'다누리'에 탑재된 감마선 분광기(위 사진)와 감마선 폭발 측정 당시 감마선 분광기 위치. / 한국지질자원연구원, 연합뉴스

2022년 10월 9일, 21세기 들어 관측된 가장 강력한 감마선 폭발이 우주에서 있었다. 24억 광년 떨어진 궁수자리에서 발생한 것으로 추정된다. 이 폭발을 당시 궤도에 올라간지 얼마되지 않은 '다누리'가 관측해냈다. 

그리고 2년 뒤, 우리나라의 첫 달 궤도선 '다누리(KPLO)'가 포착한 초대형 감마선 폭발 관측 결과가 국제 학술지에 실렸다. 한국지질자원연구원 우주자원개발센터 김경자 박사 연구팀의 연구가 빛을 본 것이다. 

연구팀은 다누리에 탑재된 감마선분광기를 통해 2년여 전 관측한 감마선 폭발에 대한 연구논문이 지난 17일 자 '사이언티픽 리포트(Scientific Report)'에 실렸다고 20일 밝혔다. 감마선 폭발(GRB)은 우주에서 가장 강력한 전자기파를 방출하는 폭발 현상으로, 질량이 큰 초신성의 폭발이나 중성자별(쌍성)의 병합 과정에서 발생하는 것으로 알려져 있다.

이번 논문은 2022년 10월에 발생한 금세기 가장 강력한 감마선 폭발(GRB 221009A)을 측정한 결과를 분석한 내용이다. 당시 감마선 폭발은 지구에서 24억 광년 떨어진 궁수자리에서 태양보다 질량이 30배 이상 큰 별이 죽음을 맞이하며 발생한 것으로 추정된다. 측정 결과 광자 에너지는 최대 18TeV(테라전자볼트=10의 12제곱 전자볼트)에 달하며, 감마선이 최대 49배까지 증가한 것으로 나타났다.

연구팀은 다누리 발사 나흘째인 2022년 8월 9일부터 감마선분광기를 이용해 자료를 수집, 10월 9일 오후 1시 21분과 25분 두 차례에 걸쳐 지구로부터 151만㎞ 떨어진 지점에서 감마선 폭발을 감지했다. 감마선분광기는 달 표면의 감마선 분광 자료를 수집해 달 표면 지질자원 탐사, 5종 이상의 달 원소 지도 제작에 활용하기 위한 탑재체다. 지구-달 항행 기간 10초마다 감마선 관측자료를 수집하고 있다.

지질연은 감마선 관측을 통해 달 지질자원 연구를 위한 달 표면 원소 지도를 작성하고 우주방사선 환경지도도 제작할 방침이다. 이와 함께 영구 동토층 등 극지자원 조사를 위한 중성자분광기와 레이저유도분쇄분광기 등 달 표면 자원 조사용 추가 탑재체 개발을 추진하고 있다.

김경자 우주자원개발센터장은 "감마선분광기가 천문역사의 관측에 기여한 첫 번째 사례"라면서 "앞으로 우주 탐사와 우주자원개발 기술 역량·자원 확보를 위한 연구에 더욱 집중하겠다"고 말했다.