일반지구과학 및 실습

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일반지구과학 및 실습 II

1 2 주 차 : 프 론 티 어 천 문 학

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2. 히파르쿠스 위성

측성학의 새로운 장을

열다!

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• 삼각시차방법으로 별의 거리를 추정할 수 있다

• 기선이 충분히 길어서 지구의 궤도크기가 되어야 한다

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• 삼각시차방법으로 별의 거리를 추정할 수 있다

• 기선이 충분히 길어서 지구의 궤도크기가 되어야 한다

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• 별이 가까이 놓여있을수록 흔들림은 더 커진다

• 황도 바로 위에 놓여있는 별은 원형운동을 한다

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• 별이 가까이 놓여있을수록 흔들림은 더 커진다

• 황도에 놓여있는 별은 직선운동을 한다

• 별이 가까이 놓여있을수록 흔들림은 더 커진다

• 그 사이에 놓인 별들은 타원운동을 한다

• 별의 위치가 황도에 가까울 수록 타원은 편평해진다

시 차 관 측

• 최초의 시차관측

• 1838년 Friedrich Bessel

• 61 Cyg가 1년에 0.314 arc seconds 흔들렸다

• 10광년정도 거리

• 가장 가까운 별 Alpha Centauri

• 0.74 arcseconds밖에 되지 않은

• 아주 작은 양이다

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• 시차 측정을 어렵게하는 문제들

• Seeing

• 대기 굴절

• 세차와 장동 (지구 축의 흔들림)

• 기준점

히 파 르 쿠 스 위 성

• 1989년 유럽우주국은 히파르쿠스 위성을 발사

• 우주에서 관측으로 지상망원경관측과 관계되는 많은 문제점들을 해결할 수 있었다

• 혁신적인 목표

• 10만개 넘는 별들의 위치, 시차 그리고 고유운동을 동시에 측정

히 파 르 쿠 스 위 성 핵 심 부

• 분리 반사경:

• 하늘의 두지역을 동시에 관측

• 58도 떨어진 2지역을 동시에 관측

• 상당히 정확한 전체 하늘의 성도를 작성한다

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• 위성은 방향을 바꾸어 가면서 천천히 지구둘레를 돈다

• 하늘 전체를 관측

• 위치가 알려진 별들은 슬릿의 촘촘히 놓여진 격자를 따라 지나간다

• 회전방향에서 그들의 위치를 아주

정확하게 결정할 수 있다

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• 별들의 각거리가 하늘에서 대원을 따라 측정되어진다

• 한번 궤도운동할 때 마다 2000개의 별을 관측

• 전체적으로 2768 궤도를 관측

• 그런 많은 궤도의 관측자료를 조합

• 모든 별들의 위치와 운동을 높은 정확도록 결정가능

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• 각 별들의 위치가 회전방향에 아주 잘 결정된다

• 그러나 다른 방향에서는 그렇게 잘 측정되지 않음

• 한 별의 각 관측은 그림의 직선중의 하나에 놓여 있다

• 한별은 30번에서 150번 관측

• 관측횟수는 그 별이 하늘의 어디에 있었는지에 따라 다르다

• 위치들은 5개 파라메터 곡선에 짜맞추기 작업이 수행된다

• x, y 위치

• x, y 속력

• 시차

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• 하늘을 가로지르고 있는 별들의 겉보기 경로들과 그 위치에 대한 측성학적 짜맞추기결과

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• 모든 별들의 위치, 속력 과 시차들은 대형계산에서 풀어졌다

• 40,000의 가장 잘 관측된 별들만을 이용하여 첫번째 풀이:

• 10 ⁶ 연립방정식

• 200,000 측성학적 파라메터 (별당 5개)

• 위성의 방향을 묘사하는 2000개 파라메터

• <10 기계 파라메터

• 이들 5개 파라메터를 측정하는데 필요한 것보다 더많은 관측들이 별 하나당 수행되어졌기때문에, 히파르쿠스는 쌍성과 다중성을 발견하는데 극히 잘 활용되었다

• 히파르쿠스 위성 17

• 1989년 8월 8일 정지궤도를 향해 발사

• 원지점 부스터 모터의 고장으로 심한 타원궤도를 돌았다 (근지점;500km, 원지점: 36,500km)

• 언제 고장날지 모르는 위험을 안고 히파르쿠스 위성은 3.5년동안

성공적으로 관측을 수행

• 2768번 지구 궤도를 돌았다

• 원래 목표했던 것보다 더 훌륭한 결과들을 얻어냈다

• 최종결과가 1997년 공개 18

• 118,000개의 별에 대한 위치와 거리

• 8200개의 새로운 변광성

• 273개의 세페이드 변광성

• 24,000개 쌍성/다중성계

• 알려진 식쌍성의 개수를 두배로 늘려 줌