칠레의 수도 산티아고에서 북쪽으로 약 482km 떨어진 해발 2,682m의 세로 파촌 산 꼭대기에 베라 루빈 천문대의 새로운 망원경이 가동을 앞두고 있습니다.
칠레 세로 파촌 정상에 건설 중인 베라 루빈 천문대. (사진: SLAC)
세계에서 가장 큰 디지털 카메라로 불리는 이 망원경의 카메라는 3,200만 화소의 해상도를 가지고 있는데, 이는 휴대전화 300대의 픽셀 수에 해당하며, 각 사진은 보름달 40개 크기의 하늘 영역을 담을 수 있습니다.
이 망원경은 3일 밤마다 눈에 보이는 하늘 전체를 촬영하여 수천 장의 이미지를 생성합니다. 이를 통해 천문학자들은 움직이거나 밝기가 변하는 모든 것을 추적할 수 있습니다. 베라 루빈 천문대는 지구인이 한 번도 본 적이 없는 약 170억 개의 별과 200억 개의 은하를 발견할 것으로 예상합니다.
"루빈 미션은 정말 많은 일을 해낼 겁니다." 라고 천문대 천문학자 클레어 힉스는 말했다. "우리는 이전에는 상상도 못했던 방식으로 하늘을 탐험하고 있으며, 이전에는 생각해 보지 못했던 질문들에 대한 답을 찾을 수 있는 능력을 얻게 될 겁니다."
망원경은 정확히 10년 동안 밤하늘을 관측하며 매일 밤 1,000장의 사진을 촬영할 예정입니다. 힉스는 "10년 후, 우리는 새로운 과학 분야, 새로운 종류의 천체, 새로운 발견에 대해 이야기하게 될 것입니다. 정말 흥미진진한 일입니다." 라고 덧붙였습니다.
루빈 망원경 내부에는 세계에서 가장 큰 카메라가 탑재되어 있습니다. 소형차만 한 크기이며, 무게는 3,000kg이고 해상도는 3,200메가픽셀입니다. (사진: SLAC)
스위치가 켜질 준비가 되었습니다.
건설은 2015년에 시작되었으며, 이 망원경은 2016년에 사망한 선구적인 미국 천문학자 베라 루빈의 이름을 따서 명명되었습니다. 루빈은 우주의 대부분 물질을 구성하지만 한 번도 관찰된 적이 없는 이해하기 어려운 물질인 암흑 물질의 존재를 처음으로 확인한 사람입니다.
베라 루빈 천문대는 미국 국립 천문대이지만 칠레 안데스 산맥에 위치해 있습니다. 힉스는 "광학 망원경을 설치하려면 높고 어둡고 건조한 곳이 필요합니다."라고 말하며, 광공해와 습도가 장비의 감도를 떨어뜨리는 문제를 언급했습니다. "칠레의 밤하늘은 매우 아름답기 때문에 이곳에 망원경이 많이 있는 것입니다."
현재 공사 마지막 단계에 있는 루빈 망원경은 2025년에 가동될 예정입니다 . 힉스는 "우리는 모든 것을 정렬하고 있으며, 상부부터 파이프와 데이터까지 모든 시스템이 최대한 원활하고 최적화되도록 하고 있습니다. 10년 동안 준비해 왔습니다 ."라고 말하며, 일정은 여전히 변경될 수 있다고 덧붙였습니다.
망원경의 주경 지름은 8.4m입니다. (사진: SLAC)
우주의 오랜 미스터리를 해독하다
루빈 망원경의 주요 임무는 향후 10년간 공간과 시간의 유산 조사(LSST)로 불린다.
루빈의 카메라는 30초마다 사진을 촬영하여 24시간 동안 20테라바이트의 데이터를 생성합니다. 조사가 완료되면 6천만 기가바이트가 넘는 원시 데이터가 생성될 것입니다.
그러나 칠레에서 캘리포니아(미국)의 연구실로 각 사진을 전송하는 데 걸리는 시간은 단 60초뿐입니다. 그곳에서 인공지능과 알고리즘이 사진을 먼저 분석하여 변화나 움직이는 물체가 있는지 확인하고, 무언가 감지되면 알림을 생성합니다.
"망원경에서 매일 밤 약 1천만 건의 경보가 발생할 것으로 예상합니다." 라고 힉스는 말했습니다. "경보에는 하늘에서 일어나는 모든 변화, 즉 태양계 천체, 소행성, 초신성 등 다양한 과학적 정보가 포함됩니다. 태양계에는 수백만 개의 별과 수십억 개의 은하가 있을 것으로 예상하기 때문에 머신러닝이 절실히 필요합니다."
히그스는 매년 선정된 천문학자 그룹에 데이터가 공개되고, 2년 후에는 각 데이터 세트가 글로벌 과학계에서 연구할 수 있도록 공개될 것이라고 말했습니다.
과학자들이 기대하고 있는 주요 연구 분야는 네 가지입니다. 태양계를 목록화하는 것(여러 개의 새로운 천체와 아마도 '행성 9'라고 불리는 숨겨진 행성을 발견하는 것 포함), 지구 전체 은하를 지도화하는 것, 시간이 지남에 따라 위치나 밝기가 변할 수 있는 '일시적 천체'라고 불리는 특별한 종류의 천체를 발견하는 것, 그리고 암흑 물질의 본질을 이해하는 것입니다.
루빈 천문대의 망원경은 우주의 심오한 신비를 밝혀낼 수 있을 것으로 기대됩니다. (사진: SLAC)
천문학계는 베라 루빈 천문대에 큰 기대를 걸고 있습니다. 미국 매사추세츠 공과대학(MIT) 물리학 및 과학사 교수인 데이비드 카이저는 이 망원경이 우주에서 가장 신비로운 개념 중 하나인 암흑 물질과 암흑 에너지에 대한 오랜 의문에 빛을 던져줄 것이라고 말했습니다.
루빈 망원경이 해결할 수 있는 또 다른 오랜 우주 수수께끼는 9번 행성을 찾는 것입니다. 캘리포니아 공과대학 행성과학 교수인 콘스탄틴 바티긴은 이 망원경이 9번 행성을 직접 관측할 실질적인 가능성을 제공한다고 말했습니다. 비록 이 행성을 직접 관측할 수는 없더라도, 태양계의 역학적 구조, 특히 소행성들의 궤도 분포에 대한 상세한 지도는 9번 행성 가설에 대한 중요한 검증 자료를 제공할 것입니다.
예일대학교 천문학 및 물리학 교수인 프리암바다 나타라잔은 루빈 망원경을 칭찬하며 "이 전망은 흥미롭고 확실히 우주 과학에 혁명을 일으킬 것입니다." 라고 말했습니다.
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