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"블랙홀에서 '뭔가' 반대로 튀어나왔다" [우주로 간다]

과학자들이 제임스웹 우주망원경(JWST)을 통해 지구에서 5천400만 광년 떨어진 거대 블랙홀 '메시에87(M87)'에서 분출되는 거대한 제트 분출 현상을 포착했다고 과학전문매체 라이브사이언스가 15일(현지시간) 보도했다. 이번 관측으로 블랙홀 중심부에서 주 제트와 반대 방향으로 뿜어져 나가는 희미한 역제트의 선명한 모습이 확인됐다. 해당 연구 결과는 최근 국제 학술지 '천문학과 천체물리학(Astronomy & Astrophysics)에 실렸다. 거대 은하 메시에 87 중심에는 태양 질량의 약 65억 배에 달하는 초대질량 블랙홀이 자리하고 있다. 이 블랙홀에서는 빛의 속도에 가까운 고에너지 입자 흐름(아원자 입자 제트)이 분출되고 있다. 미국 뉴멕시코주에 있는 초대형 전파망원경 배열(VLA)의 이전 관측에 따르면, 이 제트는 이중 나선 구조를 하고 있으며 길이가 약 8천 광년에 달한다. 스페인 안달루시아 천체물리학 연구소 천체물리학자이자 해당 논문 공동 저자인 얀 뢰더는 "M87 제트는 지구와 비교적 가까우면서 스펙트럼 전 영역에 걸쳐 매우 밝아 제트 물리학을 연구하기 위한 이상적인 실험실”이라고 밝혔다. 이 블랙홀은 2019년 이벤트 호라이즌 망원경에 의해 사상 최초로 직접 촬영된 블랙홀로 주목 받았다. 이후 진행된 연구에서 이 블랙홀은 우주 속도 한계의 약 80%에 해당하는 속도로 회전하며, 블랙홀을 둘러싼 자기장이 불과 몇 년 만에 극적으로 변화한 것으로 나타났다. 이전까지는 전파, 가시광선, 자외선, X선, 감마선 등을 이용해 제트를 관측했으나, 전파와 가시광선 이미지를 연결하는 핵심 영역인 적외선대의 구조는 확인되지 않은 상태였다. 연구진은 JWST의 근적외선 카메라(NIRCam)가 2024년 6월에 촬영한 M87의 적외선 이미지를 사용해 제트를 연구했다. 먼저 은하를 모델링해 빛 방출을 제거하고 추가적으로 별과 먼지, 배경 은하를 제거해 제트 만을 분리해냈다. 이후 정제된 이미지로 4가지 적외선 파장 대에서 제트의 모든 개별 구조를 식별했다. 두 개의 단파장 이미지는 은하 중심 근처에 있는 HST-1이라고 불리는 제트의 가장 밝은 부분 중 하나를 고해상도로 포착했다. 이전 X선 연구에서 HST-1을 모델링한 결과, 두 개의 빛을 내는 영역으로 구성되어 있음이 발견됐는데, 이번 관측으로 이 구조가 직접 확인됐다. 한편 장파장 이미지는 주 제트와 반대 방향으로 분출되는 희미한 C자 모양 역제트를 보여준다. 연구진은 “역제트는 전파 사진에서도 보이지만, 이번 적외선 사진에서 얻은 선명도가 매우 인상적”이라고 밝혔다. 다양한 파장에서 사진을 지속적으로 촬영하면 제트가 우주 환경과 어떻게 상호작용하는지, 제트와 그 반대 물질이 어떤 물질로 구성되어 있는 지를 이해하는 데 도움이 될 것이라고 얀 뢰더는 밝혔다.

2025.10.16 10:24이정현

제임스웹, 토성 대기서 '이상한 구슬' 발견 [우주로 간다]

제임스 웹 우주 망원경(JWST)이 토성 대기에서 이상한 어두운 구슬 모양 구조를 발견했다고 과학전문매체 라이브사이언스가 22일(현지시간) 보도했다. 이번에 포착된 구조는 과학자들이 지금까지 본 적 없는 독특한 형태로, 정체는 밝혀지지 않았다. JWST의 근적외선 분광기(NIRSpec)가 토성 북극의 육각형 폭풍 위 대기를 관측하던 중 발견됐다. 연구진들은 대기층의 소용돌이 위에서 적외선 스펙트럼 대역의 방출을 관측할 수 있을 것으로 예상했으나, 뜻밖에 발견한 것은 어두운 구슬 모양이었다. 이들은 행성 전리층 내부의 전하를 띤 플라즈마 속에서 천천히 떠다니고 있었고, 그 아래 성층권에는 한쪽으로 치우친 별 모양의 구조도 함께 관측됐다. 이번 연구 결과는 지난 달 말 '지구 물리학 연구 회보(Geophysical Research Letters)'에 발표됐다. 톰 스탤라드 영국 노섬브리아 대학 천문학 교수는 "결과는 완전히 놀라웠다"라며, "이런 특징들은 전혀 예상치 못했고, 현재로서는 완전히 설명할 수 없다"고 밝혔다. 토성의 육각형 구조는 1980년 미국 항공우주국(NASA) 보이저 호가 처음 발견했고, 이후 2004년~2017년 토성을 탐사한 카시니호가 정밀하게 관측했다. 육각형 구조는 지름 약 2만9천㎞의 육각형 탑 형태로 행성 위에서 회전하며, 약 10시간마다 한 바퀴를 돈다. 과학자들은 이 현상이 토성 극지방을 순환하는 제트 기류와 토성 대기의 특성이 결합해 형성된 것으로 추정해왔다. 하지만, 정확한 발생 원리는 아직 규명되지 않았다. 이를 조사하기 위해 연구진은 JWST의 근적외선 분광기를 행성 표면 약 1천100km와 약 600km 상공에 위치하는 토성의 전리층과 성층권에 집중시켰다. 10시간 이상에 걸친 관측 결과 토성 전리층 전역에서 양전하를 띤 수소 분자(H3+)와 메탄 분자를 추적됐고, 이 과정에서 이상한 구조가 포착됐다. 스탤라드 교수는 "어두운 구슬은 토성의 자기권과 회전하는 대기 간 복잡한 상호 작용으로 인해 발생했을 수 있으며, 이는 토성 오로라를 발생시키는 에너지 교환에 대한 새로운 단서를 제공할 수 있다"고 말했다. 또, 성층권에서 관측된 비대칭 별 모양 패턴은 육각형 폭풍과 연관되어 있을 가능성도 제기됐다. 연구진은 이번 현상의 원인과 토성 대기에 미치는 영향을 이해하기 위해 JWST를 통한 후속 관측을 계획 중이다.

2025.09.23 14:00이정현

혈액 역류 막는 '벤트리', 제임스 다이슨 어워드 국내전 우승

링거에 간단히 부착해 사용할 수 있는 혈액역류 예방 장치 '벤트리'를 개발한 한양대학교 에리카캠퍼스 학생들이 '제임스 다이슨 어워드 2025' 국내전 우승을 차지했다. 다이슨은 국제 학생 엔지니어링 및 디자인 공모전 '제임스 다이슨 어워드 2025' 국내전 수상작 3팀을 10일 발표했다. '블룸'과 '오투스틱'이 입상작으로 선정돼 우승작과 함께 국제전 라운드에 진출한다. 의료 현장에서 수액 투여 중 혈액 역류가 발생하면 환자 안전은 물론 의료진 업무 효율에도 위협이 된다. 바쁜 환경에서는 의료진 대응이 늦어질 수 있고, 그 사이 환자는 감염, 혈전 발생, 심리적 불안 등 추가적인 위험에 노출될 수 있다. 이를 즉각적으로 감지하고 대응할 수 있는 솔루션이 거의 없는 상황에서, 환자의 위험을 줄이고 의료진의 업무 환경을 개선하기 위해 고안된 프로젝트가 바로 벤트리다. 벤트리는 수액 투여 중 혈액이 역류하는 순간을 실시간으로 감지해 즉시 차단하는 장치로, 빨대를 손으로 꼬집으면 액체의 흐름이 멈추는 원리에서 영감을 받았다. 호스에 부착된 초음파 센서가 역류를 감지하면 내부 압박 장치가 자동으로 작동해 호스를 부드럽게 눌러 역류를 막고, 동시에 수액 주입을 지속한다. 링거에 간단히 부착해 사용할 수 있는 구조로 설치와 비용 부담을 최소화했다. 환자는 혈액 역류로 인한 감염 위험과 불안을 줄이고, 의료진은 혈액 역류에 대한 사후 조치 부담을 덜어 의료 환경 전반의 안전성과 효율성을 개선할 수 있다는 점에서 긍정적인 평가를 받았다. 벤트리 팀은 "이번 수상을 발판 삼아 출품작을 더욱 발전시켜 많은 사람들에게 실질적인 도움을 주는 솔루션을 완성하고, 앞으로도 더 나은 세상을 만드는 도전을 계속해 나가겠다"라는 소감을 밝혔다. 국내전 우승팀에게는 제품 고도화 및 상용화를 위해 상금 5천 파운드가 수여된다. 블룸은 난임 시술 과정에서 매일 반복되는 자가주사를 쉽고 안전하게 투여할 수 있도록 돕는 휴대형 주사 보조 기기다. 기존 펜형 주사기나 프리필드 시린지 방식은 각도 오류, 손 떨림, 약물 온도 관리, 타인의 시선 등 사용자에게 부담을 줬다. 이를 해결하고자 반달형 캠 구조를 적용해 버튼 한 번으로 자동 주사가 가능하도록 설계했다. 자가주사 경험이 없는 사람도 한 손으로 안전하게 주사를 투여할 수 있다. 기기에 보냉 기능을 탑재해 최대 6시간 동안 약물 3개를 일정 온도로 휴대할 수 있어 약물의 안정적인 보관과 사용이 가능하다. 바늘이 외부로 노출되지 않도록 곡선형 디자인을 적용해 심리적 부담과 정서적 불안감을 줄였으며, 투여 시 환자의 일상과 자유를 보장하는 디자인 구현에도 집중했다. 블룸팀은 향후 실제 사용자 테스트를 통해 그립감과 사용성을 개선하고, 약물과의 호환성 및 의료기기 인허가를 위한 제약사 및 전문가와의 협업, 실사용 환경 검증을 단계적으로 추진할 계획이다. 오투스틱은 화재, 침몰, 매몰 등 질식의 위험에 노출된 재난 상황에서 쉽고, 빠르게 산소를 공급받을 수 있도록 개발된 무동력 산소 발생 장치다. 기존의 산소캔이나 양압식 공기호흡기는 압축 산소를 사용하기 때문에 열과 충격에 민감해 폭발 위험이 있으며, 장기간 보관이 어렵다는 한계가 있다. 오투스틱은 500ml의 물과 과탄산나트륨의 화학 반응을 통해 산소를 발생시키는 방식으로 압축 산소의 한계점을 보완하고자 했다. 동시에 기존 산소캔에 비해 10배 이상 많은 약 10리터의 산소를 생성할 수 있으며, 양압식 공기호흡기보다 작고 가벼워 휴대성과 범용성 측면에서 높은 평가를 받았다. 제품이 지속적으로 개선된다면 대피소, 지하철, 선박 객실 등 공공시설에 상시 비치가 가능해져, 여러 재난 상황에서 더 많은 사람들에게 실질적인 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다. 올해 제임스 다이슨 어워드 심사위원을 맡은 이화여자대학교 휴먼기계바이오공학과 류석창 교수는 "올해 수상작들은 우리가 일상에서 쉽게 간과할 수 있는 문제들을 포착해 창의적인 방식으로 풀어낸다"며 "의료 현장, 난임 치료, 재난 대응 등 사회 전반의 다양한 영역에서 긍정적인 변화를 이끌 잠재력을 지녔다"고 평가했다. 이어 "차세대 엔지니어와 디자이너들이 사회 문제를 발견하고, 이를 기술과 디자인으로 해결해 나가는 도전이 앞으로도 지속되길 기대한다"고 밝혔다. 이제 국내전 수상작 3팀은 제임스 다이슨 어워드 국제전에 진출해 전 세계 28개국의 수상작들과 경합을 치르게 된다. 전 세계 수상작들은 다이슨 엔지니어들의 심사를 거쳐 상위 20개 국제전 우승 후보작으로 선정되며, 결과는 10월 15일 공개된다. 상위 20개 후보작 중 최종 우승작은 다이슨과 다이슨 파밍의 창립자 제임스 다이슨이 직접 심사를 통해 선정하며, 결과는 11월 13일에 발표될 예정이다. 국제전 최종 우승팀에게는 3만 파운드의 상금이 수여된다.

2025.09.10 14:42신영빈

가장 오래된 블랙홀 발견…"크기도 태양의 3억 배" [우주로 간다]

제임스웹 우주 망원경(JWST)이 빅뱅 이후 5년, 지금으로부터 133억년 전에 존재했던 블랙홀을 발견했다고 라이브사이언스, CNBC 등 외신들이 12일(현지시간) 보도했다. 미국 텍사스대학 오스틴 캠퍼스 앤서니 테일러가 이끄는 연구진은 'CAPERS-LRD-z9'이라는 이름의 은하에서 블랙홀을 관측해 국제 학술지 '천체물리학저널 레터스(Astrophysical Journal Letters)'에 발표했다. 해당 논문 공동 저자 앤서니 테일러는 "블랙홀을 찾을 때 이는 과거로 갈 수 있는 최대치"라며, "우리는 현재 기술로 감지할 수 있는 것의 한계를 뛰어넘고 있다"고 밝혔다. CAPERS-LRD-z9는 초기 우주의 거대 질량 블랙홀을 품고 있으며, 붉은 빛을 내뿜는 작은 '리틀 레드 닷(Little Red Dot)'이라는 은하 유형이다. 리틀 레드 닷 은하는 빛이 먼 거리를 이동하면서 파장이 길어지는 적색편이 현상과 블랙홀 주변을 둘러싼 가스와 먼지로 인해 파장이 길어지며 붉게 보인다. 텍사스 오스틴 대학 천문학자이자 해당 논문 공동저자 스티븐 핑켈스타인은 "리틀 레드 닷 은하의 발견은 초기 JWST 데이터에서 아주 놀라운 일이었다. 허블 우주 망원경으로 관측한 은하와는 전혀 다른 모습이었기 때문”이라고 밝혔다. 이번에 관측된 블랙홀이 더 놀라운 점은 크기가 무려 태양의 약 3억 배, 질량은 태양의 3천800만 배에 달하며 우리 은하 중심에 있는 초대질량 블랙홀 '궁수자리 A*'보다 약 10배 더 무겁기 때문이다. 연구진들은 JWST와 빛을 여러 파장과 색으로 분리하는 분광학 기술로 이 블랙홀을 발견했다. 그들은 더 멀리 있는 블랙홀 후보군들을 발견했지만, 분광학을 통해 확인된 것 중 가장 오래된 블랙홀은 이것이라고 설명했다. 후속 연구를 통해 연구진은 먼 우주에서 이보다도 더 오래된 블랙홀을 찾을 예정이다. "JWST는 하늘의 아주 작은 영역만 관측할 수 있다"며, "그래서 우리가 하나를 발견하면, 저 너머에는 훨씬 더 많은 것이 있을 것”이라고 핑겔스타인은 밝혔다.

2025.08.13 14:18이정현

"영화 아바타의 판도라 행성?"…4광년 떨어진 외계행성 관측 [우주로 간다]

제임스 웹 우주망원경(JWST)이 지구에서 불과 4광년 떨어진 곳에서 새로운 외계행성을 관측했다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 7일(현지시간) 보도했다. 이 가스 행성은 우리 태양계에서 가장 가까운 항성 '알파 센터우리 A'를 공전하는 행성이다. NASA 제트추진연구소 연구진은 JWST의 중적외선 관측장비(MIRI)와 반사광을 차단해주는 코로나그래픽 마스크로 알파 센타우리를 촬영했다. 이를 통해 알파 센타우리 A보다 약 1만 배 더 어두운 이 행성을 발견해 새로운 외계행성 후보에 등록했다. 이 행성 후보는 알파 센타우리 A의 생명체 거주 가능 영역에 있지만, 가스 행성이기 때문에 생명체는 존재할 수 없는 것으로 알려졌다. 이번 발견은 영화 '아바타'와 맞물려 많은 관심을 모으고 있다. '아바타' 시리즈에 나오는 가상의 위성 '판도라'가 알파 센타우리 A를 공전하는 가스 행성 주위를 돌고 있는 것으로 설정돼 있기 때문이다. 과학적으로도 흥미로운 점이 많다. 이 행성은 모 항성으로부터 불과 2AU(지구와 태양 거리의 2배) 거리에 있다. 따라서 이 행성 후보가 실제 행성으로 확인된다면, 지금까지 관측된 외계 행성 중 모 항성에서 가장 가까운 거리에 위치한 행성이 될 것으로 보인다. 미국 항공우주국(NASA) 제트 추진 연구소 수석 과학자 찰스 바이크먼은 "우리와 매우 가깝기 때문에 이 외계 행성은 우리 행성계 외의 다른 행성계에 대한 데이터를 수집할 수 있는 최고의 기회가 될 것"이라고 설명했다. 알파 센타우리에는 지금까지 확인된 외계 행성이 두 개 있다. 둘 다 모두 적색 왜성인 프록시마 센타우리를 공전하고 있다. 이번에 관측된 가스행성 후보가 실제 외계 행성 목록에 오르기까지는 아직 갈 길이 남아 있다. 후속 관측에서 이 행성에 대한 추가적인 증거는 발견되지 않았다. 하지만, 컴퓨터 시뮬레이션 결과 이 행성은 알파 센타우리 A에 너무 가까워 사진으로 촬영할 수 없었을 가능성이 제기됐다. 연구팀은 JWST와 2027년 5월에 발사될 예정인 낸시 그레이스 로만 우주 망원경의 추가 관측을 통해 행성 존재를 확인할 예정이다. 해당 연구 결과는 최근 두 편의 논문을 통해 공개됐고 국제학술지 '천체물리학 저널 레터(The Astrophysical Journal Letters)에 실렸다.

2025.08.08 13:49이정현

눈 크게 뜬 '우주 올빼미' 등장…제임스웹 포착 [우주로 간다]

제임스 웹 우주망원경(JWST)이 고리 은하 충돌로 형성된 아주 희귀한 '우주 올빼미' 현상을 관측했다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 9일(현지시간) 보도했다. 중국 칭화대 밍규 리 박사가 이끄는 국제 연구진은 JWST 자료를 통해 지구에서 수 십억 광년 떨어진 곳에서 올빼미 얼굴 모양의 천체를 발견했다. 이번 연구 결과는 지난 달 논문 사전공개 사이트 아카이브(arXiv)에 실렸다. 이 올빼미는 두 개의 희귀한 고리 은하가 이례적으로 충돌해 형성된 것이다. 은하에는 우리 은하처럼 소용돌이 치는 나선 모양의 은하부터 일자 모양의 M82 은하와 같이 다양한 형태가 있다. 반지 모양의 고리 은하도 있는데 이번에 발견된 올빼미 은하는 작은 고리 은하가 큰 은하를 관통하면서 충격파로 인한 별과 가스가 중심 핵 주위의 고리 안을 밀어내면서 형성된다. 고리 은하는 지금까지 발견된 은하의 0.01% 정도로 아주 희귀하다. 하지만 올빼미 은하처럼 두 고리 은하가 충돌하는 형태는 훨씬 더 드물다. 이 현상을 '우주 올빼미(Cosmic Owl)'라고 부른다. 칭화대 천문학과 박사과정이자 이번 연구의 주저자인 밍규 리는 “공개된 JWST 데이터로 전파 소스를 분석하던 중 우연히 우주 올빼미를 발견했다”고 밝혔다. 연구 결과에 따르면, 이 두 고리 은하는 질량과 구조, 크기가 비슷하다. 각 은하의 지름은 약 2만 6천 광년으로 우리 은하 지름의 4분의 1 수준이다. 사진에서 각 고리 은하의 핵은 초대질량 블랙홀 주변에 오래된 별들로 빽빽이 들어차면서 올빼미의 눈을 형성하고 있다. 주황색 얼룩으로 보이는 올빼미 눈은 블랙홀 주위에 입자들이 달궈져 저에너지 전파부터 고에너지 X선에 이르기까지 전자기 스펙트럼 전역에서 방출하고 있다. 이를 '활동성 은하핵(AGN)'이라고 부른다. 두 은하가 합쳐져 올빼미 부리를 이루고 있는 곳은 격렬하게 별이 생성되는 곳이다. 연구진에 따르면, 두 은하의 블랙홀 질량은 각각 태양 질량의 약 6천700만 배, 2천600만 배다. 은하 충돌 시뮬레이션 결과, 두 은하의 충돌은 수 억 년 동안 지속될 예정이다. 연구진은 이 충돌이 3천800만 년 전에 발생했다고 추정하며, 이는 우주 올빼미의 얼굴이 오랫동안 남아 있을 가능성이 높다는 것을 의미한다고 외신들은 전했다. 연구진은 “우주 올빼미가 시각적으로 눈길을 끌 뿐만 아니라 은하 진화에 수반되는 여러 과정을 연구할 수 있는 뛰어난 자연 실험실"이기도 하다고 말했다.

2025.07.10 14:39이정현

제임스웹, 외계행성 직접 관측 첫 성공 [우주로 간다]

제임스 웹 우주 망원경(JWST)이 처음으로 관측에 성공한 새 외계행성 사진을 공개했다고 엔가젯, 스페이스닷컴 등 외신들이 25일(현지시간) 보도했다. 이번 연구 결과는 국제학술지 네이처에 실렸다. JWST가 태양계 바깥쪽의 외계행성 관측에 성공한 것은 이번이 처음이다. 외계 행성은 빛을 많이 내지 않기 때문에 일반적으로 모 항성을 지날 때 그림자를 추적하는 등 간접적인 방법으로 발견한다. 엔가젯은 "JWST가 직접 촬영을 통해 외계 행성을 발견한 것은 매우 중요한 사건"이라고 평가했다. 'TWA 7b'로 명명된 외계 행성은 지구에서 110광년 거리에 있다. 이 행성의 질량은 지구의 약 100배, 목성의 0.3배로 추정된다. 따라서 TWA 7b는 태양계 밖에서 직접 관측된 행성 중 가장 가벼운 것으로 알려졌다. 이 행성은 지구보다 모 항성에서 훨씬 더 멀리 떨어져 있기 때문에 수백 년에 달하는 더 긴 공전 주기를 가지고 있다. 행성의 나이는 약 600만 년으로 아주 어리기 때문에 행성계의 초기 발달 단계를 엿볼 수 있을 것으로 보인다. 참고로 우리 태양의 나이는 약 46억 년이다. TWA 7b는 망원경으로 직접 관찰할 수 있었던 이전의 모든 외계행성보다 10배 더 크기가 작다. 때문에 이 정도 크기의 행성은 망원경으로 볼 수 없다. 이유는 모항성에서 나오는 빛이 관측을 방해하기 때문이다. 프랑스 국립과학연구원(CNRS) 파리천문대 앤 마리 라그랑주 박사가 이끄는 연구진은 일식을 모방한 망원경 부착 장치를 특별 제작해 별에서 나오는 빛을 줄여 주변 천체를 더 쉽게 관측할 수 있었다. 이를 통해 모 항성 TWA 7의 원시행성원반 고리 속에 있는 TWA 7B를 관측했다. 최초의 외계행성은 1992년에 처음 발견됐고 그 이후로 약 6천 개의 외계행성이 더 발견됐다. 하지만 이 중 대부분은 직접 관측된 것이 아닌 간접적으로 발견한 것이다. 앞으로 뛰어난 관측 성능을 갖춘 JWST가 더 많은 관측을 진행하면서 앞으로 더 많은 행성이 발견될 가능성이 높다고 외신들은 전했다.

2025.06.26 09:29이정현

제임스 웹, 토성의 달 '타이탄'서 구름 사진 찍었다 [우주로 간다]

제임스 웹 우주 망원경(JWST)이 토성의 위성인 타이탄의 구름 증거를 포착했다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 최근 보도했다. 타이탄은 토성에서 가장 큰 위성이며, 태양계에서는 목성 가니메데에 이어 두 번째로 큰 달이다. 탄화수소 화합물 등을 포함한 바다와 호수를 지니고 있어 지구 외 천체 중 태양계서 지표면에 안정적인 액체를 보유한 천체로 알려져 있어 전 세계 과학자들은 타이탄을 주목하고 있다. 미 항공우주국(NASA)·유럽우주국(ESA) 연구진은 2022년 11월, 2023년 7월 JWST과 미국 하와이에 있는 WM 켁 천문대의 도움을 받아 타이탄 북반구의 대기에서 따뜻한 공기가 상승해 수증기가 올라가며 구름을 형성하는 '구름 대류'의 증거를 발견했다. 타이탄 남반구에서는 이전에도 구름이 관측된 적이 있지만, 바다와 호수 대부분이 위치한 북반구에서는 관측된 적이 없다. 해당 연구 결과는 최근 국제학술지 '네이처 천문학(Nature Astronomy)'에 발표됐다. 해당 연구에 참여한 NASA 고다드 우주비행 센터 코너 닉슨은 "타이탄은 지구와 같은 기상 조건을 가진 유일한 태양계 천체다. 표면에 구름이 끼고 비가 내린다"고 성명을 통해 밝혔다. 과학자들은 이번 연구 결과가 타이탄의 미스터리를 푸는 데 도움이 될 수 있다고 보고있다. "JWST는 지상 관측과 함께 타이탄 대기에 대한 귀중한 새로운 통찰력을 제공하고 있으며, 향후 토성을 방문하는 유럽 우주국(ESA) 임무를 통해 훨씬 더 자세히 조사할 수 있기를 기대한다"고 논문 공동 저자 ESA 토마스 코넷은 밝혔다. 이번에 JWST는 타이탄 북반구에서 구름 관측 외에도 새로운 유기분자 '메틸 래디칼(methyl radical)'을 발견했다. 타이탄의 호수와 바다는 메탄으로 가득 차 있기 때문에 이 화합물은 타이탄의 여러 화학 반응에서 핵심적인 역할을 할 것으로 예상되고 있다. 고다드 우주비행센터의 천체화학자이자 해당 연구 공동 저자인 스테파니 밀람은 “밀가루와 설탕이라는 원재료만 보고 그 다음 케이크를 보는 대신에 오븐에서 부풀어 오르는 케이크를 처음으로 볼 수 있게 됐다"고 이번 관측에 대해 비유했다. NASA는 타이탄을 직접 탐사하기 위해 '드래곤플라이(Dragonfly)'라는 임무를 계획 중이다. 드래곤플라이는 2028년 스페이스X 팰컨 헤비 로켓에 실려 발사돼 2034년 타이탄에 도착할 예정이다. 이를 통해 타이탄의 잠재적 거주 가능성을 연구하고, 생명체의 흔적을 찾아낼 예정이다.

2025.05.17 10:10이정현

"눈부시다"…제임스 웹, 목성서 빛나는 오로라 포착 [우주로 간다]

최고 적외선 관측 능력을 자랑하는 제임스웹 우주망원경(JWST)이 목성 북극을 수놓은 오로라 현상을 포착했다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 12일(현지시간) 보도했다. 해당 연구 결과는 이날 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 발표됐다. 지구 오로라처럼 목성의 오로라도 태양에서 태양풍을 통해 불어온 고에너지 입자가 상층부 대기에 도달한 후, 자기장에 의해 극지방으로 이동하면서 생성된다. 하지만 목성 오로라의 경우 지구 오로라보다 수백 배 더 밝게 빛난다. 연구진들은 목성 오로라 자료를 수집하며 목성 오로라가 얼마나 역동적이고 강렬한 지를 알고 놀랐다고 밝혔다. 해당 논문 주저자 영국 레스터 대학 조나단 니콜스는 성명을 통해 "오로라가 얼마나 빨리 변하는지 보고 싶었다"면서 "15분 정도에 걸쳐 천천히 나타났다 사라지기를 반복할 것으로 예상했다. 하지만 실제로는 오로라 영역 전체가 빛으로 펑펑 터지고 때로는 초 단위로 변하는 모습을 관찰했다"고 설명했다. 니콜스와 그의 팀은 JWST의 근적외선(NIRCam) 카메라와 허블 망원경의 자외선 센서를 사용해 목성 오로라의 세부 모습을 촬영했다. 공개된 사진은 2023년 12월 25일 JWST가 촬영한 것이다. 니콜스는 "이상하게도, JWST가 관측한 가장 밝은 빛은 허블 망원경의 사진에는 존재하지 않았다. 이는 우리를 어리둥절하게 만들었다"며, "웹과 허블이 관측한 밝기 조합을 일으키기 위해서는 대기에 충돌하는 매우 낮은 에너지의 입자들을 다량 조합해야 하는데 이는 과거에는 불가능하다고 여겨졌다. 우리는 아직 이것이 어떻게 일어나는지 이해하지 못하고 있다"고 강조했다. JWST는 2022년에도 목성 오로라를 촬영한 바 있다. 이 이미지에는 목성과 목성의 작은 위성인 아말테아와 아드라스테아 주변의 희미한 고리도 나타났다. 연구진은 허블 망원경과 JWST를 모두 사용해 목성 오로라 현상을 계속 연구해 오로라를 유발하는 에너지 입자들이 목성 대기에 어떻게 도달하는지 살펴볼 예정이다. 이를 통해 목성의 자기권을 포함해 목성 주변 우주 공간에 대한 새로운 정보를 밝혀낼 수 있을 것으로 보인다.

2025.05.13 13:58이정현

죽어가는 별, 우주에 모래시계 만들었다 [우주로 간다]

지구에서 1천500광년 떨어진 곳에서 죽어가는 별을 최고의 적외선 관측 능력을 자랑하는 제임스웹 우주망원경(JWST)이 포착했다고 IT매체 디지털트렌드가 14일(현지시간) 보도했다. 미국 항공우주국(NASA)은 JWST의 최첨단 중적외선 관측장비(MIRI)를 사용해 NGC 1514의 상세한 이미지를 촬영했다며 관련 사진을 최근 공개했다. 사진에서 마치 모래시계 모양처럼 보이는 고리 모양 두 개를 확인할 수 있다. NGC 1514 성운은 지구에서 1천 500광년 떨어진 황소자리에 위치해 있으며, 반짝이는 구슬처럼 보여 '수정 구슬 성운'이라고도 불린다. 이 성운의 특이한 모양은 죽어가는 별의 변화로 만들어졌다고 연구진은 설명했다. NASA 제트추진연구소(JPL) JWST MIRI 연구원이자 프로젝트 과학자 마이크 레슬러는 "제임스웹 이전에는 이 물질의 대부분을 감지할 수 없었고, 하물며 이렇게 명확하게 관측하는 것은 더욱 불가능했다"고 밝혔다. 그는 2010년 NASA 광시야 적외선 탐사선(WISE)의 이미지를 분석해 NGC 1514 주변의 고리를 발견하기도 했다. "MIRI 자료를 통해 이제 이 성운의 난류 특성을 포괄적으로 조사할 수 있다"고 설명했다. 이 성운이 모래시계 모양의 특별한 모양을 한 이유는 성운 중심부에 있는 한 쌍의 별 때문이다. 이 두 별 중 하나가 연료가 고갈돼 부풀어 오른 다음 먼지와 가스 층을 배출한 후 최후에 핵만 남아 백색왜성이 됐다. 이 왜성은 항성 상층부에서 분출되는 입자 흐름인 '항성풍'이라는 약하지만 빠른 물질을 분출하는데 이 물질들이 주변 물질의 모양을 형성한다. 이 항성계를 오래 연구해 온 스페인 카나리아 제도 천체물리학연구소(IAC) 데이비드 존스는 "이 별이 물질을 잃으며 많은 시간을 보냈을 때, 동반성이 아주 가까이 다가왔을 수 있다"라며, "이런 상호작용은 예상치 못한 형태를 만들어낼 수 있는데 이는 동그란 구를 만드는 대신 이러한 고리를 형성했을 수도 있다"고 설명했다. JWST의 관측 결과를 보면, 고리가 단단하지 않다는 것을 확인할 수 있다. 어떤 부분은 흐릿하고 어떤 부분은 다른 곳보다 두껍다. 마이크 레슬러는 "고리는 주로 작은 먼지 입자로 이루어져 있다고 생각한다"며, "이 먼지 입자들이 백색 왜성에서 나오는 자외선에 닿아 가열돼 MIRI에서 관측할 수 있을 만큼 따뜻해진다고 본다"고 밝혔다.

2025.04.15 20:56이정현

슈퍼컴퓨터로 45년만에 은하모양 변화 비밀 풀다

우리나라와 영국, 프랑스 연구진이 국내 슈퍼컴퓨터를 이용해 우주 은하의 모양이 변하는 과정 일부를 45년 만에 규명해 화제다. 한국천문연구원(원장 박장현)은 우주진화연구센터 홍성욱 책임연구원과 고등과학원 박창범 교수가 주도하는 국제 공동 연구진이 세계 최대 규모 우주 시뮬레이션인 '호라이즌 런 5'(HR5)로 은하단 내 은하의 모양이 변화하는 규칙성의 기원을 밝혀냈다고 31일 밝혔다. 이 메커니즘 규명에는 한국과학기술정보연구원(KISTI)가 보유한 슈퍼컴퓨터 5호기(누리온)가 이용됐다. HR5는 한국천문연구원과 고등과학원, KISTI 등 국내 연구진이 주도하고, 프랑스와 영국 연구진이 공동으로 참여했다. 이 시뮬레이션(모의실험)은 3조 광년 크기의 가상 우주를 구축하고, 약 30만 개의 은하 역사를 추적할 수 있다. 연구팀은 이번 연구에서 HR5를 활용해 160개의 은하단 내에 있는 은하 4천5백여 개의 형성 과정을 추적했다. 그 결과, 우주 생성 초기에는 대부분 나선은하만 존재했으나 은하단 중심부에서 은하들이 서로 충돌하면서 나선형에서 타원형으로 변하는 모습을 포착했다. 충돌 초기에는 은하의 모양이 나선형으로 다시 돌아왔지만, 반복적인 충돌과 병합을 거치며 점차 타원형으로 고정됐다. 그 결과 약 60억 년 전 은하단 중심부에는 타원은하의 비율이 높았다. 한편, 타원은하로 변하지 못한 일부 나선은하의 경우, 별이 태어나는 활동이 점차 감소해 렌즈형 은하로 전환됐다. 천문연 홍성욱 책임연구원은 “은하단을 연구하면 최초의 천체가 언제 어떻게 생성되는지, 은하가 어떻게 서로 영향을 주고받으며 변화하는지 그리고 우주의 전체 구조를 이해할 수 있다”며 “이번 연구는 은하단 내 은하의 모양에서 규칙성이 관측된 지 45년 만에 그 원인을 밝혀냈다”고 밝혔다. 연구진은 앞으로 은하단뿐만 아니라 우주의 다양한 환경에 존재하는 은하의 형태 규칙성과 그 원인을 연구해나갈 예정이다.

2025.03.31 13:42박희범

제임스웹, 놀라운 '아인슈타인 반지' 포착 [우주로 간다]

최고의 적외선 관측 능력을 자랑하는 제임스웹우주망원경(JWST)이 희귀한 우주현상인 '아이슈타인 고리(반지)'를 포착했다고 과학전문매체 라이브사이언스가 최근 보도했다. 아인슈타인 고리는 서로 떨어진 위치에 있는 두 개의 은하가 가지런히 위치한 것처럼 보이는 것으로, 아인슈타인의 상대성 이론 중 '중력렌즈 효과'와 연관이 있다. 앞에 위치한 은하의 중력으로 인해 뒷쪽 은하의 빛이 렌즈를 통해 보는 것처럼 휘어져 왜곡되고 확대돼 보이는 현상이다. 이 사진은 27일(이하 현지시간) 유럽우주국(ESA)과 캐나다우주국이 공개한 것이다. 아인슈타인 반지 중심에 있는 타원 은하는 SMACSJ0028.2-7537이라는 은하단에 속해 있는 은하며, 타원 은하를 감싸고 있는 나선형 모양의 은하는 앞 은하의 영향으로 휘어져 보인다. 유럽우주국(ESA)은 "이 효과는 너무 미묘해 잘 관측되지 않으나, 천문학적 규모로 엄청난 빛의 곡률을 다루면 때때로 명확하게 관측할 수 있다"고 밝혔다. 이 사진은 JWST의 근적외선 카메라 장비로 촬영됐으며 허블 우주망원경의 광시야 카메라 3과 고급 탐사 카메라 데이터도 포함되어 있다. "빛이 은하계를 통과하면서 이미지가 왜곡되었으나 개별 성단과 가스 구조는 선명하게 보인다"고 ESA는 설명했다. 이런 중력렌즈 효과는 천문학자들이 우주를 더 잘 이해하는 데에도 도움이 된다. 오래 전에 존재했던 먼 은하에서 방출된 빛은 너무 희미해 지구에서 관찰할 수 없다. 하지만, 강력한 중력 렌즈는 은하를 확대시켜 더 크고 밝게 보이게 하며, 과학자들이 빅뱅 이후 형성된 오래 전 은하를 연구할 수 있게 한다. ESA는 "이와 같은 천체는 다른 방법으로는 볼 수 없는 너무 희미하고 먼 은하를 연구하는 데 이상적인 실험실"고 설명했다.

2025.03.29 09:02이정현

해왕성 오로라 최초로 관측…"제임스웹이 해냈다" [우주로 간다]

미국 항공우주국(NASA) 제임스웹 우주망원경(JWST)이 처음으로 해왕성에서 오로라 현상을 포착했다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 26일(현지시간) 보도했다. 이번 관측은 작년 6월 JWST의 근적외선분광기(NIRSpec)를 사용해 이뤄졌다. 근적외선분광기는 천체가 흡수하거나 방출하는 빛을 분석하는 기구로 빛의 다른 파장을 분석해 천체의 온도나 질량, 화학 성분과 같은 주요 특성을 파악할 수 있게 해준다. 영국 레스터 대학에서 해당 연구를 수행한 노섬브리아대학 헨릭 멜린은 성명을 통해 "해왕성의 오로라 현상을 이미지화하는 것은 JWST의 근적외선 감도로만 가능했다"며, "오로라를 보는 것뿐만 아니라 디테일과 선명함에 정말 놀랐다"고 밝혔다. 이번 연구결과는 최근 국제학술지 '네이처 천문학'에 공개됐다. 태양계에 행성 중에서는 자전 속도가 느린 수성과 금성을 제외하고 지구를 비롯해 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성에서 오로라가 발생한다. 그 동안 지구 바깥 쪽 행성 중 목성과 토성, 천왕성의 오로라 관측엔 성공했으나 해왕성 오로라는 관측하지 못한 상태였다. 하지만, 이번 관측으로 모든 태양계 행성들의 오로라 관측에 성공했다. 지구, 목성, 토성에서 발생하는 오로라는 주로 극지방에서 나타나지만 해왕성의 경우 다른 행성과 달리 기울기가 많이 기울어져 있어 자기장의 특성이 달라 중외도 지역에서 발생한다. 연구진은 근적외선분광기로 해왕성 전리층의 자세한 이미지를 촬영했다. 여기서 삼중수소 양이온(H₃⁺)이 방출되는 것을 확인해 오로라를 관측할 수 있었다. JWST 과학자 하이디 하멜은 "삼중수소 양이온은 모든 가스 행성에서 오로라가 일어난다는 명확한 신호였으며, 우리는 해왕성에서도 같은 것을 관측할 것으로 예상했다”며, “JWST을 통해서 마침내 그것을 확인했다”고 밝혔다. 연구진은 이번 관측으로 해왕성의 온도도 측정할 수 있었다. 이는 과거 1989년 보이저 2호의 해왕성 근접비행 이후 처음이다. 그 결과 해왕성 온도는 과거 보이저 2호가 측정한 온도보다 수백도 더 낮은 것으로 나타났다. "해왕성의 상층 대기는 (그 기간 동안) 수백 도 식었다"고 연구진은 밝혔다. 해왕성 온도의 하락은 오로라 관측이 어려운 이유를 설명해 주기도 한다. 온도가 높을수록 더 많은 에너지를 가진 입자와 충돌하기 때문에 오로라가 더 밝아지고 온도가 낮을수록 오로라도 약해진다. 천문학자들은 앞으로도 JWST로 해왕성을 계속 연구하여 태양계에서 가장 먼 행성인 해왕성에 대한 더 깊게 이해할 예정이다.

2025.03.27 13:41이정현

제임스웹 '우주 토네이도' 찍었다 [우주로 간다]

최고의 적외선 관측 능력을 자랑하는 제임스웹우주망원경(JWST)이 지구에서 약 630광년 떨어진 카멜레온 별자리에서 'HH49/50'라는 천체를 촬영해 공개했다고 IT매체 기즈모도가 24일(현지시간) 보도했다. 지구 남반구 하늘에서만 보이는 카멜레온 별자리에 위치하고 있는 이 천체는 별 형성 초기의 혼란스러운 아름다움을 엿볼 수 있는 기회를 제공한다. HH49/50는 새로 태어난 별이나 원시별에서 만들어진 빛나는 가스와 먼지 구름의 집합체다. 어린 별에서 엄청난 속도로 분출된 대전 입자들이 주변 가스와 먼지를 밀어내면서 토네이도 모양을 만들어낸다. JWST 연구진들은 이 구름 복합체가 과거 태양이 형성된 환경과 유사할 가능성이 높다고 밝혔다. 2006년 미국 항공우주국(NASA)은 지금은 은퇴한 스피처 우주망원경으로 이 천체를 관측해 공개한 적 있다. 당시 소용돌이치며 나선형으로 감아 올라가는 모습에 '우주 토네이도'라는 별명이 붙었었다. 과거 HH 49/50은 초당 100~300km의 속도로 지구와 멀어지고 있다고 알려졌다. 이번에 촬영된 HH49/50 이미지는 JWST의 근적외선 카메라(NIRCAM)와 중적외선 기기(MIRI)를 사용하여 촬영된 것으로, 이 천체에 있는 수소, 일산화탄소 및 에너지가 있는 먼지 입자의 분포를 잘 나타내고 있다. 이 데이터는 향후 고속으로 분출되는 대전 입자들의 속성과 주변 물질에 미치는 영향을 모델링하는 데 도움이 될 것으로 보인다. 과학자들은 이 천체에 에너지를 공급하는 곳이 HH49/50으로부터 약 1.5광년 떨어진 원시별 'CED 110 IRS4'이라고 의심하고 있다. 이 별의 나이는 수 만~100만 년 정도로 여전히 성장 중이며 주변 원반에서 물질들을 끌어들이고 있다. JWST는 HH 49/50 천체 왼쪽 쪽 끝 부분에 또 하나의 은하도 함께 촬영했다. 이 은하는 HH 49/50보다 훨씬 더 멀리 있는 것으로 보인다. JWST 팀은 이미지를 공개하며 "제임스 웹이 이 두 개의 관련 없는 물체를 운 좋게 일렬로 포착했다”며, "향후 수천 년에 걸쳐 HH 49/50의 가장자리는 바깥쪽으로 이동해 결국 멀리 있는 은하를 덮는 것처럼 보일 것"이라고 유럽우주국(ESA)은 밝혔다.

2025.03.25 15:49이정현

우주망원경 '스피어엑스' 28일 발사…3차원 은하지도에 10억 개 별 컬러로 담아

우리은하 10억 개의 별을 102개의 색으로 관측하고, 3차원 우주지도를 제작하기 위한 우주망원경이 발사된다. 우주항공청은 한국천문연구원과 미항공우주국((NASA) 등이 공동 개발한 우주망원경 스피어엑스가 오는 28일 낮12시(현지시간 27일 19시) 미국 반덴버그 우주군 기지에서 발사된다고 12일 밝혔다. 스피어엑스는 지상에서는 관측이 어려운 적외선을 볼 수 있는 우주망원경이다. 전체 하늘을 102가지 색으로 관측해 약 10억 개의 천체 물리 정보를 얻어 세계 최초로 적외선 3차원 우주지도를 제작하게 된다. 천문연 우주과학본부 정웅섭 우주천문그룹장은 "우리은하 내에 얼음 상태로 존재하는 물과 이산화탄소 분포를 지도화해 생명체가 존재할 수 있는 환경을 파악할 예정"이라고 설명했다. 정 그룹장은 "스피어엑스는 세계 최대 우주망원경 제임스웹에 비견된다"며 "제임스웹이 심우주를 좁고, 깊게 관측한다면 스피어엑스는 제임스웹 대비 1000배 정도 더 넓게, 멀리 보는데 유리하다"고 부연설명했다. 스피어엑스는 최대 70~80억 광년까지 관측 가능하다. 망원경 직경은 20m다. 관측위치는 태양동기궤도로 고도 약 650km에 설치된다. 스피어엑스는 또, 은하 별 분포를 측정해 빅뱅 직후 일어난 인플레이션(급팽창 순간, 10의 -32승)에서 우주가 급팽창한 이유와 배경 등의 단서를 얻을 것으로 기대했다. 이외에 그동안 볼 수 없었던 어두운 은하의 빛의 총량을 측정해 은하 형성과 진화의 비밀을 풀어갈 계획이다. NASA 중심 2만여 연구자 참여...국내선 150억 투입 400명 참여 스피어엑스는 지난 2019년부터 시작된 2천800억 원 규모의 NASA 중형 탐사 망원경이다. 캘리포니아 공과대학(칼텍) 이 주관한다. 제트추진연구소(NASA JPL),BAE 시스템즈 등 12개 기관 2만여 연구인력이 참여한다. 국내에서는 우주청 산하 천문연과 서울대, 경북대 등이 참여한다. 민간부문에서는 에스에이티, 포토닉스 등이 기여했다. 이들은 영하 220도의 우주환경을 구현하는 극저온 진공챔버를 개발하고, 우주망원경의 광학 및 분광 성능 테스트와 관측 자료를 처리할 소프트웨어 등을 개발했다. NASA 과학임무국 니키폭스 국장은 화상 줌회의를 통해 "스피어엑스의 핵심 기술은 영상분광 탐사 기술"이라며 "넓은 영역을 촬영하는 '영상관측'과 빛의 밝기를 파장별로 측정하는 '분광관측'이 결합된 기술"이라고 설명했다. 니키폭스 국장은 “전 우주를 102개 색깔로 관측하는 것은 세계 처음으로 이루어지는 획기적인 시도”라고 말했다. 한편 스피어엑스가 탑재될 발사체는 팰컨9 v1.2 블록5다. 549톤으로 높이만 70m다. 1,2단 액체 추진체로 지구 저궤도의 경우 2만2천800킬로그램까지 밀어 올릴 수 있다. 스피어엑스와 함께 태양에너지 분석용 위성 '펀치]도 함께 탑재된다. 윤영빈 우주항공청장은 “영상분광 관측 기술을 우리 연구진이 NASA와의 협력해 개발하고 활용한다는 점에서 큰 의미가 있다”고 말했다.

2025.02.12 12:34박희범

제임스 웹, 박테리아 크기 먼지 입자 촬영했다 [우주로 간다]

먼 우주에서 태어난 어린 별 주위의 작은 먼지와 가스를 촬영한 사진이 공개됐다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 최근 보도했다. 이 사진은 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 촬영한 '허빅 하로 30'(Herbig Haro 30, HH30)으로 알려진 천체 모습이다. 황소자리 별자리에 있는 불과 50만년 된 별 주위의 먼지와 가스를 촬영한 것이다. HH30은 별 형성 영역에서 발견되는 작은 성운으로, 사진에서 어린 별의 모습은 짙은 먼지 속에 가려져 있지만 별이 뿜어내는 강력한 바람과 빠르게 움직이는 제트 기류는 먼지 원반 근처의 가스와 먼지와 충돌해 충격파를 생성하며 아름다운 빛을 내고 있다. 유럽우주국(ESA)은 "먼지 입자들은 지름이 100만분의 1m에 불과해 단일 박테리아 크기"라고 밝혔다. 또 "좁고 밀도가 높은 먼지 층은 행성 형성 과정에서 중요한 단계다. 밀도가 높은 영역에서 먼지 입자는 서로 뭉쳐서 자갈을 형성하고 결국 행성 자체가 형성된다"고 설명했다. 이 먼지 입자들이 향후 향성으로 바뀔 가능성이 높다는 얘기다. 일본 도쿄대학 료 타자키가 이끄는 연구진은 JWST 관측치와 전파망원경 66개가 연결된 지상최대의 전파 망원경 ALMA, 허블 망원경 자료를 결합해 해당 천체의 다중 파장 원반 모양을 연구했다. 연구진은 원반에서 서로 중첩된 별개의 구조를 발견했고 원반 중심에서 90도 각도로 분출하는 고속 제트와 넓게 뻗어져 나오는 원뿔 모양의 유출도 확인했다. 이 데이터를 종합하면 HH30은 작은 먼지 입자들과 거대한 제트로 구성돼 새로운 행성을 만드는 데 중요한 역할을 하는 곳임이 확인됐다고 해당 매체는 전했다. 해당 연구 결과는 지난 3일 국제 학술지 천체물리학저널(The Astrophysical Journal)에 발표됐다.

2025.02.08 10:16이정현

제임스 웹, 114억 년 전 폭발한 '거대 초신성' 관측 [우주로 간다]

제임스 웹(JWST) 우주망원경이 지금까지 관측된 것 중 가장 오래된 초신성 중 하나를 관측했다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 15일(현지시간) 보도했다. 이번에 관측된 초신성은 'AT 2023adsv'로 지금으로부터 약 114억 년 전 초기 은하에서 폭발한 것으로 추정된다. JWST를 이용한 우주관측 프로그램 'JADES'의 팀원이자 미 우주망원경과학연구소(STScI) 연구원 데이비드 콜더는 지난 13일 미국 천문학회(AAS) 245차 회의에 참석해 "최초의 별은 오늘날의 별과 상당히 달랐다. 거대하고 뜨거웠으며, 거대한 폭발을 일으켰다”며 연구 결과를 공개했다. 해당 연구 결과는 논문 사전 공개 사이트 '아카이브'(arXiv)에 발표됐다. 연구진은 초신성 AT 2023adsv의 화학적 구성을 분석해 해당 초신성이 우주 초기 초신성 중 하나라는 것을 밝혀냈다. 초기 우주는 가장 가볍고 단순한 원소인 수소가 대부분을 차지했고 가벼운 헬륨도 약간 있었기 때문에, 당시 별에는 금속 함량이 부족하고 수명이 짧았으며 폭발 또한 강력했을 것으로 보인다. 데이비드 콜더는 “이 초신성이 오늘날 우리 태양이 살고 있는 환경과는 상당히 다른 환경에서 발생했을 것”이라며, “2023adsv는 거대한 별이었던 것으로 보이며, 아마도 우리 태양의 최대 20배에 달했을 것”이라고 설명했다. 또 초기 우주의 금속 함량이 부족한 환경에서 발생해 현대 우주에서 관찰되는 평균 초신성보다 약 2배 강한 에너지로 폭발했다고 덧붙였다. 미 항공우주국(NASA)은 차세대 우주 망원경 낸시 그레이스 로마 우주 망원경을 2026년 발사해 가장 초기의 가장 먼 우주 폭발을 찾는 데 도움을 줄 예정이다. 현재까지 JADES는 80개가 넘는 고대 초신성을 발견했다. "먼 초신성 폭발을 연구하는 것은 이 초기 은하와 개별 항성들을 탐험하는 유일한 방법”이라며, "엄청난 탐지 횟수와 초신성까지의 먼 거리는 이번 조사에서 얻은 가장 흥미로운 결과”라고 팀원이자 애리조나 대학 연구원 크리스타 드커시(Christa DeCoursey)는 성명에서 밝혔다.

2025.01.16 14:56이정현

"탈모 예방하는 쿨링헬멧"…다이슨 어워드 우승작 발표

다이슨은 항암 치료 후 탈모 예방을 돕는 쿨링 헬멧인 '아테나'가 국제 학생 엔지니어링 및 디자인 공모전 '제임스 다이슨 어워드 2024'에서 최종 우승했다고 13일 밝혔다. 제임스 다이슨 어워드는 차세대 엔지니어 및 디자이너 양성을 위해 개최하는 국제 공모전이다. 전 세계 30개국에서 동시 개최돼 일상의 문제를 해결하는 2천여 가지의 아이디어가 출품됐다. 올해 최종 우승작은 국제전 의료 부문과 지속가능성 부문에서 2팀이 선정됐다. 의료 부문에서는 항암 치료 후 탈모 예방을 돕는 쿨링 헬멧 '아테나'가, 지속가능성 부문은 재사용이 가능한 기상 관측 기구 '에어시드 라디오존데'가 우승을 차지했다. 반도체 활용한 두피 쿨링 헬멧 아테나는 항암 치료로 인한 탈모 방지를 돕는 두피 쿨링 헬멧이다. 아일랜드의 올리비아 험프리스가 어머니의 암 투병을 지켜보며 기존 탈모 예방 기술의 문제를 해결하고자 발명했다. 항암 치료를 받는 환자의 약 65~99%는 치료 과정에서 탈모 증상을 겪는데, 탈모 증상을 완화하기 위해 일반적으로 두피 쿨링 치료를 받는다. 시중의 두피 쿨링 치료는 비용이 매우 높을뿐더러, 해당 기술을 보유한 일부 병원에서만 사용 가능해 접근성이 떨어졌다. 아테나는 두피 쿨링 기술을 헬멧 형태의 기기에 새롭게 적용해 기존 요법의 효과를 유지하면서 비용과 시간을 절감하고 휴대성을 높였다. 헬멧에 탑재된 두피 쿨링 기술은 '펠티에'라는 저가 열전 반도체를 사용했다. 반도체가 물탱크를 냉각시켜 차가운 물을 머리 주위로 순환시킨다. 약 3kg의 무게에 휴대용 케이스와 다양한 머리 모양에 맞는 헤드피스로 구성돼 보관과 휴대가 편리하다. 전원을 계속 연결해야 하는 기존의 두피 쿨링 기기와 달리 배터리로 작동한다. 항암 치료 후 병원에 오래 머무를 필요 없이 환자가 원하는 장소와 시간에 맞춰 두피 쿨링을 직접 진행할 수 있다. 단풍나무 씨앗서 영감받은 기상관측 풍선 지속가능성 부문 우승작인 에어시드 라디오존데는 기존의 일회용 라디오존데가 엄청난 양의 플라스틱 및 전자 폐기물을 발생시키는 문제를 해결하고자 개발됐다. 싱가포르 기술 및 디자인 대학교의 연구원 셰인 키 흘라 윈과 다니엘 수피얀 빈 샤이풀이 발명했다. 전 세계 기상 관측소들은 일기 예보를 위해 매일 데이터 수집 장치인 라디오존데를 기상 관측용 풍선(웨더 벌룬)에 매달아 대기 중에 발사한다. 이 웨더 벌룬은 높은 고도에 도달하면 급격하게 추락하며 회수가 어려운 외딴 지역에 떨어지는 경우가 많았다. 이렇게 버려지는 라디오존데로 인해 1년에만 전 세계적으로 48톤의 전자 폐기물이 발생하는 것으로 추정된다. 에어시드 라디오존데는 단풍나무 씨앗에서 영감을 얻은 디자인으로 장치가 하강할 시에 방향과 속도 제어가 가능해 기기 회수 및 재사용이 용이하다. 단풍나무 씨앗은 비대칭적인 모양이 양력과 항력을 발생시켜 헬리콥터처럼 회전하면서 떨어진다. 우승팀은 이 원리를 적용해 장치가 나선형으로 회전하면서 낙하하도록 설계했다. 이를 통해 라디오존데의 낙하 속도를 느리게 만들어 지면 충돌 시의 손상을 방지하고, 회수하기 쉬운 지역에 착륙할 가능성을 높였다. 하강하는 동안 대기 데이터를 수집할 수 있는 것도 장점이다. 다이슨의 창립자이자 수석 엔지니어인 제임스 다이슨은 "제임스 다이슨 어워드는 약 20년 전, 대학생들이 일상에서 겪는 문제를 해결하도록 장려하기 위해 시작됐다"며 "학생들이 제시하는 실질적인 아이디어를 통해 일상의 문제를 해결하는 모습을 보는 것은 매우 고무적"이라고 말했다. 한편 두 우승작에는 각 3만 파운드(약 4천691만원)의 상금이 수여된다.

2024.11.13 21:25신영빈

지구 이웃별 '베가'를 둘러싼 거대 원반의 비밀은 [우주로 간다]

지구 밤하늘에서 밝게 빛나는 별 '베가'(Vega)를 둘러 싼 거대 원반에 대한 연구 결과가 발표됐다고 과학매체 라이브사이언스가 6일(현지시간) 보도했다. 베가는 1997년 영화로 만들어진 천문학자 칼 세이건의 공상과학소설 '콘택트(Contact)'에서 외계 신호의 발원지로 설정되면서 유명해진 별이다. 지구와 약 25광년 거리에 있으며 태양보다 2배 무거운 푸른 색 별이다. 지구에서 육안으로 관찰할 때 다섯 번째로 밝은 별로도 알려져 있다. 베가 주위에는 지름이 약 1천610억km에 달하는 먼지와 가스로 구성된 거대 원반이 둘러싸고 있다. 이는 태양이 생성된 직후인 지금으로부터 약 45억 년 전 태양계 행성을 탄생시켰던 태양 주위의 원반과도 비슷하다. 미국 애리조나 대학 연구진은 제임스 웹(JWST) 우주망원경의 중외선 관측장비 MIRI(Mid-Infrared Instrument)를 사용해 베가를 둘러싼 원반을 관찰해 연구 결과를 발표했다. 해당 논문은 이번 달 초 논문 사전공개 사이트 아카이브(arXiv)에 공개됐으며, 곧 국제학술지 '천체물리학 저널'(The Astrophysical Journal)에 소개될 예정이다. 연구진은 “먼지가 많은 베가 원반의 가장 선명한 이미지”라며, “행성의 흔적 없이 팬케이크처럼 매끄럽게 보인다”고 외계 행성의 흔적이 없다고 밝혔다. 해당 논문의 공동 저자 애리조나 대학 천문학자 안드라스 가스파르는 “베가의 원반은 엄청나게 매끄럽다”며, “다른 별 주위의 원반과는 다르기 때문에 신비한 시스템”이라고 설명했다. 연구진은 JWST 뿐 아니라 허블 우주망원경을 통해서도 베가를 관측했다. 두 망원경에서 촬영한 이미지 모두에서 베가 주변에서 어두운 띠가 자리한 것을 볼 수 있으나 이 띠는 외계 행성이 존재해 생긴 것이 아닌 방사선에 의해 더 작은 먼지 입자가 베가에서 더 멀리 날아간 결과라고 연구진은 추정했다. 연구진들은 베가와 크기, 나이가 비슷한 별인 포말하우트 주위의 원반도 관측했다. 두 항성은 비슷하게 보여야 하지만, 포말하우트의 원반에는 훨씬 더 크고 어두운 띠가 자리한다. 연구진은 이는 하나 이상의 외계 행성이 원반에 자리하며 주위의 파편을 제거했다는 신호라고 설명했다. 하지만 연구진들은 베가와 포말하우트가 다른 성질을 갖는 이유에 대해서는 밝혀내지 못했다. 애리조나 대학 천문학자인 케이트 수 연구책임자는 "의아한 점은 두 시스템에서 동일한 물리학이 작용한다는 것"이라며, "차이점은 무엇일까? 별 주위 환경이 그 차이를 만들었을까, 아니면 별 자체가 그 차이를 만들었을까?"라고 밝혔다. 그는 또 "외계 행성계의 범위와 다양성에 대해 다시 생각하게 만들었다"고 덧붙였다.

2024.11.07 15:13이정현

우주서 지구 노려보는 '피투성이 눈' 포착 [우주로 간다]

세계에서 가장 강력한 우주 망원경 2개가 깊은 우주에서 피에 젖은 눈처럼 보이는 한 쌍의 은하를 포착해 공개했다. 우주과학매체 스페이스닷컴은 31일(현지시간) 제임스웹 우주 망원경(JWST)과 허블 우주 망원경이 협력해 촬영한 'NGC 2207과 IC 2163'라는 이름의 두 은하의 사진을 보도했다. JWST 팀은 이미지를 공개하며 "이 은하계를 깊이 응시하라"고 말했다. 그러면서 "마치 살이 없는 얼굴 위로 피가 흐르는 것처럼 보인다. 눈처럼 보이는 핵의 길고 섬뜩한 시선이 극한의 우주 어둠 속에서 빛나고 있다”고 덧붙였다. 두 은하는 지구에서 약 8천만 광년 떨어진 '큰 개' 별자리에 있기 때문에 은하에서 내뿜는 빛이 지구에 도달하는 데 오랜 시간이 걸린다. 때문에 공개된 사진은 지금으로부터 아주 오래 전 두 은하의 모습이다. 오른쪽에 자리 잡고 있는 NGC 2207이 왼쪽에 있는 IC 2163의 질량을 흡수하고 있다. 이 두 은하는 서로 가까워지고 있으며 합쳐져 충돌하기까지 약 10억 년 가량이 걸릴 것으로 알려졌다. 좌측 사진은 자외선·가시광선 기반의 허블 우주망원경이 촬영한 사진이고 오른쪽은 중적외선 기반의 JWST가 촬영한 사진이다. 허블이 촬영한 사진에서 나선 은하의 중심을 둘러싼 영역은 파란색으로 빛나고, 중심 핵은 밝은 주황색으로 보인다. 이에 반해 JWST로 촬영된 사진은 은하를 둘러싼 먼지 영역이 흰색으로 보인다. 두 개의 나선 은하는 매년 우리 태양 크기의 새로운 별을 약 24개 정도 만들어 낸다. 이는 두 은하 사이의 상호 작용으로 가스가 휘몰아치기 때문이다. 또, 최근 이 은하에서 수십 년 동안 7개의 초신성들이 발견됐는데, 이는 50년에 한 번 꼴로 관측되는 우리 은하와 비교하면 높은 수치라고 해당 매체는 전했다.

2024.11.01 10:47이정현

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