허블우주망원경이 먼 은하를 찍은 사진에서 해왕성 너머의 작은 천체를 찾을 수 있습니다. 사진의 원래 목표가 태양계 천체가 아니어도 됩니다. 같은 하늘을 시간차를 두고 찍은 여러 장이 남아 있다면, 별과 은하는 거의 제자리에 있지만 가까운 태양계 천체는 조금씩 움직입니다. 연구자들은 이 미세한 이동을 오래된 관측 자료에서 다시 찾아냅니다.
해왕성 바깥 천체, 즉 TNO는 작고 어둡습니다. 지상에서 가장 민감한 망원경으로도 아주 작은 TNO를 직접 찾기 어렵습니다. 허블은 대기 흔들림이 없고 별상이 날카롭지만, 한 장의 사진만 보면 TNO도 희미한 점 하나에 불과합니다. 그래서 핵심은 더 선명하게 확대하는 것이 아니라 시간 순서가 있는 사진들을 정확히 겹치는 데 있습니다.
움직일 속도를 가정해 사진을 다시 쌓습니다
원리는 이렇습니다. 같은 영역을 찍은 세 장 이상에서 가능한 이동 방향과 속도를 여러 개 가정합니다. 각 가정에 맞춰 사진을 조금씩 밀어 겹치면, 배경 별은 흐트러지지만 그 속도로 움직인 천체의 빛은 한 점에 모입니다. 이를 ‘shift-and-stack’ 계열 방법으로 이해할 수 있습니다. 아주 희미해 한 장에서는 잡음처럼 보이던 점도 여러 노출의 빛을 합치면 검출 가능성이 커집니다.
후보가 나오면 끝이 아닙니다. 우주선 검출기에서 생긴 결함인지, 우주선 입자가 남긴 흔적인지, 먼 은하의 일부인지 걸러야 합니다. 서로 다른 시간의 위치가 태양계 천체의 운동과 맞는지 확인하고, 지구와 허블의 움직임이 만든 시차도 계산합니다. 여러 시점의 위치를 연결해 궤도를 맞췄을 때 일관성이 있어야 진짜 후보로 남습니다.
오래된 자료가 새 관측이 되는 이유
허블 자료실에는 원래 목적이 서로 다른 관측이 수십 년간 쌓였습니다. TNO가 우연히 지나간 사진도 포함될 수 있습니다. 과거 연구는 허블 기록에서 새 TNO 수십 개와 작은 센타우루스 천체를 찾았고, 짧은 한 번의 허블 궤도 안에서 찍힌 3~5장의 노출로도 움직이는 천체를 식별하는 방법을 제시했습니다.
이 방식의 장점은 망원경 시간을 새로 배정받지 않고 이미 존재하는 데이터를 다시 쓴다는 것입니다. 대신 관측마다 필터, 노출시간, 방향, 별의 밀도가 달라 자동화가 까다롭습니다. 가능한 모든 이동 속도를 무작정 시험하면 계산량이 크게 늘고 오탐도 많아집니다. 예측 가능한 궤도 범위와 영상 품질을 먼저 제한해야 합니다.
허블과 웹을 함께 쓰면 점 하나에서 색과 크기로 갑니다
2026년 NASA가 소개한 최신 연구는 여기서 한 단계 더 나아갑니다. 연구진은 같은 하늘을 허블의 가시광과 제임스웹의 적외선으로 함께 관측해 27개의 매우 희미한 TNO를 분석했습니다. 가장 작은 천체의 지름은 약 5킬로미터로 추정됐습니다. 두 파장대의 밝기를 비교하면 표면색과 조성 단서를 얻고, 열적·광학적 정보와 궤도를 결합해 크기 분포를 살필 수 있습니다.
다만 이 최신 연구를 ‘옛 허블 사진만으로 27개를 발견했다’고 말하면 틀립니다. NASA 원문은 허블과 웹의 동시·보완 관측이라고 설명합니다. 오래된 허블 자료를 뒤지는 방법과 2026년 공동 관측은 같은 목표를 공유하지만 서로 다른 연구 절차입니다. 제목의 ‘옛 사진’은 아카이브 탐색법을 가리키고, 최신 결과는 그 방법의 확장이 아니라 별도의 공동 관측 사례로 구분해야 합니다.
결국 과거 사진을 다시 보는 기술의 핵심은 점을 크게 만드는 데 있지 않습니다. 시간차를 가진 여러 장에서 ‘이 속도로 움직였다면’이라는 가정을 시험하고, 후보의 궤도 일관성을 확인하는 데 있습니다. 우주 자료실은 사진 보관함이 아니라, 계산 방법이 좋아질 때마다 다시 관측할 수 있는 느린 망원경입니다.
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