적응 광학 Adaptive Optics

김성완2008. 10. 21

차례

• 천체 망원경의 역사• 세계의 거대 망원경• 광학 망원경 관측의 방해요소• 적응 광학• 적응 광학의 응용• 초 거대 망원경 계획

천체 망원경의 역사

천체 망원경의 역사

• 1608 네델란드 안경업자 망원경 발명• 1609 갈릴레오 망원경 제작• 1610 갈릴레오 Siderius Nuncius• 1611 케플러식 굴절 망원경• 1616 반사 망원경• 1668 뉴턴 반사 망원경• 1789 허셸 반사 망원경• 1898 여키스 굴절 망원경

Galileo Galilei

Siderius Nuncius

Isaac Newton 30mm 반사 망원경

허셸 126cm 반사 망원경

William Herschel• 천왕성 발견• 1789 년 초점 거리 42ft (12m) 당시

세계 최대 망원경 , 구경 126cm• 별 분포 세기로 처음으로 은하계 구조• 5,100 개 성운 성단 General Catalogue

세계 최대 굴절 망원경

• 여키스 천문대• 1898 년 구경

102cm• 굴절 망원경

최대구경 • 렌즈의 무게 지지

최대 한계

윌슨산 후커 구경 2.5m • 1917 년 윌슨산

천문대 100 인치• 허블이 우주팽창을

발견

1948 년 Hale 망원경

• 구경 200 인치 ( 약 5.1m)• 1948–1993• 1928 건설 계획 승인• 1936-47: Mirror grinding and

polishing• 근 50 년간 세계 최대의 망원경으로 군림

팔로마산 Hale 망원경

Palomar 산 천문대

Palomar Hale 구경 5m

1990 년 허블 우주 망원경

세계의 거대 망원경

세계의 거대 망원경

Subaru 8.3m 주경

Subaru

Keck 10m 주경

Keck I & Keck II

VLT 8.2m x 4

LBT 8.4m x 2

우리나라

1928 년 연희전문학교 15cm

1996 년 보현산 천문대

1.8m 보현산 천문대

망원경 구경 비교

파장대에 따른 망원경

전파 망원경 VLA

적외선 스피처

가시광선 Mauna Kea

자외선 GALEX

X 선 Chandra

감마선 GLAST

관측 방해요소

대기 구름

광해

반짝 반짝 작은 별 (?)

대기 요동

이상적인 별

실제 관측

Air Turbulence

Air Turbulence

ADAPTIVE OPTICS

Adaptive Optics• 1953 Horace W. Babcock • 냉전시대에 개발된 군사 기술• 구 소련의 첩보위성 관측 , 레이저 무기

초점 맞추기• Active Optics 와는 다름• 1990 년대 천문학 응용 본격화• 실시간 처리 컴퓨터 필요

– 초당 1000 회 이상

AO System

AO System

AO System

AO System 작동

Wavefront Detection

Shack-Hartmann wavefront sensor

Deformable Mirror

Deformable Mirror

Natural Guide Star

Laser Guide Star

AO system with LGS

Rayleigh Laser Beacon• 레일리 산란 이용

– Green laser– 낮은 대기층– 10~40km

Sodium Laser Beacon• 589.2 nm• 나트륨층 발광• 90km

응용사례

인공위성

별

이중성

이중성

천왕성 해왕성

망막 , 목성 위성 Io

Andrea Ghez

초 거대 블랙홀 발견

초 거대 망원경

GMT 8.4m x 7

GMTGiant Magellan Telescope

8.4m Mirror

TMT 30m

E-ELT 42m

OWL 100m ( 취소 )

30mm 학습용 망원경

금련산 천문대 돔

90mm 소형 망원경

베란다 천문대 (?)