안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 태양계 행성 중 지구 다음에 위치한 화성이 붉은색을 띄는 이유로 새로 밝혀진 원인은?
최근의 연구에선 산화철과 함께 페리하이드라이트(수화된 철 산화물)가 주요한 원인이라고 밝혀지기도 하였다고 합니다. 이는 2025년 2월 브라운 대학교와 스위스 베른 대학교의 연구팀의 연구 결과 나타난 것이며, 화성의 화산암인 현무암과 페리하이드라이트를 혼합하여 생성된 스펙트럼이 화성 궤도 탐사선이 관측한 데이터와 매우 유사하다는 것을 발견하여 알려지게 되었습니다.
Q. 우주에서 별이 잘 안보이는 올베르스 역설에 대한 최근 현대적 해석은 어떻게 되나?
올버스의 역설은 고전적인 천문학적 문제중하나이며 우주에 별이 무한히 많고 무한한 시간 동안 존재했다면 밤하늘은 밝아야 하지 않을까라는 의문점에서 시작했는데, 우주의 나이는 유한하다는것이며 빅뱅 이론에 따라 138억년 전 시작하였지만 빛의 속도가 유한하기에 그 이전에 발생한 빛은 아직 우리에게 도달하지 못한것이지요. 이로 인해 우리가 관측할 수 있는 우주의 범위는 관측가능한 우주로 제한되고 멀리 있는 항성이나 은하들은 아직 그 빛이 도달하지 않았거나 도달하더라도 적색편이로 가시광선이 아닌 파장으로 변현되며 밤하늘에서 보이지 않게 되는 것이지요. 우주의 팽창은 빛의 에너지가 감소하고 있으며 팽창하는 공간은 빛의 파장을 늘리며 더 낮은 에너지 상태로 이동하게 되는것이지요. 별이나 은하에서 방출된 빛은 팽창 과정에서 점점 적색편이되며 가시광선이 아닌 마이크로파, 적외선의 형태로 변환되게 됩니다. 하늘이 어둡게 보이는것은 빛이 없어서가 아니라 그 빛이 눈에 보이지 않는 파장의 형태로 변형되기 때문인 것이지요. 또한 우주에 별이 무한히 균등하게 퍼져있꼬 영원히 존재한다고 가정하는 올버스의 역설과는 다르게 별은 무한히 오래 살지 않으며 탄생하고 죽는 ㅐㅅㅇ애 주기를 가지게 되고 우주의 구조는 균일하지 않고 복잡한 구조로 구성되게 됩니다. 현대의 관측 기술과 우주망원경의 발전은 이러한 역설의 더 깊은 이해를 가능하게 해주며 초적외선 영역에서 과거 보이지 않던 먼 은하들을 확인하고 초기 우주의 상태를 시각화하여 확인하고 있지요.
Q. 우주 관측용으로 발사된 아인슈타인 탐사선이 발견한 X선 방출의 특징은?
아이슈타인 탐사선의 공식 명칙은 HEAO-2이며 1978년 미국 나사의 세계 최초 X선 망원경 장착 우주 관측위성입니다. 우주 X선 천문학의 문을 연 선구자이며 1978년 11월부터 1981년까지 활동하며 엄청난 과학적 성과를 내게 되었찌요.점광원 뿐만아니라 확산광도 관측하였으며 X선 방출의 공간 분포와 온도 정보를 회득하고 고에너지 천체의 분광을 분석하는 과정을 거치게 되었습니다. 이를 통해 초신성의 잔해와 활동은하핵, 은하단, 중성자별과 X선 쌍성계 등을 보았습니다.
Q. 별의 폭발은 왜 일어나는건지 궁금합니다.
별은 중력(별을 안쪽으로 계속 누르려는 힘)과 내부 압력의 균형속에서 살아가게 되는데, 핵융합을 통해 중심에서 에너지를 생성하여 바깥으로 밀어내는 압력을 주게 합니다. 별이 폭발하는 것은 더이상 핵융합을 지속할 수 없기 때문인데 이는 별이ㅡ 질량에 따라 태양질량의 8배 이상의 별들은 마지막 단계에 철까지 핵융합을 하게 되는데 철은 융합을 해도 에너지를 내지 않기에 더이상 핵융합으로 중력에 저항할수 없게 되면서 중력이 이기게 되며 별이 급격하게 붕괴되는 과정을 거치게 되는것이지요. 중심핵은 강하게 압축되어 중성자별이나 블랙홀이 되게 되고 바깥층은 반동으로 초신성이 일어나게 됩니다. 태양과 같은 별의 말기엔 백색왜성이 되게 되는데 다른 별의 물질을 흡수하다 임계질량인 찬드라세카 한계를 넘게 되면서 내부에서 탄소 핵융합이 폭발적으로 시작되고 초신성을 일으키게 합니다.
Q. 태평양과 대서양, 인도양이 있는데, 바다 수온이 가장 낮은 지역은 어디이며 가장 깊은 곳은 어디인지 궁금합니다.
태평양의 면적이 가장 넓습니다. 1억 6,500만km2로서 대서양(8,200만km2), 인도양(7,000만km2)보다 넓죠. 지구 해양의 약 46%를 차지합니다. 가장 깊은곳은 마리아나 해구이며 깊이가 약 11km정도로 서태평양에 위치해 있습니다. 태평양은 평균 수온이 19도이며 대서양은 17도, 인도양은 22도로 대서양의 평균수온이 가장 낮게 됩니다.