기존 학설과 달리, 초기 지구를 따뜻하게 만든 건 메탄가스가 아닐 수도 있다는 새로운 연구 결과가 나왔다. 미국항공우주국(NASA)과 UC리버사이드 공동 연구팀은 지금으로부터 약 18억 년 전에서 8억 년 전까지 지구의 대기 중 메탄가스의 농도를 컴퓨터 시뮬레이션으로 분석했다.새로운 시뮬레이션에는 황산염 농도의 변화가 추가됐다. 논문의 제1저자인 NASA 우주생물학연구소 스테파니아 올슨 연구원은 "과거 기후 모델은 대부분의 메탄가스가 바닷속 박테리아의 활동으로 만들어진다는 사실을 무시했다"며"암석이 깨지면서 강과 바다로 흘러든 황산염 성분 때문에 메탄가스가 덜 생성되거나, 생성되더라도 황산염과 반응해 가라앉으면서 대기 중으로 나가지 못했을 것"이라고 말했다.시뮬레이션 결과, 지구의 기온을 높이는 데 대기 중 메탄가스가 거의 영향을 주지 못한 것으로 나타났다. 이 시기의 태양은 지금보다 10~15% 더 어두웠다. 기존 학설은 태양 대신 메탄가스가 지구를 데워 바다가 액체 상태를 유지했고, 생명체가 진화할 수 있었다고 추정했다. 연구에 참여한 UC리버사이드 생물지구화학과 티모시 리온스 교수는 "현재 시점에서 인류가 외계행성에서 메탄을 발견하면 그건 생명체가 있을 수 있다는 강력한 증거"라며"그러나 수십 억 년 전에 우리 행성에서 메탄가스는 그렇게 큰 역할을 하지 않았다"고 말했다.이번 연구 결과는 '미국국립과학원회보(PNAS)' 9월 26일자에 발표됐다.  [출처: 동아사이언스, 우아영 기자 wooyoo@donga.com] 

우주에는 다양한 별이 존재한다.그 가운데 과학자들은 태양의 진화를 연구하기 위해 태양과 비슷한 별들을 집중으로 관측해왔다.수억 년에 걸친 태양의 변화를 관측하는 일은 인간의 수명으로는 불가능하지만,대신 태양과 비슷한 별이 나이를 먹음에 따라 어떻게 변하는지 관측하는 일은 가능하기 때문이다. 지구에서 300광년 떨어진 HIP68468 역시 태양과 비슷한 별로 나이는 60억 년 정도이다.태양의 나이인 46억 년보다 좀 더 나이를 먹은 형님인 셈이다.그런데 이 별을 연구한 국제 천문학자 팀은 이 별의 대기 구성이 좀 특이하다는 사실을 발견했다. 태양 같은 별은 구성 성분의 대부분이 수소와 헬륨이다.물론 이보다 더 무거운 물질 역시 소량 포함하고 있다.그런데 연구팀에 따르면 이 별은 비정상적으로 리튬과 더 무거운 원소의 비중이 높았다.연구팀은 이 별이 과거 지구보다 무거운 행성을 흡수하면서 생긴 변화라고 보고 있다. HIP68468 주변에는 두 개의 외계 행성이 있는데,하나는 지구보다 3배 무거운 '슈퍼지구'이고 다른 하나는 해왕성보다 50% 무거운 '슈퍼 해왕성'이다. 그런데 어떤 이유인지 이 두 행성은 모항성에 매우 가까운 거리에서 공전하고 있다.가장 가능성 있는 원인은 아직 찾아내지 못한 거대 행성의 중력에 의한 궤도 전이인데,어쩌면 궤도가 변하는 과정에서 너무 가까이 다가간 행성 하나 이상이 별에 흡수되었을 가능성이 있다.연구팀은 무거운 원소의 양으로 볼 때 지구 질량의 6배에 달하는 행성이 흡수된 것으로 보고 있다. HIP68468은 태양과 비슷하게 생긴 별이라고 해서 반드시 같은 과정을 겪지 않는다는 것을 보여준다. 지구를 비롯한 행성의 궤도는 영구불변한 것으로 보이지만,거대 행성 혹은 동반성의 중력 간섭이 일어나면 영원할 것 같던 행성궤도도 큰 변화를 겪게 된다.이 과정에서 일부 행성이 행성계에서 이탈하거나 혹은 모항성에 충돌할 수 있다. 다행히 우리 태양계는 그런 과정 없이 수십 억 년간 안전한 행성계를 유지했다.덕분에 지구의 환경 역시 안정적으로 유지되었고 생명체가 번성할 수 있었을 것이다.우리는 인지하지 못하지만 지금 우리가 번성할 수 있는 것은 지구가 꽤 운이 좋은 행성이기 때문에 가능한 것일 수도 있다.  [출처: 서울신문_나우뉴스, 고등 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com] 

우주 초기의 은하는 현재 우리 은하나 그 주변에 있는 은하와는 달리 새로운 별을 활발하게 생성했다.당시에는 별의 재료가 되는 가스는 풍부하고 별은 적었기 때문이다. 과학자들은 이런 은하 가운데서 특히 별이 많이 생성되는 은하를 '스타버스트 은하'라고 불러왔다.그런데 최근 기존의 스타버스트 은하를 뛰어넘는 '초스타버스트 은하(hyper-starburst galaxy)'가 발견됐다. 지구에서 127억 광년 떨어진 은하인 SPT0346-52가 그 주인공으로 현재 과학자들이 가진 가장 강력한 망원경을 사용해도 관측이 쉽지 않아서이를 연구한 과학자들은 강력한 중력이 렌즈 역할을 하는 중력 렌즈와 나사의 찬드라 X선 망원경, 세계 최대의 전파망원경인 ALMA 및 여러 망원경의 힘을 빌려 이 은하를 관측했다. 연구팀은 이 은하에서 매우 강렿간 자외선 파장을 발견했는데, 이는 새롭게 생성되는 별에서 나온 빛으로 추정된다. 연구팀은 거대 질량 블랙홀에서 나오는 에너지등 다른 원인을 배제하기 위해 X선 영역을 비롯한 다른 파장에서도 관측을 시도해서이 은하에서 나오는 빛이 새로운 별을 생성하는 과정에서 방출된 것이라는 증거를 발견했다. 연구팀의 추정으로는 이 은하에서는 매년 태양 질량의 4500배의 별이 탄생한다.많지 않은 것처럼 여겨질 수 있지만, 은하의 나이는 거의 우주 자체만큼 길다는 점을 생각하면 매우 많은 것이다. 1억 년 정도 이 속도로 별이 생성되면 벌써 태양 질량의 4500배의 별이 존재하게 된다.물론 이렇게 빠른 속도로 별이 생성되는 시기는 길지 않을 것으로 생각된다.시간이 지나면 원료가 되는 성간 가스가 고갈되기 때문이다.그러면 언젠가 우리 은하처럼 매년 태양 질량과 비슷한 수준의 별이 생성되는 평범한 은하가 될 것이다. SPT0346-52는 빅뱅 직후 10억 년 정도 된 아주 젊은 은하다.과학자들은 최신 관측기술을 총동원해서 이렇게 초기 은하의 비밀을 밝히기 위해 노력하고 있다.앞으로 차세대 망원경이 완성되면 아직 밝히지 못한 비밀도 하나씩 그 정체를 드러낼 것으로 기대된다.  [출처: 서울신문_나우뉴스, 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com]

한국의 인공태양으로 불리는 한국형 핵융합실험로인 '케이스타(KSTAR)'가 70초간 고성능모드(H-모드) 운전에 성공하면서 세계 최장 기록을 달성했다.수소연료 1g으로 석유 8t 분량의 에너지를 얻을 수 있는 '핵융합'기술 상용화에 필요한 중요 난관을 국내 연구진이 넘어선 것이다. 국가핵융합연구소는 14일 이번 성과를 발표하면서 H-모드 운전시간이 60초를 넘으면핵융합 과정에서 발생하는 고온의 플라스마가 불안정하게 요동치는 단계를 넘어서기 때문에 상용화에 근접한 기술력을 확보할 수 있다고 밝혔다.올해 초 중국의 핵융합실험로 '이스트(EAST)'가 세계 최초로 H-모드 운전시간 60초를 달성했는데,한국이 이를 넘어서면서 한중 간 핵융합 실험 전쟁도 치열해지고 있다. 박현거 핵융합연구소 KSTAR 연구센터장은 "70초를 운전한 만큼 상용화에 필요한 실험을 대부분 진행할 수 있는 300초 달성에도 한층 가속이 붙을 것"이라고 말했다. 핵융합은 태양이 빛을 내는 원리를 모방한 것으로 흔히 '인공태양'이라고 부른다.원자력발전보다 안전하고 효율도 몇 배 높지만 1억 도 이상의 플라스마를 진공상태에서 제어해야 하는 난제를 풀어야 한다. 현재 한국과 미국, 일본 등 7개국이 공동으로 상용화 직전 단계 실험시설인 '이터(ITER)'를 건설하고 있다.7개국은 핵융합 기술을 2040년대까지 상용화한다는 게 목표다.중국은 이보다 빠른 2030년대 상용화를 노리고 있다.  [출처: 동아사이언스, 권예슬 기자 yskwon@donga.com]

명왕성 표면에 선명하게 새겨진 '하트' 무늬가 10년 이내에 사라질 것으로 보인다.명왕성의 하트 무늬는 2015년 7월 15일 탐사선 '뉴 호라이즌스호'가 촬영해 보낸 사진으로 인해 알려졌다. 프랑수와 포르겟 프랑스 소르본대 연구원팀은 명왕성의 하트 지형이 어떻게 만들어졌는지 알아내기 위해컴퓨터 시뮬레이션 기술로 분석한 연구 결과를 과학저널 네이처 20일자에 게제했다. 연구팀은 명왕성이 태양의 근점과 원점을 오가며 생기는 계절, 대기의 영향 등을 수치화해 명왕성의 변화를 예측했다.그 결과 연구팀은 명왕성이 5만 년 전, 질소, 메탄, 일산화탄소 얼음으로 골고루 덮여있었으며,대기 변화에 따라 차츰 현재의 하트 모양으로 변해 온 것으로 추정했다. 이 추정에 따르면 현재의 하트 모양은 1988년경 3km 깊이의 한 분지에 질소, 메탄, 일산화탄소 얼음이 쌓이면서 얼음산이 만들어져 생겼다. 연구진은 또 10년 안에 이 얼음산이 녹아 지금의 하트 모양 얼음 지형이 그 모양을 다시 바꿀 것으로 예상했다. 포르겟 연구원은 "앞으로 명왕성을 연구자들이 관찰 결과를 바탕으로 우리 모델을 더 많이 검증해 나가야 할 것"이라고 밝혔다.  [출처: 동아사이언스, 신수빈 기자 sbshin@donga.com]

우주에는 천문학자들이 생각했던 것보다 10배나 많은 은하가 있다는 새로운 연구 결과가 나왔다. 영국 노팅엄대 물리·천문학부 크리스토퍼 콘셀라이스 교수팀은 허블우주망원경으로 촬영한 심우주 영상을 모아 3차원으로 변환했다.사진에는 별들이 2차원 평면에 배열돼 있지만 사실은 시간의 흐름에 따라 분포가 달라지는 3차원 공간에 있기 때문이다.연구팀은 3차원 이미지에서 은하의 개수를 셌다.또 망원경으로 촬영할 수 없는 우주 영역에 있는 은하의 개수를 추정할 수 있는 수학 모델을 만들었다. 분석 결과, 우주 초기에는 지금보다 단위 부피당 10배 이상의 은하들이 있었지만 시간이 흐르면서 은하들이 병합돼 현재에 이른 것으로 파악됐다.또 은하의 분포도 우주 전역에 균일하지 않았다.연구팀은 현재 관측 가능한 우주에는 이전가지 추정했던 것보다 10배 이상 많은, 1조 개가 넘는 은하가 있을 것이라고 분석했다.콘셀라이스 교수는 "이번 연구 결과로 우주의 구조가 어떻게 형성돼 왔는지 확인할 수 있었다"고 말했다. 연구결과는 논문 등록 웹사이트 '아카이브(ArXiv)'에 10월 11일에 게재됐으며, '천체물리학저널'에 발표된 예정이다.  [출처: 동아사이언스, 최영준 기자 jxabbey@donga.com]