스피어엑스(SPHEREx) 우주망원경: 세계 최초의 3차원 우주지도 제작에 도전

한국천문연구원과 NASA(미 항공우주국)가 공동 개발한 스피어엑스(SPHEREx) 우주망원경이 적외선 3차원 우주지도 제작이라는 세계 최초의 임무에 도전합니다. 스피어엑스는 기존의 제임스웹, 유클리드 등 유수의 우주망원경과는 달리, 우주 전체를 관측할 수 있는 가장 넓은 범위를 제공합니다. 제임스웹이 나무를 세밀하게 관찰하는 것이라면, 스피어엑스는 숲 전체를 바라보는 역할을 하게 됩니다.

발사 일정 및 개발 배경
스피어엑스는 오는 28일 낮 12시(한국시간) 미국 캘리포니아주 밴덴버그 우주군 기지에서 발사될 예정입니다. 이 프로젝트는 2016년 기획 단계에서부터 NASA와 협업을 시작했으며, 2019년 약 2800억원 규모로 본격화되었습니다. 캘리포니아 공과대학(칼텍) 주관 하에 NASA 제트추진연구소(NASA JPL) 등 12개 기관이 참여하고 있으며, 한국천문연구원은 미국 소속이 아닌 유일한 국제협력기관입니다.

스피어엑스의 개발은 우주 탐사의 새로운 장을 여는 중요한 이정표로 평가받고 있습니다. 특히, 한국천문연구원은 이 프로젝트를 통해 국제적인 우주 연구 협력의 모델을 제시하고 있으며, 한국의 우주 과학 기술이 세계적으로 인정받는 계기가 될 것입니다.

이전의 우주망원경 성과
스피어엑스의 개발에 앞서, 여러 우주망원경들이 중요한 성과를 거두었습니다.

허블 우주망원경: 1990년 발사된 허블은 가시광선 및 근적외선 관측이 가능하며, 우주의 팽창 속도 측정과 블랙홀의 존재 증명을 통해 우주론 연구에 큰 기여를 했습니다.

스피처 우주망원경: 2003년 발사된 스피처는 적외선 관측에 특화되어 있으며, 먼 은하의 형성과 진화 연구, 태양계 외부의 행성 탐색에 중요한 역할을 했습니다.

찰스 스미스 우주망원경: 2.4m의 주경을 가진 이 망원경은 다양한 파장대에서 관측이 가능하며, 우주 초기의 별과 은하 형성에 대한 데이터를 제공했습니다.

제임스 웹 우주망원경: 2021년 발사된 제임스 웹은 적외선 관측에 최적화된 대형 망원경으로, 우주 초기의 별과 은하 관측, 생명체 존재 가능성 탐색에 기여하고 있습니다.

이러한 이전의 성과들은 스피어엑스가 나아갈 방향과 연구 목표를 설정하는 데 중요한 기초가 되고 있습니다.

스피어엑스의 관측 능력
스피어엑스는 전체 하늘을 102개의 색상으로 관측할 수 있는 능력을 갖추고 있습니다. 이를 통해 수억 광년 떨어진 은하까지의 거리 측정과 다양한 물리적 특성을 파악할 수 있는 정보를 얻을 수 있습니다. 스피어엑스는 약 10억 개 천체에 대한 개별적인 분광 자료를 수집할 것으로 예상되며, 이를 바탕으로 3차원 우주지도를 제작할 계획입니다.

이러한 관측 능력은 우주에 대한 우리의 이해를 한층 더 깊게 할 것으로 기대되며, 특히 초기 우주에 대한 새로운 통찰력을 제공할 것입니다. 스피어엑스의 데이터는 우주론, 천체물리학, 그리고 생명체의 기원에 대한 연구에 중요한 기초 자료로 활용될 것입니다.

연구 목표
스피어엑스는 우주의 기원, 은하의 생성 및 진화 과정, 그리고 태양계 밖 생명체 존재 여부 등 세 가지 핵심 과제를 연구할 예정입니다. 특히, 빅뱅 이후 130억 년 전의 은하까지의 거리 측정이 가능할 것으로 기대되며, 초기 우주 급팽창에 대한 수학적 단서를 제공할 것으로 보입니다.

이 연구는 우주가 어떻게 형성되었는지, 그리고 우리가 알고 있는 우주의 구조가 어떻게 발전해왔는지를 이해하는 데 중요한 역할을 할 것입니다. 또한, 스피어엑스는 생명체의 기원에 대한 새로운 단서를 제공할 가능성도 있습니다.

포츠머스 대학의 3D 우주지도

관측 방식 및 기대 효과
스피어엑스는 태양 동기궤도에서 약 650~700㎞ 상공에서 2년 6개월 동안 임무를 수행하며, 전체 우주에 대한 관측을 총 4번 진행할 예정입니다. 제임스웹이 관측할 수 있는 영역이 우주의 1% 미만이라면, 스피어엑스는 우주의 100%를 관측할 계획입니다. 이는 새로운 발견의 가능성을 높이는 중요한 시도가 될 것입니다.

NASA의 제이미 복 교수는 "스피어엑스는 우리가 한 번도 본 적 없는 방식으로 전체 우주를 관측할 것이며, 새로운 발견이 기대된다"고 전했습니다. 이러한 기대는 스피어엑스가 우주 탐사에 있어 혁신적인 기여를 할 것이라는 믿음을 더욱 강화합니다.

스피어엑스의 임무는 우주에 대한 우리의 이해를 한층 더 깊게 할 것으로 기대되며, 앞으로의 연구 결과가 주목됩니다. 이 프로젝트는 단순한 관측을 넘어, 인류가 우주를 이해하는 방식을 혁신적으로 변화시킬 잠재력을 지니고 있습니다.