시리우스 이렇지 않을까요?(옥이방 창살이 보이지 않았던 이유는....)

시리우스의 연성 B가 보이지 않는 것은 시리우스가 너무 밝아서입니다. 연성의 밝기는 8.5 등성이므로 구경 25mm의 망원경만 되도 시상이 좋은 날이면 보여야합니다.(구경 25mm 망원경의 한계 등급은 8.76등급) 물론 ccd로 사진은 찍고도 남습니다.

옛날 먼 옛날...
옥이방 창살이 보이지 않았을 때는 옥이 방안의 밝기가 너무 밝았을 때였습니다. 이윽고 새벽이 되어 동이 틀무렵(여명기)이 되자 방안의 밝기에 관계없이 옥이방 창살은 그 모습을 드러냈습니다.

이 조건이 지난 번 우리가 한참 논란을 벌였던 가진 피사체의 콘트라스트 조건이라고 생각합니다. 즉 피사체의 콘트라스트 명암차가 적어져 버린 경우입니다. 즉 피사체의 콘트라스트 차를 의도적으로 줄이면 CT가 저하되고, 상면에서 콘트라스트 차도 저하되어 가진 해상도가 미세한(형상이 복잡한 = 두별간의 각거리가 적은) 대상을 볼 있다는 논리입니다.

낮에 밝은 태양의 흑점을 맨눈으로 볼 수는 없습니다만 만약 태양이 서산으로 넘어가는 석양이 되면 맨눈으로도 흑점을 볼 수있습니다. 상세 관측이야 안되겠만 대상 확인은 충분할 정도의 각거리를 가지고 있다는 뜻입니다. 따라서 밝은 태양의 흑점을 맨눈으로 볼 수 없는 것은 우리 눈의 분해능이 못 따라줘서 그런 것이 아니고, 흑점과 태양의 밝은 부분의 밝기 차(콘트라스트차)가 너무 크기 때문입니다. 이것을 보기 위하여 망원경을 의도적으로 차폐를합니다. 이 때 태양을 관측하는 망원경의 용도는 고배율 확대용이라기 보다는, 피사체의 콘트라스트를 줄여주는 기구라고 보는게 더 타당하겠지요. 물론 고배율 확대 관측의 경우는 제외하고 말이지요.

마찬가지로 시리우스 2중성도 위의 원리대로 궁리하면 사진은 찍을 수 있지 않겠습니까? 단 시리우스 2중성은 각거리가 4.5초이므로 이 정도 분해능을 낼 수 있는 망원경이라야 되고 두별을 분해할 정도의 배율이 될 만큼의 확대 촬영을 해줘야하겠지요

따라서 여명기에 시리우스 연성을 안시 관측했다는 이야기는 낙동강이 새벽이 되니 옥이방 창살을 모두 확인할 수 있었다는 원리와 같으므로 타당하리라 봅니다. 또 안시 관측이 되었다면 그 조건에서 사진촬영을 하면 당연히 찍을 수 있습니다.

그러나 깜깜한 밤이 문제인데, 이럴 경우 망원경 전단부에서 어떤 방식으로 차폐를 해주면, 두별간의 콘트라스트 차가 적게되어, 태양의 흑점처럼 사진촬영이 가능하지 않을까하는 생각을 해보았습니다. 여기서 승용씨처럼 테두리부를 차폐하면 광량도 줄어들겠지만 분해능의 감소를 가져오는 것이므로 시리우스 2중성을 분해 못할 수가 있습니다. 그러므로 중앙부부터 차폐를 해들어가면 되지 않을까 생각해보았습니다. 중앙부를 차폐한다고 초점면의 중앙부가 어두워지는 것은 아니니까요.

고배율시의 현상
시리우스 2중성을 촬영할려고 큰 망원경에다 고배율로 접근하는 방법은 아래와 같은 문제가 있지 않을까 생각해보았습니다.

별은 점광원(면적은 제로이면서 빛만 나오는 물체)이므로, 완벽한 광학계를 통과한다면 광량 손실없이 그 광양으로, F수에 맞는 맞는 에어리디스크를 맺어줄겁니다. 6인치 F8에서 초점면의 에어리디스 크기는 약 10미크론이됩니다.

그런데 여기서 이것을 확실히 모르겠습니다. 이 에어리디스크가 아이피스로 고배율로 확대하면 에어리 면적이 확대되는 것인지, 아니면 여전히 점상으로 존재하는지를 모르겠습니다. 두가지로 나누어 생각합니다.

(A) 아이피스로 투영되는 에어리디스크가 배율에 비례해서 확대될 경우 가정시
에어리면적이 확대되면 동일한 광량이므로 시리우스는 면적은 크게 되고, 밝기는 어둡게 될겁니다. 물론 연성 B별도 같은 현상이 일어납니다..---> 이럴 경우는 어느 배율이라도 같은 피사체 면적에 같은 콘트라스트 조건이므로 아무리 고배율로 해도 연성을 찍을 수 없지 싶습니다.

(B) 아이피스로 투영되는 에어리디스크 면적이 변하지 않을 시
이럴 경우에는 시리우스의 별 밝기는 고배율로 올리더라도 변하지 않고 여전히 10마이크론 면적으로 같은 밝기로 빛날겁니다. 이 때 왕창 고배율로하여 두별간의 거리를 띠우면 연성B가 찍히게 될 것같습니다.

그러나 제가 생각하기엔 B보다는 A현상이 맞을 것같습니다. A가 맞다면 고배율은 해결의 방법이 아니고, 우짜던지 피사체의 콘트라스트 조건을 맞추어 줄 수밖에 없습니다.

즉 시리우스 2중성을 찍을려면 고배율로는 해결이 어렵다. 배율은 CCD가 두 대상을 분리하여 인식할 정도의 배율이면 될 것이다. 피사체의 콘트라스트 조건을 맞추어주어 CT점이 100% 보다 충분히 저하된 지점에 오도록 해줘야한다. 이것이 현재까지의 제 생각입니다.

M13의 경우는 안시 관망의 경우는 CT가 대부분 100% 미만의 영역이라고 생각됩니다. 그러나 감도가 아주 좋은 CCD의 경우에서는 상면의 맺혀진 상이 가진 해상도가 되는데, CCD 입장에서는 CT가 100% 이상이 되버린다고 생각합니다. 이의 해결 방법도 위와 마찬가지로 중앙부를 차폐하던지하면(극단적을 아주 큰 망원경은 그렇게라도 할 경우가 있지 않겠습니까요?) 진짜로 수만개의 별이 타지 않고 찍힐 것같습니다.

토니씨가 찍은 것은 노출을 적게 준 경우이므로, 중앙부가 타지 않는 대신에 어두운 별은 안나올 수 밖에 없겠지요. 물론 우리가 찍은 것보다는 훨씬 잘나왔지만 실제의 M13 구상성단의 별을 될 수 있으면 근접하게 보고 싶은 경우에는 뭔가 다른 궁리가 있어야하지 않나하는 생각입니다.

현재 지구상에서 가장 큰 망원경이 직경 16.2m의 VLT 망원경인데 이 망원경는 4대를 합성하는 모양입니다. 이렇게 하여 찍힐 수 있는 별의 극한 등급은 22.8등급, 65억광년의 별이 확인 가능하답니다. 차세대 망원경으로 계획하고 있는 것이 직경 25m, 이 망원경으로는 99억광년의 별을 확인할 수 있는 능력이랍니다. 6인치가 12.6등급이 극한 등급이므로 약 10등급차가 발생하는군요. 이 망원경으로 M13을 본다면 각별들이 6인치로 본 시리우스보다 더 밝게 보이지 않겠습니까? 이러면 안시로 보던 사진을 찍던 전부 타버리겠지요. 무슨 대책을 궁리해야겠습니다 이럴때 제가 보기에는 노출을 조정하거나 고배율로 해도 별로 방법이 안되지싶고, 중앙부 차폐는 너무 힘들므로, 적정 필터를 사용해서 콘트라스트를 저하시켜줘야할 것같습니다.

즉 피사체의 조건에 따라서 콘트라스트를 강제적으로 저하시켜줘야하는 것이 있는데, 이건 노출 조정이나 배율 확대로는 해결이 안되는 것이 아닌가 생각하고 있습니다.