제임스웹 우주망원경은 "135억년전 초기 우주 관측도 가능"

07/12/22

"달 정도 거리에 있는 호박벌의 열을 감지할 수 있는 수준"

우주 탄생의 비밀을 밝혀줄 수 있는 우주 이미지의 첫 공개를 앞둔 제임스 웹 우주망원경(JWST)은 미국 항공우주국(NASA) 등이 100억 달러(약 13조원)를 투입해 개발됐다.

나사가 대중 공개 하루 전인 11일(현지시간) 조 바이든 미국 대통령에게 보고하면서 공개한 자료에 따르면 웹 우주망원경은 허블 및 스피처 망원경의 뒤를 잇고 있으나 성능 면에는 이를 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.

이 때문에 과학자들은 웹 망원경으로 태양계부터 관측이 가능한 가장 먼 거리에 있는 초기 우주 사이를 살펴볼 수 있게 됐다. 우주 역사의 각 단계에 대한 연구가 가능해진 것이다.

나사는 자료에서 "우주 빅뱅이 시작된 뒤 수억 년 후인 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 역할을 하는 주경의 지름은 6.5ｍ다. 주경의 크기는 망원경의 감도와 직결되는데 허블과 스피처 망원경은 각각 2.4ｍ, 0.85ｍ다.

넓이로는 25㎡인 주경은 육각형의 금도금 베릴륨 거울 18개를 벌집 모양으로 이어붙인 형태를 이루고 있다.

이 주경은 테니스장(21×14ｍ) 정도의 크기인 태양광 차광막의 보호를 받는다.

선크림 기준인 '자외선 차단 지수(SPF)'로는 100만 정도의 성능인 이 차광막은 다이아몬드 모양이며 5겹으로 이뤄져 있다. 이 차광막이 태양광 복사열을 차단, 망원경 쪽은 적외선 열을 포착해 우주 형성 초기의 1세대 은하를 관측할 수 있는 -235℃의 초저온 상태가 유지된다.

이는 최고 125℃인 차광막 반대편의 온도와 대비되는 수준이다.

지난해 12월 발사된 웹 망원경은 이른바 제2라그랑주점(L2)에서 지구와 일직선으로 태양을 공전하고 있다.

웹 망원경의 차광막은 궤도에서 항상 태양 쪽을 향하게 돼 있으며 이를 통해 태양, 지구, 달 등에서 방출되는 열을 차단, 열에 매우 민감한 망원경을 보호하게 된다.

또 망원경이 지구와 일직선을 이루기 때문에 지구와 교신도 항상 유지된다.

나아가 지구로부터 150만㎞ 거리에 있는 L2는 태양과 지구의 구심력이 물체가 우주로 나가려는 원심력과 균형을 이루는 지점으로, 망원경이 정위치에 계속 머물게 하는데 필요한 연료 소모량을 줄일 수 있다고 나사는 밝혔다.

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