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우주 관측 망원경의 역사

1608년 네덜란드의 한 안경점 주인인 한스 리퍼세이가 우연히 두 개의 렌즈를 적당한 간격으로 배치하면 멀리 있는 물체를 확대해서 볼 수 있다는 것을 발견했다. 이를 시작으로 갈릴레오 갈릴레이가 만든 첫 번째 ‘천체망원경’과 별을 관측하는 ‘전파망원경’이 탄생했다. 사람들은 비행기에 천체망원경을 탑재해 별을 관측하기 시작했고 우주로 천체망원경을 날려보냈다. 이 모든 과정은 장장 400년이 걸렸다. 그리고 이번에 ‘웹 망원경’이 발사됐다.

허블 우주망원경 이후 31년

웹 망원경이 발사 소식은 천문학과 별 관측을 좋아하는 사람들은 기뻐했다. 과거 허블 우주망원경과 스피쳐 우주망원경은 대부분 지구 궤도상에 놓여졌다. 그러나 이번 제임스 웹 우주망원경은 과학자들의 고민 끝에 지구와 상당히 먼 지점이 라그랑주L2 지점에 배치됐다. 라그랑주 점은 18세기 말 프랑스 수학자이자 천문학자인 조제프루이 라그랑주가 발견한 중력 평형점이다.

작년 크리스마스에 발사된 제임스 웹 우주망원경은 L2지점에 도착하는데 상당한 시간이 걸렸다. 사람들의 기대감 속에서 마침내 2월 10일, 제임스 웹 우주망원경은 자신의 모습을 촬영하는 것으로 테스트를 시작했다. 6월 8일 테스트 관측이 끝난 후 제임스 웹 우주망원경은 오래된 천체들 관측을 시작으로 본격 임무에 돌입했다. 이로부터 한달 후 7월 8일 미국 항공우주국 NASA는 온라인을 통해 풀 컬러 이미지와 분광 데이터를 일반인에게 공개했다.

웹 망원경은 1990년 허블 우주망원경 발사 후 2007년 발사를 목표로 설계됐다. 그러나 각종 기술적인 오류와 전반적인 개발이 수 차례 지연돼 14년 후인 2021년에 발사된 것이다. 발사 후 7개월을 기다린 끝에 얻은 분석 자료들은 감동시키기 충분했다.

웹 망원경이 찍은 선명한 우주 은하

7월 12일, 미국 조 바이든 대통령은 백악관에서 열린 JWST Preview 행사에서 웹 망원경의 사진들을 하나씩 공개했다. NASA 유튜브 공식 채널에서 진행된 생방송은 총 15만 명이 시청했다. 한국은 유튜브 채널 ‘안될과학 Unrealscience’에서 생중계했는데 3만 명이 넘었다. 당일 공개된 사진은 총 다섯 장으로 관측 가능한 우주의 범위인 138억 광년의 우주를 찍은 사진, NGC3132(팔렬성운), 스테판 5중주(Stephan’s Quintet), 용골자리 성운과 WASP-96행성의 대기의 분석표가 있다.

이 쇼케이스에서 집중해야 할 부분은 우주의 사진과 WASP-96행성의 대기의 분석표이다.
먼저 우주의 사진, 일명 딥필드는 과거 허블 우주망원경에 의해 찍힌 적이 있다. 이번에 새롭게 발사된 제임스 웹 우주망원경은 더욱 먼 거리인, 우주의 시작과 가장 가까운 은하의 딥필드를 찍어냈다.

두 번째로 WASP-96행성의 대기 분석표이다. 겨우 한 행성의 대기를 분석한 표가 이번 쇼케이스에서 집중된 이유는 바로 이 행성에서 생명에게 가장 중요한 ‘물’이 관측됐기 때문이다.

인류의 기원과 새로운 생명체를 찾는 천문학

“인류는 별의 자식이다”라는 말이 있다. 별의 탄생과 죽음에서 나오는 먼지와 가스로 태양계가 만들어졌고, 0에 수렴하는 확률로 인해 이 광활한 우주 공간에 적절한 위치에 지구라는 행성이 만들어 졌고, 그 행성 위에 인류가 문명을 꽃피우고 현재까지 이어져오고 있는 것이다. 고로 천문학을 연구하는 것은 사실상 인류의 기원을 찾는 것과 같다. 우주의 사진을 계속해서 찍다 보면 어느 순간 우주의 시작점을 찾을 수도 있다.  

또한 다른 행성을 연구하는 것은 이 광활한 우주에서 인류를 제외한 다른 생명체가 있는지 알기 위해서다. 외계인에 대한 각종 루머는 이전부터 많았다. 머리에 촉수가 달린 것부터 시작해 피부가 초록색인 인간의 모습을 한 생명체. 이런 생명체들 또한 물이 있어야 생명 활동을 하기에 매우 유용한 자료이다. 이처럼 인류사에서 과학은 땔래야 땔 수 없는 존재이다. 특히 천문학은 인류사에 지대한 영향을 미쳐왔다.

한편, NASA는 제임스 웹 우주망원경의 핵심 부품 중 하나가 유성체와의 충돌이 있어 MIRI 장비(중적외선 관측 장비)의 MRS(중해상도분광기)의 관측 기능을 못 쓰고 있다고 발표했다. 앞으로 제임스 웹 우주망원경의 흥미로운 관측 결과와 자료로 더욱더 많은 사람들이 천문학에 관심을 가져 관련 기술 등 많은 것들이 발전했으면 한다.

학생기자 김훈희(상해한국학교 11)