KVN과 VLBI의 정체를 알아보자

2024.09.02





안녕하세요. 우주기자단의 이소망 기자 입니다.



저는 이번에 KVN 연세 전파 천문대에 다녀왔습니다. KVN은 한국 우주 전파 관측망으로 Korean VLBI Network의 약자입니다.





우리나라에는  연세대, 서울대, 제주의 탐라대, 울산대에   KVN이 위치하고 있습니다.



 





전파 천문대는 전파 망원경을 통해 우주를 관측하는 곳입니다. 저는 연세 전파 천문대의 백준현 연구원님으로부터 전파와 KVN에 대한 자세한 설명을 들을 수 있었습니다. 



전파는 빛의 한 종류입니다. 빛에는 가시광선, 전파, 적외선, 자외선, x선 , 감마선 등이 있다고 합니다. 전파는 적외선보다 파장이 긴 빛의 일종입니다. 빛이라는 커다란 원 안에 전자기파라는 중간 사이즈의 원이 있고 이 중간 사이즈의 원 안에 전파라는 작은 원이 있습니다. 전파는 전자기파 중에서 파장이 가장 긴 전자기파입니다.  



그런데 이 전파를 이용한 망원경이 대한민국에 왜 4개나 있을까요? 그 이유는 우리나라 크기의 망원경을 만들 수 없기 때문입니다. 그러면 왜 우리나라 크기의 망원경이 필요한 것일까요?



망원경에는 분해능이라는 개념이 있는데요, 망원경의 분해능은 구경(어떤 물체의 지름) 분의 관측 파장이기 때문에 그 수치가 낮을수록 분해능이 더 좋아집니다. 더 높은 분해능을 가져야하는 이유는 VLBI(Very Long baseline Interferometry)을 만들어야 하기 때문입니다. 



왜 VLBI를 만들어야 할까요? VLBI는 초장기선 전파간섭계의 약자입니다. 이 초장기선 전파간섭계는 여러 개의 KVN이 모여 하나의 간섭계를 만든 것입니다. 



우리나라에 있는 4개의 KVN을 모으면 초장기선 전파간섭계가 되어서 우리나라 크기의 망원경으로 관측하는 것과 동일한 분해능을 구현할 수 있습니다. 1개의 KVN과 4개의 KVN이 모여 간섭계를 이룬 것의 차이를 알려드리겠습니다. 단원경 1개로는 분해능은 120이고 구경이 21M이지만 전파간섭계는 분해능이 0.005이고 구경은 500000M입니다. 차이가 어마어마 하지요. 진짜 제 준으로 그 둘의 차이를 보았으면 좋겠네요. 












동아시아 크기의 분해능을 가질 수 있는 초장기선 전파간섭계는 동아시아 VLBI 관측망입니다. 그래서 만약에 전 세계 모든 전파망원경을 모아 초장기선 전파간섭계를 만들 수 있다면 이것은 전 세계 크기의 망원경과 동일한 분해능을 구현시킬 수 있습니다. VLBA(미국의 초장기선 전파망원경 배열), EVN(유럽 VLBI 관층망), EAVN(동아시아 VLBI 관측망)은 세계 3대 VLBI 관측망입니다. 



그럼 이제 이 초장기선 전파 간섭계가 무엇을 관측하는지 알아보겠습니다. 이 초장기선 전파 간섭계는 은하와 블랙홀, 별의 탄생과 죽음 같은 우주의 초미세 구조 현상을 관측하고 있다고 합니다.


   


실제로 2019년 4월 19일에 지구크기의 만원경과 동일한 분해능을 구현시켜 사상 최초로 블랙홀의 실체를 관측해 과학계를 뒤집은 사건이 있었습니다. 바로 국제 공동 연구진인 EHT(사건의 지평선 망원경:Event Horizon Telescope)연구진이 아주 멀고도 먼 은하 M87의 중심부 블랙홀을 관측한 것이었습다.





도넛 모양의 중심부의 검은색의 원이 블랙홀입니다. 어마무시하고 막대한 중력으로 주변의 물질들을 끌어 당기며 빛조차 빠져나갈 수 없는 신비한 존재 블랙홀, 계속 연구하고 싶고 관측하고 싶은 암흑의 블랙홀은 아인슈타인의 일반 상대성이론에 의해 예측됩니다. 블랙홀 주변의 막대한 중력장으로 인해 휘어진 시공간을 따라 나오는 빛은 반지모양을 형성하는데, “블랙홀 그림자“라고 불리는 이 중앙 어두운 부분에 블랙홀이 존재합니다. 



듣기만 해도 심장이 두근거리는 블랙홀, 저는 블랙홀에 대해 더 알고 싶습니다. 전 이 모든 사실을 알게 되면서 너무나 놀라웠습니다. 저 또한 화성이나 다른 행성들에 전파 망원경을 설치해 우주 크기의 분해능이 엄청난 초장기선 전파 간섭계를 만들고 싶은 생각이 들었습니다.  



그런 생각을 하게 되면서 저에게 꿈이 생겼고 이런 꿈을 향해 꾸준히 노력해야 될 것 같습니다. 또 이런 생각을 가질 수 있게 기회를 주신 우주기자단 선생님들과 백준현 연구님께 다시 한번 감사드립니다.



KVN 연세 전파 천문대의 백준현 연구원님의 설명을 들으면서 전파와 전자기파의 차이, 빛의 종류, 그리고 VLBI 등에 대해서 알게 되면서, 저는 멀기만 한 우주와 그 개념들이 더 가까이 다가온 것 같았고, 우주와 전파 천문대에 대해 더 알고 공부하고 싶은 마음이 들었던 뜻 깊고 뿌듯한 시간이었습니다. 감사합니다. 




글쓰기 평가어린이과학동아 기자2024.09.02

KVN 연세 전파 천문대 취재 후기 잘 봤어요. 전파망원경의 특징과 여러 빛의 종류 특징을 아주 자세하게 잘 정리해 주었습니다. 또 전파망원경으로 블랙홀 관측한 연구 결과에 대해서도 자세하게 잘 정리해 주었어요. 직접 취재하며 블랙홀 관측에 대해 알게되고 나니 블랙홀에 대해 더 알고싶어졌다는 소망 친구의 생각도 잘 표현해 주었어요. 우주천문학에 대해 더 공부하고 싶은 관심과 열정을 잘 지켜나가길 바랄게요.^^

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댓글 1

전파망원경으로 블랙홀 관측까지! 잘 정리해 주셨네요