제임스웹의 가능성
외계 생명체를
발견할 수 있을까?
제임스웹의 관측 목표들을 주경의 18개 거울에 형상화한 이미지. 출처:STScI
제임스웹 망원경은 가동 기간동안 쉴 틈 없이 미션을 진행해야 한다. 우선 NASA는 'Cycle 1'이라고 불리는 첫 관측 분기 동안의 상세 계획을 발표했다. 각국의 과학자들에게서 이 관측 기간동안 진행할 프로그램 제안서를 받았다. 1000개가 넘는 제안서가 접수됐다. 그 중 266개의 프로그램이 선별됐고, 첫 관측 분기동안 주어진 6000시간의 관측 시간을 나눠쓰게 된다.
제임스웹이 첫 관측 분기동안 수행할 미션 중 하나는 바로 외계 행성 관측이다. HD 189733b, WASP-12b, TRAPPIST-1 등은 이름만 봐서는 무엇을 말하는 것인지 짐작하기 어렵지만, 이것들은 모두 우주에 존재하는 외계 행성에 붙여진 이름이다.
관측 결과를 기반으로 그린 HD 189733b의 상상도. 출처:NASA, ESA, M. Kornmesser 관측 결과를 기반으로 그린 TRAPPIST-1 행성 라인업 상상도. 출처:NASA/ESA/G. Bacon 관측 결과를 기반으로 그린 WASP-12b의 상상도. 출처:NASA/ESA/G. Bacon 관측 결과를 기반으로 그린 게자리 55 e(55 Cancri e)의 상상도. 출처:ESA/Hubble 관측 결과를 기반으로 그린 LHS 3844 b의 상상도. 출처:NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC) 관측 결과를 기반으로 그린 WASP-121b와 모항성의 상상도. 출처:NASA, ESA, and G. Bacon (STSci)
각 사진을 클릭시 확대됩니다.
적외선 관측 방식을 사용하는 제임스웹은 행성의 공기를 분석할 수 있다. 외계 행성에서 어떤 대기 현상이 일어나고 있는지 관측할 수 있다는 것이다. 외계 행성의 대기 현상을 관측하는 것은 외계 생명체 발견과 밀접한 관련이 있다. 대기 관측 결과 산소나 수소와 같은 물질이 발견된다면 외계 행성에 생명체가 살고 있을 가능성이 있다는 것이다. 직접적으로 외계 생명체를 관측하지 못해도 대기 현상을 통해 외계 생명체의 존재 여부를 어느 정도 파악할 수 있는 것이다.
제임스웹은 외계 행성뿐만 아니라 초기 우주, 은하의 진화, 별과 행성의 탄생을 관측하는 4가지의 주요 임무를 맡고 있다.

제임스웹의 주요 관측 과제

· 초기 우주

적외선 관측 방식으로 135억 년 이상을 거슬러 올라가 초기 우주에 생성된 최초의 별과 우주를 관측

· 은하의 진화

매우 희미해서 관측하기 힘들었던 초기 우주의 은하를 나선은하, 타원은하와 같은 오늘날의 은하들과 비교. 수십억 년 동안 은하들이 모이는 과정을 연구할 예정

· 별과 행성의 탄생

두꺼운 먼지 원반으로 둘러싸여 가시광선으로 볼 수 없었던 별이 탄생하는 순간을 적외선 영역에서 관측

· 외계 행성

외계 행성들의 대기를 관측하고, 생명체 존재 가능성을 탐색

우주는 138억 년 전 빅뱅으로 태어났으며 약 2억~4억 년 후 최초의 별과 은하들이 생겨나기 시작했다. 우리는 우주가 태어난 과정은 알고 있지만, 빅뱅 이후 어떻게 최초의 별과 은하가 생성되었는지는 아직 발견하지 못했다. 제임스웹의 4가지 주요 임무는 인류가 오래도록 알아내고 싶었지만 끝내 알 수 없었던 우주 탄생의 비밀과 연관되어 있다. 바로 수많은 사람들이 제임스웹 우주망원경의 활약을 기대하는 이유다.

제임스웹의 성능

기존 우주망원경보다 얼마나 더 좋을까?

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제임스웹의 발사 과정

어떻게 우주로 날아갔을까?

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제임스웹의 원리

어떻게 사진을 찍을까?

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제임스웹의 위치

지금 어디에 있는걸까?

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별별·질문

  • 왜 이름이 제임스웹일까?

    '제임스웹 우주망원경'은 2002년 NASA의 제 2대 국장이었던 제임스 E. 웨브의 이름을 따서 만들어졌다.

  • 제임스웹이 망가지면 어떻게 할까?

    허블 우주망원경은 지구와 가까운 곳에 있어 수리가 가능했지만, 제임스웹 망원경은 문제가 생길 경우 고칠 수 있는 방법이 없다. 망가진 상태로 관측해야 한다.

  • 운석에 맞으면 어떻게 될까?

    제임스웹은 미세한 운석 충돌에도 버틸 수 있도록 여러 테스트를 통해 견고하게 제작됐다.실제로 그동안 여러 차례 충돌이 있었음에도 불구하고 큰 영향을 미치진 않았다. 하지만 2022년 5월 테스트 때보다 큰 운석이 충돌해 제임스웹의 18개 육각형 거울 중 하나가 작은 손상을 입었다. 다행히 거울의 기능 자체에는 문제가 없었다. 엔지니어가 주경의 거울을 개별적으로 조정한 끝에 다시 정상으로 돌아왔다.

  • 우주에서 얼마나 버틸 수 있을까?

    제임스웹 망원경의 설계 수명은 원래 5~10년이었다. 하지만 발사가 성공적으로 이뤄지고 관측 지점까지 무사히 안착한 덕분에 추가 궤도 조정에 필요한 연료를 아낄 수 있었다. 과학계에서는 예상 수명 10년을 넘어 최대 20년까지 작동할 수 있을 것으로 보고 있다.

* 제임스웹에 대한 더 많은 소식은 동아사이언스에서 확인하실 수 있습니다.

출처 및 제작 방법

사진과 영상은 NASA에서 공개한 자료를 사용했다. 기사 속 모든 3D 장면은 three.js 라이브러리를 사용해 제작했다. 아리안5호 로켓제임스웹 3D 모델은 sketchfab 무료 모델을 사용했다. 3D 모델의 변형은 모델을 구성하는 각 부품의 속성값을 찾아낸 뒤 위치에 변화를 주거나 하이라이트 효과를 적용했다. 뉴욕타임즈에서 개발한 three-story-controls를 활용해 스크롤에 따라 카메라 위치가 이동하도록 만들었다.

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