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Cerro Chajnantor Peak에 있는 도쿄 아타카마 대학 천문대(TAO). 출처: 2024 TAO 프로젝트

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Cerro Chajnantor Peak에 있는 도쿄 아타카마 대학 천문대(TAO). 출처: 2024 TAO 프로젝트

행성은 어떻게 형성되나요? 은하계는 어떻게 진화하나요? 결국 우주 자체는 어떻게 시작되었는가? 연구자들이 가장 큰 미스터리 중 일부를 밝히기를 희망하는 독특한 천문대가 2024년 4월 30일에 개장할 예정입니다.

칠레 북부의 사막 산 꼭대기에 건설된 5,640m 높이의 도쿄대학교 아타카마 천문대(TAO)는 세계에서 가장 높은 천문대로서 비교할 수 없는 성능을 제공하지만 몇 가지 새로운 과제를 제시합니다.

천문학자들은 우주를 더 잘 보기 위해 그 어느 때보다 더 열심히 노력할 것입니다. 수백 년 전, 최초의 망원경용 렌즈 중 일부는 하늘을 지구에 더 가깝게 만들기 위해 만들어졌습니다. 그 이후로 건물 크기의 거울을 갖춘 광학 망원경, 산 꼭대기 사이에 안테나가 뻗은 전파 망원경, 심지어 달 너머까지 우주 망원경인 제임스 웹 우주 망원경이 있었습니다. 이제 도쿄 대학은 또 다른 선구적인 망원경을 열었습니다.

TAO는 26년간의 기획과 구축 끝에 마침내 가동하게 됐다. 공식적으로는 세계에서 가장 높은 천문대이며, 이러한 사실을 인정받아 기네스 세계 기록을 수상했습니다. ALMA(아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 배열) 전파 망원경은 칠레 아타카마 사막에 위치해 있으며, 일본 기관의 천문학자들이 자주 사용하는 또 다른 유명한 천문대에서 멀지 않습니다. 그런데 왜 TAO가 그렇게 높아야 하며, 이 요소가 제공하는 이점과 단점은 무엇입니까?

이번 연구를 주도한 요시이 유즈루(Yuzuru Yoshii) 명예교수는 “나는 암흑에너지와 최초의 원시별 같은 우주의 신비를 밝히고자 한다. 이를 위해서는 도(道)만이 할 수 있는 방식으로 하늘을 볼 필요가 있다”고 말했다. . 1998년부터 26년간 수석 조사관으로 TAO 프로젝트를 진행했습니다. “물론 최첨단 광학, 센서, 전자 장치 및 메커니즘을 갖추고 있지만 TAO에 이러한 선명도를 제공하는 것은 해발 5,640m라는 독특한 높은 고도입니다. 이 고도에서는 적외선 가시성에 영향을 미치는 대기의 습도가 거의 없습니다.

“Cerro Chajnantor의 건설은 기술적으로뿐만 아니라 정치적으로도 엄청나게 어려웠습니다. 저는 원주민의 권리와 의견을 고려하기 위해 칠레 정부와 협력하고 기술 협력을 위해 현지 대학과 협력했습니다. 사람들이 이 고도에서 안전하게 일할 수 있도록 도와주신 칠레 팀과 관계자 여러분 덕분에 제가 꿈꿔 왔던 연구가 곧 현실이 될 수 있게 되어서 더할 나위 없이 기쁩니다.

Tau가 위치한 Cerro Chajnantor의 정상 5,640m에서는 망원경의 적외선 감도를 제한할 수 있는 대부분의 습도를 초과할 수 있습니다. 출처: 2024 TAO 프로젝트

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Tau가 위치한 Cerro Chajnantor의 정상 5,640m에서는 망원경의 적외선 감도를 제한할 수 있는 대부분의 습도를 초과할 수 있습니다. 출처: 2024 TAO 프로젝트

TAO의 엄청난 높이는 인간이 그곳에서 작업하는 것을 어렵고 위험하게 만듭니다. 건설 작업뿐만 아니라 그곳에서 일하는 천문학자라도 고산병에 걸릴 위험이 높으며, 특히 일부 증상이 악화되는 밤에는 더욱 그렇습니다. 따라서 질문은 이렇습니다. 이 모든 노력과 비용이 그만한 가치가 있습니까? 천문학계에 어떤 유형의 연구를 제공하여 인간의 지식을 제공할 예정인가요?

“고도와 건조한 환경 덕분에 TAO는 중적외선 파장을 명확하게 볼 수 있는 세계 유일의 지상 망원경이 될 것입니다. 이 스펙트럼 영역은 행성 형성 지역을 포함하여 별 주변 환경을 연구하는 데 매우 좋습니다. 천문대 소장이자 천문대 건설 책임자인 미야타 다카시 교수가 말했습니다.

“또한 도쿄 대학이 TAO를 관리하기 때문에 우리 천문학자들은 장기간에 걸쳐 TAO에 대한 완전한 접근 권한을 갖게 될 것입니다. 이는 Joint의 간헐적인 관찰로는 관찰할 수 없는 동적 현상을 탐구하는 많은 새로운 유형의 천문학 연구에 필수적입니다. 망원경 미야타 교수는 “나는 천문학자로서 20년 넘게 TAO에 참여해 왔으며, 이제 관측을 위한 실제 작업이 곧 시작될 것이라는 사실에 매우 기대하고 있습니다.”라고 덧붙였습니다.

TAO가 기여할 수 있는 광범위한 천문학적 질문이 있으므로 연구자들은 고유하게 구별되는 장비를 다양한 용도로 사용할 수 있습니다. 일부 연구자들은 자신의 필요에 맞는 도구를 개발하여 TAO에 기여하기도 합니다.

“우리 팀은 하늘의 넓은 영역을 관찰하고 두 파장의 빛을 동시에 관찰할 수 있는 장비인 동시 광시야 적외선 다중 물체 분광계(SWIMS)를 개발했습니다. 이를 통해 효율적으로 수집할 수 있습니다. 코니시 마사히로(Masahiro Konishi): “SWIMS 관측 데이터 분석은 은하 중심에 있는 초대질량 블랙홀의 진화를 포함하여 은하의 형성에 대한 통찰력을 제공할 것입니다.”

코니시 교수는 계속해서 이렇게 말했습니다. “새로운 망원경과 장비는 자연스럽게 천문학 발전에 도움이 됩니다. 차세대 천문학자들이 TAO와 기타 지상 및 우주 기반 망원경을 사용하여 현재의 이해에 도전하고 설명할 수 없는 것을 설명하는 예상치 못한 발견을 하게 되기를 바랍니다.” .

TAO의 상대적 가용성을 고려하면 이전 세대의 망원경보다 더 많은 젊은 천문학자들이 TAO를 활용할 수 있을 것으로 예상됩니다. 차세대 망원경인 TAO는 신흥 연구 인재에게 이전에는 불가능했던 방식으로 자신의 아이디어를 표현할 수 있는 기회를 제공할 수 있습니다.

“저는 우주에 있는 유기 먼지의 화학적 특성을 더 잘 이해하기 위해 다양한 실험실 실험을 사용합니다. 이는 생명체 생성을 가져온 물질을 포함하여 물질의 진화에 대해 더 많이 배우는 데 도움이 될 수 있습니다. 대학원생 세노 리쿠(Riku Seno)는 생명 창조를 가져온 물질을 포함하여 물질의 진화에 대해 더 많이 배울 수 있다고 말했습니다. “지구에서의 실험을 통해 보는 것을 더 정확하게 재현할 수 있으면 유기물을 관찰할 때 큰 도움이 될 수 있습니다. 적외선 범위의 먼지. “중간”.

“미래에는 TAO를 원격으로 사용할 수 있지만, 미지의 우주를 들여다볼 수 있는 다장 중적외선 이미징(MIMIZUKU)은 특수 장비 구축을 돕기 위해 현장에 있을 것입니다. 제가 접근할 수 없었던 오지에 방문하는 것이 일상이 되어서, 그곳에서 보내는 시간이 정말 기대됩니다.”

시간이 지남에 따라 현재와 미래의 천문학자들 모두 TAO를 사용하여 획기적인 관측을 수행할 수 있는 더 많은 방법을 찾을 것이라는 데에는 의심의 여지가 없습니다. 팀은 원격 작동, 고감도 장비, 고해상도 망원경이 저압 환경에서 작동하도록 성공적으로 개발되었다는 사실 등 새로운 기능을 통해 설계자에게 정보를 제공하고 영감을 주기를 바라고 있습니다. 곳곳의 천체 관측 시설에 기여하는 엔지니어 및 연구원.

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