쉰톈

1. 개요

쉰톈은 측량 카메라, 테라헤르츠 수신기, 다중 채널 이미저, 적분장 분광기, 냉각 행성 이미징 코로나그래프 등 5개의 1세대 관측 장비를 갖춘 우주 망원경이다. 측량 카메라는 다색 광도 측광 및 슬릿리스 분광 측량 모듈로 구성되며, 테라헤르츠 수신기는 우주에서 테라헤르츠파 천문 관측을 가능하게 한다. 다중 채널 이미저는 NUV에서 NIR 대역까지 세 채널로 극심한 심원 천체 관측을 수행하며, 적분 시야 분광기는 높은 공간 해상도로 은하 연구에 활용된다. 냉각 행성 이미징 코로나그래프는 외계 행성 직접 영상화를 목표로 한다.

2. 관측 장비

쉰톈은 측량 카메라, 테라헤르츠 수신기, 다중 채널 이미저, 적분장 분광기, 그리고 차가운 행성 이미징 코로나그래프를 포함한 5개의 1세대 장비를 갖추고 있다.

2.1. 측량 카메라

측량 카메라는 다색 광도 측광 및 슬릿리스 분광 측량 모듈이라고도 알려져 있다. 이 모듈은 주 초점면에 위치하며, 두 개의 하위 모듈로 나뉜다.

2.2. 테라헤르츠 수신기

테라헤르츠 수신기는 고감도 테라헤르츠 검출 모듈(HSTDM)이라고도 불린다. 이 장비는 우주 공간에서 테라헤르츠(THz) 천문 관측을 가능하게 하는 역할을 한다. 우주에서 THz 관측을 수행하면 지구 대기의 흡수 영향을 받지 않는다는 장점이 있다. HSTDM은 높은 해상도를 가진 분광기이며, 니오븀 나이트라이드(NbN)를 기반으로 한 초전도 터널 접합(SIS) 믹서(NbN SIS 믹서)를 사용하는 최초의 우주 헤테로다인 수신기이다.

2.3. 다중 채널 이미저

다중 채널 이미저(MCI)는 NUV에서 NIR 대역까지 측량 카메라와 동일한 파장 범위를 커버하는 세 개의 채널을 가지고 있으며, 이 채널들은 동시에 작동할 수 있다. MCI에는 협대역, 중대역, 광대역 필터의 세 가지 세트가 설치되어 7.5′×7.5′의 시야로 극심한 심원 천체 관측을 수행할 예정이다. 세 채널에서 29–30 AB 등급의 깊이까지 관측 가능하다. 이는 고적색편이 은하의 생성과 진화, 암흑 물질과 암흑 에너지의 특성을 연구하며, 주 측량에 사용될 9개의 중대역 필터를 사용하여 광도 적색편이 측정을 보정하는 데에도 사용될 수 있다.

2.4. 적분 시야 분광기

CSST-IFS (적분 시야 분광기)는 쉰톈(CSST)에 탑재된 5개의 관측 장비 중 하나이다. 이 분광기의 주요 장점은 0.2초각(arcsecond)의 높은 공간 해상도와 0.35~1.0 μm에 이르는 가시광선 전체 파장 범위를 관측할 수 있다는 점이다. 쉰톈 망원경의 2미터 구경을 고려할 때, CSST-IFS는 작고 밝은 천체를 관측하는 데 최적화되어 있다. 따라서 은하 중심 지역(AGN 피드백 연구) 및 별 생성 지역 연구에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

2.5. 냉각 행성 이미징 코로나그래프

냉각 행성 영상 코로나그래프(CPI-C)는 가시광선(0.6328 μm)에서 0.35′′의 내부 작동 각도(IWA)로 고대비(< 10^-8) 외계 행성을 직접 영상화하는 것을 목표로 한다. 이 장비는 시선 속도 관측으로 발견된 외계 행성을 추적하고, 행성 형성 및 진화를 연구하며, 원시 행성계 원반을 탐사하는 데 사용될 계획이다. CPI-C는 0.53-1.6 μm 파장 대역에서 작동하며 7개의 광대역 통과 대역 필터를 갖추고 있다.