하늘을 보는 눈, 천체 망원경 (by 성림초등학교 고준)

주니어닥터 - 천체 망원경

성림초등학교 고준

 

 

 

 

 

 

 

주니어닥터 - 천체 망원경

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보현산천문대

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보현산천문대 홈페이지

개요

• 1996년 4월에 완성된 보현산천문대는 경북 영천시 화북면과 청송군 현서면에 걸쳐있는 보현산의 동봉 정상일대 30,156㎡ 부지에 세워져 있음
• 국내 최대 구경의 1.8m 반사망원경과 태양플레어 망원경이 설치되어 있어 국내 광학천문관측의 중심지로 항성, 성단, 성운과 은하 등의 생성과 진화를 연구

연혁

• 1996년 4월 보현산천문대 준공
• 1996년 1k CCD 시스템 개발
• 1998년 진공증착기 설치
• 1999년 2k CCD 시스템 개발
• 2003년 BOES(고분산에쉘분광기) 개발
• 2008년 KASINICS(근적외선카메라) 개발
• 2010년 4k CCD 시스템 개발
• 2014~2015년 리모델링
• 2015년 망원경제어시스템(TCS) v.3 개발

장기관측과제

• 국제 공동 관측 캠페인을 통한 소행성 종족의 궤도진화 연구
  • 연구자: 김명진(천문연), 최영준, 문홍규, 변용익 등
• 고광도 AGN의 장기관측을 통한 광이온화 모델 검증 및 블랙홀 질량 측정
  • 연구자: 우종학(서울대), 김민진, 성현일, 전이슬, 박송연 등

대표성과거대질량 블랙홀 발견 연구 Nature지 게재 (Nature 2011 476 421)

• 2011년 3월 28일 38억 광년 떨어진 곳에 있는 평범한 은하의 중심부가 갑자기 밝아지는 현상을 발견함
• 거대질량 블랙홀(super-massive black hole)이 별을 삼키면서 갑자기 밝아지는 순간을 포착한 것임
• 갑자기 밝아지는 현상이 거대질량 블랙홀이 별을 삼키는 것임을 7개국 국제공동연구를 통해 입증함
• 거대질량 블랙홀의 존재에 대한 이론적 예견은 약 40여년 전에 있었고, 관측을 통해 그 이론을 입증한 것임
• 보현산천문대의 KASINICS는 적외선 관측자료를 획득하여 거대질량블랙홀에 의한 현상임을 확인하는데 중요한 기여를 하였음

X-선 모니터링 관측으로 확인한 Swift J1644+57의 밝기 변화

보현산천문대 KASINICS를 이용하여 관측한 Swift J1644 +57의 적외선영역 밝기 변화

연구장비1.8m 광학망원경 (1.8m Reflector)

• 설치연도 : 1996년 4월
• 광학계 : 카세그레인
• 초점비 : F/8, F/15
• 건판척도 : F/8 14.2 arsec/㎜, F/15 7.6 arcsec/㎜
• 가대 : 경위대식(영상되돌리기 포함)
• 관측한계 : 고도축 16.4-89.5, 방위축 ±270°
• 초점조정 : 범위 ±5㎜ (엔코더 값 ±5,000)
• 지향정밀도 : 2″
• 자동추적장치 : 시야 1분, 10초에 한 번씩 보정
• 돔 : 사각돔, 기역(“ㄱ”)자 형태 슬릿

1.8m 광학망원경 (1.8m Reflector)

고분산에셀분광기 (BOES; Bohyunsan Optical Echell Spectrograph)

• 사용 파장 λ = 3,600 ~ 10,500 Å
• 광섬유 : 80 μm(1.1초), 200 μm(2.9초) x 2개, 300 μm(4.3초) x 2개
• 조준경(collimator) : Zerodur에 내구성 Ag 코팅
  • 초점거리 = 1087.5 mm
  • 조준광(collimating beam) 직경 φ1 = f1 / 8 = 136 mm
• 에셀 격자
  • 격자면 각도 (blaze angle) θB = 76.05° ( tan θB = 4 )
  • 격자 홈 간격 δ = 1/41.59 mm/groove
  • 격자 면 수직면(facet normal)과 입사광 사이각 γ = 0.6° (quasi-Littrow)
  • 격자면 크기 : 203 x 837 mm (203 x 411 mm x 2개 + 15mm 틈)
• 프리즘 꼭지각 : 55°
• BOES 카메라 : f/1.53, 직경 250 mm, 초점 거리 f2 = 383 mm
• BOES CCD : E2V CCD44-82
  • 화소 : 2048 (차수 방향) x 4096 (파장 방향), 15 x 15 μm
  • 이득 : 0.5, 1 e-/ADU (1이 default값)
  • 읽기잡음 : 4e-
  • 축소비 : 2.84 ( = 1087.5 mm / 383 mm)
  • 사용온도 : -100 ~ -110도 ( CFC 냉각방식)
  • 읽기 시간 (Readout Time) : 200초
• 파장 분해능
  • 80 μm (광섬유#5) : 90,000
  • 200 μm (광섬유#3, #4) : 45,000
  • 300 μm (광섬유#1, #2) : 30,000
• 요오드통을 이용하여 측정한 시선속도 정밀성 < 5 m/sec

BOES 고분산 분광부

CIM 광학계 구조

적외선이미징카메라 (KASINICS; KASI Near-Ingrared Camera System)

• Pixel scale: 0.39“ x 0.39"
• Field of view: 3.3' x 3.3'
• Gain(e-/ADU): 2.56
• Readout Noise: 39 electrons
• Average Seeing(BOAO): 1.5" ~ 1.7"
• Linearity Range
  • 4,000~ 16,000 ADU (within1%)
  • 3,000 ~ 19,000 ADU (within 3%)
• Dark Current: 18.2 electrons/sec

적외선이미징카메라 (KASINICS; KASI Near-Ingrared Camera System)

가시광이미징카메라 (4K CCD)

• 냉각방식: 냉각수/전기 냉각 (-110도 사용)
• size: 4k x 4k (한변 61.4 mm) (4098x4112)
• chip 제작사/모델: E2V CCD 231-84 칩 (Back illuminated, Grade one)
• CCD 제작사/모델:GL Scientific
• Field of view: 약 14.6분 x 14.6분
• pixel size: 15 μm
• arcsec/pixel: 약 0.2145 arcsec
• readout noise: 2e- (50kHz) / 5e- (1MHz)
• gain: Low(nomal) ~ 4.58 e- / ADU, High ~ 5.34 e- / ADU
• dark current: 3e- /pixel/hour
• readout time: 167 초 (1×1)

가시광이미징카메라 (4K CCD)

진공증착기 (Vacuum Chamber)

보현산천문대 1.8m 반사망원경은 주경과 부경에 반사물질(99.999%의 순수 알루미늄)이 증착되어 있는데 시간이 지남에 따라 먼지가 뭍기도 하고 부식이 되기도 하여 반사효율이 떨어져서 정기적으로 재증착을 해야 한다. 대개 1년에 1회 정도 재증착을 하게 되는데 이를 위하여 진공증착기가 필요하다. 보현산천문대의 진공증착기는 1998년 6월에 개발이 완료되어 최대 직경 1.9m 까지 증착이 가능하며, 1.0m 이상 1개/1회, 60cm 3개/1회, 30cm 3개이상/1회로 증착이 가능하다.

진공증착기 (Vacuum Chamber)

태양플레어 망원경 (SOFT; Solar Flace Telecscope)

• 대물렌즈: 이 중, 무색수차 200mm(f/8)x2, 150mm(f/15)x2
• 마운트: 적도의에서 변형된 포크 마운트 5개의 망원경을 하나의 마운트에 설치
• 구동 및 제어: 컴퓨모터사의 AT6400
• 추적: 항성 및 태양 이동 속도
• 가이드 망원경: 50mm(f/8) , 자동추적 시스템
• 개폐형(slide roof type) 돔
• 필터시스템: 세 개의 복굴절(리오)필터
• 시야: 400" x 300"

태양플레어 망원경 (SOFT; Solar Flace Telecscope)

 

www.kasi.re.kr/kor/research/pageView/259

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