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완성 땐 지름 25미터, “허블보다 10배 밝은” 세계 최대 망원경 보니

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허블보다 10배 선명…거대마젤란망원경 6번째 거울 제작 돌입

마지막 7번째는 2023년 시작…2029년 첫 관측

완성땐 지름 25미터 세계 최대 광학망원경으로


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거대마젤란망원경(GMT) 완성 모습(개념도). 한국천문연구원 제공

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세계 최대 광학망원경이 될 거대마젤란망원경(GMT)의 6번째 반사경 제작이 시작됐다.

한국천문연구원은 현재 미국 애리조나대의 리처드 캐리스 반사경 연구소(Richard F. Caris Mirror Laboratory)에서 총 7개의 반사경 중 6번째 반사경을 제작하고 있다고 8일 밝혔다.

거대마젤란망원경은 지름 8.4m인 원형 반사경 7장을 벌집 모양으로 배치한 것으로, 구경 25.4m의 단일 반사경과 동일한 성능을 갖는다. 높이는 38.7m, 무게는 1125t에 이른다.

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칠레 아타카마 사막에 설치될 거대마젤란망원경(GMT) 전경(개념도).

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천문연 등 참여한 국제 초대형 4반세기 프로젝트


천문연은 망원경이 완성되면 허블 우주망원경보다 10배 선명한 천체 영상을 얻을 수 있다고 밝혔다. 천문연은 또 이제껏 지상 망원경으로는 관측하기 어려웠던 별 주위 행성을 관측할 수 있어 외계행성 탐색 연구에 큰 기여를 할 수 있고, 허블보다 훨씬 먼 우주를 관찰할 수 있어 빅뱅 직후 우주 급팽창에 의한 우주생성의 수수께끼를 푸는 실마리도 잡을 수 있을 것으로 기대했다.

거대마젤란망원경 제작은 4반세기에 걸쳐 진행되는 초대형 프로젝트로, 한국천문연구원을 포함해 전 세계 12개 기관이 참여하고 있다. 2003년 시작돼 2012년 첫번째 반사경을 완성했다. 마지막 일곱번째 반사경은 2023년 제작에 들어갈 계획이다. 첫 관측 목표 시기는 2029년이다. 천문연은 2009년부터 제작에 참여했다.

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반사경의 재료인 유리블록을 주형에 넣는 모습.

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하나의 반사경을 완성하려면 수년간의 제작 과정을 거쳐야 한다. 반사경 형체를 제작하는 데만 1년 넘게 걸리고, 그 뒤에도 약 3년간 반사경 표면을 정밀하게 연마해야 한다.

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주형을 회전시켜 반사경 표면을 포물면으로 만드는 과정.

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반사경 하나 만드는 데만 4년 이상 걸려


제작 과정은 크게 세 단계로 나뉜다. 1단계는 반사경의 기본 형상을 만드는 주조, 2단계는 반사경의 형상을 다듬는 성형, 마지막 3단계는 반사경 표면을 다듬는 연마 작업이다. 반사경을 만드는 소재는 온도 변화에 따른 비틀림, 휨 등을 최소화한 특수 유리를 사용한다. 이 유리 17.5톤을 1165도로 가열한 주형에 넣어 녹인 후 굳기 전에 원심력을 이용해 반사경 포물면을 만든다. 이어 냉각된 유리의 표면을 연마하는데, 이때 표면의 굴곡 오차는 사람 머리카락 두께의 1000분의 1보다도 작아야 한다.

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반사경 기본형상을 만드는 과정.

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완성된 반사경은 칠레 아타카마사막의 라스 캄파나스 천문대(Las Campanas Observatory)에 있는 망원경 부지로 옮겨 설치된다. 라스 캄파나스 천문대는 공기가 깨끗하고 구름이 거의 없는데다 기상변화도 적어서 천문관측의 최적지 중 하나로 꼽힌다.

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반사경 표면을 정밀하게 연마하는 과정.

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망원경 제작을 관리하는 거대마젤란망원경기구(GMTO)에는 천문연을 비롯해 호주의 호주천문재단과 호주국립대, 미국의 카네기연구소, 하버드대, 스미소니언연구소, 텍사스A&M대, 애리조나대, 애리조나주립대, 시카고대, 텍사스오스틴대, 브라질의 상파울루연구재단이 참여하고 있다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr

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