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  • 베일 벗는 우주…휘황찬란 풀컬러 우주사진 대공개

    베일 벗는 우주…휘황찬란 풀컬러 우주사진 대공개

    드넓은 우주는 휘황찬란하게 빛나는 별들과 은하계로 아름다웠다.  미국 항공우주국(NASA)이 12일(현지시간) 차세대 우주망원경인 제임스 웹 우주망원경((JWST.이하 웹망원경)이 찍은 풀컬러 우주 사진을 본격 공개했다. NASA는 이날 미국 메릴랜드주 고다드 우주센터에서 실시간 인터넷 방송을 통해 보석처럼 영롱하게 빛나는 우주의 신비를 담은 사진을 전 세계에 잇따라 발표했다. NASA가 이날 가장 먼저 내놓은 사진은 행성상 성운인 ‘남쪽 고리 성운’이다.이곳에서는 약 2000광년 떨어진 돛자리에서 죽어가는 별 주변으로 가스구름이 팽창하고 있다. ‘8렬 행성’(Eight Burst Nebular)으로도 불리며, 성운의 지름이 약 0.5 광년에 달한다. 이어 공개된 약 2억 9000만 광년 밖 페가수스 자리에 있는 소은하군 ‘스테판의 오중주’(Stephan‘s Quintet)는 1877년 최초로 발견된 소은하군으로 유명하다. 은하 5개 가운데 네 개는 서로 중력으로 묶여 근접했다 멀어지기를 반복하고 있다. NASA는 ‘스테판의 오중주’ 사진에 대해 은하들이 충돌하는 장면이라며 “은하들이 중력작용의 춤을 추면서 서로 끌어당기고 있다”고 소개했다.그러면서 우주 먼지를 뚫고 ‘스테판의 오중주’를 찍은 웹 망원경이 초기 우주에서 은하 간 상호 작용이 우주의 진화를 어떻게 이끌었는지에 대한 새로운 통찰력을 제공한다고 강조했다. NASA는 별들의 요람으로 잘 알려진 용골자리 성운이 품은 ‘우주 절벽’과 아기별들의 숨 막히는 사진도 여러 장 내놓았다. 무정형의 용골자리 성운은 지구에서 약 7600 광년 떨어져 있으며, 밤하늘에서 가장 크고 밝은 성운 중 하나로 꼽힌다. 이 성운은 태양보다 몇 배나 더 큰 대형 별의 산실로 알려져 있다.
  • [아하! 우주] 똑같은 곳 찍었는데…제임스 웹 vs 허블망원경 비교 사진

    [아하! 우주] 똑같은 곳 찍었는데…제임스 웹 vs 허블망원경 비교 사진

    제임스웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)이 촬영한 첫 번째 풀컬러 우주 이미지 사진이 11일 처음 공개된 가운데 과거 같은 곳을 촬영한 허블우주망원경과의 비교 사진에도 관심이 쏠리고 있다. 이날 NASA는 지구에서 약 46억 광년 떨어진 곳에 위치한 은하단 'SMACS 0723'을 촬영한 웹 망원경의 첫 작품을 공개했다. 우주의 심연을 들여다 볼 수 있는 이 이미지는 총 노출시간 12.5시간 동안 서로 다른 파장으로 관측한 이미지를 합성한 것이다. 이 사진 속에는 수천 개의 은하가 담겨있으며 과거 우리가 볼 수 없었던 작은 천체의 모습도 수없이 많이 포함돼 있다.첫번째 공개 대상이 된 SMACS 0723는 소위 '중력렌즈' 현상으로 관심이 높은 은하단이다. 중력렌즈는 사물을 확대하는 점에서는 돋보기와 유사해 은하단보다 더 멀리 떨어진 천체를 보다 밝게 보이게 만든다. 다만 초점이 없기 때문에 빛이 한곳에 모이지 않고 여러 개의 상을 만든다. 곧 중력렌즈는 사물을 확대하는 점에서는 ‘우주의 돋보기’인 셈으로 이 역할을 해주는 것이 바로 수많은 은하들이 강력한 중력으로 뭉친 SMACS 0723과 같은 은하단이다.  그렇다면 지난 31년 간 우주망원경의 대명사로 숱한 우주의 비밀을 밝혀낸 허블우주망원경과 비교해보면 어떨까? 과거 허블우주망원경이 촬영한 은하단 'SMACS 0723'의 사진을 보면 지금의 웹 망원경과의 차이가 확연히 드러난다. 웹 망원경이 촬영한 사진에는 수많은 천체가 뚜렷하게 드러나는 것은 물론 그간 보지 못했던 작고 희미한 천체까지 담겨있기 때문이다. 웹 망원경은 허블우주망원경과는 전혀 다른 형태를 취한 우주망원경이다. 육각형 거울 18개를 벌집의 형태로 이어붙여 만든 주경은 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 18개의 육각 거울은 얇은 금을 코팅한 베릴륨으로 만들었다. 금의 빛 반사율이 98%로 가장 높기 때문이다. 또한 웹 망원경은 가시광선, 근적외선 스펙트럼을 관찰하던 허블우주망원경과는 달리 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 이런 특징을 종합하면 웹 망원경의 관측 능력은 허블보다 100배 클 것으로 평가된다.한편 135억년 전 빅뱅 직후 우주의 모습을 보고픈 인류의 꿈이 녹아 든 웹 망원경은 지난해 12월 25일 프랑스령 기아나에서 아리안 5호 로켓에 실려 발사됐다. 이후 웹 망원경은 지구-달 거리의 약 4배인 160만㎞를 날아간 끝에 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 제2라그랑주점(L2)에 무사히 도착했다.
  • 여러분은 지금 130억년 전의 빛을 보고 계십니다

    여러분은 지금 130억년 전의 빛을 보고 계십니다

    어느 정도 알려진 대로 제임스 웹 우주망원경(JWST) 카메라의 선명도는 기대한 수준을 훌쩍 뛰어넘었다.  미국 항공우주국(NASA)이 일반 공개를 하루 앞둔 11일(현지시간) 백악관에서 조 바이든 대통령에게 보고한 사진은 유럽우주국, 캐나다우주국 등과 100억 달러(약 13조원)를 투입해 공동 개발한 우주망원경의 진가를 실감하게 하기에 충분했다. 바이든 대통령은 “이들 이미지는 미국이 대단한 일을 할 수 있으며 미국인들, 특히 우리 아이들이 해낼 수 없는 일이란 없다는 사실을 떠올리게 한다”면서 “우리는 이전에 누구도 보지 못했던 가능성을 볼 수 있다. 우리는 이전에 누구도 가보지 못했던 곳에도 갈 수 있다”고 기꺼워했다.  NASA는 동부 시간으로 12일 오전 10시 30분(한국시간 오후 11시 30분) 메릴랜드주 고다드 우주센터에서 웹사이트 방송과 소셜미디어(SNS) 생중계 등을 통해 웹 우주망원경이 찍은 사진 다섯 종을 공개한다. 한 시간에 걸쳐 웹 망원경이 ‘첫 빛’(first light) 관측을 통해 확보한 컬러 이미지와 분광 자료를 보여주고 과학자들이 참여하는 온라인 설명회도 연다.  이날 미리 공개된 사진은 이름을 얻기 전에 SMACS 0723로 불린 볼란스 은하성단의 은하수 집단을 포착한 것이다. 이 집단은 40억년 전 탄생했으나 거대한 중력장이 뒤에서 오는 빛을 확대하고 굴절시키는 중력렌즈 역할을 해 약 130억 광년 밖에서 극도로 희미하게 빛나는 배경 은하까지도 선명하게 포착하고 있다.  JWST가 지난 2월 제2라그랑주점(L2)에 안착한 직후 지구에서 약 2000광년 떨어진 별 모습 등을 찍어 보내와 공개한 일은 있지만, 정교한 처리 과정을 거쳐 완전 컬러로 우주 깊은 곳의 이미지를 보여준 것은 이번이 처음이다.  NASA가 12일 공개하는 네 장의 사진은 지구에서 7600광년 떨어진 용골자리 대성운(Carina Nebula), 1150광년 떨어진 거대 가스 행성으로 2014년 발견된 외계행성 WASP-96b, 지구에서 2000광년 떨어져 있으며 지름이 0.5광년에 달하는 남쪽고리 성운, 1877년 처음 발견된 슈테팡 5중 은하를 담은 것들이다.   외신들은 JWST의 초기 이미지들이 “달 정도 거리에 있는 호박벌의 열을 감지할 수 있는 수준”이라고 평가했다.  140억년 전 우주 탄생의 비밀을 밝혀줄 수 있는 우주 이미지의 첫 공개를 앞둔 JWST는 허블 및 스피처 망원경의 뒤를 잇고 있으나 성능 면에는 능가한다. 허블은 주로 가시광선, 스피처 망원경은 적외선 기반 망원경이었으나, 웹 망원경은 전례 없는 해상도로 근적외선 및 중적외선 파장을 포착할 수 있다. 근·중적외선은 파장이 길어 우주 먼지나 가스 구름을 통과해 더 멀리 이동할 수 있다.  때문에 과학자들은 웹 망원경으로 태양계부터 관측이 가능한 가장 먼 거리의 초기 우주 사이를 살펴볼 수 있게 됐다. 우주 역사의 각 단계에 대한 연구가 가능해진 것이다. NASA는 “빅뱅(대폭발)이 수억 년 뒤인 135억년 전의 우주 관측도 가능하다”고 밝혔다.    웹 망원경이 이런 성능을 발휘할 수 있는 것은 크기와 구조, 가동 위치 덕분이다. 우선 관측 대상의 빛을 모으는 주 거울의 지름은 6.5m다. 주거울의 크기는 망원경의 감도와 직결되는데 허블과 스피처 망원경은 각각 2.4m, 0.85m다. 넓이는 25㎡. 주 거울은 육각형의 금도금 베릴륨 거울 18개를 벌집 모양으로 이어붙인 형태를 이루고 있다. 또 테니스장(21×14m)에 맞먹는 크기인 태양광 차광막의 보호를 받는다.   선크림 기준인 ‘자외선 차단 지수(SPF)’로는 100만 정도의 성능인 이 차광막은 다이아몬드 모양이며 다섯 겹이다. 이 차광막이 태양광 복사열을 차단, 망원경 쪽은 적외선 열을 포착해 우주 형성 초기의 1세대 은하를 관측할 수 있는 섭씨 영하 235도의 초저온 상태가 유지된다. 차광막 반대편은 최고 섭씨 125도에 이른다.   지난해 성탄절에 발사된 웹 망원경은 L2에서 지구와 일직선으로 태양을 공전하고 있다. 차광막은 궤도에서 항상 태양 쪽을 향하게 돼 있으며 이를 통해 태양, 지구, 달 등에서 방출되는 열을 차단, 열에 매우 민감한 망원경을 보호한다. 또 망원경이 지구와 일직선을 이루기 때문에 지구와 교신도 항상 유지된다. 나아가 지구로부터 150만㎞ 떨어진 L2는 태양과 지구의 구심력이 물체가 우주로 퉁겨 나가려는 원심력과 균형을 이루는 지점으로, 망원경이 정위치에 머무르게 해 연료 소모를 줄일 수 있다.   
  • 46억 광년 너머 은하단… 제임스 웹 우주망원경 첫 풀컬러 우주 사진 공개(종합)

    46억 광년 너머 은하단… 제임스 웹 우주망원경 첫 풀컬러 우주 사진 공개(종합)

    미 항공우주국(NASA·나사)의 차세대 우주망원경인 ‘제임스 웹 우주망원경’(JWST)이 찍은 첫 번째 풀컬러(full-color) 우주 이미지가 11일(현지시간) 공개됐다. 이날 공개된 우주 사진은 나사가 제임스 웹 우주 망원경으로 촬영해 오는 12일 대중에 선보일 우주 천체 5곳 중 일부로, 백악관 미리보기 행사를 통해 미리 공개됐다. 12일은 지난해 12월 25일 웹 망원경이 우주를 향해 발사된 지 정확히 200일째 되는 날이다. 인류가 개발한 우주망원경 중 가장 크고 강력한 웹 망원경은 우주의 가장 깊숙한 곳을 고해상도로 촬영했다. 웹 망원경은 약 100억 달러(13조 1400억 원)가 투입된 인류 역사상 가장 강력한 우주 관측 장비로 꼽힌다. 지난해 12월 우주로 발사된 웹 망원경은 지구에서 약 160만㎞ 떨어진 ‘제2 라그랑주 점’(L2)에 안착해 있다. L2는 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 궤도로 망원경이 안정적으로 태양 궤도를 돌며 연료 소모를 최소화할 수 있는 곳이다. 태양에서 바라본다면 열에 민감한 웹 망원경이 지구 뒤편에 숨어 초저온 상태에서 최적의 관측 성능을 유지할 수 있는 장소다. 웹 망원경은 지난 2월부터 지구에서 약 2000광년 떨어진 별 등을 찍어 공개한 바 있지만, 이번 풀컬러 우주 이미지가 사실상의 첫 결과물이다. 공개된 사진에는 지구에서 약 46억 광년 떨어진 SMACS 0723 은하단 이미지가 담겼다. 은하단 뒤에 있는 천체의 빛을 확대해 휘게 하는 현상을 일으키는 이른바 ‘중력 렌즈’ 현상으로 관심을 끄는 천체다. 웹 망원경이 지금껏 볼 수 없었던 우주의 심연을 담은 사진을 보내오자 과학계는 우주의 기원과 외계 행성의 생명체 존재 여부 등 우주를 둘러싼 수수께끼를 풀어 나가는 단초를 제공할 것이라고 기대하고 있다. 조 바이든 미국 대통령은 이날 공개 행사에서 “오늘은 역사적인 날”이라면서 12일 전체 이미지가 공개돼 전 세계와 공유하면 “과학기술과 인류 전체를 위한 우주탐사에 있어 역사적인 순간이 될 것”이라고 말했다. 이날 행사에는 국가우주위원회 의장인 카멀라 해리스 부통령과 빌 넬슨 나사 국장 등이 참석했다. 한편 나사는 12일 미 동부 시간 오전 10시 30분(한국시간 12일 오후 11시 30분) 메릴랜드주 고다드 우주센터에서 웹사이트 방송과 각종 소셜미디어(SNS) 생중계 등을 통해 웹 우주 망원경이 찍은 사진을 공개한다.
  • [속보] 까만 우주 속 찬란한 빛… 제임스 웹 우주망원경 첫 촬영본 공개

    [속보] 까만 우주 속 찬란한 빛… 제임스 웹 우주망원경 첫 촬영본 공개

    미 항공우주국(NASA)는 11일(현지시간) ‘제임스 웹 우주망원경’(JWST)이 포착한 첫 우주 사진을 공개했다. 공개된 사진에는 지구에서 40억 광년 떨어진 SMACS 0723 은하단의 모습이 담겼다. 앞서 나사는 첫 이미지 공개 전인 지난 7일 예고편 격의 ‘맛보기’ 이미지를 내놓으면서 웹 망원경의 ‘정밀유도센서’(FGS)가 포착한 것으로 전혀 기대하지 않았던 결과물이라고 밝혔다. 인류 역사상 가장 크고 강력한 우주 망원경인 웹 망원경은 100억 달러(약 13조원) 가량이 투입됐다. 허블 우주망원경의 100배에 달하는 성능을 바탕으로 적외선으로 우주 가스와 먼지구름을 뚫고 빅뱅 이후 초기 우주의 1세대 은하를 관측한다. 망원경은 현재 지구에서 약 160만㎞ 떨어진 관측 궤도에 떠 있다. 이 궤도는 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 ‘제2 라그랑주 점’(L2)으로, 7t에 달하는 망원경이 안정적으로 태양 궤도를 돌며 연료 소모를 최소화할 수 있는 곳이다.
  • [아하! 우주] 성운부터 외계행성까지…제임스웹 우주망원경 ‘첫 관측 리스트’ 발표

    [아하! 우주] 성운부터 외계행성까지…제임스웹 우주망원경 ‘첫 관측 리스트’ 발표

    미 항공우주국(NASA)이 6일(이하 현지시간) 제임스 웹 우주망원경(JWST·이하 웹 망원경)이 촬영할 최초의 과학 품질 이미지 관측 리스트를 공개했다. 리스트에는 성운에서 외계행성까지 포함되어 있다. 웹 망원경의 눈을 통해 볼 우주의 첫 이미지는 용골자리 대성운으로, 우리은하에서 가장 밝은 곳 중 하나일 뿐더러 가장 이상한 일이 벌어지고 있는 성운이다. 위 사진에 담긴 대성운은 용골자리 방향으로 7600광년 거리에 있으며, 그 너비는 300광년 넘게 펼쳐져 있다. NGC 3372로 알려진 이 대성운은 무거운 별들과 격렬하게 변화하는 성운들이 살고 있는 영역이다. 위 사진 가운데 아래 밝은 구조인 열쇠구멍 성운(NGC 3324)는 무거운 별들 몇 개를 품고 있다. 성운 속 가장 강력한 별 용골자리 에타는 1830년 하늘에서 볼 수 있었던 가장 밝은 별 중 하나였지만, 최근 극적으로 어두워지면서 천문학자들을 놀라게 만들었다. 이 별은 머지않아 초신성 폭발을 일으키게 될 것으로 보이는데, 에타별뿐 아니라 성운 속의 수많은 별들이 초신성으로 진화할 것으로 보여, 용공자리 대성운은 그야말로 초신성 공장임을 보여주고 있다. 한편, 웹망원경은 첫 이미지 촬영에 앞서 최근 네 가지 과학장비 중 세 번째인 근적외선 분광기(NIRSpec)에 대한 보정 및 테스트를 완료했다. 다른 장비인 근적외선 카메라(NIRCAM)는 초기 별과 은하의 빛을 감지하기 위한 망원경의 기본 도구다. 카메라에는 별 주변의 천체를 잘 보기 위해 별에서 나오는 강한 빛을 차단할 수 있는 도구인 코로노그래프(coronograph)를 장착하고 있다. MIRI(Mid-Infrared Instrument)는 전자기 스펙트럼의 중적외선 부분을 조사하는 카메라와 분광기의 조합이다. 미세 유도 센서/근적외선 이미저 및 슬릿리스 분광기(FGS/NIRISS)는 먼 초기 광원을 감지하고 외계행성을 식별-분석하는 데 도움이 되는 장치다. 이 4가지 장비를 조합하여 웹 망원경은 모두 17가지 다른 모드에서 관찰을 수행할 수 있다. NASA는 첫 과학 품질 이미지를 발표하기에 앞서 몇 장의 테스트 이미지를 공개했는데, 6일 예고편 격의 ‘맛보기’ 이미지를 내놓았다. NASA에 따르면, 별과 은하를 담은 이 이미지는 웹 망원경의 ‘정밀유도센서’(FGS)가 포착한 것으로 전혀 기대하지 않았던 결과물이라고 한다.FGS는 망원경의 정밀 과학장비나 이미지 장치가 특정 목표물을 정확히 잡을 수 있게 해주는 것이 본래 역할이지만 이 과정에서 이미지도 생성한다. 다만 웹 망원경이 배치된 150만㎞ 밖 ‘라그랑주 2포인트'(L2)와의 통신 대역폭이 제한된 이유로 과학관측 자료를 전송하는 데도 벅차 그동안 대개 FGS 이미지는 지구로 전송하지 않고 사장돼왔다. 하지만 지난 5월 중순 이뤄진 열 안정성 시험 기간에 생성된 이 이미지는 통신 대역폭에 여유가 생기면서 전송할 수 있었으며, 웹 망원경의 성능을 미리 보여주는 이미지로 공개됐다. 망원경이 은하계나 별 같은 먼 거리의 물체를 얼마나 고정 촬영할 수 있는지 사전 점검하는 차원에서 촬영한 것들이다. 그럼에도 불구하고 이미지들은 너무도 선명하고 아름다워 일부 과학자들은 눈물을 글썽이기도 했다고 했다.미리 공개된 사진들은 웹 망원경을 관측 목표물에 얼마나 잘 조준할 수 있게 해주는지 파악하는 과정에서 얻은 기술시험 이미지라 정밀 과학장비로 잡은 것에는 못 미치지만, 그 자체만으로도 '가장 깊은 우주 이미지' 중 하나로 평가됐다. 밝은 별에서 뻗어 나오는 여섯 가닥의 길고 뚜렷한 ‘회절 스파이크’(diffraction spike)는 웹 망원경이 과학탐사를 준비하면서 공개한 이미지의 특징이 돼왔는데, FGS 이미지에도 그대로 들어 있다. 이런 특징은 웹 망원경의 주경을 구성하는 6각형 거울에서 비롯된 것이다. 별 뒤로 배경을 채우고 있는 빛은 은하가 포착된 것이다. 희미한 천체를 잡아내도록 최적화하지 않았음에도 극도로 희미한 천체까지 포함돼 가장 깊은 적외선 이미지 중 하나가 됐다. 이 이미지는 지난 5월 초 8일 간 32시간에 걸친 노출로 흑백 이미지를 생성했으며, 밝기에 따라 흰색과 황색, 오렌지색, 적색 등의 색깔을 입혔다. 이 이미지들은 빅뱅 직후 우주와 별과 은하의 생성·소멸 과정 등 우주를 가장 멀리, 가장 깊이 들여다볼 수 있게 설계된 웹 망원경의 장점을 보여주는 것들이 될 것으로 기대되고 있다. NASA가 8일 발표한 목표물은 NASA, 유럽 우주국(ESA), 캐나다 우주국(CSA) 등으로 구성된 국제위원회에 의해 선정되었다. 웹 우주망원경의 첫 번째 과학관측 목표는 다음과 같다. 용골자리 대성운: 하늘에서 가장 밝은 성운 중 하나인 용골자리 성운은 가스와 먼지 구름으로 이루어진 대성운으로, 지구에서 남반구 별자리인 용골자리 방향으로 약 7600광년 떨어져 있다. 용골성운은 우주 가스와 먼지로 된 긴 손가락 모양 구조로 유명한 ‘파괴의 기둥'(Pillars of Destruction)의 고향이다. WASP-96 b: 거대하고 극도로 뜨거운 외계행성으로, 완전히 구름이 없는 대기를 가진 최초의 행성으로 알려졌다. WASP-96 b는 과학자들이 발견한 강력한 나트륨 신호를 가진 최초의 행성이기도 하다. 행성의 질량은 토성과 아주 비슷하여 연구자들이 세계를 ‘뜨거운 토성’으로 분류한다.팔렬성운(Eight-Burst Nebula): 남쪽 고리성운(Southern Ring Nebula)이라고도 한다. 망원경으로 볼 때 8자 모양으로 보이기 때문에 ‘여덟 개의 폭발’ 성운으로도 알려진 팔렬성운은 남반구에서 볼 수 있는 돛자리의 행성상 성운(NGC 3132)이다. 성운은 지름이 거의 반 광년이고 지구에서 약 2000광년 떨어져 있다. 가스는 중심에 있는 죽어가는 별에서 초당 15㎞의 속도로 밀려나고 있다. 스테판 5중주(Stephan‘s Quintet): 이 조밀한 은하군은 페가수스 별자리에 위치하며, 5개의 은하로 구성되어 있는데, 그 중 4개는 밀접하게 그룹화되어 있으며 서로 병합될 것으로 예상된다. SMACS J0723.3-7327: 웹 망원경은 중력렌즈 현상으로 알려진 현상을 사용해 관측하기도 하는데, 이 중력렌즈를 이용하면 관측 목표 앞에 위치한 은하의 중력이 빛을 휘게 하여 그 뒤의 대상을 확대시킨다. 돋보기는 빛을 한 점에 모을 수 있지만, 중력장에 의한 빛의 굴절은 초점이 없으므로 한 곳에 모이지 않고 여러 개의 상을 만든다. 빛을 내는 천체와 빛을 굴절시키는 천체 및 관측자가 일직선을 이룰 때 생기는 고리 모양의 상을 특별히 '아인슈타인 링'이라고 부른다. 아인슈타인이 상대성이론에서 예측한 현상이기 때문이다. 제임스 웹 우주망원경은 지난해 성탄절 발사된 NASA의 차세대 우주망원경으로 135억 광년 너머 빅뱅 직후에 나타난 초기 은하들과 외계행성의 생명체 증후들을 탐색하는 것을 미션으로 하고 있다.  
  • [우주를 보다] ‘맛보기’가 이 정도…제임스 웹 우주망원경 몸 풀었다

    [우주를 보다] ‘맛보기’가 이 정도…제임스 웹 우주망원경 몸 풀었다

    우주의 역대 가장 선명한 천체 이미지를 보내줄 제임스 웹 우주망원경(JWST·이하 웹 망원경)에 대한 기대감이 헛되지 않음을 보여주는 '맛보기' 이미지가 공개됐다. 지난 7일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 웹 망원경이 촬영한 수많은 별과 은하로 가득찬 우주의 모습을 담은 사진을 공개했다. 이 사진은 지난 5월 초부터 8일 동안 촬영한 것으로 총 32시간 노출된 72장의 사진을 담고있다.NASA에 따르면 원래 이미지는 단색이지만 가장 밝은 것부터 어두운 순으로 흰색-노란색-주황색-적색의 색깔로 표현됐다. 또한 사진 속 오른쪽 가장자리에 밝게 빛나는 별은 등급 9.3의 2MASS 16235798+2826079이다.   놀라운 점은 아름다운 우주의 모습을 담고있는 이 사진이 웹 망원경의 ‘정밀유도센서’(FGS)가 포착했다는 사실이다. FGS의 주요 목적은 우리가 기대하는 과학적인 이미지를 찍는 것이 아니라 관측할 별과 은하를 정확히 가리키도록 도와주는 것이다. 다만 이 과정에서 이번에 공개된 것과 같은 이미지가 남는데 이 결과물은 곧바로 폐기된다.NASA 측은 "FGS의 목적은 관측하고자 하는 천체의 정확한 위치와 거리를 다른 정밀 관측 장비에게 알려주는 것"이라면서 "그럼에도 이번에 나온 이미지 만으로도 앞으로 이루어질 획기적인 결과를 기대하게 한다"고 밝혔다.   한편 135억년 전 빅뱅 직후 우주의 모습을 보고픈 인류의 꿈이 녹아 든 웹 망원경은 지난해 12월 25일 프랑스령 기아나에서 아리안 5호 로켓에 실려 발사됐다. 이후 웹 망원경은 지구-달 거리의 약 4배인 160만㎞를 날아간 끝에 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 L2에 무사히 도착했다. 이후 웹 망원경은 미션 성공 여부를 가늠할 복잡한 7단계 정렬 과정을 모두 무사히 마쳤으며, 오는 12일 역사적인 첫 이미지를 공개할 예정이다.특히 웹 망원경은 기존 허블우주망원경과는 전혀 다른 형태를 취한 우주망원경이다. 육각형 거울 18개를 벌집의 형태로 이어붙여 만든 주경은 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 18개의 육각 거울은 얇은 금을 코팅한 베릴륨으로 만들었다. 또한 웹 망원경은 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 이런 특징을 종합하면 제임스웹의 관측 능력은 허블 망원경보다 100배 클 것으로 평가된다.
  • [이광식의 천문학+] 별은 왜 반짝반짝 빛날까?

    [이광식의 천문학+] 별은 왜 반짝반짝 빛날까?

    별은 반짝거리지 않는다  어두운 곳에서 맑은 밤하늘을 올려다보면 별이 반짝거리는 것을 볼 수 있다. 이것은 너무나 낯익은 풍경이라 '반짝 반짝 작은 별'이라는 역사상 가장 인기 있는 동요를 탄생시켰다.  하지만 사실 별은 반짝거리지 않는다. 우리 눈에 그렇게 보일 뿐이다. 그러면 이 반짝거리는 별하늘 뒤에 숨어 있는 과학은 무엇일까? 별을 반짝거리게 만드는 것은 무엇일까?  별이 반짝이지 않고 다만 빛날 뿐이다. 우리 눈에 별이 반짝이는 것처럼 보이는 것은 별 자체와는 전혀 상관없는 일이다. 그것은 우리가 지구 행성에 발을 딛고 밤하늘을 볼 때 그렇게 보이는 현상일 뿐이다.  밤하늘의 별은 우리에게 늘 하나의 빛점으로 보이는데, 웬만한 대구경 망원경으로 보더라도 마찬가지다. 밤하늘에서 밝게 보이는 별은 대략 태양보다 수십 배 내지 수백 배 큰 별이라 할 수 있는데, 그래봤자 하나의 빛점으로 보일 뿐이다. 이유는 딱 하나다. 별들이 우리로부터 너무나 멀리 떨어져 있기 때문이다.  얼마나 멀리 떨어져 있을까? 지구에서 태양 다음으로 가까운 별은 프록시마 센타우리라는 별인데, 거리는 4.2광년이다. 태양-지구 간 거리 8광분(1.5억km)의 무려 30만 배다. 오리온자리의 적색초거성 베텔게우스는 640광년 거리에 있고, 북극성은 430광년이다.  영국 유니버시티 칼리지 런던(UCL)의 태양물리학자 라이언 프렌치는 "별빛은 맑은 밤에 우리 눈에 도달하기 위해 먼 거리를 여행한다"고 말하면서 "별빛이 우리 눈에 도달하기 전에 흔들리는 공기층을 통과하기 때문에 깜박이는 것처럼 보인다"라고 설명한다.  요컨대 별빛이 먼 길을 달려 우리 눈에 도달하기까지 반드시 지구의 대기를 통과해야 하는데, 별이 반짝이는 것처럼 보이는 것은 바로 이 대기의 효과 때문이다. 개울물 아래 있는 돌들을 보면 늘 일렁이는 것처럼 보인다. 별도 역시 일렁이는 대기를 통과하기 때문에 그렇게 반짝반짝거려 보이는 것이다. 그러므로 흔들리는 대기권을 벗어나 우주에서 별을 본다면 별은 전혀 반짝거리지 않는다. 하나의 고정된 빛점으로 그 자리에 붙박혀 있을 뿐이다. 왜 어떤 별은 다른 별보다 더 반짝거릴까? 별이 반짝이는 것처럼 보이게 하는 데는 많은 요인들이 영향을 미친다. 한 가지 변수는 우리 시야에서 보이는 별의 위치다.  "별빛이 우리 눈에 도달하기 전에 더 두터운 대기층을 통과하면 별이 더 반짝거리게 된다"고 설명하는 프렌치는 "수평선 근처의 별이 더 반짝거리는 것은 그만큼 더 두터운 대기층을 지나와야 하기 때문"이라고 예를 들면서 "날씨도 역할을 하는데, 습한 밤은 또한 대기층을 더 두껍게 만들어 별이 더 반짝거리는 것처럼 보이게 한다"고 덧붙였다.  이러한 문제는 천문학자들이 세계에서 가장 크고 최고의 망원경을 배치할 위치를 결정할 때 지침을 제공한다. 천문학자들이 천문대를 산꼭대기에 짓는 이유는 되도록이면 흔들리는 대기의 영향을 덜 받기 위함이다. 허블 우주망원경을 궤도로 올린 이유도 마찬가지다. 대기의 난기류에 의해 이미지가 왜곡되지 않은 선명한 이미지를 얻을 수 있기 때문이다.  되도록 건조한 지역을 선호하는 것에 대해 프렌치는 "천문대는 별과 망원경 사이의 공기를 최대한 제거하기 위해 높고 건조한 곳에 설치한다"고 설명한다.  이상적인 장소로는 극도로 건조한 칠레의 아타카마 사막과 하와이의 화산 봉우리, 그리고 스페인 카나리아 제도 등이 꼽힌다. 이러한 장소의 건조하고 희박한 공기는 망원경의 상이 흔들거리거나 반짝거리게 하는 것을 최소한으로 만들어 좋은 이미지를 제공한다.  밤하늘을 올려다보면 어떤 별은 반짝이면서 다른 색으로 바뀌는 것처럼 보리는 경우도 있는데, 지구 밤하늘에서 가장 밝은 별인 시리우스가 그 대표적인 예다.  "별빛이 대기에 의해 약간 굴절되면 색이 변할 수 있다"라고 프렌치는 밝혔다. 이 같은 효과는 밝은 별에서 더 두드러지게 나타난다.  '별' 중에는 전혀 깜박이지 않는 것들이 더러 있는데, 그것은 사실 별이 아니라 행성이기 때문이다. "하나의 빛점으로 보이는 별과 달리 행성은 너비를 가진 디스크이기 때문"이라고 설명하는 프렌치는 "행성은 우리에게 훨씬 더 가까이 있어 크게 보이기 때문에 약간 대기 굴절을 겪더라도 반짝거리는 현상은 나타나지 않는다"고 밝혔다.  그러나 망원경을 통해 행성이나 달을 보면 눈에 들어오는 빛이 대기의 영향을 받아 반짝거리는 것처럼 보이기도 한다.
  • 제임스웹 망원경이 처음 포착한 별과 먼우주, 이렇게 선명할 수가

    제임스웹 망원경이 처음 포착한 별과 먼우주, 이렇게 선명할 수가

    지난해 성탄절(이하 현지시간) 발사된 미국항공우주국(NASA)의 제임스 웹 우주망원경((JWST)이 포착한 먼 우주 사진이 오는 12일(이하 현지시간) 공개될 예정이다. 그런데 우주에 호기심을 갖고 있는 이들의 집착 때문인지 몇 장의 사진이 미리 공개돼 눈길을 모으고 있다. 너무도 선명하고 아름다워 일부 과학자들은 눈물을 글썽이기도 했다고 했다. 미리 공개된 사진들은 이 망원경이 은하계나 별 같은 먼 거리의 물체를 얼마나 고정 촬영할 수 있는지 사전 점검하는 차원에서 촬영한 것들이다. NASA는 “이번 적외선(false-color) 모자이크는 32시간 72차례 노출을 통해 만들어진 것”이라고 설명했다. 여섯 갈래 빛의 원천은 밝은 별인 반면, 얼룩덜룩 반점 덩어리처럼 보이는 것들은 수많은 별들의 고향이라 할 수 있는 먼 은하계다. 과학자들은 “지금껏 포착된 우주의 가장 깊은 곳을 담은” 사진들이며 앞으로 나올 것들의 시작일 뿐이라고 말했다. 웹 프로젝트 운영자인 제인 릭비는 “이 사진의 희미한 얼룩뭉치는 웹이 과학 운영의 일년 동안 연구할 ‘희미한 은하(faint galaxi)’의 모습과 정확히 일치한다”고 말했다. 지난 5월 이 망원경에 달린 파인 가디언스 센서(FGS)가 촬영한 것들인데 NASA는 “시험 도중 계획하지 않은 이미지를 포착할 때도 FGS는 우주의 놀랄 만한 모습들을 포착해낼 수 있었다”고 설명했다. 지난달 18개의 도금된 주거울 가운데 하나가 작은 유성들에 의해 파손됐는데도 당초 과학자들의 예상보다 화질이 빼어났다. 테스트 사진도 이렇게 훌륭한데 12일 완벽한 컬러 사진이 일반이나 과학계에 공개되면 얼마나 훌륭할지 과학자들은 흥분하고 있다.
  • [이광식의 천문학+] 우리은하의 과거-미래 알려줄 ‘가이아 데이터’ 공개

    [이광식의 천문학+] 우리은하의 과거-미래 알려줄 ‘가이아 데이터’ 공개

    우리은하의 별을 관측하는 우주망원경이 은하가 탄생한 지 불과 20억 년이 지났을 무렵 우리은하에 무슨 일이 일어났는지를 보여주고 있을 뿐만 아니라, 곧 공개될 데이터를 통해 천문학자들은 우리은하의 훨씬 더 먼 과거를 엿볼 수 있게 될 것으로 예측하고 있다.  유럽 ​​우주국(ESA)의 가이아 탐사선은 허블 우 망원경이나 제임스웹 우주망원경과 같이 우리에게 친숙한 이름이 아니지만, 가이아 임무는 현재 가장 과학적인 논문을 생산하고 있으며, 연구원들이 말하듯이 우리은하의 역사에 대한 이해에 있어 전례 없는 도약을 가능하게 했다.  가이아는 웹이나 허블과는 다른 방식으로 작동한다. 가이아는 우주에서 하나의 목표물에 초점을 맞춰 관찰하는 것이 아니라, 하늘 전체를 쉼없이 스캔한다. 지구에서 약 150만km 떨어진 라그랑주 2포인트에 자리 잡은 한국의 갓 모양을 한 이 망원경은 하늘에서 가장 밝은 별 20억 개를 관찰한다. 지상 베이스의 망원경과는 달리 지구 대기에 의한 왜곡현상이 없는 관측이 가능하다.  허블이나 웹과는 달리 가이아는 먼 별과 은하의 세부사항을 드러내는 경이로운 이미지를 캡처하는 데 중점을 두지 않는다. 그보다 탐사선은 몇 가지 기본 매개변수, 즉 지구로부터 별의 거리, 별이 우주공간을 통과하는 속도, 하늘과 3차원에 나타나는 운동방향의 관측에 집중한다.  우주의 물체는 물리법칙을 따르기 때문에 과학자들은 은하의 진화를 형성한 사건을 선택해 과거와 미래에 걸쳐 수십억 년 동안 그 별의 궤적을 모델링할 수 있다. 은하 고고학으로 알려진 학문은 2013년 가이아가 출범한 이후 엄청나게 성장했으며, 6월 13일 새로운 데이터 공개가 연구를 강화할 것으로 보인다.  네덜란드 라이덴 대학의 천문학자이자 가이아 데이터 처리 및 분석 컨소시엄 의장인 앤터니 브라운은 "우리는 여전히 은하수의 기원에 대한 세부사항을 밝히기 위해 노력하고 있다"고 전제하고 "새로이 공개되는 데이터를 얻는다면 연구가 훨씬 빨리 진척될 것"이라고 밝혔다. 별빛에 모든 것이 들어 있다 이 새로운 데이터에는 천문학자들이 천체 물리학적 매개변수라고 부르는 것이 포함되어 있다. 관찰된 별의 빛 스펙트럼(기본적으로 별의 물리-화학적 특성을 나타내는 지문)에서 파생된 천체 물리학적 매개변수는 관찰된 별의 나이, 질량, 밝기 수준 그리고 경우에 따라 상세한 화학적 구성을 나타낸다.  ESA의 가이아 프로젝트 과학자인 조스 드 브루너는 "별의 스펙트럼을 분석하면 정말 그 별의 거의 모든 것을 알게 된다"라고 말하면서 "마치 익명의 사람들 그룹에서 그들의 이름과 나이와 출신 지역을 알게 되는 것과 마찬가지"라고 덧붙였다.  6월 13일 발표된 데이터 덕분에 천문학자들이 '만나게 되는' 별들의 그룹은 5억 개의 별로 구성되어 있으며, 이는 가이아가 관찰하는 별의 4분의 1에 해당한다. 이 정보는 천문학자들이 우리은하를 형성한 사건의 순서를 바로잡는 데 도움이 될 것이며, 이에 대해 브라운은 "실제로 은하 형성의 역사를 푸는" 것이라고 강조한다. 은하의 역사는 충돌의 역사  브라운의 설명에 따르면, 천문학자들은 우리은하가 빅뱅 이후 약 8억 년에 형성되기 시작했으며, 10억 년에서 20억 년 사이의 집중적인 형성 기간을 거쳤다고 생각한다. 이 형성 기간에 다른 은하들과의 숱한 충돌이 일어났으며, 이러한 과정을 거쳐 점차 오늘날 우리가 보고 있는 은하처럼 모양을 갖추어갔다. 즉 2,000억 개의 별을 포함하는 거대한 나선은하로 발전한 것이다. (가이아는 그 중 약 1%만 관측한다.)  이전에 발표된 가이아 데이터에서 연구원들은 초기 충돌의 흔적을 은하계를 통해 파문을 일으키며 별의 움직임에 영향을 미치는 파동 형태에서 발견했다. 이러한 충돌 중 가장 중요한 것은 가이아 엔셀라두스라는 은하와의 충돌이었다. 그 은하는 약 100억 년 전 두 은하가 충돌했을 당시 우리은하보다 크기가 약 4분의 1밖에 안되었다. 가이아 데이터에 따르면, 충돌은 은하의 원반을 둘러싸고 있는 희박한 별들의 구인 은하의 헤일로를 발생시켰다고 가이아 데이터가 밝혔다.  브라운은 "현재 우리는 이 가이아 엔셀라두스와의 충돌이 우리은하가 겪은 마지막 중요한 은하 합병이라고 생각한다"고 덧붙였다. ​대-소 마젤란 은하가 우리은하와 충돌한다 6월 13일 데이터 발표를 기다리는 천문학자 중에는 네덜란드 흐로닝겐 대학 천체물리학 박사후 연구원인 에두아르도 발비노가 있다. 발비노는 그가 은하의 '가장 작은 빌딩 블록'이라고 부르는 작은 규모의 충돌에 관심이 있다. 그것들은 우리은하가 오랜 세월에 걸쳐 삼켜버린 구상성단 같은 별들의 고대 그룹이다.  발리노는 "구상성단은 이러한 충돌을 겪은 후 분해되기 때문에 특별하다"고 말하면서 "그러나 그들은 해체된 후에도 '별의 흐름'이라고 부르는 일관된 별 그룹으로 계속 존재하고 있다"고 밝혔다.  이러한 별의 흐름은 탐지하기가 매우 어려운 것으로 악명이 높았지만, 발비노는 새로운 가이아 데이터가 이 노력의 돌파구를 열어줄 것으로 기대하고 있다.  "새 데이터 세트에 별이 얼마나 빨리 우리에게 접근하는거나 멀어지는지를 나타내는 방사형 속도라는 추가적인 속도 구성요소가 있을 것"이라고 발비노는 강조하면서 "가이아가 이전에 그중 일부를 측정했지만 새 샘플은 그보다 10배 더 커질 것이며, 이전의 어떤 것보다 더 크다"고 덧붙였다.  이러한 별들의 움직임에서 천문학자들은 은하계에 병합되는 과정 속에서 움직이는 별들의 그룹을 구별할 수 있을 것이다. 이 정보를 별의 화학적 구성에 대한 데이터와 결합함으로써(다른 은하에서 도착한 별은 뚜렷한 화학적 지문을 가짐) 천문학자들은 이전과는 다른 방식으로 은하의 과거를 엿볼 수 있게 된다.  발리노는 "이는 가이아 데이터로 할 수 있는 흥미로운 일 중 하나"라고 말하면서 "당신은 유사하게 움직이는 별들의 그룹을 찾을 수 있고, 기본적으로 그들이 어디에서 왔고 어떤 구성 요소가 그들을 은하수로 가져왔는지 재구성할 수 있다. 그러면 궁극적으로 우리은하가 어떻게 형성되었는지에 대한 질문에 답할 수 있게 된다"고 덧붙였다.  지난 수십억 년 동안 우리은하는 아주 평화로웠다. 은하는 별을 쏟아내고 있는 한편으로, 초기의 변화로 인한 여진을 흡수하는 가운데 별들이 일정한 속도로 죽어가고 있다.  그러나 앞으로 상황이 다시 어려워질 것이다. 천문학자들은 다음 은하 충돌의 접근 방식을 관찰하고 있. 즉, 대마젤란 성운과 소마젤란 성운이라고 하는 우리은하의 궤도에 있는 두 왜소은하와의 충돌이다.  마젤란 성운은 지난 수십억 년 동안 우리은하 주위를 도는 궤도에 진입했으며, 이미 우리은하의 중력장에 영향을 미치고 있다. 천문학자들은 두 은하의 과거를 정말 잘 재구성한다면 대-소 마젤란이 우리은하와 합쳐지는 전 과정을 살펴볼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 
  • 그대 이름은 바람, 바람…강풍 때문에 누리호 발사 하루 연기

    그대 이름은 바람, 바람…강풍 때문에 누리호 발사 하루 연기

    한국형 발사체 ‘누리호’ 2차 발사가 바람에 발목을 잡혀 24시간 연기됐다. 과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원은 14일 오전 6시 비행시험위원회, 오전 7시 발사관리위원회를 열고 강풍 때문에 누리호 발사를 당초 15일에서 16일로 하루 연기한다고 밝혔다. 항우연에 따르면 전남 고흥 나로우주센터 제2발사대 주변에 강한 지상풍이 불고 있고 더 세질 가능성이 높아 발사대 주변에서 발사 준비를 진행하는 연구자 및 작업자와 누리호의 안전 확보가 어려울 것으로 판단했다. 이에 따라 누리호는 발사체종합조립동에서 하루 더 머물게 됐다. 누리호는 무진동 특수차량에 실려 제2발사대로 이송된 뒤 수직으로 기립하게 된다. 기립이 완료되면 발사대 옆 48m 높이의 엄빌리컬 타워와 연결된다. 전기와 연료인 케로신, 산화제인 액체산소 등을 공급하는 엄빌리컬 케이블과 누리호를 연결하는 작업은 사람이 직접 해야 한다. 그런데 40~50m 높이에서 풍속은 지상보다 1.5~2배 정도 빨라지기 때문에 추락을 비롯해 각종 작업자의 안전사고 위험이 커진다. 기상청 예보에 따르면 14일 오후 나로우주센터 주변의 풍속은 초속 10m이다. 엄빌리컬 타워 꼭대기에서는 최소 초속 15~20m 강풍이 불 수 있는 상황이라는 것이다. 광주지방기상청은 15일 오전에는 구름이 많은 흐리지만 풍속은 초속 3~4m으로 전날보다 잦아들 것으로 예보했다. 발사 예정일인 16일 오후는 구름 없는 맑은 날씨를 보이겠지만 풍속은 6~7m가 되겠다.과기부와 항우연은 15일 오전에 비행시험위원회와 발사관리위원회를 열고 이송과 발사 일정에 대해 논의한다. 위원회에서 별다른 문제가 없다고 판단할 경우, 누리호는 15일 이송, 16일 발사라는 계획대로 진행된다. 지난해 10월 21일 누리호 1차 발사 때도 바람 때문에 발사가 연기됐다. 발사 당일 오전 발사관리위원회는 일정대로 오후 4시에 발사시간을 정했지만 오후에 열린 최종 발사관리위원회에서 제2발사대 하부 시스템 문제와 발사대 위쪽 대기 고층부 강풍을 이유로 당초보다 1시간 연기된 오후 5시에 발사하기로 결정했다. 한국 첫 우주발사체 나로호 역시 2009년 1차 발사부터 2013년 1월 3차 발사까지 날씨와 기술적 문제 등을 이유로 10차례 넘게 발사가 연기됐다. 해외에서도 바람 때문에 발사가 연기된 사례들이 있다. 허블 우주망원경을 대체하는 제임스 웹 우주망원경은 당초 지난해 크리스마스 이브 오전 7시 20분(미국 동부 표준시 기준)에 발사될 예정이었지만 강풍 때문에 하루 연기된 25일 성탄절 오전에 발사됐다. 항우연 관계자는 “아주 사소한 문제만 있어도 발사에 치명적인 영향을 줄 수 있기 때문에 발사에 신중을 기해야 한다”며 “발사 연기는 우주선진국에서도 흔히 있는 일”이라고 말했다.
  • 제임스웹 우주망원경, 미세 운석과 충돌했다 [이광식의 천문학+]

    제임스웹 우주망원경, 미세 운석과 충돌했다 [이광식의 천문학+]

    미 항공우주국(NASA)의 차세대 우주망원경 제임스웹은 발사 후 6개월도 채 되지 않아 처음으로 눈에 띄는 미세 운석 충돌을 몇 차례 겪었지만, NASA는 그다지 걱정하지 않고 있다.  2021년 12월 25일 발사된 제임스웹 우주망원경(JWST)은 중간 몇 달 동안 심우주 기지로 비행하면서 과학관측을 준비하는 데 보냈다. 복잡한 점검 과정은 놀라울 정도로 순조롭게 진행되었다. 최근 NASA는 7월 12일 망원경에서 처음으로 '과학 품질'의 이미지를 공개할 예정이라고 밝혔다.  지난 6월 8일(현지시간) 우주망원경이 미세 운석이라고 불리는 작은 우주 먼지로부터 처음으로 몇 차례 충돌을 경험했다고 발표했다. 그러나 이것이 천문대의 일정이나 과학장비에 어려움을 줄 것으로 예상되지는 않는다.  메릴랜드에 있는 NASA 고다드 우주비행센터의 웹 광학망원경 파트 관리자인 리 파인버그는 성명에서 "웹의 거울이 우주에 노출된 상태에서 가끔 발생하는 미세 운석 충돌이 시간이 지남에 따라 망원경 성능을 약간씩 저하시킬 것으로 예상했다"고 밝히면서 "발사 이후 우리가 예상한 대로 4개의 측정 가능한 미세 운석 충돌이 있었는데, 이것은 최근 우리가 가정한 성능 저하 예측치보다 크게 나타났다"고 발표했다.  성명서에 따르면, 가장 심각한 충격은 5월 23일부터 5월 25일 사이에 발생했으며, 18개로 이루어진 금도금 육각형 주경의 C3 부분에 영향을 미쳤다.  모든 우주선은 미세 운석 충돌을 경험하고 견딜 수 있도록 설계되어야 하는데, 이는 JWST도 예외가 아니다.관측소의 엔지니어들은 거울 샘플을 실제 충격에 노출시켜, 그러한 사건이 임무에 어떤 영향을 미치는가에 대한 검토를 마쳤다.  그러나 성명에 따르면, 최근의 영향은 임무 요원이 모델링했거나 지상에서 테스트할 수 있었던 것보다 더 컸다. 이 같은 미세 운석 충돌이 우주망원경의 임기 초기에 영향이 미치고 있음에도 불구하고 NASA 요원들은 100억 달러 규모의 망원경이 여전히 적절하게 작동할 것이라고 확신하고 있다.  "우리는 웹이 태양의 가혹한 자외선과 하전 입자는 물론, 외부 은하계에서 오는 우주선, 우리 태양계 내의 미세 운석에 의한 충돌을 포함해 우주 환경에서 견뎌내야 한다는 것을 항상 잊지 않고 있다"고 NASA 고다드의 프로젝트 부책임자는 성명에서 밝히면서 "우리는 성능 마진(광학, 열, 전기, 기계)을 갖춘 웹을 설계하고 제작하여 우주에서 수년이 지난 후에도 야심찬 과학임무를 수행할 수 있도록 했다"고 덧붙였다.  또한 JWST는 해당 기관이 예상한 것보다 훨씬 양호한 상태로 광학 제품을 생성했다고 관계자들은 성명에서 언급하면서 일부 미세 운석 충돌은 예측할 수 있다고 설명한다. 예를 들어 우주망원경이 유성우를 통과하도록 설정되면 직원은 이러한 이벤트에 대해 JWST의 광학 시스템을 안전하게 조종할 수 있다. 그러나 최근의 충돌은 그러한 유성우의 일부가 아니었으며, 성명서는 이를 "피할 수 없는 우연한 사건"으로 분류했다.  충돌이 발생한 후 엔지니어는 천문대에서 18개의 낱개 거울 부분을 개별적으로 조정하여 거울 전체의 상태를 정상화시킬 수 있다.  웹 망원경은 지구-태양 라그랑주 2포인트라는 중력 평형점을 공전하고 있는데, 이곳은 지구에서 태양 반대 방향으로 약 150만km 떨어져 있는 우주공간이다.  파인버그는 "이 비행 데이터를 사용하여 시간이 지남에 따라 성능 분석을 업데이트하고 웹의 이미징 성능을 최대한 극대화할 수 있도록 운영 방식을 개발할 것"이라고 강조했다.
  • [아하! 우주] 제임스 웹 우주 망원경이 태양계 탐사에 앞장 선 이유는?

    [아하! 우주] 제임스 웹 우주 망원경이 태양계 탐사에 앞장 선 이유는?

    오랜 세월 10조원이 넘는 막대한 비용을 들여 발사한 제임스 웹 우주 망원경은 우주를 연구하는 과학자들의 기대를 한 몸에 받고 있다. 대기의 간섭이 없는 우주에서 역대 가장 선명한 천체의 이미지를 얻을 수 있기 때문이다. 하지만 제임스 웹 우주 망원경을 기다린 과학자들은 여러 명이고 망원경은 하나 뿐이기 때문에 많은 과학자들이 자신의 차례를 기다려야 한다. 미 항공우주국(NASA)은 현재 관측 목표를 정하고 조율하는 과정을 한창 진행 중이다. 첫 1년 동안 주요 관측 목표는 가까운 외계행성에서 가장 멀리 떨어진 은하까지 다양하다. 한 가지 의외의 사실은 제임스 웹 우주 망원경이 우리 태양계 내 천체들도 관측한다는 것이다. NASA 제임스 웹 우주 망원경팀의 헤이디 함멜은 제임스 웹 우주 망원경의 첫 1년간 임무 중 7%는 태양계 탐사에 할당될 것이라고 언급했다. 이미 NASA의 수많은 탐사선이 태양계를 탐사하고 있고 지상 망원경으로도 충분히 관측할 수 있는 태양계 행성과 위성이 많다는 점을 생각하면 과학적 이유는 충분하다.태양계 탐사에서 가장 중요한 목표는 목성의 위성 유로파와 토성의 위성 엔셀라두스다. 두꺼운 얼음 지각 아래 액체 상태의 바다가 있는 것으로 보이는 유로파는 생명체를 찾는 과학자들에게 최우선 목표다. 앞서 허블우주망원경은 유로파의 얼음 지각 사이 균열에서 수증기가 나온다는 증거를 확인했지만, 어떤 분자가 섞여 있는지는 확인할 수 없었다. 연구팀은 제임스 웹 우주 망원경의 강력한 성능으로 이 질문에 대한 해답을 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 수증기가 우주로 뿜어져 나오는 엔셀라두스 역시 마찬가지다.목성, 토성과 달리 보이저 시대 이후로 탐사선이 도달한 적이 없는 해왕성과 천왕성 역시 주요 관측 목표다. 별도의 탐사선을 보낼 수 없어 해왕성과 천왕성 관측 임무는 허블우주망원경의 몫이었다. 이제는 제임스 웹 우주 망원경이 더 강력한 성능으로 바통을 이어받을 차례다. 지구에서 너무 멀어 허블우주망원경으로도 관측할 수 없었거나 매우 제한적인 정보만 얻었던 태양계 외곽 천체도 주요 관측 목표다. 태양계 외곽 왜소 행성 가운데 탐사선을 보낸 곳은 명왕성이 유일하다.그러나 태양계 먼 외곽에는 명왕성보다 더 큰 왜소 행성도 존재한다. 지금 인류가 이 천체를 자세히 관측할 방법은 제임스 웹 우주 망원경뿐이다. 과학자들은 100억 광년 이상 떨어진 우주도 관측했지만, 아직 풀지 못한 태양계의 비밀도 많다. 제임스 웹 우주 망원경은 아직 태양계 여기저기에 숨어 있는 비밀을 풀어줄 인류의 가장 밝은 눈이 될 것이다. 
  • 조각난 혜성이 만든 우주쇼...20년 만에 최대 유성우 기록될 듯 [이광식의 천문학+]

    조각난 혜성이 만든 우주쇼...20년 만에 최대 유성우 기록될 듯 [이광식의 천문학+]

    지구촌의 천문학 동네는 지금 들뜬 마음으로 5월 30일을 기다리고 있다. 2022년에 새로 추가된 헤라쿨레스자리 타우 유성우가 5월 30-31일 밤에 나타날 수 있을 것으로 예측되기 때문이다.  더욱이 이 유성우는 어쩌면 연간 유성우들 중 최대를 기록하게 될 가능성이 있는 것으로 천문학계는 보고 있다. 20년 전의 장엄한 사자자리 유성우 이후 가장 극적인 유성우가 될 가능성도 있다.  이 유성우의 어머니는 73P/슈바스만-바흐만 혜성 3(이하 'SW 3'으로 지칭함)으로, 약 5.36년마다 태양 주위를 한번 공전하는 주기혜성이다. 1930년 5월 독일 함부르크 천문대의 아놀드 슈바스만과 아노 바흐만이 처음 발견하여 이런 이름을 얻었다.  SW 3 혜성은 유별난 일생을 사는 혜성이기도 하다. 최근 30년 동안의 관측 기록을 보면 이 혜성은 지속적으로 깨지면서 조각나고 있다. 1995년 말 혜성이 깨지기 시작하여, 4개의 조각 혜성이 되었다. 각각 73P-A/슈바스만-바흐만 3, 73P-B/슈바스만-바흐만 3, 73P-C/슈바스만-바흐만 3, 73P-D/슈바스만-바흐만 3의 이름이 주어졌는데, 그 중 현재 가장 밝은 혜성은 73P-C/슈바스만-바흐만 3 혜성이다.2006년 4월 18일 허블 우주망원경의 관측에서는 확인된 것만 60여 개가 넘는 조각 혜성으로 붕괴되었다. 5월 4일과 6일 사이에 스피처 우주망원경이 혜성을 촬영할 차례였다. 적외선 어레이 카메라(IRAC)를 사용하여 58개의 혜성 파편 중 45개를 관찰할 수 있었다.  ​전체적으로 SW 3는 궁극적으로 68개 이상의 파편으로 부서졌고, 2017년 3월에 가장 최근에 등장했을 때 내부 태양계를 통해 돌아올 때마다 계속해서 부서지면서 새로운 조각을 흘리고 있다는 징후를 보여주었다. 혜성의 붕괴에는 혜성 자체가 성기게 뭉쳐져 있거나, 빠른 회전에 의해 원심력이 크거나, 태양 근처에서 태양열에 의해 혜성 내부의 증발압력이 높은 경우 등 다양한 원인이 작용하는 것으로 알려져 있다. 따라서 이러한 혜성의 관측은 천문학자들에게 혜성이 붕괴되는 과정과 원리를 연구하는 데 중요한 기회를 제공한다.  SW 3 혜성에 대한 궤도 데이터에 따르면 5월 31일에 지구에서 920만km 떨어진 거리에 있다. 이는 지구-달 간 거리의 약 25배로 혜성 거리로서는 매우 가까운 편이지만, 혜성을 맨눈으로 볼 수 있을 만큼 밝지는 않다. NASA가 예측하는 최대밝기는 약 6.5등급으로 육안으로는 관측할 수 없는 밝기다. 그러나 불빛이 없는 야외로 가서 쌍안경이나 천체망원경을 이용하면 혜성의 모습을 확인할 수 있다.
  • [이광식의 천문학+] ‘수수께끼’ 우주 팽창 속도…허블 망원경이 알아낸 방법

    [이광식의 천문학+] ‘수수께끼’ 우주 팽창 속도…허블 망원경이 알아낸 방법

    과학자들은 허블 우주망원경이 지난 수십 년간 수집한 데이터 덕에 우주 팽창에 대해 보다 정확한 측정값을 얻을 수 있었다. 32년 된 허블 우주망원경의 데이터에 대한 새로운 분석으로 인해 우주가 얼마나 빨리 팽창하고 있으며, 팽창이 얼마나 가속하고 있는지에 대한 오랜 탐구가 아직도 계속되고 있다. 천문학자들이 우주 팽창을 측정하는 데 사용하는 숫자를 허블 상수라고 한다. 여기서 '허블'은 허블 망원경을 뜻하는 것이 아니라, 1929년 우주 팽창 지수를 처음 측정한 천문학자 에드윈 허블을 뜻한다. 하지만 허블 상수는 우주의 다른 영역을 관찰하는 여러 천문대에서 내놓은 다른 값들을 고려한다면 허블 상숫값을 확실히 결정하기가 어렵다. 새로운 연구는 허블의 최근 노력이 비록 다른 천문대와 여전히 차이가 있긴 하지만, 현재 우주가 보이는 팽창에 대한 정확한 측정이라는 확신을 나타내고 있다. 새로운 연구는 메가파섹당 약 73㎞의 팽창을 보여주는 허블 관측을 기반으로 한 이전의 팽창률 추정치를 확인한다. 메가파섹은 100만 파섹 또는 326만 광년에 해당하는 거리 측정값이다. ​미 항공우주국(NASA)은 지난 19일(현지시간) 성명을 통해, 노벨상 수상자이자 연구 주저자인 애덤 리스의 말을 그대로 인용해 “허블 표본 크기가 크다는 점을 고려할 때 천문학자들이 불운한 추첨으로 인해 틀릴 확률은 100만분의 1에 불과하다”고 밝혔다. 리스는 허블을 관리하는 우주망원경 과학연구소(STScI)와 메릴랜드주 볼티모어에 있는 존스홉킨스대학에 소속돼 있다. 리스와 그의 동료들은 허블과 다른 관측소에서 우주가 가속 팽창하고 있다는 것을 확인한 후 2011년에 노벨상을 받았다. 리스는 이 최근의 허블 연구를 ‘대작’이라고 불렀다. 왜냐하면 그것이 실제로 허블 망원경의 전체 역사, 즉 32년에 걸친 우주 연구를 바탕으로 답을 제시했기 때문이다. 허블의 데이터는 슈즈(SH0ES·Supernova, H0, for the Equation of the State of Dark Energy)라는 프로그램에 따라 관측된 팽창률을 정확히 기록했다. 이 데이터 세트는 이전 측정 샘플의 2배이며 1000개 이상의 허블 궤도도 포함한다고 NASA는 밝혔다. 새로운 측정은 또한 허블의 성능에 대한 기대치보다 8배 더 정확하다. 우주가 얼마나 빨리 팽창하는지 측정하려는 노력은 일반적으로 2개의 거리 표시물에 초점을 맞춘다. 그중 하나는 일정한 속도로 밝아지고 흐려지는 변광성인 세페이드 별이다. 1912년 청각 장애 천문학자 헨리에타 스완 리빗이 발견해 그 중요성을 밝혀낸 이후로 그 유용성이 알려졌다. 세페이드는 우리은하 내부와 근처 은하의 거리를 측정하는 데 유용하다. 더 먼 거리의 측정에는 1a형 초신성을 이용한다. 이 초신성은 일정한 광도(고유 밝기)를 가지므로 망원경에서 보이는 겉보기 광도로 계산하면 해당 천체까지의 거리를 정확하게 추정할 수 있다. ​새로운 연구에서 NASA는 “팀은 허블을 사용해 초신성 이정표 중 42개를 측정했다. 그것들은 연간 약 1개의 비율로 폭발하는 것으로 보이므로 허블은 우주의 팽창을 측정하기 위해 가능한 한 많은 초신성을 기록했다”고 밝혔다.  그러나 이같은 다양한 노력에도 불구하고 여전히 우주의 팽창 속도는 완전히 일치하지 않고 있다. 새로운 연구에 따르면, 앞에서도 언급했듯이 허블의 측정치는 메가파섹당 약 73㎞이지만, 심우주를 관찰해보면은 메가파섹당 약 67.5㎞로 느려진다. 심우주 관측은 우리 우주를 형성한 빅뱅의 ‘메아리’, 곧 우주 마이크로파 배경복사를 관찰한 플랑크 탐사선의 측정에 주로 의존한다. NASA는 천문학자들이 왜 2가지 다른 값이 있는지 알아내지 못하고 있지만, 일부에서는 기본 물리학을 재고해야 할 수도 있다는 제안이 나오기도 한다. ​우주의 팽창률을 그 당시의 정확한 값이라고 보기보다 그 의미에 대해 생각하는 게 가장 좋다고 말하는 리스는 NASA 성명에서 “팽창 값이 구체적으로 무엇인지 중요하게 생각지 않지만, 우주를 이해하는 데 그것을 사용하고 싶다”라고 덧붙였다. 제임스웹 우주망원경은 앞으로 20년 동안 더 많은 측정을 할 것으로 예상된다. NASA에 따르면 제임스웹은 세페이드와 1a형 초신성을 “허블이 볼 수 있는 것보다 더 먼 거리, 더 선명한 해상도로 볼 것”이라고 밝혔다. 그것은 허블 망원경이 관측한 우주 팽창 값을 더욱 정확히 개선할 수 있을 것이다. 연구를 기반으로 한 논문은 ‘천체물리학 저널’에 게재될 예정이다. 사전 인쇄 버전은 아카이브(arXiv.org)에서 사용할 수 있다.
  • [아하! 우주] 화질 비교불가…제임스웹 vs 스피처 우주망원경 비교해보니

    [아하! 우주] 화질 비교불가…제임스웹 vs 스피처 우주망원경 비교해보니

    제임스웹 우주망원경(JWST·이하 웹 망원경)이 마침내 거울 정렬작업을 완벽히 마무리한 가운데 향후 웹 망원경이 내놓을 '작품'에 대한 기대감도 한층 커지고 있다. 지난 9일(현지시간) 미국 항공우주국(NASA) 제임스웹 운영팀은 현재 웹 망원경의 준비 상황 설명과 더불어 오는 7월부터 본격적인 가동에 들어간다고 밝혔다. 이날 기자회견을 통해 공개한 웹 망원경의 준비 상황은 예정대로 착착 진행 중에 있다. NASA 고더드 우주비행센터 웹 망원경 프로젝트 과학자 마이클 맥엘웨인은 "웹 망원경은 현재 테스트 촬영을 진행 중인데, 여기서 얻어진 이미지 만으로도 기대감을 준다"면서 "앞으로 우주가 시작된 후 생성된 최초의 은하 중 일부를 적외선으로 관측할 수 있을 것"이라고 말했다. 특히 이날 NASA가 공개한 이미지 중 가장 관심을 끈 것은 웹 망원경과 지난 2003년 발사돼 2020년 퇴역할 때 까지 적외선으로 우주를 관측해 온 스피처 우주망원경과의 성능 비교다. 비교 촬영 대상이 된 것은 우리은하와 가장 가까운 이웃인 대마젤란은하(Large Magellanic Cloud). 스피처 우주망원경이 촬영한 대마젤란은하의 일부는 천체의 형체가 드러나기는 하지만 다소 뿌옇게 보인다. 이에반해 같은 지역을 촬영한 웹 망원경의 이미지는 너무나 선명해 해상도 차이가 확연히 나타났다.이 때문에 일각에서는 스피처 우주망원경이 브라운관급이라면 웹 망원경은 UHD라고 평하기도 했다. 135억년 전 빅뱅 직후 우주의 모습을 보고픈 인류의 꿈이 녹아 든 웹 망원경은 지난해 12월 25일 프랑스령 기아나에서 아리안 5호 로켓에 실려 발사됐다. 이후 웹 망원경은 지구-달 거리의 약 4배인 160만㎞를 날아간 끝에 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 L2에 무사히 도착했다. 이후 웹 망원경은 미션 성공 여부를 가늠할 복잡한 7단계 정렬 과정을 모두 무사히 마쳤으며, 현재는 테스트 촬영을 하며 작동 상태를 최종 점검하고 있다.웹 망원경은 기존 허블우주망원경과는 전혀 다른 형태를 취한 우주망원경이다. 육각형 거울 18개를 벌집의 형태로 이어붙여 만든 주경은 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 18개의 육각 거울은 얇은 금을 코팅한 베릴륨으로 만들었다. 또한 웹 망원경은 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 이런 특징을 종합하면 제임스웹의 관측 능력은 허블 망원경보다 100배 클 것으로 평가된다.  
  • [아하! 우주] 선명한 이미지!…제임스웹 우주망원경, ‘완벽한 초점’ 맞췄다

    [아하! 우주] 선명한 이미지!…제임스웹 우주망원경, ‘완벽한 초점’ 맞췄다

    제임스웹 우주망원경이 마침내 거울 정렬작업을 완벽히 마무리하며 최상의 선명한 심우주 이미지를 잡아내는 데 성공했다. 미 항공우주국(NASA)은 28일(현지시간) 제임스웹 우주망원경이 탑재한 네 가지 과학장비 모두 ‘선명하고 초점이 잘 맞는 이미지’를 캡처할 수 있음을 입증한 후 정렬 작업을 완벽하게 마무리했다고 발표했다. 제임스웹 우주망원경이 거울 정렬작업이 마무리되면서 향후 미션 팀은 시운전을 진행할 수 있게 됐으며 모든 것이 계획대로 이루어진다면 모든 점검은 6월에 종료된다. 제임스웹 우주망원경에 제작에 참여한 볼 에어로스페이스 과학자 스캇 액턴은 “이 이미지들은 우주를 보는 방식을 근본적으로 바꿨다”면서 “우리는 창조의 교향곡으로 둘러싸여 있다. 전세계 모든 사람들이 은하를 볼 수 있기를 바란다”고 밝혔다.총 100억 달러(한화 약 12조원)가 투입된 제임스웹 우주망원경은 지난해 12월 25일 발사된 후 지금까지 4달 남짓 동안 바쁜 일정을 보냈다. 지구-달 거리의 약 4배인 160만㎞를 날아간 끝에 중력 균형점인 라그랑주2 포인트에 주차하기까지 약 한 달이 걸렸고, 복잡한 7단계 정렬 과정을 거쳤다. 차광막 펼침을 비롯한 각 단계의 작업들은 계획대로 순조롭게 진행되었으며, 그 과정에서 약간의 조정만 필요했을 뿐이다. 1주일 전 제임스웹 우주망원경 관계자는 망원경의 주경을 구성하는 18개의 육각형 낱개 거울이 적외선으로 물체를 예리하게 포착하는데 필요한 심우주 온도까지 거의 완전히 냉각되었다고 보고했다. 이제 거울이 모든 장비에 ‘완전히 초점이 맞는 빛’을 보내 이미지를 잡아낼 준비가 완료된 것으로 보인다.NASA 측은 “망원경의 광학 성능은 엔지니어링 팀의 가장 낙관적인 예측보다 더욱 향상되고 있다”며 이미지 품질에 장애가 되는 것은 제한적인 ‘회절 문제’일 뿐이라고 언급했다. 즉, 미세한 디테일을 보는 데 장애가 되는 유일한 요인은 성능 문제라기보다 망원경의 크기뿐이라는 뜻이다. 
  • 허블우주망원경, 일부 외계행성의 ‘극고온’ 이유 알아냈다

    허블우주망원경, 일부 외계행성의 ‘극고온’ 이유 알아냈다

    미 항공우주국(NASA)의 허블우주망원경이 수백 시간 동안 관찰한 결과를 분석한 결과, 일부 외계행성을 엄청나게 뜨겁게 만드는 원인이 밝혀졌다. 새로운 연구에서 국제공동연구팀은 목성형 외계행성인 이른바 ‘뜨거운 목성'(hot Jupiters)의 대기를 분석했다. 목성 크기의 이 행성들은 대체로 모항성과 극도로 가까운 궤도를 공전하는데, 때로는 태양을 공전하는 수성 궤도보다 훨씬 더 가까워 극도로 뜨겁다. 새로운 연구는 이들 외계행성의 대기가 몇 가지 비정상적인 열적 거동을 보인다는 것을 발견했는데, 이는 행성의 화학적 조성과 관련된 것일 수 있음을 시사한다. 600시간 이상에 걸친 허블우주망원경의 관측과 현재 은퇴한 NASA 스피처 우주망원경의 400시간 관측 데이터를 사용한 이번 연구는 뜨거운 목성의 대기 중 일부에 수소, 산화티타늄, 산화바나듐 및 수산화철이 고농도로 포함되어 있음을 발견했다. 이러한 대기는 과학자들이 열 역전(thermal inversion)이라고 부르는 현상, 즉 고도에 따라 기온이 떨어지는 것과는 반대로 대기 온도가 상승하는 현상을 나타낸다. 정상적인 상황에서 대기의 온도는 지표 부근에서 가장 높으며 대기의 밀도가 낮아질수록  온도가 낮아진다. 허블 데이터에서 이 외계행성의 대기는 평균적으로 이러한 화합물이 없는 대기보다 더 높았으며, 온도는 1726℃에 달했다. 과학자들은 이 온도가 대기의 화학적 조성과 직접적인 연관성이 있을 것으로 보고 있다. 행성 대기의 수소, 산화티타늄, 산화바나듐, 수소화철은 빛을 흡수하는 성질이 있는데, 이 기체들이 가까운 별의 열을 잡아 가두는 역할을 하는 것으로 연구팀은 믿고 있다. 연구원들은 이러한 행성에서 일종의 되먹임고리(feedback loop)가 작동할 수 있다고 제안했다. 뜨거운 온도는 이러한 대기에서 빛을 흡수하는 화합물을 안정적으로 유지하고, 그 결과 대기가 더 많은 별빛을 흡수하며 특히 상층에서 더 따뜻해진다. 이 연구는 단일 사례가 아닌 전체 외계행성에 대해 전수조사를 한 최초의 연구 중 하나다. 연구의 주저자이자 영국 유니버시티 칼리지 런던의 천체물리학자 쿠엔틴 체인저트는 “10년 간의 집중적인 관찰 덕분에 외계행성의 화학과 조성에 관해 우리가 얻은 정보의 양은 어마어마하다”고 밝혔다. 이 분석은 미래에 다른 외계행성의 행동을 예측하고 행성 형성과 관련된 과정을 푸는 데 도움이 될 수 있을 것이라고 과학자들은 평가했다. 이번 연구결과는 ‘천체물리학 저널’(The Astrophysical Journal) 4월 25일자에 발표됐다.   
  • [우주를 보다] 단 한장 사진에 담긴 5개의 은하…10억 년 후 하나로

    [우주를 보다] 단 한장 사진에 담긴 5개의 은하…10억 년 후 하나로

    지난 1990년 4월 24일(현지시간) 우주의 심연을 들여다 보고 싶은 인류의 꿈을 담은 우주망원경 한 대가 미 항공우주국(NASA)의 디스커버리호에 실려 힘차게 날아올랐다. 오는 24일 발사 32주년을 맞는 ‘허블우주망원경’(Hubble Space Telescope)이다. 최근 NASA는 발사 32주년을 자축하며 허블우주망원경이 촬영한 흥미로운 은하군 사진을 공개했다. 사진 속 천체는 지구에서 약 3억 광년 떨어진 곳에 위치한 ‘힉슨 밀집은하군 40'(이하 HCG 40)으로, 사실 단 한 장의 사진이지만 이 안에는 인간의 머리로는 가늠하기 힘든 '우주'가 담겨있다. 한 장에 사진 속에 자리잡은 은하는 놀랍게도 모두 5개다. 작은 영역에 이처럼 은하들이 서로 가까이 뭉쳐있어 밀집은하군으로 분류된 것이다. 사진 속 은하의 종류도 다양하다. 3개의 나선은하와 타원은하, 렌즈형 은하가 모두 동물원처럼 한 장소에 모여있기 때문. 지구에서 보는 시점 때문에 모양이 다르게 보이지만 은하는 그 모습에 따라 타원형의 모습을 갖춘 타원은하(elliptical galaxy), 나선팔을 가진 나선은하(spiral galaxy), 그 중간의 모습을 띤 렌즈형 은하(lenticular galaxy)로 분류된다. 지구가 속한 우리은하와 이웃한 안드로메다가 바로 나선은하다. NASA에 따르면 HCG 40은 우리은하 지름의 2배가 채 안되는 공간에 빽빽하게 모여있으며 흥미롭게도 10억 년이 지나면 하나의 은하로 통합될 예정이다.한편 허블우주망원경은 지름 2.4m, 무게 12.2t, 길이 13m로, 지금도 97분 마다 지구를 돌며 먼 우주를 관측 중이다. 32년의 세월동안 허블우주망원경은 150만 건이 넘는 관측 활동을 벌였으며 이를 바탕으로 천문학자들은 1만 7000건 이상의 논문을 발표했다. 이 과정에서 인류는 우주의 팽창속도와 암흑에너지가 우주의 70%를 차지한다는 사실을 알 수 있게 됐다.
  • [아하! 우주] 동반성에 쪽쪽 빨려 홀쭉해진 ‘적색거성’ 발견

    [아하! 우주] 동반성에 쪽쪽 빨려 홀쭉해진 ‘적색거성’ 발견

    이웃 별에게 질량을 쪽쪽 빨려 홀쭉해진 적색거성이 케플러 망원경의 탐사 결과 실제로 확인됐다. 최근 호주 시드니 대학 등 공동연구팀은 수많은 적색거성의 데이터를 분석한 결과 질량을 빼앗겨 홀쭉해진 40개의 적색거성을 찾아냈다는 연구결과를 과학 저널 ‘네이처 천문학’(Nature Astronomy) 최신호에 발표했다. 다소 생소한 적색거성은 생애의 황혼에 접어든 별이다. 일반적으로 별은 종말 단계가 되면 중심부 수소가 소진되고 헬륨만 남아 수축된다. 이어 수축으로 생긴 열에너지로 바깥의 수소가 불붙기 시작하면서 적색거성으로 거대하게 부풀어오른다. 영원히 빛날 것 같은 우리의 태양도 50억 년 후에는 핵융합 반응에 필요한 연료가 고갈되어 적색거성이 되면서 최후를 맞는다. 이처럼 거대하게 부풀어 오른 적색거성은 지름이 태양의 수천 배에 달하고 수백 배나 밝을 정도로 거대해진다.그러나 이번 연구팀이 발견한 적색거성은 다르다. 질량도 작고 밝기도 어두운 홀쭉한 적색거성이 40개나 발견된 것. 이번 결과는 지난 2009년부터 2013년까지 케플러 우주망원경이 관측한 수 만개에 달하는 적색 거성의 밝기 변화를 지속적으로 분석하면서 얻어졌다. 그렇다면 일부 적색거성이 홀쭉해진 이유는 무엇일까? 이에대해 연구팀은 '탐욕스러운' 이웃에서 원인을 찾았다. 논문의 제1 저자인 리야광 연구원은 "데이터를 분석하는 과정에서 질량이 매우 작고 광도가 매우 낮은 특이한 두가지 유형의 별을 발견했다"면서 "질량이 작은 적색거성은 태양 질량의 0.5~0.7에 불과했는데 이는 외부적 요인이 작용한 것으로 판단했다"고 설명했다. 이어 "우주 대부분의 별은 서로 중력적으로 영향을 미치는 쌍성계에 있다"면서 "가까운 동반성이 팽창하면서 일부 물질을 빨려 질량을 뺏겼을 가능성이 높다"고 덧붙였다.  
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