태양활동은 지구에 근접한 우주공간에 급격한 변화를 일으키는 주 원인이 된다. 그중에서도 태양풍은 가장 중요한 요인이다. 지구를 약 초속 500㎞의 속도로 지나는 태양풍은 지구 자기장을 흔들어놓고 복사층으로 에너지를 퍼붓는다.
한국천문연구원은 최근 이처럼 급격하게 변화하는 태양활동에 관한 집중적인 연구활동에 돌입했다. 이미 지구 근접 공간에 영향을 미치는 태양분출 현상, 즉 코로나 물질 방출(CME) 관련 연구로 천문 우주 분야의 국제적 주도그룹으로 인정받고 있는 천문연이 연구영역을 확대해 국제협력을 통한 고분해능 태양관측 연구를 추진하고 있는 것.
고속태양영상분광기 본격 가동
먼저 천문연은 태양의 고분해능 영상과 스펙트럼을 기존의 분광기보다 빠르게 얻을 수 있는 고속태양영상 분광기(FISS, Fast Imaging Solar Spectrograph)를 개발, 본격 가동을 시작했다. FISS는 기존에 알려지지 않았던 태양의 미세구조를 관측할 수 있어 태양 폭발의 원인을 연구하는 데 큰 역할을 담당할 것으로 기대되고 있다.
이는 현재 미국 캘리포니아 소재 빅베어 태양 천문대의 '신태양망원경(NST)'에 채용돼 있는데 NST는 지난 2005년부터 천문연과 뉴저지공과대학이 공동으로 개발한 세계 최대 태양망원경이다.
이 망원경에는 또 천문연이 개발한 태양 영상이동 보정 장치 기술이 적용돼 있으며 향후 세계 최고 분해능인 0.08초의 각해상도 영상을 얻을 수 있을 것으로 전망되고 있다. 이는 서울에서 부산에 있는 사람의 손에 들려 있는 구슬의 숫자를 셀 수 있을 정도의 해상도다.
천문연은 또 고성능 우주전파관측망 자료처리센터를 통해 원거리 천체를 상세 관측할 수 있는 기반도 마련했다. 최근 일본국립천문대와 한국우주 전파관측망(KVN) 본부에 '한·일상관 센터'를 구축한 것. 한일상관센터에는 한국이 일본과 공동 개발한 세계 최고 속의 초장기선 전파간섭계(VLBI) 상관 처리 장치가 설치됐다.
초장기선 전파간섭계는 멀리 떨어진 여러 전파망원경을 동시 운용함으로써 그 기선에 상당하는 해상도를 얻는 관측 장치로 원거리 천체의 상세 관측에 사용된다.
직경 3만㎞급 전파망원경 성능 발휘 이 장치는 KVN의 관측자료 뿐만 아니라 일본 내 대학연구관측망(JVN)과의 공동 관측자료를 전담 처리하는데도 활용된다. 천문연은 기존 KVN의 경우 직경 500㎞ 전파망원경의 성능 정도지만 한일 공동 관측 연구를 통해 직경 2,000㎞의 전파망원경 성능을 제공할 수 있다고 설명한다.
향후 중국의 VLBI관측망(CVN)과도 공동 관측연구를 수행한다면 관측 성능이 직경 5,000㎞의 전파망원경 수준에 달할 것으로 예상된다. 특히 KVN은 오는 2012년 발사 예정인 일본의 인공위성 전파망원경 VSOP-2를 포함하는 동아시아 VLBI 관측망의 관측자료 처리에도 활용될 예정에 있으며 이때는 직경 3만㎞를 넘는 성능을 확보하게 된다.
박석재 원장은 "한·일상관센터는 총 16개 전파망원경으로부터 초당 1GB의 관측자료를 처리할 수 있는 세계 최고 성능의 시설"이라며 "향후 동아시아 전역의 천문학, 측성학 분야에서 우주전파관측 연구의 중심 허브 역할을 담당하게 될 것"이라고 강조했다.
NASA와 태양우주환경 공동 연구
이외에도 천문연은 NASA와 공동연구 협약을 맺고 오는 2013년 태양 활동 극대기의 우주재난에 대비한 태양우주환경 연구협력을 강화해 나갈 방침이다. 이번 협약에 따라 천문연은 NASA의 최신 태양활동관측위성 자료를 실시간으로 공급받게 되는 동시에 수신 한 우주환경관측위성 자료를 NASA에 공급하게 된다. 또 양 기관은 연구 인력 교류를 통해 태양우주환경 연구 협력을 강화해 나가게 된다.
이를 통해 천문연과 NASA는 2013년 태양 활동 극대기에 전 세계에서 발생할 것으로 예상되는 위성 및 통신장애 등에 따른 경제적 피해를 최소화하는 데 상당한 기여를 할 수 있을 것으로 보고 있다.
특히 천문연은 NASA의 태양활동 관측위성(SDO) 데이터센터를 국내에 구축하고 NASA는 SDO 자료의 저장, 활용, 배분을 위한 데이터 시스템의 구축을 추진한다. 또 NASA가 오는 2012년 발사 예정인 방사선대 폭풍 관측위성(RBSP)의 관측자료 수신시스템을 한국에 구축키로 합의했다.
박종욱 우주과학연구본부장은 "NASA의 태양활동관측위성 SDO는 현존하는 가장 우수한 태양관측위성"이라며 "오는 2013년 태양 활동 극대기의 태양우주환경연구에 큰 기여를 할 것으로 기대된다"고 말했다.
대덕=구본혁기자 nbgkoo@sed.co.kr
| 현재 우리나라가 보유한 가장 큰 광학망원경은 보현산천문대에 설치된 1.8m급이다. 그러나 주요 선진국들은 이미 60년 전에 이 정도 크기의 망원경을 구축·운용하고 있는 상태다. 이에 천문연은 국제 컨소시엄 형태로 구경 25m급 대형 광학망원경을 보유하는 프로젝트에 뛰어들었다. 미국 카네기천문대가 중심이 돼 오는 2018년 칠레에 25m급 대형 광학망원경을 가동한다는 GMT(Giant Magellan Telescope) 프로젝트에 분담금 10%(총 950억원)를 투자, 연간 30일의 관측 일수를 확보하는 방식이다. GMT 프로젝트에는 현재 미국 카네기 천문대를 중심으로 스미소니언 천문대, 하버드 대학, 애리조나 대학, 텍사스 오스틴 대학, 그리고 호주 국립대 등이 참여하고 있다. GMT 프로젝트 참여가 성사되면 한국은 1.8m급 보현산천문대 망원경보다 약 200배 강력한 성능의 망원경을 보유하게 된다. 또 우주 궤도를 돌며 수많은 우주의 비밀을 풀어내고 있는 허블 우주망원경보다 10배 이상 어두운 천체를 관측할 수도 있다. GMT의 경우 단일 거울로는 가장 큰 8.4m급 거울 7장이 원형으로 배열돼 있다. 반면 미국 캘리포니아공대 등이 제작하는 30m급 망원경 TMT는 이보다 작은 초소형 육각형 거울 492개를 둥근 거울처럼 배열한다. 유럽천문대를 중심으로 추진되고 있는 42m급 망원경 E-ELT 역시 폭 1.45m의 육각형 거울 906개를 배열하는 방식이다. 천문연이 사활을 걸고 GMT 프로젝트 참여를 추진하는 것은 거대 광학망원경을 보유, 선진국과 어깨를 견줄 수 있는 천문 관측체제를 구축할 수 있기 때문이다. 실제로 천문연은 지난 2001년부터 추진해온 KVN이 GMT와 함께 가동되면 선진국 수준의 전파망원경 및 광학망원경 관측체제가 구축될 수 있을 것으로 예상하고 있다. 오는 2011년 본격 가동에 들어갈 KVN은 서울 연세대학교와 울산, 제주 등 3곳에 대형 전파망원경을 설치하고 이들 3곳을 네트워크로 연결하는 사업이다. 이렇게 되면 서울·울산·제주를 원형으로 연결한 광범위한 지역을 대상으로 전파망원경을 운용하는 효과를 얻을 수 있다. |
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