화성에 있는 매우 특이한 구름이 있습니다. 이 구름은 약 1,600km 길이로, 때로는 1,800km까지 길어지기도 합니다 (이는 화성의 둘레 길이의 약 1/12에 해당). 이 구름은 거의 매일 아침에 나타났다가 몇 시간 만에 완전히 사라집니다.
과학자들은 이 구름을 "Arsia Mons Elongated Cloud (AMEC)"라고 부릅니다. 왜냐하면 이 구름은 Arsia Mons 화산 지형 바로 위에 형성되기 때문입니다. Arsia Mons는 높이 약 20km에 달하는 화산으로, 화성의 남극 지역인 Tharsis 지역에 위치해 있습니다. 유럽우주국(ESA)의 Mars Express 탐사선은 2018년부터 이 구름을 관측해 왔으며, 현재까지도 이 구름이 어떻게 형성되는지에 대한 정확한 모델은 만들어지지 않았습니다.
AMEC는 지형성 구름으로, 강한 바람이 습한 공기를 높은 산을 넘어 이동하면서 형성됩니다. 이는 지브롤터 해협의 절벽 위에서 때때로 나타나는 "Levanter" 구름과 유사합니다. 하지만 중요한 점은 다른 부분에 있습니다. 지구에서 구름은 일반적으로 이종 핵 결정을 통해 형성됩니다. 즉, 수증기가 먼지, 소금, 꽃가루 또는 탄소 입자와 같은 입자 주위에 응축되어 얼음으로 변하는 것입니다. 화성 대기에는 많은 먼지가 존재하지만, AMEC에서는 이러한 과정이 일어나지 않습니다.
자연(Nature Geoscience)에 10월 7일에 발표된 논문에서, 스페인 바스크 컨트리 대학교의 행성 과학자 호르헤 에르난데스-베르날(Jorge Hernández-Bernal) 연구팀은 AMEC의 수증기가 "핵" 없이 바로 얼음 입자로 변한다고 주장합니다. 이를 동질 핵 결정이라고 부르며, 이는 어떤 행성의 대기에서도 관찰된 적이 없는 현상입니다. 연구팀은 이 메커니즘을 화성 기상 모델에 적용했을 때, AMEC 구름의 특징을 정확하게 재현할 수 있었습니다.
이러한 현상이 발생하기 위해서는 매우 특별한 조건이 필요합니다. Arsia Mons 산의 경사면을 따라 부는 강한 바람은 공기를 매우 빠르게 상승시키고, 이로 인해 온도가 10분 만에 최대 30도까지 감소할 수 있습니다. 수증기는 대기에서 비롯될 수도 있고, 산 정상에 있는 두꺼운 성에 의해 공급될 수도 있습니다.
이 이야기에서 가장 흥미로운 점은, 겉보기에는 "규칙에 어긋나는" 현상이 사람들에게 익숙한 기상 원칙을 재고하게 만들었다는 것입니다. Mars Express 탐사선은 매우 드물게 Arsia Mons 산 정상 부분을 낮에 관측할 수 있는 탐사선 중 하나이며, 따라서 이 탐사선의 데이터는 이번 발견의 핵심적인 역할을 했습니다.
바다가 더는 나를 놀라게 할 수 없다고 생각할 때마다 이런 소식이 날아든다. 최근 한 과학자 팀이 부에노스아이레스에서 종 식별 워크숍을 마쳤는데, 단 2주 만에 마르델플라타 협곡에서 채집한 시료에서 해양 신종 57종과 신속 5개를 확인했다. 지금까지 아무도 이름 붙인 적 없는 생명이 터무니없이 많았던 셈이다.
놀라운 건 그 속도다. 연구진은 중남미와 유럽의 분류학자 20여 명을 모아 2025년 8월 연구선 Falkor (too)가 채집한 표본을 건넸고, 신종 기록용 개방형 플랫폼인 Ocean Census NOVA로 자료를 분석하게 했다. 그 결과 새로운 요각류 20종, 해삼 같은 극피동물 22종, 산호 14종, 그리고 굴족류 연체동물 1종이 나왔다.
이번 발견의 주인공은 "로키(Loki)"다. 작은 뿔 모양 돌기가 달려 있어 모두가 북유럽 신화의 신을 떠올린 심해 해삼이다. 수심 약 2,577미터 해저에서 살아 있는 모습이 촬영됐는데, 우리 행성이 여전히 얼마나 낯선 곳인지 일깨워 주는 그런 영상이다.
솔직히 이래서 심해 소식을 계속 챙겨 보게 된다. 선명한 주황색 불가사리를 "뚱이(Patrick Star)"로 화제에 올렸던 바로 그 탐사가 이제는 완전히 새로운 종들을 안겨 주고 있다. 직접 파고들고 싶다면 공개 데이터가 oceancensus.org에 있다 — 연구진이 모든 자료를 무료로 공개하고 있다.
요즘 프랑스 해양연구소 이프르메르(Ifremer)의 소식 하나가 반가웠습니다. 아고 딥-6000(Argo Deep-6000) 부표 두 대의 시제품이 안틸레스 제도 북쪽 바다에서 처음으로 자율 잠수에 성공했습니다. 1월 11일 이후 각 부표는 6,000미터까지 내려갔다 올라오는 완전한 사이클을 이미 다섯 번씩 마쳤습니다.
제가 흥미를 느끼는 건 그 이유입니다. 바다 전체 온난화의 약 10%가 2,000미터 아래에서 일어나고 있고, 자료를 보면 남극해 4,000미터 아래에 뚜렷한 온난화 신호가 있으며 그 신호가 이후 북쪽으로 퍼져 나가는 것으로 보입니다. 지금까지 대다수의 부표는 그렇게 깊이 내려가지 못했습니다. 이 장비들은 염분, 수온, 산소, 압력을 거의 실시간으로 측정해 위성으로 데이터를 보냅니다.
기술적으로도 꽤 영리합니다. 몸체는 티타늄 대신 복합 소재로 만들었고, 무게는 일반 부표 20kg에 비해 40kg입니다. 한 사이클은 열흘이 걸리고, 설계 수명은 7년을 목표로 합니다. 시제품은 플루자네에서 전자장치와 소프트웨어를 개발한 nke Instrumentation 회사와 함께 설계되었습니다.
이로써 프랑스는 미국과 중국에 이어 이 깊이까지 도달하는 아고 프로파일러를 설계한 세 번째 나라가 됩니다. 목표는 주로 북대서양에서 2028년까지 6,000미터급 부표 30대를 운용하는 것입니다. 2000년에 시작된 아고 프로그램에는 약 4,000대의 부표가 있고, 그중 약 1,250대는 2,000미터 아래까지 내려갈 수 있습니다.
거대하고 화려한 잠수함이 아니라, 열흘마다 뜨고 가라앉기를 몇 년씩 반복하는 작고 묵묵한 장치로 심해를 탐사한다는 점이 제겐 뭉클합니다. 조용한 탐사이지만, 바다가 실제로 어떻게 변하고 있는지 알려 주는 것은 결국 이런 탐사입니다.
가끔 새로운 제임스 웹 이미지 앞에서 화면을 떠나지 못할 때가 있습니다. 이번에는 지구에서 약 3,300광년 떨어진 별의 요람 NGC 7129가 그랬습니다. 적외선에 민감한 이 망원경은 먼지 너머를 들여다볼 수 있습니다. 이 영역은 이미 퇴역한 스피처 망원경이 관측한 적 있지만, 해상도는 훨씬 떨어졌습니다.
중심에는 LkHα 234가 있습니다. 주계열 이전 단계의 별로, 질량은 태양의 5~8배입니다. 이 영역에서 가장 무겁고 성숙한 별입니다. 왼쪽에는 약 3.5광년 크기의 황금빛 빈 공간이 열려 있습니다. 이전 단계에서 별이 내뿜은 물질의 흐름이 파낸 자리입니다. 색에도 분명한 의미가 있습니다. 뜨거운 원자 수소는 황금색으로, 더 차가운 분자 수소는 붉은색으로 나타납니다.
그 빈 공간 안에는 다른 주계열 이전 별들이 있는데, 이들의 항성풍은 더 작은 충격 아치와 빈 공간을 만들어 냅니다. 가장자리에서는 수소 분자가 원자로 쪼개지면서 광해리 영역이 생깁니다. 반면 오른쪽에는 더 젊은 원시별들이 밀도 높고 덩어리진 물질에 감싸여 있고, 이들의 뜨겁게 달궈진 제트가 충격파를 만들어 때로는 서로 겹칩니다.
왼쪽 위에서 제가 가장 좋아한 부분이 보입니다. 도넛 모양의 원반을 가진 원시별이 푸른 성운 위에 그림자를 드리우고 있습니다. 허블이 이미 포착한 '박쥐의 그림자'라 불리는 구조와 닮았습니다.
제가 보기에 놀라운 점은, 한 장의 사진에서 가장 성숙한 별부터 아직 먼지 속에 숨어 있는 갓난 별까지 여러 세대의 별이 한꺼번에 읽힌다는 것입니다. 이 이미지는 NASA, ESA, CSA, STScI가 제공했고, 처리는 알리사 파간(Alyssa Pagan)이 맡았습니다.
마음을 정말 사로잡은 소식을 읽었습니다. 천문학자들이 처음으로 붉은 왜성이 자신의 주위를 도는 천체를 삼키는 장면을 목격했습니다. 대상은 ZTF J0440+2325 시스템으로, 붉은 왜성 주위를 갈색왜성이 공전하고 있습니다. 연구는 Nature Astronomy에 실렸습니다.
수치가 인상적입니다. 갈색왜성은 86.65분 만에 한 바퀴를 돕니다. 비교하자면 태양에 가장 가까운 행성인 수성은 한 바퀴 도는 데 88일이 걸립니다. 다섯 개 파장대에서 관측한 결과, 붉은 왜성에는 5,000~9,000도에 이르는 밝고 뜨거운 점이 나타났습니다.
이 시스템까지의 거리는 326광년으로 추정되며, 상한값은 489광년으로 제시됩니다. 거리에 따라 점의 크기도 달라집니다. 첫 번째 경우 약 6,700킬로미터, 두 번째 경우 약 10,000킬로미터입니다. 연구자들이 찾아낸, 관측과 맞아떨어지는 유일한 설명은 갈색왜성에서 붉은 왜성으로 물질이 떨어진다는 것입니다.
저자들은 이것이 이런 물질 이동이 관측된 첫 사례라고 봅니다. 특히 이런 과정이 극적인 폭발이 아니라, 수십억 년에 걸쳐 천천히 이어지는 느린 '외부 소화'일 수 있다는 생각이 마음에 들었습니다. 우주는 늘 화려하지는 않습니다. 가끔은 그냥 아주 인내심이 강할 뿐입니다.
같은 날 같은 학술지에는 백색왜성 HS 0209+0832 주변의 거대 행성에 관한 또 다른 논문도 실렸습니다. 그 행성은 예전 행성들의 잔해가 모여 만들어졌습니다. 이 이야기는 따로 다시 다루겠습니다.
이번 주에 가장 눈길을 끈 소식입니다. NASA가 달에서 찾고 있는 건 과학적 답만이 아니라 피난처이기도 합니다.
NASA는 PRISM 프로그램을 통해 GIMLI라는 프로젝트를 선정해 '마리우스 힐스 구덩이(Marius Hills Pit)'를 조사하기로 했습니다. 이 구덩이는 2009년 일본 탐사선 '가구야'가 처음 포착했고, 그 뒤로 과학자들은 이곳이 입구 너머 지하로 뻗어 있는 오래된 용암동굴의 입구일 수 있다고 봐 왔습니다.
계획은 연구팀이 달 표면에서 직접, 서로를 보완하는 세 가지 장비를 쓰는 것입니다. 지표 투과 레이더, 지진 센서, 중력계로 용암동굴이 실제로 있는지, 있다면 얼마나 큰지를 알아냅니다. 프로젝트는 행성과학연구소(PSI)가 노르웨이 우주국과 함께 이끌고, Honeybee Robotics가 장비를 맡으며, 탑재물은 상업 프로그램 CLPS를 통해 착륙선과 로버에 실려 달로 갑니다.
제가 마음에 드는 건 실용적인 면입니다. 이런 자연 동굴은 극한의 온도, 방사선, 미세 운석으로부터 우주비행사를 지켜 줄 수 있습니다. 부책임연구원 개리스 모건의 설명처럼, 용암동굴은 지구의 현무암 화산에서 흔하기 때문에 달에서 찾아내면 지구 동굴에 대한 지식으로 달의 역사를 읽을 수 있습니다.
최종 답은 GIMLI가 모을 데이터에 달려 있지만, 질문 자체가 흥미롭습니다. 달 동굴이 앞으로 모든 달 정착 계획의 핵심이 될까요?
Schmidt Ocean Institute 연구선의 최근 탐사 소식을 보고 한동안 생각에 잠겼다. 6월 13일 연구팀은 브라질 해안에서 약 1,700km 떨어진 대서양 수심 약 3,000미터에서 옷 한 벌을 발견했다.
이번 항해의 목적은 대서양 중앙 해령을 따라 이어진 단층대를 연구하는 것이었다. 지구에서 가장 외진 환경 가운데 하나다. 과학자들은 아직 손대지 않은 환경을 기대했지만, 대신 인간이 남긴 쓰레기와 마주쳤다. 쓰레기는 원격조종 잠수정인 ROV로 수거했고, 탐사에는 자율 수중 로봇인 AUV도 함께 쓰였다.
선상에 있던 연구자 Unifesp의 Ronaldo Christofoletti는 지구에서 아직 손대지 않은 마지막 장소 가운데 하나일지도 모르는 곳에서 "셔츠 한 벌과 음료 캔 하나"를 발견했다고 전했다. 나에게는 이 한 문장이 모든 것을 말해 준다.
나는 깊은 바다를 여전히 진정한 야생의 마지막 영역이라고 생각하곤 한다. 그런데 어떤 해안에서도 멀리 떨어진 그곳까지 이미 우리의 흔적이 닿아 있다는 사실은 불편한 일깨움이다. 동시에 그곳까지 갈 수 있는 탐사가 있고, 추측이 아니라 영상으로 그 사실을 보여준다는 점에는 안도감도 든다.
JAXA 등의 연구 그룹이 우리은하 중심에서 오는 저에너지 감마선을 광학 망원경과 같은 원리로 직접 촬영하는 데 세계 최초로 성공했다고 발표했습니다. 읽어 보니 겉보기엔 수수하지만 사실은 굉장한 이야기라는 생각이 들어 소개합니다.
대상은 150~600keV, 즉 1MeV보다 낮은 에너지의 감마선입니다. 이 대역은 정밀한 촬영 방법이 없고 배경 잡음도 커서 'MeV 갭'이라 불리는 미개척 영역이었습니다. 지금까지는 하늘 전체의 잡음과 미약한 신호를 모델링해 추정하는 간접적인 방법에 의존할 수밖에 없었다고 합니다.
사용된 장비는 전자의 궤적까지 추적할 수 있는 '전자 궤적 검출형 콤프턴 카메라(ETCC)'입니다. 2018년 오스트레일리아 중부에서 띄운 대형 기구 실험 'SMILE-2+'로 약 하루 동안 관측한 데이터를 분석해, 은하 중심 방향에서 오는 유의미한 신호를 영상으로 포착했습니다. 기존 콤프턴 카메라에서는 점광원도 고리 모양으로 퍼져 버리지만 ETCC에서는 한 점으로 모인다는 설명이 이해하기 쉬웠습니다.
얻어진 양전자 소멸 감마선은 기존 관측과 오차 범위 안에서 일치하면서도 세기는 약 2배였습니다. 이론값보다 몇 배 강한 방사가 더 확실해지면서 암흑물질이나 원시 블랙홀 같은 미지의 기원을 검증하는 데에도 기대가 모인다고 합니다. 성과는 2026년 8월 미국물리학회 학술지에 실렸고, Nature의 Research Highlight에서도 소개되었다고 합니다.
감도를 높인 다음 실험 'SMILE-3'도 2028년 예정된 호주 기구 실험의 후보로 준비가 진행 중이라고 합니다. '추측하는 과학'에서 '보는 과학'으로, 라는 표현이 무척 인상 깊었습니다.
천문학 이야기가 거의 천 년 전의 연대기와 이어질 때가 정말 좋습니다. 1181년, 중국과 일본의 관측자들은 몇 달 동안 보였던 "새로운 별"의 출현을 기록했습니다. 오늘날 그 빛은 성운 Pa 30을 남긴 초신성이었던 것으로 여겨지며, 최근 이 성운에 대해 지금까지 가장 선명한 이미지가 촬영되었습니다.
관측은 하와이에 있는 제미니 북쪽 망원경으로 이루어졌으며, 이전 관측보다 약 열 배 더 많은 구조를 보여 줍니다. 성운을 불꽃놀이나 민들레처럼 보이게 하는 긴 필라멘트들은 사실 목걸이의 구슬처럼 이어진 가스 매듭의 사슬인 것으로 밝혀졌습니다.
각 "진주"의 지름은 약 4광일입니다. 연구팀을 가장 놀라게 한 것은 훨씬 더 혼란스러운 모습을 예상했는데도 이 매듭들이 매우 균일하고 필라멘트를 따라 질서정연하게 늘어서 있다는 점이었습니다. 이 연구는 The Astrophysical Journal에 게재되었습니다.
그리고 제가 매혹적이라고 생각하는 또 다른 사실이 있습니다. Pa 30의 중심에는 "좀비 별"이 살아남아 있습니다. 백색왜성의 일부가 폭발을 견뎌 낸 것인데, 이는 드문 Iax형 초신성에서 전형적으로 나타나는 현상입니다. 이 매듭들을 연구하면 우리 조상들이 보았던 그 폭발이 어떻게 일어났는지 재구성하는 데 도움이 될 수 있습니다.
국경절 연휴에 꽤 가슴 설레는 소식을 접했다. 대양 시추선 '멍샹'호가 30일간의 남중국해 시험 시추 항해를 마치고 광저우로 돌아왔다고 한다. 중국지질조사국에 따르면 이번 항해에서 남중국해 수심 약 4100m 해역의 시추공 두 곳에서 시추와 코어 채취를 마쳤고, 남중국해 해양분지의 현무암 시료를 확보하는 데 성공했다.
몇 가지 수치는 일부러 적어 두었다. 이번 항해의 최대 시추 심도는 4929.17m, 최대 굴진 길이는 864.77m로, 중국이 자체적으로 수행한 시추의 최대 작업 수심 기록을 갈아치웠다. 연구팀은 자체 개발한 회전식 코어링 장비로 길이 4.27m의 현무암 코어를 끌어올렸다.
보도에 따르면 이로써 중국은 미국과 일본에 이어 시추선으로 심해 해양분지의 경암 시료를 확보한 세 번째 국가가 되었다. 심해 시추·코어 채취 능력은 5000m급으로 올라섰고, 작업 회차 여러 번에서 코어 회수율이 100%를 넘었다고 한다.
내가 보기에 이번 코어에서 가장 흥미로운 점은 남중국해가 어떻게 열리고 진화해 왔는지 연구하는 데 1차 자료가 된다는 것이다. 동시에 국산 핵심 시추 장비가 초심해 조건에서 시험을 견뎌 냈다는 뜻이기도 하다. 후속 연구 성과가 기대된다.
개인적으로 줄곧 관심을 두고 있던 원적외선 우주망원경이 드디어 움직이기 시작하게 되었습니다. NASA는 9월 23일, 차세대 망원경 'PRIMA'를 새로 마련한 미션 분야 '프로브 익스플로러스'의 첫 번째 미션으로 선정했다고 합니다. X선 망원경 'AXIS'와 비교한 끝에 내린 결정으로, 2033년 발사와 5년간의 관측을 목표로 합니다. 사업비 상한은 12억 달러(발사 비용 별도)라고 하네요.
원적외선이 흥미로운 점은 별과 행성이 태어나고 있는, 먼지에 싸인 곳을 꿰뚫어 볼 수 있다는 것입니다. PRIMA는 행성이 어떻게 만들어지는지, 은하와 초대질량 블랙홀이 어떻게 성장해 왔는지를 조사하는 것 외에도, 혜성의 물에 포함된 중수소와 수소의 비율(D/H비)을 측정해 '지구의 물은 어디에서 왔는가'라는 질문에도 다가간다고 합니다. 이 질문은 몇 번을 들어도 설렙니다.
망원경의 구경은 1.8m입니다. 자체 열이 잡음이 되지 않도록 약 4.5K까지 냉각하며, 분광 장치 'FIRESS'와 촬영·편광 관측 장치 'PRIMAger'를 탑재합니다. 마침 JWST와 알마 망원경 사이의 파장을 메우는 형태이며, 관측 시간의 75%는 전 세계 연구자들의 제안에 열려 있다고 합니다.
일본에서는 JAXA가 국제 협력 기관으로 참여할 예정이며, 예전에 검토되었던 적외선 망원경 'SPICA'를 위해 개발한 단열 기술 제공과 미사사 심우주 탐사용 지상국에서의 데이터 수신 지원 등이 검토되고 있다고 합니다. SPICA의 기술이 이런 형태로 살아난다니, 조금 가슴이 뜨거워집니다.
이 소식에 절로 미소가 지어졌어요. 부에노스아이레스에서 열린 2주짜리 워크숍 한 번으로 산더미 같던 심해 표본이 지금까지 아무도 기재한 적 없는 57종과 5개 속으로 정리됐습니다.
지난 7월 라틴아메리카와 유럽의 분류학자와 신진 연구자 20명이 Universidad Maimónides에 모였습니다. 워크숍은 Nippon Foundation-Nekton Ocean Census가 Schmidt Ocean Institute, CONICET, 아르헨티나 자연과학박물관과 함께 진행했어요. 표본은 대부분 Schmidt Ocean Institute의 2025년 Mar del Plata Canyon 탐사에서 나왔습니다. 이 탐사에서는 연구선 Falkor (too)에 실린 ROV SuBastian이 생물을 채집했어요. 여기에 예전에 확보한 CONICET 표본 일부가 더해졌습니다.
내역은 이렇습니다. 요각류 20종, 극피동물 22종(해삼과 바다나리), 팔방산호·바다조름·돌산호 같은 자포동물 14종, 그리고 뿔조개류 연체동물 1종입니다.
제가 가장 좋아하는 건 수심 2,577미터에서 발견된 Peniagone속의 뿔 달린 해삼이에요. 별명이 "Loki"랍니다. 이번 채집물에서 나온 신종 해삼은 최대 10종인데 이 녀석도 그중 하나예요. 그리고 정말 기억에 남은 대목이 있어요. 요각류 표본은 아직 10% 정도만 살펴봤는데, 살펴본 건 하나도 빠짐없이 신종이었다고 합니다.
유전자 분석이 끝나면 산호 가운데 일부는 새로운 속, 혹은 새로운 과로 밝혀질 수도 있대요. 표본은 아르헨티나 국가 소장품으로 보관되고, 확인된 종은 공개 데이터베이스인 Ocean Census에 등록됩니다. 솔직히 우리가 심해를 실제로 목록화한 게 얼마나 적은지 새삼 떠올리게 되네요.
