허블상수(the Hubble Constant)는 우주가 얼마나 빨리 팽창하는지를 의미하는 상수로서 우주론의 기본적 상수 중 하나이다. 그러나 다양한 관측을 통해 계산된 허블 상수와 빅뱅의 여파인 우주배경복사를 통해 예견된 허블상수와는 차이가 존재하는데 이 차이를 허블텐션(Hubble Tension)이라 한다. 허블텐션의 가장 강력한 관측 증거 일부를 검증하고 개선하기 위한 제임스웹 우주망원경 관측이 진행되고 있다. 노벨상 수상자인 존스홉킨스대학 및 우주망원경과학연구소의 애덤 리스(Adam Riess)는 허블상수의 국부적 측정치를 개선하기 위해 진행한 제임스웹우주망원경 관측현황을 발표하였다. 다음의 내용은 애덤 리스의 발표 내용을 요약한 것이다. 사진 설명> 이 사진은 NGC 5584 은하의 사진으로서 제..

사진 1> 각각의 사진은 머나먼 거리에 있는 퀘이사가 전면의 무거운 은하 중심핵 주위에서 굴절되고 있는 모습을 허블우주망원경이 촬영한 것이다. 이 때 은하는 마치 돋보기처럼 작용하여 배후에서 온 퀘이사의 빛을 굴절시키며 퀘이사의 모습을 여러 개 만들어낸다. 이러한 효과를 중력렌즈효과라 한다. 퀘이사는 활동성 블랙홀이 만들어내는 머나먼 우주의 가로등과도 같은 천체이다. 중력렌즈 퀘이사로부터 발생한 빛은 약간씩 다른 경로를 거쳐 지구로 도달한다. 각 경로의 길이는 시공간을 구부리는 물질의 양에 따라 달라진다. 천문학자들은 각 경로를 추적하면서 블랙홀이 물질을 먹어치울 때 발생하는 퀘이사의 깜빡임을 모니터링했다. 퀘이사가 깜빡일 때 중력렌즈를 통해 분리된 퀘이사의 빛들은 서로 다른 시간에 밝아진다. 천문학자들..

사진 1> 대마젤란 은하 내의 LHA 120-N11 지구로부터 약 20만 광년 거리에 존재하는 우리은하 미리내의 위성은하인 대마젤란 은하는 미리내 주위를 천천히 활보하고 있다. 대마젤란은하의 가스 구름은 미리내의 중력에 영향을 받아 붕괴하며 새로운 별들을 만들어내고 있다. 이 사진은 이어서 나타나는 다채로운 빛들을 허블우주망원경으로 촬영한 것이다. 허블우주망원경의 데이터로 측정한 오늘날 우주의 팽창률은 우주가 130억년 전 빅뱅이후 짧은 순간 어떻게 탄생했는가에 근거를 둔 우주의 팽창률 예측치와 맞지 않는다. 천문학자들은 허블우주망원경의 새로운 관측 데이터를 통해 이러한 불일치 수치가 그저 우연일 가능성이 상당히 낮다는 점을 규명하고 있다. 천문학자들은 허블우주망원경의 새로운 관측 데이터를 이용하여 주위..

그림 1> 이 삽화는 천문학자들이 우주의 팽창율을 유례없는 정확도로 측정해 나간 세 단계를 보여주고 있다. 이번 작업으로 인해 우주의 팽창율에 대한 부정확성은 2.4퍼센트 수준으로 줄어들었다. 천문학자들은 우주적 거리측정 사다리를 보다 간소하면서도 견고하게 구축함으로써 이번 성과를 이뤄낼 수 있었다. 각 단계는 왼쪽부터 다음과 같다. 우선 천문학자들은 허블우주망원경을 이용하여 세페이드 변광성이라 부르는 주기적인 빛의 밝기 변화를 보여주는 별까지의 거리를 측정하였다. 이 측정에는 연주시차라 부르는 기초적인 기하학적 방법이 채용되었다. 이 기술은 지구에서 거리를 측정하는 토목기사들이 사용하는 것과 동일한 방식이다. 그 거리를 규명함으로써 세페이드 변광성에 대한 고유 밝기 측정치가 얻어지면, 동일 주기를 갖는..

사진 1> 이 사진은 나선은하 NGC 3021을 촬영한 사진이다. 이 은하는 천문학자들이 허블상수라고 부르는, 우주의 팽창률을 정교하게 다듬기 위해 관측한 Ia 유형의 초신성들이 발견되었던 은하이다. 허블은 이 은하에서 세페이드 변광성의 정확한 측량을 실시하였는데 4개의 박스 안에 초록색 원으로 표시된 것이 측량의 대상이 된 세페이드 변광성이다. 세페이드 변광성들이 보이는 주기적인 변광패턴은 이들의 절대광도와 연관되어 있다. 이러한 특성은 이 천체들을 우주에서 거리를 측정하는 측정기준자로서 만들어주었다. 한편 세페이드 변광성들은 매우 멀리 떨어진 천체이면서 훨씬더 밝은 거리 표지인 Ia 유형의 초신성 측정치를 검증하거나 정교화하는데 사용되기도 한다. 이 은하에서 초신성이 목격된것은 1995년의 일이며, ..