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케플러 위성의 관측 대상 지역

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3. 천문뉴스/케플러 Mission

2013. 7. 10.

 

 

 

이 사진은 NASA의 케플러 위성이 바라보게될 지역을 담고 있는 것으로서 100평방도에 걸쳐 펼쳐져 있는 이 지역은 백조자리와 거문고자리의 광대한, 그리고 별이 가득 들어서 있는 지역이며  큰곰자리 국자 부분 두 개를 연달아 이어놓은 너비에 대응되는 크기이다.

 

NGC 6791로 등재되어 있는 성단과 TrES-2 라는 이름이 붙은 행성을 소유하고 있는 것으로 알려진 별이 따로 표시되어 있다.

NGC 6791 성단의 경우 그 나이는 80억살이며 지구로부터 1만 3천광년 거리에 위치하고 있다.

이 성단은 별들이 서로간에 느슨하게 뭉쳐져 있고, 별들의 거리가 서로 멀어지고 있어 산개성단이라고 불린다.

 

TrES-2는 고온의 목성형 행성으로서 자신의 별 전면을 2.5일을 주기로 지나고 있는 것으로 알려져 있다.

 

케플러 우주망원경은 앞으로 자신의 별 전면을 지나는 지구 정도 크기의 행성을 찾게 될 것이다.

케플러 위성은 우리 지구와 같은 별을 찾기 위해 제작된 위성이다.

 

대략 450만개에 달하는 별들이 이 사진에 담겨 있는데 이중 10만개 이상의 별들이 케플러의 탐지대상으로 선정되었다.

케플러 위성은 향후 3년 반동안 탐색대상 별들을 관측하게 되며 이 별들의 주기적인 밝기 변화를 탐색하게 된다.

이와 같은 밝기의 변화는 행성이 자신의 별 전면을 지날 때 별빛을 부분적으로 막아서면서 발생하게 된다.

 

오른쪽 하단으로 갈수록 좀더 밝게 보이는 이유는 이쪽 방향으로 별들이 빽빽하게 몰려 있는 우리 은하의 평단면이 위치하고 있기 때문이다.

상단 왼쪽으로 갈수록 우리 은하 평단면으로 멀어지게 되어 별들도 덜 포함되어 있다.

 

이 사진은 색깔표시 처리가 되어 밝은 별은 하얀색으로, 희미한 별은 붉은 색으로 표시되어 있다.

 

이 사진은 2009년 8월 8일 60초간의 노출을 통해 촬영되었으며 하루뒤 케플러 위성의 먼지 커버는 제거되었다.

 

우리 지구와 같이 작은 행성을 정확히 인지해내기 위한 수준에 도달하기 위해 케플러의 사진은 의도적으로 약간 흐릿하게 처리되었다.

이는 침윤현상을 나타내는 별의 숫자를 최소화하기 위한 조치이다.

침윤현상은 대단히 밝은 별이 탐지기의 개개 픽셀에 중첩될 때 발생하는 것으로 빛신호가 근처의 다른 픽셀로 번지면서 발생한다.

이 색번짐 현상은 사진의 상단과 하단에 몇몇 대단히 밝은 별들이 만들어낸 선명한 하얀색 선으로 볼 수 있다.


그러나 침윤현상은 케플러의 대단히 민감한 카메라에 부가효과를 나타낼 것으로 기대된다.

대단히 심각한 침윤현상이 아니라 미미한 수준으로 침윤현상을 발생시키는 별은 행성을 찾을 수 있는 후보 별이 되기도 한다.

 

사진위로 보이는 격자선은 케플러 위성의 카메라가 어떻게 조점면을 맞추게 될지를 보여준다.
케플러의 카메라는 지금까지 발사된 망원경으로서는 가장 많은 95메가픽셀의 화질을 갖추고 있다.

또한 이 카메라에는 42개의 CCD가 장착되어 정사각형 모듈안에 짝지어 정렬하고 있으며 이 CCD의 아우트라인을 사진에서 확인할 수 있다.

얇은 검은 선들은 인접한 한 벌의 CCD를 모듈을 보여준다.

 

사진 전반을 가로지르고 있는 두꺼운 검은 선들은 각 CCD모듈을 지지하고 있는 구조를 보여준다.
이들은 케플러 우주망원경이 바라보게 될 지역에서 가장 밝은 별들을 차단하기 위해 목적으로 배열된 것이다.

 

사방 모서리에 위치하고 있는 4개의 검은 코너는 초점면 상에 자리잡은 정밀 유도센서의 위치를 보여준다.

이 센서들은 케플러 위성의 위치를 초당 10번씩 지속적으로 측정하여 그 정보를 위성의 자세제어시스템에 제공함으로써
케플러 우주망원경의 시야가 꾸준히 한곳을 응시할 수 있게 해준다. 

 

사진에는 또한 렌즈에 맺힌 반사상이 CCD에 인식되면서 나타나는 고스트 이미지들도 보인다.

예상된 현상이기도 한 이 고스트 이미지들은 케플러가 지상에서 테스트를 받는동안 매핑이 완료되었으며
실제 과학 관측이 수행되는 동안은 제거되어 일체 관측에 영향을 미치지는 않게 될 것이다.

 

 

 

 

 

출처 : NASA 제트추진연구소(JPL, Jet Propulsion Laboratory) Photo Journal
         사진 - http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA11984

         별자리표 - http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA11983

 

 

 

 

원문>

PIA11984: Kepler's Diamond Mine of Stars

This image from NASA's Kepler mission shows the telescope's full field of view — an expansive star-rich patch of sky in the constellations Cygnus and Lyra stretching across 100 square degrees, or the equivalent of two side-by-side dips of the Big Dipper.

A cluster of stars, called NGC 6791, and a star with a known planet, called TrES-2, are outlined. The cluster is eight billion years old, and located 13,000 light-years from Earth. It is called an open cluster because its stars are loosely bound and have started to spread out. TrES-2 is a hot Jupiter-like planet known to cross in front of, or transit, its star every 2.5 days. Kepler will hunt for transiting planets that are as small as Earth.

Kepler was designed to hunt for planets like Earth. Of the approximately 4.5 million stars in the region pictured here, more than 100,000 were selected as candidates for Kepler's search. The mission will spend the next three-and-a-half years staring at these target stars, looking for periodic dips in brightness. Such dips occur when planets cross in front of their stars from our point of view in the galaxy, partially blocking the starlight.

The area in the lower right of the image is brighter because it is closer to the plane of our galaxy and is jam-packed with stars. The area in upper left is farther from the galactic plane and contains fewer stars.

The image has been color-coded so that brighter stars appear white, and fainter stars, red. It is a 60-second exposure, taken on April 8, 2009, one day after the spacecraft's dust cover was jettisoned.

To achieve the level of precision needed to spot planets as small as Earth, Kepler's images are intentionally blurred slightly. This minimizes the number of saturated stars. Saturation, or "blooming," occurs when the brightest stars overload the individual pixels in the detectors, causing the signal to spill out into nearby pixels. These spills can be seen in the image as fine white lines extending above and below some of the brightest stars. Blooming is an expected side effect of Kepler's ultra-sensitive camera. Some of the lightly saturated stars are candidates for planet searches, while those that are heavily saturated are not.

The grid lines across the picture show how the focal plane is laid out on Kepler's camera —the largest ever launched in space at 95 megapixels. There are 42 charge-coupled devices (CCDs), paired into square-shaped modules, whose outline can be seen in the image. A thin black line in each module shows adjacent pairs of CCDs. The thicker black lines that cross through the image are from structures holding the modules together, and were purposely oriented to block out the very brightest stars in Kepler's field of view.

The four black corners of the image show where the fine-guidance sensors reside on the focal plane. These sensors are used to hold the telescope's gaze steady by measuring its position on the sky 10 times every second, and by feeding this information to the spacecraft's attitude control system.

Ghost images also appear in the image, which are reflections off the lenses above the CCDs. These expected artifacts were mapped out during ground testing for Kepler, and will not affect science observations because they will be removed as the data are processed.

Image Credit:
NASA/Ames/JPL-Caltech

Image Addition Date:
2009-04-16