작년 이맘때 촬영한 목성(좌측)과 비교해 보면 지난 1년 간의 변화가 확연하게 드러납니다. 그저 하얗게 바래있던 남반구에 작년 말~금년 초에 걸쳐 SEB의 양극 가장자리 - SEBn과 SEBs의 jetstream 영역을 따라 울긋불긋한 spot의 배열이 나타나기 시작하더니 수개월 후 완연한 벨트 형태를 띠기 시작했습니다. 이번 회기 때는 다시금 회복되어 화려하고 역동적인 SEB의 모습을 볼 수 있을 것입니다.

2011. 09. 24. 14:28 ~  15:02 UT CMI=280.8/301.2 CMII=329.5/349.7 CMIII=273.2/293.4

Albireo’s Planetary Observatory II, Republic of Korea. Pickering Seeing Scale: 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-IR-G-B(55sec each). Ninox/RegiStax 5/Astra Image 3 Pro/Photoshop CS4.

역시 9월 24일 촬영분으로 완연히 되살아난 SEB의 남쪽 변연을 따라 위성 이오가 공전하고 있고 그 남쪽으로 oval BA가 쫓아 돌고 있는 모습입니다. Oval BA는 지난 1998~2000년 사이에 세 개의 white oval들이 한데 합쳐져서 이루어진 폭풍으로 지난 2006년부터는 마치 대적반과도 흡사한 적색 뉘앙스를 보이기 시작하여 많은 관심을 모은 바 있습니다. 이후 다시 색이 바래는 등 소강 상태를 보이다 최근 들어 다시 진해지면서 심지어 중심부에 core-like feature를 보이기 시작했다는 보고가 있습니다 - 위 사진에도 그 흔적이 드러나며 보다 좋은 시상 하에서 꾸준히 추적해 보고 싶은 대상입니다.

목성이 충에 닿는 오는 10월 말 시직경은 49.7초각, 밝기는 −2.9 등급에 이르는데 이번 시즌에는 우리나라와 같은 북반구 중위도 지방에서 관측했을 때 고도가 상당히 높아서 그만큼 대기의 방해를 줄일 수 있어 많은 기대를 모으고 있습니다.

위 그래프에서 초록색 곡선은 이번 시즌 APO에서 바라봤을 때 남중고도의 일별 변화로 11월 말까지도 63도 이상을 꾸준히 유지하는데 이는 지난 수년간 없었던 훌륭한 관측 조건입니다. 아래 파란 곡선은 같은 기간 동안 시직경의 변화를 보여주는데 10월 25일~30일 사이 최대값인 49.7 초각을 유지하며 이 시기 illumination 또한 100%에 근접합니다. 올 시즌 목성의 시직경과 남중시간 및 고도를 계산한 결과를 다운로드하실 수 있습니다 - Microsoft Excel 문서입니다.

제 경우 목성은 합성 촛점거리 9,000mm 전후로 놓고 촬영하는데 3가지 서로 다른 CCD 카메라에서의 화각의 차이를 보여주고 있습니다. 올해도 예년에 이어 Point Grey Flea3를 주로 이용해 볼 계획입니다.

References

Longitudes of Oval BA
JUPOS, database for object positions on Jupiter

Longitudes of GRS
JUPOS, database for object positions on Jupiter

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.

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).

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.

2010. 10. 05. 13:33 UT CMI=193.1 CMII=63.1 CMIII=272.3

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). RegiStax 5/Astra Image 3 Pro/Photoshop CS4.

NEBn에서 뚜렷이 관측되는 white spot Z의 CM II 경도는 110 안팍으로 보입니다.

2010. 10. 05. 13:40 UT CMI=197.3 CMII=67.3 CMIII=276.6

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.

이오의 영이 central meridian에 이른 시점으로 CM I=197, CM II=67 입니다.

2010. 10. 05. 13:43 UT CMI=199.2 CMII=69.1 CMIII=278.4

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). RegiStax 5/Astra Image 3 Pro/Photoshop CS4.

대략 CM II 70~100 범위 내에서 NEB에 복잡한 rift들이 서로 엉겨 네트워크를 형성하고 있어 마치 미세혈관을 보는 듯 하였습니다. 이는 EZ의 festoon들의 기시점인 projection과도 일부 상호 연관 관계가 있어 보입니다.

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.

이오 및 영의 central meridian 인접을 전후로 한 4컷을 GIF 애니메이션으로 만들어 보았습니다.

지난 25일 촬영한 목성 사진에서 NEBn(북적도대 북쪽 가장자리) CMII 330 부근에서 관측되는 소용돌이 모양의 구조에 대한 언급을 한 바 있습니다만, BAA(British Astronomical Association)의 목성 섹션장인 John H. Rogers 씨가 보내온 메일에 따르면 두 개의 white oval이 당일 합쳐지면서 만들어진 구조라고 합니다.

Hi Hongsun Yoon,

That white feature in the NEBn was a pair of white ovals merging on that day—you have a very good image of it! Yuichi Iga has made a compilation of images of the event, which he or I will soon post.

Congratulations on your excellent images,

John

나름 광축도 세밀히 조정하였고 갓 충을 지낸 목성의 시직경과 고도도 좋아 IR 채널 상에서 그럭저럭 디테일을 얻을 수 있었으나, 이 날의 시상은 Pickering scale 6을 넘기지 못하는 썩 좋지 못한 환경이었기에 대기의 요동에 예민한 G, B 채널을 사정없이 뭉개뜨려 버렸습니다. IR-IR/G/B 세팅 하에서 IR(luminance) 채널이 제 아무리 디테일을 살린다 하더라도 G, B 채널은 컬러 합성상의 전반적인 퀄리티를 결정짓기 때문에 결과적으로 다소 거친 이미지가 되었습니다.

NEBn을 lining하는 elongated concentration이 이색적이고 특히 NTrZ에서 기인하여 NEB 쪽으로 파고 들며 형성되는 듯한 소용돌이 모양새의 white oval이 인상적입니다(CM II 330 정도로 측정됩니다). 그 바로 옆에는 선홍색의 dark concentration이 인접하고 있습니다. NTBn(혹은 NTZ)에 위치한 뚜렷한 벽돌색의 elongated concentration의 경도는 무려 50도에 달하고 NNTB~NPR에 이르는 지역에도 다양한 크기와 색상의 oval과 concentration들이 산발적으로 흩어져 있습니다. 여전히 SEB는 보이진 않지만 부근의 미세한 컬러 변화는 이제 상층을 덮고 있는 높은 고도의 개스층이 서서히 가라 않으면서 SEB가 드러날 조짐을 보이는 듯 합니다. SSTB~STB를 일부 연결하는 듯한 청녹색의 개스 패턴 또한 이채롭습니다.

다치카와 氏가 촬영한 해당 시퀀스. 클릭하면 동영상이 보여집니다. Apple QuickTime이 필요합니다.

우리나라 시간으로 8월 21일 새벽 3시 22분 큐슈섬 구마모토시에 거주하는 다치카와 氏가 자신의 Takahashi TOA 150 (150mm f/7.3 굴절망원경)에 5배 Powermate와 ToUcam Pro II를 장착하여 목성을 촬영하던 도중 발견한 이 섬광의 위치는 System II 140, 북위 17도로 NEB 북쪽 경계로 보여집니다. 이와 같은 내용은 일본 국립 천문대의 주니치 와타나베 氏의 블로그를 통해 외부에 알려졌으며, 추후 동경의 아오키 카즈오 氏가 자신의 관측 로그를 되짚어 보면서 동일한 시간에 동일한 지점에서 섬광이 2초 간 지속되었음을 확인하였습니다.

그로부터 목성이 두번 자전하기까지 세계 각지의 아마튜어들이 UV, IR, 메탄 등 다양한 파장대에서 목성상을 촬영하면서 해당 지점에서의 충돌흔을 찾아 나섰지만 아직까지 별다른 성과 보고는 없습니다.

작년 12월 20일에 봤을 때부터 얇게 갈라지는 조짐을 보이던 SEB가 이제 거의 완전히 소실된 모습입니다(위 사진에서 윗쪽 반구가 남쪽이고, 우측에서 좌측 방향으로 자전합니다). SEB의 소실은 이번이 처음은 아니어서 1973~75년, 1989~1990년, 1993년, 2007년에도 관측되었습니다. SEB가 왜 이렇게 소실과 재현을 반복하는지 그 원인은 분명치 않으나 NASA 제트추진연구소의 Glenn Orton 氏에 따르면 SEB가 사라진 것이 아니고 SEB의 상층에 형성된 암모니아 권운(卷雲)으로 인해 덮혀져 버렸기 때문일 것이라고 합니다. 하지만 여전히 어떤 이유로 인해 암모니아 권운이 발생했을지 의문입니다. 대개 2년 내에 SEB가 다시 나타날 것으로 내다보고 있습니다.

2010. 08. 10. 00:13:16 ~ 00:16:16 = UTC +9 hours. Albireo’s Planetary Observatory II, Republic of Korea. Pickering Seeing Scale: 5-6/10, Transparency: 2/5. Takahashi Mewlon 300 (12-inch Dall-Kirkham F11.9) at F29 using TeleVue Powermate x2.5 on EM-400. Lumenera LU075. RRGB(60 sec each). RegiStax 5/Astra Image 3 Pro/Photoshop CS4.

도입에 소개한 R 이미지 촬영 시점에서 12분 후 목성의 모습입니다(RRGB). 대적반은 좀더 서쪽으로 기울었고 이와 거의 유사한 컬러 톤의 oval BA가 인접해 있는 모습입니다. 이미 2006년 8월 GRS와 oval BA의 conjunction에 대한 글을 올린 바 있습니다. 대적반과 oval BA 사이는 STeB가 절묘하게 가로지르고 있습니다. Red Jr.란 애칭으로도 불리우는 Oval BA의 적반화(赤斑化)에 대한 글을 참고하시기 바랍니다. 당시에 비해 위치가 많이 바뀌어 현재에는 C.M. II 155 정도로 추정됩니다.