An, Sung-Ho;Bae, Hyun-Jin;Yu, Jinhee;Roh, Eunji;Chiang, Howoo;Kim, Jinhyub;Kim, Seongjoong;Park, Songyoun
The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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v.40
no.1
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pp.88.2-88.2
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2015
지난 2009-2010년 수행한 제 1차 수도권 밤하늘 밝기 측정에 이어, 우리는 2014년 12월부터 2015년 2월까지 제 2차 수도권 밤하늘 밝기 측정을 수행하였다. 이번 2차 측정에서는 지난 1차 측정과 가능한 한 동일한 장소와 조건에서 밤하늘 밝기를 측정함으로써, 지난 5년간 발생한 밤하늘 밝기 및 주변 환경의 변화와 이 둘 사이의 상관관계를 알아보고자 하였다. 밤하늘 밝기 측정에 사용된 기기는 1차 측정과 마찬가지로 'SQM(Sky Quality Meter)-L'을 사용하였다. SQM-L은 표면등급($mag/arcsec^2$) 단위로 밤하늘을 측정하며 측정 오차는 ${\pm}0.1$ 등급이다. 이번 측정 결과 밤하늘 밝기가 가장 어두운 지역은 경기도 가평군 청평면 고성리(20.6 등급)로, 1차 측정에서의 가장 어두운 지역과 동일했다. 반면 가장 밝은 지역은 서울 영등포구 윤중초교와 서울 중구 남산초교(16.5 등급)로 나타났으며, 가장 어두운 지역과 밝은 지역 사이의 밤하늘 밝기 차이는 약 40배(~4 등급)로 나타났다. 이번에 측정한 밤하늘 밝기는 지난 1차 관측에 비해 전 지역에서 평균 0.5 등급 어두워진 것으로 나타났다. 특히 서울 은평구 갈현초교는 5년 사이에 1.5 등급 어두지면서 가장 큰 차이를 보였다(1차: 16.0 등급, 2차: 17.5 등급). 본 포스터에서는 이번 측정 결과와 진행 과정을 소개하고 두 관측 기간 사이에 발생한 밤하늘 밝기 변화의 원인에 대하여 토론하고자 한다.
By measuring the brightness of night sky, we have investigated light pollution around the observatory in the College of Education, Seoul National University. As a result of measuring the extinction coefficient and photometric constants by standardization, in January 28, 2009, the extinction coefficient found to be $k_B$=0.359 and photometric constant was $C_B$=4.397. In March 27, 2009, extinction coefficients were $k_B$=0.896 and $k_V$=0.725, and photometric constants were $C_B$=6.235 and $C_V$=6.027. Brightness of the night sky was measured from east, west, south, and north each by altitude of $20^{\circ}$, $40^{\circ}$, $60^{\circ}$, $75^{\circ}$ and $90^{\circ}$. Data reduction and analysis was based on IRAF. Seeings for the each day of observation were 5.1 and 5.7 arcseconds in January 28 and March 27, respectively. Night sky spanned the magnitude range of $16{\leq}m_V$, $m_B{\leq}18$ We found that the brightness of night sky located at downtown was twice to four times brighter. On these observational conditions, limiting magnitude within 40cm-telescope becomes 11-13 magnitudes. Compared with Jan 28 and Mar 27, night sky brightness of January is 1 magnitude fainter than that of March in B filter.
We measured night sky brightness (NSB) over the downtown using a Digital Single Lens Reflex (DSLR) camera combined to a small telescope for educational purpose, considering that most secondary schools are located in urban areas and have limitation in the equipment for astronomical observation. Raw format images from DSLR camera are not affected by various camera settings except for the ISO, and the typical photometric uncertainty including filter transformation is about 0.1 mag. Near the zenith, the NSB of the B, V, and r-band is 17.5, 17.1, and $16.9mag\;arcsec^{-2}$, respectively. The approximate limiting magnitude is derived to be 17.5 mag at B-band and 17 mag at V, r-band. A large scale artificial light close to the observation site is the dominant cause for making observing condition worse, increasing the NSB by $0.6mag\;arcseec^{-2}$ regardless of the altitude and filter.
표준우주모형이 예측하는 천체의 성장 역사를 추적하기 위해서는 보통의 밤하늘 밝기보다 약 1000배 어두운 낮은 표면밝기(Low Surface Brightness, LSB) 우주 탐사가 필요하지만, 관측기술의 한계로 아직 LSB 우주는 거의 미지의 세계에 있다고 할 수 있다. 한국천문연구원에서는 LSB 천체 관측에 최적화된 직경 300 mm K-DRIFT Pathfinder 망원경을 개발하였다. LSB 천체는 ~28 mag/arcsec2 보다 어두운 천체로 표면밝기가 매우 낮기 때문에 망원경 내부의 미광(stray light)을 최소화하는 것이 중요하다. 이를 구현하기 위해 K-DRIFT Pathfinder 망원경에는 선형 비점수차가 제거된 비축 자유곡면 삼 반사경 형태를 적용하였다. 본 연구를 통해 가시광 영역에서 선형 비점수차가 제거된 비축 자유곡면 삼 반사 망원경의 설계, 제작 및 측정 가능성을 검증하였다. 본 발표에서는 K-DRIFT Pathfinder 망원경에 적용된 비축 자유곡면 광학면의 가공, 삼 반사 망원경의 조립 및 정렬 결과를 소개한다.
맑은 날에도 엷은 상층운이나 난류의 방해로 관측 품질이 저해되는 등 천문 분야는 대기환경에 민감하나, 하층 대기 상태에 비중을 두는 동네예보만으로는 천문 분야의 기상정보에 대한 수요를 충족하기에는 한계가 있다. 이에 천문 관측 환경에 보다 특화된 별밤예보를 개발하여 천체 관측 가능성과 천문 관측 자료의 품질을 좌우하는 대기상태를 UM 국지모델 생산자료를 바탕으로 예보하고자 한다. 예보 요소는 하늘상태(운량), 시상(seeing), 투명도, 암도(darkness) 및 대기청명지수, 풍속, 기온, 습도이다. 대기청명지수는 일반인이 관찰하기 좋은지 여부를 한 눈에 알 수 있게 운량과 투명도, 암도를 종합한 지수로 10~100까지 10단계로 제공할 계획이다. 하늘상태와 풍속, 기온, 습도는 $5{\times}5km$격자마다 제공되는 기상청 동네예보에서 천문대와 가장 가까운 격자의 예보치를 추출하였다. 시상은 대기의 난류 정도에 좌우된다. 그러나 충북의 고층기상 관측자료가 없어서, 시상 예보식을 만들기 위해 UM 국지모델에서 제공하는 각 등압면의 기온과 바람벡터로부터 정적 안정도(온위 경도)와 연직 바람시어를 유도한 뒤, 다중회귀분석으로 시상 예보식을 구하였다. 또한 대기청명지수는 청주기상지청에서 관측한 운량과 밤하늘 밝기 자료를 종속변수, 별의 개수를 독립변수로 하는 다중회귀예측식을 구하였다.
천상열차분야지도와 소주천문도는 전통 별자리를 돌에 새긴 한국과 중국의 대표 천문도이다. 이들 천문도는 조선 초기인 1395년과 남송시대인 1247년에 각각 만들어졌다. 비슷한 시기에 만들어진 두 천문도에는 한양(漢陽)과 개봉(開封)의 위도를 기준으로 밤하늘에 보이는 동양의 전통 별자리가 새겨져있다. 본 연구에서는 이들 두 천문도의 별자리를 비교 분석하여 각각의 특징을 찾아내고 이들을 한국과 중국의 전통 별그림과 비교하였다. 천상열차분야지도 별그림의 가장 큰 특징은 밝기에 따라 별의 크기를 다르게 새긴 과학적인 표현법이다. 이 외에도 한국과 중국 석각천문도의 별그림에는 몇 가지 차이점이 있다. 두 천문도에서 보이는 별그림의 차이를 조사한 결과 다르게 그려진 별그림에서 각각의 공통된 특징을 찾아냈다. 두 천문도의 대표적 차이점은 별자리 연결방식과 별의 상대적 위치 차이에 의한 별자리 모양이다. 아울러, 두 천문도에 그려진 서로 다른 별그림을 한국과 중국의 보천가(步天歌)와 신의상법요(新儀象法要)의 별그림과 비교하였다. 한국과 중국의 석각 천문도를 비교한 결과 두 천문도 별그림의 가장 큰 차이점은 천문도 제작의 완성도와 별그림의 유래 그리고 별자리 표현 방식의 차이에서 기인하고 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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