제임스 웹 우주망원경,
인류에게 새로운 우주를 선사하다
2022년 7월 12일 미 항공우주국(NASA)은 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 보내온 자료를 공개합니다. 그동안 우리가 보지 못했던 우주의 아름답고 환상적인 풍경들이 담긴 놀라운 사진들이었습니다. 제임스 웹은 허블의 뒤를 잇는 차세대 우주망원경입니다. 우주에 떠 있는 첨단 장비가 보내온 사진들을 통해 우주에 대해 우리가 새롭게 알게 된 사실들은 무엇인지 한번 살펴볼까요?
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우주망원경 제임스 웹을 소개합니다
‘허블’은 인류가 최초로 지구 밖으로 쏘아 올린 우주망원경의 이름이다. 발사 당시 예상 수명이 15년에 불과했으나 다섯 차례의 개보수를 거쳐 30년이 넘은 현재까지 거뜬히 현역으로 활동 중이다.
허블 우주망원경은 1990년 우주로 보내진 뒤 많은 업적을 남겼다. 우주의 팽창 속도를 나타내는 ‘허블상수’ 값을 측정해서 그동안 막연하게 추정했던 우주의 나이를 10% 이내의 오차 범위로 알 수 있게 했다. 또한 아무것도 존재하지 않을 것이라 여겨왔던 북두칠성 부근의 검은 하늘을 촬영하여 지구 중력이나 자기장의 영향이 미치지 않는 우주 공간인 ‘심우주’의 모습을 인류 앞에 드러내 줬다. 사진에 담긴 2,000개 이상의 은하와 천체들은 우주에 대한 우리의 시야를 넓혀주어 많은 이에게 영감을 줬다. 이 밖에도 많은 업적을 남겼는데 그중에서도 이론으로만 존재하던 블랙홀의 존재를 포착한 것은 단연 최고라 할 수 있다.
그동안 많은 일을 한 허블망원경이지만 기술적인 한계도 분명했다. 우주의 시작과 끝을 알아내기에 60억 년 전까지의 빛을 잡아낼 수 있는 허블 우주망원경으로는 역부족이었다. 차세대 우주망원경의 제작이 필요했고, 그래서 탄생한 것이 바로 제임스 웹 우주망원경이다.
제임스 웹 우주망원경은 제작 기간 총 25년에, 무려 97억 달러(한화로 약 13조 원)에 달하는 제작비가 들었다. 허블 우주망원경보다 약 100배, 인간의 눈보다 100억 배 더 성능이 좋다. 여기에는 독특한 디자인과 엄청난 크기가 한몫한다. 망원경에는 대각선 길이가 1.3m인 정육각형 거울 18개를 이어 붙인 거대한 거울이 달려있다. 이를 모두 펼치면 지름이 6.5m가 되는데, 이는 허블의 약 3배에 달한다. 현재까지 개발된 우주망원경 중 가장 크다. 덕분에 희미한 빛도 잘 포착해 허블이 잡아내지 못했던 어두운 천체들도 관측할 수 있다. 또한 가시광선보다 파장이 긴 적외선을 이용하기에 우주 먼지나 가스 구름을 통과하여 그 뒤에 있는 미세한 빛까지 잡아낼 수 있다.
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제임스 웹 우주망원경, 별의 삶을 펼쳐놓다
제임스 웹 우주망원경은 빅뱅 직후 우주 형성 초기에 일어났던 일들을 관측하는 게 목표입니다. 이를 통해 우주 탄생의 비밀을 밝힐 예정인데 이미 별들의 탄생과 죽음을 담은 이미지를 촬영해서 그 가능성을 증명한 바 있어요. 그동안 어떤 사진들을 보내왔는지 한번 볼까요?
① 별들의 요람, 아기별들이 있는 곳
제임스 웹이 제일 먼저 보내온 사진은 지구에서 7,600광년 떨어진 ‘용골자리 성운’의 일부분이었습니다. 용골자리 성운은 남반구 밤하늘에서 가장 유명한 발광 성운이자, 별을 만들어내는 성운(스타포밍·Star Forming)이에요. 아기별들이 탄생하기 때문에 ‘별들의 요람’이란 별명을 가지고 있습니다. 사진 속 산맥처럼 보이는 것들은 우주 먼지이며, 그 사이에서 반짝이는 별들이 갓 태어난 아기별들입니다.
기존 허블 우주망원경으로는 용골자리 성운 안에서 어떤 일이 일어나는지 관측할 수 없었습니다. 제임스 웹 우주망원경은 적외선을 사용하기 때문에 우주 먼지를 뚫고 들어가 별이 막 생성되는 성운 안쪽을 찍을 수 있었어요. 덕분에 과학자들은 별이 어떻게 생성되는지 관찰할 수 있게 되었습니다. NASA에서는 해당 사진을 별이 탄생하는 ‘우주 절벽(Cosmic Cliffs)’이라고 소개했습니다. 별이 탄생할 때 태양풍처럼 주변으로 바람이 불어 성운을 깎아내는데 이게 절벽처럼 보이기 때문에 붙은 이름이에요.
