[지금은 우주] In a Galaxy far, far away…더 넓게, 더 깊게 관측한다

[아이뉴스24 정종오 기자] ‘A long time ago in a Galaxy far, far away…(아주 오래 전 멀고도 먼 은하계에서…)’

우주를 연구하고 우주에 관심이 많은 이들에게 익숙한 문장이다. 다만 ‘아주 오래전 멀고도 먼 은하계에서 무슨 일이 있었는지’ 아직 정확히 모른다. 이 때문에 온갖 상상과 여러 가설만이 풍성할 뿐이다. 이제 이 질문에 과학적 답을 줄 ‘우주의 눈’이 생겼다.

‘우주의 눈’ ‘차세대 우주망원경’ ‘최대의 우주망원경’ ‘우주 비밀 파헤칠 수 있는 망원경’ ‘벌집 망원경’ 등 여러 이름으로 부르는 제임스웹 우주망원경이 마침내 우주로 발사됐다.

1996년부터 시작된 프로젝트가 마침내 결실을 거두는 순간이었다. 예산과 기술적 문제 등으로 우여곡절을 겪었다. 수십 차례 발사가 연기됐다.

미국 항공우주국(NASA)은 우리나라 시간으로 25일 9시 20분 제임스웹 우주망원경을 실은 아리안5 로켓이 남미에 있는 프랑스령 기아나우주센터에서 발사됐다고 발표했다.

발사이후 27분이 지난 뒤 고도 1천380km에서 제임스웹 우주망원경은 성공적으로 분리됐다. 마침내 통제센터 관계자들은 긴장감을 벗고 박수를 치며 성공적 발사를 서로 축하했다.

제임스웹 우주망원경은 한 달 동안 이동한 뒤 지구로부터 약 150만km 떨어져 있는 L2 포인트에 위치한다. 라그랑주2(L2) 포인트는 태양, 지구의 중력과 원심력이 평행을 이루는 지점을 말한다. 이 지점에서는 제임스웹 우주망원경이 태양과 지구로부터 나오는 빛의 방해를 최소화 할 수 있다. 지구와 망원경의 거리를 항상 일정하게 유지할 수 있는 특수한 지점이다

제 위치에 도착한 뒤 약 5개월의 안정화 작업을 거친 이후 제임스웹 우주망원경은 사상 최대의 6.5m 주경을 통해 빅뱅 이후 우주의 생성과 비밀을 찾아 나선다. 특히 제임스웹은 적외선 카메라를 구축하고 있어 허블우주망원경보다 더 넓고, 더 깊은 곳까지 관찰이 가능하다는 장점이 있다.

NASA 측은 “앞으로 10년 동안 전 세계 천문학자는 물론 우주과학자 등 우주의 비밀을 연구하고 생성과 진화를 탐구하는 이들에게 제임스웹은 ‘우주의 눈’이 돼 줄 것”이라며 “적외선 우주망원경인 제임스웹으로 우리는 새로운 우주 탐험의 역사를 시작하게 됐다”고 말했다.

◆다음은 제임스웹 우주망원경 관련 일문일답.

-제임스웹 우주망원경이 발사됐다. 얼마나 오랫동안 개발된 것인가.

“미국항공우주국(NASA)은 1996년부터 차세대 우주망원경 관련 프로젝트를 공식 출범시켰다. 2007년 발사가 목표였다. 계속 연기됐다. 이는 예산과 기술적 문제 등이 겹치면서 비롯됐다. 올해에만 해도 몇 번 발사하려고 하다 여러 문제 등으로 발사가 연기된 바 있다. 들어간 비용만 해도 계속 개발기간이 연장되면서 약 110억 달러(약 13조원)가 투입된 것으로 알려졌다.”

-제임스웹 우주망원경의 임무 기간이 궁금하다.

“NASA 측은 앞으로 10년 동안 임무를 수행할 것으로 보고 있다. 세계 최고의 우주 과학 관측소가 될 것이라고 자신했다. 제임스웹 우주망원경은 NASA뿐 아니라 유럽우주기구(ESA), 캐나다우주기구 등 여러 우주기구가 참여하고 있다. 그동안 개발에만 수천명의 과학자와 기술자 등 전문가들이 참여했다.”

-제임스웹 우주망원경은 어떻게 구성돼 있나.

“18개의 거울(총 중량 약 705kg)이 결합된 벌집 형태이다. 6.5미터의 주경을 가지고 있다. 대형 적외선 우주망원경이다. 거울은 금으로 코팅된 베릴륨으로 만들었다. 이 외에 강력한 태양빛을 차단할 수 있는 선쉴드(Sunshield, 크기 21.197 m x 14.162 m)를 갖추고 있다. 선쉴드는 테니스장 코트 크기만 하다.”

-제임스웹 이란 이름이 붙은 이유를 알고 싶다.

“제임스웹이란 이름이 붙기 전까지는 차세대 우주망원경(NGST)이라고 불렀다. 허블우주망원경 이후의 망원경이란 의미였다. 2002년 9월쯤 NASA의 전 국장인 제임스웹(James E. Webb)의 이름을 따서 제임스웹 우주망원경이란 이름으로 자리 잡았다.”

-제임스웹은 무엇을 파악하기 위한 것인가.

“한마디로 우주의 기원과 생성, 비밀을 파헤치는 목적이다. 첫째, 빅뱅 이후에 형성된 최초의 은하 또는 빛나는 물체를 찾는다. 둘째, 은하가 형성돼 지금까지 어떻게 진화했는지 알아본다. 셋째, 별의 첫 단계부터 행성이 만들어지기까지의 행성계 형성 과정을 파악한다. 넷째, 태양계를 포함한 항성계의 물리적, 화학적 특성을 측정하고 외계 생명체, 외계 행성의 존재 여부를 규명한다.”

-어떤 과학적 장비가 실려 있는지.

“제임스 웹은 적외선 우주망원경이어서 관련 장비가 많이 탑재돼 있다. 근적외선 카메라(NIRCam), 근적외선 분광기(NIRSpec), 중적외선 기기(MIRI) 등을 비롯해 ‘미세 유도 센서/근적외선 이미저와 슬릿리스 분광기(FGS/NIRISS) 등도 실려 있다.”

-제임스웹은 발사된 이후 어디에 위치하게 되나.

“제임스웹은 적외선 관측을 수행하기 위해 지구로부터 약 150만km 떨어진 라그랑주2(L2) 포인트에서 관측을 수행한다. 이동하는 동안 주경, 태양 가림막 등 주요 관측 부분의 전개가 한 달에 걸쳐 이뤄진다.

L2 포인트는 태양, 지구의 중력과 원심력이 평행을 이루는 지점을 말한다. 이 지점에서는 제임스웹 우주망원경이 태양과 지구로부터 나오는 빛의 방해를 최소화 할 수 있다. 지구와 망원경의 거리를 항상 일정하게 유지할 수 있는 특수한 지점이다.

이후에도 안정화 작업 등이 이어지는데 제임스웹 우주망원경이 ‘우주의 눈’으로 기능을 본격적으로 시작하는 것은 발사 이후 약 6개월 뒤가 될 것으로 전망하고 있다.”

◆새로운 '우주의 눈' 제임스웹 우주망원경 발사 성공(https://youtu.be/asSGmCpVvVk)