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국가천문대, 첫 남극 아이스돔A 야간 대기 시상 획득
  • 등록일2019.04.19
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최근 중국과학원 국가천문대는 최초로 남극 아이스돔A에 위치한 쿤룬(昆侖)기지의 시상 측정 망원경(KL-DIMM)으로 아이스돔A 야간 대기 시상을 직접적으로 측정함과 아울러 지표면으로부터 8m 이상 높이에서 양호한 대기 시상(0.3각초 미만) 획득 확률이 있음을 입증했다.
대기 난류로 인한 망원경 영상화 흔들림의 모호도를 표시하는 시상은 광학 적외선 천문망원경 관측부지의 가장 중요한 파라미터이다. 시상 수치가 작을수록 대기 난류는 미약하고 영상화 각해상도는 높으므로 망원경의 희미한 천체 관측 능력도 강하다. 따라서 부지 선정은 지상 대형 망원경 구축에서 매우 중요하다. 현재 세계 최고의 부지는 하와이와 칠레에 집중적으로 분포하고 있는데 평균 대기 시상은 약 0.6각초이다.
대기 난류는 주로 근지표면의 경계층에 집중돼 있고 경계층 자유대기 난류는 매우 미약하다. 일반적 관측부지 경계층의 두께는 약 수백 m에 달하지만 남극 내륙 아이스돔은 특수한 지리적 위치로 인해 대기 경계층이 매우 얇기에 경계층 위 망원경 설치가 가능하다. 중국이 아이스돔A에서 부지측량을 수행한데 의하면 동 지역의 연간 경계층 중간값은 약 14m밖에 안 된다. 이는 남극 아이스돔C의 절반 수준이다. 하지만 지금까지 아이스돔A에서 야간 시야를 직접 측정한 사례는 없다.
국가천문대 남극천문연구팀은 아이스돔A 광학천문관측 부지측량 작업과 함께 KL-DIMM 개발에도 성공했다. 저온 및 야외 테스트를 마친 2대 KL-DIMM은 중국 제35차 남극과학탐사 내륙팀에 의해 2019년 1월에 해발고가 약 4,000m에 달하는 쿤룬기지의 8m 높이 맞춤제작 관측대에 설치되었다. 성능시험을 마친 후 자동관측을 시작한 후 획득한 대량의 대낮 시상 측정 데이터에 비추어 대낮에도 양호한 자유대기 시상을 획득할 시간이 많은 것으로 나타났다.
최근에 획득한 첫 야간 시상 측정 결과로부터 남극 아이스돔A가 아마도 지상 최적의 광학 천문관측부지임을 입증할 수 있다. 현재 2대 KL-DIMM는 지속적 자동관측을 수행하고 있는데 향후 장기간 모니터링 데이터를 획득해 아이스돔A의 천문관측자원 최종 확정 및 중국 남극천문대 대형 망원경 구축에 과학적 근거를 제공할 전망이다.
이외 KL-DIMM 개발 과정에서 다수 핵심기술을 파악했다. 1) 아이스돔A의 동계 최저기온이 -80℃에 달하고 당직근무자가 없으며 전력 및 네트워크 대역폭이 극히 제한적인 등 상황에서의 망원경 작동. 2) 관측 계획, 망원경 지향, 이미지 획득 및 보존, 데이터 처리, 결과 전송 등에 이르기까지 무인 스마트 관측시스템의 완전 자동관측. 3) 기기상태 모니터링 및 고장 메시지 경보시스템 등이 포함된다. 그 중 스마트 관측시스템은 폐루프 추적, 지향 모델, 파인더스코프(finderscope) 가이드 등 일련의 수단을 통해 표적에 대한 정확성 지향 및 추적을 달성할 뿐만 아니라 연속 24시간 지속적 관측을 지원한다.

정보출처 : http://www.cas.cn/cm/201904/t20190417_4689136.shtml