우주의 섬뜩한 소리
우주의 섬뜩한 소리
  • 함예솔
  • 승인 2020.11.25 12:10
  • 조회수 8860
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초신성의 잔해. 출처:  X-ray (NASA/CXC/SAO)
초신성의 잔해. 출처: X-ray (NASA/CXC/SAO)

NASA에서 지난 달 핼러윈데이를 앞두고 우주의 섬뜩한 소리들을 공개했습니다. 우주 탐사 시 수집한 정보를 바탕으로 제작됐습니다. 그 중 몇 가지를 조금 더 알아보겠습니다.

우주의 섬뜩한 소리 사운드 트랙을 들으시려면! 클릭!
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화성의 소리

 

NASA의 인사이트(InSight)호는 사상 처음으로 '화성의 지진'으로 추정되는 파동을 기록했습니다. 인사이트 탐사선의 지진계 Seismic Experiment for Interior Structure(SEIS)의 성능은 화성 지표의 미묘한 진동도 포착할 정도로 민감합니다. SEIS는 특히 화성의 지진을 감지하기 위해 고안된 장치입니다. 화성 지진의 지진파가 행성의 내부를 통과해 이를 감지하면 화성의 내부 구조 또한 밝혀낼 수 있을 것으로 기대됩니다.

 

인사이트호가 처음으로 이 신호를 감지한 건 2019년 4월 6일, 화성일 기준으로 127솔(sol)에 발생했습니다. 

이후 연구팀은 고주파(high-frequency) 지진 신호를 감지해 냅니다. 100건 중 단 21건만 지진 때문에 발생한 걸로 보이는데요. 나머지 건들도 지진 때문일 가능성이 존재하지만, 과학자들은 다른 원인일 가능성을 염두에 두고 있습니다.

 

참고로 화성의 지진은 지구의 지진처럼 지각판의 움직임 때문에 발생하지 않습니다. 왜냐하면 화성에는 지각판이 없기 때문입니다. 그럼에도 지진이 발생합니다. 응력(stress)을 발생시키는 지속적인 냉각과 수축의 과정 때문입니다. 이 응력은 계속 축적됩니다. 일정 시간이 지나면, 지각이 깨질 정도로 축적된 응력이 지진을 발생시킵니다.  

 

고대 우주의 소리

 

138억년 전 우주는 전자, 양성자, 빛이 혼합된 뜨거운 플라즈마 덩어리일 뿐이었습니다. 음파는 유아기 시절 우주를 뒤흔들었고, 빅뱅 직후 얼마 지나지 않아 파동이 발생했습니다. 이 초창기 우주의 소리는 유럽우주국(ESA)의 플랑크 우주선(Planck spacecraft)이 포착했습니다. 포착된 태고의 음파는 우리가 들을 수 있도록 가청주파수로 바꾸었습니다.

플랑크우주선. 출처: ESA/NASA/JPL-Caltech
플랑크우주선. 출처: ESA/NASA/JPL-Caltech

이러한 음파는 비교적 최근의 우주에도 전파됐고 물질과 빛에 각인을 남겼습니다. 마치 연못 수면에 돌이 떨어져 물결이 만들어지는 원리와 비슷합니다. 이 무늬들은 빛에서 약간 더 밝거나 어두운 부분으로 각인돼 있습니다.

♬♩♬♩♬♩ 태초의 우주 소리

한편, 소리는 끊임없이 윙윙거리 듯 들립니다. 일차파동(저음)과 높은 고음조로 이뤄져 있습니다. '쉭' 하는 소리는 진동하는 소리인데 이 사운드 파일을 만들기 위해 처리하는 과정에서 생겼습니다.

 

은하 중심에서 나오는 선율

 

우리은하의 중심은 우주비행사가 직접 방문하기엔 너무 멉니다. 하지만 우리는 그곳을 탐사할 수 있습니다. 바로 망원경을 통해서 말이죠. 망원경은 은하 중심부가 다른 종류의 빛에서 어떤 모습인지 볼 수 있는 기회를 제공합니다. 우주 망원경에 포착된 고유한 디지털 데이터(1과 0의 형태)를 이미지로 변환해 시각적으로 만들어줍니다.

궁수자리 A* (Sagittarius A*)로 알려진 은하 중심부에 있는, 태양 질량의 400만배에 달하는 초거대질량 블랙홀이  있어요. 출처:  X-ray: NASA/UMass/D.Wang et al., IR: NASA/STScI
궁수자리 A* (Sagittarius A*)로 알려진 은하 중심부에 있는, 태양 질량의 400만배에 달하는 초거대질량 블랙홀이 있어요. 출처: X-ray: NASA/UMass/D.Wang et al., IR: NASA/STScI

그런데 만약 이러한 데이터를 소리로 변환하게 되면 어떨까요? 음향의 데이터화(Sonification)는 데이터를 소리로 변환하는 과정입니다. 이미지의 왼쪽에서 시작해 오른쪽으로 움직이며 소리는 자료 근원지의 위치와 밝기를 나타냅니다. 천체의 빛은 높은 음으로 들리고 빛의 강도는 볼륨을 조절합니다. 별들은 음표로 변환되며 가스와 먼지의 구름은 웅웅거리는 소리를 만든다고 합니다. 크레센도는 우리가 이미지의 오른쪽 아래 밝은 부분에 도달했을 때 발생합니다. 이곳은 궁수자리 A* (Sagittarius A*)로 알려진 은하 중심부에 있는, 태양 질량의 400만배에 달하는 초거대질량 블랙홀이 있는 곳인데요. 가스와 먼지의 구름이 가장 밝은 곳이기도 합니다. 

 

NASA의 찬드라엑스선관측소(Chandra X-Ray Observatory)에서 관측한 결과 은하 중심부에 있는 초거대질량블랙홀(supermassive black hole)의 소리를 우리에게 들려줍니다. 이밖에도 허블우주망원경과 스피처 우주망원경은 서로 다른 악기를 연주하는 앙상블처럼 활약하는데요. 대략 400광년 떨어진 이 곳의 데이터를 들을 수 있게 해줍니다. 각각의 이미지는 지구로부터 약 26,000광년 떨어진 이 지역에서 일어나는 다른 현상들을 보여줍니다. 허블 망원경의 이미지는 별들이 태어나고 있는 '에너지 넘치는 지역'을, 스피처 우주망원경의 적외선 이미지는 복잡한 구조 속에 있는 '빛나는 먼지 구름'을 보여줍니다. 찬드라 관측소에서 X-선으로 얻은 자료는 항성의 폭발과 궁수자리 A*에서 새어나가고 있는 수백만도까지 가열된 가스를 보여줍니다.

 

목성의 소용돌이 치는 오로라

 

목성의 구름과 오로라 경치 상상도. 출처: NASA/Ron Miller
목성의 구름과 오로라 경치 상상도. 출처: NASA/Ron Miller

2017년 2월 2일, 목성 탐사선 주노(JUNO)호는 목성 옆을 네 번째로 근접 통과 했습니다. 이때 주노는 목성의 전리층(ionosphere)에서 나오는 플라즈마 파동 신호를 관측했습니다. 주노에 탑재된 기기는 목성의 자기권에서 나오는 라디오 파장과 플라즈마 파장을 측정한 건데요. 목성의 소용돌이 치는 오로라를 소리로 표현하면 어떨까요?
 

 


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