'제임스 웹 우주망원경'이 포착한 '스테판의 오중주(Stephan's Quintet)'. 미국 항공
우주국(NASA) 제공
연합뉴스
별의 요람부터 무덤까지 최초 포착 …
춤추는 은하와 블랙홀 현상 등 제임스 웹 우주망원경이 찍은 사진 공개
속보=별의 탄생과 소멸 모습을 비롯해, 1천150광년 떨어진 외계행성 대기에서 수증기 형태의 물까지 우주의 신비가 12일(현지시간) 전 세계에 공개됐다.
미국 항공우주국(NASA)은 이날 메릴랜드주 고다드 우주센터에서 제임스 웹 우주망원경(JWST·이하 웹 망원경)이 찍은 영롱한 보석 빛깔의 풀컬러 고해상도 우주 사진과 분광 분석 자료를 공식 발표했다.
인류 역사상 가장 강력한 성능을 갖춘 우주망원경인 웹 망원경을 통해 우주 가장 깊은 곳의 디테일까지 선명하게 담아내는 데 성공하면서 우주 관측의 새 시대를 활짝 연 것이다.
'인류의 눈' 웹 망원경은 근적외선카메라(NIRCam)와 중적외선 장비(MIRI)를 활용해 별의 요람과 무덤 등 베일에 가린 우주의 속살을 드러냈고 외계행성 대기까지 분석해내는 역량을 과시했다.
빌 넬슨 NASA 국장은 "모든 이미지는 새로운 발견이다.
각각의 사진은 인류가 전에 본 적이 없는 우주의 모습을 보여준다"고 강조했다.
노벨상 수상자인 존 매더 NASA 선임 과학자는 "사진을 보면 볼수록 은하 어딘가에 생명체가 존재하고 있음을 확신하게 된다"고 말했다.
NASA는 이날 별들의 요람으로 알려진 용골자리 성운에 자리한 '우주 절벽'(Cosmic Cliffs)과 아기별들의 숨 막히는 사진을 공개했다.
제임스 웹 망원경이 찍은 남쪽고리 성운[UPI 연합뉴스. NASA 제공.
용골자리 성운은 지구에서 약 7천600 광년 떨어져 있으며 밤하늘에서 가장 크고 밝은 성운 중 하나다.
이 성운은 태양보다 몇 배나 더 큰 대형 별의 산실로 알려져 있다.
적외선 망원경인 웹 망원경은 관측을 방해하는 우주먼지와 가스를 뚫고 용골자리 성운 가장자리에 위치한 오렌지색 우주 절벽을 촬영했다.
지구의 바위투성이 산을 떼어내 옮겨놓은 듯한 이 우주 절벽은 기존에는 관측되지 않았던 곳이다.
가스와 먼지로 이뤄진 이 절벽의 가장 높은 봉우리는 무려 7광년에 달한다.
여기에 아기별의 강력한 자외선은 이 가스 절벽을 뚫고 나와 촘촘히 박힌 보석처럼 빛나는 장관을 연출했다. NASA는 웹 망원경이 별의 형성과 진화를 밝혀줄 것으로 기대하고 있다.
웹 망원경은 약 2천500 광년 떨어진 돛자리에서 죽어가는 별 주변으로 가스구름이 팽창하는 우주 공간 남쪽고리 성운도 응시했다.
'8렬 행성'(Eight Burst Nebular)으로도 불리며, 성운의 지름이 약 0.5 광년에 달한다.
생의 막바지에 다다른 이 별은 마지막 힘을 다해 유언을 전달하듯 반지 모양의 화려하고 찬란한 빛을 내뿜는 모습으로 찍혔다.
NASA는 어두워지며 죽어가는 이 별이 내뿜는 가스와 우주먼지를 웹 망원경이 전례 없는 디테일을 담아 포착했다고 설명했다.
'스테판의 5중주' 은하군[AFP 연합뉴스. NASA 제공,
다음으로 공개된 우주의 신비는 춤추는 은하였다.
2억9천만 광년 밖 페가수스자리에 있는 5개 은하 '스테판의 오중주'(Stephan's Quintet)를 찍은 사진이다.
이 사진은 웹 망원경이 포착한 이미지 중 가장 크다.
1억5천만 화소를 자랑하는 1천 개 그림 파일이 합쳐져 하나로 탄생했고, 촬영한 전체 이미지는 달 지름의 5분의 1을 덮을 정도다.
이 소은하군은 1877년 최초로 발견됐고, 은하 5개 중 네 개가 서로 중력으로 묶여 근접했다 멀어지기를 반복하고 있다.
NASA는 '스테판의 오중주' 사진에 대해 은하들이 충돌하는 장면이라며 "중력 작용으로 은하들이 춤을 추면서 서로 끌어당기고 있다"고 설명했다.
이어 이 사진은 상호 작용을 통한 초기 은하의 진화 과정에 대해 새로운 통찰력을 제공한다고 강조했다.
아울러 5개 은하 중 하나인 NGC 7319에는 태양 질량의 2천400만 배에 달하는 거대 블랙홀이 자리 잡고 있어 은하의 충돌과 블랙홀의 상관관계를 규명하는 데 도움이 될 것으로 NASA는 판단하고 있다.
NASA는 웹 망원경을 통해 지구에서 1천150광년 떨어진 외계행성 WASP-96 b의 분광 자료를 분석한 결과, 수증기 형태의 물을 확인했다고 밝혔다.
분광은 행성의 빛 파장을 분석해 대기 구성 물질 등을 밝혀내는 작업을 말한다.
웹 망원경은 WASP-96 b와 이 행성의 대기가 별 앞을 지나갈 때 발생하는 현상을 관측했고, 이 행성 대기에 수증기가 존재하고 있음을 확인했다.
NASA는 "웹 망원경이 외계행성을 둘러싼 대기에서 구름, 연무와 함께 물의 뚜렷한 특징을 포착했다"며 "이는 웹 망원경이 전례 없는 대기 분석 능력을 갖추고 있음을 확인시켜 준다"고 밝혔다.
WASP-96 b는 봉황자리에 위치한 거대 가스 행성으로, 질량은 목성의 절반 정도다.
2014년 발견된 이 행성은 3∼4일 공전 주기로 항성을 돈다.
앞서 NASA는 전날 백악관 미리보기 행사를 통해 태고의 빛을 담은 SMACS 0723 은하단 이미지도 공개했다.
이 은하단은 멀리 떨어진 천체의 빛을 확대해 휘게 하는 '중력 렌즈' 역할을 한다. 사진에는 빅뱅 이후 8억 년 뒤인 130억 년 전에 만들어진 초기 우주 천체의 빛이 관측됐다.
과학계에선 웹 망원경이 우주의 탄생 및 진화와 외계 생명체 존재 여부를 규명하는 데 큰 진전을 보여줄 것으로 기대하고 있다.
웹 망원경은 작년 12월 우주로 발사됐고, 올해 2월 지구에서 약 160만㎞ 떨어진 '제2 라그랑주 점'(L2) 궤도에 안착했다.
L2 안착 직후 웹망원경이 지구에서 약 2천 광년 떨어진 별 모습 등을 찍어 보내와 NASA가 일부 공개한 바 있지만, 정교한 처리 과정을 거쳐 풀컬러로 우주 깊은 곳의 이미지를 보여주는 것은 이번이 처음이다.
한편 NASA 등이 우주 5곳의 이미지를 공개하자 외신과 과학계는 앞으로 "우주를 보는 방식이 완전히 바뀔 것"이라면서 찬사를 쏟아냈다.
CNN방송은 "웹 망원경이 촬영한 이미지는 수십 년을 기다린 가치가 있었다"면서 "이 이미지들은 향후 20년간 웹 망원경으로부터 얻을 수 있는 이미지들의 하나로, 앞으로 우리가 우주를 이해하는 방식을 근본적으로 변화시킬 것"이라고 말했다.
이 방송에 출연한 천체물리학자 조너선 맥도웰은 공개된 이미지 가운데 하나인 'SMACS 0723 은하단'의 사진을 설명하면서 "이미지상에 버블처럼 보이는 것은 1천억개의 별이 있는 하나의 완전한 은하"라고 말했다.
수개월 내 웹 망원경을 연구에 사용할 예정인 행성 천문학자인 하이디 해멜은 워싱턴포스트(WP)에 "웹 망원경이 처음 보여준 것은 향후 성과의 맛보기"라면서 "이 뛰어난 망원경을 통해 각종 기록이 바뀔 것"이라고 말했다.
영국 가디언지는 "현재까지 촬영한 이미지를 기반으로 천문학자들은 그동안 꿈꿔왔던 모든 것과 그 이상을 할 수 있을 것으로 보고 있다"고 평가했다.
나사가 웹 망원경을 통해 지구에서 1천150광년 떨어진 외계행성에서 수증기 형태의 물이 존재하는 것을 확인했다고 밝힌 가운데 망원경을 통해 외계 생명을 신호를 찾을 수 있다는 기대도 과학계에서는 나온다.
이와 관련, 빌 넬슨 NASA 국장은 이날 이미지 공개 행사에서 "어딘가 굉장한 무엇인가가 발견되길 기다리고 있다"는 천체물리학자 칼 세이건의 발언을 인용한 뒤 "내 생각에 이 말은 현실이 될 것"이라고 말했다.
이정훈기자 hooni@kwnews.co.kr
조 바이든 미국 대통령이 11일(현지시간) 미국항공우주국(NASA)이 공개한 차세대
우주망원경인 제임스 웹 우주망원경의 첫 우주 사진에 관한 브리핑을 듣고 있다.
AP/연합뉴스 제공
나사, 제임스웹 우주망원경이 찍은 최초 풀컬러 우주사진 공개
작년 성탄절 발사 뒤 지구서 160만㎞ 떨어진 궤도에서 우주 관측
미국 항공우주국(NASA)의 차세대 우주망원경인 제임스웹 우주망원경(JWST)이 찍은 첫 번째 풀컬러 우주 이미지 사진이 공개됐다.
해당 우주 사진은 NASA가 제임스웹 우주 망원경으로 촬영해 오늘 대중에 선보일 우주 천체 5곳 중 일부로, 백악관 미리보기 행사를 통해 '맛보기용'으로 선보인 것이다.
조 바이든 대통령은 어제 공개 행사에서 "오늘은 역사적인 날"이라면서 12일 전체 이미지가 공개돼 전 세계와 공유하면 "과학기술과 인류 전체를 위한 우주탐사에 있어 역사적인 순간이 될 것"이라고 밝혔다.
이 사진은 인류가 개발한 우주망원경 중 가장 크고 강력한 웹 망원경으로 우주의 가장 깊숙한 곳을 고해상도로 촬영한 것이다.
웹망원경은 작년 12월 우주로 발사돼 지구와 태양의 중력이 균형을 이루는, 지구에서 약 160만㎞ 떨어진 '제2 라그랑주 점'(L2)에 안착해 지난 2월부터 지구에서 약 2천광년 떨어진 별과 셀카 등을 찍어 공개한 바 있지만, 이번에 사실상의 첫 결과물로 풀컬러 우주 이미지를 공개한 것이다.
공개된 사진은 SMACS 0723 은하단 이미지다.
은하단 뒤에 있는 천체의 빛을 확대해 휘게 하는 현상을 일으키는 이른바 '중력 렌즈' 현상으로 관심을 끄는 천체다.
웹망원경이 지금껏 볼 수 없었던 신비한 우주의 심연을 담은 사진을 촬영해 보내오자 과학계는 우주의 기원과 외계 행성의 생명체 존재 여부 등 우주를 둘러싼 수수께끼를 풀어나가는 단초를 제공할 것이라는 기대에 부풀어 있다.
NASA는 은하부터 외계행성까지 웹 망원경이 우주 천체 5곳을 찍어 한 달가량 처리 과정을 거친 사진을 12일 공개할 예정이다.
↑ L2 궤도의 제임스 웹 우주망원경 상상도. /사진=NASA
한편 약 100억 달러(13조1,400억 원)가 투입된 웹 망원경은 인류 역사상 가장 강력한 우주 관측 장비로 꼽힌다.
적외선으로 열을 감지하는 이 망원경은 우주 가스와 먼지구름을 뚫고 우주를 가장 멀리, 가장 깊이 들여다볼 수 있도록 제작됐다.
웹 망원경은 지난해 성탄절 유럽우주국(ESA) 발사장인 기아나 우주센터에서 아리안 5호 로켓에 실려 발사돼, 우주의 기원을 둘러싼 인류의 오랜 숙제를 풀기 위한 긴 여정에 올랐다.
우주 공간에서 18개의 금 코팅 베릴륨 육각형 거울로 구성된 지름 6.6m의 주경과 테니스 코트 크기의 열 방패막이를 펼친 웹망원경은 발사 이후 한 달 만인 올해 1월 24일 관측 궤도에 안착했다.
지구에서 약 160만㎞ 떨어진 '제2 라그랑주 점'(L2)으로, 지구와 달 거리(36만km)의 4.4배에 달하는 지점입니다. 태양에서 바라본다면 열에 민감한 웹 망원경이 지구 뒤편에 숨어 초저온 상태에서 최적의 관측 성능을 유지할 수 있는 장소다.
궤도에 안착한 웹 망원경은 수개월에 걸쳐 주경과 부경, 과학 장비 등을 미세조정하는 작업을 진행했다. 2월 11일에는 별빛을 처음으로 포착하고 셀카까지 찍어 지구로 전송했다.
주경의 18개 거울 조각이 큰곰자리의 항성 HD-84406을 겨냥해 각각 찍은 이미지가 점으로 표시된 것이다.
3월 17일에는 주경의 초점을 하나로 맞춰 지구에서 약 2천 광년 떨어진 별을 찍은 이미지를 공개했다.
한편 웹망원경이 본격 가동하기도 전에 위기의 순간도 있었다.
웹 망원경은 발사된 뒤 본격적인 관측을 준비하는 과정에 모래 알갱이보다 작은 크기의 미소 유성체와 모두 5차례에 걸쳐 충돌하기도 했다.
그 가운데 지난 5월 23~25일 충돌한 것이 가장 큰 것이었다.
다행히 웹 망원경 운영팀은 충돌로 찌그러진 부분을 상쇄하도록 주경의 거울을 미세 조정해 충돌에 따른 영향을 최소화하는 데 성공, 놀란 가슴을 쓸어내렸다는 후문이다.
↑ 제임스 웹 망원경의 관측 대상 중 하나인 남쪽고리 성운. /사진=연합뉴스
지난 8일에는 미국 메릴랜드주 소재 우주망원경과학연구소(STScI)가 이 망원경을 공동 개발한 유럽우주국, 캐나다우주국(CSA)과 함께 관측 목록을 발표했다.
웹 망원경을 통해 전세계 인류가 보게 될 첫 이미지 중 하나는 용골자리 대성운(Carina Nebula)으로, 지구에서 7천600광년 떨어져 있다.
용골자리 성운에서는 태양보다 수십 배는 더 큰 거대한 별들이 태어난다.
이 성운은 허블 망원경이 포착한 3광년 높이의 '미스틱 마운틴'(신비의 산) 등 우뚝 솟은 우주 먼지 기둥으로 유명하다.
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[서울=뉴시스] 제임스웹 우주망원경의 모습. (사진=과학기술정보통신부 제공)
2021.12.22.
풀컬러 우주' 제임스웹 우주망원경...."외계 생명체도 찾는다"
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]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'
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.
◆초기 우주 관측부터 외계 생명체 탐색까지…제임스웹 망원경의 '4대 테마'
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)
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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상상이 아닌 실재였다…제임스웹, 우주 ‘태초의 빛’ 포착
제임스웹우주망원경이 마침내 천문학의 새로운 지평을 열기 시작했다.
미국항공우주국(나사)은 12일(현지시각) 메릴랜드 고다드우주비행센터에서 제임스웹우주망원경이 4개의 강력한 적외선 관측장비로 포착한 컬러 우주 사진 5장을 공개했다.
인접한 외계행성과 함께 눈으로는 볼 수 없는 성간 먼지 안쪽에서 별들이 탄생하고 충돌하며 죽어가는 모습들이 이제까지와는 차원이 다른 생생한 모습으로 담겨 있다. 30년간의 연구 개발과 100억달러의 자금을 들여 우주에 보낸 뒤 초긴장 속의 6개월 준비 작업을 끝내고 처음으로 관측한 사진들이다.
빌 넬슨 나사 국장은 “제임스웹은 우주에 대한 새로운 관점을 인류에게 제시한다”며 “이를 통해 우리는 우주와 그 안에 있는 인류의 위치를 더 잘 이해할 수 있게 될 것”이라고 말했다.
2010년 허블우주망원경이 찍은 용골자리 성운. 제임스웹의 사진과 비교해 전반적인
선명도와 포착한 별들의 숫자가 확연하게 차이난다.
미국항공우주국 제공
허블우주망원경과 확연한 차이
이날 공개된 사진의 절정은 마지막에 보여준 용골자리성운(Carina Nebula)의 우주절벽이다.
지구에서 7600광년 떨어진 용골 성운은 태양보다 몇배 더 큰 무거운 별들의 고향으로, 우리 은하에서 가장 크고 밝은 성운 가운데 하나다.
남쪽 용골자리에 있는 성운으로 크기가 300광년이나 된다.우주절벽은 용골자리성운 북서쪽 모서리에 있는 ‘NGC 3324’라는 이름의 별 보육원 가장자리다.
산처럼 솟은 부분의 높이는 최대 7광년이며 그 사이사이로 어린 별들이 반짝인다.
산에서 피어오르는 것처럼 보이는 증기는 실제로 뜨거운 이온 가스와 열 복사로 인해 성운에서 뿜어져 나오는 뜨거운 우주 먼지다.
나사는 근적외선 카메라와 중적외선기기가 그동안 가시광선 사진에서는 볼 수 없었던 수백개의 별과 배경 은하를 드러내줬다고 설명했다.
먼지에 가려졌던 별들이 반짝반짝
나사가 이날 가장 먼저 내놓은 사진은 ‘남쪽 고리 성운’(Southern Ring Nebula)이다.
공식 명칭은 ‘NGC 3132’이며, 일부 망원경에서는 ‘8’자로 보여 팔렬성운(Eight-Burst Nebula)이라고 부르기도 한다.
남반구 하늘의 돗자리에 속하는 이 성운은 죽어가는 별을 둘러싸고 있는 팽창하는 가스 구름인 행성상 성운이다. 지구에서 2500광년 떨어져 있다.
팽창하는 가스는 중심에서부터 초속 15km 속도로 멀어지고 있다.
지름은 약 0.5광년이다.
이 성운은 허블우주망원경으로도 여러 차례 관측했지만, 제임스웹은 중적외선기기를 통해 그동안 우주먼지에 가려졌던 중심의 두번째 별을 선명하게 드러내줬다.
1억5천만개 이상 화소로 표현한 ‘스테판 5중주’
세번째는 다섯개의 은하가 모여 있는 스테판 5중주(Stephan‘s Quintet) 소은하군이다.
지구에서 2억9천만광년 떨어져 있는 스테판 5중주는 가을철 북쪽 하늘을 대표하는 페가수스 자리에 있다.
‘스테판 5중주’란 이름은 1877년 프랑스의 천문학자 에두아르드 스테판이 처음 발견할 당시 5개의 은하가 모여 있다고 해서 붙여졌다.
5개 은하 중 거리가 가까운 4개는 서로의 중력 영향으로 가까워졌다 멀어지기를 반복하다가 먼 훗날 병합될 가능성이 높다.
이 4개와 떨어져 있는 아래의 은하는 지구에서 훨씬 더 가까운 4천만광년 거리에 있다.
나사는 “스테판 5중주는 은하가 어떻게 서로의 별 형성을 촉발하는지 연구할 수 있는 환상적인 실험실”이라고 말했다.
이번에 제임스웹이 촬영한 것 중 가장 큰 영역을 담고 있는 사진으로 달 지름의 5분의 1에 해당한다.
1000개의 이미지 파일과 1억5천만개 이상의 픽셀로 완성한 사진이다.
사진에서 맨 위에 있는 은하(NGC 7319)에는 활성 은하핵, 즉 태양 질량의 2400만배에 이르는 초대질량 블랙홀이 있다.
나사는 “이 블랙홀은 물질을 끌어들이는 과정에서 400억개의 태양에 해당하는 빛 에너지를 방출하는데 제임스웹의 근적외선분광기가 그 모습을 상세하게 보여줬다”고 설명했다.
제임스웹우주망원경의 근적외선 이미저 및 슬릿리스 분광기(NIRISS)
가 물 신호를 포착한 외계행성 ‘WASP-96 b’의 스펙트럼. 미국항공우주국 제공
허블이 10년 이상 걸려 포착한 신호를 단숨에
이날 나사가 공개한 사진 중 하나는 카메라를 통해 들여다본 우주 물체의 실체가 아닌 분광기를 통해 측정한 스펙트럼이다.
대상은 2014년 발견한 봉황자리의 외계행성 ‘WASP-96 b’다.
지구에서 1150광년 떨어져 있는 WASP-96 b는 태양계 밖에 있는 거대한 행성으로 주로 가스로 이뤄져 있다.
수성~태양 거리의 9분1의 1 거리에 있는 항성을 3.4일마다 공전한다.
질량은 목성의 절반 정도이나 지름은 1.2배 더 크다. 온도가 500도가 넘는 ‘부풀어 오른 행성’이다.
나사는 제임스웹의 정밀한 분광기 자료를 분석한 결과, 이 행성의 대기에서 구름과 연무 및 물의 신호를 포착했다고 밝혔다.
제입스웹의 근적외선 이미저 및 슬릿리스 분광기(NIRISS)가 6월21일 이 행성이 별 앞을 가로질러 이동하는 6.4시간 동안 포착한 스펙트럼을 분석한 결과다.
분광이란 행성에서 포착한 빛의 여러 파장을 분석해 구성 물질을 밝혀내는 걸 말한다.
제임스웹은 0.6~2.8㎛의 스펙트럼을 포착하는데 1.6㎛ 이상의 파장은 다른 망원경에선 접근할 수 없었다.
스펙트럼의 이 부분은 물을 비롯해 산소, 메탄, 이산화탄소 등에 민감하게 반응한다.
나사는 “1990년부터 관측활동을 한 허블우주망원경이 2013년에서야 처음으로 외계행성의 대기에서 물을 감지한 것을 고려하면 제임스웹의 이런 관측력은 지구 너머에 있을 수 있는 거주가능 행성 탐구에서 거대한 도약을 뜻한다”고 의미를 부여했다.
제임스웹은 향후 1년 동안 관측시간의 4분의 1을 외계행성에 할당한다.
관측 시작하자마자 131억년 전 빛 포착
나사는 하루 전 백악관 행사를 통해 먼저 공개된 ‘SMACS 0723’ 은하단 이미지에 대한 설명도 덧붙였다.나사는 근적외선분광기 데이터를 분석한 결과, 46억년 전 형성된 이 은하단의 ‘중력 렌즈’ 현상을 통해 선명하게 드러난 뒤쪽 은하들에서 138억년 전 빅뱅 이후 7억년이 지난 시점인 131억년 전의 초기 우주 빛이 포착됐다고 밝혔다.
미국항공우주국(나사)은 “사진 속의 우주가 하늘에서 차지하는 부위는 쭉 뻗은 팔끝에 쥐고 있는 하나의 모래알 만한 크기에 불과한 작은 영역”이라고 밝혔다.
이 작은 우주 조각에 수천개의 은하가 자리잡고 있다.
나사는 “이 은하단 사진은 근적외선카메라(NIRcam)로 총 12.5시간 동안 다양한 파장으로 촬영한 이미지를 합성한 것”이라고 밝혔다.
나사는 “이는 허블우주망원경의 적외선으로 몇주간 촬영한 것에 비유할 수 있다”고 설명했다.‘
사상 최대 천문학 프로젝트’가 낳은 가장 강력한 우주 망원경 제임스웹 지구에서 150만km 떨어져 있는 제2라그랑주점에서 관측활동을 시작했다.
이곳은 태양과 지구의 중력이 균형을 이뤄 궤도를 안정적으로 유지할 수 있고 태양을 등지고 있어 시야의 방해를 받지 않고 관측 활동을 할 수 있다.나사는 제임스웹의 활동기간을 10년으로 설정했지만 궤도에 안착할 때까지 예상보다 적은 에너지를 소비한 덕에 최대 20년까지 관측활동을 수행할 수 있을 것으로 예상한다.
곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr
[나사 설명자료 캡처]
제임스 웹 우주 망원경 “제 2의 지구, 별의 탄생과 죽음, 첫 우주의 단서 포착”
[IT동아 차주경 기자] 미국항공우주국(NASA)가 제임스 웹 우주 망원경으로 찍은 우주 사진을 12일(이하 현지시각) 공개했다.
이 사진에는 은하와 은하 사이에서 별이 태어나고 또 죽는 모습, 지구와 가장 멀리 떨어진 곳에 자리 잡은 은하, 지구처럼 물과 대기가 있을 가능성이 큰 행성의 모습이 담겼다.
NASA는 정식 공개일에 하루 앞선 11일 저녁에 제임스 웹 우주 망원경이 찍은 첫 번째 사진을 공개했다. 피사체는 은하단 SMACS 0723인데, 이 모습은 지금으로부터 46억 년 전의 모습이다.
즉, 이 사진은 지금까지 인류가 찍은 가장 먼 우주의 사진이다.
NASA는 SMACS 0723의 주변에 있는 수천 개의 은하가 빛을 내 사진의 일부를 왜곡하는 '중력 렌즈' 현상이 선명하게 보인다며, 다양한 파장으로 12시간동안 촬영해 이 사진을 만들었다고 밝혔다.
이처럼 멀리 있는 은하를 촬영하는 능력은 첫 우주의 단서를 찾는 데 큰 도움이 될 것으로 예상한다.
이어 NASA가 공개한 사진은 ‘용골 성운’으로 부르는 NGC 3324 지역이다.
이 곳에는 이제 막 태어난 어린 별들이 모였다.
이전에도 허블 우주 망원경으로 NGC 3324 지역을 찍을 수 있었지만, 제임스 웹 우주 망원경은 이 곳을 더 확대해 부분 부분을 더 크고 정밀하고 선명하게 담는다.
연합뉴스
용골자리 성운의 우주절벽과 아기별[UPI=연합뉴스. NASA 제공,
이 사진은 얼핏 보면 산맥처럼 보인다.
이 때 가장 높아 보이는 산맥의 넓이는 7광년(1광년은 빛이 1년동안 나아가는 거리)에 달한다.
안개처럼 보이는 것은 어린 별이 내뿜는 자외선과 이온으로 변한 가스 먼지다.
이 사진의 어두운 부분, 안개가 많아 보이는 부분에 있는 빨간 점이 바로 이제 막 태어난 어린 별이다. NASA는 이 사진을 시작으로 별이 태어나고 자라면서 주변 별에 어떤 영향을 미치는지, 별이 크기와 질량별로 어떻게 자라는지, 성운은 얼마나 많은 별과 물질로 구성되는지를 연구할 예정이다.
NASA가 공개한 또 다른 사진에는 지구에서 약 2500광년 떨어진 ‘남반구 성운’, NGC 3132의 모습이 담겼다.
이 사진은 가운데 가장 빛나 보이는 행성상 성운, 즉, 죽어가는 별이 수천 년 동안 내뿜은 가스와 먼지 껍질을 담은 것이다.
NASA는 이 사진을 토대로 별이 죽을 때의 과정, 어떤 분자와 가스를 얼마나 내뿜는지를 연구 가능하다고 말한다.
별이 죽으면서 질량을 잃을 때 나타나는 먼지 껍질의 양상도 선명하게 담긴 만큼, 별과 성운의 역사 탐구에도 도움을 줄 전망이다.
NASA는 사진 외에 제임스 웹 우주 망원경의 관측 능력을 응용한 별의 조사 자료도 공개했다.
이 가운데 눈길을 끄는 것이 외계 행성 ‘WASP-96 b’의 자료다.
지구가 속한 우리 은하에 있는 5,000여 개의 외계 행성 중 하나인 WASP-96 b는 남쪽 하늘에 있는 피닉스 별자리에서 1150광년 거리에 자리 잡았다.
외계 행성 WASP-96 b. 지구와 환경이 비슷할 것으로 예상한다. 출처 = NASA
제임스 웹 우주 망원경은 고정밀 촬영 능력을 활용해 수백 광년 떨어진 곳에 있는 별의 빛의 색상의 밝기를 분석, 특정한 가스 분자의 유무를 관측 가능하다.
그 결과 WASP-96 b에 지구와 흡사한 구름과 대기, 즉 이산화탄소·산소·메탄과 물이 있다는 점을 밝혀냈다.
이는 2014년 이 외계 행성을 처음 발견했을 때에는 미처 알아내지 못한 정보다.
NASA는 앞으로도 인류가 잠재적으로 거주 가능한 행성을 파악, 분석하는 데 제임스 웹 우주 망원경을 활용한다고 밝혔다.
NASA는 마지막으로 ‘HCG 92’ 혹은 ‘스테판의 5중주’로 부르는, 은하 다섯 개를 담은 사진을 공개했다. 은하 주변의 사진 1000여 장을 찍어 합성한 1억 5000만 화소 상당의 사진이다.
어린 별 수백만 개가 만든 성단, 새로운 별이 태어날 때 만드는 항성 폭발, 질량이 큰 은하와 은하가 만날 때 생기는 중력 상호 작용과 이것이 일으킨 가스와 먼지 등 우주의 신비가 모두 담긴 사진이다.
동시에 제임스 웹 우주 망원경이 은하계의 상호 작용을 정밀하게 포착해, 우주가 처음 생겨난 후 은하계가 어떻게 진화했는지 연구할 능력이 있다는 증거이기도 하다.
스테판의 5중주에 포함된 은하들은 지구에서 4000만 광년~2억9000만 광년 떨어진 곳에 있다.
이를 연구하면 은하와 은하의 병합 과정은 물론 이 과정이 어떻게 별을 태어나게 만드는지를 파악 가능하다.
나아가 이 은하에 속한, 태양보다 질량이 2400만 배나 큰 초거대질량 블랙홀의 연구도 도울 전망이다.
글 / IT동아 차주경(racingcar@itdonga.com)
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▲11일(현지시간) 조 바이든 미국 대통령이 백악관에서 열린 제임스 웹 우주 망원경
(JWST)의 첫 풀컬러 사진 브리핑을 하고 있다. 워싱턴D.C./AP뉴시스
[서울=뉴시스] 우주공간에 펼쳐진 제임스웹 우주망원경 상상도.
(사진=미 항공우주국 홈페이지 캡처) 2022.01.25
웹 망원경이 우주의 기원을 엿볼 수 있게 하는 이유
[서울=뉴시스] 강영진 기자 = 제임스 웹 우주망원경이 보내온 심우주의 영상이 많은 사람들의 경탄을 자아내고 있다.
미국 뉴욕타임스(NYT)는 12일(현지시간) 심우주를 들여다보면 우주의 기원도 알 수 있다며 그 원리를 설명했다.
◆멀리 볼 수 있으면 수십억년 전 과거도 볼 수 있다
빛의 속도는 초속 약 30만km다. 1년에 10조km를 가는 속도다.
이것을 1광년이라고 부른다. 광년은 우주의 거리를 측정하는 단위로 사용된다.
여기에 멀리보면 과거도 볼 수 있는 비결이 담겨 있다.
10광년 떨어진 별이 있다고 하자.
이는 우리가 보는 그 별의 빛이 10년전에 별에서 뿜어져 나온 것이라는 뜻이다. 태양의 빛은 지구에 도달하는데 8분 정도가 걸린다.
웹 망원경이 포착할 수 있는 빛 입자 중 가장 멀리서 온 것은 최대 130억년 거리에서 온 것이다.
우주를 130억년 동안 여행한 끝에 웹 망원경에 도착했다는 뜻이다.
그러나 12일 공개된 웹 망원경의 심우주 사진은 모두 10억광년 이내의 거리에 있는 우주의 모습이다.
◆우주 대폭발(빅뱅) 시기에 대해 더 많은 것을 알면 좋은 이유
최초의 별이 언제 태어났나, 성운에서 최초의 은하수 성단이 태어난 시기는, 현재의 우주에 퍼져 있는 은하수와 최초의 별 및 은하수는 어떻게 다를까 등등에 대해 우리는 전혀 알지 못한다.
우주 역사의 공백기라고 할 수 있다.
우주가 빅 뱅에서 시작됐다는 건 안다.
대폭발로 생긴 초단파 배경소음이 1964년 처음 발견됐고 이후 수십년 동안 연구가 이뤄졌다. 우주가 식으면서 물질이 합쳐지기 시작했고 최초의 별이 빅뱅 뒤 1억년만에 형성된 것으로 생각된다.
초기의 별들은 지금과 매우 달랐을 것이다. 빅뱅으로 만들어진 물질은 수소와 헬륨, 극소량의 리튬과 베릴륨 뿐이기 때문이다.
더 무거운 탄소, 실리콘, 철 등의 모든 기타 원소들은 존재하지 않았다.
초기 별들은 무거운 원소들이 없어서 크기가 매우 컸고 밝게 불탔으며 생성된 지 얼마 안돼 초신성 폭발을 일으켜 물질을 흩뿌리며 소멸했고 이 물질들이 뒤에 혹성을 형성했으며 우리와 같은 생물도 만들어졌다고 보는 천체물리학자들이 있다.
웹 망원경은 이 시기에 벌어진 일들을 포착해 분석할 수 있는 최초의 우주망원경이 될 가능성이 있다.
◆웹 망원경이 허블 망원경보다 뛰어난 점들
웹 망원경의 거울은 허블망원경보다 훨씬 커서 더 많은 빛을 모을 수 있다.
또 파장이 매우 긴 빛도 포착할 수 있다.
허블망원경은 가시광선과 자외선만 포착할 수 있다.
초기 우주는 적외선을 포착할 수 있어야 관찰할 수 있다.
도플러효과 때문이다.
경찰차가 빠르게 지나칠 때 사이렌소리가 차보다 늦게 들리는 것과 같은 효과다.
빛도 마찬가지다.
우리를 향해 빠르게 다가오는 물체는 파랗게 보이며 멀어지는 물체는 붉게 보인다.
멀어지는 물체가 발하는 빛 입자의 파장이 길어지기 때문이다.
초기의 별과 은하수들처럼 아주 멀리 있는 물체의 빛은 대부분 적외선인 이유다.
지구상에 있는 망원경으로는 적외선 관측이 불가능하다. 대기가 적외선 파장을 차단하기 때문이다. 또 적외선은 열에 의해 쉽게 왜곡된다.
웹 망원경을 지구에서 수백만 km 떨어진 곳에 설치하고 태양빛을 가리는 초대형 방패를 둔 것도 이 때문이다.
웹 망원경에 설치돼 있는 중적외선장비(MIRI)는 영하 266도에서 작동하도록 돼 있다.
◎공감언론 뉴시스 yjkang1@newsis.com
제임스 웹 망원경이 촬영한 외계행성 WASP-96b. 미국항공우주국(NASA·나사) 제공
제임스웹 우주 망원경, 1150광년 떨어진 행성서 '수증기' 특징 관측
제임스 웹 망원경이 촬영한 외계행성 WASP-96b. 미국항공우주국(NASA·나사) 제공우주를 향한 인류의 지평이 넓어지는 계기가 될 '제임스 웹 우주망원경'이 지구에서 1150광년 떨어져 있는 외계행성 'WASP-96b'를 촬영한 모습이 공개됐다.
태양과 비슷한 별 주위를 돌고 있는 뜨겁고 부풀어 오른 거대한 가스 행성을 둘러싸고 있는 대기의 구름과 연무에 대한 증거와 함께 물의 뚜렷한 특징을 포착했다.
미국항공우주국(NASA·나사)는 12일(현지시간) 나사 TV를 통해 제임스 웹 우주망원경이 관측한 5가지 천체의 컬러 영상들을 발표했다.
외계행성 WASP-96b는 나사가 공개한 모습 가운데 두 번째 이미지로 빛을 내는 항성을 3.5일마다 한 번씩 공전한다.
나사에 따르면 이 행성은 질량은 목성의 절반 정도에 불과하지만, 지름이 1.2배 크기 때문에 태양 주위를 도는 어떤 행성보다 훨씬 더 부풀어 있다.
이번 관측은 정확한 빛 색깔 밝기가 미세하게 감소한 것을 바탕으로 특정 가스 분자의 존재를 밝혀냈다.
나사는 이번 관측이 수백 광년 떨어진 대기를 상세한 종류로 분석하는 제임스 웹 우주망원경의 능력을 보여줬다고 밝혔다.
WASP-96b에서 물의 뚜렷한 특징, 안개, 구름의 흔적을 발견했다는 설명이다.
카카오톡@노컷뉴스
[워싱턴=AP/뉴시스] 미항공우주국(NASA)이 11일(현지시간) 제임스 웹 우주 망원경이 포착한
첫 컬러 은하 사진 'SMACS 0723'을 공개했다. 2022.07.12.
제임스 웹 우주망원경 사진은 왜 특별한가
[서울=뉴시스] 김재영 기자 = 미국 나사(항공우주국)는 제임스 웹 우주망원경 첫 칼러 사진을 11일 백악관에서 1장 공개한 데 이어 12일 나머지 4장을 연속 공개할 예정이다.
중국의 우주 탐험 속도가 무섭게 빨라지고 있는 가운데 미국 언론들은 제임스 웹 망원경 첫사진 공개를 대서특필하고 있으며 조 바이든 대통령은 실황 중계에서 우주 못지않게 '미국'을 여러 번 언급했다.
제임스 웹 우주망원경 풀칼러, 고해상도 사진은 설명을 듣지 않으면 이전의 허블 우주망원경 칼러사진보다 해상도가 개선된 것일 뿐 일반인의 우주 이해를 획기적으로 드높이거나 단숨에 바꿀 수 있는 극적인 단서는 없다.
과학자들은 그 사진에 132억 년 전의 빛이 희미한 아크(반원형) 형태로 실재해 있다고 말한다. 그렇게 천문학적으로 멀고 먼 과거의 빛을 지금까지는 볼 수 없었다는 것인데 우주 창조 빅뱅 6억 년 후, 지금부터 132억 년 전의 빛을 이 새 망원경 덕분에 본다는 것이다.
제임스 웹 망원경은 첫 사진의 질로 봐서 '잘하면' 10년, 30년 안에 우리 우주의 끝을 이런 사진 형식으로 우리에게 선사할 수 있다고 과학자들은 기대한다.
우주의 끝은 138억 년 전에 폭발 탄생했다가 그 동안 팽창을 거듭해 저 멀리로 간 미지의 땅이다. 우주의 거리는 광년으로 잰다.
광년은 빛이 초속 30만 ㎞로 달리는 거리 개념으로 시간 개념이 아닌데 1광년은 대략 1조 ㎞다. 지구서 태양까지 거리가 1억5000만 ㎞이며 태양계 전체 거리를 10억 ㎞로 잡아도 태양계 1000개가 널려있어야 1광년이다.
우리에게 가장 가까운 별은 4.3광년이며 우리가 밤하늘에서 보는 대부분의 별은 1000광년 안쪽이고 우리 은하는 10만 광년에서 끝나고 250만 광년에 안드로메다 은하가 있다.
제임스 웹 첫사진이 찍은 우주 피사체는 46'억' 광년 떨어진 머나먼 곳이다.
우리 은하 거리를 4만6000번, 안드로메다 은하 거리를 1800번 정도 건너야 하는 곳인데 32년 전에 우주에 띄운 허블 망원경도 이것을 찍긴 찍었다.
그러나 해상도가 낮아 촌스러운 칼라사진이래서가 아니라 거기에 담긴 빛은 제임스 웹의 132억 년 전의 반에도 못미치는 것이다.
제임스 웹 망원경은 허블 망원경에 비해 민감도가 100배이고 망원경의 핵심인 빛을 모으는 능력이 7배라고 한다.
46억 광년 떨어진 은하집단 SMACS 0723은 강력한 중력장이 줌렌즈 역할을 해주기 때문에 우주망원경이 애용할 수밖에 없는 '모래 한 알 크기'의 우주 일부다.
허블은 60억 년 전 빛을 잡고 제임스 웹은 130억 년 전을 잡은 것이다.
빛은 별이나 성운 형태로 사진에 나타난다.
허블이 전자기파인 빛 스펙트럼 중 자외선과 가시광선을 이용해 우주 공간을 내다보는 데 비해 제임스 웹은 사람 눈이 모두 볼 수 없는 적외선으로 내다본다.
우주가 팽창하면서 내놓은 빛은 속도는 같지만 파장이 길어져 가시광선보다 파장이 긴 적외선과 더 비슷해진다고 한다.
백악관에서 공개된 사진을 찍기 위해 제임스 웹 망원경은 12시간 반 동안 여러 스펙트럼의 빛을 쏘아 데이터를 축적해 사진 합성을 가능하게 했고 허블의 흐릿한 칼라사진은 수 주 간이 걸렸다.
과학자들이 제임스 웹 망원경에서 기대한다고 하는 우주의 끝은 '우리가 알고있는' 우주의 끝이다.
어쩌면 그 끝에서 우리가 알지 못하는 우주가 시작돼 그런 것이 사진에 잡힐지도 모른다.
제임스 웹 망원경에 기대되는 또하나의 기적 같은 사진 대상은 태양계 밖 행성이다. 이 외계 행성은 1000분의 1 광년 거리의 태양계만 벗어나면 자격이 되는데 지구와 비슷한 환경의 외계 행성을 우선 1000광년~1만 광년 거리에서 찾고 있다.
빛을 내는 항성이나 항성 원물질 성운이 아닌 지구 같은 빛 반사의 행성을 제임스 웹 망원경이 어떻게 찍었는지 132억 년 전 빛 사진 못지않게 관심이다.
12일 공개되는 4장의 2차 사진 중 한 장이 1150광년 떨어진 Wasp-96b 행성이다.
이어 2장은 2000광년 밖의 소멸 항성집단의 남쪽고리 성운, 7600광년 떨어진 신생 항성집단 용골자리 성운으로 밤하늘의 별보다 다소 멀지만 우리 은하 안에 있다. 마지막 한 장은 우리 은하는 물론 안드로메다 은하에서도 멀리 떨어진 2억6000만 광년 밖의 5개 은하집단인 스테판 5중주다.
우주에는 수천 '억' 개의 은하가 있고 그 한 은하에 수천 '억' 개의 별이 있다.
우리 은하는 수천 억 개 하나이며 우리 태양계는 우리 은하의 수천 억 개 별 중 하나 태양을 일컫는다.
◎공감언론 뉴시스 kjy@newsis.com
조성진 기자
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