'개봉 박두' 제임스웹 우주망원경의 위력..이 사진이 말해준다

스피처 등 다른 우주망원경과 해상도 극명한 차이
7월에 첫 관측사진 공개할듯.."대상은 서프라이즈"

적외선 우주망원경으로 찍은 대마젤란은하 사진 비교. 왼쪽부터 와이즈, 스피처, 제임스웹 우주망원경의 촬영 사진. 나사·유럽우주국 제공

태초의 빛을 찾아낼 것이란 기대를 받는 제임스웹 우주망원경의 뛰어난 관측 능력을 한눈에 보여주는 사진이 공개됐다.

미국항공우주국(나사)와 유럽우주국(ESA)은 최근 거울 정렬을 마친 제임스웹 우주망원경이 찍은 대마젤란은하의 일부를 다른 우주망원경이 찍은 것과 비교한 사진을 공개했다. 대마젤란은하는 우리 은하에서 15만8천광년 떨어져 있는 곳에 있다.

이 사진은 제임스웹의 중적외선관측장비(MIRI)와 스피처 우주망원경, 와이즈 우주망원경이 찍은 것이다. 세 망원경은 망원경의 크기에서부터 큰 차이가 난다. 망원경의 지름이 제임스웹은 6.5m, 스피처는 85cm, 와이즈는 40cm다.

‘미리’는 기기 온도가 영하 267도로 제임스웹 우주망원경에 탑재된 4대의 관측기기 중 가장 온도가 낮다. 따라서 아주 미세한 자외선까지 잡아낼 수 있다. 미리의 관측 파장은 5~28㎛이지만, 이 사진은 7.7㎛ 파장으로 찍은 것이다.

비교 대상이 된 스피처 우주망원경의 적외선 카메라 사진은 8.6㎛ 파장으로 촬영한 것이다. 2003년 발사돼 2020년 퇴역한 스피처는 처음으로 적외선 및 중적외선 관측장비를 탑재한 우주망원경이었다. 맨 왼쪽 사진은 2009년 발사한 나사의 와이즈(Wide Infrared Survey Explorer, 광역적외선탐사) 우주망원경으로 찍은 것으로 4.6㎛ 파장의 사진이다.

지상 천체망원경인 유럽남방천문대의 비스타망원경(좌우 양쪽 끝부분)과 제임스웹 우주망원경(가운데)의 해상도 비교. Mark McCaughrean 트위터

등대의 밝은 불빛과 유리창에 비친 얼룩빛의 차이

세 사진을 보면 제임스웹의 관측 능력이 얼마나 뛰어난지 단박에 드러난다. 제임스웹의 사진이 등대에서 뿜어져 나오는 선명한 빛과 같다면, 나머지 두 사진은 반투명 유리창에 비친 희미한 불빛 정도의 해상도다.

제임스웹 사진에는 성간 가스가 매우 상세하게 나타나 있다. 유럽우주국은 보도자료를 통해 “특히 성간 가스의 열과 화학적 성질에 중요한 역할을 하는 탄소와 수소분자의 결합체 ‘다환 방향족 탄화수소’(PANH)의 방출을 볼 수 있다”고 밝혔다. 생명체 구성 요소로 간주되는 이 물질은 체내에서 산소를 운반하는 헤모글로빈과 식물에서 광합성을 담당하는 엽록소의 중요한 요소이자 카페인과 초콜릿의 주요 성분이다. 나사와 유럽우주국 과학자들은 9일 열린 기자회견에서 “이런 관측 능력은 별과 원시행성계가 형성되는 과정을 이해하는 데 매우 중요하다”고 밝혔다.

“지금은 홈스트레치 구간에 진입한 상황”

제임스웹에는 미리 외에도 근적외선카메라(NIRCam), 근적외선 이미저 및 슬릿리스 분광기(NIRISS), 중적외선 관측장비(MIRI), 근적외선분광기(NIRSpec)가 탑재돼 있다. 이 4대의 관측기기는 아주 멀리 떨어져 있는 별에서 날아오는 미미한 적외선을 잡아내기 위해 각기 영하 234~267도의 극저온 상태를 유지한다. 근적외선(0.6~5㎛) 관측 장비는 영하 230도대, 이보다 파장이 더 긴 중적외선(5~28㎛) 관측 장비는 영하 267도가 작동 온도다. 관측 대상을 정하고 사진의 선명도를 평가하는 데 쓰는 정밀유도센서(FGS)도 보정용 이미지 촬영에 사용할 수 있다. 나사는 “망원경의 광학 성능은 엔지니어링팀의 가장 낙관적인 예측보다 우수하다”고 밝혔다.나사 고다드우주비행센터의 마이클 맥켈웨인은 “제임스웹이 정식 관측 활동을 시작하려면 약 1천가지의 준비 작업을 거쳐야 하는데, 현재 200개 정도가 남았다”며 “현재의 준비 상황을 “홈스트레치 구간(육상 트랙경기의 마지막 직선 구간)에 진입한 것”에 비유했다.제임스웹 망원경은 앞으로 2개월간 시험 관측과 나머지 준비 작업을 모두 마친 뒤 7월 초나 중순에 첫 정식 관측 사진을 발표할 것으로 보인다. 첫 관측 대상이 무엇인지는 알려지지 않았다. 제임스웹 관측 프로젝트의 일원인 클라우스 포토피단(우주망원경과학연구소)은 언론에 “서프라이즈할 것”이라고 말했다.제임스웹의 작동 궤도는 지구에서 150만km 떨어져 있는 제2라그랑주점(L2)이다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr

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