한·미 공동 개발 우주망원경 '스피어엑스', 첫 전천지도 공개

스피어엑스 전천지도. /사진=우주항공청

우주항공청이 한국천문연구원과 미국 항공우주국(NASA) 등 국제 공동연구팀이 개발한 우주망원경 '스피어엑스(SPHEREx)'가 성공적으로 완성한 첫 번째 전천지도 영상을 19일 공개했다.

스피어엑스는 지난 3월12일 발사된 이후 5월1일부터 본격적인 관측을 시작해 약 6개월 간 전 우주를 촬영했다. 이 망원경은 102가지 적외선 파장대역을 통해 전 하늘을 분광 관측하고, 이를 바탕으로 360도 전천지도를 최초로 완성했다.

적외선 영역은 인간의 눈으로는 볼 수 없기 때문에 이번에 공개된 이미지는 관측된 적외선 데이터를 가시광선 이미지로 변환해 제작됐다. 이미지 속 색상은 별(파란색, 녹색, 흰색), 뜨거운 수소 가스(파란색), 우주먼지(빨간색) 등에서 방출되는 빛을 시각적으로 표현한 것이다.

스피어엑스는 하루에 약 14.5바퀴 지구를 공전하며 극지방을 통과하고, 매일 하늘의 띠 모양 구역을 따라 약 3600장의 이미지를 촬영한다. 이 과정을 6개월간 반복하면서 전 하늘을 관측한 이미지를 디지털 방식으로 합성해 모자이크 형태의 우주 지도를 완성했다.

망원경에는 6개의 검출기와 특수 설계된 선형분광필터가 장착돼 있어 102가지 파장대역을 정밀하게 관측할 수 있다. 각 파장은 은하, 별, 별 탄생 지역 등 다양한 천체의 고유한 특징을 담고 있다. 특정 파장에서만 밝게 빛나는 성간 먼지구름이나 별의 분포 등을 포착할 수 있다. 이를 통해 수억 개에 달하는 은하의 거리 측정이 가능하며, 우주의 3차원 구조를 지도화할 수 있게 된다.

이번 임무는 NASA 제트추진연구소(JPL)가 총괄하고 있으며, 데이터 분석에는 미국 내 10개 기관과 함께 한국천문연구원의 정웅섭 박사 연구팀 등 한국 과학자들도 참여하고 있다. 국내 연구진은 자료 처리뿐 아니라 다양한 연구 주제에 대한 과학적 분석에서도 중추적인 역할을 수행하고 있다.

국제 공동 연구팀은 향후 2년 동안 총 세 차례의 전천 관측을 추가로 수행할 예정이며, 이 데이터를 종합해 보다 향상된 감도의 3차원 통합 지도를 제작할 계획이다. 완성된 데이터는 NASA/IPAC(적외선 우주망원경) 적외선 과학 아카이브(IRSA)를 통해 전 세계 과학자와 일반 대중에게 무료로 공개된다.

강경인 우주청 우주과학탐사부문장은 "한국이 참여한 스피어엑스 우주망원경의 관측자료를 활용해 우리나라 과학자들도 주요 연구 주제인 우주얼음뿐만 아니라 활동성 은하핵, 태양계 소천체 등에서도 핵심적인 역할을 수행할 수 있을 것"이라고 말했다.

김승한 기자 winone@mt.co.kr

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