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별을 보는 거대한 눈, 세계의 천문대

“별이 빛나는 밤하늘을 보고, 갈 수가 있고, 또 가야만 하는 길의 지도를 읽을 수 있던 시대는 얼마나 행복했던가? 그리고 별빛이 그 길을 훤히 밝혀 주던 시대는 얼마나 행복했던가?”

문학평론가인 G. 루카치가 쓴 <소설의 이론>의 첫 문장은 별을 담은 이야기로 시작한다. 이론서에 등장하는 첫 문장이지만, 詩 한 편으로 봐도 손색이 없을 정도로 맑고 깨끗하다.

루카치는 ‘현대의 문제적 개인(주인공)이 본래의 정신적 고향과 삶의 의미를 찾아 길을 나서는 동경과 모험이 가득 들어 있는 자기 인식으로 가는 여정을 형상화하고 있는 형식’이 소설이라고 설명했다. 루카치의 소설 개념을 따르면, 동경과 모험, 여정과 인식을 담은 글이 형식을 갖춰 의미를 줄 수 있는 게 소설인 셈이다.

별은 남녀노소, 동서고금을 막론하고 이상과 동경과 낭만과 꿈을 이야기할 때 빠지지 않는 대상 중 하나다. 알퐁스 도데(Alphonse Daudet, 1840.05.13~1897.12.16)는 <별>에는 “수많은 별들 가운데 가장 아름답고 빛나는 별 하나가 길을 잃고 내려와 내 어깨에 머리를 기댄 채 잠들어 있다”는 표현이 등장한다.

별을 잘 볼 수 있는 좋은 곳 중 하나는 천문대다. 이영웅 한국천문연구원 전파천문본부 책임연구원은 최근 페이스북에 천문대를 소개하는 글, ‘세계의 천문대’를 올렸다.

이영웅 연구원이 소개한 천문대는 (1) 마우나케아천문대(Mauna Kea Observatory), (2) 키트픽천문대(Kitt Peak Observatory), (3) VLT(Very Large Telescope), (4) 켁망원경(Keck Telescope), (5) 헤일망원경(Hale Telescope), (6) 아레시보전파망원경(Arecibo Radio Observatory), (7) 보현산천문대, (8) 초장거리 간섭계 (Korean VLBI Network) 등이다.

천문대에 관심이 있는 이를 위해 이영웅 연구원의 천문대 소개 글을 정리했다.

기사에 있는 바로가기를 참조하면 사진이나 자세한 내용을 읽을 수 있다.

한국초장거리간섭계(Korean VLBI Network)
한국초장거리간섭계(Korean VLBI Network)는 21m급 전파망원경을 서울, 울산, 제주의 3곳에 설치해 천체에서 오는 전파를 수신해 합산하는 최첨단 전파망원경 간섭계다. 합하면 직경 약 500km의 전파망원경 분해 효과가 있다. mm에서 cm파까지 4가지 전파신호를 동시에 관측할 수 있는 세계 최초 mm파 대역 간섭계다. 활동성은하핵, 만기 형성에서 오는 메이져선 등을 관측해 천체의 비밀을 상세히 관측한다.
서울에는 연세대학교 교정에, 울산에서는 울산대 안에, 제주도는 서귀포에 있으며, 일본의 전파 간섭계와 함께 활발하게 공동연구를 하며, 이 경우 약 3000km의 전파망원경 효과를 갖는다. 미래에는 중국의 전파간섭계와 함께 약 7000km 이상의 전파망원경 분해능을 갖게 하는 동아시아 전파간섭계를 계획하고 있다. 동아시아의 VLBI자료분석센터(연구센터)는 한국천문연구원에 있다. VLBI은 초장기선간섭관측법(Very Long Baseline Interferometry)을 말한다.

아레시보전파망원경(Arecibo Radio Observatory)
아레시보전파망원경(Arecibo Radio Observatory)은 세계에서 가장 큰 전파망원경이다. 미국령 푸에르토리코 아레시보 분지에 건설한 전파망원경이다. 직경은 약 300m이고 움직이지 않는 대신 부경이 움직이면서 우주의 여러 곳을 관측한다. 관측하는 파장의 범위는 3cm부터 1m까지의 우주전파다.
1963년에 완공했으며 이후 몇 단계에 걸쳐 성능을 개선했다. 1999년부터는 SETI@home 프로젝트에 참여해 외계인의 신호를 추적에도 사용하고 있다. 1995년에는 007 시리즈 영화 ‘골든아이’(1995)에도 나온 적이 있고 ‘콘택트’(1997) 영화에도 나왔다.
현재는 가장 큰 전파망원경이지만 몇 년 뒤에 중국이 500m 전파망원경을 완공하면 최고 지위를 내놓아야 할 상황이다.

Hawaii Big Island Mauna Kea Observatory
하와이 큰섬에 있는 마우나케아천문대(Mauna Kea Observatory)는 섬의 정상 높이가 4200m에 이를 만큼 고봉인 Mauna Kea에 여러 망원경이 모여 있는 천문대다.
현재 세계에서 가장 큰 광학망원경 Keck I & II(구경 10m)를 비롯해 일본의 쓰바루 망원경(8.2m), 제미니 망원경(8.2m), CFHT(3.58m), NASA IRTF(3m) 등 광학 및 적외선 망원경들과 서브밀리미터(submillimeter) 전파를 관측하는 JCMT(15m), CSO(10.m), SMA(8m, 6대)등 수많은 망원경이 있어 미국의 천문학을 선도하는 곳이다. 하와이의 위도가 19.34도로 매우 낮아 남반구의 일부를 관측할 수 있는 이점도 있다.

Kitt Peak Observatory
키트픽천문대(Kitt Peak Observatory)는 하와이의 마우니 키(Mauna Kea)에 천문대가 만들어지기 전까지 미국 최고의 광학천문대의 집합소다. 마얄(Mayall) 4m 망원경, WIYN 3.5m 망원경, 태양망원경(시옷 글자처럼 생긴 것) 등 크고 작은 여러 대의 망원경이 모여 있다. 미국 애리조나 투손(Tucson)에서 1시간 정도면 도착할 수 있어 다른 곳보다 방문하기가 쉬운 편이다.

VLT(Very Large Telescope)
VLT(Very Large Telescope)는 유럽연합의 유럽남반구천문대(ESO, European Southern Observatory)가 칠레 안데스고원(Cerro Paranal, Cerro는 ‘산, 언덕’이라는 뜻)에 야심차게 건설한 구경 8.2m급 4대의 망원경이다.
주위에는 구경 1.8m 규모의 보조망원경 4대가 있으며 이들을 모두 한꺼번에 집합체(array)로도 사용하는 등 지상 최고의 분해능을 가진 망원경으로 작동하고 있다. 분해능은 0.0001초인데, 달까지의 거리에서 2m 정도 분해능이 가능한 것을 말한다.
현재 성능 면에서 지상 최고의 광학망원경 조합으로 손꼽힌다. 우주망원경을 포함하면 허블망원경 다음 순위다. 가시광선과 적외선으로 관측이 가능하다. 4대의 망원경의 이름은 고대 칠레 남부의 언어인 마푸체 언어(Mapuche Language)로 지었다. Antu(Sun), Kueyen(Moon), Melipal(Southern Cross), Yepun(Evening Star-Venus) 등은 모두 천체의 이름을 뜻한다. 1998년부터 2000년까지 차례로 완공했다.

Keck Telescope
켁망원경(Keck Telescope)은 미국의 하와이 큰섬(Big Island-Mauna Kea)의 정상에 세워진 구경 10m의 쌍둥이 광학망원경이다. 자동차경주, 경마사업 등으로 억만장자가 된 미국의 Howard B. Keck(1913~1996)이 W. M. Keck 재단(Howard 아버지가 세운 재단)을 통해 총 1억4000만 달러를 기부해 설치했다. Keck I은 1993년에, Keck II는 1996년에 완공했다.
현존하는 가장 큰 광학망원경의 지위를 누리고 있다. 이전에는 팔로마산 헤일망원경(1948년, 5.1m), 구소련의 BTA-6(1976년, 6m)이 최고망원경의 지위를 누리고 있었다. 이 망원경은 이전의 망원경과는 완전히 다른 육각형 조각으로 주경을 이뤄 컴퓨터로 구면을 조정하는 혁신적인 망원경이다. 광학망원경을 컴퓨터와 첨단기법을 사용하기 시작한 초대형 망원경이다.

Hale Telescope at Palomar Mountain
팔로마산 헤일망원경(Hale Telescope at Palomar Mountain)은 1976년까지 세계에서 가장 큰 망원경으로 지위를 누렸던 구경 200인치(5.1m) 망원경이다. 1948년 미국 로스앤젤러스 남부산맥인 팔로마산에 세웠고, 록펠러재단이 설립 비용을 모두 부담했다.1976년 이것보다 좀 더 큰 망원경을 만든 나라는 구(舊) 소련이다. 구경 6m짜리 BTA-6다. 이후 구경 10m짜리를 설치했는데 하와이에 세워진 Keck I 망원경이다.

보현산천문대
보현산천문대(BOAO, Bohyun Optical Astronomy Observatory)는 경북 영천에 있다. 구경 1.8m의 광학망원경이 있다. 1만원권 지폐 뒷면에서 천문대 모습을 볼 수 있다. 현재 우리나라에서는 가장 큰 광학망원경이다. 이 외에 태양망원경, 숙소, 일반인을 위한 전시관이 있다. 계절에 따라 일반인에게 공개행사도 진행한다.

※ 이영웅 박사의 ‘세계의 천문대’ 시리즈는 계속 이어집니다.