시사위크=박설민 기자  국내 연구진이 24억 광년 떨어진 우주에서 발생한 폭발 빛을 관측하는데 성공했다. 우주 기원과 물질 생성, 블랙홀 형성 과정 등 다양한 우주 연구의 실마리를 제공할 것으로 기대된다.

한국지질자원연구원(지질연)은 김경자 우주자원개발센터장 연구팀이 한국 최초의 달 탐사선 ‘다누리호(KPLO)’에 탑재된 KGRS 감마선분광기를 이용, 24억 광년 떨어진 곳의 감마선 폭발 관측에 성공했다고 20일 밝혔다.

감마선 폭발(GRB)은 먼 은하계의 에너지 방출에서 발생한 감마선이 우주에서 관측되는 현상이다. 감마선은 파장이 짧고 에너지가 높은 전자기파의 일종이다. 때문에 감마선 폭발은 우주에서 관측되는 현상 중 시간당 방출 에너지가 가장 높다. 1967년 소련의 벨라(Vela) 위성에 의해 처음 관측됐다. 

하지만 아직까지 감마선 폭발의 실체는 대부분 밝혀지지 않은 상태다. 이 현상을 정확히 분석할 수 있다면 우주의 기원, 초기 우주의 물질 구성과 진화 과정을 밝힐 수 있다. 또한 블랙홀의 형성 과정과 성질에 대한 정보를 제공하는 현상이기도 하다.

이때 지질연 연구팀은 감마선 폭발 연구에 다누리호에 장착된 감마선분광기(KPLO Gamma-Ray Spectrometer: KGRS)을 이용했다. 분광기는 지질연에서 개발한 것으로 달 표면에서 방출되는 감마선을 측정할 수 있다. 측정 범위는 저에너지 30keV부터 고에너지 영역인 12MeV에 이른다. 무게는 6.3kg으로 역대 우주로 날아간 분광기 가운데 가장 가볍다.

지질연 연구팀은 KGRS를 이용, 지난 2022년 10월 9일에 발생한 감마선 폭발을 관측하는데 성공했다. 이 감마선 폭발은 금세기 가장 강력한 감마선 폭발이다. 10시간 동안 지속적으로 광자 에너지를 방출했는데 이는 18TeV(테라전자볼트)에 달하는 규모다.

연구팀은 다누리호 발사 4일째인 2022년 8월 9일부터 감마선 자료를 수집했다. KGRS 분광기는 2022년 10월 9일 오후 1시 21분, 25분에 두 차례에 걸쳐 지구로부터 약 151만km 떨어진 지점에서 감마선 폭발을 감지했다. 발생 지점은 약 24억 광년 떨어진 궁수자리 근처다. 감마선 폭발 진행 시간은 7분이었다.

김경자 센터장은 “이번 연구결과로 행성지질의 탐사용 감마선분광기가 천문역사의 관측에 기여한 첫 번째 사례가 됐다”며 “앞으로 우주탐사와 우주자원개발 기술역량 및 자원 확보를 위한 연구에 더욱 집중해 한국 우주자원탐사 경쟁력을 강화하는데 앞장서겠다”고 말했다.

이번 연구 성과는 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Report)’에 8월 17일자로 게재됐다.

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