[공통] 직접 가지 않고 우주를 연구하는 천체망원경

천문학자들은 몇 세기에 걸쳐 행성과 항성, 은하 등을 연구해 왔다. 

평지에 설치하는 포물형 안테나(parabolic antenna), 산위에 설치된 대형 망원경, 공중 천문대, 무인 탐사선 등 갖가지 관측기기 덕분에 우주를 자세히 조사할 수 있게 되었다.

 

천체를 관측하는 망원경은 크게 2개로 분류된다.

그중 하나인 광학망원경은 사람의 눈을 확대한 것이다.

빛을 한 곳에 모으는 눈동자의 지름은 8mm이지만 망원경은 빛을 모으는 거울의 면적이 훨씬 크다.

 

광학망원경을 사용하는 천문대는 보통 낮은 위도에 있는데 하늘이 비교적 맑아 일년 내내 북반구와 남반구의 하늘 모두를 관측할 수 있는 위치가 선호된다.

대표적인 천문대로는 미국 애리조나 주의 키트피크 국립천문대(KITT PEAK National Observatory)가 있다.

여기는 7천 피트(약 2,133m) 의 산위에 천체 망원경 23개가 설치되어 있는데 이들의 지름은 2.2m~4m이다.

태양계의 움직임과 모든 별등의 움직임을 관측하는데 전 세계의 천체 과학자들이 자유롭게 모든 시설들을 이용하고 있다.

인터넷을 통한 무인 원격조종으로 전세계 어디에서도 이 시설을 이용해 천체 관측을 할 수 있다.

 

하와이의 마우나케아(Mauna Kea) 천체관측단지는 고도 4,205m에 위치해있다.

12기의 천체망원경이 설치되어 있는데 이 중 1993년에 세워진 케크 망원경(Keck Telescope)은 지름이 10m에 달하는 광학망원경이다.

지름 1.8m의 육각형 거울 36개를 모아 만든 이 망원경은 큰 거울이 많은 빛을 모으는 원리로 육안의 몇 백만 배 희미한 천체도 세밀하게 탐지할 수 있다.

 

한국은 소백산 연화봉(1,394m)에 있는 소백산천문대에 지름 61cm짜리 광학망원경을 보유하고 있다.

그 외에도 1996년 준공된 경북 영천의 보현산천문대에는 한국에서는 가장 큰 1.8m 반사망원경과 태양 플레어 망원경등 관측시설이 있다. 

여기에 지름 25.4m 크기의 대형광학망원경을 개발하는 거대마젤란망원경 프로젝트에 참여해 현재 최고 성능의 허블 우주망원경보다 10배 높은 해상도를 갖는 망원경(2025년 완성예정)을 칠레의 사막지역인 라스 캄파나스(Las Campanas) 지역에 설치할 예정이다.

 

또 다른 형태의 천체관측 망원경인 전파망원경은 우주에는 폭발 은하 같은 활동적 천체를 비롯해 에너지를 전파형태로 내보내는 천체를 관찰하기 위해 만들어 졌다.

 

우주에서 오는 전파들은 대기를 통과한 뒤 포물형 안테나에 잡힌다.

전파의 파장은 빛의 파장과 비교할 수 없을만큼 길기에 세밀하게 보기 위해서는 광학망원경보다 훨씬 커야 한다.

빛의 파장은 수백만 분의 1미터 이나 전파의 파장은 수백미터에 이른다.

 

전파 망원경은 빛이 아닌 우주 공간을 떠도는 입자나 가스 등의 미약한 신호를 포착해 컴퓨터로 재구성해 주는 역할을 하기에 구름이 있어도 볼 수 있으므로 위도가 높은 곳에도 설치할 수 있다.

 

오스트레일리아 시드니 서쪽에 위치한 파크스(Parkes)에는 지름 64m의 전파 망원경이 있다.

2016년 완공된 중국 구이저우성의 접시형 전파망원경 일명 패스트(FAST: Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope)는 지름이 500m나 된다.

우리나라도 전파망원경을 가지고 있는데 과학기술정보통신부 소속 국립과천과학관에 있는 직경 7.2m의 망원경이 그것이다.

이 전파망원경은 두 개의 주파수대역(1.4GHz, 2.8GHz)을 이용해 태양과 달, 초신성잔해, 우리은하 나선팔의 중성수소를 관측하고, 인공위성의 전파를 수신할 수 있다.

 

이렇게 천체를 더 정밀히 관측하기 위해 전세계는 끊임없이 노력하고 있다.

전파망원경들로 펄서(일정 주기로 펄스 형태의 전파를 방사하는 별)와 태양보다 수조배 밝은 퀘이사 같은 새로운 천체들을 발견하였듯이 앞으로도 거대한 우주에 대한 인류의 궁금증은 조금씩 풀려갈것이다.