우주

[99son]

우리가 살아가는 세계 -과학적 결과

1. 우주

Blackhole(graphic) NASA 2010 12 09

지구는 한 점 티끌로로 표시되지 못한다.

내가 있슴에 우주도 있는 것이라고? 너무나 오만한 생각!

우주는 그냥 있을 뿐, 인간의 존재나 생각따위는 먼지보다 작고 미약하다.

그렇다고 슬퍼하거나 노여워 말자. 의미를 찾는 것 자체도 그리 현명하지만은 않다.

배고플 때는 먹어야 하고, 피곤할 때는 쉬어야 하고, 또 졸릴 때는 잠을 자야 한다.

지구의 일부로 또 우주의 먼지로 떠돌아 다니는 것, 그것으로 족하다.

단지 그래도 더 먹겠다고 설치는 놈들이 한심할 뿐이다.

마음의 평화는 주위를 살피고 이해하고 적응하는 행위에서 올 수 있다.

무리한 욕심에서 벗어날 때, 그 때 평화로움이 가슴으로 찾아들 것이다.

산은 산이요 물은 물이라는 성철의 소회는 세상이치를 잘 표현한 것이다.

무소유라는 법정의 언행은 대중을 가르치려는 표현이었을 것이고,

종국에 법정은 그것이 부끄러워 자기 흔적을 모두 지우려 했을 것이다.

허나 그 행위도 한 인간으로서의 역활, 부끄러워 할 필요까지는 없다.

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[지성이 답한다]Q: 블랙홀이 별을 계속 삼키면 은하계는 사라지나

A: 우주팽창 여부따라 결과 달라져

《블랙홀이 별을 삼키며 빛을 내는 장면을 처음 포착했다는 소식을 접했다. 블랙홀이 이런 식으로 별과 모든 것을 삼키면 결국 우리 은하계는 없어지고 마는 것인가? 인간이 지금까지 알아낸, 블랙홀에 대한 실체는 무엇인가?

결론부터 간략하게 말한다면 우주가 현재와 같은 팽창을 계속할 경우 블랙홀은 은하 내부 별들을 모두 삼킨 후 스스로 사라질 운명을 가지고 타고났다. 하지만 우주의 정확한 미래는 아무도 모른다.

우리 은하 중심부에는 거대 블랙홀이 자리 잡고 있으며, 은하 내부의 모든 별은 블랙홀을 중심으로 회전하고 있다. 그리고 현재 우주는 가속 팽창하고 있다. 은하 중심의 블랙홀로 빨려 들어가는 별들의 운명은 우주가 현재와 같은 팽창을 계속할 것인가에 달려 있다.

먼저 우주가 현재와 같은 비율로 영원히 팽창하는 경우를 생각해보자. 블랙홀 주위를 도는 별들은 중력파를 방출하면서 회전에너지를 잃어버리고 블랙홀로 점점 다가가서 결국은 블랙홀에 흡수될 것이다. 중력파는 질량을 가진 물체가 가속 운동을 할 때 방출되는데, 전하를 가진 전자를 흔들어 주면 전자기파가 방출되는 것과 비슷한 원리이다. 태양과 같은 위치에 있는 별이 중력파를 방출하면서 우리 은하 중심의 블랙홀로 흡수되기까지 걸리는 시간은 우주 나이에 비해 너무 길어서, 태양이 그 수명을 다하여 백색왜성이 될 때까지 중력파 방출로 줄어드는 거리는 거의 무시할 만하다. 결국 주위의 물질과 함께 백색왜성으로 블랙홀에 흡수될 것이다.

다른 한편으로 블랙홀도 호킹 복사에 의해 빛을 방출하여 에너지를 잃어버리는 것으로 알려져 있다. 우리 은하 중심의 블랙홀은 현재 주위로부터 흡수하는 물질이 너무 많아 호킹 복사는 무시할 수 있다. 은하 중심의 블랙홀이 은하의 모든 물질을 삼킨 후에는, 블랙홀이 흡수할 수 있는 에너지는 우주 배경 복사만이 남게 된다. 우주가 현재와 같은 팽창을 계속한다면, 이때 호킹 복사에 의해 방출되는 에너지가 우주 배경 복사를 통해 흡수하는 에너지보다 많으므로 블랙홀은 호킹 복사를 통해 빛은 방출하면서 에너지를 잃어 궁극적으로 우주에서 사라지게 된다. 즉, 블랙홀은 은하의 모든 별을 삼킨 후에 스스로 우주에서 사라지는 운명을 타고난 것이다. 이후 우주는 블랙홀 대신 빛, 전자, 양전자와 같은 입자들로 채워지게 될 것으로 예상된다

하지만 블랙홀이 은하 전체를 흡수하기 전에, 또는 호킹 복사를 통하여 사라지기 전에 우주가 팽창을 멈추고 수축을 한다면 수축 시점과 수축 속도에 따라 블랙홀과 은하의 운명도 달라지게 된다. 한 예로, 우주가 수축을 계속하여 한 점과 같이 된다면 어떻게 될까? 이 경우에는 전혀 다른 문제에 부닥치게 된다. 양자역학에 의하면 질량이 큰 물체는 매우 작은 공간 안에 가두어 둘 수 없다. 좁은 공간에 가두어 두려고 하면 에너지가 너무 커서 어디로 달아날지 모르게 된다. 이 경우에는 블랙홀의 정의 자체가 애매해진다. 상대론과 양자역학으로 정확히 기술할 수 없는 특이 상태에 궁극적으로 도달하게 되는 것이다. 이러한 현대물리학의 한계에 도전하는 노력이 초끈이론과 양자중력이론으로 이어지고 있으며, 현재 세계적으로 활발한 연구가 진행되고 있다

현재 우주는 가속 팽창을 하고 있고, 당분간 가속 팽창을 지속할 것으로 예상되지만 아주 먼 미래 우주의 모습은 현재로서는 아무도 예측할 수 없다.

이창환 부산대 물리학과 교수
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Black hole eats star

From the left, a giant black hole seemingly swallows a star dubbed “Swift J1644+57,” in the circle. The star’s light weakens as time passes.

The phenomenon was discovered for the first time in the world by an international joint research team consisting of a total of 58 researchers from six countries, including seven Korean scientists from Seoul National University and the Korea Astronomy and Space Science Institute.

In an article published on the Aug. 25 issue of weekly science journal Nature, they wrote that they discovered a mega mass black hole 3.9 billion light years away that continuously emits light for several months after swallowing stars. It was spotted March 28 this year by NASA’s Swift satellite

The researchers collected almost all data in the scope of visible and near infrared light, X-rays and gamma rays using five telescopes including the 1.8-meter telescope at the Mount Bohyeon Optical Astronomy Observatory of an astronomical institute in Yeongcheon County, North Gyeongsang Province, and a four-meter infrared ray telescope in Hawaii called UKIRT.

Scientists have assumed since 1975 that if stars near a mega mass black hole, they will suddenly generate light while they break into pieces and are swallowed by the great gravity of the black hole.

(Photo courtesy of SNU, Story by Lee Keun-young)

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태양 210억 개 무게의 블랙홀 발견(NYT)

허블망원경 측정결과 괴물블랙홀은 은하 한가운데 있어

[아시아경제 박희준 기자]천문학자들이 지금까지 발견된 블랙홀 가운데 가장 크고 가장 악성의 블랙홀을 측정했다고 뉴욕타임스(NYT)가 5일 보도했다. 이 블랙홀은 태양계보다 10배나 더 크다.
NYT보도에 따르면 이 괴물 블랙홀 가운데 하나는 태양 210억 개 상당의 무게가 나가는데 은하는 코마 별자리에서 3억3600만 광년 떨어진 수 천 개의 은하 가운데 가장 밝은 은하인 NGC4889라는 달걀모양의 은하 속에 있다.
다른 블랙홀은 태양 97억개 상당의 무덤인데 레오(L대) 별자리에서 3억3100만 광년 떨어진 아벨(Abell)1367이라는 별 송이들을 고정시키고 있는 NGC 3842의 한 가운데 숨어 있다.
이와 관련해 UCLA대학원생인 니컬러스 맥코넬은 “이것들은 신뢰할만하게 측정한 블랙홀중 가장 무거운 것”이라고 말했다.

허벌우주망원경으로 지난 몇 년 동안 측정한 결과 이런 괴물 블랙홀들은 모든 은하 한가운데 있는 것으로 나타났다. 은하가 크면 클수록 블랙홀도 커진다.
연구자들은 이런 새로운 연구는 블랙홀들이 은하의 형성과 진화에서 하는 역할을 새롭게 조명한다고 평가하고 있다.
지금까지 최고기록을 보유한 블랙은 지구에서 5400만 광년 떨어진 처녀자리 은하송이들 가운데 하나인 M87은하속에 있는데 질량은 태양 63억 개의 무게가 나간다.
그러나 새로운 블랙홀들은 천문학자들이 이전의 측정을 근거로 예측한 것보다 훨씬 큰 것으로 나타났다.

맥코넬과 그의 논문 지도교수인 청 페이 마( Chung-Pei Ma)는 은하 중심에 있는 블랙홀의 주변을 지나는 별들의 속도를 측정해 그 블랙홀들의 질량을 재기 위해 하와이 텍사스의 망원경을 사용한 천문학자들을 이끌었다.
별이 빠르면 빠를수록 별을 날아가게 하기 위해 중력과 질량이 더 커질 필요가 있다는 것이다.
이들은 연구결과를 네이쳐(Nature)지 온라인판에 6일(현지시간) 게재한다.
블랙홀은 중력이 하도 강해 심지어 빛조차 빠져나오지 못하는 우주의 여러 지역들을 말하는 데 알버트 아인슈타인 예견한 것들 중 가장 기괴한 것들 중의 하나이다.

천문학자들은 일단 연료가 소모된 일부 거대 별들은 스스로 붕괴한다고 믿는다. 실제로 은하에는 X레이로 탐지할 수 있는 거대질량의 블랙홀이 흩어져 있으며 거대한 블랙홀들이 모든 은하의 한 가우데 이 있는 듯하다고 NYT는 전했다.
천무학자들이 답을 얻고 싶어하는 질문 하나는 이 블랙홀들이 어떻게 이렇게 커지고 죽은 별들의 수십억 배의 무게가 나가느냐이다.
마 박사는 이를 일종의 자연 대 양육의 논쟁으로 설명한다. 즉 블랙홀들은 은하가 다른 은하와 합쳐 커지거나(자연), 주변가스를 삼켜서 커지듯(양육), 다른 블랙홀과 합쳐 커진다고 설명한다.
천문학자들은 은하계의 거대중량의 블랙홀은 초기 우주와 현재 우주간의 사라진 연결고리일 수도 있다고 믿고 있다. 초기 우주에서 블랙홀에서 에너지를 공급받는 퀘이사는 우주로 에너지를 분출하고 있었던 것으로 생각된다.

이번 연구는 이전의 활기넘치던 블랙홀들이 지금 우리들 사이에 있지만, 활기찬 성장을 멈추고 잠을 자고 있다는 의구심을 뒷받침한다고 NYT는 풀이했다.
맥코넬은 “오늘날 최대의 은하에서 초거대질량의 블랙홀의 발견은 이들 은하들이 게걸스런 조상들의 오래된 잔해물일 수도 있다는 것을 시사한다”고 말했다.

박희준 기자

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[신비한 우주] 태양 100억배 ‘블랙홀’ 2개 발견… 지구서 3억광년

네이처가 공개한 초거대 블랙홀의 모습

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<우주에서 일어나는 신기하고 놀라운 현상들>
우주와 관련된 신기한 10가지 현상 (1)
 
노컷뉴스 감일근 2012.07.14

광활한 우주는 우리가 미처 알지 못하는 신기한 현상들이 수없이 일어나고 있다. 지금 망원경으로 보고 있는 현상 중에는 빛이 수억광년 걸려 도달할 만큼 먼거리에서 일어난 것들도 많다. 이 말은 우리가 보고 있는 것이 이미 수억 년 전에 일어난 것이란 이야기 이기도 하다.
과학기술의 놀라운 발전에도 불구하고 우주에서 일어나는 현상은 대부분 과학자의 이론에 의한 추정일 뿐, 실험과 관찰로 검증된 것은 지극히 일부분에 불과하다. 상상할 수 없을 정도로 광활하고, 무구한 시간에 걸쳐있기 때문에 인간의 관찰과 실험으로 그 현상을 규명하기는 태평양에서 바늘을 찾는 것 만큼이나 어려운 일이다.
20세기가 낳은 불세출의 물리학자 아슈인타인이 완성한 상대성 이론은 그가 숨진지 반세기를 훌쩍 지났지만 지금도 실험과 관찰로 검증 중에 있으며, 많은 부분이 사실로 입증되고 있으나 오류로 밝혀져 수정되고 있는 것들도 많다.

미국의 과학전문 사이트인 라이브 사이언스는 관찰에 의해 검증됐거나 아직 검증되지는 않았지만 이론으로 존재하는 우주의 현상 가운데 가장 신기한 10가지를 선정했다. 이를 총 2부로 나누어 소개한다.

1) 공간에너지(Vacuum Energy)

눈으로 보이는 것과 달리 퀀텀물리학에서는 텅빈 우주 공간에는 끊임없이 생성되고 소멸하는 작은 원자 입자들이 존재한다. 상대성 이론에 따르면 이 입자들은 공간이 서로 떨어지게 하는 반 중력의 에너지를 우주 공간에 부여한다. 이 힘이 바로 우주가 계속 팽창하게 하는 힘의 원천이라는 이야기 인데, 사실 팽창의 진짜 원인이 무엇인지는 아직 아무도 알지 못한다.

2) 퀘이사(Quasar)

퀘이사는 매우 밝게 빛나는 물질로 '준성(準星)'이라고도 한다. 밝게 빛나는 것은 블랙홀이 주변 물질을 집어 삼키면서 나오는 에너지 때문이며, 지구에서 관측할 수 있는 가장 먼 거리의 천체이다. 퀘이사는 초기 우주가 매우 혼돈스러웠음을 보여주는 증거이며 수백 개 은하들이 모인 것보다 더 많은 에너지를 방출한다. 중심에는 엄청난 규모의 블랙홀이 있는 것으로 추정된다.

3) 중성미자

중성미자는 전기적으로 중성이다. 사실상 질량이 없는 기본 입자이다. 이 입자는 수 마일에 이르는 납덩어리를 아무런 방해도 받지 않고 통과할 수 있으며, 바로 이 순간에도 우리의 몸을 통과하고 있다. 이 유령같은 입자는 별의 생명이 끝나는 초신성이 폭발이나 건강한 별의 내부 연소 때 생겨난다. 중성미자의 존재를 확인하려면 땅속이나 바다 밑 또는 빙하 속에 검출기를 삼입해야 한다.

4) 은하의 동종포식(Galactic Cannibalism)

마치 지구의 생명체처럼 우주의 은하는 서로 먹고 먹히면서 끊임없이 진화한다. 우리 은하에 이웃한 안드로메다 성운은 지금더 위성 가운데 하나를 삼키고 있는 중이다. 안드로메다 주변에는 10개 이상의 성운이 흩어져 있고 차례로 안드로메다의 먹이가 될 것이다. 사진은 은하의 충돌을 시뮬레이션한 것.

5) 중력파

중력파는 우주시간의 왜곡을 가져오는 것으로 아인슈타인의 일반상대성 이론에서 예언됐다. 중력파는 빛의 속도로 움직이지만 매우 미세해서 과학자들은 거대한 우주의 사건들을 통해 그 존재를 간접적으로 확인할 뿐이다.

예를들면 쌍성펄서의 공전주기는 매년 100만 분의 75초 정도 짧아지고 있는데 상대성이론은 이를 중력파에 의해 에너지가 방출되기 때문으로 간주한다. 아래 사진은 궤도를 도는 두개의 불랙홀에서 나오는 중력파를 3D로 형상화한 것이다.

2. 태양과 지구

우주에서 본 지구 - 1972 NASA

우주에서 본 지구 - 2010 NASA

나는 어디에 있는가 !

3. 목성의 변화

목성 [Jupiter, 木星]
      브리태니커 (http://100.daum.net/encyclopedia/view.do?docid=b07m4021a)

태양계의 5번째 행성.

태양계에서 별이 아니면서 가장 큰 천체다. 그리스 로마 신화에 나오는 신들의 지배자 이름을 따서 서양에서는 주피터라고 부른다.

지구보다 318배나 무겁고, 부피는 1,500배가 넘는다.

이렇게 큰 질량 때문에 태양계의 다른 행성들에 미치는 중력작용이 강하다. 이 영향으로 소행성대에 커크우드 틈새가 형성되고, 화산활동을 하는 갈릴레오위성인 이오(Io)의 내부에서 조석열(潮汐熱)이 발생하며 혜성의 궤도가 변한다.

1610년 갈릴레오가 발견한 4개의 위성을 포함해 적어도 16개의 위성이 있다. 사실 이 행성과 위성은 태양계의 축소판이라고도 할 수 있다. 1㎞ 이내의 두께로 퍼져 있는 목성의 고리는 1979년 미국의 우주선 보이저호에 의해 발견되었다.

지구와 보이저호에 설치된 기구로 전자기(電磁氣) 스펙트럼의 넓은 영역을 조사한 결과에 따르면, 이 행성은 주로 수소와 헬륨으로 된 유체이며, 이들의 구성비는 태양과 비슷하다. 스펙트럼의 적외선 영역에서 이 행성이 방출하는 복사는 태양으로부터 받는 복사보다 거의 70％ 정도 더 많다. 수소에 수백만 기압을 가한 실험을 통해 목성 내부에 있는 지구 정도 크기의 암석질 중심 핵을 둘러싸고 있는 유체는 전도성(傳導性)이 높은 금속동소체(金屬同素體)일 것이라고 밝혀냈다.

목성은 자전이 빨라(9시간 55분 29.7초) 금속수소 영역에서의 전류 변화로 인해 알려진 어떤 행성보다도 큰 자기장이 발생한다. 이 자기장은 태양 쪽(자기권계면)으로 100RJ(RJ는 목성의 적도 반지름인 7만 1,400㎞)까지 뻗쳐 있고 다른 쪽(자기꼬리)은 토성의 궤도 너머까지 뻗쳐 있으며, 전자·양성자와 이오의 화산파편에서 채취된 금속 이온으로 구성된 하전입자를 좁은 지역으로 모은다.

이런 과정으로 안쪽에서부터 6개 위성을 포함하는 강한 복사대(밴 앨런 복사대)가 만들어진다. 이 복사대는 목성의 자전속도를 정의하는 데 사용되는 특성주기(特性周期)를 가지고 전파를 방출한다. 이오와 목성을 연결하는 자기력선관에서 방출된 하전입자들과 목성의 상층대기가 상호작용해 광범위한 극광현상뿐만 아니라 많은 극지폭풍이 생긴다. 이러한 폭풍은 보이저호에 설치한 사진기에 의해 '초전광'이라는 번개로 관측되었다. 목성대기의 구름층이 천연색으로 보이는 것은 방전(放電)과 암모니아·메탄·에탄·에틸렌·황·수증기로 된 화학성분의 태양복사에 의한 광화학 반응의 결합 효과 때문인 것으로 보인다. 복잡한 유기분자는 아직까지 분광기로 관측되지 않았다. 구름 꼭대기에서의 수직운동이 빠르고 복사 에너지의 환경이 나쁘기 때문에 목성대기에는 지구에서 알려진 것과 같은 유기생명체가 존재하지 않을 것으로 보인다(→ 자기권).

보이저호가 보내온 영상을 컴퓨터로 처리해 바람과 구름 꼭대기에서의 대기순환 규모와 구조를 밝혀냈다.

줄무늬 모양의 구름은 풍속이 최대인 위치와 매우 밀접하게 연관되어 있다. 외부 태양열이 고르지 못하다는 것과 관련되어 에너지를 재분배하는 소규모 기상계가 있어, 구름 꼭대기의 전체적인 순환은 어떤 면에서는 지구대기에서와 비슷하다. 반면에 적도 부근에 있는 바람 단면의 변화시간 및 대칭성과 규칙적인 구름띠들의 소멸(모두 위도 ±45°에서 발생)은 주로 내부열에 의해 생기는 구름 꼭대기의 흐름을 동축원통대류의 항성모형으로 더 잘 설명할 수 있음을 시사한다. 그러므로 목성의 구름띠는 태양에서 관측된 초대(超大) 쌀알무늬 세포와 더욱 비슷하다. 기상학적 연구에 의하면, 목성의 구름 가운데 달걀 모양으로 눈에 띄는 지역인 대적점은 그 내부 흐름과 다른 폭풍과의 상호작용 성질이 목성대기에 있는 다른 모든 달걀 모양의 반점들이 갖는 특징과 같으며, 수명(300년 정도)과 크기(1/3 RJ)만 다르다.

목성의 대기성분, 갈릴레오 위성 표면의 구덩이 흔적, 그리고 밀도와 같은 물리적인 성질을 측정해 태양계의 기원과 진화에 관한 연구가 이루어졌다. 이같은 연구를 통해, 비록 표면의 풍화작용으로 초기 역사의 대부분이 지워졌지만 갈릴레오 위성에는 달의 바다가 형성된 것과 대략 같은 시기에 운석충돌이 있었음이 밝혀졌다.

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태양계 미스터리…'목성 트로이 운석’의 정체는?
NASA, 광역적외선탐사망원경으로 새로운 단서 발견
http://www.nocutnews.co.kr/Show.asp?IDX=2286938

NASA(미항공우주국)의 광역적외선탐사망원경(WISE, Wide-Field Infrared Survey Explorer)을 이용해 태양계의 미스터리 가운데 하나인 목성 운석의 정체를 밝혀줄 새로운 단서를 발견했다고 NASA(미항공우주국)가 16일 밝혔다.

‘목성의 트로이인(Jovian Trojans)’으로 불리는 이 운석들은 목성과 같은 궤도로 태양을 공전하고 있다. 이들 운석들은 마치 경주마처럼 무리를 지어 공전하고 있으며 한 무리는 목성의 앞에서, 또 다른 무리는 뒤에서 태양 궤도를 공전하고 있다.

운석들의 색상을 자세히 관찰한 것은 이번이 처음으로 두 무리의 운석들은 모두 윤기가 없이 탁하며, 어둡고 붉은 색의 바위 덩어리들이었다. 뿐만 아니라 이번 관찰을 통해 목성 앞에서 공전하는 운석의 무리들이 목성을 뒤따르는 운석들에 비해 숫자가 훨씬 많을 것이라는 이전 추정이 사실이었음을 확인됐다.

이번 발견은 운석이 어디서 왔고, 무엇으로 만들어졌는지를 비롯해 운석의 탄생 비밀을 밝히는 단서를 제공할 것으로 기대되고 있다. WISE는 목성 앞 뒤에 있는 두 개의 운석 무리들이 놀라울 만큼 닮았으며, 태양계의 다른 곳에서 온 것으로 보이는 어떤 외부의 불순물이 섞인 흔적도 찾을 수 없었다. 또 화성과 목성 사이에서 태양을 공전하는 운석 벨트나, 해왕성 바깥에서 태양의 주위를 도는 운석 집합체인 카이퍼와도 완전히 달랐다.

행성과학연구소 출신의 WISE 과학자 타미 그래브는 “목성과 토성은 오늘날 견고한 궤도를 돌고 있지만 과거에는 같은 궤도를 공전하던 운석들과 부딪히며 그들의 진로를 방해했다. 그 후 목성은 트로이의 운석들을 다시 붙잡아 지금과 같은 궤도로 돌게 만들었는데 이들 운석이 어디에서 왔는지는 아직은 알 수 없지만, 우리의 연구 결과로는 인근 지역에서 붙잡힌 것으로 추정된다. 이것이 사실이라면 흥미로운 일이다. 이들 운석이 태양계의 특정 지역에서 나온, 우리가 잘 알지 못하는 원초적인 물질로 만들어졌음을 의미하기 때문이다”라고 설명했다.

트로이 운석은 1906년 2월 22일 독일의 천문학자 막스 울프에 의해 최초로 발견됐다. 막스가 당시 발견한 것은 목성의 앞에서 공전하는 운석 무리들이었다. 막스가 ‘아킬레스’로 명명한 이 운석은 너비가 350m의 바위 덩어리였다. 이후 목성의 뒤에서 공전하는 운석 무리들도 발견되었다. 이들 운석은 통칭해서 트로이 운석으로 명명됐는데 그리스 군인들이 트로이 시민들을 기습공격하기 위해 거대한 말 동상 안에 숨었다는 전설에서 따온 것이다.

이후에 화성과 해왕성 등 다른 행성들도 궤도를 함께 도는 트로이 운석을 갖고 있다는 사실이 밝혀졌으며, 최근 지구의 트로이 운석도 최초로 발견됐다.

WISE 프로그램 이전까지는 트로이 운석의 수를 파악하는데 있어 가장 큰 불확실성은 바위와 얼음으로 이뤄진 구름 속에 얼마나 많은 개별 운석덩어리가 있느냐 하는 것이었다. 목성의 앞뒤에 있는 운석의 양은 화성과 목성 사이에 있는 운석벨트의 전체 운석 양과 같은 것으로 보인다.

이를 명확히 규명하기 위해서는 보다 정확한 관찰이 필요하지만 여러 가지 방해 요소가 있다. 목성의 운석 구름들의 위치는 지난 몇 수십 년간 정확한 관찰을 하는데 방해요인이 돼 왔다. 하나의 구름은 주로 지구 북쪽 하늘 위로 있으며 다른 하나의 구름은 남쪽 하늘에 있다. 이들 구름은 지상의 광학 망원경으로 관찰할 경우 적어도 두 개 이상의 다른 망원경을 이용하게 만든다. 이 같은 방식의 관찰을 통해 얻은 결과는 서로 다른 두 개의 망원경으로 다른 시점에서 다른 두 개의 구름을 관찰해야 하는 문제에 의해서 생기는 어떤 결과인지 여부가 불확실하다.

WISE가 2009년 12월 14일 궤도에 진입하면서 40cm구경의 망원경과 적외선 카메라는 천체의 열원을 찾아서 모든 하늘을 샅샅이 뒤지기 시작했다. 2010년 1월부터 2011년 2월까지 매일 약 7,500개 이미지가 촬영됐다. NEOWISE 프로젝트는 이 데이터를 이용해 태양계의 158,000개 이상의 운석과 혜성에 대한 목록을 작성했다.

그래브 박사는 “1,750개 트로이 운석에 대한 정확한 지름과 반사계수 측정을 통해 우리는 광도의 순서에 의해 두 무리의 운석에 대해서 더 많은 것을 알게 됐다. 이 정보로 우리는 앞의 구름 속에 지금까지 생각한 것보다 거의 40% 이상 더 많은 물질이 존재한다는 사실을 정확하게 확인할 수 있었다”고 말한다.

트로이 운석의 표면과 내부를 분석하기는 쉽지 않은 작업이다. WISE의 적외선탐지기는 가시광선 망원경과 달리 물질의 열의 발산에 민감하다. 이는 보다 자세한 가시광선과 적외선 색깔과 함께 WISE가 반사계수를 보다 정확하게 평가할 수 있게 해준다.

연구진은 지금까지 400개의 트로이 운석의 색깔을 분석했으며 이들 중 많은 것들은 운석 분류표의 기준에 따라 분류작업이 이뤄졌다.

그래브 박사는 “화성과 목성사이의 운석 벨트나 해왕성 바깥에서 태양의 주위를 도는 운석 집합체인 카이퍼 벨트의 특징인 매우 붉은 색의 운석은 발견되지 않았다. 대신, 대부분 D타입의 운석으로 부르는 균일한 모양의 운석들의 집합체가 관찰됐다. D타입의 운석은 적포도주 색에 가까운 어두운 홍색이다. 그리고 청회색을 띠는 C와 P타입의 운석들이 일부 포함돼 있다. 더 많은 연구가 필요하지만 태양계에서 가장 오래된 물질일 가능성이 높다”고 말한다.

이번 연구 결과는 16일 44회 미국 천문학회 행성과학분야 연례모임에 발표됐으며, 관련된 두 개의 연구 논문은 천체물리학지에 실릴 예정이다.

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목성의 모습이 변했다…도대체 무슨 일이?

아래는 '폭발', 위는 '충돌'
http://www.nocutnews.co.kr/Show.asp?IDX=2290638

우리 태양계에서 가장 큰 행성인 목성에서 최근 엄청난 변화가 일어나고 있다는 연구 결과가 나왔다. 우주의 작은 바위 덩어리들이 끊임없이 목성과 부딪히면서 대기층의 매우 넓은 부분에서 색상이 변하고, 폭발이 반복되고 있다. 또 구름층이 더 두터워지는 곳이 있는가 하면 다른 지역에서는 사라지고 있다.

연구를 주도한 NASA(미항공우주국)제트추진연구소의 글렌 오톤은 “현재 목성에서 일어나고 있는 변화는 규모 면에서 행성의 전 지역에서 발생하고 있다. 일부 변화는 이전에도 관찰된 적이 있지만 지금과 같은 고성능의 과학 장비가 없어 내부에 어떤 일이 발생하고 있는지 알지 못했다. 또 일부 변화들은 지난 수십 년간 한 번도 관찰된 적이 없다. 지금처럼 한꺼번에 많은 변화가 일어나고 있는 것도 관찰이 시작된 이후 처음이다. 이런 일이 왜 일어나는지 이유를 분석하고 있다.”고 말했다.

오톤과 동료 연구원들은 2009년부터 2012년까지 목성의 적외선 파장 지도와 영상들을 수집한 뒤 아마추어 천문학모임에서 촬영한 고감도 광학영상과 비교했다.

아마추어 천문학모임은 2009년부터 2011년 사이 목성의 적도 바로 아래쪽 대기층에서 매우 두드러진 갈색의 벨트가 엷어졌다 다시 원래 상태로 돌아오는 것을 반복하는 현상을 관찰하면서 적도의 바로 위쪽 벨트에서도 유사한 현상이 발생하는 것을 발견, 관찰했다.

적도 아래쪽 벨트는 “적도 남쪽 벨트 ”, 위쪽은 “적도 북쪽 벨트”로 불린다. 적도 북쪽 벨트는 지난해 흰색의 농도가 백년에 한번 관찰될 수준으로 매우 희어졌다가 올해 3월 다시 어두워지기 시작했다.

연구진은 NASA의 적외선 망원경과 마우나 키에 있는 수바루 망원경 데이터를 새로 입수했다. 이들 데이터를 통해 적도 북쪽 벨트의 경우 구름마루의 아래쪽은 두터워졌지만 위쪽은 그런 현상이 있었다고 확신할 수는 없었던 반면 남쪽 벨트는 구름마루의 위쪽과 아래쪽 모두 두터워졌다가 다시 엷어졌다.

적외선 데이터는 적도 남쪽 벨트에서 갈색의 가늘고 긴 형태들로부터 또 다른 백색화된 지역을 분리해 냈다. “갈색 바지(brown barges)”로 불리는 이 백색화된 지역은 적외선 데이터를 통해 구름이 없으며 대기가 건조하다는 사실을 확인했다.

연구진은 또한 적도 북쪽 벨트의 남쪽 가장자리를 따라 일련의 푸른 회색을 띤 것들에 주목했다. 이 형태들은 목성에서 가장 맑고 건조한 지역이다.

적외선 영상에서 명백한 폭발들의 흔적이 나타나는데 대기의 깊숙한 곳에서 방사가 일어나고 있음이 관찰됐기 때문이다.(NASA의 갈릴레오 우주선은 1995년 이곳에서 발생한 폭발 영상을 촬영해 보내왔다) 이 폭발들은 2010~2011년 사이에 사라졌으나 올해 6월부터 적도 북쪽 벨트의 색상이 희어졌다 다시 어두워지는 시점과 일치해 폭발이 다시 시작됐다.

목성의 대기는 많은 물체들이 충돌하면서서 서로 뒤섞이고 변화한다. 이 과정은 매우 밝은 화구를 만들어 지구의 아마추어 천문가들도 관찰할 수 있게 되는데 2010년 지름 15미터 이하인 세 개의 물체가 충돌하는 과정이 관찰됐다. 가장 최근에 관찰된 것은 2012년 9월 10일이었다.

이번 연구 결과는 19일 이 미국천문학회 행성학 분과회의에서 공개했다
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