[쿠키과학]다누리호, 감마선분광기로 24억년 전 정보 수신

지질자원연, 관측 역사상 가장 강력한 감마선 폭발 분석 성공
행성지질 탐사용 감마선분광기가 천문역사 관측 기여 첫 사례

GRB221009A의 감마선 신호를 측정했을 때 다누리호(KPLO)의 위치. 한국지질자원연구원

우리나라 최초 달 탐사선 다누리호가 감마선분광기로 24억 광년 떨어진 곳의 감마선 폭발(GRB)을 측정했다.

감마선 폭발은 우주에서 관측되는 현상 중 시간당 방출에너지가 가장 높은 현상으로, 빅뱅 초기 우주의 물질 구성과 진화 과정을 연구하는 데 중요한 역할을 하고, 블랙홀 형성 과정과 성질에 대한 정보도 제공한다.

한국지질자원연구원(이하 지질자원연)은 다누리호에 탑재된 감마선분광기로 관측한 감마선 폭발에 대한 연구논문을 국제학술지 사이언티픽 리포트(Scientific Report, IF=4.6) 지난 17일자에 발표했다고 20일 밝혔다.

이번에 발표한 논문은 2022년 10월 9일 발생한 금세기 가장 강력한 감마선 폭발(GRB20221009A) 측정 결과와 분석 내용을 담고 있다.

당시 10시간 동안 지속적으로 방출된 것으로 추정되는 광자에너지는 최대 18TeV(테라전자볼트)에 달했다. 이는 10TeV 이상의 에너지가 관찰된 이후 처음으로, 에너지구간에 따라 감마선이 최대 49배 증가한 것으로 나타났다. 

다누리호가 관측한 감마선 폭발 동안 측정한 스팩트럼. 한국지질자원연구원

지질자원연 연구팀은 다누리호 발사 4일째인 2022년 8월 9일부터 감마선 자료를 수집했다. 

감마선분광기는 2022년 10월 9일 오후 1시 21분과 25분 두 차례 지구로부터 151만 ㎞ 떨어진 지점에서 감마선 폭발을 감지했다. 발생 지점은 24억 광년 떨어진 궁수자리로 추정되고, 감마선 폭발 진행 시간은 7분이다. 

이는 지구궤도에 위치한 미 항공우주국(나사, NASA)의 페르미 감마선 우주망원경이 측정한 결과와 유사하다. 이 같은 강력한 감마선의 영향에도 다누리로 감마선분광기는 훼손이 없었던 것으로 확인됐다. 

이번 연구에 활용한 자료는 다누리 자료공개 사이트에 오는 12월 7일 이후 공개될 예정이다.

다누리호 감마선분광기는 10초마다 심우주에서 관측가능한 감마선 폭발, 감마선 백그라운드를 측정한다.

현재는 달궤도에서 감마선 관측으로 달 우주방사선 환경지도를 비롯해 물, 산소, 헬륨-3 등 5개 이상의 원소에 대한 달 표면 원소지도 작성을 목표로 가동 중이다.

다누리호에 탐재된 감마선분광기(KGRS). 한국지질자원연구원

김경자 지질자원연 우주자원개발센터장은 “이번 연구는 행성지질의 탐사용 감마선분광기가 천문역사 관측에 기여한 첫 번째 사례”라며 “앞으로 우주탐사와 우주자원개발 기술을 강화해 대한민국의 경쟁력을 강화하겠다”고 말했다.

한편, 지질자원연은 지난해 우주자원개발분야 전담 조직을  신설, 미래 먹거리인 우주자원 개발과 탐사에 주도적 역할을 수행하고 있다. 또 김 센터장은 그동안 미개척분야였던 행성 원격탐사 연구에 힘써 국가우주위원회 위원으로 위촉됐다.
이재형 기자 jh@kukinews.com