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2020년 7월 8일 수요일

우주 이야기 1045 - 용골자리 에타별은 사실 입자 가속기다?


(Using the High Energy Sterescopic System H.E.S.S., astrophysicists have identified colliding stellar winds from the double star Eta Carinae as a new type of source of very high-energy (VHE) cosmic gamma radiation. Credit: DESY, Science Communication Lab)


 독일 전자 싱크로트론 연구소 (Deutsches Elektronen-Synchrotron, DESY)의 과학자들이 지구에서 7500광년 떨어진 초거상 쌍성계인 용골자리 에타별 (Eta Carinae)에서 자연적인 입자 가속이 일어나고 있다는 증거를 발견했습니다. 용골자리 에타별은 태양 질량의 30배와 100배에 달하는 초거성 두 개로 이뤄진 쌍성계로 밝기가 태양의 100만배와 500만배에 달합니다. 


 이 두 별은 5.5년을 주기로 공전하는데, 긴 타원궤도를 돌고 있어 가까울 때는 태양 - 화성 거리만큼 접근하고 멀어질때는 해왕성 거리 만큼 멀이집니다. 그리고 엄청난 항성풍으로 인해 두 별은 불과 5000년 동안 태양 정도의 질량을 잃고 있습니다. 이들이 내뿜은 가스는 눈사람 모양의 거대 성운은 호문클루스 성운을 이루고 있습니다. 




 DESY의 과학자들은 나미비아에 있는 특수한 감마선 관측 망원경인 High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.)를 사용해서 용골자리 에타별을 관측했습니다. 연구팀은 두 별에서 나오는 강력한 항성풍이 만드는 고온의 가스와 충격파를 관측했는데, 흥미롭게도 X선 영역보다 더 높은 에너지인 400GeV를 검출할 수 있었습니다. 이는 가시광보다 1000억 배 강한 에너지입니다. 


 용골자리 에타별 A와 B에서 나오는 강력한 항성풍은 가까이에서 충돌해 엄청난 에너지를 지닌 충격파를 만들지만, 그래도 온도는 섭씨 5000만도 정도입니다. 낮은 온도는 아니지만, 400GeV의 에너지를 설명하기에는 부족합니다. 따라서 연구팀은 뭔가 다른 기전이 있어 이렇게 고에너지 파장이 검출된다고 결론내렸습니다. 




(동영상) 


 연구팀이 수립한 두 가지 가설은 강력한 자기장에 의해 전자 혹은 원자핵이 가속되어 에너지가 높아진 것입니다. 그러나 실제 관측된 100GeV 이상의 강력한 에너지는 전자 가속으로는 설명하기 어려우며 결국 원자핵이 입자 가속기에서처럼 가속되어 생긴 에너지로 보인다는 것이 연구팀의 결론입니다. 양성자 (수소 원자핵) 혹은 더 무거운 원자핵 (헬륨이나 다른 금속)이 가속된 후 그 에너지가 방출되면서 400GeV라는 입자 가속기에서나 볼 수 있는 에너지가 나왔다는 것입니다. 


 용골자리 에타별은 워낙 극단적인 환경이 지배하는 별이기 때문에 과거부터 과학자들의 이목을 집중시켰습니다. 이번 연구 결과는 천연 입자 가속기라는 생각지도 못한 존재가 숨어 있다는 것을 보여줬습니다. 앞으로 연구가 진행됨에 따라 또 어떤 재미있는 이야기가 나올지 궁금합니다. 


 참고 




 Detection of very-high-energy γ-ray emission from the colliding wind binary η Car with H.E.S.S., Astronomy & Astrophysics (2020). DOI: 10.1051/0004-6361/201936761

R. White et al. Gamma-ray and X-ray constraints on non-thermal processes in η Carinae, Astronomy & Astrophysics (2020). dx.doi.org/10.1051/0004-6361/201937031


코로나 19 (SARS-CoV-2) 바이러스 프로테아제를 목표로 하는 약물 발견 - 새로운 코로나 19 치료제 나올까?


(Three configurations of active sites where inhibitor GC-376 binds with the COVID-19 virus's main protease (drug target Mpro), as depicted by 3D computer modeling. Credit: Image generated by Yu Chen, University of South Florida Health, using X-ray crystallography)


 사우스 플로리다 보건 대학 (University of South Florida Health)의 연구팀이 코로나 19를 일으키는 SARS-CoV-2 바이러스의 주요 치료 목표 중 하나인 바이러스 메인 프로테아제 (Main Protease, Mpro)에 효과적으로 달라붙어 작용을 방해할 수 있는 후보 약물 네 개를 찾아냈습니다. 앞서 소개한 것처럼 SARS-CoV-2 바이러스가 세포 내에서 증식하기 위해서는 생산한 단백질을 적절히 잘라주는 효소인 프로테아제가 필요합니다. 


 이전 포스트 참조: https://blog.naver.com/jjy0501/222013681262


 이 단계를 차단하는 약물을 개발하면 치료제로 최초 승인받은 렘데시비르와 작용 기전이 달라 시너지 효과가 기대됩니다. 참고로 렘데시비르는 RNA 의존 RNA 중합효소 (RNA-dependent RNA polymerase (RdRp))를 차단해 바이러스 증식을 방해합니다. 


 사우스 플로리대 보건 대학의 유첸 교수(Yu Chen, PhD, USF Health associate professor of molecular medicine)가 이끄는 연구팀은 X선 결정학 (X-ray crystallography) 및 다른 방법을 이용해 코로나 바이러스 프로테아제와 잘 결합할 수 있는 약물 후보를 검색했습니다. 이미 나와 있는 약물과 개발 중인 약물을 검색한 결과 4가지 약물이 가장 좋은 후보인 것으로 나타났습니다. 연구팀이 찾은 후보는 


 1. C형 간염 치료제로 이미 승인 받은 보셉프레비르 (Boceprevir)

 2. 동물에 생기는 치명적인 코로나바이러스 치료제로 개발 중인 GC-376

 3. 암 치료제 등으로 개발했던 Calpain inhibitors II 및 XII


 입니다. 이 가운데 프로테아제의 포켓에 아주 잘 결합할 것으로 예상되는 약물은 GC-376입니다. (개념도 참조) 물론 실제로 치료 효과가 있고 인체에 부작용이 없을지는 앞으로 임상 테스트를 해봐야 알 수 있습니다. 렘데시비르의 효과가 제한적인 상황에서 프로테아제 억제제가 새로운 희망이 될 수 있을지 앞으로의 연구 결과가 주목됩니다. 


 참고 



Chunlong Ma et al, Boceprevir, GC-376, and calpain inhibitors II, XII inhibit SARS-CoV-2 viral replication by targeting the viral main protease, Cell Research (2020). DOI: 10.1038/s41422-020-0356-z



보이지 않는 코너에서 튀어나오는 사물을 인지하는 레이더 시스템


(This diagram illustrates how the technology might be used to detect an unseen cyclist. Credit: Princeton University)


 최근 센서 기술이 발전하면서 자동차 운전도 한결 안전해졌습니다. 차 가까이에 물체가 있을 경우 경고해주는 센서는 물론 추돌 가능성이 있으면 차를 자동으로 멈추는 시스템 등 다양한 안전 센서가 도입된 덕분입니다. 최근에는 자율 주행 기술과 함께 라이더 같이 더 진보된 센서 및 주변 환경 인지 시스템이 등장했습니다. 


 그러나 여전히 보이지 않는 골목길에서 튀어나오는 사람이나 자전거는 큰 위협이 될 수 있습니다. 예시당초 사각 지대에서 튀어나오는 물체는 센서 기술로 극복하기 힘든 일로 여겨지지만, 사실 엔지니어들은 이를 극복하기 위한 기술을 개발하고 있습니다. 프린스턴 대학의 펠릭스 헤이드 교수(Asst. Prof. Felix Heide)가 이끄는 연구팀은 도플러 레이더 (Doppler Radar) 시스템을 이용해 이 문제를 해결할 수 있다고 주장했습니다. 


 레이더는 기본적으로 전자기파가 반사되어 돌아오는 것을 이용하기 때문에 가시광처럼 직선 거리에 있는 물체를 감지하는 용도이지만, 사실 다양한 방향으로 반사될 수 있습니다. 다만 이렇게 여러 각도로 반사된 후 다시 반사되어 되돌아온 레이더를 인식해서 처리하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 연구팀은 이를 실시간으로 처리할 수 있는 인공지능 알고리즘을 개발해 감지율을 높였다고 합니다. 


 사실 이런식으로 보이지 않는 사각지대에 있는 물체를 인식할 수 있는 시스템에 대해서는 이전에도 몇 가지 시도가 있었습니다. 모두 이론적으로는 그럴 듯 하지만, 아직 기술적으로는 신뢰성 있는 결과를 보여주지 못하기 때문인데 이번에는 다를 수 있을지 궁금합니다. 


 참고 


2020년 7월 7일 화요일

익룡과 공룡의 공통 조상이 발견되다


(Illustration of Kongonaphon kely, a newly described reptile near the ancestry of dinosaurs and pterosaurs, in what would have been its natural environment in the Triassic (~237 million years ago). Credit: Alex Boersma)

(Life restoration of Kongonaphon kely, a newly described reptile near the ancestry of dinosaurs and pterosaurs, shown to scale with human hands. The fossils of Kongonaphon were found in Triassic (~237 million years ago) rocks in southwestern Madagascar and demonstrate the existence of remarkably small animals along the dinosaurian stem. Credit: Frank Ippolito, ©American Museum of Natural History)


 공룡, 익룡, 악어, 새 등은 모두 지배 파충류라는 이궁류의 큰 그룹에 속합니다. 이 지배 파충류 가운데 익룡과 공룡의 마지막 공통 조상은 오르니토디라 (Ornithodira)라고 불리는데, 아마도 트라이아스 초중반에 등장한 것으로 보이지만, 화석이 충분하지 않아 이들의 진화 과정을 이해하는데 어려움이 있었습니다. 


 최근 노스 캐롤라이나 자연사 박물관의 고생물학자인 크리스틴 카메러 (Christian Kammerer, a research curator in paleontology at the North Carolina Museum of Natural Sciences)가 이끄는 마다가스카르와 미국의 과학자 팀은 마다가스카르에서 2억 3700만년 전 살았던 작고 원시적인 오르니토디라인 콘고나폰 켈리(Kongonaphon kely)를 발견했습니다. 


 콘고나폰은 몸길이 10cm 정도의 작은 도마뱀처럼 생긴 생물로 작은 이빨을 이용해 곤충을 잡아먹었던 것으로 생각됩니다. 공룡과 익룡 모두 우리에게는 거대한 생물로 인식되지만, 사실 초기 조상은 매우 작은 동물이었을 가능성이 높습니다. 작은 동물이 개체수도 많고 세대도 짧아 다양하게 진화할 기회를 얻기 쉽기 때문입니다. 


 그런데 이 연구에서 가장 흥미로운 부분은 사실 표피에 있습니다. 콘고나폰의 피부는 얇은 필라멘트 혹은 원시적인 형태의 깃털로 덮여 있었던 것으로 보입니다. 이는 어느 정도 항온성을 진화시킨 동물이었을 가능성을 시사합니다. 이미 공룡 진화 이전에 익룡과 공룡의 공통 조상에서 항온성이 진화하기 시작했다면 현생 파충류와 공룡류는 이미 시작부터 다르게 진화했던 셈입니다. 그리고 익룡과 공룡 모두 어느 정도 항온성을 지닌 동물이었을 가능성이 큽니다. 



 콘고나폰의 크기는 작지만 공룡과 익룡 연구에 미치는 영향력은 적지 않을 것입니다. 


 참고 


Christian F. Kammerer el al., "A tiny ornithodiran archosaur from the Triassic of Madagascar and the role of miniaturization in dinosaur and pterosaur ancestry," PNAS (2020). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1916631117


고대 호주에 살았던 대형 웜뱃


(Mukupirna nambensis was over four times the size of a modern wombat. Credit: Peter Schouten)

(The partial, heavily fragmented skull. Credit: Julien Louys)


 국제 과학자 팀이 2500만년 전 올리고세 시기에 호주에 살았던 곰 크기의 웜뱃(wombat)을 발견했습니다. 웜뱃은 몸무게 20-35kg의 초식 유대류로 친척인 코알라와 달리 땅을 파고 숨기 때문에 코알라만큼 유명하진 않지만, 호주에만 서식하는 독특한 유대류입니다. 이번에 발견된 무쿠피르나(Mukupirna nambensis)는 무게가 150kg에 달하는 대형 유대류로 곰과 비슷한 크기를 자랑합니다. 이 시기에 웜뱃의 조상이 지금보다 더 다양한 생태적 지위를 지녔음을 보여주는 증거입니다. 


 그런데 사실 이번에 발견된 화석은 1973년 발견된 후 최근까지 연구되지 않았다가 이번에 새롭게 그 존재를 확인한 케이스입니다.  처음에는 턱뼈와 골격 화석이 암석에 너무 묻혀 있어 제대로 확인이 어려웠으나, 그 전체 모습을 복원한 과학자들은 이 고대 웜뱃이 현재 후손처럼 땅을 잘 팠다는 사실을 확인할 수 있었습니다. 다만 덩치를 생각하면 숨기 보다는 뿌리와 구근 등을 파내 먹는 용도였을 것입니다. 2500만년 전에는 곰만한 크기의 거대 웜뱃이 땅을 파헤쳐 먹이를 구하는 모습을 호주 남부에서 흔히 볼 수 있었을 것입니다. 


 무쿠피르나는 지금까지 알려지지 않았던 새로운 과의 웜뱃입니다. 아마도 아직까지 밝혀지지 않은 독특한 웜뱃 무리가 더 많이 존재할 것입니다. 사실 호주에서 독자적으로 진화한 유대류들은 지금의 소수 생존자들을 보면 상상하기 어려운 다양성을 지니고 있었습니다. 웜뱃 말고도 거대한 유대류 사냥꾼이나 거대 캥거루는 그 가운데 일부일 뿐입니다. 하지만 인류의 진출 이후 다양성이 급격히 감소했고 현재는 많은 종이 개체수 감소나 멸종 위기를 걱정하면서 보호를 받고 있습니다. 남은 생존자들이라도 최대한 보호하는 것이 현 세대의 의무일 것입니다. 


 참고 





현재의 지구 온난화가 6500년 간의 지구 냉각 추세를 반전시켰다?


(Holocene global mean surface temperature. Credit: Victor O. Leshyk, Northern Arizona University)


 지난 150년 간 지구 평균 기온은 섭씨 1도 이상 상승했습니다. 하지만 그 전에는 유럽 지역에 소빙하기로 알려진 기온 하강이 일어나는 등 지구 기온이 되려 낮아지는 일도 있었습니다. 노던 애리조나 대학의 지구 과학 교실 (Northern Arizona University's School of Earth and Sustainability (SES))의 과학자들이 이끄는 국제 과학자팀은 지난 12000년간의 고기후 (paleoclimatology) 데이터를 분석해 19세기 중반 이후 지구 온난화 추세가 그전 6500년간 지속된 지구 냉각화 추세를 뒤집었다는 사실을 밝혀냈습니다. 


 연구팀은 23개국 93명의 고기학자들이 수집한 1319개의 고기후 데이터 (679개의 장소에서 수집된 것)을 분석했습니다. 이 데이터는 해양과 토양 데이터를 모두 포함한 것으로 해저 침전물 데이터나, 나이테, 산호, 빙하핵, 호수 침전물 등 여러 데이터를 이용해서 과거 기후를 재구성한 것입니다. (이미지 참조) 


 이 데이터들을 모두 수집해 분석한 결과 지난 12000년간 한동안 자연적으로 상승하던 지구 기후가 6500년 전부터는 점차 낮아지는 추세였다는 사실이 밝혀졌습니다. 지구 기온은 1000년 단위로 봤을 때 0.1도씩 낮아지고 있었습니다. 하지만 이 추세는 불과 150년만에 완전히 뒤집혀 섭씨 1도 이상 상승해 과거 하락분을 상쇄하고도 남는 상승세를 보였습니다. 전체 그래프를 보면 지난 150년간의 상승세가 얼마나 예외적인 경우인지를 알 수 있습니다. 


 연구의 주저자인 다렐 카우프만 교수 (professor Darrell Kaufman)는 현재의 기온이 12000년간은 물론 사실 12.5만년 사이에서도 최고 수준으로 과거 해수면이 지금보다 6m 더 높았을 때와 비슷한 수준이라고 지적했습니다. 빙하가 녹는데 시간이 걸려서 그렇지 결국 해수면이 지금보다 더 많이 상승하고 지구 환경에 큰 변화가 일어날 수밖에 없다는 점을 다시 언급한 것입니다. 


 이 급격한 변화를 최대한 늦추는 방법은 결국 온실가스 배출을 줄이는 수밖에 없습니다. 간단한 문제는 아니지만, 다른 해결책이 있을 것으로 보기는 어려울 것입니다. 



 참고 


 Holocene global mean surface temperature, a multi-method reconstruction approach, Scientific Data, DOI: 10.1038/s41597-020-0530-7

2020년 7월 6일 월요일

펭귄과 닮은 꼴 거대 새가 북반구에 살았다?


(Plotopterids like these Copepteryx looked remarkably like penguins. Credit: Mark Witton. Available for media and current affairs use; all other rights reserved)

(The giant penguins, like these Kumimanu, that lived in Aotearoa New Zealand around 60 million years ago bore a striking resemblance to some plotopterids. Credit: Mark Witton. Available for media and current affairs use; all other rights reserved)


 비조류 공룡과 다른 많은 생물을 멸종시킨 백악기 말 대멸종에서 살아남은 생존자들은 비어 있는 생태계를 차지하며 다양하게 번성했습니다. 조류 역시 그 중 하나로 비어 있는 육지 생태계에 파고 들어 날기를 포기하고 거대해진 거대 지상 조류로 진화하는가 하면 해양 생태계의 빈틈을 노려 바다로 진출한 조류도 있었습니다. 


 후자의 대표 주자는 당연히 펭귄으로 지금으로부터 6200만년 전 뉴질랜드에는 키가 1.6m에 달하는 거대 펭귄인 쿠미마누 (Kumimanu biceae)가 살았습니다. 바다에서 많은 먹이를 조달할 수 있게 되면서 더 이상 날 필요가 없어졌고 결국 몸집도 거대해지면서 바다 생활에 적응한 것입니다. 그런데 주로 남반구에 서식하는 펭귄과 비슷하게 북반구에서도 날기를 포기하고 거대 바다새로 진화한 무리가 있었습니다. 


 플로토프테리드 (Plotopterid)는 3400-3700만년 전 북미와 일본에 살았던 날지 못하는 바다새로 2500만년 전 멸종했습니다. 이 가운데는 키가 2m에 달하는 종도 있을 만큼 커진 것도 있습니다. 독일 프랑크프르트 자연사 박물관의 셍켄베르크 연구소의 게랄트 마이어 박사 (Dr. Gerald Mayr of the Senckenberg Research Institute and Natural History Museum, Frankfurt)와 그 동료들은 플로토프테리드와 펭귄을 비교 연구했습니다. 


 연구팀에 따르면 이 둘은 매우 흡사한 외형과 골격 구조를 지니고 있어 사냥 방법이나 생태학적 지위가 매우 유사했을 것으로 예상됩니다. 플로토프테리드는 북반구에 사는 펭귄의 도플갱어나 마찬가지였습니다. 그러나 이들은 펭귄보다는 가다랭이잡이목 혹은 가마우지목 (Suliformes)에 속하며 북반구에서 흔히 볼 수 있는 바다새의 멸종된 그룹이라고 할 수 있습니다. 플로토프테리드는 펭귄보다 나중에 독자적으로 진화한 바다새로 수렴 진화의 또 다른 사례입니다. 


 궁금한 부분은 왜 펭귄과는 달리 플로토프테리드는 멸종했는지입니다. 그 이유는 정확히 모르지만, 이들이 한때나마 성공적인 바다새였다는 점은 분명합니다. 


 참고 


Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research, DOI: 10.1111/jzs.12400




검치를 지닌 유대류


(Skulls and life reconstructions of the marsupial saber-tooth Thylacosmilus atrox (left) and the saber-tooth cat Smilodon fatalis (right). Credit: Stephan Lautenschlager)



 인류의 활동이 본격화되기 전 신대륙에는 검치 호랑이(Saber-tooth cat)라고 불리는 스밀로돈(Smilodon fatalis)같는 독특한 포식자가 존재했습니다. 검치 호랑이는 지금은 볼 수 없는 긴 칼날 같은 검치를 이용해 먹잇감의 숨통을 끊는 무서운 포식자였습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서도 다룬 바 있습니다.




 그런데 흥미로운 사실 중 하나는 검치를 지닌 포유류 포식자가 여럿 있었다는 것입니다. 500만년 전 아르헨티나 평원에는 지금은 볼 수 없는 테러버드(terror bird)라는 거대한 육식 조류와 함께 유대류 검치 호랑이라고 불리는 틸라코스밀루스 (Thylacosmilus atrox)가 살았습니다. 틸라코스밀루스는 태반류인 스밀로돈과 거리가 매우 먼 유대류이지만, 비슷한 환경에서 비슷한 형태로 진화하는 수렴 진화의 사례 중 하나로 알려져 있습니다. 


 하지만 브리스톨 대학의 연구팀은 비슷해 보이는 외형과 달리 틸라코스밀루스의 검치는 스밀로돈의 것과 용도가 크게 다르다는 사실을 발견했습니다. 크리스틴 제니스 교수 (Professor Christine Janis from Bristol's School of Earth Sciences)가 이끄는 연구팀은 두 검치 호랑이의 해부학적 구조를 상세히 비교 분석해 그 기능 차이를 분석했습니다. 


 연구팀에 따르면 틸라코스밀루스의 검치는 스밀로돈의 것처럼 칼처럼 찔러넣기 어려운 형태입니다. 날카로운 칼날 형태가 아니라 삼각형 같은 단면을 지닌 틸라코스밀루스의 검치는 물체를 잡아당기기에 유리한 구조입니다. 여기에 현대적인 고양이과 포식자와 달리 고기를 잘라 먹기 편리한 날카로운 앞니가 없고 무는 힘도 약해 큰 먹이를 사냥하는데 유리한 구조가 아닙니다. 


 이런 특징을 종합해 연구팀은 틸라코스밀루스가 사실은 매우 특수한 청소부 동물이라고 주장했습니다. 약한 어금니와 이빨, 치악력 때문에 하이에나처럼 뼈를 씹어먹진 못하지만, 내장을 파먹는데 특화되어 있다는 주장입니다. 치아에 있는 마모 흔적 역시 단단한 먹이보다는 부드러운 고기를 먹었다는 주장을 뒷받침합니다. 


 물론 더 검증이 필요한 주장이지만, 외형상 비슷하다고 해서 반드시 기능도 똑같을 것이라고 추정하는 것 역시 잘못일 수 있습니다. 깊이 들여다보면 보이지 않던 차이점이 드러날 수 있기 때문입니다. 항상 겉으로 보이는 것만이 전부는 아닐 것입니다. 


 참고 


An eye for a tooth: Thylacosmilus was not a marsupial saber-tooth predator, by Christine M. Janis et al., PeerJ (2020).




400TB 급 자기 테이프를 준비하는 후지필름



(출처: 후지필름) 


 과거 필름 카메라 시절에 코닥과 함께 필름 시장의 강자로 군림했던 후지필름 (Fujifilm)은 여러 가지 새로운 시장을 개척해 명맥을 이어나가고 있습니다. 그 가운데 하나는 바로 데이터 백업 용도로 쓰이는 자기 테이프입니다. 자기 테이프 자체는 매우 오래된 기술이지만, 대용량 데이터를 저렴한 가격에 백업하는 용도로는 아직도 사용되고 있습니다. 


 다만 현재 자기 테이프 필름을 생산하는 회사는 소니와 후지필름 정도이며 IBM과 HPE가 각자의 브랜드로 이를 라이선스해 판매하고 있습니다. 현재 널리 사용되는 LTO-8 규격은 최대 960m 테이프에 12TB까지 데이터를 저장할 수 있으며 올해부터 사용될 LTO-9 규격은 24TB까지 용량을 지원합니다. 이 자기 테이프들은 바륨 페라이트 (Barium Ferrite) 소재를 사용하고 있습니다. 


 최근 후지필름은 스트론튬 페라이트 (Strontium Ferrite)를 이용해 제곱인치당 224Gb의 용량을 달성하는데 성공했습니다. 하드디스크의 1Tb/inch^2에 비해 낮은 수준이지만, 자기 테이프는 매우 길기 때문에 이 정도면 400TB급 용량 구현이 가능해집니다. 현재 사용하는 자기 테이프의 기록 밀도가 8Gb/inch^2인 점을 감안하면 상당한 수준의 고용량이 가능해지는 것입니다. 


 다만 아직 관련 규격도 없기 때문에 이 정도 고용량 자기테이프가 나오는 것은 좀 더 미래의 일이 될 것입니다. 아마도 2026년 이후가 될 가능성이 높은데, 이 시기가 되면 스토리지 시장이 어떻게 될지 궁금합니다. 여전히 가격대 용량 백업용으로는 자기 테이프가 유리할 듯 싶지만, 낸드 플래시를 비롯해 다른 저장 매체의 가격 역시 빠른 속도로 떨어지고 있고 마이크로소프트의 프로젝트 실리카처럼 대안적 기술도 존재해 앞으로의 미래는 예측이 쉽지 않을 것입니다. 과연 자기 테이프의 수명이 언제까지 이어질지 궁금합니다. 


 참고 


2020년 7월 5일 일요일

우주 이야기 1044 - 행성의 회전 - 회전 궤도 정렬 현상이 관측된 화가자리 베타별


(The new observations show that the stellar equator (right) is aligned with the orbital plane of the planet Beta Pictoris b (middle) and the plane of the extended disc of debris material that surrounds the system (left). Credit: ESO/A.M. Lagrange; ESO/A.M. Lagrange/SPHERE consortium Credit: Stefan Kraus)

(To derive the stellar rotation axis of Beta Pictoris the team used the unique high angular and high spectral resolution mode of VLTI/GRAVITY to measure shifts in the centroid position in the hydrogen Brackett-gamma absorption line on micro-arcsecond scales. In the blue-shifted part of the absorption line, the centroid of the emission is displaced to the North-East, which indicates that the South-Western hemisphere of the star is approaching the observer. Credit: Stefan Kraus)


 지구에서 63광년 떨어진 화자자리 베타별 (Beta Pictoris)은 오래 전부터 잘 알려진 밝은 별입니다. 이 별은 생성된지 얼마 되지 않은 어린 별로 주변에 아직 원시 행성계 원반 같은 가스와 먼지 디스크를 지니고 있습니다. 여기에는 목성 질량의 11배에 달하는 거대 행성인 화가자리 베타 b (Beta Pictoris b)가 존재합니다. 


 화가자리 베타 b는 처음에 존재 여부를 두고도 논쟁이 있었지만, 후속 연구를 통해 존재는 물론 그 특징에 대해 많은 사실이 밝혀졌습니다. 엑세터 대학의 스테판 크라우스 교수(Professor Stefan Kraus from the University of Exeter)가 이끄는 연구팀은 화자자리 베타 b가 모항성의 적도면에서 공전 궤도가 회전 궤도 정렬 (spin-orbit alignment)이 이뤄졌다는 사실을 확인했습니다. 


 태양계의 행성들은 태양의 자전축과 수직인 황도면을 따라 공전합니다. 이는 태양계가 처음 생성되었을 때 행성계를 형성한 물질들이 태양의 적도면을 따라 공전하면서 뭉쳐져 행성을 형성했기 때문입니다. 과학자들은 다른 원시 행성계 원반 관측을 통해서 이미 칸트 시절 예측되었던 행성계 생성 이론이 맞다는 것을 확인했습니다. 하지만 사실 지구에서 관측했을 때 작은 점처럼 보이는 별의 자전 축을 확인한다는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 


 크라우스 교수가 이끄는 연구팀은 유럽 남방 천문대 (ESO)의 VLT 간섭계 (VLTI)에 설치된 GRAVITY 장치를 이용해 화가자리 베타별의 자전 축을 확인했습니다. 140m 떨어진 거대 망원경 간섭계로 스펙트럼을 분석해 자전에 따른 별 표면의 변화를 측정한 것입니다. VLTI의 분해능은 별 지름의 1/100 수준에 불과한데, 이는 달 표면에 있는 인간 발자국을 확인하는 수준입니다. 


 연구 결과는 예상대로였습니다. 화가자리 베타 b의 공전 궤도면은 화가자리 베타별의 자전축과 수직 방향이었으며 다른 먼지 디스크 역시 같은 평면에 있었습니다. 이론적으로 예상되었던 것이라고 해도 반드시 관측과 실험을 통해 검증하는 것이 과학이라는 점을 생각하면 이번 연구 결과는 상당한 의미가 있습니다. 


 화가자리 베타별은 지구에서 비교적 가까운 거리에 있어 앞으로 태양계와 다른 행성계 생성을 연구하는 과학자들에게 중요한 관측 목표가 될 것입니다. 과학자들은 화가자리 베타별을 통해 태양계의 과거를 알아낼 것입니다. 


 참고 


Stefan Kraus et al, Spin–Orbit Alignment of the β Pictoris Planetary System, The Astrophysical Journal (2020). DOI: 10.3847/2041-8213/ab9d27

레노버의 라이젠 프로 미니 PC - ThinkCentre M75n




(출처: 레노버) 


 레노버가 라이젠 프로를 이용한 미니 PC인 ThinkCentre M75n를 선보였습니다. Ryzen 5 3500U 혹은 Ryzen 3 PRO 3300U를 사용한 미니 PC로 TDP 15W급 미니 PC입니다. 179 x 88 x 22 mm 크기에 볼륨이 350ml에 불과하며 무게도 505g 정도로 쉽게 휴대가 가능합니다. 작은 크기에도 앞뒤로 USB 2.0, USB 3.1, USB-C, DisplayPort, 오디오잭 및 랜 단자 등 충분한 단자를 제공합니다. 메모리는 8GB (크기를 생각하면 온보드일 듯)이고 PCIe SSD 장착이 가능합니다. 


 더 흥미로운 부분은 무소음 PC를 위한 히트 싱크 버전도 있다는 것입니다. 15W TDP라면 가능은 할 것 같은데 히트 싱크가 좀 작지 않을까 하는 생각도 드네요. 히트 싱크 장착 버전은 높이가 34.5 mm이고 무게도 720g으로 증가합니다. 


 가격은 기본 버전이 539달러로 저렴한 편은 아니지만 애슬론 3000 버전을 이용한 329달러 버전도 존재합니다. 윈도우 10이 기본으로 탑재됩니다. OS 탑재를 생각하면 그렇게 비싼 가격은 아닌 것 같습니다. 


 참고 




2020년 7월 4일 토요일

바다 농장의 그물망을 청소하는 삼각형 모양 무인 잠수정



(The StealthCleaner, Credit: Ocein)


 최근 양식업이 성장하면서 바다에 그물을 친 형태의 바다 농장도 늘어나고 있습니다. 하지만 바다에 그물을 쳐서 만든 바다 농장은 생각보다 관리가 까다롭습니다. 특히 시간이 지나면서 바다 생물이 그물에 달라붙거나 더러워지면서 그물이 손상되거나 물이 흐르지 않게 되는 문제가 생깁니다. 이를 수작업으로 일일이 제거하는 일은 매우 힘들고 시간이 오래 걸리는 일입니다. 


 연어 양식 산업으로 유명한 노르웨이의 무인잠수정 (ROV) 제조사인 키스트디자인 Kystdesign은 매우 독특하게 생긴 그물 청소용 ROV인 스텔스클리너 (StealthCleaner)를 공개했습니다. 스텔스클리너는 그물에 손상을 주지 않는 여러 개의 저압 펌프와 7개의 청소판을 이용해 그물을 청소합니다. 삼각형의 독특한 외형은 물속에서 쉽게 움직이기 위한 것으로 보입니다. 


 전력 공급 및 통신을 위해 케이블로 지상의 선박 혹은 작업실과 연결되며 작업자는 원격으로 그물의 상태를 확인하면서 청소할 수 있습니다. 영상을 보면 상당히 그럴 듯해 보입니다. 




(동영상) 


 얼마나 실용적일지는 모르지만, 아이디어는 꽤 괜찮은 것 같습니다. 앞으로 바다 농장이 늘어남에 따라 이를 효과적으로 관리할 ROV의 필요성도 커질 것 같습니다. 


 참고 



치느님의 기원은 어디일까?



(Brian Chan tigerrulezzz - https://unsplash.com/photos/NbXjZomyNEM Image Gallery. public domain)


 현재 우리가 가축으로 키우는 닭은 아마도 기원전 7500년 전 쯤 중국 어딘가에서 가축화 된 것으로 추정됩니다. 현재 닭의 기원은 아시아 열대우림에 서식하는 야생닭인 적색야계 (red junglefowl, Gallus gallus)입니다. 그러나 정확히 어느 지역에서 가장 먼저 가축화가 시작되었는지는 논란이 있어 왔습니다. 


 최근 저널 Cell Research에는 대규모 유전자 분석을 통한 닭의 기원 연구가 발표됐습니다. 863개의 유전자 채취와 염기서열 분석 (162종의 닭과 142개의 적색야계 샘플, 그리고 그외 근연종의 유전자)을 통한 연구는 중국 남부, 미얀마, 태국 북부 지대가 현생 닭의 기원이라는 사실을 밝혀냈습니다. 예상과 크게 다르지 않은 결과인데, 야생닭의 서식지를 생각하면 놀랍지 않은 결과일 것입니다. 


 연구팀에 따르면 적색야계의 아종 가운데 현생 닭의 기원이 된 아종은 Gallus gallus spadiceus입니다. 최초 가축화가 이뤄진 후 9500-3300년 사이 여러 지역으로 퍼지면서 현지의 야생닭과도 교배가 되고 별도로 개량이 이뤄져 다양한 품종을 지닌 닭으로 가축화된 것으로 생각됩니다. 


 아무튼 거의 1만년 전 고대인의 선구적 노력이 없었다면 오늘날 우리에게 치느님이 없었을 것입니다. 야생닭을 사냥하기보다 키우는 편이 더 낫다는 생각을 한 선사 시대 수렵 채집민 덕분에 우리가 일용할 양식을 얻은 것이죠. 이 점에 대해서는 무한한 감사를 느낌니다. 


 참고 


Ming-Shan Wang et al. 863 genomes reveal the origin and domestication of chicken, Cell Research (2020). DOI: 10.1038/s41422-020-0349-y




무인 P24 정찰 보트를 개발하는 BAE




(Credit: BAE systems)


 BAE systems가 영국 해군으로부터 320만 파운드의 자금을 지원받아 현재 영국 해군의 주력 RIB (rigid inflatable boat)인 P24 (Pacific 24)의 무인 자율 항해 버전을 개발할 예정입니다. P24는 폭 2.6m, 길이 7.6m의 소형 보트로 최고 시속 70km (38노트)로 항해할 수 있으며 150해리 (대략 280km)의 항속 거리를 지니고 있습니다. 2+6명의 승조원을 태울 수 있으며 단거리 정찰 및 침투 임무에 사용합니다. 최대 장점은 작은 크기 덕분에 구축함은 물론 항공기에도 쉽게 탑재가 가능하다는 점일 것입니다. 


 BAE는 P24 보트에 자율화 시스템 전문 기업인 L3Harris의 로보틱 컨트롤 시스템과 센서, 고해상도 광학 및 열화상 카메라, 장거리 음성 시스템 등 다양한 장비를 갖추고 원격 혹은 자율적으로 항해할 수 있습니다. 다른 P24 보트와 마찬가지로 무인화 버전 역시 기관총 등의 무장을 탑재할 수 있습니다.


 BAE 시스템스는 P24 무인 보트가 단순 경비 업무는 물론 해적 감시, 국경 경비, 정보 수집 등의 임무를 무인으로 할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 현재 기술 수준을 고려하면 완전 자율형 무인 선박도 불가능한 일은 아니고 원격으로 조종하는 경우 더 쉽게 무인화가 가능한 만큼 이런 무인 선박의 비중은 앞으로 늘어날 것으로 예상됩니다. 


 참고 





실제 연골과 비슷한 성능을 지닌 하이드로겔 개발


(Duke researchers have developed the first gel-based synthetic cartilage with the strength of the real thing. A quarter-sized disc of the material can withstand the weight of a 100-pound kettlebell without tearing or losing its shape. Credit: Feichen Yang.)


 연골 (cartilage)는 생명체의 뛰어난 발명품 가운데 하나입니다. 예를 들어 무릎 연골의 경우 얇은 연골이 사람의 체중일 지탱할 뿐 아니라 일생동안 받는 충격에서 보호하고 관절을 자유롭게 움직이게 만듭니다. 그러면서도 스스로 복구하고 회복하는 능력도 뛰어나 심각하게 손상되지 않는 이상 평생 사용이 가능합니다. 소재 기술이 크게 발달했음에도 불구하고 현재까지 사람 무릎 연골을 완벽히 대체할 인공 관절이 존재하지 않는 것도 당연합니다. 


 듀크 대학의 페이첸 양(Feichen Yang)이 이끄는 연구팀은 실제 무릎 연골과 비슷한 성능을 지닌 하이드로겔을 개발했습니다. 하이드로겔은 연골처럼 부드럽고 말랑말랑한 특성 때문에 오래 전부터 연골 대체제로 주목받았으나 무릎 연골 대체제로 사용하기에는 너무 약하고 내구성이 떨어져 지금까지 상용화되기 않고 있습니다. 


 듀크 팀이 개발한 하이드로겔은 실제 무릎 연골이 받는 것과 같은 압력과 마찰을 견딜 수 있으며 충격 흡수 능력도 뛰어납니다. 그 비결은 스파게티 면처럼 잘 늘어나는 폴리머와 단단하고 질긴 폴리머 두 가지를 혼합해 높은 충격 흡수 능력을 지니면서도 매우 질긴 특징을 지니고 있기 때문입니다. 연구팀은 이 성질이 10만회의 압박에도 유지되는 것을 확인했습니다. 


 다만 실제 인공 관절 소재로 사용되기 위해서는 오랜 세월 사람에 사용해도 내구성에 문제가 없다는 것을 먼저 입증해야 합니다. 연구팀은 하이드로겔 자체는 인체에 무해하더고 보고 있으나 이 역시 검증이 필요한 부분입니다. 그래도 관련 소재 기술이 발전하는 만큼 언젠가 진짜 사람 연골에 견줄 수 있는 인공 연골이 나올 것으로 기대합니다. 



 참고 


Feichen Yang et al, A Synthetic Hydrogel Composite with the Mechanical Behavior and Durability of Cartilage, Advanced Functional Materials (2020). DOI: 10.1002/adfm.202003451

SK 하이닉스 HBM2E 메모리 양산 시작



(출처; SK 하이닉스) 


 SK 하이닉스가 HBM2E 메모리 양산을 시작했다고 발표했습니다. 거의 1년 전 공개한 HBM2E 메모리의 본격 양산을 발표한 것인데, 스택 (Stack) 당 460GB/s의 대역폭과 최대 16GB 용량 (8Hi, HBM2 메모리의 두 배)을 지녀 초고속 고용량 GPU 및 CPU 메모리 지원이 가능합니다. 사실은 HBM2E 스펙 기준인 핀당 3.2Gb/s를 뛰어넘는 3.6Gb/s를 지원해 1024핀 스택 당 460GB/s이 가능한 것입니다. 이를 6개를 붙이면 2.76TB/s의 대역폭도 가능합니다. 




 이미 스펙은 공개된 대로이고 양산에 들어간다는 점이 더 주목할만한 부분입니다. 누군가 사겠다고 하지 않았는데, 양산에 들어갈리가 없기 때문입니다. 구체적인 고객은 발표하지 않았지만, 전통적으로 SK 하이닉스는 AMD와 밀접한 연관을 지니고 있었기 때문에 현재 개발 중인 슈퍼컴퓨터 및 차세대 GPU에 탑재될 가능성이 높습니다. 물론 엔비디아의 A100 같은 인공지능 특화 GPU에 탑재될 가능성도 있습니다. 


 이 부분은 시간이 지나면 알게 될 일이지만, 개인적인 바램은 HBM 계열 메모리가 가격이 저렴해져서 소비자용 제품에서도 흔히 볼 수 있게 되는 것입니다. 그렇게 좋다는데 저도 한 번 써보고 싶어지네요. 


 참고 



스마트 와치와 웨어러블 기기를 위한 퀄컴 스냅드래곤 웨어 4100+ 공개








(출처: 퀄컴) 


 퀄컴이 스마트 와치 및 웨어러블 기기를 위한 AP인 스냅드래곤 웨어 4100 + (Snapdragon Wear 4100+)를 공개했습니다. 28nm 공정에 오래된 Cortex A7을 사용한 스냅드레곤 웨어 3100에 비해 스냅드래곤 웨어 4100+는 12nm 공정에 Cortex A53 쿼드코어를 사용했고 작동 속도도 1.1GHz에서 1.7GHz로 높아져 CPU 성능이 85% 정도 높아졌습니다. 그런데 클럭도 높아지고 A7에서 A53으로 건너 뛰었는데도 85%라는 건 생각보다는 낮은 수치 같습니다. 


 메모리는 LPDDR3를 사용하는 건 똑같지만, 클럭이 400MHz에서 750MHz로 높아지면서 역시 성능이 85% 정도 높아졌으며 GPU 역시 아드레노 304에서 아드레노 504로 바뀌면서 2.5배 정도 높아졌다는 것이 퀄컴의 설명입니다. 최대 지원 가능한 카메라 화소도 800만에서 1600만 화소로 높아졌습니다. 물론 스마트 와치용 AP는 스마트폰용 AP에 비해 현저히 성능이 낮지만, 그 사이 기술이 발전한 만큼 웨어러블 AP 역시 그만큼 좋아졌다는 이야기일 것입니다. 


 하지만 사실 대부분의 웨어러블 기기가 그렇게 강력한 성능이 필요없는 것도 사실입니다. 따라서 스냅드래곤 웨어 AP는 24시간 작동을 위한 더 저전력의 프로세서인 QCC1110 Always On Co-Processor를 지니고 있습니다. 성능이 개선된 QCC1110는 수면 리듬 측정 등 여러 가지 센서와 통합되어 저전력 기능을 전담합니다. 이 코프로세서는 ARM의 저전력 코어인 Cortex M0를 사용합니다. 


 스냅드래곤 웨어 4100+ 자체는 웨어러블 기기에 충분한 성능을 제공하겠지만, 이 시장에서 입지가 그렇게 큰 편이 아니라는 점이 문제입니다. 스마트와치 시장은 애플이 점점 과점 업체로 되어 가고 있으며 2위인 삼성 역시 자체 AP를 사용하고 있어 스냅드래곤 웨어의 입지는 그렇게 크지 않습니다. 앞으로 이 AP를 사용한 기기가 얼마나 시장에서 선전할 수 있을지 궁금합니다. 


 참고