힘겹게 우주 간 제임스 웹 망원경, 뭐하고 있을까?

- Advertisement -

지난해 크리스마스, 제임스 웹 망원경이 성공적으로 발사됐습니다. 제임스 웹 망원경은 허블 우주 망원경을 대신할 천문 관측용 망원경이죠.

허블 망원경은 지난 1990년에 지구 저궤도로 발사된 우주 망원경인데요. 천문학에 없어서는 안 될 연구 도구로 여겨졌지만, 발사한지 30년이 훌쩍 넘었습니다. 시간이 흐른 만큼 잦은 고장에 시달렸고, 한 달간 가동이 중지되기도 했어요. 그리고 관측 정확도 역시 최신 기기 대비 스펙이 떨어진 편이었죠.

그래서 제작된 도구가 바로 제임스 웹 망원경입니다. 수명이 다한 허블 망원경을 대신해 임무를 수행하기 위해 만들어졌죠.

NASA

지연의 아이콘, 제임스 웹 망원경?

작년 성공적으로 발사되기 했지만 과정은 정말 복잡했습니다. 초기 발사 계획은 2018년이었는데요. 당시엔 예정된 발사 일정이 많다는 이유로 뒤로 밀려놨고, 이후 기기 정비, 코로나 등으로 계획이 여러 번 수정됐어요. 허블 망원경 발사 50주년이 되어도 발사 연기가 반복될 거라는 우스갯소리가 나오기도 했죠.

하지만 이렇게 발사가 연기된 데는 이유가 있습니다. 현재 제임스 웹 망원경은 지구에서 약 150만 km가 떨어진 지점에 위치하고 있습니다. 해당 지점은 태양이 지구를 끌어당기는 힘과 지구의 원심력이 같은 제2라그랑주로, 지구 궤도를 돌면서 관측을 하게 됩니다.

이렇게 먼 곳에 위치하다 보니 고장이 날 경우, 수리하기가 어렵습니다. 허블 우주 망원경은 지구에서 540km 정도 떨어진 곳에 위치해 문제가 발생하면 우주인이 직접 수리를 하기도 했어요. 하지만 제임스 웹 망원경은 거리가 먼 만큼 직접 수리는 힘듭니다. 만약 고장이 난다면 그대로 버려지는 수밖에 없어요. 그런 만큼 완벽한 장비 점검이 필요했고, 지연이 예정보다 길어졌습니다.

성공적으로 자리 잡은 제임스 웹 망원경, 지금 뭐 해?

지난 13일, 미국항공우주국(NASA)는 제임스 웹 우주망원경이 작동온도에 이르렀다고 발표했습니다. 정상적으로 작동이 가능한 절대온도인 0도에 도달했다는 건데요. 관측하는데 냉각 과정이 왜 필요한 걸까요?

허블 망원경은 가시광선을 주로 관측했는데요. 제임스 웹 우주 망원경은 가시광선의 파장이 긴 부분과 적외선 파장을 관측할 계획입니다. 이 파장은 지상이나 저궤도에서는 관측하기 힘들어요. 지구와 망원경 자체에서도 적외선이 방출되기 때문이죠.

가시광선과 적외선의 차이

허블 망원경은 가시광선을 이용해 관측했습니다. 가시광선은 사람 눈에 보이는 전자기파 영역입니다. 적외선은 일부 물질을 투과시키는 방법이라 보다 더 상세한 관측이 가능해요.

검은 비닐 안에 손을 넣은 채로 관측을 한다고 예를 들어 볼게요. 가시광선은 검은 비닐만 관측이 되지만, 적외선 카메라로 보면 손의 형체가 아주 선명하게 보일 정도입니다. 적외선으로 별이나 행성을 관측할 시, 뒤쪽에 가려진 별빛이나 명확한 구조 등을 볼 수 있게 되는 거죠.

관측 정확도를 위해서는 망원경 자체에서 방출되는 적외선을 없애야 합니다. 그러기 위해서는 망원경을 아주 낮은 온도로 냉각해야 하죠. 그래서 냉각제로 망원경의 온도를 낮추는 과정이 반드시 필요해요.

The New Yorker

5~6월 관측 시작 예정!

냉각 과정이 완료되면 망원경 광학 장치의 정렬 과정이 남았습니다. 제임스 웹에는 18개의 정육각형 반사경이 탑재돼있습니다. 해당 반사경을 통해 이미지를 포착하는데요. 이 거울이 하나처럼 움직여야 빛을 제대로 포착할 수 있어요. 선명한 이미지를 생성하기 위해서는 거울을 나노미터 단위로 조정해야 합니다.

5~6월쯤에는 첫 관측을 시작할 계획입니다. 첫 관측한 천체 이미지는 아마 6월 말, 7월 초에 공개될 계획입니다. 현재 NASA 전문가들은 첫 관측 대상을 ‘대마젤란은하’가 될 것으로 예상하고 있습니다. 대마젤란은하는 지구에서 약 17만 광년 떨어진 은하인데요. 지금도 별의 탄생이 진행되는 곳으로 알려졌어요.

이외에도 빅뱅 이후 우주가 계속 팽창하고 있다는 관련 증거 포착과 허블 우주 망원경이 관측한 가장 먼 ‘에렌델’이 진짜 별인지 확인하는 문제도 제임스 웹 망원경이 해결해 줄 예정입니다. 또한 에렌델 보다 더 멀리 관측이 가능해 우주 식견이 더 넓어질 것이라 기대하고 있습니다.

테크플러스 에디터 전다운

tech-plus@naver.com​

[fv0012]

- Advertisement -

댓글

Please enter your comment!
Please enter your name here


Related Stories