제임스웹 우주망원경(JWST·이하 웹 망원경)이 잡은 놀라운 ‘창조의 기둥’ 이미지가 발표됐다. 창조의 기둥(Pillars of Creation)이란 새로운 아기 별들이 무더기로 태어나고 있는 현장의 성운이란 뜻에서 붙여진 이름이다. 창조의 기둥은 지구로부터 뱀자리 방향으로 약 7000광년 떨어진 독수리 성운의 성간가스와 성간먼지의 덩어리가 만들어낸 암흑성운이다. 창조의 기둥을 맨처음 촬영한 것은 1994년 4월 허블 우주망원경으로, 그로테스크한 형태와 엄청난 규모로 사람들을 경악케 했다. 이 사진은 가장 훌륭한 허블 사진 10장 중 하나로 선정되었다. 창조의 기둥은 차가운 수소분자와 우주 먼지로 이루어져 있으며, 이것들은 가까운 주위 항성들이 방출하는 자외선으로 인해 형태가 침식되고 있는 중이다. 가장 왼쪽의 기둥은 그 길이가 무려 4광년에 이른다. 기둥 꼭대기의 조그만 손가락 모양 돌출부 하나가 우리 태양계 전체보다도 더 크다. 허블 망원경으로 인해 가장 유명한 천체 중 하나로 등극한 창조의 기둥이 새로운 웹 망원경에 의해 그 진정한 민낯을 드러냈다. 웹 망원경은 창조의 기둥에 다시금 생명을 불어넣어, 그 유명한 먼지 구름 속에서 막 태어나고 있는 수백 개 아기별들이 눈부시게 반짝이는 장관을 보여준다.웹 망원경의 근적외선 카메라(NIRCam)로 잡아낸 새로운 이미지는 훨씬 세밀한 기둥의 모습을 뚜렷이 보여주는데, 여기에는 성운의 미세한 구조가 선명하게 드러나며 이전에는 볼 수 없었던 수백 개의 별들이 전체의 화각 안에서 반짝인다. 미 항공우주국(NASA)은 성명에서 반짝이는 이 별들 중 많은 수가 불과 수십만 년 전에 태어났다고 밝혔다. 본질적으로 열인 적외선은 투과력이 가장 높은 전자기파다. 웹 망원경은 적외선 관측에 특화된 망원경으로, 구름을 관통해 들여다보고 뭉쳐지는 먼지에서 탄생하는 원시별을 관측할 수 있다. 웹 망원경에 비해 훨씬 약한 적외선 감지 능력을 가진 허블망원경 역시 성운 내부를 관찰하려고 시도한 바 있지만, 이번 결과는 그러한 시도를 훨씬 능가한다. 웹 망원경의 이미지는 허블망원경에 비해 전혀 다른 수준의 디테일과 선명도를 제공할 뿐만 아니라, 구름 내부와 주변 우주 전체에서 더 많은 별을 드러내 보여주었다. NASA는 “연구원들이 이 지역의 가스와 먼지 양과 함께 새로 형성된 별의 수를 훨씬 정확하게 식별해냄으로써 별 형성 모델을 수정하는 데 도움이 될 것”이라면서 “시간이 지남에 따라 천문학자들은 이 먼지 구름에서 별이 수백만 년에 걸쳐 어떻게 형성되고 폭발하는지에 대해 더 명확한 이해에 도달하게 될 것”이라고 밝혔다. 

미국항공우주국(NASA)이 제임스웹 우주망원경(이하 웹 망원경)으로 ‘우주의 지문’을 포착했다. 12일(현지시간) NASA에 따르면, 우주의 지문은 울프-레이에(Wolf-Rayet)별에 속하는 한 별과 짝별이 춤을 추며 만든 최소 17개의 먼지고리를 보여준다. 울프-레이에별은 태양질량의 약 20배인 별이 강력한 항성풍으로 외곽층을 잃고 내부가 노출된 별을 말한다. 이 별은 보통 질량이 매우 크게 진화하지만, 행성상성운과 관련해 중간정도 질량을 갖기도 한다. 중심핵에서 핵융합반응이 일어나는 동안 강력한 항성풍으로 외곽층 수소를 모두 잃은 것으로 여겨진다. 이번에 웹 망원경으로 본 울프-레이에별과 짝별은 지구에서 백조자리 방향으로 5000광년 이상 떨어져 있는 ‘WR 140’이라는 이중성계다. WR은 울프-레이에별의 약자다.사진 속 각각의 고리는 두 별이 가까워질 때마다 서로의 항성풍이 충돌해 가스가 압축하면서 발생한 먼지다. 두 별의 궤도는 거의 8년에 한 번씩 만나는 데 이때 만들어진 먼지고리는 나무 나이테처럼 시간의 흐름을 나타낸다. 연구를 주도한 미국 국립 광학·적외선 천문학연구실(NOIRLab)의 천문학자 라이언 라우 연구원은 “우리는 이 항성계에서 100년 이상 전의 먼지가 생성되는 모습을 보고 있다”고 밝혔다. 라우 연구원은 또 “이미지는 웹 망원경이 얼마나 감도가 높은지도 보여준다. 이전에는 지상망원경으로 두 개의 먼지 고리만 볼 수 있었다”며 “이제 적어도 17개의 먼지고리를 볼 수 있다”고 설명했다.웹 망원경은 고감도, 고해상도 이미징 기술 외에도 중적외선 측정기(MIRI)를 갖고 있어 희미한 먼지고리를 연구할 수 있다. 이는 사람 눈에 보이지 않는 파장 범위인 적외선을 볼 수 있기 때문이다. 반면 웹 망원경의 전신인 허블 우주망원경은 가시광선과 자외선 파장을 감지했다. MIRI 설계와 제작에 큰 역할을 한 영국 천문기술센터(UK ATC) 소속 천문학자이자 연구에 참여한 올리비아 존스 박사는 “해당 사진은 먼지 고리가 가혹한 우주 환경에서 어떻게 남아있을 수 있는지에 대한 새로운 증거를 보여준다. 이번 발견은 웹 망원경과 MIRI 장비 덕분”이라고 말했다. 자세한 연구 성과는 세계적 학술지인 네이처의 천문학·천체물리학 분야 온라인 국제전문학술지 ‘네이처천문학’(Nature Astronomy) 10월 12일자에 실렸다.

소행성 충돌로부터 지구를 방위하기 위한 최초의 소행성 충돌 테스트 결과, 과학자들이 상상했던 것보다 훨씬 더 효과가 있는 것으로 나타났다. 미 항공우주국(NASA)의 쌍소행성 궤도수정 시험(DART·다트)에서 소행성 ‘디모르포스’의 궤도 변경에 성공한 것으로 확인되었다. 이 소행성 충돌은 지난 9월 26일(이하 미국동부시간) 다트 우주선이 디모르포스라는 소행성을 표적으로 시행되었다. 이 임무는 큰 우주 암석이 지구와 충돌할 위험이 있는 경우, 잠재적인 행성 방어 기술을 테스트하기 위한 것이다. 물론 이 같은 소행성 충돌이 가까운 미래에 일어날 확률은 극히 적다. 이번 테스트에서 다트의 목표는 모소행성 주위를 도는 위성 디모르포스의 궤도를 최소 73초 단축시키는 것이었다. 이번 역사적인 소행성 충돌 테스트에 대한 첫번째 계산값을 도출한 결과 임무 성공 여부를 판가름하는 73초 단축을 월등히 넘어서는 극적인 변화가 나타났다. 빌 넬슨 NASA 국장은 11일 "다트 임무로 소행성 디모르포스의 공전주기를 11시간 55분에서 11시간 23분으로 무려 32분 단축하는 데 성공했다"며 “지금은 행성 방위의 분수령이자 인류의 분수령이 되는 순간”이라고 강조했다.총 3억 1400만 달러(한화 약 4500억원)가 투입된 무게 360㎏의 다트는 2021년 11월에 발사되었으며, 단일 장비인 광학 항법용 디디모스 정찰 및 소행성 카메라(DRACO)를 장착했다. 우주선은 태양전지판으로 만든 전기로 이온을 분사하며 비행한다. 다트의 충돌 목표였던 디모르포스는 로마 콜로세움 크기만한 지름 약 163m로, 그보다 5배 가량 큰 폭 780m의 디디모스의 주위를 1.2㎞ 떨어진 거리에서 11시간 55분 주기로 공전한다. NASA는 우주선을 충돌시켜 디모르포스를 디디모스에 더 가까운 궤도로 밀어넣음으로써 공전 속도를 약 1% 줄이는 것을 미션 성공 기준선으로 삼았다. 실제로 디모르포스가 지구에 위협이 되지는 않았지만, 만약 지구로 떨어지면 도시 하나를 파괴할 수 있는 140m 이상의 소행성이기 때문에 실험 대상으로 선택된 것이다. 지구를 떠난 지 10달 만인 지난 9월 26일, 마침내 디디모스 계에 도착한 다트는 지구로부터 1100만㎞ 떨어진 거리에서 디모르포스와 충돌할 때까지 매초 1개의 이미지를 지구로 보냈고, 충돌 때 속도는 초속 6.6㎞를 기록했다.충돌 후 약 2주간 데이터를 수집한 끝에 NASA는 디모르포스의 공전주기가 예전보다 32분 줄어들어 11시간 23분이 됐다고 밝혔다. 측정 오차는 ±2분이다. 당초 목표 기준은 73초 이상의 단축이었지만, 이를 25배 이상 충족시킨 결과, 공전주기는 약 4% 단축된 것이다. “결과 분석은 목표 소행성과 다트 충돌 효과를 완전히 이해하기 위한 중요한 단계”라고 밝힌 NASA의 로리 글레이즈 행성과학 팀장은 “매일 새로운 데이터를 받아 분석하는 작업을 통해 천문학자들은 실제로 지구를 위협하는 소행성이 다가올 때 우주선을 어떻게 사용할 수 있을지를 알 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 이 충돌은 이탈리아 큐브샛 ‘리차큐브'(LICIACube)가 뒤따라가며 궤도 변화를 기록한 데 이어 허블 우주망원경으로도 촬영했다. NASA는 지난 8일 허블이 잡은 디모르포스의 이미지를 공유했다. 사진은 충돌의 여파에 대한 초기 이미지 이후 암석 한쪽에서 약간 무너진 넓은 원뿔의 파편을 보여준다. 허블 뷰는 또한 우주로 1만㎞ 길이로 뻗어 있는 잔해의 긴 꼬리를 보여주는데, 이전 사진 이후로 새 이미지는 꼬리가 두 개로 갈라진 것이 확인된다. 이제 초점은 다트가 목표물과 초속 6.6㎞의 속도로 부딪히면서 운동량을 얼마나 잘 전달했는가를 측정하는 부분으로 옮겨가고 있으며 결과 분석은 현재 진행 중이다. 

제임스 웹 우주 망원경은 허블 우주 망원경보다 훨씬 큰 6.5m 지름의 거대한 주경 (primary mirror, 망원경에서 빛을 첫 번째로 모이는 거울로 망원경의 크기를 비교하는 기준)을 갖고 있어 과거 허블 우주 망원경으로도 볼 수 없었던 먼 우주를 볼 수 있다. 하지만 그렇다고 해서 허블 우주 망원경의 역할이 끝난 건 아니다. 허블 우주 망원경은 2.4m 지름의 주경을 지닌 여전히 크고 강력한 우주 망원경으로 적외선 영역 관측에 최적화된 제임스 웹 우주 망원경이 보지 못하는 가시광선 및 자외선 영역 관측이 가능하다. 최근 나사가 스페이스 X와 함께 허블 우주 망원경의 수명 연장을 시도하는 것도 그 때문이다. 사실 허블 우주 망원경은 제임스 웹 우주 망원경 관측 영역 밖에서 여전히 팔팔한 현역임을 입증하고 있다. 콜로라도 대학의 다네쉬 크리쉬나라오 교수가 이끄는 연구팀 역시 허블 우주 망원경의 적외선 관측 능력을 이용해 우리 은하의 이웃 은하인 마젤란 은하의 비밀을 밝혀냈다. 대마젤란 은하와 소마젤란 은하는 우리 은하의 위성 은하로 적어도 수십 억년 이상 우리 은하 주위를 공전했다. 일반적인 위성 은하는 우리 은하의 강력한 중력에 가스를 빼앗겨 별 생성이 중단된다. 하지만 두 마젤란 은하는 여전히 활발하게 별이 생성되고 있다. 별은 결국 가스가 모여 형성된 것이기 때문에 아직 두 은하가 많은 가스를 지니고 있다는 이야기가 된다.  과학자들은 오랜 세월 두 마젤란 은하가 새로운 별을 만드는데 필요한 가스를 어떻게 아직 유지하고 있는지 연구했다. 가장 그럴듯한 가설은 은하 주변의 매우 희박한 가스인 은하 코로나가 보호막 같은 역할을 한다는 것이었다. 하지만 멀리 떨어져 있는 극도로 희박한 가스를 관측하기가 어려워 검증하기는 어려운 가설이었다.  연구팀은 마젤란 은하 방향에 있는 퀘이사 28개를 관측해 이 가설을 검증했다. 퀘이사는 우주 멀리 있는 매우 강력한 에너지를 방출하는 천체로 자외선 영역에서도 밝게 빛난다. 그런데 이 빛이 가스를 통과할 경우 자외선 영역 일부가 흡수되어 흐릿하게 보인다. 이는 마치 안개가 끼면 멀리 떨어진 건물과 도로가 흐릿하게 보이는 것을 보고 안개가 낀 것을 아는 것과 같은 원리다. (사진)  연구팀은 허블 우주 망원경과 FUSE 관측 위성 데이터를 통해서 은하 코로나의 존재와 분포를 확인했다. 예상대로 은하 코로나는 두 은하를 보호하고 있었다. 은하 코로나의 분포는 10만 광년에 걸쳐 퍼져 있었으며 은하 중심에 가까이 갈수록 짙어졌다.  하지만 이 보호막 역시 영원할 순 없다. 결국 우리 은하의 강한 중력이 모든 가스를 흡수하면 마젤란 은하의 가스가 사라지면서 결국 새로운 별의 생성이 거의 멈추게 될 것이다. 과학자들은 허블 우주 망원경의 적외선 관측 능력 덕분에 이 사실을 확인할 수 있었다. 허블 우주 망원경의 활약은 앞으로도 당분간 계속될 것이다.   

“우리는 어디에서 왔는가? 우리는 누구인가? 우리는 어디로 가는가?” 폴 고갱이 1898년 타이티섬에서 그린 작품에 붙인 제목이다. 그중 첫 번째 질문에 대해 우리는 분명한 답을 알고 있다. 우리는 모두 별의 자식들이다. 상징적인 의미에서가 아니라 과학적으로 볼 때 그렇다. 인체의 70%를 차지하는 물은 산소와 수소로 이뤄져 있다. 그다음으로 많은 단백질과 지방은 탄소, 산소, 수소, 질소, 황으로 구성된 화합물이다. 그 외에 철과 마그네슘, 나트륨, 칼슘, 칼륨, 인 등이 조금씩 들어 있다. 이들 원소의 기원은 우주에 있다. 수소는 138억년 전 우주를 탄생시킨 빅뱅으로부터 38만년 후쯤 생겼다. 이때 소량의 헬륨과 극미량의 리튬도 생겨났다. 이 수소 구름이 뭉쳐져 별이 되고 별의 중심에서 차례로 다른 원소를 만들어 내는 핵융합이 시작됐다. 그 결과 헬륨을 거쳐 산소와 탄소, 네온, 규소, 철 등이 생겼다. 이보다 무거운 금, 납, 우라늄은 매우 무거운 별이 마지막에 초신성을 이루며 폭발할 때 만들어졌다. 태양계는 약 45억 6000만년 전 이런 초신성의 잔해가 모인 성운(별구름)에서 태어났다. 주로 수소로 구성된 이 성운의 지름은 빛이 1년 동안 가는 거리, 즉 1광년에 이르렀을 것이다. 이 별구름 주위에서 또 초신성이 폭발해 그 충격파가 흩어져 있던 별구름을 흔들어 뭉쳐지게 만들었다. 그 결과 태양계 전체 질량의 99% 이상을 차지하는 태양과 그 주변을 도는 아주 작은 행성들이 생성됐다. 지구는 그중 안쪽에서 세 번째 궤도 주변에 있던 미행성들이 합쳐진 것이다. 우리 몸을 이루는 원소들도 그때 지구에 자리잡게 됐다. 우리 은하, 즉 은하수에 있는 별들에서 오는 빛을 조사한 결과 인체의 구성 성분과 별 내부의 성분은 97% 일치하는 것으로 나타났다. 2017년 미국 뉴멕시코주에 있는 천체망원경으로 15만개의 별을 분석해 발표한 결과에 따르면 그렇다. 인류가 떨치지 못하는 질문은 이것이다. 우리는 우주에서 혼자인가? 인류가 엄청난 비용을 들여 우주선과 망원경을 계속 만들고 쏘아 올리는 것은 우주에서 스스로의 위치를 알기 위한 탐구심 때문이다. 미국, 유럽, 캐나다가 100억 달러를 들여 지난 연말 발사한 최첨단 적외선 우주망원경인 ‘제임스 웹’의 주된 사명 중 하나이기도 하다. 지구에서 150만㎞ 떨어진 곳에 위치한 웹은 기존의 허블망원경보다 6배 크며 관측 능력은 100배 강력하다. 135억년이 넘는 과거의 빛, 다시 말해 빅뱅 후 1억~2억 5000만년 후의 빛까지 볼 수 있다. 초기 우주의 어둠 속에서 최초로 별과 은하가 만들어지는 모습을 볼 수 있다는 말이다. 아주 멀리 있는 물체는 가시광선 영역에서는 매우 희미하거나 보이지 않게 된다. 우리에게 도달하는 빛은 지금도 팽창 중인 우주 공간을 통과하는 동안 파장이 길어져 적외선으로 변했기 때문이다. 웹이 근적외선, 중적외선 관측용으로 설계된 이유다. 글 머리의 두 번째 질문으로 돌아가 보자. 우리는 누구인가? 지구 생태계 먹이사슬의 최상위를 차지하고 있는 종이다. 생물 역사상 여섯 번째의 대멸종을 일으키고 있다는 의심을 받고 있다. 지금을 ‘인류세(世)’라는 지질시대로 명명할 정도로 환경을 파괴하고 기후를 변화시키고 있는 종이다. 우리가 알아 두어야 할 사실은 지구가 우주에서 특별한 위치에 있지 않다는 점이다. 우주의 은하는 2000억개가 넘으며 그중 하나인 우리 은하에 있는 별은 4000억개가 넘는다. 우리는 은하 중심에서 3분의1 거리에 있는 노란색 난쟁이별의 세 번째 행성에 살고 있다. 이 행성은 “태양 빛을 받으며 떠 있는 먼지의 티끌”, 즉 “창백한 푸른 점”(칼 세이건)에 불과하다.

미 항공우주국(NASA)이 제임스 웹 우주망원경(이하 웹 망원경)과 찬드라 X선 관측소의 데이터로 만든 새로운 천체 사진을 4일(현지시간) 공개했다. 지난 7월 첫 사진을 공개했던 웹 망원경은 그후 여러 망원경과 협력해 천체를 관측하는 임무를 수행해왔다. 지난달 말에는 허블 우주망원경과 함께 우주선이 소행성에 충돌해 궤도를 바꾸는 순간을 포착하기도 했다. 최근 NASA 과학자들은 웹 망원경이 새로 관측한 적외선 데이터를 찬드라의 X선 데이터와 결합해 지금까지 볼 수 없던 우주의 다양한 모습을 공개했다.가장 먼저 공개된 사진은 약 2억 9000만 광년 밖 페가수스자리 소은하군인 ‘스테판 5중주’ 모습이다. 은하 5개 중 4개가 서로 중력으로 묶여 근접했다 멀어지기를 반복해 춤추는 은하로도 불리며, 언젠가 서로 병합할 것으로 예상된다. 적외선 데이터(빨간색, 주황색, 노란색, 녹색, 파란색)는 휘몰아치는 가스 꼬리와 별 형성의 폭발 과정 등을 보여주며, X선 데이터(밝은 파란색)는 한 은하에서 방출한 충격파가 다른 은하들의 가스를 통과하며 거품 형상으로 나타난 모습을 보여준다.그다음은 약 5억 광년 밖 조각가 자리의 ‘수레바퀴 은하’ 모습이다. 지름은 15만 광년으로 우리은하보다 50% 더 크다. 중앙과 외곽으로 2개의 고리가 있는 ‘고리 은하’이기도 하다. 과학자들은 거대한 나선 은하가 다른 은하와 고속으로 충돌한 뒤 구조와 형태가 수레바퀴 모야으로 바뀐 것으로 분석한다. 찬드라로 관측한 파란색과 자주색 형상은 초고온으로 가열된 가스와 폭발하는 별, 중성자별과 같은 짝별에서 물질을 끌어당기는 블랙홀에서 나온 것이다. 웹 망원경의 적외선 데이터는 해당 은하 외에도 더 멀리 떨어진 2개의 작은 동반 은하를 배경으로 보여준다.세 번째 사진은 약 46억 광년 밖 날치자리 은하단 ‘SMACS 0723’ 모습으로, 약 130억 년 전 만들어진 초기 우주 천체의 빛을 담고 있다. 웹 망원경으로만 포착한 사진은 지난 7월 백악관 행사에서 공개된 바 있다. 여기에 밝은 파란색으로 더해진 찬드라 X선의 이미지는 중심부에 밀집한 가스를 보여준다.끝으로 산과 계곡을 담고 있는 듯한 ‘우주절벽’의 새로운 모습도 공개됐다. 이는 약 7600광년 밖 용골자리 성운(NGC 3372)에 있는 산개 성단인 ‘NGC 3324’ 내 거대한 공동(空洞)의 끝부분인데, 높은 봉우리가 솟아있는 험준한 산맥처럼 보인다. 이 공동은 중앙(상단)에 있는 젊고, 뜨거운 큰 별들이 내뿜는 항성풍과 강력한 자외선 방사가 만들어냈다. 여기에 상단의 확산하는 X선 방출은 NGC 3324 성단에서 가장 뜨겁고 무거운 3개의 별에서 방출되는 뜨거운 가스를 보여준다. 찬드라는 우주의 극도로 뜨거운 영역에서 나오는 X선 방출을 포착하고자 특별히 설계됐다. 찬드라의 데이터를 더하면 웹 망원경의 적외선 카메라로는 볼 수 없는 고에너지 방출 과정을 볼 수 있다. 웹 망원경은 지난해 12월 25일 프랑스령 기아나에서 아리안 5호 로켓에 실려 우주로 발사됐다. 이후 웹 망원경은 지구-달 거리의 약 4배인 160만㎞를 날아간 끝에 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 ‘제2 라그랑주점’(L2) 궤도에 안착해 관측 임무를 시작했다.

인류 역사상 최초로 소행성에 다트(DART) 우주선을 충돌시키는 실험이 성공적 끝난 가운데 이 여파가 지상의 천체망원경을 통해서도 포착됐다. 최근 미국 국립 광학·적외선 천문학연구실(NOIRLab)은 칠레에 위치한 지름 4.1m의 남방천체물리학연구(SOAR) 망원경이 촬영한 우주선과 소행성 충돌이 남긴 장엄한 흔적을 공개했다. 충돌 이틀 후의 모습을 담은 해당 이미지를 보면 밝게 빛나는 천체 주위로 길게 뻗어나간 긴 흰줄이 보이는데 이는 충돌 직후 소행성 표면에서 먼지와 기타 파편이 분출되는 모습이다. 곧 인공적인 충돌 여파가 우주에 생성된 것으로 놀랍게도 이 길이는 무려 1만㎞에 달한다. 마치 태양에 접근하는 혜성이 내부 물질을 태우면서 아름다운 긴 꼬리를 남기는 것 같은 현상이 우주에 펼쳐진 셈이다. 관측에 참여한 미 해군연구소 매튜 나이트 연구원은 "향후 이 꼬리가 훨씬 더 가늘어지고 분산되어 길어질 것"이라면서 "아마 이 꼬리는 태양계 주위를 떠다니는 다른 먼지와 비슷할 것"이라고 설명했다.앞서 한국시간으로 지난달 27일 오전 8시 14분 다트 우주선이 지구에서 1100만㎞ 떨어진 소행성 디디모스(Didymos)의 위성인 디모르포스(Dimorphos)와 충돌하는데 성공했다. 이날 다트 우주선은 초속 6.1㎞로 날아가 당초 목표했던 디모르포스와 일부러 충돌하면서 운명을 다했다. 당시 다트 우주선은 소행성에 충돌하는 순간 먼지를 일으키며 번쩍하는 모습을 보였는데 허블우주망원경의 관측결과에 따르면 충돌 지역의 밝기가 3배 이상 증가했으며 그 밝기도 무려 8시간이나 지속됐다. 　이날 운명을 다한 다트(Double Asteroid Redirection Test)는 폭발물을 탑재하지 않은 500㎏ 정도의 작은 우주선으로 지난해 11월 24일 발사됐다. 다트 우주선이 일부러 디모르포스와 충돌한 이유는 미래에 지구를 위협할 수 있는 소행성과 충돌해 그 궤도를 변경할 수 있는지 실험하는 것이다. 곧 미래에 지구를 위협할 수 있는 소행성의 궤도를 변경하려는 인류 최초의 실험인 셈으로 일단 목표했던 소행성과 충돌하는데는 성공했다. 

인류 역사상 최초로 소행성에 다트(DART) 우주선을 충돌시키는 실험이 일단 성공적 끝난 가운데 이 장면이 대표적인 우주망원경에 포착됐다. 지난 29일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경(이하 허블)과 제임스 웹 우주망원경(이하 웹 망원경)이 포착한 소행성 충돌 순간의 모습을 공개했다.공개된 이미지를 보면 다트 우주선이 소행성에 충돌하는 순간 그 여파로 먼지를 일으키며 번쩍하는 모습이 담겼는데, 허블의 관측결과에 따르면 충돌 지역의 밝기가 3배 이상 증가했으며 그 밝기도 무려 8시간이나 지속됐다. 　 앞서 한국시간으로 27일 오전 8시 14분 다트 우주선이 지구에서 1100만㎞ 떨어진 소행성 디디모스(Didymos)의 위성인 디모르포스(Dimorphos)와 충돌하는데 성공했다. 이날 다트 우주선은 초속 6.1㎞로 날아가 당초 목표했던 디모르포스와 일부러 충돌하면서 운명을 다했다. NASA 행성 과학 부문 책임자인 로리 글레이즈는 “인류의 새로운 시대가 열렸다”면서 “소행성 충돌과 같은 위협으로부터 자신을 보호할 수 있는 능력을 지닌 시대에 이르렀다”고 평가했다.　당시 충돌 순간을 지켜보기 위해 지구촌의 많은 천체망원경들이 디모르포스에 초점을 맞췄는데 두 우주망원경 역시 예외는 아니었다. NASA에 따르면 이는 허블과 웹 망원경이 같은 대상을 놓고 동시에 수행한 첫번째 작업이다. 빌 넬슨 NASA 국장은 "허블과 웹 망원경이 사상 첫번째로 함께 일하며 동일한 대상의 이미지를 촬영했다"면서 "이를 통해 우리는 더욱 많은 것을 알 수 있게 될 것"이라며 의미를 부여했다. 허블과 웹 망원경은 대표적인 우주망원경으로 꼽히지만 그 특징은 서로 다르다. 먼저 최신형인 웹 망원경은 주경 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 또한 웹 망원경은 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 이에비해 허블은 웹 망원경과 비교해 주경이 작고 적외선까지 볼 수 없지만 가시광선, 근적외선 스펙트럼으로 천체를 본다. 따라서 웹 망원경과 허블이 촬영한 데이터를 결합해 서로 보안하면 우주에 대한 보다 포괄적인 통찰력을 얻을 수 있다.한편 27일 운명을 다한 다트(Double Asteroid Redirection Test)는 폭발물을 탑재하지 않은 500㎏ 정도의 작은 우주선으로 지난해 11월 24일 발사됐다. 다트 우주선이 일부러 디모르포스와 충돌한 이유는 미래에 지구를 위협할 수 있는 소행성과 충돌해 그 궤도를 변경할 수 있는지 실험하는 것이다. 곧 미래에 지구를 위협할 수 있는 소행성의 궤도를 변경하려는 인류 최초의 실험인 셈으로 일단 목표했던 소행성과 충돌하는데는 성공했다. 다만 실제 목표했던 대로 소행성의 궤도를 일부 변화시켰는지는 추후 지상 망원경으로 확인할 예정이다. 

지구에서 발사한 우주선으로 소행성에 충돌시키는 실험을 역사상 최초로 성공했다. 이는 소행성 충돌로 지구를 멸종 위기에서 구할 수 있는 '지구 방어 방법'을 테스트하기 위한 것이다.  미 항공우주국(NASA)의 DART(Double Asteroid Rendezvous Test) 우주선은 한국시간 27일 오전 8시 14분에 지구에서 1100만km 떨어진 작은 소행성에 충돌했다. 목표는 디모르포스라고 불리는 우주 암석의 궤도를 더 큰 소행성 모체 디디모스 주위로 변경함으로써 지구로 향할 경우 위험한 소행성을 비켜가게 할 수 있는 것을 증명하는 것이다.  6600만 년 전 지름 10km의 소행성 하나가 멕시코 유카탄 반도의 칙술루브에 충돌함으로써 공룡이 멸종되었는데, 이 실험은 그 같은 위험이 인류에게 닥치는 것을 피하기 위한 것이다.  NASA의 수석 과학자이자 수석 기후 고문인 캐서린 캘빈은 추락 전 "공룡은 그들을 도울 우주 프로그램이 없었지만 우리는 갖고 있다"고 말하면서 "따라서 DART는 미래의 잠재적 위험을 예측하고 그로부터 지구를 보호하는 방법에 대한 중요한 진전을 나타낸다"고 덧붙였다.  이번 실험에 쓰인 우주선 DART는 ‘쌍소행성 궤도 수정 시험(Double Asteroid Redirection Test)’이란 의미의 영문 약자다. 개발비로 3억3000만 달러(한화 약 4700억원)가 들어갔다. 다트는 지난해 11월 24일 스페이스X의 팰컨9 로켓에 실려 발사됐다. 이후 지금껏 태양전지판으로 만든 전기로 이온을 분사하며 비행했다.  골프 카트 크기의 DART 우주선은 한국시간 27일 오전 8시 14분에 디모르포스와 충돌했다. 충돌 전 우주선은 초속 7km라는 엄청난 속도를 기록했다. DART 우주선은 일반 탐사선만큼 크지는 않지만, NASA는 무게 600kg인 우주선이 폭 163m의 디모르포스를 충격함으로써 모소행성 주위를 조금 더 빠르게 움직이게할 수 있을 것으로 예측했다.  NASA의 임무를 감독하는 존스홉킨스 대학 응용연구연구소(JHUAPL)의 DART 조정 책임자인 행성 과학자 낸시 샤봇은 "우주선이 매우 작아 골프 카트를 대피라미드에 충돌시키는 것처럼 느껴진다"고 묘사한다.  목표물과의 충돌 코스에 진입한 우주선이 속도를 내면서 JHUAPL에 있는 DART 임무센터에는 긴장이 고조되었다. DART의 마지막 4시간은 대부분 자동화되었으며, 우주선의 항법 시스템은 접근 마지막 시간에 디모르포스에 고정되었다. DART의 메인 카메라는 우주선이 소행성에 충돌하면서 먹통이 될 때까지 매초마다 사진을 지구로 보냈다.다른 우주선도 충돌을 목격했다. NASA의 새로운 제임스웹 우주망원경, 허블 우주망원경 및 자체 소행성 임무를 수행하는 루시 우주선은 모두 태양계를 가로질러 각각의 유리한 지점에서 충돌을 추적했다. 지구에서는 지상 기반 망원경의 방대한 네트워크가 이벤트 관측에 대비했으며, 시간이 지남에 따라 디디모스-디모르포스 시스템에서 과연 디모르포스가 현재 궤도에서 얼마나 더 빠르게 움직이는지 확인될 것으로 보인다. "우리의 기대치는 73초이지만 실제로는 약 10분 정도 변경될 것으로 생각한다"라고 관계자가 밝혔다. 다트 우주선과 충돌한 디모르포스의 공전 궤도는 이전보다 안쪽으로 작아지면서 공전 시간이 10~15분 단축될 것으로 예상된다.디모르포스 소행성과 충돌하면서 다트에 탑재된 카메라는 현재 먹통이 됐다. 이에 다트 뒤에서 비행하던 이탈리아 우주국의 큐브샛 ‘리차큐브(LICIACube)’가 충돌 이후 상황을 중계한다. 리차큐브는 충돌 3분 뒤 디모르포스를 지나가며 다트 우주선과 소행성 상태를 카메라에 담는다. 이탈리아 우주국에 따르면 리차큐브가 찍은 사진은 충돌 실험 이후 24시간 이내 확인할 수 있다. DART 충돌이 행성 방어 테스트로 성공했는지 확인하는 데는 시간이 걸릴 것으로 보인다.

미국항공우주국(NASA)이 지난해 쏘아올린 다트(DART) 우주선이 소행성에 충돌하는 실험에 성공했다. 지구로부터 1100만㎞ 떨어진 심우주였다. 하지만 할리우드 영화에나 나올 법한 ‘딥 임팩트’ 실험 결과 이 소행성의 궤적을 변경했는지는 조금 더 시간이 흘러야 확인할 수 있다. 다트는 ‘쌍(雙) 소행성 궤도수정 실험’(Double Asteroid Redirection Test)의 머릿글자 모음이다. 26일 오후 7시 14분(미국 동부시간, 한국시간 27일 오전 8시 14분) 우주 암석 디디모스의 위성인 소행성 디모르포스와 시속 2만 2530.81㎞의 속도로 충돌하는 데 성공했다. 사실 디모르포스는 이대로 진행해도 지구와 충돌할 위험은 1도 없다. 다만 이번 실험은 충돌로 디모르포스의 궤적에 변경을 가할 수 있는지 확인하려는 것이다. 다트 임무의 시스템 엔지니어 엘레나 애덤스는 “우주선을 제어하는 방법에 있어서 아주아주 정확해야 한다”며 “우주에서 아주 작은 물체를 타격하는 일은 정말 어렵지만, 우리는 그것을 해낼 것이라 믿는다”고 말했다. 지난 2005년 미국 의회는 도시를 파괴할 수 있을 만큼 큰 지구 근처 소행성의 90%를 찾아낼 것을 NASA에 주문했다. 지름 30.48㎝나 그 이상의 소행성 등이다. 그러나 미국 의회의 예산 편성이 뜻한 대로 되지 않아 임무의 과반이 미완인 상태다. 약 1만 5000개의 소행성이 남아 있다. 다만 소행성을 폭파시키는 것이 정답은 아니라고 한다. 행성을 발사체로 타격하면 다른 궤도로 밀어 넣을 수도 있기 때문이다. 인류가 소행성 충돌로부터 지구를 방어하기 위한 전략을 실제 소행성을 대상으로 실험한 것은 처음으로, 지구방어 전략이 실험실을 떠나 현실화하는 계기가 될 전망이다. 정말로 디모르포스의 궤적을 바꿨는지 확인하려면 몇 주가 걸린다. 다트와 함께 발사된 리시아큐브(LICIAcube)가 뒤따르며 다트의 소멸 모습을 담을 예정이다. 이 밖에 허블 우주망원경과 제임스 웹 우주망원경, 루시를 포함한 다른 우주선 등도 충돌과 그 뒤를 지켜본다.

할리우드 영화에나 나올 법한 미국 항공우주국(NASA)의 ‘딥 임팩트’ 실험이 몇 시간 뒤에 시작된다. NASA-TV는 26일(이하 현지시간) 지구에 위협을 가하는 물체의 진행방향을 바꿀 수 있게 하는 기술을 시험하려고 지난해 발사한 다트(DART, Double Asteroid Redirection Test) 우주선이 직경 160m 밖에 안 되는 소행성 디모르포스(Dimorphos)에 충돌할 것으로 예상된다고 밝혔다. 일간 뉴욕 타임스(NYT)에 따르면 다트는 미국 동부시간으로 오후 7시 14분(한국시간 27일 오전 8시 14분)쯤 우주 암석 디디모스의 위성인 작은 소행성 디모르포스에 시속 2만 2530㎞의 속도로 충돌할 예정이다. NASA는 오후 6시부터 중계를 볼 수 있으며, 연속 사진은 오후 5시 30분부터 확인할 수 있다고 밝혔다. 지난 2005년 미국 의회는 도시를 파괴할 수 있을 만한 크기의 소행성 가운데 90%를 찾아내라고 NASA에 주문했다. 지름 30.48㎝나 그 이상의 소행성 등이다. 그러나 미국 의회의 예산 편성이 뜻한 대로 되지 않아 임무의 과반이 미완인 상태다. 약 1만 5000개의 소행성이 남아 있다. 다만 소행성을 폭파시키는 것이 정답은 아니라고 한다. 행성을 발사체로 타격하면 다른 궤도로 밀어 넣을 수도 있기 때문이다. 사실 디모르포스는 이대로 진행해도 지구와 충돌할 위험은 1도 없다. 다만 이번 실험은 충돌로 디모르포스의 궤적에 변경을 가할 수 있는지 확인하려는 것이다. 다트 임무의 시스템 엔지니어 엘레나 애덤스는 “우주선을 제어하는 방법에 있어서 아주아주 정확해야 한다”며 “우주에서 아주 작은 물체를 타격하는 일은 정말 어렵지만, 우리는 그것을 해낼 것이라 믿는다”고 말했다. 계획대로 되면 소행성 디모르포스의 궤도는 더 큰 디디모스에 가까워질 전망이다. 디모르포스의 구조와 구성 물질에 따라 변화의 폭이 달라질 것으로 보인다.만약 디모르포스가 고체이고 다트가 작은 크레이터 조각이라면 그 변화는 물리학의 법칙을 따를 것이다. 즉 두 물체가 충돌하면서 붙게 된다. 560㎏의 다트는 디모르포스와 반대 방향으로 움직이기 때문에 소행성의 운동량 일부가 감소되면서 디디모스에 더 가까이 다가가 속도를 높일 것이다. 만약 디모르포스가 중력으로 묶인 잔해 더미에 가깝다면 그 충격은 깊은 분화구를 만들고 우주로 파편들을 쏟아낼 것이다. 그 암석의 폭포는 소행성에 부딪치는 로켓 엔진의 추진력과 같을 것이다. 이 때 디모르포스의 궤도는 디디모스에 더 가까이 내려갈 것으로 예상된다. NYT는 임무가 제대로 진행되는지 알기까지 시간이 조금 걸릴 것이라고 보도했다. 다트와 함께 발사된 리시아큐브(LICIAcube)가 뒤따르며 다트의 소멸 모습을 담을 예정이다. 이 밖에 허블 우주망원경과 제임스 웹 우주망원경, 루시를 포함한 다른 우주선 등도 충돌을 지켜볼 예정이다. 사실 NASA는 이번 실험의 성공 가능성을 10% 정도로 보고 있다는 관측도 나온다.

미국 항공우주국(NASA)의 제임스 웹 우주망원경(이하 제임스 웹)이 태양계 끝 행성인 해왕성의 모습을 선명하게 포착했다. NASA는 21일(현지시간) 제임스 웹이 해왕성을 촬영한 사진을 처음 공개했다. 사진은 지난 7월 12일 촬영된 것으로, 해왕성뿐만 아니라 해왕성의 고리, 희미한 먼지띠, 14개 위성 중 7개의 모습도 담겼다. 제임스 웹 사진에서 가장 눈에 띄는 부분은 토성과 비슷한 고리다. 제임스 웹은 모두 5개인 해왕성의 고리 중 4개를 관측했다. 이중 2개는 NASA의 보이저 2호가 1989년 해왕성을 근접비행하며 촬영한바 있다. 일반적으로 고리를 갖고 있는 행성이라면 토성을 떠올리지만 태양계의 외행성인 목성과 토성, 천왕성과 해왕성에는 모두 고리가 있다. 다만 토성을 제외하고는 고리가 얇고 희미해 관측하기가 쉽지 않을 뿐이다.  제임스 웹 프로젝트에 참여한 하이디 해멜 박사는 “해왕성의 고리를 마지막으로 본 지도 어느덧 30년도 더 지났다. 그렇지만 적외선으로 해왕성의 고리를 본 사례는 이번이 처음”이라고 밝혔다.해왕성은 태양계의 가장 외곽에 있는 태양계 8번째 행성이다. 이 행성은 태양과 지구와의 거리보다 30배 더 먼 곳에 있는데 태양과의 거리는 45억㎞나 떨어져 있다. 따라서 해왕성에서 태양은 희미하게 보일 수밖에 없다. NASA는 “해왕성에서도 햇빛을 가장 많이 받는 정오의 밝기는 지구의 해질녘 무렵과 비슷하다”고 설명했다. 해왕성은 대기가 주로 메탄 성분으로 구성돼 있어 기존의 허블 망원경으로 촬영했을 때 파란색으로 보였다. 메탄 가스가 적외선을 흡수해 파란색으로 보이는 것이다. 그러나 제임스 웹은 근적외선 카메라를 사용해 파란색이 드러나지 않아 유백색으로 보인다. 그중에서도 밝게 보이는 부분은 고고도의 메탄 얼음 구름층인데, 메탄에 앞서 햇빛이 반사됐기 때문이다. 연구팀은 “해왕성의 대기 구성을 알아낼 수 있을 것”이라고 말했다. 또 해왕성의 적도 주위에는 밝고 가는 선이 돌고 있는 것으로 나타났다. 해왕성의 대기가 순환하면서 바람과 폭풍이 유발되는 모습이다. 대기는 적도에서 온도가 더 높아 주변 차가운 가스보다 더 밝게 빛난다. 이밖에도 해왕성의 남극뿐 아니라 북극에 가까운 곳에서도 밝은 소용돌이가 처음 발견됐다. 특히 제임스 웹은 해왕성의 위성 14개 중 7개도 포착했다. 그중 가장 큰 위성인 트리톤은 해왕성과 반대 방향으로 도는 역행위성이다. 천문학자들은 트리톤이 모성 근처에서 태어난 것이 아니라 카이퍼 벨트에 있다가 중력에 끌려온 것일 수 있다고 추정한다. 카이퍼 벨트는 해왕성 너머에 있는데 50억 년 전 태양계가 형성되던 당시 행성으로 커지지 못한 작은 천체와 얼음 알갱이들이 구름처럼 퍼져 있다. 연구팀은 앞으로 몇 년간 해왕성과 트리톤을 더 연구하고자 제임스 웹을 사용할 계획이다.

지구에서 약 1350광년 떨어져 비교적 가까운 곳에 위치한 오리온 성운(Orion Nebula)의 모습이 제임스웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)에 포착됐다. 지난 12일(현지시간) 미국 CNN 등 외신은 웹 망원경이 별 탄생의 비밀을 간직한 오리온 성운의 복잡한 세부 모습을 촬영했다고 보도했다. 성간 가스와 먼지가 구름처럼 펼쳐져 있는 오리온 성운은 45억 년 전 형성된 우리 태양계와 유사하며 이 때문에 별과 행성계가 어떻게 형성되는지에 대한 단서를 제공한다. 또한 오리온 성운은 맨 눈으로도 관측이 가능한 대표적인 발광성운(發光星雲·주위의 열을 받아 스스로 빛을 내는 성운)으로 그간 허블우주망원경 등 여러 장비를 통해 관측돼 왔다. 특히 오리온 성운은 수많은 별과 행성들이 태어나는 '별들의 요람'이지만 가스와 먼지로 뭉쳐져 있어 그 속을 들여다보기 어려웠다.이번에 웹 망원경은 첨단 적외선 장비 덕에 그 속의 일부가 나타났는데 이는 과거 같은 곳을 촬영한 허블우주망원경과의 비교 이미지를 통해 확연히 드러난다. 먼저 허블우주망원경이 촬영한 사진을 보면 오리온 성운은 먼지와 가스에 가려 전반적으로 뿌연 모습이지만 웹 망원경의 사진에는 먼지 층과 성운의 내부 깊숙한 곳이 일부 드러난다. 웹 망원경 관측 프로그램에 참여 중인 캐나다 웨스턴대학 천체물리학자 엘스 피터스는 "웹 망원경이 촬영한 오리온 성운의 이미지를 처음보고 숨막힐 정도로 압도됐다"면서 "새로운 관측을 통해 우리는 거대한 별이 태어난 가스와 먼지 구름이 어떻게 변형되는지 더 잘 이해할 수 있게 됐다"고 평가했다.한편 오리온 성운은 지름이 약 24광년으로 화려하게 빛나는 것이 특징인데 그 이유는 심장부에 매우 무겁고 밝은 어린 별 4개가 존재하기 때문이다. 전문가들은 이 별과 그 주위 천체들의 집단을 ‘트라페지움’(Trapezium), 곧 사다리꼴 성단이라 부른다. 다른 성운과 마찬가지로 성간 가스와 먼지로 가득찬 구름같은 이 속에서 인간의 머리로는 상상할 수 없는 수많은 별들이 새로 태어난다.  

일명 ‘우주의 독거미’라 불리는 타란툴라 성운(Tarantula Nebula)의 역대 가장 선명한 모습이 제임스웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)에 포착됐다.지난 6일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 웹 망원경이 그간 볼 수 없었던 수많은 젊은 별들을 포함한 타란툴라 성운의 새로운 모습을 포착했다고 밝혔다. 전체적인 모습이 거미줄을 친 타란툴라의 서식지를 연상시켜 이같은 별칭이 붙은 타란툴라 성운은 수많은 별들이 탄생하는 '별들의 요람'이다. 지구에서 약 16만 1000광년 떨어진 대마젤란 성운에 속해있으며 '30도라두스'(Doradus)라는 이름으로도 불린다. 특히 타란툴라 성운은 우리은하와 가장 가까운 성운 중 하나로 수많은 별들이 어떻게 탄생하고 사라지는지를 우리에게 생생히 알려준다.이 때문에 허블우주망원경 등 여러 관측장비가 과거 타란툴라 성운을 관측한 바 있으나 인류 역사상 가장 크고 강력한 웹 망원경에는 그간에 볼 수 없었던 '배경'도 담겼다. 총 340광년에 펼쳐진 타란툴라 성운의 모습을 보면 전체적인 모습이 과거 허블망원경의 사진과 비교해 확연히 선명해졌다. 특히 이번 사진에는 그간 한 번도 볼 수 없었던 천체의 모습도 담겼는데 사진 속 중앙에 위치한 수많은 푸른색 점들이 바로 젊은 별들이다. 과거에 성운의 먼지에 가려 볼 수 없었던 별들이 웹 망원경의 첨단 적외선 장비에 잡힌 셈이다.웹 망원경은 기존 허블우주망원경과는 전혀 다른 형태를 취한 우주망원경이다. 육각형 거울 18개를 벌집의 형태로 이어붙여 만든 주경은 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다.또한 웹 망원경은 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 　 　 

우리은하에 있는 별 가운데 80%는 태양보다 작고 어두운 적색왜성이다. 사실 태양보다 크고 무거운 별은 생각보다 흔하지 않다. 생성되는데 많은 가스가 필요할 뿐 아니라 핵융합 반응이 훨씬 강하게 일어나 수명이 짧기 때문이다. 태양 질량의 100배가 넘은 초대형 별은 극단적으로 수명이 짧아 수백만 년 이내로 초신성 폭발을 일으키면서 사라진다. 당연히 은하계에도 이런 별은 손에 꼽을 정도로 적다. 이런 초대형 별 가운데서도 가장 큰 별의 후보가 바로 R136a1이다. R136a1은 우리은하가 아니라 대마젤란은하에 있는 별로 16만 광년이나 떨어져 있다. 하지만 밝기가 태양의 수백만 배에 달해 이미 오래전부터 많은 관측이 이뤄졌다. 과학자들은 이 별의 질량이 태양의 250~320배일 것으로 추정했다.  최근 천문학자들은 칠레에 있는 8.1m 구경 제미니 사우스 망원경을 이용해 R136a1을 상세히 관측했다. 사실 제미니 사우스 망원경 자체는 이전에 R136a1을 관측하는 데 사용했던 허블 우주 망원경보다 성능이 우수하다고 보기는 어렵다. 주경의 지름은 몇 배 크지만, 대신 지구 대기의 간섭이 관측을 방해해 사진이 흐려지기 때문이다.  하지만 과학자들은 제미니 사우스 망원경에 새로 설치된 조로(Zorro) 장치를 이용해 이 문제를 극복했다. 조로는 60밀리초 단위로 수천 장의 사진을 찍은 후 이 이미지를 보정해 허블 우주 망원경보다 더 선명한 이미지를 얻을 수 있다. 새로운 이미지 처리 기술 덕분에 과학자들은 R136a1의 실제 질량이 이전 관측치 보다 낮은 태양의 170-230배 정도라는 사실을 알아냈다. 먼 거리와 별 주변의 가스로 인해 관측 시 이미지가 흐려지기 때문에 사실 허블 우주 망원경도 정확한 관측에 한계가 있었다. 따라서 허블 우주 망원경으로도 주변이 번져 보였지만, 이번에 관측한 이미지는 훨씬 선명한 별의 모습을 보여준다. (사진)  처음 생각보다 조금 작아졌다고 해도 R136a1은 우주에 극히 드문 초거대 별이다. 이런 거대 괴물별의 정확한 질량과 밝기, 크기는 여전히 미스터리이다. 과학자들은 새로운 최신 관측 기술과 망원경으로 그 비밀을 하나씩 풀어낼 것이다.

인류 역사상 가장 크고 강력한 제임스웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)이 처음으로 외계행성의 모습을 직접 촬영하는데 성공했다. 지난 1일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 그간 제대로 볼 수 없었던 외계행성 'HIP 65426 b'의 모습을 웹 망원경을 통해 포착했다고 밝혔다. 지구에서 약 385광년 떨어져 우주적인 관점에서는 가까운 곳에 위치한 HIP 65426 b는 목성과 같은 가스행성이다. 나이는 약 1500~2000만 년으로 지구와 비교하면 아기 수준으로 목성 질량의 6~12배에 달한다. HIP 65426 b는 지난 2017년 칠레에 위치한 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)에 의해 처음 존재가 확인됐다. 당시 천문학자들은 이 외계행성을 짧은 적외선 파장으로 관측했으나 지구 대기에 가로막혀 자세히 볼 수는 없었다. 그러나 이같은 문제는 웹 망원경의 강력한 성능이 해결했다. 지구에서 약 150만㎞ 떨어진 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 라그랑주2에 위치한 웹 망원경은 주변의 별빛을 차단할 수 있는 근적외선 카메라(NIRCam)등으로 HIP 65426 b를 직접 들여다봤다. 이번에 공개된 것은 4개의 필터로 촬영됐으며 NASA 측은 외계행성 중 가장 선명한 이미지라고 자평했다.특히 HIP 65426 b의 촬영이 가능했던 것은 항성 HIP 65426와 멀리 떨어져있기 때문이다. 일반적으로 외계행성의 직접적인 촬영이 어려운 것은 주위 항성의 빛 때문이다. 그러나 HIP 65426와 HIP 65426 b의 거리는 지구와 태양과 비교해 약 100배나 멀리 떨어져있고 여기에 주위 별빛을 분리하는 웹 망원경의 첨단 기술이 한 몫 했다. 이미지 분석을 주도한 산타크루즈 캘리포니아대학 아린 카터 연구원은 "이처럼 외계행성의 이미지를 얻는 것은 우주의 보물찾기와 같다"면서 "가장 흥미로운 점은 우리가 막 이 작업을 시작했다는 것으로 향후 그간 알려지지 않은 많은 행성을 발견할 수 있을 것"이라고 밝혔다. 　한편 웹 망원경은 기존 허블우주망원경과는 전혀 다른 형태를 취한 우주망원경이다. 육각형 거울 18개를 벌집의 형태로 이어붙여 만든 주경은 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 또한 웹 망원경은 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다.  

유럽우주국(ESA)이 지난 29일(현지시간) 제임스웹 우주망원경과 허블우주망원경이 촬영한 이미지로 만든 ‘유령은하’의 모습을 공개했다. 지구에서 약 3200만 광년 떨어진 유령은하는 수많은 천체를 나선처럼 품고 있는 나선은하로 ‘메시에 74’(M74)로 불린다. M74는 표면 밝기가 높지 않아 아마추어 망원경으로는 관측하기 어려워 유령은하라는 별칭을 갖고 있다. 왼쪽 사진은 가시광선과 근적외선 스펙트럼으로 천체를 보는 방식인 허블우주망원경으로 M74를 포착한 모습. 오른쪽 사진은 적외선 관측으로 특화된 제임스웹 우주망원경으로 찍은 모습. 가운데 사진은 두 사진 데이터를 결합해 M74의 형상을 보완한 것이다. ESA 제공

인류 역사상 가장 크고 강력한 제임스웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)과 지금도 '노익장'을 과시하고 있는 허블우주망원경이 흥미로운 '합작품'을 내놨다. 지난 29일(현지시간) 유럽우주국(ESA)은 웹 망원경과 허블우주망원경이 촬영한 이미지로 만든 '유령은하'(Phantom Galaxy)의 모습을 공개했다. 지구에서 약 3200만 광년 떨어진 물고기 자리에 위치한 유령은하는 수많은 천체를 나선처럼 품고있는 나선은하로 '메시에 74'(이하 M74)로 불린다. 지구와 거의 마주하고 있는 M74는 표면 밝기가 낮아 아마추어 망원경으로는 관측하기 쉽지 않아 유령은하라는 으스스한 별칭을 갖고있다. 특히 M74는 다른 나선은하에 비해 나선팔이 확실하게 두드러지는 특징을 보여 이에대한 기원과 구조를 연구하는 천문학자들에게 좋은 관측대상이다.과거 심연의 우주 속에 유령처럼 숨어있던 M74를 확실히 드러낸 것은 허블우주망원경이었다. 그리고 최근 웹 망원경도 M74를 촬영했는데 두 이미지를 합치면 보다 생생한 은하의 '진면목'을 들여다 볼 수 있다. 먼저 웹 망원경은 주경 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 또한 웹 망원경은 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 이에비해 허블우주망원경은 웹 망원경과 비교해 주경이 작고 적외선까지 볼 수 없지만 가시광선, 근적외선 스펙트럼으로 천체를 본다. 따라서 웹 망원경과 허블우주망원경이 촬영한 데이터를 결합해 서로 보안하면 우주에 대한 보다 포괄적인 통찰력을 얻을 수 있다. ESA 측은 "웹 망원경의 '날카로운' 시야는 이미지 중앙에서 바깥쪽으로 휘어지는 거대한 M74 나선 팔의 섬세한 구조를 드러낸다"면서 "허블 등 기존 관측 데이터에 웹 관측 결과를 추가하면 은하에서 별이 생성되는 영역을 정확히 찾아낼 수 있다"고 설명했다.  

'태양계 큰형님' 목성의 새로운 모습이 제임스 웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)에 의해 포착됐다. 지난 22일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 웹 망원경이 포착한 오로라와 위성들, 희미한 고리의 모습을 한꺼번에 담은 목성의 모습을 공개했다.이 사진은 지난달 27일 오래된 별과 은하의 빛을 감지할 수 있는 웹 망원경의 근적외선 카메라(NIRCam)로 촬영된 적외선 이미지로 그간 볼 수 없었던 목성의 새로운 모습이 담겨있다. 먼저 목성과 그 주위가 선명하게 드러난 사진을 보면 특유의 고리가 희미하게 모습을 드러낸다. 또한 목성의 북극과 남극의 오로라 모습도 포착됐으며 그 외에 위성인 아말테아(Amalthea), 아드라스테아(Adrastea)도 작은 점 수준으로 궤도에 자리잡고 있다.목성의 모습이 전면에 드러난 또다른 사진(사진 아래)을 보면 북극과 남극에 걸쳐 기존에 보기 힘들었던 오로라의 모습이 선명히 드러나는데 이는 실제 모습이 아니라 적외선으로 촬영된 것을 쉽게 보기위해 인위적으로 가공한 것이다. 또한 사진 속에는 목성의 상징인 대적점(사진 속 목성 중앙 하단 오른편)도 선명히 모습을 드러내고 있다. 대적점은 대기현상으로 발생한 일종의 폭풍으로 1만6000㎞ 정도로 지구 하나 쯤은 쏙 들어갈 수 있는 크기다. 웹 망원경 관측 프로그램에 참여하고 있는 미국 버클리 캘리포니아 대학 임케 데 파테 명예교수는 "지금까지 이같은 목성의 모습을 본 적이 없다"면서 "목성의 고리, 작은 위성, 심지어 먼 은하를 배경으로한 목성의 세부 사항을 하나의 이미지에서 볼 수 있다는 사실 자체가 놀랍다"고 밝혔다. 한편 인류 역사상 가장 크고 강력한 성능을 가진 웹 망원경은 1990년부터 30년 넘게 우주 탐색 임무를 수행했던 허블우주망원경을 대체하기 위해 제작됐으며, 여기에는 NASA 외에도 유럽우주국(ESA)과 CAS가 함께 했다. 지난해 12월 25일 발사된 웹 망원경은 160만㎞를 날아간 끝에 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 제2라그랑주점(L2)에 무사히 도착해 현재 임무를 수행 중이다.

올해 천문학 분야에서 가장 중요한 사건은 오랜 시간 막대한 비용을 들여 개발한 제임스 웹 우주 망원경이 본격적으로 관측을 시작했다는 것이다. 천문학과 천체물리학의 발전은 결국 더 멀리 있고 희미한 천체를 더 자세히 볼 수 있는 관측 기술에 달려 있다고 해도 과언이 아니다. 예를 들어 더 멀리 떨어진 은하를 관측하면 그만큼 더 오래전 은하를 관측할 수 있기 때문에 우주 초기의 일을 알아낼 수 있다.  하지만 희미한 천체라고 해서 반드시 별이나 은하를 의미하지는 않는다. 그보다 훨씬 작은 천체도 어둡고 희미해서 잘 보이지 않을 수 있다. 대표적인 천체가 갈색왜성이다. 갈색왜성은 목성 질량의 80배 (태양 질량의 대략 8%) 이하인 가스 천체로 안정적인 수소 핵융합 반응을 유지할 수 없어 보통 실패한 별로 불린다. 하지만 중수소 같은 미량 원소를 이용해서 약한 핵융합 반응을 할 수 있어 행성과는 구분된다. 별과는 비교할 수 없을 정도로 차갑고 어둡지만, 그래도 스스로 빛을 내기는 하는 천체가 갈색왜성이다.  이탈리아 트리에스테 천문학 관측소의 마리오 노니노 (Mario Nonino)가 이끄는 국제 과학자팀은 제임스 웹 우주 망원경이 가동 초기에 관측한 은하단인 Abell 2744의 이미지를 분석해 우연히 같이 찍힌 어두운 갈색왜성을 발견했다.  제임스 웹 우주 망원경이 포착한 갈색왜성 GLASS-JWST-BD1은 지구에서 1,850-2,350광년 정도 떨어져 있는 목성 질량의 31배 정도 되는 갈색왜성이다. 이 갈색왜성의 표면 온도는 600K (섭씨 327도)로 목성 같은 차가운 가스 행성보다 뜨겁지만, 별보다 훨씬 차가워 일반적인 망원경으로는 관측하기 어렵다. 참고로 GLASS-JWST-BD1는 갈색왜성 가운데 가장 어두운 T형에 속한다.  제임스 웹 우주 망원경은 허블 우주 망원경보다 더 강력한 성능을 지녔을 뿐 아니라 이렇게 차갑고 어두운 천체를 관측하는데 유리한 적외선 관측 기능에 특화되어 있다. 이번 관측도 제임스 웹 우주 망원경의 근적외선 카메라 (NIRCam)와 다른 장비의 힘이 컸다.  갈색왜성은 우리에게 별로 중요하지 않은 천체로 생각되지만, 천문학자들에게는 매우 흥미로운 이야깃거리를 간직한 천체다. 우리 은하에 별만큼 많은 갈색왜성이 존재할 수 있지만, 이들 가운데 실제로 관측된 것은 극히 적어 아직도 베일에 가려 있는 미스터리 천체이기도 하다. 허블 우주 망원경을 뛰어넘는 성능을 지닌 제임스 웹 우주 망원경은 GLASS-JWST-BD1처럼 우리 은하 곳곳에 숨어 있는 갈색왜성을 다수 포착해 그 비밀을 풀어낼 것으로 기대된다.