(화면 자막)

본 동영상은 행정안전부와 한국정보화진흥원의 지식정보자원관리사업으로 제작되었습니다.

우리나라의 천문대

우리 민족은 예로부터 하늘을 보고 세상만사와 연결지어 생활하였다고 합니다. 그럼 이러한 천문 활동을 언제부터 했을까요?

1. 고대 천문대

우리 민족이 처음 천문 활동을 시작한 곳으로 강화도의 마니산 참성당이 알려져 있습니다. 고대사회에서는 하늘에 지내는 제사를 매우 중요시 여겼죠. 이것을 이른바 제천의식이라고 하는데 세종실록지리지에는 강화도 마니산의 돌로 쌓아 지은 참성당은 단군 할아버지가 하늘에 제사를 지낸 석단이라고 하였습니다. 세종실록지리지에 보이는 것처럼 고대사회에서 제천의식은 매우 중요한 행사인 동시에 그 제사를 지내는 곳이 바로 천문활동에 근지가 되기도 했습니다.

  마니산 참성당은 어떻게 생겼을까요? 처음 천문 활동을 시작한 이 마니산 참성단은 한쪽 길이가 약 6m인 정방향의 돌로 쌓여 마니산 산 봉우리에 위치하고 있는데요. 참성단을 위에서 내려다보면 하늘은 둥글고 땅은 네모나다는 고대하늘에대한 우리 선조들의 인식을 그대로 보여주는 구조인 것을 볼 수 있습니다.

 마니산 참성단과 같이 신라에는 병주 첨성대가 있었습니다. 이것은 현재에도 남아있는 것으로 오늘날의 천문대와 같은 것으로 추정하고 있습니다. 경주에 신라 첨성대는 현재까지 남아있는 세계에서 가장 오래된 천문대인데요. 신라 선덕여왕 때 축조되었다고 합니다. 그렇다면 경주의 첨성대는 어떤 구조로 이루어져 있을까요? 첨성대는 2단 기단 높이로 12개의 반석이 사각형을 이루고 있습니다. 몸통은 기단 에서 높이 약 8m까지 유리병 모양을 하고 있는데요. 밑부분이 굵고 위로 올라가면서 가늘어지는 아주 독특한 모양이죠.

  첨성대 몸통에는 삼백예순 다섯개의 돌이 사용되었고 두께는 거의 같지만 길이는 약간씩 다르다고 합니다. 밖으로 노출된 부분은 둘레 곡률로 다듬어있고요. 한 꼭대기 부분은 눕혀놓은 긴 돌이 2단으로 겹쳐져 있어 서로 벌어지지 않도록 했고 몸통의 돌들이 흩어지지 않게 무겁게 누르면서 정자 모양을 하고 있습니다. 신라의 첨성대 외에도 삼국시대에는 고구려 평양성에도 첨성대가 있었고 백제에도 있었을 겁니다. 그리고 고려에도 첨성대가 존재하였는데요. 현재는 개성의 고려 첨성대의 일부만 남아있습니다.

  시간이 흘러 조선시대에는 궁중 천문대와 지역 천문대라 하여 천문대가 여러곳에 산재했습니다. 궁중 천문대는 간의대와 창덕궁의 관천대로 하늘 현상을 관찰했고 지역천문대는 서울 외곽이라 지방에 위치하여 일식이나 월식, 해성 출현시 임시로 사용되었다고 합니다.

  궁중 천문대에 속하는 간의대는 세종 시대의 경복궁 안 경회루 북쪽에 세워진 천문대인데요. 무려 약 9m의 큰 규모를 가지고 있던 이 간의대 주변에는 혼의, 혼상, 규표 등 여러가지 천문 관측 기기가 설치되어 있었지만 안타깝게도 임진왜란 때 천문 관측 기기가 사라지고 지금은 남아있지 않습니다.

 간의대는 파괴되어 볼 수 없지만 다행히도 관천대는 아직까지 그 모습을 확인할 수 있는데요. 세종때 간의대와 같은 시기에 만들어진 관천대는 불에 소실되었었지만 1688년에 복원하여 현재는 창덕궁 역 현대건설 사옥 앞에 옮겨져 있습니다. 지금까지 고대 천문대에 대해 살펴보았는데요. 이러한 옛날 천문대는 밤 하늘 전체를 살피면서 주로 별의 전반적인 현상을 관측하였기 때문에 사실 높은 산에 위치할 필요가 없었습니다. 사방이 탁 트인 곳이라면 어디든 관측이가능했으니까요. 하지만 현대에 와서는 상황이 달라졌습니다. 별의 운동이나 별빛의 변화 육안으로 보이지 않는 별까지 연구하고 있기 때문인데요. 그렇기 때문에 성능이 좋은 망원경이 필요하게 되었고, 전깃불 등에 영향을 받지 않는높은 산에 천문대를 짓기 시작한 것이죠. 현재는 고도의 과학 기술 발달로 이런 요구 조건 들을 모두 갖출 수 있게 되었습니다. 그렇다면 현재 우리나라에서 운영되고 있는 천문대는 어떤 것들이 있는지 한번 살펴볼까요?

2. 현대 천문대

현재 우리나라에는 수많은 천문대 중에서 한국천문연구원에서 운영하고 있는 천문대는 호현산 천문대, 소백산 천문대, 미국 아리조나 주에 위치한 레몬산 천문대, kvn 등입니다. 그렇다면 이런 천문대 중 우리나라 천문 연구의 중심지는 어디일까요? 바로 1996년 4월 경북 영천에 세워진 보현산 천문대입니다. 이곳에서는 항성과 성단 측광 연구, 은하의 형성과 진화에 대한 관측 연구도 활발하고요. 산개성단 측광과 성단 내 변광성 탐사 연구와, 항성, 성간물질과 은하 형성 연구, 소행성, 퀘이사 탐사 및 외계 행성계 탐색 연구와 미소중력렌즈 연구까지 참으로 많은 연구와 탐색들이 이루어지고 있습니다.

  보현산 천문대가 국내 과학 천문 관측의 중심지로서 이런 활발한 활동을 할 수 있었던 이유는 무엇일까요? 바로 보현산 천문대에는 여러가지 망원경이 설치되어 있기 때문입니다. 우리나라에서 가장 큰 1.8m 망원경 역시 이 곳에 설치되어 있죠.

(인터뷰)

전영범 박사 - 보현산 천문대

: 보현산천문대 1.8m 망원경은 현재 국내에서 가장 큰 망원경입니다. 우리 보현산 천문대 1.8m 망원경의 특징은 경위대식이라는 것이고, 보통 망원경의 성능을 이야기 할 때는 분해능과 빛을 모을 수 있는 집광력이라는 것을 이야기 합니다. 그래서 이 분해능 면에서는 이 망원경의 0.4초각의 분해능을 가집니다. 그 0.4초각이라는 것은 계산을 해보면 보현산 천문대에서 가장 가까운 도시인 영천 시내에서 100원짜리 동전을 구분할 수 있는 뛰어난 성능이 되겠고요. 빛을 모으는 능력 면에서는 사람 눈에 비해서 약 400만배 이상 더 어두운 천체도 우리가 볼 수 있는 그런 망원경이 되겠습니다.

이 1.8m 망원경에 사용되는 관측 장비는 어떤 것들이 있을까요? 주요 관측 장비는 영상 관측을 위한 ccd카메라와 boes고분산 분광기입니다. 특히 boes 고분산 분광기는 보현산 천문대에서 자체 개발한 것으로, 동급장비로는 세계 최고의 성능을 보이고 있으며 행성 찾기 천체의 물리량 분석 등을 위한 필수적인 장비로서 1.8m 망원경의 약 65% 관측 시간을 사용하는 주력 관측 장비입니다. 이 외에도 지상 망원경 용 근 적외선 카메라 시스템으로 한국천문연구원에서개발한 것들이 있는데요. 2004년 개발 사업을 시작하여 3년에 걸친 작업 끝에시스템 제작을 마무리 하여 보현산 천문대 1.8m 망원경에 부착한 근 적외선 카메라와 태양플레어 망원경입니다. 태양 플레어 망원경은 직경 20cm 2대, 15cm 2대와 가이드 망원경으로 구성되어 있으며 각 망원경의 광학 기기들은 경통 내부의 광학 레일 위에 설치되어 있습니다. 

  보현산 천문대가 세워지기 이전에 이미 세워진 천문대가 있었습니다. 바로 소백산 국립공원에 위치한 소백산 천문대인데요. 이 천문대에서는 식쌍성의 광도 곡선 해석을 통한 온도, 및 질량등 물리적인 인자 도출과, 맥동변광성 연구,산개성단 및 구상성단 내의 변광성 연구, 혜성, 신성과 같은 신천체의 영상 획득에 주력하고 있습니다. 이러한 연구를 위해 소백산 천문대에는 Boller & Chivens 24인치 반사 망원경을 설치했는데요. 주경이 61cm 부경이 18cm의 유효 직경을 가지며 관측 시야가 일도 정도인 적도의식 마운트 형식으로 컴퓨터 제어 및 핸드 패들로 구동됩니다. 

  그 외에도 소백산 천문대에는 대형 쌍안경과 150mm 굴절 망원경을 비롯해 다양한 관측 기기들을 보유하고 있죠. 한국천문연구원에서 운영하는 천문들은 미국에도 위치합니다. 미국 아리조나주에 위치한 레몬산천문대에 가면 2001년 만에 한국 천문연구원에서 설치한 1m 광학 망원경을 볼 수 있는데요. 우리는 그 곳에 가지 않더라도 컴퓨터로 원격 조정하여 1m 광학 망원경으로부터의 관측을 활발히 진행하고 있습니다. 그렇다면 왜 우리의 천문대가 미국에까지 설치가 되었을까요? 해발 2776미터에 위치한 아리조나 주에 레몬산 천문대는 측광 가능한 날이 1년에 약 200일 이상이라고 합니다. 국내에 비해 관측 여건이 매우 좋은 곳이기 때문에 양질의 측광 관측자료를 획득할 수 있을 거라는 기대를 갖고 설치한 것이죠. 이외에도 천문대와 관련하여 한국천문연구원에서는 2001년부터 한국 우주 전파 관측망 kvn사업을 추진 중에 있는데요. 국내 최대 학연 사업으로 꼽히는 이 한국 우주 전파 관측망은 서울, 울산, 제주 3개의 지역에 21m 전파 망원경을 각 각 설치하여 동시에 관측할 수 있게 함으로써 현재 마무리 단계에 있다고 합니다. 한국우주전파 관측망을 통하면 지름 480km의 망원경으로 우주를 관측하는 것과 맞먹는 효과를 얻을 수 있는데요. 망원경의 크기가 커지면 더 넓은 범위의 우주를 보다 정밀하게 관찰할수 있게 되기 때문에 우주 구조에 대해 더 정밀한 파악이 가능할 것으로 기대되고 있죠. 

(인터뷰)

김봉규 박사 - 한국천문연구원

: 망원경이 크면 장점이 고해상도의 영상을 얻을 수가 있다는 것입니다. 특히 전파망원경 같은 경우에는 세 대 이상의 망원경을 멀리 떨어뜨리면 가장 먼저 떨어져 있는 거리에 해당되는 크기의 망원경을 구현해낼 수 있는거죠. 그래서 서울에서 제주도까지 망원경을 떨어뜨려서 초고해상도의 우주구조를 파악할 수 있도록 특징을 갖는 것이 한국 전파관측망의 가장 큰 장점이고 특징인 겁니다. 게다가 한국 우주 전파 관측망은 세계적으로는 최초로 4개의 서로 다른 주파수를 관측을 하기 때문에, 천체의 4개의 서로 다른 모습을 볼 수 있는거죠. 그런 것을 통해서 과거에 몰랐던 그런 천체의 다양한 특성들을 파악할 수 있다는 장점이 있습니다.

한국 우주 전파 관측망을 통해서 우리가 궁극적으로 알고자 하는 것은 외부 은하 중심의 변화 가능한 지역에 관측도 물론 중요합니다만 무엇보다 천체까지의 거리라 할 수 있습니다. 천체까지의 거리를 알게 되면 그 외의 질량 크기 등 기본 성질들에 대한 정보를 파악할 수 있기 때문이죠. 한국우주전파관측망 사업이 많은 이들의 이목을 집중시키는 또 다른 이유가 있습니다.

(인터뷰)

김봉규 박사 - 한국천문연구원

: 망원경은 망원경간의 거리를 넓히면 그만큼 고해상도를 얻을 수 있죠. 이런 목표를 위해서 일본의 네 대의 전파망원경 그리고 한국의 한국우주전파관측망 그리고 중국의 세 대의 전파망원경, 합쳐서 총 열 대의 전파망원경을 동시에 가동시켜서 일본 끝에서 중국 끝까지 해당되는 총 6000km 크기의초고해상도 전파망원경을 구현하고자 하는것이 우리의 중요한 목표 중 하나입니다. 게다가 그 데이터처리 센터를 한국에 둠으로써 한국의 우주전파관측망의 중심적 역할로 하겠다는 것이 우리의 중심적 목표입니다.

자, 지금까지 한국천문연구원에서 운영하고 있는 천문대와 현재 우리나라의 천문학의 상황에 대해 알아보았습니다. 현재까지 꾸준하게 기술적 발전을 하고 있는 한국의 천문학, 그렇다면 한국천문연구원에서는 한국천문대의 기술적 발전과 세계적 입지를 위해 어떤 노력들을 하고 있을까요? 

3. 우리나라 천문대의 미래

한국천문계 미래를 위한 준비, 그것은 현재 천문연구원에서 참여하고 있는 거대 마젤란 망원경 gmt사업으로 대답할 수 있습니다. 이 거대 마젤란 망원경 사업에서 우리나라는 2차 반사경인 구경을 제작하게 되는데요. 이 2차 반사경은 1차 반사경인 지름 8.4m짜리 주경 7장이 모은 빛을 다시 초점에 모아주는 구실을 하게 됩니다. 그리고 망원경이 완공되면 우리나라도 1년에 한달 가량 이를 이용할 수있게 되기 때문에 앞으로 한국의 천문대 및 망원경을 이용한 연구가 더욱 활발히 진행될 것으로 기대됩니다. 천문대의 역사와 현재 운영죽인 천문대, 그리고 앞으로 우리나라의 천문대 활용 가능성까지 우리나라천문과학의 흐름을 한 눈에 볼 수 있는 기회가 되었나요? 한가로운 휴일, 좀 더 특별한 추억을 만들고 싶다면 가족들과 함께 경주에 있는 첨성대로 나들이 어떨까요? 세계에서 가장 오래된 천문대를 멀리가지 않아도 볼 수 있다는 것, 우리에겐 참 행운이 아닐까 싶습니다.