대형 망원경 새 명당자리 '지구의 지붕' 티베트 고원서 찾았다
우주의 비밀을 밝히는 대형 천체망원경의 새 명당 자리가 지구의 지붕으로 불리는 티베트 고원에서 발견됐다. 덩 리카이 중국과학원 국가천문연구소 연구원팀은 중국 칭하이성 렁후 인근 싸이스텅산의 해발 4200~4500m 지대가 대형 천체 망원경을 설치하기에 적합한 환경을 가진 것으로 나타났다고 국제학술지 ‘네이처’에 19일 소개했다.
대형 천체망원경의 설치 과정에서 가장 중요한 것은 입지 조건이다. 컴컴한 먼 우주에서 들어오는 미약한 별빛을 포착해야 하기 때문에 맑은 날이 많은 지역이 우선 순위로 꼽힌다. 가스나 먼지처럼 온도가 낮은 천체는 주로 적외선 관측을 통해 이뤄지는데 이런 이유로 습도가 낮은 지역이 선호된다. 해발 고도가 높아 천체에 좀더 가깝고 주변에 우주 관측에 방해가 되는 불빛이 없어야 하는 것도 중요한 조건이다. 온도와 기압이 높고 바람이 불규칙적으로 불면 공기의 굴절률이 바뀌어 망원경 초점에 영향을 주기도 한다. 최근에는 대형 천문대 시설을 반대하는 주민 시위가 늘면서 주민과 마찰이 적은 곳을 찾는 것도 숙제로 떠올랐다. 박병곤 한국천문연구원 대형망원경사업단장은 "지구상에서 이런 조건을 모두 만족하는 지역을 찾는 건 하늘에 별따기나 다름없다"고 말했다.
현재까지 확인된 곳은 미국 하와이의 마우나케아산 정상, 대서양에 자리잡은 스페인 라팔마섬, 지구에서 가장 건조한 칠레 아타카마 사막 정도에 불과하다. 이미 이들 지역에는 각국이 건설한 천문대들이 빼곡히 자리 잡고 있어 신규 망원경을 건설하기란 점점 더 어려워지고 있다. 마우나케아 천체관측단지에는 천체망원경 12기가 건설돼 있다. 아타카마 사막 남쪽 끝에는 한국 등 4개 국가가 참여해 지름 8.4m 반사경 7개를 갖춘 거대마젤란망원경(GMT)을 건설하고 있다.
이번에 발굴된 티베트 고원도 오래전부터 유력 후보지로 꼽혀왔다. 다만 넓은 지역 중에 최적지를 찾는 것이 숙제로 남아 있었다. 연구팀은 수년간에 걸쳐 티베트 고원의 작은 현인 렁후 인근 10만㎡ 주변을 샅샅이 뒤져 싸이스텅산 정상 부근에서 부지를 찾아냈다. 3년간 이 지역의 날씨, 조도, 습도를 분석한 결과 연중 70%가 맑은 날씨가 유지된다는 사실을 확인했다. 밤의 어둡기도 유명 천문대가 들어선 다른 지역과 비슷한 수준으로 나타났다. 습도에 영향을 주는 '가강수량(수증기가 모두 비로 내렸을 때 강수량)’이 2mm보다 적고 공기 굴절률에 영향을 주는 낮과 밤의 온도차도 2.7도로 가장 적었다. 천체 망원경을 설치할 때 가장 중요한 고려 조건인 ‘시상’도 0.75초(1초는 3600분의 1도)로 마우나케아 천문대와 같았다. 시상이란 대기와 날씨에 따라 별이 얼마나 흐릿하게 보이는지 나타내는 측정 단위로, 수치가 작을수록 천체가 선명하게 보인다. 천체망원경이 설치된 아타카마 사막의 세로파라날 산은 0.8초, 라팔마섬은 0.76초로 평가된다.
박 단장은 “티베트 고원이 망원경 건설 후보지라는 이야기는 있었지만 중국이 구체적인 지역을 밝히고 자세한 정보를 공개한 것은 처음”이라며 “천문 관측에 필요한 다양한 평가 요소를 적용해 객관적으로 다른 지역에 뒤지지 않는다는 점을 입증했다는데 의의가 있다”고 말했다.
중국은 이미 렁후에 3일에 한 번씩 밤하늘 전체를 관측할 수 있는 광시야 망원경과 지름 7m의 중국 최대 광학 망원경 등 7기의 관측시설을 구축하기 시작했다. 지난 6월에는 우주 쓰레기와 인공위성을 추적하는 다용도 관측 망원경 집합체 건설을 위한 착공식을 열였다. 현재 대부분의 대형 천체 망원경들은 지구의 서반구에 몰려 있다. 동반구에 속한 티베트 고원에 천체 관측소가 들어서면 지구는 24시간 내내 우주를 관측하는 시대가 열리게 된다. 덩 연구원은 “중국은 지름 30m의 초대형 망원경을 건설하는 것을 희망하고 있다”며 “렁후가 차세대 중국 천체 관측의 새로운 고향이 될 것”이라고 말했다.
[조승한 기자 shinjsh@donga.com]
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