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주요 연구성과

동아시아 전파망원경 21대 연결해 우주 살핀다 - 동아시아 VLBI 네트워크 본격 가동 준비 2018-02-22

■   동아시아 지역 전파망원경 21대를 연결해 수 천 km 크기를 가진 망원경을 구현하는 동아시아 VLBI 네트워크(이하 EAVN, East Asian VLBI Network)가 본격적인 가동 준비에 나섰습니다. 
    ※ VLBI이란? 초장기선 전파간섭계(Very Long Baseline Interferometer)의 줄임말. 멀리 떨어진 여러 전파망원경을 동시 운용함으로써 그 거리에 상당하는 크기의 해상도를 얻는 관측 기술 또는 관측 장치.
 
□  EAVN은 한국의 VLBI 관측망인 KVN, 일본의 VERA, 중국의 CVN 등 3개국 21개 망원경을 연결한 최대 5000km 정도의 거대 관측망입니다. 세계 최고 수준의 정밀도와 감도로 우주 곳곳을 자세히 들여다 볼 수 있게 합니다. 미국의 초장기선 전파망원경배열(VLBA), 유럽 VLBI 전파망원경 네트워크(EVN)에 필적하는 성능을 가져 차세대 전 세계 전파망원경 네트워크의 큰 축이 될 전망입니다.


□ 다양한 망원경의 조합과 주파수 설정이 가능한 EAVN을 통해 천체에서 나오는 전파의 일종인 메이저 신호와 초신성?감마선 폭발과 같이 변화가 빠른 천체의 특성은 물론이고 초대형블랙홀이 방출하는 제트현상 등을 관측할 수 있습니다. 이는 우주 탐사 및 추적, 천문 및 측지 등의 연구 분야에 활용됩니다.


□  EAVN은 현재 가동 준비 중이며, 2018년 하반기에 초기 운영을 시작할 예정입니다. 추후 중국 신장의 110m 망원경과 태국 VLBI 네트워크(TVN) 시설 등이 추가되면 EAVN의 성능은 더 강화될 것으로 내다보고 있습니다.


□ 한국천문연구원 손봉원 박사는 “한국과 일본이 운영 중인 한-일 VLBI 관측망 ‘KaVA’의 협력을 바탕으로 동아시아의 연구자들은 지난 수년간 EAVN의 구성을 위해 노력해왔다”며 “동아시아의 자원과 전문성을 모아 그 연구역량을 극대화하고 지속 가능한 운영 체계로 국제협력의 중요한 모델이 될 것”이라고 설명했습니다.


□  EAVN의 구성과 기능에 대한 해당 리뷰 논문은 네이처(Nature) 자매지인 ‘Nature Astronomy’ 2월호에 게재됐으며 아래 링크에서 확인할 수 있습니다.


11m에서 500m 사이의 크기를 가진 21대의 망원경으로 구성된 EAVN의 지리적 분포. 일반적으로 2.3GHz-43GHz 주파수에서 작동하며 망원경 사이의 거리는 가장 짧게는 6km에서 최대 5,000km에 이릅니다. 가장 높은 해상도는 22GHz에서 약 0.5밀리각초입니다.(1밀리각초는 각도 1도의 360만분의 1) 한라산 꼭대기에서 서울에 놓여 있는 동전 속 글씨를 읽을 수 있을 정도의 분해능력(빛을 식별하는 능력)을 가지고 있습니다. 그림 출처: Nature Astronomy 자세한 내용은 본문내용 참조

그림 1. 11m에서 500m 사이의 크기를 가진 21대의 망원경으로 구성된 EAVN의 지리적 분포. 일반적으로 2.3GHz-43GHz 주파수에서 작동하며 망원경 사이의 거리는 가장 짧게는 6km에서 최대 5,000km에 이릅니다. 가장 높은 해상도는 22GHz에서 약 0.5밀리각초입니다.(1밀리각초는 각도 1도의 360만분의 1).

한라산 꼭대기에서 서울에 놓여 있는 동전 속 글씨를 읽을 수 있을 정도의 분해능력(빛을 식별하는 능력)을 가지고 있습니다. 그림 출처: Nature Astronomy


[용어 설명]
1. VLBI(초장기선 전파간섭계, Very Long Baseline Interferometer) : 수백~수천 킬로미터 떨어진 여러 대의 전파망원경으로 동시에 같은 천체를 관측하여 전파망원경 사이의 거리에 해당하는 구경을 가진 거대한 가상의 망원경을 구현하는 방법입니다. 전파간섭계 해상도는 망원경의 떨어진 거리에 비례하여 향상됩니다. VLBI를 이용하면 허블 우주망원경, 스바루 망원경 등 대형 광학망원경보다 수십 배 이상의 높은 해상도로 천체를 관측하는 것이 가능합니다.


2. KVN(한국우주전파관측망, Korean VLBI Network) : 한국천문연구원이 보유한 VLBI관측망으로 서울, 울산, 제주 각각에 지름 21m의 전파망원경이 배치됐습니다. 각 망원경의 거리는 305km~478km로, 세계에서 유일하게 밀리미터 영역의 4개 주파수 전파를 동시에 관측할 수 있는 VLBI 관측망입니다.


3. VERA(일본우주전파관측망, VLBI Exploration of Radio Astrometry) : 일본국립천문대가 보유한 일본의 VLBI 관측망. 일본 내 4개 관측소인 미즈사와, 오가사와라, 이리키, 이시가키지마에 지름 20m의 전파망원경이 배치돼있다.


4. KaVA(한일공동VLBI관측망, KVN and VERA Array) : KVN과 VERA를 합친 7대의 전파망원경을 이용하면 짧은 기선(망원경 간의 거리)부터 긴 기선까지 동시에 활용하여 관측할 수 있습니다. 이러한 관측을 실시하면 KVN이나 VERA만 이용한 관측과 비교해서 더 높은 품질의 전파 영상을 얻을 수 있습니다.


[연구팀 및 논문] 
○ 연구팀
- 손봉원 (한국천문연구원 전파천문본부 선임연구원)
- Tao An (중국상해천문대 연구원)
- Hiroshi Imai (일본 가고시마대학교 교수)


○ 논문
- 게재지 : Nature Astronomy 2월호
- 제목 : Capabilities and prospects of the East Asia Very Long Baseline Interferometry Network
- 저자 : Tao An, 손봉원, Hiroshi Imai
- 게재일자 : 2018년 1월 29일
- 논문 링크 : https://www.nature.com/articles/s41550-017-0277-z


[문의]

☎ 042-865-2173, 전파천문본부 손봉원 선임연구원


The East Asia VLBI network

Korean

- Yonsei 21m (22GHz, 43GHz)

- Sejong 22m (8.4GHz, 22GHz, 43GHz)

- KASI/KJCC  

- Ulsan 21m (6.7GHz, 8.4GHz, 22GHz, 43GHz)


Japanese

- Mizusawa 20m (6.7GHz, 8.4GHz, 22GHz, 43GHz)

- Takahagi 32m (6.7GHz, 8.4GHz, 22GHz)

- Hitachi 32m (6.7GHz, 8.4GHz, 22GHz)

- Kashima 34m (8.4GHz, 22GHz, 43GHz)

- Ogasawara 20m (6.7GHz, 8.4GHz, 22GHz, 43GHz)

- Nobeyama 45m (22GHz, 43GHz)

- Usuda 64m (6.7GHz, 8.4GHz)

- Gifu 11m (22GHz)

- Ishigakijima 20m (6.7GHz, 8.4GHz, 22GHz, 43GHz)

- Iriki 20m (6.7GHz, 8.4GHz, 22GHz, 43GHz)

- Yamaguchi 32m (6.7GHz, 8.4GHz)


Chinese

- FAST 500m

- Kunming 40m (6.7GHz, 8.4GHz)

- SHAO/DIFX

- Sheshan 25m (6.7GHz, 8.4GHz, 22GHz)

- Tianma 65m (6.7GHz, 8.4GHz, 22GHz, 43GHz)

- Miyun 50m (8.4GHz)

- Nanshan 26m (8.4GHz, 22GHz)

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