By RAMIN SKIBBA, WIRED US

천문학계외 우주 과학에 열광하는 시민 모두 앞으로 수년간 발표될 연구를 기대한다. 제임스 웹 우주망원경(James Webb Space Telescope) 팀이 마침내 향후 연구 결과를 발표할 몇 가지 놀라운 이미지와 흥미로운 티저를 공개했기 때문이다.

유럽우주국, 캐나다 우주국과 손을 잡고 개발한 미국 항공우주국(NASA)의 대표 우주망원경인 제임스 웹 우주망원경은 허블 우주망원경(Hubble)과 스피처 우주망원경(Spitzer), 찬드라 우주망원경(Chandra) 등의 발자취를 따른다. 최근, 제임스 웹 우주망원경이 처음 공개한 성운과 먼 은하계, 광범위한 외계 행성 대기의 멋진 이미지 모두 제임스 웹 우주망원경의 실제 임무를 강조한다.

바이든 행정부도 제임스 웹 우주망원경이 처음 공개한 사진을 보고 흥분했다. 제임스 웹 우주망원경 팀을 극찬하면서 7월 11일(현지 시각), 직접 사진을 공개했다. 카말라 해리스 부통령은 백악관 브리핑 현장에서 “제임스 웹 우주망원경은 인류가 거둔 훌륭한 공학적 성과이며, 앞으로 보게 될 사진은 오랜 시간 제임스 웹 우주망원경 임무에 헌신한 인력 수천 명의 멋진 작업을 시험하는 역할을 할 것이다”라고 말했다.

당시 브리핑 현장에서 조 바이든 대통령은 “제임스 웹 우주망원경은 우주의 역사를 볼 새로운 창구이며, 오늘 제임스 웹 우주망원경이 제공하는 우주로 향하는 창의 첫 번째 빛을 보게 된다”라고 말했다. 이어, 바이든 대통령은 매우 정밀한 모습까지 상세하게 담은 은하단 사진을 공개했다. 은하단은 빛을 굴절시킬 정도로 중력이 매우 커 초기 우주의 훨씬 더 먼 천체를 탐사하는 우주 구조이다.
 
제임스 웹 우주망원경 팀을 이끄는 코넬대학교 천체생물학자 조너선 루닌(Jonathan Lunine) 교수는 “무수히 많은 은하계의 모습을 담아냈다는 점에서 제임스 웹 우주망원경의 사진에 크게 주목할 필요가 있다. 이번에 공개한 사진은 제임스 웹 우주망원경의 전체 능력을 나타낸 것이 아니므로 앞으로 더 멋진 사진을 보게 될 것이다. 이번에 공개한 사진은 추후 수개월, 그리고 수년 동안 거둘 주요 연구 과정을 앞서 맛보기로 보여주는 역할을 한다”라고 설명했다.

제임스 웹 우주망원경의 임무 시작은 쉽지 않았다. 100억 달러에 육박하는 자금을 투자하여, 종종 예상보다 지출 예산을 초과했다. 게다가 수년간 제임스 웹 우주망원경 임무 프로젝트가 지연되는 상황을 견뎌야 했다. 제임스 웹 우주망원경의 이름도 비판 대상이 되었다. 망원경 이름의 유래가 된 천문학자인 제임스 웹이 1960년대에 NASA를 이끌던 당시 동성애 혐오 정책을 강행했다는 의혹 때문이다. (많은 천문학자가 제임스 웹 우주망원경을 약자인 JWST로 지칭하는 것을 선호한다.)

2021년 크리스마스에 JWST를 발사한 뒤 과학계에서는 JWST의 위치를 추적하면서 6개월간 망원경 장비 테스트 작업을 진행했다. 테스트 장비 중에는 근적외선 카메라와 중적외선 카메라, 측정된 빛을 구성요소의 파장으로 확산시키는 분광기 등이 포함되었다. 이제 놀라울 정도로 멋진 사진이 지구로 전송되는 등 제임스 웹 우주망원경 임무를 위한 노력이 결실을 얻고 있다. JWST의 사진은 천문학계에서 과학 분석 연구를 시작하도록 한다.

이번에 새로 공개된 사진은 많은 과학자가 강력한 성능을 자랑하는 JWST로 얻을 수 있는 성과의 예시를 제공한다. 다양한 연구 프로그램이 우주 팽창률 측정과 최초의 은하계 형성 연구, 외계행성의 구성요소 검증 등을 위해 JWST의 사진을 활용할 것이다. 앞으로 몇 달간 다양한 과학 연구 프로그램이 공개될 예정인 가운데, 루닌 교수는 NASA의 공개 JWST 웹사이트에 JWST의 사진 라이브러리가 축적되기 시작할 것이라고 밝혔다.

7월 12일(현지 시각), 백악관 브리핑 현장에서 공개된 사진 5장은 아래와 같다.
 
거대한 은하단
SMACS 0723 은하단 사진은 먼 우주에서 볼 수 있는 수천 개의 은하계 모습을 담아냈다. SMACS 0723은 JWST의 첫 번째 딥 필드(First Deep Field)라고 불리는 영역에서 발견했다. JWST의 근적외선 카메라인 NIRCam이 담아낸 SMACS 0723 은하단은 46억 년 전에 탄생했다. NIRCam은 중력 렌즈 역할을 하며, 빛을 굴절시켜 더 희미하고 더 먼 곳의 천체에도 초점을 맞추었다.
 
거대한 외계행성 스펙트럼
JWST는 행성의 대기를 촬영할 수 있는 분광기도 장착했다. 목성 크기의 절반 수준인 외계행성 WASP-96은 지구와 1,150광년 먼 곳에 있다. 3.4일 주기로 항성을 돈다. JWST는 WASP-96 주변에 대기와 연무가 있는 것으로 추측할 수 있었다.
 
죽음을 앞둔 별로 구성된 성운
근적외선 파장과 중적외선 파장으로 남반구 고리 성운(Southern Ring Nebula)의 신비한 모습을 사진으로 담아냈다. 남반구 고리 성운은 죽음을 앞두고 방출한 가스와 먼지로 구성됐으며, 미래에 새로운 별의 탄생 소재가 될 수 있다. 허블 우주망원경의 상징과도 같은 사진 대부분이 게성운(Crab Nebula)과 말머리성운(Horsehead Nebula)을 포함한 여러 성운의 사진이다.
 
은하계 축소판
스테판의 5중주(Stephan’s Quintet)라는 이름으로 알려진 5가지 은하 집합체의 빽빽한 모습도 지금까지 발견된 은하계의 축소된 영역의 사진을 자세히 보여준다. 스테판의 5중주 속 은하 집합체 모두 거리가 매우 가까워 마치 춤을 추듯이 움직이며, 종종 서로 겹치는 영역도 있다. 또, 서로 끌어당기기도 하고 밀어내기도 한다. 가늘고 긴 은하 팔이 있는 나선형 은하에서 볼 수 있는 모습이기도 하다.
 
아기 별로 구성된 성운
가장 크고 밝은 용골자리 성운(Carina Nebula)의 일부분을 담아낸 사진은 질량이 큰 아기 별로 구성되었다. 별은 시간이 지나면서 가스와 먼지를 집어삼킨다. JWST에 장착된 여러 대의 민감한 카메라가 그동안 발견된 적이 없으며, 은하계가 배경에 가려진 용골자리 성운의 일부분을 구성하는 아기 별 수백 개의 모습을 공개했다.

** 위 기사는 와이어드US(WIRED.com)에 게재된 것을 와이어드코리아(WIRED.kr)가 번역한 것입니다. (번역 : 고다솔 에디터)

<기사원문>
The James Webb Telescope's First Photos Show Its Extraordinary Power