로웰 천문대 근지구천체 탐색

1. 개요

로웰 천문대 근지구천체 탐색(LONEOS)은 1998년부터 2008년까지 운영된 근지구천체(NEO) 탐사 프로젝트로, 0.6미터 슈미트 망원경과 CCD 검출기를 사용하여 앤더슨 메사 관측소에서 수행되었다. LONEOS는 22,077개의 소행성을 발견했으며, 이 중에는 근지구천체, 소행성대 소행성, 화성 횡단 소행성이 포함된다. 이 프로젝트는 소행성의 위치와 밝기를 측정하고, 데이터를 소행성체 센터에 전송하여 과학계에 배포했다. LONEOS는 1999년 1999 HF1, 1999 JD6, 1999 XS35 등의 주요 소행성을 발견했으며, 변광성 및 은하 헤일로 연구에도 기여했다.

2. 하드웨어

LONEOS는 0.6미터 f/1.8 슈미트 망원경과 16 메가픽셀 CCD 검출기를 사용했다. 기기 조합은 2.88도 x 2.88도(8.3제곱도)의 시야를 제공했으며, 최대 야간 관측 면적은 약 1,000제곱도(4번 관측)였다. 이 장비는 어두운 하늘 전체를 약 한 달 안에 관측 가능했고, CCD는 겉보기 등급 19.8에 해당하는 희미한 소행성까지 감지했지만, 일반적인 한계 겉보기 등급은 19.3이었다.

컴퓨터는 총 4대가 사용되었는데, 2대는 프레임 축소, 1대는 망원경 조작 제어, 1대는 카메라 제어에 사용되었다. 카메라 제어 소프트웨어는 스크립팅 기능이 있어 다른 모든 컴퓨터를 제어할 수 있었다.

2.1. 망원경

LONEOS는 1990년 오하이오 웨슬리안 대학교에서 구입한 0.6미터 f/1.8 슈미트 망원경을 사용했다. 이 망원경은 로웰 천문대에서 제작한 16 메가픽셀 CCD 검출기와 함께 사용되었으며, 2.88도 x 2.88도(8.3제곱도)의 시야를 제공했다. 이 장비는 미국 애리조나주 플래그스태프 근처의 로웰 천문대 어두운 하늘 관측소인 앤더슨 메사 관측소에 위치해 있다.

2.2. 검출기

LONEOS는 1990년 오하이오 웨슬리안 대학교에서 구입한 0.6미터 f/1.8 슈미트 망원경과 로웰 천문대에서 제작한 16 메가픽셀 CCD 검출기를 사용했다. 이 기기 조합은 2.88도 x 2.88도(8.3제곱도)의 시야를 제공했다. CCD는 겉보기 등급 19.8에 해당하는 희미한 소행성까지 감지했지만, 일반적인 한계 겉보기 등급은 19.3이었다.

2.3. 관측소

LONEOS는 오하이오 웨슬리안 대학교에서 구입한 0.6미터 f/1.8 슈미트 망원경과 로웰 천문대에서 제작한 16 메가픽셀 CCD 검출기를 사용했다. 이 장비는 미국 애리조나주 플래그스태프 근처의 로웰 천문대 어두운 하늘 관측소인 앤더슨 메사 관측소에 위치해 있다.

2.4. 컴퓨터 시스템

LONEOS는 컴퓨터 네 대를 사용했다. 두 대는 프레임 축소에, 한 대는 망원경 조작 제어에, 나머지 한 대는 카메라 제어에 사용되었다. 카메라 제어 소프트웨어에는 스크립팅 기능이 있어 다른 모든 컴퓨터를 제어할 수 있었다.

3. 관측 기법

망원경 작동은 관측자가 개입하지 않고도 밤새 조사를 수행할 수 있을 정도로 자동화되었다. 그러나 관측자가 데이터를 신속하게 처리하고 발생할 수 있는 모든 오작동을 수정해야 했기 때문에, 망원경이 자동 모드로 작동되는 경우는 드물었다.

3.1. 프레임 획득

소행성은 동일한 하늘 영역에 대해 15분에서 30분 간격으로 촬영된 4장의 사진(프레임)을 획득하여 발견되었다. 그런 다음 4개의 프레임 세트를 축소 소프트웨어에 제출하여 프레임에서 모든 별과 같은 광원을 찾아내고 소행성처럼 움직이는 광원을 식별했다. 관측자는 전형적인 소행성대 소행성과 다른 움직임을 보이는 모든 소행성 탐지를 시각적으로 검사했다. 대부분의 잠정적인 근지구천체 탐지는 실제가 아닌 일종의 영상 인공물이었기 때문에 사람의 검사가 필요했다.

모든 소행성 위치는 적도 좌표로 변환되었다. 2007년까지 다양한 USNO 별 목록이 이 변환에 사용되었다. 그 후 슬론 디지털 전천 탐사 목록이 칼스버그 목록 및 2MASS 목록의 보충 정보와 함께 사용되었다. 소행성 밝기는 표준 시각 등급으로 변환되었다. 이 데이터는 관측 시간과 함께 소행성체 센터(MPC)로 전송되었으며, 이 센터에서 과학계에 배포되었다. 잠재적인 근지구천체는 다른 관측자가 같은 날 밤에 소행성을 찾아 추가 관측을 할 수 있도록 신속하게 처리되었다.

3.2. 데이터 처리

소행성은 동일한 하늘 영역에 대해 15분에서 30분 간격으로 촬영된 4장의 사진(프레임)을 획득하여 발견되었다. 그런 다음 4개의 프레임 세트를 축소 소프트웨어에 제출하여 프레임에서 모든 별과 같은 광원을 찾아내고 소행성처럼 움직이는 광원을 식별했다. 관측자는 전형적인 메인 벨트 소행성과 다른 움직임을 보이는 모든 소행성 탐지를 시각적으로 검사했다. 대부분의 잠정적인 근지구천체 탐지는 실제가 아닌 일종의 영상 인공물이었기 때문에 사람의 검사가 필요했다.

모든 소행성 위치는 적도 좌표로 변환되었다. 2007년까지 다양한 USNO 별 목록이 이 변환에 사용되었다. 그 후 슬론 디지털 스카이 서베이 목록이 칼스버그 목록 및 2MASS 목록의 보충 정보와 함께 사용되었다. 소행성 밝기는 표준 시각 등급으로 변환되었다. 이 데이터는 관측 시간과 함께 소행성체 센터(MPC)로 전송되었으며, 이 센터에서 과학계에 배포되었다. 잠재적인 근지구천체는 다른 관측자가 같은 날 밤에 소행성을 찾아 추가 관측을 할 수 있도록 신속하게 처리되었다.

3.3. 좌표 및 밝기 변환

모든 소행성 위치는 적도 좌표로 변환되었다. 2007년까지는 다양한 USNO 별 목록이 이 변환에 사용되었다. 그 후 슬론 디지털 스카이 서베이 목록이 칼스버그 목록 및 2MASS 목록의 보충 정보와 함께 사용되었다. 소행성 밝기는 표준 시각 등급으로 변환되었다. 이 데이터는 관측 시간과 함께 소행성 센터(MPC)로 전송되었으며, 소행성 센터는 이 자료를 과학계에 배포하였다. 잠재적인 근지구천체는 다른 관측자가 같은 날 밤에 소행성을 찾아 추가 관측을 할 수 있도록 신속하게 처리되었다.

3.4. 데이터 전송

소행성은 동일한 하늘 영역에 대해 15분에서 30분 간격으로 촬영된 4장의 사진(프레임)을 획득하여 발견되었다. 그런 다음 4개의 프레임 세트를 축소 소프트웨어에 제출하여 프레임에서 모든 별과 같은 광원을 찾아내고 소행성처럼 움직이는 광원을 식별했다. 관측자는 전형적인 주 소행성대 소행성과 다른 움직임을 보이는 모든 소행성 탐지를 시각적으로 검사했다. 대부분의 잠정적인 근지구천체 탐지는 실제가 아닌 일종의 영상 인공물이었기 때문에 사람의 검사가 필요했다.

모든 소행성 위치는 적도 좌표로 변환되었다. 2007년까지 다양한 USNO 별 목록이 이 변환에 사용되었다. 그 후 슬론 디지털 전천 탐사 목록이 칼스버그 목록 및 2MASS 목록의 보충 정보와 함께 사용되었다. 소행성 밝기는 표준 시각 등급으로 변환되었다. 이 데이터는 관측 시간과 함께 소행성체 센터(MPC)로 전송되었으며, 이 센터에서 과학계에 배포되었다. 잠재적인 근지구천체는 다른 관측자가 같은 날 밤에 소행성을 찾아 추가 관측을 할 수 있도록 신속하게 처리되었다.

4. 발견 성과

2017년 현재, 소행성체 센터는 LONEOS가 1998년에서 2008년 사이에 22,077개의 소행성을 발견한 것으로 인정하고 있다. 발견된 소행성에는 소행성대 소행성, 근지구 천체(NEO), 화성 횡단 소행성이 포함된다.

LONEOS 운영 기간 동안, 다른 NASA 지원 NEO 탐사들도 함께 진행되었다. LONEOS를 포함하여 각 탐사별 발견 수는 위의 표와 같다.

이 기간 동안 아마추어 관측자들은 독립적인 NEO 발견과 NASA가 지원하는 탐사에서 최근 발견된 천체들에 대한 후속 관측을 수행함으로써 중요한 기여를 했다.

4.1. 주요 발견 천체

* LINEAR (파란색)
* NEAT (주황색)
* 스페이스워치 (빨간색)
* LONEOS (노란색)
* CSS (녹색)
* Pan-STARRS (분홍색)
* NEOWISE (청록색)
* 기타 (갈색)
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2017년 현재, 소행성체 센터는 LONEOS가 1998년에서 2008년 사이에 22,077개의 소행성을 발견한 것으로 인정하고 있다. 발견된 소행성에는 소행성대 소행성, 근지구 천체(NEO), 화성 횡단 소행성이 포함된다.

LONEOS 운영 기간 동안 수행된 NASA 지원 NEO 탐사는 다음과 같다.

* LINEAR (148,287개)
* 스페이스워치 (135,705개)
* 마운트 레몬 관측 (54,542개)
* NEAT (41,092개)
* CSS (26,294개)

이 기간 동안 아마추어 관측자들은 독립적인 NEO 발견과 NASA가 지원하는 탐사에서 최근 발견된 것들에 대한 후속 관측을 수행함으로써 중요한 기여를 했다.

4.2. 연도별 발견 통계

다음 표는 LONEOS가 운영된 매년 발견된 소행성의 수를 보여준다. 직경이 1킬로미터보다 큰 것으로 추정되는 소행성은 탐사 완료 여부를 평가하는 데 벤치마크로 사용되었다. 따라서 일부 표 요소에는 슬래시로 구분된 두 개의 숫자가 있는데, 두 번째 숫자는 1킬로미터보다 큰 발견 수이다. '소행성 관측' 열은 소행성체 센터에 전송된 관측 횟수이다. 각 소행성은 일반적으로 매일 밤 4번(프레임당 한 번) 관측되었다.

LONEOS NEO 관측의 전체 목록은 NeoDys 웹사이트에서 찾을 수 있다.

4.3. 다른 NEO 탐사 프로젝트와의 비교

2017년 현재, 소행성체 센터는 LONEOS가 1998년에서 2008년 사이에 22,077개의 소행성을 발견한 것으로 인정하고 있다. 발견된 소행성에는 소행성대 소행성, 근지구 천체(NEO), 화성 횡단 소행성이 포함된다. LONEOS 운영 기간 동안 몇 개의 다른 NASA 지원 NEO 탐사가 진행되었으며, 아래는 각 탐사별 발견 수이다.

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📌 열 고정 해제

탐사 프로젝트	발견 수
LINEAR	148,287
스페이스워치	135,705
마운트 레몬 관측	54,542
NEAT	41,092
CSS	26,294

이 기간 동안 아마추어 관측자들은 독립적인 NEO 발견과 NASA가 지원하는 탐사에서 최근 발견된 것들에 대한 후속 관측을 수행함으로써 중요한 기여를 했다.

4.4. 주목할 만한 발견

* 1999년 4월 12일, 숀 헤르만은 지름이 3km가 넘는 아텐 소행성 1999 HF1을 발견했다.
* 1999년 5월, 땅콩 모양의 소행성 1999 JD6(접촉 이진 소행성)가 처음 발견되었다.
* 1999년 12월 2일, 브루스 쾨언은 최초의 지구 횡단 다모클로이드 소행성 1999 XS35를 발견했다(이후 혜성으로 확인됨).
* 2001년 8월 14일, 마이크 반 네스는 두 번째 지구 횡단 다모클로이드인 C/2001 OG108 (LONEOS)를 발견했다.
* 2001년 11월 20일, 2028년 6월 26일에 지구에서 0.00166AU 떨어진 곳을 지나갈 근지구 천체 를 발견했다.
* 2003년 9월 27일, 밥 캐쉬는 (당시) 지구에 가장 가깝게 접근하는 소행성 2003 SQ222를 발견했다.
* 2003년 10월 15일, 브라이언 A. 스키프는 66년 동안 미발견 소행성이었던 1937 UB (헤르메스)를 재발견했다.
* 2004년 5월 20일, 브라이언 스키프는 (당시) 가장 작은 궤도를 가진 소행성 를 발견했다. 이 소행성은 궤도가 지구 궤도 내에 완전히 있는 두 번째로 발견된 소행성이다.

5. 기타 과학적 성과

LONEOS 프레임 아카이브는 넓은 공간과 시간 범위에 걸쳐 데이터를 제공하여, 다른 연구자들이 이 데이터를 활용해 다양한 연구를 진행할 수 있도록 하였다.

5.1. 변광성 연구

LONEOS 프레임 아카이브는 넓은 공간과 시간 범위에 걸쳐 데이터를 제공한다. 이러한 특성을 활용하여 다른 연구자들은 다음과 같은 연구 논문 및 발표를 진행하였다.

* 레스트, A.; 미첼리, A.; 미크나이티스, G.; 코바루비아스, R.; 스텁스, C.; 마니에, E.; 쾨른, B.; 바우엘, T.; 쿡, K.; 크리스시나스, K. "LONEOS 광도 데이터베이스를 사용하여 변광 객체 감지: R에서 19등급까지의 15000 평방도의 변동성 측정". 미국 천문학회, 제199회 AAS 회의, #101.10; 미국 천문학회 회보, Vol. 33, p. 1463.

5.2. 은하 헤일로 연구

LONEOS-I 탐사에서 은하 별 헤일로의 뚜렷한 구성 요소를 조사했다는 연구가 미국 천문학회 AAS 회의 #211, #163.02에서 발표되었다. 또한, LONEOS-I 탐사에서 발견된 838개의 RR Lyrae 별을 통해 은하 별 헤일로의 뚜렷한 구성 요소에 대한 증거를 찾았다는 연구 결과(eprint arXiv:0706.1583)도 발표되었다.

6. 참여 인력

로웰 천문대 근지구천체 탐색(LONEOS)에는 로웰 천문대 직원들과 외부 협력자들이 참여했다. 주 연구자는 에드워드 보웰 박사였으며, 브루스 코언 박사가 컴퓨터 프로그래밍을 담당했다. 브라이언 스키프 등이 전문 관측자로, 여러 자원 관측자들이 참여했다. 스티브 하웰 박사(WIYN/NOAO)와 카리 무이노넨 박사(헬싱키 대학교)는 각각 CCD 성능 모델링과 소행성 탐지 모델링을 담당하는 협력자로 참여했다.

6.1. 로웰 천문대

로웰 천문대의 근지구천체 탐색(LONEOS) 관련 주요 연구진은 다음과 같다.

6.2. 협력자