제임스웹 과학자 "최고의 우주이미지 위해 30명이 6주간 매일 회의했다"

국제천문연맹서 숨겨진 이야기 전한 클라우스 폰토피단 박사

'제임스 웹 우주망원경'이 포착한 이미지. NASA 제공

7월 12일 미국항공우주국(NASA)은 제임스웹우주망원경(JWST)이 관측한 이미지를 처음으로 공개했다. 제임스웹우주망원경은 지난해 12월 발사된 역대 최대 성능의 우주 관측 장비다. 과거 허블우주망원경과 비교해 더 많은 천체를 고화질로 담은 사진에 대중들은 환호했다.

처음으로 공개된 이미지 한 장은 단순히 한 번에 만들어진 이미지가 아니다. 제임스웹이 보내온 데이터를 토대로 여러 장의 이미지를 만들고 이를 다시 보정하는 과정을 거쳐 탄생한 결과물이다. 이 과정에서는 수많은 과학자들의 노력이 있었다.

2012년부터 제임스웹우주망원경 임무에 10여 년간 참여한 클라우스 폰토피단 우주망원경과학연구소(STScI) 박사는 지난 3일 부산 벡스코에서 열린 국제천문연맹(IAU) 총회 초청강연에서 제임스웹이 공개한 이미지의 뒷이야기를 들려주겠다며 "시각화 아티스트, 작가, 디자이너 등으로 구성된 팀이 6주간 매일 만나 회의하며 최종 결과물을 만들어냈다"고 말했다.

폰토피단 박사는 덴마크 코펜하겐대에서 천체물리학을 전공하고, 물과 유기물의 기원을 적외선 분자 분광학으로 연구하고 있다.

폰토피단 박사는 제임스웹우주망원경의 이미지를 받았을 때를 떠올리며 설레는 마음을 감추지 못했다. 그는 "6월 3일부터 28일까지 순차적으로 데이터를 얻었다"며 "제임스웹우주망원경이 예상을 넘는 성능을 보여줬다"고 말했다. 예를 들어 태양계 물체를 추적하는 능력은 당초 예측보다 두 배 이상이었고, 원래 관측할 수 없다고 생각한 희미한 은하도 관측이 가능했다. 제임스웹우주망원경의 성능을 분석한 논문은 이미지가 공개된 12일 아카이브에 함께 공개됐다.

이후 고화질의 이미지를 보정하는 작업이 필요했다. 가시광선을 주로 감지했던 허블우주망원경과 달리 제임스웹우주망원경은 적외선 감지에 특화돼 있다. 근적외선카메라(NIRCam)과 중적외선 장비(MIRI)가 우주를 촬영해 긴 파장의 빛을 감지할 수 있다. 연구팀은 우주의 각 부위를 찍은 이미지의 밝기 색감을 보정해 하나의 파일로 만들었다. 폰토피단 박사는 "예를 들어 SMACS 0723 은하단(galaxy cluster) 사진의 경우 근적외선 카메라 6종류, 중적외선 장비 4종류의 필터로 촬영한 이미지를 합성한 결과물"이라고 설명했다.
 

제임스웹우주망원경 임무에 참여한 클라우스 폰토피단 우주망원경과학연구소 박사가 3일 국제천문연맹(IAU) 총회에서 강연하고 있다. 부산=이영애 기자 yalee@donga.com

그는 이날 5가지 공개된 사진에 대한 작업 정보를 모두 공개했다. 폰토피단 박사는 "허블과 마찬가지로 데이터를 대중에 공개해 누구든 볼 수 있게 한다"며 "누구든 관심이 있으면 연구 자료로 활용할 수 있다"고 말했다.

제임스웹우주망원경이 보낸 고품질 사진과 데이터 안에는 우주의 비밀을 풀 단서가 담겨 있다. 망원경을 통해 얻은 분광 자료 속 빛 파장을 분석해 대기 구성 물질을 알아내거나, 은하 간 상호작용을 확인할 수도 있다. 실제 NASA는 7월 13일 지구에서 1150광년 떨어진 외계행성 분광 자료를 분석해 수증기 형태의 물을 확인했다는 결과를 발표하기도 했다. 폰토피단은 "제임스웹우주망원경이 앞으로 은하의 진화와 항성계, 태양계를 이해할 수 있는 이미지와 성과를 보여줄 것"이라고 말했다.

▼제임스웹우주망원경이 촬영한 이미지 모아보기 

'제임스 웹 우주망원경'이 포착한 SMACS 0723 은하단. NASA 제공

'제임스 웹 우주망원경'이 포착한 남쪽고리 성운 이미지. NASA 제공

'제임스 웹 우주망원경'이 포착한 '스테팡의 오중주(Stephan's Quintet)'. NASA 제공

제임스웹 우주망원경 동아일보 인터랙티브웹으로 보기

(https://original.donga.com/2022/jameswebb?ref=main)

 

[부산=이영애 기자 yalee@donga.com]