과학기술, 제임스웹 망원경

제임스웹 우주 망원경과 망원경을 측정된 용곡자리 성운

 

JWST(James Webb Space Telescope)는 2021년 12월 25일 크리스마스에 아리안 5 발사체에 실려 프랑스령 기아나 우주센터에서 발사되었다. NASA, 유럽 우주국(ESA) 및 캐나다 우주국(CSA)이 공동으로 노력하여 개발한  JWST는 1990년부터 궤도에 진입하여 역할을 해온 허블 우주 망원경을 대체할 후속 모델로 설계되었습니다.  JWST의 이름은 1961년부터 1968년까지 NASA의 두 번째 관리자로 역임한 James E. Webb의 이름을 따서 명명되었습니다.  JWST의 주요 목표는 빅뱅 이후에 형성된 우주 최초의 은하, 별, 행성을 연구하는 것입니다. 전자기 스펙트럼의 적외선 범위에서 우주를 관찰할 수 있는 첨단 장비를 갖추고 있어 인간의 눈에는 보이지 않지만 별과 행성의 형성뿐만 아니라 우주에서 가장 멀리 떨어져 있는 최초의 물체에 대한 정보를 알려줄 수 있습니다.

 

제임스웹 우주 망원경(JWST)의 원리

 

제임스웹 우주 망원경의 구성

 

JWST(James Webb Space Telescope)는 주로 인간의 눈에는 보이지 않는 전자기 스펙트럼의 적외선 범위에서 우주를 관찰하도록 설계되었습니다. 다음은 설계 및 운영의 핵심 구성요소를 설명한 내용이다.

 

1) 대구경: JWST에는 허블 우주 망원경의 거울보다 6배 이상 큰 6.5미터(21.3피트) 주경이 있습니다. 이 큰 구경은 망원경이 더 많은 빛을 모을 수 있게 하여 희미한 물체에 더 민감하게 만들고 더 멀리 있는 물체를 관찰할 수 있게 합니다

 

2) 적외선 기능: 적외선은 최초의 은하와 별과 같이 우주에서 가장 먼 초기 물체를 연구하는 데 중요합니다. JWST에는 적외선 범위에서 관찰할 수 있는 장비가 장착되어 있어 이러한 물체를 감지하고 자세히 연구할 수 있습니다.

 

3) 차광: 적외선 범위에서 관찰하려면 JWST 자체 열이 관찰을 방해하지 않도록 매우 차갑게 유지해야 합니다. 따라서 망원경은 태양열로부터 망원경을 보호하고 온도를 -233°C(-387°F)로 유지하는 5겹 선실드로 둘러싸여 있습니다.

 

4) 궤도 위치: JWST는 지구에서 약 150만 킬로미터(약 1백만 마일) 떨어진 우주의 위치인 두 번째 라그랑주 점(L2)에 위치합니다. 이 위치는 상대적으로 지구, 달, 태양의 간섭이 없고 망원경으로 하늘을 가리지 않고 볼 수 있기 때문에 우주를 관찰하기에 이상적입니다.

 

5) 다양한 광학장비: JWST에는 근적외선 카메라(NIRCam), 중적외선 기기(MIRI), 근적외선 분광기(NIRSpec)를 비롯한 여러 고급 기기가 장착되어 있어 우주를 전례 없이 자세하게 연구할 수 있습니다. 이 망원경에는 미세 유도 센서/근적외선 이미저 및 슬릿리스 분광기(FGS/NIRISS)가 장착되어 있어 과학자들이 외계 행성과 그 대기를 연구할 수 있습니다.

 

6) 정확한 포인팅: JWST가 관측할 물체는 종종 매우 희미하고 멀리 있기 때문에 망원경이 매우 정확하게 포인팅 할 수 있는 것이 중요합니다. 망원경의 미세 안내 시스템은 작은 모터를 사용하여 망원경의 방향을 미세하게 조정하도록 설계되었습니다.

 

전반적으로 JWST의 설계와 작동은 적외선 범위에서 우주를 관찰하고 전례 없는 감도와 정밀도로 관찰할 수 있는 능력을 중심으로 합니다. JWST는 우주에서 가장 초기에 가장 먼 물체를 관찰함으로써 우주의 기원과 진화를 더 잘 이해할 수 있도록 도와줍니다

 

제임스웹 우주 망원경(JWST)의 주요 임무

 

팔렬성운을  NIRCam 과  MIRI 로 각각 찍은 사진

 

JWST(James Webb Space Telescope)는 우주에 대한 우리의 이해를 높이는 데 몇 가지 중요한 역할을 합니다. 다음은 JWST의 가장 중요한 임무에 대하여 아래와 같이 설명할 수 있다.

• 초기 우주 연구: JWST의 주요 목표 중 하나는 빅뱅 직후에 형성된 우주 최초의 은하와 별을 연구하는 것입니다. 이러한 물체는 너무 멀리 떨어져 있어 더 긴 적외선 파장으로 확장된 빛을 방출하기 때문에 JWST의 적외선 기능은 물체를 감지하고 연구하는 데 매우 중요합니다. 이러한 초기 물체를 관찰함으로써 과학자들은 시간이 지남에 따라 최초의 은하와 별이 어떻게 형성되고 진화했는지에 대해 더 많이 배우기를 희망합니다.

 

• 행성의 형성 조사: JWST의 기능은 별과 은하를 연구하는 것 이상으로 확장됩니다. 또한 우리 태양계와 다른 별계에서 행성의 형성을 연구하도록 설계되었습니다. 망원경의 민감한 적외선 감지기는 새로 형성되는 행성의 희미한 열 신호와 대기의 구성을 감지할 수 있습니다. 이것은 과학자들이 행성이 어떻게 형성되고 거주 가능한 행성을 형성하는 데 어떤 조건이 필요한지 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.

 

• 외계 행성 연구: JWST는 우리 태양계의 행성을 연구하는 것 외에도 외계 행성(다른 항성을 공전하는 행성)을 연구하도록 설계되었습니다. JWST는 이러한 행성에서 나오는 빛을 분석하여 물, 이산화탄소 및 기타 중요한 분자의 존재를 포함하여 구성 및 대기 조건을 결정할 수 있습니다. 이것은 우리가 생명체를 수용하기에 적합한 외계 행성을 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다.

 

• 먼 은하계 관찰: JWST는 또한 빅뱅 이후 수억 년 후에 존재했던 은하계를 포함하여 먼 은하계를 연구하도록 설계되었습니다. 이 은하를 연구함으로써 과학자들은 우주의 초기 역사와 그것이 시간이 지남에 따라 어떻게 진화했는지에 대해 더 많이 배우기를 희망합니다. 그들은 또한 이러한 은하의 구성과 역학을 연구하여 은하의 형성과 진화를 주도하는 과정을 더 잘 이해할 수 있습니다.

전반적으로 JWST는 천문학자들이 우주에 관한 가장 중요하고 근본적인 질문을 연구하는 데 도움이 되는 강력한 도구입니다. 그것의 진보된 기술과 능력은 우주에 대한 우리의 이해의 한계를 넓히는데 큰 역할 을 할 것이다.

 

이번에는 제임스 웹 우주 망원경에 대하여 알아 보았습니다.

아무쪼록 유익한 정보였기를 바랍니다.

 

감사합니다. ~~