허블, 로만 망원경 대비해 중력렌즈 관측 자료 공개

NASA가 허블 우주망원경이 촬영한 중력렌즈 이미지를 공개했다. 이 관측은 2026년 10월 22일 발표된 것으로, 올해 발사 예정인 것으로 알려진 로만 우주망원경을 준비하기 위해 수행된 여러 중력렌즈 관측 가운데 하나다. 다만 원문에는 로만의 발사 일정이 명시되어 있지 않아 이 기사에서는 다루지 않았다.

중력렌즈란

중력렌즈는 앞쪽에 있는 천체의 질량이 주변 시공간을 휘게 해, 뒤쪽 천체에서 오는 빛이 휘어지고 확대되어 보이는 현상이다. 우주 공간에 놓인 거대한 렌즈와 비슷하다고 보면 된다. 앞쪽 은하와 뒤쪽 은하가 정확히 일직선에 가깝게 맞물릴 때 이런 모습이 나타난다.

이번 이미지의 앞쪽 타원은하는 약 45억 광년 떨어져 있다. 뒤쪽 배경 은하는 약 80억 광년 거리로, 앞쪽 은하보다 약 두 배 멀다. 원문은 앞쪽 은하에서 지금 보이는 빛이 태양계가 아직 형성되던 시기에 출발했다고 설명한다. 배경 은하는 큰 호(arc)와 작고 뒤집힌 호의 쌍으로 나타나는데, 이런 배열을 호-역호 쌍(arc-counterarc pair)이라고 부른다.

암흑물질 연구에 쓰이는 방법

앞쪽 은하의 질량이 클수록 중력렌즈는 강해지고 빛을 더 많이 휜다. 연구자들은 배경 은하가 얼마나 일그러졌는지 살펴 앞쪽 은하가 가진 질량을 계산할 수 있다. 눈에 보이는 물질만으로는 이 정도의 일그러짐을 설명하기 어렵고, 그 차이를 통해 암흑물질의 양을 추정할 수 있다. 원문은 암흑물질을 우주 질량의 대부분을 차지하지만 보이지 않는 물질이라고 설명한다.

이미지 속 천체는 대부분 은하이며, 몇 개의 전경 별이 섞여 있다. 중앙의 막대나선은하는 우리 은하와 비슷한 크기로 소개됐다. 그 옆의 작은 나선은하는 우리 은하를 도는 대마젤란운하·소마젤란운하와 비슷한 위성 은하일 수 있다고 원문은 적었다.

허블과 로만의 역할 분담

허블은 주로 가시광선과 자외선을 보고 일부 적외선도 관측한다. 개별 천체를 고해상도로 보는 데 강하다. 로만은 주로 적외선과 일부 가시광선을 보며, 시야가 훨씬 넓어 파노라마 관측에 적합하다.

원문에 따르면 허블은 중력렌즈를 한 번에 하나씩만 볼 수 있지만, 로만은 넓은 하늘에서 더 많은 중력렌즈 표본을 얻을 수 있다. 연구팀은 허블의 선명한 이미지를 바탕으로 암흑물질에 의한 일그러짐을 분석하는 컴퓨터 모델을 만들고 있다. 이 모델은 로만의 대형 이미지를 분석하는 도구가 된다. 허블은 로만이 찾아낸 흥미로운 렌즈를 이어서 추적 관측할 계획이다.

이번 사진은 두 망원경이 함께 우주의 모습을 더 완전하게 그려 나갈 방향을 보여준다. 이 자료는 NASA 고다드 우주비행센터 소속 연구진이 처리했으며, 미국 샌프란시스코대학교의 X. 황 연구팀 관측 자료가 포함되어 있다.