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[천문연 참고자료] 2024년 4월 8일 개기일식 현장 관련 참고자료
2024년 4월 8일 개기일식 현장 관련 참고자료 □ 2024년 개기일식 개요  ㅇ 4월 9일(현지시각: 4월 8일) 북미 전역을 가로지르는 개기일식이 진행됐다. 텍사스주 람파사스시(Lampasas, Texas) 기준으로 8일 12시 18분부터 14시 58분까지 2시간 40분간 진행됐으며 태양이 완전히 가리는 개기식 기간은 4분 26초였다.  ㅇ 한국천문연구원은 텍사스주에 두 팀의 관측단을 파견해 개기일식을 관측하고, NASA와 공동으로 개발한 국제우주정거장용 코로나그래프(CODEX) 핵심 연구를 위한 지상 관측을 성공적으로 수행했다.  ㅇ 한국천문연구원 조경석 책임연구원은 “흐린 날씨에도 불구하고 천문연-NASA팀은 코로나 온도와 속도를 결정할 수 있는 4개 필터를 통해 편광 영상과 비편광 영상을 모두 확보했다. 향후 데이터 분석을 통해 낮은 코로나의 편광 특성과 지구대기의 편광 영향을 자세히 분석할 예정이다”고 말했다. 이 결과는 9월 국제우주정거장에 설치될 CODEX의 관측 결과와 함께 코로나 연구 자료로 활용될 예정이다. 사진 1 . 2024년 개기일식 다이아 반지의 순간. 지난 4월 8일 미국 아칸소주 말번(Malvern) 오후 1시 53분(한국시간 4월 9일 오전 3시 53분)에 촬영. 촬영자: 한국천문연구원 김명진 책임연구원 사진 2. 한국천문연구원과 NASA 공동 연구팀이 개기일식시 관측한 4234 옴스트롱 파장대 데이터 사진. 가운데 부분이 달이고 파란색과 연두색 부분이 코로나영역이다. 이와 같은 여러 관측 데이터를 바탕으로 코로나의 온도와 속도를 유추할 수 있다. 출처: KASI-NASA 공동연구팀  사진 3. 한국천문연구원에서 개발한 태양코로나멀티슬릿편분광기(SOMSPECT))를 사용해 촬영한 태양 코로나의 분광자료. 가로축 방향이 슬릿(파동 또는 빛의 일부만이 통과하게 만든 작은 틈), 세로축 방향이 분광방향이다. 약 60도 기울어진 네 개의 밝은 선은 개기일식 중 태양의 경계면에서 보이는 채층의 분광 스펙트럼이다. 좌측 상단의 선 안에 위치한 밝은 두 개의 작은 점은 홍염에서 방출되는 채층선이다. 가로 방향으로 늘어선 두 개의 밝은 선은 코로나 이온의 방출선이다. 전자와 이온의 온도와 속도, 먼지의 분광정보를 측정한다. 출처표기: KASI-NASA 공동연구팀  사진 4. NASA-KASI 개기일식 관측단 현장 이미지
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4월 8일, 북미 대륙을 가로지르는 개기일식 진행
4월 8일, 북미 대륙을 가로지르는 개기일식 진행 - 태양의 비밀 밝히기 위해 개기일식 원정 관측단 총 출동 - 천문연-NASA, 국제우주정거장 코로나그래프 발사 전 최종 점검 ■ 4월 8일(현지시각, 한국시각 9일) 멕시코, 미국을 지나 캐나다 동부를 가로지르는 개기일식이 진행된다. 달의 본 그림자가 지나가는 지역은 최대 4분 30초에 이르는 시간 동안 개기일식의 암흑을 경험할 수 있다.   ■ 일식이란 달이 지구와 태양 사이를 지나면서 태양을 가리는 현상으로 태양의 전체를 가리면 개기일식이다. 이번 일식은 국내에서는 관측할 수 없다. 텍사스주 람파사스시(Lampasas, Texas) 기준으로는 8일 12시 18분부터 14시 58분까지 2시간 40분간 진행되며 태양이 완전히 가리는 개기식 기간은 4분 26초이다.    ※ 이번 일식은 여러 시간대(Time Zone)를 가지고 있는 북미 대륙을 가로질러 진행되기 때문에 특정 지역의 시각을 기준으로 할 수 없다. 천문연은 NASA와 공동으로 관측단을 파견한 텍사스주 람파사스시 중심으로 기준을 정했다. 1 진행 상황 대한민국 서울 Korea Standard Time (국내 관측 불가) 람파사스, 텍사스 (Lampasas, Texas) Central Daylight TIme 부분식 시작 9일 02:18 8일 12:18 개기식 시작       03:35        13:35 개기식 종료       03:40       13:40 부분식 종료       04:58        04:58 ■ 다음 개기일식은 2026년 8월 12일(현지시각, 한국시각 13일) 아이슬란드와 스페인을 통과할 예정이다. 한반도에서 볼 수 있는 개기일식은 2035년 9월 2일 오전 9시 40분경 북한 평양 지역, 강원도 고성 등 일부 지역에서 볼 수 있으며 서울의 경우 부분일식으로 관측 가능하다. ■ 개기일식은 지상에서 태양 코로나*를 연구할 수 있는 유일한 기회다. 평소 태양의 밝은 광구 때문에 관측이 불가능한 대기층을 선명하게 볼 수 있기 때문이다.   ※ 태양 코로나: 태양 대기의 가장 바깥 영역 ■ 태양 연구에서 가장 대표적인 난제는 코로나 온도 가열과 태양풍 가속의 원리이다. 태양은 중심에서 바깥쪽으로 나아갈수록 온도가 낮아지지만 바깥 대기 부분인 코로나에서는 오히려 수백만 도까지 가열된다. 또한 태양 표면에서 초속 수십 km 정도의 태양풍이 코로나를 지나 지구 근처에서는 초속 수백 km로 가속된다. ■ 이런 태양의 비밀을 밝히기 위해 한국천문연구원(이하 천문연)은 이번 일식 때 텍사스주 람파사스시(Lampasas)와 리키시(Leakey)에 두 팀의 관측단을 파견해, 개기일식 때 관측이 가능한 태양의 바깥 대기 부분인 코로나를 연구하고, NASA와 공동으로 개발한 국제우주정거장용 코로나그래프*(이하 CODEX, Coronal Diagnositc Experiment)의 핵심 연구를 위한 마지막 지상 관측을 수행할 예정이다.    ※ 코로나그래프 : 인공적으로 태양 원반을 가려 개기일식처럼 관측할 수 있는 특수한 망원경 장치 ■ 두 관측단은 올해 9월 발사를 앞둔 CODEX의 핵심 기술인 편광카메라와 새로운 편분광장비를 활용해 태양반경의 1배에서 4배에 이르는 지역인 낮은 코로나 영역의 관측을 시도한다. 기상 악화에 따른 관측 실패 위험을 줄이기 위해 약 200km 떨어진 두 곳에서 관측을 진행한다.  ■ 첫 번째 관측단인 천문연-NASA 개기일식 관측단은 천문연에서 개발한 우주용 편광카메라와 편광기능이 없는 카메라를 함께 사용한다. 기존 개기일식 관측을 통해 얻어진 코로나의 온도와 속도 정보는 모두 비편광관측을 통해 이루어졌다. 편광관측을 통해 더욱 정확한 CODEX 관측자료의 분석과 해석에 활용할 예정이다. ? 천문연의 두 번째 관측단은 텍사스주 리키시에서 새로운 편분광 관측장비(코로나영역적분편분광기(CORIFS), 태양코로나멀티슬릿편분광기(SOMSPECT))를 사용해 전자와 이온의 온도와 속도, 먼지의 편광정보를 측정한다. 이 결과는 CODEX가 9월 국제우주정거장에서 관측할 중간 코로나 영역인 태양반경의 3~8배 영역의 관측 결과에 상호보완적인 연구자료로 활용될 예정이다. 그림 1. (우) 우주공간에서의 열진공환경에 대비한 시험을 위해 대형 챔버에 장착된 CODEX의 모습.    (좌) 국제우주정거장에서 CODEX 탑재 위치 ■ CODEX는 천문연이 NASA와 공동으로 개발해 세계 최초로 우주 공간에서 태양 코로나의 온도와 속도를 동시에 관측해 2차원 영상으로 구현할 수 있도록 고안된 코로나그래프다. 현재 CODEX는 최종 조립 단계에 있으며, 올해 9월 발사 후 최대 2년간 국제우주정거장에서 운영될 예정이다. ■ CODEX 한국측 개발 책임자인 천문연 김연한 박사는 “이번에 NASA와 공동으로 개발한 CODEX는 태양 연구의 난제로 꼽히는 코로나 가열과 태양풍 가속 비밀의 실마리를 푸는 데 큰 기여를 할 것”이라며 “개기일식 동안 새로운 관측기법과 새로운 관측기를 시험하는 것은 우주에 관측기를 올리기 전에 시험하는 필수 과정이며, 우리나라에 우주항공청이 설립돼 본격적으로 우주탐사를 대비하는 데 있어 과학 기술적 의미가 크다”고 밝혔다. ■ 천문연-NASA 개기일식 관측단의 천문연 조경석 박사는 “이번 개기일식에서 코로나의 편광 특성 관측은 향후 CODEX 관측자료 해석에 신뢰도를 높이고 태양코로나의 편광 특성에 대한 지식을 확보한다는 측면에서 의미가 있다.”고 밝혔으며, 천문연 최성환 박사는 “이번 관측에는 천문연에서 개발한 세계 최초의 우주용 편광카메라와 자동관측 소프트웨어를 이용하여 짧은 개기일식 진행 동안 최대한 많은 편광 영상을 획득하게 된다”고 말했다.   ■ 새로운 편분광 관측을 시도하는 관측단을 이끄는 천문연 양희수 박사는 “이번 개기일식에서 두 대의 편분광 관측장비를 이용한 관측은 지금까지 수십년 간 한국 개기일식 원정관측단이 수행한 코로나 연구의 새로운 이정표가 될 시도로 새로운 연구 주제를 발굴하고 새로운 기술을 시험하는 계기가 될 것”이라고 말했다. (보도자료 끝. 참고자료 있음.) [참고 1] 그림 및 참고 영상 그림 2. 2017년 천문연 개기일식 관측단이 미국에서 촬영한 개기일식과 코로나. (올해 개기일식 사진은 한국시각으로 4월 9일 오후 5시 이후 추가 배포 예정) 영상 1. 2017년 천문연 개기일식 관측단이 미국 와이오밍에서 촬영한 개기일식 영상(촬영자: 한국천문연구원 박영득 책임연구원(현 한국천문연구원 원장))        다운로드 링크: http://210.110.233.66:8081/api.link/3d_baLoJHrjBWuMO_cE~.mp4 영상 2. 2017년 제26회 천체사진공모전 동영상 부분 수상작(촬영자: 오준호, 제목 Eclipse)        다운로드 링크: http://210.110.233.66:8081/api.link/3d_baLoJHrnHWu4P-MA~.mp4 그림 3. 2024년 북미를 가로지르는 개기일식 관측 가능한 지역(출처: NASA) 그림 4. 개기일식의 원리 개기일식이란 달이 태양을 가려 태양 전체가 보이지 않는 현상을 말한다. 일식은 지구가 태양을 공전하고, 달이 지구를 공전하기 때문에 발생하는 현상으로, 지구-달-태양이 일직선으로 놓일 때 발생한다. 태양의 지름은 달의 지름보다 약 400배 크지만 달보다 약 400배 멀리 떨어져 있어, 달과 태양의 겉보기 시직경이 비슷하게 보여 개기일식이 나타난다. 개기일식은 지구의 공전궤도면과 달의 공전궤도면은 약 5도 정도 기울어져 있어 매 합삭(달이 지구와 태양 사이에 오는 시점)때마다 발생하지는 않는다. 보통 4년에 3번 비율로 발생하며 식이 일어나는 지역이 한정되므로 지구상에서 개기일식 현상을 관측하기는 쉽지 않다.  그림 5. 코로나그래프 개발 NASA 현장 사진 영상 3. 코로나그래프 개발 NASA 현장 동영상 및 인터뷰 링크:  http://210.110.233.66:8081/api.link/3d_baLoJHrnFWuQJ9sM~.mp4 (1) Dr. Jeffrey Newmark (CODEX 연구책임자, NASA/GSFC) (2) 백지혜 박사 (Ground SW 개발 담당, 한국천문연구원) (3) Jim Lanzi (포인팅시스템 SW 개발 담당, NASA/WFF) [참고 2] 태양 연구의 목적과 관측단의 목적   - 태양풍 가속 태양에서는 끊임없이 흘러나오는 플라즈마의 흐름이 있는데 이를 태양풍이라 부른다. 태양풍은 태양에서 나와 태양권 전체로 퍼져 나가고 지구 주변의 우주환경에도 영향을 끼친다. 그런데 태양 표면 근처에는 초속 수십 km 정도로 빠져나오는 태양풍이 코로나를 지나 지구 근처에서는 초속 수백 km로 관측된다. 아직 왜 태양풍이 코로나를 지나면서 점점 빨라지는지는 명확히 알려지지 않았다. - 코로나 온도 가열 메커니즘  코로나는 태양대기의 가장 바깥층을 구성하고 있는 부분이다. 태양 표면 온도는 대략 6,000도인 반면, 코로나의 온도는 약 100만에서 500만도다. 물리 법칙에 따르면 열은 뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 이동하기 때문에 태양 표면이 그 대기인 코로나보다 더 뜨거워야 한다. 그러나 아직까지 왜 코로나가 태양 광구보다 뜨거운지 명확한 원인이 밝혀지지 않았다. 개기일식과 코로나그래프로 관측되는 코로나의 연구를 통해 밝혀질 것으로 기대한다. 코로나에서 가속된 전자는 지구 주변 환경에 직접적인 영향을 미치기도 한다. - 천문연 개기일식 원정관측단의 목적 천문연은 올해 NASA와 함께 개발한 코로나그래프 CODEX를 하반기 국제우주정거장에 설치할 예정이다. CODEX는 태양반경 3~8배 영역의 태양 코로나에 대한 필터 관측을 통해 전자의 온도와 속도를 측정한다. 이번 개기일식 관측은 CODEX 팀과 함께 지상에서의 개기일식을 통한 코로나의 편광정보에 대한 기본 지식을 증진시키고 우주에서의 CODEX 자료해석을 위한 기초자료를 확보하는 것을 목표로 한다. 또한 코로나그래프로 측정이 어려운 1~4 태양 반경 위치에서 아직까지 코로나 관측에 사용된 적 없는 영역적분분광기술(CORIFS)과 멀티슬릿 분광기술(SOMSPECT)로 코로나를 구성하고 있는 전자(K-코로나)와 고에너지 이온(E-코로나)의 온도 및 분포, 먼지(F-코로나)의 분포를 이해하고자 한다. 영역적분분광기술은 이번 코로나 관측으로 실효성을 검증한 뒤 벌룬이나 큐브셋과 같은 소형 플랫폼을 통해 우주급 장비 개발에 활용될 예정이다. 멀티슬릿 분광기술은 이번 개기일식 기기 개발을 통해 개발 가능성을 검증해 천문연에서 개발 및 운영하고 있는 미국 빅베어 태양천문대의 고속영상태양분광기의 속도를 높이는 데 활용될 예정이다.       그림 6. (좌)천문연에서 시험 관측 중인 태양코로나멀티슬릿편분광기(SOMSPECT), (우) 코로나영역적분편분광기(CORIFS)
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이번엔 우리은하 중심 블랙홀 주변  정렬된 자기장 구조를 포착하다!
이번엔 우리은하 중심 블랙홀 주변 정렬된 자기장 구조를 포착하다! - 1,500배 무거운 M87 블랙홀과 유사한 구조로 정렬된 자기장 관측 - 4월부터 한국 전파망원경(KVN)도 블랙홀 관측 수행 ■ 한국의 연구진 및 연구기관들이 참여한 국제 공동연구진이 사건지평선 망원경(Event Horizon Telescope) 관측을 통해 우리은하 중심에 위치한 초거대질량블랙홀의 편광* 영상을 새롭게 공개했다. 공동연구진은 우리은하 블랙홀 가장자리에서 나선형으로 정렬된 자기장 구조를 포착했다.   ※ 편광: 특정한 방향으로만 진동하며 나아가는 빛(전자기파) 그림 1. 우리은하 중심에 위치한 초대질량블랙홀 편광 영상 ■ 블랙홀은 시공간의 휘어짐으로 중력을 설명한 아인슈타인의 일반상대성이론을 검증할 수 있는 가장 대표적인 대상이다. 이번 영상은 사상 최초로 우리은하 중심 블랙홀(2022년 5월 보도자료*)을 편광 관측한 결과다. 편광 관측을 통해 주변의 자기장에 의해 빛이 일정한 방향으로 정렬되어 나타난 것을 확인할 수 있다.   ※ 사상 최초로 우리은하 중심에 위치한 블랙홀 포착 링크(2022. 5. 12. 보도자료):  https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/29144 □ 빛은 모든 방향으로 진동하며 이동하는데, 이때 빛이 한 방향으로 진동하는 경우 이를 편광됐다고 한다. 블랙홀 주변 플라즈마에서는 입자들이 강한 자기장에 따라 움직이며 이러한 입자들이 방출하는 빛은 자기장 방향에 수직이다. 따라서 편광된 빛을 관측함으로써 블랙홀 주변의 자기장 구조를 파악할 수 있다. 자기장 구조를 통해 블랙홀 바로 바깥에서 물질의 유입과 방출이 일어나는 원리를 이해할 수 있다.  □ 전 연구대상이었던 M87 블랙홀의 경우 2021년에 자기장 구조를 포착했으며(2021년 3월 보도자료*) 이로부터 블랙홀 주변의 자기장이 제트라고 불리는 강한 물질 분출류를 만들어낼 수 있음을 확인했다. 이번에 관측한 우리은하 블랙홀의 자기장 구조도 M87 자기장 구조와 매우 유사하다. 따라서 M87과 같은 제트 분출류가 우리은하 중심 블랙홀에도 있을 수 있음을 암시한다.    ※ M87 블랙홀 편광 관측 통해 물질을 빨아들이고 내뱉는 과정 밝히다 링크(2021. 3. 25. 보도자료):  https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/28712 □ 한국천문연구원/연세대학교 박사후연구원 조일제 박사는 “우리은하 중심 블랙홀은 M87 은하 중심 블랙홀과 달리 제트의 존재가 아직 관측으로 발견되지 않았다”며, “제트를 검증하기 위해서는 서로 다른 주파수에서의 동시 관측이 매우 중요하며 이를 위해 한국 연구자들의 주도로 한국우주전파관측망(KVN) 및 동아시아초장거리간섭계네트워크(EAVN)를 사용한 연구가 활발히 진행 중이다” 고 말했다.  □ 한국천문연구원 손봉원 책임연구원은 “두 초대형블랙홀이 전혀 다른 형태와 크기를 가진 은하에 속해 있고, 두 블랙홀의 질량과 크기가 약 1,500배 차이난다는 점을 고려하면, 이러한 자기장 구조가 다른 블랙홀에서도 동일할 수 있음을 암시한다는 점에서 더 흥미롭다” 라고 이번 발견의 중요성을 강조했다. □ 연구진은 2024년 4월에 사건지평선 망원경을 활용해 우리은하 중심 블랙홀을 다시 관측할 예정이다. 특히 이번 관측부터는 우주항공청과 한국천문연구원이 운영하는 한국우주전파관측망(KVN)도 본격적으로 참여한다.      □ 정태현 KVN그룹장은 “이전까지는 관측된 데이터 분석과 연구 차원에서 한국 연구자들이 참여했다면 이번부터는 KVN이 직접 관측으로 참여하는 것”이라며 “우주항공청 시대에 앞으로 고주파수 대역 관측 성능이 우수한 KVN이 함께 참여함으로써 더 선명한 블랙홀의 그림자를 볼 수 있을 것으로 기대하며 우리은하 중심 블랙홀의 숨겨진 제트도 발견하고자 한다”고 말했다.    □ 본 연구는 천체물리학저널레터(The Astrophysical Journal Letters) 2024년 3월호에 게재됐다. (보도자료 끝. 참고사진 있음.) [참고 1] 그림 및 참고 설명 그림 2. (좌측) 2021년 공개한 M87 은하 중심에 있는 초대질량블랙홀의 편광 영상, (우측) 이번에 공개한 우리은하 중심에 있는 초대질량 블랙홀 편광 영상 - 편광(Polarization)이란 무엇인가?   ⋅동영상: https://www.youtube.com/watch?v=Un-9fbqlIKo   ⋅출처: ©EHTC and Fiks Film [참고 2] 우리은하 블랙홀 연구 관련 주요 내용 1 지구에서 가장 가까운 블랙홀의 구조는 원형 사상 최초로 우리은하 중심에 위치한 블랙홀 포착 2022년 2월 공개 2022년 5월 공개 보도자료 링크: https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/29045 보도자료 링크: https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/29144 [참고 3] 용어 및 관측시설 설명 - EHT 프로젝트 ‘블랙홀’이라 하면 검은 구멍을 떠올린다. 블랙홀을 직접 본 사람은 없고 블랙홀을 직접 볼 수도 없다. 블랙홀은 빛조차 흡수해 버려 직접 관측할 수 없기 때문이다. 우리가 영상이나 논문에서 봤던 블랙홀의 이미지는 모두 이론을 바탕으로 만들어진 상상에 불과하다. ‘이벤트 호라이즌 망원경(EHT)’은 번역하면 ‘사건지평선망원경’으로, ‘사건지평선’이란 블랙홀의 안과 밖을 나누는 넓은 경계지선을 뜻한다. 어떤 물질이 사건지평선을 지나 블랙홀로 빨려 들어갈 때 그 일부는 에너지로 방출되기에 높은 해상도의 관측 장비를 동원한다면 사건지평선의 가장자리를 볼 수 있다는 것이다. 사건지평선 부근은 강한 중력 효과에 의한 현상이 발생한다. 대표적인 것이 블랙홀의 그림자(Black Hole Shadow)이다. 블랙홀 주변의 원반에서 사건지평선 가까이에 다가간 물질은 빛의 속도에 가까운 매우 빠른 속도로 블랙홀 주변을 공전하며 블랙홀로 끌려 들어간다. 이때 발생하는 마찰이 유발한 강력한 빛이 원반을 밝게 빛나게 하는데, 이 원반의 모양은 블랙홀의 중력에 의해 왜곡되고 구부러져 보이게 된다(예: 영화 ‘인터스텔라’의 블랙홀). 또한, 관측자에게는 이 회전하는 원반 중 관측자를 향하여 움직이는 모서리가 관측자에게서 멀어지는 모서리보다 밝게 보이게 된다. 이렇게 블랙홀 주변의 극단적인 환경에서 발생하는 현상에 대한 관측은 일반 상대성 이론과 초대질량 블랙홀의 이해에 대한 강력한 증거가 된다. 해당 관측을 위해선 거대 관측 장비가 필요하다. 이에 지구촌 전파천문학자들은 전파망원경 8개를 하나로 연동해 지구 크기의 거대 망원경처럼 활용했다. 2018년 이후로 EHT 관측망에 추가로 참가하는 망원경이 더해져, 2020년에는 총 11대까지 수가 늘어났다. - 초대질량 블랙홀(Supermassive black hole) 활동성 은하의 중심에 있는 초대질량블랙홀은 우주에서 발견되는 가장 강력한 천체중 하나이며, 엄청난 크기의 중력으로 인해 많은 양의 물질을 빨아들이고, 그 과정에서 플라즈마 제트를 광속에 가까운 속도로 분출하여 수천 광년 떨어진 곳까지 뿜어낼 수 있다. 대부분의 은하 중심에 초대질량 블랙홀이 있을 것으로 추정된다.  - 일반상대성이론 1915년 알버트 아인슈타인은 일반상대성이론을 발표했다. 어떤 물체가 존재하면 그 주변 시공간은 그 물체의 질량에 영향을 받아 휘어지게 되는데 질량이 크면 클수록 주변 시공간이 더 많이 휘어져 더 큰 곡률을 갖게 된다는 것이다. 지금으로부터 100년 전인 1919년, 영국의 천문학자 에딩턴과 두 탐험대가 개기일식 전날 밤과 개기일식 동안 태양 주변의 빛을 관측했다. 에딩턴은 개기일식 때 태양 주변 빛이 태양의 중력에 의한 영향으로 빛이 1.61초 휘는 것을 관측했고, 약한 중력장 하에서 일반상대성이론을 검증할 수 있었다. - 초장기선 전파간섭계(VLBI, Very Long Baseline Interferometry)  초미세구조를 관측하기 위해서는 여러 전파망원경을 하나로 연동해야만 한다. 세계 각지의 최첨단 전파망원경으로 하나의 천체를 동시 관측해 분해능(떨어져 있는 두 물체를 구별하는 능력)을 높이는 초장기선 전파간섭계 기술을 활용한다. 수백~수천 킬로미터 떨어진 여러 대의 전파망원경으로 동시에 같은 천체를 관측하여 전파망원경 사이의 거리에 해당하는 구경을 가진 거대한 가상의 망원경을 구현하는 방법이다. 간섭계를 구성하기 위해 동원한 전파망원경의 수가 많을수록, 그들 사이의 거리와 방향이 다양할수록 간섭계의 영상 복원능력이 향상된다. 8개 전파망원경이 각자 전파 신호를 포착하고 이 신호들을 한데 모아 ‘가상의 망원경 초점’에서 종합하면 사실상 지구만한 전파망원경의 효과를 낼 수 있다.  - 한국우주전파관측망(KVN, Korean VLBI Network) 그림 3. KVN 평창 전파망원경 우주항공청과 한국천문연구원이 운영하는 KVN은 서울 연세대, 울산 울산대, 제주 서귀포(구 탐라대 부지), 평창에 설치된 21m 전파망원경 4기로 구성된 초장기선 간섭계(VLBI: Very Long Baseline Interferometry) 관측망이다. KVN은 우리나라 크기 만한 가상의 큰 망원경을 구현하여 높은 분해능을 얻을 수 있다. 이를 통해 블랙홀이나 활동성 은하핵, 별의 탄생과 사멸 지역과 같은 우주의 초미세 구조를 세밀하게 관측할 수 있다. 최근 서울대 평창 캠퍼스에 KVN 4호기 건설이 완공되었으며,  KVN 평창 전파망원경은 기존 KVN 망원경의 관측 주파수 대역을 포함해 최고 270GHz에 이르는 고주파수 우주전파신호를 관측할 수 있는 세계 최초 5채널(22/43/86/150/230GHz) 수신시스템을 갖췄다. [천문연 보도자료 2023년 12월 20일자 참고: https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/29883] - 동아시아우주전파관측망 (EAVN, East Asian VLBI Network) 동아시아우주전파관측망 (EAVN, East Asian VLBI Network)은 한국, 일본, 중국의 총 16개의 망원경을 연결한 최대 기선 5000km 정도의 거대 VLBI 관측망이다. 한국천문연구원은 EAVN을 운영하는 4개국(한국, 중국, 일본, 태국)의 7개 기관(KASI, NAOJ, SHAO, XAO, YNAO, NGII, NARIT) 중 운영에 가장 큰 기여를 하고 있는 기관으로, EAVN의 관측제안서 접수, 관측 스케쥴링, 데이터 상관처리, 자료 아카이브관리 등을 담당하고 있고, EAVN의 관측 전반을 관리하는 웹페이지를 운영하고있다 (EAVN 웹페이지, https://radio.kasi.re.kr/eavn/main.php).
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문헌으로만 전해진 남병철 혼천의 복원
문헌으로만 전해져온 ‘남병철 혼천의’ 복원  - 170여 년 만에 되살린 조선의 혼천의  - 이동성과 다양한 기능 종합적으로 탑재한 당대 최첨단 관측기기 ■ 한국천문연구원(원장 박영득)은 조선 후기 천문유산인 ‘남병철 혼천의’ 복원 모델 제작에 성공했다. 이로써 문헌으로만 전해졌던 조선 후기 천문학자인 남병철의 혼천의가 170여 년 만에 되살아났다. 그림 1. 남병철 혼천의 복원 모델 가장 큰 원 부분(지평권) 지름은 90cm, 전체 높이는 100.5cm이다. □ 혼천의는 지구, 태양, 달 등 여러 천체의 움직임을 재현하고 그 위치를 측정하는 기기로 현대천문학으로 넘어오기 이전까지 표준이 된 천체관측기구다.  □ 남병철 혼천의는 개별 기능으로만 활용되어온 기존 혼천의를 보완하고 관측에 편리하도록 개량한 천문기기로 천문학자 남병철(南秉哲, 1817~1863)이 집필한 ‘의기집설(儀器輯說)’의 ‘혼천의’편에 기록되어 있다. □ 남병철 혼천의는 장소를 옮겨가며 천체를 관측할 수 있도록 관측의 기준이 되는 북극 고도를 조정하는 기능을 갖췄다. 기존 혼천의는 북극 고도를 관측지에 맞게 한번 설치하면 더 이상 변경할 수 없었다. □ 남병철 혼천의의 또 다른 특징은 필요에 따라 사유권*의 축을 선택할 수 있어 고도, 방위 측정은 물론이고, 황경과 황위, 적경과 적위 등 다양한 정보를 얻을 수 있다는 점이다.   ※ 사유권: 천체의 위치를 측정하기 위한 환으로 극축을 중심으로 적도 방향(동서 방향)으로 운행한다. □ 남병철은 가장 안쪽 고리(사유권)의 회전축을 두 번째 안쪽 고리(재극권)에 있는 3종류의 축인 적극축, 황극축, 천정축을 연결해 상황에 맞는 천체 관측이 가능하도록 혼천의 기능을 더욱 확장했다. 예를 들어 축을 적극축에 연결하면 지구의 회전축을 중심으로 천체의 위치를 표현해 적경과 적위를 측정하며, 황극축에 고정할 경우 태양의 운동을 기준 삼아 사용되는 황도좌표계의 황경과 황위를 측정할 수 있다. 천정축에 연결하면 고도와 방위 측정이 가능하다. 즉 남병철 혼천의는 기존 세 종류의 혼천의가 하나로 합쳐진 것이다.  □ 남병철 혼천의에 관한 연구는 한국천문연구원 김상혁 책임연구원이 20년 전에 시작했으며, 2022년부터 한국천문연구원 민병희 책임연구원,  국립과천과학관의 남경욱 연구관 등 연구팀을 구성해 본격적인 복원을 진행했다. □ 연구팀은 과학기술적 관점에서 ‘의기집설’의 내용을 다시 번역해 기초 설계를 진행했으며, 충북Pro메이커센터 및 전문 제작 기관과 협업해 남병철 혼천의 모델 재현에 성공했다. □ 이번 복원을 주도한 고천문연구센터 김상혁 책임연구원은 "남병철의 혼천의는 전통 혼천의 중에서 실제로 천체 관측이 가능하도록 재극권을 탑재한 세계 유일의 과학기기다. 과거의 천문기기를 복원함으로써 당시의 천문관측 수준을 이해하며 천문 기록의 신뢰도를 높일 수 있고, 우리 선조의 우수한 과학문화재를 되살릴 수 있다는 점에서 그 의의가 크다”고 밝혔다.  □ 남병철 혼천의는 올해 하반기에 국립과천과학관에서 특별 전시될 예정이다. [참고 1] 그림 및 참고 설명 -기존 혼천의와의 차별점 기존 혼천의와의 차별점을 설명하는 표입니다. 기존 혼천의 남병철의 혼천의 세종대 혼천의 송이영 혼천의 유학자 혼천의 발명연도 1435년경 1669년 17세기~19세기 1850년경 기능(관측정보) 혼천시계로 태양의 운행 모습 재현 혼천시계로 달과 태양의 운행 모습 재현 천체들의 운행 원리 교육 '방위와 고도'나 '직경과 적위'등 천체의 위치와 시각을 측정 특징 - 수력으로 운행되며, 혼상과 나란히 설치하여 운영 - 북극고도 고정 - 추동력을 활용하여 시보장치와 결합해 시계장치로 운영 - 북극고도 고정 - 유학자들이 제자들의 천문 교육을 위해 사용 - 북극고도 고정 - 실제 천문 관측용으로 제작한 혼천의로 3가지 좌표계를 자유롭게 변환하여 사용 - 북극고도 조정 - 남병철의 혼천의 혼천의에는 천체의 움직임을 알려 주는 많은 고리들이 달려 있는데, 남병철의 혼천의는 크게 5개의 층으로 구성된다. 가장 바깥을 이루고 있는 외환에는 지평권을 두었다. 그 안쪽에는 육합의를 두었는데, 육합의는 자오권과 천상적도권이 포함된다. 그 다음 안쪽에는 삼신의를 두었다. 삼신의는 삼신권, 유선적도권, 황도권으로 이루어졌다. 그 다음은 재극권을 두었다. 재극권을 통해 극축을 3가지로 구분해 사용할 수 있었다. 재극권 안쪽에는 사유의를 두었는데, 사유의는 사유권, 직거, 규형으로 이루어졌다. 규형은 천체를 조준하는 역할을 하는데, 여기에 통광표, 측성표 등의 관측표를 장착하여 천체를 관측했다.                                                                        남병철 혼천의 환(環) 및 주요 관측 부품 그림 2. 남병철 혼천의의 구조와 각 부품의 명칭                                                                                                   남병철 혼천의의 구조와 각 부품의 명칭 남병철 혼천의 주요 구성과 역할  ○ 육합의: 하늘의 둥근 모양을 표현하는데, 자오권과 천상적도권으로 구성되며 고정되어 있다.  1. 자오권: 지평권의 남북 방향을 통과하는 환이다.  2. 천상적도권: 천구상에 적도를 표현하는데, 자오권과 결합되어 있다. ○ 삼신의: 해, 달, 별을 의미하는데, 삼신권, 황도권, 유선적도권으로 구성되며 극축을 따라 회전한다.   3. 삼신권은 황도권과 유선적도권과 결합되어 있다.  4. 황도권은 태양이 운행하는 환으로 유선적도권과 23.5°어긋나게 결합되어 있다.  5. 유선적도권은 천상적도권 안쪽에 위치한 환으로 천구상 별의 운행을 나타내는 환이다.   ○ 사유의: 혼천의의 가장 안쪽에 위치하며 극축을 중심으로 회전한다. 천체의 위치를 관측하는 사유권과 규형이 있다.   6. 사유권: 천체의 위치를 측정하기 위한 환으로 극축을 중심으로 적도 방향(동서 방향)으로 운행한다.  7. 규형: 사유권 측면에 부착하여 위 아래(남북 방향)로 움직여 천체를 관측한다.  8. 지평권: 지평을 나타내며, 24방향을 나타낸다. 자오권과 천상적도권과 결합한다.  9. 재극권: 삼신의와 사유의 사이에 위치하며, 재극권에 적극, 황극, 천정극을 두어 좌표계를 변환할 수 있다. 혼천의로 천체를 관측하려면 가장 먼저 혼천의를 수평으로 설치하고 회전축이 적극축과 일치하도록 조정한다. 다음으로 삼신의를 동서 방향으로 돌려서 하늘의 모습과 일치시킨 후, 사유의를 돌려서 관측하려는 천체 방향으로 규형을 향하게 하여 그 천체를 겨눈 후, 사유권 눈금과 삼신의 적도권 눈금을 읽어 천체의 위치를 알 수 있다.
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정월대보름 보름달, 2월 24일 18시 3분에 뜬다
24일 정월대보름, 가장 둥근달 시간은 21시 30분 - 2024년 정월대보름 관련 천문정보 ■ 2024년 갑진년 정월대보름 보름달이 서울 기준 2월 24일 18시 3분에 뜬다. 이 달이 완전히 둥근달(망望)이 되는 시각은 2월 24일 21시 30분이다. 이 보름달이 가장 높이 뜨는 시각은 자정을 넘어 25일 0시 56분이다. □ 이번 정월대보름 보름달은 올해 가장 작게 보이는 보름달이며, 반대로 가장 큰 보름달은 10월 17일 보름달이다. 이 때 달의 크기는 약 14% 차이가 난다.    □ 해발 0m를 기준으로 주요 도시에서 달이 뜨고 지는 시각은 아래와 같다. 해발 0m를 기준으로 주요 도시에서 달이 뜨고 지는 시각을 나타내는 표입니다. 지역 2월 24일(정월대보름) 달 뜨는 시각 2월 25일 달 지는 시각 서울 18:03 07:39 인천 18:04 07:40 대전 18:03 07:36 대구 17:59 07:31 광주 18:07 07:37 부산 17:58 07:28 울산 17:56 07:27 세종 18:03 07:37 ※다른 지역은 한국천문연구원 천문우주지식정보 홈페이지(https://astro.kasi.re.kr/life/pageView/6) 월별 해?달 출몰시각 참고 ※ 완전히 둥근달(망) 시각과 달이 가장 높이 뜨는 시각(남중고도)은 어느 지역이나 동일하다. 그림 1. 제29회 천체사진공모전 은상 수상작(© 달을 품은 동네, 서영균) □ 달이 뜨고 지는 시각은 해발고도 0m를 기준으로 달의 윗부분이 지평선(수평선)상에 보이거나 사라지는 순간을 기준으로 산출한다. 따라서 해발고도와 지형, 공기의 밀도, 온도 등에 따라 약간의 차이가 있을 수 있다.     ※ 참고로, 해가 뜨고 지는 시각도 해의 윗부분이 지평선이나 수평선에 떠오르기 시작하거나 완전히 사라진 순간을 기준으로 뜨고 지는 시각을 정한다. □ 일반적으로 정월대보름이나 한가위 보름달이 가장 크다고 생각하지만, 실제로는 그렇지 않다. 지구를 기준으로 태양과 달이 정반대편에 일직선으로 위치할 때 보름달을 볼 수 있으며, 타원궤도를 도는 달이 근지점을 통과할 때 달이 더 커 보이며, 원지점을 통과할 때 작게 보인다. 달의 공전주기는 양력의 1년과 정확히 일치하지 않기 때문에 보름달이 가장 크게 보이는 달은 매년 다르다.
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천문연, 우주의 소리를 담은 음원 발매
천문연, 우주의 소리를 담은 음원 발매 - 창립 50주년 기념 음원 및 뮤직비디오‘Shine Like a Star’ 공개 - KVN 평창 전파망원경에서 얻은 첫 신호 소리로 변환 ■ 한국천문연구원이 창립 50주년을 기념해 디지털 싱글 앨범 ‘Shine Like a Star’를 2월 20일 발매한다.  □ ‘Shine Like a Star’는 인생과 일상 속 별과 우주 이야기를 감성적인 멜로디와 가사로 풀어내 우주가 주는 희망과 신비로움을 표현한 곡이다.  □ 본 음원의 보컬로는 가수 예성주가 참여했으며 서지원 감독과 김지나 작가가 작사와 작곡을 맡았다. 그림 1. ‘Shine Like a Star’ 뮤직비디오 내 이미지 일부분 □ 본 음원은 원곡과 보컬을 제거한 버전(instrumental)으로 총 두 가지로 출시되며, 자유롭게 활용이 가능하다. 멜론, 벅스, 지니 뮤직, 플로, 유튜브 뮤직 등 각종 음원 사이트에 등록될 예정이며 뮤직비디오는 한국천문연구원 공식 유튜브(링크: https://youtu.be/tA6sPmpbx-w)에 공개된다.                    □ 음원의 전반부와 후반부에는 2023년 지어진 한국우주전파관측망(KVN) 평창 전파망원경으로 검출한 첫 신호(First Light)를 소리로 변환해 삽입했다. □ 한편, 한국천문연구원은 1974년 9월 소백산천문대를 시작으로 올해 50주년을 맞이했다. (보도자료 끝. 참고사진 있음.) [참고 1] 앨범 이미지 그림 2. KVN 서울대 평창 전파망원경에서 촬영한 ‘Shine Like a Star’ 앨범 이미지 [참고 2] KVN 평창 전파망원경으로 검출한 첫 신호 이미지 그림 2. KVN 서울대 평창 전파망원경으로 검출한 오리온성운(Orion IRc2)에서 나오는 230GHz 일산화탄소(CO) 분자선 이미지 참고 링크: https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/29883 KVN 평창 드론 영상: http://210.110.233.66:8081/api.link/3d_baLoJGLDEWuYL-8E~.mp4 [참고 3] 천문연 기관 소개 1974년 9월 국립천문대로 출발한 한국천문연구원은 ‘우리는 우주에 대한 근원적 의문에 과학으로 답한다’라는 사명 아래 50년간 우리나라 천문우주과학 연구의 중추적 역할을 수행해왔다. 1978년 소백산천문대를 준공해 한국 현대 천문학의 시작을 이끌었으며, 1985년에는 한국 최초로 우주전파 관측소를 설치했다. 1996년에는 보현산천문대를 건립했으며 2024년 창립 50주년을 맞이했다. 천문연은 생명체가 존재할 가능성이 있는 외계행성을 탐색하기 위해 2015년부터 칠레·남아공·호주에 외계행성탐색 시스템을 설치, 24시간 관측하고 있다. 또한 거대마젤란망원경(GMT) 건설 사업에 참여, 빅뱅 직후 초기 우주의 수수께끼를 탐구하기 위해 준비 중이다. 천문연은 세계 최초로 우주 전파 4채널을 동시 수신하는 시스템을 개발해 세계적으로 인정받기도 했다. 천문연은 현대 천체물리학의 가장 큰 난제인 블랙홀 연구에도 주력하고 있다. 지난 2019년에는 사건지평선망원경(EHT)를 통해 지구에서 5500만 광년 떨어진 은하 M87의 '블랙홀 그림자' 관측에도 성공했다. 천문연은 미 항공우주국(NASA)에서 수행하는 아르테미스의 하위 프로젝트인 민간 달 수송 서비스에 참여 중이다. 현재 달 표면 과학 탑재체 4종을 개발 중이며, NASA에서 개발 중인 우주망원경 스피어엑스(SPHEREx)의 성능 시험 장비인 극저온 진공 챔버를 제작했다. 또한 국가 우주환경감시기관으로 선정돼 인공위성의 추락 궤도를 계산·감시하고 있으며, 조선시대 천문 관측자료인 '성변측후단자' 유네스코 세계기록유산 등재에도 앞장서고 있다.
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천문우주과학 분야 인공지능 컨퍼런스 SpaceAI 2024 개최
인공지능, 우주를 만나다! - 천문우주과학 분야 인공지능 컨퍼런스 SpaceAI 2024 개최 ■ 천문우주과학 분야 인공지능 연구자 100여 명이 대전 한국천문연구원(천문연) 본원에 모였다. 천문연은 2월 7일 빅데이터 기반 인공지능(AI)프로그램을 천문우주과학 연구에 활용할 수 있도록 SpaceAI 2024 컨퍼런스를 개최했다. □ SpaceAI는 최신 인공지능 기술을 사용해 다양한 우주 분야 연구가 수행될 수 있도록 연구 주제 발굴, AI 전문가 양성, 다양한 빅데이터 및 AI 플랫폼 지원을 목적으로 2023년 천문연에서 기획한 프로그램이다. □ 이번 컨퍼런스에는 2023년에 수행한 인공지능 연구 활동 사례를 소개하고 최신 인공지능 모델 활용법과 향후 계획을 발표했다. □ SpaceAI 프로그램은 과학기술 분야 전문가들을 위한 과학자(Scientist) 트랙과 일반 시민들도 참여할 수 있는 시민 과학자(Citizen Scientist) 트랙으로 구분되어 진행된다. Scientist 트랙의 경우 2023년 상반기에 연구제안서 모집과 심사를 진행했으며, 최종 10건의 연구과제를 선정해 공동연구개발을 집중적으로 수행했다. □ 현재 경희대학교, KAIST, AI 팩토리 등 산학연이 협력해 빅데이터 및 컴퓨팅 자원 등을 지원하고 AI 교육을 실시하고 있다. □ 현재 SpaceAI 프로그램은 우주환경감시와 천문우주기술 분야 연구를 진행하고 있으며 향후 우주 탐사, 우주 바이오 분야까지 확대할 예정이다.  □ SpaceAI 프로그램 위원회 위원장인 한국천문연구원 최성환 책임연구원은 “인공지능 기술 활용의 진입장벽을 낮추기 위한 취지로 시작된 SpaceAI 프로그램은 빅데이터 및 인공지능 플랫폼을 제공해 혁신적인 연구 결과를 도출할 수 있도록 하고, NASA와 데이터세트, 모델, 카탈로그, API 등 연구 성과를 연동해 국제 커뮤니티에도 기여할 예정이다.” 고 밝혔다. (보도자료 끝. 참고사진 있음.) [참고 사진] SpaceAI 2024 컨퍼런스 현장 이미지 [참고 사진] SpaceAI 2024 컨퍼런스 포스터 SpaceAI 2024 컨퍼런스 SpaceAI는 우주과학기술 분야에 인공지능(AI) 적용을 지원하는 프로그램으로 관련 전문가들이 협업할 수 있는 양질의 환경을 제공하여 연구 성공률을 높이고, 학생과 시민들에게 AI교육을 통해 대한민국 우주시대를 열어갈 인재를 양성하는데 기여합니다. 2024.2.7.(수) 오전 10:30한국천문연구원 장영실홀 331-1, 2호 참가신청 spaceai.kasi.re.kr1월 31일 신청 마감 문의 spaceai_soc@kasi.re.kr program SpaceAI 2024 컨퍼런스 일정을 나타내는 표입니다. 10:30~10:35 환영사 박영득 원장 (한국천문연구원) 10:35~11:00 SpaceAI 프로그램 소개 최성환 박사 (한국천문연구원) 11:00~11:20 23년도 Scientist 트랙 활동내역 소개 박성홍 박사 (한국천문연구원) 11:20~11:40 23년도 Citizen Scientist 트랙 활동내역 소개 백지혜 박사 (한국천문연구원) 11:40~12:00 우주과학분야 인공지능 활용방법 및 비전 제시 문용재 교수 (경희대학교) 12:00~12:20 최신 인공지능 모델 소개 및 활용사례 류강현 박사 (한국과학기술연구원) 13:30~15:00 23년도 SpaceAI 팀과제 연구활동 발표 총 6개 연구과제 15:30~16:15 23년도 SpaceAI 개인과제 연구활동 발표 총 3개 연구과제 16:15~17:00 향후 계획 논의 논문, 특허, API 개발 등 한국천문연구원 / 한국우주기술센터 / KDCforSDO / KSWRC / 경희대학교 / KAIST SW교육센터 / AIFactory
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우주의 빛, 카메라로 담아봐요!
“우주의 빛, 카메라로 담아봐요!” - 제32회 천체사진공모전 안내 시작…접수는 2월 13일부터 29일까지 ■ 한국천문연구원이 제32회 천체사진공모전을 개최한다. 천체사진 및 콘텐츠 접수는 2월 13일부터 29일까지 가능하다.  □ 천체사진공모전은 아름답고 신비한 천체사진 및 동영상 등의 콘텐츠를 통해 인류의 유산이라 할 수 있는 천문학에 대한 공감대를 확산시키고자 매년 실시하고 있다. □ 이번 공모전은 누구나 참가할 수 있으며, 공모 분야는 심우주(Deep sky)·태양계·지구와 우주 분야·한국천문연구원 50주년 특별 부문으로 나뉜다. 특별히 올해는 한국천문연구원 50주년을 맞아 이를 기념할 만한 창의적인 콘텐츠도 함께 공모한다.  □ 수상자들에게는 상패와 총 1천여 만 원의 상금이 수여된다. 올해 천체사진공모전 수상작은 다양한 홍보물과 2025년 천문력 등에 활용된다. □ 접수 요령은 2월 29일까지 한국천문연구원 홈페이지를 통해 접수하면 된다. 심사 후 4월 초 당선작을 발표할 예정이다. □ 해당 공모전은 한국천문연구원과 국립중앙과학관, 동아사이언스가 공동으로 주최하며, 공모전에 관한 자세한 사항은 한국천문연구원 홈페이지(과학문화-천체사진공모전 코너)에서 확인할 수 있다. (끝. 사진 있음.) [참고] 제31회(지난해) 천체사진공모전 대상 수상작 대상 제31회 천체사진공모전 대상작. 이시우의 ‘해파리 성운’ ※ 역대 수상작 바로 보기 : https://www.kasi.re.kr/kor/education/pageView/353 ※ 공모전 상세 안내 : https://www.kasi.re.kr/kor/education/post/astronomy-contest/29927
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M87 블랙홀의 1년 뒤 모습은?
M87 블랙홀의 1년 뒤 모습은? - 그린란드 망원경 추가해 개선된 영상 포착…고리 구조의 밝기 변화 관측 - 올해부터 한국 전파망원경(KVN)도 블랙홀 관측 수행 그림 1. M87 블랙홀 이미지를 2017년 4월 관측(왼쪽)과 2018년 4월 관측(오른쪽)으로부터 얻은 결과. 블랙홀 그림자로 불리는 중심 검은 부분과 블랙홀의 중력에 의해 휘어진 빛이 고리 모양으로 관측됐다. 블랙홀의 그림자 부분과 고리 크기는 거의 일치하지만 고리에서 가장 밝은 부분의 위치가 다르다. 변화하는 고리의 모습을 포착했다는 의미가 있다. 하단의 하얀 선은 빛이 나흘 동안 갈 수 있는 거리를 의미하는데 블랙홀의 크기를 가늠하기 위해 표기한 선이다. (출처: ©EHT Collaboration)  □ 한국의 연구진 및 연구기관들이 참여한 국제 공동 연구진이 사건지평선 망원경(EHT, Event Horizon Telescope)으로 M87 은하 중심에 위치한 초대질량 블랙홀의 그림자와 빛의 고리 구조를 또다시 포착했다. 이번 영상은 2018년 관측 데이터로부터 얻었으며 이는 2017년 인류 역사상 최초로 포착해 2019년에 발표한 M87 블랙홀의 1년 뒤 모습이다. (그림 1 참고). □ 2018년 포착한 블랙홀 그림자와 빛의 고리 구조 크기는 2017년과 일치했지만, 고리 구조의 가장 밝은 부분의 위치에 차이가 있었다. 아인슈타인 일반 상대성 이론에 의하면 블랙홀 고리 구조의 크기*는 시간이 흐름에 따라 일정하게 관측될 것으로 예상되지만 고리 구조의 밝기 분포는 블랙홀 주변 플라즈마에 존재하는 난류 등의 효과로 인해 변할 수 있다.     ※ 블랙홀 그림자와 빛의 고리 구조 크기는 블랙홀의 질량에 의해서 결정되는 것으로 알려져 있다. M87 블랙홀의 질량은 매우 천천히 증가하는 것으로 알려져 있기 때문에 인류의 역사보다 긴 시간이 지나더라도 질량에는 거의 변화가 없다. 만약 2017년에 관측한 블랙홀 그림자와 빛의 고리 구조 크기가 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의해 예측된 구조라면 다시 관측을 했을 때 해당 구조의 크기의 변화가 없어야 한다. □ 연구진은 2017년과 2018년 관측 영상을 비교·분석해 일반 상대성 이론 및 M87 블랙홀의 존재를 다시 한번 검증했으며, 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 후속 연구를 통해 고리 구조의 밝기 변화를 분석함으로써 블랙홀 주변 물질 유입 및 방출 과정에 대한 더 큰 실마리를 찾을 것으로 기대한다. □ 본 관측에는 2018년 새로 참여한 그린란드 망원경(Greenland Telescope)의 역할이 컸다. 기존 8대의 EHT에 신규 망원경*이 추가되고 자체 망원경 성능도 향상돼 블랙홀 영상의 정확도가 크게 개선됐다. ※ 본 연구에 참여한 9개 망원경 : 아타카마 밀리미터/서브밀리미터 전파간섭계(ALMA), 아타카마 패스파인더(APEX), 유럽 국제전파천문학연구소(IRAM) 30미터 망원경, 제임스 클러크 맥스웰 망원경(JCMT), 대형 밀리미터 망원경(LMT), 서브밀리미터 망원경 집합체(SMA), 서브밀리미터 망원경(SMT), 남극 망원경(SPT), 그린란드 망원경(GLT)  □ EHT는 2017년을 시작으로 2018, 2021, 2022년에 M87을 관측했으며 2024년에도 관측을 수행할 예정이다. 특히 올해는 한국천문연구원이 운영하는 한국우주전파관측망(KVN, Korean VLBI Network)이 관측에 직접 참여한다. 연구진은 KVN의 참여로 더 정확한 블랙홀 영상을 얻을 수 있을 것으로 기대한다. □  블랙홀 영상화팀의 공동 리더인 한국천문연구원/연세대학교 박사후연구원 조일제 박사는 "블랙홀 영상화는 페타바이트에 달하는 방대한 관측 자료를 과학연구에 필요한 영상으로 변환하는 중요한 과정”이라며 “이번 영상화 과정에서 한국 연구자들이 영상화팀의 공동 리더를 맡음으로써 거대 국제 협력 프로젝트에서 주도적인 역할을 수행했다”고 강조했다. □  블랙홀 영상화팀의 공동 리더 경희대학교 우주과학과 박종호 교수는 “이번 결과는 2017년에 발표된 최초의 M87 블랙홀 이미지를 다시 한번 검증했을 뿐만 아니라, 1년이라는 짧은 시간 동안 변하는 고리의 모습을 포착했다는 점에서 큰 의의가 있다”며 “해당 결과는 지속적인 블랙홀 관측의 중요성을 보여주고 있다”고 말했다. □  해당 연구에 참여한 경북대학교 지구시스템과학부 천문대기전공 김재영 교수는“그린란드 망원경의 참여를 시작으로 후속 관측에서는 KVN을 포함한 더 많은 망원경들의 참여가 예상되고, 그동안 보지 못했던 블랙홀의 모습을 포착할 가능성이 기대된다”고 밝혔다. □ 이번 국제 공동 연구의 총괄 책임자인 대만중앙연구원 천문천체물리연구소 소속 케이치 아사다(Keiichi Asada) 박사는 “과학 연구에 있어 가장 중요한 가치 중 하나가 관측 결과의 재현성이다”며, “블랙홀 그림자의 존재를 새로운 관측을 통해 확인했다는 것은 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 확실하게 입증하는 중요한 결과다”고 언급했다. □ 한편, 본 연구는 Astronomy & Astrophysics 2024년 1월호에 게재된다.(보도자료 끝. 붙임자료 및 이미지 있음.) [참고 1] 그림 및 참고 영상 - 그린란드 망원경(GLT, Greenland Telescope) 그림 2. 그린란드 망원경(GLT) 2018년부터 EHT 관측에 참여하여 영상 성능 향상에 큰 역할을 했다. 현재 그린란드 피투피크(Pituffik) 지역에 있으며 곧 그린란드의 정상으로 옮겨 더 높은 주파수에서의 블랙홀 영상을 얻을 계획이다. (출처: Matsusita/ASIAA) - 한국우주전파관측망(KVN, Korean VLBI Network) 그림 3. KVN 평창 전파망원경 한국천문연구원이 운영하는 KVN은 서울 연세대, 울산 울산대, 제주 서귀포(구 탐라대 부지), 평창에 설치된 21m 전파망원경 4기로 구성된 초장기선 간섭계(VLBI: Very Long Baseline Interferometry) 관측망이다. KVN은 우리나라 크기 만한 가상의 큰 망원경을 구현하여 높은 분해능을 얻을 수 있다. 이를 통해 블랙홀이나 활동성 은하핵, 별의 탄생과 사멸 지역과 같은 우주의 초미세 구조를 세밀하게 관측할 수 있다. 최근 서울대 평창 캠퍼스에 KVN 4호기 건설이 완공되었으며,  KVN 평창 전파망원경은 기존 KVN 망원경의 관측 주파수 대역을 포함해 최고 270GHz에 이르는 고주파수 우주전파신호를 관측할 수 있는 세계 최초 5채널(22/43/86/150/230GHz) 수신시스템을 갖췄다. [천문연 보도자료 2023년 12월 20일자 참고: https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/29883] - 2018년 M87 관측에 참여한 EHT 망원경 Event Horizon Telescope(EHT) Aglobal Network of Radio TelescopesJCMT SMASMTLMT30-MALMA APEXSPT 2017 OBSERVATIONS ALMA Atacama Large Millimeter/submillimeter Array CHAJANANTOR PLATEAU, CHILE APEX Atacama Pathfinder EXperiment CHAJNANTOR PLATEAU, CHILE 30-M IPAM 30-M Telescope PICO VELETGA, SPAIN JCMT James Clerk Maxwell Telescope MAUNAKEA, HAWAII LMT Large Millimeter Telescope SIERRA NEGRA MEXICO SMA Submillimeter Array MAUNAKEA, HAWAII SMT Submillmeter Telescope MOUNT GRAHAM, ARIZONA SPT South Pole Telescope SOUTH POLE STATION Event Horizon Telescope(EHT) Aglobal Network of Radio TelescopesGLTJCMT SMASMTLMTPVAPEX ALMASPT Obserbatiories 2018 2017 ALMA Atacama Large Millimeter/submillimeter Array CHAJANANTOR PLATEAU, CHILE APEX Atacama Pathfinder EXperiment CHAJNANTOR PLATEAU, CHILE PV IRAM 30-meter Telescope PICO VELETA, SPAIN JCMT James Clerk Maxwell Telescope MAUNAKEA, HAWAII LMT Large Millimeter Telescope SIERRA NEGRA MEXICO SMA Submillimeter Array MAUNAKEA, HAWAII SMT Submillmeter Telescope MOUNT GRAHAM, ARIZONA SPT South Pole Telescope SOUTH POLE STATION GLT Greenland Telescope Project THULE AIR FORCE BASE (상단) 2017년 관측에 참여한 망원경과 달리 (하단) 2018년 관측에는 그린란드 망원경이 추가된 것을 확인할 수 있다.  [출처: 미국 국립전파천문대] [참고 2] M87 블랙홀 연구 관련 주요 내용 1 사상 최초 M87 블랙홀 관측 M87 블랙홀 편광 영상 획득 2019년 4월 공개 2021년 3월 공개 보도자료 링크 보도자료 링크 M87 다파장 동시 관측 M87 그림자와 제트 동시 포착 2021년 4월 공개 2023년 4월 공개 보도자료 링크 보도자료 링크 M87 블랙홀 제트의 자기장 강도 추정 M87 블랙홀의 세차운동 발견 2023년 8월 공개 2023년 9월 공개 보도자료 링크 보도자료 링크 [참고 3] 참고 설명 그림 5. 광자고리 형성 원리를 설명하는 이미지 (a) 블랙홀 주변을 지나가는 광자들의 궤적을 나타낸 그림. 블랙홀의 가장 흥미로운 특징 중 하나는 사건의 지평선(Event Horizon)이다. 블랙홀 주변에는 중력이 너무 강해서 빛조차도 외부로 빠져나갈 수 없는 사건의 지평선이 존재하는 것으로 알려져 있다. 이 사건의 지평선의 존재 및 블랙홀 근처의 강한 시공간의 휘어짐으로 인해 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서는 관측자가 블랙홀 그림자를 둘러싼 고리 구조를 보게 될 것으로 예측한다. 사건의 지평선을 넘어가면 블랙홀의 강한 중력으로 인해 빛조차도 빠져나올 수 없다.  -이미지 출처: https://www.youtube.com/watch?v=zUyH3XhpLTo&ab_channel=Veritasium. (b) 컴퓨터 시뮬레이션으로 만든 블랙홀 이미지 예상도. 왼쪽 그림과 같이 블랙홀의 사건의 지평선의 존재로 인해 관측자는 약 5.2 슈바르츠실츠 반지름*의 직경의 고리 구조와 중심의 블랙홀 그림자를 관측하게 된다. 블랙홀 그림자의 크기는 블랙홀의 질량에 의해서 결정되는 것으로 알려져 있다. M87 블랙홀의 질량은 매우 천천히 증가하는 것으로 알려져 있기 때문에 인류의 역사보다 긴 시간이 지나더라도 질량에는 거의 변화가 없다.  * 슈바르트실츠 반지름은 어떤 질량을 가진 천체가 블랙홀이 됐을 때의 반지름이다. 그림 출처: Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian [참고 4] 이번 연구에 참여한 국내연구진 명단 - 국내 참여자 총 9명: 성함, 직급 (소속)  • 조일제 박사후연구원 (천문연, 연세대)  • Xiaopeng Cheng 박사후연구원 (천문연)  • 정태현 책임연구원 (천문연, UST)  • 김재영 조교수 (경북대)  • 김종수 책임연구원 (천문연)  • 김준한 조교수 (KAIST)  • 이상성 책임연구원 (천문연)  • 박종호 조교수 (경희대)  • 손봉원 책임연구원 (천문연, 연세대, UST) [참고 5]  논문 ○ 논문 - 제목 : The persistent shadow of the supermassive black hole of M 87: I. Observations, calibration, imaging, and analysis - 게재지 : Astronomy & Astrophysics 2024년 1월호 - 논문 링크: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202347932 - EHT 연구단 영문 보도자료 원문 링크: https://eventhorizontelescope.org/M87-one-year-later-proof-of-a-persistent-black-hole-shadow
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천문연, 대전시와 함께 하는  우주탐사 강연 프로그램 ‘Moon to Mars’ 개최
천문연, 대전시와 함께 하는 우주탐사 강연 프로그램 ‘Moon to Mars’ 개최 - 최신 우주탐사 주제로 강연 및 견학 진행…선착순 120명 모집  - 강연자에 나사 앰버서더 폴윤, 우주인 이소연 ■ 한국천문연구원은 오는 1월 13일 우주탐사를 주제로 한 대중강연 프로그램 ‘Moon to Mars*, 과학도시 대전과 함께하는 KASI 스페이스 아카데미’를 진행한다.     * Moon to Mars(M2M) : ‘달에서 화성까지’ 간다는 미국 항공우주국(NASA)의 프로그램으로, 달에 인류를 보낸 후 이를 거점으로 삼아 화성 유인탐사 목표를 달성하겠다는 계획이다. □ 이번 프로그램에서는 NASA 앰배서더 폴 윤 교수와 한국 최초 우주인 이소연 박사가 강연을 펼친다. 각각 NASA의 달과 화성 탐사 그리고 한국인 최초 우주인이 되기까지의 과정과 국제우주정거장의 생활을 다룬다.  □ 강연과 질의응답 시간 이후에는 한국천문연구원 본원의 우주탐사 주제 대표 연구실인 탐사과학운영실과 우주환경감시실을 방문한다.  이재진 우주과학본부장, 황정아 책임연구원, 문홍규 우주탐사그룹장 등 연구자들이 직접 최신 연구실을 소개한다. 탐사과학운영실은 현재 달 탐사 관련 운영실로 다누리에 탑재된 편광카메라가 촬영한 달 그리고 현재 개발 중인 달 착륙선의 탑재체 모형들을 확인할 수 있다. 우주환경감시실에서는 나사의 태양활동관측위성이 관측한 태양의 준실시간 모습과 천문연이 개발한 나노위성 도요샛 모형을 확인할 수 있다.  □ ‘Moon to Mars, 과학도시 대전과 함께하는 KASI 스페이스 아카데미’는 1월 11일(목)까지 선착순으로 접수 가능하며 신청은 한국천문연구원 홈페이지 내 링크(https://forms.gle/Q6Dg9139omwCThED9)를 통해 확인할 수 있다. 장소는 한국천문연구원 대전 본원으로 현장 참석만 가능하다.  □ 한편 본 행사는 우주탐사에 대한 국민적 관심과 전문 프로그램의 필요에 따라 마련됐으며, 국가 천문우주 연구기관인 천문연과 대전시가 우주산업 삼각 클러스터 지정을 기념으로 공동 주최한다. (보도자료 끝. 참고 사진 및 자료 있음.) [참고 1] 참고자료 프로그램 일정 천문연, 대전시와 함께 하는 우주탐사 강연 프로그램 일정을 설명하는 표 입니다. 구분 시간 세부내용 장소 강연 10:00~10:30 - 입장('25) - 오프닝(5') 한국천문연구원 은하수홀 소극장 10:30~11:30 - 강연1: 폴윤('30) [우주경제와 우리의 미래] - 강연2: 이소연('30) [슬기로운 우주생활] 11:30~12:00 - 토크콘서트 및 Q&A('25) - 기념품 추첨&클로징('5) 견학 12:00~13:00 - 홍보 동영상 시청('10) - 탐사과학운영실('20) - 우주환경감시실('20) 한국천문연구원 본원 ※ 세부 프로그램은 기관 사정으로 변동 가능 강연자 천문연, 대전시와 함께 하는 우주탐사 강연 프로그램 강연자를 설명하는 표입니다. 사진 약력 폴윤 사진 폴윤(Paul Yun) - 現 NASA 태양계 앰배서더 - 現 엘카미노 칼리지 수학과 교수 - 現 하버드대 입학사정관 - UC버클리 수학과 졸업 - 하버드대 교육학과 대학원 졸업 이소연 사진 이소연 - 한국 최초 우주인 - 카이스트(KAIST) 기계공학과 졸업 - 카이스트(KAIST) 바이오시스템학 대학원 졸업 - 前 카이스트 겸임교수 - 前 한국항공우주연구원 연구원 [참고 2] Moon to Mars 포스터 과학도시 대전과 함께하는 MOON TO MARS KASI 스페이스 아카데미 모집 일시 : 2024년 1월 13일(토) 10:00~13:00 장소 : 한국천문연구원 은하수홀 소극장 대상 : 누구나 접수 : 선착순 접수 2024년 1월 11일(목) 까지 프로그램 강연 : 폴윤(PALUL YUN), 이소연 견학 : 한국천문연구원 - 탐사과학운영실 - 우주환경감시실 강연자 폴윤 NASA 앰배서더 하버드 대학교 입학사정관 엘카미노 대학교 수학과 교수 이소연 한국 최초 우주인 전) 카이스트 겸임교수 카이스트 기계공학과 졸업 사회자 : 과학커뮤니케이터 지구 한국천문연구원 / 대전광역시 / 대전테크노파크
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