제임스웹, 외계생명체 찾아낼까..'외계행성 관측'도 주요 임무

조 바이든 미국 대통령이 12일 공개한 제임스 웹 우주망원경의 첫 관측 풀 컬러 이미지. 지구에서 40억광년 떨어진 SMACS 0723 은하다. NASA 제공.

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조 바이든 미국 대통령이 11일(현지시간) 미국항공우주국(NASA)의 차세대 우주망원경 ‘제임스웹 우주망원경(JWST)’이 포착한 첫 총천연색 이미지를 공개했다. 현재까지 인류가 촬영한 우주 천체 사진 중 가장 해상도가 좋은 사진이다.

바이든 대통령의 이번 이미지 공개는 12일(현지시간) NASA가 제임스 웹 우주망원경의 첫 관측 결과를 정식 발표하기 하루 전에 이뤄졌다. 제임스 웹 우주 망원경이 인류가 개발한 우주 망원경 중 가장 크고 강력해 우주에 대한 인류의 이해에 혁명을 일으킬 수 있다고 평가를 받는 만큼 대통령이 직접 나서 먼저 그 의미를 강조하는 것으로 해석된다.

제임스 웹 우주망원경의 정밀 유도 센서 테스트 이미지. NASA 제공.

바이든 대통령이 공개한 사진은 지구에서 약 46억 광년(1광년은 빛이 1년 가는 거리로 약 9조4600억km) 떨어져 있는 ‘SMACS 0723’ 은하다. NASA는 미국 동부 시간 기준 12일 오전 10시 30분(한국시간 오후 11시 30분) SMACS 0723를 포함해 제임스 웹 우주망원경이 처음 관측한 5개 천체의 이미지를 공개할 예정이다.

슈테팡 5중 은하는 페가수스 별자리에 있으며 2억9000만광년 거리에 있다.

이날 바이든 대통령이 먼저 공개한 SMACS 0723 은하는 멀리서 온 천체의 빛을 확대해 휘어짐 현상을 일으키는 ‘중력 렌즈’ 역할을 하는 천체로 관심을 끈다. 제임스 웹 우주망원경의 관측 이전에는 관측할 수 없던 거리에 있던 은하다. 제임스 웹 우주 망원경은 가시광선, 근적외선 스펙트럼을 관찰하던 허블 우주망원경과는 달리 적외선 대역 관측도 가능해 우주의 더 깊숙한 공간을 관측할 수 있다.

지구에서 2000광년 떨어진 남쪽고리성운은 지름이 0.5년에 이른다.

공개된 이미지 중간에 보이는 빛이 중력렌즈에 의해 증폭되고 휜 것이 관찰된다. NASA는 “SMACS 0723 은하보다 훨씬 초기 우주에서 온 빛”이라고 설명했다. 바이든 대통령은 SMACS 0723 은하의 이미지를 공개하며 “오늘은 역사적인 날”이라면서 12일 전체 이미지가 공개돼 전 세계와 공유하면 “과학기술과 인류 전체를 위한 우주탐사에 있어 역사적인 순간이 될 것”이라고 말했다.

제임스 웹 우주망원경은 1990년대부터 고도 537~541km의 지구 저궤도를 돌며 관측 임무를 수행한 허블 우주망원경의 뒤를 잇는 차세대 우주 망원경이다. 1996년부터 제작에만 약 100억달러(약 13조 원)가 투입됐다. 천문학 사상 최대 프로젝트로 손 꼽힌다. 제임스웹 우주망원경은 금빛의 육각형 거울 18개를 벌집 형태로 이어붙여 만든 주경의 지름만 6.5m에 이른다.

2005년 미국 메릴랜드주 NASA 고다드 우주비행센터 실물 크기 모형 앞에서 제임스 웹 우주망원경 연구팀이 기념사진을 촬영했다. NASA 제공.

천문학자들은 중간 크기의 블랙홀, 우주 팽창 속도 등 천문학과 우주 연구에서 그동안 연구가 어려웠던 분야에 새로운 관측 데이터를 제공할 것으로 기대하고 있다. 135억 년 전 빅뱅 직후 우주 생성 초기 신호를 포착하고 외계행성과 외계 생명체 조사 임무도 맡았다.

지구에서 7600광년 떨어져 있는 용골자리 대성운은 남반구 별자리로 태양보다 몇 배나 큰 거대한 별들이 여기서 탄생하고 있다. NASA 제공.

제임스 웹 우주망원경은 지난해 12월 발사돼 올해 1월 지구에서 150만km 떨어진 임무지역인 라그랑주 L2 지점에 안착했다. 지구와 달 사이 38만5000㎞보다 약 4배 먼 거리다. 라그랑주 L2는 우주 관측에 유리하다. 중력과 원심력이 상쇄돼 빛의 왜곡이 없다. 태양이 지구 뒤에 가려져 햇빛의 방해도 받지 않는다.

WASP-96b는 지구에서 1150광년 떨어진 외계 행성이다. NASA 제공.

제임스 웹 우주망원경은 목적지에 도착 후 우주 환경에 맞춰 18개의 거울을 보정하고 정렬하는 등 실제 관측을 위한 6개월의 준비 기간을 거쳤다. 이후 첫 관측과 분광 관측이 진행됐다. NASA는 제임스 웹이 보내오는 데이터를 받아 천문학자와 대중을 위한 이미지로 처리하는 과정을 거쳤고, 이번에 그 결과를 공개하는 것이다.

고재원 동아사이언스 기자 jawon1212@donga.com