한국 참여하는 '거대마젤란망원경' 건설 '탄력'

공간 해상도, 제임스 웹의 4배·허블의 10배
생명체 존재 가능성 있는 외계행성 탐색

거대 마젤란 망원경 상상도. 사진=거대마젤란망원경(GMTO Corp.)
<거대 마젤란 망원경 상상도. 사진=거대마젤란망원경(GMTO Corp.)>

제임스 웹 우주망원경(이하 JWST)이 본격 가동을 시작한 가운데, 한국이 참여한 초대형 망원경도 2600억원을 추가로 투입하며 건설에 속도를 내고 있다.

최근 거대마젤란망원경(이하 GMT) 건설이 국제 컨소시엄으로부터 프로젝트 역사상 가장 많은 2억 500만달러(약 2668억원)를 지원으로 탄력이 붙었다. 완공되면 JWST보다 4배 더 선명한 해상도를 가지게 될 전망이다.

GMT는 빅뱅 이후 급팽창에 의한 우주 생성 수수께끼를 풀 실마리를 찾을 것으로 기대되는 차세대 망원경이다. 생명체가 존재할 가능성이 있는 외계행성 탐색도 진행한다.

해상도 예상 비교. (왼쪽부터) 허블우주망원경, 제임스웹우주망원경, 거대마젤란망원경. 사진=거대마젤란망원경(GMTO Corp.)
<해상도 예상 비교. (왼쪽부터) 허블우주망원경, 제임스웹우주망원경, 거대마젤란망원경. 사진=거대마젤란망원경(GMTO Corp.)>

미국 10센트 주화(1다임). 미국 동전 가운데 가장 작다. 사진=위키피디아 커먼즈
<미국 10센트 주화(1다임). 미국 동전 가운데 가장 작다. 사진=위키피디아 커먼즈>

이 망원경은 완공 시 공간 해상도가 JWST의 4배, 허블우주망원경의 10배에 달한다. 집광 면적도 JWST의 10배 수준이다. GMT는 성능 면에서 일반적인 연구용 망원경보다 약 200배 더 강력하다.

GMT를 지구에서 사용하면 약 160km에 떨어진 거리에서 10센트 동전(다임)에 새겨진 횃불 모양까지 잡아낼 수 있을 정도다.

거대마젤란망원경 상상도. 사진=거대마젤란망원경(GMTO Corp.)
<거대마젤란망원경 상상도. 사진=거대마젤란망원경(GMTO Corp.)>

GMT는 강력한 성능만큼 커다란 몸집을 가졌다. 높이만 39m로 12층짜리 건물과 비슷하다. 지름 25.4m에 달하는 GMT는 지름 8.4m짜리 반사경(거울) 7장이 벌집 모양으로 배치돼 만들어지는데, 현재까지 6개 거울이 완성됐다. 마지막 7번째 반사경은 오는 2023년 제작에 들어간다.

반사경 재료인 특수유리 블록을 주형에 넣고 있는 모습(위)과 금형 안에 놓인 특수유리를 선별하는 모습. 사진=거대마젤란망원경(GMTO Corp.)
<반사경 재료인 특수유리 블록을 주형에 넣고 있는 모습(위)과 금형 안에 놓인 특수유리를 선별하는 모습. 사진=거대마젤란망원경(GMTO Corp.)>

반사경 제작은 크게 세 단계로 나뉜다. 1단계는 반사경 기본형상을 만드는 주조, 2단계는 반사경 형상을 다듬는 성형, 마지막 3단계는 반사경 표면을 다듬는 연마 작업이다.

반사경 소재로는 온도 변화에 따른 비틀림이나 휨, 표면 왜곡을 최소화하기 위해 특수 유리가 사용된다. 특수 유리 17.5t을 주형에 넣어 1165도로 가열해 녹인 후 회전시켜 고체화되기 전 원심력에 의해 표면이 포물 모양이 되도록 만든다. 이후 서서히 냉각시킨 유리를 연마시키면 GMT에 들어가는 반사경이 완성된다. 이렇게 완성된 반사경 표면의 굴곡 오차는 사람 머리카락 굵기의 1000분의 1보다도 작다.

칠레 아타카마 사막 라스 캄파나스 천문대에 세워진 거대마젤란망원경 상상도. 사진=거대마젤란망원경(GMTO Corp.)
<칠레 아타카마 사막 라스 캄파나스 천문대에 세워진 거대마젤란망원경 상상도. 사진=거대마젤란망원경(GMTO Corp.)>

GMT는 지구에서 160만km 떨어진 라그랑주2(L2)라는 우주 공간에 머물고 있는 JWST와 달리 지구의 땅 위에 세워진다. 장소는 GMT는 해발 2550m 칠레 아타카마 사막 라스 캄파나스 천문대. 천문 관측 최적지로 꼽히는 곳이다.

한국천문연구원도 미국, 호주, 브라질과 함께 GMT 건설에 참여했다. 망원경 지분의 10%를 확보할 수 있어 GMT를 통해 우리 천문 관측 연구도 진일보할 것으로 평가받는다.

‘거대마젤란망원경’의 첫 관측 목표 시기는 2029년이다.

전자신문인터넷 서희원 기자 (shw@etnews.com)