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문제 정의
- 본격적인 측광연구를 위해서는 관측시스템의 측광 정밀도에 대한 체계적인 검증이 반드시 필요하다. 따라서, 이 연구에서는 김해천문대의 60cm 반사망원경을 이용하여 산개성단 M67의 표준성 영역을 관측하고, 이 자료의 표준화 및 색-등급도 비교를 통하여 측광의 정밀도를 확인하고자 한다. 또한, 황도대의 충에 가까운 임의 영역을 관측하여 소행성 탐색 연구의 가능성도 알아보고자 한다.
- 따라서, 이 연구에서는 김해천문대의 60cm 반사망원경을 이용하여 산개성단 M67의 표준성 영역을 관측하고, 이 자료의 표준화 및 색-등급도 비교를 통하여 측광의 정밀도를 확인하고자 한다. 또한, 황도대의 충에 가까운 임의 영역을 관측하여 소행성 탐색 연구의 가능성도 알아보고자 한다.
- 이 연구에서 우리는 김해천문대의 60cm망원경과 AP8p CCD 카메라 시스템을 이용하여 산개성단 M67 및 충에 위치한 임의의 황도대 영역을 관측한 결과를 보였다. 얻어진 M67의 측광 결과는 연구용 천문대의 측광결과에 비해 다소 떨어지지만 비견할 만한 측광 정밀도를 보였고, V~16등급까지의 측광 값은 비교적 신뢰할 만하며, V~18.
제안 방법
- B, V, I 필터별로 각각 5개의 영상을 합성하여 얻어진 바닥고르기 영상을 사용하였다. 관측시간 중 100초의 암영상과 영점영상을 각각 10개를 촬영하여 암잡음과 영점 보정을 하였다. 측광에 사용한 M67의 영상은, 각 필터에서 각각 600초, 400초, 300초로 노출 준 영상을 사용하였다.
- 얻어진 영상은 IRAF/DAOPHOT(Stetson 1991)를 사용하여 PSF(Point Spread Junction) 측광을 시행하였다. 그다음, 표준성의 측광에서 사용한 11화소 구경을 적용하여 구경 측광 보정을 하였다. 이렇게 보정된 별들의 등급을 앞에서 구한 표준계 변환 계수를 이용하여 표준계 변환을 하였다.
- M67의 관측 기록을 표 2에 보였다. 또한 황도대의 충의 위치 부근에 임의의 3개의 영역을 정하여 각 영역별로 약 1시간 간격으로 3 ~ 4회를 관측하였다. 황도대의 충의 위치는 태양계의 외행성이 가장 밝아질 때의 위치로 소행성 등 태양계 미세 천체를 관측하기에 매우 유리한 위치인데, 한계등급이 내려갈수록 소행성이 발견될 기대치가 높아지므로 CCD에서 잘 반응하는 I 필터에서 100초~600초의 노출로 촬영하였다.
- 산개성단 M67 영역의 표준계 변환을 마친 398개의 별을 이용하여 색-등급도를 얻었고, 이 색-등급도에 등연령선을 맞추었다. 그림 4에 그 결과를 나타내었다.
- 산개성단 M67의 관측된 영역의 모든 별들을 측광하여 색-등급도를 얻었고, 이전 연구자들의 결과와 비교하여 측광성능을 고찰하였다. 어두운 별들의 측광 한계를 알아보고자 하였기 때문에 관측된 M67의 자료는 3개(B, V, I)의 필터에서 비교적 장기노출을 하여 얻었다.
- 비교하여 측광성능을 고찰하였다. 어두운 별들의 측광 한계를 알아보고자 하였기 때문에 관측된 M67의 자료는 3개(B, V, I)의 필터에서 비교적 장기노출을 하여 얻었다. 얻어진 영상은 IRAF/DAOPHOT(Stetson 1991)를 사용하여 PSF(Point Spread Junction) 측광을 시행하였다.
- 어두운 별들의 측광 한계를 알아보고자 하였기 때문에 관측된 M67의 자료는 3개(B, V, I)의 필터에서 비교적 장기노출을 하여 얻었다. 얻어진 영상은 IRAF/DAOPHOT(Stetson 1991)를 사용하여 PSF(Point Spread Junction) 측광을 시행하였다. 그다음, 표준성의 측광에서 사용한 11화소 구경을 적용하여 구경 측광 보정을 하였다.
- 이렇게 관측된 영상에서 등급이 잘 알려진 17개의 별(Chevalier & Ilovaisky 1991)에 대하여, 측광 구경을 11화소로 하고 구경 측광을 실시하였다. 얻어진 측광값들을 사용하여 표준계 변환계수들을 구하였다. 그림 2에 표준계 변환 등급에 따른 PSF 측광오차를 나타내었다.
- 45까지 변화시키면서 모두 3회에 걸쳐 관측되었다. 이렇게 관측된 영상에서 등급이 잘 알려진 17개의 별(Chevalier & Ilovaisky 1991)에 대하여, 측광 구경을 11화소로 하고 구경 측광을 실시하였다. 얻어진 측광값들을 사용하여 표준계 변환계수들을 구하였다.
- 그다음, 표준성의 측광에서 사용한 11화소 구경을 적용하여 구경 측광 보정을 하였다. 이렇게 보정된 별들의 등급을 앞에서 구한 표준계 변환 계수를 이용하여 표준계 변환을 하였다.
- 표준화 및 측광 성능 확인을 위한 산개성 단 M67의 관측은 Schiiler사에서 제작한 Johnson-Cousins BVI 필터를 이용하여 관측하였으며, 투과대기량에 따라 3회를 관측하였다. M67의 관측 기록을 표 2에 보였다.
- 또한 황도대의 충의 위치 부근에 임의의 3개의 영역을 정하여 각 영역별로 약 1시간 간격으로 3 ~ 4회를 관측하였다. 황도대의 충의 위치는 태양계의 외행성이 가장 밝아질 때의 위치로 소행성 등 태양계 미세 천체를 관측하기에 매우 유리한 위치인데, 한계등급이 내려갈수록 소행성이 발견될 기대치가 높아지므로 CCD에서 잘 반응하는 I 필터에서 100초~600초의 노출로 촬영하였다. 관측된 황도대 영 역들의 관측 기록은 표 3에 나타내었다.
대상 데이터
- 시민천문대의 특성상 초저녁 박명 하늘을 이용한 바닥고르기 영상을 얻을 수 없어서 새벽 박명 하늘을 이용하여 바닥고르기 영상을 얻었다. B, V, I 필터별로 각각 5개의 영상을 합성하여 얻어진 바닥고르기 영상을 사용하였다. 관측시간 중 100초의 암영상과 영점영상을 각각 10개를 촬영하여 암잡음과 영점 보정을 하였다.
- 관측에는 Schiiler BVI 필터와 Apogee IK CCD 카메라(AP8p)를 이용하였다. CCD 카메라는 1화소당 0.
- 관측은 김해천문대의 60cm반사망원경을 이용하여 2007년 1월 13일에 이루어졌다. 관측에는 Schiiler BVI 필터와 Apogee IK CCD 카메라(AP8p)를 이용하였다.
- 소행성은 주로 황도 부근에 모여 있는데, 충의 위치에서 가장 밝아진다. 그래서 이 연구에서는 임의로 적경 8h50m의 위치에서 적위 17° ~ 19° 사이의 황도대 부근 6개 영역을 선정하여, 그 중 3개 영역을 관측하였다. 시간 차이를 두고 여러 번 관측하면 별인 경우에는 항상 같은 자리에 나타나지만 태양계 내의 천체인 경우에는 그 위치가 조금씩 달라진다.
- 김해천문대는 김해시 분성산 정상에 위치한 시민천문대로 2002년 2월에 개관하였다. 주요 시설로는 60cm 반사망원경과 20cm 굴절망원경이 설치된 2개의 관측실과 소형 망원경이 설치된 보조관측실이 있는 관측동과 천체투영실, 전시실 등이 있는 전시동으로 구성되어 있고, 시민들의 천문교육을 위한 강의동을 신축하고 있다.
- 우리는 전처리된 산개성단M67의 영상에 대하여 측광을 수행하였다.M67은 투과대기량을 1.
- 관측시간 중 100초의 암영상과 영점영상을 각각 10개를 촬영하여 암잡음과 영점 보정을 하였다. 측광에 사용한 M67의 영상은, 각 필터에서 각각 600초, 400초, 300초로 노출 준 영상을 사용하였다. 보정이 끝난 관측된 영상은 동서방향으로 특징적인 바닥고트기 영상의 잔차가 보였으며, 망원경의 이미지 서클 보다 넓은 외곽영역의 비넷팅으로 인해 영상의 가장자리에 흔적이 남았으나, 전체적으로 고르게 보정이 되었다.
데이터처리
- 그림 6. 관측 자료를 MPC에 등재된 소행성, 혜성 등의 자료들(MPC 2007)과 비교.
- 색-등급도 상에서 16등급 이하의 자료는 오차가 많아 주계 열 및 쌍성 열의 특성이 잘 나타나지 않으나, 이보다 밝은 별은 등연령선을 잘 따르는 것을 볼 수 있다. 등연령선은 Padova 그룹의 2000년 자료(Salasnich et al. 2000)를 이용하였으며, 표 4에서는 구하여 진 물리 량들을 이 전 연구자들의 결과와 비교하였다.
이론/모형
- 새로운 소행성을 발견하려고 하면 가능한 어두운 대상을 찾는 것이 바람직하다. n래서 이 연구에서는 x1mtool(The Space Telescope Science Data Analysis System, STSDAS 1995)의 blink 기능을 이용하여 눈으로 직접 확인하는 방법을 사용하였다.
- 관측된 자료는 IRAF/CCDREAD(Stetson 1991)를 이용하여 전처리 하였다. 시민천문대의 특성상 초저녁 박명 하늘을 이용한 바닥고르기 영상을 얻을 수 없어서 새벽 박명 하늘을 이용하여 바닥고르기 영상을 얻었다.
성능/효과
- 3등급까지 별이 확인됨을 알 수 있었다. 또한, 소행성 관측 영상을 통하여 V = 18~ 18.3등급에 해당하는 흐린 이동천체를 발견하여, 태양계 내의 미세 천체를 발견할 수 있음을 확인하였다.
- M67 및 충에 위치한 임의의 황도대 영역을 관측한 결과를 보였다. 얻어진 M67의 측광 결과는 연구용 천문대의 측광결과에 비해 다소 떨어지지만 비견할 만한 측광 정밀도를 보였고, V~16등급까지의 측광 값은 비교적 신뢰할 만하며, V~18.3등급까지 별이 확인됨을 알 수 있었다. 또한, 소행성 관측 영상을 통하여 V = 18~ 18.
- MPC에 김해천문대의 천문대 코드 부여를 요청하였고, 코드 부여가 되면 이 결과들을 보고할 예정이다. 이러한 관측을 통하여, 김해천문대의 60cm 망원경으로 태양계 내의 작은 천체를 발견하는 일이 비교적 희망적이라는 사실을 확인할 수 있었다.
후속연구
- 그러나, 시험관측인 관계로 후속관측이 이루어지지 않아서 그 진위를 확인할 수는 없었다. MPC에 김해천문대의 천문대 코드 부여를 요청하였고, 코드 부여가 되면 이 결과들을 보고할 예정이다. 이러한 관측을 통하여, 김해천문대의 60cm 망원경으로 태양계 내의 작은 천체를 발견하는 일이 비교적 희망적이라는 사실을 확인할 수 있었다.
- 특히 김해천문대와 같은 시민천문대의 경우 시민들에 대한 파급효과가 매우 큰 주제이다. 이러한 관측들을 통해 앞으로 시민천문대의 운영에 관람과 교육 뿐 아니라 소형망원경을 이용한 천문 관측 연구의 영역까지도 확장할 수 있을 것이다.
- 그래서 신천체 탐사는 시민천문대에서 수행할 수 있는 최적의 연구 주제라고 할 수 있다. 이러한 연구 활동을 통하여, 향후 시민천문대의 관측 연구가 활성화되면 변광성 연구 등과 같이 소형 망원경으로 시도할 수 있는 다양한 학술 연구가 가능해 질 수 있다.
- 0등급 보다 조금 어두울 것으로 추정된다. 향후 연구에서는 V, I 두개의 파장대에서 관측하면 등급의 신뢰성을 더 높일 수 있을 것이다. 표 5에서는 이 영역에서 발견된 이동천체의 좌표와 관측시간 및 등급을 나타내었다.
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