거대마젤란망원경(GMT) 개념도.[한국천문연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 허블망원경보다 10배 선명한 우주영상을 관측해 우주생성의 수수께끼를 푸는 실마리를 제공할 ‘거대마젤란망원경’ 구축이 가시화되고 있다. 한국천문연구원은 한국을 포함한 전세계 12개국이 공동으로 구축하는 세계 최대 광학망원경인 ‘거대마젤란망원경( GMT)’의 6번째 반사경 제작을 시작했다고 8일 밝혔다.

GMT는 지름 25.4m의 차세대 초거대망원경이다. 이 망원경은 8.4m 원형 반사경 7장을 벌집모양으로 배치해 구경 25.4m의 단일 반사경과 동일한 성능을 갖는다. GMT가 가동을 시작하면 허블 우주 망원경보다 10배 선명한 천체 영상을 제공할 수 있다. GMT를 통해 인류 역사상 가장 먼 우주를 관찰할 수 있기에 이는 빅뱅 직후 우주 급팽창에 의한 우주생성의 수수께끼를 푸는 실마리가 될 것이다. 또한 이제껏 지상 망원경으로는 관측이 어려웠던 가까운 별 주위의 행성을 관측할 수 있어 지구와 같이 생명체가 존재할 수 있는 외계행성 탐색 연구에 큰 기여를 할 것으로 기대한다.

GMT의 반사경은 미국 투산에 소재한 애리조나대학 리처드 캐리스 반사경 연구소에서 제작하고 있다. 반사경 하나의 형체를 제작하는 데만 1년여 가까이 소요되고 그 뒤에도 약 3년간 반사경 표면을 정밀하게 연마하는 과정을 거쳐 비로소 완성된다. 첫 번째 반사경은 2012년에 완성됐으며 이어 네 개의 반사경이 순차적으로 제작됐다. 올해 여섯 번째 반사경 제작을 시작하며 마지막 일곱 번째 반사경은 2023년 제작된다.

GMT의 반사경 제작은 크게 세 단계로 나뉜다. 1단계는 반사경의 기본 형상을 만드는 주조, 2단계는 반사경의 형상을 다듬는 성형, 마지막으로 3단계는 반사경 표면을 다듬는 연마 작업이다. 반사경을 만드는 소재인 유리는 온도 변화에 따른 비틀림, 휨, 표면 왜곡 등을 최소화하기 위해 저 팽창계수의 특수 유리를 사용한다. 이 특수 유리블록 17.5톤을 섭씨 1165도로 가열된 주형에 넣어 녹인 후 고체화되기 전에 주형을 회전시켜 원심력에 의해 상부 표면이 포물면이 되도록 한다. 서서히 냉각시킨 유리는 연마의 과정을 거치는데 완성된 반사경 표면의 굴곡 오차는 사람 머리카락 두께의 1000분의 1보다도 작다.

반사경의 재료인 유리블록을 주형에 넣는 모습.[한국천문연구원 제공]

완성된 반사경들은 칠레 아타카마 사막의 라스 캄파나스 천문대에 있는 GMT 부지로 옮겨 설치된다. GMT가 건설되는 라스 캄파나스 천문대는 선명하고 어두운 하늘과 안정적인 대기조건을 갖추고 있어 천문관측 최적지 중 하나로 꼽힌다.

박병곤 한국천문연구원 부원장은 “GMT 반사경 제작은 거대 시설 설비와 초정밀 공정이 동시에 필요한 현대 최첨단 과학기술의 집약체로 2029년 첫 관측을 목표로 반사경 제작이 순조롭게 진행되고 있다”며 “천문연구원은 세계 최대 망원경 개발 및 건설 참여를 통해 차세대 천문우주과학 연구를 선도할 수 있는 핵심기술을 확보하고, GMT를 활용해 국내 천문학 연구에 비약적인 발전을 가져올 것”이라고 밝혔다.

nbgkoo@heraldcorp.com