제임스웹 우주망원경의 주요 특징

차세대 우주망원경으로 사용되고 있는 제임스웹 우주망원경에 대해 알아보겠습니다. 21년도 발사되어 올해로 4년차에 들어가지만 아직 허블 우주망원경에 비해서는 많이 알려지지 않았습니다. 이 글에서 주요 특징을 정리해 보겠습니다.

제임스 웹 우주망원경이란?

제임스 웹 우주망원경은 미국, 유럽, 캐나다 3개국이 공동으로 개발한 우주 망원경입니다. 2021년 12월 25일 프랑스령 기아나에서 발사되어 현재 태양-지구 L2 라그랑주점에 위치하고 있습니다.

제임스 웹 우주망원경은 허블 우주망원경의 후속 기종으로, 허블보다 훨씬 큰 거울과 다양한 관측 장비를 갖추고 있습니다. 이를 통해 허블이 볼 수 없었던 우주의 먼 곳과 어두운 천체들을 관측할 수 있습니다.

 

주요 특징

거대한 주경

제임스 웹 우주망원경의 주경은 지름 6.5미터로, 허블 우주망원경의 주경(2.4미터)보다 2.7배 더 큽니다. 큰 주경은 더 많은 빛을 모을 수 있어 더 멀리 있는 천체들을 볼 수 있게 해줍니다. 제임스 웹 우주망원경의 주경은 금으로 코팅된 베릴륨으로 만들어졌습니다. 베릴륨은 가볍고 단단한 금속으로, 우주에서 망원경을 보호하는 데 적합합니다. 주경은 18개의 육각형 모양의 거울로 구성되어 있습니다. 각 거울은 지름 1.1미터로, 지구에서 조립된 후 우주에서 하나로 결합되었습니다.

주경의 펼치기 과정은 매우 복잡하고 위험한 작업이었습니다. 주경은 발사 전에 접혀서 로켓에 실려 있었습니다. 발사 후 망원경은 우주에서 펼쳐졌습니다. 18개의 거울이 정확하게 맞물려야만 망원경이 제대로 작동할 수 있습니다.

적외선 관측

제임스 웹 우주망원경은 적외선 관측에 특화되어 있습니다. 적외선은 가시광선보다 파장이 길어, 가시광선으로는 볼 수 없었던 우주의 먼 곳과 어두운 천체들을 관측할 수 있습니다.
적외선은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

1.빛이 통과하는 능력이 뛰어납니다. 가시광선은 먼지가 많은 대기를 통과할 때 흡수되거나 산란되는 경우가 많습니다. 반면, 적외선은 먼지나 구름을 통과할 수 있어, 지구 대기권 밖으로 나가 우주의 먼 곳과 어두운 천체들을 관측하는 데 적합합니다.

2.물질의 온도를 측정할 수 있습니다. 물체는 온도가 높을수록 더 많은 적외선을 방출합니다. 따라서 적외선 관측을 통해 천체의 온도를 측정할 수 있습니다.

3.천체의 내부를 관측할 수 있습니다. 가시광선은 천체의 표면에 도달하는 빛을 관측합니다. 반면, 적외선은 천체의 내부에서 나오는 빛도 관측할 수 있습니다. 따라서 적외선 관측을 통해 천체의 내부를 관측할 수 있습니다.

제임스 웹 우주망원경은 적외선 관측에 특화되어 있습니다. 따라서 제임스 웹 우주망원경은 다음과 같은 천체들을 관측하는 데 사용될 수 있습니다.

1. 초기 우주의 은하들: 빅뱅 이후 약 130억 년 전에 형성된 은하들은 가시광선으로는 볼 수 없습니다. 그러나 적외선으로는 볼 수 있기 때문에, 제임스 웹 우주망원경을 통해 초기 우주의 은하들을 관측할 수 있습니다.

2. 먼지와 가스로 둘러싸인 천체들: 먼지와 가스로 둘러싸인 천체들은 가시광선으로는 볼 수 없습니다. 그러나 적외선으로는 볼 수 있기 때문에, 제임스 웹 우주망원경을 통해 먼지와 가스로 둘러싸인 천체들을 관측할 수 있습니다.

3. 외계 행성들의 대기: 외계 행성들의 대기를 분석하면 외계 생명체 존재 가능성을 조사할 수 있습니다. 적외선은 대기의 구성을 분석하는 데 적합하기 때문에, 제임스 웹 우주망원경을 통해 외계 행성들의 대기를 분석할 수 있습니다.

4개의 관측장비

제임스 웹 우주망원경에는 4개의 관측 장비가 있습니다. 각 관측 장비는 서로 다른 파장의 빛을 관측하여 우주의 다양한 모습을 보여줍니다.

1. 근적외선 카메라 (NIRCam)

근적외선 카메라는 0.6~5마이크로미터 파장의 빛을 관측합니다. 이 파장의 빛은 가시광선과 적외선의 중간 영역에 속합니다. 근적외선 카메라는 주로 다음과 같은 천체들을 관측하는 데 사용됩니다.

1) 초기 우주의 은하들: 근적외선 카메라는 먼지가 많은 우주 공간을 통과하여 빅뱅 이후 약 130억 년 전에 형성된 은하들을 관측할 수 있습니다.
2) 별의 탄생과 진화: 근적외선 카메라는 별의 탄생과 진화 과정을 관측하는 데 사용됩니다.
3) 행성의 형성과 진화: 근적외선 카메라는 행성의 형성과 진화 과정을 관측하는 데 사용됩니다.

2. 근적외선 분광기 (NIRSpec)

근적외선 분광기는 0.6~5마이크로미터 파장의 빛을 분광하여 천체의 구성을 분석합니다. 분광은 빛을 파장별로 나누는 것을 의미합니다. 근적외선 분광기는 주로 다음과 같은 천체들을 관측하는 데 사용됩니다.

1) 외계 행성들의 대기: 근적외선 분광기는 외계 행성들의 대기 구성을 분석하여 외계 생명체 존재 가능성을 조사하는 데 사용됩니다.
2) 별의 대기: 근적외선 분광기는 별의 대기 구성을 분석하여 별의 진화 과정을 이해하는 데 사용됩니다.
3) 은하의 가스와 먼지: 근적외선 분광기는 은하의 가스와 먼지 구성을 분석하여 은하의 진화 과정을 이해하는 데 사용됩니다.

3. 중적외선 관측기 (MIRI)

중적외선 관측기는 5~28마이크로미터 파장의 빛을 관측합니다. 이 파장의 빛은 적외선의 중간 영역에 속합니다. 중적외선 관측기는 주로 다음과 같은 천체들을 관측하는 데 사용됩니다.

1) 먼지와 가스로 둘러싸인 천체들: 중적외선 관측기는 먼지와 가스로 둘러싸인 천체들을 관측할 수 있습니다.
2) 외계 행성들의 대기: 중적외선 관측기는 외계 행성들의 대기 구성을 분석하여 외계 생명체 존재 가능성을 조사하는 데 사용됩니다.
3) 은하의 진화: 중적외선 관측기는 은하의 진화 과정을 이해하는 데 사용됩니다.

4. 근적외선 이미저와 스펙트로그래프 (JWST FGS/NIRISS)

근적외선 이미저와 스펙트로그래프는 0.6~5마이크로미터 파장의 빛을 관측합니다. 이 파장의 빛은 가시광선과 적외선의 중간 영역에 속합니다. 근적외선 이미저와 스펙트로그래프는 주로 다음과 같은 천체들을 관측하는 데 사용됩니다.

1)초기 우주의 은하들: 근적외선 이미저와 스펙트로그래프는 먼지가 많은 우주 공간을 통과하여 빅뱅 이후 약 130억 년 전에 형성된 은하들을 관측할 수 있습니다.
2)별의 탄생과 진화: 근적외선 이미저와 스펙트로그래프는 별의 탄생과 진화 과정을 관측하는 데 사용됩니다.
3)행성의 형성과 진화: 근적외선 이미저와 스펙트로그래프는 행성의 형성과 진화 과정을 관측하는 데 사용됩니다.
제임스 웹 우주망원경의 4개의 관측 장비는 우주의 다양한 모습을 관측할 수 있는 강력한 도구입니다.

 

제임스웹 우주망원경의 성과

발사된 지 1년 반 만에 놀라운 성과를 보여주었습니다. 2022년 7월 11일에는 제임스 웹 우주망원경이 촬영한 최초의 공식 이미지가 공개되었습니다. 이 이미지는 빅뱅 이후 약 130억 년 전에 형성된 은하들의 모습을 담고 있습니다. 또한 제임스 웹 우주망원경은 빅뱅 이후 약 130억 년 전에 형성된 은하들을 관측하여 우주의 기원과 진화에 대한 새로운 정보를 제공했으며 외계 행성의 대기를 분석하여 외계 생명체 존재 가능성을 조사하고 있습니다.

 

총정리

제임스 웹 우주망원경은 허블 우주망원경의 후속 기종으로, 허블보다 훨씬 큰 주경과 다양한 관측 장비를 갖추고 있습니다. 이를 통해 허블이 볼 수 없었던 우주의 먼 곳과 어두운 천체들을 관측할 수 있습니다. 제임스 웹 우주망원경은 앞으로도 수십 년 동안 우주의 신비를 밝혀내는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.