천문 뉴스레터: 제임스 웹 망원경이 보여준 우주의 모습!
2022.07.19.
먼저 제임스 웹이 찍은 사진들부터 보실까요?
어떠신가요?
보기만 해도 우주의 아름다움과 멋짐이 느껴지지 않나요?
하지만 위 사진들에 대한 설명을 하기 전에!
제임스 웹 우주 망원경이 어떠한 장비로 이 사진들을 찍었는지 간단하게 알아보도록 할게요!
제임스 웹 망원경의 앞에는 우주에서 온 빛을 모아주는 거울이 있고
뒤에는 모인 빛을 감지하고 처리하는 여러 가지 장비들이 있는데요!
들어온 빛을 어떤 장비로 사진을 찍느냐에 따라 우리에게 보여지는 모습이 달라지게 된답니다!
NIRCAM
적외선(NIRCAM의 경우 0.6~5마이크로미터)
영역의 사진을 찍어주는 장비에요.
NIRCAM의 목적은 거울로 모은 빛에서
가장 오래된 별과 은하, 근처 은하에 있는 별들의
개수, 은하수에 있는 어린 별에서 오는 빛을
찾아내는 것이에요.
또한 NIRCAM에는 어두운 천체의 사진을 찍기
위해 주변의 밝은 별빛을 가려주는 도구인
코로나그래프(coronagraph)도 탑재되어 있어
천문학자들은 이 NIRCAM으로 별의 주위를
공전하는 외계 행성들의 모습을 찍을 준비를 하고 있다고 해요.
MIRI
MIRI는 NIRCAM보다 더 긴 파장의 적외선(5~28 마이크로미터) 영역의 사진을 찍는 장비에요.
MIRI의 목적은 멀리 떨어진 은하, 새로 태어나는 별 그리고 카이퍼 벨트에서 희미하게 빛나는 혜성들의 멀어지는 모습을 찾아내는 것이에요.
NIRSPEC
NIRSPEC은 NIRCAM처럼 근적외선(0.6~5마이크로미터) 영역의 빛을 조사하기 위한 장비에요.
분광은 하늘에 무지개가 생기는 것처럼 우리가
관측한 빛을 쪼갠다는 뜻인데요,
NIRSPEC은 거울로 모은 빛을 쪼개서 멀리 있는
천체의 온도, 질량 및 화학적 조성을 포함한
여러 가지 물리적 특성에 대해 조사를 할 계획이라고 해요.
FGS/NIRISS
먼저 FGS는 제임스 웹 우주 망원경이 원하는
대상을 정확히 바라보고 따라갈 수 있게 해주는
역할을 하는 장비에요.
만약 FGS가 없었다면 제임스 웹 우주 망원경은
대상을 제대로 따라가지 못해서 흔들리는 모습의
우주 사진을 찍게 됐을 수도 있어요.
또한 NIRISS는 거울에서 들어온 빛을 첫 번째로 감지하여 외계행성을 찾고 외계행성의 분광형을 조사하는 데 사용할 계획이라고 해요.
자! 지금까지 제임스 웹 우주 망원경에 탑재된 장비들에 대해서 알아보았어요!
이제는 처음에 보았던 사진들에 대한 설명을 해 보도록 할게요!
First Deep Field (SMACS 0723)
위 사진은 제임스 웹 우주 망원경이 제일 처음 찍은 우주의 사진이에요!
SMACS 0723이라고 이름 붙여진 수천 개의 은하가 모여있는 이 은하단은 우리가 살고 있는 지구에서
약 42억 광년 정도 떨어져 있어요.
위 사진을 보시면 제일 눈에 띄는 것은 바로 뾰족한 가시 모양을 가진 여러 개의 밝은 천체들일 텐데요!
이 천체들은 바로 태양계가 있는 우리 은하 내부의 별들이에요.
뾰족한 모양이 아닌 다른 천체들은 모두 우리 은하 바깥에 있는 다른 은하들인데요!
은하 하나엔 별이 적게는 1,000억 개부터 많게는 1조 개까지 있다고 하는데, 그럼 이 사진에서는 얼마나 많은 수의 별들이 찍힌 걸까요?
또한, 이 사진은 우리 눈앞의 모래 알갱이 1개 정도만큼의 영역을 찍은 사진에 불과하다고 하니
우주의 크기가 얼마나 큰 건지 도저히 상상도 되지 않아요.
그리고 사진에서 붉은색으로 보이는 은하일수록 멀리 떨어져 있는 은하인데요.
가장 멀리 떨어져 있는 은하의 경우 우주가 태어난 지 약 10억 년 후(지금으로부터 약 126억 년 전)에
만들어진 은하에요.
은하중에서 휘어진 곡선처럼 보이는 것들은 원래는 은하단에 가려져 우리 눈에 보이지 않아야 하는
것들이지만, 은하단의 중력렌즈효과에 의해 휘어진 빛을 관측할 수 있게 된거에요.
마지막으로 우주에 관심이 있으신 분들이라면 제임스 웹 이전의 우주 망원경, 허블이 찍은 딥 필드에 대해서도 어느 정도 알고 계실 텐데요.
허블이 찍은 딥 필드의 사진과 비교를 한 번 해볼게요.
왼쪽이 이번에 제임스 웹 우주 망원경이 찍은 사진, 오른쪽이 허블 우주 망원경이 찍은 사진이에요.
제임스 웹 우주 망원경이 허블 우주 망원경보다 훨씬 성능이 좋은데, 허블은 이 사진을 찍는데 몇 주나
되는 시간이 걸렸지만, 제임스 웹은 약 12시간 만에 사진을 찍었다고 해요.
또한, 제임스 웹은 허블보다 더 작은 영역의 사진을 찍었지만 사진에서 보이는 은하의 개수는 서로 비슷하다고 하니 앞으로 제임스 웹 우주 망원경이 얼마나 많은 우주의 비밀을 알려줄지 너무 기대가 돼요!
팔렬 성운 (NGC 3132)
왼쪽의 사진이 허블 우주 망원경이 찍은 팔렬 성운의 모습이에요.
위의 제임스 웹이 찍은 사진과 비교하면 성운의 구조와 내부의 백색왜성과 별이 더 자세하게 보이는 모습을 볼 수가 있어요.
용골자리 성운 (NGC 3372)
다음은 용골자리 성운이에요!
용골자리 성운도 팔렬 성운과 마찬가지로 우리나라에선 볼 수 없는 별자리인 용골자리에 있는
성운인데요.
하지만 팔렬 성운이 별이 죽어서 남긴 모습이라면 용골자리 성운은 새로운 별들이 태어나는 아기 별들의 집 같은 곳이에요!
위 사진에서 구름같이 생긴 성운 내부의 있는 별들이 이제 막 태어난 아기 별들이랍니다!
역시나 이 사진도 허블이 찍은 사진과 비교를 안 해볼 수 없겠죠?
모습이에요!
이번에도 제임스 웹이 찍은 사진과 비교하면 성운의 구조와 내부 별들의 모습이 확연히 차이 나는 것을 볼 수가 있어요.
스테판 5중주
(NGC 7320, NGC 7319, NGC 7318, NGC 7317)
마지막으로 스테판 5중주의 모습이에요!
이 천체들은 성운처럼 뿌옇게 보이지만 사실은 하나하나가 별들이 수천억 개가 모여있는 은하에요!
또한 5중주라고 이름 붙여진 이유는 은하의 모습이 5개가 보이기 때문인데요.
하지만 실제로는 제일 왼쪽에 있는 은하(NGC 7320)는 지구에서 약 4천만 광년 떨어져 있고,
오른쪽 4개의 은하(위에서부터 NGC 7319, NGC 7318(a 와 b), NGC 7317)는 지구에서
약 2억 9천만 광년 떨어져 있어 5개의 은하가 한곳에 모여있는 것은 아니에요.
이 은하들은 숫자로만 생각하면 아주 멀리 떨어져 있는 것 같지만,
제임스 웹 딥 필드에서 약 126억 광년 떨어져 있던 은하들을 생각하면 상대적으로 아주 가깝게 위치하고 있는 것들이기 때문에 천문학자들이 은하를 연구하는데 아주 중요하게 쓰인다고 해요.
하나의 예로 오른쪽 위의 은하(NGC 7319)의 경우 은하 중심에 태양 질량의 약 2,400만 배에 해당하는 초대질량 블랙홀이 존재하는데, 이 블랙홀이 활발하게 활동하고 있는 모습을 사진에서 발견할 수 있다고 해요.
부천 천문과학관이 준비한 천문학 뉴스 어떠셨나요?
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