30cm급 K-드리프트, 8.2m급 日스바루망원경보다 관측성능 우수
5000만 광년 떨어진 은하 주변 극미광영역 관측에 성공

국내 연구진이 칠흑같이 깜깜한 밤하늘보다 수천 배는 더 어두운 ‘극미광(울트라 LSB) 천체’를 관측가능한 망원경을 개발했다.

한국천문연구원 광학천문본부 연구팀은 국내 광학부품 제작 중소기업들과 협력해 30㎝급 비축 자유곡면 망원경 ‘K-DRIFT’(K-드리프트)를 개발하는데 성공했다고 31일 밝혔다. 극미광 천체는 밤하늘의 일정면적을 관측했을 때 배경 밤하늘의 평균 밝기보다 수천 배 이상 어두운 천체를 말한다. 비교적 가까운 우주에는 오랜 시간 성장한 천체의 다양한 흔적이 넓은 범위에 걸쳐 희미하게 극미광 영역이 존재한다.

일반적으로 광학망원경은 구경이 클수록 빛을 모으는 집광력과 물체를 구분하는 분해능이 높다. 이 때문에 전 세계 천문대들은 우주 초기 모습을 갖고 있는 더 먼거리의 어두운 천체를 보기 위해 망원경 구경을 키운다. 그렇지만 극미광 천체의 경우는 구경이 크지 않더라도 시야각이 넓은 저배율 망원경이 더 유리하다.일반적 반사망원경은 주축을 중심으로 대칭을 이루는 축대칭 망원경으로 만들어지는데 일부가 가려지는 차폐현상이라는 단점이 있다. 이에 연구팀은 비축 자유곡면 3반사 망원경 시스템을 도입해 차폐현상을 막고 망원경 내부에서 발생할 수 있는 산란광과 수차를 제거한 ‘K-드리프트’를 개발했다. 초정밀 가공기술이 필요한 비축 자유곡면 3반사경을 만드는데 설계부터 가공, 조립, 정렬까지 모든 제작과정을 국내 연구진의 기술로만 성공했다.

연구팀은 K-드리프트 시험모델을 보현산천문대에 설치해 5000만 광년이 떨어져 있는 은하 ‘NGC 5907’ 주변의 극미광 영역 관측에 성공했다. NGC 5907 은하 주변 존재하는 극미광 영역은 밤하늘 밝기보다 약 1000배 어두운 것으로 알려져 있다.K-드리프트는 구경이 30㎝에 불과하지만 미국 하와이섬 마우나케아 천문대에 있는 일본국립천문대의 세계 최대 단일 구경인 8.2m급 스바루망원경과 동등한 품질의 극미광 관측영상을 확보했다. 구경면적만을 따져보면 K-드리프트는 스바루망원경보다 100배 이상의 관측성능을 가진 것으로 평가받고 있다.

연구팀은 올 연말부터 가까운 우주의 거대은하 주변 극미광 영역 탐사 관측을 시작하는 한편 2024년 이후에는 칠레 같은 천문관측에 적합한 지역에 설치해 하늘 전체 극미광 탐사를 시작한다는 계획이다.

연구를 이끈 고종완 천문연 선임연구원은 “우주탐사 선진국을 중심으로 개발 중인 비축 자유곡면 반사망원경 기술은 미래 우주망원경 개발과 지구탐사 관측 등 다양한 분야에 활용할 수 있는 첨단기술이다”라며 “K-드리프트 개발로 미지영역이었던 극미광 탐사관측의 새로운 활로를 개척할 것”이라고 설명했다.