태초에 우주가 탄생한 수수께끼를 풀기 위해 한걸음 더 다가설 수 있도록 하는 세계 최대 우주망원경 건설이 시작됐다. 우리나라 연구팀도 ‘거대마젤란망원경(GMT)’이라 이름붙인 이 망원경 구축 사업에 참여한다.
한국천문연구원과 미국 카네기재단 천문대, 호주천문재단 등 4개국 11개 기관이 참여한 ‘거대마젤란망원경재단(GMTO)’은 11일(현지시각) 오후 6시 칠레 수도 산티아고 북쪽 600여 km 지점에 위치한 아타카마 사막의 라스 캄파나스 천문대에서 GMT 기공식을 개최했다.
2020년대 중반에 완공되는 거대마젤란망원경의 상상도 / 한국천문연구원 제공
11일(현지시각) 오후 6시 칠레 수도 산티아고 북쪽 600여㎞ 지점에 위치한 아타카마사막의 라스 캄파나스
천문대에서 열린 거대마젤란망원경(GMT) 기공식을 마치고 박병곤 한국천문연구원 대형망원경사업단장
(왼쪽에서 두번째) 등 재단 이사들이 기념 촬영을 하고 있다.
미래창조과학부 제공박병곤 한국천문연구원
대형망원경사업단장 미래창조과학부 제공
GMT는 반사경의 직경이 25.4m에 달하는 세계 최대 우주망원경이다. 그동안 우주의 숱한 비밀을 푸는 데 공헌한 ‘허블우주망원경’보다 10배 더 선명한 영상을 얻을 수 있다. 허블망원경의 지름은 2.4m로 GMT의 10분의 1수준이다. 허블망원경이 지금까지 찍은 우주 영상 가운데 가장 오래된 우주가 약 130억 년 전의 것이라면 GMT는 빅뱅 직후의 우주 모습을 관측할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
세계 천문학계가 GMT 건설에 나서는 이유는 좀더 선명한 우주 영상을 얻어 초기 우주의 모습이나 아직까지 비밀이 풀리지 않고 있는 암흑물질 및 암흑에너지의 정체를 밝히기 위해서다.
2003년부터 시작된 GMT사업은 총 1조 원이 투입되는 대형 국제 프로젝트다. 한국천문연구원을 비롯해 미국 하버드대, 스미소니언 국립천문대, 카네기재단, 애리조나대, 텍사스 오스틴대, 텍사스 에이앤엠(A&M)대, 시카고대, 호주천문재단, 브라질 상파울로 연구재단 등 11개 기관이 참여하고 있다. 우리나라는 2009년부터 사업에 참여해 1000억 원을 투자한다. 망원경이 완공돼 가동되는 2020년대 중반부터 우리나라는 해마다 한 달간 독점 사용권을 갖는다.
해발 2550m의 라스 캄파나스산 정상에 세워지는 GMT는 직경 8.4m의 주경 7개와 1.06m의 부경 7개를 연결해 제작된다. 완성된 망원경의 직경은 25.4m, 높이는 35m, 무게는 1100t에 이른다. 망원경을 둘러싸고 있는 원통형 돔은 너비가 55m, 높이가 50m에 달해 22층 건물과 맞먹는다.
우리나라는 지난 8월 GMTO와 부경을 개발하기로 협정을 맺었다. 한국천문연구원과 한국표준과학연구원, 고등기술원, 광주과학기술원(GIST) 등은 지난해까지 GMT 부경 제작을 위한 기술 개발의 일환으로 부경 샘플을 개발한 바 있다.
이날 칠레 현지 기공식에 참석한 박병곤 한국천문연구원 대형망원경사업단장은 “GMT는 인간이 우주를 관측할 수 있는 한계를 뛰어넘을 것”이라고 설명했다. 박 단장은 “국내 천문 연구는 세계적인 수준이지만 자체 보유한 망원경의 직경이 1.8m에 불과해 관측 장비는 세계 수준에 못 미쳤다”며 “이번 프로젝트를 통해 우리나라도 세계 최대 규모의 관측장비를 보유하는 효과를 얻게 된다”고 밝혔다.
다음은 박 단장과의 일문일답.
-GMT 추진 과정은
“GMT 기획은 2003년부터 시작됐다. 망원경의 핵심인 주경의 직경이 8.4m인데 한 번도 이 정도 크기의 반사경을 만든 적이 없다. 2005년 처음 제작이 시작된 첫번째 주경을 7년 만에 완성했다. 오는 2021년 주경 4개를 모아 우선 관측을 시작하고 2020년 중반 쯤 완공해 본격적인 연구가 진행될 것으로 기대한다.”
-우리나라가 참여하게 된 배경은
“우리나라에서 가장 큰 망원경은 직경 1.8m로, 천문학 연구 수준에 비해 낙후된 장치 수준을 끌어올리기 위한 노력을 지속했다. 자체 기술을 활용한 독자개발은 어렵다고 판단했고 파트너를 찾던 중 지난 2007년 GMT재단에서 제안을 해와서 참여하게 됐다.”
-국내 천문학에 미치는 영향은
"최근 GMT재단과 GMT에 사용되는 부경 제작을 한국이 주도하는 데 합의했다. 국제 경쟁 입찰을 통해 제작하려던 기존 계획을 변경한 것이다. 그동안 1m 짜리 반사경도 만들어 본 적 없는 우리나라로서는 매우 의미 있는 일이다. 부경 제작을 주도하면서 반사경 제작 기술을 발전시킬 수 있을 것으로 기대한다. 국내 천문 연구자들은 부족한 장비에 비해 연구 수준은 세계적이다. GMT를 이용해 우주의 기원을 밝히는 데 국내 연구자들이 기여하게 될 것이다."
-국내 연구자의 GMT 활용방안은
“GMT를 활용한 연구는 이미 설정돼 있다고 볼 수 있다. GMT재단은 최초의 별 탄생, 행성 형성 과정, 암흑물질 등 7가지를 주요 연구 방향으로 정해 놨다. 우리나라도 이 틀에서 국내 연구 환경에 맞는 과제를 설정했다. 국내 천문학자들이 갖고 있는 연구 분야 중 GMT 에 걸맞는 연구를 총망라한 과학 백서를 만들었다. 2~3년마다 업데이트해 나갈 예정이다. 우리나라는 GMT 참여로 1년 중 한 달 간 GMT로 관측할 수 있다.”
-여러 대형 망원경 프로젝트가 진행되는 것으로 알고 있는데.
“미국이 주도하는 30m급 TMT와 유럽천문연맹 가입국(ESO)이 추진하는 39.3m EELT 등이 있다. GMT와 달리 육각거울을 만들어 이어붙이는 방식으로 제작된다. 조각을 이어붙이기 때문에 크기를 무한히 늘릴 수 있지만 조각거울이 많아지면 상의 질이 나빠지는 단점이 있다. 완공시기도 GMT가 가장 빠를 것이다.”
조선비즈 | 김민수 기자
The Giant Magellan Telescope is one of three large telescopes under development
When completed, the Giant Magellan Telescope will have seven 8.4-meter mirrors. This gallery shows how an individual mirror is made over the course of nearly six years
by Eric Berger - Nov 12, 2015
The biggest and baddest telescope in the world stands atop a volcanic peak in the Atlantic Ocean off the coast of Africa. The Grand Canary Telescope, with a diameter of 10.4 meters, is the largest single-aperture optical telescope humans have ever built. Nevertheless, it’s not that exceptional—there are a dozen telescopes scattered around the world nearly as large. And much, much bigger telescopes will soon dwarf it.
AdvertisementOn Wednesday, construction began on what will probably be the first of a new generation of supermassive optical telescopes. The Giant Magellan Telescope, or GMT, will have seven 8.4-meter mirrors that will combine for a diameter of 25 meters. The telescope will be built on a mountaintop in Chile and could open as early as 2022.
After a groundbreaking ceremony, bulldozers will begin leveling a road to the 2,516-meter summit and preparing to lay a foundation for the 1,100 ton telescope next year. “We’re ready. We’re going to be aggressive on construction,” Patrick McCarthy, interim president of the GMT Organization, told Ars from the site in Chile.
Super telescopes
The GMT partnership of several US universities, as well as institutions in Australia, Korea, and Brazil, is not the only organization trying to build a massive telescope. An international consortium plans to construct the Thirty Meter Telescope in Hawaii, and the European Southern Observatory has begun work on the European Extremely Large Telescope in Chile, planned to measure a staggering 39 meters across.
The new generation of large telescopes will open up broad new vistas for astronomers, allowing them to look deeper into the history of the Universe, when the first stars and galaxies formed. Their new observations may also elucidate the nature of dark matter and dark energy and could potentially sniff out the signatures of life in the atmospheres of exoplanets. As such, there is a tremendous race to reach first light and begin using these large instruments. Nobel Prizes await.
Although it is the smallest of the great new telescopes, the GMT appears to be in the lead. Its backers have raised $500 million of the telescope’s $1.05 billion cost. By breaking ground now, the 200 workers on the mountain can lay the instrument’s foundation and complete the telescope dome by 2020. They can then install the telescope and related optics by 2022.
The GMT organization has already made progress on the most critical aspect of the telescope, its large mirrors. It takes six years from ordering the materials to final polishing to build a single mirror. One has already been finished at the University of Arizona’s Richard F. Caris Mirror Lab, two are in various states of grinding, and the third is very slowly cooling off after an oven melted its glass. Preliminary work has also begun on the fifth mirror.
The directors of the GMT intend to begin operating the telescope with just four mirrors, a configuration that will allow them to take some types of observations with nearly the fidelity of a full instrument. For example, McCarthy said, four mirrors will allow astronomers to look back to the early Universe almost as well as with a seven-mirror telescope.
With this week’s groundbreaking, the 2022 start date anticipated for GMT observations looks a little more realistic. It also stacks up favorably to its competitors.
The competition
The Thirty Meter Telescope, led by California institutions and backed by the Gordon and Betty Moore Foundation, has also indicated that it will begin scientific work with its instrument by 2022. However, when the organization attempted to begin construction atop Mauna Kea on Hawaii’s Big Island this April, demonstrators blocked the vehicles from reaching the summit. Since then, astronomers have been locked in a dispute with indigenous rights protesters. An astronomer familiar with the controversy said the Hawaiian telescope would unlikely be operational before the mid-2020s, if then.
The European telescope consortium, with its even more ambitious 39-meter instrument, has indicated a readiness date of 2024. The telescope has already had a groundbreaking ceremony in Chile, but significant engineering challenges remain before the instrument, weighing nearly 3,000 tons, becomes operational.
Although there is competition between the three projects, overall they bode very well for the astronomy community. Even the smallest instrument, the GMT, will have a resolving power 10 times greater than the Hubble Space Telescope. And with all three instruments online, there will be telescopes in both hemispheres, which is critical to studying the entire Universe.
The GMT got its name from the Magellanic Clouds spied by Ferdinand Magellan as he circumnavigated the globe from 1519 to 1522. These two dwarf galaxies are visible only from the Southern Hemisphere at the edge of the Milky Way Galaxy.
Not that McCarthy wouldn’t be willing to sell you the telescope’s naming rights. Sure, raising the first half of a large telescope’s cost is the hard part, as backers are more apt to join a project once they see it’s really going to happen. But the GMT still needs half a billion dollars. For perhaps half of that, you could name the telescope that's likely to make discoveries as profound as those of the Hubble.
