13조 투입된 우주망원경, 우주의 심연 첫 촬영

은하단 이미지 보내온 제임스웹 망원경은?
100억 달러 투입돼 25년 만에 실제 배치
적외선 감도 높아 우주 첫 순간 찍어낼 듯

미 항공우주국이 재구성한 제임스웹 우주망원경의 모습. 미 항공우주국 제공

이번에 은하단 SMACS 0723의 이미지를 보내오며 정식 임무를 시작한 제임스웹 망원경은 지구에서 아주 먼 거리에 있는 심우주(deep space)를 관측할 목적으로 제작됐다. 인류 역사상 가장 강력한 성능을 가진 우주망원경(우주에 설치된 망원경)으로 꼽히는 이 망원경은 1960년대 미 항공우주국(나사) 국장이었던 제임스 에드윈 웹(1906~1992)의 이름을 땄다. 웹 전 국장은 미국의 유인 달 탐사 프로젝트인 아폴로 계획을 주도한 인물이기도 하다.

제임스웹 망원경은 나사가 개발을 주도했고, 유럽우주국(ESA)과 캐나다우주청(CSA)이 협업에 참여했다. 1996년 개발을 시작했고 25년 후인 지난해 말 우주로 발사했다. 그동안 개발에 들어간 총비용은 100억 달러(약 13조 원). 애초 계획 단계에서는 5억 달러(6,500억 원)가 들어갈 것으로 예상했으나, 실제로는 그 20배의 돈을 썼다.

제임스웹 망원경은 지금까지 우주의 신비를 파헤쳐 온 허블 우주망원경(1990년 발사)을 대신해, 인류가 지금까지 목격하지 못 한 더 깊은 우주의 심연을 생생하게 전달할 수 있을 것으로 보인다. 허블 망원경은 가시광선 영역을 관측했지만, 제임스웹 망원경은 적외선 영역에 관측을 집중한다. 근적외선 영역(near-infrared) 촬영을 위주로 하고, 가시광선이나 중적외선(mid-infrared) 영역까지 커버할 수 있다. 열 감지 능력이 매우 뛰어나 목성의 위성에서 켜진 촛불을 감지할 수 있을 정도다.

미 항공우주국이 공개한 은하단 SMACS 0723의 이미지. 제임스웹 우주망원경이 촬영했다. AP 연합뉴스

이처럼 높은 적외선 해상도와 감도 덕분에 제임스웹 망원경은 지구에서 매우 먼 거리에 위치한 각종 천체의 모습을 관찰할 수 있도록 해준다. 궁극적으로는 우주가 최초 형성된 시기의 항성이나 첫 번째 은하의 모습을 화면에 담을 수 있을 것으로 보인다.

지구 궤도를 돌고 있는 허블 망원경과 달리, 제임스웹 망원경은 지구에서 150만㎞ 떨어진 라그랑주 L2 포인트에서 관측 활동을 하고 있다. L2는 태양과 지구 중력이 균형을 이루는 곳으로, 제임스 웹 망원경이 태양 궤도를 돌며 연료 소모를 최소화할 수 있는 곳이다. 이 지점은 지구 뒤에 숨어 태양열을 피할 수 있는 곳이어서, 열에 민감한 적외선 장비를 갖춘 제임스웹 망원경으로서는 최적의 관측 지점이 되기도 한다. 적외선 장비가 먼 곳의 열을 감지하려면 장비가 위치한 지역의 온도를 가능한 한 최대로 낮춰야 하기 때문이다.

이영창 기자