아레시보 천문대(영어: Arecibo Observatory)는 미국령 푸에르토리코 아레시보 남쪽에 위치한 전파천문대이다. 공식 명칭은 국립천문학전리층센터(National Astronomy and Ionosphere Center, NAIC)이며, 센트럴플로리다대학교(University of Central Florida), 양 엔터프라이즈(Yang Enterprise), 메트로폴리탄대학교(UMET)가 공동으로 미국 국립과학재단(NSF)과 협약하여 운영하였다.
개요 및 역사
아레시보 천문대는 1960년에 건설이 시작되어 1963년 11월 1일 공식 개관하였다. 초기 명칭은 아레시보 전리층 천문대(Arecibo Ionospheric Observatory)였으며, 미국 국방부 고등연구계획국(ARPA)의 지원 아래 코넬 대학교가 설계와 건설을 주도하였다. 당시 목적은 지구 전리층 연구와 탄도미사일 방어와 관련된 레이다 기술 개발이었다. 1969년 10월 1일 국방부에서 NSF로 운영권이 이관되었고, 1971년 9월 현재의 명칭으로 변경되었다. 2011년까지 코넬 대학교가 관리하였으며, 이후 SRI 인터내셔널을 거쳐 2018년부터 센트럴플로리다대학교 주도의 컨소시엄이 운영을 맡았다.
305미터 전파망원경
천문대의 핵심 시설은 직경 305m(1,000ft)의 구면 반사경 전파망원경이었다. 이 망원경은 카르스트 지형의 자연 싱크홀 위에 건설되었으며, 38,778개의 알루미늄 패널로 표면이 구성되었다. 반사경은 고정되어 있었고, 수신기와 송신기는 반사경 위 150m 높이에 3개의 철근 콘크리트 타워(높이 81m 2기, 111m 1기)에서 케이블로 매달린 820톤 규모의 플랫폼에 설치되어 움직이면서 천체를 관측하였다. 이 구조로 인해 천정으로부터 약 40도 범위 내의 하늘을 관측할 수 있었다.
1963년 완공 당시부터 2016년 중국의 직경 500m 구면 전파망원경(FAST)이 완공되기까지 53년간 세계 최대 단일 구경 망원경의 지위를 유지하였다. 망원경은 1974년과 1997년 두 차례에 걸친 주요 업그레이드를 통해 성능이 크게 향상되었으며, 1997년에는 그레고리안 부반사경 시스템이 설치되어 1~10GHz 대역의 광범위한 주파수 관측이 가능해졌다.
연구 분야 및 주요 발견
천문대는 전파천문학, 대기과학, 레이다천문학 연구에 활용되었다. 주요 과학적 성과는 다음과 같다.
- 1964년: 수성의 자전 주기가 기존에 알려진 88일이 아닌 약 59일임을 레이다 관측으로 확인.
- 1968년: 게 성운 펄서(PSR B0531+21)의 33밀리초 주기 발견을 통해 중성자별의 존재를 최초로 입증.
- 1974년: 러셀 헐스와 조지프 테일러가 최초의 쌍성 펄서(PSR B1913+16)를 발견. 이 발견은 중력파의 존재를 간접적으로 입증하여 1993년 노벨 물리학상 수상으로 이어짐.
- 1982년: 최초의 밀리초 펄서(PSR B1937+21) 발견.
- 1990년: 폴란드 천문학자 알렉산데르 볼슈찬이 펄사 PSR B1257+12 주변에서 최초로 확인된 외계 행성계를 발견.
- 수성 극지방의 얼음 퇴적물 발견, 소행성 레이다 이미징, 지구 근접 천체(NEO) 탐지 등 다수의 행성과학 연구 수행.
- 외계 지적 생명체 탐색(SETI) 프로그램의 핵심 시설로 활용되었으며, 1974년에는 '아레시보 메시지'를 허큘리스자리 구상성단 M13을 향해 송신.
붕괴와 해체
2020년 8월 10일, 망원경의 보조 케이블 하나가 끊어지면서 반사경에 30m 길이의 손상이 발생하였다. 같은 해 11월 6일에는 같은 타워(Tower 4)의 주 케이블이 추가로 파손되었다. NSF는 여러 엔지니어링 회사의 평가 결과를 바탕으로 2020년 11월 19일 망원경 해체를 공식 발표하였다. 그러나 해체 작업이 시작되기 전인 2020년 12월 1일 오전 7시 55분(현지 시각), 남아 있던 케이블이 연쇄적으로 파손되면서 수신기 플랫폼이 반사경 위로 추락하여 망원경은 완전히 붕괴되었다. 이 사고로 인한 인명 피해는 없었다.
이후
NSF는 2022년 10월, 305m 망원경을 재건하지 않기로 결정하고, 해당 부지에 STEM(과학·기술·공학·수학) 교육 센터인 '아레시보 C3'(Arecibo Center for Culturally Relevant and Inclusive Science Education, Computational Skills, and Community Engagement)를 설립하기로 발표하였다. 천문대의 방문자 센터, 12m 보조 전파망원경, 라이다(LIDAR) 시설은 계속 운영되고 있다. 천문대는 2008년 미국 국가사적지(National Register of Historic Places)에 등재되었다.
