이번엔 ‘K천체망원경’···밤하늘보다도 어두운 ‘초극미광’ 포착해 첫 관측 성공

천문연 연구진 개발 ‘케이 드리프트 망원경’
구경 0.5m급 소형···칠레에서 첫 영상 관측
비차폐 자유곡면 기술 적용, 거울 성능 극대화

칠레 엘 사우스 천문대에서 ‘케이 드리프트 1세대 망원경’ 2대가 운용되고 있다. 우주항공청 제공

지구에서 6200만광년 떨어진 ‘포르낙스 은하단’을 케이 드리프트 망원경으로 촬영한 모습. 약한 빛을 뿜는 천체를 선명하게 확인할 수 있다. 우주청 제공

밤하늘보다 수천배 어두운 별빛인 ‘초극미광’을 포착하도록 만들어진 국산 첨단 망원경이 첫 관측에 성공했다. 이 망원경에는 구경 0.5ｍ급의 소형 천체 망원경으로서는 세계 처음으로 관측용 거울 성능을 극대화하는 ‘비차폐 자유곡면’ 기술이 적용됐다.

우주항공청과 한국천문연구원은 27일 국내 기술로 개발한 ‘케이 드리프트 1세대 망원경’이 최근 칠레에서 첫 영상 관측에 성공했다고 밝혔다.

우주에서 나오는 별빛 가운데에는 인간의 맨눈이나 보통 망원경으로는 보이지 않는, 밤하늘보다 수천배나 어두운 ‘초극미광’이 있다. 이런 희미한 빛을 잡아내려면 특별한 방법이 있어야 한다.

고종완 천문연구원 박사가 이끄는 국내 연구진이 개발해 이번에 첫 관측에 성공한 케이 드리프트 망원경이 그런 역할을 할 수 있는 장비다. 케이 드리프트 망원경의 핵심은 비차폐 자유곡면 기술이 적용됐다는 점이다.

비차폐 자유곡면 기술이 들어간 망원경은 내부 구조가 특별하다. 일반적인 천체 망원경과 달리 부거울이 주거울을 가리지 않는다. 주거울 앞을 확 트이게 해 최대한 많은 별빛을 흡수할 수 있게 만든 것이다. 주거울은 별을 바라보는 ‘눈’이다. 주거울이 빛을 많이 받아들일수록 망원경 관측 성능은 좋아진다. 그런 능력을 극대화한 것이다.

비차폐 자유곡면 기술의 또 다른 특징은 거울 표면에 굴곡을 만드는 것이다. 빛이 망원경 안으로 가장 적절한 각도를 타고 들어오도록 광학적인 보정을 하는 것이 목적이다. 사람으로 치면 어떤 조건에서도 전방에 있는 물체를 선명하게 볼 수 있도록 하는 다초점 안경과 비슷한 역할이다.

게다가 거울 구경이 0.5ｍ인 케이 드리프트 망원경은 거울 구경이 8.4ｍ에 이르는 미국의 루빈 천문대보다 시야각이 2배 넓도록 설계됐다. 연구진은 넓은 시야각과 비차폐 자유곡면 기술을 조합한 케이 드리프트 망원경의 탐사 효율이 루빈 천문대보다 20배 높다고 설명했다. 이는 같은 관측 시간을 들였을 때 우주에 관해 얻을 수 있는 정보량이 20배 많다는 뜻이다.

연구진은 지난해 6월 국내 보현산 천문대에서 케이 드리프트 망원경에 대한 기술 검증을 했다. 같은 해 11월 밤하늘이 맑은 칠레 엘 사우스 천문대로 케이 드리프트 망원경을 이송한 뒤 가동에 들어가 관측 영상을 얻어냈다. 연구진은 올해 상반기에 남반구 밤하늘을 대상으로 한 본격적인 별빛 관찰에 착수할 예정이다.

강경인 우주청 우주과학탐사부문장은 “이번 성과가 향후 지구 궤도에서 활동하는 우주망원경 개발로 이어질 수 있도록 연구 생태계 구축을 지원해 나갈 것”이라고 밝혔다.

이정호 기자 run@kyunghyang.com