전파망원경

전파망원경(電波望遠鏡, radio telescope)^[1]은 우주를 보기 위한 망원경 장비로서 가시광선이 아닌 전파 대역을 이용하는 설비이다. 매우 좁은 화각을 요구하는 임무 특성 상 대형 파라볼라 안테나나 위상배열 안테나 혹은 VLBI등이 이용된다.

파크스 천문대의 64미터 전파망원경

전파를 이용하기 때문에 촬상소자나 렌즈가 아닌 안테나가 이용되며 안테나의 분해능(지향성)은 파장 대비 구경으로 결정되며 장파장의 전파를 이용하는 특성상 같은 크기의 광학 망원경에 비해 필연적으로 분해능이 떨어지는 단점을 갖고 있다. 이를 극복하기 위해 광학 망원경보다 훨씬 큰 구경의 포물면 형태를 갖는 파라볼라 안테나(그 모양 때문에 흔히 '접시'라고 불린다.)를 사용하게 됐다. 단일경으로 현재 가장 큰 것은 중국 구이저우성의 핑탕 현에 있으며 지름 500m이다. 하지만 비용 혹은 구조 상 크기를 늘리는 데에 한계가 있으므로, 다수의 작은 소자들을 넓게 배치하여 그 배열 전체의 넓이와 같은 구경의 단일경과 같은 분해능을 얻을 수 있도록 미국에 있는 Very Large Array(VLA)와 같은 망원경 배열도 건설되었다. 단, 망원경 배열은 배열 전체 크기의 단일 망원경에 비해 분해능만 동일할 뿐, 집광 능력은 비교할 수가 없다. 전파 천문대는 라디오, 텔레비전, 레이다, 기타 전자장비와의 전자기파 간섭을 피해 도심에서 외떨어진 지역에 자리하고 있다. 일반 천문대가 광공해를 피해 도심에서 떨어져 있는 것과 비슷하긴 하지만, 일반 천문대가 대기 간섭을 피하기 위해 산 정상 부근에 위치한 것과 달리 전파 천문대는 전자기파 차단을 위해 계곡 안에 자리하는 경우가 많다.

VLA 전파망원경, 각 접시의 크기는 27m이다.

한국에서는 한국천문연구원 산하의 대덕전파천문대에서 1986년부터 지름 14m의 단일경을 운영해오고 있으며, 서울대학교 내에도 지름 6m의 전파망원경이 설치되어 2002년부터 연구에 이용되고 있다. 또한 한국천문연구원은 VLBI로 한국우주전파관측망(KVN)을 운영하고 있는데, 지름 21m의 수신기 3개로 서울(연세대학교), 울산(울산대학교), 제주도(구, 탐라대학교)에 배열이 구성되어 있다.

연세대학교의 전파망원경

개요

천체로부터 오는 전파를 집속(集束)하기 위한 금속면 또는 금속망의 반사경을 전파 망원경이라고 부른다. 광학망원경이 빛을 모으듯이 전파망원경은 전파를 모은다. 전파망원경은 광학망원경으로 알아채지 못하는 약한 전자기파도 감지할 수 있어 더 멀리 있는 우주도 탐사할 수 있다. 광학망원경이 최고 수십억 광년 정도 떨어져 있는 천체만을 감지할 수 있는 데 비해 전파망원경은 160억 광년의 거리까지 탐사할 수 있다. 천문학자들은 이 거리가 천체에서 오는 전파가 감지될 수 있는 최대거리라고 생각한다. 전파망원경을 사용하면서 전에는 상상할 수 없었던 천체들을 발견하고 있다. 또한 우주에 있는 여러 종류의 분자들을 찾아낼 수 있다. 이와 같은 종류의 분자들은 지구에서 생물의 발생에 중요한 일을 한 것으로 추측된다.전파망원경에는 커다란 접시 모양 반사기가 있는데 이러한 반사기는 전선이나 금속판으로 만들어져 있다. 망원경에 달린 모터는 반사기를 움직여 우주에 있는 전파원을 향하도록 한다. 그러면 반사기는 전파원에서 오는 전파를 작은 전파 안테나에 집중시켜 전기 신호로 바꾼다.전파망원경의 초점에 안테나 또는 도파관(導波管)을 두어 전파를 이끌어 낸다. 반사면은 보통 회전 포물면이지만, 구면·평면·포물통면인 것도 있고, 또 많은 반사경을 1렬 또는 십자형으로 놓은 전파 간섭계(電波干涉計)도 있다. 설치방법에는 적도의 이외에 대형은 경위의가 되고, 더욱 대형은 고정형이 된다. 아레시보 천문대와 같은 많은 전파망원경들이 보이저 탐사선같은 대상과의 심우주 통신이나 방사하고 돌아오는 전파를 분석하여 측량하는 레이다 천문학으로도 활용된다. 전파 반사를 연구해서 과학자들은 달이나 행성까지의 거리를 측정한다. 또 반사파를 이용해 달이나 행성의 자세한 지도를 만들 수 있다.^[2]

같이 보기

• 아타카마 대형 밀리미터 집합체
• 아레시보 천문대

각주

1. 한국천문학회 편 천문학용어집 273쪽 우단 11째줄
2. 《글로벌 세계대백과사전》, 〈전파망원경〉

외부 링크

• 위키미디어 공용에 전파망원경 관련 미디어 분류가 있습니다.