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2023년도 중에는 결국 쓰지 못했고 2024년 3월의 마지막날에 이렇게 제임스 웹 우주망원경에 대해 글을 쓰게 되었습니다. 그간의 사정에 대한 너그러운 이해를 당부드리며 세번째의 이야기를 풀어 나가도록 하겠습니다.
인간의 우주방면 활동 중 가장 활발하고 또한 가장 많은 성과를 낸 것은 관측.
그것은 인간의 눈으로도 할 수 있습니다만 여러모로 한계가 있어서 인류 역사상 여러 방법이 강구되어 왔습니다. 렌즈를 이용하여 망원경을 만들어 지구의 위성인 달이나 태양계내의 행성을 관측하는 방식이 대표적이고, 광학망원경 이외에도 전파나 X선 등의 각종 파장을 감지하는 등으로 망원경은 계속 발전하고 있습니다.
그런데 여기서 제기될만한 의문이 하나 있습니다. "왜 우주망원경인가? 더 크고 성능좋은 지상망원경은 안될까?"
이 의문에 대한 답은 미리 내놓겠습니다. "우주망원경이니까 가능한 게 있어서. 그리고 지상망원경으로는 안된다."
지상망원경에는 2가지의 문제점이 있습니다.
첫째는 지구 자체의 환경. 어차피 낮에는 천체를 관찰할 수 없거내 매우 힘든 경우가 많은데다 지구주변에는 대기나 인공위성 등이 있어서 관측 자체가 여러모로 방해받습니다. 일론 머스크(Elon Musk, 1971년생)의 네트워크사업인 스타링크(Starlink)에 사용되는 6,000여개의 인공위성이 지상설비에 의한 천체관측을 어렵게 만들고 있어서 새로이 발사되는 인공위성에는 그나마 반사를 막기 위한 장치가 갖추어져 있습니다만 기존의 인공위성에는 그런 것도 없어서 그것들이 수명이 다되어 지구로 낙하하여 소실되기 전까지는 답이 없습니다.
둘째는 입지의 제약.
이 도해를 보시면 이해가 빠를 것입니다.
이미지 출처
(일주운동, 공익재단법인 일본천문학회 천문학사전, 일본어)
일주운동(日周運動, Diurnal Motion)하는 천체의 관측범위는 망원경이 설치된 지역의 위도에 구속될 수밖에 없습니다. 즉 적도에서는 모든 천체를 관측가능하지만 고위도로 갈수록 보이는 범위가 줄어들고 북극과 남극에서는 지구 주변의 천체의 절반밖에 관측할 수 없습니다. 게다가 적도에 설치한다고 하더라도 지구 자체의 환경에 기인한 문제점은 여전히 해결할 수 없는데다 적도를 비롯한 저위도지방의 기상상황이 설비를 가만히 놔둔다는 보장도 없습니다. 실제로 2020년에는 한때 세계최대의 전파망원경이었던 미국령 푸에르토리코의 아레시보 천문대(Arecibo Observatory)가 노후화로 인해 파괴되었고 결국 복구없이 퇴역처분하는 것으로 결론이 나기도 했습니다.
우주망원경은 예의 두 문제에서 완전히 자유롭습니다. 물론 비용이 높은데다 궤도안착 이전까지는 도박이나 마찬가지이고, 의도된 위치에 자리를 잡았다 하더라도 우주공간을 떠다니는 부유물에 맞아서 손상되거나 파괴된다든지 하는 문제도 있는데다 그 이전에 가혹한 우주환경을 견뎌야 합니다. 그럼에도 불구하고 지상망원경에서는 전혀 누릴 수 없는 이점이 많다 보니 역시 선택하지 않을 수 없는 것입니다.
사실 의외로 우주망원경의 역사는 긴 편입니다. 미국의 이론물리학자 라이만 스피처(Lyman Spitzer, 1914-1997)가 1946년에 개념을 제안했고 실용화된 것은 스타게이저(Stargazer)라는 통칭으로도 유명한 전파망원경 OAO-2가 1968년에 취역하여 1973년까지 운용된 것이 첫 성공사례입니다. 그리고 그 유명하고 다재다능한 허블 우주망원경(Hubble Space Telescope)은 스페이스셔틀 디스커버리(Discovery)로 발사되어 1990년 4월 24일에 취역했고 지금도 사용되고 있습니다.
우주망원경은 의외로 많습니다.
그리고 감마선, X선, 자외선, 가시광선, 적외선, 초단파, 입자, 중력파 등 감지수단도 다양하고 발사주체 및 국적국도 미국, 일본, 독일, 영국, 프랑스, 캐나다, 및 이탈리아를 포함한 G7 국가들은 단독으로 또는 협력체제를 통해 우주망원경 분야에 관여하고 있는데다 스웨덴같은 강소국이 독자적으로도 국제협업으로도 성공시킨 사례도 있는 한편 중국, 인도, 러시아 등의 국가들도 이제는 역사 속으로 사라진 소련 또한 우주망원경을 운용한 적이 있습니다. 또한 이스라엘도 2020년대중에 이 분야에 뛰어들 것을 목표로 야심차게 프로젝트를 추진중입니다.
그러면 지구 주변의 우주망원경의 분포 및 감지수단에 대해서 잘 정리된 도해를 소개합니다.
이미지 출처
Space Observatories (Space. It's... It's..., 영어)
그리고 이번에는 각 우주망원경의 스펙트럼별 대응범위 차트입니다, 이미지 출처는 위의 개황도와 동일하니까 생략하겠습니다.
그리고, 화제의 제임스 웹 우주망원경은 적외선망원경입니다.
다음 화제는 허블 우주망원경과 제임스 웹 우주망원경에 대한 비교가 될 것 같습니다.
그러면 그때 또 기대해 주십시오.
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2 댓글
마키
2024-03-31 15:46:11
1995년의 크리스마스 시즌. "아무것도 없는 하늘을 허블로 찍어보자"는 발상에서 시작된 관측인 허블 딥 필드 Hubble Deep Fiuld는 천문학계를 문자 그대로 뒤집어버렸죠. 그동안 못 보고 있었을뿐 텅 빈 공간이라 생각했던 하늘에서 100억 광년의 시간을 넘어 초기 우주의 은하들을 본 것이죠. 이것은 곧 우주는 말그대로 무량대수의 별과 천체들로 가득 차있었다는 말이었구요.
스페이스 셔틀이 아직 현역에던 시절엔 수명이 다 된 허블 우주 망원경을 도로 회수해서 스미소니언 항공과학박물관 등에 전시한다는 계획도 있었다고 들었는데 지금이라도 그 계획이 다시 재검토 됐으면 싶을 따름이에요.
그와는 별개로 1604년 10월 경 하늘에 아주 기이한 현상이 발견되었다는 기록이 선조실록에 기록되었죠. 훗날 같은 시기 다른 지역에서 발견, 관측했다는 자료들과 교차 검증한 결과 선조실록에 기록된 이 현상은 같은 현상을 기록한 것으로 확인되었고 그 정체는 우리은하에서 발생한 초신성 폭발이었다고 하죠.
SiteOwner
2024-04-02 22:39:10
결국, 우주공간이 아니라 인류의 의식이 비어 있었고 허블 우주망원경을 이용한 그 허블 딥 필드 실험이 그것을 확인해 준 것이었지요. 역시 만물의 영장이라는 인간이 우주 앞에서는 정말 작습니다.
말씀하신 것처럼 허블 우주망원경을 취역시킨 그 반대의 과정으로 지구에 귀환시켰다면 참 좋았을 듯한데 이미 스페이스셔틀은 퇴역해서 과거의 물건이 되었고, 다시 등장할 날은 기약할 수 없고, 참으로 안타깝습니다.
조선왕조실록은 정말 꼼꼼하군요. 그 귀중한 기록을 남긴 동서의 옛 사람들에게 경의를 표합니다.