우주비밀 파헤칠 '거대마젤란망원경' 제작 순항

[파이낸셜뉴스] 국제 공동연구진이 우주생성의 수수께끼를 풀 수 있는 세계 최대, 최고의 망원경 제작이 한창이다. 이제껏 지상 망원경으로는 관측이 어려웠던 가까운 별 주위의 행성을 관측할 수 있으므로 지구와 같이 생명체가 존재할 수 있는 외계행성 탐색 연구에 큰 기여를 할 것으로 기대한다.

한국천문연구원은 12개 글로벌 파트너 기관이 참여하는 거대마젤란망원경기구(GMTO)가 거대마젤란망원경(GMT)의 6번째 반사경 제작을 시작했다고 8일 밝혔다.

GMT가 2029년 가동을 시작하면 허블 우주 망원경보다 10배 선명한 천체 영상을 제공할 수 있다. 연구진은 GMT를 통해 인류 역사상 가장 먼 우주를 관찰할 수 있기에 이는 빅뱅 직후 우주 급팽창에 의한 우주생성의 수수께끼를 푸는 실마리가 될 것이라고 전망했다.

GMTO 이사회의 한국 대표를 맡고 있는 박병곤 천문연구원 부원장은 "세계 최대 망원경 개발과 건설에 참여해 차세대 천문우주과학 연구를 선도할 수 있는 핵심기술을 확보하고, GMT를 활용해 한국 천문학 연구에 비약적 발전을 가져올 것"이라고 말했다.

GMT는 지름 25.4m의 차세대 초거대망원경이다. 이 망원경은 8.4m 원형 반사경 7장을 벌집모양으로 배치해 구경 25.4m의 단일 반사경과 동일한 성능을 갖는다.

GMT의 반사경은 미국 투산에 소재한 애리조나대학의 리처드 캐리스 반사경 연구소에서 제작하고 있다.

반사경 하나의 형체를 제작하는 데만 1년여 가까이 소요된다. 그 뒤에도 약 3년간 반사경 표면을 정밀하게 연마하는 과정을 거쳐야 비로소 완성된다. 첫 번째 반사경은 2012년에 완성했으며 이어 네 개의 반사경이 순차적으로 제작했다. 올해 여섯 번째 반사경 제작을 시작, 마지막 일곱 번째 반사경은 2023년 제작을 목표로 계획이 순조롭게 진행 중이다.

완성된 반사경들은 칠레 아타카마 사막의 라스 캄파나스 천문대에 있는 GMT 부지로 옮겨 설치된다. GMT가 건설되는 라스 캄파나스 천문대는 선명하고 어두운 하늘과 안정적 대기조건을 갖춰 천문관측 최적지 중 하나로 꼽힌다. GMT는 2029년 첫 관측을 목표로 하고 있으며 GMT가 가동되면 기존의 대형 천체관측 망원경의 성능을 넘어 천체관측 역사에 한 획을 그을 새로운 시대를 열 것을 기대한다.

GMT의 반사경 제작은 크게 세 단계로 나뉜다. 1단계는 반사경의 기본 형상을 만드는 주조, 2단계는 반사경의 형상을 다듬는 성형, 마지막으로 3단계는 반사경 표면을 다듬는 연마 작업이다.

반사경을 만드는 소재인 유리는 온도 변화에 따른 비틀림, 휨, 표면 왜곡 등을 최소화하기 위해 저 팽창계수의 특수 유리를 사용한다. 이 특수 유리블록 17.5톤을 1165℃로 가열된 주형에 넣어 녹인 후 굳기 전에 주형을 회전시켜 원심력에 의해 상부 표면이 포물면이 되도록 한다.

서서히 냉각시킨 유리는 연마의 과정을 거치는데 완성된 반사경 표면의 굴곡 오차는 사람 머리카락 두께의 1000분의 1보다도 작다.

[e-mail] 김만기 기자