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지금까지 이런 관측은 없었다, 블랙홀 실체 밝힌 UST 6인방!

  • 조회 : 1364
  • 등록일 : 2019-05-07
지금까지 이런 관측은 없었다, 블랙홀 실체 밝힌 UST 6인방!의 대표사진

캠퍼스·전공 소개

지금까지 이런 관측은 없었다, 블랙홀 실체 밝힌 UST 6인방!

UST-한국천문연구원 캠퍼스

지난 4월 10일 늦은 밤 공개된 사진 한 장에 전 세계가 들썩였습니다. 흡사 반지가 불타고 있는 모습과도 닮아 있는데요. 지구에서 무려 5,500만 광년이나 떨어진 처녀자리 은하 중심부에 있는 M87 거대은하 속 ‘초대질량 블랙홀’입니다.

100여 년 전 아인슈타인이 발표한 일반상대성이론이 증명되는 역사적인 순간, 그 축제의 현장에 UST-천문연 캠퍼스 6인방도 함께였죠.
정태현 교수와 조일제 학우를 만나 피, 땀, 눈물 쏟아낸 지난 2년 간의 이야기를 들어보았습니다.

UST 정태현 교수와 조일제 학우

전 세계 천문우주학계 하나로 모은 인류사적 사건

“모든 연구진이 한마음 한뜻이었겠지만 정말로 가슴이 벅찼습니다. 솔직히 말씀드리면 사실 ‘이게 정말 될까?’ 생각했었거든요.(웃음)
그래서 결과가 나왔을 때 더 소름이 끼쳤던 기억이 납니다.”

블랙홀 사진이 발표된 지 2주가 훌쩍 넘은 지금도 정태현 교수의 휴대폰 벨소리가 멈출 줄 모릅니다. 덕분에 여느 연예인 못지않게 바빠진 일상이 계속되고 있는데요. 조일제 학우는 “천문학계는 예상했지만, 실시간 검색어 1위를 할 정도로 대중들의 관심을 많이 받을 줄 몰랐다”며 소감을 전했습니다.

지금까지 이론으로만 존재했던 블랙홀의 증거와 형태를 인류 최초로 관측해낸 이번 EHT(사건지평선망원경) 프로젝트*는 전 세계 13개 기관, 200여 명의 연구진이 하나의 목표를 가지고 협력한 공동연구입니다.

* 전 세계에 위치한 전파망원경 8개를 연결해 지구 크기 만한 가상의 망원경을 만들어 블랙홀의 영상을 포착하기 위한 국제협력 프로젝트로, 이 망원경의 이름이기도 하다.

EHT 공동연구협력 워크숍하와이 마우나케아 산 정상의 JCMT 전파망원경 관측실

한국 연구진은 총 8명, 그중 절반 이상(손봉원, 김종수, 변도영, 이상성, 정태현 교수, 조일제 학우)이 UST-천문연 캠퍼스 교수진과 학생이었는데요. 한국의 EHT 프로젝트 총괄책임을 맡은 손봉원 교수를 비롯해 실제 관측에 참여한 정 교수 등은 KVN(한국우주전파관측망)과 EAVN(동아시아우주전파관측망) 관측 결과를 제공하고, 조 학우는 자료 분석 후 영상화해 완성도 높은 결과물을 만들어내는 데 톡톡히 기여했습니다.

“수백 명의 연구진이 같은 공간에서 연구하진 않았지만, 2년 동안 새벽마다 실시간 화상회의를 하며 의견을 주고받았어요. 바로 옆 연구실보다 훨씬 더 자주, 더 깊게 교류했던 기억이 납니다.”

이들이 EHT 프로젝트에 본격적으로 합류한 건 2017년. 공식적으로는 2009년부터 시작됐지만 EHT팀 단독으로 진행하던 것이 이때부터 전 세계 공동 연구로 규모가 확장됐습니다. 관측에 없어서는 안 될 ‘세계 8개의 전파망원경’이 모두 갖춰지자 연구 속도도 눈에 띄게 변했습니다.

값진 목표 있었기에 수많은 고생도 묵묵히 견뎌

물론 쉬운 일은 아니었습니다. 특히 데이터 분석과 영상화 작업을 맡았던 조 학우는 “각각의 망원경에 기록된 신호들을 동기화하는 것부터 어려웠다”고 전했는데요. 망원경마다 서로 다른 특성을 가졌고 워낙 멀리 떨어져 있어, 데이터 오차를 찾아 없애는 과정만 수십만 번 이뤄졌답니다. 게다가 전파망원경의 원본은 이미지가 아닌 신호라서 이를 영상화하는 과정 또한 보통이 아니었던 것.

하지만 그렇게 긴 기간 동안 많은 사람이 투입된 덕에 “스스로도 신뢰할 수 있는 데이터가 나올 수 있었다”며 뿌듯함을 보였습니다. 이렇듯 편향된 데이터 분석을 방지하기 위해 이번 프로젝트가 세운 전략도 남달랐습니다.

“4개의 그룹이 서로 정보 교환 없이 똑같은 분석 작업을 한 다음 결과를 비교했고, 그 결과가 모두 일치하는 것을 확인한 후부터 교류하기 시작했습니다. 덕분에 서로 간 경쟁도 자연스러웠죠. 우리 팀만 다른 데이터를 내는 불상사가 없어야 한다며(웃음) 다들 부단히 노력했습니다.”

관측에 매진했던 정 교수는 고산병이 가장 힘든 부분 중 하나였다고 회상했는데요. 그도 그럴 것이 모든 망원경이 해발 2,000m는 기본, 그중 하와이의 JCMT(제임스클러크맥스웰망원경)는 무려 해발 4,100m에 자리하고 있었기 때문입니다. 적응을 위해 2,800m 즈음에서 생활하고 관측하는 날에만 망원경으로 향하는 과정을 반복했다는 후문.

날씨에 굉장히 민감한 편이었습니다. 망원경이 있는 모든 곳이 동시에 날이 맑아야만 원하는 데이터를 얻을 수 있으니까요. 다행히 다섯 번 관측 모두 성공적으로 마무리 했지만, 매순간 공들일 수밖에 없었습니다

값진 목표가 있었기에 묵묵히 견딜 수 있었다는 이들의 말에 고개가 절로 끄덕여집니다. 이번 연구성과는 미국 천체물리학저널 레터스 특별판에 6편의 논문으로 발표됐는데요. 모두가 협력한 만큼 참여한 200여 연구진 모두 저자로 이름이 올라갔죠.

UST 정태현 교수와 조일제 학우

“UST 제자이자 후배인 조일제 학우와 이렇게 뜻 깊은 프로젝트에 함께 참여해보니, 앞으로가 더 기대됩니다. 이제 시작입니다. 그동안 가정만 했던 블랙홀 연구를 실제로 진행할 수 있는 시대가 왔다는 거죠. 앞으로 EHT의 관측에 우리 한국 연구진의 기여도가 더 높아지도록 노력하겠습니다.”

 

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