제임스 웹 망원경, 270만 광년 거리 ‘아기별’ 무더기 포착 [아하! 우주]

[서울신문 나우뉴스]

허블 우주 망원경으로 본 삼각형자리 은하의 모습. 출처=ESA/Hubble

제임스 웹 우주망원경(JWST·이하 웹 망원경)은 인류 역사상 가장 비싼 망원경으로 제작에서 발사까지 10조 원이 넘는 막대한 비용이 투입됐다. 하지만 비싼 몸값은 충분히 하고 있다. 제웹 망원경이 아니라면 불가능한 정보를 과학자들에게 제공하며 인류의 지식을 한 단계 더 확장하고 있기 때문이다.

최근 웹 망원경은 지구에서 270만 광년 떨어진 거리에 있는 삼각형자리 은하(Triangulum galaxy, M33)에서 새로 태어난 아기별을 다수 관측했다. 아기별 관측 거리로는 역대 최대 거리다. 과학자들은 지금까지 아기별의 탄생 과정을 자세히 관측해 많은 사실을 알아냈으나 대부분의 관측은 우리은하에서만 이뤄졌다. 웹 망원경 발사 이전에도 마젤란 은하처럼 근접 거리에 있는 위성 은하에서 새로운 별의 생성을 관측했지만, 망원경 성능 한계로 멀리 떨어진 다른 나선 은하에서도 우리 은하와 비슷한 방식으로 별이 태어나는지 확인할 길은 없었다.

하지만 과학자들은 웹 망원경의 강력한 성능을 활용해 우리은하에서 두 번째로 가까운 나선 은하인 삼각형자리 은하에서 새로운 별이 탄생하는 장면을 포착했다. 허블 우주망원경과 스피처 우주망원경을 이용해 새로운 별이 생성될 가능성이 높은 위치를 먼저 파악하고 웹 망원경의 중적외선 관측 장비(mid-infrared imager, MIRI)로 남쪽에 있는 나선팔을 집중 관측한 덕분이다.

제임스 웹 우주 망원경이 포착한 아기별이 있는 장소. 출처=Peltonen, et al

이번 관측에서 웹 망원경은 1~2개의 아기별을 찾은 것이 아니라 무려 793개의 후보를 확인했다. 보통 아기별은 거대한 가스 성운에서 동시에 태어나기 때문에 여러 개를 동시에 찾아내는 경우가 드물지 않다. 하지만 이렇게 많은 별을 찾아낸 것은 웹 망원경의 관측 범위와도 연관이 있다.

허블 우주망원경과 달리 웹 망원경의 주 관측 영역은 파장이 긴 적외선 영역이다. 가시광선보다 파장이 긴 적외선은 가스나 먼지를 뚫고 나오기 쉽다. 성장 중인 아기별은 아직 가스와 먼지에 둘러싸여 있어 가시광 영역에서 관측이 쉽지 않다. 웹 망원경은 허블 우주망원경보다 훨씬 큰 거울을 사용할 뿐 아니라 파장 자체도 아기별을 관측하는 데 더 유리해서 좋은 성과를 거둘 수 있었다.

현재는 데이터 분석 초기이지만, 과학자들은 삼각형자리 은하의 나선팔이 우리은하보다 더 덩어리진 형태로 별의 생성이 한 번이 아닌 여러 차례 일어났을 가능성이 높다고 보고 있다. 왜 이런 차이가 생겼는지는 확실치 않지만, 모든 나선 은하가 비슷한 과정으로 별을 생성하고 성장하지 않는다는 점은 짐작할 수 있다. 웹 망원경으로 이웃 나선 은하를 우리은하처럼 자세히 들여다보면 지금까지 몰랐던 여러 가지 사실이 밝혀질 것으로 기대된다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com