(NASA's Wide Field Infrared Survey Telescope, illustrated here, will fly in the mid-2020s and provide astronomers with the most complete view of the cosmos to date. Credit: NASA's Goddard Space Flight Center/CI Lab)
나사는 2020년대 중반에 새로운 적외선 망원경인 WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope)를 발사할 예정입니다. 허블과 동일한 2.4m 주경을 가진 우주 망원경이지만, 기술적 진보 덕분에 허블보다 시야가 100배나 커진 것이 특징입니다. 2.88억 픽셀의 이미지 센서 (288-megapixel multi-band near-infrared camera)를 이용해서 매우 빠른 속도로 적외선 이미지를 확보할 수 있어 적외선 천문학의 진보를 앞당길 것으로 기대됩니다.
적외선 영역의 관측은 가스나 먼지, 그리고 외계 행성처럼 어두운 천체를 관측할 때 유리합니다. WFIRST의 멀티 밴드 적외선 센서는 주로 0.7-2㎛ 파장을 관측하게 될 것입니다. 주된 관측 목표는 암흑 에너지와 암흑 물질 같은 우주의 주된 물질과 에너지의 분포, 매우 멀리 떨어진 초신성과 약한 중력 렌즈, 그리고 마이크로 중력렌즈입니다. 특히 마이크로 중력렌즈는 외계 행성을 찾는데 유리한 방법입니다.
관측 위치는 지구에서 150만km 떨어진 L2 라그랑주 점이며 6년 간의 기본 임무 기간이 계획되어 있지만, 실제로는 고장날 때 까지 사용하게 될 것입니다.
(동영상)
WFIRST에는 매우 강력한 코로나그래프가 탑재되어 과거 허블 우주 망원경으로 할 수 없었던 매우 가까운 행성의 이미지를 직접 촬영할 수 있습니다. 별의 빛을 가려 해왕성 크기 행성이 지구보다 약간 먼 궤도를 도는 경우에도 직접 촬영이 가능한 것입니다. 이를 통해 수많은 외계 행성의 이미지를 직접 얻을 수 있는 것입니다.
WFIRST의 마이크로 중력렌즈 서베이는 1억 개의 별을 수백일간 관측해 2500개 정도의 외계 행성을 찾아낼 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 마이크로 중력렌즈 기술을 이용하면 외계행성 주변의 큰 위성을 찾을 수 있을지도 모릅니다. 또 이 기술을 통해 기존의 방법으로는 찾을 수 없었던 화성보다 작은 행성까지 포착할 수 있습니다.
WFIRST는 케플러 우주 망원경의 후계자인 TESS와 허블의 후계자라고 할 수 있는 제임스 웹 우주 망원경과 나란히 우주 천문학의 미래를 책임질 차세대 망원경입니다. 그런 만큼 가격도 비싸서 총 비용을 27억 달러 수준으로 예상하고 있습니다. 10조원짜리 우주 망원경이라는 이야기가 나오는 제임스 웹 우주 망원경만큼 비싸진 않아도 사실 엄청난 비용이라는 점은 분명합니다.
이런 막대한 돈을 투자해서 우리가 얻게 되는 것은 인류가 오래전부터 품어왔던 의문에 대한 해답입니다. 차세대 우주 망원경은 우주의 탄생과 진화, 은하의 비밀, 그리고 지구 같이 생명체가 살 수 있는 행성이 얼마나 흔한지에 대한 결정적인 답을 제시할 것입니다.
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