전파망원경은 천체에서 오는 전파를 수신하고 분석해 우주를 관측하는 장비이다. 광학 망원경이 가시광선을 모으는 것과 달리, 전파망원경은 별과 은하, 가스 구름 등이 내는 전파 신호를 다룬다. 이 신호를 이용해 천체의 특성과 우주 현상을 연구하는 분야가 전파천문학이다.[1][4]
1. 개요
2. 전파 수신 원리와 관측 대상
3. 안테나와 수신기 구성
전파망원경의 포물면 안테나는 들어오는 전파를 반사해 초점에 모은다. 초점에 놓인 수신기는 약한 전파를 전기 신호로 바꾸며, 저잡음 증폭기 등을 이용해 후속 장비에서 분석할 수 있도록 신호를 키운다.[3][4]
수신기는 관심 주파수 대역을 선택하고 불필요한 잡음을 줄일 수 있다. 디지털 변환을 거친 데이터는 컴퓨터로 전달되어 분석과 저장에 쓰인다.[3]
한국우주전파관측망(KVN)은 22, 43, 86, 129GHz 대역을 동시에 관측할 수 있는 시스템을 갖추고 있다. 여러 주파수 대역의 신호를 함께 관측하면 전파원과 현상을 여러 주파수에서 조사할 수 있다.[2][3]
4. 단일 접시와 전파 간섭계
단일 접시 망원경은 접시 안테나 한 대로 하늘의 전파를 모은다. 구조가 비교적 간단하고 넓은 하늘을 빠르게 관측하는 데 유리하며, 대덕전파천문대의 14m급 망원경이 그 사례다.[1][2]
전파 간섭계는 서로 떨어진 여러 망원경이 같은 천체를 동시에 관측한 뒤 신호를 결합하는 방식이다. 안테나 사이의 거리인 기준선을 활용하면 접시 하나의 지름보다 큰 규모에 해당하는 해상도를 얻을 수 있다.[1][3]
KVN은 여러 지역의 안테나를 연결해 관측하는 간섭계 네트워크다. 각 안테나가 모은 신호는 함께 처리되어 하나의 큰 망원경처럼 관측하는 데 쓰인다.[1][2]
5. 해상도와 관측 성능
해상도는 가까이 있는 천체나 천체의 작은 구조를 구별하는 능력이다. 망원경의 구경이 클수록 더 작은 각거리의 대상을 분리해 볼 수 있고, 같은 크기의 망원경에서는 관측 파장이 짧을수록 높은 해상도를 얻을 수 있다.[3]
간섭계는 안테나 사이의 기준선을 이용해 높은 해상도를 얻는다. KVN의 기준선은 짧게는 약 130km이며, 최대 약 500km급 기준선에 해당하는 공간 해상도를 제공한다.[2][3]
이처럼 초장기선 전파간섭계는 멀리 떨어진 전파망원경을 연결해 작은 각거리의 구조를 관측하는 방식이다. 망원경 사이의 거리가 클수록 더 큰 기준선을 활용할 수 있다.[3]
6. 국내 전파망원경 사례
7. 관련 문서
- 전파천문학
- 전파 간섭계
- 초장기선 전파간섭계