M형 항성 주변의 외계행성 탐색 등을 위하여 근적외선 영역에서 정밀 신선속도 측정에 대한 관심이 근래 증가하고 있다. 이번 발표에서는 IGRINS를 이용하여 정밀 시선속도 측정을 하기 위한 방법과 이를 위한 필요한 일들을 소개하려 한다. 아울러 IGRINS로 정밀 시선속도를 측정하여 할 수 있는 연구 주제도 소개한다.
대마젤란 은하에 속한 식쌍성의 시선속도 곡선을 완성하기 위하여 2009년 11월 칠레에 위치한 Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO)의 1.5m 망원경과 R-C Spectrograph를 사용하여 중 분산 분광관측을 수행하였다. 분광관측은 380nm - 540nm 영역에서 $H_8,\;H_{\varepsilon},\;H_{\delta},\;H_{\Gamma},\;H_{\beta}$ 등의 흡수선을 관측하였다. 중분산으로 관측된 식쌍성의 각 구성원별에서 나오는 흡수선들은 구별되지 않으므로 이를 구별하기 위하여 구성원들의 Flux 비와 함께 gauss curves fitting 방법으로 각 흡수선들을 2개의 성분으로 분해하여 시선속도를 측정하고, 시선속도곡선을 완성하였다. 완성된 이중 시선속도 곡선은 Wilson & Devinney 차등 보정법으로 분석하여, 궤도 장반경, 질량비, 계의 시선속도 등을 구하였다. 또한 각 식쌍성들의 광도곡선을 분석하여 측광학적인 해를 구하고, 최종적으로 분광 및 측광관측의 해를 혼합하여 대마젤란은하 식쌍성들의 절대량을 구하였다. 이후 이를 바탕으로 거리를 구하여 기존에 발표된 마젤란은하의 거리와 비교하였다.
한글의 가로쓰기와 세로쓰기 체계의 상대적 효율성을, 글을 읽을 때 관찰되는 시선 이동을 측정하여 비교하였다. 실험 1에서는 동일한 글을 가로와 세로 방향으로 제시하고, 글을 읽는 동안 시선 운동(머리 운동과 안구 운동의 합)을 공막탐지코일법(scleral search coil method)으로 측정하였다. 가로글 읽기의 경우, 시선도약(saccade)의 크기가 더 컸으며, 동일한 크기의 도약운동을 비교할 때, 세로글 읽기에 비해 상대적으로 도약운동의 속도가 높았다. 평균 고정기간(fixation duration)은 글의 읽기 방향에 따른 유의미한 차이를 보이지 않았다. 시선 도약크기와 도약운동 속도에서의 차이는 가로글을 읽는 속도를 높여 글을 읽는 시선 이동의 효율성이 가로글에서 상대적으로 높았다. 실험 2에서는 팔의 읽기 방향에 따른 시선 이동 변수에서의 차이가 글자극의 독특한 자극 특성에 기인한 것인지 혹은 시각 및 안구 운동 체계에서의 차이를 반영하는 것인지를 결정하고자 하였는데, 의미정보가 없는 점자극을 수평과 수직방향으로 제시하고, 방향에 따른 시선 이동의 차이가 글자극을 사용한 경우와 동일하게 나타나는지를 보았다. 점자극에서도 수평 방향의 시선도 약 운동이 보다 크고 정확한 경향성이 있었다. 이 결과는 사람의 시각 운동 체계가 수평 방향의 시선 이동에 대해 선호성을 보이고 있으며, 이러한 시각 및 안구 운동 체계에서의 차이가 글을 읽는 행동에도 반영되고 있음을 보여준다.
본 연구는 그래픽 이미지의 움직임 속도와 움직임 방향 변화에 따라 안구의 시선이동 변화를 추적하여 주의유인정도가 있는지를 알아본 연구이다. 실험설계는 움직임 속성별로, 속도(4개), 방향(수평 2개, 수직 2개, 대각선 4개) 각각에 대해서 움직임 요인(n)에 대한 분석을 실시하였다. 종속변수는 주시시작시간, 주시지속시간, 전체주시시간, 시선이동거리로 설정하였다. 그래픽 이미지의 움직임 속도 변화는 시선이동으로 알아본 주의 정도가 전혀 유의미하지 않았다. 좌우 이동에서는 좌에서 우로의 움직임이, 상하 이동에서는 아래에서 위로의 움직임이 주의 정도가 더 큰 것으로 나타났다. 대각선 이동에서는 속도 변화와 마찬가지로 유의미한 차이가 없었다.
카메라로 얻어진 화상을 근거로 계산된 속도분포를 시각정보로 이용하였으며, 이것으로부터 얻어진 대상물의 속도에 시선속도를 일치시켜 실험하였다. 즉 외란을 받은 환경에서도 안정된 화상을 얻기 위해서 외란이나 카메라 자체의 운동에 의해서 발생한 두부의 운동을 보상할 수 있는 눈의 운동이 필요하게 된다. 본 논문에서는 외란이 있는 환경에서 인간의 시선제어법 즉 시각과 평형각이 융합된 시선제어 알고리즘을 제안하고, 그에 대한 실험 결과에서 시각과 평형각이 융합된 시선제어가 시선제어만을 한 것과 비교하여 위치 편차가 적다는 것을 확인하였다. 이것은 카메라 받침대의 움직임이 각속도 센서에 의하여 보상되어 겉보기 속도가 적게 되어 속도의 추정오차도 적게 되는 효과가 있기 때문이었다.
기상레이다는 전자기파를 대기 중에 방사하여 목표물에 부딪혀서 되돌아오는 후방산란 신호를 수신하는 기상장비이다. 기상청의 기상레이다는 도플러 관측 기능을 가지고 있기 때문에 목표물의 시선속도를 산출할 수 있다. 그러나 기상레이다의 넓은 관측 반경을 확보하려면 관측 속도 범위가 작아져 이를 넘어서는 시선속도는 접힘 현상이 발생한다. 따라서 최대 관측 반경을 유지한 채 관측 속도 범위를 넓히기 위해서는 high PRF와 low PRF 두 개의 서로 다른 PRF로 신호를 송 수신하는 dual PRF(Pulse Repetition Frequency) 모드 기능을 이용해야 한다. Dual PRF 모드를 이용하면 high와 low PRF로 관측된 두 최대 속도의 최소공배수만큼 관측 속도 범위를 넓힐 수 있다. 이를 위해 본 연구에서는 high PRF와 low PRF로 관측된 시선속도의 차이값과 이에 대한 오차를 고려한 분류 기준을 만들고, 분류된 영역별로 보정 인자를 산출하여 시선속도 펼침을 수행하는 시선속도 접힘 풀기 알고리즘을 개발하였다. 이를 용인테스트베드레이다에 적용한 결과, 기존에 산출되는 시선속도보다 개선된 성능을 보였다.
한국천문연구원 보현산 천문대(Bohyunsan Optical Astronomical Observatory, BOAO)의 BOES(Bohyunsan Optical Echelle Spectrograph)를 이용하여 2003년 2월 26-27일 이틀간에 걸쳐 BX And의 고분산 관측을 수행하였다. 이 관측을 통하여 얻은 스펙트럼은 총 38개로 위상 $0.1{\sim}0.3$에 이르는 구간을 제외하고는 전위상에 걸쳐 골고루 관측이 이루어졌다. 시선속도를 구하기 위하여 BF(Broadening Function)와 CCF(Cross-Correlation Function)를 이용한 방법 이 모두 사용되었다. CCF를 이용하였을 때는 주성의 시선속도만을 얻은 반면, BF인 경우, 주성과 반성의 시선속도 모두를 잘 결정할 수 있었다. 새로운 시선속도곡선으로부터 주성과 반성의 최대 시선속도를 각각 $K_1=96.1km/s$와 $K_2=196.6km/s$으로 얻었으며, 이를 Bell et al.(1990)의 측광해와 결합하여 BX And의 절대 물리량을 새롭게 결정하였다.
도로의 곡선부는 운전자의 시각변화가 현격하게 발생하여 속도편차가 크게 나타나며, 다양한 원인에 의해 직선부 보다 위험도가 더 큰 것으로 파악된다. 특히, 야간 또는 기상악화로 인한 시선유도시설의 시인성 마비는 도로선형에 대한 정보를 왜곡시켜 운전자의 안전을 위협할 뿐만 아니라, 주행속도에 영향을 미쳐 사고위험도를 증가시키게 된다. 이에 운전자의 시인성을 향상시킬 수 있는 시선유도시설물의 설치 및 관리가 절실히 요구된다. 본 연구는 곡선부에 기 설치 운영 중인 재귀반사식 시선유도시설과 도로안전을 향상시키기 위해 개발된 내부조명식 시선유도시설을 대상으로 설문조사와 주행실험을 실시하였다. 그 결과, 재귀반사식 보다 내부조명식 시선유도시설에서 시인성, 속도감속 필요성, 안전성에 대한 효과가 큰 것으로 분석되었다. 또한, 내부조명식 시선유도시설이 설치된 곡선부를 진입할 경우 주행차량의 완만한 속도감속으로 인해 주행 안전성을 확보하는 것으로 분석되었다. 결과적으로, 내부조명식 곡선부 시선유도시설은 기존 재귀반사식 시선유도시설에 비해 운전자에게 도로선형에 대한 정보를 더욱 효과적으로 제공함으로써, 곡선부 교통사고 위험도를 줄일 수 있으며, 도로 곡선부 구간의 교통안전 개선대안으로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.
DO Cas는 최근 Shaw (1990)에 의해 근접촉쌍성으로 분류된 공전주기 0.68일의 식쌍성이다. 짧은 공전주기를 가짐에도 불구하고 Mannino (1958) 이후 분광관측에 의한 시선속도 곡선이 발표되지 않고 있다. 그런데 Hill (1991)은 Mannino의 시선속도곡선이 오류를 포함하고 있는 것으 로 보인다고 하였다. 이 연구에서 우리는 Asiago 천문대에 의뢰하여 Mannino가 분석한 분광관측 사진건판을 입수하여 PDS로 측정하여 IRAP로 재분석하였다. 이 시선속도곡선과 1998년에 관측한 BVR 광도곡선을 Wilson-Devinney 방법으로 동시에 분석하였다. 그 결과 DO Cas가 접촉 또는 주성이 로쉬엽을 채우고 있는 접촉에 매우 가까운 준분리형 쌍성임을 확인하였으며 또한 이 계의 절대량을 구하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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