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"천체들의 경우에만 시간과 공간이 얽혀 있는 것은 아니지만, 천체들 사이의 거리를 생각할 때 비로소 우리는 광속의 유한성을 실감하게 된다. 같은 방 안에서 나와 3미터 정도 떨어진 곳에 앉아 있는 친구를 바라본다면, 나는 사실 그의 ‘지금’ 모습이 아니라 1억분의 1초, 즉 100분의 1마이크로초 전의 ‘과거’ 모습을 보고 있는 것이다."

Carl Sagan, Cosmos

행성과 위성

2011년 09월 8일

월면 촬영에서의 SKYnyx2-1m과 LU075m의 비교

그동안 월면의 확대 촬영용으로 Lumenera LU075m을 애용해 왔습니다만 최근 새로 도입한 동사의 SKYnyx2-1m의 firstlight 이미지 몇 장을 통해서 그 결과물의 특성을 비교해 보겠습니다.

North of Mare Frigoris. 2011. 08. 23. 02:58 UT+9h. Albireo’s Planetary Observatory, Republic of Korea. Pickering Seeing Scale: 6~7/10, Transparency: 1~2/5. Takahashi Mewlon 300 (12-inch Dall-Kirkham F11.9) on EM-400. Lumenera SKYnyx2-1m + Astronomik G with IR block. RegiStax 5/Astra Image 3 Pro/Photoshop CS5.

LU075m은 Sony ICX424 칩을 사용하여 픽셀 크기는 7.4 μm, 배열 수 640 x 480으로 이미징 구역의 크기는 4.736 x 3.552 mm가 됩니다. 반면 SKYnyx2-1m은 Sony ICX205 칩을 사용하여 픽셀 크기는 4.65 μm, 배열 수 1392 x 1040으로 이미징 구역의 크기는 6.473 x 4.836 mm입니다. 이처럼 SKYnyx2-1m은 이미징 구역이 더 넓기 때문에 동일 초점거리에서 FOV 역시 그만큼 넓습니다.

제 주경인 12-inch Dall-Kirkham(F 11.9)에서 직초점거리는 3570 mm이고 이 셋업에 각 CCD를 대입했을 경우,

LU075m의 image scale은 206 x 7.4 / 3570 = 0.43 arcsec/pixel, SKYnyx2-1m의 image scale은 206 x 4.65 / 3570 = 0.27 arcsec/pixel이 됩니다. 말하자면 SKYnyx2-1m의 image scale 값이 더 작으며 그만큼 spatial resolution이 높음을 나타냅니다. 결과적으로 월면의 동일한 크레이터가 좀 더 크게 나타납니다.

이와 같은 설정에서 각 CCD의 FOV 값을 구하기 위해 image scale에 픽셀 배열수를 곱하면 LU075m의 FOV는 275.2 x 206.4 arcsec, SKYnyx2-1m은 375.8 x 280.8 arcsec이 됩니다. 결국 LU075m의 FOV는 SKYnyx2-1m의 53.8%에 불과합니다. 한편 SKYnyx2-1m 이미지의 모니터 상 display size가 더욱 크게 나타나는데 이는 물론 그만큼 픽셀 수가 많기 때문입니다.

이러한 몇가지 요인들이 서로 취합되어 실제 촬영 후 얻게 되는 이미지 결과물 그대로를 아래에 열거해 보았습니다. 각각 클릭하면 확대됩니다.

Sinus Iridum. Left: 2011. 08. 23. 02:44 UT+9h. Albireo’s Planetary Observatory, Republic of Korea. Pickering Seeing Scale: 6~7/10, Transparency: 1~2/5. Takahashi Mewlon 300 (12-inch Dall-Kirkham F11.9) on EM-400. Lumenera SKYnyx2-1m + Astronomik G with IR block. RegiStax 5/Astra Image 3 Pro/Photoshop CS5.

Copernicus. Left: 2011. 08. 23. 02:49 UT+9h. Albireo’s Planetary Observatory, Republic of Korea. Pickering Seeing Scale: 6~7/10, Transparency: 1~2/5. Takahashi Mewlon 300 (12-inch Dall-Kirkham F11.9) on EM-400. Lumenera SKYnyx2-1m + Astronomik G with IR block. RegiStax 5/Astra Image 3 Pro/Photoshop CS5.

Left: Evening of Clavius & Southern Highlands. 2011. 08. 23. 02:55 UT+9h. Albireo’s Planetary Observatory, Republic of Korea. Pickering Seeing Scale: 6~7/10, Transparency: 1~2/5. Takahashi Mewlon 300 (12-inch Dall-Kirkham F11.9) on EM-400. Lumenera SKYnyx2-1m + Astronomik G with IR block. RegiStax 5/Astra Image 3 Pro/Photoshop CS5.

요컨대 SKYnyx2-1m은 LU075m과 비교했을 때 픽셀이 세밀하여 동일 초점거리 하에서 image scale 값이 작아 대상이 좀 더 크게 찍히게 되고, 반면 칩의 물리적 크기가 커서 FOV가 넓어지는데 이와 같은 두 요소를 종합한 결과 대략 두 배에 약간 못 미치는 넓은 구역을 한꺼번에 담을 수 있게 됩니다. 월면 혹은 일면의 촬영에 있어 굉장한 잇점이라 할 수 있습니다. 픽셀 수가 많으므로 이미지의 display size 또한 훨씬 크게 나타나는데 이는 처리 작업 시 편리함을 제공합니다.

이처럼 넓은 시야를 위해 SKYnyx2-1m은 몇 가지 중요한 덕목들을 LU075m에 넘겨 줘야 했는데 여기에는 Qe, read noise, dynamic range와 무엇보다도 sensitivity와 frame rate이 떨어진다는 커다란 단점이 있습니다. 위 firstlight 이미지들을 촬영할 당시 짙은 연무로 투명도가 극히 떨어진데다 좋지 못한 시상을 만회하기 위해 G 필터를 장착한 상태였기 때문에 풀 해상도(1392 x 1040)에서 기록 속도 10 fps를 넘기기 힘들었습니다. SKYnyx2-1m이 시상 혹은 투명도와 같은 주변 상황에 좀 더 예민한 이유가 됩니다. 결국 제 경우 행성 촬영은 당분간 Point Grey Flea3에 계속 의존하게 될 듯 합니다.

2011년 9월 8일 18시 43분 12초, albireo에 의해 작성됨

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2011년 04월 9일

Saturn April 4th, 2011

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Albireo’s Planetary Observatory, Republic of Korea. Pickering Seeing Scale: 1~4/10, Transparency: 2/5. Takahashi Mewlon 300 (12-inch Dall-Kirkham F11.9) at F29 using TeleVue Powermate x2.5 on EM-400. Point Grey Flea3. IR(> 742nm, 200~240sec each). RegiStax 5, 6/Astra Image 3 Pro/Photoshop CS4.

근 3개월 만의 불과 3시간 남짓한 관측에서 때마침 좋은 시상과 맞닥뜨리게 되길 기대하는 것은 어찌보면 도둑 심보일 것입니다만 그렇다고 매번 하늘 탓만 하면서 관측을 포기할 필요까지는 없을 것입니다. 나름 주어진 여건에서 최선의 결과를 도출해 내는 연습을 할 수 있는 기회가 되었습니다.

요사이 충을 맞이한 토성에서는 흔히 Dragon Storm이라고 부르는, 전파를 방출하는 이상 대기 활동이 한창인데 북반구(NTeZ)에 위치하고 있어 대개 NED(northen electrostatic disturbance)라고 줄여 부르고 있습니다. 지난 2004년 9월 NASA의 Cassini 탐사선이 토성 남반구의 소위 ‘storm alley’ 영역에서 찾아냈던 Dragon Storm은 태양광 아래(낮)에서는 전파를 방출하지 않다가 밤이 되면 재개하는 on & off 현상을 보이고, 딱딱한 지표면이란 존재하지 않을 가스 덩어리인 토성에서 유독 특정 좌표에서만 수 년간의 간격을 두고 재활성화되는 등 독특한 행태를 보여서 관심을 모은 바 있습니다.

이번 NED는 작년 12월 9일 일본의 한 아마튜어가 처음 발견하여 보고한 것으로 기존의 여타 Dragon Storm에 비해 크고 밝아서 컨트라스트가 강한 것이 특징이었습니다. 발견 당시 NTeZ System III 293(System II 157) 부근에서 기인한 확연한 백색 폭풍으로부터 점차 동쪽 방향으로 꼬리가 흘러나오는, 마치 혜성과도 같은 모양새로 흩어지다가 지금은 NTeZ 영역대 전반을 휘감는 저대비(低對比)의 disturbance로 다소 희석되어 보입니다.

4월 4일 관측 당시 시상은 Pickering 스케일 4를 넘기지 못하는 악조건이었기 때문에 사진 관측은 주로 대기의 영향을 덜 받는 적외선 영역대(> 742nm)에서 시행하였고 LRGB 촬영은 포기하였습니다. 한편 이 같은 여건에서 촬영된 이미지를 처리하는 과정에서 저품질을 만회하려고 무리를 하면 결과적으로 artifact 역시 지나치게 강조되거나 반대로 세부 디테일이 사라져서 관측 자료로서의 가치를 잃게 되는 경우가 많습니다. 종전에 목성 이미지 처리 과정에서 애용하던 Lucy Richardson 대신 Maximum Entropy deconvolution(exponential) + RegiStax 6 wavelet을 적절히 혼용하는 방법을 새롭게 시도했습니다.

마침 토성의 뒷편으로부터 막 고개를 내미는 위성 Tethys의 출현을 기록하였습니다(2011. 04. 04. 13:33 UTC).

토성 자전에 따른 NED의 양상을 보이기 위해 NTeZ 부근의 대비를 강조하고(위), GIF 애니메이션으로도 만들어 보았습니다(아래).

2011년 4월 9일 19시 19분 28초, albireo에 의해 작성됨

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2010년 10월 12일

10월 5일의 목성

2010. 10. 05. 13:29~13:43 UT

Albireo’s Planetary Observatory II, Republic of Korea. Pickering Seeing Scale: 6~7/10, Transparency: 2~3/5. Takahashi Mewlon 300 (12-inch Dall-Kirkham F11.9) at F29 using TeleVue Powermate x2.5 on EM-400. Point Grey Flea3. IR-IR-G-B(55sec each). Ninox/RegiStax 5/Astra Image 3 Pro/Photoshop CS4.

Seeing was on an average and improving overtime to be sure but unexpected dense fog from near lake prevented further observing just before midnight. Complex network of rifts reminding blood vessels on NEB(CM II 70~100 range) was quite impressive. Shadow of Io casted on (still zonal) SEB looked very distinct.

이 날은 한반도 상공 제트기류의 흐름이 둔화되어 비교적 시상이 양호할 것으로 기대를 모았던 날이었고 그에 부응하는 듯 하였으나 심한 일교차와 안정된 지표 대기로 인해 인근 홍천강에서 피어오르는 안개가 짙어져 자정 무렵부터는 관측이 불가능하였습니다. 밤새 행성 관측하기 좋은 날을 만난다는 것은 이처럼 힘든 일입니다.

지난 달 충을 막 지난 목성은 여전히 시직경 49초각에 달하는 웅장한 모습을 보여주고 있습니다. 더우기 금번 회기 때의 목성의 겉보기등급은 기록적인 -3등급에 달했는데 ALPO의 Richard Schmude 씨가 보내온 메일에 따르면 그 원인은 다음 두 가지로 추정된다고 합니다.

According to brightness measurements that I made in September and early October, Jupiter reached a record brightness level of -3.00. Jupiter reached this record level for two reasons:

1) It was at its closest point to us in its 12 year orbit in late September

2) It is missing the dark South Equatorial Belt.

2010. 10. 05. 12:00 UT CMI=136.3 CMII=6.9 CMIII=216.1

Albireo’s Planetary Observatory II, Republic of Korea. Pickering Seeing Scale: 6/10, Transparency: 2/5. Takahashi Mewlon 300 (12-inch Dall-Kirkham F11.9) at F29 using TeleVue Powermate x2.5 on EM-400. Point Grey Flea3. IR-IR-G-B(55sec each). Ninox/RegiStax 5/Astra Image 3 Pro/Photoshop CS4.

초저녁 무렵 목성은 대적반이 없는 방면을 보여주고 있었으나 지루하거나 심심하다는 느낌보다는, 오히려 아름다운 festoon들의 베일로 인해 청아하고 신비로운 느낌을 주었습니다. 점차 시간이 지날 수록 NEB에는 복잡한 rift들로 가득한 흥미로운 모양새가 나타났고 반면 SEB는 여전히 매우 조용하였습니다.

2010. 10. 05. 13:29 UT CMI=190.6 CMII=60.7 CMIII=269.9

Albireo’s Planetary Observatory II, Republic of Korea. Pickering Seeing Scale: 7/10, Transparency: 2/5. Takahashi Mewlon 300 (12-inch Dall-Kirkham F11.9) at F29 using TeleVue Powermate x2.5 on EM-400. Point Grey Flea3. IR-IR-G-B(55sec each). Ninox/RegiStax 5/Astra Image 3 Pro/Photoshop CS4.

위성 이오의 그림자가 목성 상에 처음 투영되어 나타난 것은 저녁 9시 32분 촬영된 적외선 이미지 상이었고, 이후 그림자는 CM I 30도 정도 간격으로 선행하는 이오와 더불어 서서히 preceding 방면으로 이동해 갔습니다. 마침 SEB가 소실되어 은백색으로 깨끗해진 배경 상에 투영된 이오의 영은 무척이나 선명하게 나타납니다. 이오는 양극 지방의 알베도가 다소 떨어지는 밝은 오렌지색의 원반상으로 보이고 있습니다.