조지아주립대학교, NSF로부터 139만 달러 규모의 연구 장비 업그레이드 지원금 수령

조지아주립대학교가 미국 국립과학재단(NSF)의 주요 연구 장비 프로그램으로부터 139만 달러의 지원금을 받아 고해상도 천문학센터(CHARA 배열)의 업그레이드를 진행할 예정이다.

이 배열은 각 1미터 직경의 빛 수집 거울을 가진 여섯 개의 동기화된 망원경으로 구성되어 있으며, 이들은 남부 캘리포니아의 마운트 윌슨 천문대에 널리 퍼져 있다.

각 망원경은 중앙 실험실로 빛을 전송하고, 그곳에서 간섭계를 통해 결합하여 300미터 크기의 거울을 가진 망원경의 해상도를 시뮬레이션한다.

이를 통해 생성되는 이미지는 매우 상세하다.

업그레이드에는 망원경의 광학 장비, 조정 장치, 그리고 민감한 별 추적 카메라가 포함된다.

2028년까지 관측을 위한 업그레이드가 완료되면, 이 시설은 가시광선 및 근적외선 스펙트럼 전반에 걸쳐 별을 감지할 수 있게 될 것이다.

2022년부터 CHARA 배열의 디렉터로 재직 중인 Gail Schaefer 박사는 이러한 업그레이드를 통해 이루어질 발견에 대해 흥분을 감추지 못하고 있다.

미시간 대학교, 영국 엑세터 대학교, 프랑스 코트 다쥐르 대학교와의 최근 협력도 이러한 업그레이드로 더욱 강화될 것으로 기대하고 있다.

Schaefer 박사는 “연구자들이 여섯 개의 망원경 이미징 조합기를 구축했다. 이 중 일부는 근적외선에서 작동하고, 일부는 가시광선에서 작동한다”고 말했다.

그녀는 “우리가 하고 싶은 것은 가시광선과 근적외선의 데이터를 동시에 수집하는 것이며, 이 새로운 보조금은 우리가 이를 더 쉽게 할 수 있도록 도와줄 것이다”고 덧붙였다.

이는 연구자들이 별의 구조를 현재보다 더 잘 이해할 수 있도록 할 예정이다.

별의 가장자리를 관찰할 때, 빛이 더 희미해지고 감지하기 어려워지는 현상을 ‘림 다크닝(limb darkening)’이라고 한다.

Schaefer 박사는 “다양한 색의 빛을 동시에 기록하는 것은 별의 구조를 잘 알 수 있게 해준다”고 밝혔다.

“이것은 특히 별 주위에 외계 행성이 있을 때 도움이 된다. 그 행성이 별의 표면을 가로지를 때, 빛을 차단하게 된다. 하지만 별의 표면이 어떻게 생겼는지에 따라 그 행성을 더 잘 특성화할 수 있다”고 설명했다.

다양한 파장에서 기록하면 ‘별 반점’ 같은 특정 표면 특징도 보다 쉽게 기록할 수 있다.

최근 업그레이드 중 하나인 새로운 별 추적 장치는 연구팀이 더욱 희미한 별을 연구할 수 있도록 안정성을 추가할 예정이다.

“표면 추적 카메라는 기본적으로 빛의 일부를 포착하고 별이 과학 기구의 중심에 유지되도록 한다”고 Schaefer 박사는 덧붙였다.

CHARA는 그 능력 덕분에 세계 내 몇 안 되는 시설 중 하나이다.

칠레의 유럽 남부 천문대에 위치한 매우 큰 망원경 간섭계(VLTI)는 비슷한 방식으로 작동하지만 더 큰 망원경과 높은 감도를 가지고 있다.

CHARA는 더 높은 각 해상도를 자랑한다.

아리조나에 위치한 해군 정밀 광학 간섭계(NPOI)도 유사한 기술로 과거에 과학 관측을 수행했다.

마그달레나 리지 천문대는 2018년에 첫 번째 망원경을 설치하고, 두 번째 망원경은 2023년에 가동되었다.

따라서 CHARA가 독립된 시설은 아니지만, 그 독특함과 세계의 천문학자들에게 중요한 역할을 하고 있다.

더욱이 CHARA는 개방 접근 정책을 통해 세계 연구자들이 시설을 활용할 수 있도록 시간을 신청할 수 있게 하고 있다.

Schaefer 박사는 “별이 실제로 어떻게 생겼는지를 볼 수 있는 정말 독특한 시설이다. 단순히 하늘의 점처럼 보이지 않는다”고 말했다.

NSF의 과학 자금 지원은 CHARA 배열의 시작부터 지금까지 계속해서 중요한 역할을 해왔다.

CHARA 자체는 1984년에 설립되었으며, “새로운 각 해상도를 달성할 수 있는 주요 새로운 도구를 촉진, 설계, 자금 조달 및 운영하기 위해” 설정되었다고 CHARA 웹사이트는 전하고 있다.

이 도구는 결국 CHARA 배열로 구현되었으며, 1985년에 계획 활동을 위한 초기 자금 지원을 받았다.

이후 1992년에 공학 연구를 위한 자금 지원이 있었고, NSF는 배열을 만들기 위한 560만 달러의 초기 비용을 지원했다.

1996년에는 건설이 시작되었고, 2년 후 W.M. 케크 재단으로부터 여섯 번째 망원경에 대한 자금 지원을 받았다.

2004년까지 CHARA는 여섯 개의 망원경을 동기화하고 정기적인 과학 관측을 시작하였다.

그 이후로 NSF는 이 시설에 지속적으로 재정적 지원을 해주었고, 지난 몇 년간 수많은 발견을 가능하게 했다.

Schaefer 박사는 “우리는 이 자금 지원이 통과된 것에 대해 정말 기쁘게 생각하며, CHARA가 계속해서 관련성을 유지하고 최신 과학을 추진할 수 있도록 하는 방법이다”고 말했다.

이미지 출처：saportareport