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우주 질량의 약 85%를 차지하지만 빛과 전자기파에 반응하지 않아 직접 관측할 수 없는 암흑 물질의 존재는 현대 물리학의 가장 큰 난제 중 하나다. 1930년대 스위스 천문학자 프리츠 츠비키가 처음 그 존재를 예측한 이후, 과학자들은 은하의 회전 속도, 중력 렌즈 효과 등 다양한 천문학적 증거를 통해 암흑 물질이 실제로 존재한다는 사실을 확인했다. 그러나 그 정체를 규명하는 것은 여전히 미지의 영역으로 남아있다. 현재 과학자들은 암흑 물질의 유력한 후보들을 제시하고, 이를 직접 포착하기 위한 최신 실험들을 활발히 진행하고 있다. 암흑 물질의 유력한 후보들: 액시온과 윔프 암흑 물질의 정체를 설명하기 위해 여러 가상의 입자들이 제안되었다. 이 중 가장 유력하게 거론되는 두 가지 후보는 **액시온(Axion..

우리 은하, 즉 **밀키웨이(Milky Way)**는 수십억 년의 장대한 역사를 거치며 주변의 작은 은하들을 병합하고 흡수하며 몸집을 불려왔다. 이러한 거대 은하의 "식인 행태"는 우주 진화의 자연스러운 과정 중 하나이며, 최근의 정밀한 천문학적 관측을 통해 그 생생한 증거들이 속속들이 드러나고 있다. 과거에는 추측에 불과했던 은하 병합의 흔적들이 이제는 구체적인 별들의 흐름과 화학적 조성 분석을 통해 과학적으로 입증되고 있다. 은하 합병의 흔적을 추적하는 천문학 우리 은하가 다른 은하를 병합했다는 가장 명확한 증거는 바로 은하의 **헤일로(halo)**에서 발견된다. 헤일로는 은하 중심부와 원반을 감싸고 있는 구형의 영역으로, 이곳의 별들은 대체로 오래되고 무작위적인 궤도를 가지고 있다. 이 헤일로에서..

우주 탐사는 인류의 오랜 꿈이었지만, 막대한 비용과 시간, 그리고 기술적 한계라는 난제에 늘 부딪혀왔습니다. 특히 우주선의 추진을 위한 연료, 즉 추진제는 우주 탐사의 가장 큰 제약 요인 중 하나였습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 등장한 혁신적인 기술이 바로 **솔라 세일(Solar Sail)**입니다. 솔라 세일은 마치 바다를 항해하는 범선처럼, 우주 공간을 떠다니는 빛의 압력을 이용해 추진력을 얻는 미래 기술로, 추진제 없이 영구적인 항해가 가능하다는 점에서 큰 주목을 받고 있습니다. 솔라 세일의 원리와 개발 현황 솔라 세일의 핵심 원리는 **'광압(Light Pressure)'**입니다. 아인슈타인의 상대성 이론에 따르면, 빛은 파동이자 동시에 입자(광자)의 성질을 갖습니다. 이 광자들이 거울처..

2023년 9월, 미국 NASA의 오시리스-렉스(OSIRIS-REx) 탐사선이 소행성 **'베누(Bennu)'**의 샘플을 지구로 성공적으로 귀환시키면서, 우주 과학계는 물론 인류의 근원적 질문에 대한 답을 찾아가는 여정에 새로운 이정표를 세웠습니다. 이는 미국이 처음으로 소행성 샘플을 성공적으로 회수하는 쾌거였으며, 무려 45억 년 전, 태양계 형성 초기 물질을 담고 있는 우주 '타임캡슐'을 열어젖힌 역사적인 사건입니다. 45억 년 전 소금 호수의 흔적, 생명의 재료를 품다 베누 샘플의 분석 결과는 과학자들을 흥분시켰습니다. 샘플에서는 지구 생명체의 근간을 이루는 DNA와 RNA의 핵심 재료인 뉴클레오베이스 5종과 아미노산 14종이 발견되었습니다. 이는 생명의 필수적인 구성 요소들이 지구 밖 우주 공간..

태양계 가장자리에 '플래닛 나인(Planet Nine)'이라는 미지의 행성이 존재한다는 가설이 천문학계의 뜨거운 감자로 떠올랐습니다. 2016년 마이클 브라운과 콘스탄틴 바티긴 박사팀이 처음 제기한 이 가설은 해왕성 너머에 있는 카이퍼 벨트의 천체들이 특정 방향으로 쏠려 있다는 이상한 궤도 패턴을 설명하기 위해 제시되었습니다. 이 궤도들은 무려 지구 질량의 5~10배에 달하는 거대 행성의 중력 영향을 받아야만 설명이 가능하다고 주장하면서, '아홉 번째 행성'의 존재 가능성을 강력하게 시사했습니다. 이 가설은 당시 천문학계의 오랜 궁금증을 해소할 열쇠로 기대를 모았습니다. '플래닛 나인' 가설의 탄생과 논란 **"우리는 태양계 외곽의 천체 6개가 뚜렷하게 같은 방향으로 뭉쳐져 있다는 사실을 발견했다"**고..

카이퍼 벨트는 해왕성 궤도 너머 약 30~50 AU(천문단위, 1AU는 지구-태양 거리) 범위에 걸쳐 존재하는 얼음과 암석 덩어리들의 집합체입니다. 이곳에는 왜행성인 명왕성(Pluto)을 비롯해 에리스(Eris), 하우메아(Haumea), 마케마케(Makemake) 등 여러 천체들이 존재합니다.이 천체들은 태양계 형성 이후 남은 잔해들로, 매우 낮은 온도와 어두운 환경 속에 있지만, 태양계의 진화와 중력 구조를 이해하는 데 중요한 단서를 제공합니다. 이상한 궤도: 왜 카이퍼 벨트 천체들이 수상한가?2016년 캘리포니아 공과대학(Caltech)의 천문학자 마이크 브라운(Mike Brown)과 콘스탄틴 바티긴(Konstantin Batygin)은 몇몇 극외 카이퍼 벨트 천체(ETNOs: Extreme Tra..

푸른 행성 지구를 감싸는 아름다운 우주 공간은 인류의 끊임없는 탐험과 기술 발전의 무대가 되어 왔습니다. 하지만 동시에, 우리가 쏘아 올린 수많은 인공위성과 우주선의 잔해, 수명을 다한 부품들이 **우주 쓰레기(space debris)**라는 이름으로 지구 궤도를 떠돌아다니며 심각한 위협을 가하고 있습니다. 이 눈에 보이지 않는 그림자는 우리의 미래 우주 활동은 물론, 현재 운용 중인 위성들에게까지 심각한 위험을 초래하며, 해결책 마련이 시급한 상황입니다.우주 쓰레기의 심각성: 충돌 위험과 연쇄 반응우주 쓰레기는 크기가 수 밀리미터에서 수 미터에 이르기까지 다양하며, 초속 수 킬로미터의 엄청난 속도로 지구 궤도를 움직입니다. 이러한 빠른 속도 때문에 작은 파편이라도 작동 중인 인공위성이나 국제우주정거장(..

인류는 오랜 시간 동안 우주에 우리만이 존재하는지, 아니면 드넓은 코스모스 어딘가에 또 다른 생명체가 살아가고 있는지에 대한 질문을 던져왔습니다. 최근 몇 년간 외계 행성 발견이 급증하면서 이러한 질문에 답할 가능성이 점차 현실이 되고 있습니다. 특히 **제임스 웹 우주망원경(JWST)**과 같은 첨단 관측 장비의 등장은 외계 행성 대기를 분석하여 생명체의 흔적을 찾아내는 연구에 혁명적인 변화를 가져왔습니다.생체 지표 물질 탐색의 중요성외계 행성에서 생명체를 직접 발견하는 것은 현재 기술로는 매우 어려운 일입니다. 따라서 과학자들은 생체 지표 물질(biosignature), 즉 생명 활동에 의해 생성될 가능성이 높은 화학 물질을 탐색하는 데 집중하고 있습니다. 대표적인 생체 지표 물질로는 지구 대기에서도..

우리는 발 딛고 선 지구를 넘어, 밤하늘을 수놓는 달과 화성을 꿈꿉니다. 인류는 오랫동안 이 행성들의 표면을 탐사하며 그 신비를 벗기려 노력했지만, 진정한 비밀은 그 깊은 내부에 숨겨져 있습니다. 그리고 이 비밀의 열쇠는 바로 초정밀 우주 중력장 지도 작성에 있습니다. 마치 X-레이처럼, 중력장 지도는 행성의 겉모습 너머, 그 내밀한 구조와 역동적인 지질 활동을 밝혀낼 강력한 도구입니다.중력은 어떻게 행성의 비밀을 말하는가?중력은 질량을 가진 모든 물체 사이에 작용하는 기본적인 힘입니다. 행성 내부의 물질 분포는 균일하지 않습니다. 밀도가 높은 핵, 맨틀, 지각 등 각 층의 구성 물질과 두께, 그리고 지하 깊은 곳에서 일어나는 맨틀 대류, 화산 활동, 지진 등은 모두 미세하게 중력장에 영향을 미칩니다. ..

태양계 행성 중 금성은 오랫동안 ‘지구의 쌍둥이’라고 불려왔습니다. 크기와 질량이 지구와 비슷하고, 태양과의 거리도 비교적 가까워 초기에는 지구와 비슷한 환경을 가졌을 것으로 추측되었기 때문입니다. 하지만 탐사선들이 보내온 데이터는 금성이 지구와는 전혀 다른, 극도로 가혹한 행성임을 여실히 보여주었습니다. 특히 금성의 자전 방향은 다른 대부분의 행성들과 반대로 ‘뒤틀려’ 있으며, 이는 금성이 지구와 다른 길을 걷게 된 중요한 요인 중 하나입니다. 왜 금성은 자전 방향이 반대일까요? 그리고 어쩌다 지구와 이토록 다른 운명을 맞이하게 된 것일까요?태양계 행성들의 자전 방향: 규칙 속의 예외, 금성대부분의 태양계 행성들은 태양이 자전하는 방향과 같은 방향으로 자전합니다. 이를 ‘순행 자전’이라고 부릅니다. 지..