【기술】 인간의 뿌리를 찾는 우주여행

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63lMUCqfSJiAOsl0bf2vXjnVEt1-c6-gCUfo3MOkg79nIzoDqiwnnkCGBdUWfH7gDrVXiVoN2BNnRhkkFYG4m4nLLRmFIplmpxb7EuraLiwxX1Z9S_H5=w470-h313-nc.jpeg우주의 수수께끼를 해명한다는 것은 곧 생명의 기원을 규명함으로써 인류가 어디에서 왔는지에 대한 단서를 제공해 주는 일이기도 하다. 그런데 우주의 수수께끼에 도전하기 위해서는 고성능 대형망원경이 필수적이다.

우주에 널려있는 천체들은 그 온도에 따라 다양한 파장의 에너지를 방출한다. 예를들면 초고온을 동반하는 초신성 폭발은 태양의 수십억배에 달하는 가시광선과 함께 고에너지의 X선과 감마선을 방출한다. 이것들은 특수한 망원경으로만 관측이 가능하다. 그에 비해 저온의 혜성이나 소행성은 가시광선보다 파장이 긴 적외선을 방출한다.

한편 이런 것들을 제외하면 우주의 대부분은 훨씬 온도가 낮다. 별의 재료가 되는 먼지나 가스 구름의 온도는 절대 영도(-273.15℃)를 간신히 웃도는 정도에 불과하고 행성들이 탄생하는 환경도 이와 비슷하다(-260℃). 새로 태어난 별 주위에 극저온의 먼지와 가스가 소용돌이치면서 모여들어 행성이 형성되어 가는 것이다.

이와같이 '차가운 우주'에서 방출된, 적외선보다 파장이 짧은 전파(밀리미터파나 서브 밀리미터파)는 빛이나 근적외선을 방출하지 않기 때문에, 그 모습을 광학망원경으로는 볼 수 없다. 그 대신 차가운 먼지와 가스는 밀리미터파나 서브 밀리미터파(테라헤르츠)를 방출하기 때문에 전파망원경을 통해 보이지 않는 암흑의 우주를 관찰할 수 있는 것이다. 하지만 밀리미터파나 서브 밀리미터파는 수증기에 흡수되기 쉽고 대기의 간섭으로 인해 잡음이 섞이고 만다.

이 문제를 해결하기 위해서 천체과학자들은 수십 개의 전파망원경을 결합하는 방안을 고안해 냈다. 공기가 건조한 땅에 안테나를 배열해 놓고 우주의 전파를 모아 그 전체를 하나의 안테나처럼 통합적으로 관측하는 방식이다. 그들은 전파망원경 관측의 최적지로 해발 5000미터가 넘는 칠레 북부의 아타카마 사막을 선정했다. 왜냐하면 아타카마 사막의 상공은 언제나 구름 한 점 없이 맑고 연간강수량도 100mm 이하이므로 수증기에 의한 전파흡수의 영향을 받지 않는 장소이기 때문이다.

2002년 드디어 국제공동프로젝트가 개시되었다. 건설 및 운영 비용은 유럽 남방천문대(ESO)와 미국 국립과학재단(NSF) 및 그 협력 기관인 캐나다 국가연구위원회(NRC)과 대만 국가과학위원회(NSC), 일본의 자연과학연구기구(NINS) 및 그 협력 기관인 대만 중앙연구원(AS)과 한국천문연구원(KASI)에서 분담하기로 했다.

이렇게 지상망원경으로서는 세계 최대의 알마(ALMA)망원경이 완성되어(총사업비 약 1000억엔), 2013년 3월에 개소식이 열렸다. ALMA는 총 66대의 위성안테나 (직경 12m 안테나 54대+직경 7m 안테나 12대)로 구성된다. 나라별로 전문 분야를 분담하여 보다 고도의 성능을 구현함으로써 고해상도를 자랑하는 '스바루(すばる)망원경'이나 '허블'의 약10배 이상의 초고해상도를 제공할 수 있다.

우주가 생긴지 얼마되지 않은 무렵에 갓 태어난 은하와 별의 탄생, 태양계와 같은 행성계의 탄생, 유기분자 등의 생명관련 물질 등 빛 (가시광선)으로는 볼 수 없는 암흑의 우주를 볼 수 있게 된다. 인간의 근원이 되는 생명의 원천이 어디에서 비롯되었는지? 우주의 수수께끼를 푸는 여행! 바로 인간의 뿌리를 찾는 우주여행시대가 개막된 것이다.


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