우리얘기

<사진 및 동영상=한국천문연구원 제공>

2013년 2월 16일 약 45m 크기의 근지구소행성이 지구로부터 27,700km 거리를 스쳐지나갈 예정입니다.

소행성 2012 DA14는 오는 2월 16일, 정지궤도 안쪽을 남극에서 북극 방향으로 통과해 지나간다. 따라서 운영 중인 인공위성이나 우주잔해물과의 충돌가능성은 극히 낮은 것으로 확인되었다. 회색 선은 정지궤도, 하늘색 선은 2012 DA14의 움직임 나타낸다.

한국천문연구원은 오는 2월 16일 토요일 04시 24분에 45m 크기의 근지구소행성 '2012 DA14'가 지구 표면에서 27,700km 까지 접근한다고 12일 밝혔습니다.

'2012 DA14'가 우리나라에 가장 근접하는 때는 이날 04시 34분경이며, 서울 기준 약 30,300km 거리입니다.

참고로 이번에 발사 성공한 나로과학위성의 고도는 약 1,500km, 정지궤도 위성인 천리안 위성의 고도는 약 35, 786km입니다.

통과 속도는 초속 7.8km로, 총알의 약 10배 빠르기입니다.

■ '2012 DA14'는 농구장의 약 2배 크기로, 현재 운용 중인 인공위성에 피해를 입힐 가능성은 대단히 낮다고 합니다.

이 소행성은 대부분의 위성이 분포하는 저궤도와 정지궤도 사이의 위성이 비교적 많지 않은 공간을 지나가고, 정지궤도 위성이 움직이는 동서방향의 직각인 지구의 남북 방향으로 통과합니다.

또 이 소행성이 이번 접근 중 지구에 충돌할 가능성은 없습니다.

질량도 작기 때문에 지구의 자전 변화나 지진, 해일 등 자연재해를 일으킬 가능성도 전혀 없는 것으로 확인되고 있습니다.

현재 40m급 근지구소행성은 약 50만개로 추산되며, 이러한 천체가 지구에 충돌할 확률은 평균 1200년에 한 번 꼴입니다.

'2012 DA14' 크기의 천체가 이처럼 근거리를 두고 지구를 통과하는 사건은 인류가 소행성을 체계적으로 관측하기 시작한 1998년 이후에 처음이며, 이 같은 현상은 40년에 한 번 꼴로 일어나고 있는 것으로 알려지고 있습니다

■ '2012 DA14'는 이번 지구 접근 때 우리나라를 포함한 아시아와 호주, 동유럽 등에서 관측조건이 좋습니다.

이에 따라 한국천문연구원은 이날 다양한 관측시설을 투입해 그 궤도와 자전특성을 조사할 계획입니다.

한국천문연구원은 오는 22일까지 오스트리아 비엔나에서 열리는 UN 평화적 우주 이용을 위한 위원회(UN Committee on the Peaceful Uses of Outer Space, UNCOPUOS) 제50차 과학기술소위원회에서 이번 관측자료와 아포피스의 관측 사항을 보고할 예정입니다.

<관련글>
소행성 아포피스 지구 접근 http://daedeokvalley.tistory.com/584

■ 한국천문연구원은 2010년부터 기초기술연구회의 지원을 통해 국가문제해결형 연구사업(NAP, National Agenda Project)인 '우주물체 전자광학 감시체계 기술개발'을 수행 중으로, 지구 추락 인공위성 외에도 근 지구 공간을 통과하는 소행성들을 감시하고 있습니다.

한국천문연구원은 2011년 독일의 뢴트겐위성 추락 이후, 교육과학기술부, 국방부, 한국항공우주연구원, 공군 등과 공동으로 러시아 포보스-그룬트 탐사선(2012년)과 코스모스1484 위성(2013년)의 추락을 전후해 위성추락상황실을 운영, 대국민 알림서비스를 수행한 바 있습니다.

<관련글>
러시아 화성탐사선 포보스 지구 추락 http://daedeokvalley.tistory.com/321
러시아 인공위성 코스모스 추락 http://daedeokvalley.tistory.com/589

□ 관련 영상 링크

NASA ScienceCast: Record-Setting Asteroid Flyby
http://www.youtube.com/watch?v=GwidzVHvbGI

Close Approach of Asteroid 2012 DA14 - Fear vs. Fact | Video
 http://www.youtube.com/watch?v=oZcssXk2XQI

JPL NEWS: Asteroid 2012 DA14 Flight Path
http://www.youtube.com/watch?v=ISSArm_yvtQ

JPL NEO Program Office:?Asteroid 2012 DA14 ? Earth Flyby Reality Check
http://www.nasa.gov/topics/solarsystem/features/asteroidflyby.html

지구로 추락이 예고됐던 러시아 인공위성 '코스모스1484'가 28일 오전 11시 27분 경 북극해 상공에서 대기권으로 재진입해 캐나다와 미국 북동부를 거쳐 남태평양 칠레 방향에 걸치는 선상에 추락한 것으로 추정됩니다.

<관련글 : 러시아 인공위성 추락 http://daedeokvalley.tistory.com/589>

한국천문연구원은 이번 러시아위성 추락이 우리나라에 전혀 영향을 미치지 않은 것으로 확인됐다고 밝혔습니다.

최종 추락 추정 지역. 정확한 추락 지역은 아직 확인되지 않았으나, 현재까지의 자료를 토대로 분석 결과 붉은선의 궤도상 지역에 추락한 것으로 파악됩니다.

러시아 인공위성 '코스모스 1484'이 2013년 1월 24일부터 26일 사이에 지구로 추락할 예정입니다.

'코스모스 1484' 위성은 1983년 7월 24일 카자흐스탄 바이코누르 우주발사장에서 발사한 지구 원격탐사용 인공위성으로, 무게 2,500kg의 중형 위성입니다.

위성의 자세한 형태와 사양은 러시아에서 공개한 정보가  제한적이기 때문에 알려지지 않고 있습니다.

지금까지 이론적으로 저궤도 위성은 발사 후 약 30~40년 내에 지구에 추락하는 것으로 예측됐는데, 이번 위성의 추락으로 이 같은 가설이 신빙성을 얻게 되었습니다.

■ 한국천문연구원 우주물체감시상황실은 이번 위성 추락 상황을 분석해 대국민 알림서비스를 실시합니다.

한국천문연구원 우주물체감시센터는 지난해 12월부터 이 위성의 추락 상황을 주시했습니다.

1월 16일 현재 이 위성의 원지점 고도는 240km(± 10km), 근지점 고도는 236km(± 10km)로 파악되고 있습니다.

2013년 1월 16일 현재까지 러시아 위성 코스모스 1484 일자 별 고도 변화 (파란색: 근지점, 빨간색: 원지점)

교육과학기술부는 위성추락으로 인해 발생할 수 있는 비상사태에 대비하여 한국천문연구원, 한국항공우주연구원, 공군 등과 공동으로 상황을 분석하고 있습니다.

한국항공우주연구원과 공군은 국제 협력체계를 활용하여 관련 정보를 수집하고, 한국천문연구원은 수집된 정보를 바탕으로 '코스모스 1484' 위성의 궤도와 우리나라 통과시각, 추락시각 및 장소 등을 종합 분석하여 1월 21일부터 상황이 종료될 때까지 관계부처와 기관에 전파하는 한편 인터넷과 트위터를 통해 시시각각 공개합니다.
     ※ 인터넷 : http://event.kasi.re.kr
     ※ 트위터 : @kasi_news(천문연), @mest4u(교과부)

만약 이 위성이 우리나라 인근에 추락할 것으로 예측될 경우 뉴스와 주요 포털사이트, 민방위본부 전파체계 등을 통해 상황을 알릴 예정입니다.

현재까지는 이 위성이 우리나라 인근에 낙하할 가능성이 희박하지만, 정확한 낙하시각과 장소가 추락 1~2시간 전에야 분석이 가능합니다.

■  2012년 한해 동안 지구로 떨어지 우주 물체는 100개가 넘으며, 최근에는 독일의 ROSAT 위성과 러시아의 화성탐사선 포보스-그룬트가 추락했습니다.
<관련글 : 러시아 위성 추락 http://daedeokvalley.tistory.com/318, http://daedeokvalley.tistory.com/321>
<관련글 : 독일 위성 추락 http://daedeokvalley.tistory.com/184>

이처럼 인공위성 등 우주 낙하물이 증가하면서 교육과학기술부는 우주위험에 대한 대비를 강화하기 위해 '우주개발 진흥법' 개정을 추진 중입니다.

이와 관련해 현재 한국천문연구원은 '우주물체 전자광학 감시체계 기술개발사업'을 수행 중이며, 한국항공우주연구원에서는 국가위성을 우주파편으로부터 보호하기 위한 시스템을 개발 중입니다.

2013년 1월 9일 오후 8시 43분, 근지구소행성(NEA, Near Earth Astroid) '아포피스(Apophis)'가 지구를 스쳐 지나갑니다.

아포피스는 지름 약 270m 크기의 타원형입니다.

소행성 아포피스의 크기를 비교한 그림. 인천의 동북아트레이드타워와 서울의 한화 63시티, N 서울타워와 비슷한 크기이다

한국천문연구원 발표에 따르면 아포피스의 접근 거리는 지구로부터 1450만 km로, 이는 지구와 태양 사이 거리의 9.67%, 지구와 달 의 평균 거리(38만 km) 의 38배에 해당합니다.

이 거리는 아포피스의 궤도 중 2029년 4월 이전에는 지구와 가장 가까운 거리입니다. 

소행성 아포피스의 궤도, 실제 형상이 아니라 이러한 밝기변화를 바탕으로 각색해서 그린 상상도이다

아포피스는 2029년 4월 29일 최대 3.4등급까지 밝아지고 최대 시간당 42도(보름달 지름의 약 84배)의 이동속도로 움직일 전망입니다.

그런데 천문학자들은 아포피스가 2029년 4월 14일 접근할 때 지구 중력에 의해 궤도가 변경되고 그 결과 2036년 4월 13일 지구와 충돌할 가능성이 있다고도 합니다.  

◆ 1월 9일 지구 인근을 통과할 때 아포피스의 밝기는 약 16등급까지 올라가지만, 남반구에서만 관측할 수 있습니다.

16등급이란 맨눈으로 간신히 보이는 6등급의 별보다 1만 배 어두운 것입니다.

한국천문연구원에서는 이 소행성이 북반구 하늘에 나타나는 2월 중 국내외 관측시설을 투입해 감시할 계획입니다.

이 때 소백산천문대 0.6m 망원경과 미국에 설치한 레몬산천문대 1m 망원경 등을 활용해 해외 연구기관과 공동으로 아포피스의 궤도와 자전특성, 3차원 형상 등을 조사할 예정입니다.

◆ 아포피스는 이번 접근 이후  2029년 4월 14일(토) 06시 46분에 지구를 살짝 스치듯이 지나갈 것으로 예상되며, 이때 지표면과의 거리는 약 3만 1600km입니다.

이 고도는 우리나라 정지궤도 위성인 천리안의 고도 3만 5786km보다도 약 4000km 낮은 것입니다.

아포피스 규모의 소행성이 이처럼 지구에 가까이 접근하는 확률은 약 1000년에 한 번 꼴입니다.

한편 한국천문연구원은 2010년부터 기초기술연구회의 지원을 통해 국가문제해결형 연구사업(NAP, National Agenda Project)으로 '우주물체 전자광학 감시체계 기술개발'을 수행 중입니다.
 

<아포피스> ○ 2004년 6월 19일, 로이 A. 터커(Roy A. Tucker), 데이비드 J. 톨렌(David J. Tholen), 파브리지오 베르나르디(Fabrizio Bernardi) 등이 미국 국립광학천문대 산하 킷픽(Kitt Peak)천문대에서 처음 발견했다. 발견 직후 국제천문연맹(IAU, Int'l Astronomical Union) 산하 소행성센터(MPC, Minor Planet Center)는 곧 '2004 MN4'라는 임시이름을 붙였으며 2005년 6월 24일 '99942'라는 고유번호를 부여였고 7월 19일 '아포피스'라는 고유이름으로 정해졌다.     ※ 아포피스는 이집트 신화의 태양신 '라(Ra)'를 삼킨 거대한 뱀이며 그 뱀으로 묘사된 파괴의 신 '아펩(Apep)'을 그리스어로 표기한 이름이다.   ○ 아포피스는 328.58일(0.9년) 주기로 태양을 공전하며, 궤도의 대부분이 지구궤도 안쪽에 포함된 아텐족(Atens) 소행성이다. 일반적으로 이들 아텐족은 지구에서 볼 때 항상 태양 근처에 머무르기 때문에 관측이 어렵다. 궤도는 이심률 0.19인 찌그러진 타원궤도이며, 타원 장축에 해당하는 궤도장반경은 0.922 천문단위, 지구공전궤도와 아포피스의 공전궤도가 이루는 사이각인 궤도경사각은 3.33도다. 크기는 270±60m, 자전주기는 1일 6시간 24분(30.4시간)으로 알려졌으며, 그 표면은 LL 콘드라이트라고 불리는 규산염 광물로 덮여있다고 추측된다. 이 광물은 지표에서 흔히 발견되는 석질운석의 성분 가운데 하나다.  ○  아포피스의 자전주기는 30시간 24분이며, 자전하면서 밝기가 변해 타원체 모양을 띨 것으로 생각된다. 장축을 270m라 가정하면 서울 63 빌딩보다는 20m 가량 길고, 인천 동북아트레이드타워보다 40m 정도 짧다. 이 소행성은 지구에 비해 질량이 약 1024 배만큼 가볍기 때문에 우리는 아포피스 표면에서 거의 중력을 느끼지 못할 것으로 생각된다. ○ 아포피스는 태양 주위를 공전하면서 앞으로 지구와 여러 차례 만난다. 2013년 1월 현재 시점 기준으로 2029년 4월 13일 이전까지 발표된 아포피스의 지구접근 예측자료는 아래와 같다. ○ 2029년 4월 29일경 아포피스는 최대 3.4등급까지 밝아지고 최대 시간당 42도(보름달 지름의 약 84배)의 이동속도로 움직이게 될 것으로 예상된다. 하지만 아포피스를 볼 수 있는 지역은 유럽, 아프리카, 서아시아 등이고 한국과 일본, 중국 동부를 포함한 동북아 지역은 이미 해가 뜬 이후라서 관측이 불가능하다.    ※ 2029년 4월 14일 아포피스는 지구 중력에 의해 궤도가 변경될 수 있으며, 그 결과 2036년 지구에 접근하는 경로가 바뀔 수 있을 것으로 보인다. ○ 최근의 분석 결과 소행성 아포피스는 2029년 4월 14일 접근할 때 지구 중력에 의해 궤도가 변경되고 그 결과 2036년 4월 13일 지구와 충돌할 가능성이 있다.  천문학자들뿐 아니라, UN 산하 '평화적 우주 이용을 위한 위원회'(COPUOS, Committee on the Peaceful Uses of Outer Space)에서도 아포피스의 향후 궤도변화에 주목하는 이유는 바로 여기에 있다. ○ 하지만 2013년 1월 현재의 계산결과에 따르면 앞으로 23년 후인 2036년, 이 소행성이 지구와 충돌할 가능성은 대단히 낮다. 미항공우주국(NASA) 산하 제트추진연구소(JPL)가 발표한 2036년 아포피스의 지구충돌 확률은 아래와 같다.

< 근지구소행성> ○ 근지구소행성(Near Earth Asteroids, NEAs)이란 궤도상에서 태양과 가장 가까운 지점까지의 거리, 즉 근일점거리가 1.3 천문단위(AU, Astronomical Unit)보다 가까운 소행성을 말한다. (1천문단위는 지구-태양 평균거리. 약 1억 5천만km에 해당한다.)    ※ 근지구소행성은 태양 주위를 공전하면서 지구궤도와 만나거나 지구 가까이 접근하며 지구와 충돌위협 가능성이 있다.    ※ 이들은 화성과 목성 사이의 소행성대에서 안정된 궤도를 돌다가 목성, 토성과 같은 행성들의 중력에 의해 궤도를 이탈하여 근 지구공간으로 유입된다. 근지구소행성들의 궤도에 따른 분류. 파란색은 지구의 공전궤도이며 붉은색은 소행성의공전궤도 ○ 2013년 1월 7일 현재 국제천문연맹 산하 소행성센터에 등록된 근지구소행성은 9,455 개이다. 이 가운데 지름이 1km보다 큰 것은 858여 개이며, 최근 연구 결과에 따르면 km급 NEA는 모두 981±19개로 추산된다. ○ 근지구소행성은 궤도의 특성에 따라 아텐(Atens)과 아폴로(Apollo), 아모르(Amors), 아티라(Atiras)와 같이 네 가지 종류로 나뉜다.    ※ 이 중 아텐과 아폴로는 지구와 궤도가 만나는데 이 가운데 아텐은 궤도의 대부분이 지구궤도 안쪽에 포함돼 있으며 아폴로는 궤도 대부분이 지구궤도 바깥쪽에 있다.    ※ 아모르는 그 궤도가 지구궤도와 만나지는 않지만 지구 근방까지 접근하는 소행성족이며 아티라는 궤도 전체가 지구궤도 안쪽에 있는 소행성이다.

 

2012년 7월 1일 오전 9시부터 1초가 늘었습니다.

한국천문연구원(이하 천문연)은 이날 오전 9시를 기해 양(+) 윤초를 실시했습니다.

이번 윤초는 한국표준시(KST) 2012년 7월 1일 오전 8시 59분 59초와 9시 0분 0초 사이에 1초를 삽입하는 것으로, 국제지구자전좌표국(IERS) 통보에 따라 우리나라 뿐만 아니라 세계가 동시에 윤초를 실시한 것입니다.

 따라서 우리나라의 2012년 7월 1일 9시 정각이 윤초 실시 이전의 9시 00분 01초와 같고, 08시 59분 정각과 09시 정각 사이의 시간 길이는 61초가 되어 이전보다 1초가 길어지게 됩니다.

세계협정시(UTC)로는 2012년 06월 30일 23시 59분 59초에 윤초를 삽입했습니다.

이에 따라 휴대폰 내장 시계 등 표준시를 수신하는 기기는 윤초가 자동 적용 되지만, 그 밖의 시계는 인위적으로 1초를 늦춰야 합니다.

특히 정확한 시각을 필요로 하는 금융기관이 정보통신 관련 기업 등에서는 윤초 조정에 주의해야 합니다.

■ 윤초는 천문현상을 기반으로 하는 천문시와 현재 일상 표준시의 기준이 되는 원자시계의 차이를 보완하기 위해 전 세계적으로 동시에 실시되고 있다.

지구 자전속도가 서서히 변하면서 원자시와 천문시 사이에 차이가 발생하는 데, 천문학계는 기존에 축적된 별들의 위치 자료와 초장기선전파간섭계(VLBI)로 관측된 자료를 이용해 지구 자전의 미세한 변화를 측정합니다.

원자시는 1967년부터 국제천문연맹(IAU)이 세슘-133 원자가 91억 9263만 1770번 진동하는 시간을 1초로 정의한 것으로, 지구 자전에 기본을 둔 실제 시간과 미세한 차이를 보입니다.

이에 따라 1972년 7월에 처음 윤초가 실시된 이후, 1973년부터 1980년까지 매년 1월에 윤초를 삽입했고, 이후 1~3년마다 윤초를 실시하고 있습니다.

현재까지의 윤초 실시현황을 보면, 1972년 7월에 처음 윤초가 실시된 이후 1973년부터 1980년까지 매년 1월에 윤초를 삽입했습니다.

또 1981년, 1982년, 1983년, 1985년, 1992년, 1993년, 1994년, 1997년에는 7월에, 1988년, 1990년, 1991년, 1996년, 1999년, 2006년, 2009년에는 1월에 윤초를 실시했습니다. 

이번 윤초는 2009년 1월 1일(한국표준시) 이후 3.5년 만에 실시되는 것입니다.

■ 인류가 발견한 시간은 지구 자전과 공전에서 기초한 천문시입니다.

반면 오늘날 일상적으로 사용하는 시간은 일정한 시간간격을 알려주는 원자시계에 의한 원자시로써, 천문시와 상호보완적인 관계를 유지하고 있습니다.

대표적인 예로 지구 자전속도가 서서히 변하여 원자시와 천문시 사이에 차이가 발생하는데, 이를 보완하기 위해 윤초를 시행합니다.

천문학자들은 기존에 축적된 별들의 위치자료와 초장기선전파간섭계(VLBI; Very Long Baseline Interferometer)로 관측된 자료를 사용하여 지구 자전의 미세한 변화를 알아냅니다.

1960년 이전에는 평균태양일을 기준으로 한 '평균태양초'(1일=24시간, 1시간=60분, 1분=60초→1일=86400초)가 쓰이다가 1967년까지는 좀 더 정밀한 '역표초'(Ephemeris Second)가 사용됐습니다.

이후 1967년 국제천문연맹(IAU)은 세슘 원자시계에 기본을 둔 '원자초'를 새로운 시간단위로 채택했고, 이 때부터 "원자시"(TAI; International Atomic Time)라는 말을 사용하게 됐습니다.

그러나 '원자시'는 세슘-133 원자의 진동수를 기준으로 정했기 때문에 지구자전에 기본을 둔 실제 우리가 사용하는 시간과 차이를 보이게 됩니다.

이에 따라 천문학자들은 각국 천문대의 망원경을 이용하여 별의 위치측정 자료를 바탕으로 지구자전주기를 정밀하게 측정해 그 차이를 보정하고 있습니다.

이 같은 방법으로 결정한 시간을 '세계시'(UT1; Universal Time)라고 부르며, 국제지구자전좌표국(IERS)에서 각국 천문대의 관측자료를 종합 분석해 결정합니다.

현재 국제적으로 사용 중인 '세계협정시'(UTC; Coordinated Universal Time)는 '세계시'(UT1) 1972년 1월 1일 0시를 기점으로 사용하는 것입니다.

이는 곧 이날 0시를 기준으로 '원자시'와 '원자초'를 적용, 시각 및 시간의 기준으로 삼고 있는 것입니다.

'세계협정시'(UTC)는 항상 '원자시'와 정수 배 만큼 차이가 나고, '세계시'(UT1)와의 차이는 0.9초 이내가 되도록 유지됩니다.

그리고 이 시간은 각국의 세슘원자시계 자료를 기준으로 하여 국제도량형국(BIPM; Bureau International des Poids et Mesures)에서 유지하고 있습니다.

만약 '세계시'(UT1)와 '세계협정시'(UTC)의 차이가 0.9초 이상이 되면, 국제지구자전-좌표국(IERS)은 '세계협정시'(UTC)의 정의에 따라 '세계협정시'(UTC)에 1초를 더하거나 빼주는 윤초를 발표합니다.

이 때 59초 이후 60초를 삽입하는 것을 '양(+)의 윤초'라고 하고, 58초 이후 59초를 삭제하고 0초를 만드는 것을 '음 (-)의 윤초'라고 합니다.

윤초를 실시하는 달은 한국표준시 기준으로 1월 첫날과 7월 첫날을 우선적으로 채택합니다.

<관련글  가장 정확한 대한민국 표준시계 http://daedeokvalley.tistory.com/217>
             가장 정확한 시간, 대한민국 표준시  http://daedeokvalley.tistory.com/141>

한국천문연구원에 따르면 2012년 5월 21일 오전 6시 23분부터 8시 48분까지 우리나라 전역에서 부분일식이 관측됐습니다.

이날 가장 많이 가려지는 최대 부분식 시각은 오전 7시 32분(서울 기준)이며, 이 때 해의 약 80%가 달에 가려졌습니다.

이후 8시 48분까지 약 2시간 25분 동안 일식이 진행됐습니다.

일식은 해가 가려지는 정도를 기준으로 부분일식, 개기일식, 금환일식으로 구분됩니다.

부분일식은 해의 일부가 가려지는 경우, 개기일식은 해의 전부가 가려지는 경우입니다.

금환일식은 달의 공전 궤도상 지구와의 거리에 의해 해의 전부가 가려지지 않고 테두리가 남아 금반지처럼 보이는 경우입니다.

이날 일본 남부지역과 북태평양, 그리고 미 서부 지역 일부 등지에서는 금환일식이 관측됐습니다.

이전에 우리나라에서 볼 수 있었던 일식은 지난 2010년 1월15일 부분일식이었습니다.

우리나라에서 관측이 가능한 다음 일식은 4년 후인 2016년 3월 9일입니다.

한국천문연구원 이대희 박사팀이 개발한 적외선 우주관측카메라 시스템이 3월 22일  미국 뉴멕시코주 화이트샌드 미사일 기지에서 발사된 NASA 로켓에 실려 우주로 올라갔습니다.

탑재된 적외선카메라시스템(CIBER-Cosmic Infrared Background ExpeRiment)은 빅뱅 이후 우주 태초의 빛을 추적하기 위한 관측 장비로, 한국천문연구원이 국제협력의 일환으로 미국 NASA/JPL, Caltech, 일본의 JAXA/ISAS 등과 함께 개발한 것입니다.

NASA 로켓 탑재용 적외선카메라 (CIBER) 시스템

NASA로켓을 사용한 CIBER발사는 이번이 세 번째입니다.

이 중 NASA로부터 인증된 우주용 적외선카메라 시스템 핵심 기술은 차세대 적외선우주망원경 국제 공동 개발과 대면적 적외선센서 구동 핵심기술 개발, 대구경 극저온 적외선 광기계 기술개발, 적외선 우주 감시 기술개발 등에 활용될 예정입니다.

한국천문연구원이 일본국립천문대와 세계 최대 우주관측사업인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) 프로젝트 협력을 위한 MOU를 체결했습니다.

◆ ALMA란?

ALMA는 전세계 전파천문학계가 공동으로 건설하고 있는 밀리미터/서브밀리미터(84GHz~950GHz) 파장대역에서 운영될 초거대 전파간섭계(Radio Interferometer)입니다.

ALMA는 칠레 안데스 산맥에 위치한 고도 5000m의 자흐난또르 평원(Chajnantor Plain)에 건설되고 있습니다.

ALMA 프로젝트는 총 54기 직경 12m 전파망원경과 12기 직경 7m 전파망원경으로 구성됩니다.

이 중 주 어레이는 50기의 12m 전파망원경으로 구성되고, 콤팩트 어레이는 4기의 12m 전파망원경과 12기의 7m 전파망원경으로 구성됩니다.

완성된 ALMA 상상도. 54기의 직경 12m와 12기의 직경 7m 전파망원경으로 이루어지는 ALMA는 16km 범위에 설치된다.

◆ ALMA의 기획

ALMA 사업은 2001년에 시작됐습니다.

당초 미국, 유럽연합, 일본은 각각 서브밀리미터 파장 대에서 운영되는 거대 전파간섭계를 건설할 계획이었는데, 경제적인 이유 등으로 이들 계획이 통합되면서 ALMA가 탄생했습니다.

2004년 ALMA 건설이 시작됐고, 2009년에 ALMA 사이트에 도착한 세 기의 안테나를 이용해 우주전파신호 검출에 성공했습니다.

현재 계획으로는 2013년부터 66기 안테나로 구성된 ALMA의 정상운영이 시작될 예정입니다.

ALMA 건설에 투입되는 건설 비용이 약 12억 달러(1조 5000억 원)로 천문학 역사상 가장 큰 규모의 관측시스템입니다.

ALMA의 운영비도 매년 건설비의 1/10 정도가 될 것으로 예상됩니다.

ALMA 건설과 운영에는 유럽, 북아메리카, 동아시아 컨소시엄이 각각 37.5%, 37.5%, 25.0% 지분으로 참여하고 있습니다.


◆ ALMA 성능

ALMA는  현재 서브밀리미터 영역에서 운영되는 유일한 전파간섭계인 SMA(Sub Millimeter Array) 보다 100배 가량 감도가 좋을 것으로 예상됩니다.

간섭계의 분해능은 관측주파수와 최장기 선에 의해 결정되는데 ALMA의 최장기 선은 약 16km로, 900GHz에서 약 0.005호초의 분해능을 기대할 수 있는 수준입니다.

ALMA는 총 66기의 안테나로 구성되고 기선이 15m~16km의 범위에 분포하므로 우주의 미세한 구조와 큰 범위의 우주 구조를 동시에 관측할 수 있습니다.

2011년 10월 ALMA 사이트 모습. 16기의 안테나가 설치되어 관측을 수행하고 있다.

◆ ALMA를 활용한 연구

ALMA는 같은 주파수 대역에서 운영되는 전파 망원경이나 간섭계에 비해 그 성능이 월등하므로 다양한 연구 분야의 발전에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

우선 우주의 암흑시기(dark age) 직후 처음으로 생성된 별과 은하를 연구할 수 있습니다.

이들은 현재 우리로 부터 무척 먼 거리에 떨어져 있기 때문에 이들로부터 방출된 빛은 우주팽창에 의한 적색편이로(서브)밀리미터 파장영역에서 관측될 것입니다.

또 우리 은하나 가까운 외부 은하에서 생성중인 별과 행성을 0.01호초 이하의 고분해능으로 관측해 이들의 생성원리와 과정을 자세히 연구할 수 있습니다.

ALMA는 넓은 대역폭으로 다수의 스펙트럼선을 동시에 관측하므로 별과 행성을 형성하는 분자운에서 일어나는 복잡한 성간화학 현상을 연구하는데도 크게 기여할 전망입니다.

이 밖에도 우리 은하와 외부 은하의 가스와 먼지의 분포 및 물리, 화학, 동역학 성질을 규명하고, 별의 물리량 및 물질 방출현상을 연구하고, 태양풍의 기원을 연구하는 등 다양한 연구주제를 수행할 예정입니다.


◆ 한국 천문학계의 ALMA 관련 활동

한국 천문학계에서는 아직 초기단계이긴 하지만 한국천문연구원 중심으로 동아시아 ALMA 컨소시엄에 참여하려는 노력이 진행 중입니다.

ALMA는 한국천문연구원에서 운영하고 있는 한국우주전파관측망(KVN)과 상호보완적인 관계에 있기 때문에 한국의 ALMA 참여는 국내 천문학자들이 KVN을 활용해서 우수한 연구성과를 창출하는데도 크게 기여할 전망입니다.

KVN을 활용하면 0.001호초대 분해능의 관측자료를 얻을 수 있지만 우리은하의 메이저원이나 활동성 은하핵(AGNs) 등 초고밀도 구조에서 방출되는 강한 메이저선이나 연속파만 관측할 수 있습니다.

ALMA는 분해능이 0.01호초으로 KVN 보다 낮지만 높은 주파수대역에서 다양한 크기의 구조에서 방출되는 메이저선과 연속파는 물론 수많은 분자선을 관측할 수 있습니다.

따라서 KVN과 ALMA를 함께 이용해서 특정 천체를 관측하면 그 천체의 다양한 면을 통합적으로 연구할 수 있습니다.

예를 들면 별 생성 연구 분야의 경우 별 생성 과정의 핵심 구성원인 강착원반과 제트의 구조나 성질을 이해하는 것이 중요한 연구 주제인데, ALMA을 이용한 분자선과 연속파 관측자료와 KVN으로 얻어진 메이저 관측 자료를 결합하면 강착원반과 제트의 구조 및 물리, 화학, 동역학 성질을 규명하는데 시너지효과가 클 것으로 기대됩니다.