우주의 모습이 처음으로 '색'으로 분해됐다. 102가지 적외선 파장으로 하늘 전체를 기록한 인류 최초의 전천 분광 지도가 공개되면서, 우주의 구조와 진화를 해독할 새로운 기준점이 세워졌다.

우주항공청은 한국천문연구원과 미국 항공우주국(NASA) 등이 공동 개발한 우주망원경 스피어엑스(SPHEREx)가 관측한 첫 전천지도 영상을 19일 공개했다고 밝혔다. 이번 결과는 전 하늘을 102개 적외선 파장으로 분광해 완성한 최초의 우주 지도다.

스피어엑스 전천지도 이미지. 스피어엑스는 우주의 다양한 특징을 드러내는 102가지 적외선 색상으로 하늘 전체를 지도화했으며 이 이미지는 그중 일부 색상을 보여준다. 별(파란색, 녹색, 흰색), 뜨거운 수소 가스(파란색), 그리고 우주먼지(빨간색)에서 방출된 적외선 빛을 나타내고 있다. NASA/JPL-Caltech 제공

<이미지를 클릭하시면 크게 보실 수 있습니다>

스피어엑스는 지난 3월 12일 발사된 뒤 5월부터 본격 관측에 들어가 약 6개월 동안 하늘 전체를 스캔했다. 인간의 눈으로는 볼 수 없는 적외선 영역을 가시광 색상으로 변환해 표현했으며, 별과 가스, 우주먼지 등 천체 구성 요소의 물리적 특성이 색으로 구분된다. 공개된 이미지는 그중 일부 파장을 시각화한 것이다.

스피어엑스는 하루 약 14.5바퀴 지구를 공전하며 남·북극을 가로지르는 궤도를 따른다. 매일 하늘의 원형 띠 영역을 따라 약 3600장의 이미지를 촬영하고, 지구 공전에 따라 관측 시야가 이동하면서 6개월 동안 전 하늘을 빈틈없이 덮는다. 연구팀은 이 방대한 관측 자료를 디지털 방식으로 합성해 360도 전천 모자이크 지도를 완성했다.

이를 가능하게 한 핵심은 6개의 검출기와 특수 설계된 선형분광필터다. 스피어엑스는 102개 파장대역을 동시에 관측해 은하와 별, 별탄생 지역, 성간 먼지의 고유한 분광 정보를 확보한다. 특정 파장에서만 밝게 보이는 천체 특성을 비교함으로써, 수억 개 은하의 거리 측정과 3차원 분포 지도화도 가능해진다.

이 전천 관측 자료는 우주의 역사와 은하의 형성·진화, 생명체의 기원이 되는 물과 얼음의 분포를 밝히는 데 활용된다. 임무는 NASA 제트추진연구소(JPL)가 총괄하며, 데이터 분석에는 미국 내 10개 기관과 함께 한국천문연구원 정웅섭 박사 연구팀을 비롯한 국내 연구진이 참여한다. 한국 연구진은 자료 처리와 주요 과학 임무 분석에서 핵심적인 역할을 맡고 있다.

국제 공동 연구팀은 주 임무 기간인 2년 동안 추가로 세 차례 전천 관측을 수행할 예정이다. 이를 통해 감도가 향상된 3차원 통합 우주 지도를 완성한다는 계획이다. 전체 데이터는 캘리포니아공과대학 산하 IPAC의 적외선 과학 아카이브(IRSA)를 통해 전 세계에 무료로 공개된다.

숀 도마갈-골드만 NASA 천체물리학 부서 국장 대행은 "단 6개월 만에 102개의 새로운 우주 지도를 완성했다는 사실만으로도 짜릿하다"며 "이 방대한 데이터는 전 세계 천문학자들에게 새로운 발견의 보고가 될 것"이라고 말했다.

강경인 우주청 우주과학탐사부문장은 "스피어엑스 관측자료를 통해 한국 과학자들이 우주 얼음은 물론 활동성 은하핵, 태양계 소천체 연구에서도 핵심적 역할을 할 수 있을 것"이라고 강조했다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr
<ⓒ투자가를 위한 경제콘텐츠 플랫폼, 아시아경제(www.asiae.co.kr) 무단전재 배포금지>