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130억 년 전 초기 우주 빛 포착…외계생명 흔적도 찾을까

나사, 제임스웹 우주사진 공개

  • 이선정 기자 sjlee@kookje.co.kr
  •  |   입력 : 2022-07-12 20:13:04
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- 13조 원 투자 인류 최대 망원경
- 46억 광년 밖 은하단 모습 찍어
- 허블은 못 한 태초의 우주 담아
- 용골자리대성운 등 추가로 선봬

미국 항공우주국(NASA·나사)의 차세대 우주망원경인 제임스웹 우주망원경(JWST·이하 웹망원경)이 촬영한 태곳적 우주 이미지를 담은 풀컬러 사진이 11일(현지시간) 처음으로 공개됐다. 이는 12일 나사가 전면적으로 공개한 ‘첫 빛(first light)’ 이미지, 즉 웹망원경이 촬영한 우주 천체 5곳 사진 중 하나로 백악관은 하루 앞서 ‘맛보기’로 선공개했다. 웹망원경이 지난해 12월 25일 우주로 발사된 지 꼭 200일 만이다.
웹망원경은 지구와 태양의 중력이 균형을 이루는, 지구에서 약 160만㎞ 떨어진 ‘제2 라그랑주점(L2)’에 지난 2월 안착했다. 직후 웹망원경이 지구에서 약 2000광년 떨어진 별 모습을 찍어 나사가 일부 공개하기도 했지만 정교한 처리를 거쳐 풀컬러로 우주 깊은 곳의 이미지를 보여주는 사진은 사실상 처음이다.

웹망원경은 신비한 우주의 심연을 고해상도로 촬영했다. 이날 공개된 사진은 SMACS 0723 은하단 이미지다. 약 46억 광년 밖에 은하가 몰린 곳으로, 은하 질량이 합쳐져 거대한 중력장을 형성하면서 더 멀리 있는 초기 은하의 희미한 빛을 확대하고 굴절시키는 ‘중력렌즈’ 역할을 통해 약 130억 광년 밖에서 극도로 희미하게 빛나는 배경 은하까지도 선명하게 포착하고 있다. 기존 허블 등 우주망원경도 자주 들여다보던 곳으로, 웹망원경이 촬영한 사진에선 수천 개의 은하 내 성단을 포함해 이전에는 보지 못했던 작고 희미한 구조도 포착, 초기 은하를 상세히 담아낸다. 나사는 웹망원경이 130억 년 이상을 거슬러 올라가 빅뱅 이후 “초기 우주의 가장 깊고 선명한 적외선 이미지를 보여줬다”고 밝혔다. 빌 넬슨 나사 국장은 “지금까지 찍은 우주 이미지 중 (우주의) 가장 깊은 곳을 촬영한 것”이라고 평가했다.

12일(한국시간 밤 11시30분) 나사는 지구에서 7600광년 떨어진 용골자리 대성운(Carina Nebula), 1150광년 거리의 거대 가스 행성으로 2014년 발견된 외계행성 WASP-96b, 지구에서 2000광년 떨어졌고 지름이 0.5광년에 달하는 남쪽고리 성운, 1877년 처음 발견된 슈테팡 5중 은하 등 모습이 담긴 사진을 추가로 공개했다.

웹망원경은 허블망원경을 대체할, 인류가 개발한 우주망원경 중 가장 크고 강력한 망원경으로 꼽힌다. 주경의 지름만 6.6m로 이전 허블(2.4m)이나 스피처(0.85m)를 압도하는 데다 허블은 주로 가시광선, 스피처는 적외선 기반 망원경인데 비해 웹망원경은 전례 없는 해상도로 근·중적외선 파장을 포착할 수 있다. 근·중적외선은 파장이 길어 우주 먼지나 가스 구름을 통과해 더 멀리 이동할 수 있다. 이 때문에 빅뱅 시작 수억 년 후인 135억 년 전의 1세대 우주 관측도 가능하다는 게 나사 측의 설명이다. 웹망원경을 통해 관측이 가능한 가장 먼 거리의 초기 우주 사이를 살펴볼 수 있게 돼 우주 역사의 단계별 연구가 가능해졌다.

웹망원경은 먼 우주 관측에 적합하게 제작됐지만 태양계 외곽의 희미한 천체를 비롯, 화성 목성 등 행성도 상세하게 파악할 계획이다. 웹망원경은 미국 오스트리아 벨기에 프랑스 독일 영국 이탈리아 스웨덴 캐나다 등 14개국이 100억 달러(13조 원)를 투자해 공동 개발했다.

웹망원경은 첫 빛 이미지 공개를 기점으로 본격적인 관측에 들어간다. 과학계는 이날 공개된 사진을 시작으로 우주의 기원과 외계 행성의 생명체 존재 여부 등 수수께끼를 풀어나가기를 기대한다. 11일 공개 행사에서 조 바이든 대통령은 “우주 역사에서 기록된 빛 중 가장 오래된 것으로 130억 년 전 우주에서 온 빛”이라며 “오늘은 천문학과 우주탐사에 있어 역사적인 날”이라고 축하했다.
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