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보현산천문대에서 가장 오래 별을 관측한 천문학자의 특별한 우주
아름다운 천체사진과 함께 읽는 천문학

이 책은 천체사진을 찍는 국내 유일한 천문학자 전영범 박사가 쓴 우주 이야기이자 밤하늘 사진 기록이다. 행성, 달, 별, 혜성, 유성 등 밤하늘을 수놓는 다양한 천체 하나하나가 담고 있는 과학을 저자는 직접 찍은 사진과 함께 쉽고 재미있게 풀어낸다. 많은 사람들이 사계절 즐길 수 있는 밤하늘 관측법부터 천문대 생활, 천문학자의 연구까지 꼼꼼하게 써 내려간 《천문대의 시간 천문학자의 하늘》은 과학자들이 이론을 세우고 관측을 통해 검증해나가는 실험을 구체적으로 살펴볼 수 있는 기회를 제공한다.

특이한 천체를 발견한 뒤 오랜 시간에 걸쳐 연구한 끝에 논문으로 발표하는 부단한 과정, 120개가 넘는 소행성을 찾아 우리 과학자의 이름을 붙인 관측 일지 등은 어디에서도 볼 수 없는 생생한 현장의 자료다. 또한 별의 진화 과정, 우주 가속 팽창, 우주배경복사, 암흑물질, 암흑에너지, 중력파를 아우르며 최신 천문학까지 함께 살펴본다. 단순히 정보만을 나열하지 않고 과학자들이 실제로 어떤 방식을 거쳐 새로운 사실을 알아내는지, 어떻게 자료를 분석하고 해석하는지 예를 들어 설명한다.

이 책에는 안드로메다은하, 산개성단, 장미성운 등 우주가 담긴 화려한 천체사진을 보는 즐거움이 있다. 또한 개기일식, 슈메이커-레비 9 혜성의 목성 충돌, 초신성 폭발, 사자자리 유성 ‘폭풍’우까지 지구에서 관측한 우주적 사건을 다양하게 모았다. 당시 큰 화제를 불러일으킨 이러한 천문 현상을 천문대에서 경험한 저자는 직접 촬영한 의미 있는 사진들에 관해 흥미로운 이야기를 들려준다.

천체사진을 찍는 사람들은 많다. 하지만 천체사진을 찍고 과학적으로 설명하는 천문학자는 드물다. 전문가가 알려주는 사진에 얽힌 우주의 비밀은 천문학을 어렵게만 생각하던 이들에게 친절하게 다가간다. 이렇게 저자가 천체사진과 관측을 해설하는 과정을 통해 과학자의 ‘일’이 궁금한 학생들은 좀더 자세히 연구 과정을 들여다볼 수 있고, 일반 독자들은 과학적 사고의 합리성을 경험할 수 있을 것이다.

천체사진에 담긴 과학 이야기

우주가 태어난 뒤 138억 년 동안 별과 은하의 탄생 등 수많은 실험이 이루어졌고 지금도 진행된다. 그리고 실험의 결과가 밤하늘을 아름답게 빛내며 결과의 많은 부분은 여전히 숨어서 찾아주기를 기다린다. 이런 것을 알고 싶어 하는 우리 역시 명백하게 그 실험의 결과물로 탄생했다. (37쪽)

천체 하나하나에 담긴 과학적 사실을 속속들이 알고 이해하고 찍기 때문에 저자의 천체사진은 특별하다. 우주가 담긴 사진은 그 자체로도 아름답지만, 한 점 한 점의 빛에 담긴 의미를 알고 보면 새롭게 다가온다. 붉고 화려한 성운에 새겨진 별의 탄생, 아주 오래된 별의 집단인 구상성단 속 푸른 점, 청색낙오성에 담긴 신기한 별들의 진화, 긴 꼬리를 빛내며 하늘에 덩그렇게 뜬 혜성이 지구에 닿기까지의 오랜 여정, 유성 폭풍우에 숨어 있는 비밀, 태양계의 깜짝 이벤트 일식과 월식 등 다양한 현상은 놀라움을 자아낸다. 또한 전영범 박사는 지상의 풍경과 별, 행성이 어우러진 독특한 사진을 찍으며 새로운 발상과 상상력을 보여주어 사람들의 호기심을 자극하고, 많은 이들이 궁금해하는 천문 현상들이 어떻게 일어나는지 널리 알린다.
하와이 마우나케아 천문대, 호주 사이딩스프링 천문대, 칠레 ALMA 전파천문대, 세로톨롤로 천문대 등 아름다운 밤하늘을 자랑하는 전 세계의 천문대를 찾아 떠난 저자의 관측 탐사는 무한히 넓은 우주의 경이로운 모습을 보여준다. 각 천문대의 특색 있는 망원경을 돌아보고, 남반구·북반구의 밤하늘을 비교해보는 것도 색다른 즐거움이다. 게다가 디지털카메라로 별의 일주운동 등 천체사진 찍는 방법까지 세세하게 짚어주어 누구나 손쉽게 밤하늘을 촬영할 수 있도록 돕는다. 책 속 아름다운 사진을 보며 우주에 대한 상상을 펼치기만 해도 좋지만, 책에서 힌트를 얻어 나만의 밤하늘 사진을 찍어보는 것은 어떨까.

더 먼 우주를 관측하기 위한 끝없는 노력

천문학의 본질은 새로운 천문 현상의 발견에 있다. 많은 대형 지상망경과 허블 우주망원경을 비롯한 다양한 우주망원경으로 그동안 입증하지 못한 많은 천문 현상을 찾아냈고, 그 과정에서 예상하지 못한 현상을 발견하는 일도 있는데 결국 이러한 발견이 천문학의 바탕이 된다. (36쪽)

더 큰 망원경으로 더 먼 우주를 조사하는 일은 많은 천문학자들의 바람이다. 광학 관측 천문학자인 저자는 천체망원경의 구조부터 차근차근 설명하며 천문 관측의 기초를 보여준다. 현재 국내에서 가장 큰 망원경은 보현산천문대 1.8미터 망원경이지만, 남반구 밤하늘을 24시간 관측할 수 있도록 칠레·호주·남아프리카공화국에 1.6미터 망원경 3대를 설치해 KMTNet이라는 관측망을 구성했고, 이를 이용해 외계 행성을 찾는 데 앞장섰다. 또한 우리나라는 2020년 칠레에 세워질 지름 25.4미터의 천문 관측망원경, 거대 마젤란 망원경 건설에 참여해 전 세계 천문학계의 주목을 받고 있다. 호주·브라질·미국의 여러 대학과 진행하는 대형 프로젝트이며 우리는 전체 비용의 10퍼센트를 분담한다. 이는 우리나라 천문학자들이 세계 최대 망원경의 관측 시간 중 10퍼센트를 활용할 수 있음을 뜻한다.
이렇게 밤하늘 관측에 새로운 기회가 열리는 지금, 천문학의 다양한 면모를 보여주는 《천문대의 시간 천문학자의 하늘》은 과학에 뜻을 둔 학생들뿐 아니라 이 분야에 관심 있는 많은 이들의 궁금증을 해소해주는 단 한 권의 천문대 가이드라고 할 수 있다.

1만 원권 지폐 뒷면에 실린 망원경 사진을 찍다

신권이 나오기 1년 6개월 전의 일이다. 한국은행에서 새 1만 원권 지폐에 천문학 관련 내용이 들어갈 예정이고 현대 천문학을 대표하는 천체망원경을 넣고 싶다는 의견을 전해왔다. (71쪽)

1만 원권 지폐에는 혼천의, 천상열차분야지도와 함께 우리나라에서 가장 큰 보현산천문대 1.8미터 망원경이 실려 있다. 우리나라 천문학의 역사가 고스란히 담긴 과학 지폐인 것이다. 누구나 한번쯤 보았을 이 1만 원권 지폐 속 망원경 도안 사진을 찍은 주인공은 바로 전영범 박사다. 그는 보현산천문대가 건설되던 때부터 지금까지 25년 동안 천문대에서 천체를 관측하며 사진을 찍었다. 보현산천문대 대장을 두 번 역임하는 등 국내 천문학자 가운데 가장 오랫동안 천문대에서 별을 본 연구자로도 유명하다. 한국천문연구원에서 제공하는 천체사진 거의 대부분을 찍는 등 연구와 함께 활발하게 사진 작업을 이어가고 있다.

책머리에

1 우주의 실험실
불빛과 천문대
보현산천문대의 하루
날씨와 천문학자
새로운 발견
우주를 향한 끝없는 질문

2 천문학자의 발견 기록
천체를 보는 방법
1만 원권 지폐 속 천문학
밤하늘에 빛나는 과학자
별과 지구의 거리
우연히 발견한 변광성
천문대의 연구 생활

3 천체관측에서 천체사진까지
천문학자의 밤하늘
디지털 시대의 밤하늘 사진
한여름 밤의 페르세우스 유성우
사자자리 유성 폭풍우
해, 달, 행성의 놀이
슈메이커－레비 9 혜성과 목성의 충돌
햐쿠타케 혜성의 긴 꼬리
우주의 낭만 헤일－밥 혜성
보현산천문대의 겨울밤

4 밤하늘 관측 여행
소백산천문대 탐사
3분의 황홀한 우주 쇼
완벽한 칠레의 밤하늘
KMTNet을 찾아서
해발 5000미터 전파천문대
비 내리는 보현산천문대
눈 쌓인 천문대

참고 문헌
찾아보기

천문대에 근무하면 늘 낮과 밤이 뒤바뀐 생활을 하거나 밤낮 구분 없이 일할 것 같지만 실제로는 정시 출근, 정시 퇴근이다. 하지만 일단 관측을 시작하면 낮과 밤이 뒤바뀐다. (18쪽)

가장 싫어하는 것은 일주일 내내 날씨가 안 좋아서 관측을 못한 경우다. 그런데 또 겨울에 내내 맑아버리면 그야말로 초주검이다. 나는 농담 삼아 이럴 때를 두 번째 운이 없는 경우로 친다. 하지만 기분은 좋다. 원하는 자료를 충분히 얻을 수 있을 테니까. (28쪽)

우리가 1억 광년 떨어진 천체를 찾아낸다면 곧 1억 년 전의 우주를 보는 것이고 10억 광년 떨어진 천체를 찾아낸다면 10억 년 전의 우주를 보는 것이다. 더 멀리, 138억 광년의 거리에 가까운 천체를 찾아내면 우리는 우주의 탄생 초기 모습을 보게 된다. 곧 우주에서는 거리가 시간 개념으로 바뀔 수 있음을 뜻한다. (37쪽)

우리가 우주에 의문을 가지는 한 천문학에는 너무나 많은 연구 주제가 있다. (53쪽)

별자리 외에도 맨눈으로 즐길 대상으로는 떨어지는 유성, 덩그렇게 뜬 혜성이 있다. 무엇보다 여름의 멋진 은하수도 있다. 또한 천체망원경을 들여다보면 달의 분화구나 목성의 줄무늬, 토성의 멋진 고리, 화성의 붉은 얼룩 등 여러 가지 천체의 모습을 볼 수 있다. (123쪽)