서울 연세대·울산대·제주 탐라대에 설치된 직경 21m 전파망원경들이 동시에 천체를 관측하는 한국우주전파관측망 상상도.

3개 채널의 우주전파를 동시에 받을 수 있는 초소형 관측기기가 우리 기술로 개발됐다.

한국천문연구원은 21일 우주전파를 광대역 3개 주파수 채널로 동시에 관측할 수 있는 초소형 우주전파 수신시스템을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다. 이 시스템의 가장 큰 특징은 세계 각 나라가 보유하고 있는 다양한 전파망원경에 손쉽게 설치해 전파천문 분야 연구에 곧바로 활용할 수 있다는 점이다.

지난 2011년 한국천문연구원 한석태 박사가 이끄는 연구팀은 4채널을 동시 관측할 수 있는 우주전파 수신시스템을 세계 최초로 개발해 한국우주전파관측망을 구성하는 3개의 전파망원경에 설치해 국내외 전파천문학 연구에 활용하고 있다. 한국우주전파관측망은 서울 연세대, 울산 울산대, 제주 탐라대에 설치된 직경 21m 전파망원경들이 동시에 천체를 관측하는 전파망을 말한다.

하지만 이 시스템은 한국우주전파관측망의 전파망원경 구조에 적합하도록 설계돼 다른 전파망원경에는 설치가 어렵다는 한계가 있었다. 이에 연구팀은 지난 2015년 3월부터 초소형 광대역 3채널 동시 관측 우주전파 수신시스템 개발에 나섰다.

세계 대부분의 밀리미터파 전파망원경이 3채널 주파수 대역 위주로 관측하고 있기 때문에 4채널이 아닌 광대역 3채널 제작을 진행했다. ‘3개의 눈’으로 동시에 우주를 보는 것과 같은 광대역 3채널 동시 관측은 1채널 관측에 비해 천체에서 방출되는 주요 분자선 등의 정보를 훨씬 빠르고 다양하게 얻는 장점이 있다. 또 초장기선 전파간섭계 망원경에 적용할 경우 다채널 동시 관측을 통해 대기 요동에 의한 신호의 위상 보정이 쉬워지므로 관측의 감도와 효율성을 동시에 높일 수 있다.

이번에 개발한 수신시스템의 크기는 가로 600㎜, 세로 980㎜로 지난 4채널 동시 관측 우주전파 수신시스템보다 3배 이상 작아졌다. 이에 각 나라가 보유하고 있는 전파망원경에 쉽게 설치할 수 있을 뿐만 아니라, 운용이 쉽고 제작·운용비용도 절약하는 효과가 기대된다.

한국천문연구원은 개발한 수신시스템을 지난달 6일 스페인에서 개최된 유럽전파천문학학술대회에 공개했다.

한석태 한국천문연구원 박사는 “이 시스템이 각 나라 전파망원경에 설치돼 한국우주전파관측망과 함께 관측에 활용된다면 고감도, 고분해능으로 초미세 구조의 별과 은하에 대한 관측연구가 가능해진다”며 “초소형 광대역 3채널 동시 관측 우주전파 수신시스템을 활용한 독창적인 관측기법은 향후 국제 전파천문 관측기법의 표준으로 자리매김할 것으로 기대하고 있다”고 밝혔다.

/백희준 기자 bhj@kwangju.co.kr