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▲ 은하 충돌 예상도
미국항공우주국
미국항공우주국
한국 출신의 과학자 손상모(36) 박사는 자신의 연구 결과를 토대로 미래 상황에 대해 위와 같이 예측했다. 미국항공우주국(NASA) 연구기관 우주망원경과학연구소(STScI)에서 롤랜드 반더마렐 박사 연구팀에 참여한 손 박사는 “이상의 미래 예측은 허블의 관측 결과가 없었다면 근거가 없는 억측으로 치부될 수 있었지만, 이제는 안드로메다의 정확한 궤적을 알기 때문에 신빙성을 더할 수 있다.”고 설명했다.
이처럼 우리은하와 안드로메다가 미래에 겪게 될 일에 대한 놀라운 내용(두·세 번째 논문 1 저자는 반더마렐 박사며 손 박사는 공동저자다.)은 손 박사가 충돌 시기를 계산한 첫 번째 논문 결과와 함께 천문학 분야 최고 권위인 ‘천체물리학저널’ 7월 1일 호에 실렸다.
특히 이 같은 예측을 위해서는 정확한 측정 결과를 요하는 데 그 중요성 때문에 손 박사의 논문은 지난 5월 31일 미국 워싱턴에서 열린 NASA 기자회견에서 핵심 내용으로 다뤄졌다.
우리은하를 향해 안드로메다가 다가오고 있다는 사실은 이미 100여 년 전부터 알려졌다. 하지만 어떤 식으로 다가오는지는 알려진 정보가 없었다.
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▲ 손상모 박사
안드로메다가 우리은하로 다가오는 건 오래전부터 도플러 효과를 통해서도 알 수 있었다.
손 박사는 “도플러 효과의 원리는 경찰들이 과속차량을 단속할 때 쓰거나 야구에서 공의 속도를 측정할 때 쓰는 스피드건과 같다. 그러나 좌우로의 움직임(천문학에서는 이를 고유운동이라고 한다.)은 워낙 미세한 정도의 움직임이기 때문에 측정하기가 어려운 것”이라고 말했다.
손 박사에 따르면 어떤 천체가 좌우로 움직이는 운동을 잴 때 사용하는 원리는 다음과 같다. 어느날 망원경을 통해 영상을 찍고, 몇 년 뒤 다시 똑같은 영역의 영상을 찍는 것이다. 그리고 그 영상 안에 관심 있는 천체가 얼마만큼 움직였는지 거리를 재면 천체의 이동 속도가 나온다.
손 박사는 “이번 연구 결과도 이 원리를 이용한 것”이라면서 “다만 이전 연구와 다른 점은 안드로메다 정도 되는 거리의 천체에 대해 이런 측정을 아무도 해 본 적이 없다는 것”이고 설명했다.
다음은 손상모 박사와의 이메일 인터뷰.
→안드로메다은하가 다가오는 속도는 어떻게 측정했는지
허블로 관측한 영상은 5~7년이라는 시간차이를 두고 촬영했다. 이 기간에 안드로메다가 움직인 거리는 허블에 달린 초고해상도 디지털카메라에서 고작 약 1/100 픽셀(화소 단위)이다. 이런 움직임은 기존의 많이 쓰는 기술로는 측정할 수 없다. 따라서 본인이 주도적으로 약 1년 반가량을 여러 가지 아이디어와 실험을 통해 기술과 프로그램을 개발하는데 보냈고 마침내 만족할 만한 정밀도로 측정이 가능해졌다. 결과적으로 우리가 측정한 속도를 비유하면 ‘지구에서 달에 있는 사람의 머리카락이 자라는 속도를 재는 격’이라고 할 수 있다.
→전 세계적으로 이번 연구가 주목을 받았다. 감회가 어떤지
과학자는 주로 논문을 통해 자신의 연구 내용을 세상에 알리고 업적을 평가받는다. 논문의 내용이 중요하다고 판단되면 자의 또는 타의 적으로 보도자료를 내고 이를 주요 언론들이 조명하기를 기대한다. 그렇지만 NASA에서는 기자회견을 할 정도의 기회가 그리 많은 과학자에게 주어지지 않는다. 그런 면에서 이번 연구 성과에 대해 매우 영광스럽고 한편으로는 여러 가지 조건이 맞아떨어져 운도 따랐다고 생각한다.
허블을 이용한 수많은 연구 논문 중에서 NASA가 유독 이번 우리 연구팀의 결과에 주목하고 기자회견까지 한 이유는 허블이 아니면 측정할 수 없는 결과, 결과의 신빙성, 그리고 대중에게 호소할 수 있는 내용 (은하끼리의 충돌이라는 점) 때문으로 판단된다.
NASA에선 여러 형태로 보도자료를 내는데, 이번 연구는 Science Update(사이언스 업데이트) 형식으로 보도됐다. Science Update는 NASA에서 행하는 대외 보도 중 최상위 것으로 1년에 10여 개를 내고 그중 천문학 논문에 대한 것은 1년에 한 번 정도 있을까 말까 한 것이다.
이런 중요성을 입증하듯 미국 내의 대부분 주요 매체뿐만 아니라 전 세계 언론에서 이번 연구 결과를 다뤘다. 개인적으로는 이번 보도 덕분에 캐나다의 라디오 방송과 브라질의 과학 잡지와 인터뷰를 하는 등 색다른 경험도 하게 됐다.
→STScI에 들어간 계기는
캘리포니아공과대(칼텍)에서 방문연구원으로 재직할 당시 STScI의 롤랜드 반더마렐 박사가 허블을 이용해 안드로메다의 고유운동을 측정하는 연구를 한다는 정보를 듣고 해당 연구원을 뽑는 자리에 지원했다. 천문학자들에게도 안드로메다의 고유운동은 정밀한 관측과 복잡한 분석을 요구하기 때문에 매우 중요하지만 까다로운 일로 알려졌다. 또 결과 자체가 어떻게 나올지 불분명하기에 빠른 결과를 중시하는 현대 과학계 풍토에서 이런 일에만 전적으로 매달리는 걸 꺼리는 천문학자도 많다. 이런 불안한 요소를 알고 있음에도 난 관측천문학자로서 어려운 일을 하는 데 대한 도전 의식 같은 것이 발동해 STScI로 진로를 정했다. 이곳에 와서 좋은 결과도 발표하고 새로 배우고 개발한 기술도 많아서 지금으로서는 전혀 후회 없다.
국외 진출한 한국학자들은 얼마나 되고 이들 간에 교류는 있는지
다른 분야도 그렇다시피 갈수록 한국 과학자들의 잠재성이 인정돼 대학원생이나 연구원으로 해외 진출한 천문학자가 늘어가는 추세다. 그렇지만 절대적인 수로 해외 진출한 한국인 천문학자는 그리 많지 않기에 서로 잘 아는 편이다. 특히 1년에 두 번 열리는 큰 학회인 미국천문학회 회의 때는 공식 또는 비공식적으로 한국인 천문학자끼리 모여 인사를 나누고 각자의 연구 분야를 소개하는 시간을 가진다. 이외에도 해외 진출한 한국인 천문학자로 이뤄진 그룹이 페이스북에 있고, 주소록/연락처 데이터베이스가 매년 업데이트된다.
→천문학자를 꿈꾸게 됐던 이유는 무엇인지
직업이 뭐냐는 질문에 천문학자라고 답하면 많이 듣는 말이 있다. 바로 ‘나도 한때 우주에 대해 관심이 많았고 공부하고 싶었다.’는 것이다. 그만큼 누구나 우주에 관한 관심은 어느 정도 있는 것 같다. 난 정확히 5살 때부터 천문학자를 꿈꿨다. 당시 주재원으로 파견되신 부친을 따라 미국 뉴저지에 3년간 살면서 어린이들을 위한 우주 관련 서적을 많이 접하게 된 것이 꿈을 키우는 데 큰 역할을 한 것으로 확신한다.
→향후 연구 계획은 무엇이고 진로는 어떠한지
이번 연구로 연구팀의 업적이 인정돼 허블을 이용한 연구 프로젝트가 몇 가지 채택됐다. (허블을 이용하려면 논문에 가까운 지원서를 작성해 8대 1 이상의 경쟁률을 뚫고 채택돼야 한다.) 현재 연구 중인 내용은 가까운 은하들의 고유운동을 통해 은하 형성과 진화 역사를 규명하는 일이다. 여기서 사용하는 기술은 안드로메다 연구에서 사용했던 기술과 거의 같다.
STScI에서는 계약이 4~5년으로 정해져 있고 앞으로는 좋은 연구원이나 대학교로 기회가 주어지는 대로 지원할 예정이다. 직업적인 꿈 외에도 천문학자로서 이루고 싶은 꿈들이 있다. 우주라고 하면 일반인들이 막연하게 신비하다고 생각하는 경향이 있는데 대중에게 좀 더 구체적으로 천문학에 대해 알리고 싶다고 오래전부터 생각했다. 특히 이를 위해 언젠가 강연도 하고 책을 쓰고 싶기도 하다.
→천문학자가 꿈인 이들에게 조언 한마디 부탁한다
지금은 한국에도 좋은 (천문학 관련) 책이 넘쳐나고 있다. 그만큼 훌륭한 천문학자도 많고 사회적인 분위기도 이전의 ‘춥고 배고픈 학문’이라는 선입견보다는 차세대를 주도할 학문이라는 긍정적 면이 두드러지는 방향으로 가기 때문인 듯하다. 천문학자가 되는 길은 과학과 적성이 맞는다면 누구에게나 열려 있다. 그러나 가장 까다로운 부분은 어떤 유혹이나 역경에도 그 꿈을 버리지 않는 것이다. 실제로 천문학을 할 정도의 열정이 있는 사람 중에 현실의 벽에 부딪혀서 다른 분야로 간 경우를 자주 봤다. 막연한 동경과 신비로움 때문에 꿈이 생겼다면 책이나 다른 자료들을 통해 그 꿈을 구체화해가는 것이 좋은 길이라고 생각한다.
윤태희기자 th20022@seoul.co.kr
