깜깜한 우주에 다채로운 색의 그림이 그려지고 있어요.
지난 3월 우주로 떠난 우주망원경 스피어엑스 덕분이지요.
스피어엑스와 함께 새로운 우주의 모습을 만나봐요!

▲NASA/JPL

우주망원경을 보면 우리 시대의 과학자들이 가장 해결하고 싶은 우주의 문제가 무엇인지 알 수 있어요. 전 세계 천문학자들이 머리를 맞대고 망원경의 목적을 정한 다음, 그 목적에 꼭 맞는 망원경을 개발하지요. 스피어엑스를 통해서는 무엇을 알 수 있을까요?

세상에 없었던 우주 지도

우리나라 시각으로 3월 12일 낮 12시 10분, 미국의 우주 탐사 기업 스페이스X의 팰컨9 로켓에 실린 우주망원경 ‘스피어엑스(SPHEREx)’가 미국 캘리포니아주 밴덴버그 우주군 기지에서 우주를 향해 힘차게 날아올랐어요. 스피어엑스의 크기는 가로 3.2m, 세로 3.2m, 높이 2.6m로 작은 자동차만 해요. 미국항공우주국(NASA)의 다른 우주망원경인 허블은 대형 버스, 제임스 웹 우주망원경은 테니스장 만한 크기예요. 스피어엑스는 비교적 작은 망원경인 셈이지요.

스피어엑스는 NASA와 캘리포니아공과대학교, 한국천문연구원 등 12개 항공우주 기관이 함께 개발했습니다. 이렇게 많은 기관이 힘을 합쳐 스피어엑스를 만든 건 지금까지 없었던 ‘3차원 우주 지도’를 제작하기 위해서예요.

3차원 우주 지도는 우주에서 별과 은하가 포함된 천체의 위치, 거리 정보를 담은 입체 우주 지도입니다. 천체가 어디 있는지뿐만 아니라, 얼마나 멀리 있는지도 보여주지요. 지상에서 약 650km 떨어진 지점에 도달한 스피어엑스는 앞으로 2년 6개월 동안 지구 주변 모든 방향을 4번 반복해서 관측하고 3차원 우주 지도를 만들 예정이에요.

스피어엑스와 주요 우주망원경 비교

▲GIB

허블
발사: 1990년.
궤도: 지구 상공 약 515km.
목적: 가시광선 위주 관측으로 다양한 천체 관찰.

▲NASA/JPL

스피어엑스
발사: 2025년.
궤도: 지구 상공 약 650km.
목적: 적외선 관측으로 3차원 우주 지도 제작.

▲GIB

제임스 웹
발사: 2021년.
궤도: 지구 상공 약 150만 km.
목적: 적외선 위주 관측으로 초기 우주와 외계행성 관찰.

과학자들은 스피어엑스가 그릴 3차원 우주 지도를 통해 세 가지를 알아내려 해요. 첫째는 우주 급팽창의 이유를 밝히는 것입니다. 과학자들은 우주가 태어난 직후 1초 안에 급격하게 커졌다고 추정해요. 그래서 우주에 있는 천체들이 얼마나 멀리, 어떻게 흩어져 있는지 알면 우주가 시간에 따라 커져 온 모습을 알 수 있을 거라 기대하지요.

둘째는 우주 초기의 빛에 대해 알아보는 것이에요. 스피어엑스는 우주 초기에 만들어진 어두운 천체들이 내는 빛도 측정할 수 있어요. 이를 통해 우리는 우주 초기에 별들의 무리인 은하를 비롯한 천체들이 언제, 어떤 방식으로 빛을 냈는지 분석하게 되지요. 그 천체에서 나온 빛이 시간이 지나면서 어떻게 변해 왔는지도 추적할 수 있어요.

마지막으로는 우주 얼음을 찾는 것이에요. 생명체를 만드는 데 꼭 필요한 물과 이산화탄소는 우주 공간에서 먼지에 붙어 얼음이 됩니다. 이런 우주 얼음이 혜성이나 운석에 섞여 어느 행성에 도달하면 생명체의 씨앗이 될 수 있어요. 스피어엑스가 우주 얼음 지도를 만들면, 과학자들은 이를 바탕으로 생명체의 기원을 찾을 예정이에요. 한국천문연구원 양유진 책임연구원은 “특정한 목표를 달성하기 위해 개발된 스피어엑스는 다양한 연구 주제에 두루 활용되는 제임스 웹과 차이가 있다”고 설명했습니다.

▲NASA/JPL<

스피어엑스는 우주가 시작된 후(맨 왼쪽) 빛이 자유롭게 퍼져나가는 시기(파란 원)를 지나 처음 천체들이 탄생한 과정을 추적한다.

▲SpaceX

스피어엑스를 싣고 발사되는 팰컨9 로켓. 2월 발사 예정이었지만, 날씨 등 변수를 고려해 3월 12일 발사됐다.

▲NASA/JPL

스피어엑스가 그리는 3차원 우주 지도의 가상도.

d라이브러리

비리얼 정리