[천문/우주] 우주에 JWST가 있다면 지구엔 WMKO가 있다! (Keck 천문대) Pt.1

겸손과검소 2021.10.16 08:48:13

 

일단 이 글을 쓰게 용기와 영감을 주신 @awkmaster님께 감사드립니다. 

[천문/우주] James Webb Space Telescope (JWST) - 제임스웹우주망원경을 소개합니다

(저도 일 하는 곳이 일 하는 곳이다보니 JWST에 대한 소식도 자주 듣고 있었는데 어느덧 발사군요. 많은 분들의 노력이 들어간 만큼 성공적으로 comission 되길 기원합니다.)

 

저희 마모인들이 좋아하는 여행지가 몇군데 있지요. 칸쿤 올 인클루시브도 좋고, 유럽도 좋고, 미국 내에선 하와이도 빼 놓을 수 없지요. 그리고 하와이하면 주로 호놀룰루가 있는 오아후 섬이나 자연을 만끽 할 수 있는 카우아이 섬 등이 유명한데요. 제가 이번에 소개드리고 싶은 물건(?)은 빅아일랜드라고 더 자주 불리는 Island of Hawaii에 위치하고 있습니다. 일단 하와이 사진 하나 보고 가시죠.

 

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위에 사진은 기필코 제가 하와이에서 직접 찍은 눈 덮인 하와이의 사진이 확실합니다. 빅아일랜드에는 Mauna Loa와 Mauna Kea 라는 형제?자매?남매? 산이있는데요. 그 중에 Mauna Kea 꼭대기에 위치하고 있는 Mauna Kea Observatory들의 사진입니다. 고도가 4910m에 위치하고 있다 보니 기온이 낮아서 뜨거운 태양 아래 Dole Whip 먹고 있어야 하는 하와이에서도 이렇게 눈을 볼 수 있습니다. 이곳엔 여러 나라에서 투자/운영 하고 있는 천문대들이 여러군데 있는데 그 중에서도 저는 W.M. Keck Observatory를 소개해 드리려고 합니다. 이것도 사진 부터 보시죠.

 

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저 3개의 돔이 다 Keck 천문대는 아니구요, 왼쪽에는 이웃인 Subaru 천문대, 오른쪽에 아이스크린 두 스쿱 떠놓은 모양의 천문대가 Keck 천문대입니다. 각각 1993년(Keck 1)과 1996년(Keck 2)에 완성되어 현재까지도 활발하게 천문학 연구에 도움이 되고 있는 짱짱한 현역들 되시겠습니다. 한 천문대에 망원경이 두개라 한꺼번에 다 보여드리기는 힘들고 내부사진 하나 보여드릴게요.

 

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두 천체 망원경 중 어느놈인지는 기억이 가물가물하지만 뒤에서 찍은 사진입니다. 사진이라 실감이 잘 나실지는 모르겠는데 이래보여도 직경 10m 의 망원경이 되시겠습니다. 이정도면 망원경이라고 하기도 뭐 한 것이 어마무시하게 큽니다. 완성되었을 당시에는 세계에서 제일 큰 망원경들이었다고 합니다. 지금은 공동 3위쯤 하는거 같네요.

 

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(출처 https://www.hawaiipublicradio.org/science/2015-11-24/keck-observatory-celebrates-25-years-of-discovery)

 

위의 사진은 정면에서 찍은 사진인데요, awkmaster님의 JWST글을 보고 오신분이라면 거울들 모양이 꽤나 비슷하단걸 눈치 채셨을 겁니다. 이 모양에 대해 간단하게 설명을 드리자면 망원경은 한마디로 빛을 모으는 도구인데, 저 거울들이 크면 클 수록 모으는 빛이 많아집니다. 모으는 빛이 많아 질 수록 희미한 별들도 잘 볼 수 있게 되구요. 하지만 천체관측용으로 쓰일 수 있을 정도의 정밀한 거울을 만들자면 크기가 커질수록 가격이 천문학적으로 비싸집니다. 그리고 혹시라도 그 미친듯이 비싼 거울에 스크래치라도 난다면... 깨진다면?! 상상하기도 싫네요 ^^;;; 그래서 커다란 거울 하나 대신에 자그마한 육각형 거울 여러개를붙이는 방식이 개발이 되었고 제가 아는 한도 내에선 Keck 천문대에 처음으로 도입된 방식으로 알고 있습니다. 그리고 이 방식은 만~약에 제가 2부 글을 쓰게 된다면 소개 해드릴 굉장히 획기적인 기술을 가능하게 합니다.

 

이 커다란 망원경들이 제 역할을 할려면 일단 이 넓디 넓은 우주 가운데서 자기 위치를 정확히 파악하고 어디를 보고 있는지 정확히 파악 할 수 있어야 합니다. 그래야지 상대적으로 다른 별들이 어디에 있는지 정확히 알 수 있거든요. 이걸 저희끼리는 indexing 혹은 homing 이라고 부르는데 한국어로 번역이 안되네요. 매일 밤 관측을 시작 하기 전에 indexing을 마치고 망원경이 정상적으로 작동하는 지를 확인하는 작업을 하는데요, 운좋게도 제가 그 장면을 타임랩스 영상으로 담은 적이 있어서 여러분께 보여드릴게요.

 

(수전증이 있어 손떨림 양해 부탁드립니다...)

 

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그럼 다시 천문대 밖으로 나와서 리마인드를 드리자면 Keck 천문대에는 위에서 보신 어마어마하게 크고 훌륭한 망원경은 하나가 아니라 두개나(?!) 있습니다. 이렇게 어마어마하게 크고 훌륭한 망원경은 좋기도 하지만 비싸기도 할 텐데 하나만 지으면 되지 왜 두개나 건설하냐, 돈아깝게시리... 하실 수 있는 분도 있겠지만 여기에는 다 이유가 있다고 합니다.

 

일반적인 사람들에게는 다들 눈이 한 쌍이 있습니다. 각 눈에 맺히는 상이 조금씩은 다를 수 밖에 없고 그 차이를 이용하여 저희 뇌에서는 원근감을 찾는다고 알고 있습니다. Keck 천문대에 있는 한 쌍의 망원경들도 비슷한 역할을 했습니다(과거형). 전문영어로 interferometry, 한국어로 간섭계(?) 라고 하는데 조금 떨어진 위치에서 한 목표를 관측하고 그 자료를 정리해서 좀더 자세한 정보들을 얻을수 있게 되는 것이죠. 혹시 이 영화 기억 하시나요?

 

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젊었을 적 죠디 포스터 뒤로 보이는 저 안테나들이 사실은 다 망원경이란 사실, 알고 계셨나요? 저 위성티비 안테나 같이 생긴 애들은 Puerto Rico에 있는 Arecibo Observatory에 있는 전파망원경들입니다. 저것들이 다 interferometry에 쓰이는건데요, 파리나 잠자리같은 곤충들이 작은 눈이 여러개 모여있듯 더 많은 망원경들이 모일수록 더 선명해지는 대충 그런 원리라고 생각하시면 됩니다. Keck 천문대의 망원경 한쌍도 원래는 이런 의도로 제작되었었는데요, 요즈음에는 제가 쓸지 안쓸지도 모르는 Part 2를 위해 남겨둔 그 기술에 밀려 interferometry 용도로는 사용되고 있지 않습니다. 그런데도 제가 왜 이렇게 주저리 주저리 대냐면요, 제가 좋아하는 이 사진을 보여드리고 싶어서 그랬습니다.

 

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Mauna Kea Observatory 중에서도 이렇게 interferometry를 하는 전파망원경들도 있는데, 요녀석들은 Submillimeter Array (SMA) 라고 불립니다.

 

암튼 끝마무리가 좀 이상하긴 하지만 여기까지 TMI TMT(Too Much Information, Too Much Talking)인 제 글을 읽어주셔서 감사합니다. 마일모아에서 사랑받는 하와이에서 이런 일도 일어나고 있다는걸 알려드릴수 있게 되서 영광이구요. 

 

그러면 마지막으로 쓰일지 안 쓰일지 모르는 2부의 티져가 될 수도 있는 유투브 영상 하나 끌어와 봅니다.