GMT 완성 예상도. 한국천문연구원 제공

한국천문연구원은 11개 글로벌 파트너 기관이 참여하는 거대마젤란망원경기구(GMTO)가 세계 최대의 광학망원경인 거대마젤란망원경(이하 GMT)의 5번째 반사경 제작을 시작했다고 밝혔다.

지름 8.4m의 거대한 반사경 7장으로 구성되는 GMT는 전체 구경이 약 25.4m로, 허블우주망원경보다 최대 10배 선명한 영상을 제공할 수 있다. 이를 통해 천문학자들은 가까운 별 주위에 존재하는 행성뿐만 아니라 역사상 가장 먼 우주를 관찰하여 우주 탄생 초기까지 연구할 수 있게 된다.

반사경의 재료인 유리블록을 주조틀에 넣는 모습

현재 반사경은 미국 투산에 소재한 애리조나대학에서 제작 중이다. 반사경은 형체를 제작하는 데만도 1년여가 소요되고, 그 뒤에도 3년에 걸쳐 반사경 표면을 정밀하게 연마하는 과정을 거쳐야만 비로소 완성된다.

GMT의 반사경 제작은 크게 세 단계로 나뉜다. 1단계는 반사경의 기본형상을 만드는 주조, 2단계가 반사경의 형상을 다듬는 성형, 3단계는 반사경 표면을 다듬는 연마 작업이다. 반사경의 재료로 사용되는 유리블록은 온도 변화에 따른 크기/부피 변화가 극도로 작은 특수 유리로, 일본 오하라(Ohara) 사에 특별 주문해 생산한다.

이 유리블록 17.5톤을 주조틀에 넣어 1,165도로 가열해 녹인 다음 서서히 유리를 냉각한 후 성형 및 연마의 과정을 거친다. 이러한 공정을 통해 거울 표면의 굴곡이 사람 머리카락 두께의 1000분의 1보다도 작은 정밀도로 연마된 반사경이 완성된다.

첫 번째 반사경은 2012년에 완성됐으며, 현재 4개의 반사경이 순차적으로 제작 중이다. 여섯 번째 반사경의 유리 재료는 최근에 연구소로 배달됐으며 일곱 번째 반사경의 재료는 주문 중이다.

완성된 반사경들은 칠레 아타카마 사막의 라스 캄파나스에 있는 GMT 설치 예정지로 옮겨질 예정이다. 이 사이트는 선명하고 어두운 하늘과 안정적인 대기조건을 갖추고 있어 천문관측 최적지 중 하나로 꼽힌다. GMT는 4개의 반사경만 먼저 장착해 2023년께 첫 관측을 시작할 예정이며, 2026년부터는 정상 가동을 목표로 하고 있다.

GMTO 이사회에서 한국을 대표하는 이사로 활동하고 있는 한국천문연구원 대형망원경사업단장 박병곤 박사는 “기술적으로 가장 어렵고 기간이 오래 걸리는 작업이 반사경 제작인데 현재 제작이 순조롭게 진행되고 있어 만족한다”며 “주경과 쌍을 이루는 부경 시스템을 개발하고 있는 한국천문연구원도 이에 발맞추어 GMT가 성공적으로 건설될 수 있도록 최선을 다할 계획이며, 이는 우리나라 광학 및 광기계 기술의 도약에 기여할 것이다”고 밝혔다.

반사경의 기본형상을 만드는 주조 과정. 한국천문연구원 제공