16년간의 임무를 끝낸 스피처 우주망원경, 이를 대신할 제임스 웹 망원경

16년 간의 임무를 끝낸 스피처 우주 망원경 

그리고 이를 대체할 제임스 웹 우주 망원경

Spitzer 우주 망원경이 16년 이상 적외선으로 우주를 탐사 한 끝에 그의 임무를 마감했습니다.

16년 이상 적외선으로 우주를 연구하고 태양계, 은하계 및 그 너머의 새로운 경이로움을 드러낸 후 스피처 우주 망원경의 모든 과학 임무가 2020년 1월에 공식적으로 끝났습니다.

2003년 8월 25일 1:35:39 (EDT)에 케이프커내버럴 공군 기지에서 델타 II 7920H ELV 로켓에 실려 발사된 Spitzer 우주망원경은 허블 우주 망원경, 찬드라 X- 선 관측소 그리고 Compton 감마선 관측소와 함께 Great Observatories(대형 망원경) 프로그램이였습니다. 

이 프로그램의 4번째이자 마지막 망원경이였던 Spitzer가 발사됨으로 해서 서로 다른 파장의 빛을 사용하여 더 완전한 우주 그림을 만드는 힘을 보여주었습니다.

Spitzer 망원경의 주경의 직경은 85cm이며, 구경비(F 값)는 12이므로, 초점 거리는 주 거울 직경의 12배인 10.2 m입니다. 또한 주경은 베릴륨으로 제작되었으며, 5.5 켈빈으로 유지됩니다. 

스피처 우주 망원경에는 총 3개의 장비가 탑재되어 있으며, 각각 3 - 180㎛ 파장 대역에서의 영상 및 측광, 5 - 40㎛ 대역에서의 분광, 5 - 100㎛ 대역에서의 분광측광을 담당합니다.

스피처 우주 망원경이 탑재한 3개의 장비

IRAC (Infrared Array Camera, 적외선 어레이 카메라)  

4개의 파장(3.6 µm, 4.5 µm, 5.8 µm, 8 µm)에 대해 동시에 작동하는 카메라 

각 모듈은 256 × 256 픽셀의 검출기로 구성되며, 단파장용 검출기는 인듐안티몬으로 제작, 장파장용 검출기는 비소를 첨가한 실리콘으로 제작.

IRS (Infrared Spectrograph, 적외선 분광기)  

4개의 모듈로 이루어진 적외선 분광기이며, 각 기기는 5.3-14 µm (저해상도), 10-19.5 µm (고해상도), 14-40 µm (저해상도), 19-37 µm (고해상도)의 파장을 검출.

각 모듈은 128x128 픽셀의 검출기로 이루어져 있으며, 단파장용 검출기는 비소를 첨가한 실리콘을 이용해서, 장파장용 검출기는 안티몬을 첨가한 실리콘을 이용해 제작.

MIPS (Multiband Imaging Photometer for Spitzer, 스피처용 다밴드 영상 광도계)  

원적외선 영역의 3개의 검출기 어레이. 24µm 파장용은 128x128 픽셀이며, 70µm 파장용은 32x32 픽셀, 160µm 파장용은 2×20 픽셀이다.

24µm 검출기는 IRS 단파장 모듈과 동일하며 70µm 검출기와 160 µm 검출기는 모두 갈륨을 첨가한 저마늄으로 만들어졌지만, 160µm 용 검출기는 기계적인 스트레스를 각 픽셀에 가해줌으로서 밴드갭을 낮추고, 장파장에 대한 민감도를 향상시켰다.

NASA의 과학 임무 부행정관인 Thomas Zurbuchen은 "Spitzer는 우주의 완전히 새로운 측면에 대해 우리에게 가르쳐 주었고 우주가 어떻게 작동하는지 이해하고 우리의 기원에 대한 질문을 다루고 우리가 혼자인지 아닌지에 대해 많은 단계를 밟았습니다." 라고 말했습니다.

Spitzer 망원경이 이룬 많은 과학적 공헌에는 우리 태양계에서 혜성과 소행성을 연구했으며 이전에 확인되지 않은 토성 주위의 고리를 발견했습니다. 

별과 행성의 형성, 고대 우주 에서 오늘날 까지 은하의 진화, 성간 먼지의 구성을 연구했으며 또한 외계 행성을 탐지하고 행성의 대기 특성을 연구하는데 있어서 아주 강력한 도구였습니다.

적외선으로 촬영된 안드로메다 은하(M31)

Spitzer의 가장 잘 알려진 연구로는 TRAPPIST-1 시스템에서 지구 크기의 행성 7개를 탐지하고 그 질량과 밀도를 파악하는 것이였습니다. 이는 지금까지 발견된 단일 항성을 공전하는 지구형 행성 중 가장 많은 수였습니다.

NASA는 2016년에 천체 물리학 임무를 검토 한 후 더 깊은 우주를 탐사하기 위해 Spitzer를 대체할 새로운 적외선 망원경으로 제임스 웹(James Webb) 우주 망원경의 발사하기로 결정했고 이에 2018년 스피처 임무를 종료하기로 결정했습니다.

그러나 2018년 발사하기로 했던 제임스 웹 망원경의 발사가 2021년 3월로 연기되었고 Spitzer 망원경은 2020년 까지 임무 기간을 연장했습니다. 

제임스 웹 우주 망원경은 2020년 발생한 코로나 바이러스로 인해 2021년 10월 31일로 다시 연기되었습니다.

2020년 7월 캘리포니아 주 레돈도 비치 노스 롭 그루먼 클린 룸에 점검중인 제임스 웹 우주망원경

Spitzer 최초의 우주 기반 적외선 망원경은 아니었지만 출시 당시 역사상 가장 민감한 적외선 망원경이었으며 이전 모델보다 적외선 우주에 대한 더 깊고 광범위한 시야를 제공했습니다. 

지구 대기 위에 위치해 있기 때문에 스피처는 지상에서 관찰 할 수없는 일부 파장을 감지 할 수 있었고 또한 지구상의 더 큰 망원경에서 가능했던 것보다 더 나은 감도를 제공했습니다.

스피처의 중요 발견으로는 2014년에 새로 형성된 행성계에서 소행성 충돌의 증거를 발견하여 그러한 충돌이 초기 태양계에서 흔하고 일부 행성의 형성에 중요 할 수 있다는 증거를 제공했습니다. 

2016년 Spitzer는 허블 우주망원경과 협력하여 지금까지 감지된 가장 먼 은하를 이미지화 했습니다.