천체 사진기

2. 설계

천체 사진기는 천체 사진 촬영을 목적으로 설계된 망원경이다. 19세기 중반 사진술의 발달과 함께 천체 사진술에 특화된 설계가 등장했으며, 20세기에도 인기를 유지했다. 유리 사진판이나 사진 필름에 빛에 반응하는 화학 물질을 사용했다. 당시 많은 천문대에서는 통과 망원경, 거대 굴절기, 크로노미터, 태양 관측 기구 외에도 천체 사진기를 활용했다.

측성학적 분석에 사용되는 천체 사진기는 하늘의 넓은 영역에 걸쳐 물체의 위치를 "지도"하는 데 사용되는 이미지를 기록한다. 이 지도는 나중에 연구에서 사용되거나 심우주 영상 촬영을 위한 기준점으로 활용된다.

항성 분류에 사용되는 천체 사진기는 때때로 같은 산에 있는 두 개의 동일한 망원경으로 구성되기도 한다. 각 하늘 필드는 동시에 두 가지 색상(보통 파란색과 노란색)으로 촬영할 수 있다. 각각의 망원경은 원하는 빛의 파장을 초점을 맞추기 위해 무채색 렌즈를 가질 수 있으며, 이는 각각의 색 감응형(흑백) 사진판과 짝을 이룬다. 다른 경우에는 단일 망원경을 사용하여 각각의 노출에 사용되는 다른 필터와 색 감지 필름으로 하늘의 같은 부분을 두 번 노출한다. 두 가지 색상의 사진은 천문학자들이 이미지화된 각 별의 밝기(크기)뿐만 아니라 색깔을 측정할 수 있게 해준다. 색깔은 별의 "온도"를 알려주며, 천문학자들은 색의 종류와 크기를 통해 별의 거리를 측정할 수 있다.

수십 년 간격으로 두 번 촬영된 하늘 사진은 먼 별이나 은하를 배경으로 측정했을 때 가까운 별의 고유 운동을 보여준다. 며칠 또는 몇 주 간격으로 하늘의 같은 부분을 두 번 노출함으로써 소행성, 유성, 혜성, 변광성, 초신성, 그리고 심지어 알려지지 않은 외계 행성들을 발견하는 것이 가능하다. 눈 깜빡임 비교기와 같은 장치를 사용하여 두 노출 사이에서 움직이거나 밝기가 변경된 물체를 찾거나, 신성이나 유성의 경우처럼 한 이미지에서만 나타나는 것을 발견할 수 있다. 빠르게 움직이는 물체가 긴 노출에서 "선"으로 나타나기 때문에 때로는 물체가 한 노출에서 발견될 수도 있다.

1930년 클라이드 톰보가 왜행성 명왕성을 발견한 것은 천체 사진을 이용한 발견의 잘 알려진 사례이다. 톰보는 황도 주변의 하늘 영역을 체계적으로 촬영하여 '제9의 행성'으로 추정되는 행성을 찾는 임무를 받았다. 그는 로웰 천문대의 약 33.02cm (3렌즈 요소), f/5.3 굴절식 천체 사진기를 사용하여 가로 약 35.56cm 유리판에 이미지를 기록했다.

아마추어 천문학 분야에서는 다양한 종류의 상업용 및 아마추어용 망원경이 천체 사진을 위해 설계되었으며, "천체 사진기"라는 이름표가 붙어 있다. 아마추어 천체 사진기의 광학적 설계는 매우 다양하지만, 대표적인 천체 사진기로는 무채색 굴절기, 카스그랭식 반사경, 뉴턴식 망원경 등이 있다. 대부분의 광학 설계는 크고 평평하며 잘 보정된 이미징 필드를 생성하지 않으므로, 필드 평탄기 또는 코마 보정기를 통해 특정 유형의 광학 보정이 필요하다. 일반적으로 아마추어 천문학은 목적에 맞게 제작된 포커스를 가지고 있으며, 탄소 섬유와 같은 열적으로 안정한 재료로 구성되어 있고, 장시간 동안 깊은 하늘의 물체를 정확하게 추적하기 위해 무거운 듀티 마운트를 사용한다.

2. 1. 일반적인 설계

2. 2. 광시야 및 고정밀 설계