안녕하세요 신우주입니다.
지난 시간에 거대망원경을 소개해드렸요
인류는 수천 년 동안 밤하늘을 올려다보며 별의 신비를 탐구해왔습니다.
망원경의 발명은 이 탐험에 혁명을 가져왔고, 특히 지구 대기의 방해를 벗어난 우주 망원경의 등장은 인류의 시야를 우주 끝까지 확장하는 결정적 계기가 되었습니다. 그중에서도 허블 우주 망원경(Hubble Space Telescope, HST)은 30년 넘게 인류에게 놀라운 우주 사진들을 선사하며 우주를 향한 대중의 관심과 이해를 높였습니다. 그리고 이제, 허블의 영광스러운 후계자 제임스 웹 우주 망원경(James Webb Space Telescope, JWST)이 새로운 시대의 막을 열었습니다. 이 두 망원경은 우주의 역사를 증언하는 위대한 유산이자, 인류의 끝없는 지적 호기심을 상징합니다.
이번 글에서는 인류의 우주적 서사를 함께 써 내려간 허블과 제임스 웹, 이 두 거인의 발자취를 비교하며 그들의 놀라운 발견과 숨겨진 이야기를 깊이 있게 탐구하고자 합니다.
우주를 향한 첫 번째 눈, 허블 우주 망원경
1990년, 디스커버리 우주왕복선에 실려 우주로 나간 허블은 발사 초기에 주경의 결함으로 인해 '근시' 상태라는 충격적인 진단에 직면했습니다. 이 사건은 당시 NASA에 큰 오점처럼 여겨졌습니다. 하지만 과학자들과 엔지니어들은 1993년 우주 왕복선 엔데버호에 망원경의 시력을 교정할 수 있는 보정 렌즈를 싣고 우주로 날아갔습니다. 이 임무는 인류 역사상 가장 정교하고 위험한 우주 수리 작업 중 하나였습니다.
성공적인 수리 이후, 허블은 그야말로 눈부신 활약을 시작했습니다.
우주가 팽창하고 있다는 사실을 증명한 에드윈 허블의 이름을 딴 이 망원경은 우주의 나이가 약 137억 년이라는 것을 정밀하게 측정했고, 암흑 에너지의 존재를 시사하는 우주 팽창 가속 현상을 발견하는 데 기여했습니다.
또한 '허블 딥 필드'는 텅 빈 것처럼 보이는 작은 하늘 영역에서 수많은 은하들이 존재하는 것을 보여주며 우주의 광대함을 다시금 깨닫게 했습니다.
우리가 별을 볼 수 있는 것은 그 별들이 수백, 수천 년 전에 내보낸 빛이 지금 우리 눈에 도달하기 때문입니다. 허블은 과거 우주의 모습을 직접 보여주며, 인류에게 시간여행의 가능성을 열어주었습니다.
허블의 후계자, 제임스 웹 우주 망원경의 등장
허블이 가시광선과 근자외선 영역을 주로 관측했다면, 2021년 발사된 제임스 웹 망원경은 주된 관측 파장대가 적외선입니다. 우주가 팽창하면서 먼 은하에서 오는 빛은 파장이 길어져 적색 편이 현상을 겪게 됩니다.
즉, 가장 초기의 우주에서 방출된 가시광선은 지금 우리에게는 적외선으로 관측됩니다. 제임스 웹은 바로 이 적외선을 포착하여 우주 탄생 초기의 모습을 들여다볼 수 있도록 설계되었습니다
제임스 웹은 거울의 크기부터 압도적입니다. 허블의 주경 지름이 2.4m인 반면, 제임스 웹은 18개의 육각형 거울을 이어 붙여 만든 6.5m의 거대한 주경을 가지고 있습니다. 이는 허블보다 7배 이상의 빛을 모을 수 있는 집광력을 의미합니다. 또한 지구와 태양의 중력이 균형을 이루는 라그랑주 점(L2)에 위치하여 지구 대기의 열과 빛으로부터 완전히 자유롭게 관측을 수행합니다. 이는 허블이 지구 저궤도에서 관측하는 것과는 차원이 다른 안정성과 관측 효율을 제공합니다.
제임스 웹은 단순히 허블의 성능을 뛰어넘는 것을 목표로 하지 않았습니다. 그것은 우주의 기원과 생명의 흔적을 찾기 위해 설계된, 인류의 새로운 눈이자 미래를 향한 희망입니다.
두 거인의 업적과 미래
허블은 우주의 팽창 속도를 정밀하게 측정하고, 외계 행성의 대기를 분석하는 등 수많은 업적을 남겼습니다.
특히 '창조의 기둥'이나 '용골자리 성운'과 같은 아름다운 사진들은 대중의 우주에 대한 경이로움을 불러일으키는 데 결정적인 역할을 했습니다.
반면, 제임스 웹은 발사 이후 놀라운 속도로 허블의 한계를 넘어서는 관측 결과를 쏟아내고 있습니다. 빅뱅 이후 2~3억 년밖에 지나지 않은 시점의 초기 은하들을 발견했으며, 외계 행성 WASP-96b의 대기에서 물의 존재를 명확히 확인했습니다. 이러한 발견들은 기존의 우주론 모델을 재검토하게 만들고, 우주 초기에 별과 은하가 어떻게 형성되었는지에 대한 새로운 단서를 제공하고 있습니다.
허블이 가시광선으로 우주의 아름다움을 보여주었다면, 제임스 웹은 적외선으로 우주의 과거와 진실을 파헤치고 있습니다. 두 망원경은 서로 다른 역할을 수행하며 인류의 우주에 대한 이해를 확장시키는 상호 보완적인 존재입니다.
허블은 이제 서서히 임무의 마지막 단계를 향해 가고 있지만, 여전히 우주를 관측하며 중요한 데이터를 보내고 있습니다. 제임스 웹은 앞으로 수십 년간 인류의 가장 중요한 우주 관측 도구로서 우주의 기원, 생명체의 흔적, 그리고 우주의 미래에 대한 답을 찾아가는 데 결정적인 역할을 할 것입니다. 이 두 거인은 단순한 기계를 넘어, 인류의 끊임없는 탐구 정신과 지적 호기심을 대변하는 상징으로 역사에 기록될 것입니다.
허블 vs 제임스 웹 망원경 비교 테이블
| 항목 | 허블 우주 망원경 (HST) | 제임스 웹 우주 망원경 (JWST) |
|---|---|---|
| 발사 시기 | 1990년 | 2021년 |
| 주요 관측 파장 | 가시광선, 근자외선, 근적외선 | 주로 적외선 |
| 주경 지름 | 2.4 미터 | 6.5 미터 |
| 궤도 | 지구 저궤도 (약 540km) | 라그랑주 L2 지점 (지구에서 약 150만 km) |
| 주요 발견 | 우주 팽창 가속, 암흑 에너지 존재 암시, 허블 딥 필드, 우주 나이 정밀 측정 | 빅뱅 직후 초기 은하 발견, 외계 행성 대기 중 물 성분 분석 |
핵심 용어 및 발견 (시간 순서)
| 연도 | 내용 |
|---|---|
| 1990년 | 허블 우주 망원경(HST) 발사 |
| 1993년 | 허블 망원경의 주경 결함 수리 임무 성공 |
| 1995년 | 허블 딥 필드(Hubble Deep Field) 이미지 공개 |
| 1998년 | 우주 팽창 가속 발견, 암흑 에너지 존재 시사 |
| 2004년 | 허블 울트라 딥 필드(Hubble Ultra Deep Field) 이미지 공개 |
| 2021년 | 제임스 웹 우주 망원경(JWST) 발사 |
| 2022년 | 제임스 웹의 첫 번째 풀컬러 이미지 공개 및 관측 임무 시작 |
| 2022년 | 외계 행성 WASP-96b 대기 중 물 발견 |
| 2023년 | 빅뱅 이후 2~3억 년밖에 지나지 않은 초기 은하 발견 |