제임스웹 우주 망원경이 보내온 경이로운 사진들

[정승남세기영어교육연구회장]

제임스웹 우주 망원경이 보내온 경이로운 사진들

사진 출처,NASA/ESA/CSA/STScI

2022년 7월 13일

미국 항공우주국(NASA)이 100억 달러(약 13조원)를 투자해 개발한 제임스웹 우주망원경(JWST)이 찍은 사진들을 12일(현지시간) 추가 공개했다. 공개된 사진에는 '별의 요람'이나 '은하들의 춤' 등 우주의 경이로운 모습이 담겼다.

제임스 웹 우주망원경은 '허블 우주 망원경'의 후계 망원경으로도 알려졌으며, 웹 망원경이 찍은 총천연색 우주 사진이 공개된 건 이번이 처음이다.

하루 앞선 11일 조 바이든 미국 대통령은 지구에서 멀리 떨어진 'SMACS 0723' 은하단의 컬러 사진을 선공개 했다.

그리고 오늘 제임스 웹 프로젝트의 과학자들이 웹 망원경의 다양한 능력을 보여주는 사진들을 추가로 공개한 것이다.

한편 웹 망원경은 적외선 관측에 특화돼 있다. 적외선은 우리의 눈으로 감지할 수 있는 가시광선보다 파장이 더 길다.

이 덕분에 이전의 허블 망원경보다 더 먼 거리의, 우주 깊은 곳의 별을 관측할 수 있다. 지구에서 멀리 떨어진 곳에서 오고 있는 별빛일수록 파장이 긴 적외선으로 변하기 때문이다. 따라서 무려 135억 년 전 일어난 일도 탐지할 수 있다.

또한 과학자들은 웹 망원경이 장착한 첨단 기술을 사용해 멀리 떨어진 행성의 대기를 연구해 생명체 징후를 포착하길 기대하고 있다.

한편 웹 망원경에 장착된 적외선 관측장비 4개 중 하나를 공동으로 이끌고 있으며, 영국 천문학기술센터(UK ATC)의 소장이기도 한 질리언 라이트 교수는 이번에 공개된 사진들 또한 앞으로 알게 될 것에 비하면 맛보기일 뿐이라고 말했다.

라이트 교수는 BBC와의 인터뷰에서 "우주를 바라볼 때마다 전혀 다른 방식으로 보게 되고, 전혀 예상하지 못했던 것을 보게 된다"고 말했다.

"이번 데이터가 질적으로 매우 우수하고, 연구 가치가 높으며 관측 몇 시간 만에 얻은 결과라는 사실은 앞으로 더 많은 성과와 발견이 가능하다는 점을 말해줍니다."

SMACS 0723 은하단

사진 설명,사진 속 붉게 휘어진 빛은 더 깊은 우주의 별에서 오는 것이며, 훨씬 더 먼 과거로 거슬러 올라간다. 이 중 몇몇 빛은 지구에 도달하는 데 130억 년이 걸린 것도 있다

'SMACS 0723'은 거대한 은하단으로, '중력 렌즈' 역할로도 잘 알려져 있다.

이 은하단 질량으로 인한 거대한 중력장이 더 멀리 떨어진 천체의 빛을 확대해 굴절시킨다.

덕분에 사진 속 붉게 휘어진 빛은 더 깊은 우주의 별에서 오는 것이며, 훨씬 더 먼 과거로 거슬러 올라간다. 이 중 몇몇 빛은 지구에 도달하는 데 130억 년이 걸린 것도 있다.

그리고 사진 가장자리에 있는 이 휘어진 빛 중 일부는 사실 동일한 천체에서 왔다는 점이 약간 특이하다. 천체의 빛이 SMACS 0723 은하단을 통해 둘 이상의 경로로 휘어졌기 때문에 발생한 현상이다.

남쪽 고리 성운

사진 출처,NASA/ESA/CSA/STScI

잡지 등에서 과거 허블 망원경이 찍은 멋진 '남쪽 고리 성운' 사진을 본 적이 있었을 것이다.

남쪽 고리 성운은 작은 망원경으로는 숫자 8처럼 보여 '팔렬 성운'이라고도 불리며, 중앙에 죽어가는 별에 의해 밝게 빛나는 가스구름과 먼지가 팽창하는 거대한 구체이다.

별은 수명이 끝나가는 단계에서 에너지 생산 방법을 바꾸고 외피층을 바깥 우주공간으로 방출한다. 그 뒤 별의 온도가 다시 높아지면 이전에 밀어냈던 팽창한 외피층은 빛을 낸다.

남쪽 고리 성운의 지름은 약 0.5 광년에 달하며, 지구로부터 2000년 광년 떨어진 곳에 있다.

이러한 모양의 성운은 '행성상성운'으로 불리는데, 실제로는 행성과 아무런 관련이 없다. 과거 망원경의 해상도가 오늘날처럼 좋지 않았을 당시 행성처럼 둥근 모양이라며 잘못 붙여진 이름이다.

과학자들은 웹 망원경을 통해 별의 탄생뿐만 아니라 별의 소멸에 관해서도 연구할 수 있길 고대하고 있다.

사진 출처,NASA/Esa/CSA/STScl

사진 설명,웹 망원경이 찍은 스테판의 5중주 소은하군(왼쪽)과 허블 망원경이 찍은 사진

스테판의 5중주 소은하군

다음 사진은 약 2억9000만 광년 밖 페가수스자리에 있는 '스테판의 5중주' 소은하군이다.

최초로 발견된 밀집은하군으로 주목할 만하다.

소은하군의 5개 은하 중 4개는 근접 거리에서 서로의 중력에 이끌려 근접했다가 멀어지기를 반복하는 "은하들의 춤"을 추고 있다.

이번 웹 망원경이 찍은 사진은 언뜻 허블 망원경과 크게 다르지 않아 보이지만, 웹 망원경은 초고감도 적외선 광학 장치를 갖췄기에 천문학자들은 다른 연구 거리를 끌어낼 것이다.

과학자들은 이렇듯 웹 망원경과 허블 망원경이 함께 관측하기를 고대해 왔다. 각자 장점이 있기에 이들의 결과물을 비교 및 대조하다 보면 새로운 차원으로 연구가 진행될 수 있기 때문이다.

그러나 허블 망원경이 얼마나 더 작동할 수 있을 진 알 수 없다. 1990년 우주로 향한 허블 망원경은 이제 32살이 됐기에 기술적인 결함이 생기기 쉽다.

하지만 NASA에서 이 '노병'을 담당하는 팀이 최근 5년 예산안을 제출했다. 행운을 빈다.

용골자리성운

사진 출처,NASA/ESA/CSA/STScI

'용골자리 성운'은 웹 망원경의 전신인 허블 망원경도 관측했던 곳이지만, 이번 웹 망원경은 더 선명한 이미지를 얻어냈다.

용골자리성운은 지구에서 약 7600광년 떨어져 있으며 밤하늘에서 가장 크고 밝은 성운 중 하나다.

한편 이 성운은 별들의 요람으로도 알려져 있다. 새로운 별들이 형성되며 가스와 먼지가 거대한 구름을 이루고 있다.

이 가스와 먼지 때문에 이번 웹 망원경의 사진을 제외하고 이곳 성운의 별을 그리 많이 볼 수 없었다.

천문학자들은 이 성운에서 지구의 산호초 또는 절벽과 모양이 닮은 부분을 '우주 산호초' 혹은 '우주 절벽'이라고 부른다. 위의 절반 가스와 아래 절반 먼지 사이의 넓은 경계선이다.

웹의 주요 과학적 임무 중 하나가 바로 별의 탄생을 연구하는 것인데, 이 용골자리성운이야말로 별의 탄생을 관측하기 매우 적합한 곳이다.

BBC News 코리아

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