플루토 너머를 관측하기 시작하다.

* 플루토(Pluto)는 '명왕성'을 말합니다.
   명왕성은 더 이상 행성으로 분류되지 않습니다.
  '명왕성'이라는 한자식 표현은 '해왕성, '천왕성'등과 동급의 표현으로 행성이라는 의미를 가지고 있는 표현입니다.
   따라서 오해의 소지를 없애기 위해 더 이상 '명왕성'으로 적시하지 않고 영어 표현 그대로 '플루토(Pluto)'로 표현합니다.
  

 

Credit: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute (JHUAPL/SwRI)
그림1> 이 상상화는 뉴호라이즌 호가 태양계 생성시 남겨진 유물인, 도시 정도 크기의 카이퍼 벨트 천체와 조우하는 장면을 그린 것이다.
           태양이 67억 킬로미터 저편에 황도대의 먼지 구름속에 파묻혀 빛나고 있다.
           태양의 오른쪽으로 오렌지 색과 파란색으로 빛나는 별은 각각 목성과 해왕성을 묘사한 것이다.
 

 

뉴호라이즌 호의 새로운 탐사 대상을 찾기 위해 플루토 너머를 관측하기 시작하다.

 

허블우주망원경의 관측시간 할당 위원회가 심사숙고를 거쳐 플루토를 향해 항해하고 있는 NASA의 뉴호라이즌 호가 2015년 7월 플루토 궤도를 통과한 후
방문할 수 있을만한 천체를 찾아내는데 허블우주망원경을 사용할 수 있도록 결정하였다.

 

이번 탐사계획에는 뉴호라이즌호가 방문할  수 있는 카이퍼 벨트의 천체(Kuiper Belt object, 이하 KBO)를 찾기 위해 하늘의 매우 한정된 지역만을 대상에 포함시킬 예정이다.

카이퍼벨트는 46억년전 태양계 형성으로부터 남은 잔해인 얼음 천체들이 광대하게 펼쳐져 있는 구역을 말한다.

KBO는 태양계 탐사선들이 한 번도 방문한 적이 없는 80억 킬로미터 바깥까지 펼쳐져 있어, 태양계에서 너무나 멀기 때문에 한 번도 확대 관측된 적이 없는 천체이다.

 

우주망원경과학연구소의 감독관인 맷 마운틴(Matt Mountain)의 소감은 다음과 같다.
 "우리의 과학탐사 리뷰가 뉴호라이즌 호의 과학적 성과를 뒷받침하기 위해 허블우주망원경의 독보적인 능력을 어떻게 효과적으로 활용할 것인가에 대한

  합의에 이르게 되어 너무 기쁩니다."

KBO 관측의 전면적인 실행은 위원회가 할당한 시간 중에 허블우주망원경을 이용한 시험 관측 결과에 의존하고 있다.

 

허블우주망원경은 궁수자리 방향의 하늘을 탐사하여 카이퍼 벨트 안쪽에서 공전하고 있는 천체에 대한 식별을 시도하게 될 것이다.

 

궁수자리의 별들과 KBO 천체를 구분해내기 위해 허블우주망원경은 별들을 배경으로 KBO 천체의 예측 운동속도 비율로 움직이게 될 것이다.

그 결과로 도출된 사진을 보면 별들은 궤적을 만들어내고 있을 것이지만 KBO들은 하나의 점으로 보이게 될 것이다.

이러한 실험관측에서 특정 밝기를 보이는 최소한 두 개의 KBO 천체가 식별된다면, 관측결과는 해당 KBO가 뉴호라이즌 호에 의해 방문되기에 적절한 천체인지를 통계적 기법으로 보여주게 될 것이다. 

 

그리고 이 시점에 추가적으로 할당된 관측시간에 대략 보름달 정도의 각크기에 해당하는 구역 전체에 대한 탐사가 계속 될 것이다.

 

전세계의 모든 천문학자들은 허블우주망원경을 이용한 탐사 시간 할당에 응모하고 있다.
허블우주망원경의 관측시간을 할당받기 위한 경쟁률은 매우 치열하고, 요청받고 있는 관측 시간은 주어진 시간을 항상 초과한다.
따라서 제안서에는 지상에 위치한 망원경들의 관측 능력을 넘어선 허블우주망원경만의 독보적인 능력이 필요한 천문학적 질문이 반드시 기술되어야 한다.

그리고 이 제안서들은 허블우주망원경이 선도할 수 있는 최상의 과학적 가능성과 탐사프로그램의 규모를 적절히 배분하는 우주망원경과학 연구소 감독관에 의해 해마다 정기적인 검토를 거치게 된다.

 

비록 허블 우주망원경이 우주의 지평선 근처에 존재하는 은하들까지 관측할 수 있을정도로 강력한 기능을 탑재하고 있긴 하지만 KBO 천체의 발견은 건초더미에서 바늘을 찾는 것과 같은 도전적인 목표이다.

 

뉴호라이즌 호의 궤적을 따라 존재하는 전형적인 KBO는 아마도 맨하탄 섬보다 크지 않을 것이고 그 색깔은 숯만큼이나 검을 것이다.

뉴호라이존 호가 발사된 2006년도 이전에도 허블우주망원경은 태양계의 외곽 끝부분을 향한 이 임무에 지속적인 지원을 제공한 바 있다.

 

허블우주망원경은 플루토와 카론 주위에서 네 개의 작은 위성을 발견한 바 있으며, 뉴호라이즌 탐사의 과학적 성과를 강화할 수 있는 새로운 목표천체를 제공하였다.
또한 허블우주망원경은 최상의 감도를 이용하여 이 탐사에 잠재적인 위협이 될만한 플루토 주변의 먼지 고리에 대한 정보도 제공하였다.
허블우주망원경은 또한 이 왜소행성의 표면에 대한 세부적인 지도를 만들어 천문학자들이 뉴호라이즌호가 확대촬영할 지역에 대한 계획을 세우는데 활용할 수 있도록 해 주었다.

 

플루토 탐사 외에도 최근 허블우주망원경을 이용한 태양계 탐사는 해왕성 주변에서 새로운 위성을 발견하기도 했으며, 거대한 가스 행성들의 자기권 탐사와 유로파에 대양이 존재한다는 정황근거 및 우리 눈에 목격되기 전 몇몇 소행성의 붕괴에 대한 특이 케이스를 발견해 내기도 하였다.
 
허블 우주망원경은 또한 화성의 계절적인 대기 변화를 모니터링하여 NASA의 여러 화성 탐사 프로그램을 지원해왔다.
허블은 또한 던 우주선의 소행성 탐사 미션 지원을 위한 보충 관측을 수행하기도 하였다.

 

20년 전인 1994년 7월, 허블우주망원경은 중력에 의해 파괴되어 일렬로 늘어선 슈메이커-레비 9혜성이 목성과 충돌하는, 이전에는 전혀 목격된 바 없는 현상을 관측한 바 있다.
 

 

마운틴의 소감은 다음과 같다.
 "뉴호라이즌 호를 위해 적절한 목표 천체를 탐사하는 계획은 허블 우주망원경이 인류의 태양계 탐사를 지원하기 위해 어떻게 효율적으로 사용될 수 있는지를

  보여주고 있습니다.
  또한 이는 향후 제임스 웹 우주망원경의 강력한 기능이 행성과학에 있어 얼마나 든든한 버팀목이 되어줄지를 미리 보여주는 것이라 할 수 있습니다.
  우리는 이 두 개의 우주망원경이 태양계의 탐사와 각종 발견을 선도할 수 있는 잠재력에 매우 큰 기대를 하고 있답니다."

 

* 출처 : 허블사이트 2014년 6월 16일 발표 뉴스
           http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2014/29/

 

참고 : 플루토를 비롯한 태양계 소천체에 대한 각종 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다.
          왜소행성 :  https://big-crunch.tistory.com/12346957
          소행성 :  https://big-crunch.tistory.com/12346956
          혜성 :  https://big-crunch.tistory.com/12346955
          유성 :  https://big-crunch.tistory.com/12346954

 

원문>

News Release Number: STScI-2014-29

NASA's Hubble to Begin Search Beyond Pluto for a New Horizons Mission Target

After careful consideration and analysis, the Hubble Space Telescope Time Allocation Committee has recommended using Hubble to search for an object the Pluto-bound NASA New Horizons mission could visit after its flyby of Pluto in July 2015.

The planned search will involve targeting a small area of sky in search of a Kuiper Belt object (KBO) for the outbound spacecraft to visit. The Kuiper Belt is a vast debris field of icy bodies left over from the solar system's formation 4.6 billion years ago. A KBO has never been seen up close because the belt is so far from the Sun, stretching out to a distance of 5 billion miles into a never-before-visited frontier of the solar system.

"I am pleased that our science peer-review process arrived at a consensus as to how to effectively use Hubble's unique capabilities to support the science goals of the New Horizons mission," said Matt Mountain, director of the Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland.

The full execution of the KBO search is contingent upon the results from a pilot observation using Hubble observations provided by Mountain's director's discretionary time.

The space telescope will scan an area of sky in the direction of the constellation Sagittarius to try and identify any objects orbiting within the Kuiper Belt. To discriminate between a foreground KBO and the clutter of background stars in Sagittarius, the telescope will turn at the predicted rate that KBOs are moving against the background stars. In the resulting images, the stars will be streaked, but any KBOs should appear as pinpoint objects.

If the test observation identifies at least two KBOs of a specified brightness, it will demonstrate statistically that Hubble has a chance of finding an appropriate KBO for New Horizons to visit. At that point, an additional allotment of observing time will continue the search across a field of view roughly the angular size of the full Moon.

Astronomers around the world apply for observing time on the Hubble Space Telescope. Competition for time on the telescope is extremely intense and the requested observing time significantly exceeds the observing time available in a given year. Proposals must address significant astronomical questions that can only be addressed with Hubble's unique capabilities and are beyond the capabilities of ground-based telescopes. The proposals are peer reviewed annually by an expert committee, which looks for the best possible science that can be conducted by Hubble and recommends to the STScI director a balanced program of small, medium, and large investigations.

Though Hubble is powerful enough to see galaxies near the horizon of the universe, finding a KBO is a challenging needle-in-haystack search. A typical KBO along the New Horizons' trajectory may be no larger than Manhattan Island and as black as charcoal.

Even before the launch of New Horizons in 2006, Hubble has provided consistent support for this edge-of-the-solar system mission. Hubble was used to discover four small moons orbiting Pluto and its binary companion object Charon, providing new targets to enhance the mission's scientific return. And Hubble has provided the most sensitive search yet for potentially hazardous dust rings around Pluto. Hubble also has made a detailed map of the dwarf planet's surface, which astronomers are using to plan New Horizons' close-up reconnaissance photos.

In addition to Pluto exploration, recent Hubble solar system observations have discovered a new satellite around Neptune, probed the magnetospheres of the gas-giant planets, found circumstantial evidence for oceans on Europa, and uncovered several bizarre cases of asteroids disintegrating before our eyes. Hubble has supported numerous NASA Mars missions by monitoring the Red Planet's seasonal atmospheric changes. Hubble has made complementary observations in support of the Dawn asteroid mission, and comet flybys. Nearly 20 years ago, in July 1994, Hubble documented the never-before-seen string of comet collisions with Jupiter that resulted from the tidal breakup of comet Shoemaker-Levy 9.

"The planned search for a suitable target for New Horizons further demonstrates how Hubble is effectively being used to support humankind's initial reconnaissance of the solar system," said Mountain. "Likewise, it is also a preview of how the powerful capabilities of the upcoming James Webb Space Telescope will further bolster planetary science. We are excited by the potential of both observatories for ongoing solar system exploration and discovery."

CONTACT

Ray Villard
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland
410-338-4514
villard@stsci.edu

J.D. Harrington
NASA Headquarters, Washington, D.C.
202-358-5241
j.d.harrington@nasa.gov