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- 대형 천문대의 3분의 2는 산란광에 대한 10% 표시를 초과
- 28개의 주요 천문대 중 6개만이 천정의 밝기가 자연 수준보다 1% 미만
- 칠레 파라날에 있는 유럽 남부 천문대(ESO), 마우나 케아 망원경, 남아프리카 및 호주 천문대

빛공해는 거의 모든 망원경에 영향을 미친다.
대형 천문대의 3분의 2는 산란광에 대한 10% 표시를 초과한다.

교란된 어둠:
세계 주요 천문대의 4분의 3이 더 이상 완전히 어두운 하늘을 볼 수 없으며 빛 공해의 영향을 받고 있다고 한 연구가 밝혔다. 대형 망원경 위치의 2/3에서 인공 광원의 산란광은 이미 IAU(International Astronomical Union)가 임계값으로 간주하는 10% 표시를 초과한다. 계획 중이거나 건설 중인 대형 망원경의 위치도 영향을 받는다. 

▲ 아리조나에 있는 대형 쌍안 망원경 관측소에서 보기: 모든 곳에서 인간 정착지와 도시의 빛이 밤을 비추고 있다. © Marco Pedani

거리, 도시 및 산업 공장의 인공 조명은 주변 환경을 밝게 만들 뿐만 아니라 실제 조명 원뿔을 훨씬 넘어서는 산란광을 생성한다. 그 결과 세계 인구의 약 80%가 더 이상 정말 어두운 밤하늘을 보지 못하고 전 세계적으로 빛 공해가 증가하고 있다. 심지어 한국에서도 어두운 곳이 거의 남아 있지 않다.

천문학의 문제?

이 빛 공해는 천문학에 특히 심각하다. 대형 망원경의 민감한 광학 장치는 약한 우주 광원도 볼 수 있도록 가능한 한 어두운 환경에 의존하기 때문이다. 그러나 지상 램프의 미광뿐만 아니라 위성과 우주 파편의 궤도 미광이 이러한 가능성을 점점 더 제한하고 있다.

이탈리아 빛 공해 기술 연구소의 Fabio Falchi와 그의 동료들은 천문대가 전 세계적으로 빛 공해의 영향을 어느 정도 받고 있는지 조사했다. 그들은 대형 망원경과 12개 이상의 작은 망원경으로 28개의 천문대에서 측정을 수행했다. 그들은 천정의 밝기, 전체 하늘에 대한 평균, 수평선 위 최대 30도, 최대 10도 및 수평선 바로 위 5가지 지표로 빛의 노출을 기록했다.

6개의 전망대만 정말 어둡다.

그 결과 대부분 망원경과 천문대는 대부분 멀리 떨어져 있음에도 불구하고 이미 빛 공해의 영향을 받고 있다. 이것은 일반적으로 보이는 하늘의 가장 어두운 부분인 천정의 밝기에 대해서도 마찬가지다. 28개의 주요 천문대 중 6개만이 천정의 밝기가 자연 수준보다 1% 미만이다. 여기에는 칠레 파라날에 있는 유럽 남부 천문대(ESO), 마우나 케아 망원경, 남아프리카 및 호주 천문대가 포함됐다.

▲ 나미비아의 밤하늘 - 세계에서 방해가 되는 산란광이 거의 없는 몇 안 되는 곳 중 하나다. © Dr Fabio Falchi

기이한 점은 아직 상대적으로 어두운 이 망원경 위치 중 하나는 다른 천문 시설에서 산란광을 얻는다. 킬로미터 떨어져 있있는데도. Falchi와 그의 동료들은 "아이러니하게도 TAO의 어둠은 다른 천문학자들의 빛 공해에 의해 영향을 받는다"고 말했다.

3분의 2가 10퍼센트를 초과

▲ 22.0 mag arcsec-2의 가정된 배경에 대한 비율로 모든 주요 천문대에 대해 천정에서 계산된 Johnson V 복사휘도. 28개 관측소 중 6개 관측소(2개 관측소는 두 번 재현됨, 설명은 본문 참조)만이 자연 관측소 추정치(검은색 실선)보다 조도가 1% 증가하지 않은 관측소이다. (출처: 관련논문 Light pollution indicators for all the major astronomical observatories / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 519, Issue 1, February 2023, Pages 26–33)

▲ 21.8 mag arcsec-2의 가정된 배경에 대한 비율로 수평선 위 30°에서 계산된 Johnson V 평균 복사휘도. 첫 번째 그룹은 잠재적 사이트, 두 번째는 아마추어 사이트 선택, 세 번째는 모든 주요 관측소, 네 번째는 역사적인 관측소 사이트를 나타냅니다. 빨간색 선은 가정된 자연 수준보다 10% 증가했음을 나타낸다. (출처: 관련논문 Light pollution indicators for all the major astronomical observatories / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 519, Issue 1, February 2023, Pages 26–33)

수평선 위 약 30도 높이에서 노출된 빛을 보면 28개 대형 천문대 중 18개는 연구원들이 판단한 것처럼 산란광의 10% 임계값을 초과하기도 한다. 이러한 값은 국제 천문 연맹(International Astronomical Union, IAU)에서 허용할 수 있는 최대 빛 공해에 대한 임계 한계로 정의되었다. 그러나 미국 본토의 모든 망원경을 포함하여 주요 천체 망원경 위치의 약 2/3가 이미 이 값을 초과했다.

연구원들은 "미래의 망원경을 위한 일부 사이트가 우리가 기대하는 것이상으로 방해받는다는 점도 걱정스럽다"고 보고했다. 여기에는 거대 마젤란 망원경이 2029년까지 건설될 예정인 칠레의 라스 캄파나스 천문대가 포함된다. 이 위치에 대한 주요 간섭 소스는 무엇보다 40km 떨어진 고속도로다. Falchi와 그의 팀은 "빛 공해가 매년 조금씩 증가하더라도 그러한 사이트가 운영되기 전에 한도를 초과할 수 있다"고 말했다.

"마지막 경종"
과학자들에 따르면 이러한 결과는 놀랍다. 연구원들은 "이 결과는 인공 광원에서 나온 것이든 궤도에 있는 인공 물체에서 반사된 햇빛에서 나온 것이든 빛 공해에 대한 심각하고 집단적이며 단호하고 타협하지 않는 조치를 취해야 한다는 마지막 경각심을 불러일으키는 것"이라고 말했다. 지구 기반 천문의 미래를 지키기 위해서는 여기에서 대책 마련이 시급하다.
(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2022; doi: 10.1093/mnras/stac2929)
출처: Royal Astronomical Society

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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