스바루 망원경

3. 구조 및 기술

스바루 망원경은 일본 자연과학연구기구(NINS) 산하 일본국립천문대(NAOJ) 하와이 관측소에서 운용하고 있다. 망원경 이름은 플레이아데스 성단을 뜻하는 한국어 '좀생이별'에 해당하는 일본어 '스바루'에서 따왔다.^[40] 유효 구경 8.2m, 두께 20cm, 무게 24톤의 단일 반사경을 사용하며, 능동 광학계를 통해 주반사경 표면을 0.014μm 이내 오차로 유지한다.

망원경은 주초점, 카세그레인 초점, 두 개의 나스미스 초점 등 총 4개의 초점을 가지고 있다. 인클로저는 공기 흐름을 안정시키고, 반사경과 돔은 온도 조절 장치를 통해 와동(터뷸런스) 발생을 막는다. 1991년부터 9년간 건설되었으며, 총 380억 엔(약 3,800억 원)이 투입되었다. 단일 반사경 망원경 중에서는 세계 최대 규모이다.^[40] 주반사경은 컴퓨터 제어 액추에이터 261개로 정밀하게 제어되며, 이는 미쓰비시 전기(MELCO)가 개발했다.

스바루 망원경은 리치-크레티앙 망원경 반사 망원경으로, 카세그레인 초점, 나스미스 초점, 주 초점에 장비를 장착할 수 있다. 넓은 시야를 제공하여 심우주 광시야 탐사에 적합하다는 특징이 있다.^[3]

1984년 도쿄대학교에서 망원경 개발을 시작했고, 1986년 하와이 대학교와 협약을 맺었다. 1988년 일본 국립 천문대가 설립되어 프로젝트를 감독하게 되었다.^[4] 1991년 건설 시작과 함께 '스바루'라는 공식 명칭이 정해졌고, 1998년 완공, 1999년 1월 첫 과학 영상 촬영에 성공했다.^[5] 1999년 9월 사야코 공주가 준공식에 참석했다.^[6]

망원경 설계에는 능동 광학과 같이 주 반사경의 왜곡을 보정하고, 외함 건물 형태로 대기 난류를 최소화하는 등 첨단 기술이 적용되었다. 9번 행성 탐색에 사용될 정도로 넓은 시야와 집광력을 자랑한다.^[8]

스바루 망원경의 돔은 망원경과 연동되는 원통형 인클로저(enclosure)이다. 높이는 43m, 밑면 지름은 40m, 무게는 2,000t이며, 전체가 알루미늄 패널로 덮여 있다. 망원경을 기울였을 때 발생하는 주경의 왜곡을 정밀하게 보정하고, 내부 발열에 의한 난류를 방지하기 위해 일반적인 반구형 돔이 아닌 원통형 돔 형태를 채택했다.^[26][27]

3. 1. 주반사경

3. 2. 망원경 구조

망원경 설계에는 여러 최첨단 기술이 적용되었다. 예를 들어, 261개의 컴퓨터 제어 액추에이터가 주 반사경 아래쪽에서 눌러 망원경 방향의 변화로 인한 주 반사경의 왜곡을 보정하는 능동 광학 기술이 적용되었다. 또한 망원경 외함 건물의 형태는 대기 난류의 영향을 최소화하여 천문 영상의 질을 향상시키도록 설계되었다.

3. 3. 능동광학 및 적응광학

3. 4. 돔

4. 관측 장비

스바루 망원경에는 가시광선과 적외선 파장 관측을 위해 여러 대의 카메라와 분광기를 네 개의 초점에 장착할 수 있다.

이러한 관측 장치들을 통해 가시광선부터 적외선 영역까지 관측이 가능하다. 영상을 목적으로 한 장치와 분광 관측을 목적으로 한 장치를 관측 대상에 따라 4개의 망원경 초점 중 하나에 장착함으로써 넓은 범위의 파장을 커버한다.^[31]

관측 보조 장치로는 함마쓰 포토닉스에서 개발한 파면 센서 기반의 보상 광학 장치와 이화학연구소에서 개발된 레이저 가이드 별 장치 등이 있다.

5. 주요 연구 성과

스바루 망원경은 9번 행성 탐색에 중요한 역할을 하고 있다. 케크 망원경의 75배에 달하는 넓은 시야와 강력한 집광력 덕분에 심우주를 넓게 관측하는 데 유리하다.^[8] 이 탐색은 콘스탄틴 바티긴과 마이클 브라운 연구팀, 그리고 스콧 셰퍼드와 채드 트루히요 연구팀이 진행하고 있으며, 최대 5년이 걸릴 것으로 예상된다.^[8]

스바루 망원경은 국제 협력 관측에도 활발하게 참여하고 있다.

5. 1. 단독 관측

• 우주의 대규모 구조의 기원이 되는 필라멘트상 성운과 은하계의 10배 이상의 질량을 가진 은하단의 기원이 되는 성운을 발견하였다.
• 적외선을 통해 우주에서 가장 먼 초신성 폭발을 포착하였다.
• 태양계 밖에 있는 미행성의 고리를 포착하였다.
• 2005년 2월, 고래자리 방향에서 관측 사상 가장 먼 은하단(128억 광년)을 포착하였다.
• 2006년 5월, 감마선 폭발 분석을 통해 우주의 재이온화가 빅뱅 후 9억 년까지 거슬러 올라간다는 것을 확인하였다.
• 2006년 8월, 게자리 방향에서 일본인이 발견한 것으로는 가장 먼 127억 광년 떨어진 퀘이사를 발견하였다.
• 2006년 9월, 머리털자리 방향에서 천체 관측 사상 가장 먼 128억 8천만 광년 떨어진 은하를 발견하였다.
• 2014년 11월, 스바루 망원경으로 그 어느 때보다 높은 감도로 가장 먼 우주를 탐사하여 빅뱅 후 불과 7억 년 후(131억 광년 거리)의 우주에 있는 은하 7개를 발견하였다.^[35]

5. 2. 국제 협력 관측

• NASA의 탐사선 딥 임팩트와 연계하여, 혜성 충돌 시의 빛을 포착한다.
• 이 관측은 마우나케아 산 정상의 망원경 전체를 이용하여 수행되었다.
• 유럽남방천문대에서도 관측을 수행한다.
• NASA 및 유럽우주기구(ESA)의 탐사선 카시니와 연계하여, 토성의 위성 타이탄의 제트 기류를 관측한다.
• NASA와 협력하여, 명왕성-엣지워스-카이퍼 대 천체 탐사선 뉴 허라이즌스의 탐사 목표 천체를 탐색한다.
• ESA와 공동으로, 스바루/XMM-뉴턴 딥 서베이(SXDS)라고 불리는 심우주 영상 탐사를 수행한다.
• 허블 우주 망원경, 스피처 우주 망원경, 초대형 전파간섭계(VLA), VLT, XMM-뉴턴, GALEX, 찬드라, UKIRT, NOAO, CFHT 등과 공동으로, 허블 우주 망원경 핵심 프로그램인 COSMOS 프로젝트에 참가한다. X선, 자외선, 적외선, 전파의 모든 파장 대역에서 우주 대규모 구조를 관측한다.

참조

_[1] 웹사이트 Corning Museum of Glass - Telescopes and Mirrors http://www.cmog.org/[...] Cmog.org 2010-09-22
_[2] 웹사이트 The Subaru Telescope http://web-japan.org[...] web-japan.org 2010-09-22
_[3] 웹사이트 Specifications http://www.subarutel[...] Subaru Telescope 2010-09-22
_[4] 논문 Current Performance and On-Going Improvements of the 8.2m Subaru Telescope http://optik2.mtk.na[...] 2004-04-25
_[5] 웹사이트 A Brief History of Subaru http://www.naoj.org/[...] Naoj.org 2010-09-22
_[6] 뉴스 On Hawaii, A Telescope Widens Orbit Of Japanese https://www.nytimes.[...] The New York Times 1999-09-19
_[7] 간행물 Cosmic Vision http://ngm.nationalg[...] 2009-07
_[8] 뉴스 Astronomers say a Neptune-sized planet lurks beyond Pluto http://www.sciencema[...] Science 2016-01-20
_[9] 뉴스 SUBARU 8-METER TELESCOPE DAMAGED BY LEAKING COOLANT https://www.universe[...] Universe Today 2015-12-24
_[10] 웹사이트 Serious Hardware Incident with the Subaru Telescope Interrupts Its Operation http://subarutelesco[...] web-subarutelescope.org/ 2011-07-05
_[11] 웹사이트 Report 4: Resumption of Open Use Observations at Cassegrain Focus http://subarutelesco[...] 2011-09-13
_[12] 웹사이트 Regarding the suspention of Subaru Telescope night observation (3rd report) https://subarutelesc[...] National Astronomical Observatory of Japan 2023-10-16
_[13] 웹사이트 Regarding the suspension of Subaru Telescope night observation (7th report) https://subarutelesc[...] Subaru Telescope 2024-03-05
_[14] 웹사이트 冷却中間赤外線分光撮像装置 COMICS の「ファイナルライト」 https://subarutelesc[...] 2022-10-26
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