태양 흑점 망원경 (KSST)

태양흑점망원경 / KASI Sunspot Telescope

1979년부터 일일 흑점수를 산출하기 위해 구경 20cm, 초점거리 3m의 굴절망원경이 설치되어 운용되고 있다. 접안부에 투영판을 부착하여 투영된 태양의 어두분 부분을 스케치하는 방법으로 관측이 이루어진다. 투영된 상은 직경 약 15cm 이고 암부와 반암부가 충분히 구분될 정도로 분해능이 좋다.

백색광 사진관측

태양흑점망원경과 함께 설치되어 있는 작은 굴절망원경을 이용하여 사진관측이 이루어지고 있다. 촬영에 이용되는 카메라는 Nikon D-100으로 시상에 따라 노출시간을 1/200 ~ 1/2000초 정도로 조절한다. 실제 태양의 동서방향을 정하기 위해서 망원경 추적 기능을 끄고 연속적으로 촬영해야 하고 이 때, 카메라에 맺힌 상이 작아 정확히 초점을 확인하기가 어려우므로 초점은 조금씩 바꾸어 주는 것이 좋다.


사진촬영용 망원경

카메라
Nikon D-100
23.7 × 15.6 mm
3,009 × 2,000 pixel Tele Vue Big Barlow 2*

필터

동서방향을 맞추기 위해 망원경 모터를 끄고 상이 흐르는 것을 연속해서 찍은 것

동서방향을 정확히 잡은 후의 영상

투영판 흑점 관측

흑점은 주변보다 강한 자기장이 형성되어 있어 대류운동이 주변보다 제한되고 이는 태양 내부에서 외부로 에너지 전달을 방해한다. 이러한 이유로 흑점의 온도는 주변의 온도(약 6000도)보다 낮은 4000도 가량 된다. 온도의 비가 6:4이므로 밝기의 비는 64:44 10:2가 되는데 이 밝기차이는 눈으로 충분히 확인할 수 있을 만큼 크다. 암부와 반암부를 구분하여 스케치 하고 작은 흑점 1개로 이루어진 흑점군을 놓치지 않도록 주의해야 한다.

흑점망원경
구경 20cm, 초점거리 3m

투영판

투영판에 비친 태양의 상
이 사진의 태양의 상은 측면 촬영하여 타원으로 보이지만, 실제 상은 원으로 보인다.

흑점 관측 예
할로윈 폭풍이 발생했던 2003년 10월 29일 흑점의 모습

사진 +
10/14일부터 11월 4일까지 관측 예(*웹의 무비 사용)

흑점수

관측소의 흑점수(상대흑점수)를 산출하는 방법은 흑점군의 개수(g)를 정하고 개별흑점수(f)를 정하여 흑점군의 수에 10을 곱하고 개별흑점수를 더하여 계산한다. 그 후, 기준관측소인 LOCARNO 일일 흑점수의 60% 값과 비교하여 우리 관측소의 규격화 상수(k)를 구한다. 관측소 상대흑점수는 k(10g+f)로 정의된다. 흑점군은 관측자의 판단에 의해 덩어리를 정의할 수 있는 흑점의 군집을 뜻한다. 개별흑점수는 암부와 반암부를 모두 세어서 결정한다. 우리 관측소와 다른 관측소의 관측자가 다르고 관측 여건이 다르므로 개별흑점수는 큰 편차를 보인다. 그러나 흑점군의 수는 큰 편차를 보이지 않고 또 10을 곱하므로 상대적으로 편차가 줄어든다. 그렇다고 하더라도 관측소마다 사용하는 망원경의 구경, 날씨, 관측자의 판단이 모두 달라 10g + f에도 상당한 편차가 있고 이는 기준관측소에 대해 규격화 한 후, 90개 관측소 값을 평균함으로써 크게 줄어둔다. 개별 관측소의 흑점수의 편차를 줄이고 규격화 상수의 편차를 적게 하려면 그 관측소의 관측자들 간 흑점군에 대한 정의를 통일할 필요가 있다.

Africa 3%, N-America 5%, S-America 9%, Asia 12%, E-Europe 14% W-Europe 57% [ 흑점 관측소 권역별 비율 ]

국제상대흑점수(회색 실선)와 KASI상대흑점수(검은 실선). 극소기에 차이가 크게 보이는 원인은 개별 흑점관측소의 경우, 극소기 흑점수가 적거나 0으로 관측 되더라도 전체 네트워크의 평균값은 0이 아닌 값으로 조정이 되기 때문이다.