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2022년도 주목할 천문현상 - 11월 8일 개기월식, 6월엔 일렬로 늘어선 태양계 행성 관측 가능 ■ 한국천문연구원은 2022년도 주요 천문현상을 발표했다. 11월에는 달이 지구의 본그림자에 완전히 가려지는 개기월식을 볼 수 있고, 6월에는 태양계 행성 6개(수성, 금성, 화성, 목성, 토성, 천왕성)가 일렬로 늘어서 있는 장면을 볼 수 있다. □ 2022년에는 5월과 11월에 달이 지구의 본그림자에 완전히 가리는 개기월식이 있다. 5월 16일 개기월식은 우리나라에서 볼 수 없지만, 11월 8일 개기월식은 우리나라에서 관측 가능하다. 이 개기월식은 서울 기준 11월 8일 19시 16분 12초에 시작해 19시 59분 6초에 최대(최대식분 1.364), 20시 41분 54초에 종료된다. 이 월식은 아시아, 호주, 아메리카, 태평양에서 관측 가능하다.     01 진행상황 시각(KST) 개기식의 시작 11월 8일 19시 16분 12초 식의 최대 19시 59분  6초 개기식의 종료 20시 41분 54초 일몰시각: 17시 27분 월출시각: 17시 19분                                             2022년 11월 8일 개기월식 진행시각  □ 일식은 태양-달-지구가 일직선으로 놓일 때 달에 의해 태양의 일부 또는 전부가 가려져 보이지 않는 현상이다. 2022년에 일식 현상은 5월 1일과 10월 25일 부분일식이 있다. 그러나 이 두 번의 일식 모두 우리나라에서 볼 수 없다.  □ 6월 중순부터 말까지 새벽 4시 30분경 동쪽 지평선부터 남쪽 하늘까지 해왕성을 제외한 6개의 태양계 행성이 일렬로 늘어선 모습을 볼 수 있다. 이 중 천왕성을 제외하고는 모두 맨눈으로 관측 가능하다. 일렬로 늘어선 6개의 행성을 관측하기에 가장 좋은 시기는 달이 그믐에 가깝고 수성의 고도가 3도 이상인 6월 26일 전후 새벽 4시 30분경이다. □ 3대 유성우라 불리는 1월 사분의자리 유성우, 8월 페르세우스자리 유성우, 12월 쌍둥이자리 유성우도 예년처럼 볼 수 있다. 새해 가장 먼저 찾아오는 사분의자리 유성우는 1월 3일 밤과 자정을 넘어 4일 새벽에 많이 볼 수 있을 것으로 예상하며, 페르세우스자리 유성우는 극대시각이 8월 13일 10시 20분이라 13일 새벽에 관측하기 좋을 것으로 예상한다. 쌍둥이자리 유성우 극대시각은 12월 14일 22시이다. □ 한편 2022년 가장 큰 보름달은 7월 14일 새벽 3시 38분에 볼 수 있다.  [붙임] 2022년 세부 주요 천문현상 □ 1월 4일 사분의자리 유성우 극대 사분의자리 유성우는 페르세우스자리 유성우, 쌍둥이자리 유성우와 함께 3대 유성우 중 하나로, 사분의자리라는 별자리는 사라졌지만 예전부터 부르던 관습에 따라 사분의자리 유성우로 부른다. 올해 사분의자리 유성우 관측 최적기는 1월 3일 밤을 넘어 1월 4일 새벽일 것으로 예상한다. 극대시간은 1월 4일 5시 40분이고, 시간당 최대 관측 가능한 유성수(ZHR)는 약 120개이다. 극대시간이 새벽이고 달도 밤새도록 없기 때문에 전체적으로는 관측 조건이 좋은 편이다. 그림1.1월 4일 사분의자리 유성우(2016년 1월 4일 한국천문연구원 보현산천문대) □ 3월 28일 새벽, 금성-토성-화성-달 근접 새벽 동틀 무렵 금성, 토성, 화성과 달이 비교적 근접한다. 금성은 -4.4 등급의 밝기로 쉽게 찾을 수 있고, 그 아래쪽으로 나머지 두 행성과 달을 볼 수 있다. 세 행성의 각거리는 6도 이내이며, 달까지 포함하면 12도각 범위 내에 모두 볼 수 있다. 그림2. 3월 28일 5시 40분경 금성-토성-화성-달이 근접한 밤하늘 모습 □ 5월 1일 금성과 목성 근접 5월 1일 새벽 4시 56분경 목성과 금성은 0.2도로 근접해 거의 붙은 것처럼 보일 수 있다. 태양계에서 가장 밝게 보이는 두 행성의 랑데부를 즐길 수 있다. 한편, 5월 25일 새벽에는 달, 목성, 화성이 5도 내로 근접해 옹기종기 모인 모습을 볼 수 있다. 그림3. 5월 1일 4시 56분경 금성-목성이 근접한 밤하늘 모습 그림4. 5월 25일 4시 24분경 화성-목성-달이 근접한 밤하늘 모습   □ 6월, 그믐달과 태양계 6개 행성의 만남  6월 중순부터 말까지 새벽 4시 30분 경 동쪽 지평선부터 남쪽 하늘까지 해왕성을 제외한 6개의 태양계 행성인 수성-금성-천왕성-화성-목성-토성이 일렬로 늘어선 모습을 볼 수 있다. 이 중 천왕성을 제외하고는 모두 맨눈으로 관측가능하다. 또한 일렬로 늘어선 6개의 행성을 가장 관측하기 좋은 시기는 달이 그믐에 가깝고 수성의 고도가 3도 이상인 6월 26일 전후 새벽 4시 30분경이다. 그림 5. 6월 26일 4시 30분경 6개의 행성이 일렬로 늘어선 밤하늘 모습 □ 7월 14일 가장 큰 보름달 2022년 가장 큰 달은 7월 14일 새벽에 볼 수 있는 달이다. 달이 더 크게 보이는 원리는 망(望)인 동시에 달이 근지점 근처를 통과해 달과 지구의 거리가 최소가 되기 때문이다. 7월 14일 달은 서울 기준 13일 19시 52분에 떠서 14일 3시 38분에 망이 되며, 14일 새벽 5시 16분에 진다. 한편, 가장 작은 보름달은 1월 18일의 달(망 8시 48분)이다. 올해의 가장 큰 달과 작은 달의 크기는 약 12% 정도 차이가 난다. □ 8월 13일 페르세우스자리 유성우 극대 페르세우스자리 유성우는 ‘109P/스위프트-터틀(SwiftTuttle)’ 혜성에 의해 우주 공간에 흩뿌려진 먼지 부스러기들이 지구 대기와 충돌하면서 일어난다. 극대시간은 낮이라 13일 새벽에 관측하는 것이 좋다. 하지만 이때도 달이 밝아 관측에 최적의 조건은 아니다.     그림 6. 페르세우스 유성우(2019년도 천체사진공모전 수상작 윤은준 촬영) □ 9월 10일 한가위 보름달 올해 한가위(9월 10일) 보름달은 서울 기준 19시 4분에 뜬다. 이 달은 자정을 넘어 11일 0시 47분에 가장 높이 뜨며 6시 41분에 진다. 각 지역에서 달이 뜨고 지는 시각은 천문우주지식정보 홈페이지에서 확인 가능하다.  그림7. 한가위 보름달(2020년도 천체사진공모전 수상작 배정훈 촬영) □ 11월 8일 개기월식 11월 8일 밤 달이 지구의 그림자에 완전히 가려지는 개기월식 천문현상이 일어난다. 이날 달은 반영식이 진행 중인 상태에서 떠오르며 18시 8분 48초 달의 일부분이 가려지는 부분식이 시작된다. 달이 지구 그림자에 완전히 들어가는 개기식은 19시 16분 12초에 시작되며, 19시 59분 6초에 최대(최대식분 1.364)가 된다. 20시 41분 54초에 개기식이 종료되며, 이후 식의 전 과정은 22시 57분 48초에 끝이 난다. 이번 월식은 아시아, 호주, 아메리카, 태평양에서 볼 수 있다. 그림8. 2022년 11월 8일 개기월식 진행도 그림9. 개기월식(2018.1.31., 한국천문연구원 박영식 선임연구원 촬영) □ 12월 14일 쌍둥이자리 유성우 쌍둥이자리 유성우는 소행성 3200페톤(3200 Phaethon)이 태양의 중력에 의해 부서지고 그 잔해가 남은 지역을 지구가 통과하면서 나타나는 유성우이다. 올해 쌍둥이자리 유성우 극대시간은 12월 14일 22시이며, 시간당 최대 관측 가능한 유성수(ZHR)는 약 150개이다. 하지만 극대일인 14일은 달이 밝은 편이라 최상의 관측 환경은 아니다.  그림 10. 쌍둥이자리 유성우(2021년 천체사진공모전 수상작 윤은준 촬영)
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2021년 12월 31일 일몰 및 2022년 1월 1일 일출시각 발표 ■ 한국천문연구원은 주요 지역의 2021년 12월 31일 일몰시각 및 2022년 1월 1일 일출시각을 발표했다.  □ 2022년 떠오르는 새해 첫 해는 아침 7시 26분에 독도에서 가장 먼저 볼 수 있으며, 7시 31분 울산 간절곶과 방어진을 시작으로 내륙지방에서도 볼 수 있다.  □ 한편 2021년 12월 31일 가장 늦게 해가 지는 곳은 신안 가거도로 17시 40분까지 지는 해를 볼 수 있고, 육지에서는 전남 진도의 세방낙조에서 17시 35분까지 볼 수 있다.  □ 발표한 일출시각은 해발고도 0m를 기준으로 계산된 시각으로 고도가 높을수록 일출시각이 빨라져 해발고도 100m에서의 실제 일출시각은 발표시각에 비해 2분가량 빨라진다.  (붙임의 표1 참고) □ 일출이란 해의 윗부분이 지평선(또는 수평선)에 나타나기 시작할 때를 의미하고, 일몰이란 해의 윗부분이 지평선(또는 수평선) 아래로 사라지는 순간을 의미한다. □ 기타 지역의 일출·몰 시각은 한국천문연구원 천문우주지식정보 홈페이지의 생활천문관(http://astro.kasi.re.kr/life/pageView/6)에서 찾아볼 수 있다.
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우주환경 관측 나노위성‘도요샛’비행모델 공개 이미지
우주환경 관측 나노위성‘도요샛’비행모델 공개 - 내년 초 발사 예정 도요샛 4기 비행 준비 완료 □ 한국천문연구원(원장 박영득, 이하 ‘천문연’)은 우주 날씨 관측 임무를 수행할 나노 위성 도요샛(영어명 SNIPE)*가 우주환경시험 등 발사 전 점검을 마친 실제 비행모델을 공개한다. 도요샛은 2017년 개발에 착수해 약 5년간의 노력 끝에 내년 상반기 카자흐스탄 바이코누르(Baikonur) 발사장에서 러시아 소유즈-2(Soyuz-2) 로켓에 탑재돼 발사될 예정이다.      * SNIPE는 ‘Small scale magNetospheric and Ionospheric Plasma Experiment’의 약자로 ‘도요새’라는 의미가 있으며, 작지만 높이 나는 새라는 의미로 ‘도요샛’이라고 명명 □ 도요샛은 중량 10kg 이하의 나노급 위성 4기로 구성되며, 고도 500km의 태양동기궤도*를 4기가 함께 편대비행을 하며 우주날씨의 변화를 관측할 예정이다. 도요샛은 나노급 위성으로는 세계 최초로 편대비행에 도전하는데, 궤도 비행 중 위성 간 간격을 제어하며 일렬로 비행하는 종대 비행과 나란히 비행하는 횡대 비행이 가능하다. 이러한 편대 비행을 통해 단일 위성 관측이 갖는 관측 한계를 넘어 우주 플라즈마 분포의 시·공간적 변화를 미세한 수준까지 관측해 향후 태양풍에 의한 우주폭풍 및 우주환경 실시간 예보와 분석 정확도 향상에 기여할 계획이다.     * 위성 궤도면의 회전 방향과 주기가 지구의 공전 방향과 주기와 같은 궤도로서 태양과 항상 일정한 각도를 유지하게 된다. □ 본 위성 사업은 과기정통부가 지원하고 천문연이 총괄기관으로 사업을 주도하며 우주환경 관측 탑재체를 개발했고, 본체와 시스템은 한국항공우주연구원이, 편대비행 임무설계와 알고리즘은 연세대학교가 개발을 담당했다. 동일한 과학 임무 관측기가 탑재된 도요샛 위성 4기는 동시에 발사된 후 천문연 지상국을 통해 직접 관제·운영된다. 4기의 위성들이 보내는 과학 관측 자료는 천문연 뿐 아니라 NASA 지상국도 함께 자료를 수집해 데이터 신뢰도와 정확성을 높이는 한편, 향후 천문연은 NASA와 도요샛 공동 활용 연구를 추진해 근지구 우주 플라즈마 연구를 선도하는 세계적 수준의 경쟁력을 갖춰나갈 계획이다. □ 한편, 천문연은 오는 12월 18일에 대전 본원에서 일반인을 대상으로 도요샛 비행모델 공개발표회를 개최한다. 참가자는 작년 7월에 진행된‘도요샛 이름 새기기’이벤트에 당첨돼 위성에 이름이 각인된 국민 참여자이며 공개발표회와 더불어 천문연 주요 우주과학 연구시설 견학도 함께 진행될 예정이다. □ 도요샛 프로젝트 연구책임자인 천문연 이재진 우주과학본부장은 “지구 주변 우주플라즈마의 미세구조의 생성과 소멸에 대한 메커니즘은 현재까지 수수께끼이다. 세계 최초로 시도되는 나노위성 4기의 편대비행 관측을 통해 지구 주변 우주환경 연구에 대한 새로운 지평을 열 것을 기대한다”고 말했다. (보도자료 끝. 참고자료 있음.) [붙임1]도요샛 관련 동영상 및 사진 ㅇ 도요샛(SNIPE) 프로젝트 히스토리 유튜브: 도요샛 개발 주역들이 직접 소개하는 도요샛 히스토리     - 1편 : https://youtu.be/rAmr4DwxR8Q     - 2편 : https://youtu.be/ZwVZb6T-UNY     - 3편 : https://youtu.be/AnWEJP8aaC8     - 무자막본 : http://naver.me/xevdGfwN (“클린본” 폴더) 그림1. 도요샛(SNIPE) 비행모델 4기 사진 그림2. 도요샛(SNIPE) 비행모델 3, 4호기 발사관 설치 시험 모습 [붙임2]도요샛 프로젝트 소개 □ 도요샛(SNIPE, Small scale magNetospheric and Ionospheric Plasma) 프로젝트  ㅇ 4기 나노위성으로 구성된 근지구 우주환경 관측위성을 개발해, 지상에서 관측할 수 없는 우주 플라즈마 분포의 미세 구조를 연구  ㅇ 개발 및 발사에 적은 비용이 소요되는 나노위성 여러 대를 동시에 발사해 우주환경을 입체적으로 관측    - 미국, 일본, 유렵 등 우주 선진국에서도 도요샛과 비슷한 임무를 가진 근지구 우주환경 관측 위성들을 발사했으나, 이들은 지구 규모의 거시적 관측만을 수행한 반면,    - 도요샛은 위성간 거리와 비행 형태를 조절할 수 있는 편대비행 기능을 추가하여 저궤도에서의 우주환경을 보다 정밀하게 관측 가능  ㅇ 도요샛의 본체 및 탑재체 상세 설계는 모두 완료됐으며 현재 비행모델 개발 단계로, 러시아와 발사 계약을 체결하여 2021년 6월경 바이코누르(Baikonur) 발사장에서 4기의 나노위성이 동시에 발사될 예정 01 ■ 임무 고도: 500km 태양동기궤도** 궤도면과 태양이 이루는 각도가 항상 일정하게 유지되는 궤도   - 위성 개수: 4기(가람, 나래, 다솔, 라온)    - 무게: 각 10kg 이하   - 설계 수명: 1년   - 발사 시기: 2022년 상반기(예정)   - 과학탑재체: 고에너지 입자 검출기, 전리권 플라즈마 측정센서(랑뮈어 탐침), 정밀 지구 자기장 측정기 그림 3. 도요샛(SNIPE) 가상도 그림 4. 도요샛(SNIPE) 가상도 그림 5. 도요샛(SNIPE) 가상도 그림 6. 도요샛(SNIPE) 기술검증 모델 [붙임3]도요샛 프로젝트 참여기관 □ (참여기관) 한국천문연구원, 한국항공우주연구원, 연세대학교, 경희대학교, 충남대학교, ㈜솔탑, ㈜드림스페이스월드, ㈜ 카이로스페이스, ㈜ 레볼루띠, ㈜ 센서피아, ㈜ 라온하제 [붙임4]도요샛 프로젝트 관련 링크 ㅇ 도요샛 홈페이지 링크: http://kswrc.kasi.re.kr/snipe/main.php 도요샛 홈페이지 메인화면 ㅇ ‘도요샛 이름 새기기 이벤트’관련 과기부 보도자료 링크(‘20. 5. 6. 배포)    - 우주날씨 비밀을 풀기 위한 나노위성에 당신의 이름을 실어 보내세요      https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/28432 이벤트 참가 시 신청자가 받게 되는 이미지 [붙임5]용어 설명 □ 근지구 우주환경  ㅇ 근지구 우주란 지구에서 고도 100km 이상부터 지구 자기장이 영향을 미치는 우주공간으로, 태양 활동의 영향을 많이 받는다. 쉽게 ‘우주 날씨’라고도 표현하는 ‘근지구 우주환경’은 지구 기후와 인간의 삶에 큰 영향을 준다.  ㅇ 근지구 우주환경의 연구 분야는 크게 세 가지로 태양, 자기권, 전리권이다. 전리권은 지표로부터 약 60~1,000km까지의 공간으로 지구와 가장 가까운, 지구 자기권의 안쪽 영역이다.    - 이곳에서 대기를 이루는 분자 대부분은 플라즈마 상태로, 도요샛은 이 지점에서 플라즈마의 분포 미세 구조를 관측할 예정이다. □ 큐브 위성  ㅇ 스탠포드 대학교의 Bob Twiggs 교수와 칼 폴리 공대의 Jordi Puig_Suari 교수에 의해 처음 제안됐으며 2003년 7개의 큐브위성이 러시아 로켓에 의해 발사된 후 눈부신 성장을 거듭해왔다.   ㅇ 큐브위성은 초기에 주로 대학에서 교육용으로 제작됐으나 점점 상업 목적으로 위성 시장이 확대되고 있으며 NASA 등 정부 기관에서도 의미 있는 영역을 담당하고 있다. 대부분의 큐브위성은 나노 위성급으로 제작되고 있다.
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세계 최초 시간과 공간 측정 정밀도 100배 향상을 위해 대학ㆍ연구소ㆍ정부가 머리를 맞댄다 이미지
세계 최초 시간과 공간 측정 정밀도 100배 향상을 위해 대학ㆍ연구소ㆍ정부가 머리를 맞댄다 - 국제단위계(SI)‘초(Second)’재정의 등 시공간 융복합 연구 협력 양해각서 체결 - ■ 국토지리정보원(원장 사공호상), 한국과학기술원(총장 이광형), 한국과학기술정보연구원(원장 김재수), 한국천문연구원(원장 박영득), 한국표준과학연구원(원장 박현민)은 11월 24일 한국천문연구원에서 ‘시공간(視空間, Space-Time) 융복합 연구 협력’을 위한 양해각서를 체결한다. ■ 5개 기관은 ▲각 기관이 보유한 주요 연구장비의 공동활용 ▲시공간 극한 정밀도 측정 연구 ▲연구데이터 생산, 전송, 분석, 활용 및 국제공동연구 ▲기타 공동 관심분야의 융복합 협력분야를 발굴ㆍ추진하고 상호 협력하기로 했다. ■ 특히 이번 협력을 통해 국제표준시인 세계협정시*(UTC) 결정과 ‘초(初, Second)’의 재정의(再定義)에 큰 기여를 할 것으로 기대한다.     * 세계협정시 : 전 세계 450여 개 원자시계의 시각정보를 조합해 만든 국제 표준시 □ 국제단위계(SI) 가운데 전류(A), 온도(K), 질량(kg), 물질량(mol)은 2019년 재정의가 이루어진 반면, 가장 높은 정확도를 지니고 있는 시간 단위인 ‘초’는 기술적 한계로 인해 1967년 정의된 이후 반세기가 지나도록 재정의 되지 못하고 있는 실정이다. □ 현재 국제단위계(SI)의 시간 측정 단위인 ‘초’는 전 세계 80여 개 기관이 보유한 수백 대의 상용 원자시계와 세슘원자시계*로부터 생성되는 세슘원자(Cesium)의 고유 주파수 측정 결과를 인공위성을 이용해 상호 비교하는 방식으로 시간을 관리하고 있다. 기존의 세슘원자시계보다 약 100배 정확한 광시계**가 개발됨에 따라 ‘초’재정의 관련 연구는 전 세계 과학계의 초미의 관심사다.     * 세슘원자시계: 세슘원자가 갖는 고유 주파수(초당 약 91억 번 진동)을 측정해 ‘초’를 결정하는 원자시계    ** 광시계: 기존 세슘원자시계의 정확도(소수점 16자리까지 측정)보다 100배(소수점 18자리까지 측정 가능) 정밀하게 ‘초’를 결정할 수 있는 차세대 원자시계 □ ‘초’ 재정의를 위해서는 세계 각 기관에서 개발한 광시계 주파수간 비교가 필요하며, 이를 위해 광대역 VLBI를 활용해 정밀한 시각 비교가 가능할 것으로 기대한다. 현재의 VLBI기술은 약 5천만 광년 떨어진 블랙홀을 관측할 수 있을 만큼 뛰어난 시공간 정밀도를 자랑하지만, 측정결과 분석에 많은 시간과 노력이 소요되는 한계를 가지고 있다. 대륙간에 떨어져 있는 광시계 시각 정보를 광대역 VLBI를 활용해 상호 비교하기 위해서는 광시계 신호로부터 잡음 없는 고주파 신호 생성 기술이 필요하며, 대용량의 데이터를 높은 안정도로 빠르게 전송할 수 있는 전송망 인프라 역시 필수적이다. ■ 이에, 우리나라에서 해당 분야 연구에 주도적으로 참여하고 있는 국내기관 간 융합연구 협력을 추진한다. 한국과학기술정보연구원이 운영하고 있는 국가과학기술연구망(KREONET)을 기반으로 한국표준과학연구원이 개발한 이터븀(Ytterbium) 광시계, 한국과학기술원 광주파수빗(optical frequency comb) 기술, 한국천문연구원의 한국우주전파관측망(KVN)과 국토지리정보원 우주측지관측센터 전파망원경이 결합된 VLBI를 활용해 세계 최초 시공간 측정 정밀도 한계를 극복하기 위한 융합연구를 수행한다. □ 5개 기관은 지난 2020년 4월 국가과학기술연구회 선행융합연구사업 ‘광대역 VLBI 기반 시공간 측정 정밀도 한계 극복을 위한 선행연구’를 성공적으로 마쳤으며, 오는 12월 이탈리아의 국립도량형연구소(INRiM), 국립천체물리연구소(INAF)와 함께 VLBI를 활용한 대륙간 시각비교 실증 관측을 진행할 예정이다. □ 이번 협약을 통해 우리나라 주도로 세계적인 수준의 대륙간 광시계 시각비교 기술 관련 연구를 수행하고, 4차 산업혁명 시대에서 초정밀 시공간 정보 전송 및 동기화를 통한 초연결 시대 선도 및 새로운 과학연구 성과 창출을 위한 기반을 마련할 수 있을 것이라 기대하고 있다.  [문의] ☎ 042-865-2180, 한국천문연구원 전파천문본부 정태현 KVN그룹장
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[과기부 보도자료]NASA가  ’24년 하반기 발사 예정인 무인 달착륙선에 우리나라 개발‘ 달 우주환경 모니터(LUSEM)’ 탑재 확정 이미지
NASA에서 ’24년 발사 예정인 무인 달착륙선에 우리나라 개발‘달 우주환경 모니터(LUSEM)’탑재 확정 - 아르테미스 약정 서명 이후, 첫 번째 협력 프로젝트 확정 - □ 과학기술정보통신부(장관 임혜숙, 이하 ‘과기정통부’)와 한국천문연구원(원장 박영득, 이하 ‘천문연’)은 美 NASA에서 CLPS 계획*의 일환으로 ’24년에 발사 예정인 무인 달착륙선의 제작업체로 인튜이티브 머신즈(Intuitive Machines)社를 선정하였다고 11월 17일 오후(한국시각 기준 11월 18일 새벽)에 발표하였으며, 이와 함께 동 착륙선에 한국이 개발 중인 ‘달 우주환경 모니터(이하 ’LUSEM**)’가 탑재될 것임을 확정 발표***하였다고 밝혔다.      * Commercial Lunar Payload Services Initiative  ** LUnar Space Environment Monitor    *** NASA 발표 내용 출처 : https://www.nasa.gov/press-release/nasa-selects-intuitive-machines-for-new-lunar-science-delivery □ 정부는 지난 한-미 정상회담(’21.5.21.)의 후속조치로 아르테미스 약정 추가참여 서명을 실시(’21.5.24.)하였으며, 이후 아르테미스 프로그램에서 우리나라의 참여분야에 대해 지속 협의해왔고, 이 중 한 분야가 CLPS 계획이었다.  ㅇ CLPS 계획은 아르테미스 프로그램의 하위 계획으로서, 美 NASA 주관으로 달의 과학 탐사, 상업적 개발 등과 관련된 탑재체를 실은 무인 달착륙선을 매년 발사하는 계획이다.  ㅇ NASA는 사업 기획?관리를 담당하고, 입찰을 통해 선정된 민간기업이 무인 달착륙선을 개발?발사?착륙?운영하게 된다.  ㅇ 아르테미스 프로그램의 유인 달착륙을 지원하기 위해, NASA는 CLPS 달착륙선을 ’22년부터 순차적으로 발사할 예정이며, 이를 통해 달에서의 과학탐사?기술실증 등을 수행할 예정이다. □ 이번 ’24년 달착륙선에 탑재가 확정된 우리나라의 LUSEM은 달 표면에서 50킬로전자볼트(keV*) 이상의 고에너지 입자를 검출할 수 있는 센서로서, 천문연 주관으로 경희대 선종호 교수 연구팀과 함께 개발 중인 과학탑재체이다.      * 전자볼트(eV)는 전기를 띤 입자가 가진 에너지를 측정하는 단위로서, 1eV는 1.6×10-19C의 전하를 가지는 입자가 1V의 전위차에서 가속될 때 얻는 에너지임  ㅇ 지상과 달리 대기권 등의 보호를 받지 못하는 지구 근방 우주공간 및 달표면 등에서는 우주에서 날아오는 고에너지 입자가 검출되는 것으로 알려져 있다.  ㅇ 이러한 고에너지 입자가 우주인의 건강이나 우주선의 구조?강도 등에 미치는 영향이 아직 완전히 검증되지 않았기 때문에, 향후 유인 심우주 탐사 등을 위해 고에너지 입자에 대한 심층연구 필요성이 국제적으로 제기되고 있다.  ㅇ 경희대 선종호 교수 연구팀의 경우, 과거 천리안 2A 정지궤도 위성(’18년 발사)에 탑재되어 정상작동 중인 우주기상탑재체(KSEM*)의 고에너지 입자 검출기 개발에 참여하였으며, 이러한 개발경험과 과학적 필요성을 토대로 이번 LUSEM 개발을 제안하였다.      * Korea Space Environment Monitor  ㅇ LUSEM은 아폴로 프로그램 등을 통해서 그 간 측정된 적이 없는 50keV 이상의 고에너지 입자를 관측함으로써, 대기가 없는 천체에서의 우주풍화 작용, 지자기권과 달의 상호작용에 따른 영향 등의 과학적 연구를 수행할 예정이다.  ㅇ LUSEM은 현재 개념설계 및 공학모델* 제작까지 마쳤으며, 앞으로 인증모델** 및 비행모델***을 개발?제작할 계획이다.      * 공학모델(Engineering Model) : 개념설계를 기반으로 제작한 시제품     ** 인증모델(Qualification Model) : 비행모델과 동일하게 설계?제작하여 우주환경시험 인증 등을 수행하는 탑재체    *** 비행모델(Flight Model) : 실제 달착륙선에 탑재할 탑재체 □ 권현준 과기정통부 거대공공연구정책관은 “앞으로 CLPS 계획을 통해 우리나라 과학탑재체를 추가로 달에 보내기 위하여 NASA와 후속 협의를 진행할 예정”이라면서, “이번 협력 성과 등을 바탕으로, 아르테미스 프로그램에서 우리나라의 참여 범위를 확대할 수 있도록 더욱 노력할 계획”이라고 밝혔다.  ㅇ 박영득 천문연 원장은 “그 간 코로나그래프(인공 개기일식 관측 장비), SPHEREx(전천 적외선 영상분광 우주망원경) 등의 공동개발을 통해 NASA와 쌓은 기술력과 신뢰를 바탕으로, 이번 CLPS 계획에서의 협력도 진행 중”이며, “앞으로도 국제공동연구 확대를 통해 우리나라 우주과학분야의 연구수행 역량을 더욱 향상시키겠다.”고 밝혔다. [참고자료]LUSEM 개요 □ (기본 형상 및 기능) 두 개의 SST(Solid State Telescope)*를 각각 달 하늘과 달 표면 양방향을 동시에 바라보도록 설계  ㅇ 우주공간에서 달로 입사하는 입자와 월면에 반사되는 입자를 모두 검출 가능      * 고에너지 입자 검출기라고도 부르는 실리콘 검출기 기반의 대전 입자검출기로, 수십 keV~수십 MeV 범위의 고에너지 입자를 측정할 수 있음 □ (관측 대상) 근지구 공간의 우주환경, 달궤도 및 달표면의 고에너지 입자를 관측할 예정  ㅇ 발사 후 지구 궤도를 벗어난 뒤 관측을 시작하여 ① 달까지 가는 동안 근지구 공간의 우주환경을 조사하고, ② 달궤도 도착 후 착륙지로 하강하면서도 관측을 수행하며, ③ 착륙 후에는 달표면에서 관측할 예정임
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천문연-대한민국 육군, 국가우주력 발전 위한 맞손 이미지
천문연-대한민국 육군, 국가우주력 발전 위한 맞손 - 15일, 업무협약 체결…인적·물적 교류와 전문인력 양성 추진 - ■ 한국천문연구원(이하 ‘천문연’)은 11월 15일 대한민국 육군(이하 ‘육군’)과 국가우주력 발전 도모 및 우주영역의 군사적 활용도 모색을 위해 상호교류와 협력을 강화하는 업무협약을 체결한다. □ 이날 천문연 장영실홀에서 열리는 협약식에는 남영신 육군참모총장과 박영득 한국천문연구원 원장 등 주요 관계자들이 참석하며, 업무협약 체결에 이어 우주위험감시센터, 우주환경감시실, 국제항법데이터센터, 위성탑재체실험실 등 천문연 주요 연구현장을 방문한다. □ 이번 협약은 천문연과 육군의 국가우주력 발전을 목적으로 하며, 천문연은 향후 육군의 ▲우주영역감시·우주환경감시·위성항법 연구, 위성탑재체 개발 등에 대한 상호 협력 ▲우주개발 관련 학술 연구자료 공유▲ 인적·물적 자원 상호활용 및 전문인력 양성 등을 지원할 예정이다.  □ 특히 이번 협약을 계기로 천문연은 올해 12월 육군 우주관련 업무 담당자 30명을 대상으로 한 우주실무 연수교육을 실시한다. 또한 내년에는 천문연이 발사 예정인 국내 첫 우주환경관측 저궤도 초소형 군집위성 ‘도요샛 프로젝트’의 실제 위성 운영통제 실무 교육을 추가로 실시해, 육군의 우주작전 수행을 위한 운용 능력 함양 및 우주 전문인력 양성을 위한 교육을 지속해서 추진할 계획이다. □ 천문연과 육군은 국가우주력 발전을 위한 인력양성 분야를 시작으로 양 기관의 연구성과 공유,  정책·기술 자문 등 협력 분야를 확장해 여러 방면에서 긴밀한 공조를 강화해 나갈 방침이다. 기관 간 세부적인 협력 안건은 실무협의체 구성 운영 및 확대협의회 개최 등을 통해 구체화해 나갈 예정이다. □ 천문연 박영득 원장은 “천문연은 뉴스페이스 시대를 선도하는 국가 대표 천문우주연구기관으로서 육군의 우주작전 수행을 위한 천문우주 핵심 역량과 노하우를 적극적으로 지원해 육군의 국가우주 역량을 확보하도록 최선을 다할 것”이라고 말했다.(보도자료 끝. 참고자료 있음.) [참고사진]
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11월 19일 달 일부가 지구에 가려지는 부분월식 천문현상 예보 이미지
11월 19일 달 일부가 지구에 가려지는 부분월식 천문현상 예보 - 부분월식 최대식 시각 19일 18시 2분 54초…월출 이후 관측 가능 - ■ 한국천문연구원은 11월 19일 달의 일부가 지구의 본그림자에  가려지는 부분월식이 일어난다고 예보했다. 이번 월식은 11월 19일 16시 18분 24초에 달의 일부분이 가려지는 부분식이 시작되지만, 달이 17시 16분에 뜨기 때문에 월출 이후 시점부터 관측이 가능하다.  그림1. 2021년 11월 19일 부분월식 진행도 표1. 11월 19일 부분월식 진행 시각 ■ 이날 지구 본그림자가 달을 가리는 부분식은 16시 18분 24초에 시작되며 18시 2분 54초에 최대, 19시 47분 24초에 부분식이 종료된다. 이번 부분월식의 최대 식분은 0.978로 달의 대부분이 가려져 맨눈으로도 쉽게 구분할 수 있다. 이번 월식은 아프리카 서부, 유럽 서부, 아메리카, 아시아, 호주, 대서양과 태평양에서 볼 수 있다. ■ 달이 지구 그림자에 최대로 가려지는 ‘최대식’ 시각은 18시 2분 54초인데, 이때 달의 고도가 약 7.8도로 높지 않기 때문에 동쪽 지평선 근처 시야가 트여 있는 곳에서 맨눈으로 관측이 가능하다.  ■ 우리나라에서 볼 수 있는 다음 월식은 2022년 11월 8일에 달이 지구의 본그림자에 완전히 가려지는 개기월식이다. (보도자료 끝. 참고 그림 및 설명 있음.) [참고 동영상]  ■ 2011년 12월 10일 ‘개기월식’ 동영상(한국천문연구원 전영범 책임연구원 촬영) - 다운로드 링크 : http://210.110.233.66:8081/api.link/3d_baLIJGbHeTecL_A~~.mp4 - 오는 11월 19일 월식은 달의 일부가 가리는 부분월식이지만, 최대식분이 0.978로 달의 대부분이 가려지므로 실제 관측은 동영상의 개기월식과 거의 흡사하게 보인다. [참고 사진]  그림 2. 부분월식(2017.8.8. 촬영) 그림 3. 개기월식(2011.12.10., 한국천문연구원 전영범 책임연구원 촬영) [참고 설명]  ■ 월식은 어떤 원리로 일어나게 될까? 월식은 지구가 달과 태양 사이에 위치하여 지구의 그림자에 달이 가려지는 현상이다. 보름달일 때에 일어나며 지구가 밤인 지역에서는 어디서나 볼 수 있다. 그러나 달의 궤도와 지구의 궤도가 약 5도 기울어져 있기 때문에 달의 위상이 보름달일지라도 월식이 일어나지 않는 경우가 대부분이다. 지구의 본 그림자에 달의 일부가 들어갈 때 부분월식이 일어나며, 달의 전부가 들어갈 때 개기월식이 일어난다. 달이 지구 그림자에 들어간다고 안 보이게 되는 것은 아니다. 지구 대기를 통과한 태양 빛이 굴절되며 달에 닿게 되고, 이 빛에 의해 달이 검붉게 보이게 된다.  그림4. 월식의 원리
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핼러윈 맞아 NASA가 선정한 올해의 무서운 천체 사진 이미지
핼러윈 맞아 NASA가 선정한 올해의 무서운 천체 사진 - 천문연 김효선 박사 연구팀이 허블우주망원경으로 관측한‘악마의 눈 사진1. 허블우주망원경센터에서 선정한 올해의 핼러윈 천체사진 중심의 적색거성 ‘CW 레오니스(IRC+10216)’의 빛이 성간운을 뚫고 나가는 모습이 이글거리는 악마의 눈처럼 보인다. ⓒ NASA/NASA Hubble Space Telescope, T. Ueta, H. Kim ■ 미국 항공우주청(NASA)과 유럽 우주국(ESA)이 공동 운영하는 허블우주망원경센터(NASA?ESA Hubble Space Telescope)는 이달 31일로 다가온 핼러윈 데이를 기념해 올해의 핼러윈 천체사진으로 적색거성의 빛이 성간운을 뚫는 모습을 포착한 사진을 선정했다. 이 사진은 한국천문연구원 김효선 박사가 주도한 국제공동 연구팀이 허블우주망원경으로 지구로부터 사자자리 쪽으로 약 400광년 떨어진 적색거성 ‘CW 레오니스(IRC+10216)’촬영 사진의 허블우주망원경센터 편집본이다. □ 적색거성이 뿜어내는 강력한 항성풍은 별 주변에 두꺼운 방출물질층을 형성하는데 이 때문에 중심에 파묻힌 별 자체는 오히려 가시광선 영역에서는 보이지 않고 그 사이를 뚫고 나오는 별빛이 주변부와 상호작용하면서 신비로운 모습으로 나타난다. 이번 사진에 나타난 별의 중심부 껍질층은 악마의 노란 눈과 같고, 바깥 껍질층은 악마의 눈을 둘러싼 이글거리는 연기처럼 보인다.  □ 이 사진이 눈길을 끄는 것은 악마의 눈으로 묘사된 별 중심부에서 주변 물질을 뚫고 나오는 빛줄기가 마치 ‘잭오랜턴(Jack-o’-lantern)’ 안의 촛불 빛이 껍질에 뚫린 눈과 입으로 빛줄기가 새어나오는 것과 그 원리가 같기 때문이다. 잭오랜턴은 노란 호박에 귀신 얼굴을 새기고 그 안에 초를 넣어 만드는 핼러윈의 상징 중 하나다. □ 적색거성은 태양 정도의 질량을 갖는 별이 진화해 ‘별의 죽음’의 문턱에서 별 내부의 물질 대부분을 외부 우주공간으로 환원하는 단계에 있는 별이다. 이번에 관측한 CW 레오니스는 지구와 가장 가까운 적색거성 중 하나로 적색거성 연구에 매우 중요한 천체이다. □ 이번 ‘악마의 눈’ 사진은 지난 2011년과 2016년에 허블우주망원경으로 CW 레오니스를 관측한 결과를 합성한 사진이다. 천문연 김효선 박사 연구팀은 악마의 눈이 충혈된 듯 섬뜩하게 묘사될 수 있었던 원인인 외각 껍질층의 반복되는 고리 구조와 이를 뚫고 나가는 방사형 빛줄기의 과학적 의의에 주목했다. 또한 연구팀은 CW 레오니스 중심의 밝기가 매우 짧은 기간 동안 급격히 증가한 사실을 최초로 발견했는데, 이는 별 중심에서 뻗어나가는 방사형 빛줄기가 2016년 관측 시점에 지구에서 바라보는 시선 방향과 거의 나란해졌기 때문일 거라 설명했다. 이 연구결과는 올해 6월 ‘천체물리학저널(The Astrophysical Journal)’에 게재됐다.  □ 천문연 김효선 박사는“우리는 허블우주망원경의 고화질 광학 영상을 활용해 CW 레오니스의 중심에서 외곽까지 넓은 범위를 연구했고, 현재까지 베일에 싸인 적색거성의 복잡한 구조를 밝힐 실마리를 찾을 수 있었다”고 말했다. 이호규 박사는 “이번 결과를 토대로  천문연이 참여 중인 ALMA, 거대마젤란망원경 등을 활용해 적외선, 전파 영역 관측을 추가할 예정이다. 이를 통해 적색거성을 비롯한 별의 생성과 진화 연구에 획기적 발견을 할 것을 기대한다.”고 말했다. (보도자료 끝. 참고자료 있음) [문의] 한국천문연구원 전파천문본부 김효선 선임연구원(042-865-2062) 한국천문연구원 대형망원경사업단 이호규 선임연구원(042-865-2103) [참고자료 1]  □ NASA-ESA Space Hubble Telescope 공식 보도자료(동영상 포함) 링크 : https://esahubble.org/news/heic2112/  □ 허블우주망원경(Hubble Space Telescope) 사진2. 허블우주망원경(©ESA)   허블우주망원경은 미항공우주청(NASA)에서 개발한 천문관측용 우주망원경이다. 1990년에 우주왕복선에 의하여 고도 559 km의 저궤도에 오른 뒤, 다양한 천체들의 사진을 촬영하고, 분광 관측함으로써 천문학 발전에 지대한 공헌을 하고 있다. 구경 2.4m의 반사망원경을 탑재하고 여러 가지의 관측기기를 통하여 자외선부터 근적외선까지의 영역에서 관측해오고 있다. 그동안 우주왕복선들로부터 다섯 차례의 정비를 받아서 장비와 관측기기들이 교체되어 왔다.   허블우주망원경은 천문학적인 투자를 한 미국, 유럽 이외에도 전 세계를 대상으로 관측제안서 공모를 받는다. 올해의 핼러윈 천체사진으로 선정된 ‘악마의 눈’사진은 2016년 천문연 김효선, 이호규 박사 등 한국인 천문학자가 주도한 관측제안서가 채택돼 허블우주망원경으로 촬영했다.  □ 적색거성(red giant star)   생애 주기의 말기에 도달한 중소형 크기의 별. 질량이 태양의 0.3배에서 8배가량 되는 주계열성(main sequence star)은 적색거성으로 진화한다. 이런 주계열성의 중심핵에서 수소가 모두 소진되면 핵반응이 더 이상 일어나지 않아 중심핵이 자체 중력에 의해 수축하게 된다. 이 과정 동안 밀도와 압력이 증가하고 결과적으로 온도가 상승하게 된다. 중심핵의 온도가 상승하면 중심핵 밖에 남아 있던 수소가 핵융합하기에 충분한 온도가 되어 중심핵을 둘러싼 껍질에서 수소 핵융합반응이 일어난다. 이로부터 별의 외피층이 팽창하여 반지름이 커지고 외곽 대기는 밀도가 매우 낮아지게 된다. 이에 따라 별의 표면온도가 낮아지고 광도는 커지는 적색거성이 된다. [참고자료 2] 관련 논문, 연구팀 및 주요 내용 □ 논문 정보  - 제  목 : Multiepoch Optical Images of IRC+10216 Tell about the Central Star and the Adjacent Environment  - 게재지 : The Astrophysical Journal  - 게재일 : 2021년 6월 10일 □ 연구팀(저자순) - 김효선(한국천문연구원 전파천문본부 선임연구원) - 이호규(한국천문연구원 대형망원경사업단 선임연구원) - Youichi Ohyama(대만 천문물리연구소 책임연구원) - 김지훈(일본국립천문대?(주)메타스페이스 연구원) - Peter Scicluna(유럽남반구천문대?대만 천문물리연구소 연구원) - You-Hua Chu(대만 천문물리연구소 책임연구원) - Nicolas Mauron(프랑스 몽펠리에대학교?CNRS 연구원) - Toshiya Ueta(미국 덴버대학교 교수) □ 연구 내용 추가 설명    이번 사진의 배경이 된 연구 논문에서는 CW 레오니스의 2001년, 2011년, 2016년 허블우주망원경 관측 자료를 비교 분석했다. 모든 사진에서 빛줄기들의 선형성이 흐트러지지 않음에 주목하여 뚫린 구멍으로 별빛이 새어나오는 것이라고 추론했다. 또한, 이전 사진들과는 달리 2016년 사진에서만 중심별의 위치가 밝게 빛난다는 사실을 알게 되었는데 지구 방향의 빛줄기가 정확히 시선방향과 일치하는 일은 드물게 일어나는 것으로 연구팀은 해석하였다.    선형 빛줄기들의 중심별로부터의 방향위치는 15년간 거의 변하지 않았지만 빛줄기들 간의 상대적인 밝기는 크게 변했다. 마치 바다 위 등대가 불빛 방향을 규칙적으로 변화시키는 것과 유사하게 CW 레오니스도 상대적으로 밝은 빛줄기의 방향을 10년을 주기로 회전시키고 있는 것으로 보였다. CW 레오니스는 잭오랜턴과는 달리 별 주변의 껍질층은 완전히 뚫린 것이 아니라 쌓여있는 먼지티끌의 밀도가 상대적으로 희박한 부분들이 있는 것인데 그 부분의 밀도가 높아지면 빛줄기가 약해지고 희박해지면 빛줄기가 강해진다.   천문학자들은 CW 레오니스 외각 껍질층에 선명하게 각인되어있는, 반복되는 고리형 구조는 동반 쌍성이 존재해서 CW 레오니스 적색거성과의 궤도 상호작용을 통해 만들어낸 양파껍질과 같은 구조물일 것이라고 추측한다. 이번 연구에서는 2011년과 2016년 사진을 이용하여 고리형 구조의 크기 변화를 측정하고 별에서 방출된 껍질층 물질이 팽창하는 속도를 측정하였다. 이렇게 측정한 횡속도(transverse velocity)가 전파 영역의 분자선 시선속도(radial velocity)와 다르다는 사실을 이용하여 방출물질 층의 3차원 분포의 비대칭성과 쌍성의 궤도 모양에 대한 논의를 하였다.
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한일공동 우주전파관측망, 블랙홀 제트와 고밀도 가스 구름과의 격렬한 충돌 현장 포착 이미지
한일공동 우주전파관측망, 블랙홀 제트와 고밀도 가스 구름과의 격렬한 충돌 현장 포착 - 한일 7개 전파망원경 연결해 활동성은하핵 5년간 정밀 관측 - 블랙홀 제트와 주변물질 상호작용에 의한 진화 비밀 풀 증거 ■ 한국과 일본이 함께 협력해 우주에서 가장 밝은 천체 중 하나인 활동성은하핵(Active Galactic Nuclei, AGN)에서 일어나는 특별한 순간을 포착했다.  ■ 한국천문연구원의 와지마 키요아키(Wajima Kiyoaki) 박사가 참여한 한국, 일본, 미국, 이탈리아 4개국 국제 공동연구팀은 활동성은하핵 ‘3C 84’가 만들어내는 강력한 제트 분출로 만들어진 전파엽(葉)* 탄생의 순간을 관측했다고 밝혔다.  ※전파엽(radio lobe): 활동성은하핵 중심의 초대질량블랙홀에서 분출된 고에너지의 제트가 주변의 고밀도 가스와 격렬하게 충돌하며 만드는 거대 규모의 빛나는 영역. 보통 활동성은하핵 양쪽에 위치한 대칭 구조이며 전파 파장에 해당하는 빛이 나뭇잎 모양으로 형성되어 ‘전파엽’이라 부른다. 보통 그 크기가 은하 자체보다 훨씬 크다.  □ 이번 연구 결과는 한국천문연구원의 한국우주전파관측망(Korea VLBI Network, KVN)과 일본국립천문대의 일본우주전파관측망(VERA Array)이 공동으로 운영하는 7개의 전파망원경으로 구성된 한일공동 우주전파관측망(KVN and VERA Array, KaVA)을 활용해 2015년부터 2019년까지 활동 은하 3C 84의 5년간의 장기 정밀 전파관측을 통해 밝혀냈다.  □ 관측 결과 3C 84 은하 중심의 초대질량블랙홀에서 분출된 제트 끝 지점의 열점(hotspot)*이 돌연 2016년 7월부터 2017년 말까지 약 1년 동안 움직임을 멈췄다. 2018년부터 열점과 그 주변의 전파엽이 다시 움직임을 시작하다 이후 열점은 사라지고 전파엽의 모양은 일그러지며 밝기 역시 감소했다. 연구진이 관측 데이터를 분석한 결과 이 현상은 초대질량블랙홀에서 분출된 제트가 주변의 고밀도 가스와 격렬하게 충돌하며 활동성은하핵의 전파엽 진행과 성장 과정에 큰 영향을 주는 것임을 밝혀냈다. ※열점(hotspot): 전파엽 내 고에너지의 가장 밝게 빛나는 부분이며, 활동성은하핵에서 분출되는 제트의 끝에 발생한다. □ 연구진은 3C 84 은하 중심의 초대질량블랙홀에서 불과 4광년의 거리에 있는 전파엽 움직임 관측을 목적으로, 한일공동 우주전파관측망(KaVA)의 43GHz 주파수 대역을 이용해 2015년부터 2019년까지 거의 매달 관측했다. 연구팀은 또한 고해상도 전파 관측이 가능한 미국 국립전파천문대의 VLBA(Very Long Baseline Array) 관측자료를 함께 활용해 관측 정밀도를 높인 영상을 확보했다. □ 3C 84는 지구에서 약 2억 3천만 광년 떨어진 페르세우스자리 은하단의 중심부에 있는 활동 은하(active galaxy)이다.  특히 활동 은하 중심부인 활동성은하핵은 다양한 파장에서 대량의 에너지를 방출하는데, 대부분의 활동 은하 중심에는 태양의 수백만 배에서 수백억 배 질량에 이르는 초대질량블랙홀이 존재한다고 알려져 있다. 초대질량블랙홀은 막대한 중력 에너지에 의해 주변 물질이 빨려 들어가고 그 중심에서는 빛의 속도에 가깝게 물질을 내뿜는 강력한 제트가 분출된다. □ 2005년 3C 84 은하 중심부의 활동성은하핵에서 제트가 막 분출되는 것이 처음으로 발견됐다. 3C 84 은하를 정밀 관측함으로써 초대질량블랙홀의 제트로부터 초기 전파엽의 탄생과 성장 과정을 지켜볼 수 있으므로 이번 성과는 블랙홀 제트와 주변 물질과의 상호작용에 의한 진화를 새롭게 설명할 수 있는 중요한 증거가 된다. 이번 연구에 참여한 천문연 와지마 키요아키(Wajima Kiyoaki) 박사는 “활동성은하핵의 강력한 제트를 막을 수 있을 만큼 밀도가 높은 가스가 블랙홀에 매우 가까이 존재할 수 있다는 것은 전혀 예상치 못했다”며, “이 천체의 기이한 성장 과정을 자세히 관측함으로써 활동성은하핵과 제트의 신비로운 형성과정을 풀 수 있을 것을 기대한다”고 말했다. □ 또한, 천문연 전파천문본부장 김기태 박사는“이번 연구 결과는 한일 공동 우주전파관측망인 KaVA의 세계적인 성능을 입증한 것이다”며, “이번 관측 결과를 토대로 중국, 이탈리아 전파망원경까지 추가로 결합해 더욱 향상된 해상도의 초대형 동시 관측망을 활용할 예정이며, 이를 통해 활동성은하핵의 진화 과정을 지속해서 밝혀낼 예정이다”라고 말했다.  [문의] 한국천문연구원 전파천문본부 와지마 키요아키(Wajima Kiyoaki) 책임연구원(Tel: 042-865-2031) 한국천문연구원 전파천문본부 정태현 책임연구원 (Tel: 042-865-2180) [참고자료 1]  ○ 동영상 링크: https://www.youtube.com/watch?v=ut8mhk_uvfA        시간에 따른 3C 84의 전파엽 형태 변화. 2016년 7월부터 2017년 말까지 전파엽 내의 열점의 움직임이 정체됐다가 2018년부터는 열점이 사라지고 전파엽의 모양이 일그러지고 어두워지는 모습을 볼 수 있다. (©Kazuhiro Hada, NAOJ) ○ 주요 그림 그림1. 3C 84의 중심핵(a)과 전파엽(b), 열점(c)의 모습 (좌측 그림) 2015년부터 관측한 3C 84의 초거대블랙홀에서 분출된 제트 끝부분인 열점의 위치 변화. 좌표의 숫자는 중심핵(a)의 위치에 대한 열점의 상대적 위치를 나타낸다. 열점은 약 1년 동안 좁은 영역(빨간 점)에 정체해 반시계방향으로 이동하다 2018년부터 다시 남쪽으로 이동을 시작했다(파란 점) (우측 그림) 3C 84 제트 전체의 전파 이미지. 중심핵(a)는 초거대블랙홀 최근접 지역에서 제트가 생성되는 곳에 해당하고, 이로부터 약 4광년의 거리에 있는 열점(c)은 전파엽(b) 속의 가장 밝게 빛나는 부분이며, 제트의 끝에 있다. 그림2. 2012년 7월부터 2020년 1월까지의 3C 84 전파엽과 열점의 위치 변화 3C 84의 전파엽과 열점은 2016년 중반까지 남쪽으로 운동을 계속하다가, 2016년 중반부터 2017년 말까지 열점의 운동이 멈췄다. 다시 2018년부터 열점과 그 주변의 전파엽이 다시 움직임을 시작했다. 이후 열점은 사라지고 전파엽의 모양은 일그러지며 밝기 역시 감소했다. 그림3. 이번 관측을 주도한 한일공동 우주전파관측망(KVN and VERA Array, KaVA) 한국천문연구원의 한국우주전파관측망(KVN) 전파망원경 3기와 일본국립천문대의 전파망원경(VERA) 4기를 연결한 총 7개의 초장기선 전파간섭계(VLBI, Very Long Baseline Interferometry) 관측망이다. ○ 용어 설명 - 전파은하(radio galaxy) 우리은하보다 수백 배 이상 강한 전파를 방출하므로 전파 은하라는 이름이 붙었다. 중심의 활동성은하핵에서 뻗어 나온 제트(jet)가 양 끝에 뭉쳐서 전파엽(radio lobe)라는 구조를 형성하고 있는 대칭적 모습을 하고 있다. 따라서 핵과 로브, 관측자가 일직선을 이루는 방향에서 관측할 때는 그냥 핵만 뚜렷한 모습으로 보인다. 전파를 방출하는 하나의 전파엽 크기는 보통 200광년 정도로 눈으로 보이는 은하 크기의 두 배 이상이 되고, 한쪽 전파엽 끝에서 반대편 전파엽 끝까지 1,000광년을 넘는 규모인 은하도 적지 않다. 전파엽에서의 전파방출은 싱크로트론 과정에 의한 것이다. 싱크로트론은 고속으로 움직이는 전자가 자기장을 따라 운동하면서 복사를 방출하는 현상인데, 이때 전파엽 내의 고속으로 가속된 전자는 장갑차를 뚫는 포탄처럼 고에너지를 갖는다. 또한 전파엽 내부에는 제트의 가장 끝점에서 강한 전파 복사인 열점(hotspot)이 존재하기도 한다. 그림4. 시그너스 A(Cygnus A)로 알려진 전파 은하 3C 405를 전파망원경으로 관측한 모습(©NRAO/AUI) 전파 은하를 전파 대역에서 관측하면 활동성은하핵(core)에서 분출된 제트(jet)에 의해 양쪽에 위치한 거대한 규모의 전파엽(lobe) 구조가 나타나고, 제트의 가장 끝부분에 해당하는 전파엽 내부의 가장 밝은 점을 열점(hotspot)이라고 한다. - 한일 공동 우주전파관측망 KaVA(KVN and VERA Array) 한국천문연구원이 운영하는 한국우주전파관측망 KVN(Korean VLBI Network)과 일본국립천문대가 운영하는 VLBI 관측망 VERA(VLBI Exploration of Radio Astrometry)가 결합한 한일 공동의 VLBI(Very Long Baseline Interferometer) 관측망이다. 즉 서울 연세대, 울산 울산대, 제주 탐라대에 설치된 21m 전파망원경 3기로 구성된 KVN과 일본 미즈사와, 이리키, 이시가끼시마, 오가사와라에 설치된 20m 전파망원경 4기로 구성된 VERA가 결합한 7기의 전파망원경에 의한 VLBI 관측망으로 그 가장 긴 거리(미즈사와부터 이시가끼시마)인 약 2,300km 직경에 해당하는 전파망원경으로 관측하는 효과를 낼 수 있다. KaVA는 2010년 한국천문연구원과 일본국립천문대 사이 VLBI 상호협약에 의해 구축되었다. 그간 시험 관측 단계를 거쳐 현재는 한국, 일본은 물론 동아시아 지역 전체의 천문학자들과 공동 이용 중이다. (KaVA 홈페이지 주소 : http://radio.kasi.re.kr/kava/main_kava.php) [참고자료 2]  ○ 게재논문 정보  - 제목: Morphological Transition of the Compact Radio Lobe in 3C 84 via the Strong Jet-Cloud Collision  - 게재지 : 천체물리학 저널 회보(The Astrophysical Journal Letters)  - 게재일 : 2021년 10월 12일 ○ 연구팀 (저자순위 순)  - Motoki Kino (일본 코가쿠인대학교 교수)  - Kotaro Niinuma (일본 야마구치대학교 교수)  - Nozomu Kawakatu (일본 쿠레공업고등전문학교 교수)  - Hiroshi Nagai (일본 국립천문대 교수)  - Gabriele Giovannini (이탈리아 국립천체물리학연구소 교수)  - Monica Orienti (이탈리아 국립천체물리학연구소 연구원)  - Kiyoaki Wajima (한국천문연구원 책임연구원, 과학기술연합대학원대학교 교수)  - Filippo D'Ammando (이탈리아 국립천체물리학연구소 연구원)  - Kazuhiro Hada (일본 국립천문대 교수)  - Marcello Giroletti (이탈리아 국립천체물리학연구소 연구원)  - Mark Gurwell (미국 하버드-스미소니언 천체물리연구센터 교수)
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어두운 천체 관측에 최적화된 국산 망원경 K-DRIFT 개발 이미지
어두운 천체 관측에 최적화된 국산 망원경 K-DRIFT 개발 - 30cm 소형망원경으로 세계 최대 단일 구경인 8.2m 스바루 망원경과 동등한 품질로 가까운 우주 극미광 영역 관측 성공 - 순수 국내 협력기술로 개발한 자유곡면 광학망원경, 미래 우주 탐사 활용 가능성 커 □ 한국천문연구원(이하 천문연)은 밤하늘보다 수천 배 어두운 극미광(Ultra Low Surface Brightness, Ultra LSB) 천체*를 효율적으로 관측할 수 있는  30cm급 비축 자유곡면 망원경 K-DRIFT(KASI-Deep Rolling Imaging Fast optics Telescope)를 국내 순수 기술로 개발하는 데 성공했다. *극미광 천체: 밤하늘의 일정한 면적을 관측했을 때 배경 밤하늘의 평균 밝기보다 수천 배 이상 어두운 천체  □ 일반적으로 광학망원경은 구경이 커질수록 빛을 모으는 집광력과 물체를 구분하는 능력인 분해능이 높아진다. 그래서 세계 유수의 천문대들은 우주 초기의 모습을 간직하고 있는 더 먼 거리의 어두운 천체를 보기 위해 망원경 구경의 크기를 키우고자 한다. 그러나 비교적 가까운 우주에는 오랜 시간 동안 성장한 천체의 다양한 흔적이 넓은 범위에 걸쳐 희미하게 극미광 영역에 존재하는데, 가까운 우주의 극미광 천체 관측의 경우 비록 구경이 크지 않더라도 넓은 시야각을 가진 저배율 망원경이 더 유리할 수 있다.  □ 천문연 고종완 박사가 이끄는 극미광 천체관측 연구팀은 최근 K-DRIFT 시험모델을 보현산천문대에 설치해 NGC 5907 은하 주변에 존재하는 밤하늘 밝기보다 약 1000배 어두운 극미광 영역 관측에 성공했다. 이번에 개발한 망원경은 구경 30cm의 소형 광학망원경이지만 현존하는 세계 최대 단일 구경인 8.2m 스바루(Subaru) 망원경과 동등한 품질의 거대은하 주변 극미광 영역 관측 영상을 획득했다. K-DRIFT는 스바루 망원경 구경 면적의 약 750분의 1 크기이나 망원경 구경에 따른 집광력, 노출 시간, 그리고 관측 조건 등을 고려했을 때 가까운 우주의 극미광 천체 관측에 있어 스바루 망원경보다 약 100배 이상의 관측 성능을 보였다.   □ 일반적인 반사망원경은 주축을 중심으로 대칭 형태인 축대칭 망원경으로 제작하는데 축대칭 구조로 인해 부경에 의한 차폐현상이란 큰 단점이 발생한다. 이번에 개발한 K-DRIFT는 비축 자유곡면 3반사 망원경 시스템(Linear Astigmatism Free-Three Mirror System)을 통해 기존 축대칭 반사망원경들이 갖고 있는 단점인 부경의 차폐현상을 제거하고, 망원경 내부에서 발생하는 산란광과 수차를 제거함과 동시에 넓은 시야를 확보해 가까운 우주의 극미광 천체 관측에 최적화됐다. 이번 망원경에 적용된 비축 자유곡면 3반사경은 첨단 초정밀 가공 기술이 필요하며 설계부터 가공, 조립, 정렬 등 모든 제작을 순수 국내 연구진들이 개발하여 실제 관측에 성공한 첫 사례이다.  □ K-DRIFT와 같은 비축 자유곡면 반사망원경은 작은 구경의 소형 망원경으로도 더 넓은 시야에서 고품질의 영상을 획득할 수 있어 우주와 우리 은하의 구조를 연구하기에 적합하다. 따라서 비축 자유곡면 반사망원경은 구축 및 발사비용에 있어 중량 제약이 큰 우주망원경에 효율적 대안이 된다. 특히, 미항공우주청(NASA)은 향후 추진 예정인 차세대 우주망원경 주요 임무 4개 중 2개의 임무에 비축 자유곡면 반사망원경 기술 활용을 준비 중이다. □ 연구진은 보현산천문대에 K-DRIFT 시험모델 관측시스템 구축을 마무리하고 연말부터 가까운 우주의 거대은하 주변 극미광 영역 탐사 관측을 시작할 예정이다. 더불어 비축 자유곡면 3반사경의 성능을 더욱 향상시켜 2024년 이후에는 K-DRIFT를 칠레 등 천문관측에 적합한 지역에 설치해 전천(全天) 극미광 탐사를 시작할 계획이다. □ 한편, 천문연은 비축 자유곡면 망원경 국산화 개발을 위해 지난 2019년부터 국내 광학부품 제작 중소기업들과 협력해 관련 연구를 진행했다. 천문연은 극미광 영역 탐사 임무 분석, 설계 및 관련 시험을 맡고, ㈜그린광학은 반사경 가공과 측정 기술 개발, ㈜에스앨랩은 망원경 가대 제작을 담당했다. □ K-DRIFT 개발 과제책임자인 천문연 고종완 선임연구원은 “현재 우주탐사 선진국을 중심으로 경쟁적으로 개발 중인 비축 자유곡면 반사망원경은 미래 우주망원경 개발뿐 아니라 지구탐사 관측 등 다양한 분야에 활용될 수 있는 최첨단 기술”이라며, “출연연과 산업체가 협력해 개발한 K-DRIFT가 그동안 미지의 영역이던 극미광 탐사관측의 새로운 활로를 개척하게 될 것이다”고 말했다. [문의] 한국천문연구원 광학천문본부 고종완 선임연구원 (Tel: 042- 865-3394) 한국천문연구원 천문우주기술센터 김윤종 선임연구원 (Tel: 042- 865-2181) [참고1] 참고 동영상 및 사진 ㅇ동영상 1. K-DRIFT 시험모델의 NGC 5907 주변 극미광 관측 영상 (빨간색 화살표가 가리키는 곳이 극미광 영역) http://210.110.233.66:8081/api.link/3d_baLMBHrjeRuMP_Q~~.mp4 ㅇ동영상 2. K-DRIFT 시험모델 촬영 동영상 http://210.110.233.66:8081/api.link/3d_baLMBH7zeQOYM-w~~.mp4 그림1. K-DRIFT 시험모델의 관측 모습 그림2. K-DRIFT와 스바루 망원경으로 관측한 NGC 5907 은하 주변 극미광 영역 관측 비교 영상 K-DRIFT는 스바루 망원경 구경 면적의 약 1000분의 1 크기이지만 망원경 구경에 따른 집광력, 노출 시간, 그리고 관측 조건 등을 고려했을 때 극미광 천체 관측에 있어 스바루 망원경보다 100배 이상의 관측 성능을 보였다. 긴 타원형의 막대형태가 NGC 5907 은하이며, 붉은 화살표가 가리키는 은하 주변의 옅은 고리 형태가 이번 시험관측에 성공한 극미광 영역이다. [참고2] 참고 설명 ㅇ극미광 천체(Ultra Low Surface Brightness, Ultra LSB) 극미광 천체란 밤하늘의 일정한 각면적(입체각)에 해당하는 천체의 겉보기 밝기가 같은 면적의 배경 밤하늘 평균밝기보다 수천 배 이상 어두운 천체이다. 이번에 관측한 NGC 5907 은하의 주변에는 은하의 크기보다 훨씬 거대한 구조로 별들이 물결처럼 흘러 들어온 흔적이 남아 있다. 극미광 영역 관측으로 밝혀진 이 고리 형태의 흔적은 수십억 년 전에 이 은하의 주변에 있던 작은 위성은하가 병합되는 과정에서 조석력에 의해 부서진 잔해들로 NGC 5907 은하가 성장해 온 흔적이다. 이렇게 희미하게 넓게 퍼진 별들의 흐름은 대부분의 거대은하 주변에 있을 것이라 예상된다. 하지만 현재의 관측기술은 아주 극소수의 은하에 대해서만 그 존재를 확인하고 있다. 가까운 우주의 극미광 천체를 관측하기 위해서는 넓은 시야를 가지면서 내부 잡광을 최소화한 망원경 개발과 정확한 배경하늘 값 결정을 위한 관측법 개발이 필요한데, 지금까지 국내에서는 이 요구조건을 만족하는 망원경 제작기술이 전혀 없었다.  ㅇ비축 자유곡면 반사망원경(Off-axis Freeform Reflective Mirror System) 그림3. 축대칭 반사망원경(왼쪽)과 비축 자유곡면 반사망원경(오른쪽) 도식도 K-DRIFT 패스파인더 반사망원경은 비축 자유곡면의 선형 비점수차가 제거된 3반사 망원경 시스템(Linear Astigmatism Free-Three Mirror System)을 통해 기존 축대칭 반사망원경들이 갖고 있는 단점인 부경의 차폐현상을 제거하고, 망원경 내부에서 발생되는 산란광과 수차를 제거함과 동시에 넓은 시야를 확보해 극미광 천체 관측에 최적화됐다. 그림4. K-DRIFT 패스파인더 망원경 설계도 - (왼쪽)반사경(M1, M2, M3)은 광기계부와 결합되어 망원경 경통에 부착, 검출기 앞에 배플(baffle)을 붙여 내부에서 반사되는 빛을 차단해, 전체적으로 망원경 내부 잡광을 줄이기 위해 간결한 구조로 설계됐다 - (오른쪽)오목한 자유곡면의 M1, M3 반사경과 볼록한 자유곡면의 M2 반사경을 통해 검출기까지 가는 빛의 경로를 보여준다. ㅇNASA의 차세대 우주망원경에 비축 자유곡면 반사망원경 기술 활용 계획 미국국가연구위원회(National Research Council)는 국가적으로 추진하는 10년 단위 연구 중 6번째 연구보고서인 ‘2020 천문학과 천체물리학에 대한 10년 단위 조사보고서(2020 Astronomy and Astrophysics Decadal Survey, Astro2020)’를 발표했다. 이 보고서에는 향후 2022년부터 2031년까지의 10년에 대한 우주와 천문학, 천체물리학에 대한 광범위하고 통합적인 계획을 제시하고 있다. (관련 링크 : https://www.nationalacademies.org/our-work/decadal-survey-on-astronomy-and-astrophysics-2020-astro2020) Astro2020에 NASA가 추진하는 거대 과학임무로 아래와 같은 총 4개의 우주망원경을 제시하고 있으며, NASA는 이중 2개의 임무에 비축 자유곡면 반사망원경 기술을 활용할 것을 검토 중이다. ㅇ LUVOIR(Large Ultra-Violet Optical Infrared Surveyor) =>비축 자유곡면 반사망원경 활용 검토 ㅇ OST(Origins Space Telescope) =>비축 자유곡면 반사망원경 활용 검토 ㅇ HabEx(Habitable Exoplanet Imaging Mission) ㅇ Lynx(formerly X-Ray Surveyor)       (관련 링크 : https://ntrs.nasa.gov/citations/20170010419)
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