오리온 KL 지역 관측 지점.[한국천문연구원 제공]
오리온 KL 지역 관측 지점.[한국천문연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국과 일본 공동연구진이 전파망원경 핵심부품인 분광기를 개발하고 오리온성운 관측에 성공했다.

한국천문연구원은 일본국립천문대와 공동으로 세계 최대 전파간섭계 망원경 ‘ALMA’용 분광기를 개발했다고 23일 밝혔다.

연구팀은 지난 2월 해발 5,000m 고지에 위치한 칠레 아타카마 ALMA 관측소에 분광기를 설치했고, 오리온성운의 심장부에 위치한 ‘KL’지역 관측을 수행했다. 연구진은 KL 지역에서 방출되는 전파를 ALMA 망원경을 이용해 수신하고, 분광기를 통해 일산화규소(SiO) 분자가 내는 86GHz 메이저 스펙트럼을 얻는 데 성공했다.

무거운 별이 탄생하는 지역에서 형성된 일산화규소는 강한 전파인 메이저선을 방출하는데, 이를 관측하면 별 주변의 물리적 환경과 물질 방출에 대한 중요한 단서를 얻을 수 있고, 그에 따른 별의 탄생과 진화 과정을 연구할 수 있다.

분광기는 망원경이 수신한 전파 정보를 주파수에 따른 전파의 강도로 표현된 스펙트럼으로 변환하는 장치다. 이번에 개발한 분광기는 그래픽 처리와 비디오 게임에 널리 사용되는 그래픽 처리 장치(GPU)를 이용해 개발됐다. GPU를 이용해 ACA(Atacama Compact Array)의 12m급 안테나 4대로부터 오는 128Gb/s의 방대한 자료를 실시간으로 처리하기 때문에 ‘GPU 분광기’라는 명칭이 붙게 됐다. GPU 분광기는 32비트 실수 연산을 수행하기 때문에 4비트나 16비트 정수 연산을 수행하는 기존 장비에 비해 데이터 처리 속도와 처리량이 향상되어 더 정밀한 스펙트럼을 얻을 수 있다.

연구팀은 올해 추가 시험 관측을 수행해 GPU 분광기의 성능을 면밀히 검증할 예정이며, 분광기는 내3년 10월부터 본격적인 과학 관측에 사용할 예정이다.

ALMA(아타카마 대형 밀리미터 및 서브밀리파 간섭계).[한국천문연구원 제공]
ALMA(아타카마 대형 밀리미터 및 서브밀리파 간섭계).[한국천문연구원 제공]

김종수 천문연 박사는 “GPU 분광기 개발은 천문연과 일본국립천문대의 수년에 걸친 노력의 결실이자 성공적인 협력 사례”라며 “세계에서 가장 큰 전파망원경인 ALMA 사업에 한국이 처

음으로 기술개발로서 투자 및 기여한 계기가 됐다”라고 말했다.


nbgkoo@heraldcorp.com