제임스웹우주망원경은 2021년 12월 우주 기원에 다가가겠다는 목표와 함께 발사됐다. 1개월에 걸쳐 지구에서 160km 떨어진 제2 라그랑주점이라는 관측 장소에 도착해 이곳에서 6개월에 걸쳐 과학 관측을 위한 조정 작업을 실시했다. 지난해 7월에는 130억 년 이상 전 심우주를 포착한 제임스웹우주망원경에 의한 첫 풀컬러 이미지를 바이든 미국 대통령이 선보였다. 몇 개월 뒤에는 처음으로 공개한 이미지 8배 면적 딥필드를 촬영한 것이었다.
제임스웹우주망원경이 진행한 본격적인 과학 관측 캠페인이 시작된 지 1년이 지났다. 제임스웹우주망원경이 포착한 신비하고 아름다운 우주 광경은 어떤 게 있을까.
먼저 390광년 떨어진 가장 가까운 별 탄생 지역인 로 오피우치(Rho Ophiuchi), 별주인자리다. 제임스웹우주망원경은 근적외선 카메라(NIRCam)와 중적외선 측정기(MIRI)를 탑재하고 있다. 이 이미지는 근적외선 카메라로 촬영했으며 거대한 수소 분자 제트가 빨간색으로 표시된다. 사진 속 영역에는 젊은 별 50개 정도가 존재하고 있다고 한다.
다음은 오리온성운에 위치한 오리온 바(Orion Bar). 지구에서 1,350광년 떨어진 곳에 위치하고 있다. 마찬가지로 근적외선 카메라로 촬영한 것으로 가스 어두운 영역에는 연구자가 성간 화학에서 중요한 요소일 수 있다고 생각하는 탄소분자가 포함되어 있다. 제임스웹우주망원경은 L2 지점에서 우주 공간에 위치한 별과 가스가 빛나는 영역을 찍을 뿐 아니라 가스에 존재하는 분자도 특정할 수 있다.
다음은 WR 124(Wolf-Rayet 124). 울프레이예 별 WR 124는 태양 30배 이상 질량을 가진 별이었지만 지금까지 태양 10개 분량 질량을 잃고 있다. 지구로부터 1만 5,000광년 떨어져 있는 곳이다. 빛나면서도 죽어가는 항성을 담아낸 것.
다음은 천왕성(Uranus). 2023년 2월 6일 촬영한 것으로 토성을 둘러싼 고리만큼 제대로 보이는 건 아니지만 천왕성에도 고리가 존재한다. 13개가 있는 천왕성 고리는 얇지만 제임스웹우주망원경에는 분명하게 보인다. 이 이미지에는 흰색과 큰 천왕성 극관도 선명하게 찍혀 있다. 이 극관은 2028년에는 지구에 접하는 면에 위치, 제임스웹우주망원경에게는 또 다른 촬영 기회가 될 것으로 보인다.
다음은 LEDA 2046648. 헤라클레스 자리에 위치한 나선형 은하로 지구에서 10억 광년 이상 떨어져 있다.
남쪽 고리 성운(Southern Ring Nebula)은 지난해 7월 공개한 것으로 제임스웹우주망원경이 처음으로 촬영한 천체 중 하나이기도 하다. 좌우로 늘어선 이미지는 2022년 12월 공개된 것으로 같은 구조 다른 측면을 관측할 수 있는 제임스웹우주망원경 성능을 보여주고 있다. 이 성운은 2000광년 떨어진 항성이 초신성이 되지 않고 일생을 마치는 과정에서 2,500년 전에 탄생했다.
창조의 기둥(Pillars of Creation)은 7,000광년 떨어진 독수리 성운에 위치한 것으로 1995년 허블우주망원경이 포착하면서 유명해진 천체다. 제임스웹우주망원경이 찍은 이미지는 허블 버전과 비교해 훨씬 별리 눈부시게 빛나고 있다.
타란툴라성운(Tarantula Nebula)은 16만 1,000광년 떨어진 대마젤란성운에 위치하고 있다. 2022년 9월 근적외선 카메라로 촬영한 것으로 성운 모양이 거미줄이 붙은 독거리 둥지와 비슷해 붙여진 이름이다. 이 이미지 속에는 갓 태어난 원시성도 찍혀 있다고 한다.
유령은하(Phantom Galaxy) M74는 나선형 은하로 나선을 그리는 구조 속에는 가스와 구름, 먼지, 별 형성 영역이 존재하고 있다. 이 은하 이미지는 허블우주망원경과 제임스웹우주망원경이 취득한 데이터를 맞춘 것으로 2022년 8월 공개됐다.
태양계 최대 거대 가스 행성인 목성도 근적외선 카메라로 관측했다. 이 이미지 속에선 북극과 남극 모두에서 목성 오로라를 포착했다. 목성 오로라 방사는 고도의 H3+ 이온에서 비롯된 것으로 보인다.
수레바퀴은하(Cartwheel Galaxy)는 지구에서 5억 광년 떨어져 있으며 제임스웹우주망원경은 2022년 8월 해당 이미지를 공개했다. 두 은하가 충돌해 형성된 이 은하는 외측 고리가 4억 4,000만 년에 걸쳐 팽창하고 있다고 한다.
지난해 8월 공개된 CEERS 심우주 이미지에는 빅뱅 3억 9,000만 년 이후 형성된 오래된 은하가 포함되어 있었다. 이어 올해 7월 초에는 제임스웹우주망원경을 운용하는 STSci는 이런 데이터 일부를 영상화해 2억 광년을 1초 만에 날아가는 심우주 영상을 공개하기도 했다.