[우주를 보다] 웹과 찬드라의 컬래버…NASA, 천체 사진 대거 공개

미 항공우주국(NASA)이 제임스 웹 우주망원경(이하 웹 망원경)과 찬드라 X선 관측소의 데이터로 만든 새로운 천체 사진을 4일(현지시간) 공개했다.

지난 7월 첫 사진을 공개했던 웹 망원경은 그후 여러 망원경과 협력해 천체를 관측하는 임무를 수행해왔다. 지난달 말에는 허블 우주망원경과 함께 우주선이 소행성에 충돌해 궤도를 바꾸는 순간을 포착하기도 했다.

최근 NASA 과학자들은 웹 망원경이 새로 관측한 적외선 데이터를 찬드라의 X선 데이터와 결합해 지금까지 볼 수 없던 우주의 다양한 모습을 공개했다. 가장 먼저 공개된 사진은 약 2억 9000만 광년 밖 페가수스자리 소은하군인 ‘스테판 5중주’ 모습이다. 은하 5개 중 4개가 서로 중력으로 묶여 근접했다 멀어지기를 반복해 춤추는 은하로도 불리며, 언젠가 서로 병합할 것으로 예상된다.

적외선 데이터(빨간색, 주황색, 노란색, 녹색, 파란색)는 휘몰아치는 가스 꼬리와 별 형성의 폭발 과정 등을 보여주며, X선 데이터(밝은 파란색)는 한 은하에서 방출한 충격파가 다른 은하들의 가스를 통과하며 거품 형상으로 나타난 모습을 보여준다. 그다음은 약 5억 광년 밖 조각가 자리의 ‘수레바퀴 은하’ 모습이다. 지름은 15만 광년으로 우리은하보다 50% 더 크다. 중앙과 외곽으로 2개의 고리가 있는 ‘고리 은하’이기도 하다. 과학자들은 거대한 나선 은하가 다른 은하와 고속으로 충돌한 뒤 구조와 형태가 수레바퀴 모야으로 바뀐 것으로 분석한다.

찬드라로 관측한 파란색과 자주색 형상은 초고온으로 가열된 가스와 폭발하는 별, 중성자별과 같은 짝별에서 물질을 끌어당기는 블랙홀에서 나온 것이다. 웹 망원경의 적외선 데이터는 해당 은하 외에도 더 멀리 떨어진 2개의 작은 동반 은하를 배경으로 보여준다. 세 번째 사진은 약 46억 광년 밖 날치자리 은하단 ‘SMACS 0723’ 모습으로, 약 130억 년 전 만들어진 초기 우주 천체의 빛을 담고 있다. 웹 망원경으로만 포착한 사진은 지난 7월 백악관 행사에서 공개된 바 있다. 여기에 밝은 파란색으로 더해진 찬드라 X선의 이미지는 중심부에 밀집한 가스를 보여준다. 끝으로 산과 계곡을 담고 있는 듯한 ‘우주절벽’의 새로운 모습도 공개됐다. 이는 약 7600광년 밖 용골자리 성운(NGC 3372)에 있는 산개 성단인 ‘NGC 3324’ 내 거대한 공동(空洞)의 끝부분인데, 높은 봉우리가 솟아있는 험준한 산맥처럼 보인다. 이 공동은 중앙(상단)에 있는 젊고, 뜨거운 큰 별들이 내뿜는 항성풍과 강력한 자외선 방사가 만들어냈다.

여기에 상단의 확산하는 X선 방출은 NGC 3324 성단에서 가장 뜨겁고 무거운 3개의 별에서 방출되는 뜨거운 가스를 보여준다.

찬드라는 우주의 극도로 뜨거운 영역에서 나오는 X선 방출을 포착하고자 특별히 설계됐다. 찬드라의 데이터를 더하면 웹 망원경의 적외선 카메라로는 볼 수 없는 고에너지 방출 과정을 볼 수 있다.

웹 망원경은 지난해 12월 25일 프랑스령 기아나에서 아리안 5호 로켓에 실려 우주로 발사됐다. 이후 웹 망원경은 지구-달 거리의 약 4배인 160만㎞를 날아간 끝에 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 ‘제2 라그랑주점’(L2) 궤도에 안착해 관측 임무를 시작했다.