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'허블우주망원경' 외계행성 찾아줘서 고마워요

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'허블우주망원경' 외계행성 찾아줘서 고마워요

2020.01.13 06:00
허블우주망원경이 관측한 큰곰자리에 있는 100억광년 이상 떨어진 은하들이 있는 작은 영역인 ‘허블 딥 필드(Hubble Deep Field)’. 우주 진화의 비밀을 이해할 수 있는 중요한 단서들이 포함돼 있다. 일부 은하는 빅뱅 후 비교적 초창기인 10억년이 채 되기 전에 형성된 것이다. NASA 제공.
허블우주망원경이 관측한 큰곰자리에 있는 100억광년 이상 떨어진 은하들이 있는 작은 영역인 ‘허블 딥 필드(Hubble Deep Field)’. 우주 진화의 비밀을 이해할 수 있는 중요한 단서들이 포함돼 있다. 일부 은하는 빅뱅 후 비교적 초창기인 10억년이 채 되기 전에 형성된 것이다. NASA 제공.

지난해 노벨물리학상은 태양계 바깥의 외계행성을 처음 발견한 미셸 마요르 스위스 제네바대 교수와 그의 제자 디디에 쿠엘로 제네바대 교수에게 돌아갔다. 지구가 항성인 태양 주위를 도는 행성이라면 외계행성은 다른 항성 주위를 도는 행성이다. 두 수상자가 1995년 10월 첫 외계행성을 발견한 이후 현재까지 관측된 외계행성은 4000개가 넘는다.


천문학자들은 1990년 4월 지구 저궤도 610km로 발사된 허블우주망원경을 통해 외계행성의 모습을 직접 관측하고 있다. 허블우주망원경이 외계행성 연구 활성화에 큰 역할을 한 것이다. 지난 5일(현지시각) 미국 하와이에서 열린 미국천문학회 총회에서 과학자들은 인류의 우주 연구에 지평을 넓힌 허블우주망원경의 30살 생일을 기념했다. 


허블우주망원경은 1946년 미국 예일대 라이먼 스피치 교수의 아이디어에서 시작됐다. 지상에 설치된 천체망원경은 구름이나 대기 중 먼지로 우주를 뚜렷하게 관측하는 데 한계가 있었다. 이를 극복하는 아이디어로 우주에 떠있는 망원경이 제시됐다. 


허블우주망원경은 발사 직후 먼 우주에서 오는 빛을 모으는 거울에 결함이 발견되면서 1993년에서야 정상 가동을 시작했다. 천문학자들은 허블우주망원경이 우주의 신비를 직접 이미지로 전달해 대중과 우주의 연결고리 역할을 톡톡히 했다고 평가했다. 


레이 빌러드(Ray Villard) 허블우주망원경과학연구소 연구원은 “허블우주망원경이 촬영한 이미지는 우주의 새로운 면을 보여줬고 과학적 지식을 뛰어넘는 감동까지 선사했다”가 평가했다. 허블우주망원경에는 지름 2.4m인 주(主)거울에 가시광선과 근적외선, 근자외선 스펙트럼 관측 장비가 실려 있다.  지상에 설치된 천체망원경 해상도의 30배에 이르는 정밀한 이미지를 얻을 수 있다. 

 

미국 천문학자 에드윈 허블이 주장한 ‘우주팽창설’을 입증한 것도 또 다른 대표적인 성과다. 우주팽창설은 우주가 대폭발(빅뱅) 이후 계속 팽창하고 있다는 이론이다. 천문학자들은 1998년 허블우주망원경을 통해 거대 별이 죽음을 맞이할 때 엄청난 빛을 뿜어내는 ‘초신성’ 현상을 관찰하고 ‘우리은하’에서 먼 초신성이 더 빨리 멀어지고 있다는 사실을 확인했다. 이는 우주가 더 빨리 팽창하고 있다는 증거다. 


허블우주망원경은 최근까지도 인류의 태양계 행성 탐사 미션에 도움을 주고 있다. 미국 우주탐사선 뉴호라이즌스호가 2019년 초 태양계에서 가장 먼 해왕성 너머 얼음 덩어리 벨트인 ‘카이퍼벨트’의 소행성 ‘울티마 툴레’로 가는데에는  허블우주망원경의 관측 이미지가 길라잡이 역할을 했다. 

제임스웹 우주망원경 상상도. NASA 제공.
제임스웹 우주망원경 상상도. NASA 제공.

허블우주망원경의 바통을 이어받을 차세대 ‘제임스웹우주망원경(JWST)’은 2021년 3월 발사될 예정이다. JWST는 지구에서 150만km 떨어진 ‘라그랑주 L2’ 포인트에 보내지기 때문에 허블우주망원경과는 달리 수리가 어렵다. 당초 2018년 10월 발사 예정이었지만 오류가 발생하지 않도록 꼼꼼히 점검하기 위해 2년 넘게 발사가 지연됐다. 


이 우주망원경의 주거울은 18개의 반사경으로 구성된다. 반사경 1개의 지름은 1.3m, 무게는 40kg이다. 금을 코팅한 베릴륨으로 만든 육각형 모양의 거울 18개를 동그랗게 연결해 18각형 형태로 만든다. 이렇게 만든 주거울의 전체 지름은 6.5m로 지름이 2.4m의 허블 우주망원경보다 훨씬 크다. 로켓에 실어 발사하기에는 너무 커서 접힌 채로 발사됐다가 우주에서 펼쳐지도록 설계됐다.


미국항공우주국(NASA)은 1월초 열린 미국천문학회 총회에서 “제임스웹 우주망원경은 적외선 관측 영역에서 별의 생성과 진화 모습을 관측할 수 있어 초기 우주 탄생의 비밀을 새롭게 밝혀줄 도구가 될 것”이라고 평가했다. 

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