[우주를 보다] 12조원 망원경 ‘제임스웹’이 찍은 은하, 영상으로 보니

미국항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA) 등이 2일 제임스웹 우주망원경(JWST)이 촬영한 동그란 바퀴를 닮은 ‘수레바퀴 은하’(Cartwheel Galaxy)의 모습을 공개한 가운데, 수레바퀴 은하를 포함한 주변 은하의 모습을 함께 담은 선명한 영상이 새롭게 공개됐다.

수레바퀴 은하는 약 5억 광년 밖 조각가 자리에 있으며, 지름은 15만 광년으로 우리 은하보다 50% 더 크다. 중앙과 외곽으로 두 개의 고리가 있는 ‘고리 은하’다. 과학자들은 거대한 나선 은하가 다른 은하와 고속으로 충돌한 뒤 구조와 형태가 바뀌며 수레바퀴 모양이 형성된 것으로 분석한다.

과거 허블 우주망원경 등 대형 망원경을 통해 수레바퀴 은하를 관측했으나 두꺼운 먼지에 가려 내부 구조는 밝혀내지 못했다.

그러나 전문가들은 이번 제임스웹 우주망원경이 포착인 이미지를 통해 수레바퀴 은하의 형태가 계속 바뀌는 과도기적 단계에 있다는 점을 다시 확인했다. 또 적외선으로 수레바퀴 은하의 먼지구름을 관통해 은하의 바깥 고리의 별 형성 영역과 안 고리 내의 어린 별 무리가 형성된 모습을 담아냈다. 특히 유럽우주국(ESA)이 이번에 공개된 영상은 웹 망원경의 이미지 및 주변 은하의 데이터를 합성한 것으로, 1분 남짓의 짧은 영상이지만 수레바퀴 은하가 수십억 년에 걸쳐 어떻게 변해왔는지를 짐작해 볼 수 있다.

ESA는 “이 수레바퀴 은하와 주변 은하의 이미지는 웹 망원경의 근적외선 카메라(NIRCam)와 중적외선장비(MIRI)의 합성물이다. 개별 이미지만으로는 보기 어려운 세부 사항을 보여준다”고 설명했다.

이번 사진 및 영상에 활용된 웹 망원경의 근적외선카메라는 가시광 관측 때보다 외곽 고리 등에서 더 많은 별을 포착했다. 중적외선장비는 은하의 뼈대 격인 나선형 바큇살을 형성하는 지역을 자세히 잡아냈다.

이번 수레바퀴 은하 영상에서 중적외선 촬영 이미지는 붉은색으로 표시돼 있다. 이는 우주의 먼지를 이루는 규산염뿐만 아니라 탄화수소 및 기타 화합물이 수레바퀴 은하 내에 풍부하다는 것을 의미한다. 허블우주망원경과 웹 망원경을 운영하는 우주망원경과학연구소(STScI)는 “두 개의 고리가 ‘연못의 잔물결’처럼 은하 중심에서 바깥쪽으로 확장하고 있다”면서 “외부 고리가 팽창하면서 은하를 둘러싸고 있는 먼지와 가스를 바깥쪽으로 밀어내 별 형성을 촉발한다”고 밝혔다.

이어 “새로운 별이 탄생하는 영역은 이미지에서 작은 파란색 점으로 나타나며 특히 바깥 고리에 집중되어 있다”고 덧붙였다.

한편, 인류 역사상 가장 크고 강력한 성능을 가진 웹 망원경에는 약 100억 달러(한화 약 12조 원)이 투입됐다. 웹 망원경은 1990년부터 30년 넘게 우주 탐색 임무를 수행했던 ‘선배’격의 허블 우주망원경을 대체하기 위해 제작됐으며, 여기에는 미국 NASA 외에도 유럽우주국(ESA)와 캐나다우주국(CAS) 등 세계 각국이 협력했다.