거대 쌍안 망원경
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1. 개요
거대 쌍안 망원경(Large Binocular Telescope, LBT)은 이탈리아, 미국, 독일의 컨소시엄으로 건설된 망원경으로, 두 개의 8.4미터 반사경을 하나의 마운트에 장착하여 11.8미터 단일 구경과 유사한 집광 면적을 제공한다. 이 망원경은 능동 광학 및 적응 광학 기술을 활용하며, 간섭계 모드를 통해 고해상도 관측도 가능하다. LBT는 2004년에 완공되었으며, 2005년에 첫 번째 거울을 사용하여 최초 점등에 성공했고, 2008년에 두 거울을 모두 사용하여 쌍안경 관측을 시작했다. 건설 부지 선정 과정에서 환경 단체 및 샌 카를로스 아파치 부족과의 논란이 있었지만, 현재는 다양한 관측 장비를 갖추고 은하단, 감마선 폭발, 소행성 등을 관측하는 데 기여하고 있다.
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- 광학망원경 - 윌리엄 허셜 망원경
윌리엄 허셜 망원경은 스페인 라 팔마 섬 로케 데 로스 무차초스 천문대에 위치한 4.2m 반사 망원경으로, 영국, 네덜란드, 스페인의 지원을 받아 아이작 뉴턴 망원경 그룹에서 운영하며 다양한 과학 장비를 통해 관측 천문학의 여러 분야에 기여한다. - 광학망원경 - 단안경
단안경은 한쪽 눈으로 보는 소형 망원경으로, 배율과 렌즈 직경으로 성능이 결정되며, 설계 시 다양한 요소와 기능이 고려된다.
거대 쌍안 망원경 | |
---|---|
개요 | |
![]() | |
종류 | 광학 망원경 |
위치 | 애리조나주 피날 카운티 그래엄산 국제 천문대 |
제원 | |
구경 | 8.4 미터 (27.6 ft) x 2 (쌍안) |
집광 면적 | 110 m² (1,200 ft²) |
각분해능 | 0.009 각초 (블루-옵티마이저 모드) |
돔 | 22.0 미터 (72.2 ft) |
건설 및 운영 | |
건설 시작 | 1996년 |
첫 빛 | 2005년 10월 12일 (단안), 2008년 1월 (쌍안) |
공식 가동 | 2008년 |
운영 기관 | LBT 협회 |
대체 | 없음 |
대체 대상 | 없음 |
웹사이트 | |
공식 웹사이트 | LBT 공식 웹사이트 |
2. 프로젝트
LBT는 원래 "콜럼버스 프로젝트"라는 이름으로 시작되었다. 이 프로젝트는 여러 국제 기관의 공동 노력으로 진행되었으며, 총 건설 비용은 약 1억유로였다.
주요 참여 기관은 다음과 같다.
참여 국가 | 참여 기관 |
---|---|
이탈리아 | 이탈리아 국립 천체물리 연구소(Istituto Nazionale di Astrofisicaita) |
미국 | 애리조나 대학교, 미네소타 대학교,[2] 노트르담 대학교,[2] 버지니아 대학교,[2] 오하이오 주립 대학교, 과학 진흥 연구 재단(애리조나주 투손) |
독일 | LBT Beteiligungsgesellschaft (막스 플랑크 천문학 연구소, 란데스슈테른바르테 하이델베르크-쾨니히슈툴, 라이프니츠 천체물리 연구소 포츠담, 막스 플랑크 외계물리 연구소, 막스 플랑크 전파천문학 연구소) |
망원경의 설계는 이탈리아 기업 그룹이 담당했으며, 밀라노의 핀메카니카(Finmeccanica) 산하 안살도(Ansaldo)에서 조립되었다.
2. 1. 망원경 구조
망원경은 하나의 공통 기반에 장착된 두 개의 8.4m (330인치) 거울로 설계되었으며, 이 때문에 "쌍안경"이라는 이름이 붙었다.[1] LBT는 아르체트리 천체관측소(Osservatorio Astrofisico di Arcetri)에서 개발한 능동 광학 및 적응 광학 기술을 활용한다. 두 거울을 합친 집광 면적은 총 111m2 정도로, 이는 직경 11.8m의 단일 거울과 맞먹는 수준이다.또한, 간섭계 모드를 사용하여 관측할 수 있다. 이 모드에서는 개구 합성 이미징 관측을 위해 최대 22.8m의 기준선을 가지며, 널링 간섭계를 위한 15m의 기준선도 제공한다. 이 기능은 LBTI 장비와 함께 2.9–13 마이크로미터 파장(근적외선) 대역에서 활용된다.[3]
이 망원경은 이탈리아 기업 그룹이 설계했으며, 밀라노 공장에서 핀메카니카(Finmeccanica)의 안살도(Ansaldo)가 조립했다.
3. 마운트 그레이엄 논란
거대 쌍안 망원경(LBT)의 부지 선정 과정에서 상당한 지역적 논란이 있었다. 해당 산을 신성하게 여기는 샌 카를로스 아파치 부족과, 천문대 건설이 멸종 위기에 처한 아메리카붉은다람쥐의 아종인 마운트 그레이엄붉은다람쥐의 생존을 위협할 것이라고 우려하는 환경 운동가들이 주요 반대 목소리를 냈다.
환경 운동가와 부족 구성원들은 천문대 건설에 반대하며 약 40건의 소송을 제기했고, 이 중 8건은 연방 항소 법원에서 다뤄졌다. 그러나 이러한 반대와 법적 분쟁에도 불구하고, 미국 의회에서 관련 법안이 통과되면서 프로젝트는 결국 추진되었다.
망원경과 산악 관측소는 완공 이후 13년 동안 두 차례의 대형 산불(가장 최근은 2017년 여름)을 겪었으나 피해를 입지 않고 유지되었다. 논란의 대상이었던 마운트 그레이엄붉은다람쥐 역시 계속해서 서식하고 있는 것으로 확인되었다. 일부 전문가들은 다람쥐 개체 수가 관측소의 존재보다는 먹이가 되는 견과류의 수확량 변화에 더 큰 영향을 받는다고 보고 있다.[4][5]
4. 최초 관측 (First Light)
거대 쌍안 망원경(LBT)은 2004년 10월에 완공되었으며, 2005년 10월 12일 하나의 주 거울을 사용하여 최초 점등을 실시하여 NGC 891 은하를 성공적으로 관측했다.[6][7] 이후 두 번째 주 거울이 2006년 1월에 설치되었고, 2008년 1월에 완전히 가동되기 시작했다.[1] 두 번째 주 거울을 이용한 최초 점등은 2006년 9월 18일에 이루어졌다. 마침내 두 개의 주 거울을 모두 사용한 최초의 쌍안경 관측(최초 쌍안경 점등)은 2008년 1월 11일에서 12일 사이에 이루어졌다.[8]
최초의 쌍안경 점등으로 얻어진 이미지는 나선 은하 NGC 2770을 세 가지 다른 가짜 색상으로 보여준다. NGC 2770은 우리 은하로부터 약 8,800만 광년 떨어진 비교적 가까운 은하로, 별과 빛나는 가스로 이루어진 평평한 원반 형태를 가지고 있으며 지구의 시선 방향으로 약간 기울어져 있다.
첫 번째 공개된 이미지는 자외선과 녹색광을 조합하여 나선팔에서 새롭게 형성된 뜨거운 별들이 모여 있는 영역을 강조했다. 두 번째 이미지는 두 종류의 짙은 적색광을 결합하여 상대적으로 더 오래되고 차가운 별들의 부드러운 분포를 보여준다. 세 번째 이미지는 자외선, 녹색광, 짙은 적색광을 모두 합성하여 은하 내부에 있는 뜨거운 별, 중간 온도의 별, 차가운 별들의 세밀한 구조를 드러낸다. 이 관측에 사용된 카메라와 결과 이미지는 로마 천체물리 관측소의 에마누엘레 지알롱고가 이끄는 대형 쌍안경 카메라 팀에 의해 제작되었다.
5. 적응 광학 시스템
2010년 여름, 대기 왜곡을 광학 장치에서 더 멀리 보정하는 대신 변형 가능한 부경을 갖춘 적응 광학 시스템인 "퍼스트 라이트 적응 광학"(FLAO)이 가동되었다.[10][11] 이 시스템은 8.4m 거울 하나만 사용해도 특정 파장의 빛에서는 허블의 선명도를 능가하며, 스트렐비 비율 60-80%를 달성했다. 이는 이전 적응 광학 시스템의 20-30%나 적응 광학 없이 얻는 1%에 비해 크게 향상된 성능이다.[11][12] 망원경의 부경(M2)을 이용한 적응 광학 기술은 이전에 아르체트리 천문대와 애리조나 대학교 팀이 MMT 천문대에서 먼저 테스트한 바 있다.[13]
6. 미디어에서의 LBT
이 망원경은 디스커버리 채널 TV 프로그램 ''리얼리 빅 씽즈''(Really Big Things)와 내셔널 지오그래픽 채널의 ''빅, 비거, 비기스트''(Big, Bigger, Biggest)에 소개되었다.[14] 또한 BBC 프로그램 ''더 스카이 앳 나잇''(The Sky At Night)에도 등장했다. BBC 라디오 4의 라디오 다큐멘터리 ''더 뉴 갈릴레오스''(The New Galileos)는 LBT와 제임스 웹 우주 망원경을 함께 다루었다.[15]
7. 주요 발견 및 관측
2007년에는 LBT가 감마선 폭발 GRB 070125의 26등급 잔광을 감지했다.[17] 이듬해인 2008년, LBT는 XMM-뉴턴과 함께 지구로부터 70억 광년 이상 떨어진 곳에 위치한 은하단 2XMM J083026+524133을 발견하는 데 사용되었다.[16] 2017년에는 무인 소행성 샘플 반환 우주선인 OSIRIS-REx가 우주로 향하는 동안 이를 관측했다.[18]
8. 관측 장비
거대 쌍안 망원경(LBT)은 다양한 목적의 관측 장비를 갖추고 있다.[1] 주요 장비는 다음과 같다.
장비 이름 | 설명 | 상태 |
---|---|---|
LBC | 광학 및 근자외선 영역에서 넓은 시야를 관측하는 주 초점 카메라. 하나는 스펙트럼의 청색 부분에, 다른 하나는 적색 부분에 최적화되어 있다. | 두 카메라 모두 작동 중 |
PEPSI | 결합된 초점에서 고해상도 및 초고해상도 관측이 가능한 광학 분광기 및 영상 편광계. | 개발 중 |
MODS | 두 개의 광학 다중 객체 및 롱슬릿 분광기 및 이미저. 단일 거울 또는 쌍안경 모드로 작동 가능하다. | MODS1 작동 중, MODS2 통합 중 |
LUCI | 각 거울에 부착된 근적외선 분광기 및 이미저. | 2018년 시운전 종료 후 LBTO 인계 |
LINC/Nirvana | 결합된 초점에서 적응광학을 이용한 광시야 간섭 영상 장비. | 시운전 중 |
LBTI/LMIRCAM | 결합된 초점에서 2.9~5.2 마이크론 파장대의 피조 영상 및 중간 해상도의 그리즘 분광 장비. | - |
LBTI/NOMIC | 결합된 초점에서 원시 행성 및 파편 원반 연구를 위한 N 밴드(약 10 마이크론) 널링 이미저. | 시운전 단계 (2013년 12월 첫 간섭 성공) |
FLAO | 대기 난류에 의한 별빛의 왜곡을 보정하기 위한 최초의 적응광학 시스템. | - |
ARGOS | 여러 개의 레이저 가이드 별을 이용하여 지상층 또는 다중 공액 적응광학을 지원하는 시스템. | 2018년 시운전 종료 후 LBTO 인계[19] |
8. 1. LUCI
LUCI (원래 명칭 LUCIFER: '''L'''arge Binocular Telescope Near-infrared Spectroscopic '''U'''tility with '''C'''amera and '''I'''ntegral '''F'''ield Unit for '''E'''xtragalactic '''R'''esearch, 거대 쌍안 망원경 근적외선 분광 관측 장치)는 LBT(거대 쌍안 망원경)의 근적외선 장비이다.[20][21][22] 망원경의 각 측면(8m 거울 중 하나와 관련)에 하나씩, 총 두 개의 다중 객체 및 롱슬릿 적외선 분광기 및 이미저가 설치되어 있다.[1] 이 장비의 이름은 2012년에 LUCI로 변경되었다.LUCI는 Teledyne사의 2048 x 2048 픽셀 Hawaii-2RG 검출기 배열을 사용하여 0.9–2.5 μm 스펙트럼 범위에서 작동하며, 시상 제한 모드와 회절 제한 모드(적응광학 포함)에서 이미징 및 분광 기능을 제공한다.[1] 이미저는 2대의 카메라를 가지고 있으며, 시상 제한 모드와 회절 제한 모드 모두에서 관측할 수 있다.[1] 초점면 영역에는 단일 객체 및 다중 객체 분광법을 위해 긴 슬릿 및 다중 슬릿 마스크를 설치할 수 있다. 고정된 콜리메이터는 거울(이미징용) 또는 회절 격자를 배치할 수 있는 입구 조리개의 이미지를 생성한다. 1.8, 3.75, 30의 수치 구경을 가진 3개의 카메라 광학 장치는 광시야, 시상 제한, 회절 제한 관측을 위해 각각 0.25, 0.12, 0.015 arcsec/검출기 요소의 이미지 스케일을 제공한다.
LUCI는 극저온 온도에서 작동하므로, 직경 1.6m, 높이 1.6m의 극저온 유지 장치에 밀봉되어 있으며, 2개의 폐쇄 사이클 냉각기에 의해 약 -200°C로 냉각된다.[20]
2018년에 시운전이 종료되고 LBTO(거대 쌍안 망원경 천문대)에 인계되었다.[1]
9. LBTO 협력
LBTO(Large Binocular Telescope Observatory) 협력에는 다음 파트너들이 참여하고 있다.[23]
국가/그룹 | 지분율 | 참여 기관 |
---|---|---|
미국 애리조나 (AZ) | 25% | 애리조나 대학교 (본부, 투손) 애리조나 주립 대학교 (템피) 노던 애리조나 대학교 (플래그스태프) |
독일 (LBTB) | 25% | 란데스슈테른바르테 (하이델베르크) 라이프니츠 천체물리 연구소 (포츠담) 막스 플랑크 천문학 연구소 (하이델베르크) 막스 플랑크-인스티튜트 퓌어 엑스트라테레스트리셰 피지크 (뮌헨) 막스 플랑크 전파 천문학 연구소 (본) |
이탈리아 (INAF) | 25% | 국립 천체물리 연구소 (INAF) |
미국 과학 진흥 연구 재단 (RC) | 12.5% | 미네소타 대학교 (미네소타)[2] 노트르담 대학교 (인디애나)[2] 버지니아 대학교 (버지니아)[2] |
오하이오 주립 대학교 (OSU) | 12.5% | 오하이오 주립 대학교 (오하이오) |
10. 마운트 그레이엄 국제 천문대의 다른 시설
마운트 그레이엄 국제 천문대(MGIO)에는 거대 쌍안 망원경(LBT) 외에도 다음과 같은 시설이 있다.
- 하인리히 헤르츠 서브밀리미터 망원경
- 바티칸 첨단 기술 망원경
참조
[1]
뉴스
Giant telescope opens both eyes
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2008-03-06
[2]
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[3]
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2015-06-24
[4]
웹사이트
The Mt. Graham Red Squirrel
http://medusa.as.ari[...]
2010-04-25
[5]
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Mount Graham red squirrel fall 2005 count announced
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LBT "First Light" image of NGC891 taken on October 12, 2005
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Large Binocular Telescope Snags a Glimpse of NASA's OSIRIS-REx
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LUCIFER instrument helps astronomers to see through darkness observable remote MOST objects
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BBC NEWS | Science/Nature | Giant telescope opens both eyes
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Giant telescope opens both eyes
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