우주를 들여다보는 窓이 넓어진다

우주를 들여다보는 窓이 넓어진다

자외선·적외선 우주망원경 속속 개발
별의 탄생과 죽음의 신비 생생히 밝혀질 듯

	▲ 연세대 자외선우주망원경 연구단 등 갤렉스 연구진이 먼지 방지시설을 갖춘 제작실에서 우주망원경을 점검하고 있다. /연세대 자외선 우주망원경 연구단 제공

우주망원경의 시대가 새롭게 열리고 있다. 허블망원경과 같은 기존의 가시광선 망원경으로 볼 수 없었던 새로운 망원경들이 나타나고 있는 것. 연세대학교 자외선우주망원경연구단이 개발한 자외선우주망원경 ‘갤렉스(GALEX)’는 29일 발사됐다. 2개월 뒤에는 NASA(미국 항공우주국)가 자외선망원경보다도 성능이 앞서는 적외선우주망원경을 탑재한 위성을 발사할 예정이다.

◆ 우주를 보는 새로운 창(窓)
위성에 탑재한 우주망원경은 천체 관측 능력이 뛰어나다. 지구에서 우주를 보려면 아무리 큰 렌즈와 거울을 사용해도, 대기권의 방해를 받아 별빛이 어두워지거나 희미하고 뿌옇게 되는 현상은 막을 수 없다.

처음으로 발사된 우주망원경은 1962년 영국이 발사한 아리엘 1호. 이후 각국이 발사한 우주관측위성은 모두 30여개에 이른다. 이 중 가장 유명한 것은 1990년 발사된 허블망원경이다. 허블 망원경은 지름 2.4m, 무게 12.5t의 반사망원경. 지구궤도 610㎞ 상공에서 돌고 있다. 웬만한 지구상의 망원경보다 10배 이상의 성능이다. 허블 망원경은 우주에서 블랙홀의 실존 증거를 발견하고, 우리보다 120억광년 떨어진 수천개의 새로운 은하수를 발견하는 등 능력을 유감없이 발휘하고 있다

그러나 허블망원경은 가시광선 망원경이므로, 배율이 높아지면 높아질수록 시야가 좁아진다. 안개나 구름 속의 별들을 관측하기도 쉽지 않다.

때문에 X선, 자외선, 적외선 등을 통해 관측하는 우주망원경들에 관심이 몰리고 있다. 이번에 발사된 갤렉스가 대표적인 사례이다.

자외선우주망원경인 겔렉스의 장점은 자외선을 방출하는 고온의 별을 기존 가시광선 망원경보다 수십배 넓은 시야로 볼 수 있다는 것이다. 따라서 먼 외부은하의 별을 관찰할 때는 자외선망원경이 제격이다. 갤렉스가 수십억광년 떨어진 곳의 별을 관측, 초창기 은하의 모습을 밝혀낼 것으로 기대되는 것도 이 때문이다.

적외선망원경은 반대로 저온의 행성을 관측하기에 적합하다. 물체의 온도가 낮으면, 가시광선이나 자외선보다는 적외선을 더 방출하기 때문이다. 갤렉스에 이어 발사될 예정인 SIRTF(The Space Infrared Telescope Facility)가 대표적인 적외선 우주망원경이다.

액체 헬륨을 냉각제로 갖춘 SIRTF는 파장 3~180㎛의 미세한 적외선을 감지할 수 있으며, 최소 2년 이상 활동할 예정이다. SIRTF가 제대로 가동되면, 인류는 가스와 먼지 구름 속 별들의 탄생과 죽음을 보다 명확히 목격할 수 있을 전망이다.

◆ 갈릴레이부터 우주망원경까지
우주망원경은 지난 400여년간의 인류 기술의 총결합체이다. 망원경으로 인류가 처음 우주를 관측한 것은 1609년. 갈릴레이가 자신이 직접 만든 지름 44mm인 망원경으로 달과 은하수를 관측하면서부터이다.

이후 근대 과학의 거장(巨匠)들은 조금이라도 더 멀리 있는 별을 보기 위해 스스로 망원경을 만들었다. 케플러, 뉴턴 등이 모두 망원경과 씨름하며 우주를 탐구했다.

케플러(Johannes Kepler)는 배율이 적고 시야가 좁은 갈릴레이의 망원경을 보완해 굴절 망원경을 만들었다. 뉴턴은 또 색번짐이 심한 케플러의 굴절망원경을 보완해 반사망원경을 만들었다. 오목·평면 거울을 결합한 ‘뉴턴식 반사망원경’은 현재까지 쓰이고 있다.

미국 팔로마산의 구경 5m 망원경, 하와이 켁(KECK)천문대의 10m 구경 반사경 성능의 대형망원경 등이 대표적인 사례. 하지만 보다 우주를 뚜렷하게 관찰하려는 노력은 이어졌고, 결국 1946년 미국의 과학자 스피츠(Spitzer Lyman) 등이 우주망원경을 제안하면서 우주망원경시대가 열리기 시작했다.

김석환(金碩煥) 연세대학교 천문학과 교수는 “20세기 들어 천문학이 비약적으로 발전했지만, 막상 은하가 언제, 어떻게 생겼는지는 아직도 미스터리”라며 “수천만개의 은하를 분석하는 우주망원경들의 활약이 이제부터 빅 뱅(Big Bang·대폭발)의 비밀 등을 푸는 열쇠가 될 것”이라고 말했다.

출처 : 조선일보 2003.5.1