제미니 천문대

Gemini Observatory
제미니 천문대
Gemini NorthGemini South
하와이의 Gemini North와 칠레의 Gemini South
조직제미니 컨소시엄(NSF-US, NRC-Canada, CONICYT-Chile, MCTI-브라질, MCTIP-아르헨티나) 및 AURA
위치마우나 키아 액세스 로드(미국 하와이)
칠레, 케로 파촌
좌표19°49, 26°N 155°28′11″w/19.82396°N 155.46984°W/ 19.82396; -180.46984(제미니 북쪽 전망대)
30°14°27°S 70°44′12″w/30.24073°S 70.73659°W/ -30.24073; -70.73659(제미니 남쪽 천문대)
고도4,213 m (13,822 피트)
2,722 m (8930 피트)
설립된2000
웹 사이트www.gemini.edu
망원경
제미니 노스8.1m 카세그레인 반사경
제미니 사우스8.1m 카세그레인 반사경
Gemini Observatory is located in Hawaii
Gemini Observatory
제미니 천문대 위치
Commons 관련 매체

제미니 천문대는 8.1m(26.6ft) 망원경 두 개(제미니 노스와 제미니 사우스)로 구성된 천문 관측소로, 각각 하와이와 칠레의 두 곳에 위치하고 있다.쌍둥이의 제미니 망원경은 북쪽과 남쪽 하늘을 거의 완벽하게 관측할 수 있습니다.그것들은 현재 천문학자들이 이용할 수 있는 가장 크고 진보된 광학/적외선 망원경 중 하나이다. (가장 광학 반사 망원경 목록 참조)

미국 국립과학재단(NSF), 캐나다 국립연구위원회, 칠레 CONICYT, 브라질 MCTI, 아르헨티나 MCTIP 이 제미니 천문대를 소유하고 운영하고 있다.NSF는 현재(2017년) 주요 파트너로서, 두 망원경의 운용 및 유지보수에 필요한 자금의 약 70%를 기여하고 있다.천문대의 운영과 유지보수는 천문학 연구 대학 협회(AURA)에 의해 NSF와의 협력 협정을 통해 관리된다. NSF는 국제 파트너를 대신하여 행정 기관 역할을 한다.

제미니 망원경에는 현대식 기기 세트가 들어 있으며 광학근적외선 분야에서 탁월한 성능을 제공하며, 지구 대기의 흐릿한 영향을 보상하기 위해 정교한 적응 광학 기술이 채택되어 있습니다.제미니는 광시야 적응광학 보조 적외선 영상 분야에서 세계적인 선두주자이며, 최근 연구자들이 궤도를 도는 숙주별의 백만분의 1 밝기 외계행성을 직접 촬영하고 분석할 수 있는 장비인 제미니 행성 이미저(Gemini Planet Imager)를 의뢰했다.제미니는 태양계, 외부 행성, 별의 생성과 진화, 은하 구조와 역학, 초거대 블랙홀, 먼 퀘이사, 그리고 가장 큰 규모의 우주의 구조를 포함한 현대 천문학의 거의 모든 분야에서 연구를 계속 지원하고 있습니다.

제미니 천문대의 과거 참가국에는 호주와 영국이 포함된다.영국은 2012년 말에 파트너십에서 손을 뗐고 제미니 천문대는 운영 비용을 대폭 줄이고 운영을 합리화하며 각 사이트에서 에너지 절약 조치를 구현함으로써 자금 손실에 대응했다.두 망원경 모두 현재 하와이의 힐로와 칠레의 라 세레나의 기지 시설 운영 센터에서 원격으로 작동되고 있습니다.

개요

상단 : 제미니 노스는 현재 개방되어 있으며, 일몰 시 외부 공기와 온도를 같게 하고 있습니다.
하단: 칠레 Cerro Pachon에 위치한 Gemini South
제미니 천문대와 일부 주목할 만한 광학 망원경의 공칭 크기 비교

제미니 천문대의 국제 본부 및 북부 운영 센터는 하와이 힐로 힐로 대학 공원에 있는 하와이 대학 내에 위치하고 있습니다.남부 운영 센터는 칠레 세레나 근처Cerro Tololo Inter-American Observatory(CTIO) 캠퍼스에 있습니다.

  • 공식적으로 프레데릭 C라고 불리는 "제미니 노스" 망원경. 질렛 제미니[1] 망원경은 다른 많은 망원경들과 함께 하와이의 마우나 케아에 위치해 있다.이 위치는 4,200미터(13,800피트) 높이의 휴화산 위에 있는 최상의 대기 조건(안정적이고 건조하며 구름이 거의 끼지 않음)으로 인해 훌륭한 시야 조건을 제공합니다.그것은 1999년에 처음 빛을 보았고 2000년에 과학적 운영을 시작했다.
  • "제미니 사우스" 망원경은 칠레 안데스 산맥의 케로 파촌이라는 산의 해발 2,700미터 이상에 위치해 있다.매우 건조한 공기와 무시해도 될 정도의 구름 덮개로 인해 이 곳은 또 다른 주요 망원경 위치입니다(SOAR와 Cerro Tololo Inter-American Observatory를 포함한 여러 관측소가 공유하고 있습니다).제미니 남부는 2000년에 처음 빛을 보았다.

두 망원경은 함께 천구 극 근처 두 곳을 제외한 거의 모든 하늘을 덮고 있다.제미니 노스는 기울기 +89도 북쪽을 가리킬 수 없고, 제미니 사우스는 기울기 -89도 남쪽을 가리킬 수 없다.

두 개의 쌍둥이자리 망원경 모두 레이저 유도성, 적응광학, 다공역 적응광학, 다물체 분광학 등 광학 및 근적외선 천문학에서 세계 최고의 성능을 제공하기 위해 다양한 기술을 사용합니다.또한 각 망원경의 거울에 적용된 고급 보호 은색 코팅, 사용 중인 소형 보조 거울(f16 초점 비율), 각 사이트에 설치된 고급 환기 시스템 덕분에 매우 고품질의 적외선 관찰이 가능합니다.

역사

이 두 개의 망원경을 만드는 데 약 1억8천700만 달러가 들 것으로 추정되며, 각각의 제미니 망원경의 하룻밤은 수만 달러의 [2]가치가 있다.

각각 22t(24숏톤)이 넘는 8m 미러 블랭크 2개는 코닝의 초저팽창 유리로 제작됐다.각 블랭크들은 일련의 작은 육각형 조각들의 융접과 그에 이은 처짐으로 구성되었습니다.이 작업은 뉴욕 주 북쪽에 위치한 Corning의 Canton Plant 시설에서 수행되었습니다.그 후 블랭크들은 마지막 연삭과 연마를 위해 파리 남쪽에 위치한 REOC로 배를 통해 운반되었다.

비용 절감을 위해 설계 중에 내린 결정 중 하나는 두 개의 Nasmyth 플랫폼을 제거하는 것이었습니다.이 때문에 고해상도 분광기 및 적응형 광학 시스템과 같은 계측기는 Cassegrain 계측기에 고유한 크기와 질량이 요구되기 때문에 제작하기가 훨씬 더 어려워집니다.대형 기기를 설계할 때 또 다른 과제는 망원경의 전체적인 균형을 유지하기 위해 특정 질량과 질량 중심 위치를 가져야 한다는 것이다.

영국의 자금 위기

2007년 11월 영국 과학기술시설협의회(STFC)는 연간 400만 파운드를 절약하기 위해 망원경 운영 컨소시엄을 떠나는 것을 목표로 할 것을 제안했다.2008년 1월 컨소시엄 회의에서 영국은 2007년 [citation needed]2월 28일 발효된 제미니 파트너십과 제미니 천문대 협정에서 공식적으로 탈퇴한다는 결론이 내려졌다.이 결정으로 인해 관측소 예산에 큰 차질이 빚어졌고, 그 결과 그 당시 개발 중인 적어도 하나의 기기인 Precision Radial Velocity Spectrograph가 취소되었습니다.

영국이 협정을 파기하는 이유는 전적으로 재정적인 것으로 보였기 때문에, 시민들에게 천문학 예산 삭감에 대해 목소리를 높이도록 요구하는 "천문학 구하기" 운동을[3] 포함한 대중의 항의가 있었다.영국은 제미니 탈퇴 결정을 재검토하고 협정 복귀를 요청해 2008년 2월 27일 공식적으로 환영받았다.그러나 2009년 12월 영국은 지속적인 자금 [4]제한으로 인해 2012년에 제미니 파트너십을 탈퇴하고 다른 여러 국제 과학 파트너십을 종료할 것이라고 발표했다.

이사직

제미니의 초대 소장은 마운틴으로 11년간 재직하다 2005년 9월 떠나 우주망원경과학연구소(STScI) 소장이 됐다.그의 뒤를 이어 Jean-René Roy가 9개월 [5]동안 근무했으며, 그 후 더그 시몬스가 2006년 6월부터 2011년 5월까지 이사직을 맡았습니다.W. M. Keck 천문대의 전 책임자인 당시 은퇴한 프레드 채피의 임시 임명이 그의 뒤를 이었다.채피는 2012년 8월 2017년 6월까지 그 자리[6]유지한 마르쿠스 키슬러-파티그에 의해 승계되었다.로라 페라레스[7] 2017년 7월 임시직으로 키슬러-패틱 박사의 뒤를 이었다.현재 디렉터는 2018년 9월 6일부터 제니퍼 로츠입니다.

거버넌스 및 감시

천문대는 제미니 국제 협정에 의해 정의된 대로 제미니 위원회가 관리한다.이사회는 천문대의 예산 정책 범위를 설정하고 과학기술자문소위원회(STAC)와 재무소위원회의 조언을 받아 광범위한 감독 기능을 수행한다.미국은 제미니 보드의 13석 중 6석을 차지하고 있다.이사회의 미국 위원은 일반적으로 3년의 임기를 수행하며, 제미니 운영 및 개발의 모든 측면에서 미국 커뮤니티를 대표하는 NSF(National Science Foundation)에 의해 모집 및 지명됩니다.Gemini는 현재 NSF의 상을 통해 파트너십을 대표하여 AURA(Association of Universities for Research in Aurtical), Inc.에 의해 관리되고 있습니다.AURA는 1990년대 구축 이후 제미니를 운영해왔다.

NSF는 집행 기관 역할을 하며 국제 참가자를 대표합니다.NSF는 Gemini 이사회의 한 자리를 차지하고 있으며, 이사회 간사로서 NSF 직원 한 명이 추가로 활동하고 있습니다.프로그램 관리는 NSF 프로그램 책임자의 책임입니다.프로그램 책임자는 천문대에서 운영 및 개발 활동을 모니터링하고, 제미니 자문 위원회에 미국 과학자를 지명하고, 파트너십을 대신하여 검토를 수행하고, 자금 지원 활동, 보고서 및 계약을 승인합니다.

인스트루먼트

제미니 행성 이미저(GPI) 이미지: 51 에리다니로 알려진 먼 별 주위를 도는 행성의 이미지.밝은 중심별은 100만분의 1 밝기의 외계 행성('b'라는 라벨이 붙어 있음)을 탐지할 수 있도록 하드웨어와 소프트웨어 마스크를 통해 대부분 제거되었습니다.크레딧: J. Rameau(몬트리올 유니브) 및 C.Marois(캐나다 NRC Herzberg).

적응광학

두 제미니 망원경 모두 최첨단 적응 광학 시스템을 사용합니다.제미니-N은 캐나다에서 제작된 ALTAIR 시스템을 사용하는데, 이 시스템은 22.5초 제곱의 필드에서 30-45%의 스트렐 비율을 달성하고 NIRI,[8] NIFS 또는 GNIRS를 공급할 수 있다. 천연 또는 레이저 유도 별을 사용할 수 있다.NIRI와 연계하여 HR8799b의 발견을 담당했습니다.

Gemini-S에서는 Gemini Multi-Conjugate Adaptive Optics System(GeMS)을 PLAMINGOS-2 근적외선 이미저 및 분광기 또는 GSAOI(Gemini South Adaptive Optics Imager)와 함께 사용할 수 있으며, 시야에 균일한 회절 제한 이미지 품질을 제공합니다.GeMS는 2011년 [9]12월 16일에 첫 선을 보였습니다.레이저 가이드 별 5개의 별자리를 사용하여 87 아크 초의 장에 걸쳐 H 대역에서 0.08 아크 초의 FWHM을 달성했습니다.

제미니에는 적응형 보조 거울이 고려되었으며, 제미니가 [10]부착된 망원경의 모든 계측기에 합리적인 적응 광학 보정(80% 동안 20번째 백분위수 수준에서 자연 시력과 동일)을 제공한다.그러나 2017년 현재, 두 망원경 모두 이러한 업그레이드를 시행할 계획은 없다.

인스트루먼트

최근 몇 년 동안 제미니 위원회는 천문대에 각 망원경에 4개의 기구만 지원하도록 지시했습니다.제미니-N과 제미니-S는 본질적으로 동일하기 때문에 관측소는 두 사이트 간에 계측기를 이동할 수 있으며 정기적으로 이동할 수 있다.가장 인기 있는 기구 중 두 개는 각각의 망원경에 있는 제미니 다중 물체 분광기이다.영국 천문 기술 [citation needed]센터에 의해 스코틀랜드 에딘버러에서 제작된 이 계측기는 광학 파장에서 다중 물체 분광학, 롱 슬릿 분광학, 이미징 및 적분장 분광학을 제공합니다.각 계측기의 검출기는 최근 광학 스펙트럼의 가장 붉은 부분(700–1000 nm)[11]의 성능을 크게 향상시키는 하마마츠 포토닉스 장치로 업그레이드되었다.

근적외선 이미징 및 분광법은 NIRI, NIFS, GNIRS, 플라밍고스-2 및 GSAOI 기기에 의해 제공된다.이러한 계측기의 가용성과 자세한 설명은 제미니 천문대 웹사이트에 [12]문서화되어 있습니다.

제미니에서 가장 흥미로운 새로운 악기 중 하나는 제미니 행성 [13]이미저인 GPI입니다.GPI는 ExAOC Extreme Adaptive Optics Coronagraph 제안의 요구사항을 충족하기 위해 미국과 캐나다 기관의 컨소시엄에 의해 구축되었습니다.GPI는 0.9~2.4미크론의 회절제한 데이터를 제공하는 극적응광학 이미징 편광계/적분장 분광계입니다.GPI는 주성보다 100만분의 1 밝은 별 주변의 행성을 직접 촬영할 수 있다.

Gemini는 또한 활발한 방문 악기 프로그램을 지원합니다.기기는 짧은 시간 동안 망원경으로 가져와 계측기 팀의 특정 관찰 프로그램에 사용할 수 있습니다.제미니에 대한 접근의 대가로, 그 기구들은 제미니 공동체 전체가 이용할 수 있게 되어 다른 과학 프로젝트에 사용될 수 있게 된다.이 프로그램을 이용한 계측기는 DSSI(Differential Specle Survey Instrument), 피닉스 근적외선 분광계, TEXES 중적외선 분광계 등이다.캐나다-프랑스-하와이 망원경(CFHT) 지하에 위치한 ESPaDOnS 분광기는 CFHT에서 이동하지 않지만 "방문자 기구"로도 사용되고 있다.계측기는 270m 길이의 광섬유를 통해 제미니-노스에 연결됩니다.GRACES로 알려진 이 장치는 8미터급 망원경으로 매우 고해상도 광학 분광학을 제공합니다.

제미니의 은 코팅과 적외선 최적화를 통해 스펙트럼의 중간 적외선 부분(5-27µm)에서 민감한 관측을 할 수 있다.역사적으로 중적외선 관측은 제미니 사우스에서는 T-ReCS, 제미니 노스에서는 Michelle을 사용하여 얻어졌다.두 기기 모두 이미징 및 스펙트럼 분석 기능을 가지고 있지만, 현재 제미니에서는 두 기기 모두 사용되지[when?] 않는다.

계장 개발 문제

제미니 계장 개발의 첫 번째 단계는 순조롭게 진행되지 않았습니다. 일정이 몇 년 지연되었고, 때로는 예산이 2배까지 초과되기도 했습니다.2003년에 기구 개발 과정이 아스펜 보고서에서 [14]재분석되었다. 예를 들어, 기기 개발자가 제시간에 기기를 인도했다가 기기가 지연됨에 따라 손실될 경우 망원경 시간의 상당한 배분을 보장하는 인센티브 프로그램이 도입되었다.

광시야 다중 물체 분광기는 상당한 과학적 지지를 얻었지만, 망원경 설계에 큰 변화가 필요했을 것이다. 사실상 망원경 중 하나를 그 기기에 할애해야 했을 것이다.이 프로젝트는 [15]2009년에 종료되었다.

2차 계장 개발

2012년 1월 제미니 천문대는 새로운 계기 개발을 [16]시작했다.이 과정은 GOST로 알려진 고해상도 광학 분광기의 개발로 이어졌으며, 2022년 4월 시운전 개시와 2022년 [17]6월 온스카이 과학 시운전 계획으로 이루어졌다.

감시 및 커뮤니티 지원

보름달 아래 거의 중심에 있는 것은 NSF의 NOIRLab 프로그램인 국제 제미니 천문대의 북쪽 멤버인 제미니 노스이다.쌍둥이 망원경인 제미니 사우스 망원경은 칠레에 [18]본부가 있다.

제미니 천문대의 주요 임무는 모든 참가국의 일반 천문학 커뮤니티에 서비스를 제공하는 것이다. 실제로 천문대는 많은 참가자들에게 대형 광학/적외선 망원경에 대한 일반적인 접근을 제공하고, 미국에서 유일한 공공 접근 8m급 시설을 대표한다. 천문대는 국립광학천문대 투손에 위치한 미국 사무소인 국립제미니사무소(NGOs)를 통해 지역사회에 연락한다.NGO는 제안서 작성부터 데이터 취득, 축소, 분석까지 이용자에 대한 전반적인 지원을 제공합니다.

어느 해든 두 망원경은 일반적으로 400개 이상의 개별 과학 프로젝트에 대한 데이터를 제공하며, 그 중 3분의 2 이상이 미국 천문학자들이 주도하고 있다.상위권인 '밴드 1' 제안의 5070%가 매년 100% 완성된다.이용 가능한 시간(맑은 날씨)의 90%가 과학에 사용되고 나머지는 예정된 유지보수에 할당되거나 예상치 못한 기술적 결함으로 손실됩니다.

제미니는 최근 몇 년간 혁신적인 새로운 관찰 모드를 개발했다.여기에는 망원경에 대한 많은 시간 요청을 지원하는 '대형 및 긴' 프로그램과 망원경에 대한 빠른 접근을 제공하는 '고속 턴어라운드' 프로그램이 포함됩니다.이러한 모드와 기타 모드는 Gemini 이사회에 의해 승인되어 사용자 커뮤니티에서 인기를 얻고 있습니다.2015년에는 대형 및 롱 프로그램에 망원경 사용 시간의 최대 20%가 사용되었으며, 관측 시간 측면에서 수용 가능한 것보다 5배 더 많은 사용자 수요가 몰렸다.같은 기간에 망원경 시간의 약 10%가 Fast Turnound 프로그램에 할당되었으며, 2015년 하반기에는 1.6배 초과 등록되었다.2015년 제미니에 대한 미국의 나머지 시간 할당은 최근 몇 년과 일관되게 약 2배 초과되었다.

전망(2017년 이후)

마우나케아의 망원경과 붉은 스프라이트 번개.이 망원경들 중에는 NSF의 NOIRLab 프로그램인 국제 제미니 천문대의 북쪽 멤버인 제미니 노스가 있다.

2010년 미국 국립연구위원회(NRC)는 천문학 및 천체물리학에 관한 6번째 10대 조사를 실시하여 현재 10년 동안의 핵심 과학 질문과 새로운 이니셔티브를 추천했다.NRC 권고사항과 현재 프로그램은 후속 예산 예상 내에서 수용될 수 없기 때문에 국립과학재단의 천문과학 부문은 수학 및 물리과학 이사회(MPs) 자문위원회를 통해 지역사회 기반 포트폴리오 검토를 실시하여 다음을 이행했다.데카달 조사 과학 질문에 가장 잘 대응할 수 있는 권고안.그 결과, 「향후 10년간 천문학의 발전」이라는 리포트는 다음과 같습니다.기회와 과제(Opportunities and Challenges)[19]는 2012년 8월에 발표되었으며 NSF가 후원하는 모든 주요 망원경 시설과 관련된 권고사항을 포함하고 있다.포트폴리오 검토 위원회 보고서는 제미니 천문대를 미국의 미래 천문학적 연구 자원의 중요한 구성 요소로 꼽았으며 적어도 향후 몇 년간 국제 파트너십에서 미국이 과반수 점유율을 유지할 것을 권고했다.그러나, 고려된 제약조건을 고려하여, 위원회는 2017년 이후 제미니 운영에 대한 미국의 기여도를 제한할 것을 권고했다.

NSF는 이후 "대형 시냅틱 조사 망원경 시대에 미국 광학/적외선 시스템을 최적화하는 전략"[20]이라는 제목의 국립 연구 위원회 연구를 의뢰했다.보고서는 NSF가 제미니에 있는 파트너들과 협력하여 제미니-사우스(Gemini-South)가 LSST(Large Synoptic Survey Telescope: 대형 동조 조사 망원경) 초기에 희미한 물체 분광에 적합한 위치에 있는지 확인할 것을 권고했다.향후 5-6년간 차세대 중해상도 분광기 개발에 대한 관측소의 지원은 이 권고안을 직접적으로 다룬다.

2015년 말 새로운 국제협정이 체결됨에 따라 2016~2021년 동안 5개 서명국(미국, 캐나다, 아르헨티나, 브라질, 칠레)의 지원이 확보되었다.현재의 기간제 파트너인 호주와 한국이 이 같은 방식으로 천문대와 관계를 지속하거나 현재의 협정이 끝나기 전에 정식 참가국으로의 전환을 모색할 가능성도 크다.

관찰 및 조사

제미니는 스위프트 우주 망원경(2018년 이후 닐 게렐스 스위프트 천문대), 힐트너 망원경(MDM [21]천문대)과 함께 핵 과도 현상을 관찰한 망원경 중 하나였다.이 일시적인 이벤트는 PS1-13cbe라고 불리며 Galaxy SDSS J222153.87+003054.2에 있습니다.

갤러리

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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  2. ^ "Ausgo Faq". Ausgo.aao.gov.au. Retrieved 2013-11-15.
  3. ^ "Study Astronomy Online". Saveastronomy.org.uk. Retrieved 2013-11-15.
  4. ^ "UK physics budget slashed". physicstoday.org. Archived from the original on December 22, 2009.
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  6. ^ "AURA selects Kissler-Patig as new Gemini Observatory Director". 2012-03-23. Retrieved 2012-03-24.
  7. ^ "Dr. Laura Ferrarese Appointed Interim Director of Gemini Observatory". 2017-07-02. Retrieved 2012-03-24.
  8. ^ "Gemini Observatory : Adaptive Optics Instrumentation and Capabilities" (PDF). Noao.edu. Retrieved 2013-11-15.
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  15. ^ "Gemini Board WFMOS Resolution Gemini Observatory". Gemini.edu. 2009-06-01. Retrieved 2013-11-15.
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외부 링크