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2017년 2월 5일 일요일

우주 이야기 623 - 새로운 행성 탐사 관측 장치 SCExAO



(Figure 1: Comparison of images taken from existing, facility instrument (AO 188 + HiCIAO, left) and the newly commissioned instrument (AO 188 + SCExAO, right). Credit: NAOJ)

(Figure 2: The star and multiple planet system HR 8799 at 1.6 microns with SCExAO plus the HiCIAO camera (left) and the Keck facility AO system coupled with the NIRC2 camera (right). In each case, the final image is produced after combining many individual exposures and using additional software to remove the residual stellar halo light. The orbital motion of the planets are apparent between these two images taken apart 11 years. Credit: NAOJ)

(Figure 3: Debris disk detected around a young star HD 36546 using SCExAO/HiCIAO (left, seen nearly edge-on) and its model (right, viewed face-on). In the model, the light from the central star is scattered by the dust particles making the front side of the disk (green boxed region) visible. Credit: NAOJ)


 과학자들은 지난 수십 년간 수천 개 이상의 외계 행성을 찾아냈지만, 이 가운데 망원경으로 직접 관측한 것은 수십 개에 지나지 않습니다. 하지만 이제 새로운 기술과 차세대 망원경의 도입으로 많은 것이 바뀌게 될 것으로 보입니다. 


 하와이에 설치된 스바루 망원경에도 새로운 행성 이미지 촬영 장치가 설치되었습니다. SCExAO (Subaru Coronagraphic Extreme Adaptive Optics)라고 명명된 이 장치는 이름처럼 대기의 산란을 피하는 적응 광학 기술과 별빛을 가리는 코로나그래프를 이용한 방식입니다. 


 행성의 빛은 별빛에 비해서 너무나 약해서 종종 서치라이트 옆에 반딧불로 비유됩니다. 사실은 그보다도 밝기 차이가 더 큽니다. 따라서 행성을 관측하기 위해서는 단순히 고성능 망원경만으로 부족하고 별빛을 효과적으로 가릴 수 있는 장치의 도움이 필요합니다. 


 스바루 망원경에 설치된 SCExAO를 테스트 하기 위해서 과학자들은 AO 188 시스템으로 알려진 별을 관측하고 (가장 위의 사진) 네 개의 큰 목성형 행성을 지니고 있는 유명한 행성계인 HR8799를 관측했습니다. (중간 사진) 예상했던대로 SCExAO는 중심부의 별빛을 효과적으로 막아 주변의 행성을 더 잘 관찰할 수 있도록 돕고 있습니다. 연구팀은 HR8799 주변 행성의 스펙트럼을 분석할 수 있었을 뿐 아니라 공전 역시 확인할 수 있었습니다. 


 하지만 SCExAO의 기능은 행성만 관측하는 것이 아닙니다. 별 주변의 원시 행성계 원반이나 고리의 이미지 역시 담을 수 있습니다. 스바루 망원경은 태어난지 300-1000만 년 정도 된 별 HD 36546 주변에서 가스와 먼지의 고리를 발견했습니다. 아마도 이곳에서 새로운 행성과 카이퍼 벨트 같은 얼음 천체들이 생성되는 것으로 보입니다. 


 새로운 차세대 망원경과 새로운 관측 기술이 도입되면서 앞으로 외계 행성이 이론적인 존재가 아니라 실제 관측을 통해 표면 온도, 대기의 조성 등 여러 가지 사실이 밝혀지게 될 것으로 예상됩니다. 그리고 언젠가는 생명체가 살 가능성이 매우 높은 행성을 찾아낼 날도 올 것으로 기대합니다. 


 참고 


More information: Subaru/SCExAO First-Light Direct Imaging of a Young Debris Disk around HD 36546. Thayne Currie et al., 2017, to appear in Astrophysical Journal Letters, arxiv.org/abs/1701.02314 



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