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천문우주 교육동영상

천문학자가 하는 일

2017-02-28
여러분은 천문학자.. 하면 어떤 일을 하는 사람이라고 생각하나요? -인터뷰- 물론, 여러분이 생각하는 것처럼 별들의 움직임을 관찰하기도 하지만 천문학자가 별만을 연구하는 것은 아닙니다. 예로부터 “왕의 학문”이라 불리던 천문학은, 삼국시대부터 조선시대까지 무려 2000년 이상, 하늘을 관측하며 기록하는 일을 담당해 왔습니다. 여러분이 잘 아시는 삼국사기, 고려사, 조선왕조실록 등을 보면, 일식과 월식, 태양의 흑점 유성과 유성우 등에 대한 기록이 남아있죠. 이러한 고대의 기록들을 분석하고, 현대 관측자료를 이용해 과거의 천문현상에 대해 연구하는 일을 바로 천문학자들이 하고 있습니다. 또한 천문학자들은 과거, 하늘을 관측할 때 사용했던 천문기기들과 그동안 알려지지 않는 다양한 관측기기에 대해서도 분석하고 복원하는 일도 담당하고 있죠. 여러분이 생각했던 것보다 더 복잡하고 다양한 일을 하고 있는 것 같다고요? 자, 그럼 지금부터 천문학자들을 더 가까이에서 만나볼까요? 이곳은, 우리나라를 대표하는 국가 천문연구기관인 한국천문연구원입니다. 수많은 천문학자들이 이곳에서 우주에 대한 탐구를 펼치고 있죠. 먼저, 한국 전통 천문학 연구 및 천문기기를 복원시키고 있는 천문학자들과 만나볼까요? -인터뷰- 우리가 사용하고 있는 달력과 시간을 바로 천문학자들이 관리하고 있다는 사실, 알고 있었나요? 과거의 천문학은 해와 달 등의 천체를 관측하여 정확한 달력과 시간을 측정해 국민들에게 농사에 필요한 적절한 시기를 알려주는 것이 주된 목적이었기 때문에 고대 천문학자들은 달력 만드는 일에 주력했던 것이 사실입니다.  고대 천문학자들이 그래왔듯이 이곳의 천문학자들도 한국의 표준달력을 만들고 있는 것이죠. 이곳에는 광학천문학을 연구하는 천문학자들이 있습니다. 우리 눈에 보이는 가시광선 영역을 가지고 우주를 관측하고 연구하는 사람들이죠. 우리나라는 광학천문학 연구를 위해 소백산, 보현산, 레몬산 천문대등을 운영하고 있습니다. 그렇다면, 이곳에서 천문자료들을 통해 과연 어떠한 연구를 하게 되는 걸까요?  예를 들어 가시광선영역으로 식쌍성을 관측해보면 이렇게 식쌍성의 밝기가 변화하는 것을 알 수 있습니다.  천문학자들은 이 같은 별의 밝기변화 그래프를 가지고 별의 온도나 질량 등의 물리적인 특성을 밝혀내는 것이죠. 또한, 보현산천문대에서 있는 우리나라 최대의 반사망원경을 통해서는 보다 세밀하고 깊은 천문연구가 가능한 관측 자료들을 얻고 있습니다. 한국천문연구원의 연구원들은, 보현산 천문대의 관측자료들을 통해 구상성단을 연구하고 있습니다. 구상성단을 관측해 HR도를 만들어서 구상성단의 나이나 그 특성을 알아내는 것이죠.  그리고 보현산 천문대에는 BOES라 불리는 특별한 관측기기가 있습니다. 고분산 분광기인 BOES는 최고의 성능을 자랑하며 외국 전문가들로부터 높은 평가를 얻기도 했죠. 더 놀라운 것은, 세계적으로 인정받은 이 관측기기를 바로, 우리나라 천문학자들이 직접 개발했다는 사실입니다.  이렇듯 천문학자들은, 우주를 관측하면서 천체들만 연구하는 것이 아니라 우주를 좀 더 과학적으로 연구할 수 있도록 도와주는 관측기기 개발에도 직접 참여하고 있습니다.  또한, 천문학자들은 전파망원경을 이용한 천체연구도 하고 있습니다.  1984년 대덕연구단지에 있는 한국천문연구원에 직경 14m의 전파망원경 설치를 추진하면서 우리나라의 천체 관측 영역이 가시광선에서 전파영역으로 확장되었습니다. 대덕전파천문대와 같은 전파천문대를 통해 현재 전파천문학자들은, 성간물질과 별 탄생 영역, 원시별과 만기형 별의 진화 연구, 은하 중심부 탐색은 물론 새로운 분자선 탐색과 같은 성간화학 등을 연구하고 있습니다. 최근 전파천문학 영역에서는 대덕전파천문대보다 더 정확하고 세밀한 자료를 얻기 위해 최첨단 우주 관측 시스템인 한국 우주 전파 관측망(KVN)을 구축했습니다. -인터뷰-  한국 우주 전파 관측망(KVN) 시스템은, 전파를 받을 수 있는 안테나도 중요하지만, 받은 전파를 검출할 수 있는 수신기의 역할도 중요합니다. 이 한국 우주 전파 관측망(KVN) 수신기 역시 한국천문연구원의 연구원들이 자체 개발한 작품이죠.  이제 아시겠죠? 천문학자들은 별을 보고 우주를 연구하는 것이 아니라 보다 정확한 천체연구를 위해 이렇게 관측기기 개발에도 힘쓰고 있다는 사실을요. 하지만, 천문학자들의 이 같은 노력에도 불구하고 아직까지 우리나라의 망원경은 세계적인 망원경들보다 수준이 뒤쳐지기 때문에 끊임없는 연구개발이 필요하다고 할 수 있죠. 이렇듯 대형망원경 개발에 대한 필요성을 느낀 우리나라는 한국천문연구원을 주관으로 현재 25m급 반사망원경인 거대마젤란망원경 사업에 참여하고 있습니다.  미국, 호주의 여러 기관들과 함께 거대마젤란망원경 개발에 참여하고 있는 우리나라는 그중에서도 망원경의 부경과 적외선 분광기를 우리의 기술로 제작하기 위해 연구에 박차를 가하고 있습니다.  -인터뷰- 한국천문연구원은 우주에서 천체관측을 할 수 있도록 인공위성에 탑재할 우주망원경 개발에도 앞장서고 있습니다. 그 결과, 한국 천문연구원의 인공위성 탑재체 연구그룹은 지난 2003년, 최초의 국산 우주망원경인 FIMS 개발에 성공하게 됐죠. 그 외에도 인공위성 탑재체 연구 그룹은 고에너지 검출기와 적외선 관측기기 등의 개발은 물론, 새로운 검출기를 개발하기 위한 연구에도 매진하고 있습니다. 천문학자는 또 어떤 일을 할까요? 우리와 가장 가까운 별인 태양에 관한 연구도 바로 천문학자들이 하고 있습니다.  태양의 활동이 지구에 살고 있는 우리에게 많은 영향을 미치기 때문에 천문학자들은 태양플레어 망원경을 이용해 태양을 실시간 감시하고 있는 거죠. 한국천문연구원의 태양우주환경그룹은 태양플레어 망원경을 통해 관측한 자료를 가지고 지자기폭풍을 예보하고 있으며 우주환경 모니터링 시스템을 구축해 우주환경을 감시하기도 합니다. 그리고 일반인들에게는 조금 생소한 천문학 분야도 있습니다. 바로 우주측지라고 불리는 연구 분야죠. “우주측지는 천문학 가운데 가장 역사가 오래된 분야 가운데 하나인 위치천문에서 시작되었습니다. 과거에는 천체를 관측해서 지상의 위치/시간, 지구의 크기를 결정했지만, 우주시대인 오늘날에는 천체와 함께 인공위성을 우주측지 기술로 관측해서 지구의 모양과 운동을 현존하는 기술 가운데 가장 정밀하게 측정할 수 있습니다. 대표적인 우주측지 기술로 차량 네비게이션으로 널리 알려진 GPS가 있습니다. 한국천문연구원은 우주측지 기반 지구관측 정보를 이용하여 좌표/시간 기준계를 결정/유지하고, 이를 지구과학, 측지/측량, 항법, 우주항공, 국방 등 다양한 응용분야에 활용하고 있습니다. 특히, 1년에 수 밀리미터 변형되는 지각판의 움직임을 감지하고, 대류층의 수증기량과 전리층의 총전자량 변화를 우주측지 기술로 감시할 수 있어 최근에는 다양한 자연재해 감시에 활용하는 연구도 수행하고 있습니다.” 한국천문연구원에는 국내 최초의 국제 GPS 기준점과 세계 네 번째 국제 GPS 데이터 센터를 운영하고 있습니다. 또한, 세계 두 번째 국제 VLBI 통합분석센터를 조만간 공식 운영할 예정입니다. 한국천문연구원은 향후 GPS, DORIS, VLBI, SLR, 중력측정시스템 등을 한 곳에 설치할 계획을 갖고 있습니다. 이를 통해 우주측지 개별기술간 단점을 상호 보완하는 세계 최고 수준의 우주측지 연구 인프라를 구축/운영하고 우주측지, 지구물리, 기상/기후, 해양, 극지 등의 연구 분야가 융합된 지구시스템 변화 감시로의 연구분야 확장을 꾀하고 있습니다. 이러한 연구인프라 및 연구역량을 바탕으로 국내외 우주측지연구분야를 선도할 계획입니다. 만약 지구에 소행성이나 혜성이 충돌을 하게 된다면 우리가 살고 있는 이 지구는 어떻게 될까요? 건물이 붕괴되기도 하고 인류의 목숨이 위험에 빠지기도 할 겁니다. 이 같은 위험에 대비하는 일도 바로 천문학자들이 하는 일이죠. 한국천문연구원의 우주감시체계 연구그룹은 지구에 접근할 가능성이 높은 천체를 선정해 주기적으로 감시하고 있죠.  어떻게 천체들을 감시하고 있냐고요? 바로, 0.5m급 로보틱 망원경 시스템을 개발해 보다 세밀하게 관측하고 있습니다. 이밖에도 우주감시체계 연구그룹은, 남아프리카공화국과 호주에 관측소를 건설하고, 무인원격제어 시스템을 이용해서 지구근접천체들을 감시하기도 하죠.  천문학자들은 이렇게 신비한 우주의 세계를 끊임없이 탐구하고 있습니다.  우주의 대부분을 차지하지만 그 정체가 완벽하게 밝혀지지 않은 우주공간의 암흑 물질과 암흑 에너지에 대한 연구도 지속하고 있죠. 그리고 우주 거대구조의 형성과 진화를 이해하기 위해서 일반상대론에 기반을 두고 우주구조의 선형, 비선형 이론 연구를 수행하고 있습니다.  이 같은 연구를 위해 한국천문연구원은 현재 슈퍼 컴퓨터급의 고성능 PC 클러스터를 구축해 놓은 상황이며 성간물질과 성단 역학 등의 정밀 수치 실험에도 활용되고 있어 세계적으로 경쟁력을 인정받고 있습니다.  자, 이제 천문학자가 어떤 일을 하는 있는지 잘 알게 됐나요? 다양한 천체들의 관측을 넘어 세계 최고의 천문기기 개발까지.. 천문학자들의 땀과 노력은 오랜 시간 계속돼 왔으며 앞으로도 멈추지 않을 것입니다. 한국천문연구원 역시, 우주에 대한 끊임없는 탐구과 연구로 한국 천문학의 위상을 세계에 알리기 위해 노력할 것입니다. 천문학자들의 땀과 열정이 멈추지 않는 한 우주강국 코리아는 머지않아 현실이 될 것입니다.
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