[아하! 우주] ‘인류 척후병’ 보이저호 지금 어디에 있나?

미 항공우주국(NASA)의 허블 망원경이 미지의 영역을 날고 있는 보이저 1, 2호의 여정을 담은 로드 맵을 ​공개했다.

인류가 우주로 띄워보낸 ‘병 속 편지’ 보이저 1호는 2017년 1월 현재 지구로부터 약 206억km 떨어진 우주 공간을 날고 있는 중이다. 보이저 1호가 지구를 떠난 것이 지난 1977년 9월 5일이니까, 올 9월이면 꼬박 만 40년을 날아가고 있는 셈이다.

총알 속도의 17배인 초속 17km의 속도로 날아가고 있는 보이저 1호는 인간이 만든 물건으로는 가장 우주 멀리 날아가는 기록을 세우고 있는 중이다. 이 거리는 초속 30만km인 빛이 달리더라도 19시간이 넘게 걸리며, 지구-태양 간 거리의 138배(138AU)가 넘는 거리다.

탐사선의 전력이 바닥나는 2030년까지 보이저 호는 탐사활동을 계속하며 지구와 교신을 이어갈 것으로 보인다. 또한 전력이 끊어진 후에도 허블 망원경은 계속 보이저의 항로를 따라가며 관측활동을 계속할 것이다.

보이저 1호가 태양계를 벗어나 성간공간으로 진입한 것은 2012년 8월로, 탐사선을 스치는 태양풍 입자들의 움직임으로 확인되었다.

인류의 우주탐사 꿈을 싣고 한 세대를 지나는 세월 동안 고장 한번 나지 않은 기적의 항해를 이어가고 있는 보이저 1호는 목성, 토성을 지나며 보석 같은 과학 정보들을 지구로 보낸 후, 인류 역사상 처음으로 태양계를 벗어나 미지의 영역인 ‘검은 우주’ 속으로 돌진하고 있는 것이다.​ 현재 미션은 태양권 계면 탐사와 및 태양풍, 성간물질 입자 관측이다.

보이저 1, 2호의 주요 미션은 목성과 토성 탐사였다. 지난 30여 년간 보이저 1호가 보내온 각종 영상과 데이터는 태양계에 대한 인간의 인식을 넓혀주었다. 목성의 위성 이오에서 화산활동이 있다는 사실을 발견했으며, 토성의 고리가 복잡한 구조를 가지고 있다는 것도 최초로 확인해주었다.



뿐만 아니라, 1980년엔 최초로 완벽한 태양계 가족사진을 촬영했다. 태양계 가장자리에서 돌아본 지구의 모습과 태양계 풍경을 최초로 인류에게 보여준 감동적인 사진으로, 지구에서 62억km쯤 떨어진 명왕성 궤도 부근에서 찍어보낸 그 유명한 지구 사진, 흑암의 무한 공간 속에 한낱 먼지처럼 부유하는 ‘창백한 푸른 점’도 보이저 1호의 작품이다. ​

보이저 항로 동행하는 허블 망원경

웨슬리언 대학의 천문학자 세스 레드필드는 “보이저호가 우주공간에서 직접 관측한 자료와 허블 망원경으로 수집한 자료를 비교 분석해볼 수 있는 엄청난 기회"라면서 “보이저의 항로에 비해 허블 망원경을 통한 관측은 보다 넓고 먼 영역을 아우를 수 있다"고 설명했다.

허블 망원경으로 수집한 정보를 분석한 결과, 태양계 너머의 성간공간은 갖가지 입자들과 수소 분자가 뒤섞인 구름들이 여기저기 떠돌고 있음을 보여주었다. 또한 태양권 계면이라고 불리는 태양계 경계에 이르면 태양풍의 영향과 성간풍의 영향이 거의 같아진다는 사실을 알려주었다.



태양계를 감싸고 있는 태양권(heliosphere)은 태양풍에 의해 지배되고 있는 영역으로, 거대한 자기권을 형성하고 있다. 주로 양성자(수소의 원자핵)와 전자로 구성되고, 태양 코로나 안에서 초속 400km까지 가속되는 고에너지 입자군인 태양풍은 태양의 자전에 실려 확대되기 때문에, 소용돌이를 그리면서 밖으로 퍼져 나가고 있다. 이 태양풍과 태양계 외부의 항성에서 오는 항성풍의 압력이 서로 상쇄되는 경계가 바로 태양계의 경계가 되는 셈이다.

초음속의 태양풍 흐름이 갑자기 느려지는 영역을 말단 충격(termination shock)이라 하는데, 여기가 태양계의 가장 바깥 언저리라 할 수 있다. 그 바깥쪽으로는 태양권 계면(heliopause)이 시작된다. 태양권 계면 바깥에는 뱃머리 충격파 지역이 있는데, 이 지역은 태양권 계면과 성간매질의 상호작용이 격렬해지는 곳이다.



인간의 모든 신화와 문명에서 절대적 중심이었던 태양, 그 영향권으로부터 최초로 벗어나 호수와도 같이 고요한 성간 공간을 주행하고 있는 722㎏짜리 인간의 피조물인 보이저 1호의 몸통에는 이색적인 물건 하나가 부착되어 있다. 지구를 소개하는 인사말과 영상, 음악 등을 담은 골든 레코드가 바로 그것이다. ​혹시 있을지도 모를 외계인과의 만남을 대비해 지구를 소개하는 갖가지 정보를 담은 레코드를 만들어 보이저에 실었던 것이다.

이 음반을 보이저 호에 동봉하자는 아이디어를 낸 사람은 ‘코스모스’의 저자인 천문학자 칼 세이건(1934~1996)이었다. ​세이건은 일찍이 “이 우주에 지구에만 생명체가 존재한다면 엄청난 공간의 낭비”라고 말하며 외계인의 존재를 강력히 믿었다. 그리하여 그와 뜻을 같이하는 과학자들이 모여 지구를 대표할 수 있는 사진과 음악, 소리를 선정해서 ‘우리가 여기에 있다’는 메시지를 골든 레코드에 담아냈던 것이다.

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com