루빈천문대, LSST 첫 관측 영상 공개…우주 시계열 탐사 본격화

3.2억 화소 카메라로 10년간 남반구 전천 관측…천문연 연구 참여

루빈천문대가 찍은 처녀자리 은하단의 일부 사진. ⓒ한국천문연구원

한국천문연구원은 세계 최대 남반구 전천 탐사 관측 사업인 차세대 시공간 탐사 관측(LSST)을 수행하게 될 베라 C. 루빈천문대(NSF-DOE Vera C. Rubin Observatory가 첫 영상을 공개했다고 24일 밝혔다.

LSST는 칠레에 위치한 구경 8.4m 탐사 전용 대형망원경인 시모니 서베이 망원경(Simonyi Survey Telescope)을 이용해 남반구 전체 밤하늘을 관측하는 사업이다. 루빈천문대의 시모니 망원경은 2015년부터 건설을 시작했으며 지난 3월 LSST 카메라까지 설치해 이번 첫 번째 관측 영상을 공개했다.

특히 세계에서 가장 큰 디지털 카메라로 기네스 세계기록에 오른 LSST 카메라는 3.2GB 픽셀로, 보름달 45개가 들어갈 만큼 넓은 하늘 영역을 한 번에 관측할 수 있다.

LSST는 올해 하반기부터 본격적으로 남반구 하늘 전체를 6개의 광학 필터로 3~4일마다 한 번씩 스캔하면서 10년 동안 관측할 계획이다.

관측한 대용량 자료는 실시간으로 처리돼 천문학자들은 천체의 밝기와 위치 변화 등 우주의 변화를 빠르게 확인할 수 있게 된다. 어두운 천체를 포함한 고해상도 우주 지도를 확보하고, 10년에 걸친 우주의 시계열 변화를 확인할 수 있게 된다.

이번에 공개된 영상은 모두 4개이며, 사진 1은 우리은하에서 가장 가까운 처녀자리 은하단의 일부를 보여준다. 오른쪽 아래의 두 개의 나선은하가 선명하게 보이고 오른쪽 위에는 병합 중인 세 개의 은하가 한 영상에 보인다. 배경에 처녀자리 은하단보다 더 먼 거리에 있는 은하 그룹도 여러 개 보이며, 우리은하의 별들도 보인다.

영상 2는 새로운 소행성 발견 동영상이다. 루빈천문대는 약 10시간의 관측자료에서 2104개 새로운 태양계 소행성을 발견했고 이 중 7개는 위험하지 않은 지구 근접 천체인 것으로 밝혀졌다. 지상과 우주의 모든 관측시설을 통하여 매년 약 2만개 소행성이 발견되는 상황에서 루빈천문대는 LSST 탐사 관측 시작 후 2년 안에 수백 만개의 알려지지 않은 새로운 소행성을 발견할 것으로 기대한다.

영상 3은 별의 밝기가 변하는 변광성 관측 영상이다. 루빈천문대의 가장 뛰어난 특성 중 하나는 대형망원경을 이용한 반복적인 관측으로 모든 천체의 밝기 변화를 포착할 수 있다는 것이다. 이 영상에서는 시험 관측에서 발견된 46개의 맥동 변광성(RR Lyrae) 중 3개의 밝기 변화를 예시로 보여준다. 루빈천문대는 변광성뿐만 아니라 초신성, 활동성 은하핵, 소행성과 같이 시간에 따라 밝기가 변하는 모든 천체들의 위치와 특성에 대하여 거의 실시간으로 연구자들에게 공개할 예정이다.

사진 4는 석호성운(Lagoon Nebula)과 삼엽성운(Trifid Nebula)을 보여준다. 루빈천문대가 찍은 678장의 이미지를 합쳐서 제작됐으며, 지구로부터 수천 광년 떨어진 성운의 기체와 먼지구름을 자세히 살펴볼 수 있다.

한국측 연구책임자인 신윤경 천문연 책임연구원은 “순간 포착하는 데 그치는 단기적인 관측이 아니라 10여 년에 걸쳐 우주에 일어나는 변화를 관측하기에 우주에서 일어나는 현상을 타임랩스 영화처럼 볼 수 있게 될 것”이라며 “인류는 역동적으로 변하는 우주의 모습을 실시간으로 확인하고 그 기원을 조사할 수 있게 됐다”고 말했다.