남아프리카 공화국 중앙고원인 카루에 위치한 남아공 전파천문대(SARAO) 모습.SARAO 제공


“여기서부턴 휴대전화도 노트북도 가져가실 수 없습니다.”
3일(현지시각) 방문한 세계 최대 전파천문 프로젝트 ‘SKA(평방 킬로미터 간섭계·국제 거대전파망원경)’ 건설 현장은 한 줌의 전파 잡음도 허용하지 않는 엄격한 곳이었다.
SKA 건설 현장은 남아프리카 공화국 내륙 중앙고원인 ‘카루’에 위치했다. 풀이 드문드문 난 건조한 평지 위로, 하얀 접시 모양의 전파망원경 85대가 점점이 박혀 있다. 이곳은 ‘남아공 전 야마토통기계 파천문대(SARAO)’가 관리하는 곳이다.
SKA 망원경 이외에도 미어캣(MeerKAT), KAT-7, 헤라(HERA·수소 재이온화 배열 전파망원경) 등 다양한 전파망원경이 가동됐다.
전파망원경은 전파로 우주를 관측하는 장비다. 망원경의 접시는 우주 멀리서부터 날아오는 전파를 잡아내는 역할을 한다. 먼 은하나 블랙홀 주 릴짱 변 환경의 모습을 보여주는 실마리가 된다. 다만 가시광선 대비 파장이 긴 전파는 분해능이 떨어지기 때문에 보통은 수십여 대를 동시 운용해 저해상도를 극복한다.
SARAO가 주변 대도시로부터 비행기로 2시간은 떨어진 외딴 곳에 위치한 이유도 전파 간섭이 적어서다. 전자 장비 등에서 나오는 전파의 방해를 받으면 우주 관측을 제대로 할 수 없 릴게임예시 다. 전파 잡음으로부터 완전히 격리된 ‘무균실’ 같은 곳에 설치되는 이유다.
실제로 카루는 주위에 사람도 적고 주변을 둘러싼 산들이 전파를 차단해 준다. 방문객의 휴대전화, 노트북 등 전자기기도 엄격히 통제된다. 전파망원경 전력실과 수집된 전파 데이터를 다루는 데이터센터 역시 격벽으로 둘러 전파가 새는 것을 막았다.
바다이야기게임장 운용 노하우와 지리적 이점을 바탕으로 남아공은 현재 SKA 프로젝트를 주도하고 있다. 여러 전파망원경을 연결해 하나의 거대한 고해상도 망원경처럼 활용하는 ‘초장기선 전파간섭계(VLBI 네트워크)’를 글로벌 수준으로 구축하는 게 골자다.
2022년부터 건립이 시작됐다. 최종적으론 남아공 카루에 최장기선 150km의 197개 망원경이, 호주 바다이야기룰 머치슨 사막에는 최장기선 74km의 13만여 개 망원경이 건설될 예정이다. 프로젝트 주관 본부는 영국에 있으며 총사업비는 약 3조 원이다.
이 중 남아공은 350㎒∼15.4㎓의 중간 주파수를 검출하는 망원경을 맡았다. 현재까지 미어캣·미어캣 연장 안테나(익스텐션)·SKA 등 85개의 망원경이 설치됐다. 2032년까지 이를 197개로 늘린다는 계획이다.



에이드리언 팁레이디 남아공 전파천문대(SARAO) 부총괄이사. SARAO 제공


에이드리언 팁레이디 SARAO 부총괄이사는 “특히 남반구는 북반구와 달리 아직 전파망원경이 많이 설치되지 않았기 때문에 이점이 있다”며 “하늘의 전혀 다른 영역을 관측할 수 있다”고 말했다
이어 “미어캣 및 연장 안테나도 결국 SKA 인프라에 포함될 예정”이라며 “아직은 망원경 간의 디지털 전환장비가 호환되지 않아 추가적인 조치가 필요하다”고 부연했다.
이같은 연결을 통해 천문학계는 지금껏 확인하지 못한 우주 초기의 모습은 물론 중력파 검출 등 혁신적인 연구를 할 것으로 기대된다. 초당 200GB 수준으로 수집되는 방대한 전파 데이터를 눈에 불을 켜고 분석하는 이유다.



2일(현지시각) 남아공 프리토리아 CSIR서 열린 ‘제13회 세계과학기자대회’에서 위트워터스랜드 대학 및 남아공 전파천문대 연구진이 미어캣을 통해 70억 광년 떨어진 은하단의 전파 빛을 발견한 연구 성과를 브리핑하고 있다.한국과학기자협회 공동취재단 제공


실제로 성과도 나고 있다. 아이작 마골레고 박사과정생 등 위트워터스랜드 대학 연구진은 미어캣을 통해 70억 광년 떨어진 은하단에서 나온 극히 희미한 전파 빛을 발견하기도 했다. 연구는 왕립천문학회 월간지에 게재됐다.
한국 우주항공청 역시 올해 5월 SKA 본부와의 MOU 체결을 맺고 현재 준회원국으로 프로젝트에 참여하는 것을 논의 중이다. 전파망원경 건설 및 운영에 힘을 보탤 계획이다. 국내 우주기업의 부품 조달도 기대할 수 있다.
다만 이 부분에선 중국이 한국을 크게 앞질렀다. 현재 남아공에 구축 중인 SKA 망원경 물량의 대부분은 중국이 공급하는 것으로 계약됐다.
SKA는 향후 데이터를 대중에 개방한다는 방침이다. 하지만 선제적으로 참여한 중국 등 정회원국에는 데이터 우선 접근 등 특혜를 제공할 예정이다. 혁신적인 연구 성과도 이들이 앞설 수밖에 없게 된다.
참여를 타진하는 한국에는 정회원 지위 획득, 정밀한 영상 관측 연구에 기여하는 등 노력이 숙제로 제시된다.
카루(남아공)=한국과학기자협회 공동취재단
[카루(남아공)=한국과학기자협회 공동취재단 none@donga.com] 기자 admin@no1reelsite.com