차세대를 포함한 천체관측 우주망원경 열전

10조 원짜리 `제임스 웹` 차세대 우주 망원경,

빅뱅 직후 우주의 비밀을 푼다.

‘천상의 눈’ 허블망원경의 100배 성능

미국 나사(NASA)가 주도하고 유럽우주국(ESA), 캐나다우주국(CSA)이 참여하는 88억달러(10조 5,600억원)짜리 차세대 우주망원경 프로젝트, 제임스웹 우주망원경(James Webb Space Telescope·JWST)의 발사가 카운트다운에 들어갔습니다.

2018년 10월 아리안-5 로켓에 실려 발사될 예정으로 2019년 봄이면 이 망원경이 촬영한 먼 우주의 실제 사진을 볼 수 있을 전망입니다. 지구 밖 150만㎞ 지점을 돌면서 ‘18개의 적외선 황금 거울’을 통해 최초의 우주에서 전달되는 빛과 물질들을 포착해 지구에 전송할 예정입니다.

우주 과학자들은 "허블망원경 이후 천문학의 모든 교과서가 다시 쓰인 것처럼 제임스 웹 망원경이 우주에 관한 모든 책을 다시 쓰게 하고, 137억년 전 암흑에서 탄생한 최초의 우주를 관측할 지구 역사상 가장 강력한 타임머신으로 우주의 서사시를 보게 될 것이다."라고 말하고 있습니다.

제임스웹 우주망원경의 무게는 허블망원경의 절반 수준인 6.4t이지만 금도금한 가벼운 베릴륨으로 만든 육각형 거울 18개를 결합해 반사경 지름을 6.5m로 늘렸고, 거울 지름이 2.4m인 허블망원경보다 2.5배이면서 집광 능력은 70배, 전체 성능은 100배 뛰어나며 전체 크기는 테니스장보다 큽니다.

1990년 4월 24일에 발사된 우주왕복선 디스커버리 호에 실려 발사된 `허블 우주망원경`은 자외선과 가시광선 영역을 관측하는데 지구 상공 610km에서 지구 주위를 돌면서 활동하도록 설계됐습니다.

지금까지 5번에 걸쳐 수리와 업그레이드를 받은 뒤 애초 기대했던 15년의 수명을 훌쩍 넘겨 26년이 지난 지금까지도 현역으로 활동하면서 100만 번 넘게 우주 관측을 하고 있으며 NASA는 최근 활동 기간을 2021년 6월까지 연장하기로 결정했습니다.

`케플러 우주망원경`

의 목표는 지구와 닮은 외계 행성을 찾는 것. 2009년 3월 발사된 케플러는 372일의 공전주기로 우주를 관찰하는데 약 15만 개의 별을 오랜 시간 동안 관측해오고 있습니다. 약 9,500만 화소를 갖춘 42개의 전하결합소자(CCD)로 이뤄져 있는 케플러 망원경은 ‘행성에 의한 별빛가림 현상’으로 행성을 찾습니다.

지구에서 볼 때 행성이 별 앞을 지나가면 별빛이 어두워지므로 이 망원경은 0.002%의 빛 변화까지도 감지할 수 있어 외계 행성 1,284개를 추가로 확인했습니다. 지금까지 발견한 지구와 유사한 행성 중 물이 있을 가능성이 있을 것으로 보이는 행성은 21개. 특히, 태양에서 1,400광년 떨어진 ‘케플러-452b’, 지구보다 조금 큰 ‘케플러-1638b’ 같은 행성들이 ‘제2의 지구’ 후보로 꼽히고 있습니다.

`플랑크 우주망원경`

은 ESA가 2009년 쏘아 올린 후 2010년 7월 임무 시작 이후 처음으로 전체 하늘의 관측 영상을 공개했습니다. 빅뱅의 잔류 광선인 ‘우주배경복사’(CMB)를 분석해 우주가 지금까지 알려진 것보다 약 8,000만 년 더 오래돼 우주의 나이가 138억이라는 사실을 밝혀냈습니다.

우주가 4,000℃ 정도로 식으면서 나온 빛이 `태초의 빛`이라고 불리는 우주배경복사. . 이 우주배경복사 광선의 온도를 분석하는 방식으로 빅뱅 후 38만 년 당시의 모습을 구현한 ‘우주지도’를 그려내고, 2013년 은퇴했습니다.

지상최대 규모 `거대 마젤란 망원경`
2026년 칠레 캄파나스에 완공 예정. 우리나라도 참여

한국천문연을 비롯해 세계 11개 파트너 기관이 참여하는 거대마젤란망원경기구(GMTO · Giant Magellan Telescope Oraganization)가 세계 최대 광학반사망원경인 거대마젤란망원경(GMT)의 다섯 번째 반사경 제작을 시작했습니다.

망원경 하나에 1조원이 투입될 이 거대 프로젝트는 2026년에 최종 완공될 예정으로 칠레 아타카마 사막 라스 캄파나스에 설치될 GMT에는 지름 25.4m의 역대 최대 규모 반사경이 들어가며 지름 8.4m짜리 반사경 7장을 벌집 모양으로 연결한 형태.

광학망원경은 천체에서 오는 빛을 담는 그릇인 렌즈나 반사경이 크면 클수록 성능이 뛰어난데 GMT는 대기권으로 둘러싸인 지상에 있지만, 그 규모 덕분에 지구 상공 610㎞ 위에 있는 허블 우주망원경보다 최대 10배 선명한 영상을 제공할 수 있습니다.

박병곤 천문연 박사는 “GMT로 역사상 가장 먼 별과 은하의 빛을 관찰해 우주 탄생 초기까지 연구할 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 말했습니다.

지난해 9월 완공한 중국의 `톈옌 전파망원경`은 세계 최대입니다. 구이저우성(貴州省) 외딴 산림지대에 설치된 이 망원경의 반사경은 지름이 500m에 달합니다. 면적으로 따지면 축구장 30개를 합친 규모.

톈옌(天眼 · 하늘의 눈)은 우주 안에 존재하는 중성 수소가스, 펄서 행성, 성간 물질 등을 탐사해 우주의 기원과 진화를 밝히는 데 활용되며  외계 행성 간에 있을 수 있는 미세 통신 신호를 포착해 외계 생명과 문명을 찾는 일도 할 예정입니다. 중국국가천문대는 지난달 초 톈옌이 지구에서 1만 6,000광년 떨어져 있는 곳의 새로운 중성자별 2개를 발견했다고 밝혔습니다.

정보 출처

http://v.media.daum.net/v/20170108070203295
http://v.media.daum.net/v/20161208150248725
http://news.joins.com/article/22096910

2018년에 발사 예정인 `제임스 웹` 천체 우주망원경