외계행성을 추적하는 파라날의 새로운 망원경들

 

Credit:
ESO/G. Lambert

 

Credit:
ESO/G. Lambert

사진1, 2> 차세대 식관측 망원경(The Next-Generation Transit Survey, 이하 NGTS)은 칠레 북부 ESO 파라날 천문대에 위치하고 있다.
               이 프로젝트는 자신의 별 전면을 지나는 외계행성을 추적하게 된다.
               행성은 자신의 별 전면을 지나면서 별빛을 약간 흐리게 만드는데 이러한 변화는 고감도 장비에 의해 감지될 수 있다.

               이 망원경은 지구의 두 배에서 여덟배 사이의 지름을 가진 해왕성 이하 크기의 행성들을 찾는데 초점을 맞추게 된다.
               이 사진은 NGTS의 테스트가 진행되던 날 오랜동안의 장노출을 이용하여 촬영된 사진이다.
               찬란한 빛을 뿜어내는 달이 사진 중앙에 보이고 멀리 지평선에는 VISTA와 VLT의 돔이 각각 오른쪽과 왼쪽에 보인다.

 

 

 

외계행성을 추적하는 파라날의 새로운 망원경들

 

   차세대 식관측 망원경(The Next-Generation Transit Survey, 이하 NGTS)이  칠레 북부 ESO 파라날 천문대에서 첫 관측을 성공적으로 수행하였다.

NGTS 프로젝트는 앞으로 행성이 자신의 별 전면을 지날 때 발생하는 미세한 별빛의 감소 양상을 감지해 낼 수 있는 고감도 장비를 이용하여 외계 행성의 식 현상을 추적하게 된다.

NGTS는 지구 지름의 2배에서 8배 사이의 크기를 가진 해왕성 크기 이하의 행성을 찾는데 초점을 맞추게 된다.
 

NGTS는 구경 20센티미터의 12개 망원경으로 구성된 광대역 관측 시스템이다. [1]

영국과 스위스, 독일 컨소시엄에 의해 구축된 이 새로운 설비는 최상의 관측 환경과 전문적인 지원설비의 사용이 가능한 칠레 북부 ESO 파라날 천문대에 설치되었다.
 

NGTS 프로젝트 책임자 중 한 명인 영국 워릭 대학교 돈 폴라코(Don Pollacco)의 소감은 다음과 같다.
"우리는 청명한 밤하늘이 많이 나타나고, 대기가 깨끗하며 건조하여 가능한한 자주 정밀한 측정을 수행할 수 있는 곳이 필요했답니다.
 파라날은 그러한 조건을 만족하는 최상의 장소죠."

 

 

NGTS는 전자동 모드로 작동하도록 디자인 되었으며 남반구의 하늘에서 상대적으로 밝은 빛을 가진 상당량의 별들의 밝기를 지속적으로 모니터링할 예정이다.

 

 

Credit:
ESO/R. Wesson

사진3> 이 사진은 한 낮에 촬영한 NGTS 설치 구역의 모습을 보여주고 있다.
           멀리 지평선 왼쪽에 보이는 것은 VLT의 돔이며 오른쪽에 보이는 것은 VISTA의 돔이다.

 

 

Credit:
ESO/R. West

사진4> 테스트가 진행되는동안 촬영된 이 사진에는 이 관측 시스템을 구성하는 20센티미터 구경의 망원경 대부분이 담겨있다.

 

외계행성이 만들어내는 식 현상을 관측하기 위해서는 별의 밝기를 1000분의 1수준이라는 매우 높은 정밀도로 측정해야 하는데, 이는 지상에 자리잡고 있는 광대역 관측 장비로는 결코 달성한 적이 없는 수준이다. [2]
 

넓은 화각 전체에 걸쳐 별의 밝기를 매우 정밀한 수준으로 측정하는 것은 기술적인 도전과제이기도 하지만, NGTS를 운용하는데 필요한 모든 핵심 기술들은 좀더 소규모의 시험 시스템을 통해 2009년부터 2010년 카나리 제도의 라팔마 천문대에서 이미 시연된바 있다.

NGTS는 또한 아직까지 거대 가스상 행성의 탐사를 선도하고 있는 SuperWASP 실험의 성공을 기반으로 제작되었다.

 

 

NGTS에 의해 식별된 대상들은 ESO의 초거대망원경(이하 VLT)를 비롯한 다른 거대 망원경들에 의해 추가 연구가 이어지게 된다.
NGTS의  목적은 행성의 질량이 충분히 측정될만큼 밝은 작은 행성들을 찾는데 있다.
이러한 정보는 행성의 밀도를 연역할 수 있게 해주며 이어서 행성의 조성에 대한 단서도 제공해주게 된다.

 

외계행성이 자신의 별 전면을 지나는 동안 그 대기를 관측하는 것도 가능할 것으로 보인다.
이러한 식 현상이 일어나는 동안 만약 행성이 대기를 가지고 있다면 행성의 대기를 통과한 별빛에는 미약하지만 감지가능한 흔적이 남게 된다.
지금까지 이처럼 미묘한 흔적을 감지한 관측은 몇 차례밖에 이뤄지지 않았지만 NGTS는 훨씬 더 많은 사례를 찾아내게 될 것이다.

 

이 망원경은 ESO가 소유권을 갖긴 하지만 운용은 하지 않는 첫번째 망원경이다.
동일한 계약하의 몇몇 망원경 프로젝트의 운영이 이미 이전부터 라실라 천문대에서 진행되고 있다.

 

NGTS의 데이터는 ESO 아카이브 시스템으로 전송될 것이고, 이 데이터는 앞으로 수십년동안 전세계 모든 천문학자들이 열람할 수 있게 될 것이다.

 

 

NGTS 프로젝트의 책임자 중 한 명인 워릭 대학 피터 휘틀리(Peter Wheatley)의 소감은 다음과 같다.
"우리는 지근거리에 존재하는 별 주위에서 작은 행성을 찾기 시작했다는 사실에 큰 기대를 하고 있습니다.
 NGTS의 발견과 지상 및 우주에 있는 망원경들에 의한 후속 관측을 통해 우리 지구와 같이 작은 행성의 조성과 대기에 대한 도전적인 연구는 중요한 첫발을

 내딛게 될 것입니다."

 

 

NGTS 컨소시엄에 참여하고 있는 단체는 영국의 워릭 대학(the University of Warwick), 퀸스 대학(the Queen’s University), 레스터 대학(the University of Leicester), 캠브리지 대학(the University of Cambridge)이 있으며 스위스의 제네바 대학(Geneva University)과, 독일 우주센터(DLR)가 있다.

 

 

Credit:
ESO/R. Wesson

사진5> NGTS의 테스트가 진행되는 와중에 촬영된 이 사진에는 우리 은하 중심의 장관이 함께 담겨있다.

 

각주
[1] NGTS 망원경은 ASA(Astro Systeme Austria) 에 의해 제작된 바 있는 소규모 고화질 상업 망원경의 수정 버전이다.
      NGTS 카메라들은 Andor Technology 사(http://www.andor.com)에 의해 수정된 ikon-L 카메라이며 e2v(http://www.e2v.com)의
      red-sensitive deep-depletion CCDs 를 장착하고 있다.

 

[2] NASA가 띄운 케플러 우주망원경의 경우는 훨신 더 높은 정밀도로 별의 밝기를 측정하지만 대상이 되는 지역 범위는 NGTS보다 훨씬 좁다.
       더 넓은 화각을 가지는 NGTS의 관측은 정밀한 연구에 훨씬 걸맞는 좀더 밝은 빛을 가진 작은 외계행성들을 찾게 될 것이다.

 

 

출처 : 유럽 남반구 천문대(European Southern Observatory) Press Release  2015년 1월 14일자 
         http://www.eso.org/public/news/eso1502/

 

 

 

원문>

eso1502 — Organisation Release

New Exoplanet-hunting Telescopes on Paranal

NGTS facility achieves first light

14 January 2015

The Next-Generation Transit Survey (NGTS) has achieved first light at ESO’s Paranal Observatory in northern Chile. This project will search for transiting exoplanets — planets that pass in front of their parent star and hence produce a slight dimming of the star’s light that can be detected by sensitive instruments. The telescopes will focus on discovering Neptune-sized and smaller planets, with diameters between two and eight times that of Earth.

The Next-Generation Transit Survey (NGTS) is a wide-field observing system made up of an array of twelve telescopes, each with an aperture of 20 centimetres [1]. This new facility, built by a UK, Swiss and German consortium, is located at ESO’s Paranal Observatory in northern Chile and benefits from the superb observing conditions and excellent support facilities available at this site.

“We needed a site where there were many clear nights and the air was clear and dry so that we could make very accurate measurements as often as possible — Paranal was the best choice by far,” says Don Pollacco of the University of Warwick in the UK and one of the NGTS project leads.

NGTS is designed to operate in a robotic mode and it will continuously monitor the brightness of hundreds of thousands of comparatively bright stars in the southern skies. It is searching for transiting exoplanets and will reach a level of accuracy in measuring the brightness of stars — one part in a thousand — that has never before been attained with a ground-based wide-field survey instrument [2].

This great accuracy of brightness measurement, across a wide field, is technically demanding, but all the key technologies needed for NGTS were demonstrated using a smaller prototype system, which operated on La Palma in the Canary Islands during 2009 and 2010. NGTS also builds on the success of the SuperWASP experiment, which up to now leads in the detection of large gaseous planets.

The discoveries of NGTS will be studied further using other larger telescopes, including the ESO Very Large Telescope. one goal is to find small planets that are bright enough for the planetary mass to be measured. This will allow planetary densities to be deduced, which in turn provides clues about the composition of the planets. It may also be possible to probe the atmospheres of the exoplanets whilst they are in transit. During the transit some of the star’s light passes through the planet’s atmosphere, if it has one, and leaves a tiny, but detectable, signature. So far only a few such very delicate observations have been made, but NGTS should provide many more potential targets.

This is the first telescope project hosted, but not operated, by ESO on Paranal. Several telescope projects operating under similar arrangements are already at work at the older La Silla Observatory. The NGTS data will flow into the ESO archive system and will be available to astronomers worldwide for decades to come.

Peter Wheatley, one of the NGTS project leads from the University of Warwick, concludes: “We are excited to begin our search for small planets around nearby stars. The NGTS discoveries, and follow-up observations by telescopes on the ground and in space, will be important steps in our quest to study the atmospheres and composition of small planets such as the Earth.”

The NGTS Consortium is composed of the University of Warwick, UK; the Queen’s University of Belfast, UK; the University of Leicester, UK; the University of Cambridge, UK; Geneva University, Switzerland and DLR Berlin, Germany.

Notes

[1] The NGTS telescopes are modified versions of small high-quality commercial telescopes made by Astro Systeme Austria (ASA) while the robotic telescope mounts are manufactured by Optical Mechanics Inc (OMI) (http://www.opticalmechanics.com). The NGTS cameras are modified ikon-L cameras by Andor Technology Ltd (http://www.andor.com) built around red-sensitive deep-depletion CCDs by e2v (http://www.e2v.com). The NGTS robotic enclosure building was designed and built by GR Pro Ltd (http://www.grpro.co.uk).

[2] NASA’s orbiting Kepler mission has a higher accuracy of stellar brightness measurement but probes a smaller region of the sky than NGTS. The wider NGTS search will find brighter examples of small exoplanets that are better suited for detailed study.

More information

ESO is the foremost intergovernmental astronomy organisation in Europe and the world’s most productive ground-based astronomical observatory by far. It is supported by 15 countries: Austria, Belgium, Brazil, the Czech Republic, Denmark, France, Finland, Germany, Italy, the Netherlands, Portugal, Spain, Sweden, Switzerland and the United Kingdom. ESO carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities enabling astronomers to make important scientific discoveries. ESO also plays a leading role in promoting and organising cooperation in astronomical research. ESO operates three unique world-class observing sites in Chile: La Silla, Paranal and Chajnantor. At Paranal, ESO operates the Very Large Telescope, the world’s most advanced visible-light astronomical observatory and two survey telescopes. VISTA works in the infrared and is the world’s largest survey telescope and the VLT Survey Telescope is the largest telescope designed to exclusively survey the skies in visible light. ESO is a major partner in ALMA, the largest astronomical project in existence. And on Cerro Armazones, close to Paranal, ESO is building the 39-metre European Extremely Large Telescope, the E-ELT, which will become “the world’s biggest eye on the sky”.

Links

• Further information on NGTS

Contacts

Peter Wheatley
University of Warwick
Coventry, United Kingdom
Tel: +44 247 657 4330
Email: P.J.Wheatley@warwick.ac.uk

Heike Rauer
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) / Institut für Planetenforschung
Berlin, Germany
Tel: +49 30 67055 430
Email: heike.rauer@dlr.de

Stéphane Udry
Observatoire de l’Université de Genève
Geneva, Switzerland
Tel: +41 22 379 24 67
Email: stephane.udry@unige.ch

Ather Mirza
University of Leicester
Leicester, United Kingdom
Tel: +44 116 252 3335
Email: pressoffice@le.ac.uk

David Azocar
Universidad de Chile
Santiago, Chile
Email: dazocar@das.uchile.cl

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany

Tel: +49 89 3200 6655
Email: rhook@eso.org