KVN울산전파천문대에서 우주를 향한 첫 발을 내딛다

보도자료 (2008-11-26)

한국천문연구원(원장: 박석재)은 12월 2일에 KVN울산전파천문대에서 세계 최상급의 전파천문학 연구를 위해 구축 중인 3기의 전파망원경에 대한 준공식을 개최한다고 발표하였다.

  • 한국천문연구원은 2001년부터 21m 전파망원경 3기를 설치하는 한국우주전파관측망(KVN; Korean VLBI Network) 건설사업을 순조롭게 추진하여 오고 있다. 연세대학교(서울), 울산대학교(울산), 탐라대학교(제주)에 건설된 전파망원경은 국내 최초이자 세계 최초의 4채널 동시관측 밀리미터파용 전파망원경으로, KVN은 이들을 통합하여 운영하는 초장기선 전파간섭계(VLBI) 시스템이다. 한국천문연구원은 3곳의 전파천문대가 모두 건설된 것을 기념하여 이번에 울산광역시 울산대학교 내 KVN울산전파천문대에서 ‘한국우주전파관측망 준공식’을 개최한다.

    그림 1. (왼쪽 위) KVN연세전파천문대, (왼쪽 아래) KVN탐라전파천문대 (오른쪽 사진)  KVN울산전파천문대
    그림 1. (왼쪽 위) KVN연세전파천문대, (왼쪽 아래) KVN탐라전파천문대 (오른쪽 사진) KVN울산전파천문대
  • 한국우주전파관측망은 3기의 전파망원경을 통합시스템으로 운영함으로써 지름 500 km에 이르는 거대한 전파망원경의 성능을 구현할 수가 있다. 이를 통해 정밀 천문 관측, 측지 및 지구물리 등의 연구를 위한 국가기반시설 운영과 동아시아 VLBI 연구센터의 중추적 역할을 수행하게 될 것이다.
  • 초장기선 전파간섭계 시스템(VLBI : Very Long Baseline Interferometry)은 고가의 구축예산과 고도의 운영기술이 요구되기 때문에, 기존의 전파간섭계 시스템은 선진국에서만 구축되었으며, 과거의 기술적 제약으로 인하여 우주전파의 수신주파수대역이 비교적 낮은 쪽에 머물러 있는 상황이다. 그러나 신규기술들을 적용한 한국우주전파관측망은 지금까지 지구대기의 영향으로 시도되지 못했던 높은 주파수대역인 밀리미터파 대역을 관측할 수 있는 세계 최초의 시스템이다.
  • 더 나아가 한국우주전파관측망은 4채널(22, 43, 86, 129 GHz 대역)의 주파수를 동시에 관측할 수 있는 삼목사이(3目4耳, 3대의 전파망원경과 4종류의 수신시스템) 시스템을 최종적인 목표로 삼고 있어, 향후 세계 최고의 시스템이 될 것이다.
  • 2008년 한국우주전파관측망의 건설사업 종료를 맞이하여 준공식을 개최함에 앞서서, KVN연세전파천문대에서는 지난 11월 일본 국립천문대의 전파망원경 관측망인 'VERA'와 국제공동 VLBI실험을 수행하였으며, 관측을 시도한 4개 천체에서 모두 간섭무늬를 검출하였다. 이러한 예는 지금까지 선진국에서 수행된 결과들과 비교하면 파격적인 성공을 거둔 좋은 결과라고 할 수 있다. 금번의 최초의 시험관측을 성공리에 마무리함으로써, KVN은 동아시아 VLBI네트워크를 향한 첫 걸음을 내딛었다.(그림 4 참조)
  • 한국천문연구원은 국가기반시설인 한국우주전파관측망을 이용하여 국내 3개 망원경 간 VLBI관측망 운영을 시작으로, 향후 동아시아 VLBI 핵심연구센터를 유치하여 동아시아권의 전파천문학의 선도연구 및 관련 기초, 응용과학분야 연구에 많은 기여를 하게 될 것이다.

보충자료

  • 한국천문연구원에서는 2007년 KVN울산전파천문대에서 얻은 첫 관측성공 이래, 연세대, 탐라대의 전파망원경에서도 성공적으로 시스템 구축이 진행되어 왔으며, 최근에는 연세대의 전파망원경을 통하여 세계 최초로 22/43 GHz 대역의 동시관측 결과를 얻는 등 순조롭게 진행되고 있다.

    KaVA (The KVN and VERA Array) 한일공동VLBI관측망
    그림 2. 세계 최초의 22/43 GHz 대역 관측결과 (KVN연세전파천문대)
    검은 색 실선: 22 GHz 관측결과, 붉은 색 실선: 43 GHz 관측결과
  • VLBI는 초장기선 전파간섭계 (Very Long Baseline Interferometry)의 약어로서, 원거리에 떨어져 있는 여러 대의 전파망원경을 동시에 네트워크화시킴으로서, 가상적인 하나의 거대한 전파망원경으로 우주를 관찰하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있는 시스템이다.
  • KVN은 한국우주전파관측망(Korean VLBI Network)의 약어로서, 3기의 21m 전파망원경을 구축하고자 하는 초장기선 전파간섭계(VLBI) 관측망이다. 이 시스템은 한국천문연구원 전파천문연구부에서 구축하고 있다.

    그림 3. 한국우주전파관측망 (KVN)
    그림 3. 한국우주전파관측망 (KVN)
  • 11월 1일과 11월 3일에 수행된 한일간 시험관측은 3기의 KVN 전파망원경 중 KVN연세전파망원경과 일본 VERA관측망의 전파망원경 4기가 참여하였다. 이번에 공개된 결과는 KVN연세전파망원경과 VERA미즈사와 전파망원경이 동시에 관측한 전파신호를 분석하여 검출한 것이다. 이틀간 수행된 시험관측에서 두 개의 활동성은하핵(NRAO150, J2148+0657)과 두 개의 별탄생 영역(Orion-KL, W49N)으로부터 각각 싱크로트론 복사와 물분자(H2O) 메이저선을 관측하였다. 자료처리 결과, 4개 천체로부터 모두 간섭무늬를 검출하였는데, 이는 지금까지 선진국의 시험관측에서는 얻을 수 없었던 이례적인 성공 사례로 높게 평가할 수 있다.
  • 위의 두 천문대는 약 1,250km의 거리를 두고 있으며, KVN 단독 관측(500km)과 비교하여 약 2.5배 높은 분해능을 얻을 수 있는 거리이다. 이번 관측은 22GHz대역(파장 1.3cm)에서 수행되었으며, 이때의 공간분해능은 서울에서 일본 미즈사와 천문대의 앞마당에 있는 10원짜리 동전까지 구별할 수 있는 성능(약 0.002초각, 1초각은 1/3,600도)에 해당한다.
    동시 관측한 천체의 전파신호
    그림 4. 한국천문연구원 KVN연세전파천문대와 일본국립천문대 VERA미즈사와전파천문대 (거리:1250km, 분해능: 1000분의 2초)에서 동시 관측한 천체의 전파신호를 처리하여 얻은 간섭무늬