​2021년 12월 25일 발사된 제임스 웹 우주망원경(James Webb Space Telescope, JWST)이 노후화된 허블 우주망원경의 뒤를 이어 발사되었다. 

적외선 기기를 이용해 관측하는 제임스 웹 우주 망원경이 임무 개시 이후 찍은 사진이 지구에 전송된 이후 인간은 적외선 영역으로 확장된 우주의 모습을 볼 수 있게 되었다. 우주의 팽창하는 특성상 빅뱅 직후 초기 우주에서 온 빛은 적색 편이~중적외선과 같이 파장이 긴 전자기파의 형태를 나타낸다. 따라서 우주망원경이 적외선 영역을 감지하면 먼 곳의 천체, 빛을 관측할 수 있다. 중적외선 관측장치(MIRI)를 탑재한 제임스 웹 우주망원경 덕분에 빅뱅 직후 천체가 내뿜은 빛은 물론 멀리 떨어진 은하, 행성들이 발견되고 있다.

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사진 출처: NASA

18개의 육각형 거울로 분할된 제임스 웹 우주망원경은 길이 총 6.5미터로, 2.4m의 허블 우주 망원경의 거울보다 큰 특징을 가지고 있다. 반사경이 큰 제임스 웹 우주망원경은 우주로 발사된 후 거울이 펼쳐지는 원리로 설계되었다. 

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​James Webb 우주망원경의 구조(출처: BBC)

​JWST는 금으로 코팅된 베릴륨 반사경 18개(Primary Mirror)와 맞은편에 거울 재질의 부경(Secondary Mirror) 1개를 가지고 있다. 이 거울들은 우주에서 빛을 모은 후, 다시 빛이 부경으로 모이도록 거울의 위치를 조절해 반사시킨다. 부경에 적외선이 모이면, Webb의 본체로 전송시켜 분광 작업과 사진 촬영을 수행한다. Webb 망원경은 멀리 떨어진 은하와 별, 행성에서 오는 약한 빛도 기록해야 하므로 민감한 탐지 센서를 부착했다. Webb의 적외선 기기를 포함한 통합 과학 모듈(ISIM)은  극저온 상태로 유지되어야 하며, 따라서 5중으로 된 선 실드(Sun Shield)로 태양광을 막아 절대 온도 39K로 유지하고 있다. 

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2022년 7월 12일, 제임스 웹 우주망원경이 찍은 이미지와 분광 데이터가 처음으로 대중에 공개되었다. 

​용골자리 성운의 가장자리 "우주 절벽(Cosmic Cliffs​)"(출처:NASA)

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​허블이 촬영한 가시광선(왼쪽)과 적외선(오른쪽)의 용골 성운.(출처:NASA)

Stephan’s Quintet/슈테판 5중주 소은하군(출처:NASA)

적외선으로 찍은 초기 우주의 은하단 'Webb's First Deep field'(출처:NASA)

​허블이 관측한 SMACS 0723은하단(왼쪽)과 Webb 망원경이 관측한 은하단의 모습(출처:NASA)

제임스 웹 우주망원경의 근적외선 카메라로 촬영한 목성의 이미지.(출처:NASA)

 ​Webb 망원경은 근적외선 카메라로 목성의 모습을 담은 이미지를 공개했다. 목성의 고리는 물론 대적점 등을 촬영했으며, 목성의 양 극 부분에서 나타나는 오로라도 관찰 가능하다. 목성의 구름에서 반사된 빛은 파란색으로 나타나며, 흰색 줄무늬와 반점은 높은 고도의 구름에서 반사된 햇빛에 의해 표현된 것이다. 향후 NASA는 생명체가 있을 것으로 추정되는 목성의 위성인 유로파를 관측해 천체를 이루는 성분과 물질을 촬영해 분석할 예정이라고 덧붙였다. 

제임스 웹 우주망원경의 촬영으로 우주의 신비가 하나둘씩 풀릴 것으로 기대되는 가운데, 앞으로의 소식을 기대해 보자.

[HYP=최지은기자, cn3664@naver.com]