제임스 웹 망원경이 천문학을 어떻게 변화시키고 있습니까?

2021년 크리스마스에 아리안 5호 로켓이 프랑스령 기아나에서 이륙했을 때 꿈의 화물인 제임스 웹 우주 망원경(JWST)을 실었습니다. 그 꿈은 그 어느 때보다 더 먼 우주, 즉 최초의 은하가 형성되었던 시기를 들여다보고자 하는 천문학자들의 꿈이었습니다. 별의 탄생을 목격하기 위해 먼지 구름을 뚫고; 외계 행성의 대기를 조사하여 생명이 존재할 수 있는지 확인합니다. 우주에서 1년이 넘는 시간을 보낸 후, JWST는 그 꿈을 현실로 바꾸기 시작했습니다.

최신 우주 망원경은 이전 임무에 비해 상당한 이점을 제공합니다. 가장 중요한 것은 크기입니다. JWST는 18개의 금도금 육각형 세그먼트로 구성된 6.5미터 길이의 거울을 갖추고 있습니다. 이 거대한 거울은 허블 우주 망원경의 2.4미터 거울보다 6배 이상 많은 빛을 모아서 이전 거울보다 6배 빠르게 물체의 빛을 기록할 수 있습니다.

그러나 적외선에 대한 JWST의 민감도는 진정한 판도를 바꾸는 요소입니다. 우주 망원경은 가시 스펙트럼의 빨간색 끝부터 중간 적외선까지 0.6~28.5 마이크로미터의 파장을 볼 수 있습니다. 허블의 광학 장치는 0.09마이크로미터(자외선)에서 2.5마이크로미터(근적외선)까지의 방사선을 기록하도록 최적화되어 있으며 대부분의 감도는 가시광선에 집중되어 있습니다. 아마도 놀랍게도 의도한 적외선 영역에서 JWST는 일반적으로 허블이 광학 광선에서 달성하는 것보다 더 미세한 세부 사항을 해결하지 못합니다. 해상도는 거울 크기에 따라 증가하지만 파장에 따라 감소합니다.

적외선 관측을 통해 천문학자들은 빅뱅 이후 10억 년 이내에 존재했던 은하계를 볼 수 있습니다. 이러한 먼 물체는 자외선과 가시광선을 방출하지만, 우주가 팽창하면서 이 복사선은 더 긴 적외선 파장으로 이동합니다. 적외선을 들여다보는 것은 지구 근처에서 이 젊은 은하를 관찰할 수 있는 유일한 방법입니다. 새로 생성되는 별의 경우에도 마찬가지입니다. 어린 태양을 둘러싸고 있는 먼지는 가시광선을 산란시켜 우리 눈에 그 안에 있는 것을 숨기지만 적외선 복사는 대부분 통과시킵니다.

인간은 적외선을 볼 수 없습니다. 따라서 JWST 이미지의 색상은 눈으로 보는 색상과 일치하지 않습니다. 많은 경우, 과학자들은 눈의 작동 방식을 모방하여 긴 적외선 파장을 가시 스펙트럼의 빨간색 끝 부분에 매핑하고 짧은 파장을 파란색 부분에 매핑합니다. 그러나 때때로 이 패턴은 더 드러나는 빛으로 세부 사항을 표시하기 위해 변경됩니다.

JWST는 2021년 말에 발사되었지만 우주 관측소가 지구에서 약 93만 마일(150만 킬로미터) 떨어진 L2 라그랑주 지점을 공전하는 본거지에 도달하는 데 29일이 걸렸고 과학자와 엔지니어가 망원경을 준비하는 데 5개월이 더 걸렸습니다. 데뷔. 지금까지의 대부분의 결과는 초기 출시된 과학 프로그램과 과학 운영의 첫 번째 주기(1주기)의 제안에서 나왔습니다. 망원경의 가장 흥미로운 초기 발견에 대해 알아보려면 계속 읽어보세요.

먼 은하와 별 형성에 초점을 맞추고 있음에도 불구하고 JWST는 다목적 관측소입니다. 강력한 적외선 눈은 기존 망원경으로는 도달할 수 없는 태양계 물체의 세부 사항을 볼 수 있습니다. 초기 관찰에는 가스 및 얼음 거대 행성의 구름대 연구가 포함됩니다. 토성의 가장 큰 달인 타이탄의 구름 형성을 추적합니다. 명왕성의 기후 탐험; 그리고 외부 태양계에 거주하는 많은 작은 소행성과 해왕성 너머 물체를 조사합니다.

JWST는 지난 9월 NASA의 DART(Double Asteroid Redirection Test)가 소행성 위성 Dimorphos에 충돌했을 때 이를 관찰하기도 했습니다. 충돌로 인해 모체인 디디모스 주위의 물체 궤도가 약간 변경되어 우주국이 지구 경로를 가로지르는 잠재적으로 위험한 소행성의 경로를 변경할 수 있는 능력을 평가하는 데 도움이 되었습니다.

우주 망원경을 전체 태양계를 위한 행성 기상 위성으로 생각하는 것은 무리가 아닙니다. 우리가 마지막으로 토성을 클로즈업한 모습은 2017년 9월 카시니 우주선이 고리 행성에 충돌하기 직전에 촬영되었습니다. 그리고 1980년대 후반에 보이저 2호가 천왕성이나 해왕성을 지나간 이후로 어떤 우주선도 천왕성이나 해왕성을 방문한 적이 없습니다. 그러나 JWST는 이러한 세계의 폭풍 시스템을 매우 자세하게 볼 수 있습니다.