천문학의 `총아' 허블우주망원경 발사 10주년

허블우주망원경(HST)이 24일로 발사 10주년을 맞는다.

허블우주망원경을 운영하는 미국 항공우주국(NASA) 우주망원경과학연구소(STScI)와 유럽우주기구(ESA)가 기념행사를 마련하고 미국 정부는 기념우표를 발행하며뉴욕타임스와 같은 유수 언론도 특집기사를 다루는 등 떠들썩하다.

허블우주망원경이 이처럼 큰 관심을 모으고 있는 것은 지난 10년간 인류가 만든어떤 관측장비보다 뛰어난 천체관측 성과를 거둠으로써 현대 천문학과 우주론에 가장 큰 영향을 미쳤다는 평가를 받고 있기 때문.

특히 허블우주망원경은 신비스런 우주사진들을 언론과 인터넷을 통해 널리 배포,천문학을 일반인들에게 알리는데 크게 기여했으며 일반인들에게 가장 널리 알려져있는 대표적 천체관측장비로 자리잡았다.

1978년부터 허블우주망원경 프로그램에 참여한 NASA 우주과학 담당 부국장 에드웨일러 박사는 "허블우주망원경이 이뤄낸 발견들은 그동안 어떤 천문대도 하지 못한놀라운 것이었다"며 "더욱 중요한 것은 이런 정보를 세계 모든 사람들에게 전해주고있다는 것"이라고 말했다.

허블우주망원경이라는 이름은 미국의 천문학자인 에드윈 P. 허블 박사의 이름을딴 것이다. 허블 박사는 우리은하 밖에 존재하는 은하들을 발견하고 사상 처음으로우주팽창속도를 측정한 천문학자이다.

천문학자들은 이제 허블우주망원경을 이용해 우주의 지평선 너머에 있는 새로운은하들을 발견해내고 있으며 우주의 크기와 팽창속도, 나이 등을 정확하게 밝히고있다.

허블우주망원경은 1994년 4월 24일 우주왕복선 디스커버리호에 실려 발사됐으며오는 2010년까지 관측활동을 계속한다. 제작에 소용된 비용만도 20억 달러에 이르고 매년 운영비는 2억 달러나 된다.

무게 12.5t, 크기가 대형버스 정도인 허블우주망원경에는 렌즈 직경이 240㎝인광학망원경과 적외선망원경 등 각종 관측시설이 설치돼 있다.

허블우주망원경의 직경 240㎝ 광학망원경은 크기는 일본국립천문대 수바루망원경이나 ESA 거대망원경(VLT), 하와이 케크망원경 등 지상의 직경 8ｍ 이상 대형망원경보다 훨씬 작지만 관측성능은 이를 능가하는 수준이라는 평가을 받고 있다.

렌즈의 크기가 작아 빛을 모으는 성능은 지상의 대형망원경보다 크게 떨어지지만 대기권 밖에 있어 구름과 먼지 등 관측에 방해가 되는 불안정한 대기의 영향을받지 않기 때문에 항상 안정된 상황에서 우주를 관측할 수 있다.

허블우주망원경은 10년간 지구를 5만8천 바퀴나 회전하면서 27만1천회의 천체관측을 했고 1만3천670개의 우주 목표물들을 관측했으며 이 관측자료를 토대로 논문이2천651편이나 발표됐다.

허블우주망원경은 20세기 최대의 천문학 사건 중 하나로 평가되고 있는 슈메이커-레비혜성과 목성 충돌 등 태양계 내부는 물론 관측가능한 가장 먼 우주 저편에있는 수백개의 어린 은하 모습까지 다양한 관측활동을 펼쳐왔다.

그러나 허블우주망원경 운영이 순탄했던 것만은 아니었다. 발사 뒤 광학망원경렌즈에 결정적인 흠이 있다는 사실이 발견돼 1993년 우주비행사들이 사상 처음으로우주유영을 통해 직접 망원경을 수리하는 모험을 해야했다.

천문학자들은 허블우주망원경 덕분에 매우 멀리 있는 은하들을 과거보다 훨씬많이, 정확하게 관찰할 수 있게 됨으로써 초기 은하형성과 발전에 대해 연구할 수있게 됐다고 말한다.

실제로 허블우주망원경의 관측 결과에 따라 우주의 역사에 대한 이론의 옳고 그름이 밝혀지고 새로운 이론이 등장하는 토대가 되고 있다.

카네기천문대 알란 드레슬러 박사는 "어느 누구도 허블우주망원경이 우주형성에대해 이처럼 많은 정보를 가져다 줄 것이라고 예상치 못했다"며 허블우주망원경의성과를 높이 평가했다.

천문학 역사에 남을 대표적인 관측성과에는 다음과 같은 것들이 있다.
1994년 슈메이커-레비혜성과 목성 충돌 : 슈메이커-레비 혜성의 조각들이 엄청난 속도로 목성에 충돌하며 목성의 가스 대기에 남긴 흔적을 정밀하게 관측했다.
은하중심의 거대 블랙홀 발견 : 허블우주망원경의 정밀한 관측에 따라 은하중심에 거대한 블랙홀이 존재한다는 것이 널리 받아들여지게 됐다.
우주 내 은하와 별의 수 : 허블우주망원경으로 120억광년 이상 멀리 떨어져있는 우주를 촬영한 결과를 토대로 우주의 크기 추정하면 관측가능한 우주 범위에수십억개의 별로 이뤄진 은하가 적어도 1천200억개가 존재한다.
은하 충돌의 흔적 : 허블우주망원경으로 관측된 별들이 조밀하게 모여있는 성단들은 은하 충돌이나 은하간 강력한 상호작용에 의해 형성된 것으로 추정된다.
우주의 나이 측정 : 허블우주망원경으로 멀리있는 별을 관측, 추정한 우주 나이는 130억-150억년 정도. 과학자들은 오차가 10% 이내일 것으로 보고 있다.

이밖에도 허블우주망원경이 남긴 성과는 매우 많으며 앞으로도 10년간 더 귀중한 천문.우주 관측자료를 지구로 보내온 뒤 2009년 발사될 차세대우주망원경(Next Generation Space Telescope)에게 임무를 넘길 것이다.

차세대우주망원경은 더 크고 발달된 렌즈를 가진 첨단관측장비로 허블우주망원경이 관측하지 못한 희미한 우주를 관측할 것이며 그 다음에는 더욱 크고 발달된 망원경이 외계에서 지구와 비슷한 행성을 찾는 임무를 수행할 것이다.