우리 인간에게는 우주를 이해하는 데 갈망 할 수없는 굶주림이 있습니다. Carl Sagan이 말했듯이“이해는 이해합니다.” 그러나 우주를 이해하려면 우주를 더 잘 관찰 할 수있는 방법이 필요합니다. 그리고 그것은 하나의 큰 의미, 즉 거대한 거대한 망원경을 의미합니다.
이 시리즈에서는 세계의 곧 출시 될 슈퍼 망원경을 살펴 보겠습니다.
- 자이언트 마젤란 망원경
- 압도적으로 큰 망원경
- 30 미터 망원경
- 매우 큰 유럽 망원경
- 큰 시놉 틱 측량 망원경
- 제임스 웹 우주 망원경
- 광 시야 적외선 측량 망원경
허블 우주 망원경이 우주에 대한 우리의 지식 상태에 미친 영향을 잊어 버리기 쉽습니다. 실제로, 그것은 성공의 가장 좋은 측정치 일 수 있습니다. 우리는 허블을 배웠습니다. 그러나 허블보다 훨씬 강력한 WFIRST를 포함한 다른 우주 망원경이 개발되고있다. 이 망원경들이 우주에 대한 우리의 이해를 얼마나 넓힐 것입니까?
"WFIRST는 허블과 거의 같은 방식으로 우주의 불가사의에 눈을 뜨는 잠재력을 가지고 있습니다." – John Grunsfeld, NASA 과학 선교국
James Webb Space Telescope (JWST)가 종종 그렇게 유명하지만 WFIRST는 허블의 진정한 후계자 일 수 있습니다. 그러나 WFIRST를 망원경으로 부르는 것조차 부정확 할 수 있습니다. 천체 물리학 관측소라고하는 것이 더 정확합니다. 과학의 주요 목표 중 하나는 우주의 확장을 이끄는 신비한 힘인 암흑 에너지와 그 확장을 늦추기 어려운 발견하기 어려운 물질 인 암흑 물질을 연구하는 것이기 때문입니다.
WFIRST는 허블과 같은 크기의 2.4 미터 거울을 갖습니다. 그러나 그 거울의 힘을 확장시키는 카메라가있을 것입니다. Wide Field Instrument는 288 메가 픽셀 다중 대역 근적외선 카메라입니다. 작동되면 Hubble의 이미지만큼 선명한 이미지를 캡처합니다. 그러나 한 가지 큰 차이점이 있습니다. 광 시야 계측기는 허블보다 100 배 이상 큰 이미지를 캡처합니다.
WFIRST는 광 시야 계측기와 함께 코로나 그래픽 계측기를 갖습니다. 코로나 그래픽 인스트루먼트는 외계 행성 연구를 진행할 것입니다. 필터와 마스크 시스템을 사용하여 다른 별의 빛을 차단하고 별을 공전하는 행성에서 연마합니다. 이것은 거주 성을 결정하는 주요 방법 중 하나 인 외계 행성 대기에 대한 매우 상세한 연구를 가능하게한다.
정확한 날짜를 정하기에는 아직 이르지만 WFIRST는 2025 년에 출시 될 예정입니다. 그러나 발사 될 때 WFIRST는 Sun-Earth LaGrange Point 2 (L2)로 이동할 계획입니다. L2는 WFIRST가 중단없이 작업을 수행 할 수있는 공간에서 중력이 균형 잡힌 지점입니다. 임무는 약 6 년 지속될 예정입니다.
워싱턴에있는 NASA의 과학 미션 디렉터이자 우주 비행사이자 부사장 인 존 그런 스 펠트 (John Grunsfeld)는“WFIRST는 허블과 같은 방식으로 우주의 경이로움에 눈을 뜨게 할 가능성이 있습니다. "이 임무는 우리 고유의 태양계를 넘어 행성을 발견하고 특성화하는 능력과 암흑 에너지 및 암흑 물질의 신비를 풀기 위해 우주를 넓고 깊게 볼 수있는 감도 및 광학 기능을 결합한 것입니다."
간단히 말해서, 다크 에너지가 될 수있는 것에 대한 두 가지 제안이 있습니다. 첫 번째는 우주 전체에서 암흑 에너지가 균일 한 우주 상수입니다. 두 번째는 스칼라 필드로 알려진 곳으로, 암흑 에너지의 밀도는 시간과 공간에 따라 다를 수 있습니다.
1990 년대 이후, 우주의 팽창이 가속화되고 있음을 관찰 한 바 있습니다. 그 가속은 약 50 억년 전에 시작되었습니다. 우리는 다크 에너지가 가속화 된 확장에 책임이 있다고 생각합니다. WFIRST는 우주에 대한 크고 상세한 이미지를 제공함으로써 천문학 자들이 시간이 지남에 따라 그리고 넓은 지역에 걸쳐 확장을지도 할 수있게 해줄 것입니다. 또한 WFIRST는 수 은하의 모양, 위치 및 거리를 정밀하게 측정하여 은하단과 암흑 물질을 포함한 우주 구조의 분포와 성장을 추적합니다. 희망은 이것이 다크 에너지에 관해서 우리에게 다음 단계의 이해를 제공 할 것입니다.
만약 모든 소리가 너무 복잡하다면, 이런 식으로보십시오 : 우리는 우주가 확장되고 있음을 알고 있으며 확장이 가속화되고 있음을 알고 있습니다. 우리는 왜 확장하고 있는지, 어떻게 알고 있는지 알고 싶습니다. 확장을 추진하는 힘에 '다크 에너지 (Dark Energy)'라는 이름을 부여했으며 이제 그에 대해 더 알고 싶습니다.
암흑 에너지와 우주의 확장은 거대한 미스터리이며 우주 론자들을 이끄는 질문입니다. (그들은 우주가 어떻게 끝날지 정말로 알고 싶어합니다!) 그러나 우리 중 많은 사람들에게 또 다른 질문은 더 설득력이 있습니다. 우리는 우주에 혼자 있습니까?
그에 대한 빠른 답은 없지만, 우리가 찾은 답은 외계 행성에 대한 연구로 시작되며, WFIRST도 우수 할 것입니다.
워싱턴에있는 NASA의 천체 물리학과 디렉터 인 폴 헤르츠 (Paul Hertz)는“WFIRST는 천문학 계에서 가장 우선 순위가 높은 과학 분야를 다루도록 설계되었습니다. “광 시야 계측기는 망원경으로 허블의 깊이와 품질을 가지면서도 100 배나되는 단일 이미지를 캡처 할 수 있습니다. 코로나 그래프는 혁신적인 과학을 제공하여 희미하지만 가스가 많은 세계와 초지대의 이미지를 직접 포착합니다.”
"코로나 그래프는 혁신적인 과학을 제공하여 희미하지만 멀리있는 기체 세계와 슈퍼 아티스트의 직접 이미지를 캡처합니다." – NASA 천체 물리학과 Paul Hertz
외계 행성 연구의 어려움은 그들이 모두 공전하는 별이라는 것이다. 별은 너무 밝아서 행성을 자세히 볼 수 없습니다. 마치 몇 마일 떨어진 등대를 쳐다보고 등대 근처에서 곤충을 연구하는 것과 같습니다.
WFIRST의 Coronagraphic Instrument는 먼 별의 빛을 차단하는 데 탁월합니다. 거울과 마스크 시스템으로 그렇게합니다. 이것이 외계 행성 연구를 가능하게하는 것입니다. 별에서 나오는 빛을 다룰 때만 외계 행성의 성질을 조사 할 수 있습니다.
이것은 외계 행성의 대기의 화학 성분에 대한 자세한 측정을 가능하게합니다. 수천 개의 행성에서 이것을 수행함으로써, 우리는 다른 유형의 별 주위에 행성이 형성되는 것을 이해하기 시작할 수 있습니다. 그러나 Coronagraphic Instrument에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다.
Coronagraphic Instrument는 WFIRST에 늦게 추가되었습니다. WFIRST의 다른 기기 중 일부는 기기와 함께 작동하도록 최적화되어 있지 않으므로 작동에 약간의 제한이 있습니다. 가스 거인과 소위 수퍼 히트 만 공부할 수있을 것입니다. 이 큰 행성들은 단순히 크기 때문에 공부하기 위해 많은 벌금을 요구하지 않습니다. 지구와 같은 세계는 아마도 코로나 그래픽 악기의 힘을 넘어 설 것입니다.
이러한 한계는 장기적으로 큰 문제가되지 않습니다. 코로나 그래프는 실제로 기술 데모에 지나지 않으며 외계 행성 연구의 최종 게임을 나타내지 않습니다. 이 악기에서 배운 것은 미래에 우리를 도울 것입니다. 언젠가 WFIRST의 후임자가있을 것입니다. 아마 수십 년이 지난 지금까지 코로나 그래프 기술은 많은 발전을 이룰 것입니다. 미래에는 지구와 같은 외계 행성의 직접적인 스냅 샷이 가능할 수도 있습니다.
그러나 우리는 그렇게 오래 기다릴 필요가 없습니다.
WFIRST에서 코로나 그래프의 효과를 향상시켜 지구와 같은 행성을 이미징 할 수있는 계획이 있습니다. EXO-S Starshade라고합니다.
EXO-S 스타 셰이드는 34m 직경의 배치 가능한 셰이딩 시스템으로 스타 라이트가 WFIRST의 기능을 손상시키지 않도록 차단합니다. 실제로는 별도의 공예품으로, 별도로 발사되어 L2의 WFIRST와 만나는 길로 보내졌습니다. 테 더링되지는 않지만 카메라 시스템과 가이드 라이트를 통해 WFIRST와 방향을 잡습니다. 실제로 스타 셰이드의 힘의 일부는 WFIRST에서 약 4 만에서 5 만 km 떨어져 있다는 것입니다.
암흑 에너지와 외계 행성은 WFIRST의 우선 순위이지만 더 나은 망원경을 기다리는 다른 발견이 항상 있습니다. WFIRST에서 배울 내용을 모두 예측할 수는 없습니다. 허블의 이미지만큼 상세하지만 100 배 더 큰 이미지로 놀라운 결과를 얻었습니다.
"이 임무는 우주에서 가장 흥미로운 물체를 찾기 위해 우주를 조사 할 것입니다." – Neil Gehrels, WFIRST 프로젝트 과학자
메릴랜드 주 그린벨트에있는 NASA의 고다드 우주 비행 센터 (Godard Space Flight Center)의 WFIRST 프로젝트 과학자 인 Neil Gehrels는“암흑 에너지와 외계 행성에 대한 흥미로운 기능 외에도 WFIRST는 모든 천문학 자들에게 훌륭한 데이터의 보물을 제공 할 것입니다. "이 임무는 우주에서 가장 흥미로운 물체를 찾기 위해 우주를 조사 할 것입니다."
향후 몇 년 안에 모든 슈퍼 망원경이 온라인으로 출시되면서 놀라운 발견을 기대할 수 있습니다. 10 년에서 20 년 후에 우리의 지식은 상당히 발전 할 것입니다. 암흑 물질과 암흑 에너지에 대해 무엇을 배울 것입니까? 외계 행성 인구에 대해 무엇을 알 수 있습니까?
지금 우리는 이러한 것들에 대한 이해를 높이기 위해 모색하는 것처럼 보이지만 WFIRST와 다른 Super Telescopes를 사용하면 더 목적에 맞는 연구를 할 수 있습니다.
