“꿀록 탐정님! 사기꾼 좀 잡아 주세요!”
화가 잔뜩 난 소리에 개코 조수가 탐정 사무소 문을 열었어요.
“콩마을에 사는 잭의 어머님이 아닙니까? 무슨 일이신가요?”
꿀록 탐정의 질문에 잭의 어머니가 씩씩거리며 말했어요.
“아니, 요즘 우리 집 사정이 안 좋아서 잭에게 소를 팔라고 시켰더니,
글쎄 어떤 사기꾼이 콩 한 알을 주고 소를 가져갔다지 뭐예요?”
꿀록 탐정과 개코 조수는 바로 잭의 집으로 출동했어요.

# 동화마을에 무슨 일이? │콩나무 타고 우주로 간 잭?

“잭~! 잭, 어디 있니? 어머? 세상에나!”
“헉! 이 거대한 줄기는 뭐죠?”
집에 도착한 잭의 어머니와 꿀록 탐정, 개코 조수는 모두 깜짝 놀랐어요. 집 마당 한가운데 어마어마하게 큰 콩나무가 자라 있었거든요. 콩나무 키가 얼마나 컸던지 두께는 100년 된 은행나무만 했고, 높이는 끝도 안 보일 정도로 아주 높았답니다.
“어젯밤 잭이 소와 바꿔 온 콩을 제가 마당에 던졌는데 하룻밤 사이에 이렇게 커질 줄이야….”
잭의 어머니가 중얼거리는 사이, 꿀록 탐정과 개코 조수는 콩나무를 한 바퀴 둘러보다 눈에 띄는 물건을 발견했어요.
“어? 콩나무 옆에 잭의 신발이 있어요. 잭이 나무를 타고 올라간 것 같습니다.”
꿀록 탐정의 말을 듣고 잭의 어머니는 아들이 걱정돼 그 자리에 주저앉고 말았어요. 그리곤 모두 끝도 없이 뻗은 콩나무 줄기를 올려다보며 잭의 자취를 찾았지요. 같은 시간, 잭은 정말 콩나무를 타고 높이, 더 높이 올라가고 있었어요.
“우와~! 콩나무를 타고 우주까지 오다니! 내가 좋아하는 별도 원 없이 보고 정말 행복해! 콩나무야, 더 멀리, 더 높이 자라라~!”
콩나무는 잭의 바람처럼 엄청난 속도로 쑥쑥 자라났어요.
“저기 엄청나게 밝은 빛을 내는 별은 태양인가? 아닌가? 저기에도 밝은 별이 보이네. 더 멀리 있는 저 별이 태양인가? 아이고, 헷갈려!”
잭은 시간이 가는 줄도 모르고 수많은 별을 보기 시작했어요.

통합과학 개념 이해하기 │ 별에도 등급이 있다!

우주에서 반짝이는 수많은 별은 그 밝기에 따라 등급이 매겨져 있어요. 등급의 숫자가 작을수록 밝은 별이지요. 이렇게 밝기로 별의 등급을 처음 매긴 사람은 고대 그리스 천문학자인 히파르코스예요. 히파르코스는 하늘의 별을 관측하다가 맨눈으로 볼 수 있는 가장 밝은 별들을 1등급, 가장 어두운 별들을 6등급으로 구분했답니다.

이후 19세기 영국의 과학자 노먼 포그슨이 빛 측정장치로 히파르코스가 구분한 1등급과 6등급의 밝기 차이가 약 100배라는 사실을 밝혔어요. 예를 들어, 1등급 별의 밝기가 전구 100개라면 6등급 별의 밝기는 전구 1개에 해당해요. 이에 과학자들은 1등급 별과 6등급 별의 밝기 차이를 100배로 하는 별의 밝기 등급 체계를 만들었답니다. 이 체계에 따르면 등급 하나의 밝기 차이는 약 2.5배예요.

이렇게 매긴 별의 밝기 척도를 별의 ‘겉보기등급’이라고 해요. 우리 눈에 보이는 별의 밝기를 나타내는 겉보기등급은 소수점 아래까지 표기해요. 예를 들어, 북극성의 겉보기등급은 1.98, 태양의 겉보기등급은 －26.8이에요.

그렇다면 실제로 태양은 북극성보다 더 밝은 빛을 내는 별일까요? 실제 별이 갖고 있는 고유 밝기인 ‘광도’는 겉보기와는 달라요. 밝은 별이라도 지구와의 거리가 멀면 어둡게 보이고, 어두운 별이라도 거리가 가까우면 밝게 보일 테니까요. 실제 별의 고유 밝기는 ‘절대등급’으로 나타내요. 절대등급은 모든 별을 10파섹(32.6광년)의 거리에 있다고 가정했을 때 밝기를 등급으로 나타낸 거예요.

태양의 절대등급은 4.8이고, 북극성의 절대등급은 －3.6이에요. 북극성이 태양보다 실제로는 훨씬 더 밝은 별이라는 사실을 알 수 있지요.

통합과학 넓히기 │우주의 거리를 재는 새로운 ‘표준촛불’ 후보 등장!

천문학자들에겐 광활한 우주에서 천체를 발견하고, 그 천체까지의 거리를 구하는 것이 매우 중요해요. 천체까지 거리를 측정하는 것은 우주를 이해하는 첫걸음이라 할 수 있거든요.

우주에서 다른 은하까지의 거리를 측정하는 대표적인 방법은 ‘표준촛불’이에요. 이 방법은 ‘겉보기 밝기는 거리의 제곱에 반비례한다’는 물리 법칙과, ‘절대등급은 10파섹의 거리에 별이 있을 때의 등급’이란 사실을 이용해요. 절대등급을 알고있는 천체의 겉보기 밝기를 관측하면 그 천체까지의 거리를 구할 수 있죠. 즉, 절대등급이 알려진 천체가 표준촛불인 셈이에요.

지난 5월, 한국천문연구원 연구팀은 활동은하핵 ‘3C 84’가 새로운 표준촛불이 될 수 있다는 사실을 확인했어요. 지금까지 밝혀진 여러 표준촛불 중 가장 먼 거리를 정확하게 측정할 수 있는 표준촛불은 제1a형 초신성이었어요. 하지만 제1a형 초신성은 100억 광년보다 멀리 있는 은하에서는 관측되지 않아 140억 광년인 우리 우주를 이해하는 데 한계가 있었지요.

활동은하핵은 우주에서 가장 밝은 천체 중 하나예요. 다양한 파장에서 대량의 에너지를 방출하는 특별한 활동성을 보이는 은하의 중심 부분을 말하지요. 활동은하핵 중심에는 태양 질량의 수백만에서 수십억 배 질량을 가진 초대질량블랙홀이 있다고 알려졌어요. 이 블랙홀은 주변 물질을 빨아들이는 한편, 매우 많은 에너지를 빛으로 방출해 활동은하핵이 밝은 빛을 내는 데 큰 역할을 하지요.

연구팀이 제시한 새로운 표준촛불인 활동은하핵 ‘3C 84’는 제1a형 초신성에 비해 더 멀리에 있지만, 훨씬 밝아 더 먼 우주까지 측정이 가능해요. 이번 연구를 이끈 한국천문연구원 전파천문본부 제프리 호지슨 박사는 “이번에 검증한 새로운 표준촛불 후보는 천문학에서 가장 먼 거리를 측정할 수 있게 하는 중요한 지표가 될 것”이라고 설명했답니다.

#에필로그

“어? 저기 잭이 내려오고 있어요!”
꿀록 탐정이 콩나무 위쪽을 가리키며 외쳤어요.
“잭~! 어떻게 된 일이니?”
콩나무에서 내려온 잭은 엄마의 물음에 답했어요.
“제가 이 신기한 콩나무를 타고 신기한 우주에 다녀왔지 뭐예요! 게다가 오는 길에 더 신기한 성에 들러서 더 더 신기한 황금알을 낳는 닭까지 데려왔다고요! 하하~!”
잭의 어머니와 꿀록 탐정, 개코는 모두 잭의 말을 믿지 않는 눈치였어요. 그때였어요. 잭이 안고 있던 닭이 ‘꼬끼오~!’하고 외치더니 정말로 황금알을 낳았답니다.
“헉! 진짜 황금알이다~!”