'풀컬러 우주' 제임스웹 우주망원경.."외계 생명체도 찾는다"

기사내용 요약
허블 망원경 뒤이은 차세대 심우주 천체망원경…25년간 13조원 투입돼
가시광선 아닌 적외선으로…지구 150만㎞ 상공에서 심우주 관측
빅뱅 이후 초기 우주 관찰 도전…외계 대기 분석해 생명체 탐색

[서울=뉴시스] 제임스웹 우주망원경의 모습. (사진=과학기술정보통신부 제공) 2021.12.22. *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]윤현성 기자 = 미 항공우주국(NASA)의 차세대 우주망원경 제임스웹 우주망원경(JWST)이 풀컬러 우주 사진을 지구에 선보이는 데 성공하며 우주를 향한 새로운 도전이 시작됐다. 제임스웹 우주망원경은 빅뱅 직후 초기 우주 관측을 통해 우주의 탄생과 기원에 관한 데이터를 수집하고, 인류의 가장 큰 관심사 중 하나인 외계 생명체 탐사에도 나설 예정이다.

조 바이든 미국 대통령은 12일(한국 시각) 제임스웹 우주망원경이 관측한 우주(SMACS 0723 은하단)의 이미지를 공개했다. 백악관은 이날 공개된 우주의 모습을 두고 "지금까지 포착된 우주의 가장 고해상도 적외선 이미지"라고 강조했다.

25년간 13조원 투입된 제임스웹 망원경…허블 망원경 성능의 '100배'

초기 우주 관측부터 외계 생명체 탐색까지…제임스웹 망원경의 '4대 테마'

[워싱턴=AP/뉴시스] 미항공우주국(NASA)이 11일(현지시간) 제임스 웹 우주 망원경이 포착한 첫 컬러 은하 사진 'SMACS 0723'을 공개했다. 제임스 웹 우주망원경은 허블 우주망원경의 100배에 달하는 성능에 적외선으로 우주 가스와 먼지구름을 뚫고 빅뱅 이후 초기 우주의 1세대 은하를 관측하며 'SMACS 0723'은 지구에서 약 40억 광년 떨어져 있다. 2022.07.12.

제임스웹 망원경은 '우주망원경'의 대명사인 허블 우주망원경의 뒤를 잇기 위해 지난 1996년부터 개발돼왔다. 25년 간 약 100억달러(약 13조원)를 투자하고 나사, 유럽우주국, 캐나다우주국이 힘을 모은 끝에 지난해 12월25일 마침내 우주를 향해 발사됐다.

막대한 비용·시간·노력이 든 천문학 사상 최대의 프로젝트의 산물인 만큼 제임스웹 망원경은 허블보다 약 100배, 사람의 눈보다 약 100억배에 달하는 성능을 자랑한다.

특히 제임스웹 망원경은 기존의 망원경이 관측할 수 없을 정도로 멀리 떨어진 심우주를 관측하는 것이 목표인 만큼 가시광선이 아닌 '적외선'으로 천체를 본다. 우주에도 파장을 감쇠하는 먼지 등이 존재하기에 가시광선보다는 적외선이 이런 방해물을 뚫고 더 멀리까지 관측하기 용이하기 때문이다.
주로 가시광선을 통해 우주를 관측하던 허블 망원경과 제임스웹 망원경을 비교해보면 허블은 지름 2.4m의 단일 반사경을 사용한 반면 제임스웹 망원경은 1.3m 크기의 정육각형 반사경 18개로 구성된 지름 6.5m의 반사경을 사용한다. 집광 면적도 허블에 비해 7.3배 더 넓은 수준이다. 4개의 적외선 관측 장비도 탑재됐다.

다만 제임스웹 망원경은 적외선을 통해 우주를 보는 만큼 지구에서 발생하는 적외선의 영향을 최소화하고자 훨씬 먼 곳에서 활동하고 있다. 지구에서 약 150만㎞ 떨어진 라그랑주점의 L2 지점으로, 허블 망원경 고도의 2680배에 육박하고 지구-달 거리보다도 3.9배 멀다.

라그랑주점은 태양과 지구 같은 두 천체 사이에서 중력과 위성의 원심력이 상쇄돼 실질적으로 중력의 영향을 받지 않게 돼 안정적인 궤도를 형성할 수 있는 지점이다. 총 5곳의 지구-태양 라그랑주점 가운데 L2를 선택한 이유도 L2 지점이 지구의 그림자 위치에 해당해 온도가 낮고 적외선을 포착하기 용이하기 때문이다.

나사에 따르면 제임스웹 망원경은 지구에서 150만㎞ 떨어진 곳에서 ▲초기 우주 ▲은하의 변천 과정 ▲별의 생명 주기 ▲외계 등을 관측하는 임무를 수행하게 된다.

우주는 약 138억년 전 대폭발인 빅뱅 이후 시작됐다는 게 학계의 중론이다. 나사는 제임스웹 망원경을 통해 약 136억년 전의 우주의 모습을 관측함으로써 우주 형성 초기의 현상을 관찰할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

제임스웹 망원경의 주 용도 중 하나는 외계 행성의 대기를 연구해 우주의 다른 곳에 있는 생명체의 구성 요소를 찾는 것이다. 이 또한 적외선 관측의 장점 중 하나인데, 적외선 파장은 외계 행성 대기가 보이는 분자 스펙트럼의 특징을 관측하기 수월하다. 이를 통해 지구와 비슷한 대기를 가진 행성을 찾아내는 게 제임스웹 망원경의 궁극적인 목표다.

우리가 살고 있는 태양계의 관측도 중요 임무 중 하나다. 제임스웹 망원경은 기존 망원경으로 관측이 어려웠던 카이퍼벨트, 소행성, 태양계 소속 행성, 각 행성의 위성들을 탐색하고 태양계 소속 천체들의 대기 분석 등도 진행하게 된다.

제임스웹 우주망원경의 4가지 임무 테마. (사진=나사 홈페이지 캡처) *재판매 및 DB 금지

한편 나사는 이날 공개된 풀컬러 우주 사진에 이어 제임스웹 망원경이 촬영한 우주 천체의 모습을 추가로 공개할 예정이다. 제임스웹 망원경이 찍은 사진들은 한국 시간으로 이날 오후 11시30분(미 동부시간 오전 10시30분) 메릴랜드주 고다드 우주센터에서 웹사이트 방송과 각종 소셜미디어(SNS) 생중계를 통해 공개된다.

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