최초의 별을 찾아서 '제임스웹 우주망원경'

https://www.cnet.co.kr/view/?no=20211223161055

 

2021년 12월 25일

 제임스웹 망원경을 실은 아리안 5호는 이날 오후 12시 20분 남미 프랑스령 기아나 유럽우주국(ESA) 우주발사기지로 발사되었다. 케냐 말린디의 지상안테나는 발사 30분이 채 되기도 전에 웹망원경이 아리안 5호에서 성공적으로 분리됐음을 확인했다. 허블망원경을 대신할 새로운 우주 망원경의 탄생이었다.

 

https://m.dongascience.com/news.php?idx=51272

 

발사는 성공했다. 하지만...

 웹 망원경은 앞으로 한 달간 지구와 태양의 중력 균형이 이뤄지는 약150만km 밖으로 비행한다. 이과정에서 발사 당시 접혀있던 망원경 부품을 펼쳐 고정해야 한다. 마치 번데기에서 나오는 나비처럼 말이다. 육각형 18개로 된 금을 입힌 베릴륨 거울이 펼쳐지는데 이는 빛을 모으는 장치이다. 우주 태생기에서 발생한 빛을 포착하기 위한 용도로 거울 뒷면에는 모터가 장착돼 있다. 제임스 웹 망원경의 핵심이라 할 수 있는 부분으로 허블 망원경의 주 반사경보다 거의 세 배 정도 더 크다.

 

https://news.mt.co.kr/mtview.php?no=2022021408011740207

 

허블망원경보다 100배 뛰어난 성능

 허블의 주경은 직경 2.4m의 거울 하나다. 반면 제임스웹은 1.3m짜리 거울을 18개 합친 주경을 사용하여 직경이 6.5m에 이른다. 허블과 제임스웹은 주경 지름이 2.7배 차이가 나는 것이다. 집광력(빛을 모으는 능력)이 약 7.3배에 이른다는 것은 제임스웹이 허블에 비해 7배나 더 어두운 빛을 볼 수 있다는 것이다.

 허블과 제임스 웹은 관측하는 빛의 종류도 다르다. 허블은 에너지가 많은 가시광선과 근적외선을 관측했다. 제임스 웹은 가시광선과 근적외선 이외에 에너지가 적은 중적외선도 관측이 가능하다.

 

https://post.naver.com/viewer/postView.naver?volumeNo=34356397&memberNo=16714554

 

중적외선 관측이 왜 필요할까?

 우주에서는 우주에 가득찬 먼지인 성간물질이 관측을 방해하는 요인이 된다. 가시광선을 찍었을 때는 성운에 가려져 보이지 않았던 별들이, 적외선으로 찍었을 때는 성운을 통과하여 잘 보이게 되는 것이다.

제임스웹이 적외선을 관측하는 또 하나의 이유는 최초의 별을 관측하기 위해서다. 오래된 빛은 우주론적 적색편이 에 의해 에너지를 점점 잃게 된다. 따라서 최초의 별에서 나온 빛도 점점 에너지가 낮아져 현재는 적외선으로 전 우주에 퍼져있다. 특히 우주 탄생 이후 초기에 생긴 별과 은하에서 나온 빛은 더 많은 적색편이가 이뤄져 현재는 중적외선, 원적외선 형태로 우주에 퍼져있다.

 

https://www.bbc.com/korean/news-62130703

 

2003년부터 임무를 수행중인 스피처 우주망원경

 스피처는 제임스웹과 같이 적외선 영역을 관측한다. 하지만 주경이 작은 탓에 직광력은 약 58분의 1에 불과하다. 또 같은 빛을 관측했을 때 분해능 또한 제임스웹에 비해 약 7분의 1이다. 스피처는 2020년까지 16년 동안 임무를 수행하며 다양한 천체의 적외선 사진을 찍어왔다. 하지만 분해능이 약 7배 더 좋은 제임스웹의 성능을 이제는 따라갈 수 없다.

 제임스웹은 이전 우주망원경에 비해 매우 큰 주경을 갖고 있어 분해능이 뛰어나고, 덕분에 더 선명한 우주를 볼 수 있게 되었다.