제임스웹 우주망원경 사진, 맨눈으로 보면 무슨 색? [우주로 간다]

세계 최대 크기 제임스웹우주망원경(JWST)이 촬영한 우주 사진들은 놀랍도록 선명하며 아름다운 것으로 유명하다.

그런데 JWST가 촬영한 우주 물체들을 실제 우리 눈으로 보면 사진과 똑같이 보일까? 

미국 우주망원경과학연구소(STScI)가 제임스웹 우주망원경이 우주 사진을 촬영하고 대중에게 공개되기까지의 과정을 소개했다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 26일(현지시간) 보도했다. 

제임스웹 우주망원경이 지구로부터 1천470광년 떨어진 허빅-아로 46/47 별을 촬영한 사진 (사진=NASA, ESA, CSA)

이에 대해 STScI 비주얼 개발자이자 JWST 이미지 처리를 담당하는 알리사 파간(Alyssa Pagan)은 "가장 빠른 대답은 우리는 모른다는 것"이라고 답했다. 하지만 그는 "한 가지는 확실하다. 우주를 이런 식으로 볼 수는 없다”고 덧붙였다. 

JWST는 적외선 망원경으로, 우리가 눈으로 감지할 수 있는 가장 긴 파장을 갖는 적색광보다 더 긴 빛의 파장으로 우주를 관측한다. 우주 물체를 가까이서 우리 눈으로 볼 수 있다면 허블 우주 망원경과 같은 가시광선 카메라가 관측한 사진과 가까운 것이 될 것이라고 그는 설명했다.

제임스웹 우주 망원경(사진=NASA GSFC/CIL)

물론 허블 우주망원경은 인간의 눈보다 훨씬 더 크고 민감하기 때문에 이런 비교 또한 완전히 옳은 것은 아니다. 가시광선 망원경은 동일한 대상에 초점을 맞추더라도 JWST와 같은 적외선 망원경과 다른 이미지 특징을 포착한다.

그렇다면 우리가 보는 JWST의 멋진 우주 사진은 어떻게 탄생하는 것일까?

JWST는 망원경에 부착된 여러 필터를 통해 물체를 관측하는데 이 필터는 특정 범위의 적외선 파장을 관측한다. JWST의 메인 카메라인 근적외선 카메라에는 6개의 필터가 있으며, 모두 조금씩 다른 이미지를 촬영하고 이 이미지들을 합성해 비주얼 개발자들이 풀컬러 이미지를 만들게 된다.

JWST가 처음엔 흑백 사진을 보내오는 데, 이후 다양한 필터의 데이터가 가시광선 스펙트럼으로 변환되면서 이미지에 색상이 추가된다고 알리사 파간은 밝혔다. 가장 긴 파장은 빨간색으로, 더 짧은 파장은 파란색이나 보라색으로 나타내는 식이다.

이미지에 각 색상이 추가되면 이미지 변색이나 뿌연 사진을 더 선명하게 하는 등의 추가 변경 작업을 거친다. 눈에 잘 안 띄는 특징을 강조하기 위해 색상을 바꿀 수도 있다.

이후 연구원들은 해당 이미지가 과학적으로 정확한지 확인하는 작업을 거친다. 특히 관련 사진이 특정 과학적 발견과 함께 제시되는 경우 특히 그렇다고 설명했다.

그는 “JWST 이미지 색상이 실제가 아닐 수도 있지만 잘못된 생각을 갖지 말라. 색상은 사용자를 속이려고 의도된 것이 아니며 보기 좋게 하려고 선택되지도 않았다. 해당 이미지는 JWST가 볼 수 있는 것과 우리 눈이 볼 수 없는 것을 최대한 명확하게 전달하기 위한 것”이라고 설명했다.

상징적인 창조의 기둥을 허블 우주 망원경(좌측)과 제임스 웹 우주 망원경(우측)으로 촬영한 모습(제공: NASA, ESA, CSA, STScI)

예를 들어 JWST와 허블이 촬영한 창조의 기둥 이미지를 비교하면, 가시광선 망원경과 적외선 망원경이 촬영한 이미지 사이의 차이점을 쉽게 확인할 수 있다. 허블 이미지에서는 기둥의 상당 부분이 붉은 색으로 나타나는 반면, JWST 이미지에서는 대부분의 기둥이 황금색과 주황색으로 표현됐다. 이는 기둥에서 방출되는 가시광선이 더 긴 파장(붉은 색)이지만 JWST 이미지에 표시된 것은 적외선 스펙트럼의 중간에 조금 더 가깝다는 것을 의미한다고 설명했다.

허블 이미지에서 기둥을 둘러싸고 있는 흐릿한 구름들과 기둥 자체의 일부 물질도 JWST 이미지에는 없다. 이는 가스와 먼지 등이 적외선에서 투명하게 보인다는 것을 의미하며, JWST 이미지는 허블 이미지에서는 볼 수 없는 두꺼운 가스와 먼지 구름으로 가려진 더 많은 별 형성 영역을 빨간색으로 강조해서 보여준다고 해당 매체는 전했다.