우주망원경 ‘유클리드’ 발사…암흑물질 정체 밝힌다

ESA, 우주망원경 유클리드 1일 발사
수십억개 은하와 암흑물질 촬영 목표
한달 후 150만㎞ 라그랑주점2 도착…2029년까지 우주관측

유럽우주청(ESA)의 우주망원경 유클리드의 상상도./ESA 제공

우주 최대 비밀로 남아 있는 암흑 물질과 암흑 에너지의 정체를 밝혀낼 새로운 우주망원경인 ‘유클리드(Euclid)’가 1일(현지 시각) 발사됐다.

유럽우주청(ESA)은 미국 플로리다주 케이프 커내버럴 우주군 기지에서 우주망원경 유클리드를 스페이스X 팰컨9 로켓에 실어 발사했다. 유클리드는 이륙 2분 40초쯤 뒤 대기권 밖에서 로켓과 성공적으로 분리됐다. 유클리드는 앞으로 한 달 동안 더 비행해 지구에서 약 150만㎞ 떨어진 라그랑주점2(L2)로 이동해 7개월간 시험 가동에 들어갈 예정이다.

보조 장비와 망원경을 합한 유클리드 전체 선체의 높이는 약 4.7m, 폭은 3.5ｍ이고, 망원경의 지름은 1.2ｍ다. 미국 항공우주국(NASA)의 차세대우주망원경 제임스웹 우주망원경(JWST)보다는 훨씬 작다.

유클리드는 2029년까지 하늘의 3분의 1 이상 영역으로 퍼져 있는 최대 20억개의 은하를 관측하면서 우주의 시공간 지도를 만들 예정이다. 이를 위해 은하의 모양을 관측하는 ‘가시광선 관측기(VIS)’와 적색편이 정도를 측정하는 ‘근적외선 분광계·광도계(NISP)’ 두 가지 관측 장비를 탑재했다. 적색편이는 가시광선이 먼 거리에 떨어진 망원경에 도달하면서 파장이 길어져 적외선으로 변하는 현상이다.

유클리드 우주망원경의 핵심 임무는 암흑에너지와 암흑물질의 특성을 밝혀내 우주가 어떻게 팽창해 왔으며, 우주 구조가 어떻게 형성됐는지 밝히는 것이다.

우주는 130억년 전 빅뱅으로 탄생한 뒤 계속 팽창하고 있는데, 과학자들은 연구 과정에서 우주에 일반적인 물질이 5% 정도밖에 없으며, 나머지 25% 정도는 보이지 않는 암흑물질, 70%는 암흑에너지로 구성된 것으로 보고 있다. 하지만 현재까지 개발된 관측장비로는 암흑 에너지와 암흑 물질을 직접 포착하는 게 불가능하다.

유클리드는 중력 렌즈(gravitational lensing) 효과를 이용해 암흑물질을 찾아낼 예정이다. 중력렌즈 효과는 질량이 큰 물질에 의한 중력장을 통과할 때 빛이 굴절되는 현상이다. 암흑물질의 핵심인 질량과 중력을 활용해 존재 여부를 파악하는 것이다.

유클리드가 찍은 첫 번째 이미지는 오는 10월 공개된다. 주요 관측 데이터 공개는 2025년, 2027년, 2030년으로 예정돼 있다.

이 프로젝트는 ESA와 유클리드 컨소시엄이 함께 진행한다. 컨소시엄은 영국, 프랑스 등 15개국이 넘는 지역의 과학자와 엔지니어 약 2500명으로 구성됐다. 유클리드 망원경에는 10년에 걸쳐 14억유로(약 2조원)이 투입됐다.

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