한국천문연구원이 참여한 ‘적외선 우주배경복사 관측 실험-2’(CIBER-2, Cosmic Infrared Background ExpeRiment-2)를 수행하기 위해 미항공우주국(NASA)의 블랙 브랜트 9호(Black Brant IX) 로켓이 6월 7일 16시 25분(한국시각) 미국 뉴멕시코 주의 화이트 샌드(White Sands) 미사일 기지에서 발사에 성공했습니다.
천문연이 미국 NASA/JPL, 캘리포니아공과대학교(California Institute of Technology), 로체스터공과대학교(Rochester Institute of Technology), 일본 관서대학교 등과 함께 국제공동 개발한 적외선카메라 시스템 CIBER-2를 NASA 과학 로켓에 탑재했습니다. 이번에 발사된 과학로켓은 고도 325km 까지 날아가 적외선 카메라를 운반하여 약 350초 동안 약 12 평방도(deg2)* 영역의 우주 공간을 관측했는데요. 관측 수행 후 다시 지구로 떨어진 로켓은 회수돼 재활용된다고 합니다.
*보름달의 경우 약 0.5 평방도이며, 보름달 크기의 입체각 안에는 대략 수십 개의 은하단을 관측할 수 있다.
CIBER-2는 2009년부터 2013년까지 4차례에 걸쳐 성공적으로 발사된 CIBER-1의 후속 프로젝트입니다. CIBER-2의 임무는 과학로켓에 탑재된 망원경을 통해 근적외선(1~2μm) 영역의 우주배경복사를 관측함으로써 우주 초기의 별 및 은하에 대한 연구를 진행합니다. 천문연은 이번 CIBER-2 탑재체의 핵심 부품인 적외선 검출기, 데이터 처리‧전송을 위한 전자 시스템, 그리고 지상 전자 장비 개발 등을 담당했습니다.
우주배경복사는 특정한 천체가 아니라 우주공간의 배경을 이루며 모든 방향에서 같은 강도로 들어오는 전파입니다. 우주배경복사는 주파수가 아주 짧은 마이크로파 영역에서부터 가시광선과 적외선 영역까지 다양하게 발생하는데요. 적외선 영역의 우주배경복사는 우주 초기에 물질과 별이 생성되면서 발생된 것이므로 매우 희미합니다. 또한 지상에서는 지구 대기에 의한 손실로 인해 관측이 어렵기 때문에 인공위성이나 로켓을 활용한 관측이 필수적이라고 합니다.
또한, 적외선 관측은 우주 내에 비교적 저온의 영역(절대온도 수십~수천K)을 조사하는데 유효합니다. 따라서 이번 CIBER-2의 적외선 우주배경복사 관측을 통해 은하와 은하 사이에 존재한다고 믿어지는 떠돌이 왜성의 분포와 양에 대해 연구함으로써 우주 진화 모델 연구에 중요한 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대됩니다.
천문연은 향후 계획된 CIBER-2 로켓 2차 발사를 포함해 미항공우주국 등과 공동연구를 추진 중이며, 이번 관측 결과 분석 및 후속 연구도 참여할 예정입니다.
