새로운 눈으로 보는 우주 :
스피어엑스(SPHEREx)가 가져올 적외선 혁명
새로운 눈으로 보는 우주
: 스피어엑스(SPHEREx)가 가져올 적외선 혁명
©Getty Images
스피어엑스(SPHEREx)는 "혁신적인 설계를 가진
소규모 우주 망원경"으로 평가되며, 우리 은하의
역사에서 가장 근본적인 순간을 탐구할 준비를 하고 있다.
물론 우리 지구인들의 관점에서 말이다.
스피어엑스는 빅뱅 직후 첫 몇 분의 1초 동안의
흔적을 찾을 것이다. 접시 크기의 거울을 장착한
이 적외선 망원경은 과학자들에 따르면
약 4억 5천만 개의 은하를 조사할 수 있다고 한다.
이 새로운 기술은 광범위한 3D 지도를 제작할 수도 있다.
망원경이 제공할 데이터는 혁명적일 것이다.
이 갤러리에서 확인해 보자.
어떻게
©NL Beeld
"우주는 어떻게 여기까지 오게 되었을까?"
나사 본부 천체물리학 부서장 대행인
숀 도마갈-골드만에 따르면
4억 8,800만 달러 규모의 망원경인
스피어엑스가 답하고자 하는 질문이다.
지구 저궤도
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망원경은 약 2년 동안 지구 저궤도를 돌며
450개의 특별한 은하를 탐사할 예정이다.
200개의 보름달이 보일만큼 넓은 시야
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2025년 3월에 발사된 이 망원경은 약 6개월 동안
200개의 보름달에 해당하는 넓은 시야를 포착하며
하늘 전체를 관측할 예정이다.
적외선
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망원경은 은하를 지도화하고
적외선으로 은하의 색을 기록하며,
이는 약 102개의 적외선에 해당한다.
이를 통해 과학자들은
은하의 거리를 계산할 수 있다.
적색편이
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이는 우주의 팽창으로 인해
더 먼 거리에 있는 물체의 빛이
'다시 이동'하기 때문다.
먼지와 가스를 꿰뚫어 보다
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적외선 장비는 우주에서 매우 이상적이다.
왜냐하면 먼지와 가스층을 통과하여 우주에서
가장 오래된 은하들을 엿볼 수 있기 때문이다
가려진 광경
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적외선 기술이 없다면 먼지와 가스로 인해
이 별들과 은하의 시야가 가려진다.
흥미롭게도 적외선 범위의 색은
인간에게 보이지 않는다.
거울
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스피어엑스에 장착된 거울은 선형 가변 필터를 통해
넓은 시야에서 빛을 모아 망원경이 하늘의 덩어리를
한 번에 관측할 수 있게 해준다.
광자 방패
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동시에, 세 개의 광자 방패는
망원경을 차갑게 유지한다.
망원경을 저온으로 유지하면
적외선 신호에 대한 민감도가 유지된다.
분광학
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과학자들은 별에서 나오는 적외선을
다양한 색으로 나누는
분광학이라는 기법을 사용한다.
프리즘
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이 기술은 햇빛이 프리즘에 닿아
가시광선으로 분리되는 방식으로
비유할 수 있다
스펙트럼
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그렇게 함으로써 관찰할 수 있는 스펙트럼은
물체의 구성과 움직임 등 다양한 특성에 대해
많은 것을 알려준다.
분광기 사용
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분광기는 3차원으로 하늘을 조사하고
수억 개의 은하의 특성을 측정하는 데
사용될 것이다
은하는 어떻게 형성되었나?
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이러한 전향적 관측은 은하가 어떻게
형성되는지 중요한 정보를 제공한다.
또한 은하수에 유기물이 어떻게
존재하게 되었는지도 파악할 수 있다.
유기물
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물과 같은 유기물의 기원 규명은
지구상의 생명체가 어떻게 발전했는지,
그리고 은하계의 다른 지역에서도 생명체를
찾을 수 있는지에 대한 중요한 단서를 제공한다.
광학 설계
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나사의 제트 추진 연구소는 이 목표 때문에
연구 및 설계 팀이 "광학 설계"에 어려움을
겪고 있다고 지적했다.
혁신적인 디자인
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실제로 팀은 빅뱅의 흔적을 찾을 수 있는
혁신적인 디자인을 고안했다.
여파
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사실, 스피어엑스는 빅뱅 이후의
"아주 작은 첫 순간"에 무슨 일이 일어났는지
명확히 밝히기 위해 노력할 것이다.
접시 크기 거울
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스피어엑스는 접시 크기의 거울을 고정하는
적외선 망원경으로 구성되어 있다.
이 작지만 강력한 조각을 통해 나사는
은하 진화에 대해 더 많이 이해하고자 한다.
은하의 화학적 성질
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그들이 가장 기대하는 것은
은하의 화학적 구성을 이해하는 것이지만,
"우주 팽창"의 증거 식별 또한 희망하고 있다.
우주 인플레이션
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우주 팽창(Cosmic inflation)은
"우주가 처음으로 1조분의 1초 동안에
1조배씩 거듭 팽창한 현상"을 의미한다.
이론
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1970년대로 거슬러 올라가는 이론에 따르면
우주는 "빅뱅 이후 1초 만에 놀라운 1조 배의
팽창을 경험했다"고 한다.
거대 구조의 형성
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이 이론은 우주가 기하학적으로 대체로
평탄한 이유를 설명하는 데 사용된다.
또한 과학자들이 우주의 거대한 구조들이
어떻게 형성되었는지를 설명하기 위해
활용한 이론이기도 하다.
균일성
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우주의 평탄한 균일성은 우주가 극도로 빠르게
팽창한 시기를 겪었다는 가정하에만 이해된다
곡률의 확장
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이 팽창은 바로 직후에 느려졌으며,
우주를 "초기 균일 상태"로 유지시킨 다음,
모든 곡률이 그에 따라 늘어나도록 만들었다.
이론의 검증과 정확한 정의
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하지만 우주 팽창에 대한 이론은 이 외에도 많다.
과학자들은 스피어엑스를 통해 나올 것으로 기대되는
데이터를 사용하여 이러한 이론들을 검증하고,
어느 이론이 정확한지 명확히 정의할 수 있기를 희망한다.
동반 위성
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원뿔 모양의 장치를 가진 스피어엑스는
단독으로 발사되지 않는다.
나사는 동시에 여행 가방 크기 정도의
위성 4개를 배치할 예정이다.
스페이스엑스 팔콘 9
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동반된 위성들은 스페이스엑스 팔콘 9 로켓 위에서
태양을 연구하는 별도의 임무를 위해 발사될 것이다.
시간이 말해줄 것이다
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스피어엑스가 수십 년 동안 과학자들의
관심을 끌었던 물리학 문제를
발전시키기 위한 통찰력을 제공할 수 있을까?
시간이 지나면 알게 될 것이다.
출처:
(NBC)
(Science)