허블 우주 망원경의 후계자 주로 거울 완성 된 – Sciencetimes

2025 년 발사를 목표로 미 항공 우주국 (NASA)이 개발하고있는 차세대 우주 망원경이며, 허블 (Hubble) 망원경의 후계자로 알려진 “낸시 그레이 슬 몽 망원경 ‘의 주요 거울이 완성 된 천문학 계의 관심을 모으고있다.

이 같은 사실은 우주 탐사 전문 매체 인 Parabolicarc 보도를 통해 확인되었다. 이 매체는 6 일자 기사에서 로몬 망원경이 완성되면 허블 우주 망원경보다 100 배나 큰 시야에서 우주를 관측 할 수있을 것으로 전망했다.

낸시 그레이 슬 몽 박사의 업적을 기리기 위해 명명

로몬 망원경의 원래 이름은 ‘WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope)’이다. 천체 망원경의 이름으로 아주 무미건조하다는 평가를받은 WFIRST이 우주 천문학 자였다 “낸시 그레이 슬 몽 (Nancy Grace Roman) ‘박사의 죽음을 계기로 그녀의 이름을 주어진 것이다.

지난 2018 년 사망 로몬 박사는 NASA의 초창기 멤버로 활약하면서 남성 일색의 항공 우주 분야에 뚜렷한 족적을 남긴 여성 과학자로 유명하다. 특히 그녀는 “허블 우주 망원경의 어머니”라고했지만, 우주에서 천체 관측을하는 방법에 대해 반대 의견이 많았음에도 불구하고이를 끝까지 관철시켜 정상적으로 허블 우주 망원경을 구현 시켰기 때문 이다.

허블 우주 망원경이 우주 공간에서 처음 관측을 개시 한 시점에서는 로몬 박사는 인터뷰를 통해 “천문학의 미래가 허블 우주 망원경에 달려있다 믿었다”며 “허블 우주 망원경의 어머니 ‘라는 별명을 얻었다.

NASA는 로몬 박사의이 같은 업적을 찬양 허블 우주 망원경의 후계자로 꼽히는 WFIRST 망원경에 그녀의 이름을 영예를 주었다. 로몬 망원경이 허블 우주 망원경의 후계자로 꼽히는 이유는 기존의 천체 망원경의 장점만을 수집 된 관측 방법으로 구성되어 있기 때문이다.

허블 우주 망원경의 어머니라는 낸시 그레이 슬 몽 박사 ⓒnhpr.org

위성과 같은 우주 공간에 떠 천체를 관측하는 대표적인 망원경은 허블의 케플러 (Kepler)를들 수있다. 두 망원경 모두 지상의 망원경보다 선명하게 우주를 관측 할 수 있다는 장점을 가지고 있지만, 방법에 있어서는 차이가있다.

허블 우주 망원경이 한 영역을 가지고 관찰하고, 주 관측 대상을 포착하고 관찰하는 방법이라면 케플러는 주로 우주를 스캔 (scan)하면서 조사를하는 방식이다. 허블 우주 망원경처럼 정밀하지 않지만 대신에 넓은 면적을 동시에 관측 할 수있는 이점이있다. 최대 10 만개의 별을 동시에 관측하고, 그 밝기를 30 분 간격으로 측정 할 수있다.

로몬 망원경은 이러한 허블과 케플러의 장점만을 취하고, 새로운 관측 방법을 구현했다. 인간의 눈으로는 볼 수없는 적외선과 강력한 이미지 센서를 이용하여 넓은 범위를 한 번에 관측 할 수있게 된 것이다. 따라서 넓은 범위의 우주를보다 상세하게 관측 할 수있는 길이 열렸다.

허블 우주 망원경의 100 배 더 큰 시야로 관찰

NASA가 공개 한 로몬 망원경의 사양을 보면 주로 거울의 직경이 2.4m 인 것으로 나타났다. 허블 우주 망원경의 주 거울과 직경은 같지만, 기술의 진보에 의해 무게는 186kg에서 25 %에 불과한 것으로 제작되었다.

또한 300 메가 픽셀 (megapixel)에 도달 이미지 센서를 이용하여 매우 빠른 속도로 적외선 이미지를 확보 할 수있다. 따라서 허블 우주 망원경보다 100 배나 큰 시야에서 관측 할 수 있지만, 해상도는 허블 우주 망원경과 같은 것으로 NASA 측의 설명이다.

적외선을 사용하는 관측은 가스와 먼지, 그리고 외계 행성처럼 어두운 천체를 관측 할 때 유리하다. 로몬 망원경의 적외선 센서는 주로 0.7~2㎛ 파장을 관측하게 될 예정이다.

로몬 망원경의 주요 관측 목표를 묻는 질문에 대해 제작 책임자 인 ‘스콧 스미스 (Scott Smith)’박사는 “주요 관측 목적은 암흑 에너지와 암흑 물질과 같은 우주의 주요 물질과 에너지의 분포 등 “이라 밝히고”다른 별 주변의 태양계를 관측하면 우주가 어떻게 현재의 상태로 진화했는지 파악할 수있다 “고 덧붙였다.

물론 적외선만을 사용해서는 이러한 미지의 물질과 행성을 관측하는 것은 어렵다. 보조 장치가 뒤따라야 관측 할 수 있지만, 대표적으로는 광각 (wide-field) 장비와 코로나 그래프 (coronagraph) 기기를들 수있다.

완성 된 로몬 망원경의 주 거울 ⓒoaoa.com

일종의 필터처럼 작용하는 코로나 그래프는 항성의 빛을 숨기고, 그 주변에 희미한 빛의 행성을 발견하기 위해 고안되었다. 따라서 코로나 그래프를 사용하면 모 항성 (host star)의 빛을 차폐함으로써 행성의 대기의 구성 성분을 정밀하게 측정 할 수있다.

즉 모항 성 빛을 비추어 해왕성 크기의 행성이 지구보다 조금 먼 궤도를 도는 경우도 직접 촬영이 가능해진다. 이 같은 관측이 가능하게되는 수많은 외계 행성의 이미지를 직접 관찰에 의해 얻을 수있는 것이다.

주목할 점은 기본 미러 코팅 부분이다. 코팅은 400 나노 미터 (nm) 이하는로 구성되어 있는데, 이것은 인간의 머리카락보다 200 배나 얇은 두께이다. 코팅은 적외선 반사율의 핵심이기 때문에 특히 야한 코팅이 이루어졌다. 이와는 대조적으로, 허블의 거울은 가시광 선과 자외선의 반사율을 최적화하기 위해 알루미늄과 불화 마그네슘 층으로 코팅되어있다.

이에 대해 스미스 박사는 “로몬 망원경 관측에있어서 가장 중요한 주 거울이 완성되었지만, 우리의 일은 끝나지 않고 계속 긴장하고있다”고 강조하고 “우리 제작진이 휴일 날은 로몬 망원경이 우주 공간에서 엄청난 우주를 관측하여 지구로 보냈을 때,이를 목격 한 순간 인 것 “이라고 기대했다.

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