UCF 연구진, 거주 가능한 외계 행성 탐색을 위한 광학 기술 개발

• 센트럴 플로리다 대학교(UCF) 연구진이 거주 가능한 지구형 외계 행성 발견을 돕기 위한 첨단 광학 기술을 개발 중임.
• 이 프로젝트는 PEEPSS(Photonics-Enabled Exoplanet Spectroscopic System)라 불리며, 2040년대 발사 예정인 NASA의 거주 가능 세계 관측소(HWO)를 지원하는 것이 핵심 목표임.
• "포토닉 랜턴(photonic lantern)" 기술을 활용해 항성의 밝은 빛으로부터 행성의 미세한 신호를 분리해내는 데 주력하고 있음.

기술적 난제

• 외계 행성은 모항성보다 수십억 배 어두워 직접 관측이 매우 어려움.
• 코로나그래프를 사용해 항성의 눈부심을 차단하지만, 망원경 광학 부품의 미세한 결함으로 인한 빛 누출이 행성 신호를 오염시키는 경우가 빈번함.
• 특히 망원경 내 코로나그래프를 통과한 후 발생하는 광학 오류인 "비공통 경로 수차(non-common-path aberrations)"를 감지하는 것이 가장 큰 과제임.

PEEPSS의 혁신

• PEEPSS 기술은 망원경의 초점면에서 직접 파면 센싱을 수행하여 전체 광학 경로를 모니터링함.
• 포토닉 랜턴을 통해 들어오는 빛을 개별 광학 채널로 분리함으로써 기존 이미징 시스템이 버리던 밝기와 위상 정보를 회수함.
• 이를 통해 "양자 영감을 받은 이미징(quantum-inspired imaging)" 기법을 적용하여 이미지 해상도를 높이고 잔여 항성 빛을 필터링함.

협력 및 향후 전망

• NASA가 자금을 지원하는 3년 프로젝트로, UC 산타크루즈, 시드니 대학교, 우주 망원경 과학 연구소(STScI) 등이 참여함.
• 일부 기술은 이미 하와이 망원경을 통해 미 공군 연구소(AFRL) 및 국제 연구 파트너들과 테스트를 마침.
• 이 기술이 성공적으로 구현될 경우, 외계 행성의 대기를 정밀하게 관측하여 지구와 유사한 생명체 존재 여부를 확인하는 데 기여할 것으로 기대됨.