스크랩 제임스 웹 우주망원경이 촬영한 놀라운 이미지 공개 1주년

[김춘근]

제임스 웹 우주망원경이 촬영한 놀라운 이미지 공개 1주년

A Year of Amazing Images From the James Webb Space Telescope

ALAN TAYLOR ㅣ JULY 13, 2023 ㅣ 16 PHOTOS ㅣ IN FOCUS

오늘은 NASA의 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 촬영한 이미지가 공개된 지 1주년이 되는 날이다. JWST는 2021년 12월에 발사되었으며 현재 지구에서 약 100만 마일 떨어진 우주의 한 지점을 공전하고 있다. 데뷔한 지 1년 만에 새로운 망원경은 엄청난 양의 데이터를 제공하여 많은 새로운 발견을 촉진하고 우리 주변의 우주에 대한 멋진 새로운 시각을 보여주었다. 아래에 수집된 제임스 웹 우주망원경(JWST)의 우주 첫해 이미지 몇 장이 있다.

Today marks the first anniversary of the release of images from NASA’s James Webb Space Telescope (JWST). JWST was launched in December of 2021, and now orbits around a point in space about 1 million miles from Earth. In the year since its debut, the new telescope has delivered a tremendous amount of data, fueling many new discoveries, and revealing some spectacular new views of the universe around us. Collected below, a handful of images from JWST’s first year in space.

1. A crowded field of galaxies fills this image from the James Webb Space Telescope, alongside a few bright stars crowned with Webb’s signature six-pointed diffraction spikes. The large spiral galaxy at the base of this image is accompanied by a menagerie of smaller, more distant galaxies, which range from fully fledged spirals to mere bright smudges. Named LEDA 2046648, it is situated a little more than a billion light-years from Earth, in the constellation Hercules. # ESA / Webb; NASA / CSA; A. Martel

제임스 웹 우주망원경(JWST)에서 촬영한 이 이미지는 웹의 시그니처인 6개의 회절 스파이크로 장식된 몇 개의 밝은 별과 함께 붐비는 은하계로 채워져 있다. 이 사진의 밑부분에 있는 거대한 나선 은하는 더 작고 더 먼 은하들의 무리를 동반하며, 그 범위는 완전한 나선 은하에서 단순한 밝은 얼룩에 이르기까지 다양하다. LEDA 2046648로 명명된 이 별은 헤라클레스 별자리 방향으로 지구에서 10억 광년 조금 넘게 떨어져 있다.

2. This first-anniversary image from NASA’s James Webb Space Telescope displays star birth like it’s never been seen before, full of detailed, impressionistic texture. The subject is the Rho Ophiuchi cloud complex, the closest star-forming region to Earth. It is a relatively small, quiet stellar nursery, but you’d never know it from Webb’s chaotic close-up. Jets bursting from young stars crisscross the image, affecting the surrounding interstellar gas and lighting up molecular hydrogen, shown in red. Some of the stars display the telltale shadow of a circumstellar disk, the makings of future planetary systems. # NASA; ESA; CSA; STScI; Klaus Pontoppidan; Alyssa Pagan

NASA의 제임스 웹 우주망원경(JWST)에서 촬영한 이 1주년 기념 이미지는 지금까지 본 적이 없는 별의 탄생을 섬세하고 인상적인 질감으로 보여준다. 피사체는 지구에서 가장 가까운 별 형성 지역인 로 오피유키 성운(뱀주인자리) 구름 복합체다. 비교적 작고 조용한 별 보육원이지만 제임스 웹의 혼란스러운 클로즈업에서는 결코 알 수 없다. 젊은 별에서 분출하는 제트는 이미지를 가로지르며 주변 성간 가스에 영향을 미치고 빨간색으로 표시된 분자 수소를 밝힌다. 일부 별들은 미래의 행성계를 구성하는 별 주위 원반의 숨길 수 없는 그림자를 보여준다.

3. On June 25, 2023, the James Webb Space Telescope focused on Saturn for its first near-infrared observations of the planet. The initial imagery from Webb’s NIRCam (Near-Infrared Camera) is already fascinating researchers. Saturn itself appears extremely dark at this wavelength, as methane gas absorbs almost all of the sunlight falling on the atmosphere. However, the icy rings remain relatively bright, leading to the unusual appearance. This new image of Saturn clearly shows details within the planet’s ring system, along with several of the planet’s moons—Dione, Enceladus, and Tethys. # NASA; ESA; CSA; STSc; M. Tiscareno; M. Hedman

2023년 6월 25일 제임스 웹 우주망원경은 행성에 대한 최초의 근적외선 관측을 위해 토성에 초점을 맞췄다. 제임스 웹의 근적외선 카메라(NIRCam)의 초기 이미지는 이미 연구자들을 매료시켰다. 메탄 가스가 대기에 떨어지는 거의 모든 햇빛을 흡수하기 때문에 토성 자체는 이 파장에서 매우 어둡게 보인다. 그러나 얼음 고리는 상대적으로 밝은 상태를 유지하여 특이한 모양으로 이어진다. 이 새로운 토성의 이미지는 행성의 위성인 디오네, 엔셀라두스, 테티스와 함께 행성의 고리 시스템 내의 세부사항을 명확하게 보여준다.

4. In Webb’s mid-infrared view of the Pillars of Creation, thousands of stars that exist in this region appear to have vanished (not easily detectable at that wavelength)—and the seemingly endless layers of gas and dust become the centerpiece. The detection of dust by Webb’s Mid-Infrared Instrument (MIRI) is extremely important—dust is a major ingredient for star formation. Many stars are actively forming in these dense blue-grey pillars. When knots of gas and dust with sufficient mass form in these regions, they begin to collapse under their own gravitational attraction, slowly heat up, and eventually form new stars. The Pillars of Creation is a small region within the vast Eagle Nebula, which lies 6,500 light-years away. # NASA; ESA; CSA; STScI; J. DePasquale; A. Pagan

창조의 기둥에 대한 제임스 웹의 중적외선 시야에서 이 지역에 존재하는 수천 개의 별이 사라진 것처럼 보이며(해당 파장에서는 쉽게 감지할 수 없음) 끝없이 보이는 가스와 먼지 층이 중심이 된다. 제임스 웹의 중적외선 기기(MIRI)로 먼지를 감지하는 것은 매우 중요하다. 먼지는 별 형성의 주요 성분이다. 많은 별들이 이 짙은 청회색 기둥에서 활발하게 형성되고 있다. 이 지역에서 충분한 질량을 가진 가스와 먼지 덩어리가 형성되면 자체 중력에 의해 붕괴되기 시작하고 천천히 가열되어 결국 새로운 별을 형성한다. 창조의 기둥은 6,500광년 떨어져 있는 광활한 독수리 성운 안에 있는 작은 지역이다.

5. This image shows one of a total of 19 galaxies targeted for study by the Physics at High Angular Resolution in Nearby Galaxies (PHANGS) collaboration. The nearby barred spiral galaxy NGC 1433 takes on a completely new look when observed by Webb’s Mid-Infrared Instrument (MIRI). NGC 1433’s spiral arms are littered with evidence of extremely young stars releasing energy and, in some cases, blowing out the gas and dust of the interstellar medium they plow into. The brightness and lack of dust in this image could hint at a recent merger or even a collision with another galaxy. # NASA; ESA; CSA / J. Lee; A. Pagan

이 이미지는 PHANGS(근접 은하에서 고각도 해상도의 물리학) 공동 연구 대상인 총 19개의 은하 중 하나를 보여준다. 근처에 있는 막대나선은하 NGC 1433은 제임스 웹의 중적외선 기기(MIRI)로 관찰할 때 완전히 새로운 모습을 보인다. NGC 1433의 나선팔은 매우 어린 별들이 에너지를 방출하고 어떤 경우에는 그들이 파고드는 성간 매질의 가스와 먼지를 날려버린다는 증거로 가득 차 있다. 이 이미지의 밝기와 먼지 부족은 최근의 합병 또는 다른 은하와의 충돌을 암시할 수 있다.

6. Streaks of light and bright arcs betray the presence of a vast gravitational lens in this image from the James Webb Space Telescope. A galaxy cluster in the foreground has magnified distant galaxies, warping their shapes and creating the bright smears of light spread throughout this image. This effect, referred to by astronomers as gravitational lensing, occurs when a massive celestial object such as a galaxy cluster causes a sufficient curvature of spacetime for light to be visibly bent around it, as if by a gargantuan lens. The long, bright, and distorted arc spreading out near the core is a distant galaxy known as the Cosmic Seahorse, its brightness is greatly magnified by the gravitational lens, which has enabled astronomers to study star formation there. Galaxy cluster SDSS J1226+2149 lies at a distance of about 6.3 billion light-years from Earth, in the constellation Coma Berenices. # ESA / Webb; NASA / CSA; J. Rigby

제임스 웹 우주망원경(JWST)의 이 이미지에서 빛의 줄무늬와 밝은 호는 광대한 중력 렌즈의 존재를 드러낸다. 전경에 있는 은하성단은 먼 은하를 확대하여 그 모양을 뒤틀고 이 이미지 전체에 밝은 빛 번짐을 만든다. 천문학자들이 중력 렌즈 효과라고 부르는 이 효과는 은하성단과 같은 거대한 천체가 마치 거대한 렌즈에 의한 것처럼 빛이 그 주변에서 눈에 띄게 구부러질 수 있도록 충분한 시공간 곡률을 야기할 때 발생한다. 중심핵 근처에 펼쳐지는 길고 밝고 왜곡된 호(弧)는 우주 해마로 알려진 먼 은하이며, 그 밝기는 천문학자들이 그곳에서 별 형성을 연구할 수 있게 해주는 중력 렌즈에 의해 크게 확대된다. 은하성단 SDSS J1226+2149는 머리털자리(사자자리의 꼬리 부근) 방향으로 지구로부터 약 63억 광년 거리에 있다.

7. The protostar within the dark cloud L1527, shown in this image from Webb's NIRCam, is embedded within a cloud of material feeding its growth. The region’s most preval‎ent features, the clouds colored blue and orange in this representative-color infrared image, outline cavities created as material shoots away from the protostar and collides with surrounding matter. The colors themselves are due to layers of dust between Webb and the clouds. The blue areas are where the dust is thinnest. The thicker the layer of dust, the less blue light is able to escape, creating pockets of orange. # NASA; ESA; CSA; STScI

어두운 구름 L1527 안에 있는 원시별은 웹의 근적외선 카메라(NIRCam)가 촬영한 이 이미지에서 그 성장을 돕는 물질 구름 안에 박혀 있다. 이 지역에서 가장 널리 퍼진 특징인 이 대표 컬러 적외선 이미지에서 파란색과 주황색으로 표시된 구름은 물질이 원시별에서 멀리 떨어져 주변 물질과 충돌하면서 생성된 공동의 윤곽을 보여준다. 색상 자체는 웹과 구름 사이의 먼지 층 때문이다. 파란색 영역은 먼지가 가장 얇은 곳이다. 먼지 층이 두꺼울수록 파란색 빛이 덜 빠져나가 주황색 주머니가 생긴다.

📸NIRCam(근적외선 카메라, Near-InfraRed Camera)은 제임스 웹 우주망원경에 탑재된 장비다. 그것은 0.6~5마이크론 파장의 이미저로서, 그리고 18섹션 거울이 하나로 기능하도록 유지하는 파면 센서로서의 두 가지 주요 작업을 가지고 있다. 즉, 카메라이며 주경의 18분할을 정렬하기 위한 정보를 제공하는 데에도 사용된다. 10개의 수은-카드뮴-텔루라이드(HgCdTe) 검출기 어레이(array)가 있는 적외선 카메라이며 각 어레이에는 2048×2048 픽셀의 어레이가 있다. 카메라는 2마이크론에서 0.07arcsec(아크초; 초각)의 각도 해상도로 2.2×2.2arcmin(분각; 60초)의 시야를 가진다. 근적외선 카메라(NIRCam)에는 별 근처의 외계 행성에 대한 데이터를 수집하는 데 도움이 되는 코로나그래프도 장착되어 있다. 코로나그래프가 그 빛을 차단하기 때문에 훨씬 더 밝은 물체 옆에 있는 물체를 이미징하는 데 도움이 된다.

8. A view of the edge of a nearby young, star-forming region called NGC 3324, in the Carina Nebula. Captured in infrared light by the Near-Infrared Camera (NIRCam) on NASA’s James Webb Space Telescope, this image reveals previously obscured areas of star birth. Called the Cosmic Cliffs, the region is actually the edge of a gigantic, gaseous cavity within NGC 3324, roughly 7,600 light-years away. The cavernous area has been carved from the nebula by the intense ultraviolet radiation and stellar winds from extremely massive, hot, young stars located in the center of the bubble, above the area shown in this image. # NASA; ESA; CSA / STScI; J. DePasquale

용골자리 성운에 있는 NGC 3324라고 불리는 젊은 별 형성 지역의 가장자리 모습. NASA의 제임스 웹 우주망원경의 근적외선 카메라(NIRCam)가 적외선으로 포착한 이 이미지는 이전에 가려졌던 별 탄생 영역을 보여준다. 우주 절벽이라고 불리는 이 지역은 실제로 약 7,600 광년 떨어진 NGC 3324 내의 거대한 가스 공동의 가장자리다. 동굴 같은 지역은 거품의 중심, 이 이미지에 표시된 지역 위에 위치한 매우 무겁고 뜨겁고 어린 별에서 나오는 강렬한 자외선 복사와 항성풍에 의해 성운에서 조각되었다.

9. This wider view of the Uranian system with Webb’s NIRCam instrument features the planet Uranus as well as six of its 27 known moons (most of which are too small and faint to be seen in this short exposure). A handful of background objects, including many galaxies, are also seen. # NASA; ESA; CSA; STScI; J. DePasquale

제임스 웹의 근적외선 카메라(NIRCam)를 사용한 천왕성계의 더 넓은 시야는 천왕성과 27개의 알려진 달 중 6개를 특징으로 한다(대부분은 너무 작아서 이 짧은 노출로 볼 수 없다). 많은 은하를 포함한 소수의 배경 물체도 보인다.

10. This image from the James Webb Space Telescope shows the heart of M74, otherwise known as the Phantom Galaxy, with delicate filaments of gas and dust in the spiral arms that wind out from the center of this image. A lack of gas in the nuclear region also provides an unobscured view of the nuclear star cluster at the galaxy's center. The Phantom Galaxy is about 32 million light-years away, and lies almost face-on to Earth. # ESA / Webb; NASA / CSA; J. Lee and the PHANGS-JWST Team

제임스 웹 우주망원경으로 촬영한 이 이미지는 팬텀(유령) 은하라고 알려진 M74의 심장을 보여준다. 핵 지역의 가스 부족은 또한 은하 중심에 있는 핵 성단의 탁 트인 시야를 제공한다. 팬텀 은하는 약 3200만 광년 떨어져 있으며 지구와 거의 마주보고 있다.

11. Astronomers estimate there are some 50,000 sources of near-infrared light in this image. Their light has traveled over various distances to reach Webb’s detectors, representing the vastness of space in a single image. A foreground star in our own galaxy, to the right of the image center, displays Webb’s distinctive diffraction spikes. Bright white light sources surrounded by a hazy glow are the galaxies of Pandora’s Cluster, a conglomeration of already massive clusters of galaxies coming together to form a mega-cluster. The concentration of mass is so great that the fabric of spacetime is warped by their gravity. Gravitationally lensed distant light sources appear red in the image, often as elongated arcs. # NASA; ESA; CSA; I. Labbe; R. Bezanson; A. Pagan

천문학자들은 이 이미지에 약 50,000개의 근적외선 광원이 있다고 추정한다. 그들의 빛은 제임스 웹의 탐지기에 도달하기 위해 다양한 거리를 여행하여 단일 이미지에서 광대한 공간을 나타낸다. 이미지 중앙 오른쪽에 있는 우리 은하의 전경 별은 제임스 웹의 독특한 회절 스파이크를 보여준다. 흐릿한 빛으로 둘러싸인 밝은 흰색 광원은 판도라 성단의 은하로, 이미 거대한 은하성단이 모여 메가 클러스터(거대 성단)를 형성하고 있다. 질량의 집중이 너무 커서 시공간 구조가 중력에 의해 휘어진다. 중력 렌즈를 사용하는 원거리 광원은 종종 길쭉한 호(弧)로 이미지에서 빨간색으로 나타난다.

12. Located a little more than 5,000 light-years from Earth, this pair of stars is collectively known as Wolf-Rayet 140. Concentric shells of cosmic dust have been created by the interaction of the binary stars, appearing like tree rings. The regularity of the shells’ spacing indicates that they form like clockwork during the stars’ eight-year orbit cycle, when the two members of the binary make their closest approach to one another. # NASA; ESA; CSA; STScI; JPL-Caltech

지구에서 5,000광년 조금 넘게 떨어져 있는 이 한 쌍의 별은 집합적으로 울프-레이엣 140으로 알려져 있다. 우주 먼지의 동심원 껍질은 쌍성의 상호 작용에 의해 생성되어 나무 나이테처럼 보인다. 껍데기 간격의 규칙성은 쌍성의 두 구성원이 서로 가장 가깝게 접근할 때 별의 8년 궤도 주기 동안 시계 장치처럼 형성됨을 나타낸다.

13. This new view of the Tarantula Nebula displays the nebula's star-forming region, including tens of thousands of never-before-seen young stars that were previously shrouded in cosmic dust, in a view that spans 340 light-years across. The most active region seems to sparkle with massive young stars, appearing pale blue. Scattered among them are still-embedded stars, appearing red, yet to emerge from the dusty cocoon of the nebula. # NASA; ESA; CSA; STScI

타란툴라 성운의 이 새로운 모습은 이전에 우주 먼지에 가려져 있던 이전에 본 적이 없는 수만 개의 젊은 별을 포함하여 성운의 별 형성 지역을 340광년에 걸쳐 보여준다. 가장 활발한 영역은 옅은 파란색으로 보이는 거대한 젊은 별들로 반짝이는 것 같다. 그들 사이에 흩어진 별들은 여전히 붉게 보이지만 성운의 먼지 고치에서 아직 나오지 않았다.

14. This pair of merging galaxies, known to astronomers as II ZW 96, is roughly 500 million light-years from Earth and lies in the constellation Delphinus. As well as the wild swirl of the merging galaxies, many background galaxies are dotted throughout the image. The two foreground galaxies are in the process of merging and as a result have a chaotic, disturbed shape. # ESA / Webb; NASA / CSA; L. Armus; A. Evans

천문학자들에게 II ZW 96으로 알려진 이 병합 은하 쌍은 지구에서 약 5억 광년 떨어져 있으며 델피누스 별자리에 있다. 병합 은하의 거친 소용돌이뿐만 아니라 많은 배경 은하가 이미지 전체에 점으로 표시된다. 전경에 있는 두 개의 은하가 합쳐지는 과정에 있으며 그 결과 혼란스럽고 교란된 모양을 갖게 된다.

15. This image by Webb's NIRCam features the central region of the Chameleon I dark molecular cloud, which resides 630 light-years away. The cold, wispy cloud material (blue, center) is illuminated in the infrared by the glow of the young, outflowing protostar Ced 110 IRS 4 (orange, left). The light from numerous background stars, seen as orange dots behind the cloud, can be used to detect ices in the cloud, which absorb the starlight passing through them. #NASA; ESA; CSA; M. Zamani

제임스 웹의 근적외선 카메라(NIRCam)가 촬영한 이 이미지는 630광년 떨어져 있는 카멜레온 I 암흑 분자 구름의 중앙 영역을 보여준다. 차갑고 희미한 구름 물질(파란색, 중앙)은 젊고 유출되는 원시별 Ced 110 IRS 4(주황색, 왼쪽)의 빛에 의해 적외선으로 조명된다. 구름 뒤의 주황색 점으로 보이는 수많은 배경 별에서 나오는 빛은 구름을 통과하는 별빛을 흡수하는 구름의 얼음을 감지하는 데 사용할 수 있다.

16. The luminous star Wolf-Rayet 124 (WR 124) is prominent at the center of this James Webb Space Telescope composite image that combines near-infrared and mid-infrared wavelengths of light. NIRCam effectively balances the brightness of the star with the fainter gas and dust surrounding it, while Webb’s Mid-Infrared Instrument (MIRI) reveals the nebula’s structure. Background stars and galaxies populate the field of view and peek through the nebula of gas and dust that has been ejected from the aging massive star to span 10 light-years across space. A history of the star’s past episodes of mass loss can be read in the nebula’s structure. Rather than smooth shells, the nebula is formed from random, asymmetric ejections. # NASA; ESA; CSA; STScI; Webb ERO Production Team

빛나는 별 울프-레이엣 124(WR 124)는 근적외선과 중적외선 파장을 결합한 이 제임스 웹 우주망원경 합성 이미지의 중심에서 두드러진다. 근적외선 카메라(NIRCam)는 별의 밝기를 주변의 희미한 가스 및 먼지와 효과적으로 균형을 맞추며 웹의 중적외선 기기(MIRI)는 성운의 구조를 보여준다. 배경 별과 은하가 시야를 채우고 10광년에 걸쳐 우주를 가로질러 늙어가는 거대한 별에서 분출된 가스와 먼지 성운을 통해 엿볼 수 있다. 별의 과거 질량 손실 에피소드의 역사는 성운의 구조에서 읽을 수 있다. 성운은 부드러운 껍질이 아니라 무작위로 비대칭적으로 분출되어 형성된다.

🌈MIRI(중적외선 기기)에는 우리 눈보다 파장이 긴 전자기 스펙트럼의 중간 적외선 영역에서 빛을 보는 카메라와 분광기가 있다.

🌟종종 WR 별이라고 약칭되는 울프-레이엣(Wolf-Rayet) 별은 이온화된 헬륨과 고도로 이온화된 질소 또는 탄소의 두드러진 넓은 방출선을 보여주는 특이한 스펙트럼을 가진 드문 이질적인 별 집합이다. 스펙트럼은 무거운 원소의 매우 높은 표면 향상, 수소 고갈 및 강한 항성풍을 나타낸다. 알려진 울프-레이엣 별의 표면 온도 범위는 20,000K에서 약 210,000K로 거의 모든 다른 종류의 별보다 뜨겁다. 이전에는 분광 분류를 참조하여 W형 별이라고 불렸다. 전형적인(또는 집단 I) 울프-레이엣 별은 외부 수소를 완전히 잃고 핵에서 헬륨 또는 더 무거운 원소를 융합하는 무거운 별이 진화한 것이다. IWR 별 모집단의 부분 집합은 스펙트럼에서 수소선을 나타내며 WNh 별로 알려져 있다. 그들은 강력한 혼합과 복사에 의한 질량 손실에 의해 표면에 노출된 헬륨과 질소와 함께 중심부에서 여전히 수소를 융합하고 있는 젊고 매우 무거운 별이다. WR 스펙트럼을 가진 별도의 별 그룹은 행성상 성운(CSPNe)의 중심별, 주계열성 동안 태양과 유사했지만 이제 핵융합을 중단하고 대기를 방출하여 맨 탄소-산소 핵을 드러냈다.