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천문학에서의 허블우주망원경(7) 과학적 성과 핵심 계획1980년대 초, NASA와 STScI는 핵심 계획들을 논하기 위해 네 개의 패널을 소집하였다. 과학적인 중요성을 갖고 있는 핵심 계획들은 상당한 관찰 시간을 필요로 하였다. 이러한 특별 계획들은 망원경이 예상보다 일찍 고장날 경우를 대비해서 조기에 완수될 수 있도록 계획되었다. 소집된 패널이 규명한 그러한 계획 세 개는 다음과 같다. 1) 은하간 물질의 특징들과 은하 및 은하군의 기체 성분을 밝히기 위해 퀘이사 방출선을 이용한 근방의 은하간 물질 연구, 2) 다른 기구들이 사용될 때마다 자료를 수집하기 위해 광시야 카메라를 이용한 심도 있는 성간물질 탐사 및 3) 거리 척도의 눈금화 작업 중 내외적으로 오차를 1할 내로 줄여서 허블상수를 측정하는 계획. 중대한 발견허블우주망원경은 .. 더보기
천문학에서의 허블우주망원경(6) 주요 계획 허블 프로그램이 실행된 이래로 수많은 연구 계획이 착수되었다. 그중에 일부는 거의 허블의 관측으로만 실행되기도 하였으며, 그 외는 찬드라 엑스선 관찰위성과 ESO의 초대형망원경 같은 장비와 연계하여 수행하였다. 허블우주망원경은 퇴역이 머지 않았으나, 최근까지도 큰 계획이 일정으로 잡혀 있었다. 일례로 에이벨 1689 은하단을 장시간 관측한 결과에 영감을 얻어서 최근에 수행된 프런티어 필즈 계획이 있다. 우주구조 및 심우주 고대 외부은하 근적외선 탐사 우주구조 및 심우주 고대 외부은하 근적외선 탐사 Cosmic Assembly Near-IR Deep Extragalactic Legacy Survey (CANDELS)는 2013년 8월에 공식 발표되어 "허블 역사상 가장 큰 규모의 계획"으로 표현.. 더보기
천문학에서의 허블우주망원경(5) 정비 임무 및 새로운 기구 허블우주망원경은 궤도에서 정기적인 정비와 장비 성능 개선 작업이 가능하도록 설계되었다. 그래서 기구와 수명이 짧은 부품은 궤도에서 교체 가능한 품목으로 고안되어 있다. NASA의 우주왕복선을 통해 1993년 12월부터 2009년 5월까지 다섯 차례의 정비 임무(SM 1, 2, 3A, 3B, 4)가 이루어졌다. 정비 임무는 망원경을 왕복선의 기계팔을 이용하여 낚아채는 방식의 비행으로 시작해서 작업 후 다시 조심스럽게 궤도로 되돌려 놓는 섬세한 작업이다. 우주비행사들이 4일에서 5일 동안 밧줄에 의지한 채 우주 유영을 수차례 하면서 필요한 정비 작업을 수행한다. 우주비행사들은 망원경을 육안으로 검사한 뒤에 고장나거나 열화된 부속품을 수리 및 교체하고, 장비의 성능을 개선시키며 새로.. 더보기
천문학에서의 허블우주망원경(4) 거울의 결함 망원경을 발사한지 수 주 뒤에 얻은 사진들은 광학계에 심각한 문제가 있음을 알렸다. 처음으로 얻은 사진 역시 그 어떤 지상망원경으로 촬영한 것보다 뚜렷한 영상을 보여주었지만, 허블이 최종 설계된 초점을 맞추지 못해 최고해상도가 기대치보다 훨씬 떨어졌다. 사진의 점광원은 당초 설계 기준에 따라 직경 0.1초짜리 원 안에 집중된 점상강도분산함수 point spread function (PSF)를 가져야 했었으나, 실제로 1초 이상의 반지름을 가진 채 퍼져있었다. 결함 사진의 분석 결과 주거울이 잘못된 형태로 연마된 것이 문제의 원인으로 밝혀졌다. 거울은 표면의 고저차가 약 10 나노미터로 당시 가장 정밀하게 설계된 광학 거울이었으나, 시야계에서 약 2,200 나노미터로 너무 평탄했다. 이 차이는.. 더보기
천문학에서의 허블우주망원경(3) 초기 기구 발사 당시 허블우주망원경에 갖추어진 과학 기구 다섯대로는 광시야 및 행성용 카메라 Wide Field and Planetary Camera (WF/PC), 고다드 고해상도 분광카메라 Goddard High Resolution Spectrograph (GHRS), 고속광도계 High Speed Photometer (HSP), 암천체 분광카메라 Faint Object Spectrograph (FOS)가 있었다. WF/PC는 주로 광학 관측용으로 고안된 고해상도 촬영 장비였다. NASA의 제트추진연구소에서 제작되었으며 특별한 천체물리학적 관심 대상의 선스펙트럼을 분리하기 위한 48개의 필터 세트로 이루어져 있다. 이 기구는 여덟개의 전하결합소자 (CCD)칩으로 이루어져 있으며, 각각 4개의 CCD를.. 더보기
천문학에서의 허블우주망원경(2) 건조 우주망원경 계획이 착수된 후, 계획에 필요한 업무는 여러 연구소에 분배된다. 마셜우주비행센터 (MSFC)는 망원경의 설계와 개발, 건조를 담당하였고, 고다드우주비행센터는 과학 기구의 전반적인 조작과 임무 수행을 위한 지상 제어 센터 역할을 담당했다. MSFC는 광학 회사 퍼킨엘머 Perkin-Elmer에 우주망원경의 광학망원경조립체 Optical Telescope Assembly (OTA) 및 정밀유도센서의 설계와 건조를 의뢰했다. 록히드는 망원경이 실릴 우주선을 건조하고 집약하는 업무를 의뢰받는다. 광학망원경조립체 허블우주망원경은 광학적으로 가장 큰 전문가용 망원경인 리치-크레티앙식 카세그레인 반사망원경이다. 두 개의 쌍곡면 오목거울을 갖춘 이 방식은 광시야 촬영에 뛰어난 성능을 자랑하지만, 동시.. 더보기
천문학에서의 허블우주망원경(1) 허블우주망원경(Hubble Space Telescope, HST)은 1990년에 지구 저궤도로 발사된 우주망원경으로 현재도 가동 중이다. 허블은 최초의 우주망원경은 아닐지언정 가장 크고 가장 쓰임이 많은 우주망원경 중 하나이며, 천문학에서 없어서는 안 될 연구 도구이자 공공관계 구축에 도움을 주는 것으로도 유명하다. 허블의 명칭은 천문학자인 에드윈 허블의 이름에서 본뜬 것으로, 콤프턴 감마선 관찰위성, 찬드라 엑스선 관찰위성, 스피처우주망원경과 함께 NASA의 거대관찰위성 Great Observatories의 일원이다. 2.4미터의 주거울을 갖춘 허블의 주요 장비 네가지는 근자외선, 가시광선, 근적외선 스펙트럼을 관찰한다. 허블의 궤도는 지구의 대기권의 방해를 피해 지상 망원경과 비교해서 배경광의 영향을.. 더보기
천문학과 은하팽대부 은하팽대부(galactic bulge)는 은하 내에 빽빽하게 모인 별들의 군집이다. 이 용어는 주로 대부분의 나선은하에서 찾을 수 있는 중심의 별의 군집을 의미하는데 쓰인다.(은하구 참고) 역사적으로, 팽대부는 주위에 별들로 구성된 원반을 가진 타원은하일 것으로 여겨졌지만, 허블우주망원경을 이용하여 촬영한 고해상도 사진에서는 많은 팽대부가 나선은하와 더 가까운 특징을 가진 것으로 밝혀졌다. 현재 팽대부에는 적어도 두 유형이 있는 것으로 여겨지는데, 타원은하와 유사한 팽대부와 나선은하와 유사한 팽대부가 그것이다. 고전적 팽대부 고전적 팽대부를 가진 M81의 모습. 팽대부의 시작점에서 나선 구조가 끝난다.타원은하와 유사한 특징을 가진 팽대부는, 팽대부에 대한 과거의 생각과 같기 때문에 보통 고전적 팽대부(c.. 더보기

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