[과학을 읽다]보이저1호…성간 공간의 노랫소리

2012년 부터 세 번에 걸쳐 충격파 전해와

▲충격파로 판단할 때 보이저1호는 성간 공간에 있는 것으로 분석됐다.[사진제공=NASA]

[아시아경제 정종오 기자] 보이저1호가 부르는 노래. 지난 2월부터 11월까지 보이저1호는 독특한 소리를 전해오고 있다. 현재 보이저1호는 성간 공간에 있다. 때론 높은 소리를 나타내는 붉은 색으로 가끔씩은 속삭이듯 낮은 소리를 보내왔다.

보이저1호는 지금 정확히 어디에 있는 것일까. 우주과학자들에게 이 질문은 상당히 흥분되고 곤혹스러운 주제 중 하나이다. 눈으로 직접 볼 수 없고 지구에서부터 너무 멀리 떨어져 있기 때문이다. 현재 보이저1호는 태양권(heliospher)을 벗어나 성간 영역에 있을 것으로 판단했다. 지금까지 보이저1호가 전해온 세 번에 걸친 '쓰나미 파(tsunami waves)'를 분석한 결과이다.

보이저 1호는 2012년부터 올해까지 세 번의 충격파를 전해왔다. 가장 최근에 관측된 충격파는 올해 2월이었다. 지금도 2월과 같은 노랫소리가 이어지고 있다. 이 같은 충격파를 분석한 결과 연구자들은 보이저1호가 여전히 성간 영역에 머물러 있을 것으로 진단했다.

돈 거네트(Don Gurnett) 아이오와대학 물리학과 교수는 15일(현지시간) 지구물리 천문학연구연합회(American Geophysical Union) 행사에서 "많은 사람들은 성간 영역의 중간지역은 부드럽고 조용할 것으로 생각한다"며 "보이저1호가 전해온 충격파는 우리가 생각했던 것보다 훨씬 더 일반적"이라고 말했다.

첫 번째 쓰나미파는 2012년 10월~11월에 나타났다. 두 번째 파는 2013년 4월~5월 사이에 발생했다. 두 번째 쓰나미파는 첫 번째 보다 주파수가 높았다. 첫 번째 쓰나미파는 낮은 소리였고 두 번째는 조금 높은 소리를 보였다.

올 2월에 세 번째 충격파가 전해졌는데 이 충격파는 11월까지 오랫동안 지속됐다. 여전히 계속되고 있다. 세 번째 충격파가 이어지는 동안 보이저1호는 약 6억4300만㎞를 움직인 것으로 집계됐다.

쓰나미파는 태양이 코로나물질을 방출할 때 발생한다. 쓰나미파는 압력파를 발생시킨다. 이 압력파가 성간 플라즈마와 만날 때 충전된 입자가 별들 사이 공간에서 발견된다. 충격파가 플라즈마를 교란시키는 것이다.

에드 스톤(Ed Stone) 보이저미션 과학자는 "쓰나미파는 노래 또는 종처럼 공명되는 이온화 가스 현상이 나타나는데 이를 통해 확인할 수 있다"고 설명했다.

보이저1호가 보내온 두 번째 충격파는 전에 관측됐던 것보다 플라즈마 밀집도가 40배 정도 높았다. 높은 주파수에 밀집도 높은 플라즈마를 보이는 충격파로 봤을 때 보이저1호는 어떤 탐사선도 가보지 못한 곳을 탐험하는 '프론티어' 영역에 들어간 것으로 판단했다. 바로 성간 영역이다.

에드 스톤 박사는 "보이저1호가 더 멀리 갈수록 플라스마 밀집도는 더 높아질 것"이라며 "이런 현상이 보이저1호가 태양권을 벗어나면서 성간 영역의 밀집도가 더 높아지기 때문인지, 아니면 충격파 그 자체 때문인지 아직은 알 수 없다"고 말했다. 추가 검토 작업이 필요하다는 것이다.

보이저1호와 2호는 16일의 간격을 두고 1977년 발사됐다. 보이저2호가 먼저 떠났고 보이저1호가 뒤따랐다. '쌍둥이' 보이저 탐사선은 모두 목성과 토성을 지나쳤다. 이후 보이저1호는 더 먼 공간으로 여행을 떠났고 보이저2호는 천왕성과 해왕성을 탐험했다. 보이저2호도 보이저1호를 따라 몇 년 뒤에는 성간 영역에 들어갈 것으로 전망되고 있다.

성간영역에서 보내온 보이저1호의 속삭이는 노랫소리는 관련 페이지(https://www.youtube.com/watch?v=_u-RZTwpECg#t=45)에서 들을 수 있다.

▲2012년~2014년까지 세번에 걸쳐 보이저1호는 충격파를 보내왔다.[사진제공=NASA]

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr