□ 과학기술부 우주기술개발사업의
일환으로 개발되어 지난해('03.9.27) 발사된 과학기술위성1호가 주탑재체인 원자외선우주망원경(FIMS)을
이용, 세계 최초로 돛자리 초신성잔해의 전체영역 관측에 성공하였다.
○
보름달 16배정도 겉보기 크기를 가진 돛자리 초신성잔해는 약 11,000년 전
초신성이 폭발하여 생성된 것으로 중심부에 극 단주기 전파원인 '펄사'가 존재하는
것으로 알려져 우리은하 연구에 주요한 천체로 인식되어왔으나, 전체 영역에 대한
분광과 영상을 관측하기는 FIMS를 이용한 이번이 처음이다.
- 초신성잔해란
질량이 큰 별이 진화 마지막 단계에서 거대한 폭발을 일으킨 잔해로, 폭발 후 중심부는
블랙홀이나 중성자별이 되고 주변부는 거대한 가스덩어리를 형성한다.
□ 그간
일부분에만 머물렀던 돛자리 초신성잔해의 전체영역 관측이 가능했던 것은 한국천문연구원,
한국과학기술원, 美UCB대학이 공동개발한 원자외선 우주망원경의 기술적 진보 덕분으로,
○ FIMS는
기존 외국 우주망원경이 영상 또는 스펙트럼 중 하나만 관측하던 것을 통합한 시스템으로,
작은 크기에도 불구하고 초신성잔해와 같은 광범위한 지역에 펼쳐있는 천체와 우리은하
전 영역의 영상과 스펙트럼을 동시에 관측할 수 있는 장점을 가진다.
□ 과학기술위성1호는
지난해 발사된 이후 안정된 운영상태를 유지하여 일일 5회 정도 지상국과의 교신을
통해 FIMS를 비롯한 과학탑재체의 관측자료를 지상에 수신중이다.
○ 초기
수개월에 걸친 기기점검 및 테스트 관측을 마친 FIMS는 2004년 3월부터 우리은하의
전천탐사를 수행 중이며, 과학기술위성1호 탑재체 개발팀과 양국간 천문우주 전문가로
구성된 운영진에 의해 운용되고 있다.
○ FIMS 운영진은
향후 2년간의 FIMS의 우주탐사활동을 통해 세계최초의 원자외선 파장영역의 전천지도
작성과 다양한 천체를 관측함으로써 우리은하의 새로운 모습을 밝혀낼 것으로 기대하고
있다.
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□
문의 : 한국과학기술원 물리학과 민경욱 교수 (042-869-2525, 011-439-8617)
한국천문연구원
한원용 박사 (042-865-3222, 011-9415-7657)
과학기술부
우주항공기술과 장인숙 사무관(02-503-7633, 011-9154-1468 )
<첨부 1>
[
돛자리 초신성잔해 영상 ]
국내에서 개발한 원자외선 우주망원경 FIMS가
세계 최초로 관측한 돛자리 초신성잔해의 원자외선 영상. 이온화된 탄소로부터 발생하는
빛으로 합성한 영상으로 특정한 온도(약 십만도)를 갖는 개스의 분포를 보여주고
있다.
<첨부 2>
과학기술위성1호
□ 개요
○ 임무
: 소형위성 본체 개발능력 고도화 및 천문우주과학 실험수행
○ 주요제원
- 크기/무게 : 600x500x850, 100kg
-
고도/주기 : 690km, 100분
○ 개발기간(개발비) : '98.10
∼ '03.12
○ 연구기관 : KAIST 인공위성연구센터, 한국항공우주연구원,
한국천문연구원, 美 버클리대학(UCB) 등
□ 발사 및 운용현황
○ 발사 : '03. 9. 27(토), 러시아 플레체스크 발사장(COSMOS로켓)
○ 운용현황
-
KAIST인공위성연구센터 지상국을 통해 일일 평균5회 교신
-
위성상태 및 과학탑재체 관측자료 수신 : 약45MByte/일
-
탑재체 관측계획 자료 업로드 : 약 20개/일
□ 탑재체 현황
○ 원자외선
분광기 (FIMS : Far-ultraviolet Imaging Spectrograph)
KAIST
, 천문(연), UCB(NASA지원) 공동개발
- 원자외선
영역(900 ~1800 )의 희미한 방출선을 분광·영상 관측
○ 우주물리
시험장치
- SST (Solid State Telescope) : 고에너지의
하전입자 관측
- ESA (Elecrto-Static Analyzer)
: 5eV∼20keV 대역의 우주전자 관측
- LP (Langmuir
Probe) : 우주공간 전자의 온도와 밀도를 측정
-
SM (Scientific Magnetometer) : 극지방의 자기장 관측
○ 고정밀
별감지기 : 고정밀도의 자세 결정도를 갖는 별센서
< 첨부 3 >
보충설명
1. FIMS의 구조 및 관측방법
[
FIMS의 광학적 개념도 ]
동일한 두개의 분광기를 수직으로 겹쳐놓은 모양이다.
우주로부터 수직으로 입사하는 광은 두 개의 거울을 통해 반사되어 회절격자를 통해
빛이 분산되어 스펙트럼을 만든다. 생성된 스펙트럼은 검출기로 전해져 기록된다.
[
과학위성 1호 전천탐사 방법 ]
위성이 식지역에 진입하면 위성체를 180o 회전시키며
천구를 스캔한다.
2. 초신성잔해와 은하기원의 관계
질량이
큰 별들은 진화 마지막 단계에 초신성으로 폭발하여 별 내부의 물질을 개스형태로
우주공간에 방출하면서 일생을 마치게 되고 이때 방출된 개스는 새로운 별 탄생의
원료가 된다. 일반적으로 은하는 초신성 폭발과 이로 인해 새로이 탄생하는 별들의
균형 아래 진화과정을 겪는다.
초신성 폭발을 통해 방출된 고온의 개스는 별
내부에서 핵융합 반응에 의하여 생성된 물질로 특히 탄소와 산소는 개스의 물리적
상태를 결정하는 주요원소이다. 특히 이들 원소는 고온에서는 주로 이온의 형태로
존재하며 개스의 온도를 낮추는데 결정적인 역할을 한다.
별은 주로 응축된 개스
덩어리에서 탄생하는데 개스가 응축되기 위해서는 온도가 충분히 낮아아 한다. 탄소와
산소이온은 원자외선 영역에서 빛을 방출하면서 개스의 온도를 낮추는데 결정적인
역할을 하고, 따라서 이 두원소의 방출선의 세기비는 은하에 분포하는 개스의 진화연구에
중요한 지표로 이용된다.
3. 원자외선
우주에서
방출되는 빛은 파장에 따라 다양한 이름을 갖는데 파장이 짧은 순서부터 감마선(Gamma
ray), X-선(X ray), 자외선(Ultraviolet), 가시광선(Visible), 적외선(Infrared),
초단파(Microwave), 전파(Radio) 등으로 불리운다.
자외선은 가시광선의 보라색보다는
짧고 X-선보다는 긴파장을 갖는 빛을 일컫는다. 원자외선은 자외선의 세분화된 이름으로
X-선에 가까운 쪽, 즉 파장이 대략 1000-2000 (1 = 10-8m)인 빛을 통칭한다.
파장이 3000 이하의 빛 (자외선, X-선, 감마선)은 대기에 의해 대부분 흡수되기
때문에 지상관측이 불가능하여 우주관측이 필수적이다.
4. 돛자리 (Vela)
고대의 아르고(Argo)호자리를 나눈 네개의 별자리 중 하나로 아르고호의 돛을 나타내고 있다. 아르고호자리의 다른 부분은 용골자리, 고물자리, 그리고 나침반자리이다. 남반구 별자리로 우리나라에서는 고도가 낮기 때문에 이 별자리의 북쪽 일부만 볼 수 있다.