한국 초장기선 전파간섭계 네트워크(KVN)는 밀리미터 파장 관측을 위한 전파망원경 네트워크입니다. 서울, 울산, 평창, 제주도에 각각 위치한 21미터급 전파망원경 네 대로 구성되어 있으며, KVN의 기준선 길이는 최소 130km에서 최대 500km에 이르는 공간 해상도를 가지고 있습니다.
네 개의 안테나는 모두 동일한 설계를 갖추고 있으며, 22, 43, 86, 129 GHz에서 동시 관측이 가능한 준광학 시스템을 보유하고 있습니다. 주파수가 높아지면 지구 대기에 의한 위상 변화로 인해 신호 손실이 발생할 수 있습니다. 동시 다주파수 관측 방법을 사용하면 낮은 주파수(22GHz 또는 43GHz)에서 대기의 위상 변화 정보를 측정하여, 위상 변화가 더 빠르게 일어나는 높은 주파수(86GHz, 129GHz)에서의 변화를 보정할 수 있습니다. 이 방법은 높은 주파수에서 발생하는 대기의 빠른 위상 변화를 보정함으로써, 오랜 시간(10분에서 수 시간) 동안 신호를 적분하여 손실을 줄이고 어두운 천체를 더욱 효과적으로 검출할 수 있습니다.
또한 대기의 위상 변화는 천체의 위치 정보를 왜곡시킬 수 있지만, KVN의 동시 다주파수 관측을 통해 대기의 위상 변화를 보정한 이미지를 활용하면 서로 다른 주파수의 이미지 간에 비교 연구가 가능합니다. 이러한 장점을 바탕으로 KVN은 동시 다주파수 관측 성능을 검증한 후, 세계 최초로 동시 다주파수 시스템을 구현한 mm-VLBI 관측망으로 자리 잡았으며, 현재는 주로 활동성 은하핵, 만기형 별, 별 탄생 영역 연구 관측에 활용되고 있습니다.
VLBI는 망원경 간의 거리가 길어질수록 분해능이 높아지고, 관측망에 참여하는 망원경의 개수가 많아질수록 영상 감도가 향상되기 때문에 국제 공동 협력이 활발히 이루어지는 분야입니다. KVN은 일본의 VLBI 관측망인 VERA(VLBI Exploration of Radio Astrometry)와 함께 공동 관측망인 KaVA(KVN and VERA Array)를 구성하고 있습니다. KaVA는 KVN의 3개 망원경과 VERA의 4개 망원경으로 이루어진 총 7개의 전파망원경으로 구성되었지만, 2024년부터는 평창 KVN이 추가되고 EVAN 관측으로 확장되어 중국의 전파망원경도 참여하고 있습니다.
동아시아 VLBI 네트워크(East-Asian VLBI Network, EAVN)는 동아시아 지역의 다양한 전파망원경들을 연결하여 초장기선 간섭계(VLBI) 기술을 활용해 고해상도 천문 관측을 수행하는 국제 공동 프로젝트입니다. 이 네트워크는 한국, 일본, 중국을 포함한 동아시아 국가들의 주요 천문 연구 기관들이 참여하여, 협력 연구와 관측 프로젝트를 통해 천문학의 발전을 도모하고 있습니다.
EAVN은 전파망원경 간의 동기화와 협력을 통해 기존의 단일 전파망원경으로는 불가능한 매우 높은 각 분해능을 제공하여, 별 형성 지역, 은하 중심의 초대질량 블랙홀, 활동성 은하핵(AGN), 성간 물질 등 다양한 천체 물리학적 현상을 연구합니다. 이를 통해 우주의 기원, 구조, 동역학 등에 대한 심도 깊은 이해를 가능하게 합니다.
이 네트워크는 국제적인 데이터 교환과 기술 공유를 통해 동아시아 지역의 과학 연구 역량을 강화하고, 전파 천문학 분야에서의 협력과 교류를 촉진하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. EAVN의 관측과 연구는 전 세계 천문학 커뮤니티에 귀중한 자료를 제공하며, 천문학 연구의 새로운 지평을 열고 있습니다.
VLBI 관측 운영에서 중요한 역할을 하는 관측 자료의 상관 처리를 위해 한국과 일본은 공동으로 하드웨어 상관기인 대전 상관기를 개발하고, 한국천문연구원과 일본국립천문대는 공동으로 한일 상관센터(Korea Japan Correlation Center)를 설립하여 운영하고 있습니다. 대전 상관기는 최대 16개 관측국의 자료까지 상관 처리가 가능하며, KaVA(KVN and VERA Array) 관측 자료와 동아시아 VLBI 네트워크(East Asia VLBI Network: EAVN) 자료의 상관 처리를 수행하고 있습니다. 한일 상관센터는 한국 우주전파 관측망의 자료 처리뿐만 아니라, 동아시아 지역 VLBI의 중심 허브 역할을 맡아 중요한 기능을 수행하고 있습니다.