다른 별에서 온 방문객, 오무아무아
2017년 10월, 인류는 역사상 처음으로 태양계 밖에서 온 손님을 두 눈으로 확인했다. 400미터 남짓한 이 물체는 다른 별에서 수십억 년을 날아와 우리 태양계를 조용히 스쳐 지나갔다. 그리고 떠나는 순간, 중력만으로는 설명되지 않는 힘으로 스스로 속도를 높였다. 혜성이라면 당연히 있어야 할 꼬리도, 가스 분출의 흔적도 없었다. 인류가 이 방문객을 관측할 수 있었던 시간은 고작 두 달이었다. 그사이 이것이 무엇인지 누구도 확답하지 못했고, 물체는 이제 영원히 우리 곁을 떠났다. 천문학 역사에서 이토록 짧은 시간에 이토록 큰 논쟁을 남긴 천체는 드물다. 이 글은 그 짧았던 만남과, 지금까지도 끝나지 않은 논쟁을 차분히 되짚어 본다. 오무아무아라는 이름 하나가 왜 전 세계 과학자들을 밤새 데이터 앞에 붙들어 두었는지, 그 이유를 하나씩 따라가 보자.
팬스타스가 잡아낸 이상한 점
발견은 2017년 10월 19일, 하와이 할레아칼라 산 정상의 팬스타스 망원경에서 이루어졌다. 이 망원경은 밤하늘을 훑으며 지구에 접근하는 소행성과 혜성을 찾는 임무를 맡고 있었다. 처음에 오무아무아는 그저 흔한 소행성처럼 보였다. 그러나 궤도를 계산하던 과학자들은 곧 소름이 돋았다. 이 물체의 속도와 경로는 태양계 안에서는 결코 나올 수 없는 것이었기 때문이다. 태양의 중력에 단 한 번도 묶인 적이 없는, 완전한 외부의 손님이었다. 그 궤도는 원이나 타원이 아니라, 한 번 스쳐 지나가면 다시는 돌아오지 않는 쌍곡선이었다. 인류 역사상 처음으로 확인된 성간 천체, 즉 다른 별에서 온 방문객이었다. 사람들은 여기에 하와이 말로 ‘먼 곳에서 온 정찰꾼’ 또는 ‘먼저 온 전령’이라는 뜻의 이름을 붙였다. 그 이름이 바로 오무아무아이며, 공식 명칭은 1I/2017 U1이다. 여기서 숫자 1과 알파벳 I는, 인류가 확인한 첫 번째 성간 천체라는 표식이다.
단 두 달의 필사적인 추적
발견 직후부터 전 세계의 망원경이 일제히 이 물체를 향했다. 하지만 시간이 많지 않았다. 오무아무아는 이미 태양을 돌아 무서운 속도로 멀어지고 있었기 때문이다. 발견됐을 때 이 물체는 이미 지구에서 멀어지는 중이었고, 하루가 다르게 어두워졌다. 10월과 11월, 천문학자들은 밤을 새워 가며 이 희미한 점을 필사적으로 쫓았다. 세계 곳곳의 대형 망원경이 관측 시간을 오무아무아에게 양보했다. 그러나 관측할수록 물체는 상식을 하나씩 벗어났다. 12월이 되자 오무아무아는 너무 어두워져, 가장 거대한 망원경으로도 더는 보이지 않았다. 관측이 가능했던 기간은 결국 두 달 남짓이 전부였다. 그 짧은 창문이 닫히자, 인류가 이 방문객을 다시 볼 기회는 영원히 사라졌다. 남은 것은 방대한 데이터와, 풀리지 않은 수많은 질문뿐이었다.
상식을 벗어난 형태
관측된 오무아무아의 모습은 그 자체로 충격이었다. 밝기가 무려 10배나 오르내렸는데, 이것은 물체가 빙글빙글 구르고 있다는 뜻이었다. 별빛을 반사하는 면적이 회전에 따라 크게 달라졌기 때문이다. 그 변화를 정밀하게 계산한 결과, 이 천체는 길이가 폭의 몇 배에 달하는 극단적으로 길쭉한 형태였다. 일부 추정에서는 길이가 폭의 열 배에 가까웠다. 어떤 이는 시가 담배 같다고 했고, 또 어떤 이는 납작한 팬케이크 같다고 표현했다. 어느 쪽이든, 자연에서 이토록 길쭉한 천체는 지금껏 발견된 적이 없었다. 우리가 아는 소행성이나 혜성은 대체로 둥글둥글한 감자 모양에 가깝다. 색깔은 우주 방사선에 오래 그을린 듯한 짙은 붉은빛이었다. 수억 년에 걸친 고독한 여행이 그 표면에 고스란히 새겨져 있었던 것이다. 안타깝게도 우리는 그 낯선 실루엣을 선명한 사진 한 장으로도 담아내지 못했다.
설명되지 않는 가속
그러나 가장 큰 수수께끼는 따로 있었다. 오무아무아가 태양을 지나 멀어질 때, 예상보다 훨씬 빠르게 가속했던 것이다. 중력만으로 예측한 위치보다 물체가 조금씩 더 앞서 나갔다. 보통 혜성이 이렇게 속도를 내는 이유는 분명하다. 태양열에 얼음이 끓으며 가스를 뿜어, 마치 로켓처럼 몸을 밀어내기 때문이다. 이것을 비중력 가속이라고 부른다. 그런데 오무아무아에게는 그 흔한 꼬리도, 가스 분출의 흔적도 전혀 보이지 않았다. 밀어낼 연료가 없는데 스스로 빨라진 것이다. 아무리 민감한 관측 장비를 들이대도, 혜성 활동의 증거는 잡히지 않았다. 이 한 줄의 가속 곡선이, 이후 모든 논쟁의 출발점이 되었다. 눈에 보이지 않는 무언가가 이 물체를 밀고 있었던 셈이다.
혜성도 소행성도 아닌 존재
이 물체의 정체를 두고, 과학자들은 익숙한 두 후보를 먼저 떠올렸다. 하나는 얼음과 가스로 이루어진 혜성이고, 다른 하나는 돌과 금속으로 뭉쳐진 소행성이다. 혜성이라면 태양 근처에서 반드시 밝은 꼬리를 그려야 했지만, 오무아무아에게는 그 꼬리가 없었다. 소행성이라면 스스로 가속할 이유가 없었지만, 오무아무아는 분명히 더 빨라졌다. 혜성의 특징과 소행성의 특징을 반씩 지녔으면서, 어느 쪽에도 온전히 속하지 않았다. 이것은 단순히 새로운 천체 하나가 발견됐다는 문제가 아니었다. 인류가 수백 년 동안 쌓아 온 분류 체계 자체가, 이 방문객 앞에서 처음으로 흔들렸던 것이다. 과학자들은 이 물체를 어느 서랍에 넣어야 할지조차 합의하지 못했다.
경합한 가설들
설명하기 위해, 과학자들은 온갖 후보를 저울에 올렸다. 가장 먼저 나온 것은 수소 얼음으로 된 거대한 빙산이라는 가설이었다. 눈에 보이지 않는 수소 가스가 새어 나와 물체를 밀었다는 것이다. 이 경우 꼬리가 보이지 않는 이유도 설명이 됐다. 또 하나는 명왕성 같은 천체에서 떨어져 나온 질소 얼음 조각이라는 주장이었다. 태양 빛에 잘게 부서진, 속이 텅 빈 먼지 덩어리라는 설명도 힘을 얻었다. 이런 구조라면 아주 가벼워서, 작은 빛의 압력에도 밀릴 수 있었다. 그리고 가장 대담한 후보가 등장했다. 이것이 얇은 인공 돛, 즉 외계 문명이 만든 탐사선일지도 모른다는 것이었다. 각각의 가설은 하나의 수수께끼는 풀었지만, 언제나 또 다른 구멍을 남겼다. 완벽하게 들어맞는 답은 끝내 단 하나도 없었다.
아비 로브의 대담한 주장
이 마지막 가설을 정면으로 꺼낸 사람은 하버드 대학교의 천문학과장 아비 로브였다. 그는 물체가 태양 빛을 받아 밀려나는 얇은 돛이라면, 그 이상한 가속이 자연스럽게 설명된다고 주장했다. 빛의 압력만으로 움직이는 얇은 막이라면, 가스 분출 없이도 가속할 수 있다는 것이다. 학계의 반발은 거셌다. 많은 과학자가 자연 현상만으로 충분히 설명된다며 그를 비판했다. 하지만 그는 물러서지 않았다. 그가 강조한 것은 외계라는 단정이 아니라, 이상한 증거 앞에서 이상한 가능성을 성급히 지우지 말자는 태도였다. 그는 인류가 아직 모르는 것이 많다는 사실을 겸허히 받아들여야 한다고 말했다. 그의 주장은 전 세계에 뜨거운 논쟁을 불러일으켰고, 대중이 밤하늘을 다시 올려다보게 만들었다.
관측자들이 마주한 순간
오무아무아를 관측한 과학자들에게, 그 두 달은 평생 잊지 못할 시간이었다. 그들은 사라져 가는 희미한 점을 붙잡으려 매일 밤 망원경 앞에 매달렸다. 데이터가 쌓일수록 답 대신 질문만 늘어 갔다. 어떤 밤은 흥분으로, 어떤 밤은 좌절로 가득했다. 그들이 붙잡은 것은 완전한 답이 아니라, 짙은 물음표의 그림자였다. 물체는 끝내 답을 남기지 않고 어둠 속으로 멀어졌다. 그럼에도 아무도 그 마지막 빛에서 눈을 떼지 못했다. 그것은 인류가 다른 별의 조각을 처음으로 두 눈에 담은 순간이었기 때문이다. 훗날 여러 연구팀이 데이터를 다시 분석했지만, 결론은 매번 조금씩 달랐다.
남겨진 숫자와 질문
오무아무아가 남긴 것은 몇 개의 잊히지 않는 숫자였다. 추정 길이는 약 400미터, 관측된 밝기는 10배나 오르내렸고, 인류에게 허락된 관측 시간은 단 두 달뿐이었다. 이것은 수십억 년을 홀로 날아온, 인류가 처음 마주한 성간 방문객이었다. 오늘날에도 그것이 자연이 빚은 낯선 돌이었는지, 아니면 누군가가 보낸 조각이었는지는 확정되지 않았다. 다만 오무아무아 이후, 보리소프 혜성이라는 두 번째 성간 천체가 발견되며 성간 천체 연구는 새로운 시대를 맞았다. 확실한 것은 하나뿐이다. 다른 별에서 온 방문객이 우리 곁을 스쳐 갔고, 이제 다시는 돌아오지 않는다는 사실이다.
마치며
오무아무아는 지금도 초속 수십 킬로미터로 태양계 밖을 향해 날아가고 있다. 이 짧은 만남은 우리에게 겸손을 가르친다. 인류는 다른 별의 조각을 처음으로 마주했지만, 그 정체조차 확정하지 못한 채 떠나보냈다. 어쩌면 진짜 교훈은 답을 찾지 못했다는 사실 자체에 있는지도 모른다. 우주는 여전히 우리가 아는 모든 상식의 바깥에서, 설명되지 않는 무언가를 우리에게 보내고 있다. 다음 방문객이 찾아왔을 때, 우리는 과연 그 정체를 제때 알아챌 수 있을까. 그 준비를 하는 것이, 오무아무아가 우리에게 남긴 진짜 숙제일지도 모른다.
