적외선 망원경으로 본 안드로메다 은하

▲ 적외선 망원경으로 본 안드로메다 은하  ⓒ ( NASA/JPL-Caltech/Harvard-Smithsonian CfA/NOAO) 안드로메다는 우리 지구와 가장 가까이에 있는 은하이고, 은하계를 연구하기에 적당한 표본이 되고 있다. 지구에서 안드로메다자리 방향으로 약 250만 광년 거리에 위치하고 있다. 육안으로 보면 보름달 7개 크기에 해당하는 밤하늘의 면적을 차지하고 있으며 희미하게 퍼져 보인다. 이 디스크 형태의 전체 길이는 26만 광년 거리에 해당된다. 우리 은하수의 크기는 이것보다 작은 10만 광년이다. 적외선 망원경으로 안드로메다의 먼지들의 분포를 볼 수 있다. 적외선 사진에서 안드로메다 은하의 먼지들이 신성(新星)에 의해서 뜨거워져서 붉은 빛을 내고 중앙에서는 오래된 별들로 인해 푸른빛으로 나타난다.   ***************** 적외선 망원경 천체의 적외선복사를 검출하는 데 쓰이는 망원경 적외선을 투과시키는 렌즈를 만들기가 매우 어려우므로 반사망원경을 쓴다. 보통의 반사망원경의 거울면에는 가시광선에 대한 반사도가 높은 알루미늄을 증착(蒸着)시키는데, 적외선망원경의 경면(鏡面)에는 적외선을 잘 반사시키는 금을 증착시키는 경우가 많다. 대기에 포함된 수증기와 탄산가스는 적외선을 잘 흡수하기 때문에 지상에서 적외선을 관측하는 데에는 많은 제약이 있다. 따라서 지상에서는 20μm보다 짧은 파장에서만 관측이 가능하다. 이 중간적외선대역(中間赤外線帶域) 중에서도 제한된 몇 군데의 파장영역에서만 관측이 이루어진다. 지구 대기 역시 10μm를 전후하여 강한 적외선복사를 내기 때문에, 천체로부터 도달하는 미약한 적외선복사를 검출하는 데 지구 대기가 큰 장애요소가 된다. 따라서 지상에서 천체의 적외선복사를 관측할 때에는 대상 적외선방출원(赤外線放出源)과 주위 하늘을 번갈아 관측하여 그 차이를 구함으로써 지구 대기의 복사를 보정할 수 있다. 또 지구 대기의 영향을 최소로 하기 위하여 적외선망원경은 주로 높은 산에 설치한다. 예를 들면 하와이에 있는 마우나케아산(4,200m) 정상에는 미국의 지름 3m 적외선망원경과 영국의 3.8m 적외선망원경 등이 설치되었다. 비행기나 풍선을 사용하여 높은 고도에서 관측하면 천체로부터 오는 적외선복사가 통과해야 할 대기층의 두께를 줄일 수 있다. 대기의 영향에서 완전히 벗어나서 100μm 파장영역에서도 관측을 하려면 로켓이나 인공위성이 필요하다. 이렇게 원적외선대역(遠赤外線帶域)으로 옮겨가면 망원경 자체에서 방출되는 적외선복사가 문제로 대두된다. 망원경 자체의 복사를 최저로 줄이기 위하여 액체헬륨 등의 냉각제를 사용한다. 1983년 발사된 적외선천문위성(infrared astronomical satellite:IRAS)은 발사된 지 11개월 만에 액체헬륨의 소진으로 관측활동이 중지되었다. 적외선 천문관측 전용의 인공위성으로 우주배경복사탐사선인 COBE(cosmic background explorer)가 있다.