우주에서 오는 유일한 정보원은 빛이다. 이 빛은 우리 눈에 보이는 가시광선 영역의 파장뿐만 아니라 가시광선보다 파장이 긴 전파 영역과 적외선 영역, 그리고 가시광선보다 파장이 짧은 자외선, 엑스선 그리고 감마선 영역을 포함한다. 우주에서 보내는 빛 정보를 지상에서 받아 해독하는 경우는 가시광선과 전파 영역에 불과하다. 첨단 과학기술이 발달하면서 인간은 우주공간에 가시광선을 비롯하여 지상에서 관측할 수 없는 빛을 관측하기 위해 관측위성을 발사하여 광활한 우주를 연구해오고 있다. 우주를 보는 영역이 그만큼 넓어지고 있다는 의미이다.

미국 항공우주국은 우주에서 보내는 빛을 관측하기 위해 지구궤도를 도는 대형 우주 망원경은 계획을 수립하여 1990년부터 실행에 옮겨왔다. 첫 번째로 발사된 대형 우주 망원경은 1990년 발사된 허블 우주 망원경으로 근적외선 영역, 가시광선 영역 그리고 자외선 영역의 우주정보를 지구 대기권 밖에서 관측해서 보내주었다. 두 번째는 1991년에 발사된 콤프턴 우주 망원경으로 감마선 영역의 우주정보를 관측하였고, 세 번째는 찬드라 우주 망원경으로 1999년에 발사되어 엑스선 영역의 고분해능 이미지를 얻어내는 관측을 수행하였다. 마지막으로 대형 우주 망원경은 2003년에 발사된 스피처 우주 망원경인데, 적외선 영역의 우주 정보를 수집한 바 있다. 각각의 우주 망원경들은 관측된 영역에서 우주의 모습을 아주 획기적인 방법으로 새롭게 조명해주었다. 이들 망원경들이 관측한 자료들을조합하여 항성과 은하의 진화에 대해 더 자세하게 알 수 있었으며, 블랙홀과 같은 극한의 물리적 상황에서 일어나는 현상들을 더욱 자세히 연구할 수 있게 되었다. 

2017년에 하버드대학의 스미스소니언 천체물리 연구소에 머물면서 허블 우주 망원경이 25년간 발견한 새로운 사실들을 정리하는 소책자들 번역하고 편집하는 작업을 할 수 있었고, 그 연구소에서 Tucker 박사님이 저술한 이 책 《판타스틱 유니버스(Chandra’s Cosmos)》를 접하게 되었다. 목차와 본문 내용들이 찬드라 우주 망원경이 엑스선 천문학 분야에서 이루어낸 업적들을 때로는 시처럼, 때로는 쉬운 이야기처럼 풀어서 정리되어 있어서 천문학을 좋아하는 국내의 독자들에게 소개하고 싶은 마음이 들었다. 당시 연구소에 근무하고 있었던 한국 학자들에게 이 책을 번역해 보자고 제안하였고, 하버드-스미스소니언 천체물리 연구소에 몸담았다가 귀국한 후 국내에서 연구 및 교육에 몰두하고 있는 전문가들을 찾기 시작하였다.

그리고 열 명의 전문가들과 번역 팀을 구성하여 찬드라 망원경이 얻어낸 천문학적 발견들을우리말로 소개할 수 있게 되었다. 본 역서의 용어들은 한국 천문학회에서 정리한천문용어집(2019)을 바탕으로 통일시켰으나, 부득이하게 역자들이 번역한 용어를 사용한 경우도 있음을 미리 밝혀둔다.

사실 엑스선 천문학은 전문적이고 세부적인 영역을 다루기 때문에 일반 독자층을 형성하기가 어려울 것이라는 염려가 있어서 책의 작업과정을 맡아줄 출판사를 찾기가 아주 어려웠다. 이 책은 단순히 찬드라 엑스선 망원경이 관측한 자료를 소개하는 것이 아니라허블 우주 망원경과 스피처 우주망원경이 광학과 적외선 영역을 관측한 자료들을 통합하여 우주에 대해 인간이 새롭게 알게 된 사실들을 수식 없이 알기 쉽게 정리해 놓았다. 마치 소설을 읽듯이 이 책을 쭉 읽어나가다 보면 블랙홀, 암흑물질, 그리고 암흑에너지와 관련된 천문학적 사실들을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

역자 서문 6

서론: 뜨거운 우주에서 나오는 멋진 이야기들 9

1부 THE 큰 우주

1 은하단 19

2 암흑물질의 증거 25

3 차가운 암흑물질 35

4 암흑물질이 바나나가 되다 45

5 경이로우면서도 무시무시한 캄캄한 곳 55

6 암흑에너지란 무엇인가? 71

7 우주 그물 구조 79

2부 THE 무서운 우주

8 흐릿한 별빛에서 즐거움 만끽하기 89

9 백조자리 엑스선원-1, 마이크로퀘이사, 그리고 은하의 제트 101

10 번화한 도심은 은하수 113

11 중심에 숨겨진 비밀 123

12 무수히 많은 오리들 137

13 초대질량 블랙홀의 기원과 성장 147

14 녹색 블랙홀 157

15 블랙홀 피드백 169

3부 THE 아름다운 우주

16 저 어두운 밤 속으로 순순히 들어가려 하지 마시오 185

17 폭축하는 핵 205

18 게 성운과 펄사풍 성운들 219

19 우주에서 내리는 가랑비 233

20 원소 변화 243

21 우주의 부활 255

감사의 글 268

참고문헌 270

이미지 출처 286

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