출판 태양계의 경이로운 풍경

[히데미]

아트사이언스

아이네 베스타드 저자(글) · 이충호 번역

보림 · 2023년 10월 10일

● 커다란 별 태양과 제가끔 다른 행성들의 풍경
우리는 놀라운 행성계에 살고 있습니다. 태양계의 단 하나의 별, 태양은 신비로운 코로나와 폭발하는 태양 플레어를 내뿜고 있지요. 그리고 우리 행성계의 중심에 위치하면서 그 중력으로 지구와 나머지 일곱 행성을 끌어당깁니다. 각각의 행성은 지구와는 완전히 다른 환경을 갖고 있고, 상상도 하기 힘든 풍경이 펼쳐집니다. 움푹 파인 크레이터가 끝도 없이 널려 있는 수성, 이글거리는 사막이 펼쳐진 금성, 붉은 먼지로 뒤덮인 화성, 격렬하게 구름이 소용돌이치는 목성, 환상적인 고리를 자랑하는 토성, 거대한 얼음덩어리 천왕성, 파르스름한 기체 덩어리 해왕성에 이르기까지 태양계의 모습은 아주 다양해요. 각 행성에서 올려다본 하늘 모습도 신기합니다. 목성 표면에서 하늘을 보면 목성 주위를 빙 두른 구름 띠가 보입니다. 수백 년 전부터 시작된 거대한 폭풍 지대로 밝혀진 ‘대적반’이지요. 토성의 검은 하늘에는 고리띠가 보이지요.

● 태양계의 이웃들-위성, 소행성, 왜소 행성, 태양계의 가장자리까지
태양계의 이웃들은 행성만이 아닙니다. 지구의 유일한 천연 위성 달처럼 행성들에도 위성이 있지요. 고리를 두른 토성이 하늘에 뜬 토성의 위성 타이탄, 차디찬 얼음 세계인데도 화산이 있는 해왕성의 위성 트리톤의 풍경은 놀라움을 자아냅니다.
태양을 향해 바라본 소행성대의 모습은 일러스트레이션만이 구성해 낼 수 있는 우주의 장관을 보여 줍니다. 소행성대에는 100만 개 이상의 소행성이 있고, 각 소행성끼리는 수백만 km의 간격이 있는데 이를 카메라나 인간의 눈으로 한눈에 파악하기는 어렵거든요. 일러스트레이션은 이 모습을 한 장의 그림으로 명쾌하게 보여줍니다.
태양계 너머로도 우리은하가 펼쳐져 있습니다. 그러면 태양계 가장자리의 모습은 어떨까요? 암석과 얼음으로 이루어진 수십억 개의 천체가 태양을 중심으로 긴 궤도를 도는 카이퍼대, 그 너머 작은 얼음 천체들이 무수히 모여 둥근 껍데기처럼 태양계를 감싼 오르트 구름의 모습도 살펴보세요. 이 책에는 상상하기 힘든 우주의 다양한 풍경이 커다란 화면에 가득 차 있습니다.

● 과학적 엄밀함과 예술성을 갖춘 일러스트레이션 - 아트 사이언스!
과학적 엄밀성과 예술성을 겸비한 일러스트레이션으로 그려낸 우주와 천체의 모습은 다른 차원의 세게를 보여줍니다. 태양 플레어가 폭발하고 코로나가 분출되며 빛과 열의 형태로 내뿜는 막대한 태양의 에너지가 독자의 눈길을 사로잡습니다. 지구의 자연으로는 상상하기 힘든 -224℃의 가장 추운 행성 천왕성의 모습도 생생하고요.
각 천체의 경이로움을 전하며 독자들을 우주라는 전혀 다른 세계로 이끕니다. 과학 정보를 예술적으로 전달하는 과학과 예술의 접점, ‘아트 사이언스’라는 시리즈 이름과 잘 어울리지요.

● 펼쳐지고 펼쳐지는 대형 플랩, 반투명지를 이용한 흥미로운 장치
이 책은 전작 《사라진 지구의 풍경》처럼 효과적인 플랩과 반투명지 겹침 구조를 쓰고 있습니다.

● 이 책의 일러스트레이션에 대해
수천 년 동안 인류는 우주를 설명하기 위해 하늘을 연구해 왔어요. 모든 문화권에서 사람들은 자신이 본 것 에 상상력을 가미했고, 시간이 지나면서 물리학자와 수학자와 천문학자가 하늘을 관측하는 도구를 완성시켰어요. 이 책은 일반 대중에게 천문학을 널리 확산시키는 데 큰 역할을 한 19세기의 일러스트레이션에 경의를 표하는 작품이기도 합니다. 우주를 연구하는 정교 한 장비가 부족하던 시절에 화가들은 놀라운 해석 능력을 발휘하면서 현실과 환상을 절묘하게 결합해 우주를 묘사했습니다.
아이나 베스타르드의 일러스트레이션에 사용된 그래픽과 도상은 19세기의 놀라운 인쇄물과 그림에서 영감을 얻었습니다. 베스타르드의 일러스트레이션은 그 인쇄물들의 선과 점, 망판 기법을 차용했고, 장식 테두리는 고전적인 파노라마 그림을 연상시킵니다.
이 책의 일러스트레이션은 때로는 과학적 엄밀성을 뛰어넘는 예술적 요소를 지니고 있습니다. ALMA(아타카마 대형 밀리미터 집합체)의 관측을 통해 발견한 사실들은 최근의 과학적 발견을 반영한 최신 정보를 제공합니다.

● 이 책은 ALMA 천문대와 헤일스 박사의 도움으로 나올 수 있었습니다.

ALMA(아타카마 대형 밀리미터 집합체)
세상에서 가장 큰 전파 망원경 집합체로, 유럽(유럽남방천문대)과 북아메리카(미국국립전파천문대)와 동아시아(일본국립천문대) 간 국제 협력의 결과로 탄생했어요. 이 세 기관이 칠레 정부와 협력해 이 천문대를 만들었지요. 그 운영에는 유럽, 미국, 일본 외에 캐나다, 대만, 한국, 칠레도 참여해 협력하고 있습니다. 칠레는 하늘을 관측하기에 이상적인 장소인데, 세계 각지에서 온 과학자들은 아타카마 사막을 우주 관측의 이상적인 장소로 선정했어요. ALMA는 초정밀 안테나 66개로 이루어진 대형 전파 망원경 집합체로, 천문학자와 공학자가 이 망원경을 사용해 우주를 탐구하면서 그 수수께끼를 풀고 있습니다.

안토니오 헤일스
런던대학교에서 천체물리학 박사 학위를 받고 지금은 미국국립전파천문대에서 과학자로 일하는 동시에 ALMA에서 배열 성능 그룹 책임자로 일하고 있어요. 천체물리학 연구뿐 아니라, 과학 대중화에도 힘쓰고 있으며, 음악과 음향과 문학을 통해 예술과 과학의 상호 작용도 탐구하고 있습니다. .
천체물리학 분야에서는 행성의 기원에 초점을 맞춰 연구하고 있어요. 최근에 발표한 논문들에서는 초기의 원시별에서부터 행성이 탄생할 때까지 행성계가 생성되는 동안 기체와 먼지가 어떻게 진화했는지를 주제로 다루었어요. 그의 연구는 ALMA 같은 천문 관측 시설에서 이룬 관측을 바탕으로 하고 있으며, 유체 역학과 복사 전달 시뮬레이션 같은 이론적 모형도 포함하고 있어요.
예술과 과학, 과학 대중화와 교육이 겹치는 지점에서 활동하는 헤일스는 대중에게 천문학 지식을 널리 알리도록 설계된 프로젝트를 감독하고 직접 거기에 참여하기도 했어요. ALMA 음향 프로젝트 배후에서 학제 간 팀을 이끄는 과학 부문 지도자이기 도하고, 소수 집단 출신의 대학생들에게 천문학 분야에서 연구할 기회를 제공하기 위한 칠레의 대학생 연구 경험 프로그램을 직접 이끌고 있습니다.


플랩을 펼치면 태양계의 행성들이 한눈에 보입니다. ‘태양의 대기’ 반투명지를 한 장씩 넘기면 맨 바깥층의 코로나, 중간층의 채층, 아래쪽의 광구의 모습이 하나씩 구체적으로 들어옵니다. ‘목성의 대기’ 반투명지를 하나씩 넘기면 목성의 오로라, 거대한 기체의 움직임, 거대한 구름 띠의 모습을 볼 수 있고요. ‘태양계의 가장자리’ 반투명지를 넘기면 카이퍼대, 혜성들, 오르트 구름의 모습을 볼 수 있어요.

● ALMA의 최신 성과를 반영한 빼곡한 과학 정보
이토록 멋진 일러스트레이션은 ALMA의 최신 관측 성과가 있었개 때문에 가능했습니다.
각 천체마다 물리적 성질(지름, 온도, 질량, 밀도), 지구와의 거리, 공전 주기, 자전 주기, 위성의 개수, 고리의 유무 등 기본적인 정보를 정갈하게 정리하고, AU(천문단위: 태양에서 지구까지의 거리를 1로 잡음)로 나타낸 태양에서 각 천체까지의 거리, 지구와의 평균 거리도 빠짐없이 수록되었습니다.

또 각 천체에 대한 흥미로운 설명도 빼곡합니다.
_ 수성의 1년은 짧고 하루는 길어요. 초속 47km로 이동하고 있어서 태양 주위를 한 바퀴 도는 공전에 88일, 자전에 59일이나 걸리거든요.
_ 금성은 태양계에서 가장 뜨거운 행성이에요. 표면 온도가 무려 480℃이거든요.
_ 금성에서는 해가 서쪽에서 떠서 동쪽으로 져요. 태양계 나머지 행성들과 정반대 방향으로 자전을 하거든요. 먼 옛날 다른 천체와 충돌하면서 회전 방향이 바뀌었기 때문이라고 해요.
_ 불그스름하게 보이는 화성의 색깔은 암석에 섞인 철이 녹슬었기 때문이에요. 색깔은 붉지만 평균 기온 은 -63℃로 아주아주 춥고, 사막이 끝없이 펼쳐진 곳이죠.
_ 화성 너머에는 소행성대가 있어요. 약 50억 년 전 태양계의 행성과 위성들이 만들어질 때 거기에 합쳐지지 않고 남은 물질들이 태양 주위를 돌고 있는 거지요.
_ 소행성군 중에는 행성과 같은 공전 궤도를 돌면서 충돌하지 않는 ‘트로이 소행성군’도 있대요! 지구와 같은 궤도로 태양 주위를 도는 트로이 소행성군이 2개나 있어요.
_ 목성, 토성, 천왕성, 해왕성은 기체로 이루어진 행성이에요.
_ 태양계에서 가장 큰 행성인 목성의 위성은 90개가 넘어요(계속 새로운 위성이 발견되고 있지요).
_ 목성의 위성 중 가장 큰 가니메데는 태양계에서 가장 큰 위성인데 심지어 행성인 수성보다도 커요!
_ 토성의 고리는 암석과 얼음 조각으로 이루어어요. 지구에서 쌍안경이나 망원경으로도 볼 수 있을 정도로 크지요.
_ 토성은 기체로 이루어졌지만, 안쪽은 온도와 압력이 너무 높아 그 속으로 들어간 탐사선은 모두 파괴되고 만답니다.
_ ‘옆으로 드러누워’ 자전을 하는 행성도 있어요. 천왕성이에요. 자전축이 90° 가까이 기울어져 있지요. 그래서 겨울이 21년이나 계속된답니다.
_ 태양에서 가장 멀리 떨어진 행성인 해왕성이에요. 궤도를 한 바퀴 도는데 165년이나 걸리지요.
_ 해왕성의 가장 큰 위성인 트리톤은 해왕성광 정반대 방향으로 자전을 해요. 먼 옛날 태양계의 다른 지역에서 왔다가 해왕성의 중력에 붙들렸을 거예요.
_ 명왕성은 이제 왜소 행성이라고 하지요. 궤도가 해왕성의 궤도와 겹쳐서 행성의 지위를 잃었답니다.

● 광대한 우주, 티끌같이 작은 점 지구, 지구에 사는 우리
태양계는 우리은하에 속한 행성계의 하나예요. 우리은하에는 태양 같은 별이 1000억 개 이상 있어요.
우주는 아주 광대한 장소예요. 과학자들은 우주에 은하가 1000억 개 이상 있다고 생각해요. 이 거대한 우주에서 하나의 행성인 지구는 아주 작은 점에 불과하지요. 그러나 아직까지 알려진 바로는 생명이 깃들어 사는 유일한 장소이지요.