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30년간 '우주의 눈'이라 불리던 허블우주망원경의 뒤를 이을 차세대 우주망원경 '제임스 웹(JWST)'은 올해 10월 발사된다. 제임스웹 우주망원경의 보금자리는 태양·지구 간 라그랑주 포인트 L2(EL2)지점이다. 이 지점은 L1 지점과 달리 항상 지구의 밤 영역만을 관측할 수 있다. 이를 뒤집어 말하면 태양이 항상 지구 뒤에 가려져 있다는 뜻이다. 이러한 태양광 '엄폐효과'를 이용하면 태양빛의 간섭 없이 심우주를 관찰할 수 있다. 안정된 궤도에 자리하고 있으니 궤도 유지를 위한 대량의 연료 소모가 필요하지 않고, 중력이 미치지 않기 때문에 빛의 왜곡도 없다. 2001년 미국 항공우주국(NASA)이 발사한 윌킨슨 마이크로파 비등방성 탐색기(WMAP)가 L2 지점에서 우주 탄생 당시에 나온 우주배경복사를 탐색해 우주 탄생의 신비를 푸는 데 일조하고 있다.

L4와 L5 지점은 5개의 라그랑주 지점 중 가장 안정적이다. 라그랑주 지점은 우주의 다른 곳에 비해 중력의 영향을 작게 받으면서 안정적인 지점이지만 완전히 중력이 '0'이라고 하기는 어렵다. 우주에는 두 천체 간 중력 말고도 여러 인력이 존재하기 때문이다.

L4와 L5는 먼 우주에서 오는 중력과 지구, 태양의 중력이 하나로 합쳐져 삼각형을 이루는 위치에 자리 잡고 있기 때문에 어느 정도 궤도를 벗어나더라도 다시 제자리로 돌아오려는 힘이 생긴다.

이러한 이유 때문에 태양·목성 간 라그랑주 점 L4와 L5에는 수천 개의 소행성이 몰려 있다. 이를 '트로이 소행성군'이라고 한다.

태양·지구 간 라그랑주 점 L4 인근에서도 2010TK7이라는 소행성이 발견됐다. 이외에도 아직 찾지 못한 지구 트로이 소행성이 많으리라는 게 학계 예측이다.

한국천문연구원은 소행성 아포피스 탐사선 연장 임무를 통해 가능하다면 이러한 소행성을 발견하는 것을 염두에 두고 있다. 이 지점은 태양까지의 거리가 1억4960만㎞로 지구와 거의 동일하다. 이 때문에 지구와 같은 태양빛을 받는다. 문홍규 천문연구원 박사는 "L4와 L5 지점에서는 지구에서 볼 수 없는 태양의 옆면을 관측할 수 있다"며 "태양 옆면에서 발생하는 분출 현상을 미리 관측해 며칠 뒤에 어떤 일이 발생할지, 그래서 통신과 위성 운용에 어떤 영향을 미칠지 예보할 수 있다"고 설명했다.

태양을 중심으로 지구와 대칭되는 지점에 위치한 L3는 지구·태양 간 라그랑주 지점 중에서 가장 지구와 거리가 멀다. 지구·태양 간 거리가 약 1억5000만㎞, 지구와 L3 지점 간 거리는 약 3억㎞다. 먼 거리 때문에 아마도 5개의 라그랑주 중 가장 마지막에 인류가 활용하게 될 가능성이 높다. 하지만 이곳에 관측 위성을 놓는 데 성공한다면 태양의 뒤편을 항상 감시할 수 있다는 장점이 있다.

[이새봄 기자]

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