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[과학 이야기] 영국 왕실 혈액질환 병명 밝혀져

19세기와 20세기 영국 왕실을 괴롭혀 온 '저주받은 피'의 정체가 DNA 분석으로 마침내 밝혀졌다고 BBC 뉴스가 보도했다. 매사추세츠 주립대의 예브게니 로가예프 박사를 비롯한 국제 연구진은 영국 빅토리아 여왕의 증손자인 알렉세이 왕세자를 비롯한 러시아 로마노프 왕실 가족들의 유골에서 채취한 DNA를 분석한 결과 이들의 질환이 심각한 형태의 혈우병 B였음을 밝혀냈다고 사이언스지 최신호에 발표했다. 당시 영국 왕실의 남성들이 혈우병을 앓고 있었다는 사실은 이미 학자들 사이에 널리 알려진 것이지만 빅토리아 여왕의 러시아 쪽 후손의 유골을 분석함으로써 정확한 진단이 가능하게 된 것이다. 연구진은 첨단 분석기술을 사용함으로써 심하게 변질된 DNA를 확대하는 데 성공했으며 그 결과 혈액의 제9 응고인자를 발현시키는 X 염색체의 유전자에서 돌연변이가 일어나 혈우병 B를 일으킨 것으로 밝혀냈다. 이 혈액 질환은 X염색체와 관련돼 있기 때문에 모계를 통해 후손에 전달되지만 남자 후손에게서만 나타난다. 이는 남성들이 X염색체를 한 개만 갖고 있어 단일 염색체의 돌연변이가 질병으로 발현되기 때문이다. 반면 X염색체를 두 개 가진 여성의 경우 두번째 X염색체에서 이런 희귀 돌연변이가 일어날 확률은 극히 드물어서 여성은 이런 질병 인자를 갖고만 있을 뿐 실제로 증상이 나타나지는 않는다. 로가예프 박사는 이 연구를 통해 로마노프 왕실 유골을 확인하는 작업의 `마지막 장'이 완성됐으며 이와 함께 영국 왕실을 둘러싼 의학적 미스터리가 풀렸다고 강조했다.

2009-10-26

[과학 이야기] 미주 한인 과학자, 동전크기 핵전지 개발

미주 한인 과학자가 1센트짜리 동전 크기의 '핵전지(nuclear battery)'를 개발했다. 미주리대 전기컴퓨터공학과 권재완 교수는 물리학 학술지 '저널 오브 어플라이드 피직스 레터스(JAPL)'에서 다양한 마이크로/나노전기기계시스템(M/NEMS)에 전기를 공급할 수 있는 동전 크기의 핵전지를 개발했다고 9일 밝혔다. 전지는 전기를 저장해 작은 센서에서 대형 기계까지 다양한 장치에 전기를 공급하지만 강력하고 용량이 커질수록 크기가 급격히 커지는 단점이 있다. 이 때문에 더 작고 더 강력한 전지를 만드는 것은 항상 관련 분야의 과제가 돼왔다. 권 교수는 인터넷 과학매체 '사이언스데일리'에서 방사성 동위원소를 활용해 만든 이 핵전지는 단위면적당 전력밀도가 화학전지보다 100만배 높다고 밝혔다. 방사성 물질은 붕괴하면서 하전입자를 방출하는데 이를 이용하면 전기를 만들 수 있다. 이 방식의 핵전지는 이미 군사 또는 우주분야에서 사용되고 있으나 크기가 아주 큰 단점이 있다. 하지만 핵전지는 동력원인 방사성 동위원소가 최고 수백년에 이르는 긴 기간에 전력을 생산할 수 있기 때문에 다양하게 응용될 수 있는 장점이 있다. 권 교수는 안전성에 대해 "사람들이 '핵(nuclear)'이라고 하면 아주 위험하다는 생각을 하지만 핵 동력원은 이미 심장박동 조절장치와 인공위성 등 다양한 장치에 안전하게 동력을 공급하고 있다"며 안전하다고 강조했다. 사이언스데일리는 또 이 연구결과는 핵전지를 동전크기로 만들었다는 점 외에도 고체 반도체 대신 액체 반도체를 이용했다는 점에서도 혁신적이라고 평가했다.

2009-10-25

[과학 이야기] 귀의 진화 단서 될 화석 발견

사람의 청각이 어떻게 진화했는지 단서를 제공하는 동물 화석이 중국에서 발견됐다. 미국과 중국 과학자들은 중국과 북한의 접경지대인 랴오닝성에서 1억2300만년 전에 살았던 신종 포유류의 화석을 발견했으며 이 화석이 입체적으로 매우 잘 보존된 상태여서 중이(中耳)와 턱 연결부의 재구성이 가능했다고 사이언스지 최신호에 발표했다. 연구진은 몸길이 15㎝ 정도인 이 포유류 화석은 중이를 구성하는 세 개의 뼈가 턱관절로부터 어떻게 분리돼 복잡한 고성능 청각 체계를 형성했는지 보여주는 고리가 될 수 있을 것으로 보인다고 말했다. 이들은 "포유류는 다른 모든 척추동물보다 훨씬 뛰어난 청각 능력을 갖고 있으며 청각은 이들의 생활 방식에 근본적인 요소"라고 지적했다. 연구진은 귀의 발달은 사람의 조상을 비롯한 포유류가 공룡들이 득실대던 2억5000만~6500만년 전 중생대를 어떻게 헤쳐 나왔는지 생존 기술을 이해하는 데 핵심이 된다고 지적했다. 그러나 마오테림 아시아티쿠스(Maotherim asiaticus)로 명명된 이 동물이 진화 고리에서 어떤 부류에 속하는지는 아직 확실치 않으며 이 화석이 진화의 한 고리라기보다는 오히려 발달 과정에서 변화에 적응한 결과일 수도 있다는 학계의 의견도 제기되고 있다.

2009-10-22

[과학 이야기] 소금·종이로 친환경 배터리 만든다

스웨덴 과학자들이 소금과 종이로 1회용 배터리를 만들어냈다고 디스커버리 채널이 보도했다. 웁살라 대학 연구진은 소금물에 적신 종이를 잘게 잘라 여러 겹으로 쌓으면 상당한 에너지를 저장할 수 있다는 원리를 이용 소금을 사용해 1볼트의 전력을 저장할 수 있는 배터리를 만드는 데 성공했다. 이들은 장차 이런 배터리가 원격ㆍ생분해 센서에 동력원이 될 수 있을 것으로 생각하고 있다. 이 배터리의 두께는 종이 한 장 정도에 불과하지만 50나노미터 두께의 전도성 폴리머로 코팅 처리된 여러 겹의 섬유소로 이루어져 있으며 여러 겹의 필터 종이 사이에 샌드위치처럼 끼어 있다. 여기서 물은 음극에 염소 이온을 전도시키고 양극에는 전자를 전도시키는 역할을 하게 되며 모든 것을 다 합쳐 두께 3~4㎜쯤 되는 배터리는 플라스틱 옷을 입는 것으로 완성된다. 시제품인 소금-종이 배터리는 최고 1볼트의 에너지를 낼 수 있는데 리튬이나 코발트 니켈을 이용한 박막 배터리만큼 강력하지는 않지만 다른 금속 배터리보다 신속하게 충전되는 장점이 있다. 이 배터리는 랩톱 컴퓨터나 휴대 전화 충전용으로는 부적합하지만 친환경 부품들로 이루어져 있어 발열 섬유나 온도ㆍ습도 감지 원격 센서 등에 사용될 수 있다. 연구진은 이 배터리가 단순히 환경에 무해한 수준이 아니라 해조류로 인한 환경 문제를 해결하는데도 도움이 될 것이라고 주장했다. 재래식 종이 원료인 나무 펄프가 이온 교환에 충분할 정도의 표면적을 갖고 있지 않아 기존 펄프보다 100배나 넓은 면적의 섬유소를 만들어내는 해조류를 이용했기 때문이다. 박막 배터리 전문가인 헝가리 에오트보스 로란드 대학의 기오르기 인젤트 교수는 소금ㆍ종이 배터리는 배터리나 축전기 중 어떤 기능으로도 사용될 수 있을 것이며 심박조절기나 나노모터 옵티컬 디스플레이 등 다양한 용도에 활용될 수 있을 것이라고 말했다.

2009-10-21

[과학 이야기] 원숭이의 아기 어르기 사람과 똑같아

원숭이나 사람이나 갓난아기와 엄마 사이에 오가는 강렬하고 특별한 상호작용에는 차이가 없다는 사실이 밝혀져 모자간 유대의 기원을 밝히는 새로운 단서가 되고 있다고 라이브사이언스 닷컴과 BBC 뉴스가 보도했다. 이탈리아 파르마 대학 과학자들은 갓난아기를 대하는 어머니들이 끊임없이 웃음 짓고 입을 맞추며 과장된 동작과 '엄마 말투'를 보이는 것과 마찬가지로 레서스 원숭이들도 과장된 동작과 입맞춤 눈맞추기를 하는 것으로 밝혀졌다고 커런트 바이올로지 최신호에 발표했다. 연구진은 미국 메릴랜드주에 있는 국립보건연구소(NIH) 영장류 센터에서 갓 태어난 레서스 원숭이 새끼들과 어미 14쌍을 두 달간 관찰한 결과 모자간인 원숭이들은 서로를 바라보는데 많은 시간을 보냈으며 어미가 새끼를 향해 자주 입맞춤 동작을 보이고 새끼가 이를 따라 한다는 사실을 발견했다. 이는 새끼 원숭이들이 지금까지 알려지지 않은 풍요로운 내적 세계를 갖고 있음을 시사하는 것이며 입맞춤이라는 행위가 이런 상호작용에서 기원했을 가능성을 보여준다고 연구진은 지적했다.. 어미들은 또 새끼들과 적극적인 눈 맞추기를 시도하면서 때로는 새끼의 머리를 자기 얼굴 앞으로 끌어당겨 더 자세히 들여다보기도 하고 때로는 자기의 머리를 앞으로 숙였다가 뒤로 젖히는 큰 동작을 보이기도 하는 것으로 나타났다. 그러나 이런 상호 교감 행동은 새끼가 생후 만 한 달이 지나면 사라지는 것으로 밝혀졌다. 연구진은 이에 대해 "레서스 원숭이의 발달은 사람보다 훨씬 빠르다. 생후 2주 된 레서스 원숭이의 운동 능력은 사람으로 치면 생후 8~12개월 된 아기와 비슷한 수준이다. 따라서 새끼는 어미로부터 매우 빨리 독립하게 되며 생후 한 두 달이 지나면 새끼는 또래들과의 상호작용에 더 큰 관심을 보이게 된다"고 설명했다.

2009-10-20

[과학 이야기] 네안데르탈인은 바람둥이였나

일부일처제를 정착시킨 현생인류와 달리 네안데르탈인들은 여러 상대와 짝짓기를 하며 살았을 가능성이 크다는 최신 연구가 나왔다고 디스커버리 채널이 보도했다. 영국 리버풀 대학 연구진은 사람을 비롯한 현대 영장류의 검지와 약지 비례가 짝짓기 상대의 수를 시사한다는 최신 연구에 근거해 이 두 손가락이 남아 있는 네안데르탈인 화석 2구를 조사한 결과 이들의 약지 길이가 길다는 사실을 발견했다고 밝혔다. 네안데르탈인들 남성 한 명이 여러 여성을 거느렸거나 남성과 여성이 모두 다수의 짝짓기 상대를 갖는 집단생활을 했을 것으로 추정된다고 최근 영국 브리스틀에서 열린 고척추동물학 협회 회의에서 발표됐다. 한편 함께 조사된 400만~300만년 전 직립 원인 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스의 약지는 짧은 것으로 나타나 이들이 한 상대에게 충실했을 가능성을 보여주고 있다고 지적했다. 최근 학계에서는 '검지 대 약지의 비례(2D:4D)'가 낮은 즉 약지의 길이가 긴 남자일수록 태아 시절 테스토스테론을 비롯한 남성 호르몬에 많이 노출돼 보다 공격적인 성향을 보인다는 연구가 속속 발표되고 있다. 남자들은 일반적으로 약지가 검지보다 길지만 특히 약지가 긴 남성들은 더 강하고 빠르며 성적으로도 경쟁심이 강한 특징을 보인다고 학자들은 지적하고 있다. 한편 여성들은 검지와 약지의 길이가 대체로 비슷하지만 약지가 긴 여성들은 약지가 긴 남성과 비슷한 성향을 띠는 것으로 알려져 있다. 펜실베이니아 스테이트 대학의 딘 스노 교수는 "둘 사이의 연대가 형성되는 짝짓기와 그렇지 않은 짝짓기는 영장류의 삶에서 분수령이 된다"고 논평했다. 연대가 없는 사회 구조 내의 암수는 각자 먹이를 찾아야 하는데 이런 차이 때문에 현생인류가 네안데르탈인과의 경쟁에서 이겼을 가능성도 고려돼야 한다는 것이다.

2009-10-19

[과학 이야기] 감자 게놈 지도 드디어 작성

전 세계 63억 인구의 주식 가운데 하나인 감자의 유전자 염기서열이 드디어 해독됐다고 미시간 스테이트 대학이 28일 발표했다. 대학 측은 16개 연구 기관의 과학자 50여명이 참여한 '감자 게놈 염기서열 컨소시엄(PGSC)'에 의해 감자의 게놈 지도가 작성됨으로써 보다 맛있고 영양가 높으면서도 오래 저장할 수 있는 품종 개량의 길이 열리게 됐다고 강조했다. PGSC 프로젝트는 2006년 네덜란드 바게닝겐 대학이 출범시켰으며 이어 중국의 베이징 게놈연구소가 개발한 새로운 컴퓨터 프로그램으로 각 연구소가 전체적인 연구 성과를 공유할 수 있게 됨에 따라 본격화됐다. 이 사업에는 아르헨티나와 영국 칠레 중국 인도 아일랜드 네덜란드 뉴질랜드 페루 폴란드 러시아 미국 등이 참여하고 있다. 감자의 게놈은 8억4000만 개의 염기쌍을 가진 12개의 염색체로 이루어져 있어 사람 게놈의 약 4분의1 크기인데 이번에 해독된 부분은 전체의 약 95%를 망라하고 있다. 연구진은 감자의 게놈 지도 완성으로 감자 역병 등 다양한 질병에 저항력을 갖는 새 품종 개발에 획기적인 전기가 마련됐다면서 신품종 개발에 보통 10~12년 걸리던 것이 앞으로는 시간과 비용이 극적으로 줄어들 것이라고 말했다. 약 7000년 전 남미에서 처음 재배된 감자는 오늘날 남극을 제외한 모든 대륙에서 재배되며 2007년의 경우 전 세계 생산량이 3억900만t에 달해 옥수수와 쌀 밀에 이어 네 번째 주식 작물로 꼽힌다. 감자의 최대 소비국은 연간 4천800만t이 소비되는 중국이며 벨라루스의 1인당 소비량은 연간 180㎏으로 세계 최대이다.

2009-10-15

[과학 이야기] 뇌파로 머릿속 숫자 읽는다

과학자들이 뇌파를 통해 피실험자가 방금 어떤 숫자 또는 몇 개의 점을 보았는지 알 수 있다는 최신 연구가 나왔다고 라이브사이언스 닷컴이 보도했다. 기존 연구에서 과학자들은 숫자와 연결된 원숭이의 뇌 세포를 찾아냈고 숫자와 관련된 사람의 두뇌 영역이 전두엽 및 두정엽이라는 사실도 밝혀냈지만 특정 수와 관련된 뇌의 활동 패턴이 밝혀지기는 처음이다. 프랑스 파리-쉬드 대학 연구진은 10명의 피실험자에게 화면을 통해 숫자나 여러 개의 점을 보여주고 두정엽 내부의 활동을 관찰하면서 이들이 본 수와 관련된 패턴을 집중적으로 추적했다. 그 결과 점의 개수가 작을 때는 수의 순차적 성질을 반영하는 방식으로 뇌활동 패턴이 점진적으로 변화하는 것으로 나타났다. 예를 들어 6과 관련된 패턴은 5와 7 사이에 나타난다는 것이다. 그러나 피실험자들에게 숫자를 보여줄 때는 이와 같은 점진적인 변화가 나타나지 않았는데 연구진은 이에 대해 자신들의 실험 방식의 민감성이 떨어져 진행되는 과정을 포착하지 못했든가 아니면 수를 나타내는 상징이 뇌에서 보다 정밀하고 불연속적인 대상으로 해석되는 것으로 해석했다. 연구진은 "점의 개수와 관련된 활성화 패턴이 숫자 패턴보다 강하고 뚜렷하게 구분되는 것으로 나타났는 데 이는 추상적 상징인 숫자보다는 진화적으로 역사가 더 깊은 사물의 개수를 부호화하는데 더 많은 뉴런이 동원되고 있음을 시사한다"고 말했다. 이들은 또 "작은 수일수록 더 뚜렷한 신호를 갖는 경향이 나타났는 데 이는 일상생활에 이런 수들이 자주 나타나는 것과 관련 있을지도 모르지만 보다 확실한 결론을 위해서는 추가 연구가 필요하다"고 말했다. 연구진은 이번 실험에 사용된 방법을 통해 궁극적으로 사람의 뇌가 어떻게 복잡한 계산을 하며 수학을 배움으로써 뇌가 어떻게 변화하는지 비밀도 풀 수 있을 것으로 기대하고 있다.

2009-10-14

[과학 이야기] 가장 오래된 깃털공룡 화석 발견

시조새가 등장하기 1000만년 전에 이미 온몸이 깃털로 덮여 있던 공룡들의 화석이 중국 북동부에서 발견됐다고 신화통신과 BBC 뉴스가 보도했다. 중국 과학원 척추고생물 및 고인류연구소 연구진은 랴오닝성 지안창현에서 발견된 공룡 화석들이 1억6000만년 전 이전의 것으로 최초의 새로 알려진 시조새보다 약 1천만년 전에 살았던 것으로 보인다고 네이처지 최신호에 발표했다. 연구진은 이들 공룡의 팔다리와 꼬리 네 개의 날개가 광범위한 깃털로 덮여 있으며 분류학상 새와 가장 가까운 유연관계에 있는 수각아목 공룡인 트루돈에 속한다고 밝혔다. 과학자들은 새가 공룡으로부터 진화했을 것으로 생각하고 있지만 시조새 이전의 공룡들에게서 깃털의 흔적을 찾지 못해 이를 입증하는데 어려움을 겪어 왔다. 연구진은 '안키오르니스 헉슬레이'로 명명한 이 공룡이 앞서 역시 랴오닝성에서 발견된 역대 최고의 트루돈보다 약 2000만~3000만 년 앞서며 지난 19세기말 독일에서 발견된 시조새보다 최소한 몇백만년에서 1000만년 앞서는 것이라고 말했다. 이들은 이 화석의 발견으로 비조류 공룡과 조류 공룡 사이의 빠진 형태학상 고리를 찾게 됐다고 강조했다. 연구진은 "새로 발견된 화석에서 나타나는 광범위한 깃털 특히 발까지 내려오는 긴 칼깃형 깃털은 깃털의 초기 진화에 관해 새로운 단서를 던져주며 공룡에서 새로 이행하는 과정과 근접한 복잡한 골격 및 외피 분포를 보여준다"고 말했다. 연구를 이끈 슈싱 교수는 네 개의 날개를 갖춘 형태는 공룡에서 새로 진화하는 매우 중요한 과정이었을 것이라고 지적했다

2009-10-13

[과학 이야기] 화성 운석공에서 물얼음 발견

화성의 북극과 적도 중간에 위치한 여러 개의 운석공에서 거의 순수한 물 성분 얼음이 발견됐다. 애리조나 주립대의 셰인 번 교수 등 연구진은 미 항공우주국(NASA)의 화성 궤도탐사선 마스 리커니슨스 오비터(MRO)가 운석공 속에 얼어있는 순도 99%의 물 성분 얼음을 발견했다면서 이처럼 남쪽 지역의 표면층 가까운 곳에서 물 성분이 발견되기는 처음이라고 사이언스지 최신호에 발표했다. 이전에도 화성 표면 아래서 얼음이 발견되긴 했지만 학자들은 이처럼 남쪽의 표면 가까운 곳에서 물 성분 얼음이 발견될 것으로는 예상하지 못했다. 연구진은 "이는 화성의 가까운 과거 기후가 지금보다는 물기가 많았음을 의미하는 것"이라고 말했다. MRO는 지난해 거실만한 것에서 작은 주택만한 것에 이르는 5개의 운석공 안에서 처음으로 얼음을 발견했다. 지난해 겨울에 활동을 멈춘 NASA의 화성 탐사로봇 피닉스도 북극권의 착륙 지점에서 얼음을 발견하고 `만져보기'까지 한 것으로 보고됐다.

2009-10-12

[과학 이야기] 이탈리아서 슈퍼화산 '로제타 스톤' 찾았다

지구 기후를 변화시킬 정도로 강력한 슈퍼화산의 분출 메커니즘을 그대로 간직한 자연의 '로제타 스톤'이 이탈리아 알프스 산맥의 세시아 계곡에서 발견됐다고 사이언스 데일리가 보도했다. 미 남부감리교 대학 연구진은 세시아 계곡에서 지름 13㎞가 넘는 칼데라 즉 화석화된 슈퍼화산을 발견했으며 이를 통해 옐로스톤과 같은 활성 슈퍼화산들을 과학적으로 더 잘 이해할 수 있을 것이라고 말했다. 연구진은 약 3000만년 전에 일어난 분출로 마그마가 그대로 노출돼 있는 이 슈퍼화산이 지표면에서 지하 25㎞의 마그마까지 이어지는 `배관'을 처음으로 생생하게 보여주고 있다고 지적했다. 이 슈퍼화산은 약 3000만년 전 아프리카와 유럽 대륙이 충돌해 이탈리아의 지각이 끝 부분에서 뒤집히면서 생긴 것이라고 연구진은 설명했다. '슈퍼화산'은 10년 전부터 영국 학자들이 사용해온 용어로 지름 10㎞ 이상의 거대한 분화구를 가리키는데 수십만년에 한 번꼴로 일어나는 이런 화산 폭발은 수십만㎦의 용암과 화산재를 내뿜어 여러 차례 지구에 저온기를 가져온 것으로 추정된다. 연구진은 세시아 계곡의 칼데라를 통해 슈퍼화산이 분출하기 전 마그마가 어디에 저장돼 있었는지 폭발이 지하 어느 지점에서 시작됐는지 등 근본적인 문제를 탐구할 수 있을 것이라고 말했다. 이들은 이 슈퍼화산이 마그마의 이동 통로를 처음으로 보여줌으로써 활성 칼데라 밑의 지구물리학적 특징과 마그마의 형성 과정을 해석하는 모델이 될 뿐 아니라 용암이 지표면을 뚫고 나오는 현상과 화산 폭발 사이의 인과 관계를 직접 확인할 수 있을 것이라고 강조했다

2009-10-09

[과학 이야기] 대륙마다 단풍 색 다른 까닭은

한국을 비롯한 동아시아인과 북아메리카인들에게 가을 단풍은 빨갛고 노란 색을 떠올리게 하지만 유럽인들에게 단풍은 노란색일 뿐이다. 이스라엘과 핀란드 과학자들은 이처럼 대륙마다 단풍 색깔이 다른 현상의 기원을 3500만년 전 빙하기에서 찾았다고 라이브사이언스 닷컴이 22일 보도했다. 봄ㆍ여름철 식물이 광합성으로 에너지를 만들어내는 데 사용되는 엽록소는 추위에 민감해 날씨가 추워지기 시작하면 생성되지 않으며 녹색이 사라지면서 녹색에 가려져 보이지 않던 카로티노이드라 불리는 노랑과 주황색 색소가 드러나게 된다. 그러나 붉은색의 출현은 더 복잡한 설명이 필요한데 이는 나무가 죽어가는 마당에 에너지를 사용해야만 만들어낼 수 있는 색이기 때문이다. 붉은색은 카로티노이드와는 달리 가을철에만 생성되는 안토시아닌의 색깔이다. 안토시아닌은 해로운 자외선을 막고 햇빛에 지나치게 노출되지 않도록 나무를 보호하는 일종의 차광 역할을 하는 동시에 나뭇잎의 세포가 가을 추위에 쉽게 얼지 않도록 보호하는 부동제 역할도 한다. 일부 과학자들은 식물이 먹음직한 노란색을 띨 경우 붉은색이 곤충의 접근을 막는다는 가설을 제기하기도 했다. 이스라엘 하이파-오라님 대학과 핀란드 쿠오피오 대학 연구진은 바로 이런 가설을 근거로 대륙 간의 낙엽 색깔 차이를 설명했다. 약 3500만년 전까지만 해도 지구 대부분 지역은 상록수 또는 열대림으로 이루어져 있었지만 이후 빙하기와 건조기가 교차하면서 많은 나무가 낙엽수로 진화한 것으로 알려져 있다. 연구진은 이 가운데 많은 종이 곤충을 물리치기 위해 빨간 낙엽을 만들어내는 진화 과정을 시작한 것으로 추측했다.

2009-10-08

[과학 이야기] 블랙홀은 별을 속부터 먹는다

블랙홀이 주위의 별을 빨아들일 때는 안쪽부터 파고 들어가 먹어 치우는 것으로 보인다는 최신 연구가 나왔다고 스페이스 닷컴이 보도했다. 이런 가설은 아직 충분히 검증된 것은 아니지만 우주에서 가장 강력한 미지의 폭발현상인 감마선폭발(GRB)을 어느 정도 설명할 수 있을 것으로 보인다. GRB는 우리 태양이 100억년의 전생애 동안 방출하는 에너지 총량과 맞먹는 강력한 광선을 100만분의 1초에서 몇분 사이에 방출하는 현상인데 이는 오늘날 천문학계의 가장 큰 수수께끼 중 하나이다. GRB의 대부분은 2초 이상 지속되는 '장시간 GRB' 인데 이는 죽어가는 큰 별로부터 나오는 플라스마 제트류와 연결돼 있다. 과학자들은 반물질과 만나 반물질을 소멸시키는 중성미자에 의해 이 플라스마가 가열되는 것으로 보고 있다. 이 두 종류의 입자들은 모두 블랙홀이 죽어가는 별을 갈가리 찢을 때 그 주위에 형성되는 뜨거운 고밀도의 강착원반에서 방출된다. 그러나 영국 리즈대학 연구진은 이 플라스마 제트류가 별을 침범하는 블랙홀에서 직접 나온다는 가설을 제시했다. 이들은 미 항공우주국(NASA)의 스위프트 우주 망원경을 이용한 관측에서 플라스마 제트류를 분출하는 중심 엔진이 최고 1만초까지 가동될 수 있다는 새로운 사실을 발견함에 따라 이런 가설을 세웠다. 이는 뉴트리노 모델로 설명할 수 있는 것보다 훨씬 긴 시간이다. 연구진은 이는 장시간 GRB와 연결된 플라스마 제트류를 집중시키고 움직이는 극히 강한 자력이 블랙홀에 빨려드는 물질로부터 나올 수 있음을 시사하는 것으로 추측하고 있다. 장시간 GRB에서처럼 폭발이 오래 지속되려면 물질은 블랙홀의 강력한 중력에 맞서는 구심력으로 매우 빠르게 소용돌이쳐야만 한다는 것이다. 연구진은 블랙홀이 별을 안쪽부터 먹기 시작한다고 가정할 경우 이처럼 소용돌이치는 물질이 생길 수 있는 가능성을 발견했다. 블랙홀이 별을 찢을 때 남은 물질은 정확히 장시간 GRB를 지속시키는데 필요한 방식으로 소용돌이칠 수 있다는 것이다.

2009-10-07

[과학 이야기] 유럽 환경위선 재건…내년 2월 발사

지난 2005년 러시아 로켓에 실려 발사된 직후 공중분해된 유럽우주국(ESA)의 지구 빙관 관측위성 크라이오새트가 새로 만들어져 내년 2월 발사된다고 BBC 뉴스가 보도했다. ESA 지구관측사업 이사회는 새로 제작된 '크라이오새트-2'호가 내년 2월 카자흐스탄 바이코누르 우주기지에서 드네프르 로켓에 실려 발사될 예정이라고 밝혔다. 크라이오새트의 레이더 장비는 지구 남극과 북극 지역을 덮은 얼음의 분포를 자세히 관측 지도로 작성할 계획이다. 크라이오새트-2는 이미 빙관 관측 작업을 하고 있는 미 아이스새트와 유럽의 ERS/엔비새트 위성보다 앞선 장비들로 보다 정확한 자료를 수집하게 된다. ESA는 크라이오새트의 발사 시기를 오는 12월로 희망했으나 드네프르 로켓 순서를 기다리는 사업들이 밀려 있어 내년 2월28일로 발사 날짜가 잡혔다. 크라이오새트-2는 7개의 위성으로 이루어진 ESA의 지구 관측 프로그램의 일부이며 첫 위성인 GOCE(자장 및 해양순환 탐사)는 지난 3월 발사됐다.

2009-10-06

[과학 이야기] 목성, 혜성 붙잡아 달 만든다

목성 주위에는 이미 수십 개의 위성이 돌고 있지만 지난 1949~1961년 사이에 지나가던 혜성이 목성의 중력에 붙잡혀 한때 달 노릇을 했던 것으로 밝혀졌다고 스페이스 닷컴이 보도했다. 북아일랜드 소재 아마 천문관측대 연구진은 독일 포츠담에서 열린 유럽행성과학회의 발표를 통해 혜성 '147P/쿠시다-무라마츠'가 20세기 중반 목성에 임시 위성으로 붙잡힌 뒤 12년 동안 목성의 불규칙한 궤도에 머물러 있었다고 밝혔다. 앞서 일본 도쿄운석네트워크(TMN)의 과학자들은 목성에 일시적으로 붙잡혔다 이른바 '힐다' 그룹으로 불리는 소행성 띠에 합류하든지 떠나든지 하는 '준(準)힐다 혜성' 18개의 궤도를 모델로 제시했었다. 이들은 대부분 완전한 궤도를 돌지 못한 나그네 혜성들이었다. 그러나 쿠시다-무라마츠 혜성은 이들과 달리 목성을 두 바퀴 완전히 돈 것으로 밝혀졌다. 연구진은 "혜성들이 어떤 통로를 따라 행성들 사이의 공간을 통과하느냐에 따라 행성의 궤도에 진입하는지 벗어나는지가 결정되는 것으로 보인다"고 말했다. 소행성이나 혜성들은 때로 자신들을 끌어당기는 행성의 중력장에서 유발되는 조석효과에 의해 찌그러지거나 산산조각이 나거나 심지어 행성에 충돌하기까지 한다. 지난 1994년 목성을 가까이서 지나가던 혜성 D/1993 F2(슈메이커-레비 9)는 산산조각이 났다. 연구진은 쿠시다-무라마츠 혜성은 목성으로부터 벗어났으며 가까운 장래에 슈메이커-레비 9의 운명을 피하게 될 것으로 보인다고 말했다. 이들은 지난 7월 목성과 충돌해 목성 표면에서 검은 점으로 관측되는 흔적을 남겼던 천체가 슈메이커-레비 9처럼 조석 효과에 시달리는 운명을 겪지는 않았지만 준-힐다 그룹에 속했을 가능성이 있다고 지적했다. 연구진은 또 1967~1985년 사이 이미 목성을 세 차례 돈 혜성 111P/헬린-로먼-크로켓이 오는 2068~2086년 사이 목성을 6차례 더 돌 것으로 예상된다면서 목성이 혜성들을 붙잡아 임시 달로 삼는 경우가 생각보다 흔할지도 모른다고 말했다.

2009-10-05

[과학 이야기] 나노 입자, 작을수록 위험하다

나노 입자의 크기가 작을수록 위험성도 높아진다는 새로운 연구가 나왔다. 나노 입자는 크기가 1~100나노미터 즉 10억분의1~1000만분의1m 범위의 입자를 가리키는 것으로 이런 입자를 만들어내는 나노 기술은 강하고 가벼운 물질이나 흡수성이 좋은 화장품 더 나아가 맛 좋은 식품을 만드는 등 다양한 분야에서 이용되고 있지만 최근에는 많은 과학자로부터 이렇게 작은 물질이 인체에서 내는 효과가 큰 입자와는 다를 것이라는 우려가 제기돼 왔다. 듀크대학 연구진은 30나노미터 이하의 아주 작은 입자들이 인체에 위험을 끼치는 독특한 성질을 갖고 있을 가능성이 가장 높다고 네이처 나노테크놀로지 저널 최신호에 발표했다. 이들은 "30나노미터 이하의 많은 입자들은 표면층 원자와 주변환경과의 상호작용을 강화하는 결정구조에서 극적인 변화가 일어난다"고 지적했다. 즉 일부 나노 입자들은 주변의 다른 화학물질들과 높은 반응을 일으켜 세포 내의 특정 활동을 저해할 가능성이 있다는 것이다. 연구진은 "나노입자의 크기가 작아질수록 독성이 증가한다는 연구 보고들이 있었지만 이런 반응성 증가가 환경이나 인체에 해로운지 여부는 아직도 불확실한 상태"라고 말했다. 이들은 "첨단 나노 물질의 특성을 평가할 때는 모두가 같은 언어를 사용할 필요가 있다"면서 나노 입자가 위협이 되는지 여부를 판단하기 위해서는 나노 입자의 정의부터 분명히 하는 것이 중요하다고 지적했다. 국가연구위원회(NRC)는 지난 해 나노물질의 위험성 여부를 판단하려는 정부의 계획에 심각한 괴리가 있음을 지적하고 잠재적 위험 규명과 관리를 위한 효율적인 계획을 촉구하는 보고서를 내놓았다. 현재 시판 중인 나노물질 관련 상품은 600종이 넘는데 그 중 대부분은 건강 및 미용 제품이지만 장차 나노 물질을 의학적 치료와 식품 첨가물 전자 제품에 사용하려는 움직임도 활발하게 진행되고 있다.

2009-10-01

[과학 이야기] 밤하늘 수놓는 우주인의 소변

지난 9일 밤 하늘을 관찰하던 아마추어 천문가들은 정체 모를 영롱한 빛줄기를 구경하는 행운을 얻었고 일부는 사진을 찍어 우주기상 웹사이트에 보내기까지 했다. 그러나 스페이스 닷컴에 따르면 이는 지구 귀환을 준비하는 우주왕복선 디스커버리호의 승무원들이 모아두었다 버린 다량의 소변과 폐수였던 것으로 밝혀졌다. 열흘간 머물렀던 국제우주정거장(ISS)과의 도킹을 하루 전에 풀고 10일 지구로 돌아올 예정이던 디스커버리호 승무원들은 이날 그동안 모인 소변과 폐수 68㎏을 한꺼번에 우주공간에서 쏟아 버린 것. 미항공우주국(NASA)의 카일리 클렘 대변인은 "도킹 중에는 물을 버리지 않기 때문에 많은 양이 모였을 것"이라면서 "이는 새로 설치된 노천 실험동 키보의 오염을 막기 위해 최근 시행되기 시작한 새 규정"이라고 밝혔다. 일본이 제작한 키보 모듈에는 우주환경에 직접 노출된 과학 실험 장비들이 있어 도킹한 우주왕복선에서 버린 폐수가 닿을 경우 오염될 우려가 있다. 우주선에서 버린 폐수는 방출 순간 얼어붙어 작은 얼음 결정체 구름으로 바뀌며 햇빛을 받으면 곧장 기화해 공중에서 흩어지는데 사람들이 말하는 반짝이는 빛줄기는 바로 이 순간을 묘사한 것이다. 디스커버리호는 착륙지인 플로리다주의 악천후 때문에 두 차례 귀환을 연기한 끝에 11일 다시 착륙을 시도하고 있다.

2009-09-30

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