제임스 웹 우주망원경이 대단한 이유, 137억 년 전 우주를 본다고?
제임스 웹 우주망원경이 대단한 이유, 137억 년 전 우주를 본다고?
여러분은 혹시 태어나기도 전의 세상을 눈으로 직접 볼 수 있다면 어떤 기분일지 상상해보신 적 있으신가요. 놀랍게도 인류는 지금, 우주가 갓 태어났을 때의 모습을 실제로 들여다보고 있습니다. 그 주인공이 바로 제임스 웹 우주망원경입니다.
제임스 웹 망원경은 허블과 무엇이 다를까요
제임스 웹 우주망원경, 줄여서 JWST는 2021년 크리스마스에 발사되어 지구로부터 약 150만 킬로미터 떨어진 지점에 자리 잡았습니다. 이는 지구에서 달까지 거리의 약 4배에 달하는 먼 거리입니다.가장 큰 특징은 적외선으로 우주를 관측한다는 점입니다. 우리 눈에 보이는 가시광선 대신 적외선을 쓰는 이유는 간단합니다. 우주가 팽창하면서 먼 은하에서 온 빛의 파장이 점점 길게 늘어나는데, 이걸 ‘적색편이’라고 부릅니다. 아주 오래되고 먼 천체일수록 빛이 적외선 영역까지 늘어나기 때문에, 적외선을 볼 수 있어야 우주 초기의 빛을 포착할 수 있습니다.
비유하자면 허블 망원경이 도수 낮은 안경이었다면, 제임스 웹은 아주 먼 곳까지 또렷하게 보이는 고성능 망원 렌즈를 낀 것과 같습니다. 실제로 제임스 웹의 주경 지름은 6.5미터로, 허블의 2.4미터보다 훨씬 큽니다. 거울이 클수록 더 희미한 빛까지 모을 수 있습니다.
[📸 추천 이미지: 우주 공간에 떠 있는 황금빛 육각형 거울로 이루어진 제임스 웹 우주망원경]
왜 137억 년 전 우주를 본다고 말할까요
빛은 유한한 속도로 이동합니다. 초속 약 30만 킬로미터라는 엄청난 속도지만, 우주적 거리 앞에서는 시간이 걸립니다. 그래서 우리가 100억 광년 떨어진 은하를 관측한다는 건, 그 은하에서 100억 년 전에 출발한 빛을 지금 보고 있다는 뜻입니다.제임스 웹은 이 원리를 이용해 빅뱅 이후 약 3억에서 4억 년 사이에 형성된, 인류가 관측한 것 중 가장 오래된 은하들을 잇달아 발견했습니다. 우주의 나이가 138억 년임을 감안하면, 이는 사실상 우주 탄생 직후의 모습을 들여다보는 것과 다름없습니다. 마치 오래된 편지를 읽으며 그 시절의 풍경을 상상하듯, 과학자들은 이 빛을 통해 최초의 은하와 별이 어떻게 탄생했는지를 재구성하고 있습니다.
외계 행성 대기까지 분석한다고요
제임스 웹의 또 다른 강점은 외계 행성의 대기 성분을 분석할 수 있다는 점입니다. 행성이 별 앞을 지나갈 때 별빛이 그 행성의 대기를 통과하며 특정 파장이 흡수되는데, 이 흡수된 파장을 분석하면 대기 속 수증기, 이산화탄소, 메탄 같은 성분을 알아낼 수 있습니다. 실제로 2023년 제임스 웹은 외계 행성 K2-18b의 대기에서 생명체와 관련 있을 수 있는 화합물의 흔적을 포착해 큰 화제가 되기도 했습니다.마무리하며
제임스 웹 우주망원경은 우리에게 단순한 사진 이상의 것을 보여줍니다. 우주가 어떻게 시작되었는지, 그리고 우리가 어디에서 왔는지를 알려주는 타임머신과도 같은 존재입니다.여러분은 제임스 웹이 앞으로 어떤 발견을 해내길 가장 기대하시나요. 댓글로 여러분의 생각을 들려주세요.
출처
- 미 항공우주국(NASA) 제임스 웹 우주망원경 공식 임무 자료 (2021~)
- 유럽우주국(ESA) JWST 공동 운영 보고서
- 우주망원경과학연구소(STScI) 딥필드 관측 데이터
- K2-18b 외계 행성 대기 관측 연구, NASA JWST 과학팀 (2023)