[지금은 우주] 허블→제임스웹→낸시그레이스로만…우주 비밀의 문에 다가서

[아이뉴스24 정종오 기자] 138억 년 전, 우주에는 어떤 일이 있었던 것일까.

우주의 역사에서 그 시작점을 ‘빅뱅’으로 표현한다. 문제는 아직 그 초기 빛을 인류는 보지 못했다는 것이다. 빅뱅 직후 만들어진 초기 은하에 대한 연구는 부족하다. 이는 아직 그 빛과 초기은하를 볼 수 있는 장비를 갖추지 못했기 때문이다.

인류의 갈증은 여기서부터 시작됐다. 1990년 이 갈증을 해소하기 위해 허블우주망원경이 발사된다. 허블우주망원경은 1990년 당시 우주왕복선 디스커버리호(Discovery)에 실려 궤도에 배치됐다. 고도 약 540km이었다.

허블우주망원경의 성과는 기대 이상이었다. 우주과학을 비약적으로 발전시킨 주인공이었다. 태양계뿐만 아니라 저 깊은 우주에 있는 초기 은하 찾기에 안성맞춤이었다. 마침내 허블우주망원경은 2015년 134억 년 전의 초기은하를 포착하는데 성공했다. 그동안 150만 건에 이르는 과학적 관측을 수행하면서 얻은 가장 값진 성과였다.

인류가 우주 비밀의 문을 여는데 그만큼 더 가깝게 다가선 셈이다. 허블은 임무기간이 종료된 것은 물론 실린 과학 장비 특성상 여기 까지였다. 현재 미국 항공우주청(NASA)과 스페이스X는 허블우주망원경의 임무 연장에 대한 연구를 진행하고 있다.

인류는 이 보다 더 앞선 초기은하를 연구하고자 했다. 이를 위해 더 진화한 우주망원경이 발사됐다. 2021년 12월 25일 미국 플로리다 주에서 제임스웹우주망원경이 이륙했다.

제임스웹은 발사이후 1개월 동안 비행한 이후 지구로부터 150만km 떨어진 라그랑주2(L2) 지점에 무사히 도착했다. 허블보다 더 강력한 적외선 장비를 갖춘 제임스웹은 6개월 동안 안정화 작업을 거친 이후 지난해 7월부터 놀라울 만한 성과를 내놓았다.

이중 가장 눈에 띄는 성과는 허블이 발견했던 초기은하(134억 년 전)보다 1억년이 앞서 135억 년 전의 초기은하를 촬영하는 데 성공했다는 점이다. 진화하고 있는 우주망원경이 인류의 우주에 대한 비밀의 문을 여는데 조금씩 다가서는 계단 역할을 하고 있다.

NASA 측은 “제임스웹은 앞으로 추가 관측과 연구를 통해 135년 전 보다 더 앞선 빅뱅이후 초기 은하 관찰도 가능할 것으로 보고 있다”고 흥분을 감추지 못하고 있다.

NASA는 여기에 멈추지 않고 2020년대 중반(2026년쯤)에 낸시 그레이스 로만 우주망원경을 발사할 예정이다. 망원경 직경은 2.4m이고 크기는 허블우주망원경과 비슷하다. 낸시 그레이스 로만은 허블우주망원경과 달리 WFI(Wide Field Instrument) 장비를 갖췄다.

NASA 측은 “이런 장비 때문에 낸시 그레이스 로만은 허블우주망원경보다 약 100배 더 넓은 시야를 가진다”며 “더 적은 관측 시간으로 더 많은 하늘을 포착할 수 있다는 의미”라고 설명했다.

발사 이후 약 5년 동안 인무를 수행하면서 낸시 그레이스 로만은 약 10억 개의 은하에서 나오는 빛을 측정할 수 있을 것으로 기대되고 있다.