지질자원硏, 24억광년 거리 `감마선 폭발` 관측

한국지질자원연구원이 개발해 우리나라 달 탐사선 '다누리호'에 탑재한 '감마선 분광기(KGRS)'. 감마선 폭발을 관측한 연구결과가 국제 학술지에 실렸다. 지자연 제공

우리나라 최초 달 탐사선 '다누리'에 실린 감마선분광기가 먼 우주에서 발생한 감마선 폭발을 관측하는 데 성공했다. 이 관측 결과는 역대 가장 강력한 감마선 폭발로, 관련 연구 논문이 국제학술지에 실렸다.

한국지질자원연구원은 김경자 박사 연구팀이 다누리에 탑재된 감마선분광기를 통해 관측한 감마선 폭발에 대한 연구결과가 국제 학술지 '사이언티픽 리포트(지난 17일자)'에 게재됐다고 20일 밝혔다.

감마선 폭발은 먼 은하계에서 발생한 에너지 방출로 고에너지 전자기파인 감마선이 관측되는 현상이다. 감마선 폭발은 1967년 구소련 위성 '벨라'에서 처음 관측된 이후 폭발 실체에 대해 대부분 밝혀지지 않았다. 감마선 폭발은 초기 우주의 물질 구성과 진화 과정을 연구하는 데 중요한 역할을 하고, 블랙홀 형성 과정과 성질에 대한 정보를 제공하는 측면에서 연구 가치가 매우 크다.

연구팀은 다누리 발사 후 나흘째인 2022년 8월 9일부터 감마선분광기를 통해 감마선 데이터를 수집·분석한 결과, 2022년 10월 9일 오후 1시 21분, 25분 두 차례에 걸쳐 지구로부터 약 151만㎞ 떨어진 지점에서 감마선 폭발을 감지했다. 감마선 폭발 발생 지점은 약 24억 광년 떨어진 궁수자리로 추정되며, 폭발 진행 시간은 7분이었다. 10시간 동안 지속적으로 방출된 것으로 추정되는 광자 에너지는 최대 18테라전자볼트에 달했고, 10테라전자볼트 이상의 에너지를 관찰한 것은 이번이 처음이라고 연구팀은 설명했다. 폭발 과정에서 감마선이 최대 49배까지 증가한 것으로 나타났다. 이는 지구궤도에 위치한 미국 항공우주국(NASA)의 페르미 감마선 우주망원경이 측정한 감마선 폭발 결과와 유사하다는 게 연구팀의 설명이다.

감마선분광기는 매 10초마다 감마선 자료를 수집해 감마선 폭발, 감마선 백그라운드를 측정한다. 현재는 달궤도에서 감마선 관측을 통해 '달 우주방사선 환경지도'와 '달 표면 원소지도' 작성을 위한 임무를 수행하고 있다.

김경자 지질자원연 센터장은 "행성 지질 탐사용 감마선분광기가 천문관측에 기여한 첫 사례"라며 "앞으로 대한민국 우주자원탐사 경쟁력 강화를 위한 연구를 이어가겠다"고 말했다.이준기기자bongchu@dt.co.kr