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세계 유일 24시간 연속관측 광시야 망원경으로 제 2의 지구 찾는다-외계행성 탐색시스템(KMTNet) 관측소 개소 2015-10-05

한국천문연구원(원장: 한인우)은 생명체가 존재할 가능성이 있는 지구형 외계행성을 찾기 위해 직경 1.6m 광시야 망원경과 3.4억 화소 모자이크 CCD 카메라로 이루어진 외계행성 탐색시스템(이하 KMTNet)을 개발하였으며, 설치 및 시험관측을 마치고 본격적인 연구관측에 착수한다. KMTNet은 3대의 동일한 관측시스템을 남반구의 칠레, 남아공, 호주에 각각 설치함으로써 세계에서 유일한 24시간 연속관측이 가능한 광시야 관측시스템이다.

현대 천문학의 최대 화두는 외계행성의 존재와 외계생명체에 대한 근원적 의문에 대한 해답을 찾는 것이다. 이를 위해 세계 각국(참고자료3)은 지상과 우주에 최첨단의 천체관측장비를 설치하여 활발하게 연구하고 있다. 한국천문연구원은 지구와 비슷한 환경을 가지고 있어서 생명체가 존재할 가능성이 있는 외계행성을 발견하기 위해, 2009년부터 중력렌즈 현상2) 중력렌즈 현상 : 멀리 떨어진 천체의 빛이 지구에 도달하기 전 은하, 블랙홀, 또는 별의 중력에 의해 굴절되어 대상이 여러 개로 보이거나 빛이 밝아지는 현상 을 이용한 외계행성 탐색에 최적화된 KMTNet시스템을 개발하였다.

KMTNet 망원경은 직경 1.6m 반사경과 4장의 보정렌즈로 이루어졌으며, 광시야 탐색관측 장비 중에서는 세계 최대급이다. 또한 망원경에는 4장의 CCD를 모자이크로 붙여 가로와 세로 크기가 각각 20cm이고 3.4억 개의 화소를 가진 세계 최대급 CCD 검출기를 장착하여 보름달 16개에 해당되는 면적인 2°x 2°의 밤하늘에서 수천만 개 이상의 별 신호를 한 번에 기록할 수 있다.


왼쪽사진은 1.6m 광시야 망원경 3차원 이미지, 오른쪽사진은 1.6m 광시야 설치모습


과제가 시작된 2009년에 시스템 개념설계를 완료한 후, 2010년에 망원경, 2011년에 카메라의 국제조달계약을 체결하여 시스템 제작에 착수하였으며, 2014년 5월 광시야 망원경 1호기가 칠레 CTIO CTIO : Cerro Tololo Inter-American Observatory 에 성공적으로 설치되었다. 이후 12월까지 망원경 2호기를 남아공 SAAO SAAO : South African Astronomical Observatory 에, 3호기를 호주 SSO SSO : Siding Spring Observatory 에 각각 설치하였고, 카메라 역시 1호기와 2호기를 설치하여 수개월간 시험관측을 수행하였다. 2015년 5월 카메라 3호기까지 설치 완료함으로써, 남반구 하늘을 24시간 연속으로 광시야 관측할 수 있게 되었다.


3.4억 화소 CCD 카메라 3차원 이미지

[사진 3]3.4억 화소 CCD 카메라 3차원 이미지


CCD 카메라의 실제 모습

[사진 4]CCD 카메라의 실제 모습


KMTNet의 완공과 본격적인 가동을 기념하기 위해 2015년 10월 2일 11시에 외계행성 탐색시스템 개소식을 개최한다. 한국천문연구원에서 열리는 이날 개소식에는 국가과학기술연구회 이상천 이사장과 한국천문학회 이형목 회장, 한국우주과학회 민경욱 회장 등이 참석하여 현판식과 함께 남반구 관측자들과의 원격 화상통화를 진행할 예정이다.  


KMTNet-SSO(호주)

[사진 5] KMTNet-SSO(호주)  


KMTNet이 설치된 남반구 관측소는 세계에서 관측 여건이 가장 좋은 천문대들로 남위 30도 근처에서 일정한 경도 간격으로 위치하기 때문에 날씨가 좋을 경우 남반구의 밤하늘을 끊임없이 24시간 이상 연속으로 관측 할 수 있는 장점을 가지고 있다. KMTNet의 주 관측영역은 우리은하 중심부에 해당하는 궁수자리 근처의 4°x 4°영역으로 남반구에서 잘 관측된다. 여기에 속한 수 억 개의 별을 10분 간격으로 모니터링 함으로써 중력렌즈 현상을 겪은 별을 통해 지구와 비슷한 환경을 가진 외계행성을 찾을 수 있다.   


KMTNet 망원경의 주 관측영역(궁수자리 주변 우리은하 중심부)

[사진 6]KMTNet 망원경의 주 관측영역(궁수자리 주변 우리은하 중심부)


: 주전자 모양의 별자리가 궁수자리이며, 사각형 하나의 크기가 하늘의 2°x 2°의 영역에 해당한다. KMTNet은 은하 중심의 4개 영역에 있는 수 억 개의 별을 10분 간격으로 모니터링 관측하여 또 다른 지구를 찾는다.
지금까지 중력렌즈 방법으로 발견된 외계행성은 39개이고, 이 중 32개를 한국과학자들이 포함된 연구 그룹에서 발견하였다. KMTNet이 본격 가동됨에 따라 매년 100여개 이상의 행성을 새로 발견할 것으로 기대되며, 특히 지구 정도의 질량을 가지는 행성도 연간 2개 이상 발견할 것으로 예상된다. 또한 모성 없이 혼자 떠돌아다니는 특이한 행성도 발견할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이를 통해 우리나라가 현대 천문학의 핵심 주제인 외계행성 분야 연구를 국제적으로 선도할 것으로 예상한다.


모자이크 CCD 카메라로 촬영한 실제 관측영상

[사진 7] 모자이크 CCD 카메라로 촬영한 실제 관측영상   


보름달 16개를 한 번에 찍을 수 있는 2°x 2° 시야를 가진 KMTNet 카메라

[사진 8] 보름달 16개를 한 번에 찍을 수 있는 2°x 2° 시야를 가진 KMTNet 카메라


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