소개

위치: 칠레 아타카마 사막의 해발고도 5,000m에 위치
참여: 동아시아(일본, 대만, 한국), 북아메리카(미국, 캐나다), 유럽연합
예산: 2003년부터 10년 동안 총 1조 8,000억원 투입
완공: 2013년
구성: 66개의 전파망원경 집합체로 구성됨
- 주 간섭계 : 직경 12m 안테나 50개
- ACA (Atacama Compact Array) : 7m 안테나 12개, 12m 안테나 4개로 구성된 단기선 배열 간섭계

ALMA: Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Credit: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)

2014년 8월에 한국천문연구원이 동아시아를 통해 ALMA 컨소시엄에 참여함에 따라 ALMA 관련 사업을 보다 조직적으로 할 필요성이 대두되었다. 이에 따라 2015년 2월 1일 전파천문본부에 ALMA 그룹이 신설되었다. ALMA 그룹의 미션은 ALMA 동아시아 지역 센터의 일원으로 한국 노드를 운영, 그리고 차세대 ALMA 수신기와 상관기를 개발하는 것이다. 한국 ALMA 관련 현황의 공식 보고와 공식 행사 기록을 위하여 한국 ALMA 홈페이지를 ALMA 천문대에 공식 등록하는 임무를 마쳤고, 이 홈페이지를 통해 ALMA 천문대의 최신 정보들을 한국천문학계에 알리고 있다.

칠레 ALMA운영 센터에 게양된 태극기

주요 과학 연구내용

차세대 과학연구 주제 3가지 은하 기원, 화학적 복합성의 기원, 행성 기원에 대한 내용을 확인 할 수 있습니다.
은하 기원	화학적 복합성의 기원	행성 기원

최초은하 탄생 시기~별탄생 최고조 시기의 주요 원소의 진화를 밝혀 은하 기원 규명	별과 행성의 형성과정에서 유기분자가 복잡한 분자로 진화하는 과정을 밝혀 화학적 복합성의 기원 규명	행성이 형성되면서 나타나는 세부구조를 관측하여 행성의 기원 규명

차세대 과학연구 주제 3가지
Credit: The ALMA Development Roadmap (2018)

ALMA는 별과 행성의 생성에서부터 우주의 기원에 이르기까지 천문학 주요 분야에서 선도적인 연구에 사용될 수 있는 초대형 최첨단의 망원경이다. 한국 천문학자들은 현재 ALMA 망원경을 이용한 활발한 과학 연구를 하고 있다 (NASA ADS 논문 링크). 또한 ALMA을 사용한 세계 천문학자들의 활발한 연구 활동을 다음 사이트에서 확인할 수 있다 (ALMA Observatory 홈페이지).

구성

동아시아 ALMA 지역 센터 한국 노드 운영

동아시아 ALMA 지역 센터 한국 노드 운영인 사용자지원, 망원경 운영, 과학 연구 개발에 대한 내용을 확인할 수 있습니다.
사용자 지원	망원경 운영	과학 연구 개발

Townhall meeting 개최 여름학교 개최	AoD: 칠레 알마 망원경 관측 지원 P2G: 관측 스크립트 작성 AoD: QA2: 괸측 자료 처리 후 사용자에게 전달	East Asia ALMA Science Workshop 개최 (2014, 2017, 2021)

ALMA 분광기 및 상관기 개발

우리 그룹은 노후화되고 성능이 뒤처지는 기존의 분광기/상관기를 대체하기 위해 GPU 기술을 사용한 소프트웨어 상관기를 개발하고 있다. GPU 상관기는 상용 그래픽카드 등 기성 부품을 사용하기 때문에 유지보수가 쉬우며 다양한 시스템에 적용하기 쉽다는 강점이 있다. 그리고 GPU 상관기는 차세대 ALMA 과학 연구를 위한 대역폭, 분해능, 기저선 수, 상관 효율 등 전반적인 성능 향상 요구를 충족시킬 수 있어 성공적인 개발이 매우 중요하다. 2021년 12월 현재, 개발 계획의 첫 단계로써 전전력 안테나를 위한 GPU 분광기 개발이 완성단계에 있다.

ALMA 수신기기 개발

ALMA 수신기는 35 GHz – 950 GHz 대역을 관측할 수 있는 10개의 수신기 밴드로 구성되어 있으며 잡음을 최소화하기 위해 영하 269도의 최저 온도를 유지하는 저온 체임버 안에서 동작된다. 한국천문연구원의 ALMA 수신기팀은 동아시아 ALMA의 일본 국립천문대 기기팀과 협력하여 기존 ALMA 수신기의 두 개의 밴드를 하나의 수신기로 관측할 수 있는 275-500 GHz 광대역 수신기를 개발하고 있다.

최근에는 기존 ALMA 수신기가 2000년대 초반의 기술을 기반으로 설계되고 제작되었기 때문에 다가오는 2030년대의 ALMA를 대비하여 수신기 자체의 잡음을 더 줄이고, 수신기가 한 번에 처리하는 대역폭을 넓혀 관측 효율을 높이는 수신기 업그레이드 계획이 동아시아/북미/유럽에서 동시에 진행되고 있다. 수신기팀은 275-500 GHz 수신기에서 얻어진 기술력을 바탕으로 2030년대를 위한 수신기 업그레이드에도 참여할 계획이다.