달탐사선 '다누리' 탑재체로 24억 광년 떨어진 감마선 폭발 측정

지질자원연 김경자 박사팀, 분광기로 감마선 분석

[이데일리 강민구 기자] 우리나라 달탐사선 다누리호에 실린 감마선분광기로 감마선 폭발을 관측한 결과에 대한 논문이 발표됐다.

한국지질자원연구원은 김경자 박사 연구팀이 다누리에 탑재된 KGRS 감마선 분광기로 관측한 감마선 폭발에 대한 연구논문을 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트’에 지난 17일자로 발표했다고 20일 밝혔다.

다누리호에 실린 감마선 분광기.(사진=한국지질자원연구원)

감마선 폭발은 우주에서 가장 강력하고 신비로운 현상 중 하나이다. 우주의 기원과 진화에 대한 이해를 더 깊이 할 수 있게 해준다. 특히 감마선 폭발은 초기 우주의 물질 구성과 진화 과정을 연구하는 데 중요한 역할을 하며, 블랙홀의 형성 과정과 성질에 대한 정보를 제공한다.

이번 논문은 지난 2022년 10월 9일에 발생한 감마선 폭발을 측정한 결과를 분석했다. 10시간 동안 계속 방출된 것으로 추정되는 광자 에너지는 최대 18TeV(테라전자볼트)에 달했고, 이는 10TeV 이상의 에너지가 관찰된 이후 처음이다.

에너지 구간에 따라 다르지만 감마선은 최대 49배까지 증가한 것으로 나타났다. 연구팀은 다누리호 발사 4일째인 2022년 8월 9일부터 감마선 자료를 수집했다. 분광기는 2022년 10월 9일 오후 1시 21분, 25분에 두 차례에 걸쳐 지구로부터 약 151만 km 떨어진 지점에서 감마선 폭발을 감지했다.

발생 지점은 약 24억 광년 떨어진 궁수자리로 추정되고, 감마선 폭발 진행 시간은 7분이다. 이는 지구궤도에 위치한 미항공우주국(NASA)의 페르미 감마선 우주망원경에서 측정한 감마선 폭발 연구 결과와 유사하다.

감마선분광기는 매 10초마다 감마선 자료를 수집해 심우주에서 관측 가능한 감마선 폭발, 감마선 백그라운드를 측정하고 있다. 현재 달궤도에서 감마선 관측을 통해 ‘달 우주방사선 환경지도’는 물론 물, 산소, 헬륨-3 등 달 표면의 5개 이상의 원소에 대한 ‘달 표면 원소지도’ 작성을 목표로 하고 있다.

김경자 센터장은 “이번 연구는 행성지질의 탐사용 감마선분광기가 천문역사의 관측에 기여한 첫 사례”라며 “앞으로 우주탐사와 우주자원개발 기술역량, 자원 확보를 위한 연구에 더 집중해 대한민국의 우주자원탐사 경쟁력을 강화하는데 앞장서겠다”고 말했다.

강민구 (science1@edaily.co.kr)