최근 은퇴한 스피처 우주망원경. NASA 제공

“망원경을 우주로 보내면 더 선명한 영상을 얻을 수 있다.”

20세기를 빛낸 미국의 천문학자인 라이먼 스피처는 일찌감치 망원경을 우주로 쏘아 올려야 한다고 주장했다. 당시로선 파격적인 발상이었다. 지구에서 촬영한 별의 빛이 대기를 통과하면서 왜곡되는 현상을 방지하기 위해 아예 우주를 떠다니는 망원경이 미지의 현상을 관측하는 것이 더 효율적이라고 판단한 것이다.

스피처의 주장이 1946년 처음 제기되고 40여 년이 흐른 1990년 최초의 우주망원경 ‘허블’이 미국 항공우주국(NASA·나사) 디스커버리호에 실려 우주로 갔다. 올해는 허블 우주망원경이 발사된 지 30주년 되는 해. 2025년까지 임무를 수행할 예정인 허블은 대표적인 ‘노병’(늙은 병사)이다. 약한 열을 내는 별을 찾는 데 안성맞춤인 적외선 감지 우주망원경 ‘스피처’는 최근 16년 만에 은퇴하게 됐다. 인류의 눈을 대신해 우주의 신비를 파헤치는 고마운 우주망원경들과 이들의 업적을 알아보자.


스피처로 발견한 암석형 행성 7개의 상상도​

내 업적, 대단하지 않니?

“16년간의 임무를 마치고 퇴역할 것을 명한다.”

NASA는 스피처 우주망원경을 안전모드로 전환하고 공식적인 임무 종료를 선언했다. 스피처는 예정된 5년보다 3배 이상 일했다. 2003년 8월 발사된 스피처는 적외선으로 먼지와 가스 구름 속에 가려진 신비한 우주 현상을 파헤쳐왔다. NASA 과학임무 담당 토마스 주부큰 부국장은 “스피처는 우주가 어떻게 작동하는지 이해하고, 우리의 기원과 외계 생명체에 관한 의문을 푸는 데 많은 진전을 가져왔다”고 평가했다.

현재 지구와 약 2억5000만㎞ 떨어진 지점에서 태양 주위를 돌고 있는 스피처는 그동안 깊은 우주에 관한 다양한 단서를 찾아냈다. 스피처 망원경을 통해 인류는 우리 은하가 ‘막대 나선 은하’라는 사실을 알게 됐다. 또 지구에서 약 39광년 떨어진 항성(스스로 빛을 내는 고온의 천체)인 ‘트라피스트-1’ 주위에 지구와 같이 암석으로 이뤄진 외계행성 7개가 존재한다는 사실을 발견했다. 토성 주위에 얼음과 먼지입자로 구성된 고리가 있다는 것을 발견한 것도 스피처였다. 자리를 비우게 된 스피처를 대신해 차세대 망원경 ‘제임스 웹’이 내년 발사된다.


허블이 촬영한 신비로운 우주 관측 사진으로 꼽히는 ‘창조의 기둥’. 지구에서 약 7000광년 떨어진 ‘독수리성운(M16)’을 포착했다

우주 탐사 역사와 함께한 허블

30년 동안 우주를 떠돌며 노익장(나이가 들었으나 기력이 더욱 좋아짐)을 과시 중인 허블 우주망원경. 우주가 팽창할 때 우리은하에서 멀리 있는 은하일수록 더 빨리 멀어진다는 사실을 발견한 미국의 천문학자 에드윈 허블의 이름을 따서 ‘허블’이라 이름 붙었다. 길이 13.1m, 무게 12.2t(톤), 지름 4.3m의 소형 버스 크기의 허블은 지구 상공 약 600㎞의 저궤도를 돌며 우주 사진을 촬영 중이다. 지금까지 지구로 보내온 사진만 150만장이 넘는다.

발사 직후 먼 우주에서 온 빛을 모으는 거울에서 결함이 발견되면서 허블은 1993년에서야 정상 가동을 시작했다. 우리가 흔히 알고 있는 성단, 성운 등 신비롭고도 아름다운 우주 사진은 대부분 허블이 촬영한 것. 1998년 허블은 거대한 별이 죽음을 맞이할 때 엄청난 빛을 뿜어내는 ‘초신성’ 현상을 관찰했다. 우리 은하에서 먼 초신성일수록 더 빨리 멀어지고 있다는 사실을 알 수 있게 됐다. 허블이 촬영한 사진은 우주의 정확한 나이를 측정하는 데 도움을 줬고, 우주 초기에 만들어진 은하는 일반적인 은하보다 크기가 작고 모양이 불규칙하다는 것도 알아내게 했다.


외계 행성을 발견하고 은퇴한 케플러 우주망원경

생명체가 사는 행성을 찾아라!

태양계 밖 생명체가 사는 행성을 발견하는 것은 모든 천문학자들의 숙원(오래전부터 품어온 소망)이다. ‘행성 사냥꾼’이라는 별명을 가진 NASA의 케플러 우주망원경은 지구의 비슷한 환경을 갖춘 외계 행성을 찾기 위해 2009년 발사됐다. 9년 간 항성 53만여 개, 행성 2662개를 발견하는 성과를 거두고 지난 2018년 은퇴했다.

달이 태양을 가리는 일식처럼 행성이 별 앞을 지나가면 별빛이 일시적으로 어두워진다. 케플러가 포착한 이런 현상을 바탕으로 천문학자들은 외계 행성을 발견해온 것. 현재는 ‘테스(TESS·이동식 외계행성 연구위성)’에 탑재한 우주망원경이 케플러의 뒤를 이어 생명체가 존재할 가능성이 있는 행성을 탐색 중이다.​

▶어린이동아 장진희 기자 cjh0629@donga.com

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