제임스 웹 우주망원경 이전에, 인류의 우주를 보는 눈은 허블 우주망원경 이었습니다. 허블 우주망원경은 우주속에 위치한 망원경으로, 우주에 대한 새로운 견해를 제시하며, 그 유명한 허블 딥 필드를 알려주기도 하였습니다. 오늘은 허블 우주망원경에 대해 알아보겠습니다.
허블 우주망원경이란?
허블 우주망원경은 미국 항공우주국(NASA)이 1990년 4월 24일에 발사한 우주망원경입니다. 지구 대기권 밖에 위치하고 있어 대기의 영향을 받지 않아 우주를 더 선명하게 관측할 수 있습니다. 허블 우주망원경의 이름은 에드윈 허블(Edwin Hubble) 박사의 이름을 따서 지어졌습니다. 허블 박사는 1920년대 초반에 은하계들이 서로 멀어지고 있다는 사실을 발견하여 우주가 팽창하고 있음을 증명한 천문학자입니다. 허블 우주망원경은 미국의 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA), 캐나다우주국(CSA)이 공동으로 개발했습니다. 우주왕복선 디스커버리호에 실려 발사되었으며, 지구에서 약 59만 킬로미터 떨어진 궤도에서 운행하고 있습니다.허블 우주망원경의 주경은 2.4m로, 지상에 있는 망원경 중 가장 큰 크기입니다. 또한, 광시야 카메라, 근적외선 카메라, 중적외선 카메라, 우주 분광기, 우주 망원경 정밀 정렬 장치 등 다양한 관측 장비를 탑재하고 있습니다. 허블 우주망원경은 우주의 기원과 진화, 별과 행성의 형성과 진화, 블랙홀의 특성 등 다양한 우주 연구에 중요한 역할을 하고 있습니다.
허블 우주망원경의 역사
- 허블 우주망원경의 개발
허블 우주망원경의 개발은 1960년대부터 시작되었습니다. 당시 미국은 소련과의 우주 경쟁에서 우위를 점하기 위해 우주망원경 개발에 박차를 가했습니다. 1962년 NASA는 허블 우주망원경의 개발을 위한 계획을 발표했습니다. 허블 우주망원경은 지구 대기권 밖에 위치하여 대기의 영향을 받지 않고 우주를 관측할 수 있도록 설계되었습니다. 허블 우주망원경의 개발은 순탄치 않았습니다. 1986년 챌린저호 폭발 사고로 인해 발사가 연기되었고, 1990년 발사된 후에는 광학계의 결함으로 인해 초기에는 제대로 된 이미지를 얻지 못했습니다.
- 허블 우주망원경의 초기
허블 우주망원경은 1990년 4월 24일 미국 플로리다주 케이프 커내버럴 공군기지에서 우주왕복선 디스커버리호에 실려 발사되었습니다. 그러나 허블 우주망원경의 주경에 설치된 거울이 정확하게 설치되지 않아 이미지가 흐릿하게 나타나는 결함이 발견되었습니다. 이 결함으로 인해 허블 우주망원경은 초기에는 제대로 된 역할을 수행하지 못했습니다.
- 허블 우주망원경의 수리
허블 우주망원경의 결함을 수정하기 위해 NASA는 1993년 5월 우주왕복선 콜롬비아호를 허블 우주망원경에 파견했습니다. 콜롬비아호의 우주인들은 허블 우주망원경의 주경을 교체하고, 광학계를 조정하는 작업을 수행했습니다. 이 작업을 통해 허블 우주망원경의 결함이 수정되었고, 허블 우주망원경은 본격적인 임무를 수행하기 시작했습니다.
- 허블 우주망원경의 현재
허블 우주망원경은 2023년 현재까지도 우주 연구에 중요한 역할을 하고 있습니다. 허블 우주망원경은 2021년 5월까지 총 5차례의 수리를 받았으며, 현재는 제5차 수리 이후의 성능을 유지하고 있습니다. 허블 우주망원경은 2026년까지 운용될 예정이며, 이후에는 제임스 웹 우주망원경이 허블 우주망원경의 역할을 이어받을 예정입니다.허블 우주망원경은 우주의 신비를 밝히는 데 중요한 역할을 했으며, 앞으로도 우주 연구에 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.
허블 딥 필드
허블 우주망원경의 일화 중 가장 유명한 것 중의 하나는 허블 딥 필드 입니다. 이는 허블 우주망원경이 찍은 우주 사진을 뜻 합니다. 허블 딥 필드는 허블 우주망원경의 성능을 테스트하기 위해 촬영되었습니다. 허블 우주망원경은 지구 대기권 밖에 위치하여 대기의 영향을 받지 않고 우주를 관측할 수 있지만, 초기에는 광학계의 결함으로 인해 이미지가 흐릿하게 나타나는 문제가 있었습니다. 나중에 콜롬비아호의 우주인들이 우주에서 망원경을 수리하게 되면서, 테스트 촬영이 필요했습니다. 어디를 찍어볼까 의논 하던 중 아무 별빛도 없는 검은 곳을 찍어 보기로 했습니다. 그곳은 육안으로 볼 때 그 어떤 불빛도 없는 곳이었습니다. 정말 우주의 빈 공간이 있는것이었을까요. 깜깜한 공간을 찍기 위해 최대한의 빛을 노출하면서 찍게 되어 약 10일간의 촬영이 진행되었습니다(1995년 12월부터 1996년 1월까지 10일 동안 관측한습니다.). 아무것도 없었던 곳이어서 큰 기대는 안했으나, 그 결과물은 세상을 놀라게 하였습니다. 정말 깜깜하고 아주 작은 지점을 10일간 촬영한 결과, 그 점 안에 약 3,000개의 은하가 빼곡히 들어 차 있었던 것이었습니다. 한개의 은하에 약 1,000억개의 별이 있으므로, 그 작은 지점안에 약 30조개의 별이 있다는 것 입니다. 결국 우주 어느곳이든 수조개의 별이 사방으로 둘러 쌓여 있다는 것을 알게 되었습니다. 이는 허블 우주망원경의 일화 중 가장 큰 일화이며, 이로 인해 허블 우주망원경의 가치를 다시 한번 입증할 수 있었습니다. 허블 딥 필드의 이미지는 우주의 초기 모습을 보여주는 은하들로 구성되어 있었습니다. 가장 멀리 떨어진 은하는 지구에서 약 130억 광년 떨어져 있었습니다. 특히 허블 딥 필드는 우주의 팽창을 밝혀냈으며, 은하의 형성과정에 대한 실마리를 얻게 하였습니다. 허블 딥 필드를 촬영한 팀의 책임자인 로버트 우드(Robert Williams) 박사는 허블 딥 필드의 이미지를 처음으로 보았을 때 큰 충격을 받았다고 합니다. 우드 박사는 “우주에서 가장 멀리 떨어진 은하들을 직접 볼 수 있었다는 사실이 믿기지 않았습니다. 그 이미지는 마치 우주의 거울을 보는 것 같았습니다.”라고 말했습니다.
최근 허블 우주망원경의 역할
허블 우주망원경은 2023년 현재까지도 우주 연구에 중요한 역할을 하고 있습니다. 최근에도 새로운 행성을 발견하는 데에도 기여하였습니다. 2012년에는 허블 우주망원경이 지구에서 약 40광년 떨어진 곳에 있는 WASP-17b라는 행성을 발견했습니다. WASP-17b는 질량이 지구의 11배에 달하지만 반지름은 지구의 1.4배에 불과한 왜소행성입니다. 또한 2023년 9월 20일, 지구와 비슷한 크기의 행성 중에서도 다양한 특성을 가진 행성 WASP-128b를 발견했습니다. WASP-128b는 질량이 지구의 약 2.6배, 반지름이 지구의 약 1.5배로, 지구와 비슷한 크기의 행성입니다. 이처럼 최근까지 제 역할을 다 해주고 있으며, 2026년을 기점으로 제임스 웹 우주망원경에게 그 자리를 물려 줄 것으로 알려졌습니다.