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우주 한복판에 떠 있는 거대한 ‘벌집 망원경’

2016년 02월 21일 18:00

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쏟아질 듯 한 별과 성운을 배경으로 ‘벌집 모양’ 구조물을 가진 거대한 비행물체. 공상과학(SF) 영화의 한 장면일까.

이번 주 ‘사이언스’ 표지는 광활한 우주를 배경으로 떠 있는 ‘제임스 웹 우주망원경(James Webb Space Telescope)’ 상상도가 장식했다.

제임스 웹 우주망원경은 미국항공우주국(NASA), 유럽우주국(ESA), 캐나다우주국(CSA) 등이 공동으로 제작하고 있으며, 2018년 10월 발사 예정인 역사상 가장 거대한 우주망원경이다.

제임스 웹 우주망원경은 육각형 거울 18개를 붙여 지름 6.5m의 거대한 주경을 갖췄다. 주 거울의 지름이 2.4m인 허블 우주망원경의 3배나 된다.

또 허블 우주망원경이 610㎞ 높이의 궤도를 약 97분마다 한 번씩 돌며 우주를 관측하는 것과 달리 제임스웹 우주망원경은 지구에서 약 150만㎞ 떨어진 ‘라그랑주 점(Lagrangian point)’에 위치하게 된다.

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라그랑주 점은 태양과 지구로부터의 중력이 이론적으로 상쇄되는 곳으로 태양과 지구의 일직선 상에 L1, L2, L3의 3지점, 지구의 궤도 상에 L4, L5의 2점이 있다.

제임스 웹 우주망원경은 이중 L2에 자리해 태양 열로부터 보호받고, 먼 우주를 적외선으로 관측하게 된다.

NASA의 과학자들은 적외선 영역으로 외행성의 대기를 더 정밀하게 분석함은 물론 우주 탄생의 비밀을 밝혀내기를 기대하고 있다.

매트 그린하우스 선임연구원은 “제임스 웹 우주망원경이 최초의 고해상도 중적외선을 보여줄 것”이라고 말했다.

과학자들은 적외선 영역을 더 정밀하게 관측하기 위해 제임스웹 우주망원경이 영하 233도, 절대온도 40K에 이르는 극저온에서 작동하도록 설계했다. 망원경 자체에서 방출되는 적외선이 먼 우주에서 오는 적외선을 방해할 수 있기 때문이다.

과학자들은 망원경이 이러한 극한 환경을 견디도록 망원경의 주 거울을 베릴륨으로 제작하고 금으로 코팅했다. 또 태양 복사 열을 차단하기 위해 초경량, 초박형의 태양 가리개도 만들었다. 초경량으로 만들어져 무게가 6톤이 채 되지 않는 첨단 장비들은 접힌채로 우주선에 실리고, 발사 후 라그랑주 점까지 항해하는 동안 단계별로 펼쳐진다.

※그림 참조 (크게보기)

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제임스웹 우주망원경은 발사 후 29일이 지나면 라그랑주 점에 도착하고, 그동안 정확히 관측하지 못했던 먼 우주를 관측하게 된다.

찰스 마티아스 마운틴 미국 대학천문학연구협회(AURA, Association of Universities for Research in Astronomy) 회장은 “이렇게 뛰어난 기술의 제임스 웹 우주망원경으로 우리가 무엇을 찾아낼 수 있을지 누가 알겠는가”라며 “이것은 혁신적인 일이다”라고 기대감을 나타냈다.

염재윤 기자

dsjy@donga.com