유럽 남방 천문대
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1. 개요
유럽 남방 천문대(ESO)는 1950년대 남반구 천체 관측의 필요성에 따라 설립된 유럽 국가들의 공동 천문 기구이다. 1962년 5개국 협약으로 공식 출범하여 현재 16개국이 회원으로 참여하고 있으며, 칠레에 위치한 라 실라 천문대, 파라날 천문대, 차이난토르 천문대, 건설 중인 극대망원경(ELT) 등 첨단 관측 시설을 운영한다. ESO는 외계 행성 발견, 은하 연구 등 다양한 연구 성과를 거두었으며, 교육 및 대중 홍보 활동도 활발히 진행하고 있다.
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유럽 남방 천문대 | |
---|---|
개요 | |
명칭 | 유럽 남방 천문대 |
영어 명칭 | European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere |
약칭 | ESO |
분류 | 국제기구 |
목적 | 천문학 연구 단체 |
조직 | |
본부 | 독일 뮌헨 |
회원국 | 16개국 |
사무총장 | 자비에르 바르콘스 |
연혁 | |
설립 | 1962년 |
언어 | |
사용 언어 | 영어, 프랑스어, 독일어 |
웹사이트 | |
공식 웹사이트 | 유럽 남방 천문대 공식 웹사이트 |
2. 설립 배경 및 목적
1950년대 유럽 천문학자들은 남반구 하늘을 관측할 수 있는 공동 관측 시설의 필요성을 느꼈다. 당시 구경 2미터 이상의 대형 망원경은 모두 북반구에 위치하여, 우리은하 중심부나 마젤란 은하와 같이 남반구에서만 관측 가능한 천체 연구에 어려움이 있었다.[13]
유럽 천문학자들이 공동 대형 관측소를 설립해야 한다는 아이디어는 1953년 봄 네덜란드 라이덴 천문대에서 발터 바데와 얀 오르트에 의해 제기되었다.[11] 1954년 1월 26일, 6개 유럽 국가의 천문학자들이 남반구에 유럽 공동 관측소를 설립하겠다는 의지를 담은 ESO 선언문에 서명했다.[12]
ESO는 회원국들의 공동 출자로 운영되며, 각 회원국의 중앙 천문대 또는 관련 기관이 참여한다. 연구자 중심의 연합 조직 형태로 운영되며, 의사 결정은 회원국 대표들로 구성된 이사회에서 이루어진다. 1962년 10월 5일 벨기에, 독일, 프랑스, 네덜란드, 스웨덴이 ESO 협약에 서명했다. 오토 헥만(Otto Heckmann)은 1962년 11월 1일 초대 사무총장으로 임명되었다.[16]
유럽 남방 천문대(ESO)는 칠레 북부에 여러 첨단 관측 시설을 운영하고 있다. 이 시설들은 남반구에서 천문 관측에 가장 적합한 장소 중 하나로 손꼽힌다.[21]
1953년 봄, 네덜란드 라이덴 천문대에서 발터 바데와 얀 오르트가 유럽 천문학자들의 공동 대형 관측소 설립 아이디어를 처음 제안하였다.[11] 1954년 1월, 6개 유럽 국가 천문학자들은 남반구에 유럽 공동 관측소를 설립하겠다는 의지를 담은 ESO 선언문에 서명했다.[12]
대형 관측 장비 운용에는 막대한 자금이 필요했기에, 유럽 국가들은 협력을 통해 자원을 효율적으로 활용하고자 하였다. 1962년 10월 5일, 벨기에, 서독, 프랑스, 네덜란드, 스웨덴 5개국이 ESO 협약에 서명하면서 유럽 남방 천문대가 공식 출범하였다.[16] 초대 사무총장으로는 오토 헥만이 임명되었다.[16]
초기에는 남아프리카 공화국에 망원경을 설치할 계획이었으나, 1955년부터 1962년까지의 시험 결과 안데스 산맥 지역이 더 적합하다는 것이 밝혀졌다.[15] 1963년 11월 15일, 칠레가 ESO 관측소 위치로 최종 선정되었다.[16]
설립 목적은 남반구 천체 관측을 강화하고, 은하 탄생의 수수께끼를 푸는 것이었다. 이후 회원국이 증가하여 현재는 14개국이 참여하고 있다.
3. 역사
당시 구경 2미터 이상의 반사 망원경은 모두 북반구에 위치해 있었다. 남반구에 관측소를 건설하기로 결정한 것은 남쪽 하늘을 관측해야 할 필요성 때문이었다. 우리은하 중심부와 마젤란 은하와 같은 일부 연구 주제는 남반구에서만 접근할 수 있었다.[13]
초기에는 여러 유럽 관측소가 위치한 남아프리카 공화국에 망원경을 설치할 계획이었지만, 1955년부터 1962년까지의 시험 결과 안데스 산맥 지역이 더 적합하다는 것이 밝혀졌다. 위르겐 스톡이 칠레에서의 관측 결과를 열정적으로 보고하자 오토 헥만은 남아프리카 공화국 프로젝트를 보류하기로 결정했다. 당시 남아프리카 공화국과 계약을 체결하려던 ESO는 칠레에 관측소를 설립하기로 결정했다.[15] 1962년 10월 5일 벨기에, 독일, 프랑스, 네덜란드, 스웨덴이 ESO 협약에 서명했다. 오토 헥만은 1962년 11월 1일 조직의 초대 사무총장으로 임명되었다. 1963년 11월 15일 칠레가 ESO 관측소의 위치로 선정되었다.[16]
1966년 칠레 라 실라 지역에 있는 첫 번째 ESO 망원경이 가동을 시작했다.[12] CERN(ESO와 마찬가지로)은 정교한 기기를 보유하고 있었기 때문에, 천문학 기관은 자주 핵 연구 기관에 자문을 구했고, 1970년 ESO와 CERN 간의 협력 협정이 체결되었다. 몇 달 후, ESO의 망원경 부서는 제네바에 있는 CERN 건물로 이전했고, ESO의 천체 사진 연구소가 CERN 부지에 설립되었다.[19] ESO의 유럽 부서는 1980년 독일 가르힝 (뮌헨 근처)에 있는 새로운 ESO 본부로 이전했다.연도 사건 1962년 초기 가입국 간에 연합 중앙 천문대에 관한 양해각서 체결. 1963년 첫 번째 관측소인 라 실라 천문대 부지 건설 시작. 1964년 가입국 간에 법적 구속력을 가진 유럽 남방 천문대 조약 체결. 1967년 라 실라 천문대 준공. 덴마크 가입.
이후 가입국을 늘리고 새로운 천체 관측 시설을 건설하여 현재에 이르고 있다. 현재는 유럽 연합(EU)의 지원하에 유럽 남방 천문대 조약을 체결하고 있다.
4. 회원국
회원국 가입 België|벨기에nl 1962년 Deutschland|독일de 1962년 France|프랑스프랑스어 1962년 Sverige|스웨덴sv 1962년 Danmark|덴마크da 1967년 Schweiz|스위스de 1981년 Italia|이탈리아it 1982년 5월 24일 Portugal|포르투갈pt 2000년 6월 27일 United Kingdom|영국영어 2002년 7월 8일 Suomi|핀란드fi 2004년 7월 1일 España|스페인es 2006년 7월 1일 Česko|체코cs 2007년 1월 1일 Österreich|오스트리아de 2008년 7월 1일 Polska|폴란드pl 2014년 10월 28일 Éire|아일랜드ga 2018년 9월 28일
운영은 참가국들이 동등하게 수행하며, 각 참가국의 중앙 천문대에 해당하는 기관이 자금을 출자하고 연구자들의 연합 조직으로 운영된다.
5. 조직 및 운영
사무총장은 ESO의 행정 및 운영을 총괄하며, 역대 사무총장은 다음과 같다.사무총장 재임 기간 오토 헥만(Otto Heckmann) 1962–1969 아드리아안 블라우(Adriaan Blaauw) 1970–1974 로데비이크 볼트허르(Lodewijk Woltjer) 1975–1987 해리 반 더 라안(Harry van der Laan) 1988–1992 리카르도 지아코니(Riccardo Giacconi) 1993–1999 캐서린 세사르스키(Catherine Cesarsky) 1999–2007 팀 더 제우(Tim de Zeeuw) 2007–2017 자비에르 바르콘스(Xavier Barcons) 2017년~현재 참가국 참가 시기 Nederland|네덜란드nl 1962년 스웨덴 1962년 독일 (Deutschland|독일de) 1962년 프랑스 (France|프랑스프랑스어) 1962년 벨기에 (Belgique|벨기에프랑스어) 1962년 Danmark|덴마크da 1967년 Schweiz|스위스de, Suisse|스위스프랑스어, Svizzera|스위스it, Svizra|스위스rm 1981년 이탈리아 (Italia|이탈리아it) 1982년 5월 24일 영국 (United Kingdom) 2000년 6월 27일 포르투갈 (Portugal) 2002년 7월 8일 핀란드 2004년 7월 1일 스페인 (España|스페인es) 2006년 7월 1일 체코 (Česko|체코cs) 2007년 1월 1일 오스트리아 (Österreich|오스트리아de) 2008년 7월 1일 브라질 (Brasil|브라질pt) 2010년 12월 29일
6. 주요 관측 시설
이름 약칭 크기 유형 위치 연도 ESO 3.6m 망원경 ESO 3.6m 3.57 m 광학 및 적외선 라 실라 1977 MPG/ESO 망원경 MPG 2.20 m 광학 및 적외선 라 실라 1984 신기술망원경 NTT 3.58 m 광학 및 적외선 라 실라 1989 거대마젤란망원경 VLT 4 × 8.2 m
4 × 1.8 m광학에서 중적외선까지, 배열 파라날 1998 천문학용 가시광선 및 적외선 탐사 망원경 VISTA 4.1 m 근적외선, 탐사 파라날 2009 VLT 탐사 망원경 VST 2.6 m 광학, 탐사 파라날 2011 아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 배열 ALMA 50 × 12 m
12 × 7 m
4 × 12 m[28]밀리미터/서브밀리미터 파장
간섭계 배열차이나토르 2011 극대망원경 ELT 39.3 m 광학에서 중적외선까지 Cerro Armazones[22] 2020년대 후반
ESO 망원경은 매년 수많은 관측 요청을 받으며, 천문학 연구에 중요한 데이터를 제공한다. 2017년에는 ESO 데이터를 기반으로 1,000편 이상의 논문이 발표되었다.[27]
현재 건설 중인 극대망원경(ELT)은 2020년대 후반에 완공될 예정이며, 세계 최대의 가시광선 및 근적외선 망원경이 될 것이다.[22]
6. 1. 라 실라 천문대 (La Silla Observatory)
칠레 산티아고에서 북쪽으로 600km 떨어진 아타카마 사막에 위치한 라 실라는 고도 2400m에 있으며, 유럽 남방 천문대(ESO)의 최초 관측소가 있는 곳이다. 이 지역의 다른 천문대와 마찬가지로 라 실라는 광공해의 영향을 받지 않아 지구상에서 가장 어두운 밤하늘 중 하나를 자랑한다.[33] 라 실라에는 ESO가 운영하는 세 대의 망원경이 있다. ESO 3.6m 망원경, 신기술망원경(NTT), 그리고 MPG/ESO 망원경이 그것이다.
이 천문대는 관측 기간 동안 망원경에 부착되었다가 제거되는 방문자 장비를 수용한다. 또한 라 실라에는 오일러 망원경, 덴마크 국립 망원경, 급속 시선 추적 망원경(REM), TRAPPIST, TAROT 망원경과 같은 국가 소유의 망원경도 있다.
매년 약 300편의 검토된 논문이 이 천문대의 연구 결과로 인정받고 있다. 라 실라 망원경으로 이루어진 발견으로는, 태양계 밖의 생명체 거주가능 영역에 있는 최초의 암석 행성을 포함하는 글리제 581 행성계 주변을 도는 행성들을 HARPS 분광기가 탐지한 것이 있다.[34][35] 라 실라의 여러 망원경은 빅뱅 이후 우주에서 가장 강력한 폭발인 감마선 폭발을 거대한 별의 폭발과 연결하는 데 기여했다. ESO 라 실라 천문대는 초신성 SN 1987A 연구에도 참여했다.[36]6. 2. 파라날 천문대 (Paranal Observatory)
파라날 천문대는 칠레 북부 아타카마 사막의 파라날 산 정상에 위치해 있다. 파라날 산은 안토파가스타에서 남쪽으로 약 120km, 태평양 연안에서 12km 떨어진 높이 2635m의 산이다.[51]
이 천문대에는 가시광선과 적외선으로 관측하는 7대의 주요 망원경이 있다. 거대 마젤란 망원경(VLT)의 8.2m급 망원경 4대, 2.6m급 VLT 탐사 망원경(VST), 그리고 4.1m급 가시광선 및 적외선 천문 탐사 망원경(VISTA)이 있다. 이 외에도 간섭계 관측에 사용되는 1.8m급 보조 망원경 4대가 있다.[52]
파라날의 주요 시설은 VLT로, 거의 동일한 8.2m 크기의 주 망원경(UT) 4대로 구성되며, 각각 2개 또는 3개의 관측 장비를 탑재하고 있다. 이러한 대형 망원경들은 2대 또는 3대씩 그룹을 이루어 거대한 간섭계로 작동할 수도 있다. 유럽 남방 천문대의 거대 마젤란 망원경 간섭계(VLTI)를 통해 천문학자들은 개별 망원경으로 관측하는 것보다 최대 25배 더 미세한 세부 사항을 관측할 수 있다. 빛의 빔은 터널 내부의 복잡한 거울 시스템을 통해 VLTI에서 결합되는데, 이때 빛의 경로는 100미터에 걸쳐 1/1000mm 미만으로 발산되어야 한다. VLTI는 각 해상도를 밀리각초까지 달성할 수 있는데, 이는 달에 있는 자동차의 전조등을 볼 수 있는 능력에 해당한다.[55]
첫 번째 UT는 1998년 5월 첫 관측을 했으며, 1999년 4월 1일에 천문학계에 공개되었다.[56] 다른 망원경들도 1999년과 2000년에 순차적으로 가동을 시작하여 VLT는 완전하게 작동하게 되었다. 2004년부터 2007년 사이에 설치된 4대의 1.8m 보조 망원경(AT)은 UT가 다른 프로젝트에 사용될 때 VLTI의 접근성을 높였다.[57]
VLT의 데이터를 바탕으로 하루 평균 한 편 이상의 동료 심사를 거친 과학 논문이 발표되었으며, 2017년에는 VLT 데이터를 기반으로 600편이 넘는 동료 심사를 거친 과학 논문이 발표되었다.[27] VLT의 과학적 발견에는 외계 행성의 영상화,[58] 은하수 중심의 초대질량 블랙홀 주위를 공전하는 별들의 움직임 추적,[59] 그리고 가장 멀리 떨어진 감마선 폭발의 잔광 관측 등이 포함된다.[60]
1999년 3월 파라날 준공식에서 4대의 VLT 주 망원경(UT1~UT4)의 기술적 명칭을 대체하기 위해 마푸체어로 된 천체 이름이 선택되었다. 이에 앞서 ESO 주최국의 문화유산을 다룬 지역 어린이들을 대상으로 이름의 의미에 관한 논문 공모전이 개최되었다. 칼라마 근처 추키카마타 출신의 17세 청소년이 수상 논문을 제출하여 준공식에서 아마추어 망원경을 받았다.[61] 4대의 주 망원경 UT1, UT2, UT3, UT4는 각각 ''Antu''(태양), ''Kueyen''(달), ''Melipal''(남십자성), ''Yepun''(저녁별)로 알려져 있다.[62] 마지막 망원경의 경우 원래 "시리우스"로 잘못 번역되었으나 실제로는 "금성"을 의미한다.[63]
천문학을 위한 가시광선 및 적외선 탐사 망원경(VISTA)는 VLT가 있는 봉우리와 인접한 봉우리에 위치하여 관측 조건을 공유한다. VISTA의 주 반사경은 4.1m로, 크기와 품질에 비해 매우 곡면이 심한 반사경이다. 완벽한 표면으로부터의 편차는 사람 머리카락 두께의 몇 천분의 일 미만이며, 제작과 연마는 어려운 과제였다.[64]
VISTA는 런던 퀸 메리 대학교가 이끄는 영국의 18개 대학교 컨소시엄에 의해 구상되고 개발되었으며, 영국의 비준 협정의 일환으로 ESO에 현물 출자되었다. 망원경의 설계 및 건설은 과학기술시설위원회의 영국 천문기술센터(STFC, UK ATC)가 관리했다. VISTA에 대한 잠정 승인은 2009년 12월 ESO 본부에서 열린 행사에서 ESO가 공식적으로 승인했으며, 런던 퀸 메리 대학교와 STFC의 대표들이 참석했다. 그 이후로 ESO가 망원경을 운영[65]하여 가동을 시작한 이후 고품질 이미지를 포착해 왔다.[66][67]
VLT 탐사 망원경(VST)은 최첨단 2.6m 망원경으로, 보름달 면적의 4배에 달하는 시야를 가진 2억 6800만 화소 CCD 카메라인 오메가캠(OmegaCAM)을 장착하고 있다. 가시광선으로 하늘을 탐사함으로써 VISTA를 보완한다. 2011년에 가동을 시작한 VST는 ESO와 이탈리아 국립 천체물리학 연구소 INAF의 연구 센터인 카포디몬테 천문대(나폴리)의 합작 프로젝트의 결과물이다.[68][69]
두 탐사의 과학적 목표는 암흑 에너지의 본질부터 근지구 천체 평가에 이르기까지 다양하다. 유럽 천문학자 팀이 이러한 탐사를 수행할 것이며, 일부는 남쪽 하늘의 대부분을, 다른 일부는 더 작은 영역에 집중할 것이다. VISTA와 VST는 대량의 데이터를 생성할 것으로 예상된다. VISTA가 촬영한 단일 사진은 67메가픽셀이며, 오메가캠(VST 장착)의 이미지는 268메가픽셀이다. 두 개의 탐사 망원경은 매일 밤 VLT의 다른 모든 장비를 합친 것보다 더 많은 데이터를 수집한다. VST와 VISTA는 매년 100테라바이트가 넘는 데이터를 생성한다.[70]
2008년 3월에는 제22번째 제임스 본드 영화인 ''분노의 질주: 퀀텀 오브 솔러스''(Quantum of Solace)의 여러 장면을 촬영하기 위해 파라날이 사용되었다.[53][54]
6. 3. 차이난토르 천문대 (Llano de Chajnantor Observatory)
차이난토르 고원(Llano de Chajnantor)은 아타카마 사막에 있는 해발 5100m의 고원으로, 산페드로데아타카마에서 동쪽으로 약 50km 떨어져 있다. 이곳은 마우나케아 천문대보다 750m 높고, 세로 파라날의 초거대 망원경보다 2400m 높다. 수증기 분자는 지구 대기에서 서브밀리미터파를 흡수하고 감쇠시키기 때문에, 이러한 유형의 전파 천문학에는 매우 건조한 장소가 필요하다.[71] 차이난토르 고원은 인간에게는 건조하고 불모지이지만, 서브밀리미터 천문학에는 최적의 장소이다.
이곳에는 다음과 같은 망원경이 설치되어 있다.
ALMA는 밀리미터파 및 서브밀리미터파 천문학을 위해 설계된 망원경이다. 이러한 유형의 천문학은 비교적 덜 탐구된 분야로, 가시광선이나 적외선으로는 볼 수 없는 우주를 보여주며, "차가운 우주"를 연구하는 데 이상적이다. 이러한 파장의 빛은 성간 공간의 거대한 차가운 구름에서 절대 영도보다 수십 도 높은 온도에서 방출된다. 천문학자들은 이 빛을 사용하여 새로운 별이 탄생하는 가스와 우주 먼지의 밀집된 영역인 분자 구름의 화학적 및 물리적 조건을 연구한다. 가시광선으로 보면 우주의 이러한 영역은 먼지 때문에 어둡고 불투명하지만, 밀리미터파 및 서브밀리미터파 영역에서는 밝게 빛난다. 이 파장 범위는 우주의 팽창으로 인해 파장이 더 길어진 가장 초기의 (그리고 가장 먼) 은하계 중 일부를 연구하는 데에도 이상적이다.[72][73]
ESO는 막스 플랑크 전파천문학 연구소(MPIfR)를 대신하여 아타카마 패스파인더 망원경(APEX)을 운영하고 있다. APEX는 직경 12m의 망원경으로, 적외선과 전파 사이의 밀리미터 및 서브밀리미터 파장에서 작동한다.
아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 집합체(ALMA)는 처음에 정밀도가 높은 안테나 66개로 구성되고 0.3~3.6mm 파장에서 작동하는 천문 간섭계이다. 주 집합체는 단일 간섭계처럼 작동하는 50개의 12m 안테나를 갖는다. 모리타 집합체로 알려진 12미터급 안테나 4개와 7미터급 안테나 12개의 추가적인 소형 집합체도 이용 가능하다.[74] 안테나는 150미터에서 16km까지 사막 고원에 걸쳐 배치될 수 있으며, 이는 ALMA에 가변적인 "줌" 기능을 제공한다. 이 집합체는 전례 없는 감도와 해상도로 밀리미터 및 서브밀리미터 파장에서 우주를 탐사할 수 있으며, 허블 우주 망원경보다 최대 10배까지 선명한 시야를 제공한다. 이러한 이미지는 VLT 간섭계로 만들어진 이미지를 보완할 것이다.[75] ALMA는 동아시아(일본과 타이완), 유럽(ESO), 북미(미국과 캐나다) 및 칠레의 협력으로 이루어진다.
ALMA의 과학적 목표에는 분자 가스와 먼지 관측을 통한 별, 은하, 행성의 기원과 형성 연구, 관측 가능한 우주의 가장자리에 있는 먼 은하 연구, 그리고 잔광인 빅뱅 연구가 포함된다.[76] ALMA 과학 제안 요청은 2011년 3월 31일에 발표되었고,[77] 초기 관측은 2011년 10월 3일에 시작되었다.[78][79]
6. 4. 건설 중인 시설
극대망원경(ELT)은 5개의 거울을 사용하는 40미터급 망원경으로, 이전에 계획되었던 초거대망원경(OWL)을 기반으로 한다. ELT는 세계에서 가장 큰 가시광선 및 근적외선 망원경이 될 것이다. ESO는 2006년 초에 설계를 시작하여 2012년에 건설을 시작할 계획이었다.[22] ELT 현장 건설 공사는 2014년 6월에 시작되었다.[23] ESO 이사회는 2010년 4월 26일, Cerro Armazones를 ELT의 위치로 결정했다.[24][25][26] 2020년대 후반 완공 예정이다.
7. 주요 연구 성과
- 2004년, 가장 먼 은하인 Abell 1835 IR1916을 발견했다.[1]
- 2005년, 지구에서 260광년 떨어진 외계 행성 2M1207b를 직접 관측했다.[2]
- 2010년, 우리 은하 외부에 있는 최초의 외계 행성 HIP 13044b를 발견했다.[3]
8. 대외 협력 및 홍보
ESO는 교육 및 대중 홍보부(ePOD)를 통해 교육 활동과 과학 커뮤니케이션을 수행한다.[81]
ePOD는 독일 가르힝 바이 뮌헨의 ESO 본부 부지에 있는 천문 센터인 ESO 슈퍼노바 플라네타리움 & 방문자 센터를 관리하며, 이 센터는 2018년 4월 26일에 개관했다.[82]
일본 NHK가 제작한 NHK 스페셜・은하 우주 오디세이에는 본 천문대의 관측 장비도 참가했다.
참조
[1]
웹사이트
ESO Glossary of Acronyms
https://www.eso.org/[...]
2018-09-07
[2]
웹사이트
ESO's Organisational Structure
https://www.eso.org/[...]
2018-09-07
[3]
웹사이트
Member States
http://www.eso.org/p[...]
2018-06-15
[4]
웹사이트
ALMA website
http://www.almaobser[...]
2011-09-21
[5]
웹사이트
Welcome to ALMA!
http://www.eso.org/s[...]
2011-05-25
[6]
웹사이트
ESO Archive
https://web.archive.[...]
2011-04-28
[7]
논문
A gamma-ray burst at a redshift of 8.2
[8]
논문
Monitoring stellar orbits around the Massive Black Hole in the Galactic Center
[9]
논문
A giant planet candidate near a young brown dwarf. Direct VLT/NACO observations using IR wavefront sensing
2004
[10]
웹사이트
The HARPS Home page
https://web.archive.[...]
2011-09-21
[11]
서적
ESO's Early History
ESO
1991
[12]
웹사이트
ESO Timeline
http://www.eso.org/p[...]
2011-04-28
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