알마 전파망원경 전파 수신, 분광기로 일산화규소 방출 스펙트럼 확인
별 주변 물리적 환경...별 탄생과 진화과정 탐구 도움

한-일 과학자들이 함께 만든 관측 장비로 밤하늘에 가장 밝게 빛나는 오리온 성운을 관측하는데 성공했다.

한국천문연구원 전파천문본부와 일본 국립천문대(NAOJ) 공동으로 세계 최대 전파간섭계 망원경인 ‘알마(ALMA)’용 분광기 개발에 성공했다. 연구팀은 이 장치를 이용해 1344(±20) 광년 떨어진 오리온성운 심장부인 별 탄생 지역에서 나오는 전파를 포착했다고 23일 밝혔다.

분광기는 전파 망원경이 수신한 전파 정보를 주파수에 따른 전파 강도로 표현된 스펙트럼으로 변환시키는 장치이다. 이번 분광기는 그래픽 처리, 비디오 게임에서 흔히 사용되는 그래픽 처리장치 GPU로 개발했다. GPU를 이용해 ALMA 망원경의 12m급 안테나 4대에서 오는 초당 128기가바이트의 자료를 실시간 처리해 기존 장비보다 데이터 처리 속도와 양이 향상돼 더 정밀한 스펙트럼을 얻을 수 있다.

2015년부터 개발을 시작한 공동 연구팀은 지난 2월 해발 5000m 고지에 위치한 칠레 아타카마 알마 관측소에 분광기를 설치하고 오리온성운 심장부인 ‘KL’ 지역을 관측했다. 연구팀은 알마 망원경으로 KL 지역에서 방출되는 전파를 수신하고 이번에 개발한 분광기로 일산화규소 분자가 내는 86㎓ 메이저 스펙트럼을 얻었다.

일산화규소는 무거운 별이 탄생하는 지역에서 만들어져 ‘메이저선’이라는 강한 전파를 방출하는데 이를 관측하면 별 주변의 물리적 환경과 물질 방출에 대한 단서 뿐만 아니라 별의 탄생과 진화 과정을 탐구하는데 도움이 된다.

연구를 이끈 김종수 천문연구원 박사는 “이번 분광기 개발은 한국과 일본 과학자들이 수년에 걸친 노력 덕분”이라며 “올해 추가 시험 관측을 수행해 GPU 분광기 성능을 검증하고 2023년 10월부터 본격적인 관측에 사용할 계획”이라고 말했다.