[지금은 우주-영상] 우주 비밀의 문, 그 앞에 마침내 인류가 섰다

우주 비밀, 그 문 앞에 마침내 인류가 섰다. 사상 최대 적외선 우주망원경, 제임스웹이 12일 첫 이미지를 공개했다. [사진=NASA]

[아이뉴스24 정종오 기자] 사상 최대의 적외선 우주망원경 제임스웹으로 인류는 우주 비밀의 문 앞에 서게 됐다. 여기까지 오는데 인류는 많은 실패와 시행착오를 겪었다. 제임스웹이 12일(미국 동부 시각) 드디어 첫 우주 이미지를 공개했다.

별들의 탄생(Star Birth)과 죽음(Star Death), 은하의 진화(Galaxy), 외계행성(Exoplanet) 스펙트럼, 더 깊은 우주(Deep Field) 등 다섯 가지 이미지를 담았다. 이전보다 더 선명하고, 더 깊고, 더 정밀한 이미지들로 많은 이들의 관심을 한 몸에 받았다.

미국 항공우주국(NASA)은 이번에 공개한 것에는 대성운과 외계행성, 중력렌즈 효과를 내는 거대 은하단, 두 은하가 충돌하는 밀집 은하 지역 등 다양한 이미지가 포함됐다고 설명했다.

인류는 지상 망원경과 케플러, 스피츠, 허블우주망원경 등을 통해 그동안 먼 우주를 관찰해 왔다. 허블우주망원경은 134억년 전의 은하를 촬영하기까지 했다. 이 같은 엄청난 성과에도 아직 인류는 우주의 비밀을 제대로 파악하지 못하고 있다. 제임스웹은 허블우주망원경의 기능을 뛰어넘는다.

빅뱅이후 첫 은하를 볼 수 있을 것으로 기대된다. 허블의 134억년 은하보다 훨씬 이전인 빅뱅이후의 첫 은하를 파악하겠다는 각오를 다지고 있다. 제임스웹에 탑재돼 있는 과학 장비는 대부분 적외선 기능을 갖추고 있다. 더 정밀하고, 더 깊게 관찰 대상을 파악할 수 있는 셈이다.

이번에 공개한 이미지는 크게 다섯 가지이다.

첫 번째 용골자리 성운(Carina Nebula)이다. 이 성운은 가장 크고 밝은 성운이다. 지구로부터 7천600광년 떨어져 있다. 별들이 태어나는 곳(Star Birth)이다. 용골자리 성운은 매우 무거운 별들의 고향이며 태양보다 수십 배는 더 크다. 별들의 탄생을 볼 수 있는 곳이다.

용골자리 성운(Carina Nebula). 별들의 탄생(Star Birth)을 볼 수 있는 곳이다. [사진=NASA]

두 번째는 ‘WASP-96 b’ 행성이다. 이 행성은 가스로 돼 있으며 목성 질량의 2분의1에 이를 정도로 크다. 공전 주기는 3.4일이다. 1천150광년 떨어져 있다. 행성의 구성성분을 파악하는 것은 해당 외계행성(Exoplanet)의 ‘생명체 거주가능 공간’ 가능성을 짚어보는 것에 맥이 닿아 있다.

제임스웹은 외계행성의 구성물질을 정밀하게 분석한다. 적외선 망원경인 제임스웹은 행성의 표면까지 침투해 바위의 성분 등을 분석할 수 있다.

‘WASP-96 b(spectrum)’ 행성. 외계행성(Exoplanet)의 구성 성분 등을 분석한다. [사진=NASA]

세 번째는 남쪽 고리 성운(Southern Ring Nebula)이다. 이 성운은 지름이 0.5 광년에 이른다. 지구로부터 약 2천 광년 떨어져 있다. 죽어가는 별의 고향(Star Death)이라 부르는 행성상 성운이다.

행성상 성운으로 알려진 남쪽 고리 성운. 죽어가는 별(Star Death)을 볼 수 있다. [사진=NASA]

네 번째는 스테판 5중주(Stephan’s Quintet)이다. 2억9천만 광년 떨어진 밀집된 은하단이다. 1877년 발견된 이후 우주 과학자들의 눈길을 집중시키는 대상이다. 은하의 충돌과 결합을 볼 수 있는 곳이다. 스테판 5중주에 속해 있는 NGC 7318A와 NGC 7318B 은하는 서로 충돌하고 있다.

두 은하의 충돌은 내부에 있는 별들과 가스가 짓이기고 튕겨나가는 등 종말과 동시에 새로운 별의 탄생을 예고한다. 두 은하의 충돌은 초기우주에서의 은하(Galaxy) 진화를 연구하는데 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다.

두 개의 은하(Galaxy)가 충돌하고 있는 스테판 5중주(Stephan’s Quintet). [사진=NASA]

마지막으로 SMACS 0723이다. 거대한 은하단으로 뒤에 있는 물체의 빛을 확대하고 왜곡해 중력렌즈 영향을 볼 수 있는 곳이다. 중력렌즈 효과로 더 깊은 은하(Deep Field)를 볼 수 있는 셈이다.

또한 중력렌즈 효과는 최근 외계행성을 찾아내는 새로운 수단으로 급부상하고 있다. 이전까지는 행성의 항성 표면통과, 시선속도 등으로 외계행성을 찾아왔다.

중력렌즈 영향을 확인할 수 있는 거대 은하단(SMACS 0723). [사진=NASA]

조 바이든 미국 대통령은 11일 SMACS 0723 이미지를 앞서 공개하면서 “우리의 능력은 무한대이며 그 누구도 전에 본 적 없는 곳을 (제임스웹이) 열어젖혔다”며 “어느 누구도 가 보지 못한 곳을 우리는 이제 가볼 수 있게 됐다”고 말했다.

빌 넬슨 NASA 국장은 “제임스웹이 찍은 이번 이미지는 지금까지 그 어떤 망원경도 해내지 못한, 먼 우주의 적외선 이미지로 가장 깊고 정밀한 것”이라고 강조했다. 이어 제임스웹 우주망원경은 유럽우주기구, 캐나다우주기구와 합작품이라는 점을 내세우면서 “인류의 이익을 위해 함께 일할 때 우리의 미래는 매우 밝다”고 전했다. 불가능한 것을 가능하게 했다고 자평했다.

한편 제임스웹우주망원경은 지난해 12월 25일 발사됐다. 발사 한 달 뒤에 자신이 위치해야 할 라그랑주2(지구로부터 약 150만km 떨어진 곳)에 무사히 도착했다. 이후 약 6개월 동안의 안정화 작업을 거쳤다. 마침내 7월 12일 첫 이미지를 공개하기에 이르렀다.

이번 첫 이미지가 성공적으로 포착되면서 제임스웹의 모든 장비는 이상 없음을 확인했다. 본격적 임무 수행에 나설 계획이다.

제임스웹의 임무는 ▲빅뱅 이후에 형성된 최초의 은하 또는 빛나는 물체를 찾는다 ▲은하가 형성돼 지금까지 어떻게 진화했는지 알아본다 ▲별의 첫 단계부터 행성이 만들어지기까지의 행성계 형성 과정을 파악한다 ▲태양계를 포함한 항성계의 물리적, 화학적 특성을 측정하고 외계 생명체, 외계 행성의 존재 여부를 규명하는 것 등이다.