판스타스
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1. 개요
판스타스(Pan-STARRS)는 하와이 할레아칼라에 위치한 두 대의 1.8m 리치-크레티앙 망원경으로 구성된 천문 관측 시스템이다. 2006년부터 PS1 망원경을 통해 광학 관측을 시작했으며, 기가픽셀 카메라를 사용하여 방대한 양의 데이터를 수집한다. 판스타스는 소행성, 혜성, 초신성 등 다양한 천체를 발견했으며, 특히 최초의 성간 천체인 '오우무아무아'를 발견한 것으로 알려져 있다. 초기에는 군사적 제한으로 데이터 검열이 있었으나, 2011년 이후 제한이 해제되었다.
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| 판스타스 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 유형 | |
| 천문 관측 | 다중 망원경 천문 조사 |
2. 역사
PS1 망원경은 2006년 6월 저해상도 카메라를 사용하여 최초로 빛을 관측했다.[9] 1.8m 리치-크레티앙 망원경인 PS1은 3°의 시야각을 가지고 있으며, 이는 이 크기의 망원경에게 매우 넓은 시야각이다. 이미지당 거의 14억 픽셀을 기록하는 기가픽셀 카메라(GPC)가 장착되어 있는데, 이는 지금까지 제작된 가장 큰 디지털 카메라이다. 초점면에는 8 × 8 배열로 배치된 60개의 개별적으로 장착된 조밀한 CCD가 있다. 각 CCD 장치(직교 전송 배열(OTA)이라고 함)는 4800 × 4800 픽셀을 가지고 있으며, 각 600 × 600 픽셀의 64개 셀로 분리되어 있다. 이 기가픽셀 카메라(GPC)는 2007년 8월 22일에 처음으로 빛을 보았으며, 안드로메다 은하를 촬영했다.[9]3. 관측 장비
초기 기술적 어려움이 있었지만, 나중에 대부분 해결되었고, 2010년 5월 13일부터 본격적인 과학 관측을 시작했다.[9] 각 이미지는 약 2기가바이트의 저장 공간이 필요하며, 노출 시간은 30~60초(최대 겉보기 등급 22등급의 물체를 기록하기에 충분함)이며, 컴퓨터 처리에 약 1분이 더 소요된다. 이미지가 지속적으로 촬영되므로, PS1은 매일 밤 약 10테라바이트의 데이터를 획득한다. 이전 관측에서 컴파일된 알려진 불변의 물체의 데이터베이스와 비교하면 밝기 및/또는 위치가 어떤 이유로든 변경된 관심 물체가 생성된다.[10]
망원경의 매우 넓은 시야와 비교적 짧은 노출 시간 덕분에 매일 밤 약 6000제곱도의 하늘을 촬영할 수 있다. 하와이에서는 약 30,000제곱도가 보여, 40시간(또는 4일 동안 밤마다 약 10시간) 안에 전체 하늘을 촬영할 수 있다. 달이 밝은 시간을 피해야 할 필요성을 고려할 때, 이는 전체 하늘과 동일한 면적을 한 달에 4번 조사하게 된다는 것을 의미하며, 이는 전례가 없는 일이다. 2014년 4월에 3년간의 초기 임무가 종료될 때까지, PS1은 5개의 천문 필터('g', 'r', 'i', 'z', 'y') 각각에서 하늘을 12번 촬영했다. 필터 'g', 'r', 'i'는 슬론 디지털 스카이 서베이(SDSS) 필터의 대역 통과를 가지고 있다. 'z' 필터는 SDSS 중간점(900 nm)을 가지지만, 긴 파장 차단은 930 nm에서 시작하는 물 흡수 밴드를 피한다. 'y' 필터의 짧은 파장 차단은 약 960 nm에서 끝나는 물 흡수 밴드에 의해 설정된다. 긴 파장 차단 대역은 현재 온도 변화에 대한 검출기의 가장 나쁜 감도를 피하기 위해 1030 nm에 있다.[11]
PS1의 관측은 6종류의 필터를 통해 이루어지며, 전체적으로 파장 약 400-1000나노미터의 가시광선에서 근적외선 영역을 커버한다. 필터 중 5종류(g, r, i, z, y)는 슬론 디지털 스카이 서베이(SDSS)에서 사용되었던 필터와 유사하다. 단, SDSS의 측광계와의 엄밀한 호환성은 없다. 특히 g 필터와 z 필터는 파장 영역이 SDSS의 것에서 의도적으로 조금 변경되었다. PS1의 측광계임을 명기하기 위해서는 필터명에 아래 첨자로 「」을 붙여 g, r과 같이 표기한다. 또한, 이 5종류에 더하여 독자적인 「w」필터도 준비되어 있다. w 필터는 g, r, i 필터를 통합한 듯한 넓은 파장대(400-800나노미터)를 갖는다.
판스타스(Pan-STARRS)는 하와이 할레아칼라에 위치한 두 대의 1.8m 리치-크레티앙 망원경으로 구성되어 있다.
3. 1. PS1 망원경
PS1 망원경은 2006년 6월 저해상도 카메라를 사용하여 최초로 빛을 관측했다.[9] 1.8m 리치-크레티앙 망원경인 PS1은 3°의 시야각을 가지고 있으며, 이는 이 크기의 망원경에게 매우 넓은 시야각이다. 이미지당 거의 14억 픽셀을 기록하는 기가픽셀 카메라(GPC)가 장착되어 있는데, 이는 지금까지 제작된 가장 큰 디지털 카메라이다. 초점면에는 8 × 8 배열로 배치된 60개의 개별적으로 장착된 조밀한 CCD가 있다. 각 CCD 장치(직교 전송 배열(OTA)이라고 함)는 4800 × 4800 픽셀을 가지고 있으며, 각 600 × 600 픽셀의 64개 셀로 분리되어 있다. 이 기가픽셀 카메라(GPC)는 2007년 8월 22일에 처음으로 빛을 보았으며, 안드로메다 은하를 촬영했다.[9]
초기 기술적 어려움이 있었지만, 나중에 대부분 해결되었고, 2010년 5월 13일부터 본격적인 과학 관측을 시작했다.[9] 각 이미지는 약 2기가바이트의 저장 공간이 필요하며, 노출 시간은 30~60초(최대 겉보기 등급 22등급의 물체를 기록하기에 충분함)이며, 컴퓨터 처리에 약 1분이 더 소요된다. 이미지가 지속적으로 촬영되므로, PS1은 매일 밤 약 10테라바이트의 데이터를 획득한다. 이전 관측에서 컴파일된 알려진 불변의 물체의 데이터베이스와 비교하면 밝기 및/또는 위치가 어떤 이유로든 변경된 관심 물체가 생성된다.[10]
망원경의 매우 넓은 시야와 비교적 짧은 노출 시간 덕분에 매일 밤 약 6000제곱도의 하늘을 촬영할 수 있다. 하와이에서는 약 30,000제곱도가 보여, 40시간(또는 4일 동안 밤마다 약 10시간) 안에 전체 하늘을 촬영할 수 있다. 달이 밝은 시간을 피해야 할 필요성을 고려할 때, 이는 전체 하늘과 동일한 면적을 한 달에 4번 조사하게 된다는 것을 의미하며, 이는 전례가 없는 일이다. 2014년 4월에 3년간의 초기 임무가 종료될 때까지, PS1은 5개의 천문 필터('g', 'r', 'i', 'z', 'y') 각각에서 하늘을 12번 촬영했다. 필터 'g', 'r', 'i'는 슬론 디지털 스카이 서베이(SDSS) 필터의 대역 통과를 가지고 있다. 'z' 필터는 SDSS 중간점(900 nm)을 가지지만, 긴 파장 차단은 930 nm에서 시작하는 물 흡수 밴드를 피한다. 'y' 필터의 짧은 파장 차단은 약 960 nm에서 끝나는 물 흡수 밴드에 의해 설정된다. 긴 파장 차단 대역은 현재 온도 변화에 대한 검출기의 가장 나쁜 감도를 피하기 위해 1030 nm에 있다.[11]
3. 2. PS2 망원경
PS2 망원경은 2013년에 첫 빛을 보았고, 2014년에 본격적인 과학 운영이 예정되었다.[9][10][11] 그러나 자금 문제로 인해 추가 망원경 건설은 불투명한 상황이다. 판스타스(Pan-STARRS)는 하와이 할레아칼라에 위치한 1.8m 리치-크레티앙 망원경 두 대로 구성되어 있다.
4. 과학적 목표 및 성과
소행성대에서 예상되는 다수의 발견 외에도, 판스타스(Pan-STARRS)는 최소 10만 개의 목성 트로이군(2008년 말 기준 2,900개)을 발견할 것으로 예상되며,[16] 최소 2만 개의 카이퍼 벨트 천체 (2005년 중반 기준 800개), 수천 개의 토성의 트로이군, 천왕성의 트로이군, 해왕성의 트로이군(현재 8개의 해왕성 트로이군이 알려져있으며,[16] 토성은 없음, 천왕성은 1개[17])을 발견하고, 더 나아가 많은 수의 켄타우루스와 혜성을 발견할 것으로 예상된다.
판스타스는 알려진 태양계 천체의 수를 획기적으로 증가시키는 것 외에도, 현재 많은 조사에서 내재된 관측 편향을 제거하거나 완화할 것이다. 예를 들어, 현재 알려진 천체 중에는 낮은 궤도 경사를 선호하는 편향이 있어, 왜행성 마케마케와 같은 천체는 17등급의 밝은 겉보기 등급에도 불구하고 최근까지 감지되지 못했다. 이는 명왕성보다 그리 어둡지 않다. 또한, 현재 알려진 혜성 중에는 짧은 근일점 거리를 선호하는 편향이 있다. 이러한 관측 편향의 영향을 줄이면 태양계 역학에 대한 보다 완전한 그림을 얻을 수 있다. 예를 들어, 1km보다 큰 목성 트로이군의 수는 실제 소행성대 천체의 수와 거의 일치할 수 있지만, 현재 알려진 후자의 개체수는 수 배나 더 크다.
| 명칭 | 보고 / 발견 | 비고 |
|---|---|---|
| 2010 ST3 | 2010년 9월 16일 | 2010년 9월 16일 판스타스에 의해 발견된 이 근지구 소행성(NEA)는 발견 당시 2098년에 지구와 충돌할 가능성이 매우 낮았다. 이 물체는 판스타스 프로그램에 의해 발견된 최초의 NEA이다. 이 물체는 지름이 30~65m이며,[18][19] 1908년 러시아에 충돌한 퉁구스카 충돌체와 유사하다. 2010년 10월 중순에 지구에서 약 600만 킬로미터 이내로 통과했다.[20] |
| 2012 GX17 | 2012년 4월 14일 | 이 희미한 ~22등급의 물체는 처음에는 유망한 해왕성 L4 트로이 소행성 후보로 여겨졌다.[21] |
| 2013 ND15 | 2013년 7월 13일 | 이 물체는 아마도 최초로 알려진 금성 L4 트로이 소행성일 것이다.[22] |
| C/2011 L4 | 2011년 6월 6일 | 하와이 대학교의 천문학자들은 2011년 6월 판스타스 망원경을 사용하여 혜성 C/2011 L4를 발견했다. 발견 당시 태양으로부터 약 12억 킬로미터 떨어져 있었고, 목성 궤도 너머에 위치했다. 혜성은 2013년 3월 근일점에 가까워졌을 때 육안으로 관측되었다. 이 혜성은 가장 바깥쪽 태양계에 위치한 혜성과 같은 물체들의 구름인 오르트 구름에서 기원했을 가능성이 높다. 아마도 멀리 떨어진 별이 중력적으로 교란하여 태양을 향한 긴 여정을 시작했을 것이다.[23][24] |
| PS1-10afx | 2010년 8월 31일 | 적색편이 z = 1.388에서 발견된 독특한 수소 결핍 초신성(SLSN). 2010년 8월 31일 MDS 이미징에서 처음 발견되었다.[25] 과다 광도는 나중에 중력 렌즈 현상의 결과임이 밝혀졌다.[26] |
| PS1-10jh | 2010년 5월 31일 | 초거대 블랙홀에 의한 별의 조석 파괴.[27] |
| P/2010 T2 | 2010년 10월 16일 | 이 희미한 ~20등급의 물체는 판스타스 프로그램에 의해 발견된 최초의 혜성이다. 2011년 여름 근일점에서도 3.73 AU에서 19.5등급에 불과할 것이다. 13.2년의 공전 주기를 가지고 있으며, 짧은 주기의 목성 혜성족에 속한다.[28][29] |
| P/2012 B1 | 2012년 1월 25일 | 판스타스 발견[30][31] |
| P/2012 T1 | 2012년 10월 6일 | 판스타스 발견으로, 알려진 몇 안 되는 주대 소행성 중 하나이다.[32] |
| C/2013 P2 | 2013년 8월 4일 | 판스타스 발견, 맨크스 혜성은 오르트 구름에서 왔으며, 공전 주기는 5천 1백만 년 이상이다.[33] |
| P/2013 R3 | 2013년 9월 15일 | 판스타스 발견, 허블 우주 망원경에 의해 관측된 붕괴.[15] |
| C/2014 S3 | 2014년 9월 22일 | 암석 혜성(PANSTARRS).[34][35] |
| 2014 YX49 | 2014년 12월 26일[36] | 천왕성의 트로이 소행성으로, 발표된 것은 두 번째이다.[37] |
| SN 2008id | 2008년 11월 3일 | Ia형 초신성으로, 켁 천문대에 의해 적색편이를 통해 확인되었다.[38] |
| 469219 카모오알레와 | 2016년 4월 27일 | 아마도 지구의 가장 안정적인 준위성일 것이다.[39][40] |
| 2016 UR36 | 2016년 10월 25일 | NEO 5일 관측.[41][42] |
| C/2017 K2 | 2017년 5월 21일 | 쌍곡선 궤도와 탈출 속도를 가진 새로운 혜성.[43][44] |
| 1I/2017 U1 '오우무아무아 | 2017년 10월 19일 | 성간 천체의 첫 번째 관측.[48] |
| (515767) 2015 JA2 | 2018년 3월 31일 | 2018년 3월에 소행성 센터에서 번호가 부여된 판스타스 2(PS2) 첫 번째 소행성 발견(2015년 5월 13일에 이루어짐).[8] |
| P/2016 G1 | 2016년 3월 6일 | 충돌 후 소행성의 첫 번째 붕괴 관측.[46] |
| 2020 MK4 | 2020년 6월 24일 | 센타우루스족 |
| 2023 FW13 | 2023년 3월 28일 | 지구의 준위성으로, 위에 언급된 469219 카모오알레와보다 잠재적으로 더 안정적이다.[45] |
2017년, 판스타스는 태양계를 통과하는 최초의 알려진 성간 천체인 1I/2017 U1 '오우무아무아를 발견했다.[48] 행성계가 형성되는 동안, 행성과의 중력적 상호 작용으로 인해 매우 많은 수의 천체가 방출되는 것으로 생각된다(태양계의 경우 1013개). 다른 별의 행성계에서 방출된 천체는 은하 전체에 존재할 수 있으며 일부는 태양계를 통과할 수 있다.
2019년 11월, 판스타스의 이미지 검토 결과, 망원경이 소행성 P/2016 G1의 붕괴를 포착했다는 사실이 밝혀졌다.[46] 약 400m 크기의 소행성은 더 작은 물체에 부딪혀 점차 붕괴되었다. 천문학자들은 소행성에 부딪힌 물체의 질량이 약 1kg에 불과했을 수 있으며, 시속 약 18,000km로 이동했을 것으로 추측한다.
판스타스에서는 소행성 간의 충돌도 발견될 수 있다. 그러한 충돌이 일어나는 빈도가 매우 작기 때문에 지금까지 관측된 적은 없지만, 판스타스에서는 기존 관측과는 차원이 다른 대량의 소행성이 관측되므로, 통계적으로 생각하면 소행성 간의 충돌과 같은 현상도 포착될 가능성이 있다.
4. 1. 주요 발견
소행성대에서 예상되는 다수의 발견 외에도, 판스타스(Pan-STARRS)는 최소 10만 개의 목성 트로이군(2008년 말 기준 2,900개)을 발견할 것으로 예상되며,[16] 최소 2만 개의 카이퍼 벨트 천체 (2005년 중반 기준 800개), 수천 개의 토성의 트로이군, 천왕성의 트로이군, 해왕성의 트로이군(현재 8개의 해왕성 트로이군이 알려져있으며,[16] 토성은 없음, 천왕성은 1개[17])을 발견하고, 더 나아가 많은 수의 켄타우루스와 혜성을 발견할 것으로 예상된다.판스타스는 알려진 태양계 천체의 수를 획기적으로 증가시키는 것 외에도, 현재 많은 조사에서 내재된 관측 편향을 제거하거나 완화할 것이다. 예를 들어, 현재 알려진 천체 중에는 낮은 궤도 경사를 선호하는 편향이 있어, 왜행성 마케마케와 같은 천체는 17등급의 밝은 겉보기 등급에도 불구하고 최근까지 감지되지 못했다. 이는 명왕성보다 그리 어둡지 않다. 또한, 현재 알려진 혜성 중에는 짧은 근일점 거리를 선호하는 편향이 있다. 이러한 관측 편향의 영향을 줄이면 태양계 역학에 대한 보다 완전한 그림을 얻을 수 있다. 예를 들어, 1km보다 큰 목성 트로이군의 수는 실제 소행성대 천체의 수와 거의 일치할 수 있지만, 현재 알려진 후자의 개체수는 수 배나 더 크다.
| 명칭 | 보고 / 발견 | 비고 |
|---|---|---|
| 2010 ST3 | 2010년 9월 16일 | 2010년 9월 16일 판스타스에 의해 발견된 이 근지구 소행성(NEA)는 발견 당시 2098년에 지구와 충돌할 가능성이 매우 낮았다. 이 물체는 판스타스 프로그램에 의해 발견된 최초의 NEA이다. 이 물체는 지름이 30~65m이며,[18][19] 1908년 러시아에 충돌한 퉁구스카 충돌체와 유사하다. 2010년 10월 중순에 지구에서 약 600만 킬로미터 이내로 통과했다.[20] |
| 2012 GX17 | 2012년 4월 14일 | 이 희미한 ~22등급의 물체는 처음에는 유망한 해왕성 L4 트로이 소행성 후보로 여겨졌다.[21] |
| 2013 ND15 | 2013년 7월 13일 | 이 물체는 아마도 최초로 알려진 금성 L4 트로이 소행성일 것이다.[22] |
| C/2011 L4 | 2011년 6월 6일 | 하와이 대학교의 천문학자들은 2011년 6월 판스타스 망원경을 사용하여 혜성 C/2011 L4를 발견했다. 발견 당시 태양으로부터 약 12억 킬로미터 떨어져 있었고, 목성 궤도 너머에 위치했다. 혜성은 2013년 3월 근일점에 가까워졌을 때 육안으로 관측되었다. 이 혜성은 가장 바깥쪽 태양계에 위치한 혜성과 같은 물체들의 구름인 오르트 구름에서 기원했을 가능성이 높다. 아마도 멀리 떨어진 별이 중력적으로 교란하여 태양을 향한 긴 여정을 시작했을 것이다.[23][24] |
| PS1-10afx | 2010년 8월 31일 | 적색편이 z = 1.388에서 발견된 독특한 수소 결핍 초신성(SLSN). 2010년 8월 31일 MDS 이미징에서 처음 발견되었다.[25] 과다 광도는 나중에 중력 렌즈 현상의 결과임이 밝혀졌다.[26] |
| PS1-10jh | 2010년 5월 31일 | 초거대 블랙홀에 의한 별의 조석 파괴.[27] |
| P/2010 T2 | 2010년 10월 16일 | 이 희미한 ~20등급의 물체는 판스타스 프로그램에 의해 발견된 최초의 혜성이다. 2011년 여름 근일점에서도 3.73 AU에서 19.5등급에 불과할 것이다. 13.2년의 공전 주기를 가지고 있으며, 짧은 주기의 목성 혜성족에 속한다.[28][29] |
| P/2012 B1 | 2012년 1월 25일 | 판스타스 발견[30][31] |
| P/2012 T1 | 2012년 10월 6일 | 판스타스 발견으로, 알려진 몇 안 되는 주대 소행성 중 하나이다.[32] |
| C/2013 P2 | 2013년 8월 4일 | 판스타스 발견, 맨크스 혜성은 오르트 구름에서 왔으며, 공전 주기는 5천 1백만 년 이상이다.[33] |
| P/2013 R3 | 2013년 9월 15일 | 판스타스 발견, 허블 우주 망원경에 의해 관측된 붕괴.[15] |
| C/2014 S3 | 2014년 9월 22일 | 암석 혜성(PANSTARRS).[34][35] |
| 2014 YX49 | 2014년 12월 26일[36] | 천왕성의 트로이 소행성으로, 발표된 것은 두 번째이다.[37] |
| SN 2008id | 2008년 11월 3일 | Ia형 초신성으로, 켁 천문대에 의해 적색편이를 통해 확인되었다.[38] |
| 469219 Kamoʻoalewa | 2016년 4월 27일 | 아마도 지구의 가장 안정적인 준위성일 것이다.[39][40] |
| 2016 UR36 | 2016년 10월 25일 | NEO 5일 관측.[41][42] |
| C/2017 K2 | 2017년 5월 21일 | 쌍곡선 궤도와 탈출 속도를 가진 새로운 혜성.[43][44] |
| 1I/2017 U1 'Oumuamua | 2017년 10월 19일 | 성간 천체의 첫 번째 관측.[48] |
| (515767) 2015 JA2 | 2018년 3월 31일 | 2018년 3월에 소행성 센터에서 번호가 부여된 판스타스 2(PS2) 첫 번째 소행성 발견(2015년 5월 13일에 이루어짐).[8] |
| P/2016 G1 | 2016년 3월 6일 | 충돌 후 소행성의 첫 번째 붕괴 관측.[46] |
| 2020 MK4 | 2020년 6월 24일 | 센타우루스족 |
| 2023 FW13 | 2023년 3월 28일 | 지구의 준위성으로, 위에 언급된 469219 Kamoʻoalewa보다 잠재적으로 더 안정적이다.[45] |
2017년, 판스타스는 태양계를 통과하는 최초의 알려진 성간 혜성인 1I/2017 U1 'Oumuamua를 발견했다.[48] 행성계가 형성되는 동안, 행성과의 중력적 상호 작용으로 인해 매우 많은 수의 천체가 방출되는 것으로 생각된다(태양계의 경우 1013개). 다른 별의 행성계에서 방출된 천체는 은하 전체에 존재할 수 있으며 일부는 태양계를 통과할 수 있다.
2019년 11월, 판스타스의 이미지 검토 결과, 망원경이 소행성 P/2016 G1의 붕괴를 포착했다는 사실이 밝혀졌다.[46] 1300 피트 (400 미터)의 소행성은 더 작은 물체에 부딪혀 점차 붕괴되었다. 천문학자들은 소행성에 부딪힌 물체의 질량이 1 킬로그램 (2.2 파운드)에 불과했을 수 있으며, 시속 11,000 마일 (18,000 킬로미터)로 이동했을 것으로 추측한다.
판스타스에서는 소행성 간의 충돌도 발견될 수 있다. 그러한 충돌이 일어나는 빈도가 매우 작기 때문에 지금까지 관측된 적은 없지만, 판스타스에서는 기존 관측과는 차원이 다른 대량의 소행성이 관측되므로, 통계적으로 생각하면 소행성 간의 충돌과 같은 현상도 포착될 가능성이 있다.
4. 2. 군사적 제한 (2011년까지)
미국 공군은 군사 기밀과 관련된 인공위성 궤적 정보를 검열하기 위해 판스타스 데이터에 제한을 가했다.[14] "매직"이라는 소프트웨어를 사용하여 위성 정보를 포함하는 픽셀을 검열했지만, 초기 버전은 미숙하여 데이터의 품질을 저하시켰다.[14] 2010년 3월까지 채움률은 76%로 개선되었지만, 이는 약 80%에서 소폭 감소한 수치였다. 2011년 말, 미국 공군은 마스킹 요구 사항을 완전히 제거하여 전체 시야를 사용할 수 있게 되었다.[52]5. 데이터 공개
6. 한국과의 연관성
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Don't have a clue were the "title" is in a tweet, BUT it is a required parameter for the citation!
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