천문관측 및 실험 1 2012년 1학기 교수 : 이상각 sanggak@snu.ac.kr 조교 : 박근홍 khpark@astro.snu.ac.kr 정일교 igjeong@astro.snu.ac.kr

강의 계획서 강좌 개요 : 천체 관측에 필요한 기본 개념으로 좌표계 및 시간, 구면 삼각형, 광학계 및  망원경,  등급계 및 오차, 검출기 CCD에 대하여 학습한다. 천체의 CCD 측광 관측 과 CCD 관측 자료  처리하는 방법을  IRAF, 또는 IDL 사용하여 수행하는 방법을 학습한다. 

교재 및 참고 문헌 Observational Astronomy (OA): Scott Birney, G. Gonzalez, & D. Oesper Astronomy Methods (AM): Hale Bradt Astrophysical Techniques(AT), 5th Ed, : C. R. Kitchin An Introduction to Astronomical Photometry Using CCDs : R. Romanishin (http://observatory.ou.edu/book2513.html), Handbook of CCD Astronomy by Steve B. Howell, Textbook on Spherical Astronomy by W. M. Smart, Practical Astronomy with your Calculator by P. Duffett-Smith IRAF & IDL 참고 자료

강의 내용 및 관측 I. 광학계 및 망원경 (OA 6, AM 5장, AT 1.1.17-23) II. 좌표계 및 시간 (OA 1- 4, AM 3, 4,) III. 검출기 (CCD) 및 오차 (OA 8, AM 6장, ) IV. 등급 및 대기 소광 보정. (OA 5,7, AT 3) V. CCD 측광 및 분석 (OA 9 – 10) VI.변광성 관측및 분석 VII. 측성학 CCD 측광관측 : 성단(산개성단 또는 구상성단), 변광성 (주기 < 1일), 외계행성의 식(transit) (식기간 < 1-2 시간) 갈릴레오 망원경으로 갈릴레오의 관측 따라하기

실습 내용 천문대 사용시 주의 망원경 설치 및 다루는 법 별자리 익히기 관측대상 찾기 및 관측 준비 IRAF ( IDL, UNIX, linux) 이해 및 실습 CCD 관측 및 자료처리, 분석 갈릴레오 망원경으로 육안 관측 및 기록

강의 평가 방법 강의를 가급적 논의 식으로 진행 출석 및 논의 참여 정도 (5%) 중간, 기말 시험 (50 %) 관측과제 및 갈릴레오 망원경 관측 보고서 및 발표 (40%) 관측 참여 일수 (5%)

강의 내용 3/06 : 강의 소개 3/08 광학계 및 망원경-1 3/10 : 광하계 및 망원경-2 3/15 망원경의 발명과 발전 3/20 : 망원경으로 육안 관측(별자리 익히기) 3/22 좌표 및 구면천문학 3/27 : CCD 관측을 위한 관측자료 준비 발표 3/29 시간계 4/03 : IRAF, Linux, IDL 이해 4/05 천체의 위치 및 운동 4/10 : IRAF, Linux , IDL 실습 4/12 검출기 -1 4/17 : IRAF, Linux , IDL 실습 4/19 중간고사 4/24 : 관측 자료 IRAF 처리 및 분석 4/26 CCD 검출기 -2 5/01 : CCD 관측 중간보고 발표 5/03 오차-1 5/08: 오차-2 5/10 하늘과 대기 소광 5/12 : 교외학습 (과천과학관?) 5/17 천체 측광 5/22 : IRAF 처리 및 분석 5/24 CCD Calibration 5/29 ; 변광성관측 및 분석 5/31 측성학 6/05 : 관측 및 분석 결과 발표 6/07 : 기말고사

OBSERVING PROJECT 1. THE PROPOSAL 2. OBSERVING RUN PREPARATION 3. MAKING OBSERVATIONS 4. DATA REDUCTION 5. DATA ANALYSIS & INTERPRETATION 6. PUBLICATION 7. PUBLIC RELATIONS

관측의 목적 과학적 목적  어떤 과학적 목적을 위해 특정천체를 어떤 방법으로 관측해야 하는가? 과학적 목적  어떤 과학적 목적을 위해 특정천체를 어떤 방법으로 관측해야 하는가?  궁극적으로 알고자 하는 과학적 결실이 무엇인가? 과학적 방법  주어진 망원경과 부대기기로 이 목적을 위해 어떻게 관측을 수행하고 어떤 과학적 분석을 해야 하는가?

관측과제를 위한 관측 제안서 proposal must be clearly, persuasively, and consisely written and must demonstrate: An important/interesting problem/question Technical feasibility Provides definitive answer to question posed 과학적인 배경 : (왜, 무엇을 목적) 관측 방법 (누가, 언제, 어디서, 어떻게) 어떤 기기를 사용 사용할 수 있는 망원경 + 검출기? 관측가능 시기, 장소 ? 관측 노출과 적정 관측일수

과제 1 : 성단의 CCD 관측 무엇을 얻을 수 있을까? 성단이란 ? 어떤 목적을 위한 관측? 어떻게 관측할 것인가? 추가로 필요한 관측은? 어떤 과정의 분석이 필요한가?

산개성단과 구상성단 좀생이별 = 프레아데스 성단 =M 45 47 Tuc

생성 같은 시기에 같은 구름에서 탄생. 별의 진화연구에 적당하다. 성협 (OB association or T association ) 크기 = 100 – 500 ly 별의 수 = 5 – 50개 (O형, B형) or (F, G 형) 산개 성단 (open cluster) 크기 < 30 ly 별의 수 = 50 – 1000개 구상 성단 (globular cluster) 크기 = 50 – 300 ly 별의 수 = 104 – 106 개

HR(색-등급)도와 성단 거리 Herztsprung–Russell

HR 도 와 성단나이 하이아데스 성단

유용한 성단 윂 사이트 http://www.astro.iag.usp.br/~wilton/ 유용한 성단 윂 사이트 http://www.astro.iag.usp.br/~wilton/ http://physwww.mcmaster.ca/~harris/Databases.html http://www.univie.ac.at/webda/

과제 2 : 변광성의 관측 무엇이 목적인가? 어떤 변광성을 관측할 것인가? 어떻게 관측할 것인가? 어떤 분석 과정이 필요한가? 추가로 필요한 관측은?

변광성, 광도 곡선과 주기 100-year light curve of AAVSO observations of the variable star SS Cygni By observing variable stars, a serious observer (such as an amateur astronomer or student) can make a significant contribution to astronomy To understand and create theories about why and how stars vary, astronomers need to know the long-term history of the stars; hence it is essential that we have long-term observations. To date, the vast majority of long-term data has been provided by amateur observers.

변광성 맥동 (pulsating), 격변 (eruptive) variables variability is intrinsic(고유) 식 쌍성(Eclipsing binary), 자전 (rotating stars with hot or dark spots) variability is extrinsic(외적)

맥동 (Pulsating) Variable Stars change brightness because they change their size and/or shape Cepheid variables : large yellow stars pulsate with periods from 1 to 70 days, with an amplitude of light variation up to 2 magnitudes. They are intrinsically very bright (high luminosity). The greater the absolute magnitude (luminosity) of a Cepheid, the longer its period. In fact, there is a strict relationship between a Cepheid’s period and its luminosity, called the period -luminosity relationship. The light curve for the Cepheid variable X Cygni

Pulsating Variable Stars long-period variables, or LPVs : Mira-type : well-defined periods ranging from 80 to nearly 1000 days, with amplitudes of 2.5 magnitudes or more, red giant stars, often of enormous size. slowly ejecting a steady stream of matter into the surrounding space; this mass loss can have very dramatic consequences for their future evolution. This class of variable is named after the star Mira (also known as omicron Ceti ) semiregular variables.: giants and supergiants show appreciable periodicity accompanied by intervals of irregular light variation. The periods range from 30 to 1000 days, with light amplitudes of not more than one to two magnitudes. : 예 Z Ursae Majoris

변광성 http://www.sai.msu.su/groups/cluster/gcvs/gcvs/ http://www.aavso.org/

과제 3 : 외계행성의 식관측 관측의 목적이 무엇인가? 어떤 관측을 수행할 것인가? 어떻게 관측자료를 처리할 것인가? 어떤 자료 분석이 요구되는가?

외계행성 탐사

행성의 식

TRANSITING EXOPLANETS 한국천문연 보현산 천문대 1.8m + KASINICS 

http://exoplanets.org

각조 관측 계획서 제출 및 발표 3 월 27일 : 관측 제안서 제출 및 발표

갈릴레오의 관측 1. 금성관측 (위상 변화) 2. 목성관측 – 달들 (주기 : 2 – 17일) 3. 토성 관측 4. 달의 분화구 관측 5. 은하수 관측 관측 날자, 시간, 장소 ; 육안 관측으로 그리기

갈릴레오 육안 관측 달 :

갈릴레오 육안 관측 금성 위상 목성의 달들