전파망원경

파크스 천문대의 64미터 전파망원경

전파망원경(電波望遠鏡, radio telescope)은 지향성 안테나를 이용한 망원경이다. 가시광선 대역을 이용하는 광학 망원경과 달리 전파 대역의 정보를 이용한다. 광학 망원경과는 달리 장파장의 전파를 이용하므로, 같은 크기의 광학 망원경에 비해 필연적으로 분해능이 떨어지는 단점을 갖고 있다. 이를 극복하기 위해, 전파망원경은 광학 망원경보다 훨씬 큰 구경의 포물면 형태를 갖는 파라볼라 안테나(그 모양 때문에 흔히 '접시'라고 불린다.)를 사용하게 됐다. 현재 가장 큰 전파망원경은 중국 구이저우성의 핑탕 현에 있는 지름 500m 전파망원경이다. 하지만, 건축 구조상 망원경 크기를 늘리는 데에 한계가 있으므로, 이보다 더 좋은 분해능을 얻기 위해서 다수의 작은 전파망원경을 일정한 거리로 배열해서 그 배열 전체의 넓이와 같은 구경의 단일 망원경과 같은 분해능을 얻을 수 있는 망원경 배열도 건설되었다. 가장 유명한 망원경 배열은 미국에 있는 Very Large Array(VLA)이다. 단, 망원경 배열은 배열 전체 크기의 단일 망원경에 비해 분해능만 동일할 뿐, 집광 능력은 비교할 수가 없다. 전파 천문대는 라디오, 텔레비전, 레이다, 기타 전자장비와의 전자기파 간섭을 피해 도심에서 외떨어진 지역에 자리하고 있다. 일반 천문대가 광공해를 피해 도심에서 떨어져 있는 것과 비슷하긴 하지만, 일반 천문대가 대기 간섭을 피하기 위해 산 정상 부근에 위치한것과 달리 전파 천문대는 전자기파 차단을 위해 계곡 안에 자리하는 경우가 많다.

VLA의 전파망원경들, 각 망원경 접시의 크기는 27m이다.

한국에서는 한국천문연구원 산하의 대덕전파천문대에서 1986년부터 지름 14m의 단일 전파망원경을 운영해오고 있으며, 서울대학교 내에도 지름 6m의 전파망원경이 설치되어 2002년부터 연구에 이용되고 있다. 또한 한국천문연구원은 한국우주전파관측망(KVN)을 운영하고 있는데, KVN은 지름 21m의 전파망원경 3개를 서울(연세대학교), 울산(울산대학교), 제주도(구, 탐라대학교)에 건설하여 망원경 배열을 구성하는 것이다.

연세대학교의 전파망원경

개요

천체로부터 오는 전파를 집속(集束)하기 위한 금속면 또는 금속망의 반사경을 전파 망원경이라고 부른다. 광학망원경이 빛을 모으듯이 전파망원경은 전파를 모은다. 전파망원경은 광학망원경으로 알아채지 못하는 약한 전자기파도 감지할 수 있어 더 멀리 있는 우주도 탐사할 수 있다. 광학망원경이 최고 수십억 광년 정도 떨어져 있는 천체만을 감지할 수 있는 데 비해 전파망원경은 160억 광년의 거리까지 탐사할 수 있다. 천문학자들은 이 거리가 천체에서 오는 전파가 감지될 수 있는 최대거리라고 생각한다. 전파망원경을 사용하면서 전에는 상상할 수 없었던 천체들을 발견하고 있다. 또한 우주에 있는 여러 종류의 분자들을 찾아낼 수 있다. 이와 같은 종류의 분자들은 지구에서 생물의 발생에 중요한 일을 한 것으로 추측된다.전파망원경에는 커다란 접시 모양 반사기가 있는데 이러한 반사기는 전선이나 금속판으로 만들어져 있다. 망원경에 달린 모터는 반사기를 움직여 우주에 있는 전파원을 향하도록 한다. 그러면 반사기는 전파원에서 오는 전파를 작은 전파 안테나에 집중시켜 전기 신호로 바꾼다.전파망원경의 초점에 안테나 또는 도파관(導波管)을 두어 전파를 이끌어 낸다. 반사면은 보통 회전 포물면이지만, 구면·평면·포물통면인 것도 있고, 또 많은 반사경을 1렬 또는 십자형으로 놓은 전파 간섭계(電波干涉計)도 있다. 설치방법에는 적도의 이외에 대형은 경위의가 되고, 더욱 대형은 고정형이 된다.많은 전파망원경들이 강력한 전파를 달이나 행성에 보내기도 한다. 그런 뒤 달이나 행성에서 되돌아오는 전파를 수신할 수 있다. 이런 기술을 레이더천문학이라고 한다. 전파 반사를 연구해서 과학자들은 달이나 행성까지의 거리를 측정한다. 또 반사파를 이용해 달이나 행성의 자세한 지도를 만들 수 있다.

같이 보기

• 아타카마 대형 밀리미터 집합체

외부 링크

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