가 지구를 떠났다. 미국 항공우주국(NASA)은 소행성 탐사선 루시(Lucy)를 아틀라스 5호 로켓에 실어 쏘아 올렸다. 지금 이 시각 루시는 7m가 넘는 태양전지판 2개를 펼치고 태양전지를 충전하고 있다.   루시는 목성 궤도에서 태양을 공전하고 있는 트로이 소행성군을 탐사할 예정이다. 트로이 소행성군에는 7000개 이상의 소행성이 모여있는데 탐사는 이번이 처음이다. 루시는 지름 100㎞의 소행성 파트로큘스부터 지름이 4㎞에 불과한 도널드 요한슨까지 근접할 계획이다.     루시는 초속 6~9㎞로 소행성을 지나치며 각종 장비로 모양과 구조, 지질 구성, 온도 등을 측정할 예정이다.    NASA는 전통에 따라 탐사선 루시에도 인류의 메시지를 담은 금속판을 부착했다. 금속판에는 알베르트 아인슈타인과 마틴 루서 킹 목사 등이 남긴 말이 기록됐다. 루시를 부른 비틀스 멤버 폴 매카트니와 링고 스타의 메시지도 담겼다. 링고 스타의 메시지는 “평화와 사랑”이다.   루시는 소행성군 탐사 임무를 마친 뒤 트로이 소행성군과 지구 공전 궤도 사이를 오갈 예정이다. 왕복에 걸리는 시간은 6년이다. 태양전지가 계속 작동한다고 가정하면 루시는 향후 수십만 년 동안 지구와 소행성군 사이를 오갈 것으로 보인다.     NASA는 “루시 화석이 인류 진화를 이해하는 데 도움을 준 것처럼 탐사선 루시도 태양계 진화에 대해 실마리를 풀어줄 것이란 희망을 담아 이름을 붙였다”고 밝혔다.   루시와 별개로 순수 국내 기술로 개발한 한국형 발사체 누리호가 이달 21일 하늘 문을 연다. 발사에 성공하면 루시의 직립보행에 버금가는 우주 독자 보행이 가능해진다. 강기헌 / 한국 중앙일보 기자

2021-10-18

첫 태양탐사선 7년 대장정 시작

인류 최초의 태양 탐사선이 12일 발사됐다. 연방항공우주국(NASA)은 이날 오전 3시 31분 플로리다 주 케이프커내버럴에서 '파커 태양 탐사선'(Parker Solar Probe)을 발사했다고 주요 언론들이 전했다. 탐사선은 델타Ⅳ 로켓에 실려 상공으로 쏘아 올려졌다. 파커 탐사선은 태양 대기층의 가장 바깥에 있는 코로나를 통과하며, 태양에서 불어오는 강력한 바람인 태양풍을 포함해 태양의 대기를 탐사하는 임무를 수행한다. 오랜 두 가지 의문, 즉 태양풍은 어떻게 가속을 하는 것인지, 또 코로나로 명명된 태양의 외부 대기가 표면보다 더 뜨거운 이유를 밝히는 것이 과제다. 탐사선은 태양열에 녹아내리지 않도록 11.5㎝ 두께의 방열판으로 제작됐다. 탐사선 외부는 화씨2500도까지 달아오르지만, 내부는 화씨85도에 머문다고 AFP통신은 전했다. 탐사선은 오는 10월께 금성을 빠르게 지나 11월에 태양의 궤도에 진입할 예정이다. 이후 7년간 태양 주위를 24차례 근접해 돌며 임무를 수행하는 것을 목표로 하고 있다. 이 탐사선은 태양 표면으로부터 373만 마일 이내까지 다가가는 등 역사상 태양에 가장 가까이 근접하게 된다고 AP통신은 전했다. 기존에 태양에 가장 근접한 탐사선은 1976년 발사된 헬리오스 2호였다. 파커 탐사선이 올가을 태양 대기의 22번째 궤도에 진입하면 헬리오스 2호의 기록을 깨고 태양에 가장 가까이 다가서게 된다. 이어 파커 탐사선은 코로나에 더 깊이 진입해 시간당 43만 마일의 속력으로 움직이며 운행이 이뤄진다. 이는 뉴욕에서 서울까지를 1분 만에 이동하는 속도다. NASA는 전날인 11일 오전 파커 탐사선을 발사하려 했으나, 발사 직전 마지막 순간에 기술적 문제가 발생하면서 발사일이 하루 늦춰졌다. 이날 탐사선의 발사를 지켜보기 위해 수천 명이 모였다. 이 중에는 60년 전 태양풍의 존재를 예측한 유진 파커(91) 박사도 포함됐다. 이번 탐사선은 파커 박사의 이름을 따 명명됐다. NASA가 우주선에 생존 인물의 이름을 붙인 것은 이번 사례가 처음이다. 이번 사업에는 15억 달러가 투입됐다. 이 프로젝트에 참여한 니키 폭스 존스홉킨스대학 교수는 "태양은 미스터리로 가득 차 있다"며 "우리는 준비가 됐으며, 우리가 대답을 듣고 싶은 질문을 알고 있다"라고 말했다.

2018-08-12

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