[아하! 우주] 허블 이미지로 만든 ‘우주 역사책’ - 133억 년 우주 역사를 담다

천문학자들이 역사상 우주 최대 영역을 포괄하는 이미지를 만들어내는 데 성공했다. 그 방법은 심우주를 찍은 약 7500개의 이미지를 모자이크처럼 짜깁기해 한 장의 사진에 담아낸 것으로, 시간에 따른 거의 모든 형태의 은하들을 포함하고 있어 가히 ‘우주의 역사책’이라 할 만한 것이라는 평가를 받고 있다.

허블 레거시 필드(Hubble Legacy Field·HLF)라고 불리는 이 모자이크는 아무것도 없는 듯 보이는 검은 하늘을 촬영해 우주 깊은 곳에 숨어 있는 수천, 수만 개의 은하를 찾아내 포함시켰다.

미 항공우주국(NASA)의 설명에 따르면, 모자이크는 우주의 가장 먼 전망을 제공하는 ‘허블 딥필드'(1995년)와 ‘허블 울트라 딥필드'(2002년), '익스트림 딥 필드'(XDF·2012년) 등 16년 간에 걸친 3차례의 ’딥 필드‘ 관측치를 결합한 것이다.

“이전의 조사보다 영역이 더 넓어졌으므로 우리는 허블이 만든 가장 큰 데이터 세트에서 훨씬 더 먼 은하를 수확하고 있다”고 밝힌 연구팀 리더 샌타크루즈 캘리포니아 대학의 가스 일링워스는 “이 한 장의 이미지에는 우주에서 은하 성장의 완전한 역사를 '유아'에서부터 성숙한 ’성인‘으로 성장할 때까지 전 과정을 포함하고 있다”고 설명했다.

이미지에는 26만 5000개의 은하가 포함되어 있으며 138억 년 우주의 역사 중 133억 년 이상을 담고 있다. 모자이크에 잡힌 은하계 중 일부는 빅뱅 이후 불과 5억 년, 우주가 아직 젊고 행성이 막 형성되기 시작한 무렵의 것으로, 우주의 팽창을 더 깊이 연구하는 데 도움을 줄 것으로 천문학자들은 믿고 있다.

NASA의 성명서에 따르면, 새로운 모자이크는 이전의 심우주 이미지에서 볼 수 있는 은하 개수에 비해 약 30배에 달하는 은하들을 담고 있다.

모자이크에는 자외선에서 근적외선에 이르는 영역의 허블 이미지가 포함되어 있어 긴 시간의 흐름에 따른 다양한 은하 형태를 자세히 살펴볼 수 있다. 또한 여기에는 은하 충돌이나 합병의 잔재가 포함되어 있다. 이 정보는 시간이 지남에 따라 은하가 어떻게 변하는지, 또 어떻게 형태를 만들어가는지를 알 수 있는 실마리를 제공해준다.　​

1990년 허블 우주 망원경이 발사되기 전에는 천문학자들이 관측할 수 있는 한도는 최대 70억 광년 떨어진 거리의 은하에 불과했다. 이는 138억 년 우주의 역사에서 약 절반에 해당하는 영역에 지나지 않는다.

천문학자들은 미래의 망원경이 취역할 때까지 이 새로운 우주의 초상을 뛰어넘는 이미지는 나오지 않을 것이으로 보고 있다. 차세대 망원경으로는 NASA의 광역적외선탐사망원경(WISE·Wide-Field Infrared Survey Explorer)과 제임스웹 우주망원경이 준비 중에 있다.

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com