천문 관측방법 2 : 특수 관측 장치

 

특수 관측 장치의 등장

1930년대부터 광전 효과를 사용한 수광기가 이용되도록 되어 더 전자를 증폭함으로써 0.002등급이라는 비약적인 정밀도에서 천체 관측을 할 수 있게 됐습니다. 시피이드형 변광성 같은 규칙적인 변광을 나타내는 것만 아니라 지구 궤도보다 지름이 큰 미라형 변광성 대기의 동요나, 갑자기 폭발적으로 빛나는 플레어 별의 존재도 드러났습니다. 쌍성은 그 궤도 주기와 광도 변화를 쓰고, 각 별의 질량을 결정할 수 있는 중요한 천체입니다. 두개의 별이 서로 숨기는 음식 현상의 관측에 의해서 각각의 별이 구형에서 어떻게 변형하고 있는지를 요구할 수 있습니다. 이를 위해서는 고정 밀도의 등급 결정이 필요한 것입니다.

광전자 증배관식 관측에는 일시에 하나의 별밖에 관측할 수 없기 때문에 다수의 천체를 동시에 관측할 수 있는, 게다가 정밀도 좋은 수광기가 요구되었습니다. 1970년대 텔레비전 기술의 급속한 발전에 의해서 그것이 가능하게 되어 왔던 것이죠. 더 전하 결상 소자(CCD)를 이용한 장치가 개발되면서 입사광의 90%이상이 유효하게 사용할 수 있는 이차원 화상 수광기가 가능했습니다. 그 결과, 토성보다 바깥에 있는 핼리 혜성 같은 24등급의 천체를 수십분의 관측으로 파악할 수 있게 됐습니다. 망원경의 구경의 증대와 함께 고정 밀도의 이차원 화상 수광기의 채용은 그동안 관측이 어려웠던 퀘이사와 펄서의 검출, 별의 탄생의 장소의 관측 등 다방면에서 새로운 연구를 여는 요인이 되고 있습니다.

 

전파에 의한 관측

1930년 미국의 잰스키로 은하의 중심에서 전파가 오는 것이 발견된 것이 계기가 되고, 전파 천문학이라는 새로운 분야가 열렸습니다. 1944년 수소 원자에서 방사되는 전파가 파장 21센티미터의 전파로 수신할 수 있는 것이 예언되어 1951년 유 인 Harold Irving Ewen(1922― 2015)와 E·M·파ー셀이 그 관측에 성공하고 성간 공간에는 별의 질량에 필적하는 가스가 존재하게 나타났습니다. 1970년대 이후 급속한 전파 천문학의 발달로 센티 미터파대에서 밀리 미터파대로 새로운 파장 영역이 열리면서 성간 공간에 있어서 간단한 분자로부터 복잡한 것까지 다수의 분자가 발견됐습니다. 이런 분자를 포함한 가스 구름의 밀도는 성간 공간은 높고 태양 질량의 수십 만배의 질량의 가스를 포함한 분자 구름을 만들고 있는 경우가 많습니다.

가시 광선의 경우와 마찬가지로 전파 관측에서도 더 어두운 천체를 더 자세히 관측할 필요가 커지고 있습니다. 전파 관측의 최대의 결점은 분해능이 나쁠 것, 예를 들어 이동식으로는 세계 최대 엣후에루스벨그(독일)의 전파 망원경은 구경 100미터이지만, 파장 1센티미터에서 0.5분 각의 분해능을 안 가졌습니다. 이 단점을 보완하기 위해서 간섭계이라는 기술이 개발됐습니다. 초장 기선 전파 간섭계는 0.001초 각도의 분해능을 갖고 원거리의 퀘이사가 매우 작은 천체임을 밝혔습니다.

 

초고공·대기권 밖에서의 관측

가시 광선보다 파장이 긴 적외선의 존재는 19세기에 알고 있었지만, 그것들의 전자파를 수광 하는 장치가 없었기 때문에 적외선 천문학은 진전되지 않았습니다. 적외선 관측이 시작된 것은 1960년대입니다. 적외선 관측에서는 대량의 성간 먼지(신문)을 포함한 분자 운 내에서 가스가 수축하고 새로운 별의 탄생이 일어나면 별의 빛의 에너지로 데워된 성간 먼지가 적외선을 방사하는 모습을 파악할 수 있습니다. 또 전파 관측과 협력에 의해서 성간 구름에서 별의 진화의 시나리오를 그릴 수 있게 되었습니다. 지구 대기에 차단된 지상에 닿지 않는 파장 100마이크로 미터의 원적외선의 관측에는 망원경을 기구를 얹어 상공에서 관측이 이루어지고 있습니다. 1983년에는 IRAS라고 불리는 적외선용 인공 위성이 발사되어, 우주에 산재하는 저온의 천체를 속속 발견, 또 베가처럼 정상적인 항성 주위에도 행성계의 바탕으로 되는 먼지(먼지)의 원반이 존재하는 것 등을 찾았습니다. 이어 1996년에는 ISO라는 적외선용 인공 위성이 발사되어, 더 큰 발전을 제시했습니다.

자외선, X 선, γ선 등 관측도 대기권 내에서는 불가능합니다. 1946년에 최초의 X 선 관측을 위한 V2로켓이 발사됐습니다. 1970년대 이후 로켓과 인공 위성 기술의 발달로 자외선 천문용으로 코페르니쿠스의 위성과 국제 천문 자외선 위성이 X선용으로 백조 위성며 응 지금 위성, 아인슈타인 위성 등이 발사됐습니다. 그것들은 성간 공간의 관측만 아니라 별 주위의 10만~1000만 K에 이르는 고온의 영역이 존재하는 것, 태양의 코로나처럼 별의 주위에도 코로나가 존재하는 것, 초신성의 폭발 에너지에 의한 분자 구름 같은 저온 가스의 근방에 수십만 K에 이르는 고온 가스가 이웃해서 존재하는 것 등을 확인하고 또 게성운의 중심성이 중성자 별이 되고 강력한 X선을 방사하고 있는 것이나, 개중에는 블랙 홀이라고 생각하는 천체도 발견하고 있습니다.

새로운 천문학은 급속한 발전을 보이며 수많은 데이터를 축적하기에 이르렀습니다. 천문학의 방법은 다양한 관측 수단의 개발과 그 발달에 의해서 발전했습니다.