허블 우주망원경
허블 우주망원경이 이달 25번째 생일을 맞이한다.
영국 일간 가디언은 그간 천체물리학 분야에서 혁명을 일으키고 과학자와 대중 모두를 사로잡은 허블 우주망원경이
이달 25주년을 맞이한다고 12일(현지시간) 보도했다.
미국항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)이 주축이 돼 개발한 허블 망원경은 1990년 4월25일(한국 시간) 우주왕복선
디스커버리호에 실려 지구 궤도에 안착했다.
현재 지구 상공 550km쯤에서 지구 공전 속도에 맞춰 시속 2만 8000km 정도로 이동하고 있는 허블 망원경은
지난 25년간 100만건이 넘는 관측 활동을 벌였고, 천문학자들은 이를 통해 1만2000건 이상의 논문을 발표했다.
허블 망원경은 1929년 당시 세계 최대였던 윌슨산 천문대 2.5m 망원경을 이용해 '우주가 팽창하고 있음'을 최초로 발견한
미국의 천문학자 에드윈 허블을 기념하기 위해 그의 이름이 붙여졌다.
허블의 발견은 과학자들에게 우주가 확장하고 있음을 보여줬고 결국 우주 탄생의 계기인 ‘빅뱅’(대폭발) 이론을 이끌어냈다.
허블 망원경은 지구로부터 거리가 134억 광년 거리에 있는 아주 먼 은하까지 관측해낼 만큼 뛰어난 성능을 갖추고 있다.
하지만 허블 망원경이 지구에 보냈던 첫 번째 이미지는 실망스러운 것이었다. 초점이 맞지 않아 뿌옇게 나왔던 것.
천문학자들은 오랜 기간 조사를 통해 허블의 눈이라고 할 수 있는 2.4m짜리 주 거울의 ‘구면 수차’가 허용 범위를
넘었다는 것을 밝혀냈다.
쉽게 말해 중력이 있는 지상에서 조립한 망원경이 중력의 지배에서 벗어난 우주에서 제대로 작동하지 않았다는 것이다.
이 문제를 해결하기 위해 1993년 12월 NASA의 우주 비행사들이 허블 망원경에 추가 보정 광학계인 코스타(COSTAR)를
장착해 비로소 기대했던 수준의 이미지를 받을 수 있었다.
허블 울트라 딥 필드
이후 허블 망원경은 발사부터 교체 수리 등의 과정에서 총 100억 달러의 비용이 들어갔지만, 지금까지 기대했던 것보다
훨씬 더 많은 업적을 남겼다.
허블 망원경은 갓 태어난 별이나 죽어가는 별까지 별의 일생에 대해 우리가 더 잘 알 수 있도록 도와줬고 우리 은하와
비슷한 거대 나선 은하나 최근 은하 합병의 결과로 중단된 불규칙 은하를 발견하기도 했다.
지금으로부터 20년 전인 1994년 7월, 허블 망원경은 목성에 슈메이커-레비9 혜성이 충돌하는 역사적인 천문 사건을
관측하기도 했다.
또 허블 망원경은 태양을 공전하는 지구처럼 외계에도 행성이 항성을 공전하는 것을 처음으로 발견했고 이런 외계 행성에도
생명체의 기원이 될 수 있는 물질이 존재하는 것도 밝혀냈다.
아주 멀리 있지만 밝은 빛을 내는 천체인 퀘이사가 실제로 거대질량 블랙홀을 중심에 품고 있는 은하라는 것이나 초신성이
우주학자들의 이론보다 실제로 더 크다는 것도 보여줬다. 1998년에는 반중력 물질인 암흑 에너지 이론이 나오는데도
일조했다. 이 밖에도 허블 망원경은 우주의 나이가 지구의 약 3배인 138억 년임을 밝히는 것도 도왔다.
천문학자들은 1995년 12월 특별한 크리스마스 선물을 받기도 했다.
선물은 바로 허블 딥 필드.
이는 허블 망원경이 딥 필드 기법을 사용해 10일간 중첩 관측으로 3000개에 달하는 원시 은하를 발견해낸 것.
하지만 이런 허블 망원경도 노후화로 인해 후계자에 그 자리를 물려줄 준비를 하고 있다.
그 주인공은 '제임스웹' 우주망원경으로 현재 건조 중이며 오는 2018년에 발사될 예정이다.
이는 앞으로 천문학자들이 두꺼운 먼지 구름 너머 숨겨진 천체들을 살펴볼 수 있도록 도울 것이다.
그때까지 허블은 앞으로 남은 수년간 임무를 수행하며 우리를 즐겁게 할 것이다.
한편 NASA는 허블 망원경 25주년을 맞아 오는 23일부터 다양한 행사를 준비 중이다.
○[바람난과학] 허블 망원경이 품은 별, 5選
2015-04-24
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1990년 4월 25일. 디스커버리호에 실린 망원경이 차갑고 침잠한 우주로 향합니다. 지금 이 순간에도 지상 547㎞ 상공에서 우주를 관측하는 인류의 ‘밝은 눈’, 허블 우주망원경(HST)입니다. 오는 25일 허블이 궤도 진입 25주년을 맞습니다. 허블이 수집한 데이터로 쓰인 과학논문만 해도 1만2900편에 이릅니다. 인류가 가진 과학 장비 가운데 가장 위대한 발명품인 겁니다. 오는 2017년 회수돼 미국의 스미스소니언 박물관에 전시될 예정이죠. 허블의 대를 잇는 미 우주항공국(NASA)의 제임스웹우주망원경이 2018년 발사됩니다.
지난 20일부터 26일까지 ‘허블 기념주간’이고, 26일 뉴욕 타임스스퀘어의 대형 스크린으로 허블이 보내온 이미지들을 공개할 예정이죠. 그래서 허블이 찍어 보낸 사진 5장을 골랐습니다. 우주가 품은 별, 별과 별이 잇는 은하, 형형색색의 띠가 죽 늘어선 것만 같은 가스와 먼지. 잠시나마 일상을 잊고 사진을 감상해보는 건 어떨까요.
그 중심에는 별들이 강력하게 밀집돼 공 모양을 이루고 있다. 지구에서 약 1만600광년 떨어져 있다.
지구로부터 약 1500광년 떨어져 있다.
거대한 가스층과 차가운 수소 등으로 구성돼 있다.
1990년 인류가 우주로 쏘아 올린 첫 번째 망원경인 허블 망원경. 3년 뒤에는 자리를 내주고 은퇴한다.
한 놀라운 관측 장치가 밤하늘을 보는 시각을 바꿔 놓았습니다. 우주를 놀라우리만치 정밀하게 보여주는 이 기계는 행성들의 탄생, 항성의 죽음, 그리고 우리를 태초의 순간까지 안내해, 우주의 탄생을 목격하게 해주었습니다. 이것은 바로, 우주의 비밀에 눈뜨게 해준 경이로운 망원경 허블입니다. 1990년 4월24일 우주왕복선 디스커버리호에 실려 지구 궤도에 안착한 허블망원경이 25주년을 맞이합니다. 25년간 100만건이 넘는 관측 활동으로 역사상 가장 많은 사랑을 받은 과학 장비인 허블망원경이 담은 우주 최고의 순간을 만나봅니다.
인류 탐험의 상징, 허블망원경- 허블의 야심 찬 프로젝트
우주에서 25년을 보낸 허블은 이제 인류의 탐험을 상징하는 존재가 되었습니다. 미국의 천문학자 에드윈 허블의 이름을 딴 이 궤도 관측소는 길이는 13m 이상이고 사상 최대의 규모를 자랑합니다. 무게는 12t에 달하는 사상 최대 규모입니다. 길이는 13m 이상 무게는 12톤 이상, 웬만한 버스보다 크고 무겁지만 전력은 빨래 건조기보다도 적은 양을 사용합니다. 내장된 2.4m 너비의 반사경을 이용해 허블은 지구 대기 위에서 저 우주의 끝까지 볼 수 있습니다.
허블은 아주 야심 찬 계획이었습니다. 천체들의 세부를 100배 더 자세히 보고 희미하게만 보였던 천체들을 확실히 보는 것이 목표였습니다. 천체물리학자 라이먼 스피처가 1940년대에 우주 망원경 개발을 제안했고 나사는 1960년대에 궤도 관측소 계획을 세웠습니다. 목표는 단순했습니다. 시야 방해 없이 우주를 관측하기 위해 대기권 위의 우주에 망원경을 설치하자는 것이었습니다. 하지만 이를 실현시키는 데는 기술적인 어려움이 따랐습니다. 망원경을 우주에 안정적으로 띄워놓는 것에만 어마어마한 양의 공학 설계가 필요했습니다.
아무리 해상도가 높은 고성능 카메라가 있다 해도 손이 흔들리면 소용이 없듯이 카메라가 고정되어 있어야 했습니다. 허블 카메라의 오차는 0.007각초였습니다. 이것은 같은 정확도의 레이저 광선이 존재한다 가정하고 워싱턴 기념탑 꼭대기에서 그 광선을 쏘면 광선은 320km 이상 떨어진 뉴욕까지 날아가서 고층 빌딩 꼭대기에 있는 동전을 맞힐 수 있는 정확도입니다.
허블망원경의 걸작, 독수리 성운- 허블, 천체물리학의 새로운 역사를 쓰다
허블의 첫 번째 대박은 우연히 찾아왔습니다. 목성을 향해 똑바로 날아가는 혜성이 발견된 것입니다. 허블은 천문현상을 최고의 자리에서 볼 수 있었습니다. 혜성의 파편이 전부 떨어지기까지 일주일 정도가 걸렸습니다. 매일 허블은 새로운 사진을 전송했습니다. 놀라운 장관이었습니다. 허블은 그 사건 하나로 천문학의 선두로 나서게 되었습니다.
천문학자 제프 헤스터가 찍은 한 장의 사진은 전 세계에 감동을 선사했습니다. 가스와 먼지로 이루어진 거대한 구름인 바로 '성운'이었습니다. 독수리 성운이라 불리는 지역의 사진이었습니다. 전송된 사진은 정말 놀라웠습니다. 총천연색의 기둥이 솟아 있는 이 가스 성운의 사진은 누구에게 보여 줘도 다들 깜짝 놀랄 정도로 멋졌습니다.
허블의 크리스마스 선물, ‘딥 필드’- 수천 개의 새로운 은하계 발견해
허블은 놀라운 사진들을 계속해서 전해왔습니다. 화려한 은하계들과 폭발하는 별들, 그리고 광활한 성운들까지 모든 것이 아주 선명하게 보였습니다. 허블은 처음 1년 사이에 우주를 보는 시각을 바꿔놓았습니다. 허블 망원경의 가장 유명한 사진 중 하나는 아주 독특한 아이디어에서 탄생했습니다. 1995년 크리스마스에 열흘 연속으로 텅 비어 보이는 어두운 하늘을 촬영해 보자는 아이디어였습니다. 그곳에 있을지도 모르는 극도로 어두운 천체의 빛까지 잡아내기 위해서였습니다. 놀랍게도 사진에 포착된 어두운 천체들은 수천 개의 새로운 은하계로 밝혀졌습니다. 허블의 혁신적인 성취였습니다. 하지만 이것은 시작에 불과했습니다.
허블은 먼 우주를 더욱 선명하게 찍기 위해 그 후에도 꾸준히 개선 작업을 거쳤습니다. 나사는 그 후 20년간 허블을 위해 우주왕복선을 세 번이나 보냈습니다. 우주비행사들은 허블을 수리하러 올라갈 때마다 새로운 장비와 새로운 카메라를 설치해서 허블의 성능을 더욱 끌어올렸습니다. 지금까지 28명의 우주인들이 허블을 방문해 망원경의 수명을 연장하고 기능을 개선했습니다.
'익스트림 딥 필드'- 130억 광년 이상 떨어진 은하까지 담아내
지난 25년의 세월 동안 허블 망원경은 인류 역사상 큰 의미를 갖는 사진들을 전송해 왔습니다. 그 중에는 유명한 '딥 필드' 사진들도 있습니다. 지금까지는 볼 수 없었던 먼 은하들이 한 조각의 하늘에 모여 있는 사진입니다. 새로운 고성능 카메라를 갖춘 허블은 130억 광년 이상 떨어져 있는 곳도 담아냅니다. 허블의 '익스트림 딥 필드' 사진입니다.
역사상 가장 넓고 먼 우주를 담아낸 사진입니다. 이 사진에서 눈에 띄는 것은 깨진 화소와 거친 입자입니다. 망원경 카메라를 한계까지 가동시켰다는 뜻입니다. 아무것도 없다고 생각했던 우주 속 공간에 수십억 년 전의 빛을 뿜는 고대의 은하들이 가득하다는 건 정말 놀라운 사실입니다. 이 한 장의 사진을 통해 허블은 우리에게 새로운 시각을 열어 주었습니다. 인간이 우주의 진정한 규모를 볼 수 있게 된 것입니다. 인류의 시야를 확장해 주는 놀라운 사진입니다. '익스트림 딥 필드' 사진은 우주의 광대함을 증명해 줍니다. 허블 망원경은 25년 이상 전 세계의 관심 속에서 지내며 역사상 가장 많은 사랑을 받은 과학 장비가 되었습니다.
○허블망원경 명장면 ‘창조의 기둥’ 사라진다기사입력 2015-05-04 00:33
허블망원경이 20년 전 촬영한 이래 가장 유명한 우주사진 중 하나가 된 ‘창조의 기둥’이 서서히 사라지고 있는 것으로 드러났다. 현재 속도대로라면 (우주시간으로는 극히 짧은) 300만 년만에 사라지게 된다.
(M16)에 위치한 창조의 기둥을 관찰한 결과 이같은 사실을 알아냈다고 발표했다.
창조의 기둥을 갉아먹고 있다. 100만년 정도 경과할 때마다 창조의 기둥은 태양의 70배에 달하는 질량을 흩뜨려 버린다. 이 기둥의 구름에 태양의 200배에 달하는 질량이 있음을 감안할 때 아마도 300만년 정도 더 존재할 것으로 예상된다. 우주시간으로 말하면 아주 짧은 시간만 존재하는 셈이 된다"고 말했다.
이 ''창조의 기둥'' 컬러사진은 칠레 소재 유럽남방천문대의 초거대망원경에 있는 뮤즈측정기로 촬영한 것이다. 최근 태어난 별들이 강렬한 별빛을 쏟아내면서 기둥 속의 별을 품은 고밀도 가스 덩어리들을 하나하나 드러내 보여주고 있다. 사진=ESO
별들의 고향인 수리성운(M16)에 위치한 창조의 기둥을 3D로 구조화한 모습은 칠레에 있는 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경 뮤즈(MUSE)측정기를 이용한 관찰결과에 기반한 것이다. 창조의 기둥은 NGC6611성단같은 여러가지 독특한 조각으로 구성돼 있다. 사진=ESO M 콘메서
이 기둥은 별들의 고향인 거대한 가스와 먼지구름속에서 형성된 전형적인 형태다. 이런 먼지주머니 뒤에서는 거칠고 괴멸적인 O등급과 B등급 별들이 가스와 먼지를 보호해 준다. 이들 방어막은 검은 ‘꼬리’나 ‘코끼리 코’를 만들어 내는데 이것이 바로 우리가 보는 창조의 기둥의 검은 몸체다. 이 지점은 밝은 별들과는 다르다.
드러내며 이들의 향후 진행방향을 보여주었다.
이 기둥의 맨위는 다른 기둥과 달리 사실상 NGC6611 뒤에 위치하고 있다. 이 기둥의 끝은 NGC6611별들로부터 나오는 에너지방출 기운을 지니고 있다. 그 결과 우리의 눈에는 이 부분이 왼쪽 기둥 아랫부분, 중앙기둥,오른쪽 기둥보다 빛나게 보인다.
구름 속의 서로다른 화학적 요소로부터 나오는 방출과 일치하는 서로다른 3차원 뮤즈데이터 큐브의 부분들이 추출됐고 컬러이미지를 만들기 위해 합성됐다. 사진=ESO,M 콘메서
뱀자리에 있는 M16. 사진=ESO 이 사진은 즉시 가장 유명한 우주사진 중 하나가 됐다.
이 성운과 관련 천체들은 뱀자리에서 약 7천광년 떨어져 있다.
디지타이즈드스카이서베이 DSS2로 촬영된 수리성운(M16)의 컬러 합성이미지. 사진=ESO,DSS2
앞서 ESO가 공개한 수리성운 또는 M16 지역을 아이작(ISSAC) 적외선으로 촬영한 모습. 사진=ESO 이에따라 별들의 고향인 이 기둥형태에 ‘창조의 기둥(Pillars of Creation)’이란 이름이 붙었다. |
