화성에 착륙한 '주롱', 지구의 '좋은 이웃'에게는 또 어떤 비밀이 있을까?

5월 15일 천문1호가 탑재한 탐사선 '주롱'이 화성에 착륙해 '궤도, 궤도, 순찰'이라는 목표의 2단계를 달성하고 3단계 시작을 앞두고 있다. 순찰 탐지 작업. 중국은 소련, 미국에 이어 세계에서 세 번째로 화성 탐사선을 착륙시킨 국가이자 화성 탐사선을 배치한 두 번째 국가가 됐다.

우주 탐험은 아마도 인류의 가장 낭만적인 꿈일 것이다. 인류의 부단한 노력과 과학기술의 발달로 우주 탐사는 이미 종이로 말하는 단계를 넘어섰고, 먼 곳에서 보내온 소중한 영상을 우리는 진정으로 육안으로 볼 수 있게 되었습니다. 수성, 금성, 화성, 이런 지구형 행성들은 더 이상 신비롭지 않고, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 등 거대 행성들도 점차 인간에게 인식되고 있다. 인간은 어떻게 120억년 전 은하계의 과거를 목격하고 13억년 전에 발생한 블랙홀 충돌을 감지할 수 있을까?

이번 주 피닉스 비전의 '2021 스페이스 오디세이'에서는 광활한 우주로 떠나 태양계 행성들을 탐험하고 우주의 가장 멀고 깊은 부분의 비밀을 파헤쳐봅니다!

46억년 전 태양계는 별과 먼지 입자, 가스로 구성된 고대의 거대한 구름에 불과했습니다. 나중에 중앙에 조밀한 가스 공이 형성되었습니다. 이 공의 중심에서는 고온과 고압으로 인해 수소 원자가 핵융합을 일으키며 엄청난 에너지를 방출하고 있습니다. 이것이 바로 태양입니다.

태양 복사는 태양계 내부의 가벼운 가스를 소멸시켰고, 여기에는 우리에게 친숙한 지구 외에 수성, 금성, 화성도 4개의 단단한 암석 행성이 형성되었습니다.

금성은 태양계에서 하늘에서 가장 밝은 행성이자 지구와 가장 가까운 행성이다. 17세기에 갈릴레오는 금성의 위상을 관찰하고 코페르니쿠스의 태양중심설을 확증했습니다. 태양계에 대한 우리의 이해가 계속해서 깊어지고 있음에도 불구하고 금성의 불투명한 구름 꼭대기는 항상 인간의 호기심을 "차단"해 왔습니다.

1962년 8월 27일, 미국의 '마리너 2호'가 금성을 향해 출발했다. 4개월 간의 비행 끝에 금성의 '진짜 모습'을 성공적으로 포착해 우리에게 금성의 진정한 모습을 이해할 수 있는 기회를 제공했습니다. 금성은 거의 전부가 이산화탄소로 구성된 두꺼운 구름층으로 덮여 있으며, 황산비도 함께 내립니다. 강한 바람이 불고 있지만 금성의 표면 온도가 너무 높기 때문에 땅에 닿을 수 없습니다.

금성은 지구와 크기가 비슷하지만 열을 가두는 가스가 지속적으로 축적되어 이곳의 온실 효과는 통제할 수 없습니다. 두꺼운 구름은 열이 빠져나가는 것을 방지하여 증발을 증가시키고 더 많은 구름을 생성합니다. 1970년 12월 15일, 금성 7호는 처음으로 금성 표면의 측정 데이터를 반환했습니다. 금성의 표면 온도는 섭씨 475도였습니다. 과학자들은 금성의 대기압이 지구의 해수면 기압보다 91배나 높다고 추정합니다.

수성은 태양계에서 가장 작은 행성이자 태양과 가장 가까운 행성이다. 금성의 고온과는 다르게 수성은 낮에는 섭씨 400도를 넘고 밤에는 영하 200도까지 떨어지는 '얼음과 불의 대안'을 갖고 있다. 1973년 11월 3일 발사된 '마리너 10호'는 수성의 미스터리를 밝히는 중요한 임무를 맡았습니다.

수성에 가까워지자 마리너 10호는 사진을 보내왔다. 수성은 거대한 운석으로 뒤덮여 있었다. 2011년 메신저(MESSENGER)는 6년 79억km의 비행 끝에 마침내 수성 궤도에 진입했습니다. 이제 우리는 수성 전체, 특히 수십억 년 동안 분화구 지역이 그림자 속에 있었던 극지방을 볼 수 있습니다.

수성의 표면 이미지는 또한 수성이 수축하고 있다는 이론을 확증해 줍니다. 내부가 계속 냉각되고 초기 형성 중에 생성된 열이 소멸됨에 따라 표면이 당겨지기 시작하여 수성이 계속 수축하게 됩니다.

2004년 1월, '스피릿' 탐사선이 분화구에 착륙한 것은 한때 이곳에 생명의 근원인 물이 존재했음을 나타내는 다양한 흔적이 있다. 화성이 따뜻하고 습할 때만 형성될 수 있는 철과 마그네슘이 풍부한 암석을 발견했습니다. 나중에 탐지기는 천체물리학자들이 생체특징이라고 부르는 미량의 메탄도 발견했습니다. 이는 지질학적 이유 때문일 수도 있고, 외계 생명체 탐색에 중요한 단서가 될 수도 있다.

지난해 7월 23일 12시 41분, 화성 탐사선 '천문 1호'가 이륙해 화성 탐사를 시작했다. 5월 15일, Tianwen-1 착륙선과 "Zhurong" 화성 순찰 차량이 화성 표면에 성공적으로 착륙했습니다. Zhurong은 화성 표면에서 90일간의 화성 탐사 임무를 시작할 예정입니다.

5월 17일 오전 10시, 중국과학원은 중대한 성과를 발표했습니다. 인류가 처음으로 1,400조 전자 볼트(1.4 PeV)에 달하는 감마 광자의 흔적을 포착했습니다! 이에 비해 인간이 지구상에 만든 가장 큰 가속기는 입자를 0.01PeV까지만 가속할 수 있습니다. 이것은 인간이 관찰한 것 중 가장 높은 에너지 광자로서 우주의 신비를 더욱 밝혀내는 데 도움이 됩니다. 이 "메시지"는 쓰촨성 다오청(Daocheng)에 위치한 주요 국가 과학 기술 인프라인 "고고도 우주선 관측소(High Altitude Cosmic Ray Observatory)"에 의해 포착되었습니다. 이 감지는 구축된 절반 크기 감지 장치를 기반으로 완료되었습니다.

지구와 유사한 4개의 행성 외에도 태양에서 충분히 멀리 떨어진 곳에 물과 메탄으로 형성된 수소, 헬륨, 얼음이 대량으로 존재한다. 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 등 4개의 거대한 행성이 이곳에서 태어났습니다. 더 넓은 세상은 인간에게 탐험을 요구하고 있습니다.

목성은 가장 큰 가스 ​​행성으로, 질량은 태양계 다른 행성을 합친 질량의 2.5배에 달합니다. 목성은 태양계 형성 초기에 충돌로 형성되었습니다. 그것은 근처의 소행성과 혜성을 계속해서 "먹고" 점점 거대해지고 있습니다. 결국 냉각되면 다량의 가스로 둘러싸인 견고한 코어가 생깁니다.

'보이저 1호'가 목성에 접근했을 때 지구와 유사한 기상 패턴을 가진 매우 복잡한 행성을 발견했습니다. 탐사선은 또한 목성에도 이전에 인간이 관찰한 적이 없는 토성과 같은 행성 고리가 있다는 사실도 발견했습니다.

목성에는 4개의 대형 위성이 있는데, 이는 갈릴레오가 목성 주위를 도는 위성을 발견해 지구중심설과 태양계에 대한 우리의 옛 견해를 뒤집었다는 점에서 인류 역사에 큰 의미를 지닌다.

토성은 태양계에서 두 번째로 큰 행성이다. 갈릴레오는 망원경을 통해 토성을 보았을 때 왜 행성에 "귀"가 있는 것처럼 보일까요?

나중에 네덜란드 천문학자 크리스티안 호이겐스는 자신이 설계한 더욱 강력한 망원경을 통해 이른바 '귀'가 실제로는 행성의 고리였다는 사실을 추론했습니다. '보이저'는 토성에 관한 많은 양의 정보를 반환했습니다. 이 행성 고리는 폭이 200,000km이지만 평균 두께는 10m에 불과합니다.

2004년 6월, 토성 궤도를 도는 최초의 탐지기인 '카시니'는 토성의 고리를 통과하면서 전례 없는 많은 세부 정보를 수집했습니다. 매초 약 40톤의 물이 고리에서 표면으로 떨어집니다. 탐사선은 또한 토성의 북극에서 허리케인 모양의 '대백점'을 발견했는데, 이는 지구보다 약 50배 강한 이곳의 대규모 허리케인 때문일 것으로 과학자들은 추측하고 있습니다.

보이저 1호는 타이탄으로 향하던 중 태양계를 벗어나 우주에서 실종됐다. 천왕성과 해왕성을 방문하는 임무는 보이저 2호에게 맡겨졌다. 9년의 비행 끝에 마침내 천왕성의 구름 꼭대기에서 불과 82,000km 떨어진 곳에 도달했습니다. 현재 지구로부터의 거리는 29억 7천만km이다.

'보이저 2호'는 천왕성이 궤도면에 누워 있는 것처럼 보이고, 그 자전축이 거의 98도 기울어져 있다는 사실을 발견했다. 과학자들은 지구 크기의 물체가 오래 전에 천왕성과 충돌하여 넘어졌을 수 있다고 추측합니다. 이 거대한 별은 태양으로부터 너무 멀리 떨어져 있어서 햇빛의 1%에서 1000분의 1밖에 받지 못합니다.

천왕성 역시 대기의 메탄 농도가 다른 어떤 행성보다 높기 때문에 독특한 표면 색깔을 가지고 있습니다.

지구에서 44억 2천만km 떨어진 우주에서 보이저 2호는 과거 수학적 계산으로만 존재했던 해왕성을 관측했다. 탐사선은 해왕성에 얼음과 암석으로 만들어진 고리가 적어도 4개 있다는 사실을 발견했습니다. 해왕성 남반구에도 지구 크기와 비슷한 거대 폭풍이 나타났다. 해왕성 표면의 풍속은 시속 2,000km에 달해 태양계에서 가장 빠르다.

인간은 탐사선을 발사해 왔지만 보이저 2호가 이 두 행성을 방문하고 나서야 인간은 이 두 행성에 대해 어느 정도 이해하게 되었습니다.

해왕성은 우리가 보기엔 충분히 멀리 있는 것처럼 보이지만, 지구 궤도를 돌고 있는 하퍼 우주망원경이 충격적인 정보를 보내왔다. 하퍼의 관찰에 따르면 대부분의 천문학자들은 우주에 셀 수 없이 많은 은하계, 아마도 1000억 개에 달하는 은하계가 포함되어 있다고 믿습니다. 다시 한번 말하지만, 인간은 더 이상 모든 것의 중심이 아니며, 우주의 범위는 우리가 상상할 수 있는 것보다 셀 수 없이 넓습니다.

어쩌면 인간은 보통 나선 은하를 공전하는 2000억 개의 별 중 하나인 보통 별을 공전하는 작은 바위 위에 살고 있을지도 모릅니다. 이 은하군에는 그러한 은하가 약 50개 정도 있고, 이 은하군은 아마도 단 하나일 수도 있습니다. 백만분의 1의 초은하군...

하퍼 망원경은 서비스 기간 동안 우주의 가장 장엄하고 상징적인 이미지를 촬영했습니다. 창조의 기둥부터 안드로메다 은하의 가장 선명한 모습과 천문학 역사상 가장 중요한 사진 중 하나에 이르기까지 이 사진은 거의 3,000개의 은하를 보여줍니다.

더 충격적인 것은 하퍼가 관측한 각 은하계는 실제로 서로 다른 시점에 있고, 우리가 보는 것은 그들이 수백만 년, 심지어 수십억 년 전에 방출한 빛이라는 점이다. Harper는 우리가 먼 장면을 볼 수 있게 해줄 뿐만 아니라, 120억년 전 가장 먼 은하계가 어떤 모습이었는지도 볼 수 있게 해줍니다.

5월 20일, '차이나 스카이 아이(China Sky Eye)' FAST 망원경이 201개의 새로운 펄서를 발견했습니다. 펄서는 지속적으로 안정적인 펄스 신호를 방출할 수 있는 죽은 거대 별의 잔해입니다. 태양계나 은하수 밖으로 나가려면 위치 지정 및 탐색을 위해 여러 펄서의 위치에 의존해야 합니다. 세계에서 가장 크고 가장 민감한 단일 조리개 전파 망원경인 직경 500미터 FAST는 전 세계 학자들에게 편의를 제공하고 있습니다!

빛의 파동만이 우주를 탐험하는 유일한 방법은 아닙니다. 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따르면 공간 자체가 파문을 일으킨다. 중력파는 공간을 통한 질량 가속으로 인해 발생합니다. 우주에서는 가장 극단적인 사건만이 중력파를 생성합니다. 하지만 문제는 인간이 중력파를 어떻게 감지하는가 하는 것입니다.

2002년 레이저 간섭계 중력파 관측소(LIGO)는 중력파의 증거를 찾기 시작했습니다. 간섭계는 중력파를 감지하도록 특별히 설계된 장비입니다. 팔을 따라 레이저를 발사하여 "L"자 모양을 형성합니다. 레이저 빛은 4km 떨어진 거울을 왕복합니다. 우주에서 온 중력파가 탐지기에 들어오면 번갈아 팔을 뻗는다. 우리는 레이저 광선이 재결합할 때 나타나는 간섭 패턴에서 이를 볼 수 있습니다.

2015년 9월, 천문대는 처음으로 중력파를 감지했습니다. 과학자들은 두 개의 블랙홀이 합쳐지는 것을 발견했습니다. 두 개의 블랙홀은 서로 궤도를 돌다가 결국 중력파 방출로 인해 에너지를 잃고 죽음의 나선 상태에 들어가 서로 충돌할 때까지 가속된다. 이 충돌은 13억년 전에 일어났습니다.

현재 우리나라 천문위성 '오공'은 하루 65만km의 속도로 우주궤도를 비행하며 우주에서 오는 광선을 포착하고 있다. 5월 19일, 'Wukong' 협력팀은 최신 관측 결과를 발표했습니다. 'Wukong'은 지금까지 고에너지 헬륨 핵의 우주선 에너지 스펙트럼을 가장 정확하게 매핑하고 에너지 스펙트럼의 새로운 구조를 관찰했습니다. 이는 인류가 우주선의 기원에 관한 세기의 미스터리를 더 깊이 이해하는 데 중요한 실험적 관측 데이터를 제공합니다.

5월 30일 저녁, 화물우주선 텐저우 2호와 텐허 핵심모듈이 신속한 랑데뷰와 도킹에 성공했다. 이 "화물열차"는 화물 용량이 6.9톤에 달하며, 중국 특성을 지닌 볶음 음식과 실험 장비, 시험 재료 및 기타 소모품을 포함하여 수개월에서 반년까지 지속될 수 있는 공급품으로 핵심 객실을 보충합니다. . 이는 향후 Shenzhou 유인 우주선을 Tianhe 핵심 모듈로 운반할 우주비행사에게 충분한 보호를 제공할 것입니다.

인류의 우주 여행은 이제 막 시작되었지만, 아직도 우리가 탐험해야 할 미스터리가 너무 많습니다. 태양의 200억~300억배에 해당하는 질량을 가진 블랙홀은 어떻게 만들어지는가? 빛을 방출하거나 흡수하지도 않지만 중력을 통해 다른 물질과 상호작용할 수 있는 암흑물질은 무엇입니까?

이번 주 피닉스 비전의 '2021 스페이스 오디세이'에서는 우주에 대한 인간의 이해의 가장 먼 곳으로 가서 우주의 궁극적인 신비를 탐구합니다!