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[과학 이야기] 낙뢰 잔해서 생명체 기원 단서 발견

벼락이 떨어진 자리의 흙에 생명체와 관련된 희귀한 화학물질이 풍부하게 들어있는 것으로 밝혀져 생명체의 기원에 관한 단서를 제공하고 있다고 디스커버리 채널이 보도했다. 투산 소재 애리조나 주립대학 연구진은 아프리카ㆍ호주의 사막과 미국 전역에서 풀구라이트(섬전암) 표본을 채취해 분석한 결과 다른 어디서도 찾아보기 힘든 화학물질인 아인산염(HPO3)과 차아인산염(H2PO2) 성분이 풍부하다는 사실을 발견했다고 네이처 지오사이언스 최신호에 발표했다. 지구 표면에는 초당 44번 꼴로 끊임없이 번개가 치고 있으며 그 결과 모래와 흙이 녹아 유리질의 관 모양 암석인 풀구라이트를 형성하게 된다. 연구진은 해마다 낙뢰로 생기는 이들 화합물의 양이 2~3t에 불과하지만 현대의 박테리아가 지금도 아인산염을 먹는 능력이 있는 것은 태초부터 물려받은 것으로 보인다고 지적했다. 이들은 "아인산염을 산화시켜 인산염으로 만드는 특정 유전자가 있는데 이것은 E.콜리 박테리아를 비롯한 많은 토양 박테리아에 들어있다. 이 박테리아의 역사가 얼마나 긴 지는 정확히 말하기 어렵지만 매우 오래 된 것"이라고 말했다. 수십억년 전 지구에는 아인산염과 차아인산염 성분을 함유한 수많은 운석들이 우박처럼 쏟아졌는데 이 두 종류의 화합물은 인산염보다 쉽게 물에 녹아 최초의 생명체가 먹기 좋은 상태였을 것이라고 이들은 추정했다. 연구진은 아인산염과 차아인산염은 초기 미생물에게는 필수적인 양분이었을 것이며 훗날 유기체들이 암석에 갇힌 풍부한 인산염과 접촉하면서 먹이를 바꾸긴 했지만 이런 물질을 먹는 능력은 여전히 갖고 있는 것으로 보고 있다. 오늘날의 생명체들은 박테리아에서 사람에 이르기까지 모두 옛날과 마찬가지로 인산염이 있어야만 살 수 있다. 우리의 뼈 구조와 대사 작용 DNA는 모두 인산염 이온(PO4)를 화학적 기초로 삼고 있다.

2009-07-28

[과학 이야기] 다쳤을 땐 '욕이 약'

다치거나 고통스러울 때는 욕설을 내뱉는 것이 현명한 처사라는 최신 연구가 나왔다고 BBC 뉴스가 보도했다. 영국 킬 대학 연구진은 기분 내키는 대로 욕설을 쓰는 사람들이 점잖은 언사만 골라 쓰는 사람들에 비해 고통스러운 시간을 50% 가까이 더 오래 참을 수 있음을 발견했다고 뉴로리포트지에 발표했다. 리처드 스티븐 박사는 자기 집에서 목공 일을 하다 망치로 엄지손가락을 찧고 욕을 내뱉은 뒤 이 문제에 착안해 연구에 착수했다. 연구진은 64명의 학생 자원 봉사자들을 모집 처음엔 얼음처럼 차가운 물속에 손을 집어넣고 하고 싶은 욕을 하면서 최대한 오래 버티도록 주문했다. 그다음엔 같은 실험을 반복하면서 식탁을 묘사하는 데 사용되는 보통 어휘들을 사용하도록 주문했다. 그러자 학생들은 욕을 하지 않을 때는 평균 1분15초 동안 찬물에 손을 담근 채 버틸 수 있었지만 욕설을 되풀이할 때는 2분 가까이 버틸 수 있는 것으로 나타났다. 연구진은 어째서 이런 현상이 나타나는지는 확실치 않지만 욕을 내뱉는 것이 자연적인 '투쟁 도주' 반응(갑작스런 자극에 반응하는 뇌의 기능)을 유발해 고통을 줄이는 효과를 내는 것으로 보인다고 지적했다. 즉 학생들이 욕을 내뱉을 때 심장 박동이 늘어나는 것은 마주친 상황에 대응하기 위해 자신의 약점이나 위협을 실제보다 낮게 평가하는 '투쟁 도주'의 반응을 보이면서 공격성이 증가함을 시사한다는 것이다. 스티븐 박사는 이런 연구 결과가 수백년에 걸쳐 욕이 발달하고 오늘날에도 건재하는 이유를 설명해 줄지도 모른다고 지적했다. 그는 그러나 고통을 줄이는 욕의 효과를 적절히 이용하기 위해서는 평소에 욕을 덜하는 습관을 가져야 할 것이라고 말했다.

2009-07-27

[과학 이야기] 모든 양서류 보름달밤에 짝짓기

지구 상의 모든 양서류가 보름달 아래서 일제히 짝짓기 활동을 한다는 사실이 처음으로 밝혀졌다고 BBC 뉴스가 보도했다. 영국 과학자들은 개구리와 두꺼비 영원들이 모두 달빛을 받으며 짝짓기하기를 즐기지만 이처럼 전 세계적인 현상이 파악된 것은 처음이라고 동물행동 저널 최신호에서 밝혔다. 이들 동물은 달의 주기를 이용해 충분한 수의 암컷과 수컷이 동시에 한 곳에 모이도록 하며 이런 방법으로 번식의 성공을 극대화하고 포식자에게 잡아먹힐 위험을 줄인다는 것이다. 영국 오픈유니버시티의 생물학자 레이첼 그랜트는 지난 2005년 이탈리아 중부의 한 호수 부근에서 도롱뇽을 연구하던 중 보름달이 뜬 밤 도로 위에 두꺼비들이 쏟아져 나와 있는 것을 목격했다. 이어 한 달 뒤 저녁 때 우연히 같은 길을 가던 그는 달이 차오르면서 점점 더 많은 두꺼비들이 모여 완전한 보름달이 떴을 땐 그 수가 정점에 달했다가 달이 기울자 점점 줄어드는 것을 발견했다. 그랜트 등 연구진은 이후 2년간에 걸쳐 같은 장소에서 추가 관찰해 확인한 사실을 영국에서 이루어진 다른 학자들의 연구들과 비교했다. 10년에 걸쳐 옥스퍼드 부근 연못가의 개구리와 두꺼비의 짝짓기 습관을 분석한 연구와 웨일스 지방에서 수집된 두꺼비와 영원의 짝짓기에 관한 연구들은 이탈리아에서와 마찬가지로 보름달 빛이 똑같이 영향을 미친다는 사실을 보여주었다. 예를 들어 유럽두꺼비들은 보름달이 뜨는 밤 모두가 번식 장소에 모여 짝짓기를 하고 알을 낳으며 북방산개구리들 역시 보름달이 뜨는 시간에 맞춰 번식활동을 한다는 것이다. 또한 영원의 번식 활동 역시 보름달 주기에 맞춰지지만 이들은 초승달 때도 짝짓기를 해 그 결과는 개구리나 두꺼비보다는 덜 뚜렷한 것으로 나타났다. 그러나 영원들은 달의 3/4 주기 때는 번식장소에 가는 것을 피하는 데 이것은 이 때가 지구의 자장이 가장 강한 시기이기 때문일 가능성이 있다고 그랜트는 지적했다. 연구진은 인도네시아의 자바에서 수집된 자바두꺼비들에 관한 역사적 자료를 통해 이들 역시 보름 밤을 전후해 배란한다는 사실을 확인 이런 현상이 광범위하게 일어나고 있다는 결론을 내렸다. 그랜트는 "이는 아마도 전세계적인 현상으로 보이지만 양서류의 번식기에 관한 대부분의 연구에서 달의 주기라는 요인은 간과돼 왔다. 그러나 종마다 생태환경과 번식전략이 다르기 때문에 모든 양서류가 똑같은 방법으로 영향을 받지는 않을 가능성도 있으며 이는 추가 연구 대상"이라고 말했다. 연구진은 달의 주기 외에 기상 요인과 지자기 같은 다른 환경 변수들을 고려한 통계 모델을 만들 계획이다.

2009-07-23

[과학 이야기] 꽃은 어떻게 세상을 지배하게 됐나

찰스 다윈이 "지독한 미스터리"라고 머리를 흔들었던 백악기 개화식물의 대폭발 사건은 진화에 관한 최대의 수수께끼이지만 네덜란드 학자들이 마침내 해답을 찾은 것으로 생각하고 있다고 BBC 뉴스가 보도했다. 이들은 에콜로지 레터스 최신호에 실린 연구 보고서에서 꽃 식물이 지구를 지배하게 된 비결은 토양의 비옥도 변화를 이용해 일종의 '피드백 고리'를 형성함으로써 새 꽃이 죽은 꽃으로부터 양분을 취할 수 있었던 것이라고 주장했다. 네덜런드 바게닝겐 대학 연구진은 겉씨식물과 양치류가 지배했던 지구가 갑자기 성장속도가 빠른 속씨식물(개화식물)이 지배하는 세상으로 바뀌게 된 것은 지구 생물환경 역사상 가장 중요한 변화로 포유류들에게 엄청난 기회를 제공했다고 지적했다. 이들은 "이런 다양성 변화는 다윈 시대에 생각됐던 것보다는 훨씬 느리게 일어났지만 엄청나게 큰 변화가 매우 빠르게 일어났다"면서 그 과정을 이렇게 설명했다. 처음엔 겉씨식물이 척박한 토양에서 번성했는데 이런 식물들은 대지에서 더 많은 양분을 빨아들이는 두껍고 수명이 긴 잎을 갖고 있지만 이런 나무에서 떨어져 나오는 것들은 빨리 썩지 않는다. 따라서 겉씨식물은 척박한 토양으로부터 양분을 빨아들이면서도 토양의 질을 개선하는 데는 별 도움을 주지 않는다. 그러다가 속씨식물이 보다 비옥한 땅에서 서식하기 시작해 거점을 확보하면서 토양의 비옥도에 미묘한 변화가 일기 시작한다. 이들 초기 개화식물은 죽으면서 토양을 비옥하게 만드는 찌꺼기를 남겨 더 많은 개화식물이 자라게 돼 토양의 생태에 변화를 일으킨다. 이때부터 속씨식물의 지배력 강화가 토양의 비옥도를 높이고 이것이 다시 속씨식물의 팽창을 가속화하는 '양(陽)의 피드백 고리'가 형성된다는 것이다. 연구진은 이처럼 식생의 변화가 갑자기 일어났다는 가설은 오늘날 발견되는 증거로 뒷받침된다고 주장했다. 지난 30년간 히스가 무성한 유럽 서부의 황무지는 키 작은 관목 천지에서 다년생 풀 천지로 변한 것이 바로 그것이다. 관목들은 겉씨식물처럼 양분 손실을 최소화하는 수명이 긴 잎과 줄기를 갖고 있지만 이 때문에 성장 속도가 늦어지는 반면 풀이 한번 자리 잡으면 이들의 빠른 성장 속도는 피드백 고리를 형성해 땅에 양분을 보태주고 그 결과 더 많은 풀이 자라게 된다는 것이다. 이런 변화는 이탄지의 이끼류가 급속히 관다발식물로 대체되는 데서도 찾을 수 있다고 연구진은 지적했다.

2009-07-22

[과학 이야기] 110억년 전 초신성 폭발 관측

지금까지 발견된 것 가운데 가장 오래 전인 약 10억년 전의 초신성 폭발이 관측됐다고 스페이스 닷컴이 보도했다. 어바인 캘리포니아대학 연구진은 우주의 일정 영역을 여러 해 동안 촬영한 영상들을 비교해 밝기가 달라지는 천체를 집중 관찰하는 새로운 기법으로 약 110억광년 떨어진 거리에서 일어난 두 개의 초신성 폭발을 포착할 수 있었다고 네이처지 최신호에 발표했다. 초신성은 질량이 큰 별이 연료가 소진돼 스스로의 중력을 이기지 못해 붕괴하면서 중성자별이라고 불리는 초고밀도의 작은 별로 줄어드는 현상. 초신성 폭발이 일어날 때 방출된 산소보다 무거운 원소들 예를 들어 철과 칼슘 규소 등은 분자 구름 밀도를 높여 장시간에 걸쳐 새로운 항성계를 형성하게 된다. 이번에 발견된 초신성은 Iln형에 속하는 것이다. 같은 유형 가운데 지금까지 발견된 가장 오래 전의 초신성은 60억년 전의 것이며 모든 유형의 초신성을 통틀어 가장 오래 전의 것은 90억년 전 것이다. 우주의 나이가 137억년으로 추정되므로 이번에 발견된 초신성은 우주 탄생 후 매우 초기에 일어난 것. Iln 형 초신성은 태양 질량의 50~100배 되는 별의 폭발적인 죽음을 가리키는데 이런 유형의 별들은 죽기 전에 대부분의 물질을 밖으로 내뱉기 때문에 마침내 폭발할 때는 남은 물질들이 우주로 방출돼 이미 방출된 가스를 헤치고 나가게 되는데 이때 일어나는 충돌로 잔해 전체가 몇 년 동안 밝은 빛을 내게 된다.

2009-07-21

[과학 이야기] 원숭이도 '틀린 문법' 인식

원숭이도 상대방의 단어 발음 순서가 틀리면 이를 인식한다는 최신 연구가 나왔다고 BBC 뉴스가 보도했다. 하버드 대학 과학자들은 솜털모자팽셰원숭이들의 행동을 관찰한 결과 이들이 단어 발음상의 순서가 '틀린' 경우 이를 알아차린다는 사실을 발견했으며 이는 언어의 진화 과정을 밝히는 단서가 될 것이라고 바이올로지 레터스 최신호에 발표했다. 이들은 이 연구가 인간 언어의 고유한 패턴을 얼마나 많은 동물이 사용하는지 보여주는 것이자 언어의 특정 측면이 비언어적 기원에서 출발한 것임을 보여주는 증거라고 지적했다. 연구진은 원숭이들에게 두 음절짜리 단어들을 반복해 들려줘 귀에 익숙하게 만든 뒤 순서와 어긋나게 발음해 들려 주고 이들의 반응을 관찰해 이런 결과를 얻었다. 연구진은 원숭이들에게 특정 단어에 반응하는 훈련을 시키지는 않고 첫 음절이나 두 번째 음절이 같은 여러 개의 단어를 약 30분간 계속 들려 주는 실험으로 많은 언어에서 시제를 가리키는 접두사와 접미사의 기원을 추적했다. 영어에서 'ed'라는 접미사를 사용해 동사의 과거형을 조합하는 것이 한 예이다. 접두사 훈련에서 원숭이들은 "shoy-bi" "shoy-la" "shoy-ro" 등 반복적으로 나타나는 음절로 특정 접두사에 익숙해졌다. 접미사 훈련을 받은 그룹은 첫 음절은 다르지만 마지막 음절은 같은 "bi-shoy" "la-shoy' 등의 단어를 반복적으로 들었다. 이튿날 연구진은 원숭이들에게 전날 들려준 단어들의 패턴처럼 "shoy" 라는 음절이 제자리에 오는 단어들과 제자리에 오지 않는 "새로운" 단어들을 들려주고 원숭이들이 말하는 사람을 얼마나 자주 쳐다보는지 측정했다. 그 결과 원숭이들이 정해진 패턴에 익숙해졌거나 지루해졌을 때는 패턴에 어긋나는 단어에 더 많은 흥미를 보이는 것으로 나타났는데 이는 이런 단어들이 무언가 새로운 것이기 때문이라고 연구진은 해석했다. 연구에 참여하지 않은 하버드대의 진화생물학자 마크 하우저 교수는 이 연구가 인간 언어가 "언어에만 국한된 것이 아닌" 기억 과정을 어떻게 통합하는지를 보여준 것이라고 지적했다. 즉 "단순한 시간적 순서는 사람 아닌 동물에게도 적용되는 것"이며 이는 새나 고래의 노래에서 시간적으로 나타나는 음의 순서가 소통에 결정적인 중요성을 갖고 있음을 의미한다고 말했다. 또한 여기서 더 나아가 영장류의 경우 이런 순서는 학습에 매우 중요한 것이라고 그는 강조했다.

2009-07-20

[과학 이야기] 플랑크 망원경 절대온도 0도 초근접

유럽우주국(ESA)이 지난 5월 발사한 플랑크 우주망원경이 절대온도 0도에 가까운 영하 273.05℃까지 온도를 낮추는데 성공했다고 BBC 뉴스 인터넷판이 보도했다. 이는 절대온도 0도보다 0.1℃ 높은 것이다. 절대온도 0도는 이론상 원자의 활동이 멈추는 온도로 지금까지 지상 실험실에서 절대온도 0도에 가까운 극저온 환경이 만들어지긴 했지만 우주에서 이런 온도를 만들어내기는 처음이다. 과학자들은 현재 우주에 이보다 온도가 낮은 곳은 어디에도 없을 것으로 자신하고 있다. 우주에서 '가장 오래 전에 나온 빛'을 찾는 것을 목표로 하는 플랑크 망원경은 빅 뱅의 흔적으로 남은 '화석화'된 태고의 광선을 초정밀 분석 우주가 어떻게 찰나에 불과한 시간에 급속한 팽창 과정을 거치게 됐는지 밝히게 된다. 플랑크 망원경의 볼로미터(미량 복사 에너지 측정용 저항 온도계)는 이런 극저온에서 빛의 감지력이 최고 수준이 되는데 이런 상태를 유지하기 위해 플랑크 망원경은 항상 태양열이 미치지 않는 방향을 향하며 차광장치들이 망원경의 온도를 영하 222℃까지 낮추며 3개의 냉각기가 망원경 중심부 온도를 절대온도 0도에 최대한 가깝게 만든다. 한편 플랑크 망원경과 함께 발사된 ESA의 또 다른 망원경 허셸은 플랑크 망원경보다 파장이 짧은 광선들을 관찰해 별의 탄생과 은하의 진화 과정을 밝히게 된다. 허셸 망원경도 볼로미터 기술을 사용하지만 절대온도 0도보다 0.3℃ 높은 상태에서 가동된다.

2009-07-19

[과학 이야기] 호주서 1억 년 전 공룡 3종 발견

호주에서 약 1억 년 전에 살았던 세 종류의 새로운 대형 공룡 화석이 발견돼 공룡의 역사를 밝히는 중요한 단서를 제공하고 있다고 BBC 뉴스와 AP통신이 보도했다. 호주 퀸즐랜드 주의 애너 블라이 총리는 퀸즐랜드 박물관의 고생물학자들이 지난 3년간 퀸즐랜드주의 윈턴 퇴적층대에서 발굴 작업을 벌인 결과 약 9800만년 전에 살았던 것으로 추정되는 각기 다른 공룡 세 마리의 화석을 발견했다고 공식 발표했다. 블라이 주 총리는 이 발견은 호주의 고대 생물들을 이해하는데 획기적인 전기를 마련했다고 강조했다. 호주에서 대형 공룡 화석이 발견되기는 28년 만에 처음으로 이 연구 성과는 미국 공공과학도서관 학술지 플러스원에 게재됐다. 세 마리 가운데 하나는 몸무게가 약 500㎏이 나가는 사나운 육식공룡으로 두 손에 각각 커다란 갈고리발톱을 세 개씩 갖고 있는 무시무시한 모습을 갖고 있다. 다른 두 마리는 초식공룡인데 이 가운데 기린처럼 생긴 목이 긴 녀석은 몸무게가 20t이나 나가는 초대형이고 다른 하나는 하마처럼 다부진 몸집을 갖고 있다. 연구진은 지난 1885년 윈튼 지역에서 반조 패터슨이 호주의 비공식 애국가 '춤추는 마틸다'를 만든데 착안 공룡들에게 이 곡의 주요 인물들에서 따온 애칭을 붙였다. 영화 '쥬라기 공원'에 나오는 벨로시랩터보다 더 크고 더 사나워 보이는 육식공룡 오스트랄로베나토르 윈토넨시스는 '반조'로 키 크고 호리호리한 위토노티탄 와트시는 '클랜시'로 하마처럼 생긴 디아만티나사우루스 마틸다에는 `마틸다'로 각각 불리게 됐다. 반조와 마틸다의 뼈는 뒤섞여 있어 과학자들은 마틸다가 물가의 진흙에 빠진 뒤 반조가 접근하다 같은 운명에 처하게 된 것으로 보고 있다. 호주에서는 지난 1981년 두 발로 서는 대형 네발 초식공룡 무타부라사우루스가 발견된 적이 있지만 이후 발굴 실적이 없었는데 이번 발견으로 호주는 세계적인 대형 공룡 서식지로서의 위치를 되찾게 됐다.

2009-07-16

[과학 이야기] 잠복단층이 무서운 까닭은

깊이 5~15㎞의 심부 지하에 묻혀 있는 잠복 단층이 지표면에 가까운 단층보다 훨씬 큰 파괴력을 갖는 이유가 밝혀졌다고 디스커버리 채널 인터넷판이 보도했다. 캘리포니아 대지진과 일본의 고베 대지진 등 이례적으로 강력한 지진들은 이런 단층에서 일어났지만 어째서 그처럼 큰 피해를 냈는지 지금까지 그 원인은 수수께끼로 남아 있었다. 건축공학 회사인 URS사의 폴 서머빌 박사 등 연구진은 잠복 단층이 격렬한 폭발을 일으키기에 완벽한 조건을 갖춘 암석층에 위치하고 있는데다 지진이 일어날 때는 폭발 에너지를 지표면을 향해 집중시켜 실제 규모보다 훨씬 큰 파괴력을 낸다는 사실을 발견했다. 그는 "지진 과정에서 파열이 확산될 때 그 속도는 음속폭음에 가깝다"면서 "에너지파 위에 다른 에너지파가 차곡차곡 얹혀 시속 1천600㎞로 이동할 때는 순간 음속돌파시의 충격파에 가까운 위력을 갖는다"고 설명했다. 이런 현상은 물론 모든 지진에서 일어나는 것이지만 잠복단층의 경우 에너지를 표면을 향해 집중시켜 지하 5~15㎞의 딱딱하고 깨지기 쉬운 암석층을 통과하도록 한다는 것이다. 연구진은 잠복단층과 표면단층에서 똑같이 규모 6.5~7.5 사이의 강진이 일어날 경우 잠복단층에서 나온 지진파의 위력이 표면단층에 비해 최고 60%나 크다는 사실을 발견했다. 지난 1989년 샌프란시스코 베이 지역에서 일어난 규모 7.0의 로마 프리에타 지진과 1994년 캘리포니아 남부에서 일어난 규모 6.7의 노스리지 지진 1995년 일본에서 일어난 규모 6.9의 고베지진은 엄청난 인명과 재산 피해를 냈지만 단층 파열부가 지표면까지 도달하지는 않았다. 이 때문에 과학자들은 노스리지 지진처럼 비교적 약한 지진이 어째서 기록적인 파괴력을 가졌는지 의문을 가져왔다. 더구나 잠재적인 위력을 갖고 있는 잠복단층들이 속속 새로 발견되고 있는데 최근 로스앤젤레스 도심 지하를 통과하는 퓨엔티 힐스 단층이 바로 그 예이다. 연구진은 이제 이런 지질학적 지식을 재해예측도와 통합시키고 피해를 최소화하도록 건축법을 적용하는 것이 지진 공학자들이 할 일이라고 지적했다. 지질탐사단의 한 관계자는 "새로 제작된 재해예측도에는 잠복단층이 지표면 운동에 미치는 효과도 표시돼 있으며 앞으로 건축법에도 반영될 것"이라면서 "우리의 목표는 모든 정보를 망라해 이런 지표면 운동을 견딜 수 있는 건물을 짓는데 필요한 최상의 수치를 제공하는 것"이라고 말했다.

2009-07-15

[과학 이야기] 새로 드러낸 엘니뇨의 두 얼굴

태평양 적도대의 수온이 높아지는 이른바 `엘니뇨' 현상이 전세계의 기상에 영향을 미친다는 것은 오래 전부터 알려져온 사실이지만 그 영향이 두 가지 다른 형태로 나타난다는 것이 처음으로 밝혀졌다. 김혜미 연구원을 비롯한 미국 조지아 공대 연구진이 사이언스지 최신호에 발표한 연구에 따르면 전통적인 엘니뇨는 대서양 허리케인의 수를 줄이는 경향이 있지만 `엘니뇨 모도키'로 불리는 새로 발견된 엘니뇨는 대서양에 평소보다 더 많은 허리케인을 일으키는 것으로 나타났다. 전통적 개념의 엘니뇨는 태평양 적도대 동부의 해수 온도를 주기적으로 높이지만 `모도키 엘니뇨'는 "같으면서도 다르다"는 뜻의 일본어에서 따온 수식어가 시사하듯 더 서쪽까지 영향을 미쳐 태평양 중부의 수온까지 높이는 것으로 밝혀졌다. 연구진은 이처럼 새로운 현상이 일어나는 원인은 분명치 않지만 "아마도 모종의 기후 변동 또는 지구온난화에 대한 반응인 것 같다"고 지적했다. 이들은 지난 2004년 엘니뇨가 진행되면서 대서양 허리케인의 수가 줄어들 것으로 예상됐지만 실제로는 대형 허리케인 6개를 비롯 이름이 붙은 것만 15개가 발생하는 등 허리케인 활동이 장기 평균치에 비해 2.5배나 됐다는 점에 주목했다. 2004년 허리케인은 미국의 60명을 비롯 모두 3천100명 이상의 사망자를 냈으며 미국내 재산 피해는 사상 최대 기록을 깼다. 연구진은 원인이 무엇이든 엘니뇨와 그 반대로 허리케인의 수를 늘리는 라니냐에 대한 이해를 높임으로써 대서양 허리케인의 수를 비롯한 기상 예보의 정확성을 더 높일 수 있을 것이라고 말했다. 미 기상 당국은 지난달 태평양에 엘니뇨 형성 조짐이 나타나고 있다고 발표했다. 이에 대해 연구진은 처음 동쪽에서 시작된 해수 온도 상승 현상이 서쪽으로 이동하는 "혼성 엘니뇨로 보인다"면서 시즌 말 허리케인이 잦아질 가능성이 있다고 해석했다. 연구진의 일원인 조지아공대 지구대기연구소장 주디스 커리 박사는 "올여름 늦게 모도키 엘니뇨가 올 가능성이 50%"라면서 "두고 봐야 하겠지만 허리케인이 늘어날 가능성이 있다"고 말했다. 커리 박사는 한국과 일본 연구원들이 엘니뇨의 전반적인 형태를 연구한 끝에 `모도키' 현상을 발견했다면서 "엘니뇨의 다른 면이 허리케인 수를 늘린다는 것은 매우 놀라운 일"이라고 말했다. 한편 미 국립기상청은 올해 9~14개의 열대성 폭풍이 예상되며 이 가운데 4~7개는 허리케인으로 발달할 가능성이 있다고 예고했다.

2009-07-14

[과학 이야기] 중간 크기의 블랙홀 발견

중간 크기의 블랙홀이 마침내 발견돼 초거대 블랙홀이 어떻게 은하 중심부에 자리잡고 커지는지를 설명할 수 있게 됐다. 영국 레스터 대학 연구진은 ESO 243-249 은하의 가장자리에서 우리 태양 질량의 500배 정도인 중간 규모의 블랙홀을 발견했다고 네이처지 최신호에 발표했다. 초거대 블랙홀은 우리 태양의 수십억배에 달하지만 3배에서 20배 사이인 아주 작은 블랙홀도 있다. 블랙홀은 우주에서 가장 강력한 현상 가운데 하나로 초고밀도의 중력장인 이것은 너무도 강력해 심지어 빛조차도 빠져 나갈 수 없다. 별 정도의 질량을 가진 블랙홀은 거대한 별이 죽으면서 생긴 것으로 믿어지지만 은하수를 비롯한 은하들의 중심부에 자리잡은 초거대 블랙홀들이 어떻게 생겼는지에 관해서는 논란이 계속돼 왔다. 연구진은 이번 발견으로 중간 크기 블랙홀의 역할이 상당 부분 입증됐다고 주장했다. 연구진은 "초거대 블랙홀이 많은 중간 크기 블랙홀들이 결합해 생긴 것이라는 가설을 입증하기 위해서는 우선 중간 크기 블랙홀의 존재를 입증해야만 했다"고 밝혔다. 블랙홀은 빛을 내지 않기 때문에 연구진은 유럽의 XMM-뉴턴 궤도망원경을 이용 이런 블랙홀에서 나오는 극도로 밝은 X-선을 포착함으로써 중간 크기 블랙홀의 존재와 크기를 입증할 수 있었다.

2009-07-13

올 뻔했던 빙하기, 식물이 막았다

약 2천500만년 전 지구는 거대한 냉동고가 될 뻔했으나 표면을 덮고 있던 나무 등 식물 덕분에 전혀 새로운 운명을 맞게 됐다는 연구가 나왔다. 예일대 연구진은 지구 대기권의 이산화탄소(CO₂) 농도를 연대별로 추적한 결과 히말라야 산맥과 안데스 산맥이 형성되던 약 2천500만년 전 지구 기온이 걷잡을 수 없이 내려가는 것을 막은 것이 바로 식물 그중에서도 나무들이었던 것으로 나타났다고 네이처지 최신호에 발표했다. 이론상 이처럼 거대한 산맥이 융기하는 지각 변동 상황에서는 대기 중 CO₂가 대부분 고갈돼 지구 기온이 초저온으로 곤두박질할 것으로 예상되는 데 그런 현상이 일어나지 않은 이유는 식물이 완충 역할을 했기 때문이라는 것이다. 이 연구는 수억년에 걸쳐 일어난 자연의 메커니즘에 따라 지구가 초저온과 초고온 사이에서 오갔음을 보여주는 것이다. 5천만년 전까지만 해도 지구의 남ㆍ북극엔 얼음이 없었고 북극에는 악어가 서식할 정도였으며 대기권은 주로 대규모 화산 폭발에서 나온 CO₂가 높은 농도를 유지하고 있었지만 이후 장기간에 걸쳐 CO2 농도가 점차 줄어들면서 기온도 점점 내려갔다. 즉 CO₂가 용해돼 지하수로 흘러들고 지하수는 다시 바다로 흘러 들어가 해상(海床)에 CO₂를 축적하게 된 것이다. 대기 중 CO₂농도를 낮춘 데는 이밖에도 규산암이 오랜 세월 풍화하는 과정에서 일어난 화학반응도 한몫했다. 연구진은 이런 과정에서 이론상 예상됐던 대기중의 CO₂고갈현상이 일어나지 않은 것은 식물 특히 나무의 광합성과 암석 풍화 과정에서의 역할 때문이라고 보고 있다. 식물의 뿌리는 광물질을 용해시키는 산(酸)을 분비하고 토사 유실을 막으며 지하수에 용해된 CO₂농도를 증가시키는 역할을 하는데 이들의 생명 유지에 필요한 대기중 CO₂양이 급격히 줄어들면서 풍화작용의 속도를 늦추고 토양에 쌓이는 CO₂의 양도 줄어들게 됐을 것으로 학자들은 추정했다. 그 결과 대기중의 CO₂농도가 급격히 떨어지지 않아 지구가 '얼음덩어리'로 전락하는 것을 막게 됐다는 것이다. 연구진은 "대기 중 CO₂농도가 200~250ppm 수준으로 줄어들면서 안정됐다"고 밝혔다. 이 연구는 지구의 탄소 순환주기 시뮬레이션과와 식물의 성장 경험에 대한 관찰을 바탕으로 한 것이다. 연구진은 그러나 지구가 한없이 꽁꽁 얼어붙는 것을 식물이 한 차례 막아주었다 해도 인위적인 온난화에도 다시 똑같은 역할을 할 가능성은 없어 보인다고 지적했다.

2009-07-09

꼬마사슴이 고래의 조상이라고?

육지동물인 애기사슴이 겁을 먹으면 물 속으로 도망쳐 한 시간씩이나 물에 잠겨있는 것으로 밝혀져 이들의 조상이 수생 생활에 익숙했을 뿐 아니라 고래도 한 조상으로부터 진화했을 가능성을 시사한다고 BBC 뉴스가 최신 연구를 인용해 보도했다. 인도네시아의 과학자들은 지난 2008년 보르네오 칼리만탄주 북부 지역의 연못에서 헤엄치며 놀던 애기사슴이 탐사팀을 보고 놀라 물 속으로 숨는 것을 발견했다. 이후 한 시간동안 이 애기사슴은 너댓 차례 수면 위로 올라와 숨을 쉬긴 했지만 한 번에 5분 이상 잠수 상태를 유지하는 것으로 밝혀졌다. 이들은 스리랑카에서도 몽구스에게 쫓기자 연못으로 뛰어드는 산애기사슴을 발견했다고 포유류 생물학 저널 최신호에 발표했다. 꼬마사슴과에 속하는 애기사슴은 반추동물 중에서 매우 작은 편에 속해 쥐사슴으로 불리기도 하는데 전세계에 약 10종이 살고 있는 것으로 알려져 있다. 꼬마사슴은 약 5천만년 전 소와 염소 양 사슴 영양 등 다른 반추동물과 갈라져 진화했으며 뿔이 없는 대신 커다란 웃송곳니를 갖고 있다. 애기사슴 가운데 가장 큰 아프리카 종은 습지에 살며 놀라면 강으로 뛰어들어 물 속에 잠겨 있는 습성으로 잘 알려져 있지만 동남아와 인도 스리랑카에 사는 다른 애기가슴들은 마른 땅에 사는 육지동물로만 여겨져 왔다. 연구진은 이런 발견은 모든 반추동물들이 한때는 물과 친한 생활을 했음을 시사하는 것이며 또한 고래가 작은 사슴처럼 생긴 친수성 동물로부터 진화했을 것이라는 가설을 뒷받침하는 것이라고 주장했다. 이들은 애기사슴들이 땅에서 걸어 다니지 않고 물 속에서 오랫동안 편안하게 헤엄치는 것도 예상 밖이지만 보다 흥미있는 것은 이들의 진화가 갖는 의미라고 지적하면서 지난 2007년 미국 과학자들이 발견한 인도히우스의 화석을 중요한 단서로 들었다. 인도히우스는 작은 사슴처럼 생긴 반추류 동물이지만 초기 고래의 조상이었을 가능성을 보여주는 형태학적 특징을 갖고 있다. 이는 아직 추측에 불과하지만 모든 초기 반추류 동물들이 부분적으로는 수중 생활을 했을 가능성을 시사하는 것이다. 연구진은 적어도 세 종의 현생 꼬마사슴이 물 속에 숨는 행동을 한다는 것은 약 3천500만년 전 이들의 공동 조상이 같은 방식으로 행동했을 가능성을 말해주는 것이라고 밝혔다. 또 이는 사슴처럼 생긴 반추류 동물로부터 오늘날의 고래와 돌고래가 진화했을 것이라는 가설을 강화하는 것이라고 강조했다. 현생 동물 가운데 고래와 가장 가까운 하마 역시 위협을 받으면 물 속에 뛰어드는데 이는 양이나 영양 등 다른 현생 종이 오랜 세월을 거치면서 잃어버린 행동이라는 것이다.

2009-07-08

최초의 뭍 동물들은 험상궃은 모습

만화에 나오는 최초의 육지동물은 다리 달린 물고기 정도로 단순하게 그려지고 있지만 실제 바다에서 나와 처음 뭍에 오른 동물들은 생김새가 몹시 험상궂었다는 새로운 연구가 나왔다고 라이브사이언스 닷컴이 보도했다. 영국 케임브리지 대학 고생물학자들이 해부학 저널 최신호에 발표한 연구 보고서에 따르면 이 가운데 일부는 악어처럼 생겼고 어떤 것은 도마뱀이나 곰치 또는 뱀 같은 모습을 하고 있는 것으로 나타났다. 연구진은 20여년 동안 이들 원시동물의 화석을 분석한 결과 사지(四脂)동물로 불리기도 하는 최초의 육지 등뼈동물들은 일반인들의 상상보다 훨씬 다양한 모습을 갖고 있었다는 결론을 내렸다고 밝혔다. 포유동물과 조류 공룡이 등장하기 훨씬 전에 뭍에 올라와 육지 대부분 지역에 살았던 이들 네 발 동물은 크기가 10㎝에서 5m까지 매우 다양했던 것으로 밝혀졌다. 연구진은 이런 다양성에 따르는 해부학적 변화를 이해하기 위해 현생 물고기를 연구하는 미국의 학자들과 함께 3억8천500만~2억7천500만년 전 사이에 살았던 35종의 초기 사지동물 화석을 분석했다. 이들은 두개골의 입천장을 구성하는 뼈들을 통해 몸 크기와 모양을 유추하고 이 부위에서 맞물리는 뼈들의 길이와 폭이 어떻게 변화했는지를 추적함으로써 전체적인 골격의 진화 과정을 보다 상세하게 그려냈다. 이렇게 도출된 뼈의 길이와 크기 변화를 사지동물 계보에 적용한 결과 연구진은 모든 뼈들이 같은 속도 또는 같은 방향으로 변화하지는 않았다는 사실을 발견했다. 이런 현상은 한 계보에서 다음 계보로 넘어갈 때 모습이 전반적으로 달라지는 결과를 낳을 수도 있다고 연구진은 설명했다. 즉 몸 크기의 변화는 때로 생김새에도 간접적인 영향을 미치며 진화 과정 전반에 걸쳐 몸의 여러 부위가 각기 다른 속도로 변화하면서 종마다 몸의 형태가 달라지는 결과를 낳는다는 것이다. 더 나아가 일부 변화는 종들이 성체가 돼서도 조상의 유년기에만 나타나는 형질을 그대로 간직하는 이른바 `유형(幼形)진화'와 일치하는 것으로 나타났다. 이런 연구 결과는 초기 육지동물이 어째서 그처럼 크기와 모양이 다양한지를 설명해 줄 뿐 아니라 물고기에서 양서류로 이행하는 육지에서의 생명체 진화 과정을 밝혀주는 단서가 되고 있다. 연구진은 이로써 남게 된 큰 의문은 "오늘날의 양서류는 어디서 왔는가"라는 것이라면서 "한 가지 가정은 이들이 초기 사지동물로부터 유형진화와 축소 방식으로 진화했으리라는 것"이라고 말했다.

2009-07-07

장수말벌 죽이는 꿀벌의 필살기

몸집이 작은 꿀벌들은 자신들보다 훨씬 큰 천적 장수말벌을 공격할 때 열(熱)과 이산화탄소라는 비장의 무기를 사용하며 이런 공격을 받은 말벌들은 10분 안에 질식사하는 것으로 밝혀졌다고 BBC 뉴스가 최신 연구를 인용보도했다. 일본 교토 가쿠엔 대학 연구진은 일본의 꿀벌들이 덩치 큰 장수말벌을 공격할 때 열구(熱球) 대형으로 포위한다는 것은 이미 관찰된 적이 있지만 여기서 그치지 않고 이산화탄소를 발산해 말벌의 숨을 끊어놓는다는 사실이 새로 밝혀졌다고 독일 자연과학 학술지 나투어비센샤프텐지 최신호에 발표했다. 몸길이가 5㎝나 되는 사나운 장수말벌들은 꿀벌 둥지를 무자비하게 공격해 이들의 애벌레를 잡아먹는 것으로 유명하지만 꿀벌들이 이들의 공격을 사전에 탐지할 경우 말벌 주위를 공처럼 둘러싸 말벌을 무력화시키는 것으로 알려져 있다. 연구진은 그러나 이 열구 안의 열만으로는 말벌을 죽이기에 충분치 않다는 사실을 발견했다. 장수말벌은 47℃의 고온에서도 10분간 생존하는데 꿀벌 열구 안의 온도는 46℃를 넘어서지 않는다는 것이다. 이에 따라 연구진은 열구를 재현한 실험으로 내부 온도를 직접 측정했다. 이들은 장수말벌들을 마취시켜 온도계 끝과 가스 탐지기 끝에 고정시킨 뒤 말벌들이 마취에서 깨어나자 온도계와 가스탐지기로 꿀벌 둥지를 건드렸다. 그러자 꿀벌들은 즉시 열구를 형성해 10분 후 둥지에서 떼어냈을 땐 단단한 공 모양으로 뭉쳐 있었으며 내부 온도가 45℃ 이상으로 올라가자 이산화탄소 농도도 급상승하는 것으로 나타났다. 한편 별도의 실험에서 연구진은 이산화탄소 농도가 높은 환경에서는 말벌들이 10분간 생존하는 온도가 낮아진다는 사실을 발견했다. 이들은 이런 실험 결과 "열구 안에서 꿀벌들이 배출하는 이산화탄소가 열과 함께 말벌을 죽이는 주요인임을 알게 됐다"고 말했다. 연구진은 그러나 꿀벌들이 말벌에게 직접 독가스를 주입하는지 아니면 산소를 빼앗아 가는지는 아직 확실치 않다면서 "어느 쪽이든 이산화탄소 농도 상승과 산소 농도 감소는 말벌이 죽는 온도를 낮춘다"고 밝혔다. 이들은 또 말벌이 첫 5분 안에 죽으며 이 때 열과 이산화탄소 농도가 가장 높은 것으로 나타났다면서 이로 미루어 꿀벌들은 말벌이 어떤 생리적 상태에 있는지를 알고 있는 것 같다고 말했다. 공격 후반부 5~10분 사이는 유유히 적의 죽음을 확인하는 시간이라는 것이다.

2009-07-06

오징어·문어도 소리 듣는다

문어와 오징어 갑오징어 배낙지 등 두족류(頭足類)도 물 속에서 소리를 듣는다는 새로운 사실이 밝혀졌다고 BBC 뉴스 인터넷판이 보도했다. 두족류가 소리를 감지하는 지 여부를 둘러싼 논쟁은 20세기 초부터 있어 왔으며 일부 실험에서 눈 먼 문어가 선박이 내는 소리의 위치를 감지한다는 결과가 나오기도 했다. 그러나 두족류는 물고기가 소리 듣기에 사용하는 부레를 갖고 있지 않아 이들이 소리의 한 요소인 압력파를 감지하지 못한다는 이론도 제기돼 왔다. 대만 과학자들은 두족류가 소리를 포착하는 데 평형포라 불리는 다른 기관을 사용할 지도 모른다는 가정 아래 참문어와 오징어의 한 종류인 흰꼴뚜기 등 2종의 두족류 능력을 시험한 결과 문어는 400~1천㎐ 사이의 소리를 흰꼴뚜기는 보다 넓은 400~1천500㎐대의 소리를 듣는 것으로 나타났다고 비교생화학 및 생리학지 최신호에 발표했다. 이들은 "이는 오징어가 문어보다 소리를 더 잘 듣는다는 것을 의미한다. 두 종 모두 600㎐ 주파대에서 소리를 가장 잘 듣는다"고 밝혔다. 연구진은 이 연구 결과에 따라 지능이 높은 두족류가 소리를 이용해 먹이를 잡고 서로 의사 소통을 하며 포식자의 기척을 감지할 가능성을 제기했다. 두족류의 신체기관이 소리를 듣는 것을 입증하는 통상적인 방법은 이들의 신경계가 보이는 전기 반응을 측정하는 것인데 이를 위해서는 노출된 신경에 직접 전극을 부착해야 해 기술적 한계를 안고 있다. 연구진은 이런 문제를 피하기 위해 뇌의 전기활동을 측정하는 전극을 몸에 부착하는 방법으로 이들의 소리 반응을 조사했다.

2009-07-05

아버지 유전자 역할 생각보다 커

수정란의 발달 과정에서 정자 속의 유전자 물질이 생각보다 훨씬 큰 역할을 한다는 새로운 연구가 발표됐다고 헬스데이 뉴스가 보도했다. 유타 주립대 연구진은 유전자 정보를 쉽게 전달하는 히스톤이란 구조 주변에 위치한 정자의 DNA가 지금까지 가설처럼 무작위로 분포된 것이 아니라 태아 발달에 중요한 유전자에 배치돼 있음을 발견했다고 네이처 지 최신호에 발표했다. 연구진은 이 발견이 언젠가 불임 남성의 치료에 적용될 수도 있을 것이라고 말했다. 유전자 정보가 들어있는 DNA 분자의 대부분은 정자 세포에 압축 포장돼 있으며 정자들이 난자를 향해 달려가는 경쟁을 벌일 때 압축도가 가장 높은 정자가 가장 일사불란한 움직임을 보이는 것으로 알려져 있다. 그러나 수정란이 발달하는 단계가 되면 정자는 매우 불리한 위치에 놓이게 되는데 이는 대부분의 유전자가 완전 발현에 별 도움이 안되는 물질 속에 압축 포장돼 있기 때문이라는 것이다. 정자를 제외한 모든 세포 속에서 DNA 분자들은 유전자 정보 전달을 돕는 장치인 히스톤이란 구조를 둘러싸고 있지만 정자의 DNA 가운데 단 4%만 히스톤 주위에 배열되고 나머지 96%는 프로타민이라 불리는 뚫고 들어갈 수 없는 고밀도 물질 속에 들어 있다. 연구진은 "지금까지 학자들은 히스톤 속에 들어있는 이 4%의 DNA가 무작위적으로 분포돼 있을 것이라고 추정해 왔지만 우리는 연구를 통해 이들 DNA가 무작위적으로 분포된 것이 아니라 태아 발달을 위해 중요한 유전자에 위치해 있다는 것을 발견했다"고 말했다. 이들은 이 연구의 중요한 성과는 한 세대에서 다음 세대로 유전자 정보를 전달하는 분자가 DNA 뿐이 아니며 히스톤 역시 다음 세대의 발달 초기 과정을 좌우하는 유전자를 인도하는 정말로 중요한 정보를 갖고 있다는 것이라고 말했다.

2009-07-02

12만년 전 미생물 잠에서 깨어나

그린란드 빙상 밑에서 12만년 이상 잠자던 미생물이 다시 깨어나 건강하게 번식하고 있어 외부 행성에 존재할지도 모르는 생명체들에 관한 단서를 던져주고 있다고 라이브사이언스 닷컴이 보도했다. 펜실베이니아 주립대 연구진은 두께 3000m에 가까운 그린란드의 빙상 밑 극한환경에서 생존해 있던 박테리아를 발견 2℃의 실험실에서 7개월간 배양한 뒤 다시 4개월간 5℃로 온도를 올리는 실험을 한 결과 건강하게 되살아나 군체를 형성했다고 국제 시스템 및 진화 미생물저널 최신호에 발표했다. 연구진은 '헤르미니모나스 글라시에이'로 명명된 이 박테리아가 어떤 상태에 있었는지는 알지 못한다면서 "이들은 잠을 자고 있었을 수도 있고 느린 대사활동을 하고 있었을 가능성도 있지만 확실히 알 수는 없다"고 말했다. 이들이 잠을 자고 있었다면 대사활동이 거의 없는 포자와 같은 상태여서 번식을 거의 하지 않았을 것으로 보이지만 이와 반대로 느린 속도로 대사활동을 계속해 번식하고 있었을 가능성도 있다는 것이다. 연구진은 "미생물들은 우리가 아직 완전히 이해하지 못하는 혹독한 환경 속의 생존 방법을 터득했다"고 지적했다. 이들은 이 미생물이 다시 깨어난 것은 크기가 작은 데도 일부 기인한다면서 E.콜리 박테리아의 10~50분의1 크기에 불과한 이 신종 박테리아는 체적 대비 표면적이 큰 덕분에 양분을 더 효율적으로 섭취할 수 있었을 것이라고 추측했다. 또한 이렇게 작은 미생물들은 포식자들로부터 쉽게 몸을 숨겨 얼음 결정체나 얼음 표면의 얇은 액체막 속에서 살 수도 있다는 것이다. 연구진의 일원인 제니퍼 러블랜드-커츠 박사는 이전에도 같은 지역에서 약 12만년 간 생존해 온 다른 박테리아 크리세오박테리움 그린란덴시스를 발견한 적이 있다. 그는 "이런 극저온 환경은 외부행성에 존재할지도 모르는 생명체 서식환경을 유추할 수 있는 최상의 조건"이라고 지적하고 "이런 저온에서는 세포와 핵산이 수백만년이라도 보존될 수 있다"고 말했다.

2009-07-01

외부 은하에서 첫 행성 단서 발견

우리은하가 아닌 다른 은하에서 행성의 존재를 시사하는 최초의 증거가 발견됐다고 BBC 뉴스 인터넷판이 보도했다. 이탈리아와 스위스 스페인 러시아 과학자들로 구성된 연구진은 중력 마이크로렌징 기법을 이용 안드로메다 은하에서 목성 질량의 6배 가량인 행성의 증거를 발견했다고 영국 천문학회 월보(MNRAS)에 발표했다. 구진은 안드로메다 은하에서 일어나는 마이크로렌징 현상을 통해 외부행성을 포착하는 것이 가능한 지 알아보기 위한 컴퓨터 모델을 만들고 이런 현상이 일어나는 별에서 생기는 빛의 변화 즉 빛곡선 모델을 적용해 본 결과 행성이나 갈색왜성과 같은 작은 짝별이 존재하는 것으로 드러났다. 연구진은 그러나 짝을 이루는 특정 천체들의 마이크로렌징 현상이 단 한 차례 일어나기 때문에 이를 반복 검증할 수는 없었다고 밝혔다. 이들은 그럼에도 불구하고 "새로운 기술을 통해 목성만하거나 그보다 질량이 작은 행성을 다른 은하에서 발견할 수 있게 됐다는 점이 큰 성과"라고 지적했다. 관측자와 관측대상인 먼 행성 또는 항성 사이에 위치한 큰 물체의 질량은 지나가는 빛을 휘게 해 왜곡되거나 겹치는 영상을 만들어내는데 이와 반대로 마이크로렌징 현상은 중간에 보다 작은 물체가 있을 때 생긴다. 이 때 중간에 위치한 물체가 먼 물체의 빛을 집중시키기 때문에 정렬한 두 물체로부터 나오는 빛의 강도는 크게 증가하게 된다. 또 그 효과는 상대 천체에 비해 빨리 움직이는 작은 천체의 움직임에 따르기 때문에 마이크로렌징 현상은 몇 분 또는 몇 시간 안에 지나가 버리며 이처럼 먼 거리에 있는 두 개의 작은 물체가 관측자와 정렬하는 사건은 극히 드물다. 이 때문에 학자들은 수백만 개의 별이 밀집한 안드로메다 은하와 같은 영역을 관찰 대상으로 삼는 것이다. 연구진은 새로운 가설로 무장한 채 보다 큰 망원경으로 장시간 외부은하의 행성 후보를 관찰할 계획이다. 이들은 우리은하에서 이미 약 350개의 외부행성들이 발견됐다는 사실은 이런 행성 후보들이 많이 존재할 가능성을 말해 주는 것이라고 말했다.

2009-06-30

지문의 역할은 마찰 줄이기

지문(指紋)이 손가락과 물체 표면의 마찰력을 높여 물체를 더 단단히 붙잡는 역할을 한다는 가설은 틀렸다는 최신 연구가 나왔다고 ABC 뉴스와 BBC 뉴스 인터넷판이 보도했다. 지문의 정확한 역할이 무엇인지 아직까지 확실한 결론은 없지만 많은 사람들이 마찰력 증가설을 선호해 왔다. 그러나 영국 맨체스터 대학 연구진은 아크릴 유리판과 손가락 사이의 마찰력을 측정하는 기구를 개발해 직접 실험한 결과 이런 가설이 사실이 아닌 것으로 드러났다고 실험생물학 저널 최신호에 발표했다. 연구진은 동료의 집게손가락을 이 기구에 끼우고 무게를 실은 아크릴판을 스치게 한 결과 더 많은 지문과 접촉할수록 마찰력이 커지긴 했지만 예상만큼 커지지는 않는다는 사실을 발견했다. 이는 사람의 피부가 고무 같은 역할을 해 두 표면 사이의 접촉면적이 마찰력과 비례한다는 사실을 시사하는 것이다. 반면 대부분의 고체들은 마찰력이 접촉의 강도에 비례한다. 연구진은 다양한 너비의 아크릴판을 사용한 실험에서도 똑같은 결과를 확인했다. 이어 지문이 없는 손가락과 지문이 있는 손가락에 대한 잉크 자국 측정실험에서 지문이 물체 표면과의 접촉 면적을 3분의1 가량 줄인다는 사실이 밝혀졌다. 연구진은 다시 지문이 물체를 붙잡는데 효과를 떨어뜨린다면 그 존재 이유가 무엇일까 하는 새로운 고민에 빠졌으나 프랑스 학자들의 연구에서 답의 가능성을 찾았다. 즉 촉각 센서가 부착된 의수를 개발중인 프랑스 연구진은 지문과 같은 골이 손의 촉각을 높인다는 사실을 발견한 것이다. 또 하나의 가능성은 지문이 손끝의 물기를 잘 빠지도록 해 젖은 표면을 더 잘 붙잡을 수 있게 한다는 것이라고 연구진은 지적했다. 이들은 또 지문이 부드러운 손가락 및 발바닥과 협동작업을 통해 피부가 거친 표면에 보다 밀착하게 함으로써 전단응력을 줄일 가능성도 있다고 말했다. 발바닥이나 손가락에 물집이 잘 잡히지 않는 것이 그 증거라는 것이다. 학자들은 지문의 역할을 보다 정확히 이해한다면 의수나 로봇 손의 기능을 진짜 손의 수준으로 끌어올리는데 도움이 될 것으로 생각하고 있다.

2009-06-29

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