제임스 웹 우주망원경
2022. 7. 18. 12:36ㆍ物理
은하단 ‘SMACS 0723’, 40억년을 날아와 제임스웹에 상(像)을 앉힌 은하의 빛이다. 1초에 지구를 7바퀴 반 도는 빛이 40억년을 날아가 닿을 거리다. 138억 년 전 빅뱅 이후 팽창을 거듭한 우주의 관측가능거리(관측가능 우주)는 930억 광년이고, 그 너머는 무엇인지, 그 광활한 우주의 끝은 과연 존재하는 것일까?
광활한 우주 한 구석의 먼지보다 적은 지구란 별에 존재하는 인간은 과연 무엇인가? 그럼에도 그 광활한 우주를 탐구하고 과거, 현재, 미래세 3세를 사유하고 있다.
제임스 웹 우주망원경(James Webb Space Telescope)
허블 우주망원경(HST)의 뒤를 이어 우주 공간에서 먼 우주를 관측하는 적외선 관측 장치. 태양과 지구의 인력과 제임스 웹 우주망원경의 원심력이 균형을 이루는 라그랑주 지점에서 운영되며, 초기 우주 천체에서 복사된 적외선을 관측하는 것이 주된 임무이다. 1996년 '차세대 우주망원경'이라는 이름으로 개발이 시작되어 2002년 지금의 이름으로 명명되었고, 2021년 12월 25일 발사되었다. 2022년 1~2월 목표했던 라그랑주 지점에 도착, 시험촬영을 시작했으며 2022년 7월 11~12일 첫 풀 컬러 은하 성단 사진을 공개했다.
지름 2.4m의 허블 우주망원경은 지상 약 550㎞ 높이에서 지구 궤도를 돌며 우주를 관측함으로써 대기를 극복한 영웅이 되었다. 천문학자 스피처는 허블 우주망원경처럼 광학 파장에서 우주를 관측하는 망원경 외에 적외선 파장을 볼 수 있는 적외선 우주망원경도 제안했다.
우주가 팽창하면서 우리로부터 빠르게 멀어지는 천체들이 내는 빛은 지구까지 오는 동안 파장이 길어진다. 그래서 우주의 가장 먼 곳을 보고자 한다면 파장이 더 긴 적외선 빛을 봐야 한다. 또한 막 태어난 별과 죽어가는 별 등은 적외선으로 봐야 보인다. 그래서 1990년대부터 본격적인 준비를 시작한, 30여 년 노력의 결정체가 바로 제임스웹 우주망원경이다. 이 망원경은 지름이 6.5m이고 적외선이 주 관측 파장대다. 태양이나 지구가 내는 적외선을 피하기 위해 지구에서 태양 반대편 150만㎞ 거리의 제2 라그랑주점에 자리 잡고 있다. 웹망원경은 131억 광년을 넘어 최초의 은하와 최초의 별이 빛을 방출했을 것으로 추정되는 134억∼135억 광년 거리까지 보려고 시도한다.
코페르니쿠스 이후 관측천문학이 비약적으로 발전한 20세기를 지나면서 인류는 우주의 중심이 지구가 아니라는 혁명적인 사실을 깨달았다. 1920년대까지 알고 있던 ‘우주’는 지금껏 ‘은하수’라 불러온 우리 은하였다. 이후 연구와 관측을 통해 우리가 살고 있는 태양계는 우리 은하의 중심이 아닌 가장자리에 있고, 우리 은하 바깥에 수천억 개 이상의 또 다른 은하들이 있다는 사실을 알게 됐다.
또한 이 모두를 포함하는 우주 전체는 그 크기를 일정하게 유지하는 것이 아니라 팽창하고 있음을, 그것도 가속해서 팽창한다는 사실이 밝혀졌다. 별은 영원히 존재하는 것이 아니라 제한된 수명을 가지고 있으며, 인간의 몸이나 지구를 구성하는 물질은 태양이 태어나기 전에 존재하던 별들의 내부에서 만들어져 여기까지 왔다는 것과, 무거운 별들은 죽어갈 때 초신성이라는 거대한 폭발을 거치고 종국에는 중성자별이나 블랙홀이 된다는 것을 알게 됐다.
우주는 워낙 커서 직접 도달하기에 너무 멀다. 결국 태양계 바깥의 천체의 경우 정보 전달체인 ‘빛’을 통해 연구하고 알아내는 수밖에 없다. 이 빛을 받아들여 빛의 세기와 색 정보, 또 감마선부터 전파까지 빛의 파장에 따른 세기를 측정한다. 이런 자료와 물리학적 지식을 동원해 별의 온도·나이·질량 등을 계산한다.
허블우주망원경이 찍은 ‘용골자리 대성운’. 제임스 웹 망원경이 찍은 사진에 비해 성운 너머로 보이는 별의 개수가 적다. NASA 제공
제임스웹우주망원경이 찍은 용골자리 대성운(Carina Nebula) 사진. 지구에서 7600 광년 떨어져 있는 이 천체는 ‘별의 요람’이란 별명처럼 별들이 태어나는 곳으로 잘 알려져 있어, 별의 형성 과정을 밝힐 열쇠로 주목받고 있다. 사진 NASA
미국 항공우주국(NASA)이 11일(현지시간) 공개한 은하단 ‘SMACS 0723’의 모습. 지난해 12월 발사된 제임스 웹 우주망원경이 찍은 사진이다. 제임스 웹 망원경이 촬영한 완전한 컬러 사진이 공개된 건 이번이 처음이다. NASA 제공
은하단 ‘SMACS 0723’, 40억년을 날아와 제임스웹에 상(像)을 앉힌 은하의 빛이다. 1초에 지구를 7바퀴 반 도는 빛이 40억년을 날아가 닿을 거리다. 138억 년 전 빅뱅 이후 팽창을 거듭한 우주의 관측가능거리(관측가능 우주)는 930억 광년이고, 그 너머는 무엇인지, 그 광활한 우주의 끝은 과연 존재하는 것일까?
[우주를 보다] 12조원 망원경 '제임스웹'이 찍은 은하, 영상으로 보니
[서울신문 나우뉴스]미국항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA) 등이 2일 제임스웹 우주망원경(JWST)이 촬영한 동그란 바퀴를 닮은 ‘수레바퀴 은하’(Cartwheel Galaxy)의 모습을 공개한 가운데, 수레바퀴
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'은하부터 해왕성까지' 제임스 웹으로 만나는 경이로운 우주 [뉴시스Pic]
[서울=뉴시스] 류현주 기자 = 미 항공우주국(NASA·나사)와 유럽우주국(ESA), 캐나다 우주국(CSA) 등이 공동개발한 최신형 우주 망원경 제임스 웹이 선명한 형태의 나선 은하의 모습을 공개했다. 29일
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