“내년 블랙홀 관측에 나선다”…서울대 평창 전파망원경 고주파 첫 신호 검출 성공 [이광식의 천문학+]

한국천문연구원은 한국우주전파관측망(KVN) 4호기 서울대 평창 전파망원경이 처음으로 고주파인 230기가헤르츠(GHz)신호를 검출하는 데 성공했다고 밝혔다. 내년부터는 초대질량 블랙홀 관측에 참여할 예정이다.

이 망원경은 최고 270GHz에 이르는 고주파수 우주전파신호를 관측할 수 있는 세계 최초 5채널(22/43/86/150/230GHz) 수신시스템을 갖추고 있다. 

KVN은 서울, 울산, 제주, 평창에 있는 직경 21m 전파망원경 4기로 구성된 초장기선 전파간섭계(VLBI)로 우리나라 크기만한 가상의 큰 망원경을 구현해 블랙홀이나 활동성은하핵, 별의 탄생과 사멸 지역과 같은 우주의 초미세 구조를 세밀하게 관측할 수 있다. 

지난 10월 100GHz 대역에서 오리온성운 일산화규소 분자선을 성공적으로 검출한 데 이어, 이번에는 높은 주파수 대역인 230GHz 대역에서 오리온성운 일산화탄소 분자선을 검출하는 데 성공했다. 

전파망원경 건설을 담당한 위석오 천문연 전파천문본부 전파기술개발그룹 책임연구원은 “230GHz 관측을 위해서는 전파망원경 주경면을 설계된 곡면과 일치하도록 정밀하게 구현하는 것이 핵심 기술”이라며 “이에 필요한 주요 정밀 부품을 순수 국내 기술로 제작하고 설치했으며 이는 천문연과 관련 국내기업 하이게인안테나의 창의적인 도전 결과”라고 말했다. 

KVN은 현재 단독 관측과 더불어 한일 VLBI 관측망, 동아시아 VLBI 관측망, 유럽 VLBI 관측망, 국제 밀리미터 VLBI 관측망 등 전 세계 전파망원경들과 국제 공동 관측 및 협력 연구를 수행 중이다. 최근에는 M87 블랙홀 관측과 우리은하 중심 궁수자리 블랙홀 관측에 기여했다.  천문연이 독자적으로 개발한 KVN 다주파수 동시관측 수신시스템은 현재 전 세계 여러 전파망원경에 도입돼 국제 표준으로 자리 잡아가고 있다. 이 시스템은 블랙홀 관측을 위한 거대 국제공동연구 프로젝트인 ‘차세대 사건지평선망원경(EHT) 프로젝트’의 핵심 관측 시스템으로도 채택됐다. 

내년부터 KVN 평창 전파망원경은 기존 KVN 망원경 3기와 더불어 EHT 프로젝트에 참가해 초대질량 블랙홀 관측에 직접 참여할 예정이다. EHT는 전 세계에 산재한 전파망원경을 연결해 지구 크기의 가상 망원경을 만들어 블랙홀 영상을 포착하려는 프로젝트다. 

내년 상반기 시범 운영을 거쳐 하반기부터 본격적인 관측 운영을 하게 될 KVN 평창 전파망원경은 천체 관측 영상 성능을 2배 이상 높여 우주 초미세구조 연구에 크게 기여할 것으로 기대된다.

김기태 천문연 전파천문본부장은 “평창 전파망원경 건설로 동아시아 및 국제 밀리미터 VLBI 관측망에서 KVN의 위상이 더 높아지고 있다”며 “EHT 관련 국제협력에서 한국 연구팀의 역할이 더 중요해질 것“이라고 말했다.

이광식 과학 칼럼니스트 joand999@naver.com