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연세소식

[기관 탐방] 우주를 향한 연세의 눈, 천문대

연세대학교 홍보팀 / news@yonsei.ac.kr
2014-12-16

 

우주를 향한 연세의 눈, 천문대

 

누구나 달에 사는 토끼와 별똥별을 찾느라 밤하늘을 올려다 본 추억이 있을 것이다. 사람들은 늘 하늘과 우주를 향한 동경을 가지고 있다. 우리 대학교에는 우주를 올려다보는 눈이 있다. 그 눈은 바로 천문대다. 1981년 설립된 연세대학교 천문대는 우주를 향한 연세의 꿈을 지켜가고 있다.

1915년 연희전문학교에서 루퍼스 박사가 연희전문 개교와 함께 한국 최초의 천문학 강의를 개설하면서 연세 천문학은 태동했다. 최초의 이학박사 이원철 박사의 국제적인 연구 활동은 연세대학교의 중요한 자랑거리가 되어왔다. 1968년 천문기상학과가 공식 출범한 이래 왕성한 연구와 교육활동을 하고 있다.

1976년 40cm 천체 망원경으로 국내 최초로 광전 측광 방식으로 식쌍성을 관측했다. 이어 1980년에 당시로서는 국내 최대급인 61cm 반사망원경을 일산관측소에 설치하면서 ‘연세대학교 천문대’가 공식적으로 출범했다. 1985년 신촌캠퍼스 과학관 옥상에 교내 천문관측소를 신설해 1986년 40cm 반사망원경을 설치했다. 2000년에는 천안에 천안우주탐사관측소를 개소하고 2010년엔 신촌캠퍼스 어디서든 보이는 KVN전파망원경을 설치했다.

천문우주학은 21세기 우주시대가 요구하는 최첨단학문 분야 중 하나다. 천문우주학은 드넓은 우주와 그 안에서 일어나는 현상들을 관측하고 이론을 수립해 우주와 인간의 본질을 이해하는 데 도움을 주며 우주를 과학적으로 이용하고 개발하는 데 기여한다. 현재 세계 각국은 우주개발과 연구에 투자를 확대하며 치열하게 경쟁하고 있으며 우리나라에서도 천문우주 분야에 많은 관심과 투자가 이루어지면서 우주경쟁에 뛰어들고 있다.

이런 시대에 우리 대학교 천문대의 역할은 더욱 중요해지리라 생각된다. 현재 천문대는 교내외는 물론 외국 관측소의 망원경을 운영하고 있으며, 광학 및 전파 관측 천문분야, 이론 천문분야, 첨단 우주 관측 기기 개발, 대한민국 우주 개발에 기여하는 우주 항해 분야 등, 여러 천문우주 연구 분야에서 기여하고 있다.

 

연세를 통해 우주에 다가가다

연세대학교 천문대는 국제적인 공동 연구 활동에 적극 참여하고 있다. 한국 최초로 NASA와 우주망원경을 공동으로 개발하고 은하진화연구에 활용하는 국제공동연구가 대학교 부설연구소 “자외선우주망원경연구단”의 설립과 함께 성공적으로 진행되었으며, 이는 1999년 한국천문학계 최초의 네이처(Nature)지 논문 게재와 2002년 한국천문학계 최초의 사이언스(Science)지 논문 게재 성과로 이어지게 된다. 2003년이 우주망원경(GALEX)이 성공적으로 발사되어 이후 10년간 대량의 논문성과 창출로 이어졌다. 한편 2001년 연세대학교 천문대는 한국천문연구원의 대형연구사업인 한국우주전파관측망(KVN)의 수도권 유치기관으로 선정되었으며, 국내 최대구경 21미터 첨단전파망원경 및 관측통제소가 신촌 캠퍼스에 건설되었고 이를 기반으로 한 학연협력사업이 큰 규모로 지금까지 계속되고 있다. 또한 광시야탐사천문학과 태양계 소천체를 위한 연구노력의 일환으로 천안우주탐사관측소가 2000년 개소되었으며, 원격관측연구가 가능한 자동탐사관측기지가 한국천문연구원과의 협력으로 남아프리카공화국 (2002년), 대만 (2003년), 그리고 호주 (2005년)에 설치되었다. 우주개발분야에서는 우주비행제어연구실이 국가지정연구실(2006년)과 국가선우주연구실(2013년)로 연속 선정되면서 지속적으로 성장하고 있으며, 자외선우주망원경연구단의 연구 인력을 주축으로 은하진화연구센터가 설립되어 국가선도연구센터사업(2010년)으로 진행되고 있다. 현재 천문대에는 국내외 박사급 연구원들이 각자의 전공 분야에서 괄목할 만한 연구결과 및 논문을 게재하고 있으며, 이들 박사급 연구원들은 대학원생 및 학부생들과도 긴밀한 관계를 유지하고, 공동 연구를 하며, 후속 연구원 개발에 힘쓰고 있다. 또한 천문대는 이러한 학문적인 발전뿐만 아니라, 일반 대중들에게도 천문우주를 알리기 위해 힘쓰고 있다. 매년 정기 공개 관측회를 열어 대중들의 천문우주학에 대한 관심을 높이고 있으며, 과학 대중화 활동에도 많은 지원을 하고 있다.

 

천문대 정기 견학 프로그램

천문대는 교내외 일반 대중을 대상으로 자연과학 보급에 힘쓰고 있다. 왠지 어려울 것만 같은 우주에 대한 지식을 좀 더 많은 사람들과 공유하기 위해서이다.

연세대학교 천문대는 일반 대중들을 위한 정기 견학(Open House)을 매월 1~2회 무료로 운영하고 있다. 견학은 일산 삼애캠퍼스 관측소에서 연세대학교 천문우주학과 학부생들의 재능기부로 진행되며, 연구에 지장이 없는 범위에 한해 개방되고 있다. 8세 이상은 누구나 무료로 견학을 신청할 수 있으며 한 번에 최대 35명씩 견학이 이루어진다. (홈페이지로 선착순 신청, 전화나 방문 신청 불가) 계절에 따른 견학시간은 아래 표와 같다. 날씨가 흐린 경우 관측 대신 실내 프로그램이 진행된다.

30~35인 단체견학일 경우 비정기적으로 견학을 진행한다. 이 경우 최소 1개월 전에 신청해야 진행 가능하며, 운영 시간과 구성은 정기 견학과 동일하다. 정기견학과 달리 날씨가 좋지 않을 경우 견학이 취소될 수 있다. (문의 : 02-2123-3440) 이외에도 1년에 2차례 별밤축제라는 이름으로 공개 관측회가 개최된다.

천문대가 있는 삼애캠퍼스는 경기도 고양시 일산동구 삼애로에 위치하고 있으며, 지하철 3호선 마두역에서 정발산 방향 정류장에서 11, 90, 95, 96번 버스로 환승해 방문할 수 있다.

 

세계로 나아가는 KVN, 연세에 깃들다

신촌캠퍼스 노천극장 뒤에 있는 커다란 접시 모양의 안테나를 본 적 있는가. 캠퍼스 어디서든 볼 수 있는 이 안테나는 KVN(Korean VLBI Network) 중 하나로 우리 대학교에 설치된 것이다. KVN은 한국천문연구원에서 건설한 전파간섭계(VLBI) 관측 시설이다. VLBI(Very Long Baseline Interferometer)는 각종 천체들로부터 오는 전파를, 아주 멀리 떨어져 있는 두 개 이상의 이웃 수신용 안테나로 수신하고, 전파가 도달하는데 걸리는 시간차이를 보정하여 분석하는 전파 간섭계측정 첨단기술이다. KVN은 우리 대학교와 울산대, 탐라대에 각각 지름 21m의 전파망원경이 설치되어 있다. 이들 3기의 전파망원경으로 동시에 한 천체를 관측할 경우, 지름 500km 크기의 전파망원경에 필적하는 높은 분해능을 얻을 수 있다. 이 분해능은 500km 밖의 2mm의 크기를 식별할 수 있는 능력으로, 서울에서 한라산의 쌀 한 톨을 구별할 수 있는 정밀도다. KVN은 지상최대 광학망원경의 수 천 배, 허블 우주망원경의 수 십 배 이상의 능력으로 세계 최초의 밀리미터파 관측 전용 첨단 VLBI 관측망이다 (미국과 유럽의 경우 낮은 주파수만 관측이 가능하다).

우리나라 KVN 전파망원경 관측망은 일본 전파망원경 관측망 VERA와의 공동망도 구축하였다. 이 공동망의 이름은 KaVA(KVN and VERA Array)이다. KaVA는 KVN 단독으로 3기의 전파망원경을 가동할 때의 500km에 비해 약 5배인 직경 2500km의 전파망원경 가동하게 되는 셈이다. 그러나 KVN과 VERA의 공동망은 단순히 분해능이 증가하는 이상의 시너지 효과를 발휘한다. KVN의 넓은 시야가 VERA의 분해능과 결합되어 두 관측망이 단독으로는 볼 수 없는 복잡하고 아름다운 구조를 관측할 수 있다 (그림1 참조).

 

연세, 세계를 품고 우주로

앞으로 우리나라의 천문우주학은 매우 큰 규모의 성장을 할 것으로 예상된다. 이미 세계 천문학 분야는 세계 최대의 25~30미터 구경의 광학망원경의 건설이 시작되었고, 우리나라 역시 이러한 세계 최대 탐사망원경 사업에 적극적으로 참여하며 대형 국제협력을 이어가고 있다. 우주분야에서도 우리나라는 나로호 발사성공과 함께 우주강국으로의 발전노력을 더욱 기울이고 있으며, 이는 앞으로 달 탐사와 행성탐사 및 우주위험에 대한 대응기술개발 등의 다양한 분야확장으로 이어질 것이다. 세계 최고 수준의 연구 성과를 내고 있는 연세대학교 천문대는 이러한 세계 및 국내의 천문우주 산업의 발달에 대비하여 각종 연구프로젝트와 공동 연구를 통하여 앞으로 다가올 미래의 천문우주 환경을 대비하고 있다.

현재 연세대학교 천문대의 여러 연구진들은 KVN을 비롯하여 여러 다양한 관측 망원경을 이용하여 우주에 한 발 더 다가서고 있다. 특히, 연세대학교 천문대에서 이루어지고 있는 은하 내 항성종족의 진화가 Ia형 초신성의 광도에 미치는 영향 분석 연구는 암흑에너지 분야 연구에 결정적 역할을 하며, 우주의 미래 또한 바꿀 수 있는 매우 중요한 연구 중에 하나이다. 또한, KVN 사업을 통해 활동성 은하핵(다양한 전파를 내뿜는 은하의 중심 영역)에서 마이크로퀘이사(블랙홀·중성자별과 일반 항성과의 쌍성계)까지 다양한 우주 환경에 대해서 연구하고 있다. 그밖에도 최근 이슈가 되고 있는 혜성에 대한 연구 및 은하들의 병합 모의실험과 같은 연구를 통해 우주의 풀리지 않는 여러 가지 궁금점 등을 연구하고 있다. 한편, 연세대학교 천문대에서는 우주탐사 발전에도 많은 기여를 하고 있다. 그동안 축적해 온 위성 편대비행의 연구 역량을 인정받아 NASA Goddard Space Flight Center와 공동 협력으로 차세대 분리형 우주망원경의 가능성을 실험하는 큐브 위성 CANYVAL(Cubesat Astronomy by NASA and Yonsei using Virtual telescope ALignment)을 개발하고 있다. 이 연구에서 개발되고 있는 여러 알고리즘과 소프트웨어 및 우주 망원경의 설계는 획기적인 신개념 우주망원경의 초석을 이루는 선도 연구이다.

우리대학교 천문대는 연구 활동에 더불어 일반대중에게 자연과학 보급에 앞장서고 있다. 천문학 전공자가 아니더라도 우주에 대한 꿈과 동경은 누구나 가지고 있을 것이다. 우주는 우리의 연구대상이 되고, 영감이 되고, 아이디어가 된다. 별 보기 좋은 겨울이다. 올 겨울에는 천문대를 찾아 우주 속으로 여행을 떠나 보는 것은 어떨까?

 

vol. 571
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