제임스 웹 우주망원경 1년간의 궤적 -허블 망원경과 비교 사진

허블 우주망원경(왼쪽)과 제임스 웹 우주망원경 주경 크기 비교. 사진=유럽우주국(ESA)

제임스웹 우주망원경이 우주로 쏘아올려진 지 벌써 1년이 지났다고 하네요.

 

제임스 웹 망원경은 인간의 눈으로는 포착이 불가능한 파장의 빛을 감지하는 능력이 뛰어나서, 우리가 채 보지 못한 우주의 이미지를 많이 제공해주었습니다.

 

이런 자료는 우주를 더욱 깊게 연구하는 데에 아주 핵심적인 자료가 됩니다. 따라서 수많은 천체물리학자들이 환호한 것도 무리는 아니죠.

 

오늘은 제임스 웹 우주망원경이 1년간 촬영한 기적과 같은 사진들을, 허블 망원경과 비교하여 올려보도록 하겠습니다.

제임스 웹 우주망원경(JWST)이 전 지구 대중에게 4장의 사진을 공개한 지 벌써 1년이 되었습니다!

축하합니다!!! 짝짝짝~!!!

 

12개월 동안 제임스 웹이 사진을 공개하면서 일반 대중은 아주 미세한 빛까지 포착하는 능력에 놀라움을 금치 못했습니다.

과학계는 예상하지 못했던 새로운 발견에 환호했습니다.

 

현지시간 12일 미국 매체 비즈니스 인사이더는 웹 사진 공개 1주년을 맞이하여 웹이 촬영한 천체사진을 공개했습니다.

그런데 지난 시기 활약했던 우주망원경 허블이 촬영한 것과 비교하는 사진을 올린 것이 특이한 점인데요.

허블(왼쪽)에는 가장 바깥쪽 고리만 촬영된 반면 웹에는 13개 중 11개가 찍혔다. 사진= NASA ,  ESA ,  CSA ,  STScI

천왕성의 고리…웹은 단 12분만에 11개를 포착했다

지난 4월 미 항공우주국(NASA)은 태양계에 있는 얼음 행성인 천왕성의 새로운 사진을 공개했습니다.

 

파랗게 빛나는 천왕성은 허블로 촬영한 것과 언뜻 보기에는 비슷했습니다.

그러나 제임스웹이 촬영한 천왕성은 이를 둘러싼 선명한 고리가 아주 찬란히 빛나고 있었습니다. 천왕성에도 토성처럼 고리가 있지만, 햇빛을 반사하지 않는 암석과 먼지로 이루어져 우주망원경으로도 포착하기가 아주 어렵습니다.

 

지난 1986년 나사의 보이저 2호 탐사선과 케크 천문대가 협동하여 처음으로 두 개의 고리를 발견했습니다. 그러나 이는 보이저 2호가 천왕성에 근접했기 때문입니다.

 

허블도 2022년 가장 바깥쪽의 고리 2개를 촬영했지만 웹은 단 12분 촬영으로 13개 고리 가운데 11개를 선명하게 촬영해냈습니다.

이전까지 사진에는 나타나지 않았던 목성의 오로라가 웹에 선명히 촬영됐다. 사진= NASA ,  ESA ,  CSA ,  STScI

날카로운 적외선 눈으로 목성 오로라, 폭풍까지

지난 해 8월에는 제임스웹 우주망원경이 태양계 최대 행성인 목성을 촬영했습니다.

거대한 폭풍인 '대적반'과 행성 전반을 둘러싼 줄무늬는 인류가 익히 보아온 모습이었습니다.

 

그러나 극지방은 달랐죠. 웹이 촬영한 목성은 극지방이 빛나는 모습입니다.

지구보다 2만배나 강한 자기장을 가지고 있는 목성은 태양계에서 가장 강력한 오로라가 발생합니다.

 

한편 그간 황토색으로만 보였던 목성이 웹의 눈에는 푸르게 보이는 이유가 있습니다.

그것은 허블은 가시광선을 포착하지만, 웹은 적색, 황록색, 청색 3개의 특수 적외선 필터의 근적외선 카메라(NIRCam)로 촬영한 3장의 사진을 합성했기 때문입니다.

웹의 중적외선 장비(MIRI)으로는 중심에 별이 2개라는 것을 더욱 선명하게 볼 수 있다. 사진=NASA, ESA, CSA, STScI

남쪽고리 성운 "중심에 별이 정말 2개였네"

팔렬(Eight-Burst) 성운이라고도 불리는 남쪽고리(Southern Ring) 성운 사진은 웹이 지난해 7월 12일 처음으로 공개한 사진 중 하나입니다.

 

남쪽 고리 성운에서는 죽어가는 별이 계속해서 파도를 일으키며 먼지를 바깥쪽으로 밀어내고 있습니다.

과학자들은 이 성운의 중심에 별이 2개가 있다는 것을 알고 있었습니다. 그러나 허블의 눈에는 하나의 별이 점처럼 작게만 보였죠.

 

하지만 이를 웹으로 관찰한 결과 성운의 중심에는 별 두 개가 모두 선명하게 빛났습니다.

또한 주변에는 세 개의 별이 성운을 빛내고 있었습니다. 오래 전 사라진 빛까지 웹의 날카로운 렌즈에 포착된 것입니다.

용골자리 성운에서 '우주 절벽' 아래에 이제 막 탄생한 어린 별. 허블(왼쪽)에서는 우주 먼지에 막혀 보이지 않지만 웹에서는 보인다. 사진=NASA, ESA, CSA, STScI

웹의 진가가 드러나는 '별들의 산란장'

제임스 웹이 자신의 진가를 마음껏 뽐낼 수 있었던 최고의 사진이 있습니다.

바로 새로운 별들이 태어나는 이른바 '별들의 산란장' 사진입니다.

 

별들은 보통 우주 먼지와 가스로 두텁게 둘러싸여 태어납니다. 웹은 이 두꺼운 '고치'를 뚫고 희미한 빛까지 선명하게 잡아냈습니다.

 

이는 용골자리(Carina) 성운에서 확인할 수 있습니다.

용골자리 성운도 지난해 공개한 첫 번째 사진에 포함되었습니다.

특히 사진상 왼쪽 위는 어린 별들이 태어나는 곳입니다. 허블로 촬영했을 때는 보이지 않던 수많은 별들이 웹의 이미지에서 존재감을 드러내고 있습니다. 

허블(왼쪽)의 대표 사진 중 하나인 '울트라 딥 필드' 영역을 웹이 단 20시간 촬영으로 얻어냈다. 사진= NASA ,  ESA ,  CSA ,  STScI

20시간 만에 새카만 공간에 숨겨진 머나먼 빛까지

위의 사진은 제임스 웹이 첫 번째 공개한 다섯 장 가운데 하나인 딥필드(deep field; 심우주) 사진입니다.

허블이 가장 먼저 시도한 이 딥필드는 아무것도 안 보이는 우주공간을 촬영하는 것을 말합니다.

 

허블과 웹이 각각 2003년, 2022년 촬영한 울트라 딥필드(Ultra Deep Field)는 언뜻 보면 비슷해 보입니다.

 

그러나 그것을 찍는 시간에 엄청난 차이가 있었습니다.

이 거대한 우주망원경 프로젝트들은 그야말로 '시간'이 금인데요. 각국, 각 천문학 그룹이 찍어달라고 요청하는 천체들이 엄청나게 많을 것이기 때문에, 시간을 잘 배분해야 합니다.

그러니 오랜 시간 찍으면 그만큼 다른 걸 못 찍게 되는 것이죠.

게다가 망원경 자체를 운용하는 데만도 하루에만 천문학적 돈이 들어간다고 합니다.

 

저 2003년 허블의 이미지는 저것을 얻기 위해 순수하게 들인 시간만 11.3일이라고 합니다.

허블이 지구 주위를 400바퀴 도는 동안 800번을 촬영해 얻은 것이죠.

그러나 제임스웹은 허블을 뛰어넘는 선명한 사진을 단 20시간만에 촬영해 내면서 그 성능을 입증해 보였습니다.