▲우주망원경 유클리드를 탑재한 로켓이 1일(현지시간) 오전 미국 커내버럴 우주군기지에서 성공적으로 발사됐다. 유클리드는 향후 베일에 가려진 암흑물질의 정체를 밝히기위한 임무를 수행한다. <사진=연합뉴스제공>

우주의 미지의 영역인 암흑에너지(Dark energy)와 암흑물질(Dark matter)의 비밀을 풀어내기 위한 최첨단 우주망원경 '유클리드'(Euclid)가 1일(현지시간) 우주를 향해 힘차게 날아올랐다.

유럽우주국(ESA)은 현지시간 1일 오전 11시 12분 미국 케이프 커내버럴 우주군 기지에서 망원경 유클리드를 탑재한 스페이스X의 팰컨9 로켓 발사에 성공했다고 발표했다.

유클리드는 이륙 2분 40초쯤 뒤 대기권 밖에서 로켓과 성공적으로 떨어져 나왔다. 유클리드는 앞으로 약 4주간 더 비행, 지구와 태양이 중력 균형을 이루는 약 150만㎞ 밖 제 2라그랑주점(L2) 궤도에 진입한 뒤 7개월간 시험 가동에 들어갈 예정이다.

ESA는 유클리드 망원경을 통해 우주의 대부분을 차지하는 것으로 알려진 암흑 물질과 암흑 에너지를 관찰해 우주가 어떻게 팽창해 왔으며 우주 구조가 어떻게 형성됐는 지를 밝혀낸다는 목표다.

우주는 130억년 전 빅뱅으로 탄생한 뒤 계속 팽창하고 있는데, 과학자들은 연구 과정에서 우주에 일반적인 물질이 5% 정도밖에 없으며, 나머지 25% 정도는 보이지 않는 암흑물질, 70%는 암흑에너지로 구성된 것으로 보고 있다.

암흑물질은 현재 우주 물질의 대부분을 차지하고 있으나, 빛을 내거나 반사하지를 않는 탓에 그 정체가 베일에 가려져 있는 미지의 물질이다.

여러가지 천체 물리적인 현상들에서 눈에 보이는 물질보다 더 많은 물질이 필요한 중력 현상들을 설명하기 위하여 암흑물질 개념이 도입됐다.

갈색왜성, 행성, 블랙홀 등 잘 관측되기 어려운 마초(MACHO) 같은 천체들이나 전하를 가지고 있지 않아 빛을 흡수하거나 방출하지 않아서 검출하기 어려운 윔프(WIMP), 엑시온(Axion) 같은 소립자들이 암흑물질의 후보로 연구되고 있다.

이번에 우주로 떠난 유클리드는 중력렌즈(gravitational lensing) 효과를 이용해 수 십억 개의 은하가 왜곡된 모양을 측정해 우주의 암흑물질 분포에 대한 입체적인 모습을 보여줄 계획이다.

중력렌즈 효과는 물질이 집중된 곳이 돋보기 역할을 하면서 그 위에 있는 은하와 성단의 빛이 굴절되며 렌즈로 들여다본 것처럼 확대돼 보이는 현상이다.

▲암흑물질과 암흑에너지의 비밀을 풀어낼 것으로 기대되는 유클리드 우주망원경. <사진-연합뉴스>

유클리드는 외형은 보조 장비와 망원경을 합한 전체 선체의 높이는 약 4.7m, 폭은 3.5ｍ이고, 망원경의 지름은 1.2ｍ다. 미국 항공우주국(NASA)의 차세대 우주망원경 제임스웹 우주망원경(JWST)보다는 훨씬 작다.

유클리드는 2029년까지 '가시광선 관측기'(VIS)와 '근적외선 분광계·광도계'(NISP) 두 가지 관측 장비를 이용해 하늘의 3분의 1 이상에 걸쳐 퍼져 있는 최대 20억 개의 은하를 관측하고, 사상 최대의 3D 우주 지도를 만들 예정이다.

이번 프로젝트는 ESA와 유클리드 컨소시엄이 함께 진행한다. ESA가 설계와 제작은 맡았다. NASA는 근적외선 기기의 광검출기를 공급했다. 컨소시엄엔 유럽 13개국과 미국, 캐나다, 일본 등의 과학자 2500여명이 참여했다. 투입 예산만도 14억 유로(약 2조원)에 이르는 초대형 우주탐사 프로젝트다.

ESA는 유클리드가 찍은 첫 번째 이미지는 오는 10월 공개하는 한편 2025년, 2027년, 2030년에 순차적으로 탐사데이터를 공개할 예정아다.

유클리드 우주망원경을 운영할 유클리드 컨소시엄의 과달루페 카나스 박사는 최근 기자회견에서 유클리드는 암흑 에너지와 암흑 물질에 대해 더 많은 것을 밝혀낼 '암흑 탐정'이라고 말했다.

우주 탄생과 팽창의 비밀을 파헤치려는 지구촌 과학자들의 염원을 담고 우주로 떠난 유클리드가 과연 그간 인류 과학의 접근을 거부한 채 베일을 벗지 않고 있는 암흑물질과 암흑에너지의 정체를 얼만큼 밝혀낼 지 사뭇 궁금하다.

토요경제 / 김태관 기자 8timemin@hanmail.net 

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