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보현산천문대와 소백산천문대에서의 근적외선 관측 조건

NEAR-INFRARED OBSERVING CONDITIONS AT THE BOAO AND THE SOAO

韓國宇宙科學會誌 = Journal of astronomy & space sciences, v.21 no.4, 2004년, pp.453 - 466  

문봉곤 (충남대학교 천문우주과학과, 한국천문연구원) ,  이성호 (한국천문연구원, 서울대학교 지구환경과학부 천문학전공) ,  박수종 (한국천문연구원) ,  진호 (한국천문연구원) ,  김용하 (충남대학교 천문우주과학과) ,  육인수 (한국천문연구원) ,  한원용 (한국천문연구원)

초록
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한국천문연구원에서는 적외선관측기술 개발의 일환으로 지상망원경용 근적외선 카메라인 KAONICS(KAO Near-Infrared Camera System)를 개발하고 있다. 이러한 개발의 선행 연구 과정으로서 우리는 보현산천문대와 소백산천문대의 근적외선($1-5{\mu}m$) 관측 조건을 정량적으로 조사했다. KAONICS의 기본 파장 밴드인 J, H, K, L 에 대해 대기 투과 모델을 사용하여 PWV(Precipitable Water Vapour)에 따른 대기투과율을 계산했으며, 각각의 파장 밴드에서 관측 한계 등급을 계산했다. 계산 결과, 두 천문대 모두 근적외선 영역에서 관측이 가능하며, 서로 비슷한 관측 능력을 가지고 있다는 결론을 얻었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Korea Astronomy Observatory(KAO) has been developing the KAONICS, KAO Near-Infrared Camera System, which will be used for near-infrared observations in the ground-based telescopes of Korea. As a phase-A study for this work, we investigated observational environments at the Sobaeksan Optical Astronom...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 검출기에 입사되는 잡음원은 가장 지배적인 배경 열적 복사(background thermal radiation)만을 고려했으며, 신호 대 잡음비(S/N)가 10이 될 때 관측 가능한 것으로 계산했다. 그리고, 이 계산에서 적용되는 시스템은 현재 한국천문연구원에서 개발 중에 있는 KAONICS를 기준으로 고려를 하고자 한다. 현재의 KAONICS 설계 사양에 따르면 광학계의 투과율은 표 2와 같이 예상되며, 밴드별 필터 파장은 표-3과 같다.
  • 또한, 퍼진 광원(extended source)을 관측할 경우에 대해서도 고려해 보았다. 예를 들어, 목성의 대기에서 방출되는 # 강도(intensity)는 L 밴드에서 평균적으로 #이다.

가설 설정

  • 그림 10. H 밴드에서 적분 시간 및 주 · 부경의 온도에 대한 별의 관측한계 가시등급(S/N=1O 가정). 나머지 내용은 그림 9와 같다.
  • 그림 11. K., 밴드에서 적분 시간 및 주 · 부경의 온도에 대한 별의 관측한계 가시등급(S/N=1O 가정). 나머지 내용은 그림 9와 같다.
  • 그림 12. L 밴드에서 적분 시간 및 주 · 부경의 온도에 대한 별의 관측한계 가시등급(S/N=10 가정). 나머지 내용은 그림 9와 같다.
  • 39 "/pix이다. 망원경의 온도를 263K으로 가정하고, S/N가 10이 되기 위해 관측이 요구되는 적분 시간은 소백산천문대에서 약 48분, 보현산천문대에서는 약 13분이다. 그리고 동일 조건의 L 밴드에서 협대역(△λ 〜 0.
  • 대기 열적 복사의 가장 중요한 원천인 수증기의 대기권 전체에 대한 유효 온도는 지표면에 비해서 20 K 정도 낮은 것으로 알려져 있다(McLean 1997). 본 연구에서는 배경 열적 복사로 인한 잡음에 대해 최악의 조건을 상정하기 위하여 대기권 전체의 유효 온도를 관측지에서 측정한 기온에 비 해 10 K 낮은 것으로 가정하였다. 계산 방법은 위의 식 (6), (7), (8) 과정과 유사하다.
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참고문헌 (22)

  1. 경재만, McGregor, P., 성언창, 김호일 1997, 1.8m 망원경용 근적외선 관측시스템 개념설계 (대전 KAO 기술보고서) 

  2. 김지영 1994, 석사학위논문, 경북대학교 

  3. 심경진, 한원용 1982, 국립천문대 논문집, 5, 41 

  4. 이용호, 임규호, 이수정 2000, 한국기상학회지, 36, 257 

  5. 조정호, 박필호, 박종욱, 임형철, 김상조, 조하만, 김명수, 서애숙 2001, 한국기상학회지, 37, 557 

  6. 한영호 1968, 한국기상학회지, 4, 23 

  7. 한영호 1971, 한국기상학회지, 7, 65 

  8. Beckers, J. M., Breedlove, W. O., Devegvar, P. G. N., Johansen, E. E., Gilliam, L. B., Mann, G. R., Mauter, H. A., Phillis, G. L., & Demastus, H. L. 1979, PASP, 91, 857 

  9. Cox, A. N. 2000, Allen's astrophysical quantities, 4th Ed. (London: AlP press), pp.143-167 

  10. Glass I. S. 1999, Handbook of infrared astronomy (Cambridge: Cambridge universiy press), p.156 

  11. Greve, A. 1978, Infrared Physics, 18, 127 

  12. Grossman, E. 1989, AT program, Ver. 1.5, Air Head Software, unpublished 

  13. Lord, S. 1992, NASA Technical Memorandum 103957, Ames Research Center 

  14. Matsumoto, T., Matsuura, S., & Noda, M. 1994, PASP, 106, 1217 

  15. McLean, I. 1997, Electronic Imaging in Astronomy (Chichester: Praxis publishing Ltd), pp.195-229 

  16. Miller, S., Achilleos, N., Ballester, G. E., Lam, H. A., Tennyson, J., Geballe, T. R., & Trafton, L. M. 1997, Icarus, 130, 57 

  17. Tokunaga, A. T., Simons, D. A., & Vacca, W. D. 2002, PASP, 114, 180 

  18. Traub, W. A., & Stier, M. T. 1976, Appl. Optics, 15, 364 

  19. Wallace, L., & Livingstone, W. 1984, PASP, 96, 182 

  20. Wallace, L., Brault, J. W., Brown, M., & Livingston, W. 1984, PASP, 96, 836 

  21. Warner, J. W. 1977, PASP, 89, 724 

  22. Westphal, J. A. 1975, Final Report NASA Grant NGR 05-002-185 

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