[단독] 평창에 KVN 네 번째 전파망원경 구축, 2024년 정식 가동

사진 왼쪽부터 KVN 울산전파천문대, KVN 탐라전파천문대, KVN 연세전파천문대. 한국천문연구원 제공

한국우주전파관측망(KVN·Korean VLBI Network)의 네 번째 전파망원경이 강원 평창에 구축된다. 국제 천문계에서 대표적인 혁신 사례로 평가받는 KVN의 성능이 더욱 개선되는 만큼 우리나라 천문 연구의 위상도 한층 더 높아질 전망이다.

20일 한국천문연구원에 따르면 서울대 평창 캠퍼스가 KVN의 네 번째 전파망원경 구축 부지로 최종 선정됐다. 강원 지역의 부지 조사를 거쳐 천문연은 서울대와 공식 협약 체결을 마무리할 예정이다. 이에 따라 서울대는 30년간 부지를 임대할 예정이며 KVN 관측 시간의 5%를 제공받는다.

내년에 구축이 시작되는 네 번째 KVN 망원경은 2024년 정식 가동될 예정이다. 구체적으로는 내년 중 부지 정비와 안테나 기초대 설치에 이어 2022년 구조물 제작 및 조립, 2023년 성능 검증 관측을 거쳐 2024년부터 본격적인 연구에 활용할 수 있도록 사업이 추진된다.

KVN의 전파망원경이 3기에서 4기로 늘어나면 성능은 2배 이상 개선될 전망이다. 전파망원경이 3기일 때에는 3점을 연결하는 기선이 3개이지만, 4개일 때에는 기선이 6개로 증가한다. 마찬가지로 망원경이 5기이면 기선 10개가 되고, 6기로 늘어나면 기선이 15개로 늘어나면서 성능이 5배 이상 향상된다.

천체 주변의 가스와 먼지들을 통과하기 위해 전파망원경은 가시광선보다 파장이 긴 전파를 이용한다. 전파 사용은 망원경의 분해능을 저하시키기 때문에 반대로 망원경의 구경을 넓히려는 시도가 지속돼 왔으나, 한없이 넓히기에는 물리적·공간적으로 한계가 있다. 이에 여러 대의 전파망원경을 배열하고, 배열 전체의 거리와 같은 망원경의 직경을 갖는 우주전파 초장기선 간섭계(VLBI·Very Long Baseline Interferometry)를 통해 한계를 극복해왔다.

VLBI는 최대 지구에 맞먹는 크기의 구경으로 관측한다는 계획이지만, 실제로는 망원경이 있는 세계 각지의 날씨 및 대기 상태로 인해 관측 결과에 다소 오차가 발생했다. 오차로 인한 천체 위치를 보정하기 위해 천문연은 2011년 세계 최초로 우주전파 4채널(22·43·86·129GHz) 동시 수신시스템을 개발했다. 이에 따라 천문연은 서울(연세대)과 울산(울산대), 제주(탐라대)에 각각 21ｍ 크기의 전파망원경을 구축해 통합 운영 중이다.

4채널 수신기는 지구 대기로 인해 흔들리는 천체 위치를 보정할 수 있는 세계 유일의 전파천문 관측기법으로 평가받는다. 올해 이탈리아에 이어 핀란드와 러시아, 미국, 일본, 중국 등 세계 각국에서 이를 자국 천문대에 도입하기 위한 협의가 진행 중이다.

김준영 기자 papenique@segye.com