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2016년, 과학기술계 6대 발견

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작성일 2016-12-19
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2016년, 과학기술계 6대 발견

중력파, 호박 속의 공룡깃털, 지구와 닮은 행성 등





2016년은 놀라운 발견이 이어진 한해였다. 특히 과학 분야가 더 그렇다. 블랙홀 충돌에 따른 중력파 검출, 호박(amber) 속에서 발견된 공룡의 꼬리 깃털, 생명체 서식이 가능할 것으로 보이는 행성 발견 등 그동안 확인이 불가능했던 사실들이 연이어 밝혀졌다.

17일 ‘내셔널 지오그래픽’은 과학계에 큰 영향을 미친 6가지 주요 발견 사례를 선정, 발표했다. 첫 번째 사례는 100년 전 아인슈타인이 예견한 중력파(Gravitational Wave)를 발견한 일이다. 중력에 의해 시공간(spacetime)에 생긴 물결이나 파장을 중력파라고 한다.

시공간이란 3차원의 공간에 시간을 더한 사차원의 세계다. 연못에 돌을 던지면 물결이 생기듯 시공간에도 물결이 생긴다. 이를 중력파라고 하는데 보통 천체의 중력 붕괴나 중성자별끼리의 쌍성 합체, 초신성 폭발과 같은 우주현상으로 인해 발생하는 것으로 알려져 있다.

아인슈타인이 주장한 중력파 100년 만에 확인

천재 물리학자 아인슈타인(Albert Einstein)은 100년 전인 1916년 일반상대성이론을 통해 중력파를 예측한 바 있다. 그동안 이론으로만 존재해왔는데 라이고 간섭계 중력파 관측소(LIGO)에서 중력파의 존재를 확인했다.







                        2월12일 라이고 간섭계 중력파 관측소(LIGO)에서 중력파의 존재를 확인했다.
 사진은 블랙홀 2개가 자전을 하는 하나의 무거운 블랙홀로 합병되는 과정에서 충돌 직전 가상도. ⓒLIGO




미국 루이지아나주 리빙스턴, 워싱턴주 핸포드에 있는 2기의 중력파 관측 시설 라이고는 2월 12일 공식 발표를 통해 관측 사상 최초로 중력파 검출에 성공했다고 발표했다. 이 중력파는 지난해 9월 14일 국제 표준시 9시51분의 중력파다.라이고 관계자는 블랙홀 2개가 자전을 하는 하나의 무거운 블랙홀로 합병되는 과정에서 충돌 직전 1초도 못 되는 순간 방출된 것이라고 설명했다. 태양보다 무거운 두 블랙홀이 충돌하기 직전 발생한 중력파가 14억 년의 시간이 흘러 인류에 의해 관측된 것이다.

중력파 검출 소식이 알려지면서 세계 천문학자들은 크게 기뻐했다. 중력파 검출로 미지에 영역이었던 우주의 비밀을 풀 수 있는 문이 열렸기 때문. 특히 우주 생성의 원인인 블랙홀의 수수께끼를 풀어 우주 생성의 원리를 풀어 나가기를 기대했다.

미얀마 호박 속에서 공룡 깃털을 발견하다

마이클 크라이튼의 SF소설을 영화화한 ‘쥬라기 공원(Jurassic World)’을 보면 유전자 복제에 대한 이야기가 나온다. 호박(amber) 안에 보존돼온 모기에서 남아있는 공룡 혈액 DNA를 추출해 공룡을 복제했다는 내용이다.








`리다 싱(Lida Xing)` 박사가 이끄는 국제 연구팀이 사상최초로 미얀마 호박(amber)에서 


공룡 깃털 등 쥬라기 당시 실제 그대로의 공룡 흔적을 발견했다. ⓒLida Xing




실제로 고생물학자들은 호박 속에서 멸종된 원시 조류의 뼈대 흔적을 발견한 바 있다. 그러나 공룡 흔적을 발견하지는 못했다. 그러나 12월 8일 과학잡지 ‘현대 생물학(Current Biology)‘에 공룡 꼬리가 들어있는 호박을 발견했다는 논문이 실려 세계를 놀라게 했다.

논문에는 ‘미얀마에서 약 9900만 년 전에 살았던 것으로 추정되는 공룡 꼬리가 들어있는 호박을 발견했다’는 내용이 실려 있었다. 논문 저자는 베이징 중국 지질학대학에서 고생물을 연구하는 ‘리다 싱(Lida Xing)’ 박사가 이끄는 국제 연구팀이다.

이전에도 멸종된 원시 조류의 뼈대가 남은 날개 일부가 들어 있는 호박이 발견된 적은 있지만 조류가 아닌 공룡의 깃털을 발견한 것은 이번이 처음이다. 연구팀은 이 공룡이 새의 조상으로 여겨지는 작은 공룡 실러러소르(coelurosaur)라고 말했다.

이 호박을 발견한 곳은 미얀마 호박시장인 것으로 전해졌다. 호박 속에는 9900만년 된 호박에는 원시 깃털뿐 아니라 연조직과 8개의 온전한 척추가 보존돼 있었다. 고생물학계는 이 호박을 통해 공룡 진화에 대한 비밀을 풀 수 있을 것으로 기대하고 있다.

4.2광년 떨어진 곳에서 지구와 닮은 행성 발견

지난 8월 25일 과학저널 ‘네이처’에는 ‘A terrestrial planet candidate in a temperate orbit around Proxima Centauri’라는 제목을 단 논문이 한편 실렸다. 31명의 저명한 천문학자들이 공동 집필한 4쪽짜리 논문이었다.

지구와 닮은 행성 ‘프록시마 센타우리 b(Proxima Centauri b)’를 발견했다는 내용이었다. 이 행성은 센타우르스 자리에 있는 프록시마라는 별 주위를 돌고 있는 행성이다. 센타우로스는 태양에서 4.2광년 떨어진 지구에서 가장 가까운 별이다.

그동안 천문학자들은 2009년 발사한 케플러 우주망원경을 통해 외계행성을 집중적으로 연구해왔다. 지난 9월1일까지 공식적으로 확인된 외계행성만 3518개에 달했다. ‘프록시마 b’는 그중의 하나였다.

이 행성이 주목을 받은 것은 행성 표면 온도 분석을 통해 행성의 표면에 얼지 않은 액체상태의 물이 존재할 수 있다는 거주가능 지역의 판정을 받았기 때문이다. 태양계의 지구처럼 거주가 가능한 지역이 존재할 수 있다는 주장은 세계를 놀라게 하기에 충분했다.

탄자니아에서 1만~1만9000년 전 사람 발자국 발견

학자들에게 아프리카 탄자니아는 인류 최초의 흔적이 다수 남아 있는 매우 귀중한 장소다. 그동안 다수의 뼈 화석과 연장, 그리고 인류 조상의 다양한 분화 흔적들이 발견돼 인류 문화의 뿌리를 찾아가는데 큰 도움을 주었다.

지난 9월 이곳에서 또 다른 흔적이 발견됐다. 북 탄자니아 진흙 지대에서 1만~1만9000년전 살았을 것으로 추정되는 사람들의 발자국을 대량 발견했다. 근처 화산 분출로 하늘에서 떨어진 재 때문에 발자국이 잘 보존돼 있었다.

뉴욕대 고인류학자 이자 조사팀 일원인 윌리엄 하코트 스미스(William Harcourt-Smith)박사는 이 발자국들은 마사이족들이 신성시하는 ‘올 도이뇨 렌가이’ 화산에서 9마일 정도 떨어진 곳에 있었다고 설명했다.

마사이 말로 ‘신의 산’을 뜻하는 이 화산은 북탄자니아 엔가레 세로(Engare Sero) 마을 근처에 있었다. 당시 마사이족은 정기적으로 렌가이 화산으로 예를 표하기 위해 순례나 여행을 한 것으로 보인다. 12명 이상이 그룹을 이뤄 다닌 발자국 흔적도 있다.

박사는 “이곳 발자국은 이제껏 다른 곳에서 보지 못한 신생대 4기(홍적세) 독특한 화석 지대로 기록될 것”이라고 말했다. 고고학계는 이 발견으로 인류 조상들이 무엇을 했는지 활동을 연구하는데 큰 도움이 될 것으로 전망했다.

사하라에서 몸길이 9m의 거대 바다악어 화석 발견

지난 1월 이탈리아 볼로냐 대학의 고생물학 연구팀이 아프리카 튀니지에 접한 사하라 사막에서 몸길이만 약 9m, 무게가 3톤에 달하는 것으로 추정되는 고대 바다악어 화석을 발견했다. 이 화석은 과학계에 보고된 바 없는 역대 최대의 바다악어 화석이었다.

과학자들은 이 악어에게 ‘마키모사우르스 렉스(Machimosaurus rex)’라는 이름를 붙여주었다. 고대 악어는 약 1억3000만 년 전 북아프리카 부근 바다에서 서식하며 먹이사슬의 최고 정점에 있었을 것으로 추정되고 있다.

지금의 악어보다 코 부분이 더 좁지만 이빨은 더 짧고 단단한 것이 특징이다. 그동안 고대악어는 1억5000만 년 전에 멸종된 것으로 여겨져 왔다. 그러나 1억3000만년 전의 거대악어 화석이 발견되면서 기존의 학설에 수정이 불가피해졌다.

이번에 발견된 화석 곁에는 등껍질이 매우 단단한 바다거북 화석도 함께 발견됐다. 먹잇감이었던 것으로 추정됐다. 연구팀장인 페데리코 판티(Federico Fanti) 박사는 “쥬라기와 백악기 사이 발생한 해양 파충류의 대멸종 이후이도 이 고대악어는 생존하고 있었다”고 말했다.

목성 탐사선 주노, 목성의 진주목걸이 현상 촬영

NASA의 목성 탐사선 주노(Juno)가 발사된 것은 2011년 8월이다. 이후 4년 11개월 간 27억2000만km를 목성을 향해 비행한 끝에 2016년 7월 7일(미국 동부시간) 오후 11시 18분(한국시각 5일 낮 12시 18분) 목성 궤도에 진입했다.











      첨단 장비를 갖춘 NASA의 목성 탐사선 주노(Juno)가 지난 7월7일 성공적으로 진입해, 성공적으로 

      목성 탐사을 수행 중이다.  12월 초에는 목성 표면에 나타난 진주목걸이 모양의 폭풍 현상을 쵤영했다.

     ⓒNASA










NSAS 관계자는 감속 엔진 점화를 시작해 11시 53분(낮 12시 53분)에 완전히 목성 궤도에 들어섰다고 밝혔다. 2003년 처음으로 목성 궤도에 진입한 첫 번째 탐사선 갈릴레오(Galileo) 이후 목성 궤도에 진입한 두 번째 일이다.

이번 탐사가 주목을 받은 것은 갈릴레오보다 훨씬 더 뛰어난 장비를 싣고 있었기 때문. 태양을 통해 무한리필이 가능한 에너지 공급 시스템과 함께 시야각이 훨씬 넓고 해상도가 높은 카메라를 장착하고 있었다.

현재 주노는 당초 계획대로 자신의 임무를 순조롭게 진행하고 있는 중이다. 지난 12월11일에는 목성 약 4150㎞까지 접근하는데 성공했다. 초속 57.8㎞로 움직이면서 다양한 데이터를 수집해 지구에 그동안 몰랐던 자료들을 송신하고 있다.

그리고 3번째 저공 비행을 하면서 목성 표면에 나타난 신비한 진주 같은 모양을 한 이미지를 촬영하는데 성공했다. NASA는 이를 ‘진주목걸이(String of Pearls)’라고 명명했다. 현재 목성에는 이런 폭풍이 8개 있다.

이번에 촬영한 건 이 가운데 7번째 규모로 목성 남반구에서 시계 반대 방향으로 회전하는 거대한 폭풍으로 확인됐다. NASA에서는 이밖에 목성의 중력영역에서 내부 구조를 파악하는등 중요한 탐사를 이어갈 계획이다.


이강봉 객원기자

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저작권자 2016.12.19 ⓒ ScienceTimes