2. 관측천문학(1)

관측천문학

관측 천문학은 관측할 수 있는 우주에 관한 데이터를 기록하는 것과 관련된 천문학의 한 부문으로 이론 천문학과는 대조적으로 물리 모델의 측정 가능한 영향을 계산하는 데 주안점을 두고 있습니다.

관측천문학
관측천문학

망원경이나 다른 천문기기를 사용하여 천체를 관찰하는 연습과 연구입니다. 과학으로서 천문학 연구는 먼 우주의 특성을 직접 실험할 수 없다는 점에서 다소 방해받고 있습니다. 그러나 이것은 천문학자들이 관측할 수 있는 항성 현상의 방대한 수의 가시적 예를 가지고 있다는 사실에 의해 부분적으로 보완되고 있습니다. 이를 통해 관측 데이터를 그래프에 플롯 하여 일반적인 경향을 기록할 수 있습니다. 변광성과 같은 특정 현상 근처의 예를 사용하여 더 먼 대표자의 행동을 추론할 수 있습니다. 그런 다음 이러한 원거리 척도를 사용하여 은하까지의 거리를 포함한 그 근방의 다른 현상을 측정할 수 있습니다. 갈릴레오 갈릴레이는 망원경의 하늘을 향해 본 것을 기록했습니다. 그 이후 관측 천문학은 망원경 기술이 향상될 때마다 꾸준히 진보해 왔습니다.

관측 천문학의 분과

관측 천문학의 전통적인 구분은 관측된 전자 스펙트럼의 영역을 기반으로 합니다: 전파 천문학은 밀리미터에서 디카 매트를 파장의 방사선을 검출합니다. 수신기는 무선 방송 송신에 사용되는 것과 비슷하지만 훨씬 기밀성이 높습니다. 전파망원경도 보세요. 적외선 천문학은 적외선의 검출과 분석에 관한 것입니다(이는 일반적으로 실리콘 고체 검출기의 검출 한계보다 긴 파장, 약 1㎛ 파장). 가장 일반적인 도구는 반사 망원경이지만 적외선 파장에 민감한 검출기가 달려 있습니다. 우주 망원경은 대기가 불투명한 특정 파장 또는 노이즈(대기로부터의 열방사)를 제거하는 데 사용됩니다. 광학 천문학은 광학 기기(미·러, 렌즈, 고체 검출기)를 사용하여 근적외선에서 근 자외선 파장의 빛을 관측하는 천문학의 일부입니다. 가시광 천문학은 인간의 눈으로 검출할 수 있는 파장(약 400~700nm)을 사용하며 이 스펙트럼의 중앙에 위치합니다. 고에너지 천문학에는 X선 천문학, 감마선 천문학 및 극단적인 UV 천문학이 포함됩니다. 오컬트 천문학은 한 천체가 다른 천체를 오컬트 화하거나 잡아먹는 순간의 관측입니다. 멀티코드 소행성의 오컬트 관측은 이 소행성의 프로파일을 킬로 레벨까지 측정합니다.

관측천문학 방법

현대 천체물리학자들은 전자방사를 사용할 뿐만 아니라 중성미자, 우주선 또는 중력파를 사용하여 관측할 수도 있습니다. 여러 방법을 사용하여 소스를 관찰하는 것은 멀티 메신저 천문학으로 알려져 있습니다. 라시라 천문대에서 촬영한 울트라 HD 사진입니다. 광천 문학과 전파천문학은 검출된 파장에서 대기가 비교적 투명하기 때문에 지상관측소를 사용하여 수행할 수 있습니다. 관측소는 보통 지구 대기에 의해 야기되는 흡수와 왜곡을 최소화하기 위해 높은 고도에 있습니다. 일부 파장의 적외선은 수증기에 크게 흡수되기 때문에 많은 적외선 관측소가 높은 고도나 우주 공간에 위치합니다. 대기는 X선 천문학, 감마선 천문학, UV 천문학 및 (일부 파장 ‘창문’ 제외) 원적외선 천문학에 의해 사용되는 파장에서는 불투명하기 때문에 관측은 주로 풍선이나 우주 관측소에서 이루어져야 합니다. 그러나 강력한 감마선은 그것들이 만들어 내는 큰 공기 샤워에 의해 검출될 수 있으며 우주선 연구는 급속히 확대되는 천문학 분야다.

관측천문학의 중요한 요소

관측 천문학 역사의 대부분에서 거의 모든 관측은 광학 망원경을 사용하여 시각 스펙트럼으로 이루어졌습니다. 지구 대기는 전자 스펙트럼의 이 부분에서는 비교적 투명하지만 망원경 작업은 여전히 관측 조건과 공기 투명성에 의존하며 일반적으로 야간으로 제한됩니다. 시야 조건은 공기의 난류와 열 변화에 달려 있습니다. 흐리거나 대기 난기류에 시달리는 경우가 많은 곳은 관측치의 분해능을 제한합니다. 마찬가지로 보름달의 존재는 산란한 빛으로 하늘을 밝게 할 수 있어 희미한 물체의 관찰을 방해할 수 있습니다. 관측 목적으로 광학 망원경의 최적 위치는 틀림없이 우주 공간에 있습니다. 그래서 망원경은 대기의 영향을 받지 않고 관측할 수 있습니다. 그러나 현재로서는 망원경을 궤도에 올리려면 여전히 비용이 듭니다. 따라서 다음으로 좋은 장소는 구름이 없는 일수가 많고 일반적으로 양호한 대기 조건을 가진 특정 산 정상입니다(양호한 시야 조건을 가짐). 마우나케아 섬, 하와이섬, 라 팔마 섬의 봉우리들은 이러한 특성을 가지고 있지만 칠레의 라노 데 짜잔 노릇, 파라나를, 셀로 트롤로, 라시라 등 내륙의 유적은 적은 정도입니다. 이 관측소들은 강력한 망원경 집합체를 끌어들여 총 수십억 달러를 투자하고 있습니다. 밤하늘의 어둠은 광학 천문학의 중요한 요소다. 도시와 인구 밀집 지역의 규모가 확대됨에 따라 야간 인공광의 양도 증가하고 있습니다. 이 인공조명들은 확산한 배경조명을 생성하여 특별한 필터 없이는 희미한 천문학적 특징을 관찰하기가 매우 어렵습니다. 애리조나주와 영국 등의 몇몇 장소에서는 이를 통해 광공해 줄이기 캠페인이 진행되고 있습니다. 가로등 주위에 후드를 사용함으로써 지면으로 향하는 빛의 양이 개선될 뿐만 아니라 하늘로 향하는 빛을 줄이는 데도 도움이 됩니다. 대기의 영향(천체 관측)은 망원경의 분해능을 현저하게 저해할 가능성이 있습니다. 이동 대기의 흔들림 효과를 보정할 아무런 수단이 없으면 개구부 약 15~20cm보다 큰 망원경은 가시 파장에서 이론적 해상도를 달성할 수 없습니다. 그 결과 매우 큰 망원경을 사용하는 것의 주요 이점은 매우 얇은 크기를 관찰할 수 있도록 개선된 집광 능력입니다. 그러나 해상도 장애는 적응 광학, 스펙 클 이미지 처리, 간섭 이미지 처리와 우주 망원경의 사용으로 극복되기 시작했습니다.

관측천문학 측정 결과

천문학자들은 하늘을 측정하기 위해 사용할 수 있는 많은 관측 도구를 가지고 있습니다. 태양과 지구에 비교적 가까운 물체의 경우, 보다 멀리(그리고 거의 정지해 있는) 배경에 대해 직접적이고 매우 정확한 위치 측정을 실시할 수 있습니다. 이 성질의 초기 관측은 다양한 행성의 매우 정밀한 궤도 모델을 개발하고 각각의 질량과 중력 섭동을 결정하는 데 사용되었습니다. 이러한 측정은 천왕성, 해왕성, 그리고 (간접적으로) 명왕성의 발견으로 이어졌습니다. 또한 수성 궤도 내에 있는 가공의 행성 발칸을 잘못 추정하는 결과가 되었습니다(그러나 아인슈타인에 의한 수성 궤도 감수 분열의 설명은 그의 일반 상대성 이론의 승리 중 하나로 여겨집니다).

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