남미 칠레의 아타카마 사막에 만들어진 ALMA(Atacama Large Millimeter/sub Millimeter Array)
천문대...
지금으로부터 10년 전인 2003년, 전파 망원경 가운데서 가장 거대한 건설 프로젝트가 남미 칠레의
안데스 산맥에 있는 아타카타 사막 고원지대에서 시작됐다.
ALMA 는 미국, 캐나다, 유럽, 일본 등 여러 나라가 협력하는 대형 전파망원경(電波望遠鏡) 단지
이다.
칠레의 사막 고원지대가 선정된 것은, 밀리미터파 영역 관측에는 대기가 희박하고 다른 전파
방해원이 적은 곳이 가장 적당했기 때문이다.
아타카타 고원지대는 높이가 5,000m 이상이다.
또 전파 망원경들이 넓게 전개하기에 필요한 광대한 면적을 확보하는게 가능했다.
초기에 전파 망원경은 미국의 NRAO (National Radio Astronomy Observatory) 와 ESO(European
Southern Observatory) 의 합작으로 진행됐다.
ESO는 <유럽 남반구 천문대>를 말한다.
그러나 캐나다 및 일본도 같이 참여하면서 그 규모가 커졌다.
총 66개의 안테나중 북미에서 제공하는 안테나는 12미터 안테나 50개, 동아시아에서 제공하는
안테나는 12미터 안테나 4개, 7미터 안테나 12개, 이렇게 총 16개이다.
먼저 칠레의 아타카마 사막에 50 기의 전파 망원경 (50 개의 12 m 지름 전파 망원경) 이 설치되고
다시 이를 보조하기 위한 전파 망원경으로 16 기의 전파 망원경이 설치됐다.
각각의 전파 망원경들은 150 미터에서 16 km 에 달하는 거리에 전개되는 방식으로 일종의
줌(Zoom) 이 가능하게 계획됐다.
이 메카니즘은 현재 뉴멕시코에 있는 VLA (Very Large Array) 와 유사하다.
다만, ALMA는 레일이 아니라 차량으로 이동한다는 차이점이 있다.
<ALMA 의 컨셉 아트 ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Calçada (ESO)>
<ALMA의 건설이 진행 중인 장소. 해발 5000 미터의 황량한 사막 고원지대. ESO>
<최초로 설치된 2개의 ALMA 안테나. ESO>
<각각의 ALMA 안테나의 무게는 115 톤. 이런 대형 트레일러를 통해 이동되는 시스템 이다. ESO>
이 거대한 프로젝트는 총 10 억 달러 이상이 소요됐고, 참가국들이 이 비용을 분담하는
형식으로 이루어진 대규모 국제 합동 전파 망원경 단지이다.
초창기에 설치된 망원경들만으로도 ALMA는 대단한 활약을 하기 시작했다.
ALMA의 경우 완전한 배열이 갖추어지기 전부터 이미 광범위한 과학 탐사를 수행해왔으며,
수많은 흥미로운 과학적 탐사 결과의 공개와 함께 매우 훌륭한 가능성들을 보여왔다.
각각의 망원경들은 광섬유로 연결되어 있으며, 간섭계 (Interferometer)로 작동할 수도 있고
또 단독으로도 관측을 할 수 있다.
관측 파장은 0.3 ~ 9.6 mm 영역이다.
지금껏 만들어진 망원경 가운데, 가장 강력한 Millimeter/sub Millimeter 영역의 전파 망원경이다.
그 공간 분해능(Spatial Resolution) 은 허블 우주 망원경의 5배이며, VLA 의 10 배 수준이다.
ALMA는 그야말로 전파 망원경 역사에 큰 획을 그은 차세대 전파 망원경이다.
한마디로 전파 천문학에 신기원을 이룩한 걸작이다.
그리고 최근, 10년 만에 맨 마지막 안테나인 66번 째 안테나가 ALMA 천문대에 성공적으로
인계됐다.
ALMA 천문대는 2013년 3월 칠레의 대통령인 세바스티안 피녜라에 의해 발족되었다.
<ALMA에 인계된 66번 째 마지막 안테나>
2013년 9월, 66번 째인 마지막 안테나가 ALMA 천문대에 인계됐다.
이로써 거대 전파 망원경의 주요 시스템을 모두 완성짓는 표시가 되었다.
또 망원경의 구축 프로젝트로부터 천문대가 완전히 독립적으로 제 역할을 수행할 수 있음을
알리는 공식적인 전환의 계가가 됐다.
마지막 안테나의 성공적인 인도가 완료됨에 따라 ALMA의 구축 프로젝트는 종결됐다.
칠레 안데스 산맥의 아타카마 사막 해발 5,000m에 있는 차이난토르 고원에 만들어진 세계
최대 전파 망원경 단지 ALMA 천문대는, 망원경의 구축 프로젝트로부터 천문대가 완적히
독립적으로 제 역할을 수행할 수 있게 됐음을 알리는 공식적인 전환점이 됐다.
앞으로 66개의 안테나들은 과학적 목적에 의해 활용될 것이고, 이는 천문학적 발견사의
새로운 시대가 열린 것을 의미한다.
유럽 ALMA 프로젝트의 매니저인 볼프강 빌트(Wolfgang Wild)는 이에 대한 소감은 이렇게
밝혔다.
유럽과 전세계의 천문학자들이 완전하게 구비된 ALMA 망원경을 사용할 수 있게
됐다는 점에서 이번 일은 ALMA 천문대의 중요한 기념비가 될 것이다.
마지막 유럽 안테나의 인도는 ESO가 지금까지 수행해온 가장 거대한 규모의 계약이 성공적
으로 완수되었음을 알리는 표석이 됐다.
앞으로 ALMA는 우주의 기원에 대한 중요한 질문에 대해 해답을 찾을 수 있도록 해 줄 것이다.
이 전파 망원경은 우주를 밀리미터와 서브밀리미터 파장을 이용하여 관측한다.
한데, 이 파장은 전자기 스팩트럼에서 적외선과 라디오파까지를 아우르는 파장대역에 해당
한다.
이 파장의 빛은 우주에 존재하는 천체중 가장 차가운 천체뿐만 아니라, 가장 멀리 떨어진
천체를 탐색할 수 있는 파장이다.
또한 이 파장에서 새로운 별들을 만들어내고 있는 차가운 성운과 가스들을 탐지할 수 있고,
관측가능한 우주의 거의 끝단까지도 관측할 수 있다.
실로 천문학의 신기원을 이룩한 것이다.
그동안 서브밀리미터의 파장 대역의 우주는 상대적으로 관측되지 않는 우주였다.
서브밀리미터 파장의 관측을 시도하기 위해서는 차이난토르와 같은 극단적으로 건조한 기후
조건이 필수적이며, 수많은 거대 규모의 안테나와 진일보한 탐지기술이 필요했다.
칠레의 고원지대에 ALMA 천문대가 만들어진 이유이다.
<ALMA에 인계된 마지막 안테나 앞에서...>
<ALMA를 구성하는 66개의 안테나중 최종적으로 인계된 두 개 안테나의 사진.>
오른쪽에 있는 안테나가 마지막으로 인계된 안테나이며, 왼쪽에 있는 것은 24번 안테나이다.
이 사진은 2013년 9월에 촬영된 것으로 200그램 무게의 카메라를 탑재한 소형 육각헬리콥터에
의해 촬영된 것이다.
<오토(Otto)라 불리는 대형운송장비에 탑재되어 설치 위치로 운반되고 있는 ALMA의 마지막
안테나 모습>
이 신비하고 아름다운 안테나 은하의 모습은 ALMA 와 허블 우주망원경의 이미지를
합친 작품이다.
정말 감탄스럽지 않은가?
ALMA를 통해 서로 다른 파장대를 관측한 후, 이미지를 합치므로써 우리는 銀河나 천체의
구조를 더욱 자세히 알 수 있게 됐다.
획기적인 일이다.
한마디로 Surprise!>