천문연, 세계 정상급 망원경 '제미니천문대' 전용 분광기 개발

적외선분광기 개발해 첫 관측 성공

미국 하와이 미우나케아 '제미니천문대' 망원경에 부착 완료한 IGRINS-2 분광기. 사진=천문연 제공

한국천문연구원은 세계 정상급 대형망원경인 '제미니천문대' 전용 적외선 고분산 분광기 IGRINS-2(아이그린스-투)를 개발해 첫 관측에 성공했다고 9일 밝혔다.

제미니천문대는 미국 하와이와 칠레 세로파촌에 각각 1기씩 세워진 지름 8.1m 대형망원경으로 구성됐다. 단일경으로는 스바루 망원경과 함께 세계에서 가장 큰 광학망원경으로 꼽힌다.

미국 하와이 마우나케아에 위치한 제미니천문대. 사진=천문연 제공

천문연 관측기기 개발팀은 올해 10월 해발 4200미터 하와이 마우나케아에 소재한 천문대에 분광기를 설치했고, 행성상성운 NGC 7027의 팽창 중인 기체 방출선을 성공적으로 포착했다.

첫 관측 대상인 백조자리 내의 행성상성운 NGC 7027은 지구로부터 약 3000광년 떨어져 있다. 태양보다 3-4배 질량이 크고 죽음 단계에 있는 별이다. 개발팀은 IGRINS-2를 이용해 중심부로부터 팽창하는 기체로부터 나오는 다양한 분광선들을 성공적으로 포착했다.

IGRINS-2 분광기는 별과 행성계의 탄생과 진화 과정, 외계행성의 발견 및 특성 규명 연구에 특화된 관측기기다. 실리콘 담금격자를 핵심 부품으로 이용해 기존의 분광기보다 작은 부피로 넓은 파장 대역을 높은 감도로 관측할 수 있다. 특히 적외선 영역인 H-밴드(1.49-1.80마이크로미터)와 K-밴드(1.96-2.46마이크로미터) 대역을 동시 관측할 수 있어 천체의 물리적 특성을 자세히 분석할 수 있다.

IGRINS-2 분광기로 촬영한 행성상 성운 NGC 7027의 근적외선 스펙트럼. 사진=천문연 제공

IGRINS-2 카메라로 촬영한 행성상성운 NGC 7027의 2.2마이크로미터 적외선 영상. 사진=천문연 제공

GRINS-2 분광기는 내년 상반기 추가 시험 관측과 성능 검증 후, 이르면 내년 하반기부터 연구에 활용될 예정이다.

박병곤 대형망원경사업단장은 "우리나라 최초로 8미터급 대형망원경의 주력 관측기기를 개발해 활용하게 됐다는 점에서 의의가 크다" 고 전했다.

박찬 책임연구원은 "개발 기간 대부분 코로나19 영향을 받았으나, 일정 지연 없이 시험 관측을 완료했다"며 "국내 천문기술 개발 역량에 자부심을 확고히 하는 계기가 됐다"고 말했다.

한편 분광기는 천체관측 망원경을 통해 모아진 빛을 파장별로 분해해 분석하는 장비다. 천체의 구성 성분이나 천체가 움직이는 속도 등을 파악하기 위해 필수적이다.