WIYN 천문대
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1. 개요
WIYN 천문대는 미국 애리조나주 키트 피크 국립 천문대에 위치한 천문대이다. 3.49885m의 리치-크레티앵식 망원경을 갖추고 있으며, Hydra, NEID, ODI, WHIRC 등의 관측 장비를 사용한다. WIYN 컨소시엄에 의해 운영되며, 이사회와 과학 운영 위원회가 천문대 운영에 관여한다.
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| WIYN 천문대 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 위치 | 킷 피크, 애리조나주, 미국 |
| 좌표 | 31°57′27″N 111°36′04″W |
| 관리 기관 | WIYN 컨소시엄 |
| 설립 | 1994년 |
| 웹사이트 | WIYN 천문대 웹사이트 |
| 망원경 정보 | |
| 종류 | 광학 망원경 |
| 구경 | 3,498.85mm (11 ft 5.750 in) |
| 집광 면적 | 9.6 m2 |
| 초점 거리 | 6.125m (20ft 1.1in) |
| 가대 | 알타지무스 마운트 |
| 돔 형태 | 마름모육팔면체 |
2. 망원경
WIYN 천문대의 망원경은 빈 직경 3.51155m, 직경 경사 3.49885m 크기를 가지며, 반마름모육팔면체 형태의 돔 건물 안에 자리 잡고 있다. 이 망원경은 리치-크레티앵식 망원경 방식으로 설계되었고, 고도-방위 마운트를 사용한다.
WIYN 천문대는 천문학 연구를 위해 다양한 종류의 관측 장비를 운영하고 있다. 현재 사용 중인 주요 장비로는 여러 천체를 동시에 분광 관측할 수 있는 히드라(Hydra), 태양계 외 행성 탐색에 특화된 고정밀 분광기 NEID, 넓은 영역을 고해상도로 촬영하는 일도 영상장치(ODI), 그리고 근적외선 영역을 관측하는 WIYN 고해상도 적외선 카메라(WHIRC)가 있다. 과거에는 미니-모자이크(Mini-Mosaic)와 같은 장비도 활용되었다. 각 장비는 특정 관측 목표에 맞춰 설계되었으며, 천문학적 발견을 위한 핵심적인 역할을 수행한다. 각 장비에 대한 자세한 설명은 하위 섹션에서 다룬다.
주경(주 거울)은 가벼운 붕규산염으로 만들어졌으며 직경은 3.49885m이다. 이 주경은 리처드 F. 캐리스 미러 연구소에서 제작되었다.[1][2] 주경은 66개의 능동 광학 액추에이터에 의해 정밀하게 지지된다.
3. 관측 장비
3. 1. 현재 장비
WIYN 천문대는 다양한 천문 현상을 관측하기 위한 여러 첨단 장비를 갖추고 있다. 주요 장비로는 여러 천체를 동시에 분광 관측할 수 있는 히드라(Hydra), 태양계 외 행성 탐색을 위한 고정밀 분광기 NEID, 넓은 시야를 고해상도로 촬영하는 일도 영상장치(ODI), 그리고 근적외선 영역을 관측하는 WIYN 고해상도 적외선 카메라(WHIRC) 등이 있다. 각 장비는 특정 관측 목적에 최적화되어 있으며, 서로 보완적으로 운영된다.
3. 1. 1. 히드라 (Hydra)
히드라(Hydra)는 광섬유를 사용하여 초점면에 로봇으로 배치되는 다중 천체 분광기로, 최대 100개의 개별 천체를 동시에 관측할 수 있다.[3] 빛은 주 망원경 아래에 있는 분광기실로 전달되며, 여기서 CCD 카메라가 각 천체의 스펙트럼을 기록한다. 시야는 약 1도이다. http://www.noao.edu/wiyn/ 히드라는 1990년부터 운영되었으며,[3] 1994년 WIYN 천문대로 옮겨지기 전까지는 니콜라스 U. 메이올 망원경에 설치되어 있었다.[4] 2021년에는 "그리퍼(gripper)" 광섬유 위치 지정 로봇에 대한 주요 업그레이드가 이루어졌다.
3. 1. 2. NEID
NEID 분광기는 NASA와 국립 과학 재단의 NN-EXPLORE 협력 프로그램을 통해 자금을 지원받았다. 이 기기는 행성이 모항성 주위를 공전할 때 별의 시선 속도에 미치는 미세한 변화를 감지하여 태양계 외 행성을 탐색한다.[5] NEID가 제공하는 초당 50cm 수준의 극도로 정밀한 시선 속도 측정값은 TESS 우주 망원경이 발견한 외계 행성의 질량과 밀도를 계산하는 데 활용될 것이다.[6] NEID라는 이름은 "보다"라는 의미를 지닌 토호노 오오담 부족의 언어 `NEID|네이드ood`에서 가져왔다.[7]
이 분광기는 펜실베이니아 주립 대학교가 주도하여 설계 및 제작하였으며, 건설은 2016년에 시작되었다.[8] 기기의 포트 어댑터는 위스콘신 대학교가 NOAO와 협력하여 제작했으며, 별빛을 분광기의 광섬유에 보내기 전에 가이드, 초점 보정, 빠른 팁-틸트 보정(tip-tilt correction), 대기 분산 보정 기능을 제공한다.[9] NEID는 2021년 6월 2일에 성공적으로 시운전을 마쳤다.
또한, NEID 프로젝트는 텍사스 첨단 컴퓨팅 센터(TACC)로부터 과학적 전문 지식과 슈퍼컴퓨터 자원을 지원받아 외계 행성 탐색 연구를 수행하고 있다.[10]
3. 1. 3. 일도 영상장치 (ODI)
일도 영상장치(One Degree Imager, ODI)는 WIYN 천문대의 새로운 주요 장비 계획의 핵심이다. ODI는 WIYN의 1 제곱도 시야와 뛰어난 이미지 품질을 모두 활용하도록 설계되었다. 원래 설계에서는 총 64개의 직교 이동 배열(Orthogonal Transfer Arrays, OTA)을 사용하여 1 제곱도의 시야를 덮고, 총 1기가 픽셀에 픽셀 크기는 픽셀당 0.11초(arcsecond)였다. 직교 이동 배열은 이미지 통합 과정에서 팁/틸트(tip/tilt) 모션에 대한 보정을 통해 이미지 선명도를 적극적으로 향상시킨다.[11] 이러한 보정은 전체 시야에 걸쳐 이루어져, ODI는 넓은 시야를 관측하는 시대에 독특하고 경쟁력 있는 장비로 평가받는다. ODI 개발에는 WIYN 파트너들과 미국 국립 과학 재단(NSF)이 자금을 지원했다.
ODI는 2012년 여름, 13개의 OTA를 사용한 프로토타입 형태(pODI)로 처음 가동되었으며, 2013년 초부터 과학 관측에 사용되었다. 이후 pODI는 대대적인 성능 향상을 위해 2014년 말 운영이 중단되었다. 업그레이드를 마친 ODI는 5x6 배열로 총 30개의 OTA를 갖추고 2015년 여름에 다시 가동되었으며, 같은 해 10월부터 과학 관측에 활용되고 있다.[12]
3. 1. 4. WIYN 고해상도 적외선 카메라 (WHIRC)
WHIRC(WIYN High Resolution Infrared Camera)는 2008년에 제작된 근적외선 고해상도 영상 카메라이다. 이는 WIYN 파트너들과 우주 망원경 과학 연구소(STScI)의 공동 프로젝트로 개발되었다. WHIRC는 2k × 2k 검출기를 탑재하고 있으며, 0.1"/픽셀의 픽셀 스케일과 200 × 200 초각의 시야를 제공한다. WIYN 팁/틸트 모듈(WTTM)과 함께 사용하여 고해상도 이미지를 얻을 수 있으며, 다양한 필터 세트도 사용할 수 있다.
3. 2. 과거 장비
(내용 없음)
3. 2. 1. 미니-모자이크 (Mini-Mosaic)
미니-모자이크(MiniMo)는 2개의 2048 × 4096 픽셀 CCD 칩으로 구성되어 있으며, 시야는 9.6 분각이다. 두 개의 개별 칩을 사용하여 이미지를 동시에 판독할 수 있으며, 이를 통해 이미지 판독 속도를 높일 수 있다. [http://www.noao.edu/wiyn/ WIYN 천문대 공식 웹사이트]
4. 운영
WIYN 컨소시엄은 각 파트너 기관에서 파견된 3명의 위원으로 구성된 이사회가 운영한다. 이사회는 1년에 두 번 회의를 개최한다. 과학 운영 위원회(SSC)는 WIYN 국장과 이사회에 과학적 지침을 제공하는 역할을 한다.
| 임기 | 이름 | 비고 |
|---|---|---|
| 2000년 ~ 2008년 | 조지 자코비 | |
| 2008년 ~ 2010년 | 피에르 마틴 | |
| 2010년 ~ 2013년 | 팻 니젝 | 임시 국장 |
| 2013년 ~ 현재 | 에릭 후퍼 (위스콘신-매디슨 대학교) | 임시 국장 |
컨소시엄 구성원에도 변화가 있었다. 예일 대학교는 2014년 4월 1일에 컨소시엄에서 탈퇴했고, 같은 해 가을 미주리 대학교가 그 자리를 대신했다. 2015년에는 NASA와 미국 국립 과학 재단(NSF)의 파트너십인 NN-EXPLORE 프로그램이 미국 국립 광학 천문대(NOAO)의 지분을 인수했다. 다만, 천문대의 실질적인 운영 관리는 여전히 NOAO가 맡고 있다.
참조
[1]
논문
WIYN 3.5-meter telescope project
https://www.spiedigi[...]
International Society for Optics and Photonics
1994-06-01
[2]
웹사이트
WIYN 3.5m Observatory
https://www.wiyn.org[...]
2021-06-04
[3]
논문
Kitt Peak National Observatory fiber actuator device
https://www.spiedigi[...]
International Society for Optics and Photonics
1990-07-01
[4]
논문
Modifying Hydra for the WIYN telescope: an optimum telescope, fiber MOS combination
https://www.spiedigi[...]
International Society for Optics and Photonics
1994-06-01
[5]
웹사이트
A WIYN-win partnership
https://www.planetar[...]
2021-06-04
[6]
웹사이트
What is NEID? {{!}} The NEID Spectrograph
https://neid.psu.edu[...]
2021-06-04
[7]
웹사이트
New Instrument for WIYN: NEID {{!}} ast.noao.edu
http://ast.noao.edu/[...]
2021-06-04
[8]
논문
Design of NEID, an extreme precision Doppler spectrograph for WIYN
https://www.spiedigi[...]
International Society for Optics and Photonics
2016-08-09
[9]
서적
Ground-based and Airborne Instrumentation for Astronomy VII
International Society for Optics and Photonics
2018-07-27
[10]
웹사이트
Hunting for Alien Planets – Latest News – Texas Advanced Computing Center
https://www.tacc.ute[...]
2021-11-09
[11]
논문
The orthogonal-transfer array: a new CCD architecture for astronomy
https://www.spiedigi[...]
International Society for Optics and Photonics
2004-09-29
[12]
서적
Ground-based and Airborne Instrumentation for Astronomy VII
International Society for Optics and Photonics
2018-07-06
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