태양계 이야기 45 - 태양계의 숨어 있는 천체들을 찾는 WISE 관측 위성

 오늘날 인류는 백억 광년 이상 떨어진 우주를 관측하고 있다. 하지만 이것이 우리가 태양계의 모든 것을 알고 있다는 의미는 되지 않는다. 오히려 지금 이 순간에도 태양계의 숨겨진 수많은 비밀들을 탐사하기 위해서 여러 연구가 진행 중에 있다. 앞서 포스팅한 태양계의 미지의 거대 가스 행성 (가상의 행성 티케를 포함) 의 존재 유무를 비롯하여 일반 광학 망원경으로는 그 존재를 알기 힘든 태양계내 천체들에 대해서 정보를 수집하기 위해 NASA 는 WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) 를 발사했으며 최근 그 임무를 마치고 동면 상태에 들어갔다. 오늘은 이 WISE 관측 위성에 대한 이야기다. 

(발사 준비 전인 WISE 위성, 무게 750kg 의 중형 탐사선이다.  This file is in the public domainbecause it was created by NASA. )

  WISE 위성은 본래 99년 실패한 WIRE (Wide field Infrared explorer) 위성의 후계로 나왔으며 기존의 IRAS, AKARI, COBE 의 DIRBE 의 임무를 계승한 것이었다. 그 목표는 3,5,12,22 μm wavelength range bands 의 적외선 영역에 속하는 파장대를 관측하여 주로 가시광 영역 보다 적외선 영역에서 잘 보이는 천체를 찾기 위한 것이다.

 우리가 보는 빛은 사실 전자기파의 전체 파장 가운데 일부를 인식하는 것이며 이를 가시광이라고 한다. 그 파장은 380  - 770 nm 이다. 그러나 실체 우주의 여러 천체들이 내는 파장은 당연히 가시광선만 있을 리가 없다. 특히 표면 온도가 낮은 물질들은 가시광 영역보다는 적외선 영역에서 더 많은 파장을 발산하기 때문에 적외선 영역 관측은 오래 전부터 천문학의 중요한 분야였다. 

 WISE 관측 위성은 기존의 관측 위성들 보다 1000 배나 민감한 센서를 탑재하고 10개월에 걸처 천구의 99% 에 해당하는 영역을 관측했다. 그리고 매 11초 마다 이미지를 얻어서 총 150만개의 이미지를 얻어냈다. 이 방대한 데이터를 분석하는 일은 현재도 진행중이다. 

 WISE 는 이 임무를 수행하기 위해서 2009년 12월 14일 발사되었으며, 지구에서 525km 떨어진 곧에서 항상 지구 반대편을 향한 상태로 지구와 함께 태양 주위를 공전했다. 센서류가 극저온 상태에 놓여야 하기 때문에 액화 수소 냉각 시스템을 가지고 있으며 이 액화수소가 다 떨어지면 센서가 일부 밖에 작동을 하지 않기 때문에 미션은 중단된다. 이것이 WISE 가 2011년 2월 17일 임무를 중단하고 동면에 들어간 이유다. 

 그러니 그전까지 WISE 위성은 40 cm 의 주경으로 2010 년 10월까지 태양계 내에서 33500개의 새로운 소행성을 포함 154000 개의 천체들을 찾아내는 데 성공했다. WISE 관측 위성의 데이터는 현재도 분석중이며 최근 뉴스로 유명해진 가상의 행성 티케 (오르트 구름에 있다고 추정되는 목성형 거대 가스 행성) 역시 WISE 위성 관측 데이터를 토대로 그 존재가 주장되었다. (다만 아직 실제 새로운 행성이 있다고 확인된 것은 아니다. 티케에 대해서는 다음의 포스팅을 참조 : http://blog.naver.com/jjy0501/100122248555)

 WISE 는 70 - 100 Kelvin  정도의 (즉 영하 170 - 200도 정도) 되는 물체까지 찾아낼 수 있다. 이를 통해서 700 AU (1AU = 1.5 억 km) 떨어진 지점의 해왕성 크기만한 물체나 혹은 1광년 (63000 AU) 이내의 목성 크기만한 물체까지 찾을 수 있으며 여기까지는 오르트 구름에 속하기 때문에 여기서 물체를 찾아낸 다면 태양계의 새로운 행성을 찾아낸 것이다. 다만 이 데이터를 분석하고 확인하는데는 시간이 필요할 것이다.

 하지만 WISE 가 태양계만 관측하는 임무만 있는 것은 아니다. WISE 는 목성의 2-3 배 정도 되는 물체를 7 - 10 광년 거리에서 찾아낼 능력이 있으며 더 나아가 갈색 왜성 처럼 가사광 보다는 적외선 영역에서 잘 보이는 천체를 찾아내는 데 유용하다. 심지어 가시광 영역에서 잘 보이지 않던 은하계의 구성원과 외부 은하들을 찾을 때도 유용하다. 

(WISE 관측 위성이 찍은 안드로메다 은하의 적외선 영상  This file is in the public domain because it was created by NASA. )

 언젠가 WISE 관측 위성의 데이터에서 태양계의 새로운 행성이나 천체가 밝혀지기를 기대해 본다. 물론 WISE 자체가 태양계 뿐 아니라 은하계와 우주 전체의 데이터를 담고 있는 만큼 그 분석이 수년내로 끝나면 새로운 놀라운 데이터들이 나올 것으로 기대할 수 있다. 

 WISE 홈페이지 : http://www.nasa.gov/mission_pages/WISE/main/index.html