李時雨 저자는 서울대학교 문리대 및 동대학원(이론 물리전공 )을 졸 업하고, 마국 웨슬리안 대학교에서 천문학석사, 호주국립대학에서 관측천문학으로 이학박사학위를 취득했다. 현재 서울대학교 천문학과 교수로 재직중이며 논문으로 “Accurate C-M dia gr a ms of six South e rn Globular Clu s te r s 등이있다.

천문관측과 분석

李時雨 民音社

머리말 거대한 시공간 내에서 끊임없이 변화하면서 안정되어 보이는 복잡미 묘한 천문학적 현상을 이해하기란 그리 쉬운 일이 아니다. 왜냐하면 수 년 내지 수십년에 이르는 장기관측이 필요하며, 이를 바탕으로 하여 관 축현상을 바르게 설명할 수 있는 이론적 근거를 찾아야 하기 때문이다. . 오늘 날 천문학적 사실의 이해는 오랜 시간에 걷찬 많은 천문학자들의 끊임없는 천문관측 연구에 그 바탕을 두고있다• 천문관측은이상적인 실 험실적 조건하에서 이루어지는 것이 아니타관측조건이 시시각각으로번 화하는 자연적 조건에서 수행되기 때문에 정밀하고 안정된 관측기기 의 에 관측 오차를 최소로 하고 관측효율을 최대로 하는 관측과정 전반에 걷찬 관측자의 정신적 사고과정과, 관측의 재생능력을최대로하는 관측 적 창의력아 요구된다. 이러한 관접에서 천문관측은 과학인 동시에 예 술이타고 한다. 흔히 천문기 기 를 통한 관측 자체만을 천문관측으로 찰못 생 각하기 쉽 지만, 실제는 관측목적에 따른 대상천체의 선정에서부터, 구체적인 관 축프로그램 수립, 관측, 관측자료 분석, 최종결과 도출등에 이르는 전 과정을천문관측이라한다. 관측자체도일정한방법에 따른단순한축정 의 반복과정이 아니다. 왜냐하면 관측시에 관측조건의 변화상황과 관측 치 사이의 상호관련성울 고려해야 하고, 이에 따라 관측프로그램을 적 철히 수정보완함으로써 관측의 정밀성과 효율을 최대로 높이는 관측행 위는 구체적인 창조의 한 과정이기 때문이다. 천문관측에는 왕도가 없다. 죽 주어전 대상의 관측방법 중에서 유일 한 최적방법이 존재할 수 없기 때문이다. 이것은 관측조건이 시간과 장 소에 따라 다르며 그리고 관측에서는 관측량의 철대치보다도 관측오차 를 최소로 하고 체계적 오차의 유발을 피함으로써 관측량의 신뢰도를 최대로 하는 데 관측목적이 있기 때문아다. 이런 접에서 천문관측에 관 한 교재를 만들기는 매우 어렵다. 분만 아니라관측기기, 대상천체에 따

론 관측방법, 분석방멉 등이 다양하므로 어떠한 분야에 주안정을 두느 냐에 따라 교재내용이 많이 달라질 수 있다. 본인은 대학원과정에서 강의해 온 천문관측의 내용을 토대로 하여 가 장 기초적이면서도 실제 관측연구에 직접 적용할수있는 관측방법과 자 료분석방법 등을 소개한다. 이 두 단원에서는 항성의 광전축광과 사전 축광을 다루었다. 그리고 마지막 단원에서는 측광자료로부터 항성의 물 리량 도출에 이르는 전반적 과정을 살펴봉으로써 관측과 이론의 관련성 울 강조하였다. 이 책은대학원의 천문관측교재로썼지만, 각단원의 기 초부분은 학부의 천문관측교육에도적용할 수 있다. 1, 2 단원에서는 중 요내용의 실제 적용에 대한 이해를 돕기 위해 구체적인 예를 들어 설명 하였다. 특히 대기소광계수의 결정과 표준계로의 변환은 제시된 관측자 료를 이용하여 학생 각자가 직접 계산하도록 하는 것이 바람직하다. 이 때 몇 개의 관측자료를 계산에서 제의시킬 수도 있다• 그리고 콤퓨터를 쓰지 않고 작은 계산기불 사용하여 계산하도록 해야 한다. 왜냐하면 관 측자료의 처리에서는 계산결과가 중요한 것이 아니라 자세한 계산과정 을 동해 자료처리의 타당성을 찾는 것이 가장 중요하기 때문이다. 3 단 원에서는 가능한 최신의 연구결과를 사용토록 노력했으며 본 교재의 내 용상 측광학의 여러 분야를 모두 다루지 못한 접이 아쉽다. 이 책의 내용을 자세히 겁토하고 조언해 주신 부산대학교 우종욱 교 수와 안홍배 교수에게 깊은 감사를 드리며 수치계산에 많은 도움을 준 박남규 군에게 감사한다. 한편 대학원 강의를 통해 이 책의 내용을 전 개하고 다듬는 과정에서 많은 조언과 격려를 해주신 천문학과의 현정준 교수, 유경노 교수, 윤홍식 교수, 홍승수 교수, 이 상각 교수 그리 고 국 립천문대 민영기 대장에게 깊은 감사를 드린다. 끝으로 이 책의 집필 에서부터 출판에 이르기까지 재정적 지원을 해준 대우재단에 심심한 謝 意를 표하며 그리고 이 책의 출판을 맡아 애써 주신 민음사 여러분께 감사드린다.

1985 년 3 월 이시우

천문관측과 분석 ·차례

머리말 3

1 단원 광전측광

Ⅰ 광전측광기와 관측정밀도 • 11

1 상의 구조와 밝기 11

2 광전측광기의 구조와 특성 16

3 시그날과 잡음 26

(1) 잡음 • 26/(2) 시그날과 잡음의 비 , S/N • 28

4 최적전압 결정 31

Il 광전측광등급과 색지수 • 33

1 필터의 반응함수와 특성 33

2 대기소광과 투과대기량 35

3 광전등급과 색지수 38

4 성간소광과 성간적색화 41

5 절대복사 에너지량 64

IlI 대기소광계수와 표준계 • 52

1 대기소광계수 52

(1) Taylor방법 • 55/(2) Young-Irvine방법 • 56

2 기본소광법 57

(1) 다수의 표준성이용 • 58/(2) 짝성 이용 • 72 3 이차소광법 74

4 차등소광법 과 등투과대기량법 76

(1) 차등소광법 • 76/(2) 등무과대기량법 • 76

5 표준계변환 77

Ⅳ 어두운 별의 광전측광 • 83 1 측광 정밀성 83

2 off-set guider 이용법 86

Ⅴ 광전측광의 정밀성 • 90

1 단일관측오차 91

(1) 내부오차 • 91/(2) 외부오차 • 92

2 대기소광오차 92

3 기기오차와 환산오차 94

(1) 기기오차 • 94/ (2) 환산오차 • 94

4 변환오차와 본질적 측광오차 96

(1) 변환오차 • 96/(2) 본질적 측광오차 • 96

5 총관측오차와 총오차 97

2 단원 사진축광

VI. 천문사진 • 99

1 사진건판과 필름 100

(1) 제라틴 • 100/(2) 감광유제 • 101/(3) 반할레이숀 • 105

2 잠상 105

(1) 잠상의 개념 • 105/(2) 할로겐화은의 물리적 불완전성 • 106/(3) 잠상의 형성 • 108

3 사전처리 110

(1) 현상 • 110/(2) 현상정지액(Stop bath) • 115/(3) 정착 • 115/(4) 수세(washing) • 117/(5) 건조와 보관 • 118

4 노출과 사진농도 119

(1) 사진농도 • 119/(2) 사진특성곡선 • 120/(3) 사진의 감도 • 124

5 상반칙불궤 127

(1) 저강도 상반칙불궤 • 128/(2) 고강도 상반칙불궤 • 129/(3) 간헐효과 • 130

6 상의 구조 130

(1) 입상도와 입도 • 130/(2) 분해능 • 132/(3) 변조 변환함수 • 133/(4) 첨예도와 혼탁도 • 136

7 상의 효과 137

(1) 노출에 따른 효과 • 137/(2) 현상에 따른 효과 • 138

8 초증감 141

(1) Baking • 141/(2) Bathing • 143/(3) Soaking • 144/(4)Evaciation • 145/(5) Cooling • 146

9 사전유제의 광검출성능 149

(1) S/N • 149/(2) 검출양자효율 (DQE) • 153

10 천체사진촬영 154

(1) 칼날 테스트 • 154/(2) 필터 • 156

Ⅶ 사진측광기 • 158

1 Iris 측광기 158

2 PDS 미세농도계 160

Ⅷ 사진등급과 색지수 • 163

1 사진측광과 광전측광의 관련성 163

2 사진등급과 색지수의 결정 165

Ⅸ 사진측광의 정밀성 • 169

Ⅹ 성단의 사진측광 • 175

3 단원 측광계

XI 별의 에너지분포와 측광계 • 195

XII UBV 측광계 • 200

1 필터의 특성과 반응함수 200

2 기본측광인자 208

3 성간적색화 217

4 덮개효과와 UV 초과 226

(1) 덮개효과 • 226/(2) UV 초과 • 227

5 항성의 물리량 231

(1) 광도 • 231/(2) 표면온도와 표면중력 • 238/(3) 중원소함량 • 246

XIII uvby , 측광계 • 249 XIII uvby, Hβ 측광계 • 249

1 필터의 특성과 반응함수 259

2 등급과 색지수의 결정 253

(I) uvby측광 • 253/(2) Hβ측광 • 255/(3) 밤보정 • 256

3 기본측광인자 257

4 성간적색화 • 261

5 항성의 물리량 266

(1) 광도 • 266/(2) 표면온도와 표면중력 • 271/(3) 중원소함량 • 272

XIV DD0 측광계 • 274

1 필터의 특성과 반응함수 275

2 등급과 색지수 278

3 성간적색화 279 4 기본측광인자 283

5 항성의 물리량 288

(1) 철대등급 • 288/(2) 중원소함량 •301/(3) 표면온도와 표면중력 •305

색인 309

I. 광전측광

천체로부터 오는 빛 을 칙 접 양적 으로 축정 하는 방법 을 광전축광(p ho t o­ electr i c pho t ome t r y)이 라 한다. 이 방법 은 광학천문관측에 서 는 필수적 인 것이다. 본단원에서는필터를 사용하여 특정한 과장대 내의 광을 축 정하여 등급과 색지수를 구하는 일반적 과정을 구체적으로 살펴보고 그 리고 이러한 측광에 관련된 여러가지 오차를 살펴본다. I. 광전축광기 와 관측정 밀도 광전측광기 (ph oto e lectr i c pho t ome t er) 는 천체에서 방출되는 복사에너 지를 칙접 측정하는 기기로서 망원경에 의해 집광된 빛을 광전자증배관 (p ho t omu ltipli er) 에 쪼여 그 강도를 107~109 배로 증배시켜 약한 빛의 측정을 가능토록 한다. 이러한 축정에서는 먼저 광원을 망원경의 촛점 면상에 정확하계 조준함으로써 광의 증배효율을높인다. 이런접에서 먼 처 촛접면상에 맺히는 상의 구조를 알아본 후 측광기기의 구조와 목성, 그리고 광전축광의 정밀성에 관해 살펴본다. 1. 상의 구조와 밝기 벌은 아주 멀리 있기 때문에 크기가 없는 정광원에 해당한다. 그러나 망원경의 촛접면상에서는 유한한 크기의 상으로 나타난다. 일정한 크기 의 구경을 가전 망원경 앞쪽에 평면과가 들어온다고 보면, 호이겐스 (Hu yg ens) 의 원리에 따라 각평면과에서 무한개의 소과가 방출되고, 이 들에 의한 회철 간섭효과에 의해 촛접면에 맺히는 희철상온그림 1-1 처럼

중심부의 밝은 부분과 그 주위에 어둡고 밝은 환·( 環 )들이 차례로 나타 나게 된다 .

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0. .1 그립 1-1 상의 구조 위쪽 그립은 접광원인 벌의 희철상 율 나타내며, 아래쪽 그립은 , 이둘 의 강도를 나타낸다.

그립 1-1 에 서 총광량의 약 85% 가 모이는 중심부의 밝은 상을 에 어 리 원 반 (A i r y d i sk) 이 라 하며 , 이 것 의 반경 (r) 은 광원의 파장 (A) 에 비례하여 커진다. 즉 망원경의 구 경을 D(cm) 라 하면, radia n 단위 로 나타낸 에어리원반의 반경은 r = ~I. 22(J (rc ma) dian ) (1- 1 ) 이다. 촛점면상에서 1mm 에 해당 하는 각거 리 (ang u lar dis t a n ce), 죽 사전전판쳐도(p la t e scale) (J)” 는 유 효촛점거리 * 가 F(cm) 인 망원경 에서 (J) = 뿡對『 /mm 〕 (1- 2) 이므로 이 식을 이용하여 radia n 단 위를 cm 단위로 바꾸면 식 (1 -1) 은

r = 1. 22i ( cm)/ (1- 3) 으로 주어진다. 여기서 f는 촛정비로서 J= F/D 이다. 우리 눈에 예민한 황색광 (A=5500A) 에 대한 에어리원반의 크기는 식 (1-1) 과 (1 -3) 에 서 r=13. 84/D(c~) (n) =O. 67F(cm)/D(cm) (µm} (1- 4)

• 유효촛정거리 : 카세그레인 망원경에서 주거울과 부거울의 촛겅 거리들 각각 F1, F ., 두 거울 사이의 거리 를 d 라면, 유효 촛점거리 F 는 F=F,F1/(d+F1-F,) 으로주어진다. 여기서 모든 길이는 양의 값을 취한다.

이므로 주어전 광에 대해 에어리원반의 크기는 망원경의 구경이 작을수 록 도는 촛접 비 가 큘수록 증가한다. 따라서 일 반적 으로 망원경 이 작을 수록 망원경의 분해능은 낮아진다.

(a)

(%) 100 70 > r ·- 그럽 1-2 상의 분해능

그림 1-2 와 같이 촛접면상에서 밝기가 같은 두 천체간의 거리가 에 어리원반과 같을 경우, 그립 l-2b 의 합성밝기 분포에서 중간의 국소부 분의 밝기는 최대밝기보다 30% 정도 낮아진다. 이 경우에 두 천체는 독 립된 상으로 식필할 수 있다. 이런 정에서 식 (1-4) 에서 얻어지는 에어 리원반의 반경을 구경 D 인 망원경의 분해능으로 사용한다. 그러나 실 제 관측에 의하면 중간의 극소부분의 밝기가 최대밝기보다 5% 정도 낮 은 경우에도 두 천체를 식벌할 수 있기 때문에 촛정면상에서 두 천체의 실질적인 분해거리 (a”) 는 에어리원반의 반경보다 좀더 작아진다. Dawes 의 경험기준에 의하면 a= D4(.i n 5 c 6h ) = D11(.c m58) (1-5) 이다 .

그립 1-1 에서 살펴본 중심부 에어리상의 중심거리에 따른 밝기분포 논 지구의 대기효과를 고려하지 않은 이상적인 경우이다• 그러나 지상 관측에서는 대기에 의한 흡수, 산란, 굴철효과 때문에 별빛의 밝기분포 는 그림 1-3 과 같이 일반적으로 2 정도의 밝은 중십부 원반을 가지며, 그 이후부터는 밝기가 급격히 감소한다. 여기서 중십부의 밝은 상을 시 상원반(視相圓盤, seein g d i sk) 이 라 하며 , 대 기 조건이 나쁠수록 이 원 안은 더 커지며 더 어두워진다.

-2

-3 -4 (l-s 8吉Z4 -6 a)-7 1o -8 -9 -10 -11 -120 10 100 1000 10000 r” 그립 1-3 별의 상의 밝기분포

접광원의 경우, 촛점면에 맺히는 상의 밝기는 입사광량에 비례하여 중 가하고, 또 에어리원반의 넓이가 작을수록 상온 더 밝아진다. 따라서 식 (1 -3) 으로부터 상의 밝기 I( 단위 면적 당 에 너 지 량)는 Ioc _Dr2_2 oc GDf 2)2 (1- 6) 이므로, 망원경의 구경이 클수록 또 촛접비가 작을수록 상온 더 밝아전 다. 그러나 유한한 크기를 가전 천체의 경우는 촛점면에 맺히는 상의 면적이 촛점거리의 제꼽에 비례하므로 상의 밝기 I 는

시야가넓은 鬪_-I -L~I _- _

집안경 소 TI言 -I - - - 접고안베경 윤 0 0 cold box 광전자중배관 드라이아이스 증폭기 기목계 또논 괄스계수기

그립 1~4 광전축광기 의 구조

]ocD~2o c 下I (1-7) 이다. 따라서 유한한 크기를 가전 천체의 밝기는 촛접비의 재곱에 반비 례하며, 망원경의 크기에는 무관하다. 2. 광전측광기의 구조와 특성 주로 카세그레인 망원경에 부착하여 사용하는 광전측광기의 기본구조 논 그림 1-4 와 같다. ; 카세 그레 인 촛점 면에 놓인 다이 아프렘 (dia p h rag m ) 을 동과한 벌빛은 다시 필터 와 파브리 (Fabry) 렌즈를 지 나 700~1100v 정도의 높온 전압이 걸려 있는 광전자증배관에 쪼이면 광전효과에 의해 입사광은 107~109 배 정도로 중배된다. 이렇게 증배된 에너지는 광전축 광기에 연결된 증폭기 (am plifi er) 에 의해 재차 중배된 후 최종치가 기록 계나 기록지에 표시된다. 이러한 측정이 일회에 한번씩 이루어지도록 만든 측광기 를 단일챤 넬측광기 (sin g le channel p ho t ome t er) 라 한다. 용 도에 따라서는 천체와 그 주위의 배경하늘의 밝기를 동시에 측정하는 이 중챤 넬측광기 (two -channel ph oto m ete r ), 천체 의 빛 을 여 러 파장대 로 분산시 켜 이 들을 동시 에 측정 하는 다중챤 넬측광기 (multic h annel ph oto · mete r ) 등이 있다. 일반적으로 가장 많이 쓰이는 것은 단일챤넬과 이중 챤넬측광기이며, 이문을 구성하는 기본부품의 특성은 다음과 같다. (i) 다이 아프램 (d i a p hra g m) 판 크기가 다론 여러 개의 구멍을 일정한 간격으로 뚫어 놓은 암은 철판 울 다이아프렘판이라 하고, 각 구멍을 다이아프렘이타 한다. 여기에는 그립 1-5 와 같이 원형과 선형의 두 종류가 사용되며, 이것은 망원경의 촛접면에위치하도록 설치한다. 따라서 촛점거리가 F(cm) 인 망원경에 서 직 경 d(mm) 인 다이 아프렘 의 각적 경 a’’ 는 식 (1 -2) 로부터 a = 20626. 5 쓰F(c무m) (1- 8) 으로 주어진다. 다이아프렘의 사용은 측정하고자 하는 천체의 빛만을주로동과시키며 주위의 다론 털빛을 차단하고 배경하늘의 빛을 가능한 한 줄이는 데 그 목적이 있다. 보통 다이아프렘의 크기는 수초에서 수십초에 이르는 여

I 。 ? 0 000

윗 그림은 선형,그 럽아 래1 -5그 림다은이 아원프형렘 다 판이 아프렘판이다.

타 적당한 크기의 다이아프렘을 선택한다. 작은 크기의 다이아프렘을 사용하면 의부의 빛을 많이 차단할 수 있지만, 대기에 의한 시상의 크 기가 보통 수초 이상이므로 너무 작은 다이아프램을 쓰면 오히려 축정 하고자 하는 별빛이 많이 차단될 수가 있다. 주거울의 구경이 D(cm) 인 망원경에서 직경이 a 인 다이아프램을 사 용하여 벌을 관측할 때, 이 다이아프렘에 의해 차단되논 에너지량의 비 가 총입사x에 =너지 (1량 8크에25 ) 0a0대A해D(A( c)X m) 라 던 이것은 과장이 A 인 빛에 대(1해- 9 ) 으로 주어진다. 여기서 t는 부거울에 의해 입사광이 차단되는 비율이다. 예를 들어 구경 61cm 카세그레인 망원경에서 입사광량의 40% 가 부거 울에 의해 차단된다고 하자. 크기가 10 인 다이 아프렘의 중십부에 벌을 맞출 경우 이것에 의해 5000A 의 빛이 차단되는 양온 식 (1 -9) 에서 약 1. 1% 로 추정되며, 이 양온 0.002 등급 정도로 대단히 작은 값이다. 그 러나 실제 관측에서 상의 크기는 대기조건에 따른 시상에 의해 결정되 므로 적어도 육안으로 보이는 시상의 크기보다 2~3 배 이상 큰 다이아 프렘을 사용하는 것이 안전하다. 참고 광전축광의 경우 망원경의 촛점은 그립 1-6 처럼 다이아프렘의 위치에 오도록 한다. 이러한 촛접의 위치는 접안렌즈를 통해 다이아프

그림 1-6 다이 아프렘과 촛접

렘의 중십부에서 벌의 상이 가장 밝고 명확 하계 보이도목 조정하면 된다. 이때 아주 밝 온 벌에 대해서는 다이아프렘의 가장자리 가 육안으로 확인되기 때문에 벌을 다이아 프렘의 중앙에 쉽게 위치시킬 수 있다. 그 러나 아주 어두운 별의 경우는 별 자체의 확 인이 어렵다. 이 경우에는 다이아 쪽에 가변전원을 장치하여 다이아프램 구멍 의 밝기물 적당히 조철함으로써 어두운 별 울 확인할 수 있고 또 이 벌을 다이 아프렘

80A60

'i。` U B 투

40 20 6000 7000 (i..J 과조J- 그립 1-7 UBV 필터 (서 울대 학 천문학과 소유)의 광무과 목성

의 중양에 위치시킬 수 있다. (ii) 필터 다이아프렘판으로부터 [ 거리만큼 떨어진 거리에 필터를 장치하면 필 터에 맺서는 광속의 지름 . d 는 d=l/ f로 주어진다. 여기서 f는 망원경 의 촛접비이다. 필터는 다이아프렘판으로부터 적당한 거리에 위치토록 한다. 거리가 너무 가까우면 필터면상에 있는 먼지 등에 의한 산란효과 가 커지게 되고 또 너무 멀떤 필터에 의한 흡수산란효과가 증가된다. 필터 는 크게 무색 필터 (natu ral filte r ), 유색 필터 (color filter ), 간섭 필터 (int e r fe r ence filte r ) 등으로 대 별되 며 또한 두과광의 파장대 폭에 따

타 여러 종류의 필터가 촌재한다. 일반적으로 광전축광계의 특성은 주 로 팔터의 종류와 특성에 관련되며, 이러한 필터의 선정은 관측하고자 하는 대상천체의 물리적 또는 분광학적 성질에 따타 결정된다. 예를 들면 흔히 사용되는 UBV 삼색측광계에서 UBV 필터의 광두과 목성온 그림 1-7 과 같이 투과대 폭이 매우 넓다. 따라서 이 측광계는 모 든 분광형과 광도계급의 천체에 통용할 수 있다. 그러나 광의 두과과장 대 폭이 넓기 때문에 천체의 분광형에 따라 필터의 유효과장이 조금씩 달 타지며 그리고 투과광량은 지구대기의 소광에 크게 영향을 받는 단겁도 있다. (iii) 파브리 렌즈 (Fabr y lens) 파브리 렌즈는 그림 1-8 과 같이 이 렌츠를 루과한 광속의 밝기 가 군 일하도록 하는 특성을 지닌 렌즈이다. 이 렌즈를 광전자증배관 앞쪽에 설치 하여 광전자증배 관의 광음극(p ho t oca t hode) 에 균일한 밝기 의 광속 울 쪼이도록 한다.

일한밝기 파브리렌즈 그림 1-8 파브리 렌즈

일반적으로 시상이 좋지 않을 경우 천체의 상이 혼들리거나 에너지분 포가 변화한다. 그러 나 파브리 렌즈를 이 용하면 시 상의 변화에 무관하 게 일정한 밝기의 상을 음극에 계속 조사할 수 있으며 또한 다이노드 (d y node) 면에 군일한 반응을 유발시킬 수 있다. (iv) 광전자증배 관(p ho t omul tipli er tub e) 빛 이 금속면에 쪼일 때 표면에 서 자유전자가 방출되 는 광전효과(p ho­ toe lectr i c e ff ec t)를 이 용하여 약한 벌 빛 을 107~109 배 까지 증배 시 키 는 장치 가 광전자증배 관이 다. 이 것 은 그립 1-9 의 예 처 럼 광음극(p ho t oca-

1. 광전축광 19

tho de), 양극 (anode), 여 러 개 의 다이 노드 (d y node) 로 이 루어 졌 으며 , 이 들은 전공상태의 독수유리관 내에 들어 있다. 광전자증배판의 목성온 이러한 여러 부품들의 각 특성에 관계되며, 그 중에서도 특히 광음극의 특성이 매우 중요하다. 왜냐하면 광음극에서 방출되는 광전자의 파장에 따른 에너지 분포는 주로 광음극의 성질에 따라 달라지기 때문이다.

陽 그럼 1-9 1P21 의 광전자 증배 관

광음극에 조사되는파장 A 인 광자의 수가 단위시간에 n 개라면, 여기서 방출되 는 광전자의 수는 n q(A)이 고, 이 것 에 의 한 광전류(p ho t ocurren t) l (A)는 10) = nq (A) e (amp ) (1- 10) 이 다. 여 기 서 q (A) 는 파장 A 인 광자에 대 한 광음극의 양자효율(q uan t um e ffici enc y)이 고, 전자의 전하 e 는 e=I . 6X 10-19 coulomb 이 다. 광음극 에 입 사되 는 과장 2 의 광자에 대 한 복사출력 (radia n t p ower) 을 P(watt 단위)라면, P J /hc=n(sec-1) 이므로 광전류와 복사출력의 비는 광음극의 특성을 나타내게 된다. 죽

EO) = ~P(A) = 均1.) 24 ~ (A/W) (1-11) 여 기 서 E(A) 를 광음극복사감도 (rad i an t cath o de sens iti v ity)라 하며 . 과 장의 단위논 µm 이다. 광음극의 양자효율과 복사감도에 관한 몇몇 대 표적인 예를 표 1-1 에 적었다. 여기서 S 는 파장에 따른 광음극의 분광 감도를 나타내는 표시이다. 광음극은 가능한 광을 찰 홉수하여 광전자를 많이 생 성 해 야 하며 또

표 1-1 광음극의 목성

광음극형 | 구성 성 분 | 겁깁갔홍 11 일 8:} 1; :감\\;\ 1( 저\김춘겁i?e c) Sl CsOAg 8,000 0.4 2.6 3X l0 5 Sl1 Cs3Sb0 3,900 21 66 70 s20 CsNa,K S b 3,800 22 68 300 Bia l kali K,CsSb 3,800 27 83 15

음극표면으로부터 광전자의 방출몰이 높도록 만들어져야 한다. 첫째 조 건을 만족하기 위해 반도체가사용되며 그리고 반도체 표떤에 특수 금속 을 도금시 킹 으로써 둘째 조건을 만족시 켜 광음극의 양자효울을 높인다. 예를 들면, UBV 측광계에서 많이 쓰이는 RCA 1P21 광전자증배관의 광 음극은 반도체인 안티모니 (Sb) 의 표면에 산화세슘을 입힌 Cs3Sb0 로 구 성된 S4 형이다. 이런 형의 음극에서는 광전자방출이 광의 입사면 쪽에 서 일어 나며 , 이 런 형 태 의 광음극을 불두명 음극 (o pa que ca t hode) 이 라 한다. 이에 반해 s11 형처럼 광전자 방출이 광의 입사면과 반대쪽(즉광 의 전행방향 쪽으로)에서 일어나는 것을 두명음극이라 한다. Cs3Sb0 로 이 루어 전 S4 와 s11 형 의 광음극은 그림 1-10 에 서 Bia l kali 형 의 EMI 963 5 B 처 럼 3000~6500 A 의 가시 광에 예 민한 반응을 나타내 며 , 특히 청색광에서 가장 높은 반응효율을 보이는데, 이것은 광음극을 싸고 있 논 바깥유리창이 실리카와 같은 UV 광을 찰 두과시키는 물질로 만들어 졌기 때문이다. Tria l kali 라 불리 는 적 색 광에 예 민한 s20 형 의 EMI 9658 광음극은 3800A 단파장 쪽에서 28% 의 높은 양자효율을 나타내며 광의 민갑대가 8500 A 까지 확장되 므로 UBVR 관측에 유용하다. 특히 RCA C31034 는 Ga-As 로 이루어진 광음극을 가지며 이것의 반웅영역은 그림 1_10 에서 처 럼 9300 A 까지 확장되 며 그리 고 높은 양자효율을 보이 므로 IR 관측 에 매우 유용하다. 다이노더는 일차전자충돌에 의해 이차전자를 찰 방출할 수 있는 물질 로 만들어 지 며 , 흔히 많이 쓰이 는 것 은 Mg O , CsSb, BeO, BeCu 등이 있전다자.생 한성 번울의 (s e일co차nd전ar자 y 충ele돌c에tr o서 n y발ie생l d되) o는라 이한차다전. 자이의 것 은평 균다갯이수 노를더 의이 구차 성물질에 따라 달라지며 또한 일차전자의 에너지에 따라 달라진다. 예 를 들면 M g O 의 다이노더에서는 이차전자의 생성울이 그림 1-11 처럼

2 8900

도 70 (mA /\\1 60 50 40 30 20 10 。 6000 7000 8000 9000 10000 IIO OO (A) 파장 30 양

율효2 。 (% Bia lk ali (9635) )

10 。 3000 4000 10000 110 00 (>J 과 장 그립 1-10 광음극복사갑도와 양자효율

일차전자의 에너지 E 가 1200eV 정도일 때 Omax :::: 22 로써 최대가 된다.

이에 비해 CsSb 의 다이노더에서는 E=600eV 에서 Omax=8 정도로 Mg O 의 경우보다 이차전자의 생성윤이 훨씬 작다. 일차전자의 에너지가 지 나치게 크면 이차전자가 반도체 내부의 깊은 곳에서 발생되므로 이들의 표면방출이 어려워진다. 이런 이유 대문에- 이-차전-자의- 생-성울이 일차전 자의 에너지에 따라 계속 증가하지 못하고 최대치를 가지게 된다. 20 `o 10 I 500 1000 1500 2000 E(eV) 그림 1-11 M g O 다이노더에서 일차전자에너지 (E) 에 따른이차전자의 생성울

광음극에서 방출되는 광전자가 다이노더면에 조사되면 여기서 6 의 비 울로 이차전자가 방출된다. n 개의 다이노더에 걸쳐 이러한 중배과정을 거치게 되면 총증배울 죽 광전자증배관의 증배울 G 는 G=8n 로 얻어전 다. 여기서 이차전자의 생성울 8 는 그림 1-11 에서처럼 다이노더 표면 에 충돌되는 일차전자의 에너지에 따라 달라진다. 한편 일차전자의 평군에너지는 다이노더 사이에 걸리는 전압에 따라 증가하므로 결국 광전자증배관의 증배울 G 는 그림 1-12 와 같이 다이 노더 사이의 전압에 따라 커지게 된다. 일반적으로 900~1200eV 의 총전 압에서 양극에 도달되는 전자의 수는 수천만 배까지 증배된다. 광전자증배관의 증배울을 높이기 위해 다이노더 사이의 전압을 지나 치게 높이면 광전자증배관 자체가 빨리 노휴될 분만 아니라 강한 자장의 형 성 으로 cold-fi el d 방출이 타 불리 는 전자방출이 일어 난다. 이 러 한 전 자는 다아노더를 지나떤서 증배되므로 축정정밀성을 처하시키게 된다.

츠0

배울13 단 계 11 단계 10단 계 9 단계 6 단 계 104 103 600 800 1000 1 200 1400 1600 1800 ' 2000 총전압 그림 1-12 CsSb 다이노더의 갯수에 따론 총전압과 중배울 사이의 관계

명시되어 있다. 그러나 실제 관측에서는(망원경+필터+광전자증배관+ 대가)의 결합조건에서 최대정밀성이 · 요구되므로 천체의 관측을 통해 최 적전압을 찾는 것이 바람칙하다(1 -4 참조). 일반적으로 광전자증배관에서는 입사광량에 비례하는 출력 시그날이 나오며 이러한 일차적 비례관계가 성립하는 영역에서 광전축 - 광이 이루 어진다. 이러한 영역은 그림 1-13 에서처럼 마지막 다이노더에서 양극 으로 흐르는 최 대 양극전류(i a) 에 따라 달라진다. 예를 들면 BeCu 로 이루어진 다이노더의 배열이 선형일 때 ia ; s:;l OmA 에서 입력 시그날과 출력 시그날 사이에 일차비례관계가 성립되며, i:::::: lOOmA 에서는 이러한 일차비례관계가 10% 정도 벗어나게 된다. 이같 은 비선형 관계는 다이노더의 구성물질과 그 특성, 다이노더의 갯수와 배열구조, 다이노더간의 전압분포, 마지막 다이노더와양극(陽極) 사이

)선 형(도비%0246810`1 2`|1\4\ \1 \ ' 6[, \(\1 a \I) 8\ \2 0\( \ b`) \ `` \ F \(\c \) \

\ l \ 10 100 1000 최대 양극전류 (mA) (a) : box & g그ri d립 형 1(-b1)3 : v출en력e전ti a류n 의b li n선d 형 형비 (례c)관 :계 li n e ar foc us 형

(v) DC 증폭기 와 팔스계 수기 벌빛을 측정할 때 입사광이 광전자증배관 내에서 증배된 후 양극에 도 달하더라도 벌빛 자체가 너무 약하기 때문에 극히 적은 광전류가 흐르 게 된다. 따라서 이를 다시 증폭기로 중폭하여 측정하게 된다• 주어전 망원경에서 비교적 밝은 벌을 관측할 경우에는 증폭된 전류나 전압을 직접 측정하는 DC(dir e ct current) 증폭기를 사용한다. 아주 어 두운 열을 관측할 때는 증폭기에서 증폭단계를 최대로 높여 107~109 배 까지 증배해야만 별빛을 식벌할 수 있게 된다. 그러나 증폭단계를 지나 치게 높이면 광전자중배관 내에서 발생되는 열이온에 의한 광전류도 중 배되므로 벌빛 자체의 측정 정밀성아 저하된다. 이러한 난접을 해결하 기 위해 어두운 벌의 측광에서는 광전자증배관의 양극(陽極)에 도달하 는 광전자의 수에 해 당하는 팔스를 헤 아리 는 팔스계 수기 (pu lse counte r ) (또는 광자계 수기 (ph oto n coun t er) 라 한다)를 사용한다. 팔스계수기에는 광전자의 에너지에 해당하는 팔스의 높이가 일정한

거 하는 파고선별기 (波 高 選別器, pu lse heig h t d i scr i m i na t or) 를 사용한 다. 예를 들어 광음극이나 다이노드 자체에서 생간 열전자가 증폭될 경 우 이들의 팔스에너지는 입사 광자의 판스에너지보다 적다. 이러한 파 고가 낮은 팔스를 파고선벌기로 제거함으로써 암잡음(暗 雜音 , dark no i se) 을 줄인다. 또한 우주선이나 방사능물질에서 방출되는 고에너지 입자가 광음극이나 다이노더에 충돌해서 생기는 아주 강한 판스를 파고 선별기로 제거한다. 이때 파고의 상한을 너무 낮게 잡으면 에너지가 큰 입력 시그날 판스가 많이 제거될 수 있’ 으며, 이에 따라 등급측정에 체 계적 오차가 유발될 수 있다. 파고의 하한 결정에서도 이러한 오차가 발생할 수 있으므로 파고의 상, 하한 선별은 측광기의 특성을 고려하여 알맞게 조정 해 야 한다(1 -4 참조) . 일반적으로 팔스계수기에서 헤아릴 수 있는 팔스의 수는 106 까지 가 능하며 입사에너지가 큘수록 판스의 계수논 증가한다. 그러나 아주 밝 온 벌에 대해서는 팔스의 수가 급격히 증가하기 때문에 두 개의 판스를 구별할 수 있는 최소시간 죽 불감시간(不 感 時間 , dead time , 약 10-9 초) 내에 들어오는 판스를 하나로 헤아리게 되며 또한 팔스계수의 중가 울이 포화상태 에 이 르므로 실제보다 판스의 수가 적 게 나타난다. 따라 서 아주 밝은 벌의 측광에는 팔스계수기에 의한 팔스계수법보다 DC 증 폭기를 쓰는 DC 방법이 더 효과적이다. 3. 시그날과 잡음 (1) 잡음 (no i se) 700~1100V 의 고전압이 걸리는 광전자중배관에서는 의부의 빛을 차 단하더라도 광음극이나 다이노더에서 방출되는 열이온에 의해 양극으로 광전류가 흐르게 되며 그리고 방사성 원자나 우주선과 같은 고에너지 입 자가 광음극이 나 다이 노더 에 충돌하여 광전자를 방출시 킴 으로써 광전 류가 흐르게 된다. 이 전류는 측정하려는 천체의 시그날과는 무관하게 생 기 는 것 으로서 암전류(暗 電 流, dark curren t)라 하며 , 이 것 은 온도가 감소함에 따라 지수함수적으로 줄어 든다• 주어 전 온도에서 암전류는 시 간에 따라 일정치 못하고 변동한다. 이러한 암전류의 변동을 암잡음이 라 한다. 특히 광음극의 열이온 방출에 의한 잡음을 열잡음( 熱 雜音,

아주 밝은 천체의 측광에서는 천체의 시그날에 비해 암잡음의 영향이 무시되지만, 어두운 천체에서는 그렇지 않다. 따라서 어두운 천체의 관측에 서 는 드라이 아이 스를 측광기 에 넣 은 후 광전자증배 관의 온도를 -78°C 정 도로 낮게 유지 함으로써 암잡음의 영 향을 최 대 로 줄인다. 예 를 들면 CsSb 의 광음극을 드라이아이스로 냉각시키면 열잡음에 해당하는 암전류가 10-19A/cm2( 약 한 개의 전자/초)로 상온에서보다 약 103 배 정도 줄어든다. 광전측광에서는 위에서 살펴본 암잡음 의에도 전류의 변동에 의한 쇼 트잡음 (sho t nois e , 산탄잡음 또는 쇼트키 (Scho tt k y)잡음이 라고도 한다), 전압변동에 의한 죤슨잡음(J ohnson nois e ), 다이노더면의 불균일한 반 웅에 따른 잡음 등이 있다. 예블 들어, 광음극으로부터 Io 의 전류가호 를 때 쇼트잡음에 해당하는 전류변동의 평군 제곱근 i는 i = (2el 。 ·L1 f)•I (1- 12) 으로 주어진다. 여기서 e 는 전자의 전하이고, 4 f는 측정주과수의 대폭 이다. 이 관계식은 중배체 (mul tipli er) 에서 방출되는 전자갯수의 변동을 나타내는 것으로 소트키법칙이라 한다. 이 법칙이 광전자증배관내의 모 든 다이노더에서 만족된다면, 윗식에서 전류 i가 n 개의 다이노더를 지 나면 in = (2e l,。 ·Llf · G)21 = G(2e l,。 •4f )7I (1- 13) 으로 증배된다. 여기서 G 는 광전자중배관의 총중배울이다. 한편 입 력처굽~ R 의 변동에 따른 전압변동의 평군 제곱근 v, 죽 죤 슨잡음은 v = (4 k TR•L1f )2 (1- 14) 으로주어지며, 이것은주위의 온도 (T) 에 따라 증가한다. 윗식에서 k 는 볼쯔만상수이다. 실제 측정 정밀성을 고려할 때 위의 죤슨잡음이 광옵 극의 전류변동에 따른 전압변동 i nR 보다는 작아야 한다. 이 조건을 식 (1 -13) 과 (1 -14) 에 적 용하면 총중배 울 G 의 하한이 얻어 진다. 즉 G2> 요야旦 R二 (1-15)

G2 츠州景 (1- 16) 이다. 윗식에 광음극의 전류를 lo=lQ- 15amp , 입력저항을 R=I06ohms 로 두면, G~7000 으로서 광전자증배 관의 총중배 울이 104 배 나 그 이 상 이 되어야 합을 암시한다. 여기서 증배울의 상한은 앞서 살펴본 광전자 증배관 내의 최대허용 광전류의 조건에서 결정된다. (2) 시 그날과 잡음비 , S/N 일반적으로 측정되는 시그날의 평균치 cs) 에 대한 표준편차(<7)가 쿨 수록 측정정밀도는 낮아지므로 S/a 는 측정정밀성을 나타내는 척도가 된다. 특히 천체측광의 경우 시그날 S 는 별빛의 에너지량에, a 는 측 정잡음 (N) 에 해당하므로 측정정밀도는 S/N 로 표시된다. 광전축광에 서 빛의 광자가 광전자증배관의 광음극에 부딪치면 광전자가 방출되고, 이듣온 다이노더를 거치면서 증배된 후 양극에 도달한다. 이때 광음극 에 서 방출되 는 광전자의 갯 수분포는 포아송 (Po i sson) 분포를 따르므로 시 그날에 대한 표준편차는 평균 시그날의 제곱근과 같아진다. 즉 a= .;s. 따라서 측정 잡음은 N= ./S 이 고 측정 정 밀도는 S/N= ./S 로 주어 진다. 실제 천체측광에서는 천체의 밝기, 배경 하늘의 밝기, 광전자증배관 의 암잡음, 대기상태, 측정시간 등에 따라 S/N 의 값이 달라진다. s 를단위시간에 광음극에 도달하는 광자의 갯수라면, t,시간동안 광음 극에 도달하는 총광자의 갯수 죽 입사시그날 S i n 은 Sjn = stS (1- 18) 이고, 광음극에서 방출되는 광전자의 갯수 죽 방출시그날 Sou t는 Sout = n, t, q = qS ;n (1- 19) 이며, 이에 해당하는 잡음 Nou t는 Nout = u = ./~ = (n, t,갑)了1 (1- 20) 이다. 여기서 ?는 광음극의 평군양자효율로서 입사광의 파장에 대해 평 균을 취 한 값이 다. 식 (1 -19) 와 (1 -20) 에 서 측정 정 밀도는 1 (1-21 )

으로 축정시간의 제곱근에 비례하여 그 정밀성이 높아집을 알 수 있다. 천체측광에는 일정한 크기의 다이아프램을 동해 들어오는 벌빛 (S,) 과 배경하늘의 빛 (Sb) 을 측정한 후, 다시 동일한 다이아프램으로 그 벌 주 위의 배경하늘의 빛 (Sb' )을 측정한다. 전자의 측정치에서 후자의 측정 치를 빼중으로써 털 자체의 복사에너지량을 얻게 된다. 벌의 측정시간이 t,, 배경하늘의 축정시간이 t b 라면 벨의 시그날은 S, = (S, + Sb) - (S/) = (n, ·+ nb)t, q - (nb' h q)t,/ h (1- 22) 으로 주어진다. 여기서 ”b 와 ”bl 은 별과 배경 하늘의 관측 때 각각 단 위시간당 광음극에 들어오는 배경하늘의 복사에너지량이다. 하늘의 대 기 조건이 심 하게 변하지 않고 또한 측정 시 간이 아주 길지 않다면 ”b= b1 로. 볼 수 있다. 한편 시그날측정에 관련되는 잡음 N* 과 배경하늘의 측정에 관련되는 잡음 Nk 는 각각 N*2 = N,2 + Nb2 + N겁 + Nd2 Ni .2 = Nb12 + Nd12 (1- 23) 으로 주어 진다. 여 기 서 N3 는 벌 자체 의 측정 잡음으로 식 . (1 -20) 에 해 당하며, 배경하늘의 잡음 Nd 와 N/ 는 Nb2 = nb t, q, N/2 = n/ tb q (1-2 4) 이다. Nd 와 Nd' 논 각각 시그날과 배경하늘의 측정 때 광음극에서 나오 는 열잡음이 며 , N,c 는 대 기 의 섭 동(閃動)잡음 (s ci n till a ti on no i se) 으로 서 텔의 밝기에 비례한다. 일반적으로 동일한 시그날원(源)에 대해 시그 날의 측정시간을 ti, t 2 라 하면 각측정시간에 해당하는 시그날과잡음은 S1 士 N1 = (n 겹 l1) 士 (n q t 1) 了I (l-25 a) S2 士 N2 = ( ? t2) 土 ( ? t2) I' (l-25b) 이다. 여기서 t2 때의 축정치 S2 를 t1 시간에 해당하는 값으로 환산하면 (S2 土 N2)t1 / t2 = (n q t1) 士 J ”갑 t2 ( 운) =S1 士 NI/ 『 (1- 26)

으로 얻어진다. 식 (1-26) 을 식 (1 - 25a) 와 비교하면, 잡음은 측정시간 의 제곱근에 반비례하여 감소함을 알 수 있다. 이 관계를 식 (1 -23) 에 서 배경하늘의 잡음 Nb’ 와 열잡음 Nd’ 에 적용하면 총잡음 Nt 는 N. 2 = N*2 + Ni .2 = N,2 + (Nb2 + Ni ) (1 + 운) + N갑 (1-28) 이 다. 그러 면 식 (1 -22) 와 (1-28) 로부터 광음극에 서 나오는 벌의 시 그 날 Ss 와 총잡음의 비는 호Nt= (上N) out = [1 + (꾼 + %)다(1니 + 운7 ) + 갚汀 (1- 29) 으로 주어진다. 아주 밝은 벌의 측광에서는 S, 2> N t이므로 식 (1 -29) 는 식 (1 -21) 과 같아진다. 죽 밝은 별의 측정정밀도는 배경하늘의 측정시간에 무관함을 알 수 있다. 따라서 아주 밝은 벌을 축정할 때는 배경하늘의 측정이 그 렇게 중요하지 않다. 그러나 벌의 밝기가 배경하늘의 밝기와 비슷하거 나 더 어두울 경우는 배경하늘의 측정이 매우 중요하다. 민이 아주 어두울 때는 식 (1-29) 에서 대기의 섭동에 의한 잡음을 무 시할 수 있으므로 峰) out = [1+ (뭉 +[ %紅t) (3]1 승 +운 )]당 (1- 30) 이 다. 여 기 서 배 경 하늘의 관측시 간(t b) 이 벌의 관측시 간(t s) 보다 길수록 (S/N) 。 u t는 증가한다. 따라서 어두운 벌의 측광에서는 배경하늘을 반 드시 관측해 야 하며 가능한 배 경 하늘의 관측시 간을 길게 할수록 측정 정 밀도는 증가한다. 식 (1-30) 에 서 벌과 배 경 하늘의 밝기 가 같고, 암잡음 이 아주 작을 경우 즉 N,=Nb~Nd 일 때 tb> t 3 이 면 (S/N)ou t의 최대 치는아주밝은 벌의 관측에서 얻을수있는 정밀도의 1/../2 배가 된 다. 이것은 어두운 벌의 측광정밀도는 밝은 벌의 측광정밀도보다 항상 낮음을 의미한다. 어두운 벌의 측광정밀성에 대해서는 N-1 에서 더 자

4. 최적전압 결정 광전자증배관에서 광전자의 증배울은 총전압이 쿨수록 증가한다. 그 터나 그립 1-12 처럼 총전압이 일정한 한계 이상이 되면 증배울이 감소 한다. 한편 총전압이 커질수록 암잡음이 증가하므로 시그날의 값이 커 지더라도 측정정밀도는 낮아진다. 따라서 주어전 광전자증배관에 대해 서는 측정정밀성이 최대가 되는 최적전압이 존재하게 된다. 이 전압은 인위적인 광원이나 천정 부근에서 적당한 밝기의 벌을 관측함으로써 결 정할 수 있다. 후자의 방법은 아래와 같다. 비교적 큰 다이아프렘을 택하여 벌과 배경하늘을 측정한 후, 광원을 차단하고 암잡음을 측정한다. 대체로 700~1200V( 이때 주어전 광전자 증배관에서 허용되는 최대전압을 넘지 않도록 해야 한다) 법위 내에서 50V 씩 전압을 높이면서 위의 관측을 각 필터에 대해 반복한다. 각 관 축에서 벌 자체의 에너지량을 Ds, 배경하늘의 에너지량을 Db, 암전류의 에너지를 Dd 라면, 식 (1 -30) 에서 (숫)。 :::::: U+ 2 〔二汀 (1- 31) 이다. 여기서 혈의 측정과 배경하늘의 측정시간은 같게 취했다(t,=t&).

20

s/N 10 `- u I r---- -------.... .. ``` \-- o15 00 60II 0 70I 0 80I 0 90I 0 10,0 0 1100 1200 다이노더 사이의전압 그립 1-14 S/N의 최대치와 최적전압

L 광전측광 3I

각 관측에서 얻은 S/N 의 전압에 따른 분포를 보면 그림 1 _ 14 처럼 S/N 의 최대치에 대응하는 최적전압을 찾을 수 있다 .. 이 그립은 국립천 문대 소백산관측소의 61cm Ri tch ey -C hreti en 반사망원경에 l p 21 의 광전 자증배관을 가전 SNU( 서울대)측광기와 DC 증폭기를 사용한 결과이다. 비교적 밝은 벌에 대해서는 배경하늘의 밝기를 무시할 수 있으므로 식 (1- 31) 대신 S/N:: :::: D,/ ,,;rr;· (1- 32) 의 간단한 관계식을 이용하여 최적전압을 구할 수 있다. 팔스계수기를 사용할 때는 최적전압분만 아니라 팔스에너지의 측정 하한을 동시에 결정해야 한다. 이런 접어1 서 전압과 파고선별기의 감쇄 (a tt enua ti on) 단계를 바꾸어가면서 시그날과 압전류 등을 측정하고 여 기서 S/N 를 구한다. 이때 SIN 의 값은 팔스에너지의 하한이 어느 단 계에 설정되는가에 따라 크게 달라진다. 따라서 최적전압과 최적감쇄 단계를 결정할 때는 시그날과 S/N 의 값이 가능한 최대치에 가깝고 그 리고 광전자증배관의 수명을 길게 한다는 조건울 고려해야 한다. 참고문현 Astr o nomi ca l Photo m etr y : A.A . Henden & R.H . Kait ch uck, ~an Nostr a nd MethR o edins h oofl d ECxopme pr iam n eyn , ta 1l 9 8p2h. y s ic s , vol 12— Ast r o p h y s ic s , ·ed N. Carleto n , Academi c Press, 1974(A.T. Young 의 Photo m ultip li e r s: Their cause and Cure” 와 Ot he r comp o nents in ph oto m etr i c sys te m s), Astr o nomi ca l Techniq u es, ed W.A. Hi ltn e r, in Sta r s and Ste l lar Sy s te m s, vol 2., The Univ e rsit y of Chic a g o Press, 1962(A. Lallemand 의 ‘‘Pho· t omu ltip l i ers” 와 H.L. Joh nson 의 Photo e lectr i c Photo m ete r s and Am- plifier s) Low Lig h t Level Dete c to r s in Astr o nomy ,: M.J. · Eccles, M. E. Sim , & K.P. Tritt on , Cambri dg e Univ e rsit y Press, 1983, pp. 119~136.

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L 광전축광 33

표 1-2 lp 2 1 광전자승배 관의 반웅함수*

과장 CA) I S(A) II 과장 (A.) I SU) 3000 0.08 5000 o. 58 3100 o. 22 5100 o. 52 3200 0.45 5200 0.4 6 3300 0.68 5300 0.40 3400 0.81 5400 0.34 3500 0.90 5500 0.29 3600 o. 95 5600 0.24 3700 0.97 5700 0.20 3800 0,99 5800 o. 16 3900 1. 00 5900 0.13 4000 1.oo 6000 o. 10 4100 0.99 6100 0.07 4200 0.98 6200 0.06 4300 o. 95 6300 0.04 4400 o. 91 6400 0. 03 4500 • 0.87 6500 0.02 4600 0.83 6600 o. 01 4700 0.77 6700 0.006 4800 0.71 6800 o. 003 * Ku4ru9c0z0, 1979, Ap . f. Su0p. p6l5. 40, I 6900 o. 002

일반적으로 필터의 반웅함수가 주어지면 각 필터의 평군과장 (2 。)과유 효과장 (A.AA ) .。 은 == 아ss::~:래 ~A와SE( A( A같) )d 이SA ( AI정)t ~d의 A된S/(다A S).: d: E A ( A) S(A)dA ((11-- 3354)) 여 기 서 A1, Au 는 각각 투과과장대 의 하한과 상한 과장이 며 , E (A)는 축 정하는 천체의 에너지분포함수이다. 윗식에서 평군파장은 측정장치의 특성에만 관계되고, 측정하는 천체의 에너지분포에는 무관하게 정의된 다. 그러나 유효과장은 측정하는 천체의 에너지분포 죽 분광형에 따라 달라전다. 표 3-2 의 반웅함수를 식 (1 -34) 에 적용하면 UBV 필터의 평군파장은

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표 1-3 UBV 필터의 목성 三갑 1, 。 (A:)l ?i; I 寬r I :갑: a \ 岭;A .(1A H) :81Y801 f?4V70 博: 1 (~) 3569 I 3589 I 3641 I 3616 I 3619 I 3634 I 175 4222 4257 4289. 4340 4416 4471 1325 5336 I s342 I 5363 I 5406 I 5463 I 5532 I 379

표 1-3 과 같이 주어전다. 표에서 Amax 은 반응함수의 최대치에 해당하 논 과장이다. 유효과장을 얻기 위해 Gunn 과 S t r y ker 의 항성에너지분 포를 식 (1 -35) 에 적 용하면 주계 열성 의 분광형 에 따온 유효과장의 결과 는 표 1-3 과 같다. 고온의 조기형 펄일수록 유효과장이 짧아지는 것은 이들의 에너지분포가 단과장 쪽으로 치우치기 때문이다. 이러한 사실은 UBV 계와 같은 광대역측광계에서는 두과과장폭의 효과 때문에 천체의 분광형에 따라 실질적인 측정반웅함수가 달라침을 의미한다• 특히 U 필 터에서는 유효과장이 A 형 벌에서 급격히 증가한 후 다시 F 형 털에서 감소하는 경향을 보이는데 이것은 A형 벌에서 나타나는 발머불연속 (Balmer d i scon ti nu ity)효과 때 문이 다. 이 러 한 경 향은 거 성 에 서 도 나타 나며 모든 필터에 대한 유효과장의 전반적 경향은 주계열성의 경우와 같다. 식 (1 -34) 나 (1-35) 에서 정의되는 파장에서는 필터의 루과과장대가 얼마나 넓은지에 관한 정보가 포함되지 않았기 때문에 두과과장대 폭에 관련되는 양 µ를 다음과 같이 정의한다. µ2 子 (A 라 )2S( .:l )d .:l I t SO)d.:l (1-36) .II SNU 의 UBV 필터에 대한 µ의 값은 표 1-3 과 같으며, 이 값은 대체로 필터의 유효파장대 폭에 해당한다.

소광현상이 벨의 등급과 색깔에 어떻게 관련되는가 를 보기 위해 일정한 밀도를 가전 평면대기의 경우를 살펴보자.

천 _l __ .--- -----~ ____________ /_ E(,l.., 11)

그립 1-1 5 군일밀도의 평면대기와 대기소광

그림 1-15 에 서 천정 거 리 가 z 인 벌의 단색 광 (monochroma t 1c lig h t) 밝기가 높이 h 에서 E (A ,h) 라면, ds 만큼 대기를 지나는 동안 대기소광 에 의 한 광의 손실 dE(A , h) 는 dEO, h) = -A O, h)EO, h)ds (1- 37) 이다. 여기서 AO,h) 는 높이 h 에서 단위길이당 대기소광에 의한 과장 A 인 광의 불무명도 (o p ac ity)이다. 일반적으로 대기의 밀도는 높이에 따라 갑소하기 때문에 빛의 통과행로는 곡선이다. 그러나 여기서는 군 일밀도의 가정 때문에 빛의 굴철효과가 무시되므로 지상에서 받는 벌의 단색광 밝기는 식 (1 -37) 에서 EO, z) = EoO) exp [ - M(z)f。 AO , h)dhJ (1- 38) 이 고, 두과대 기 량 (a i r mass) M(z) 는 평 면대 기 의 경 우 M(z) = secz (1- 39) 로 정의된다. 식 (1 -38) 에서 E 。 (A) 는 대기의 영향을 받지 않는 지구대 기 밖에서의 단색광 밝기이다.

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밝기 E 。 (A) 와 EO, z) 에 해 당하는 등급을 각각 moO), m( A, z) 라면 식 (1 -38) 로부터 m( A, z) = m 。 0) + 1. 086 a(A ) M(z) (1- 40) 이며, a(?.) = fO 3 AO , h)dh (1- 41) 。 이 다. 여 기 서 a(A) 를 파장 AoJ 단색 광의 대 기 소광계 수 (ex ti nc ti on coef- fici en t)라 하며 , 이 것 은 광의 과장에 대 해 a(A ) = a 。 /A (n~4) (1- 42) 의 일반적 관계를 가전다. 대기분자의 산란에 의한 소광에서는 n=4 로 서 Ray le ig h 산란에 해 당한다. 위에서 살펴본 것은 일정한 밀도를 가전 평면대기의 경우였다. 실제 의 대기는 밀도가 다론 구면대기에 해당하므로 위의 관계에서 기하학적 보정이 필요하냐 일반적으로 천정거리에 대한 두과대기량은 M(z) = f p (h)ds(z)/ Mi。 (1- 43) 으로서 천정 (z=O) 에서의 두과대기량 Mo 에 대한 상대비로 정의된다. 윗식에서 대기밀도(p)는 단순히 높이에 따른 함수로 주어지지만, 실제 는 대기의 온도, 압력, 그리고 구성성분의 분포에 따라 달라진다. 대기밀도의 동심원적 분포를 고려한 Bem p orad 의 근사식에 의하면 겉 보기 천정거리 z 에 대한 두과대기량은 M(z)·= sec z - O. 0018167(sec z - l) - O. 002875(sec z - 1)2 - O. 0008083(sec z - 1)3 (1- 44) 으로 주어전다. 천정거리가 작은 천정부근에서는 두과대기량의 근사식 (1 -39) 가 만족되 며 , 식 (1 -44) 와 (1-39) 를 비 교할 때 Z=45° 와 60° 에 서 각각 L1M=O. 001 과 0. 005 정 도의 차이 가 생 긴다. 적위 8 인 벌의 시간각이 H 일 때 위도 ¢인 관측자에 대해 이 벌의 천 정거리는 secz = sin

1. 광전측광 37

의 관계를 가진다. 식 (1-44) 의 천정거리는 겉보기 천정거리이고, 식 (1 -45) 의 천정거리는 지구대기의 굴철효과에 무관한 실제의 천정거리이 다. 관측에서 별의 겉보기 천정거리를 관측 때마다 구하기 어렵기 때문 에 보통은 식 (1 -45) 에서 주어지는 천정거 리를 이용하여 두과대기 량을 구한다. 3. 광전등금과 색지수 앞서 식 (1 -38) 에서 주어지는 단색광의 밝기 EO,z) 는 측정기기에 무 판한 지상에서의 밝기이다. 실제로 망원경과 측정기를 이용하여 벌을 측정할 때는 필터의 투과파장대 때문에 일정한 파장대폭을 지닌 다색광 (hete r ochromati c l ig h t)을 관측하게 되 며 또한 관측되 는 천체 의 에 너 지 분포도 축정 기 기 의 반응함수에 영 향을 받는다. 측정 되 는 다색 광의 밝기 EA,(z) 는 투과파장의 상한과 하한이 Au, Al 인 반웅함수 S(A) 에 대해 EA.(z) = tA:A l EO, z)S( J.)d J. (1- 46) 으로 정의된다. 여기서 과장 A 의 단색광 EO,z) 를 필터의 평군과장 A 。 에 대 한 Tay lo r 급수로 전개하면 E( J., z) =::: E( J.0, z) + 0 라)(운),l= Ao + ~。 )2 (醫 )A=Ao (1•- 47) 이고, 이E를A .식(Z ) (낙1 -4 E6)O 에a, 대Z)입 +하 면운, (탤訂 A=A 』 · s:~ S( A) dA (1- 48) 의 관계를 얻는다. 이 식에서 오른쪽 괄호 속의 첫째항은 필터의 평군 파장에 대한 단색광의 밝기이고, 둘째항은 필터의 루과과장대 폭의 크기 와 측정되는 벌의 에너지분포에 관련되는 것으로서 첫째항에 대한 보정 치 에 해 당한다. 식 (1 -38) 과 (1 -42) 를 식 (1 -48) 에 대 입 하면. EA.(z) = {EoOo)e-aWM(z) + 운 x [ d2(E 。 (A;:;a(A)M(z)) ]A=A.}!AA: scA)dA (l-'49 )

또는 EA,(z) = E 。 (A 。) {1 + 운〔틀만 - (aO 。) + 2 a'O 。) 問겁 )M(z) + a'20o) M2(2)]} . e-•(Ao)ll(z) • 『Al SO)d.:l (1- 50) 이냐 여기서 a',E' 논 과장에 대한 일차미분, E'’ 는 이차미분을 나타 낸다. 식 (1 -48) 에서 지적한 바와 같이 식 (1 -50) 의 대괄호 속에서 µ2 에 곱 해 지 는 항의 값은 1 보다 작다. 따라서 식 (1 -50) 을 등급으로 표시 하면 천정 거 리 z 에 서 관측되 는 밝기 EA,(z) 에 해 당하는 다색 광등급 (he t ero­ chromati c mag n it ud e) mA,(z) 는 지 구대 기 밖에 서 의 다색 광등급 m~. 와 대기소광에 의한 보정항으로 주어진다. 죽 mA,(z) = mA, + aO 。 )M(z) - bO 。 )M2(2) (1- 51 ) 여기서 mi , = moOo) - O. 543 률 信:? A/-2. 5lo g訂 S(A ) d~] a( i。) == 11.. 00 8866 aa( A(Ao。))[〔 ( (11 ++ 十tncn + 두 乃 기) +- 문균 간 )2 문 문서 A 。 2 」 b(A 。) ~ O. 543 a, 방(칸 = O. 543 n2 a2( 간 (1- 52) 윗식에서 m 。(i。)는 대기 밖에서 평군과장 Ao 에 해당하는 단색광등급 (monochromati c ma g n it ude) 이 다. 식 (1 -51) 은 실제 광전축광에 적용되는 중요한 관계식이다. 이 식에 서 두과대기량에 관련되는 계수들을 좀더 자세히 살펴보기로 한다. 식 (1 -52) 에서 冒3 = [ d ln걸 G) ]A-A.

~ In E(AAl)I -_ 2ln 。 E( % ) (1- 53) 으로 쓸 때 .:l o 와 .:l 1(> 사)는 두 필터의 평균과장이며 이에 대한 단색광 밝기는 EO 。), E01), 그리고 등급은 mA., mA, 이 다. 식 (1 -53) 을 색 지수로 나타내면, EE'((A2 。 。)) :::::: 0. 92C~ 。 (1- 5 4) 이며, C=mA. 一 mA1 이다. 색지수 C 는 지상이나 대기 밖에서 측정된 것 이 아니고 지구대기를 지나는 과정에서 달라지는 값이다. 실제 경우에 C 의 정확한 추정이 어렵기 때문에 보통은 지상에서 측정된 값이나 또는 지구대기 밖에서의 색지수 Co 를사용한다. 이 책에서는후자의 Co 를쓰 기로한다. 식 (1 -54) 를· 식 (1 -52) 에 대입하면, 평군파장이 .:lo 인 필터에 대해 a@) = kIm _ k2m C 。 (1- 55) 이다. 죽 단위 투과대기량에 대한 소광량 a(A 。)는 필터의 특성과 대기 소광법칙에 관련되는 일차대기소광계수 k1 과 측정되는 벌의 색깔에 관 련되는 이차대기소광계수 k 2 의 함수로 주어진다. 여기서 k1 .. 0o) = I. 086 a 0 。沿 + 令 n(n + I) 嗣 k2 .. @) = n 沿 Al ? A 。 a(A 。) (1- 56) 이 다. 식 (1 -55) 를 식 (1-51) 에 대 입 하면, m(z) = m 。 + (k1 .. - k2 .. C 。 )M(z) - bM2(z) (1- 57) 이고, 색지수 C 에 대해서는 C(z) = mA,(z) -mA,(z) = C 。 + (k1c - k2c C 。 )M(z) + b'M2(z) (1- 58) 이다. 여기서 색소광계수 kc 는 등급소광계수 km 의 차이로주어진다. 즉 k1c = k1 .. 0o) -k, .. 01) k2c = k2 .. (Ao) - k2 .. 01). (1- 59) 소광계수와 식 (1-56), (1 -57) 에서 상수 b,b' 는 모두 관측에서 결정된

다. 윗석들에서 m,C 를 기기등급, 기기색지수라하고, mo,Co 를고유등 급, 고유색 지 수라 한다. 전자를 통칭 하여 기 기 계 (ins tr u menta l sys t e m ) 라 하고, 후자는 대 기 소광이 보정 된 기 기 계 로서 고유계 (natu r al sys te m ) 타한다. 관측영역의 천정거리가 아주 크지 않은 경우에는 식 (1- 51) 대신에 m(z) = m 。 + (k1 .. —k2 요 )M(z) C(z) = C 。 + (k1c - k2 c C 。 )M(z) (1- 60) 의 간단한 관계 석 이 쓰인다. 여 기 서 는 Forbes 효과라 볼리 는 두과대 기량의 제곱에 관련되는 항이 무시되었다. 이 효과는 천정거리에 따라 증가하므로 지 평 선 부근의 벌을 관측할 때 는 Forbes 효과가 매 우 커 지 계 된다. 예를 들면, B 필터에서는 µ키꾼 zo.007 이고, nz4, az0.2 일 때 식 (1 -52) 에 서 bz0. 002 이 다. 천정 거 리 가 ZZ55°, 70° 일 때 bM2z o. 01, o. 05 로서 Forbes 효과는 매 우 커 침 을 알 수 있 다. 이 러 한 Forbes 효과가 식 (1 -60) 에 칙접 포함되지는 않았지만, 신제 관측에서는 대기 소광계 수를 유도하는 과정 에 서 k1 과 k2 에 간접 적으로 포함된다. 따라서 천정 거 리 가 아주 큰 관측자료를 식 (1 -60) 에 대 입 하여 소광계 수 kI, k2 를 구할 때는, 천정거리가 작은 관측결과에 비해 체계적 오차가 생길 수 있으므로 각벌히 유의해야 한다. 4. 성간소광과 성간적색화 천체의 빛은 성간공간을 지나면서 성간물질에 의한 흡수, 산란으로 복사에너지량이 감소되고 적색화 현상이 생긴다. 관측에 의하면 성간물 질에 의한 성간소광법칙 {3 (A) 는 대체로 광의 파장에 반비례한다. {3(i) = 운 + b (1- 61 ) 이 법칙은 식 (1 -42) 의 대기소광법칙에서 n=l 에 해당하므로 식 (1- 52) 에서 대기소광법칙 aO) 대신 식 (1 -61) 의 성간소광법칙을 대입하면 식 (1 -51) 과 유사한 관계식이 얻어진다• 죽 성간소광의 영향을 받은 관측 등급 mA, 와 성간소광이 보정된 등급 m%, 사이에 mA, = m0A, + BA, M(z) + DA,(J) M(z) + FA, M2(z) (1- 62) 의 관계가 얻어진다. 여기서 M(z) 는 천정거리 z 의 방향에서 성간물질

의 광학적 두께에 해당하는 양이다. 윗식에서 B1, = I. 08 짜웃 + b + 6+ 嗣 DA, = -1.086 윤릎 (1- 63) F1,= -0.543 운망 이며, 표면온도 T 인 벌의 에너지분포 E(A) 의 철대기울기 i!)인 두 필터로 결정되는 색지수 Cm8 근 식 (1- 62) 와 (1 -65) 에 서 C 屈 = mA1 - mAa = (m0A, - m0A,) + (BA, - BA,)M + (DA, -DA,)

FA1A2 = FAI —FA , (i-68 ) 이다. 위의 관계식들을 2 개 이상의 필터로 이루어전 측광계에 적용하면 색 소초광과이들 사보이정의된 관관계측를색 지얻수을를 수( U있-다B.) , 예(를B — 들V어) 그UB리V고 측 광본계질에적서 색 지대기수 를 (U ― B) 。, (B-V)o 라면 성간적색화에 의한 A식 초과는 E(U-B ) = (U-B ) - (U-B) 。 E(B - V) = (B - V) - (B - V) 。 (1- 69) 이며, 이들의 비는 식 (1 -67) 로부터 EE((BU _- BV )) -~ 万B T + DUB _ BBBVm BDBVB V o FUB _ BUB FBV + B2BVBBV E(B-V ) (1- 70) 이다. 여기서 오른쪽의 계수들은 성간소광법칙과 각 필터의 평군과장 을 식 (1 -63) 과 (1 -68) 에 대 입함으로써 얻어전다. • 특히 오른쪽의 두번째항은 관측되는 천체의 에너지분포 즉 분광형에 따라 달라지며, 세번째항은 천체가 위치하는 영역의 성간적색화 E(B;_ V) 에 관련된다. 따라서 식 (1 -70) 에서 주어지는 색초과의 비는 일반적 으로 관측되 는 천체 의 분광형 과 공간위 치 에 따라 달라진다. 한편 V 등급에 서 나타나는 등급소광 Av 는 식 (1 -62) 에 서 얻어 지 며 색 초과 E(B-V) 와의 비 는 ~ = R + a + rE(B - V) (1-7 1) 이다. 이 석에서 각 계수들은 식 (1 -63) 과 (1 -68) 로부터 R= 그BB노V a= Dv-BRBVD av (1- 72) r = Fv -B2 BRVF av

이다. 위의 관계식들을 유도하는 과정에서 성간물질의 광학적 두께에 해당하는 M 을 M::::::E(B-V)/Bsv 로 가정했다. 식 (1 -71) 로 주어지는 등급소광 Av 와 색초과 E(B-V) 의 비는 식 (1 -70) 에서 색초과들 사이 의 비처럼 관측되는 천체의 분광형과 성간적색화의 양에 따라 달라전다. 식 (1-70) 의 색초과바에서는 성간소광법칙의 절대치가 필요하지 않지 만, Av/E(B-V ) 에 서 는 식 (1 -61) 에 서 상수 b 의 값을 알아야 한다. 성간적색화가 십하지 않은 O,B 형 벌에서 관측된 총흡수와 선택흡수의 비는 R=3.2 이다. 이 값을 식 (1 -72) 의 첫번째 식에 대입함으로써 주 어전 성간소광법칙에서 상수 b 를 결정할 수 있다. 위에서 얻온 여러 관계식을 UBV 측광계에 적용하고 Nand y의 평균 성 간소광법 칙 (Xll-3 참조)을 쓰면, 認仁 問 = O. 72 + O. 025 rt> + O. 025 E(B -- V ) (1- 73) ~ = 3.2 + O.06rt > + O.06E(B-V ) (1- 74) 이다. 여기서 철대기울기 0 의 단위는 µm 이며, 이 값은 만기형 벌일수 록 더 크다. 따라서 식 (1 -73) 과 (1 -74) 의 값들도 만기형 벌에서 더 크 게 된다. 鷄철대기 __울 #기t 대= 신0. 6벌5 의— 0고. 0유5색(U을 -쓰B )면 。 +일 O반. 0적5으E(로B - V) : (U-B) 。 0 (1- 75) ~ = 3. 30 + 0. 28(B - V) 。 + O. 04E(B - V) (1- 76) 의 관계가 주어진다. 그러나 성간적색화가 십하지 않은 경우에는 천체 의 분광형이나 위치에 무관하게 EE((UB_- BV )) ::::::: 0. 72 Av (1- 77)

의 간단한 관계를 적용하기도 한다. 예 E 1-1 표 3-3 의 반응함수 S(A) 를 가전 SNU 의 UBV 측광계 를 쑬 경우 Av/E(B ― V) 와 E(U ― B)/E(B-V) 에 관련되는 식 (1 -75) 와 (1 -76) 에서 각 함수의 값이 얼마나 되는지 알아보자. 식 (3-4) 에 서 주어 지 는 Whit ford 의 성 간적 색 화법 칙 을 적 용하고 그리 고 모든 분광형에 대해 Av/E(B-V) 의 평군치가 3 이 되도록 할 경우 단색광의 성간적색화에 의한 등급증가는 L1m (A) == .J74.:l.4((3 AA23 。。 0 0))- -+ 00.. 4310 AA><44335500 AA.。 (E 1-1) 으로 주어진다. 한편 에너지분포 E(A) 를 가전 별을 두과한계과장이 2u,k 인 필터로 관측할 때 얻어지는 등급 m 은 m = -2. 5log At EO)S0)[T O)]dA + C (E 1-2) Al 이다. T( J)는 성간물질에 의한 에너지의 감소울을 나타내는 양으로서 T(A ) =10-0,4Am(A) 이며, X 는 성간물질의 양을 나타내는 지수이고, c 는 상수이다. Gunn 과 Str yk er 에 의 해 주어 지 는 열들의 에 너 지 분포를 식 (E 1-2) 에 적용하면 x=0.1 과 1 인 두 경우에 성간적색화에 관련되는 양은 표 E1-1 과 같이 얻어지며, 여기서 E(B ― V) 는 x 의 값에 따라 크게 변 하는 데 비 해 Av!E(B-V ) 와 E(U-B)/E(B-V ) 는 x 값에 예 민하지 않다. Gunn 과 S t r y ker 가 얻은 등급소광 Av 의 값에 Av=3E(B-V) 의 관계를 쓰면, 각필의 E. (B ― V) 값은 표 E1-1 의 세번째 행과 같이 얻어진다. 이러한 성간적색화를 고려하였을 때 알맞은 x 의 값은 대체 로 x=0.1 보다 작아야 한다는 것을 알 수 있다. 표 E 1-1 에서 x=0.1 인 경우에 22 개의 벌에 대해 Av/E(B-V) 와 E(U-B)/E(B-V) 의 (B-V) 。과 E(B-V) 에 관한 함수관계를 살펴 보면 아래와 같이 주어진다. ~ = 3.05 + O.13(B-V ) 。 -o.osE(B-V )

표 E1-1 성간적색화량의 계산

x=O .l ’ X= l . O I 벌 1 0S5PV E(Bo.- 3V7 ) E(0B.0-3V3 ) lE (2AB. 9v一 6 V5 ) IEE((0BU.6--5BV9 )) E(0 B. 3-3V3 ) IE (2 B.A 9-v 5 8V ) IIE E(0(BU.6--6BV6 )) 73 B2l! I 0.04 0.033 3.014 0.6 82 0.327 3.006 0.689 173 BOI 0.1 5 0.033 2.976 0.666 0.331 2.969 0.673 7 B3V 0.01 0.032 3.037 0.695 0.324 3.028 0.701 I 77 B7 血 0.00 0.032 3.061 0.700 o. 321 3.052 0.704 12 B7V . 0.00 0.032 3.044 0.691 0.323 3.035 0.697 78 A3][ 0.02 0.032 3.091 0.695 0.318 3.079 0.693 14 AOV 0.01 0.032 3.065 0.702 0.320 3.054 0.706 175 BB i 0.4 4 0.033 2.9 6 9 0.665 o. 329 2.961 0.672 22 A7 o. 01 0.031 3.113 o.733 0.315 3.102 0.739 86 FO ][ 0.00 0.031 3.104 0.749 0.314 3.093 0.755 90 F2il l 0.0 1 0.032 3.077 0.738 0.316 3.065 0.738 35 F8V o. 00 0.032 3.077 0.761 0.315 3.064 0.768 42 F8V o. 01 0.032 3.062 0.763 0. 316 3.049 0.770 48 KOV 0. 00 0.031 3. 071 0.770 0.314 3.059 0.777 97 G6:n r 0.01 o. 031 3. 155 0.823 0.306 3.140 0.830 109 G8][ o. 01 0.030 3.200 o. 861 o. 301 3.184 0.867 111 KO 血 o. 02 0.030 3. 171 0.831 0.303 3.155 0.832 65 MOV o. 00 o. 031 3.074 0.888 0.307 3.052 0.888 150 K5][ 0.02 0.029 3.301 0.977 0.288 3.276 0.977 152 MO 血 o. 02 0.029 3.318 0.997 0.286 3.292 0.998 158 M3 血 0.02 0. 0 29 3. 253 0.985 0.290 3.228 0.988 醫平 = 0. 70 + 0. 17(B ,-V ) 。 + O. OlE(B-V)

5. 절대복사 에너지량 측광관측으로부터 천체의 철대복사 에너지량을 구하기 위해 잘 관측­ 된 태양의 물리량을 기준치로 사용한다. 지구대기 밖에서 얻어지는 몇 가지 기준치를 보면 아래와 같다. 시등급 : Vo = 一 26.74 색지수 : (B-V )c. = O. 65, (U-B )., = 0.1 3 조도 : ! .. = 1. 27 x 105 lux = 12. 7 lumen/cm2

5500A 의 단색광 에너지 : /0( 5 500) = 1. 85 X 10-s watt /c m2/A 5500 A 의 광자수 : n0 ( 5500) = 5. 12 X 10 광자 /cm2/sec/A 여기서 파장 A 인 단색광의 광자수 n(A) 와 에너지 I(A) 의 관계는 n(A) = 윤 (1- 73) 이며, E(A) 는 과장 A 인 광자 하나의 에너지로서 EO) = l. 987 x 10-socA) erg (1- 79) 이다. 시등급이 V인 벌의 복사에너지 l 은 태양의 복사에너지에다 등급차 (V e -V) 에 대한 보정인자 10웅 (-26 ; 74-V) 의 꼽으로 주어진다. 죽 l = l.,•102 c -26. 74-V) log l = -5. 59 - O. 4 V (1- 80) 1(5500) = J., (5500) • 10으' C-26, 74-V) log 1(5500) = -15. 43 - O. 4 V (1- 81 ) n(5500) = n., (5500) • 10 •으 C-26, 74-V) log n(5500) = 3. 013 -. O. 4 V (1- 82) 특히 시등급이 V=O 등급인 경우는 l = 2. 56 X 10-6lux 1(5500) = 3. 73 x 10-9 erg/ c m2/sec/A (1- 83) n(5500) = 1. 03 X 103 광자 /cm2/sec/ A. 이다. UBV 측광계에서 V 필터의 평군파장은 대체로 5500A 이다. 이를 중 십으로 유효파장대폭이 J l(A) 인 V 필터로 V 등급의 벌을 구경 D(cm) 의 망원경으로 관측한다고 하자. 이때 대기 밖에서 V 필터를 통해 들어 오는 이 벌의 복사에 너 지 W(watt 단위 )는 식 (1 -81) 로부터 W(watt ) = 1. 85 x 10-5,J l (A) · lO 읍 c-26.74-v) . TD2(cm) 4 (1- 84 a)

또는 log W(watt ) = 2log D(cm) - 。. 4V + log LJJ( A) - 15. 53 (1- 84 b) 으로 주어 지 며 , 이 값을 5500 A 인 광자의 수 N(5500) 으로 나타내 면 식 (1-82) 로부터 log N(5500) = 2log D 一 o. 4V + log LJJ( A) + 2. 9 1 (1. 85) 이다. 지금까지 위에서 살펴본 여러 물리량은 지구대기 밖에서의 값이다. 그 러나 실제 지상관측에서는 대기소광 때문에 위의 복사에너지값보다 더 작은 값을 얻게 되며 또한 천정거리에 따라서도 달라진다. 구름이 없는 맑은 밤하늘의 천정 쪽에서 5500A 의 벌빛이 대기를 지나는 동안 약 20% 정도 감소된다. 이 복사에너지는 다시 망원경의 거울이나 렌즈를 거쳐 광전측광기에 들어오는 과정에서 더욱 감소되므로 광전자증배관에 도달되는 복사에너지량은 원래브다 상당히 많이 줄어든다. 다음은 시등급이 V 이고 표면온도가 T 인 벌을 평균과장이 A 이고 유 효파장대폭이 4A 인 필터로 측정할때 지구대기 밖에서 얻는 복사에너 지량 WO, T) 를 구해 보자. 먼저 파장이 Ao 인 단색광에너지는 표면온도가 T 인 별과 T0 인 태양 에 대 해 식 (1-81) 로부터 IOo, T) = /00 0 , T. ,, )•10 言~ C-26.14-V) (1- 86) 이며, 이러한 에너지가 지구대기 밖에서 구경 D 인 망원경에 들어와서 평균과장이 Ao 이고 유효파장대폭이 4A0 인 필터를 지나는 에너지는 단 위시간에 WOo, T) = IOo, T) • L1J 0 -fD 2 (1-87) 이다. 마찬가지 방법으로 평군파장이 A 이고 유효과장대폭이 4A 인 필터 률사용할 경우, 대기 밖에서 구경 D 인 망원경과 이 필터에 의해 받는

WO, T) = 10, T) • L111· fD2 (1- 88) 이다. 여기서 과장 A인 단색광 에너지 10, T) 는 식 (1 -86) 에서 Io( 1 o, To ) 대신 Io( A , T o ) 를 대입함으로써 얻어진다. 한편 표면온도 T 인 벌에 W ien 의 근사식 을 쓰면 파장 Ao 와 A 에 대 한 단색광 에너지의 비는 忍0 1} = (+r •exp [-붉 (+-*)〕 (1- 89) 로 주어 진다. 식 (1 -89) 와 (1-87) 을 식 (1 -88) 에 대 입 하면 서 로 다론 두 과장 Ao 와 A 에 대한 복사에너지량의 비가 얻어전다. 죽 log iWv(cA, tT,)n = 5lo g규A- + log -j4fo1 - -皇 T요 ( 1A0(0A00) _ A1 0。 (0A00) ) (1- 90) 윗식에 식 (1 -87) 과 (1 -86) 울 대입하고, ?.0=5500A 으로 두면, log WO, T) = 2log D(cm) - o. 4V + log L1A(A) —15 . 53 - 5lo gi일& - 무(뺑 -1. 8 2) (1-9 1) 가 얻어전다. 여기서 W 의 단위는 wa tt이냐 윗식 (1 -91) 의 에너지량 을 식 (1 -78) 을 이용하여 파장 A 의 광자수로 바꾸면, log N( A, T) = 2log D(cm) - O. 4V + log L1A(A) + 2. 91 - 4log :실 —무 (~-1 . s2) (1- 92) 이 다. 식 (1 -91) 과 (1 -92) 는 일 반적 경 우로서 어 떤 필터 에 도 적 용된다. 필터 의 평 균과장이 5500 A 인 경 우는 윗 식 들이 식 (1- 84), (1 - 85) 와 갇 아전다. 예 El-2 소백산 천문대의 구경 61cm 카세그레인 망원경으로 SNU 의 V 필터를 통해 천정 부근에서 관측된 V=3:86 인 벌 918Her 의 펀량 (de fl ec ti on) 죽 에 너 지 량 E 가 이 득단계 (ga in ste p ) B 5 와 적 분시

간 죽 시 간상수(ti me consta n t) O.1 초에서 E=7. 60 단위로 얻어졌다. 이때 광전자증배관의 광음극에서 방출되는 광전자와 최종기록치 사이의 변환관계를 알아보고자 한다. 이날 V 필터에 해당하는 일차대기소광계 수는 kv=0:25 이다. 그리고 별빛이 망원경의 주, 부거울을 지나 2mm 두께의 V 필터와 파브리 렌즈, 광전자증배관의 유리창문을 통과하여 광음극에 도달하기까지 빛의 손실물은 k1=0.3 이고, 광음극의 양자효 윤은 q= 0. 2 라고 하자. 지구대기 밖에서 구경 D 인 망원경과 V 필터를 통해 단위시간에 들어 오는 총광자수 N(A) 는 식 (1 -92) 로 주어 진다. 이 러 한 광자들은 지 구대 기를 지나는 동안 대기소광 (Ka) 에 의해 N'=KaN 로 줄어든다. N' 는 다시 망원경과 필터를 지나 광전자증배관의 광음극에 도달하기까지 광 학적 손실에 의해 N=Kp N' 로 줄어든다. N'' 개의 광자가 광전자증배관의 광음극에 조사되면 양자효율이 q인 광음극에서 방출되는 광전자수 N’ 는 N'= q N 이다. 그러면 광전류 N'e(e=l. 6X10-19 coulomb) 는 다이노더에 의해 증배된 후 양극에 도 달하고 이것은 다시 증폭기에 의해 증배된 후 전류나 전압의 값으로 마 지막 계기에 나타나게 된다. 이러한 관계를 요약하면 대기 밖에서 1 초 동안 들어오는 광자수 N 와 o.1 초 동안 적분한 에너지의 편량 E 。 사아 의 과정은 아래와 같다. N KT.. ) N' KT,, ) N' qT ) N'’’ KT, ) 10 E (대기소광) (광학적 손실) (양자효율) (축정기의 변환계수) 여기서 N'=K.KPq N (E 2-1) 10 E = Ks NII’ e (E 2-2) 이다. 식 (E2-l) 에서 계수 Ka 는 대기소광계수 kv 에 관련되며, 특히 천정 부근에서 관축할 경우는 두과대기량이 M=1 이므로 Ka = 10-o.4 모 = 0. 79 이다. 그리고 K,,=(I-k,)=O.7, q =O.2 이므로 광음극에서 방출되는 광전자의 수 N’ 는 식 (E 2-l) 에 서 N'=0.11 N 이 다.

한편 N은 V 필터의 평군파장을 5500 A, 유효과장대폭을 L1A=500A 으로 취할 경우, 식 (1 -85) 에서 N(5500)=4.18 X l07 광자 /sec 이므로 광 음극에 서 방출되 는 광자의 수 N’ 는 NI =4. 60 X 106 광자 /sec 이 고, 이 에 해당하는 광전류는 N'e=7.36 X 10-13am p이다. DC 증폭기를 지난 후 최종으로 얻은 편량은 E=7.60 단위이므로 식 (E2-2) 에서 변환계수 K, 는 K,= l. 03X10 으로 주어전다. 실제로 이 값은 광전자증배관내의 다이노더와 DC 증폭기에 의한 광전류의 총증배울에 해당한다. 예 E1-3 H, 측광에서 협대역필터 HN 의 평군파장은 4860A 이고, 유효 과장대폭은 L1 .:i =30A 이다. 광전자증배관의 광음극의 양자효율은 20% 이며, 총전압 HOOV 에서 광전자증배관의 증배울과 증폭기의 증배울이 각각 107 이 다. 그리 고 측광기 의 측정 한계 전류는 10-3amp 이 다. 앞 예 제에서 기술한 망원경과 측정기로 천정부근에서 H, 측광이 가능한 BOV 와 GOV 인 별의 관측한계 등급을 구하고자 한다. 여 기 서 4860 A 광의 대 기 소광효과는 무시 한다. 광전자증배 관과 증폭기 에 의 한 총증배 울은 10 이 고, 측정 기 로 10-3 am p까지 측정할 수 있으므로 광음극에서 나오는 측광가능한 광전류는 10-11am p이다. 이러한 전류가 광음극에서 발생되려면, 여기에 입사되 논 총복사출력 P(4860) 는 식 (1 -11) 로부터 ?(4860) = 10-17 X ~0.2 X 0.486 = 1. 28 X 10-15 watt 이다. 이 에너지는 광학적 요인에 의해 원래보다 30% 정도 감소된 것 이므로 61cm 망원경이 대기 밖에서 받는 총복사에너지 W(4860) 은 W(4860) = P(4860)/0. 7 = 1. 83 x 10-16 watt 이다. 이러한 에너지를 받을 수 있는 BOV(T=2800K) 와 GOV(T= 6000K) 인 벌들의 시등급은 식 (1 -92) 에서 각각 V=l3'.62 와 13:13 으 로 얻어진다. 참고문헌 Intr o ducti on to Astr o nomi ca l Photo m etr y : M. Golay, D. Reid e l Publish in g Comp a ny , 1974, p. 39. Fundamenta l Ste l lar Photo m etr y for Sta n dards of Sp ec tr a l Ty pe on the Revis e d Sy st e m of the Yerkes Sp e ctr a l At la s; H.L. Joh nson and W.

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m _ m(A 。) = —0 . 543( 원 문처 - 2. 5log [J:~ S().)d?.] + 1. 086 a(?.o )[1 + +n(n + l) 使 )2 _ n 匠 )2 문서 M 一 O. 543 n2 a2@)( 숫 )2M2 (1- 93) 으로 주어진다. 윗식에서 E/E 에 관련되는 항은 다른 항에 비해 아주 작기 때문에 이를 무시하고, 그리고 m 。 = m(A 。) - 2. 5log [ [sc,:i) d l] A(A 。) = 1. 086 aO 。) W(A 。) = (µ/l 。 )2 G(A 。) = ( 麟? )A=Ao (1- 94) 으로 두면, 식 (1-93) 은 m - m 。 = A (2 。)〔 1 + ½n( n + l) W() 。) - n W( A。 )G(Ao) 〕 M - O. 461 n2 vVi()。 )A2() 。 )M2 (1-95) 으로 간단히 표시된다. 이 식에서 오른쪽 항에는 대기소광 A 와 소광범 칙의 인수 n, 필터의 유효과장대폭에 관련되는 W, 별의 에너지분포에 관련되는 G 등이 포함되었다. 관측에서 이들 인자들의 값이 추정된다면 대기소광이 보정된 고유등급 mo 를 결정할 수 있다. 평군파장이 Ao, A1 인 두 개의 필터에서 이들의 평군과장의 차이 4A (=)。一)!)가 평군과장의 길이에 비해 아주 작다면 식 (1 -94) 에서 주어 지는 G 와Gn =n(2 은。)- ~(· l loo g魏g ( (,E'l0 。 ) I/AA E=1lA)o) ~~~훑 l o g° (.,꾸 '4l。 C/A 。 l ) (1- 96) 으로 쓸 수 있다. 이 식에서 밝기 E0,E1 에 대한 고유등급을 mo,m i이 라면 고유색지수 Co 는 Co=m1-mo 이고, 평군과장 Ao,11 에 대한 대기

소광 A( i。), A01) 으로부터 4A=A(2l) _A(2 。)이 다. 식 (1 -96) 을 식 (1 -95) 에 대 입 하면 m — m 。 = M{K-(J )·어 C 。 + }4A· 비} (1- 97) 이고, 여기서 K =A (1 + 十 n (n + 1) W ) 0 門編(芸 )2 Iog ~AAni -::: : 0V-.• -4 .r,-r 3r. 4LA1 A。 ~ (1- 98) 이다. 식 (1 -97) 에서는 관측으로부터 K,w,LIA 를 추정함으로써 고유동 급 %를 결정할 수 있다. 이 경우는 G 대신에 벌의 고유 색지수 G 를 칙접 사용할 수 있기 때문에 식 (1 -95) 의 경우에 비해 벨의 색 죽 분광 형에 칙접 관련된다. 식 (1 -95) 나 (1 -97) 을 좀더 간단한 형태로 표시하면 석 (1 -57) 로 쓸 수 있다. 실제 관측에서는 이둔 식 중에서 어느 것을 사용하더라도 대기소 광이 보정된 고유등급이 나 색을 얻을 수 있다. 득히 식 (1 -95) 나 (1- 97) 은 등급의 결정보다도 대기소광법칙과 그 변화를 조사하는데 더욱 유용 한 관계 식 이 며 , 전자의 식 은 Tay lo r 가, 후자의 식 은 Young 과 Irv i ne 이 사용했기 때 문에 여 기 서 는 이 들 방법 을 각각 Tay lo r 방법 과 Young - lrvin e 방법으로 부르겠다. 일반적으로 대기소광을 결정하는 데는 위에 언급된 소광방정식들을 이 용하여 소광계 수를 구하는 기 본소광법 (fun damenta l exti nc ti on meth o d) 의에 고유계와 표준계 사이의 선형변환관계식을 이용하는 이차소광범 (secondary exti nc ti on meth o d), 프로그램 성 과 가까운 표준성 의 등급차 아 를· 고려 하는 차등소광범 (dif fer enti al excti nc ti on meth o d) 등이 있 다. 관측적인 면에서는 많은 벌들을 한번씩 관측하는 경우도 있지만, 관측 의 정밀성울 고려하여 각 별을 2 번 이상 관측하기도 한다 . 천정거리를 달리하면서 벌들을 2 번씩 관측하여 소광계수를 결정하는 것을 고-처 (h ig h-low) 소광범이라 하며, 거의 일정한 천정거리에서 별을 관측하는 경 우를 등두과대 기 량법 (eq u al air mass me t hod) 이 라 . 한다. 후자의 경 우 는 대기소광계수의 결정보다 대기소광효과를 동일하게 함으로써 대기효

과를 배제하는 목적으로 이용된다. (1) Tay lo r 방법 및 개의 필터로 각 벌을 2 번씩 관측하는 고-처소광법을 알아보기로 하자. 필터 /로 한 벌을 천정거리 Z i, Z2 에서 관측할 때 두과대기량이 MZIJ , M'1 이 고, 관측등급이 각각 mz.,f, mz,,1 이 면 식 (1 -95) 에서 4m = mmJ - m'f = [1 나 W1n(n + 1) - W1nG 』 Ar4Mf —o. 461 n WI Af 2 • 4Mf 2 (1-99) 인 일반관계식이 얻어진다. 여기서 4Mf = MZ nf _ M'/, 4Mf = M2Z1'f - M2zuf 이 다. 관측자료를 통해 식 (1 -99) 의 각 상수들이 결정되는 과 정 을 본다면 다음과 같다. (i) 식 (1 -99) 에서 n 와 Gf의 값을 n=nI, G f =Gm 으로 가정하고, 그리고 오른쪽 끝항의 값이 다론 항의 값에 비해 아주 작기 때문에 이 항에 속한 A f의 값을 A f =a f로 가정한다. 그러면 1텔 에 대해 식 (l- 99) 는 ' 4mhI = Ar4Mj , l + [(½n 1(n1+ 1) 러 IG i,J ,1) A, ·4MM —O. 4 61 n, 말 ·4M2hI 祐 으로 주어전다. 이 식을 N 개의 털에 적용함으로써 Af = Am, wf= w,,, 이 결정된다. (ii) AJ , I, WJ , 1, Gm 을 식 (1 -99) 에 대입하면 각 벌에 대해 n 의 값 이 얻어전다. 만약 두 가지 필터를 사용했다면 한 벌에 대해 각 필터에 해당하는 n 의 값이 두 개씩 얻어지므로 관축된 N 개 벌에서 n 의 값이 2N 개가 얻어진다. 이들의 평군값을 元=따라고 하자. (iii) A,, 1 W1, 1, n2 를 식 (1 -99) 에 대 입 하면 각 벌에 대 해 G,=G,,2 의 값이 얻어진다. (iv) n2, G,,2 를 다시 식 (1_99) 에 대입하여 위의 과정을 반복합으로 써 식 (1 -99) 를 만족하는 n,A, W 의 최종치와 각 탈에 대한 G, 의 값이 결정된다. 소광성이나 표준성을 한번씩 관측할 경우에도 위와 유사한 과정을 져

용하여 n,A, W 등을 구할 수 있다. 이러한 인자들은 그날 관측된 프로 그램별들의 등급결정에도 적용된다. 그러나 프로그램별들의 G 값을 모 르면 식 (1 -99) 를 적용할 수 없으므로 Tay lo r 방법은 프로그램벌의 등 급과 색의 결정에는 적당치 못하다. (2) Young - Irvin e 방법 (A) 표준성을 한번씩 관측한 경우, (i) K1=Km, 0 f= OI,1 , 4Af = 4Am 의 값을 가정하고, 고유색지수 대신 표준색 C 를 사용하여 식 (1 -97) 로부터 고유등급을 구한다. (ii) 위의 고유등급에서 결정된 고유색지수 C1 과 K' 아 ,I, 4A f ,1 을 식 (1 -97) 에 대입하여 다시 고유등급을 구하고, 이 과정을 반복함으로 써 주어전 K' (I)f ,1,4A f ,1 에 대해 올바론 고유등급을 결정한다. (iii) 위에서 얻은 고유등급과 Om,4Am 을 식 (1-97) 에 대입하여 KI 를 구하면 N 개의 별에 대해 평균치 K,=K1 , 2 가 얻어전다. (iv) K' Om, 4AIn 을 식 (1-97) 에 대 입 하여 위의 과정 을 반복함으 로써 보다 올바론 Kf ,3 과 고유등급이 결정된다. (v) 위에서 구한 Km 과 고유등급, 4A f ,1 을 식 (1-97) 에 대입하여 모든 별에 대한 W1,1 의 평균치 굶:三 W1,2 를 얻는다. (vi) K,,s, L1A1,1, w1,2 를 식 (1 ~97) 에 대 입하여 각 벌의 고유등급을 결 정한다. (vii ) 위에서 얻은 고유등급과 K1,s,W1,2 를 식 (1 -97) 에 대입하면 N 개 벌에 대한 4A1 의 평군치 工荀三 4A f ,2 가 얻어진다. (vii i) LlA,,2,w 1,2 ,K,,s 를 다시 식 (1 -97) 에 대입하여 위의 과정을 반 복함으로써 Kf ,OI,4A1 의 가장 타당한 값이 얻어지고, 그리고 각 별의 고유등급과 색지수가 결정된다. (B) 표준성을 두번씩 관측하는 경우에는천정거리 z1,z2 에서 얻은 관 측등급의 차이 가 식 (1 -97) 로부터 4m = mZ1'f _ m'J = KrL1MF - (JJf ·4 서 C 。 ·4Mf + 강 4Ar4M기 (1- 100) 으로 주어진다. 각 필터로 축정하는 시간이 짧울 경우에는 한 벌에 대한 전체 관측시

간의 중간에 해당하는 두과대기량을 전체 필터에 적용할 수 있으므로 필터에 관계없이 4M트 4M, 4Mf 三 L1M2 로 들 수 있다. (i) 식 (1 -100) 에서 4Af = 4Af ,1 으로 가정하고 고유색지수 대선 표준 색지수를 사용하여 N 개 벌에 대한 평군치 K7三 K' 굶 -=w1,1 을 얻 는다. (ii) L1A1, 1, K1,1,CV J ,I 을 식 (1 -100) 에 대입하여 각 별의 고유 색지 수를 결정하고, 이 값을 다시 식 (1 -100) 에 대입하며 위의 과정을 반복 함으로써 보다 정밀한 Kf ,2,0 f ,2 와 고유 색지수를 구한다. (iii) 위의 값을 식 (1-100) 에 대입하여 N 개 벌에 대한 평군치 교瓦「I 三 4A f, 2 을 얻는다. (iv) L1A1,2 을 식 (1 -100) 에 다시 대입하여 위의 전과정을 반복합으 로써 식 (1-100) 을 가장 찰 만족하는 K f ,0 f ,4A f를 결정하고 그리고 각 벌의 고유등급과 색지수를 얻는다. 위의 두 가지 관측방법 (A) 와 (B) 에서 대기소광과 필터의 독성에 관 련되 는 K, w, LlA 가 알려 지 면, 이 들을 이 용하여 프로그램 벌의 고유등급 과 색지수를 정할 수 있다. 예를 들면 석 (1 -97) 에서 고유색지수 Co= (B-V) 。는 관측된 색지수로부터 C 。 = C —(K a -1 —Kv(K) MB' +- K(Kva')' M- Kv '')M 2 (1- 101) 으로 주어전다. 여기서 K 널(I) ·L1A, K 三 (I)(:A )2 이다. 이 석에서 C 。 가 결정되면 이 값을 식 (1 -97) 에 대입하여 고유등급을 결정한다. 지금까지 대기소광에 관한 정확한 관계식을 이용하는 Ta y lor 방법과 Young -I rvin e 방법 을 살펴 보았다. 이 들 방법 은 특히 대 기 소광법 칙 의 시 간적 변화나 관측장소에 따른 변화 등을 조사하는 데 적합하며 그리고 소광성이나 표준성을 한번씩 관측한 자료를 이용하여 대기소광을 정하 는데 유용한 방법이다. 실제 측광에서는 관측되는 천정거리가 아주 크 지 않기 때문에 식 (I ~95) 나 (1-97) 에서 Forbes 효과를 무시한 관계식 을 이용한다. 다음 철에서는 이러한 관계식을 이용하여 대기소광을 구 하는 구체적 방법을 알아본다. 2 기본소광법 대기소광을 결정하는 데는 표준등급이나 색을 모르는 소광성을 이용

할 수도 있지만, 일반적으로 프로그램텔의 등급과색의 철대치를결정하 고자 할 때는 반드시 등급과 색이 알려진 표준성이 포함되어야 한다. 실제 관측에서는 이러한 표준성과 소광성을 많이 이용하거나 짝성(p a i r f:t ars) 을 이용하는 경우가 있으며, 이들 각 방법은 아래와 같다. (1) 다수의 표준성 아 용법 천구상에 서 관측하려 는 프로그램 천체 (field sta r s, 성 단, 은하 등)를 중심으로 가능한 중은 영역에서 7~10 개 정도의 표준성을 선정한다. 이 들의 분광형이나 색지수의 범위는 넓게 택하며 그리고 등급법위논 프로 그램 천체의 등급과 크게 차이가 나지 않도록 한다. 왜냐하면 동일한 다이아프렘을 이용하여 표준성과 프로그램 천체들을 관측하기 때문이 다. 이러한 표준성들은 관측정밀성을 고려하여 프로그램 천체의 관측 전, 후에 반드시 측정되어야 하며 그리고 프로그램 천체를 관측하는 과 정에도 수시로 표준성을 측정한다. 천정거리 z 에서 측정된 표준성 i의 편량(또는 광자수)을 dz, i라면, 이 벌의 기기등급 m,; 는 mz,i = —2. 5log dz,; + J (1- 102) 이다. f는 기기영접상수이고, 이것은 측정기기에 관련되는 임의 상수 로서 기기등급과 표준등급의 값이 서로 비슷하도록 적당히 택한다. 대 기 소광을 보정 하면 식 (1 -60) 에 따라 고유등급 m 。i 는 천정 거 리 Zh Z2 에 대해 mo; = m 硏 - (kIm _ k2m co i )M硏 = mz., , - (k1m - k2 .. Co;) M z., i (1- 103) 으로 주어진다. 이 식에서 소광계수 kI,k2 는 일정하다고 가정했으며, co i는 표준성 i의 고유색지수이다. 식 (1 -103) 에 서 두 관측치 의 차이 를 보면 4mmi == m(kZ11 .., i- - k 2mm C' 。i ,) • L1Mz, 1 (1- 104) 이 고, 4Mz,i = MZ1'i - MZ2'{ 이 다. 위의 식 을 두번씩 관측된 N 개의 표

k1 .. - k2 .. Cot = K,,., 1 kk1,m .. 一- kk22.: .m. CC ooN2 == K.:K .... ,,2 N (1-105) 처럼 N 개의 관계식이 얻어진다. Km ,, 는 K m,'. =브4M도z,i (1- 106) 으로 두과대기량에 따른 기기등급의 변화율을 나타내는 양이다. 식 (1 -105) 에서 관측오차가 없다면 각 관계식은 엄밀한 등식관계를 갖게 된다. 그러나 실제는 N 개의 벌에 대해 Co i 와 K; 의 측정오차가 모두 영은 아니다. 식 (1 - 105) 에서 각 벌에 대해 오른쪽과 왼쪽 항의 차이를 r 라면 rrr1~:'f === KKK .,, m., ,,, 2 ,N -- — ((kk(k11 .1.... . -—_ kkk222 .m . . .CC Cooo12N )) ) (1-107) 이다. 관측치와 계산에 의한 추정치의 차이가 식 (1-107) 처럼 주어질 때 훑.2 =[r 입의 값이 최소가 되는 조건은 a~[r =汀 O, o8[kr2m 汀 =O (1-1 08) 이다. 이 식을 식 (1 -107) 에 적용하면 두 개의 미지수 k1 .. ,k2 .. 에 대한 두 개의 방정식이 얻어전다. 즉 N[Ck0 1J . .k 1-, ,. —[ C0[JC k 。2 2 . J. k=2 . . 〔= K 』 [K . . C 。〕 (1- 109) 식 (1 -109k)1 로.. =부 터* 일 {차[K와 』 [이C차 刃등 -급 〔소 C 광。] [계K수. . C는o] } 아래와 같이 결정된다. =玲 +k2 .. 무

Dkm2 . . == N* [C 。 { 2 J[ K- 』 [[CC 。 。〕] 2 - N[KmC 라 (1- 110) 윗 식에서 주어지는 각 소광계수의 오차

k2, = *{ [K 』 [이 _ N[KcCoJ} (1-116) DC 三 N[C 。汀 _ 〔 C 。〕 2 k1, 와 k2c 의 오차는 식 (1 -111) 과 같은 방법으로 구할 수 있다. 식 (1-113) 과 (1 -116) 에서는 측정되는 색깔과 이차소광계수에 관련되 는 색깔이 Co 로 동일한 경우였다. 그러나 색지수의 종류가 하나 이상 일 때는 측정되는 색지수 C’ 와 이차소광계수에 관련되는 색지수 Co 가 서 로 다를 경 우가 있 다. 이 때 는 천정 거 리 21 과 z2 에 대 해 C'oi = C'zui - (k'tc - k'2c Co;)M硏 C'oi = C'z21i - (k'Jc - k'2c C 。i )M' i (1-117) 이므로 N 개의 표준성에 대한 소광계수 k11c 와 k'2c 는 kk''21c 톤 = *亨{ [ Kc+ 'J k['2Cc 。 ] 우- N[ J{c' Co 마 (1-118) DC 三 N 〔 c 。 2] _ [CO J 2 K'ci =三 C'ZI, i - C/' i (1- 119) MZI,i -M'i 이다. 실제 관측치 에 서 식 (1-110), (1-116), (1-118) 를 이 용하여 대 기 소광 계수를 결정할 때는 먼처 지구대기 밖에서의 색지수 죽 고유색지수를 먼 처 찾아야 한다. 예를 들면 식 (1 -113)~(115) 로부터 고유색지수 Co 는 Co, = Cz11i - Kc iM z11i = Cz.,i - Kc1 Mz,,i (1-120) 의 관계식에서 얻어진다. 이 값들을 이용하여 색소광계수를 구한 후에 는, 식 (1-113) 에 서 고유색 지 수가 C 。i = Cz1., -i - kk21.cM硏 M硏 (1-121 a) 또는 C 。i = Cl '-i - k 2kClCMM'i '{ (1- 121 b)

으로 얻어전댜 식 (1 -12la) 와 (l -12lb) 에서 구한 값의 평균치는 식 (1 -120) 에서 얻어지는 값에 비해서 균질화된 고유색지수로서 좀더 참값에 가까운 근사치이다. 이러한 평군치 죽 이차근사치를 이용하여 다시 색 소광계수를 구함으로써 고유색지수에 대한 3 차근사치를 얻는다. 대부 분의 관측자료에 서 는 Co 에 대 한 이 차근사치 로써 충분하다. 지금까지 살펴본 것은 다양한 분광형을 가진 많은 표준성을 이용하여 대기소광계수를 결정하는 것이었다. 이 경우는 II 장에서 살펴본 바와 같이 이차소광계수가 어떤 특정한 표준성의 분광형에 관련되지 않고 표 준성 전체의 평균적 에너지분포에 의해 결정됨을 알 수 있다. 따라서 이러한 소광계수의 결정방법은 특히 다양한 분광형을 가지는 프로그램 벌들이나 성단을 관측할 때 유용하다. 그리고 여기서는 많은 표준성을 사용하므로 대기소광계수의 결정분만 아니라 고유계를 표준계로 칙접 변환이 가능한 이점이 있다. 한편 이러한 방법을 K,M 형의 만기형벌에 적용할 때는 프로그램 벌 들의 광도계급울 고려하여 표준성을 택해야 한다. 왜냐하면 (U - B) 와 (B-V) 의 색-색도에서 만기형 벌에 대해서는 광도계급에 따라 별들의 분포가 다르기 때 문이 다. 예 El-4 표. 1-3 에는 천의 적도영역에 분포하는 표준성의 표준등급, 색, 분광형등을, 그리고 표 1-4 에는 이들의 관측자료(호주 Sid i n g Sp r in g 천문대 의 61 cm 반사망원경 으로 1973 년 8 월 3~4 일에 관측한 자료임)를 적었다. 이 자료를 이용하여 대기소광계수를 구해 보자. 표 l-4 에서 주어지는 각 별의 편량 (de fl ec ti on) D 를 기기등급 (v,b,u) 및 기기색지수 (b-v,u 一 b) 로 계산하기 위해 m = IO —2. S log D 의 관계식을 택했다 . 결과는 표 1-5 에 수록했다. 여기서 4M 은: 두 번 관측된 벌의 두과대기량의 차이이다. l[장 2 철의 (1) 에서 설명한 다수 의 표준성 이용 방법에 따라 대기소광계수를 찾는 과정을 살펴보면 다 음과같다. ® 식 (1 -106) 과 (1-115) 를 이 용하여 K.= 蓋, Kbu= 뿌됴요, Kub= ~

표 1-3 표준성의 표준등급과 색지수

NoI HD I s 니 V |B-VIU- B II No| HD I s 니 V lB-VIU-B 2314 111177777755631847369208 AAABO922 6565....25871622 -oooo.... o 011o538 --o00o.... 20316803 5 11115768 111188881335397380267427 AKGAOO28 6555....28769472 0011.... 10301829 100o.... 10930886 5 177552 FO 6.52 0.35 -0.07 19 188293 B6 5.70 -0. 08 -0.48 6 178065 B9 6.55 0.05 -0.29 20 172348 K4 5.83 1.55 1. 82 7 178596 F2 5.23 0.34 0.01 21 173954 K5 6.20 1. 51 l.78 8 178744 B8 6.33 -0.04 -0.49 22 174208 KO 5.97 1. 61 I.67 9 179761 B8 s. 14 -0.07 -0.4 1 23 182038 KO 6.31 1.45 1. 68 10 179791 A2 6.48 0.09 o.10 24 183589 K5 6.08 1. 82 2.03 11 180482 A2 5.58 0.08 o.10 25 183630 Ml 5.02 1. 75 2. 03 12 180782 AO 6. 18 0.02 0.01 26 188154 K5 5. 78 1.64 1. 98 13 180972 K2 5. 10 1. 14 1. 04 27 189695 KS 5.90 1. 52 1.89 14 181391 KO 5.00 0.92 0.63 28 194526 K5 6.32 l.56 1. 92

® 식 (1 -120) 에 따라 대기밖의 고유색지수 (B-V)1 과 (U ― B)1 은 ((BU —— BV)) 1 1 == ((ub -— bv)) ——KKb. Ub MM (E 4-1) 으로 결정된다• ® KbU 와 (B_V)I, Kub 와 (U_B)1 의 관계로부터 색소광계수를 구 한다. 즉 그림 E4-1 과 E4-2 에서 최소자승법으로 일차방정식을 구 하면 K&u = O. 0859 - 。. 0332(B -V), 土 0. 0029 士 0. 0031 Kub = 0, 2916 - 。• 0024(U-B )1 (E 4-2) 土 0. 0118 士 0. 0062 이다. 윗식의 오른쪽에서 첫번째 상수는 일차대기소광계수이고, 두번 째 상수는 아차대기소광계수이다. 이 과정에서 오차가 큰 몇 개의 벌은 제의시켰다. ® 위에서 얻은 대기소광계수를 식 (1 -113) 에 대입하면 식 (E4-1) 에 서 얻은 값보다 더 정밀하고 군질한 고유색지수의 이차근사가 얻어진다.

표 1-4 표준성 의 관측자료

(두과대기량과 편량) NoI 젊기갑 I Du l Db I D,, IINo| :기갑 I D. I D& I D 20 1. 091 1572 1434 75.02 2 1. 388 2187 6046 1932 21 1. 229 1091 1021 54.30 1 1. 332 1243 3604 1246 22 1.1 07 1366 1197 73.79 1 1.572 1207 3381 1080 23 1.102 1004 986 59. 10 2 1. 752 2103 5545 1620 24 1.222 1185 887 36.01 3 1. 717 1646 3840 865.4 25 1. 145 3183 2493 104 4 1. 777 720.4 1704 359.1 26 1. 103 1592 1366 61. 83 5 1. 674 867 1796 449.6 27 1.329 1380 1260 58.83 6 1.7 4 8 858 2154 654 28 1. 391 909.5 805.4 35.71 7 I. 943 2709 5440 1185 19 1.093 2023 6219 2650 8 1. 760 1044 2860 1021 18 1. 162 1427 5454 2074 9 1. 841 3110 8709 2855 17 1. 174 1069 1143 90.36 10 2.000 873.4 2097 432. 1 16 1. 199 1824 4827 1283 11 1. 973 2025 4870 1016 15 1. 178 1628 2036 229.5 12 I. 958 1174 3000 706.0 14 1. 134 3100 3773 394 13 1. 923 2856 3262 282. 1 13 1. 208 3541 5021 765 14 1. 780 3305 4400 553. 1 12 1. 231 1270 3528 981 15 1. 956 1487 1749 156 11 1.282 2195 5751 1413 16 2.012 1659 3990 861 . 4 10 1.305 960 3774 610 17 2.010 97 7.2 982.7 60.60 9 1. 257 3365 10047 3841 18 1. 888 1J2 0 4637 1000 8 1. 230 1115 3251 1340 19 1.631 1927 5503 1989 7 1.348 2918 6284 1612 23 2:948 896.2 803.9 37.02 6 1. 275 904 2450 829.5 24 2.633 989.9 662.5 18. 30 5 1.260 910 1968 546.5 25 2.422 2749 1952 58.83 4 1.354 760 1885 444.2 26 1.914 1470 1188 43.50 3 1. 339 1718 4160 1044 27 2.634 1185 972.7 32.42 28 2.368 827.2 673.6 24.01

즉(B - V)2 = (b -v) —[0. 0859 - 。. 0332(B - V)2]M _(b —1v-) O -土. O O03.. 3 002806M209 M土 0. 0031 (E 4-3)

Nol V I (b 一표 v ) 1-I5( (au)- b)표 준j 성 4의M 고 유I계 와K ”표 준계I -K h I K

19 11.. 773858 --11.. 1213 99 01..9l2064 0.538 0.099 0.149 o. 331 18 1.792 -0. 958 11.. 606560 0.726 0.848 17 22..542258 --00.. 000736 23..705255 0.836 o. 116 0.080 0.323 16 11.. 895409 -—o1.. 905562 11.. 463684 0.813 o. 124 0.128 0.278 15 21.. 096791 --0o..1 27463 22..367204 0.778 0.126 o. 094 0.326 14 11.. 210227 --oo.. 331719 22..024532 0.646 0.116 0.105 0.324 13 11.. 236712 -—oo .. 124154 22..465538 o. 715 o.125 0.097 0.287 12 22..324260 -一1 1.. 101099 11.. 359701 0.727 0.118 0 124 0.249 11 1I.. 673446 --1o.. 905435 11.. 572042 0.619 o. 127 o. 133 0.256 10 22..654474 --1o.. 904396 11.. 572195 0.695 o. 148 o. 125 0.268 9 11.. 128683 —_11.. 11 1888 11.. 021414 0.584 o. 146 o. 120 0.286 8 22..348532 -—11.. 019640 01..916 128 0.530 0.134 o. 125 0.294 7 11.. 343178 -—o0 .. 87 3537 11.. 467585 0.595 o. 136 o. 128 0.297 6 22.. 666106 -—o1.. 909839 11.. 219764 0.473 0.118 0.178 o. 249 5 22.. 665052 --oo.. 879317 11.. 539014 0.406 0.131 0.113 0.278 4 22..875986 --oo.. 993856 11.. 566991 0.423 o. 137 o. 121 0.288 3 11.. 995192 -—o0 .. 992600 11.. 560118 0.378 o.124 0.106 0.310 12 1122.... 226669956340 _-—-111 1....1 0115501 6394 1111.... 221335339369 00..324640 0o.. 111383 0o.. 114504 00..236568 23 22..469169 00..011189 33.. 536420 1. 846 0.067 0.054 0.155 24 22.. 351161 00..433164 33..487997 1. 411 o. 138 0.086 0.296 25 11.. 420423 00..326685 33.. 840492 1.277 o. 125 0.081 0.276 26 21.. 098952 0o.. 213616 33..356911 0.811 o. 107 0.080 0.284 27 22.. 311560 00..029194 33..362973 1. 305 o. 127 0.088 0.280 28 22..760036 00..213232 33..638230 0.977 o. 105 0.093 0.243 20* 2.009 0.100 3.203 21* 2,405 0.072 3.186 22·* 2.161 o. 144 3.025

|I)UB-u”B。。'-()ccl,-l u. B)。v’ .-04 5 79. 9 56.70.47764 0|——4 065.8406. .30. 0807 08 26 2.4 733 372657 11 ..1. 0995..71 05600090.50. 5. 0010.890.7898 800.9 9..5 4305 68566 .04 560. 41001 3830.5 140 I.1. 1. 8 .0069 0.1 20.0099000 .o . oo.. 0 21 .0587 110512 o. 9 9 6.0.40 .04800 2110 s. 24140 -0 0-15. 1 .1 6440一. 9 4.-00090 .41 93453.6 —0.一000.0.044 07 05.2035.0 2 99. 0.4 2950724 564.——.0一 .-o. o04 6. 0566 009 50. 65 —— o.o. o.2812912 17 . 7716 80.0 6 ..8002 5308.8023. o- 25596.-0 2 .0-28 17 .455 o.- 31318.-0 6 132 2.60 9 0.一068 68966830. 66 . I.. 11203032.330.2 2.3 5, 806. .0252 6022.08 ..012525 498829 981.3 .1 785. 1I..8961 598 898 922 .5. 1 I.918 619 918 356.3 .J I. 1. 5 8.840I 4 32 18.59 8 I. 1.782 687 786 196. 1 I.. 1 1. 654 865562 . 6 9515.1. I.

。v 07.0554 56..642 259.7 1.0518 8 594.3 05.1 86.21 5 577..804 6510 .4 3 5.36235 6.546 4. 5160 . 1677..6 528.55 75.23 066.3 60.078 6.0 195.7851 .9259 .360 6. 18 05 .619 4.955 4 (l 5-b)표 계표 준성고의 준표계유 와 oNU

1•서 } »曲l갑 } 76

(U -B)2 = (u -b) - [O. 2916 —0. 0024(U -B2)]M 土 o. 0118 土 0. 0062 = (u -1 —b) o-. 0 O02. 42 9M16 M (E 4-4) ®전)의 과정을 반복함으로써 더욱 정밀한 소광계수와 고유색지수가 얻 어진다. 대부분의 경우에 이차근사로써 충분하다. 예를 들면, (B-V) 의 경우 3 차근사는 (B -V)3 = (b - v) - [O. 0862 - O. 0330(B —V) 3]Jv f

Kw

0.1 5 t - • • o.a ; -1.4 -1.2 -1.0 -0.8 -0.6 _。 . 4 -0.2 。 0.2 (B-V)1 그립 E4-l K~. 와 (B-V)1 의 관계 2.5 Ku, • •• •• • • • 3.0 t - • • • • •• --•.-• • -• 3.50 .5 1.0 • 1.5 20 _2」. 5 aJ•。 (U-B)l 그립 E4-2 Kub 와 (U 一 B)1 의 관계

• • ..../g 。 • zo.

• • • 」 0。 • •• o·o •••l ’ T.T 0g,i·zo,.ol._ .1A e'(츠, 9I q:이}공+'18)r때Akke(芹.N . 0 1 •. • 8g·vNo'.01o. o11 1 g () A KIgA2I' 河rA11어)gkz({kr' l• l• • T O.l1 t• • 0.l1 t • • •• • T zT._ • • •• •` z11 so g •X 궁 o上0g • • 4•s z.o v.l1 AX SL.o• •• CL.o lH.o • og.

4.5

t, (u-b) 4.0 3.5 Av 0.2 0 , • 2.0 I- P | 0.15 < 1.5 r I a10 I /• 1.0 L / I nns L . -~~ • 0.6 1.0 1.4 0.2 0.6 • 1.0 1.4 1.8 AM AM 그립 E4-4 L1(u-b) 와 4M 의 관계 그립 E4-6 .&v 와 4M 의 관계

으로서 (E 4-3) 의 경 우와 거 의 일치 한다. ® (U-B) 의 경우는 식 (1 -117) 에 따라 (B-V)2 의 함수로 표시할 수도 있다. 죽 cu -B) ' = (u - b) - Kub M (E4-5) Kub = k1ub - k2u&(B -V)z (E 4-6) 표 1-5(a) 에서 주어치는 Kub 와 (B_V)2 로부터 그립 E4-3 을 얻고, 여기서 Ku b = O. 2897 - 。. 0029(B -V)2 土 0. 0092 土 0. 0099 (E 4-7) 의 관계식을 얻는다. 이 식에서 상수들은 각각 일차와 이차소광계수를 나타낸다. 식 (E 4-7) 을 식 (E 4 - 5) 에 대입 하면 색 지 수 (U-B)’ 는 (U-B )' = (u - b) -± [ O0.. 02 809972 士+ 0O.. 00009299 (B - V)2(JE M 4 -8) 으로 주어진다. ® (U-B) 의 이차소광계수는 식 (E4-4) 와 (E4-7) 에서처럽 오차값 이 계수 자체의 값보다 훨씬 크다• 즉 이차소광계수는 색지수 (B-V) 나 (U-B) 에 대해 민감하지 않다. 이러한 현상온 UBV 측광계에서 일 반적 경 향이 다. 일차소광계 수만울 고려 할 경 우 그림 E 4-5 로부터 (U - B) = (u - b) - O. 2831 M 土 0. 0046 (E 4-9) 의 관계식이 얻어지며, 여기서 상수는 일차소광계수이다. ® 등급 V 의 소광계수는 식 (1-103) 의 관계식을 이용할 경우, 그립 (E4-5) 에서 Kv = 0. 1212 - O. 0053(B - V)2 土 0. 0041 土 0. 0042 이므로 V 등급은 V = v - [O. 1212 - o. 0053(B - V)2]M 士 0. 0041 土 0. 0042 (E 4-10) 으로 주어진다. ® 식 (E4-10) 에서 이차소광계수가 아주 작으며 그리고 오차값과 큰

차이가 없기 때문에 이차소광계수를 무시할 수 있다. 죽 색 (B 一 V) 에 대한 관련성이 거의 없기 때문에 일차소광계수만을 고려한다면, 그립 E4-6 에서 V' = v - o. 1244 M 土 0. 0023 의 관계식이 얻어진다. 이상에서 얻은 대기소광계수들을 정리하면 표 1-6 과 같으며 그리고 이들을 이용하여 얻은 등급과 색지수는 표 1-S(b) 에 수록했다(예 E1-5 참조).

표 1-6 대기소광계수

이차소광계수 (k,) 일차소광계수 (k,) (B-V) I (U-B) V 0. 1212 土 0.0041 0.0053 土 0.0042 V' o. 1244 士 0.0023 ((BB—- VV))2 s 00..00886529 士 0.0029 00..00333320 土 0.0031 (U-B)2 0. 2916 土 0. 0118 0.0024 士 0.0062 (U-B)' 0. 2897 土 0. 0092 -o.0029 士 0.0099 (U-B) 0.2831 土 o.0046

(2) 짝별 (pa ir sta rs) 이 용 천구상에 아주 가까이 있는 비교적 밝은 두 벌을 측정할 때는 이들의 측정시간이 길지 않기 때문에 두 별의 천정거리는 같다고 볼 수 있다. 천정 거 리 z 에 서 두 벌의 등급은 식 -(1 -103) 으로부터 mmoo12 == mmzz12 -:__ ((kk11 .... -— kk22 . . .. CCo~1~) )MMzz12 (1- 122) 이 고, 색 지 수는 식 (1 -117) 로부터 C'01 = C'Zl -(k1c - k2c Co1)Mz1 C'o2 = C'z2 -(k1c - k2c C02)Mz2 (1- 123) 이다. 짝벌이라는 조건에서 Ma=MZ2=Mz 이므로 두 벌에 대한 등급 과 색지수의 차이는 식 (1 -122) 와 (1 -123) 에서

4m 。 = Llmz + k2m LIC 。 •Mz 4C 。’ = 4Cz' + k2c 4C 。 • Mz (1-124) 으로 주어전다. 여기서 4Llmmz 。 == mmoz11 -— mmoz 22 4C 。 = Co1 - Co2 4L1CC 。z ’' == CC''oz11 -— CC''oz 22 이다. 천정거리를 달리하면서 위의 짝벌을 N 번 관측하면 관측치와 계 산치 사이 의 차이 는 식 (1 -124) 로부터 rrr1N2: === L441mmm 。。 。 一-- (((LLL 111mmm:z zz12N +++ kkk22zm ... , XXXzzz2,N)) ) (1-125) 이며, Xz kj =2 ..4 =C * 。 •M,,{ [이L다1m. 』 [식X 』 (1- -1N2[5 )L 1에m .최·X소』 }자 승법을 적용(1하- 1면26 ) 등급 에 관한 이차소광계수는 D2 三 N[X려 - 〔 X』 2 이다. 위와 같은 방법을 식 (1 -124) 의 두번째 식에 적용하면 색깔에 관한 이차소광계수가 얻어진다. 죽 k2c = *{〔 L1C.' J [X』 _ N[L1C.'·X,]} (1-127) 이 식을 식 c i -122) 와 (1-123) 에 대입하면 일차소광계수는 아래와 같이 주어진다. kI .. =- i; {N[az• M』 -[a 』 [Mz]} klC = 令 {N[bz•M』 一 〔 bz] 〔 M』 } (1-128) 여기서

Da 투1= N½[{Mm 刃z 1 +- m 郞z2 + ]2 k2 .. CC01 + Co2)Mz } b% =½ {C 'zt + C'z2 + k2c(Co1 + Co2) A fz} (1- 129) 이 다. 식 (1-126)~ (1 -128) 에 서 얻은 소광계 수의 오차는 식 (1-111) 과 비슷한 방법으로 구할 수 있다. 이상에서 살펴본 바와 같이 짝벌을 이용하여 대기소광계수를 구할 때 는 천구상에서 이들이 지나가는 좁은 영역에서 얻은 관축치로부터 소광 계수가 결정된다. 따라서 짝벌을 이용하는 방법은 넓은 영역에 산재한 벌들의 관측에서 소광계수를 구하는 경우보다 그 적용범위가 훨씬 좁은 영역에 제한된다. 그러나 짝벌 관측에서 좁은 영역의 대기소광효과는 비교적 정확히 추정할 수 있기 때문에 변광성과 같은 단독벌의 관측에 서는 그 주위에 있는 짝벌을 소광성으로 많이 사용한다• 때로는 짝벌이 프로그램벌의 등급과 색지수의 철대치결정을 위한 표준성으로 이용되기 도한다. 짝별을 소광성이나 표준성으로 이용할 경우 망원경의 이동시간이 짧 기 때문에 관측이 용이하고 또 더 많은 관측자료를 얻을 수 있는 이점 이 있다. 그리고 프로그램별 주위의 좁은 공간만을 관측할 때는 다른 영역에서 일어나는 대기상태의 시간적 변화에 커다란 영향을 받지 않으 므로 관측의 정밀성을 : 높일 수 있다. 프로그램벌 주위에서 짝벌을 택할 때는 일반적으로 프로그램벌의 색깔보다는 더 푸른색과 더 붉은색을 가 진 짝벌을 선택한다. 이것은 이차소광계수가 어느 특정한 분광형에만 관련되는 것을 퍼하기 위해서다. 만약 짝벌의 각 분광형이 어느 한쪽으 로 치우찬다면(예를 들어 K,M 형) 이들 벌의 관측에서 결정되는 소광 계수는 그렇지 않는 경우에 바해 프로그램벌(예를 들어 A 형)의 등급이 나 색지수 결정에 체계적 오차가 생길 수 있다. 이러한 관접에서 짝벌 을 이용할 때는 이들의 분광형에 유의해야 한다. 3. 이차소광법 주어전 측광계에서 고유계를 표준계로 변환할 때 그 변환관계가 선형 이면 이 관계식을 표준성에 ' 적용하여 대기소광계수와 변환계수를 구할 수 있 다. 이 러 한 소광계 수의 결정 법 을 이 차소광범 (secondary exti nc ti on

me t hod) 이 타 한다. 이 방법 에 서 는 프로그램 벌의 관측치 로부터 아 들의 표준등급과 색을 직접 구할 수 있다. 표준계 (m,, C,) 와 고유계 (mo, Co) 사이 에 m, = m 。 + XC 。 + x。 C, = C 。(1 + Y) + Y:。 (1-130) 의 선형변환관계가 성립한다면, 윗식은 식 (1 -60) 으로부터 m, = m(z) - (k1m - k2m C o)M(z) + x 泣 z) - (k1c - k2c Co)M(z)J + x;。 (1- 131) C, = (1 + Y) [C(z) - (k1c -k 2c C 。 )M(z) 〕 + Y 。 또는 m, - m(z) = a,C(z) + a2M(z) + a3M(z) +a,C(z)M(z) + asC(z)M(z) + a& (1-132) C, -C(z) = b1 + b2M(z) + b3C(z)M(z) + b, 이며, 여기서 a, = X, a2 = —kIff l, a3 = 一 XkIc, a4 = k2ffl as = Xk2., as = Xo, b, = I + Y, b2 = -(1 + Y)k,., bs = (1 + Y)k2c, b. = Yo (1- 133) 이다. 분광형이 다른 많은 표준성을 한번씩 관측했을 때는 식 (1-132) 에 최 소자승법을 적용함으로써 식 (1-133) 의 계수들을 결정하고, 이로부터 변환계 수와 소광계 수를 얻는다. 아 들 값을 식 (1 -132) 에 대 입 하면 프로 그램벌의 표준등급과 색지수는 관축치로부터 직접 구할 수 있다. 표준성을 두번씩 관측했을 때는 식 (1-132) 으로부터 천정거리 z1,z2 에 대해 mz, - mz, = a2.t1 M + aa.t1 M + a4.t1 ( CM) + a5.t 1( CM) Cz, - Cz, = b2.t1 M + ba.t1 ( CM) (1-134) 이고, .t1 M=Mz,-Mz,0] 다. N 개의 표준성에 최소자승법을 쓰면 식 (1 -134) 에 서 계 수 a2, …a5 와 b2, b3 를 구할 수 있 다. 이 값들을 식 (1- 132) 에 대입하여 계수 a1,a6,b1,b4 를 결정한다. 위의 경우는 표준성을 · 한번

씩 관측한 경우보다 계수걷정이 간단할 뿐만 아니타 그 정밀성이 높기 때문에 가능하면 표준성온 두번씩 관측하는 것이 좋다. 일 반 적으로 고유계와 표준계 사이의 변환관계가 선형이 아닐 경우는 이들 관계를 간단한 수학적 함수로 나타내기가 매우 어렵다. 그리고 필 터에 따라서는 어떤 특정한 범위 밖에서는 선형관계가 성립치 않는 경 우도 있다. 따라서 이차소광법을 적용하기 위해서는 먼처 주어전 측광 계로 많은 관측을 통해 그 계의 선형변환관계를 충분히 조사해야 한다. 4. 차등소광법과 등투과대기량법 차등소광범 (dif fer enti al ex ti nc ti on me t hod) 와 등두과대 기 량법 (eq u al air mass me t hod) 은 대기소광계수를 결정하는 방법이 아니라, 관측된 벌들의 소광효과를 일정하게 하거나 또는 그 효과 를 제거하는 역할을 한다. 따라서 이들 방법에서는 벌의 등급이나 색지수의 절대치보다도 상대치를 조사하게 된다. (1) 차등소광범 프로그램델에 가까이 위치하는 표준성을 하나 택하여 이에 대한 프로 그램 벌의 등급차와 색 의 차를 구한다. 죽 식 (1 -60) 으로부터 등급과 색 지수의 차이는 4m 。 :=::: 44mm -- [[kk1 , ,,.. LL 11MM —- kk22, .. .L L 11((CCoMM)]) ] 4C 。 = L1C - [k1cL1M -k2cL1(CoM)] (1-135) • :::: 4C - [k, cL1M - k2cL1(CM)] 으로 주어진다. 이들 석에서 대괄호 속에 있는 항들은 대기소광에 대한 보정항이다. 두 벌의 관측시간이 아주 길지 않다면 천정거리의 차이에 따른 4M 은 대단히 작기 때문에 식 . (1 -135) 에서 소광계수의 평군치를 이 용하여 고유등급과 색 지 수의 차이 L1m0, L1Co 를 결정 할 수 있 다. 이 값 온 프로그램별과 표준성 사이의 거리가 작을수록 그리고 두 벌의 색깔 이 비슷할수록 정밀해진다. (2) 등두과대기량법 별들을 일정한 천정거리에서 관측할 경우 대기조건이 변하지 않는다

떤, 이들 벌에 대한 대기소광효과는 동일하다. 따라서 이들의 관측된 기기등급과 색은 고유등급과 색에 해당하모로 벌들 사이의 상대적 등급 이나 색지수의 비교가 용이하다. 예를 들어 천정거리 z 에서 관측된 별 i와 j의 고유색지수는 식 (1- 60) 으로부터 CCo 。;i == ((CC.; -— kk1,cc MM ))// (( ll —- kk22c cMM )) == AACC., --BB (1- 136) 이며 , 여기서 두 별의 고유색지수는 기기색지수와 일정한 비례관계를 나타내며 그리고 비례상수 A= (1 - 1k2 c M ) ' B= (1k-2Ck 2M c M ) 논 두 벌에 대해 일정하다. 그러므로 같온 천정거리에서 벌들을 관측할 경우 이들의 관측된 기기색지수는 대기소광보정이 이루어전 고유색지수 에 해당하게 된다. 이러한 관계는 등급의 경우에도 마찬가지로 성립 한다• 등두과대기량법은 모든 별을 거의 같은 천정거리에서 관측해야 하는 조건 때문에 실제 관측에서는 많은 제약을 받는다. 관축시간이 짧은 겅 우에는 대기조건의 변화를 무시할 수 있지만, 관측시간이 아주 길 경우 는 일반적으로 대기조건의 변화가 측광의 정밀도에 큰 영향을 미찬다. 이런 침에서 등두과대기량법은 대기조건의 변화 상태를 찾는 데 유용하 게 쓰이기도 한다. 5. 표준계변환 천체의 광전축광에서 얻는 편량이나 광자계수로부터 등급과 색지수를 구하면, 이러한 기기계는 다시 식 (1-103) 과 (1 -117) 에 의해 대기소광 효과가 · 보정된 고유계로 변환된다. 그러나 사용한 망원경, 필터, 측정 기기 등의 복합적 독성과 . 그날의 대기상태 때문에 고유계와 표준계 사 이에는 일정한 차이가 생긴다. 이러한 차이를 기기보정(i ns t rumen t al correc ti on) 이라 하며, 이것은 표준계에 대해 일정한 함수관계를 가전 다. 관측자료로부터 이러한 변환관계를 찾게 되면 고유계의 등급과 색 지수는 표준계의 등급과 색지수로 변환이 가능하게 된다. 고유계에서 표준계로의 변환은 대기소광계수의 결정과 함께 광전축광에서 매우 중

0.2

R1 P 61. 14. )털형 A는표-,VB)(s o선(곡정 보기0 .6 116 -기 립그 20. .oo 20-. -s )(obt 00-.1 '(A.B): U.5_.01 1.-0 1 116 ..0 ... 50 .1 (A, )V-B0 .41 .1 (3) 4 .1 V AO.◄ .39 4-.0

2.0

1 8 6.1 14, 12. )년형 A 01. 는표OB .6 0. .B-( JI,) o(선곡정보 기기.0 4 71-1 a2립그 .00 . 02- 40.- o(-}sb t 0 0.1- t.(U'B)- 5 0-.1 061. 1.50 .(!), ,-VB1.4 0 .3 0tAV

요하다. 따라서 구체적인 예를 통해 이러한 변환관계를 살펴보고자 한다. 예 E1-4 에서 얻은 표준성의 · 고유치(표 1-5) 와 표준치(표 1 · -3) 의 차 이(표준치-고유치)를 표준계의 색지수 (B 一 V)sI 와 (U ― B)s1 에 따른 분포로 나타내면 그립 1-1 6 , 1-17 과 같다. 그림 1 - 16 에서 AV 의 경우 는 두 측광계 사이의 관계가 모든 분광형벌에 대해 하나의 일차적 관계 를 보이 는 반면, 4(B_ V) 에 서 는 (B-V ),, O.1 인 만기형벌 사이에 서로 다른 비례관계가 나타난다. 이 결 과는 B 등급에 관련된 현상으로써 B 필터의 특성보다도 광전자증배관의 반웅특성에 관련된 것으로 보여진다. 왜냐하면 동일 필터를 다른 광전 자증배관과 결합했을 때 위의 현상이 뚜렷이 나타나지 않았기 때문이다. 한편 그립 1-16 에서 4(U-B) 의 경우는 A 형 벌( o '’ 표시)이 B,,F 형벌과는 전연 다른 관계를 보인다. 죽 A 형벌들의 (U ― B) 값이 B,'F 형벌에 비해 상대적으로 더 어둡게 나타났다. 이러한 현상의 원인은 3700 A. 부근의 발머 불연속선을 포함하는 U 필터 의 두과한계 가 표준계 의 U 필터 (Jo hn. so n 과

의 경우에 B 형벌이 A,F 형벌들과 완전히 분리되어 나타나며 그리고 전반적인 경향은 그림 1-16 의 (B-V),, 에 대한 관계보다 좋지 않다. 그러 나 L1(U-B) 의 경 우는 L1(U ― B) 와 (U-B),. 의 관계 가 (B 一 V),, 에 대한 경우보다 더 뚜렷하게 나타난다. 득히 A 형털 (0' ' 표시)에서 는 아주 좋은 일차선형관계가 얻어진다. (U-B) 의 측정이 어려운적색 벌에 서 는 L1(U-B) 와 (U-B), '의 관계 가 일차선형 으로 나타나지 않는 는다. 그따립라 서1- 16( 에U -서B )4 의( U변_B환)관 와계 (에B서— V적) s색t 벌 의 (관(계U -를B, ) 나:> 머19 지,2 ) 별의 들경에우 에대 해서는 그림 1-17 에서 4(U_B) 와 (U-B ) ,. 의 관계를 이용하여 고유 계 위(U에-서B ) 살를펴 표본준 바계와로 같변이환 할고 유수계 있의다 .등 급 (V) 과 색지수 ((U-B), (B— V) )는 표준계의 색지수 (B_V) 。나 (U-B) 거 일차함수로 변환시킬 수 있다. 즉 v。 = v+ /3v (B —V) 。 + a1 (1-1 37 a) (B - V) 。 = (B - V) + /3B v(B - V) 。 + a2 (l-13 7 b) (U-B) 。 = (U-B ) + /3U B(U-B ) 。 + a3 (1-137 c) (U-B) a = (U-B ) + /3'U B(B - V) 。 + a4 (1-137 d) 예 E1-4 에서 얻은 고유계(표 1-5) 를 위의 관계식에 따라 표준계로 변 환했을 때 등급과 색 지 수에 대 한 바 례 상수 /3v , …/3’U B 와 상수 aI, a2… 논 표 f --7 과 같으며, 이를 이용하여 얻은최종표준치는 표 1-5(b) 에수 록했다. 식 (1 -137) 에서 비 례상수 (3는 대체로 관측에 사용한 측광계의 총반 웅함수와 표준성 의 표준계 를 이 룩하는 데 쓰인 표준측광계 (Jo hnson 과 Morga n 이 사용한)의 총반웅함수 사이 의 차이 를 나타내 는 척 도에 해 당 한다. 죽 (3=0 면 두 측광계 사이 의 상대 적 총반웅함수가 동일함을 뜻 하며, |(3| 값이 클수록 총반웅함수의 차이는 커지게 된다. 이러한 차이 는 주로 필터의 광무과율이나 광전자증배관의 반웅울의 차이에 기인한 다. 따라서 필터나 광전자증배관 중에 어느 하나를 교체할 경우 총반웅 함수가 달라지므로 표준계로의 변환관계도 상당히 변하게 된다. 그리고 동일한 필터와 광전자증배관을 쓰더라도 관측 때 기상조건에 따라 변환 관계가 조금씩 달라지며 특히 (U-B) 의 변환에서 십한 변화가 생기는 경우가 허다하다. 이런 접에서 철대치를 요구하는 광전축광에서논 표준

계의 변환관계를 관측 때마다 구해야 하며 그리고 정확한 변환관계를 얻을 수 있도록 미리 표준성에 관한 관측계획이 찰 마련되어야 한다.

표 1-7 표준계변환계수

표준계 고유계 I CB-V)~ (U-B) 。 a 비 고 v。 V -o.1097 +4.1032 Vo ' V' -0.1032 +4. 0987 (B-V)o2 (B-V)2 +0.1777 +1.2699 (B-V)o2>0. 09 (B-V)2 +o. 0449 +I. 2821 (B-V)o2<0. 09 (U-B)o2 (U-B)2 +o. 01s3 —1. 0857 (U-B)o2<1. 92 (U-B)2 _ 。. 3395 -1. 0070 A sta r s (U-B)2 -o. 2376 _。• 6737 (U— B)02>1. 92 (U-B) 。 I (U-B)' +o. 0211 -1. 0813 (U-B) 。' <1. 92 (U— B)' -0. 3151 —1. 0023 A sta r s . (U-B)' -0. 2345 -o.6n1 (U-B)o'>I. 92 (U-B)o (U— B) +o. 0225 -1. 0958 (U-B) 。 <1. 92 (U— B) -0. 3058 -1. 0187 A sta r s (U-B) — 0. 2356 -0. 6821 (U-B) 。 >I. 92

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갑 = 62(Es) + 2 군 (Eb) (1- 143) 이 다. 이 것 을 등급오차 4m 三E, 로서 배경하늘이 벌보다 더 밝은 경우에 식 (1- 145) 논

log --¥-= lo g 틀上 = 0. 4rJ ( m) • (1-149) 의 관계가 성립하며, 여기서 정밀도 P 가 대 단히 크면 식 (1-149) 는 식 (1-148) 과 같아진다. 예 E1-5 구경 60cm 의 카세그레인 반사망원경으로 V=l4m 과 16m 인 두 벌을 V 필터와 직경 20 인 다이아프램을 이용하여 광전축광을 하고 자 한다. V 필터의 평군파장이 5500A, 유효과장대 폭이 L1?.=5ooA, 광 전자증배관내 광음극의 평군양자효율이 q =20% 일 때 위 두 벌의 측정오 차를 rJ (m)=O'.Ol 으로 작게 하려면 각 텔에 대한 축정시간(i n t e g ra ti on ti me) 은 얼마가 되어야 하는가를 알아보자. 여기서 각으로 1 초제곱 에 해당하는 배경하늘의 겉보기 시등급(다이아프렘을 통해 관측되는)을 V=21!5/D 로 보고 또 광이 대기와 망원경을 지나 광전자증배관의 광 음극에 도달할 때까지 시등급이 L1V=0'.5 만큼 어두워진다고 하자. (A) 먼저 V=14m 인 벌의 관측을 살펴보자. (i) 광전자증배관에 들어오기 전 촛접면상에 맺히는 겉보기 시등급은 V,=14'.5 이다. (ii) V,=21!5/D 에 해 당하는 배 경 하늘의 밝기 를 l 이 라면 직 경 20 의 다이아프렘 면적에 해당하는 배경하늘의 등급 Vb 는 log ~100 김 = 0. 4(21 . 5 - Vb) 에서 Vi =15'.26 이냐 따라서 다이아프렘에서 보이는 배경하늘은 벌의 밝기보다 2.01 배 더 어둡다. (iii) 겉보기 시등급이 14!5 인 벌로부터 받는 5500A 의 복사에너지 량 W,(watt 단위)는 식 (1 -84) 로부터 W,=8.42x10-15wa tt s 이다. 이 것을 파장 5500A 의 광자수로 나타내면 식 (1 -85) 에서 ”,=2.32X103 광자 /sec 이 다. 이 것 이 광전자증배 관의 광음극에 조사되 면 광음극으로부 터 q n,=4.64x102/sec 개의 광전자가 방출된다. (iv) 시등급이 Vb=15.m26 에 해당하는 배경하늘로부터 오는 광자수 논 벌의 경 우보다 2. 01 배 적 으므로 광전자증배 관의 광음극에 서 방출되 논 광전자의 수도 2. 01 배 더 적게 된다. 죽 ?”b=q n, /2. 01=2. 31 X102 /sec 이다. (v) 측정오차가 q (m)=0'.01 이면 식 (1 -148) 에서 정밀도 P 는 P= 109 이다. 벌과배경하늘의 측정시간이 같을때 석 (1 -147) 에 (iii),(iv)

에서 구한 광전자수를 대입하면, 정밀도 P=I09 에 해당하는 측정시간 은 t =51 초로 주어진다. 벌과 배경하늘을 모두 측 정 하려면 최소한 102 초 이상이 소요되어야 한다. (B) V=16m 인 벌은 망원경의 촛접면상에서 V,=16.면 으로 관측되 며, 배경하늘의 밝기보다 3.13 배 더 어둡게 보인다. 앞서 14 등급인 벌 의 경우와 같은 과정을 거치면 광음극에서 방출되는 광전자수는 ?”s =73. 5/sec 이 므로 식 (1-147 ) 에 서 정 밀도가 P= IOO 일 때 벌의 측정 시 간은 l=l9.6 분이어야 한다. 벌과 배경하늘을 모두 측광하려면 적어도 측정 시 간은 39. 2 분 이 상이 요구된다. 만약 측정 오차를 (J( m ) = O. 05 로 높인다면, 총측정시간은 앞서의 경우보다 25 배 정도 작은 I.6 분 이상 이 되어야 한다.

2. Of f-S et Guid e r 이 용법 위에서 살펴본 바와 같이 접안렌즈를 통해 육안으로 겨우 보이거냐 또는 거의 보이지 않는 아주 어두운 벌의 측광에는 장기노출이 필요하 다. 이 경우는 가능하면 배경하늘이 어두워야 하고 대기상태가 안정되어 야 한다. 비록 이러한 조건이 만족되더라도 측정하려는 벌 주위에 더 어 두운 벌들이 촌재한다면 이 별의 측광에 큰 오차가 유발될 수 있다. 따 라서 아주어두운벌을관측할때는프로그램벌을선정하는과정에서 V 나 B 필터로 1 시간 또는 그 이상 장기노출한 사전을 동해 측정하려는 벌 주위에 더 어두운 별들의 존재여부를 확인해야 한다. 만약 다이아프 렘 내 . 에 1 등급만큼 더 어두운 벌이 프로그램벌과 함께 존재한다면, 프 로그램벌은 실제보다 0.36 등급 더 밝게 측정될 것이다. 이러한 경우는 배경하늘의 측광에서도 마찬가지이다. 따라서 측정하려는 벌 주위에 어 두운 일이 없어야 하며 그리고 측정하려는 배경하늘의 위치도 어두운 벌 이 없는 곳을 택해야 한다. 때로는 주어전 망원경으로 육안한계등급보다 더 어두운 벌의 관측이 필요할 때가 있다. 이 경우에는 필드집안렌츠에서 어두운 벌이 육안으 로 직접 확인되지 않기 때문에 그 주위에 있는 밝은 벌을 이용하여 어 두운 벌을 다이아프렘의 중앙에 조준시킨다. 이를 위해 그립 1-18 처럼 필드접 안렌츠가 부착된 off -s et gu id e r 를 이 용하는 방법 을 살펴 보고자 한다. 먼처 장기노출 사전율 보고 측정하려는 프로그램별 (s) 주위에서 밝은

그립 1-18 : off -se t gu id e r 의 구조

y F plI_,•`, f`x I , I'Y I,,,mI `1 e s (gxsI ’ 3, yn s ` s` l) --/ • P2 (x1, ty IJ P3 (x3, y,) (&, 밉 (&, 7]1 ) x (xo, y。) 그립 1-19 : (x, y)는 사전전판상의 좌표계이고, ce, TJ)는 off -se t guider 의 좌표계이다.

별을 2~3 개 선정 한다. 다음은 마이 크로미 터 (m ic rome t er) 를 이 용하여 광전축광에 사용되는 촛점비로 찍은 사진전판(촛접비가 다른 사전전관 을 이용할 때는 촛접비의 차이에 따른 거리 보정을 해야 한다) 상에서 그림 1-19 처럼 이들 벌의 위치 (x, y)를 측정하여 상대거리 (4x,4 y)와 4P=(4x)2+(L1 y) 2 을 구한다. 여기서 (x, y)좌표계의 원점은 임의로 택 한다. 일 반적 으로 이 좌표계 는 실제 off -s et gu id e r 에 부착된 좌표계 (e,7) 와 0 만큼 기울어져 있다고 하자. 그러면 두 좌표계 사이에 e = (x —Xo ) cos 8 + (y - Yo) sin 8 7J = (y - Yo) cos 8 -. (x - Xo) sin 8 (1- 150) 의 관계가 성립한다. 여기서 (Xo,Yo) 는 좌표계(f ,7) 의 원점 0’ 의 좌표 이다. 다음온 실제 관측에서 off -s et g u i der 의 좌표축을 조철하여 그림 1-20 처 럼 프로그랜 벌에 가장 가까운 P1 벌을 필드접 안렌즈(실원)의 십 자선 중앙에 오도록 하는 동시에 다이아프렌(점원)의 중앙에 조준되도록 한 다. 이때 P1 의 좌표 (fb 7J I) 을 읽어둔다. 다음은 망원경을 움직이지 않 고, 다만 필드접 안렌즈만 움칙 이 면서 벌 P2, P3 의 좌표 Cf2 , 772) 와 (£;3, 73 ) 를 읽는다. 그러면 이들 벌의 좌표 사이에는 ..LL11(r;; == .AL1xy•• ccooss ((jj —+ ..LL11x y•• ssiinn ((jj (1- 151) 이므로, 두 좌표계의 기울기 O 는 cosf J4f •= 4x + ~47J · 4y (1- 152 a) 또는 sin O4f ·4 =y + 4~7·4x (l-15 2 b) 에서 결정된다. 이 각 8 온 두 벌의 위치측정만으로도 결정될 수 있지만 일반적으로 사전관측과 전판상의 위치측정에서 생기는 오차 등을 고려 할 대 세 벌의 상대거리를 동해 평군각을 구하는 것이 바람직하다. 각 0 가 결정되면 프로그램벌과 하나의 밝은 별(예를 들어 P1) 의 좌표 사이 의 차이 (4x, 4y )를 식 (1 -151) 에 대 입 함으로써 프로그램 벌에 대 한 4f , 와 11 7),가 알려진다. 그러면 그림 1-20a 처럼 (&,7} 1) 의 위치에서 P1 번

이 필드집 안렌즈의 십 자선 중앙에 오도록 한 후, 다시 그림 1-20 b 처 럼 필드접안렌즈를 (-L1 t ,L1 rJ)만큼 이동시킨다. 어 위치에서 망원경을 움 칙 여 P1 벌이 필드접 안렌즈의 십 자선 중앙에 오도록 하면 그림 1-22c 처 럼 프로그램 벌 s 는 자동적 으로 다이 아프렘 (접 원)의 중앙에 우1 치 하게 된다. 이상과 같이 육안으로 보이지 않논 어두운 벌을 off -se t gu i der 를 이 용하여 광전축광을 수행할 경우는 너무 작은 다이아프렘을 쓰지 않도록 해야 한다. 왜냐하면 좌표의 환산에 따론 오차 때문에 프로그램벌이 다 이아프렘의 중앙에서 빗겨날 수도 있고 또한 장기노출 과정에서 망원경 의 불균일한 이동속도 때문에 다이아프렘을 쉽게 벗어날 수도 있다. 그 렇다고 지나치게 큰 다이아프렘을 쓰면 관측의 정밀성이 낮아지므로 적 당한 크기의 다이아프렘을 택해야 한다. 참고문헌 Photo e lectr i c Techniq u es: A. E. Whit for d, in Handbuch der phy s i k , 54, 1962, p, 240. Photo m etr y of Fain t Sta r s at Suth e rland: T. G. Hawarden, MNASSA, No. 4, 51, 197 1. The Dete c ti on and Measurement of Fain t Astr o nomi ca l Sources: W.A. Baum, in Astr o nomi ca l Techniq u es, ed. by W.A . Hi ltne r, Sta r s and Ste l lar Sy st e m s, vol. II , 1962, p. 1. • Photo e lectr ic ph oto m ete r s and :Am p lifier s: H.L. Joh nson, in Astr o nomi ca l Techniq u es, ed by W.A. Hi ltne r, Sta r s and Ste l lar Sy st e m , vol. II , 1962, p. 157. v. 광전측광의 정밀성 지상에서 수행하는 광전측광의 정밀성은 관측기기의 정밀성분만 아 니라 대기상태에 큰 영향을 받는다. 따라서 비록 기기의 모든 조건이 완벽하더라도 관측 때 대기조건이 나쁘떤 상당히 큰 관측오차가 유발된 다. 광전축광으로 등급과 색지수를 구하는 전과정에서 생기는 오차에는 여러 종류가 있지만, 여기서는 단일관측오차, 소광오차, 기기오차, 환 산오차, 변환오차, 본질적 측광오차 등으로 나누어 관측 결과에 미치는

각각의 영 향을 살펴 보고자 한다. 1. 단일관측오차 한 벌에 대해 광량의 적분시간을 아주 짧게 하여 n 최 측정한 편량(또 는 광자계 수)를 E1, E2, …E ” 라면 이 들의 표준편차 (Jo b 를 단일관측오차 (sin g le observati on al error) 로 정 의 하자. 실제 관측에 서 는 시 간을 달리 하여 몇 개의 벌들에 내해 펀량을 3~5 회 정도 연속으로 측정한 다음, 각 벌의 편량에 대한 표준편차를· 구한 후, n 개의 별에 대한 평군표준편 차를 구하면 이것이 곧 단일관측오차이다. 실제로 이 오차는 내부오차와 외 부오차의 합으로 주어 진다. (1) 내 부오차(i n t ernal error) 내부오차는 주로 측정기기에 관련된 다옵 세 가지 요인에 의해 발생 한다. (i) 측광잡음(p ho t ome t r i c nois e ) 어두운 벌에서는 시그날에 비해 암전류의 값이 작지 않기 때문에 이 것의 변동에 따른 큰 오차가 생길 수 있다. 한편 밝은 벌에서는 광전자 증배관에 들어오는 광자수의 변동에 따른 광자잡음(p ho t on no i se) 이 생 건다. 그러나 이것의 상대적 오차는 어두운 벌의 암잡음에 의한 상대적 오차보다는 훨씬 작다. (ii) 조준오차 (cen t er i n g error) 천정거리가 큘 경우는 대기의 분산효과 때문에 벌의 상이 파장에 마 라 분산되어 나타난다. 그 결과 육안으로 상을 다이아프렘의 중앙에 조 준하게 되면 청색상온 다이아프램의 중앙에서 벗어나 천정거리가 더 낮 은 위치에 오게 된다. 득히 아주 작은 크기의 다이아프렘을 사용할 때 는 청색쪽의 광이 많이 차단되므로 실제보다 벌의 등급이 더 어둡게 관 측된다. (iii) 다이 아프렘에 의한 광차단 다이아프렘의 크기는 관측되는 벌의 등급과 그날의 시상 (see i n g)에 따 타 적당한 것을 택한다• 다이아프렘이 충분히 크지 못하거나 또는 망원 경의 이동속도가 일정치 못할 경웃 별빛의 일부가 다이아프렘에 의해 차 단된다. 밝은 필드일의 경우는 다이아프램을 시상크기의 3 배 이상 큰 것을 쑬 수 있지만, 성단의 관측이나 아주 어두운 벌의 관측에서는 지

나치게 큰 다이아프렘을 쓸 수 없기 때문에 다이아프렘의 선정에 각별 히 조심해야 한다. (2) 의 부오차 (ex t ernal error) 측광기로 별빛을 적분하고 있는 동안 대기상태의 변동이 일어나면 이 에 따라 광의 입사율이 변화한다. 대기상태의 변화가 아주 짧은 주기로 일어날 경우, 관측에 의하면 편량의 평군오차는 두과대기량의 제곱에 비례하여 증가한다. 즉 천정거리 z 에서 관측되는 편량의 평군오차 6 는 a(z) = aoM2(z) (1-153) 으로 주어진다. <7 o 는 천정에서의 값이다. 대기상태가 급변하는 경우는 비록 광의 적분시간이 짧더라도 위의 평 군오차 의에 시상의 변화에 따른 오차가 생기게 된다. 2. 대기소광오차 대 기 의 소광오차 (ex ti nc ti on error) 는 단위 무과대 기 량에 대 한 등급 의 변화율로 정의된다. 예를 돌면 식 (1 -103) 에서 벌의 색지수에 관계 되는 이차소광계수를 무시할 경우 일차소광계수 k1 은 k1=M~Z1— -Mm (1- 154) 으로 주어전댜 이 식에 의하면 k1 온 천정거리 Z1 과 %에서 측정한 시 등급 mz 혼l-mz. 에 따라 달라지므로 소광계수의 불확실성에 따론 소광 오츠} c.x 는 <12 ex = [<1( 21) 읊汀 + [<1( 2z)¾ , 『 (1- 155) 이며, <7 (21) 과 <7 (22) 는 천정거리 z1 과 조에서의 측정오차이다. 이 두 오차를 <7( 21) = <7( 22) =< 7o b 으로 단일관측오차와 같게 두면 식 (1 -155) 는 C2 ::::: (Mzl2 -

으로 쑬 수 있다. 위에서 무시한 이차소광계수에 따른 오차를 고려한다 면 식 (1 - 156) 에서 주어지는 값은 소광오차의 최소치로 볼 수 있다. 한편 식 (1-156) 은 주어진 단일관측오차에 대해 관측되는 천정거리의 범위가 클수목 죽 두과대기량의 차이가 클수록 소광오차의 크기가 감소 함을 보여준다. 이러한 사실은 천정 부근에서 벌을 관측하는 경우는 천 정거리를 크게 하여 관측하는 경우에 비해 일반적으로 소광오차가 머 커침을 의미한다. 보통 천정 부근에서 벌들을관측하면 무과대기량이 M =l 에 가까우므로 비교적 정밀한 관측결과를 얻을 것으로 기대한다. 그 러나 실제는 큰 관측오차가 발생되는 것을 자주 경험할 수 있다. 이때 관측오차의 대부분은 소광오차에 기인한다. 대기상태가 아주 나쁘지 않 을 때는 두과대기량의 법위가 M=l~2 정도 되는 넓은 시간각에 걸쳐 관측함으로써 비교적 정밀한 소광계수를 얻게 된다. 관측에서 사용되는 두과대기량은 측정하는 별의 적위, 시간각, 관측 지접의 위도 등에 의해 결정되는 천정거리를 식 (1-44) 에 대입함으로써 얻어진다. 이 경우에는 천정거리에 따온 두과대기량의 변화가 천정을 중 심으로 동, 서 대칭이므로 식 (1 - 103) 에서 주어지는 시등급의 변화도 천 정에 대해 동, 서 대칭으로 나타나야 한다. 그러나 실제 관측에 의하면 이 와 같은 완전한 대 칭 현상이 나타나지 않고, 대 부분은 그림 1-21 의 실선처럼 동서비대칭을 보인다. 이러한 현상온 돕내의 관측에서 흔히 경험하는 것으로서 풍향, 공기의 난류나 와동 등 돔 주위의 국지적 대 기현상에 기인되는 것으로 보기도 하지만 아직 그 원인은 확실치 않다. 왜냐하면 대단히 안정된 대기조건을 가전 날에도 위의 비대칭성이 일어 나는 것을 경험할 수 있기 때문이다. 위에서 살펴본 관측적 사실을 고려할 때 천정을 중심으로 동, 서 양 쪽에서 관측한 경우에는 모든 관측자료에서 단일한 소광계수의 유도는 가급적 피하고, 관측자료를 동, 서쪽으로 나누어 각 경우에 소광계수를 별도로 구하는 것아 가장 안전한 방법이다. 실제 관측에서는 이러한 경 우를 대비하여 관측계획을 수립해야 한다. 예를 들어 동쪽 천정 부근 2=5° 정도에서 관측을 시작한다면 20 분 후에는 천정을 지나 서쪽으로 옮겨간다. 이때 동쪽에서 얻은 관측자료 가 간혹 쓸모없이 되는 경우도 있다. 따라서 특벌한 경우(대기소광보정 이 필요치 않는 경우)가 아니면 동, 서 양쪽의 관측자료를 별개로 취급 하여 분석할 수 있도록 사전에 계최하는 것이 좋다.

l급 A 4 `·` `、 ` `` 、 ` `` ` ` ` ` c `` . 、 \\` `` ` ` ` 、 `` ` 동 12 1.1 1.0 1.1 1.2 시 무과대기량 그림 1-21 무과대 기 량과 등급변화. 실선은 별 A, C 의 관축치 이 고, 접 선은 동쪽 판축치의 대칭을 나타낸다.

3. 기기오차와 환산오차 (1) 기 기 오차(i ns t rumen t al error) 광전자중배관을 거쳐 나오는 약한 시그날을 증배하는 증폭기와 최종 치를 기록하는 계기 등 여러가지 기기에 관련되는 오차를 기기오차 6 is 로 정의한다. 이러한 오차는 측기 자체의 안정성에 주로 관계되며 그리 고 온도와 습도의 시간적 변화나 의부의 전기적 충격 등에 의한 측기의 불안정성에도 관련된다. 후자의 경우는 돕 내의 기상조건에 큰 변화가 없는 한 하루밥 정도의 관측기간 동안 축기는 대체로 안정한 상태를 유 지한다. 그러나 관축 전후와 관측기간 동안 의부의 광을 차단하고 측기 의 상태를 몇 차례 접검하는 것이 좋다. 특히 DC 방법의 측광에서는 이 득(g a i n) 단계를 바꾸어가면서 압전류를 측정하고 또한 측정기간 동안 영접(전압)의 변위를 챠트기록계에서 찰 살펴본다. (2) 환산오차 (reduc ti on error) 관측에서 천체의 복사에너지를 측정하고 이로부터 등급이나 색지수를

구하는 데까지는 몇 단계의 환산과정을 거찬다. 첫째는 전량값을 챠트 기록지에서 읽을 경우 관축조건과 이득단계에 따라 다르기는 하지만 편 량의 평군치를 눈으로 찾아내는 데는 최소한 10-2 등급 정도의 챠트눈금 읽기 오차가 생간다. 편량의 평군치를 디지탈 프린터로 칙접 얻을 경우 는 위의 오차가 없어진다. 둘째는 대기소광을 보정하기 위해 석 (1 -44) 로 주어지는 무과대기량 을 사용한다. 이 값은 대기상태의 변화에 관계없이 순전히 벌의 천정거 리만의 함수로 결정되어지는 양이다. 그러나 실제는 대기의 물리적 상 태가 시시각각으로 변하기 때문에 주어전 천정거리에서 식 (1-44) 로부 터 계산된 두과대기량과 실제의 값 사이에는 약간의 차이가 생길 수 있 다. 특히 기상조건이 나쁠 경우에는 이러한 차이가 십할 것이다. 세째는 관측된 등급이나 색지수는 식 (1-57), (1 -58) 에서처럼 두과대 기량의 제곱에도 관련된다. 일반적으로 무과대기량의 이차항의 값이 일 차항보다 작기 때 문에 선제 환산과정 에 서 는 식 (1- 103), (1 -113) 처 럼 이차항이 무시된다. 이러한 영향은 두과대기량이 큰 경우에 크게 나타 나므로 앞서 두번째의 경우처럼 가능한 천정거리가 60° 이상 크지 않도 록 하는 것이 좋다. 네째는 밝은 벌을 축정할 때는 광의 측정시간이 10 초 정도로 짧지만 아주 어두운 벌의 경우에는 수분이나 그 이상의 장기측정이 필요하다. 이때 투과대기량은 측정시간의 · 중간에 해당하는 값으로 택한다. 이런 경우가 천정부근에서는 천정거리에 따른 두과대기량의 변화가 작기 때 문에 벌로 문제가 되지 않는다. 그러나 천정거리가 큰 곳에서 광의 측 정시간을 길게 하면 측정의 중간에 해당하는 두과대기량이 측정시간 전 체에 대한 평균 두과대기량과 상당히 다르기 때문에 오차가 생길 수 있 다. 실제의 경우 어두운 벌은 주로 천정거리가 작은 위치에서 관측하므 로 이 문제는 그렇게 십각하지 않다. 위에서 살펴본 여러가지 환산오차 6re 는 대체로 두과대기량에 관계되 며 이들을 관측에서 직접 구하기는 어렵다. 따라시 환산오차는 아래에 서 정의되는 총관측오차 %를 알 경우 (JZ re = q2 to - (J2 ob _ (J2 ex _ (J2 1, 의 관계에서 간접적으로 추정할 수 있다.

4. 변환오차와 본질적 측광오차 (1) 변환오차(t rans fo rma ti on error) 기기측광계를 표준측광계로 변환하기 위해 측광표준성의 관측치와 목 록에서 주어지는 표준치를 서로 비교 조사한다. 이때 사용한 표준성의 색지수 분포가 프로그램별들의 색지수분포보다 더 넓어야 한다. 만약 이 조건을 만족치 못하면 프로그램별들 중에서 특 히 청색이나 적색별들 의 등급과 색지수에 큰 차이가 유발될 수 있다. 일반적으로 표준성의 선택에서 위의 색지수범위의 조건을 만족하더라 도 표준성의 등급과 색지수에 대한 관측오차 때문에 고유계를 표준계로 변환하는 과정에서 오차가 생기게 된다. 이를 변환오차 O't r 라 하고, 이 것은 표준성의 목록에서 주어지는 표준치와 최종관측치 사이의 평균표 준편차에 해 당한다. 목록에 서 주어 지 는 표준치 에 도 축광오차가 포함되 어 있기 때문에 일반적으로 위에서 구한 변환오차에는 이러한 표준성의 측광오차 죽 본질적 측광오차가 포함된다. 변환오차를 작게 하려 면 가능한 표준성 을 많이 사용해 야 한다. 표준 성의 수가 적을 경우에는 표준성의 본질적 측광오차 때문에 비록 변환 오차는 작더라도 최종치에서 체계적 오차가 생길 수 있다. (2) 본질적 측광오차(i n t r i ns i c ph oto metr i c error) 고유계에서 표준계로의 교환이 완벽하게 이루어져 변환오차가 영이라 하더라도 최종등급과 색지수에는 약간의 오차가 포함된다. 이것은 표준 성 자체의 등급과 색지수에 포함된 관측오차의 평군치에 해당한다. 이. 와 같이 표준성의 측광계에 포함된 오차를 본질적 측광오차 O i n 이라 한 다. ' 예를 들면 광대역 UBV 측광계에서 표준성의 등급과 색지수에는 평 균 0!01~0!02 의 오차가 내포되어 있다. UBV 측광자료가 실린 목록 중에는 UBV 측광계의 눈금조준을 목적으 로 천구상의 여러 영역에서 표준성을 선정하여 측정한 것도 있지만, 대 부분은 목벌한 관측목적에서 얻어진 자료들이 많이 표함되어 있다. 후 자의 경 우는 관측자와 관측기 기 및 관측과 분석 방법 등이 다양하기 때 문에 관측자료가 균질하지 못하다. 한 예는 미해군 천문대에서 출간된 UBV 목록은 광범위한 관측자료를 수합한 목록이므로 자료의 균질성이

결여되어 있다. 이런 접을 고려하여 N i cole t는 UBV 측광자료를 통계적 방법으로 군질화시켰다. 그러나 통계적 처리 때문에 어떤 특정한 지역 에서는 미해군천문대의 UBV 목록치에 비해 등급과 색지수에 체계적 차 이 를 보이 기 도 한다. 예 를 들면 적 도지 역 CE-re gi on) 에 서 는 Nic o let 목록 의 V 등급이 미해군천문대의 목록치보다 0~1 정도 더 어둡다. 5. 총관측오차와 총오차 1 회 이상 관측한 n 개의 델들에서 대기소광을 보정한 각 벌들의 평 균등급이나 색지수를 구하고, 이로부터 평균표준편차를 얻으면 이것은 고유계의 총관측오차 O't o 로써 앞서 살펴본 단일관측오차, 소광오차, 변 환오차, 기 기 오차의 합과 같다. 죽

(11 o(V) = O. 0085 qto( B) = O. 0116 (11 0(U) = O. 0178 이다. 한편 변환오차는 표 1-3 의 표준치와 표 1-5(b) 의 최종 관측치로 부터 (11 ,(V) = O. 0089 (11 ,(B) = O. 0100 (11 r(U) = o. 0140 이므로 총오차는 qt(V ) = O. 0159 qt(B ) = O. 0183 qt(U ) = O. 0248 으로 주어전다. 위에서 얻은 총관측오차로부터 변환오차를 추정하면 q, .(V) = o. 000 (Tr e(B) = O. 002 (Tr e(U) = O. 004 로써 U 등급에서 가장 큰 값을 보인다. 이것은 앞서 다른 오차의 경우 와 마찬가지로 특히 적색별들의 U 등급이 아주 작고 또한 두번째 관측 에서 이들 벌의 두과대기량이 컸기 때문에 U 등급에 관련된 여러 오차 가 청색벌에 비해 더 큰 값을 가지게 되었다. 참고문헌 Observati on al Techniq u e and Data Reducti on : A.T. Young , 1974, in Meth ods of Expe r im enta l Phys ic s , vol. 12 , Astr o p h y s ic s, ed. by N. Carleto n , Academi c Press, p. 123. The inA t Vm iosstp a h s eirnic AEsxttr i on nc otim ony , in1 1 , Phpo, t1o 2e 7le, ctr i c ph oto m etr y : J. Sto c k, 1969,

2. 사전측광

광전축광에서는 개개의 천체를 하나씩 개별적으로 측정하는 반면에 사전축광에서는 수많온 천체들의 정보를 동시에 수록할 수 있으며 또한 대기의 불안정에 관련되는 의적 조건에 민감하지 않다. 이런 접에서 사 전관측은 광전측광보다 용이 하다고 볼 수 있 냐 한편 광전축광에 서 는 입사광을 광전자증배관에 의해 강도를 107 배 정도로 중배시켜 측정하는 데 비해 사전에서는 노출에 의해 생긴 중성 A g원자의 수를 현상과정을 통해 107~9 배 정도 중가시켜 육안으로 감지할 수 있는 상을 얻게 된다. 그리고 광전축광에서는 관측대상 천체의 정보가 계기에 의해 기록되지 만 사전에 서 는 감광유제 에 모든 정 보가 수록되 며 그 양은 lcm2 당 105~8 bit s 정도이다. 이러한 수용능력은 초증강 처리에 의해 10~100 배까지 더 층가시킬 수 있기 때문에 오늘날 사전축광의 중요성아 더욱 강조되 고있다. 본 단원에서는 먼처 사전학의 기초를 통해 사전의 일반특성과 사전처 리 과정을 이해하고, 다음은 이를 실제 천체관측에 적용하여 천체의 물 리량을 구하는 방법과 그 과정을 잘펴본다. VI. 천문사전 사전 필름이나 전판(p la t e) 에서 가장 중요한 것은 감광유제이며, 여기 에 광이 노출되면 참상이 형성된다. 이 참상은 현상과정을 통해 성장된 후 정착, 수제과정을 거쳐 깨끗한 상으로 나타나게 된다. 이러한 상온 구조나 효과면에서 여러 가지 특칭을 지니며 그리고 초증감처리에 의해

상의 형성효율울 층가시킬 수 있다. 한편 상의 농도는 노출광량에 밀접하게 관련되며, 특히 어두운 천체 몰 장기 노출할 경 우 처 강도 상반칙 (相反則) 효과 등이 생 긴다. 본장에 서는 사전에 관한 여러 가지 특성과 처리과정을 살펴보고 이를 통해 사 진측광의 이해를 높이고자 한다. 1. 사진 건판과 필름 두께가 0.1~0.2mm 인 셀루로스나 포리에스터 등의 얇은 판 위에 그 림 2-1 처럼 제라틴과 감광유제를 바른 것을 사전 필름이라 한다. 필름 에 따라서는 유색의 도료를 아랫면에 바르거도 한다.

盧• ·· ·구 忽 .•.•g忽 .:··.忽;··.:.:彼·: .•: 彼.? . ?笠 . •; ;:忽.: . ?忽.?:/:만 ..? .忽:g忽.:?忽 .•.: /군.:/.:-::군. <一 감제 광라유틴제

지지층 _ <-(필름 또 는 유 리건판) '\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\ \ \ \\ \\\\\슨 反할레 이손 도료충 그립 2-1 사진 필름(또는 전판)의 구조

천문사전에 서 는 필름 대 실 정 평 한 유리 건판(p la t e) 을 많이 사용한다. 이것은 두께가 1~ 1. 5mm( 주로 1mm) 인 유리판 위에 감광유제를 바론 것이냐 필름의 경우는 유제의 표면을 보호하기 위해 :::z.. 위에 lµm 두 께의 제라틴을 입히지만, 전판의 경우는 이들이 서로 접촉하지 않도록 보관하기 때문에 유제 위에 제타틴을 입히지 않는다. 반면에 전판에서 는 유제충이 필름의 경우보다 더 두껍기 때문에 일반적으로 전판의 감 도가 필름보다 더 높다. (1) 제 라틴 (ge lati n) 제라틴은 콜라겐 (colla g en, 성유단백질)을 물과 끓여서 비가역적 수용 성으로 바꾼 일종의 유도단백질로서 전기적으로 양성(兩性)을 떤다. 따

타서 산도 (H+ 농도의 역 수에 관련)가 증가하면 제 라탄은 양으로 하전되 면서 팽창되고, 산도가 감소하면 음으로 하전된다. 제라탄의 이러한 전 기적 성질은 현상용액의 산도에 따라 달라지므로 현상속도에 영향을 마 치게 된다. 현상용액 내 에 서 제 라탄이 팽 창하여 부풀게 되 면 삼두작용으로 현상 액 이 제 라탄 안쪽으로 들어 가서 감광유제 와 반응하게 된다. 정 착이 나 수제과정에서도 마찬가지다. 따라서 현상과 정착 과정에서 용액의 농도 와 온도가 알맞아야 하며 또한 처리과정에서 제라틴충이 손상되지 않도 록 해야 한다. 건조과정에서는 상의 구조가 변형되지 않도록 제라틴충 을 균일하게 마르도록 해 야 한다. (2) 감광유제 (emulsio n ) 빛을 받으면 화학적 성질이 쉽게 변화하는 입자를분산시킨 유제를 감 광유제 또는 사전유제 라 한다. 유제 에 사용된 물질은 할로겐화은 (s i lver hal i de) 으로서 Ag B r, Ag C J, Ag l 등이 며 이 중에 서 입 방구조를 가전 브롬 화은 (A g Br) 이 주로 많이 쓰인다. A g Br 의 결정에서 A g+와 B r-이온 간의 거리는 s.77A 이며 이 거리는 온도에 따라 증가한다. 유제 내에 서 이러한 할로젠화은의 결정체 죽 임자의 크기는 대체로 0.1~1 .4 µm 이다. 브롬화은의 유제를 제조하는 과정을 보면 먼처 제라틴이 함유된 KBr 용액을 A g N03 용액에 섞으면 Ag N Os + KBr-Ag B r + KN03 의 반응에서 브롬화은이 석출된다. 이 과정에서 제라틴의 함유량과 합 성용액을 것논 속도에 따라 A g Br 결정체의 알맹이(g ra i n) 크기가 조철 된다. 아주 작은 입자를 얻고자 할 때는 A g N03 용액에도 제라틴을 함 유시킨다. 일반적으로 감광유제의 제조 과정에서 할로겐화은의 입자가 성장하는 과정에는 두 개 또는 그 이상의 작은 입자가 서로. 뭉쳐 더 큰 입자가 되는 결합 (coalescence) 과정과 작은 입자가 큰 입자에 부착됨으로써 이 것 이 접 차 더 큰 입 자로 성 장하는 Ostw ald 숙성 (rip e nin g ) 과정 이 있 으 며 이들 두 과정을 물리적 숙성과정이라 한다. 일차 숙성과정을 거찬 감광유제를 물에 씻은 후 다시 녹입으로써 할로

잰화온과 제라틴, 불순물 등의 재결합과정이 일어나면서 할로젠화온의 감도가 증가되 는데 이 단계 를 후숙성 (af t er -rip e nin g ) 또는 이 차 숙성 과 정이라 한다. 이 과정에서는적당한화합물을첨가하여 유제의 감도불높 이 는 화학적 증감 (chem ic al sensit iza ti on ) 처 리 를 수행 한다. 여 기 에 는 크계 세 종류의 화학적 증감이 있다. 첫 째 황화합물(티오황산염이나 티오요소 화합물)을 사용하는 황화증 감 ( sul fu r sensit iza ti on ) 과정 에 서 는 황화물이 할로겐화은과 반응하여 황화은 (A g 2S) 을 생 성 하며 이 것 이 감도를 높이 게 된다. 죽 황화온은 참 상중심이 존재하는 위치에서 전자의 이탈을 처지하거나, 이미 형 성된 참상의 안정 도를 높이 며 그리 고 양공( 陽 孔, po sit ive hole) 이 나 브롬화 물과 결합함으로써 양공―전자, Ag + -Br-의 재결합 을 막는다. 둘째 환 원제 (염 화주석 — SnCI2, 히 드라전一 N2H4 ) 을 쓰 는 환원증감 (re ducti on sensit iza ti on ) 과 정 에 서 는 환원제 와 A 압 이 온의 결 합에 의 해 중성 A g원자가 형성되며, 이들이 모여 안정된 준 현 상( 準現像 ) 중심을 만들고, 이것은 다시 노 출 과정에서 현상가능한 크기로 성장한다• 이런 접 에 서 환원증감을 은증감 (s i lver sens iti za ti on) 이 라고도 한다. 세 째 금증감(g old sens iti za ti on) 에 서 는 티 오시 안산금이 나 영 화금 등의 금영을 증감제로 이용한다 . 금증감된 유제에서는 노출과정에서 참상 중 심에 금원자가 생성되므로 감도가 증가하고 또한 참상의 산화가 처지 된다. 위에서 살펴본 화학적 증감은 어떤 선택된 파장 영역에 국한되지 않 고 할로겐화은의 흡수영역 전체에 관련된다. 예를 둔면 순수한 A g Br 의 경 우 파장에 따른 광흡수율을 보면 그림 2-2 와 같 이 5Ooo A 보다 장파 장 쪽 의 광은 거의 흡수되지 않으며 , 그리고 실제 사전유제에서는 제라 틴이 함유되었기 때문에 유제의 감도는 2500~4000A 의 파장영역에 제 한된다: 여 기 서 단과장( <2500 A) 광에 대 한 감도의 감소논 제 타틴의 강 력한 UV 광 흡수 때문이다. 유제 의 제 조과정 에 서 색 소증감제 (dy e sens iti zer) 를 첨 가함으로써 위 에 살펴본· 한계 파장영역 밖에서 선택적 감도증가를 일으컬 수 있다. 이 러 한 증감을 분광증감 (s p ec t ral sensit iza ti on ) 또는 광학적 증감 (o pti cal sens iti za ti on) 이 타 한다. 일상 생 활에 흔히 쓰이 는 판크로마틱 (pa nchro- ma ti c) 필름은 적 색 까지 분광증감이 확장된 필름이 다. 분광증감에서는 성질이 다론 분광증감제를 겸용하여 사용하기도 한

4 3 2

10 5 o~ K 광 。 홉수 1 。 J 。

_,` 율 I ,‘ 300 \\\\\\ 。 em

200 10 90 20 A.g B r 10~ , 3000 4000 6000 ( 人 ) 파장 그립 2-2 Ag B r 의 광 흡 수 율

다. 특히 어떤 분광중강제에 다른 분광증감제를 가할 경우 처음 증감 제의 목유한 흡수 파장영역에서 감도가 증가하는 경우가 있는데 이를 sup '.! r sensit iza ti on 이 라 한다 (N B. hy pe rsensit iza ti on 과 혼돈하지 말 것 ) . 그리고 증감작용이 없는 색소를 가할 경우 처음 증감제의 증감작 용이 저하되는 경우가 있는데 이를 반증감 (an ti sens iti za ti on) 이라 한다. 사전유제는 대체로 전체 질량의 60~70% 가 제라틴, 30~40% 가 할로 겐화은(체적으로는 약 10% 정도)으로 이루어졌으며, 유리나 셀루로이드 판 위에 바르는 유제충의 두께는 2.5~38µm 정도이다. 할로겐화은 입 자의 크기는 유제의 종류에 따라 다르다. 예를 들면, 고분해 유제에서 는 입자의 크기가 O.05µm 정도로 아주 작고, 고감도 유제에서는 lµm, x- 선 필름에서는 1.7 µm 정도로 입자가 아주 크다 . 사전유제는 할로젠화은 입자의 평군 크기와 분광감도에 따라 그 특성 이 달라지며 그리고 입자의 크기는 노출광에 대한 반웅 속도와 밀접하 게 관련된다. 죽 할로겐화은의 입자가 쿨수록 표면적이 넓기 때문에 더

많은 빛을 흡수하며, 이에 따라 입자가 작은 경우보다 참상의 형성 속 도가 빨라진다. 그러 나 노출광량에 따른 사전 농도의 증가율을 나타내 는 콘트라스트 (con t ras t)는 대체로 입자가 작 을 수 록 더 커진다. 따라서 사전유제 의 종류는 입 자 의 크기 와 콘트라스트에 따론 유제 형 (typ e) 과 분광감도에 따른 유제등급 (class) 에 따라 달라진다. 천문용으로 많이 쓰이는 감광유제의 예를 들 면 표 2-1 과 같 다. 여기 서 입 자 크기 의 등급은 아주 큰 것 C(coarse) 에 서 부터 MC( m ode ra te l y coarse), M(mediu m ), F( fi ne ), VF(very fine ) 순으로 작아지 랴 콘 트라스트는 낮은 L (l ow) 에 서 부 터 M(mediu m ) , H( h ig h ) , VH( v ery

표 2- 1 천문 사전유제

사전유제 형 I 드o 구u 입자등급 콘 트라스트 등급 Ia 。 C M 103a D MC M Ila F M M lIIa J VF H ZN1I :::-:::-: : -::: -:::F -구 : .g:·I·· :. : g: 공 . ::.::,.: : :.: ::..::.:::-: : :-:::-: ::-:::- :::- :: -II: :::- :::- ::-:: : .::: .: :: : -:: -::: -::.::: :.:홍 .:::.::::::: ’I:: ::::: :::: :::::::: : :::::: :I:::: :: :::::::::::::::: I .;.;.;.; .;.;.;.; .; .;.;.I ; . ;.; . ;. ;.;.;.; .; .;.;.;.; ::: I: :: : I ::::I - Htof: : :홍:홍E: 장 :::;::I;:D :분:홍: ;: ::::; : :G: ;: :: ::;::::;::::H::::::;:::::I::: :::::::장: :::宰::::::: : :건언莘| : 군간 : : :: ,: ,: ::::: I l I 1 :::::::::: :분분분홍: : ::: : :간:: : ::::::::: : :: : :::::::::::::: : :::::::::::::::::::: 홍: l l I l : 홍순::::::: ::: : : :::::: ::::: : ::::::: ::: : :::::: : :::::::: ::: r::::: :: :::::;:;:;: ;:;: ;:;:; :;: : :: ::::..::::;:;::::::::::-.::• ::::: G J I ::::::..::::::::::: : :::::::::::::::::· 간::::::::::::::..:::g::분홍 O I•:•:• :• :•:•:.I:-: -:-:-:-:. :-:- :.:. : - :•: •:• : • :l• :':•:':':':': ' 300 40’ 0 500 600 700 800 • 900 1000 1100 1200 파장 (na no mete r ) 露: 특 수 분 광 감 도영역 已 :유효 분 광감도영역 그립 2-3 코닥사전유제 의 분광감도

hig h ), EH(extr e mely hig h ) 순으로 높아진다. 분광감도의 등급은 그립 2-3 과 같이 여러 종류가 있다. 그립에서 검은 부분은 가장 민감한 특 수분광감도 영 역 이 고, 사선찬 부분은 유용한 감도의 과장역 을 나타낸다. 천문용으로는 2500~5000 A 의 청 색 광에 예 민한 0 등급과 4500~6300 A 의 황색 광에 예 민한 D 등급의 전판이 많이 사용된다. 전자의 전판에 는 B 나 U 필터를, 후자의 전판에는 V 필터를 결합하여 촬영한다. IlIa-J 전판은 콘트라스트가 매우 좋고, 유제의 입자가 아주 작기 때문에 1 시 간 이상의 장기노출에도깨끗한상을 얻을수 있다. 적의선 영역의 광에 대 해 서 는 주로 I -Z 나 I -N 의 전판을 사용한다. 표 2-1 에 서 유제 형 의 오론쪽에 표시 된 a'’ 는 상반칙 불궤 (相反則不軌) 효과 (VI-5 참조)가 보 정된 장기 노출용 천문 사전유제임을 뜻한다. (3) 반할레 이 숀 (an ti -hala ti on) 광원이 아주 밝으면 유제충을 지난 광이 유리나 셀루로스의 아랫면에 서 반사되어 상 주위에 약한 무리 (hala ti on) 를 형성한다. 이러한 할레이 숀 효과는 지지충의 두께가 클수록 반사각의 증가 때문에 더 십해진다. 따라서 필름보다 전판에서 이 효과가 더 크므로 전판에 맺히는 상이 더 크게 나타난다. 그리고 같은 전판에서는 밝은 벌의 상이 어두운 벌에 비해 그 크기가 더 커지게 된다. 이러한 반사광의 효과를 제거하기 위 해 전판이나 필름의 아랫면에 적색이나 브라운색의 도료를 칠하여 반사 광을 흡수토록 한다. 사진전판이 들어 있는 상자의 윗면에 쓰인 backed'’ 란 표시는 건판 뒷면에 반할레이숀 도료를 바론 것을 뜻하며, unbacked 표시는 그렇 지 않은 것을 나타낸다. backed 전판을 사전 축광용으로 사용할때는 현상, 정착, 수세 과정을 거찬 후 얇은 솜으로 전판의 뒷면을 문질러서 반할레이숀 도료를 완전히 제거해야 한다. 2. 잠상 (1) 참상(l a t en t i ma g e) 의 개 념 사전유제 에 광을 노출하면 할로겐화온의 광분해 반응을 통해 반웅의 흔적이 남게 되는데 이룰 참상이라 하며, 이것은 현상과정을 거침으로 써 육안으로 식벌할 수 있는 상으로 나타난다. 참상온 은원자의 결합으

로 이루어지며 그리고 이것의 현상확률(현상에 의해 상으로 나타날 확 률)이 1/ 2 이나 그 이상이 되려면 최소 3~6 개 이상의 은원자가 결합되 어야 한다. 이러한 결합이 일어나는 위치를 참상중심(l a t en t im ag e cent er ) 또는 참상핵 (lat e n t im ag e nucleus) 이 라 한다. 실험에 의하면 2 개 정도의 은원자가 결합된 알맹이(스팩 (s p eck ) 이라 고도 한다)는 상온에서 이온으로 변환되지 않은 채 수일 동안 안정된 상태로 촌재할 수 있다. 그러나 이것의 현상확률은 1/2 이하이므로 현상 후에 상으로 나타나지는 못한다. 이와 같이 2 개 정도의 은원자로 이루 어전 참상을 준참상( 準潛像 , late n t sub i ma g e) 이라 하고, 이 위치 를 준 참상 중심이라 한다. 일반적으로 사전의 상온 현상과정을 통해 식벌할 수 있키 때문에 상 이 나타나는 현상확률이 중요한 의미를 갖는다• 현상용액에서 현상이 일어 나기 시작하는 건판상의 위치를 현상중심 (develop m ent cen t er) 이 라 하며, 현상용액에 넣기 전에 현상중심이 될 수 있는 확률이 1/ 2 보다 큰 위치 를 참상현상중심 (lat e n t develop m ent cen t er) 이 라 한다. 여 기 서 현 상중심은 현상용액내에서 현상이 일어나는 것을기준으로하는데 반해, 참상현상중심은 현상 이전상태를 기준으로 한다. 따라서 모든 참상현상 중심이 반드시 현상중심이 되는 것은 아니다. 현상중심은 다시 현상확률이 1/ 2 이나 그 이상으로서 빛의 노출에 관 련된 것 을 상중십 (im ag e cente r ), 그렇 지 않은 것 율 포그중심 (fog cente r ) 으로 구분한다. 마찬가지로 참상현상 중십에도 빛을 받는 참상중심과 빛을 직접 받지 않는 참상포그 중심이 있다. (2) 할로겐화은의 물리 적 불완전성 할로겐화온의 결정은 A 압이온과 할로겐이온이 차례로 이어전 입방형 구조 (A g Br , Ag C l, aAg l, rA g l) 와 육방형 구조({3 A g l) 로 이 루어 졌으며 , 각 이온은 6 개의 다른 이온들에 둘러싸이게 된다. 이 경우는 이온간의 결합이 완전한 형태로 이루어전 결정체에 해당한다. 그러나 실제 경우 는 그림 2-4 처럼 격자내에서 이온이 정상적인 위치에서 이탈하기 때문 에 생기는 점결함(p o i n t de f ec t)이나 그립 2-5 처럼 이온의 배열이 비교 적 건 선을 따라 변위되거나 변형되는 난위 (d i sloca ti on) 등의 불완전성 이 나타난다. 접결함의 경우에는 결정체내에서 열적 진동 때문에 이온들이 다른 위

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0@®@ oC ) ®) GCOO® \GO,-::, O 0® O@,?' ?@_®o-_ ~e ® Frenkel Sc h ot tky 그럽 2-4 프렌겔과 쇼트키 의 접 결함 나사난위 가장자리 난위 그림 2-5 난위

처 로 옮겨 가는 쇼트키 (Schott ky ) 결 함과 프렌켈 (Frenkel) 결 함이 있 다. 전자의 경우는 양이온과 음이온의 쌍이 빠져나가고 , 후자의 경우에는 하냐의 이 온이 격 자 사이 로 옮겨 가 격 자간이 온(i n t ers titi al i on) 이 되 면 서 원래 위치에 공공(空孔, vacanc y)을 남겨 두게 된다. 할로겐화온 결 정에서 프렌켈 결함의 격자간이온은 주로 A 압 이온이며, A g Br 결정에 서 A 압이온이 1. 27eV 의 에너지를 받으면 격자간 이온이 된다. 따라서 상온에서 프렌켈 결함이 쉽게 발생하며 이 효과는 쇼트키 효과보다 더 중요한 역할을한다. 할로겐화은 격자에서 Ag + 이온이 격자간 이온이 되면, 이것의 공공은 음전하의 할로겐 이온으로 둘러싸이기 때문에 음전하 중심이 된다• 격 자내에서 격자간 이온과 공공은 정지해 있지 않고 위치를 바꾸며 이동 하기 때문에 할로겐화온은 이온 전류에 의한 이온 전도울을 가지게 된

다. 이러한 전기적 성질은 결정체내에서 전자의 이동에 영향을 미치므 로 결국 참상형성에 중요한 역할을 하게 된다. 한편 상기의 접결함 의에 난위나 격자 사이에 불순물이 끼어 들어가는 불완전성도 참상 형성에 큰 영향을 미찬다. 죽 이들은 전자나 양공을 포획함으로써 하전(荷電)중심을 만들게 되며 이에 따라 접결함의 발생 이 더 쉬워진다. (3) 참상의 형성 금속의 며 이 론 (band t heor y)에 의 하면 A 압 이 온과 할로겐 이 온으로 이루어전 할로겐화은 결정에서 할로겐 이온의 가전자 (valence electr o n) 논 할로켄 원자에 속한 것으로 보지 않고 할로젠화은 결정내에서 가전 자며라 불리우는 일정한 에너지 며 내에 있다고 본다. 예를 들면 Ag B r 결정에서는 그림 2-6 처럼 가전자띠에 있던 전자가 광자를 흡수하면 2.5 eV 윗 쪽에 있 는 전도도띠 (conducta n ce band) 로 울타가며 이 때 부터 광 전자는 결정체 내에서 자유롭게 움칙인다. 한편 가전자머에는 전자 방 출로 양전하를 띠는 양공(陽孔, po sit ive hole) 이 생기며 이것의 활동성 (mob i l ity)은 전자(電子)의 경 우보다 훨씬 낮다. 그리 고 전자와 양공은 결정 체 내 에 서 광전도성 (p ho t oconduc ti v ity)을 형 성 한다.

준참상의 형 성 죽 참상핵 의 형 성 단계 (nucleati on s t a g e) 이 고, 두번째 단 계는 A g원자가 계속 추가됨으로써 참상이 성장하여 현상확률이 1/2 이 상 되는 참상의 성장단계(g row t h s t a g e) 이다. 이 두 단계는 결정체내에 서 광전도성에 관련되는전자와양이온의 농도및 이들의 결합률에 따라 크게 영향을 받는다. 죽 전자가 민감핵 주위에 많이 모이면 이돌의 척 력 때문에 양이온의 접근이 어려워져 A g원자의 형성율이 낮아진다. 그 리고. A 압이온의 활성도가 낮아지면 참상핵의 성장이 저지될 뿐만 아니 타 참상핵이 분산되어 생기므로 참상의 형성효율이 떨어전다. 일반적으 로 위의 두 단계는 서로 밀접하게 관련되지만 첫번째 단계의 효율이 높 다고 해서 반드시 두번째 단계의 효율도 높아지는 것은 아니다. 각 딴 계 의 효율은 노출광의 강도와 노출시 감광유제 의 온도 등에 따라 달라전 다. 따라서 특히 장기 노출을 필요로 하는 천문사전측광에 서 는 효율적 인 참상형성이 매우 중요한 과제가 되고 있다. 참상의 형성 과정에서 전자와 A 합이온이 가장 중요한 역할을 하지만 양공이나 A 압이온의 공공도 상의 형성에 큰 영향을 미찬다. 양공이나 공공의 활동성 은 각각 전자나 Ag + 이 온보다 낮지 만, 전자―양꽁, Ag + 이온―공공의 결합이 일어날 경우 참상의 형성효율이 떨어진다. 그리고 양공은 할로겐 이온과 결합하여 할로젠 원자를 만드는 중요한 역할을 한다. 할로겐 원자들이 결합하면 기체의 할로겐 분자가 되어 결정체의 표면 밖으로 방출되며, 이러한 할로젠 원자의 형성효율은 A g+이온의 꽁공이 많을수록 증가한다. 3. 사진 처리 (1) 현상 (develo p men t) a) 현상기구 빛이 사전유제에 입사될 때 실제로 할로겐화온에 흡수되는 광량은 극 히 적다. 과장이 4000A 인 광이 입사되면 입사광량의 40% 정도는 유 제 표면에서 반사되거나 루과되며 50% 정도는 제라틴에 흡수 산란되어 없어전다. 따라서 할로겐화은에 흡수되는 광량은 입사광의 10% 이내며 실제로 참상 형성에 쓰이는 것은 1~3% 정도로 극히 적은 양이다. 이러 한 에너지에 의해 할로젠화은 입자의 표면에 형성되는 온원자의 수는 아주 작기 때문에 이것만으로는 육안으로 식별할 수 있는 상이 형성되

지 못한다. 그래서 화학물질에 의한 화학적 처리를 통해 A g원자의 수 를 107~9 배까지 증가시켜 육안으로 식별할 수 있는 올바론 상을 얻게 되며 이러한 처리를 현상(現 像 )이라 한다. 현상과정의 한 예를 들면 히드로퀴논 (h y droq u i none) 이 포함된 현상 용액에 참상이 형성된 전판을 넣으면 C6Hi O H)2 :.==z 2 H+ + C6H402-- C6H4°2 一 + 2 Ag + :.==z C6H4 야 + 2 Ag 의 반응을 통해 퀴논 이온 (CsH40 2 -- )은 전판에 있는 A 맡 아온에 전자 를 공급하여 중성 은원자를 만든다. 여기서 A 압이온은 참상의 A g원자 와 할로겐화은 입자 사이에서 공급되므로 A g원자의 수적 증가는 곧 상 의 확대와 농도중가를 뜻한다. 그리고 위의 반응식에서 보인 것처럼 현 상용액으로부터 전자가 공급되어 A 압이온이 중성의 은원자로 환원되기 때문에 현상과정온 A 밍이온의 환원과정에 해당한다. 현상과정에서 A 압이온이 감광유제로부터 직접 공급되지만현상용액으 로부터 제 공될 수도 있 다. 전자의 경 우를 칙 접 현상 (d i rec t div e lop m ent) 또는 화학적 현상 (chem i cal develo p men t)이라 하고, 후자의 경우를 용 액 ―물리 적 현상 (solu ti on- phy s i cal develo p men t)이 타 한다. 실제 사용 되는 대부분의 현상약 (develo p er) 은 칙접현상용이며, 용액―물리적 현 상을 하려면 A g화합물이 포함된 현상약을 써야 한다. 후자에서는 현상 의 효율이 증가되는 반면에 A 합이온이 전판상에서 노출되지 않은 부 분에 부착하여 현상 중십을 만듦으로써 현상포그가 찰 생기는 단접이 있다. 현상과정은 현상용액 내의 용제가 유제에 도달함으로써 최초의 환원반 웅이 일어 나는 초기 수초에 해 당하는 현상의 시 작(i n iti a ti on) 단계와 온 원자의 수가 급격히 증가하는 연속 (con ti nua ti on) 단계로 나누어진다. 예 를 들면 직접현상이 일어나는 그림 2-8 에서 현상시작 단계의 경우는 참 상해을 이루는 A g원자들이 균일하게 성장하기 시작하지만 현상이 진행 됨에 따라 필라멘트형의 구조를 이루며 성장해 간다. b) 현상속도와 현상시 간 일반적으로 현상속도는 각 현상단계에서 할로젠화은 입자의 크기, 현 상용액의 농도와 p H 에 따라 증가한다. 노출광량에 대해서는 현상속도 가 현상시작 단계에서는 광량에 비례하여 층가하지만, 대부분의 현상시

1F , · I , , I , . 114 •✓ 그럽 2-8 현 상의 시 작단계 (윗 그립 )와 연 속 단 계 ( 아래 그립 )

간을 접유하는 연속단계에서는 노출광량에 무관해전다. 이런 접에서 현 상속도는 대체로 노출광량에 거의 무관하다고 볼 수 있다. 한편 현상속도는 현상용액 을 짓 는 (a git a ti on) 정 도에 따라서 도 크게 달라진다. 만약 사진건판을 현상용액에 넣어둔 채 가만히 두면 현상과 정에서 생기는 산화물이 전판 주위에 모여 있게 되므로 신선한 현상용 제의 연속적 공급이 이루어지지 않아 현상속도가 낮아지며 그리고 현상 용기 내에서 윗쪽보다 아랫쪽의 농도가 더 크기 때문에 아래, 위의 현 ’ 상속도가 달라진다. 따라서 현상과정에서 현상용액을 계속 처어야 하며 용액의 운동방향을 바꾸면서 상하 좌우, 사방으로 것도록 해야 한다.

일정한 노출광량에 대해 현상에서 얻어지는 상의 농도 (D) 와 현상시 간(-.-) 사이의 관계는 D = D. . (l - e-l< ) (2-1) 으로써, 활발한 현상은 비교적 짧은 초기 단계에 국한됨을 알 수 있다. 윗석에서 D~ 는 사용한 유제에서 얻을 수 있는 최대 농도이고, k 는현 상용제와 유제의 종류, 현상액의 온도 등에 따라 달라지는 계수이다. 한편 현상 시간(-c)과 현상액의 온도 (T) 사이의 관계는 log -c = c - (3T (2-2) 로서 현상용액의 온도가 높을수록 주어전 농도에 도달하는 현상시간은 짧아진다. 이것은 현상의 반웅울과 현상용제의 확산율이 용액의 온도에 따라 커지기 때문이다. 윗식에서 상수 C 와 (3는 유제와 현상용제의 종 류, 현상조건 등에 따라 달라진다. 실제 현상과정에서 중요한 것 중의 하나는 현상용액의 온도를 알맞게 유 지 하는 것이다. 예를 들면 코닥 D-19 의 현상약을 사용할 경우, 추천 하는 현상온도는 20°c 이 며 , 천문 사전전판의 현상시 간은 4 분이 다(표 2-2 참조). 현상용액의 온도가 20 ° c 와 다를 경우 그림 2-9 와 같은 관 계를 이용하여 현상시간을 조정할 수 있다 . 즉 온도가 24°C 이면 현상 시간을 4 분에서 3 분으로 줄여야 한다. 그러나 실제는 반드시 그림 2-9 와 같은 관계를 따를 수 없다. 왜냐하면 현상용액을 만들 때 쓴 물의 p H 와 탄산칼슘 (CaC03), . 불순물의 · 함량 등에 따라 현상반웅울이 달라 지기 때문이다. 용액의 온도가 높을 때는 현상시간을 적당히 줄인다. 그러나 현상활 동은 아주 짧은 초기에 심하게 일어나므로 노출되지 않은 부분에서 포

표 2-2 천문 사전전판의 처리시간

전판 현상 (20°C) (s1to8 p ~ 2b1a°thc ) Koda. k정 F 착ix e( 1r\8 : ~?2겁1 d°CkF) i xer (18 수~2세1 °c) Ia D-19( 4 분) . 10 초 103a D-19( 4 분) 30 초 ]Ia D-76(15 분) 30 초 10~15 분 3~5 분 20~30 분 J][a -J D-19( 4 분) 10 초. 1-N,Z D-19( 4 분) 30 초.

90 32

85 29.5 80 26.5 온 온 ;도..F..:_ 75 24 ^도C 6708 2210 65 18.5 2 21/z 3 4 5 6 7 8 9텝 1 0,5 . 5 현상시간(分) 그림 2-9 코닥현상약 D-19 의 경 우 현상시 간과 온도관계

그가 쉽게 발생되며 또한 유제 자체가 지나치게 부풀어올라 상의 모양 과 구조에 손상을 끼 칠 수도 있 다. 따라서 가능한 알맞은 온도를 유지 하도록 해야 하며 적어도 24°C 이상은 되지 않도록 해야 한다. c) 현상약 (develo p er) 노출된 사진전판을 현상용액에 넣었을 때 노출된 부분 죽 참상부분에 은원자를 증가시켜 깨끗한 상을 얻을 수 있어야 한다. 은원자를 증가시 키는 현상제 중 에서 득히 흑백사전용으로 많이 쓰이는 것은 Kodak El on 현상제 에 히 드로퀴 논 (h y dro q u i none) 을 첨 가한 것 이 다. 증류수에 이러한 현상제만 용해하여 사용하떤 현상이 대단히 느리게 일어나기 때 문에 현상축전제 를 첨 가한다 . 이 러 한 촉진제 (ac ti va t or) 로서 Kodalk, 탄산소다 (Na2 C0 3), 수산화소다 (Na O H) 등의 알카리 화합물이 사용된다. 현상용액 이 공기에 노출되면 쉽게 산화되므로 이를 막기 위해 아황산 나 트륨 (Na2S O s) 과 같은 방부제를 첨가한 다 . 한편 광에 노출되지 않은 부분에 서 생 기 는 화학적 포그를 감소시 키 기 위 해 KBr, KI, NaBr, Nal 같은 여 제 제 (re s t ra i ner) 를 첨 가한 다 . 그 리 고 정 상 온도보다 더 높은 온 도의 용액내에서 제라틴의 지나친 부품을 맙기 위해 황산나트륨 같은 화 합물을 첨가한 다 . 현상약에는 구 성 성분에 따라 여러 종류가 있으며, 현상약을 선덱할 때는 현상속도 , 현상용량, 상의 질, 콘트라스트 등을 고려해야 한다. 예를 들면 D-1 9 온 D - 76 보다 현상속도가 빠르며, 더 많은 건판을 현상

할 수 있다. 그리고 높은 콘트라스트를 얻는다(표 2-3 참조).

표 2-3 현상약

현상약 |라i.§. ..§..1 성잘 1 일반용도 D-19 고 큰 용량, 마론 현상, 맑은 현상액 전문필름, 과학용 건판 D-72 중 DEKTOL 현상액과 유사 확대및 접촉 인화 D-76 중 일반용, 모든 ASA 에 적용, 낮은 포그 필름 DEKTOL 중 | 큰 용량, 빠른 현상 확대 및 접 촉인화

현상용액은 공기와 접촉하여 산화되기 때문에 가능한 표면적아 적은 탱 크(t ank) 를 현상용기 로 이 용하는 것 이 좋다. 그리 고 사용치 않을 때 는 덮개를 용액 표면에 띄워 공기와의 직접 접촉을 막도록 함으로써 현 상용액의 유효 기간을 길게 할 수 있다. (2) 현상정 지 액 (sto p bath ) 사진 현상이 끝나면 전판을 현상정지액에 넣어 30 초 동안 흔들어 중 으로써 전판에 묻어 있는 알카리성의 현상약을 중성화시키며 또한 산화 물질을 제거한다. 현상정지액으로 증류수를 쓰기도 하지만 효과적인 중 성작용을 위해서 수 % 정도의 아제트산 용액을 사용한다. (3) 정 착(fi x i n g) a) 정착 과정과 시간 사전 현상 후 비감광부분에 남아 있는 할로겐화은을 제거하여 안정화 시키는 것을 정착이라 한다. 정착제로 많이 사용되는 화합물은 티오황 산염 (thi o s ulfa te, S2 아)을 포함하는 나트륨 결정 (Na2S2 아 ·5H20- 이것을 하이 포 (h yp o) 라 부론다), 티 오황산, 티 오황산암모늄 ((NH 야 S2 야) 등 이다. 정착이 일어나는 과정은 크게 제 단계로 나누어진다• 첫째 정착 액이 유제내로 확산되어 들어가서 비감광 부분의 할로젠화온을 용해시 킨 후 정착제와 이들의 반응에서 생건 티오황산은착화합물이 용액내로 용해된다. 예를 들면, h yp o 용액에서 할로젠화온이 Ag B r + 2 Na2S20a —-+ NaBr + Na3Ag ( S0a)2 의 반응을 동해 A g Br 이 정착액 내로 용해됨으로써 우유색의 비갇광 부 분이 벗겨져 건판이 두명해진다. 이와 같이 정착액내에서 현상된 비감

광부분이 두명해지는 데 걸리는 시간율 제거시간 (clear i n g ti me) 이라 하 며, 이것은 정착 속도를 나타내는 쳐도가 된다. 일반적으로 정착율은 여러 요인에 따라 달라진다. 죽 사전유제의 구 성 입자의 크기와 유제의 두께가 작을수록, 그리고 용액의 온도가 높을 수록 제거시간은 짧아전다. 정착액내의 티오황산염의 농도가 지나치계 낮거나 또는 높으면 정착속도가 늦어지기 때문에 정착액의 농도를 적당 하게 유지해야 한다. 현상의 경우와 마찬가지로 정착과정에서도 정착액 울 찰 처어줍으로써 신선한 정착제을 전판에 계속 공급토록 한다. 정착과정에서 비감광부분의 할로젠화온이 완전히 제거되는 시간을 정 착시간(fi xa ti on ti me) 이라 하며, 이것은 대체로 전판이 투명해 보이는 제거시간보다 배 정도 더 길다. 하나의 정착액 탱크에서 여러 장의 사 전 건판을 정착하면 티오황산영의 농도가 줄어들기 때문에 이에 따라 정착시간이 길어쳐야 한다. 이 경우에 정착시간을 처음과 동일하게 하 면 육안으로 확인되지는 않지만 할로젠화온이 완전히 제거되지 못한다. 이런 접을 고려하여 정밀측광용 사전율 처리할 때는 두 개의 정착탱크 를 쓴다. 즉 현상된 전판을 첫번째 정착뎅크에 담구어 일단 할로젠화온 울 제거한 후 다시 두번째 정착탱크에서 나머지 할로젠화온을 완전히 제거한다. 이때 각 탱크에서 정착하는 시간은 같게 한다. 여러 장의 전 판을 정착함으로써 첫번째 정착뎅크의 정착효능이 많이 뗄어지게 되면 이것을 버린 후 다시 새로운 정착액을 만들어 담아서 두번째 정착랭크. 의 위치에 놓는다. 그리고 두번째 탱크는 첫번째 자리로 옮겨 놓는다. 이러한 경우는 두 개의 동일한 정착랭크를 사용하는 경우이며, 천문대 에 따라서는 두 개의 정착뎅크중 하나는 특별히 처방된 정착약을 사용 하기도 한다. 정착시간은 코닥의 분말 정착제를 사용할 경우 10~15 분이며, 액체 정 착제 (Kodak rap id fi xer) 를 쓰면 3~5 분으로 정 착시 간이 1/3 정 도 짧 아전다. 정착시간이 치나치게 길어지면 오히려 상을 이루고 있는 온원 자가 용해되기 때문에 상의 크기가 줄어드는 구조적 변화가 일어난다. 따라서 20°c 정도의 온도에서 지정된 정착시간을 지키도록 하는 것이 안전하다. b) 정 착약(fi xer) 정착약의 구성 성분 중에서 가장 중요한 것은 비감광부분의 할로젠화 은을 제거하는 정착제이다. 여기에는 표준 정착제로 흔히 쓰이는 분말

II6

의 h yp o 와 액체 정착제를 만드는 데 쓰이는 티오황산암모늄 등이 있 다. 후자는 공기 접촉에 의해 분해되기 때문에 이를 막기 위해 아황산 나트륨이 첨가된다. 현상처리된 전판은 정착용액에 넣기 전에 현상정지액에 담구어 알카 리 성 의 현상용액 을 중화시 킨다. 그러 나 전판에 약간의 현상액 이 묻어 있을 경우 이것이 정착액의 효능을 감되시키기 때문에 이를 막기 위해 정착용액에 아제트산이 첨가된다. 그리고 견고제 (hardener) 로서 칼뭄 명 반 (KAl(S04)2· 12H20) 이 나 크롬명 반 (KCr(SO~)z• 12H20) 을 정 착약에 첨가하여 유제의 제타틴을 견고하게 함으로써 수세와 건조과정에서 건 판 표면의 손상을 막고 제라틴이 지지판에 잘 밀착되도록 한다. 참고 Ila-0 전판을 정 착시 킨 정 착액 에 ][a-J 건판을 정 착시 키 면 Ila-0 전판에 서 나온 옥화물이 ][a-J 전판에 부착하여 적 색 또는 황색 반접 이 생 기 며 이 를 금곰팡이 (go ld mould 또는 go ld spo t dis e ase) 라 한다. 이 것은 주로 전판 가장자리 부근이나 강한 노출이 일어난 상 주위에서 나 타난다. 따라서 ][a-J 와 Ila-0 전판을 같은 정 착액 에 서 정 착하지 않도 록 해야 한다.

(4) 수제 (washin g ) 정착이 끝난 후 전판에 묻어 있는 티오황산염과 여러 복합물들을 제 150 125 티

오1007550 황산18. SC 에 수세한 경우 액의Hyp o 제거제를 쓴 경우 µ 도농cm 2 (25 g

l)15 30 45 60 수세시간(分) 그립 2-10 수세시간과 티오황산액의 농도

거하기 위해 전판을 물로 씻어내는 것을 수세라 한다. 이들 물질이 제 거되는 울은 그립 2-10 처럼 시간에 따라 지수함수적이므로 흐르는 물 속에 건판을 20~30 분 정 도 담구어 야 한다. 그리 고 물의 온도가 높을수 목 제 거 울은 높아진다. 코닥사의 하이 포 제 거 제 (hy po clearin g ag e nt) 를 쓰면 수세시간을 10 분 이내로 줄일 수 있다• 죽 정착이 끝나면 건 판을 물에 1 분 정도 행군 후 약한 아황산나트뮴 용액인 하이포 제거액 에 1~3 분 동안 담구어서 찰 짓는다. 다음은 흐르는 물에 5 분 가량 담 가둔다. 인화지의 경우는보통두꺼 1 면 10 분, 아주두꺼우면 20 분정도 흐르는 물에 담가 두어 야 한다• 건판을 깨끗이 씻지 않으면 상을 이루는 온이 다른 화합물과 반응하 여 황색이나 브라운색으로 색깔이 변하게 된다. 따라서 가능하면 흐르는 물 속에 전판을 충분히 담구어 두는 것이 좋다. 전판을 씻을 때 처음부 터 물의 온도가 너무 차가우면 급격한 온도 차이로 전판 표면의 제라틴 수축이 고르게 일어나지 않기 때문에 상의 모양과 구조에 손상을 끼치 계 된다. 그리고 물을 훌릴 때는 전판 표면 위로 직접 흐르지 않도록 해야한다. 수세가 끝난 후 건판을 그냥 말리면 물자국등이 남기 때문에 증류수나 약간의 p ho t o- fl o 를 탄 용기에 전판을 넣어서 수십초 동안 찰 흔든 후 에 말리는 것이 좋다. 이때 backed 전판의 경우에는 전판 뒷쪽에 칠 한 반할레이숀 도료가 현상될 때 완전히 제거되지 않으므로 남아 있는 도료를 조십스럽게 솜으로 문질러 닦아낸 후 말리도록 해야 한다. (5) 건조와 보관 전판 위에 물방울이 있으면 이 부분에서 화학적 포그 수준이 올라가 므로 물방울이 없도록 하여 군일하게 마르도록 한다. 전판을 급격히 건 조시키면 제라틴이 분군일하게 수축하므로 전체에 변형이 생길 수 있으 며 또한 습도 변화가 심하면 배경 농도의 변화가 커진다. 따라서 전판 이나 필름은 온도가 20°c, 상대습도가 70% 인 먼지가 없는 어두운 곳에 서 서서히 말리도록 해야 한다. 건판이 마른 후 전판 아랫쪽에 전판의 일련번호, 대상천체의 이름, 적경, 적위, 촬영 일자, 노출시간, 사용한 필터 등을 기록한 후 봉두에 넣어 보관한다. 보관 장소는 대체로 온도가 15~25°C 이고, 상대습도가

지금까지 현상, 정착, 수세 등 사전처리 과정을 살펴보았다. 천문사 진에서는 사전 촬영이 중요한 만큼 위의 여러 처리과정도 매우 중요하 다. 득히 전판이 사전측광용으로 쓰일 경우는 더욱 조심스럽게 취급되 어야 한다. 이런 점에서 현상액, 현상정지액, 정착액, 하이포 제거액 등 온 반드시 증류수로 만들어 써 야 하며 그리 고 지 정 된 온도 (~20°c) 와 처리시간을 지키도록 해야 한다 . 참고 현상액, 현상정지액, 정착액을 깊이가 얕은 접시(t ra y)와 깊고 폭이 좁은 탱크에 담을 경우, 이들 용액의 성능 보존기간(사용하지 않 았을 때)과 최대 사용용량 (4 X 5 전판의 갯수)의 예를 보면 코닥제품 을 쓸 경우 표 2-4 과 같다. 실제 경우에 사용조건과 유지조건울 고려 하면 아래 표의 수치는 최대치에 해당한다 .

표 2-4

보존 기간 최대사용량(갇론당) 용엑 접시 | 탱크 접시 탱크 현상약 ( D - 19) 24 시간 1 개월 120 장 240 장 현상정지 약(코닥 SB-5) 3 일 1 개월 200 장 코닥분말정착약 1 주 1 개월 400 장 코닥액체정착약 1 주 1 개월 480 장

4. 노출과 사진농도 (1) 사전농도(p ho t o g ra p h i c densit y) 빛에 노출된 사전 전판이 현상과정을 거치게 되면 은입자로 이루어전 상이 생 간다. 이 건판을 농도계 (dens it ome t er) 에 올려 놓고 아래 에 서 빛을 쪼이면 전판을 두과해 나오는 빛의 양온 상을 이루는 A g원자의 수와 전판 자체의 광흡수 및 산란 등에 따라 달라진다. 이때 입사광량 에 대한 두과광량의 비 (T) 를 루과울(t ransm itt ance) 또는 두명도(t rans­ p aranc y)라 하고, 이 것 의 역 수 (0) 를 불두명 도 (o p ac ity)라 한다. Hurte r 와 Drif field 는 위 의 두 물리 량으로부터 사전농도 (D) 를 D=log O =-log T (2-3)

으로 정의하였다. 여기서 입사광의 무과율은 은결정 입자의 밀도가 쿨 수록 감소하므로 사전 농도는 은결정 입자의 밀도에 비례하여 층가한다. 입사광이 완전히 무과되면 D=O 이고, 두과광이 전연 없을 때는 D=oo 이다. 일반적으로 사전농도는 감광유제, 노출광의 강도와 양, 현상조건, 농도계에 의한 측정방법 등에 따라 달라진다• 특히 후자의 경우는 상 을 이루는 온결정 입자에 의한 산란광의 효과를 의미한다. 즉 농도축정 에는 그림 2-11 처럼 산탄광을 포함한 모든 두과광울 고려한 경우와 산

-니- 정농도 내 ”. I-반 정농도 1\0°1\ 산광농도 光 그립 2-11 사전농도

란광을 제외하는경우가 있다. 전자에 해당하는농도를 산광농도(散光淡 度, dif fus e densit y), 후자의 경 우를 정 농도(正濃度, sp e cular densit y) 라 한다. 그리고 50~100 의 입체각을 지나는 두과광량으로 정의된 것을 반정 농도 (sem i s p ecular dens ity)라 한다. 정 농도 (D, )와 산광농도 (DF) 의 비 (D,/DF) 를 캘리 어 (Call i er) 계 수 또는 . 구설리 어 Q 인자타 하며 , 이 값은 언제나 1 보다 크고, 그리고 유제의 입자크기가 클수록 증가한다. (2) 사전 특성곡선 사진촬영 때 복사체로부터 감광유제의 단위 면적당, 단위 시간에 받는 복사 에너지량을 1 라면, t시간 노출할 때 단위 면적이 받는 총에너지 량 E 는 E=lt 이고, 이를 노출 또는 노광량 (ex p osure) 이타 한다. 유제 가 에너지 E 를 받아서 현상된 상의 농도가 D 라면, 동일한현상과정율

거칠 경우 노출 E 와 농도 D 사이에는 그립 2-12 와 같은 관계가 성립 하는데 이 를 사전 특성 곡선이 라 한다. 이 관계 는 1890 년 Hurte r 와 Drif field 에 의 해 최 초로 조사되 었 기 때 문에 (D-Iog E) 곡선을 H-D 곡 선이라고도 한다. 이 곡선은 그립 2-12 처럼 처음 노출단계에서는 노출 이 계속되어도 농도가 일정하게 유지되는데 이 등 도를 총포그농도(g ross fog dens ity)라 한다. 이것은 사전전판에서 지지충(유리) 자체의 기본농 도 (bas e dens ity)에다 비 감광유제의 농도(이를 전짜 포그농도라 한다)를 합천 것이다.

Dm F D

사진D, 二 _L_\----- 〔一- 도농

A Ee 그립EA 2-12 사L전og의 EH -D 곡선 E. ED

노광량이 EC 보다 커지면 농도가 서서히 증가하다가 A 접에서부터 농 도와 노광량 사이에 D oc log E (2-4) 의 관계가 성립한다. 노광량이 E8 보다 많아지면 농도의 증가울이 감소 하다가 최 대 농도(또는 포화농도) Dm 이 후부터 는 농도가 감소하는 반 전(反 轉 ) 현상 (solar i za ti on) 이 일어 난다. 이 현상온 A g의 재할로젠화 (rehalog e nati on ) 현상으로 본다. 즉 이 미 형 성 된 참상에 강한 빛 을 계 속 쪼이면 여기서 생긴 A 압이온이 주위의 할로겐 이온과 결합하여 할

로겐화은을 만들기 때문에 참상을 이루고 있는 A g원자의 수가 감소하 고, 농도가 줄어들게 된다. 그림 2-12 에 서 CA 부분을 토우(t oe) 라 하고 칙 선 AB 부분은 사전축 광이 이 루어 지 는 정 상 노출영 역 (correct exp o sure re gi on) 에 해 당한다. B 접 에 서 D 접 까지 는 과다노출에 해 당하는 영 역 으로서 어 깨 (shoulder) 타 불린다. 칙선 AB 에 해당하는 노출간격 !(=Es-EA) 울 레티튜드 (lat i tud e), Es/EA 를 노출쳐 도 (ex p osure scale) 라 하며 이 들 양들은 모 두 사진측광이 가능한 한계노출 법위를 나타낸다. 건판상에서 최대, 최 소 농도의 차이 (Dm-D f)를 농도쳐도 (dens ity scale) 라 하고, 이에 해 당하는 노출비 ED/Ee 를 총노출쳐 도(t o t al exp o sure scale) 라 한다. 직 선 AB 의 연장선과 포그농도 D f와의 교접 G 를 관성접 (ine rti a po in t) , 이 에 대 웅하는 노출 i 를 관성 (i ner ti a) 이 라 한다. i 값이 작을수록 총포 그농도 Df 의 도달시간이 빨라지기 때문에 i의 역수는 감광유제의 감도 (s p eed) 를 나타내 는 쳐 도로 쓰인 다. 그립 2-12 에서 H-D 곡선의 경사 죽 기울기는 노출에 따론 사전농도

3.0

도,i 。 1,0 총포그농도 Log E 그림 2-13 콘트라스트 지 표 (CI)

의 중가울을 나타내는 것으로써 기울기가 클수록 노출에 따른 명암의 대조가 더욱 찰 나타난다. 이러한 H-D 곡선의 기울기를 콘트라스트 (con t ras t)라 한다. 특히 H-D 곡선 중에 서 적 선부분의 기 울기 를 감마 (r= t ane) 라 하며 이것은정상노출영역에서의 콘트라스트이다. 실제 사 진에서는 토우나 어깨부분 같은 정상노출영역 밖에서도 상이 형성되므 로 이들의 목성을 고려하는 콘트라스트 지표 (con t ras t i ndex=Cl) 를 쓰 기도한다. H - D 곡선의 평군 기울기를 나타내는 CI 는 다음과 같이 정의된다. 그 림 2-13 의 H-D 곡선에서 총포그농도선상의 한 접 O 를 중심으로 반경 이 l o g E=O.2 와 lo g E=2.2 인 호를 그릴 때, 이것이 H-D 곡선과 만나는 접 을 각각 A,B 라면 이 두 정을 잇는 직선의 기울기를 CI 로 정의한다. 일반적으로 CI 값은 7 보다 작으며, 이들의 차이는 그립 2-14 의 예처럼 현상시간이 길수록 대체로 더 커진다.

三 콘30

라스

〔2 。 산광농도 〔 10 1.0 103a-F Log E 그람 2-1 4 r 와 c1 (20°c 의 D-19 사용)

정상노출영역에서 r 와 농도 사이에는 D = r(I og E -Iog t) + D, (2-5) 의 관계가 성립한다. 그리고 동일한 감광유제, 동일한 노출과 현상조건

울에서 고 려농 도하면 D 식는 (r 2에-4 ) 비로례부터하 므r로 와 농현도상와시 간현(1상:)시 사간이 사에이 의 관계식 (2-1) r = roo(l - e-h) (2-6) 의 관계가 얻어진다. 여기서 r= 논 주어진 유제에서 얻을 수 있는 r 의 최 대 치 이 다. 식 (2-4) 와 (2 - 5) 에 관한 예 를 보면 감광유제 103a-F 에 서 는 그립 2-14 처럼 현상시간이 짧을 때는 r 가 현상시간에 비례하여 증 가하지만 8 분 이상이 되면 r 는 거의 일정한 최대치에 도달한다. 반년 에 건판의 총포그농도는 전반적으로 높아지기 때문에 사전의 질이 떨어 지게 된다. 따라서 유제와 현상액이 주어질 때 여기에 알맞는 현상시간 울 선택하기 위해서는 . r 와 CI 의 값울 고려해야 하며, 그리고 현상시간 의 조정 으로 콘트라스트를 높이 려 하지 말고 처 음부터 콘트라스트가 큰 감광유제를 택하는 것이 안전하다. (3) 사전의 감도 (sens iti v it y ) H-D 곡선상에서 특정한 사전농도에 해당하는 노출의 역수는 사전의 감도 (sens iti v ity 또는 s p eed) 를 나타내 는 쳐 도로 사용된다. 이 때 특정 농도에 해 당하는 H-D 곡선상의 접 을 감도접 (spe ed p o i n t)이 라 한다. 일 반적으로 주어진 농도를 얻는데 필요한 노출이 적을수록 사전의 감도는 높다고 볼 수 있다. 그러나 두 종류의 유제를 비교할 때는 기준이 되는 감도접의 농도를 얼마로 잡느냐에 따라 감도와 콘트라스트의 관계가 달 라진다. 예 를 들면 두 종류의 사전유제 에 대 한 H-D 곡선이 그립 2-15 와 같을 때 감도정의 농도를 D=0.3 으로 취하면 A 쪽이 B 보다 감도는 높지만 콘트라스트는 낮다. 그러나 감도정의 농도를 D=0 . 6 으로 취하 떤 감도와 콘트타스트가 모두 B 쪽에서 더 높게 나타난다. 천문관측에서는 어두운 천체를 다루기 때문에 가능한 감도가 높은 유 제가 좋다. 이 경우 그립 2-15 에서 B 보다 A 쪽의 유제가 더 좋은 것 으로 볼 수 있다. 그러나 전판상에 상의 형성과 정상노출의 영역을 고 려할 때 천체사전에서는 감도접의 최소 농도가 D ::::::。 .6 이고 쿈트라스트 가 높아야 한다는 조건이 따른다. 이 경우에는 그림 2-15 에서 A 보다 B 의 경우가 천체사전용으로 더 적합하다. 사전의 감도는 대체로 유제입자의 크기에 따라 증가하므로 표 2-1 의 천문용 건판에서 가장 감도가 높은 것은 Ia 건판이며, 가장 감도가 낮

2.0

농도

1.0 n6 3 i ni 0.0 0.0 1.0 Log E 그립 2-15 감도와 콘트라스트

은 것은 l[ a- J전판이다. 사전 감도는 유제의 독성 의에 현상약, 현상조 건 및 현상시 간, 노출, 온도, 습도 등에 따라 달라진다. 단기 노출에 서 는 감도의 단위 로 ASA(Americ a n Sta n dard Associa - ti on) 단위가 많이 쓰인다. 이것은 그림 2-16 에서 현상시간을 적당히 조 철하여 총포그농도보다 농도가 o.1 더 높은 A 접과 이보다 0.8 더 높은 B 접과의 노광량의 차이가 L1lo g E= l. 30 이 되도록 할 때 A 정이 감도 접이 되며, 이에 해당하는 노광량의 역수를 ASA 감도로 정의한다. 즉 ASA 三 Sx = O. 8/EA (2-7) 여 기 서 노광량 EA 의 단위 는 mete r -candle-sec 이 다. ASA 감도를 대 수 감도 요로 표시하면 Sv = 3. 32 log 10 O. 3 Sx = log 2 O. 3 Sx (2:...8) 이 고, 이 값은 도(度)로 표시 한다. 유럽 에 서 흔히 쓰는 DIN(Deuts c he Industr i e Normen) 감도와 ASA 감도 사이 에 는 DIN = IO lo g 1 。 Sx + I (2-9)

2. 사진측광 I25

DDDAI ____A li- -~t::,. L 二o g E= 1. 3二0 너Bj. .B ... A.. ...\ = 080

그립L og2 -1E6 ASA 감도

의기관계가 있다• 이들 세 종류의 감도수치를 보면 표 2-5 와 같다. 又J 노출의 천문사전에서는 이러한 감도단위를 사용하지 않는다.

표 2-5 사전감도

ASA ASA Sx I Sv DIN Sx | Sv DIN 800 8° 30 64 4. 3° 19 400 70 27 50 40 18 200 60 24 40 3. 6° 17 100 50 21 25 30 15 80 4.6° 20 12 20 12 75 4.5° 19.8 6 lo 9

대양광이나 탕그스덴을 태워서 나오는 빛에 의해 결정되는 사진감도 는 복합광의 유효 과장에 해당하는 감도로 볼 수 있다. 이때 이 감도가 모든 파장의 광에 동일하게 적용되지는 않는다. 왜냐하면 파장에 따른 사전감도 죽 분광감도 (s p ec t ral sens iti v ity)가 감광유제의 구성성분에 따라 달라지 기 때 문이 다. 예 를 들면 Ia-0 전판은 그림 2-17 처 럼 5500A 보다 짧은 UV 광에 민갑하며, I03a-D 건판은 65ooA 의 적색광까지 민

감하다. 이들 두 전판의 감도는 최대 과장보다 짧은 광에 대해서는 거 의 일정하게 유지된다. 그러나 적외선광(I R) 에 예민한 I-N 건판과 11000 A 의 원 IR 까지 감도가 확장되 는 1-Z 전판의 경 우는 5000~7000 A 의 총 파장역 에 서 감도의 감소현상이 생 간다. 그립 2-17 에 서 2500 A. 보다 단 과장 광에 대한 감도변화가 보여지지 않는 것은 2500A 부근의 단과장 광이 사전의 제라탄에 의해 거의 모두 흡수되기 때문이다.

2.0

(

버ni 0 0 oT)守g 1- 조 o 32°000 4000 6000 8000 10000 12ooo(A) 파장 그림 2-17 사전유제 의 감도 : 대 수로 표시 된 감도는 사전농도가 총포그농 도보다 0. 6 만큼 더 큰 감도접 (spe ed po in t ) 에 해 당하는 노출광 량 (er g /cm2 단위)의 역수로 정의했다.

5. 상반칙불궤 1862 년 Bunsen 과 Roscoe 는 광화학적 반응에 서 생 기 는 생 성 물질의 질량은 노광량 E(=lt )에 비 례하며 , 광의 강도(I)나 노출시 간(t)에는 무관하다는 상반칙 (相反則, reci pr ocit y law) 올 보였 다. 이 법 칙 에 따르면 사전의 상을 이루는 온원자의 질량은 노광량에 비례하며 그리고 일정한 노광량에 대해서 노광의 강도와 노출시간의 관계는 Ioc1/ t로써 서로 반 비례 관계를 가진다. 대부분의 사진에서는 이러한 상반칙이 성립하지만 빛의 강도가 아주 강하거나 약한 경우에는 사전의 감도처하 때문에 상반 칙이 성립하지 않는다. 이때는 노출시간을 좀더 길게 함으로써 노광량 울 증가시켜 감도처하를 보완한다. 이와 같이 상반칙이 성립치 않는 것

올 상반칙 불궤 (相反則不軌) 또는 상반칙 효과 (rec ip roc ity e ff ec t)라 한 다. 이 러 한 효과는 이 미 1900 년에 Schwarzschil d 의 천체 사전관측에 서 밝혀졌으며, 그는 노출시간과 노광의 강도 사이에 Itp = 일정 의 관계를 얻었다. 여기서 #::::o.8 이므로 어두운 벌일수록 노출시간을 더 길게 해야만 동일한 농도가 얻어침울 알 수 있다. 상반칙 불궈]는 노광량이 아주 작거나 아주 큰 쪽에서는 흔히 나타나 논 현상이며 실례를 보면 그림 2-18 과 같다. 여기서 점선으로 표시된 칙선은 상반칙이 정확히 성립하는 경우이다. 그러나 단기 노출용 II-0 전판과 장기 노출용 Ila- 0 와 Ia-0 건판에 서 는 빛 의 강도가 약할수록 상반칙 불궈 1 가 더 심해진다. 따라서 동일한 농도를 얻기 위해서는 노출 시간을 증가해야 하므로 그림에서 직선이 아닌 곡선이 나타나게 된 것 이다• 그리고 천문사전에서는 주로 어두운 천체를 다루기 때문에 강한 빛에 대한 고강도 상반칙효과보다는 약한 벚에 대한 처강도 상반칙효과 가 휠싼 더 중요하다. 따라서 천문용의 Ia-0, II a-0 전판이 단기 용의 II - 0 보다 처강도 상반칙효과가 훨씬 더 많이 보정되었다.

노 출시 간 (sec)

1.0 105 105 1OJ 101 102 10 10- 1 (.S :)Wo). o 10-2 3: llo1 1.0 10-3 2.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 1.0 Log I (mete r -candles) 그립 2-18 상반칙효과, 총포그농도보다 0. 6 만큼 더 큰 사전농도를 얻을 경 우에 노광량 (E), 빛의 강도(I), 노출시간 사이의 관계를 나타 낸 그립이다. 각 유제는 20°c 의 D-19 현상용액에서 4 분 동안 현상 처리한 것이다. •

(1) 처 강도 상반칙 불궤 (low int e n sit y recip ro cit y law failu re) 빛의 강도가 아주 약한 경우에 생기는 처강도 상반칙불궤 (LIRF) 는

주로 은원자의 열적 불안정 때문에 일어난다. 즉 실온 정도에서 참상을 이루는 은원자가 O.77eV 정도의 에너지를 받게 되면 은원자가 전자를 방출하며 A 압이온으로 변환된다. 즉 Ag + 加 _ Ag + + e- 이때 A 압이온은 원래의 위치에 머물기도 하지만 다른 곳으로 옮겨가서 그곳의 전자와 만나 은원자를 형성하기도 하며, 또한 할로겐이온과 만 나 다시 할로겐화은을 형 성 할 수도 있 다(이 를 rehalog e nati on 효과라 한다). 전자도 마찬가지로 다른 위치로 옮겨가서 그곳의 A 압이온과 만나은 원자를 형성하거나 또는 양공에 포획되어 사전효과를 감소시키기도 한 다. 이처럼 A g원자의 이온화와 ’ A 압이온이나 전자가 다른 곳으로 이동 하는 확물이 높아지면, 일단 초기에 온전자가 형성되더라도 이것이 참 상핵으로 성장되지 못하고오히려 주위로 확산된 여러 개의 작은 A g핵 들이 형성될 수 있다. 이와 같이 빛의 강도가 아주 약한 경우는 참상핵 의 형성이 용이하지 못하므로 처강도 상반칙불궤는 주로 참상핵의 형성 과정에 관련된 현상으로 볼 수 있다. 만약 은원자가 불안정하여 이온화되더라도 A 압이온이 다른 위치로 이동하지 못하게 되거나 또는 전자와 A 압이온의 재결합울을 . 높인다면 참상은 붕괴되지 않고 안정된 참상핵을 이루게 된다. 여기서 전자(前者) 의 경우에는 열에너지를 줄이기 위해 유제의 온도를 내려야 하고, 후자 의 경우에는 빛의 강도를 높여 광전자를 많이 방출해야 한다. 처강도 상 되반칙고불 있궤다 .현 상죽을 어 줄두이운기 천 체위의한 이촬영러 한때 방전법판들의이 온실도제를 천—문2관0° 측c 에정서도 로이 용낮 게 유지함으로써 감도를 높이기도 하며 그리고 천체에 직접 노출하기 전에 아주 약한 광에 먼저 노출하여 준참상핵을 형성한 후, 어두운 천 체 에 노출함으로써 참상해 의 형 성 을 용이 하게 한다. 특히 후자의 전노 출(p re-ex p osure 또는 pre -fl as h) 방법 에 서 는 전판에 포그농도가 증가하 기 쉬우므로 이 방법을 사용할 때는 상당한 주의가 필요하다. (2) 고강도 상반칙 불궤 (hig h int e n sit Y recip r ocit y law failu re) 빛 이 아주 강하면 할로젠화은 입 자에 서 광전자의 방출울이 아주 높기 때문에 전자가 참상핵 주위로 확산되어 작은 온입자들을 형성한다. 즉

빛이 강하면 참상핵은 잘 형성되지만, 이것이 하나의 큰 안정된 참상으 로 성장하지 못하므로 결국 사전의 감도가 떨어지는 고강도 상반칙불궤 (HIRF) 가 생기계 된다. 이 경우에는 A 압이온의 활동성을 높여 전자와 의 재결합율을 증가시켜야 하므로 건판의 온도를 높여야 한다. 한편 빛의 강도가 약할때는참상이 할로젠화은 입자의 표면에서 생기 지만 빛이 아주 강하면 순간적인 광전자 방출이 표면에서 지나치게 높 아지기 때문에 안정된 참상이 할로겐화은 입자의 내부에서 먼처 형성된 다. 이와 같이 표면참상보다 내부참상이 먼처 형성되는 것을 표면효과 (top o g r ap h ic e ff ec t)라 하며 , 이 효과는 할로겐화은 입 자의 표면에 서 감도처하를 유발함으로써 고강도 상반칙불궤를 일으키는 원인이 된다. 처강도 상반칙불궈]는 초기 참상핵의 형성단계에 관련되는 반면에 고 강도 상반칙불궈]는 참상핵의 성장단계에 관련된다. 참상핵을 하나의 큰 참상으로 성 장시 키 기 위 해 후노출(p os t -ex p osure 또는 po st- flas h) 방법 울 쓰기도 한다. 죽 강한 빛의 천체에 노출된 건판을 다시 약한 균일광 에 노출함으로써 분산된 형태의 참상을 하나의 큰 안정된 참상으로 성 장시키는 것이다. 일반적으로 이미 형성된 참상을 성장시키는 것을 참상 강화(l a t en t im ag e in te n sif ica ti on 또는 약자로 la t ens ifi ca ti on) 라 한다. (3) 간헐효과(i n t erm itt enc y eff ec t) 강도가 1 인 광원에 t시간 동안 연속 노출할 때 사전유제에 입사된 노 출광량은 E=lt 이다. 동일한 광원에 대해 단속적(斷綾的)으로 노출하되 총노출 시간은 t가 되도록 하면, 사전유제에 입사된 총광량은 앞서 연 속노출의 경우와 동일하다. 그러나 실제 사전에서 나타나는 사전농도는 서로 다르다. 이런 효과를 간헐효과라 하며, 이것은 일종의 상반칙효과 에 해당한다. 이런 효과는 두 경우에서 A 갑이온, 전자, 양공, A 합이 온의 공공등의 활성도와참상의 형성상태가 시간에 따라 서로 다르기 때 문으로 생각된다. 단속적 노출횟수가 100 번 이상으로 많아지면 간헐효 과는 사타전다. 6 상의 구조 (I) 입 상도(g ra i n i ness) 와 입 도(g ranular ity) 현상된 상을 확대시켜 보면 그림 2-19 처럼 상온 작은 은입자들로 이

루어 쳐 있 다. 이 런 입 자들의 크기 는 주로 노출 전 할로겐화은 입 자의 크 기에 관련되며 그리고 현상과정에도 영향을 받는다. 같은 조건에서 노 출하여 현상된 상을 농도계 로 주사(走 査, scann i n g)하여 농도의 변화를 살펴보면 그립 2-20 처럼 할로겐화은 입자가 큰 것일수록 농도의 변동 이 커접을 알 수 있다. 따라서 이러한 농도의 변화는 농도의 군일성에 따른 상의 구조적 특성을 나타내는 인자로 쓰인다.

그림 2-19 상의 구성 : 1125 배 확대한 것임

type I 색닛 ww,.t #‘%心 ‘ , ,.,I type 103 一'따四 type II `~,~i나서 type Ill … ... 8 마’~、사山 사사 .. 사나 N type N 야`국t一 type V -~ · · ~ '--` - ' type 649 그립 2-20 미세농도계로 수사한 농도의 변동

일반적으로 상의 농도의 군일성을 나타낼 때 입상도(粒狀度)나 입도 (粒度)라는 술어를 쓴다. 전자는 농도의 군일성을 육안으로 판단할 때, 후자는 측정기기에 의해 객관적으로 판단할 때 쓰이는 말이다• 농도 변 동의 표준편차에 관련되어 정의되는 입도는 사전유제를 구성하는 할로 젠화은 입자의 평균 크기를 나타내는 쳐도로 쓰인다. 한편 상을 농도계 로 주사할 때 주사개 구(走査開 口 , scannin g ap e rt- ure) 의 면적 에 따라 측정 농도의 변동값이 달라진다. 예 를 들면 주사개 구의 면적이 그립 2-19 에서 상을 이루고 있는 은입자 정도로 아주 작다 면 그림 2-21 의 (a) 경우처럼 심한 농도변동이 생기지만, 주사개구면적 이 아주 크다면 그립 (b) 처 럼 농도변동이 거 의 나타나지 않는다. 실제 실험 에 의 하면 농도의 표준편차 O'D 와 주사개 구면적 a 사이 에 a6D2 = 일정 의 관계가 성립하며, 이것을 (l D J言= G . (2 一 10) 로 쓸 때 상수 G 를 Selw y n 입도타 하고, 입도의 값으로 쓰인다. 走査: 1 : 釋伽櫓得,V던 ' !/1\ (i隔\\,I!\i(\f\1J札 (a) 0 :~, ~•r~\,,,..,.,. (b) 그립 2-21 주사개구의 크기와 농도의 변동 (2) 분해능 사전유제에 어느 정도까지 자세한 정보를 수록할 수 있느냐는 문제는 일정한 간격 내에 몇 개의 선을 식별할 수 있느냐는 문제와 같으며, 이 러한 식벌능력을 유제의 분해능이라 한다. 코닥전판에서는 1mm 의 간 격 내에서 식 별될 수 있는 선의 수에 따라 분해능을 L( low ), ML(mode- rate l y low), M(mediu m ), H(hig h ), VH(very hig h ), EH(extr e mely hig h ), UH(ultr a hig h ) 등으로 분류하며 , L 의 경 우는 1 mm 땅 60 개

이하, UH 의 경우는 1000 개 이상의 선을 식별할 수 있다. 이러한 선의 석법은 유제 자체의 성질분만 아니라 현상약과 현상시간에 따라 달라전 다. 예를 들어 지나치게 현상을 하면 석별할 수 있는 선의 수가 줄어 든다. 사전 분해능은 빛의 파장에 따라서도 달라진다. 죽 분해능은 UV 광 에 대해 가장 높으며 녹색광에서 가장 낮다. 그리고 비록 분해능이 높 온 사전전판을 사용하더라도 사전을 찍는 망원경의 광학적 분해능이 낮 다면 사진의 분해능이 제대로 발휘되지 않는다. 따라서 사전 분해능이 충분히 발휘되려면 망원경의 광학적 분해능이 적어도 사전 분해능의 3 배 이상은 되어야 한다. (3) 변조변환함수 (modula ti on tra nsfe r fun cti on ) 광이 사전유제에 입사되면 일부는 유제 내에서 산란되어 칙접 노출되

100

상75 대

50 25 。 5 10 15 거리 (µ) 그림 2-22 상의 퍼 집 : A- 고감도유제 , B- 처 감도유제

지 않은 인접부분을 감광시키는 광삼(光 W; , irr adia t i on ) 효과를 일으킨 다. 이 효과 때문에 전판에 나타나는 상은 실제 광학적 상의 크기보다 더 크게 보인다. 아러한 상의 퍼침 효과를 나타내는 유제의 퍼점 함수 (sp r ead fu nc ti on) 은 유제 를 구성 하는 입 자의 크기 죽 입 도에 따라 많 이 달라진다. 그림 2-22 에서 고감도 유제의 입자 크기는 처감도 유제 보다 더 크기 때문에 상의 퍼침효과가 훨씬 크게 나타나게 된다. 상의 퍼침효과는 현상과정에서 생기는 화학학적 확산작용 때문에 더 욱 증가하므로 피사체( 被寫體 )의 광학적 상이 전판상에 정확히 수록되지 못한나 특히 피사체의 명암이 아주 조밀하게 반복될 경우는 광의 산란과 화학적 확산효과가 더 욱 증가된다. 예 를 들어 그립 2-23 의 (a) 처 럼 명 암이 반복되는 피사체를 촬영하면 전판에 나타나는 상온 그림 (b) 와 같 이 퍼침효과를 보이며, 이것을 농도계로 주사하면 그립 (c) 와 같은 농도 의 분포가 얻어진다. 그림 (a) 에 있는 피사체의 밝기 분포를 위치 (x) 의 함수로 나타내면 G(x) = b 。 + b1 cos 2 n:냐 (2-11) 처 럼 주기 함수로 표시 할 수 있 다. 여 기 서 v 는 공간전동수 (s p a ti al fre- q uenc y)이 고, bo 와 b1 은 각각 밝기 의 평 균치 와 전폭이 며 , 그림 2-23 에 서 이들값은· 우 1 치에 따라 변한다. 상수 bo,b i과· 공간전동수 V 가 주어질 때 식 (2-11) 로부터 피 사체 의 밝기 분포에 대 한 변조( 裵 調, modulati on ) Mo 는 Mo = BBmmaaxx +- BBmmii nn = ((bb 。。 ++ bb1l)) -+ ((bb 。。 --bb1 l)) = 上b 。 (2-12) 으로 정의된다. 여기서 Bmax 과 Bm i n 은 밝기의 최대, 최소치이다. 피사 체의 밝기 분포가 그림 (a) 처럼 정현곡선형 (s i nuso i dal) 이면, 사전전판 에 나타나는 밝기 분포도 정현곡선형이므로 사전의 상에 대한 변조 M. 는 식 (2-12) 처럼 정의할 수 있다. 이때 피사체의 변조 Moo Jl 대한 상 의 변조 M. 의 비 , M JM o 를 변조변환인자 (modula ti on tra nsfe r fac to r ) 라 하고, 그립 (d) 에서 보여지는 공간 전동수와 변조변환 사이의 관계 를 변조변환함수 (modula ti on tra nsfe r fun cti on , MTF) 라 한다. 주어전 사전유제에서 변조변환의 특성을 나타내는 MTF 를 조사함으

(a) ,,,',''I,,담沈t천'',· ,,¢多,''섬 겅§갑I경g'森g'塚ig2g IlII4,김t었였%망!수강¥g. II% 1,'Yr'xtgi탄연g‘홍' g玲',1 , l '',g,#rt''tfi'§g4, 44 } 2 ig』' At多g負2&R5''E'I.,t. ' ,. •..K장 u 상虎L--`tT.1'설* n .서tl?.i .. . .. ;. . .흉n 구F.I尸f' '4Lg l.1-l·1..‘t. ,.. .. . I I

(b) (c) '__d. ` I, 閩01 0 반웅 (

M

l

_

M

o

)

。 10 20 50 100 공간진동수 (cy c les/mm ) 그립 2-23 상의 퍼 집 과 변조변환함수

로써 유제의 정보기록과 그 재생능력을 알 수 있다. 예를 들면 103a-F 와 Ia-0 전판의 변조변환 목성 곡선은 그림 2-24 와 같다. 공간전동수가 20 회 /mm 보다 적 은 쪽에 서 는 103a-F 건판이 Ia-0 전판보다 더 높은 반 웅올 보이 고, 그보다 더 큰 공간전동수에 서 는 Ia-0 전판의 반웅이 휠싼 높다. 따라서 아주 자세한 정보를 얻고자 하면 할로겐화은 입자의 평군 크기가 103a-F 의 경우보다 더 큰 Ia-0 전판이 더 효과적이다. 이러한 사실온 사전유제의 입도나 분해능이 유제의 일반적 성질을 나타내는 데 비해 MTF 는 유제의 구체적 특성을 이해하는데 매우 중요한 관계임을 뜻한다.

200

(%) 100 반

( M 70 M, 50 `- 30 20 P 2 3 5 7 10 20 30 50 70 100 200 공간진동수 (cy c les/mm) 그림 2-24 변조변환합수

(4) 첨 예 도 (shar . p ness) 와 혼탁도(t urb i d ity) 상의 가장자리가 어느 정도 명확한가를 나타낼 때 첨예도(尖說度)라는 말을 쓴다. 일반적으로 분해능이 좋을수록 첨예도도 높지만, 망원경과 건판의 결합효과와 현상효과 때문에 이돌 두 양이 반드시 비례하지는 않 는다.

를 농도계로 주사했을 때 거리에 따른 농도 변화율과 최대 및 최소 농 도의 차이로 정의되는 양이다. 상의 첨예도가 좋을 경우 그 상의 데커 니 숀 (de fi n iti on) 이 좋다고 한다. 그러 나 상의 질 (q ual ity)를 뜻할 때 는 첨예도와 입상도를 모두 고려하게 된다. 분해능과 첨예도는 사전유제의 콘트라스트와 혼락도에 크게 영향을 받는다. 여기서 혼타도는 할로겐화은 입자들에 의한 입사광의 산란과 현상시 화학적 확산효과 때문에 생기는 상의 확산현상을 말한다. 이 효 과는 그림 2-25 처럼 노출시간이나 현상시간이 길수록 십해지고 이에 따라 상의 모양과 구조가 실제 피사체의 경우와 많이 달라지게 된다. 그리고 상의 확장으로 첨예도와 콘트라스트도 낮아진다.

그립 2-25 노출시 간을 달리 한 스리 트상의 농도주사

직선은 스리트의 폭을 나타낸다.

7. 상의 효과 사전전판에 나타나는 상의 모양과 질은 노광량에 따라 달라질 분만 아니라 현상과정에 의해서도 큰 영향을 받는다. 먼저 노출에 관련되는 상의 효과에는 앞서 살펴본 상반칙불궈]와 간헐효과 외에 참상을 파괴하 는 Herschel 효과가 있 으며 감도를 처 하시 키 는 효과에 는 Clay d en 효과, Sabatt ier 효과, Albert 효 과 등이 있 다. 이 상의 여 러 효과들은 주로 단 속적인 노출에 의해 일어난다. (1) 노출에 따른 효과 a) 참상파괴 효과(l a t en t-i ma g e destr u cti on eff ec t) 사전유제를 X- 선이나 섬광처럼 강한 빛에 짧은 시간 동안 노출한 후 적 당한 강도의 빛 에 다시 노출하면 반전현상 (solar i za ti on) 의 경 우처 럼

두번째 노출로 표면참상이 파괴되기 때문에 겁게 보일 상아 희게 역전 되어 나타난다. Hersche[ 효과에서는 적색광이 나 적외선광에 만강하지 않은 유제를 먼 처 청색광에 노출한 후 적색이나 적의선광에 노출하면 처음 노출에서 생긴 참상이 파괴되어 버린다. 여기서 참상의 파괴는 처음 노출에서 생 건 A g원자들이 두번째 노출광에 의해 A g+로 이온화되논 현상으로 본 다. 따라서 Hersche[ 효과는 일종의 광전효과로 볼 수 있 다. (b) 감감효과(減感交力果, desensit iza ti on eff ec t) 사전유제를강한 빛에 짧은 시간 동안 노출한 후 다시 적당한 강도의 빛에 좀더 건 시간 동안 노출하면, 마지막에 생기는 상의 형성효율은 일차 노출이 없는 경우보다 훨씬 처하된다. 이를 Cla y den 효과라 하며, 이것의 원인은 일차 노출시에 생긴 내부참상으로 본다. 죽 처음 강한 빛을 유제에 노출하면 할로젠화은 입자의 표면에서 광전자가 급격히 방 출되므로 표면참상보다는 오히려 안정된 내부참상이 먼처 형성된다. 이 차 노출 때는 이미 형성된 내부참상의 성장율이 빠르기 때문에 표면참상 의 형성효율이 내부참상이 없는 경우보다 떨어지게 된다• 강한 빛에 일차 노출한 전판을 질산이나 크롬산 (H2Cr04) 에 씻온 후 물에 씻어 말린 다음, 다시 노출하면 일차 노출에서 생건 상이 역전되 어 회 개 냐타나는데 이 룰 Albert 효과라 한다. 이 효과를 Clay d en 효과 와 같이 내부참상의 형성으로 설명하기도 한다. 단, Alber t효과에서는 일차 노출에서 생간 표면참상을 화학적 표백처리에 의해 제거함으로써 내부참상만 남게 된다. 이것이 이차 노출 때 표면참상의 형성 효율을 처 하시키게 된다. 일차 노출 후 정착 이외의 모든 사전처리과정을 거찬 다음, 다시 노출 하여 정상적인 사전처리과정을 거치게 되면 일차 노출에서 생간 상이 역 전되 어 나타난다. 이 를 Sabatt ier 효과라 한다. 이 것 은 일차 현상과정 에서 생긴 산화물이 이차 노출 때 화학적으로 유제의 감도를 처하시킨 것으로 본다. (2) 현상에 따른 효과 참상이 현상되는 과정에서 신선한 현상액의 공급과 산화물의 제거속도 그리고 할로겐 이온의 농도 등에 따라 현상된 상의 크기와 농도분포 등 이 달라진다. 이 러 한 현상에 관련된 효과를 인접 효과 (ad j acenc y eff ec t)

1.5

사1· 。 진

도鬪 1.0 0.0 1.0 상의 크기 (mm) 그립 2-27 동일한 노출에 대 한 상의 Eberhard 효과

처럼 상 사이의 경계가 더 넓어지고 또 상의 모양이 비대칭으로 나타난 다. 이 두 효과를 Kosti ns ky 효과라 하며 , 이 것 때 문에 두 상의 중심 거 리가 실제보다 더 멀어쳐 보이게 된다.

(a) ;「’'1 二•

(b) 그립 2-28 코스틴스키효과가 없는 경우 (a) 와 있는 경우 (b) 의 차이

Kosti ns ky 효과와 비 슷한 현상이 노출과정 에 서 나타난다. 죽 두 개 의

가하기 때문에 두 개의 참상이 서로 끌어당기는 형태를 아루게 된다. 이것은 일종의 혼탁효과로서 기하학적 중심거리보다 농도의 중심거리를 더 짧게 만든다. 현상과정에서 일부의 현상산화물이 제라틴을 태워 단단하게 만들기 때문에 이 부분에서 용액의 흡수율이 줄어들게 된다. 이것울 타닝(t an­ n i n g)효과라 하며 , 이 효과는 Ag 가 많은 부분 즉 상의 농도가 큰 부분 에서 심하다. 따라서 건조과정에서는 농도가 큰 부분이 더 빨리 마르게 되며 그리고 건조한 주위의 제라틴이 빨리 마르는 쪽으로 당겨지게 되 는데 이를 제라틴효과라 한다. 만약 농도가 대단히 작은 상이 농도가 큰 상 주위에 있을 경우는 후자의 제라틴효과 때문에 인접한 작은 상의 크기 와 위치 가 변하게 되 는데 이 를 로스 (Ross) 효과라 한다. 이 효과는 얇은 제타틴막을 입힌 필름에서 더 심하게 나타난다. 위에서 살펴본 현상과정에 관련된 여러 효과들은 주로 현상에서 생기 는 생성물의 축적에 기인한다. 따라서 현상과정에서 계속적인 젓음 (a git~ti on) 을 통해 반웅생 성 물을 제 거 하고 신선한 현상용제 를 전판에 계속 공급함으로써 위의 여러 효과를 방지할 수 있다. 8 초중감 일반적으로 사전유제의 감도를 높이는 방법은 크게 노출전과노출후 · 로 나눌 수 있으며, 후자의 경우에는 강한 빛에 노출한 후 참상의 성장 촉진을 위해 참상강화법을 쓴다. 이에 비해 노출전에 유제의 감도중가 를 초증감 (h yp ersens iti za ti on) 이 타 하며 , 약한 광에 장기 노출을 요하 는 천문사전에서는 이 방법으로 저강도 상반칙불궤를 감소시킬 수 있다. 초중감방법 은 처 리 과정 에 따라 크게 bakin g , bath i n g , soakin g , evacu-ati on , coolin g , pr efl as h 등으로 나누며, 이들 방법이 몇 개씩 결합되어 사용되 거 도 한다. 앞서 살펴 본 pre -fl as h 이 의 의 다론 방법 들의 특성 을 살펴보면 다음과 같다. (1) Bakin g 사전유제에 산소와 수분이 많이 포함되었을 경우, 02 는 전자와 결합 하여 02-이 온을 형성함으로써 유제의 감도를 처하시키고, 수분은 이런 효과를 더욱 촉진시키기 때문에 처강도 상반칙불궤를 일으킨다. 이 경

정을 통해 전판에 포함된 산소와수분율 제거하고 그리고 환원중감 (A g+ ->A g)으로 은핵의 형성을 용이하게 한다. 한편으로는 유제의 제조과정 에서 거쳤던 열처리에 의한 화학증감의 과정을 되풀이함으로써 감도를 더 높일 수 있다 . bak i n g처리에서는 유제의 감도가 증가되는 반면에 포 그수준도 울라가기 때문에 각별히 유의해야 하며 그리고 bak i n g처리된 건판을 정상조건에 오래 두면 사전감도가 처하되고 또한 원래의 화학적 성질이 변질될 수 있으므로 초중감 처리된 전판은 빨리 사용되는 것이 안전하다. bak i n g처리는 보통의 공기 속에서도 하지만 증감효율을 더 높이기 위 해 질소, 산소, 알곤 등의 가스를 오본에 유입시키면서 수행하거나 또 는 질소에 2~8% 의 수소를 희 석 한 혼합가스(이 를 for mi n g 가스라 한 다) 내에서 열처리하기도 한다. 그림 2-29 는 ma- J전판을 전공과 여러 기체 상태에서 bak i n g처리한 결과이다. 질소가스를 사용한 경우는 65°C 에서 18 시간 정도 bak i n g처리했을 때 가장 감도가 높아졌으며 그 이상 지속되면 포그수준의 급증 때문에 감도가 오히려 떨어진다. 그림 2-30 은 질소가스 내에서 16 시간 열처리하여 초중감시킨 ma- J건

판과 그렇 지 않은 전판을 30 인치 반사망원경 으로 각각 70 분씩 노출하 여 얻은 Hel i x 성운의 사전이다. 초중강처리되지 않은 왼쪽 그립에서는 Hel i x 성운이 보이지 않지만 초중감 처리된 오른쪽 그림에서는 Hel i x 성 운이 보름달 정도의 크기로 잘 보인다.

그립 2-30 Heli x 성 운사전. 왼 쪽 사전은 초증감 처 리 되지 않은 血 a - J 전판을

30 인치 반사망원경 (//4) 으로 70 분 노출한 것 이 며 . , 오른쪽 사전 은 질소가스 내에서 16 시간 초처리하여 초증감시킨 ]ll a- J건판 울 70 분 노출하여 촬영한 것이다.

(2) Bath in g 증류수, 암모니아, 질산은등의 회석용액에 전판을 담근 후 찰 흔들어 서 용액 이 유제 에 고루 찰 묻도록 하는 조작을 bath in g 이 라 한다. 이 처리에서는 유제로부터 할로겐 이온이 제거됨으로써 A 압이온의 밀도가 상대 적 으로 증가되 며 또한 색 소 증감 (d y e sens iti za ti on) 의 효율이 높아 진다. 이러한 ba t h i n g처리는 특히 적색광과 적의선광에 민감한 사전유 제에 가장 효과적이다. 예를 들면 그림 2-31 처럼 N-N 건판을 0.001 물의 질산은 용액에 4 분 가량 bath in g 처 리 한 후 아이 소프로필 알코올에 2 분 가량 담구었다가 말려서 사용한 경우가 다른 용액을 쓰는 경우보다 훨씬 높은 증감을 보 인다. ba t h i n g처리 후에 먼지 없는 건조한 공기로 전판을 빨리 말리는 것이 가장 중요하다. 그명지 않으면 건판에 불균일한 포그가 생길 수 있다.

3.5

3.0 2.5 도진사농 21..05 I I H20+H2 1.0 10 100 상대노출 그립 2-31 ba t h i n g방법으로 초중감처리된 W-N 전판의 H-D 곡선

ba t h i n g처리된 전판은 증감효과의 감되 때문에 오래 보관할 수 없으므 로 가급적 사용 전에 bath in g 처 리 하는 것 이 좋다• (3) . Soakin g 단단한 금속상자에 건판을 넣고 공기를 배낸 후 건조한 수소나 질소 가스를 넣 어 서 기 압이 바깥쪽보다 더 높도록 하여 보관하는 · 조작을 so- ak i n g이라 한다. 이 처리에서논 산소나 수분이 유제에서 제거됨으로써 증감효과가 일어나며, 특히 수소가스를 쓸 경우는 환원중감과 화학중감 도 일어난다. soakin g 은 bakin g 이 나 bath i n g 과정 과 결 합하여 사용되 기 도 한다. 예를 들면 ][a- J전판은 질소가스에서 24 시간 동안 65°C 에서 bak i n g처 리 한 후 다시 21. 5°C 의 수소가스에서 soakin g 할 경 우 그립 2-32 처 럼 ba t h i n g이나 soak i n g을 단독 처리하는 경우보다 감도가 훨씬 더 높아 진다. 이 것 은 bakin g 에 의 한 화학증감에 soakin g 에 의 한 환원증감이 첨가되는 누적효과 때문이다. (4) Evacuati on 사전유제 표면으로부터 산소와 수분을 제 거 하는 방법 에 는 bakin g 이 나 soak i n g처리 의에 유제가 들어 있는 용기 속의 공기를 빼내어 진공상

9 Illa-J

7 N, ·b;i k i n g (2 4h) +H , 상

감대5 도

3 1.8 令 ,X .,,X / 勞/ 학썬 . i· 。 포그 도농

/曺-一 Q 2 _I3 。 5 10 15 20 25 。 초중감처리시간(시간단위) 그립 2-32 ma- J전판의 bakin g ( 65°C) 및 soakin g ( 21 .s °C) 방법에 의한 초중감처 리 . f.g 는 for mi ng 가스처 리 를 뜻한다.

태를 만드는 방법이 있다. 이러한 조작을 evacua ti on 이라 하며, 이것은 주로 bakin g 이 나 soakin g 처 리 와 결 합하여 사용된다. evacuati ~n 처 리 에서는 수분이 제거되므로 제라탄과 유제가 굳어져 현상(現像)에 영향 을 미찬다. 일단 처리된 건판은 질소와 같은 건조한 ' 불활성가스 내에 서 처온상태로 보관하면 감도의 감소를 줄이면서 오래 보관할 수 있다. 전공을 10-7 t ar 정도로 높게 하면 유제가 굳어져 현상과정에 · 큰 영향 울 미치므로 지나치게 높은 전공을 유지해서는 안된다. 그리고 전공을 너무 빨리 형성시키면: ·유 제의 표면이 급히 마르기 때문에 유제 안쪽에 있는 산소나 수분이 • 제 거 되지 못한다. 따라서 전공도가 낮더 라도 (0. 2~ o.05t ar ) 3~4 시간에 걸쳐 서서히 전공상태를 얻는 것아 중요하다. (5) Cooli ng 장기노출 과정에서 건판의 온도를 · 아주 낮게 유지함으로써 열적 불 안정에 의한 온원자의 이온화를 방지하고, 양공의 활동성을 처지시켜

사전 감 도의 처하 를 막을 수 있다. 일반적으로 빛이 아주 약할 때는 그립 2-33 처럼 유제의 온도가 낮을수록 처강도 상반칙불궤가 줄어들므로 액체공기 (-l86°C) 나 액체질소 (-196°C) 를 흘 려 아주 낮온 온도로 건 판을 냉각시킬 수 있다. 그러나 온도가 너무 낮으면 감도자체가 처하되 므로 이 를 고려하여 최적 냉각온도를 -20~-30°c 로 잡는다. 유제의 온도가 너무 낮으면 냉각과정에서 격자간 A 압이온의 이동성이 낮아져 A g핵의 성장이 찰 이루어지지 못한다. 이 경우에 현상처리에 앞서 촬

영된 전판을 적당히 덥 힘 으로써 참상의 성장효율을 높일 수 있다. 냉각처리과정에서 유제표면에 서리가 끼기 쉬우므로 이를 막기 위해 그림 2-34 처 럼 유제 앞쪽을 전공으로 만든다. 이 그림 과 같은 장치 에 서 드라이아이스로 코닥의 고감도 필름을 냉각시키면서 찍은 오리온 성운을 보면 그립 2-35 에서 냉각 처리되지 않은 것에 비해 훨씬 감도 가 증가되었음을 알 수 있다. 그림 2-35 에서 왼쪽 것은 초중감 처리되 지 않은 고감도 Ekta c hrome 필름을 12. 5 인치 반사망원경 (//7)으로 50 분 노출한 것이며, 오른쪽 그림은 냉각방법으로 초증감 처리하여 15 분 노출한 것이다. 노출시간이 왼쪽 그림의 경우보다 1/3 이하이지만 초중감 처리된 경우는 그렇지 않는 것에 비해 훨씬 자 세한 성운의 모양을 보여 준다. 이 그림에서는 나타나지 않았지만, 천연색필름을 냉각 처리할 경 우 색의 평형이 훨씬 찰 이루어전다.

그립 2-35 오리 온성 운 사진 왼쪽 사전은 초증감 처 리 되 지 않은 Ekta c hrome

필름을 12. 5 인치 반사망원경 (//7) 으로 50 분 노출한 것 이 며 , 오 른쪽 사전은 냉 각 (dr y-ic e 온도) 방법 으로 초증감 처 리 하여 15 분 노출로 촬영한 것이다.

위에서 살펴본 초증감 처리들을 여러 종류의 사전유제에 적용한 결과 들을 보면 표 2-5 와 ` 같다. 여기서 soak i n g의 경우는 H2 가스에서 효 과적이며, 그리고 적색이나 적의선광에 예민한 건판은 질산은 용°석에 ba t h i n g하는 것이 가장 효과적임을 알 수 있다• 표 2-5 의 아랫쪽에는 각 처리에서 초증감을 일으키는 대략적 기구 (mechan i sm) 를 밝혔지만 아

타기a ehbH20c-lorpeot i· ng +h asfl a2 oskH eE E E E E E EEE E J J; J✓

vae- ocnau ti E E E e E EE EE J J 62-처 감리 중초표리 체 처액리 °2n0oskaC~ ()g2 Nbakea( )h20bCn°iS~gti+ NasoH2 kHINNA2 02 4HI- H2g3 HO0 +E+E V e Ee EV+E E e E E+ E Ee E E VE +EV EV XE +EV +VE X E E ++VE e E EE +V E EE +V EE ; JI ✓; J ?J ? J J J J ✓✓ +: 일해 소천최의. ,상것에이추인지 는되 스가처kbS5n°S(a7) ~Cgi renoINm gi 공기as 2g + E e E EE E +E EV+ e E E+ EVE• V eE +Ve Ee e EE V+ J ✓ ✓ ; J ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ :Xe :금과,적효 금 조,져과코닥전 판0 -a103a1D 0~310 3E-a 890a0 -IJ aI -D laa-FII J -IaIJ -Fa 1I[ -N N-N I -I Z 감원학증기감증구 화증환초감gA도수농0가 2거 증분 +제제거 정:소 갑합; t-결gA중 도 상농도 중 E : : ,히과효단대.효저 VE

칙까지 초증감에 관한 명확한 일반적 이론이 없다. 초증감의 효율은 건 판의 종류, 전판의 보관조건, 초증감 처 리 과정 , 사전의 노출조건 등에 따라 달라진다. 따라서 초증감 처리방법이 동일하더라도 결과는 상당히 달라질 수 있다. 이런 접에서 초중감의 재생방법은 매우 중요한 문제가 되고있다. 장기 노출을 요하는 천문사전에 서 는 사진 건판을 초증감 처 리 함으로써 망원경의 정상적 성능에서 얻을 수 있는 양보다 훨씬 더 많은 정보를 얻을 수 있다. 이런 접에서 초증감 처리는 매우 중요하게 취급되며 그리 고 코닥의 1-Z 전판이나 필름을 쓸 경우 유제의 감도를 11000A 의 적의 선영역까지 확장하기 위해 반드시 노출전에 초증감 처리하여야 한다• 코 닥의 지침서에 따르면 28% 의 암모니아수와 물의 체적비를 2 : 100 으로 희석한 약 s°C(13°C 이상온 금지)의 암모니아용액에 1-Z 전판을 3 분 정 도 bath in g 하고, 다시 메 타놀이 나 에 타놀용액 에 2~3 분 동안 bath in g 한 후, 곧 선풍기 로 가능한 한 빨리 전판을 말린다. 각 bath in g 단계 에 서 용액을 찰 처어야 하며 그리고 빨리 건조할수목 포그가 적게 생간다. 9. 사진유제의 광검출성능 (1) S/N 사진건판의 작은 면적소 a 에 평군 N 개의 광자가 들어오면 위치에 따라 각 면적소가 받는 광자수에는 J N 만큼의 오차(표준편차)가 생기 며, 이것은 면적 a 가 받는 입사광량 E 에 대한 잡음 (no i se) (J'E = JE 에 해당한다. 이때 입사광의 정밀도에 해당하는 (S/N) i n 은 (웅)i n = 훑 = 효 cc ,,/N (2-13) 으로 정의된다. 한편 균일한 광이 사진건판에 노출되었을 때 면적소 a 에 해당하는사 전농도가 D 이고, 각 면적소에 따른 농도의 표준편차를 CD 라면, 이것은 상을 이루고 있는 온입자의 크기 변화에 관련된다• 실제 사전농도 측정 에서는 그림 2-36 처럼 농도 D 土따를 측정함으로씨 이에 대응하는 노 출에너지 e 土 6c 를 구한다. 이것은 사전농도로부터 얻어지는 에너지로서 검출에너지 (de t ec ti ve ener gy)라 하며, 실제로 입사되는 노출광량 E 와

D 一+cD. \ DcD?

D (E-

일정한 비례관계를 가진다. 검출에너지의 정밀성은 (읍)。 u t=숙 (2-14) 으로 정의된다. 여기서 7(l, ;=d7e ' dee dEE (2-15) 이므로 <느le = 보

· (S / N) 。마

40 30 20 10 1.0 20 3.0 총 산광농도 그립 2-37 (S/N)ou t와 사전농도 : A ―초중갑 처 리 된 ][ a-J 유 제 B ―초증감 처리되지 않은 Ji a-0 유제

1.0 부근에서 나타난다. 위에서 살펴본 (S/N)ou t는 사전농도 D 에 대웅하는 겁출에너지 e 의 정밀도를 나타내며, e 는 농도 D 를 형성시킨 입사광량 E 에 대응한다. 만약 한 천체의 밝기 Es 가 배경하늘의 밝기 Eb 보다 아주 클 때는 총 에너지 ET=E,+Eb 에서 ET'.::'.E, 이므로 이 천체의 상의 농도는 곧 천체 자체의 밝기 에 기 인한다고 볼 수 있다. 따라서 식 (2-15) 에서 주어지는 검출광의 정밀도는 곧 천체의 에너지축정 정밀도에 해당한다. 그러나 아주 어두운 천체 (E, ~ Eb) 에 대해서는 ETzE& 이므로 상의 농도는 주 로 배경하늘의 밝기에 의해 형성된다. 그래서 천체 자체의 밝기 측정에 관한 정 밀성 을 식 (2-15) 로 간단히 추정 할 수는 없다. 천체의 사전농도 축정에서 천체와 배경하늘의 겁출에너지를 e,, 요라면 천체의 상에서 얻어지는 겁출에너지는 (e,+e&) 로써 총검출에너지 eT 에 해당한다. 이때 천체 자체의 검출에너지 g에 대한 정밀도를 사전축광정 밀 도(p ho t ome t r i c p rec i s i on) 라 하며 , 이 것 은 (웅) ne t= 늙 (2-18) 으로 정의한다. 여기서 (1 ‘r 는 총겁출에너지 eT 에 대한 표준편차이다. 한편

옮 = (1-옹 )릅 = (1 _ 웅)(읍 )ou t 이 므로 식 (2-18) 은 (훈 )ne t = (1 -웅 )(유)。 u t (2-19) 으로서 측광정밀도는 총검출에너지의 정밀도에 비례하고, 어두운 벌일 수록 그의 측광정밀도는 감소함을 알 수 있다. 따라서 주어전 천체에 대해서는 (S/N) 。 u t가 큰 전판을 씀으로써 측광정밀도를 높일 수 있다. 초증감 처리된 lIIa- J전판에서 여러가지 정밀도에 관한 상관관계를 보 면 그립 2-38 과 같다. 여 기 서 Eb/ET¾ l 이 므로 (S/N)n e t는 항상 (SI N) 。 u t보다 작다 .

(SI N) '

....... 800 8/ N`, I n Y..../. 3 600 ( S /N ) 。ut (S/ N) .., , 400 4500 DQE .Lfl bI/ Jk'I. ... 2 dg(홍G 03 30 #1. .. .... 200 20 ·. . `.s 10 。 4 5 Log E (광자수 /1000µ2) 그립 2-38 초증감 처리된 血 a- J건판의 정밀성

(2) 검 출·양자효율 (D Q E) 만약 사진건판이 100% 의 반웅효율을 나타내 는 완전한 검 출기 역 할을 한다면 검출에너지의 정밀도는 입사에너지의 정밀도와 동일하게 된다. 그러 나 실제 는 사전전판의 반웅효율이 100% 가 아니 므로 전자의 정 밀도 는 후자의 정밀도보다 항상 낮다. 주어전 사진건판에서 입사에너지의 정밀도에 비해 검출에너지의 정밀도가 어느 정도 떨어지는가를 나타내 는 검 출양자효율 (De t ec ti ve Qu antu m E ffi c i enc y)은 식 (2-14) 와 (2-15) 로부터 DQ E = (궁릅y = ( 입腐i u: )2< 1 (2-20) 으로 정의되며, 여기에 식 (2-17) 을 대입하면 DQ E = °• 1E8 86 . 끄<7亡n 2 (2-21) 이다. 면적소 a 에 입사되는 입사광량 E 는 농도 D 에 대해 감도 (s p eed) S 에 반비 례한다. 따라서 식 (2-21) 은 DQ E oc (뭉「) 2s (2-22) 로서 건판의 DQ E 는 유제 의 감도에 비 례 한다. 그러 나 DQ E 는 감도보다 콘트라스트와 유제입자 크기의 분산도 (CD) 에 더 예민하게 관련되므로, 감도가 낮더라도 유제입자가 작으면 D QE 는 증가한다. 예를 들면, 큰 유제 입 자를 가전 Jl a-0 전판보다 감도가 낮은 ][ a-J 건판의 DQ E 가 더 높다. 주어전 전판에서 D Q E 는 입사광량에 반비례하며 r 값에 비례한다. 그 리고 H-D 곡선의 m 는 입사광량에 따라 증가하다가 정상부분에서는 거 의 일정해전다. 따라서 D QE 는 그림 2-38 에서처럼 일정한 노출광량에 서 최대가 된다. 마찬가지로 농도와의 관계에서도 그림 2-39 처럼 일정 한 농도에서 D QE 는 최대가 되며 이것은 비교적 낮은 농도에서 나타난 다. 한편 D Q E 의 최대는 (S/N) 。 m 의 최대보다 노출에너지가 적은 곳 에서 생긴다. 이것은 그립 2-38 에서 보인 것처럼 (S/N);n 이 노출에너 지 E 에 따라 계속 중가하기 때문이다. 천문사전에서는 D QE 보다 정보 의 정밀성이 더 중요하므로 (S/N)ou t가 최대가 되도록 노출해야 한다.

DQ E IO 。 。

(% ) 1 卜. I/:〔 \\\ 1.0 2.0 3.0 4.0 그립 2-39 DQE 와 사전농도 : 열처사 리진 된농 (도b aked) ]I[ a-JC o) 와 증감처 리 하지 않은 ]I[a -J( x ) 및 1[a -0( .)의 바교, 사전농도는 측정농도에서 포그농도를 뺀 값이다.

코닥사에서 나오는 민감한 분광사진건판의 D QE 는 1% 정도이며, 특 히 ]I a- J건판을 초중감 처리하면 D Q E 는 2.5% 정도까지 증가한다. 식 (2-22) 에 서 DQ E 는 콘트라스트, 유체 입 자의 크기 , 감도 등 세 가지 양 에 관련되지만, 실제 이들 양온 현상약, 현상시간, 초증감처리 등에 영 향을 받는다. 따라서 D Q E 도 이러한 여러가지 요인에 따라 달라진다. 10. 천체사진 촬영 (1) 칼날테 스트 (kn if e edg e tes t ) 소형 망원경에서는 카메타를 부착하는 통의 길이를 적당히 조철함으 로써 필름면상에 초접이 맺히도록 한다. 그러나 비교적 큰 반사 망원경 에서는 부거울을 조금씩 이동시키면서 칼날 테스트에 의해 촛접위치를 찾는다. 예를 들면 그림 2-40 과 같이 반사 망원경에서 광축에 나란하 게 입사되는 벌빛은 중앙의 부거울 때문에 중십부 빛이 차단되고 나머 지 빛이 사선찬 부분을 지나 부거울에 반사된 후 카세그레인 촛접 F 에

떤 광속은 다시 환(環)의 모양을 이 루게 된다.

O ....J 鬱 O

I. IF IA 그림 2-40 칼날데스트 A,B,F 의 위치에서 칼날이 광속에 접할 때 I 의 위 치에서 보이는 상의 밝기는 IA,I.,/ p와 같다.

촛접면 바깥 l 의 위치에서 보이는 상온 환으로 나타난다. 이때 칼날을 촛접 F 에 위치하는 광속에 접촉시키면 순간적으로 환의 밝기가 IF 처 럼 군일하게 어두어져 보인다. 칼날을 계속 안쪽으로 밀어 넣으면 칼날 이 광속을 차단시키므로 갑자기 환이 보이지 않게 된다. 칼날을 A 나 B 의 위치에서 안쪽으로 조금씩 밀어 넣으면 l 의 위치에서 보이는환의 밝기는 IA 나 h 처럼 그 변화가 군일하지 않게 된다. 죽 h 의 경우는 윗쪽에서 아랫쪽으로 접차 어두워지고, IB 의 경우는 그 반대 현상이 일 어난다. 이와 같이 환이 어두워지는 상태를 조사함으로써 촛접면의 위치 를 쉽게 찾을 수 있으며, 이런 방법을 칼날테스트라 한다. 칼날테스트로 촛접 위치를 찾는 망원경에서는 칼날이 위치하는 거리 가 주거울로부터 일정하기 때문에 촛접면이 이 위치에 오도록 부거울을 적당히 이동시킨다. 이 위치에 촛접이 맺혀지면 칼날장치를 치우고 여 기 에 사진건판이 들어 가는 건판상자(p la t e holder) 를 끼 워 넣 는다. 이 때 건판의 유제면은 촛접면과 일치한다. 측광용 사진에서는 여러 종류의 필터를 사용하여 촬영한다. 이때 필터는 전판 앞쪽에 위치한다. 이 경 우 광이 필터를 지나면서 일부의 굴철현상이 생겨 촛접면이 건판의 유

사진촬영에서는 사용되는 필터나 또는 같온 두께의 무색필터를 끼워 칼 날테스트를 해야 한다. 칼날테스트로 촛점조정이 이루어졌다면 밝은 벌이 많은 지역이나 또 는 성단을 골라 수분 노출로 사전을 찍고 이를 현상, 정착 처리하여 상 의 구조를 확인한다. 상의 모양이 전판 가장자리에서도 둥글고 선명하 다면 촛접조정이 올바르게 된 것이다. 그러나 만약 상이 환으로 나타나 고 또 이 효과가 건판 가장자리에서 더 크다면, 촛점을 다시 조정해야 한다. 실제로 대부분의 망원경에서는 광학적 특성 때문에 광축에서 멀 리 있는 위치에서는 코마와 같은수차(收差)가생간다. 따라서 촛접조정 울 하기 전에 사용하는 망원경의 광학적 특성을 찰 알아야 한다. 반사망 원경 의 광학적 구조가 Ri tch ey - Chreti en 이 거 나 또는 보정 렌츠를 사용할 경우는 건판 전영역에서 원형의 올바론 상을 얻을 수 있다. 정확한 촛접조정이 확인되면 사전촬영이 수행된다. 만약 돔내의 온도 가 시간에 따라 크게 변하면 거울과 망원경 경통의 수축이나 팽창 때문 에 촛접 위치가 변하계 된다. 따라서 사진촬영을 장시간 계속할 때는 밥중에 촛접위치를 칼날테스트로 다시 확인하는 것이 안전하다. 보통 사진촬영 때는 관측개시 4 시간 전에 돔의 스릿트와 망원경의 경통 뚜껑 을 열어 망원경내와 의부 사이의 온도차이를 없앨으로써 촛접의 위치변 화를 최소화시킨다. (2) 필터 사전축광에서도 광전축- 광의 경우처럼 일정 파장대의 필터를 사용하여 여러 종류의 사전등급을 결정한다. 특히 UBV 사전축광에서 흔히 쓰이 는 사전유제와 필터의 결합은 표 2-7 과 같다. 이들의 결합득성은 사전 측광의 독성을 나타내며 이것은 UBV 광전축광계와 밀접한 관계를 가 진다. 표 2-7 에서 GG13 과 GG14 는 옛날 명칭이다.

표 2-7 사전 필터

| 사전유제 I 필터 | A 。 CA) I LJ).(A.) V 103a-D, II a-D 2 mm GG 495 (GG 14) 5750 1400 B 103a-O, ]I a-0 2 mm GG 385 (GG 13) 4330 950 --u- -- I03a-O, ]I a-0 2mm UG 2 3540 600

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그럽 2-4 1 Iris 측 광 기

그립 2-42 Iris 축 광기 의 내 부구조

크기 의 상이 타도 농도가 다를 경 우 iri s 의 값은 달라진다. i r i s 측광기로 사전전판의 상을 축정하는 순서를 간단히 살펴보면 다 음과 같다. 첫째 전판 뒷면에 입김을 쏘인 후 부드러운 종이나 솜으로 닦아내고 반할레이숀 도료가 묻어 있는지를 조사한다. 만약 이것이 약 간이라도 남아 있다면 완전히 제거한 후 측광기에 올려놓는다. 측정되 는 상의 크기를 고려하여 전판의 아래와 윗쪽에 있는 렌즈를 적당한 배 울로 교체한다. 다음은 전판을 움직여 가면서 스크린에 나타나는 상을 살펴보면서 건.;tJ:이 완전수평을 이루도록 조정하여 고정시킨다. 세번째 논 별이 없는 배경을 여러 위치에서 측정하여 배경농도의 균일성과 건 판의 질을 조사하고 사진측광의 법위를 결정한다. 측정과정에서는 먼저 광전축광이 수행된 표준성을 측정한 후 프로그 램벌을 축정하고 그리고 마지막에는 반드시 표준성을 축정한다. 장기축 정에서는 몇 개의 표준성을 택하여 수시로 반복 측정함으로써 전압의 변화, 건판의 위치변동, 기타 기기의 변동상황을 조사한다. 밝은 벌일수록 상의 크기와 농도가 증가하기 때문에 그림 2-43 처럼 iri s 값도 이 에 따라 커 지 며 이 들의 평 군관계 를 사전조정 곡선 (calib r ati on curve) 이 라 한다. 일 반적 으로 조정 곡선은 주어 전 전판에 서 중간 정 도의 밝은 벌에 대해서는 거의 직선이지만, 한계등급 부근에서는 곡선으로 나타날 때가 많다. 그 아유는 아주 밝은 벌과 아주 어두운 벌에 대한 상의 여러 효과가 중간 정도의 밝은 벌에 대한 경우와는 아주 다르기 때문이다. 그림 2-43 에서 i r i s 값으로 정의되는 등급을 사진등급이라 하 며, 이것은 광전축광에서 정의되는 광전등급에 대응한다. 2. PDS 미세농도계 앞서 i r i s 측광기와는 달리 PDS 미제능도계에서는 건판을 두과한 광량 이 일정한 크기의 개구(開口, a p er t ure) 를 통해 그 광량이 직접 측정된 다. 여기서 사용되는 개구의 크기는수 µm 에서 수십 µm 정도로 아주작 다. 미세농도계로 벌의 밝기를 측정하는 기본적인 방법은 다음과 같다. 그림 2-44 의 (a) 에서 전판상에 있는 한 별의 상을 중십으로 5mmx 5 mm 인 점 선 내 에 서 IO µm 의 개 구로 IO µm 마다 농도를 측정 한다고 하 자. 그러면 501X501 회의 측정이 수행되며, 측정치는 측정위치와 함께 콤퓨터에 기록된다. x i위치에서 y축에 따른 측정치 d(x,, y,)의 합을 D (x,) 라면

D(x;) = I: d(x;, y ;) yJ 이 고, 이 것 의 분포는 그림 2-44 의 (b) 와 같이 거 의 가우스분포로 주어 진다. 여기서 최하의 농도는 배경하늘의 농도이다. 과다노출이 아닌 상 에 대해서는 상의 크기와 총농도(사선찬 부분)가 벌의 밝기에 따라 달 라지므로 이들 사이의 관계를 광전축광이 수행된 표준성으로부터 찾아 낸다. 그러면 프로그램 벌의 등급은 이 관계를 이용하여 결정할 수 있 다. 이러한 방법은 짧은 시간에 많은 벌의 등급을 결정할 수 있는 장접 울 지니고 있으며 그리고 실제 측정에서는 별의 크기와 그 배경을 정확 히 추정하는 것이 매우 중요하다.

Y. (al

틀r-- -----’r ------ 'T I X Yt (b) 중 x 그립 244 미세농도계에 의한 농도축정

참고문헌 Photo g rap h ic Photo m etr y : J. Sto c k & A.D. W illiam s, in Astr o nomi c al Techniq u es, Sta r s and Ste l lar Sy s te m s, vol. n, ed by W.A . Hi ltne r,

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벌일수록 에어리 중심상 주위에 환이 감광되고 광상효과(i rrad i a ti on eff ec t) 등이 나타나므로 어두운 빌보다 밝은 벌이 훨싼 더 큰 상을 형 성하게 된다. 이러한 이유 때문에 사전측광과 광전측광에서 정해지는 등급 사이에는 일정한 변환관계가 촌재하게 된다• 색수차(色收 差 )가 생 기는 굴철망원경에서는 이러한 관계가 훨씬 복잡해진다. 반사망원경에 서도 코마현상이 찰 나타나는 전판의 가장자리 쪽에서는 위의 변환관계 가 간단하치 않으므로 이런 영역에서는 사전축광을 수행하지 않는다. 한 벌에 대한 사전등급 m pg와 광전등급 mp . 사이의 차이를 mp . —mp /l = d(mp ,, Cp,) (2-23) 로 두면, 이것은 측정되는 벌의 광전등급과광전색지수 C p e 의 함수로표 시 할 수 있 다. 실제 관측에 의 하면 UBV 측광에서 는 식 (2-23) 의 등급 차이가 주로 색의 함수로 나타나며 등급에는 거의 무판· 하다. 죽 mp . —m = aCp e (2-24) 여기서 a 는 상수이고 색지수 C p e 는 대체로 벌의 분광형에 관련되는 (B ― V) p.이다. 예를 들면, 호주의 Sid i n g S p r i n g천문대에 있는 40 인 치 카세그레인 반사망원경에 표 2-7 에 수어지는 필터와 사전전판을 사 용할 경우 광전과 사진등급 사이에는 VP• = Vp .- + 강 (B - V)p. Bup, .. == Ubps, .l .l (2-25) 으로서 B 와 U 등급에서는 사전과 광전등급이 같지만, V 등급에서는 적 색 벌일수록 사전등급이 · 광전등급보다 더 밝게 나타난다. 사전측광에서 사전등급 V p 11 가 결정되면 이에 해당하는 광전등급은 식 (2-25) 에서 얻 어진다. 일반적으로 주어전 망원경, 필터, 전판의 결합에서 식 (2-24) 의 변환 ' 관계를 찾기 위해서는 적색과 청색델이 많이 모인 지역을 선정하여 광 전과 사전측광을 수행한다. 여기서 이들 벌의 광전등급과 i r i s 값이 결정 되면 식 (2-24) 에서 C p .=(B-V) p.로 두고 a 값을 적당히 가정함으로 써 광전등급에서 사전등급을 얻는다. 다음은 사전등급과 iri s 값으로부터 그립 2-43 과 같은 사전조정곡선을 결정한 후, 이로부터 전체 별에 대

한 등급의 표준편차를 구한다. 시행착오법에 의해 이 표준편차가 최소 가 되도록 상수 a 문 조정한다. 그러면 마지막에 얻어지는 상수 a 에 의 해 변환관계가 결정된다. 이러한 방법을 U,B, V의 각 전판에 적용함 으로써 각각에 대한 변환관계식이 얻어진다. 지금까지는 (B-V) 에 따 론 등급의 변환관계를 보았지만, (U-B) 에 영향을 받을 수도 있기 때 문에 실제는 두 가지 색지수에 대해 살펴보아야 한다. 어떤 시기에 관측으로 정해전 사전과 광전축광계 사이의 변환관계가 항상 일정하게 유지되지는 않는다. 득히 망원경의 거울 상태나 대기조 건이 많이 달라졌을 때 또는 사진 필터의 독성이 다를 때는 위의 변환 관계를 다시 조사해야 한다• 2. 사진등급과 색지수의 결정 사전축광으로 등급과 색을 결정하기 위해 측정하고자 하는 대상 천체 들의 장기노출 사전율 얻는다. 이 사진을 보고 주위에 어두운 벌들이 많 지 않은 영역에서 벌들을 택한 후 이들의 광전측광으로 광전등급과 색 지수를 정한다. 이 벌들은 사전측광에서 표준성으로 이용된다• 사전축 광이 넓은 영역에서 수행될 경우 표준성들도 전영역에 걸쳐 군일하계 택하는 것이 좋다. 왜냐하면 전판의 배경농도가 털들의 밀집성 때문에 균일하지 못할 경우, 표준성들이 특정영역에 많이 모이면 사전축광에 체계적 오차가 유발될 수 있기 때문이다. 한편 사전축광을 위한 사전전판은 측광의 정밀성을 고려하여 적어도 각 필터에 대해 4 장의 전판이 필요하다. 노출은 주어전 망원경에서 축 정하고자 하는 등급한계와 망원경의 촛접비에 따라 결정된다. 예를 들 어 f/ 8 의 카세그레인 촛접에서 10 분 노출로 U,B, V 전판을 각각 10 장 씩 얻고, 이 중에서 상과 건판의 질을 고려하여 각 필터에 대해 4 장씩 택했다고 하자. 이를 전판의 측광에서 프로그램벌과 표준성의 i r i s 값을 측정하고, 이 중에서 표준성들의 사전등급은 광전등급과 알려진 변환상 수 a 에 의 해 식 (2-24) 로부터 결정 된다. 이 러 한 사전등급과 iri s 값 (R) 사이에는 그림 2-43 과 유사한 사전조정곡선이 얻어지며 이것의 수학적 함수관계는 m = k 。 + k1R + k2R2 + …… (2-26) 으로 표시할 수 있다. 여기서 ko,k1, ……은 상수들이며, 보통 사전등급

온 i r i s 값의 6 차다항식으로 나타낸다. 이러한 함수관계가 알려지면 프 로그램 벌의 사전등급은 측정된 i r i s 값을 대입함으로써 결정된다• 4 장의 V 전판에 서 는 각 전판으로부터 석 (2-26) 과 같은 관계 식 이 얻 어지면, 벌 i의 사전 등급은 V 납 ,1, vip g,2 , v 납 ,3, V 나 ,4 으로 주어지고, 여기서 평군 사전등급 硏:"가결정된다. 같은 방법으로 B 와 U 건판에 서 벌 i의 평군 사전등급 硏「g, 규:가 얻어진다. 여기서 사전등급과 광 전등급 사이 의 관계 가 ,..(--l (2-25) 와 같다고 하자. 그러 면 위 의 사전등급 에 해당하는 광전등급은 ViP • = 曲~ + 令F;.. = Vip /l Bip , = 7T;, = Bip /l Ui p.=굽三 Ui (2-27) 그리고 색지수는 (B - V)1p . = 曲@ -v) ' = (B - V)' (U-B ) ii,. = (u - b)'=(U-B ) 뇨 (2~28) 으로 주어진다. 이 값들은 광전축광에서 얻을 수 있는 등급과 색지수이 므로 광전등급, 광전색지수라고 불러야 하지만, 신제는 사전축광에서 얻어졌기 때문에 사전등급과 사전색지수라 부른다. 여기서 이러한 사전 등급 (Vp ‘,Bp ‘, up It)과 색지수 ((B-V) 。 (U-B)‘) 를 i r i s 값에 의해 칙 접 결정되는 사전등급 (v'bn,u )이나 색지수 ((b-v).,,r, (u-b) i,.-)와 혼 동하지 않도록 해야 한다. 앞으로 특별한 언급이 없는 한 사전등급과 색여수는 식 (2-27) 과 (2-28) 에서 얻어지는 것이며 이들은 대문자로 표 시된다. 앞서에서 지적한 바와. 같이 사전등급의 결정에서는 표준성의 등급분 포가 매우 중요하다. 득히 한계등급 부근에서 표준성의 수가 너무 적으 면 이 부근을 지나는 사전조정곡선의 비중 (we ig h t)이 작아져 측정오차 가 높아지며 그리고 다른 등급에 대해서도 체계적 오차를 유발시킬 수 있다. 또한 어떤 특정한 등급 주위에 표준성이 밀집하면 이 부분에서는 측정정밀성이 높지만 다론 등급부분에서는 측정치가매우불확실해진다. 이런 이유로 가능하면 등급과 색의 분포가 군일하도록 표준성을 택하는 것이 좋다. 그리고 한계등급 부근에서는 표준성을 많이 택할수록 관측

강전 - 사 진

A(U - B) l ~ • • • • • • • . • • • ~ (R-V ) f----..._._ ·°。•••••••• t:,.U r • • • • • • • • • AB 七---- • • • • • • • • • • . t:,V I-,,,.,,,--- • • • • • • • 靈 • • • I 。 2 2 4 5 6 V , 、 그립 2-45 등급효 과 광전 -사 진 I I ’ • ·•1 . • I • • • I A(U-B) r • • • ~- ~(B -AAV UB) 卜卜卜 ••- •.• .•• • .• •.• ••. .•t •.e ••. I•• ••· — -..`. .`.-`: -• • AV f- • I • 1 •••• • • ~-- 0.2 0.6 1.0 1.4 (B-Y) ,. 그립 2-46 색효과

의 정밀성이 높아진다. 사진측광에서 측광의 정밀성은 주로 표준성의 광전측광치와 사진측광 치 사이의 차이를 조사함으로써 알 수 있다. 예를 들어 표준성의 광전 등급 v,,. 와 색지수 (B-V),,, 에 대한 사전등급과 색지수의 차이(광전 ―사전)가 그림 2-45 와 2-46 과 같이 주어진다고 하자. 여기서 밝은 적 색거성에서는 사진등급 V” 와 B,,‘ 가 광전등급보다 더 어두운 체계적 오차가 발생했음을 볼 수 있다. 이 두 등급의 차이 때문에 (B-V) 와 (U-B) 에서도 체계적 오차가 생긴 것이다. 그림 2-45 와 2-46 에서 나 타나는 이 러 한 체 계 적 오차를 각각 등급효과 (ma g n it ude e ff ec t)와 색 효 과 (color e ff ec t)라 부른다 . 이러한 효과들은 표준성 중에서 Vp . < 1 m 인 밝은 적색거성의 수가 아주 적은데 기인하며 또한 이들 적색거성의 광 전축광에서 생긴 체계적 오차에도 영향을 받을 수 있다. 만약 광전측광 이 정확하다떤 V,,.

1X. 사전축광의 정 밀성 사전축광에서 측정치의 정밀성에 관련되는 오차원은 크게 사진건판오 차, 측정오차, 광전오차로 나눌 수 있다. 전판오차(p)에는 사전유제의 입자크기와 감도의 불균일성, 현상 등 사전처리에서 생기는 상의 효과 와 포그농도의 불균일성, 사진촬영시에 습도 등에 관련되는 감도의 불 군일성, 전판이 약간 휠 경우 측광기에서 전판의 완전수평이 이루어지 지 못하기 때문에 생기는 오차 등에 관련되며 그리고 망원경의 광학적 결함이나 전판이 광축에 수직이 아닐 때 생기는 상의 결함 등에서 나타 나는 오차도 포함된다• 득히 후자의 오차는 그 발생원인이 전판의 의적 인 곳에 있 기 때 문에 전자의 사진오차와 구벌하여 field 오차라고도 한 다. 그러나 여기서는 사전에 관련되는 모든 오차를 전판오차로 정의 한다. 측정오차 (m) 는 전판의 측정에 관련되는 오차로서 여기에는 측정기기 의 불안정성, 건판수평조정의 불완전성, 기준광의 강도나 또는 개구 (PDS 의 경 우)의 크기 조정 에 따른 오차 등이 포함된다. 사진측광에 서 는 광전축광이 수행된 표준성의 광전등급을 기준으로 하여 사진등급을 결정한다. 일반적으로 표준성의 광전등급에는 일정한 측정오차가 포함 되며, 이것은 일차 표준성의 등급을 기준으로 한 상대적 오차이다. 일 차 표준성의 등급에도 측정오차가 포함되었으므로 이를 고려하면 이차 표준성 의 실질적 오차는 앞서 언급된 상대 적 오차보다 더 크게 된다. 이 것 을 광전오차(p ho t oelec t r i c error, e) 로 정 의 하면 사전측광의 정 밀성 에 영향을 미치는 광전계의 오차는 바로 광전오차이다• 실제 사전축광에서 위의 오차들을 양적으로 추정하기 위해 간단한 수 학적 관계를 살펴본다. 동일 필터로 찍은 N 개의 전판에서 n 개의 별을 축정했다고 하자. 표준성 i를 전판 j 에서 측정했을 때 그림 2-47 에서 건판 j의 · 사전조정곡선에서 추정되는 사전등급과 실제 사전등급 (식 (2- 21) 에서 결정되는 m ) 사이의 차이 t/는 벌 i의 총오차로서 건판오차 P/, 측정 오차 m/, 광전오차 e/ 의 합과 같다. 죽 t} =Pj1 + m} + eJI (2-29)

m,‘

t ,.I • .. • R 그림 2~ 47 건판 j에서 측정된 벌 i의 사진등급에 대한 총오차는 t,' 이다.

벌 i의 참된 사전등급을 쩌라면 실제 관측된 등급 이는 v/=Vo'+t / (2-30) 이며, N 개 건판에서 측정된 등급의 표준편차 O'i는 (o-') 2 = 玉{홈 (v/ - 키 (2-31 ) 으로 주어 진다. 여 기 서 T = 사 접 어 이 다. 식 (2-31) 에 (2-29) 와 (2- 30) 을 대입하면 ((J'1) 2 = ~ {~(ti-_ 令詞 )2} = 下信 [CP i' + 빠) - *:@ + m Ji)『} (2-32) 이 다. n 개 벌에 대 한 평 균치 c 는 식 (2-31) 과 (2-32) 로부터 (N-1)(J2 급鬪@ -tr)2 (2-33a) 나#{#〔(p 1 나 빠) - 싶삽 (Pl + m 가} (2-33b)

이다. 사전축광에서 체계적 오차가 없다면, I‘: m/ = 0, }NL: }kN: mi 'm i ' = 0 (l:!i;=k ) (2-34) 이고, 그리고 전판오차와 측정오차는 독립적으로 발생하므로 泣n I pN /m/) = 0 (2-35) 이 다. 위의 조건 (2-34) 와 (2-35) 로부터 毒n r N CP/ + m/)7]2 = ?n 꾸N (p;얏 + 꾸n 꾸N (m/)2 +2 꾸n N꾸 N판 따 = 喜nN Pl)22 + 꾸 Nf (m,' )2 (l :,;: k) (2-36) 이며, 그리고 忠n:rN( p/ + m이 , = 꾸n N꾸 (P 摩 + 꾸n N꾸 (m/)2 (2-37) 이 다. 식 (2-36) 과 (2-37) 을 식 (2-33b) 에 대 입 하면, (N-l) a2 = ---n1: ;--Iin: INJ: [( P/)2 + (m/)2] _꿀 겔也 )2 + *(m/)2] (2-38) 아다. 여기서 건판오차가 각 건판마다 벌의 위치에 관계없이 일정하다 고 보면 윗식은 (N-l)q2 = 鉉 -꿍醫가 +씁군묘 (m/)2 (2-39) 으로 주어전다. 건판에서 각 벌들의 측정오차가 독립적으로 발생되고 또한 체계적 오 차발생이 없다고 보면 식 (2-29) 에서 후(t /)2 = ~( Pi )도 ~( m/) 도 2 (ei)Z (2-40) • i i

으로 쑬 수 있다. 이 식을 식 (2-39) 에 대입하면 광전오차가 얻어진다. 죽 Z”i (강 )2 = -J1 r1n1 꾸N( tJi )2 _ na2 - N(N_ 1) 〔也 )2 - ~ Pl] (2-41) n 개 별에 대한 평군광전오차를 e. 라면, 갑 = 4n.- i :i (ei) Z = cf - 62 _ N(N2 - l) 沮N 隨 (2-42) 이다. 여기서 평군총오차 C t는 검 = 盆1 ;N; ;,;. (ti)2 (2-43 a) = iJ #e 2Jt ,i • (2-43 b) 으로 정의되며, E t,J는 건판 j에서 n 개 벌에 대한 평군총오차이다. 그 리 고 전판오차가 아주 작을 경 우 식 (2-42) 에 서 오른쪽 3 번째 항을 영 으로두면, e.2 :;::::; el - u2 (2-44) 이다. 한편 평 군총오차 ct 는 식 (2-40) 과 (2-43a) 로부터

갑 = e2 + e .. 2 + e.2 (2-45) 이므로 식 (2-4 4-)에서 등급의 평균표준편차는 q2 ::: :::: 검 + e.,2 (2-46) 으로써 평검군 =건 판志오차 # c p접 와 ( 평p군伊 측=정 fl오 ;차 1;2c ,,., J의 합과 같다. 여(기2-서47 ) 갑 = 福1 꾸N 꾸n (m/)2 = fl 꾸N e2 .. ,I (2-48)

이고, e 1>,J와 em, J는 건판 j에서 n 개 벌에 대한 평군건판오차와 평군측 정오차이다 . N 개 건판의 사전측광에서 총 오차 U 를 구함으로써 평군총오차 a 가 얻어지고 그리고 각 벌의 N 개 건판에 대한 등급의 표준편차로부터 평 군표준편차 a 를 구하면 식 (2-44) 로부터 사전축광에 사용된 표준성 의 평군 광 전오차 ee 가 결정된다. 한편 사전축정에서 측정조건이 거의 같고 개인오차(p ersonal error) 가 측정 에 개입되지 않는다면 주어전 측정기에 대해 평군측정오차는 일정하다고 볼 수 있다. 실제 이러한 측정오차는 같 은 별을 여러 번 반복 측 정 했 을 때 평군치에 대한 표준편차로 주어전 다. 이러한 평군측정오차를 식 (2 - 46) 에 대입하면 모든 전판에 대한 평 군전판오차 eJ> 가 결정 된다. 각 전판의 전판오차는 식 (2-40) 으로부터 구할 수 있 다. 즉 건판 i 에 대 해 c2p ,J '=.:: : cc221,,,iJ -- cEm2 m2 , i— —c. 2갑 (2-49) 이다. 여기서 총오차는 사전조정 자료에서 주어지며, 그리고 측정오차 와 광전오차를 평군측정오차 c m 와 평군광전오차 g로 두면 c. 는 식 (2- 44) 에서, cm 은 동일벌의 반복 측정에서 알려진다. 이런 값들을 식 (2- 49) 에 대 입 함으로써 각 전판의 전판오차가 알려 진다. 사전축광에서 사용되는 광전표준성은 대체로 별의 밀집효과와 배경효 과가 거의 없거나 아주 작은 영역에서 선정된다. 따라서 위에서 살펴본 전판오차에는 이러한 효과에 의한 오차가 거의 포함되지 않았다. 그러 나 실제 사전축광에서는 이런 효과들이 매우 십하게 나타나는 영역에서 측정이 이루어지기도 한다. 이 경우에 프로그램벌의 측광에서 나타나 논 밀집배경효과에 의한 평군오차 . &논 이런 효과에 영향을 받는 프로 그램벌과 영향을 받지 않는 표준성의 E p + m = [감 +Em2] 2°으로부터 추정할 수있다. 즉 같 = 갑 +m( 프로그램 별) - e2 1' +m( 표준성 ) ::::::: 군(프로그램 벌) - q 2( 표준성 ) (2-50) 예 E 2-I 구상성 단 NGC 6752 의 사전축광에 서 측광의 정 밀성 을 보면 표 2-8 과 같다. 별의 밝기에 따른 오차의 변화를 보기 위해 (A) 밝은

표준성 (V 16), (C) 어 두운 프로그램 별 (그림 2-52 참조)로 • 나누었 다. 확률오차(p robable error E) 는 E=e (표준편차) x o. 6745 이 다. (A) 의 경 우에 사용된 표준성 의 수는 68 개 , (B) 의 경우에는 39 개의 표준성을 사용했다. (C) 에서는 약 480 개 의 어두운 프로그램별들이 사용되었으며, (B) 에서 주어지는 표준성의 El >와 E .. 울 기준으로 하여 밀집배경오차 Ee 를 구했다. (C) 에서 가 장 오른쪽란의 값은 V 와 B 건판 전체에 대한 평균치이며, 이 오차

표 2-8 NGC 6752 의 사전축광 오차

(A) 밝은 표준성 (V

의 대부분은 V 칙 7 인 아주 어두운 벌의 축정에 기인한다. (B) 에서 총오차의 대부분은 광전오차와 건판오차에 기인함을 알 수 있으며, 특 히 광전오차가 크게 얻어진 이유는 아주 어두운 표준성의 광전축정이

40 인치 망원경으로 off -se t g u i der 방법에 의해 수행되었기 때문이다. 참고문헌 UBV Photo m etr y of Br igh t Sta r s in 47 Tue: S.-W. Lee, Astr o n. & Astr o - phy s . Supp l. , 27, 381, 197 7. Globular Cluste r Turn-Of fs in the Color-M ag n it ud e Di ag r am: R.D . Cannon, in Astr o p hy s ic a l Paramete r s fo r Globular Cluste r s, IAU Colloq u iu m 68, ed A. G .D. Phil ip & D.S . Hay es , 1981, p. 501. Posit ion , Mag n it ud e, and Colors for Sta r s in the Globular Cluste r s M92: R. Buonanno, G. Buscema, C. E. Corsi, G. Iannic o la, F. Smrig lio, Astr o n. & Astr o p hy s . Supp l. , 53, 1, 1983. x. 성단의 사전축광 벌의 등급이나 색을 축정하는 사전측광은 특히 밀집한 산개성단이나 구상성단의 연구에 많이 쓰이므로 이 장에서는 성단의 사전축광에 대해 자세히 살펴본다. 성단에서는 벌의 공간분포가 균일하지 못하다. 특히 구상성단에서는 중심부에 벌이 밀집해 있으므로 안쪽의 관측이 매우 어렵다. 그리고 성 단의 사전에서 배경농도는 주로 아주 어두운 벌들의 약한 빛에 기인하 기 때문에 이들 벌의 공간분포에 따라 사전축광에 체계적 오차가 생길 수도 있다. 이러한 오차를 막기 위해서는 먼저 관측프로그램의 선정이 매우 중요하다. 관측프로그램에서는 성단의 장기노출사전 (~1 시간 노 출)을 보고 사전측광의 법위와 그 방법을 결정한다. 측광등급의 범위가 5 등급 이상으로 클 때는 노출시간을 단기, 장기 또는 중간 정도의 시 간으로 나누어 성단사전을 얻는다. 그리고 노출시간이 다론 각 건판에 서 사전축광이 수행될 수 있고, 건판의 배경농도에 따른 체계적 오차가 유발되지 않도록 표준성을 찰 선정해야 한다• 장기와 단기노출에서 노 출시간의 차이가 지나치게 크면 각 건판에서 사용되는 표준성 가운데 서로 공통되는 표준성이 없거나 그 수가 아주 적게 된다. 그러면 장기 와 단기노출 건판의 측광 사이에 관련성을 맺기 어렵기 때문에 두 종류 의 측광 사이에 체계적 오차가 유발될 수 있다. 이를 막기 위해 중간

정도의 노출시간에 해당하는 사전축광과 표준성이 필요하게 된다‘ 이러 한 전판의 사전축광에서 등급의 측정오차가 아주 적은 밝은 벌들과 어 두운 벌을 각각 10 개 정도씩 골라서 이들을 각각 단기와 장기노출 전판 의 측광에서 표준성으로 추가하여 사용한다. 이러한 사진표준성은 중간 정도 노출전판의 측광한계등급 양쪽에서 단기와 장기노출 전판의 측광이 찰 일치하도록 하는 역할을 하계 된다. 성단이 아주 밀집하지 않을 경우에는 촛접비풀 크게 하여(예 :fI15 ~ //18), 단기 노출함으로써 성 단의 중심 부를 분해 할 수 있 다. 그리 고 중심 부 바깥쪽 부분의 사전은 f/ 8 정도에서 얻는다. 결국 성단의 전영역에 걷찬 사전축광에서는 촛점비를 달리하여 찍은 두 종류의 사전전판이 필 요하다. 일반적으로 성단 중십부의 광전축광은 거의 불가능하기 때문에 중심부의 사전축광에서는 외부의 ·사전측광에서 결정된 사전 표준성을 이용한다. 이러한 사진표준성온 그림 2-48 에서 보인 것처럼 성단의 중 십부 (A) 측광과 의부 (B) 측광이 겹치는 영역(사선찬 부분)에서 선택할 수 있도록 한다. 이때 사전농도의 등급이나 색에 배경효과의 포함 여부 를 찰 살펴야 하며 그리고 중심부와 의부측광 사이에 체계적 오차의 발 생 여부도 반드시 살펴보아야 한다.

그림 2-48 성 단의 사전축광

예 E 2-2 47 Tucanae(NGC 104) 와 같은 밀집 성 단에 서 는 사전노출시 간에 따라 건판상에서 배경광의 효과가 상당히 달라지며, 이에 따라 사

l76

전축광에 체계적 오차가 발생하기 쉽다. 47Tue 에서 이러한 오차가 어 떻게 발생하며 그 정도가 얼마나 되는지 알아본다. 단기 (5~7 분)와 장기 (lo분 )노출 전판을 이 용하여 그림 2-49 처 럼 성 단중십에서 6'~12' 사이에 있는 벌에 대해 사전축광을 수행했으며, 여 기에 사용된 광전표준성은 160 개 정도였으며, 이들 대부분은 환 6 과 7 의 의부에 존재한다.

그림 2-49 구상성 단 47 Tuc 의 중십 부 사진

환 7 에서 V<14.2 인 밝은 벌에 대해 단기와 장기노출 건판에서 측정 된 사전등급의 차이 4V 와 L1B(L1 三단기 ―장기)를 단기노출 건판에서 정 해진 등급 Vs 와 Bs 에 관련지어 보면 그림 2-50 과 같다 .• Vs 에 대해 AV 의 평군치는 〈 AV 〉 =0.023 으로 일정하며 그리.3L Bs 에 대해 4B 의

12 13 Els 14 15

A00B..10 ••.•.. • 나 · •• : .•...: .' ...국 .?... 조.? -―픕―: · · .2-... . . , -. . 0.1 .. .. .. .. -:... ..... . .·..:. AB 仁 . \: . ... ' . .·--: :.r : s It -: 00 . : ... : . 一· I . A0eV.o1 . . •• . .: ... • ·.• • ·.·.- · .....-· .···- :· 3.·• .- .·-. .··• 2... • · - •• - f令h .嶋 ·. · 11 12 Vs 13 14 그립 2-5 0 47Tue 의 중심부 환 7 에서 보여지는 배경효과

평균치도 〈 AB 〉 =. 0.05 로 거의 일정하다. 그러나 Vs 와 사 이에는 = _ O. 029 + 0. 006 Vs 로서 어두운 벌일수록 배경효과가 증가함을 보인다. 47Tuc 의 수평열 이 나타나는 Vs=l4.06 에서 〈 AB 〉 =0.055 이며, 이것은 값의 2 배 이상이다. 이러한 . 경향이 그 정도는 낮지만 환 6 에서도 나타난다. 츠-, = -O . 057 + o. 006 Vs = 0.002

9 T T

V 101- Sta r s in ring 6 (a) 11 ~ 11116324 ,1. .- . ;..•.. :.• • ... 곱*•.... ¢ _ . . ;. ,.:. ... . • 삼 .. •.. .- . % ;. :• :.;.) . '. t. .·• l . ... .••: ... . . 15 •· 17 -O2 o.o 0.2 0士4 16° QI8 ( B-V1). ,o 口,_ 1..L4 4E t4B 그립 2-51(a) v 90 1 Sta r s in rin g 7 (b) 11 1132 ·..? • :· :•. .• J•·.. • '·..1..- r'l t - .-: . : : ••. t :•- : :.:. . 14 15 16 17 _02 0.0 0.2 0.4 06 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 t8 (B- V ) 그럽 2-51( b)

수평열이 나타나는 Vs=l4.06 에서 〈 4B 〉 =0.027 이며, 이 값은 환 7 에서 나타나는 〈 4B 〉 값의 반정도로 작지만, 아직도 배겅효과가 상당히 남아 있음을 알 수 있다. 그러나 V 등급의 경우는 환 6 에서 배경효과가 거의 무시될 정도로 줄어들었다. 이상에서 살펴본 바와 같이 적색광보다 청색광 쪽에서 배경효과가 며 크다는 것은 배경광의 대부분이 47Tuc 에 속한 어둡고 푸른 주계열정 에 기인하기 때문이다. 그리고 이러한 주계열성들은 성단의 중십부로 갇 수록 더욱 밀집하게 분포하므로 이를에 의한 배경효과는 안쪽에저 더 크게 나타나게 된다. 장기노출사전의 측광에서 얻은 등급에 위의 배경효과를 보정했을 때 환 6 에 있는 376 개의 벌과 환 7 에 있는 444 개의 벌에 대한 각 C-M 도와 이들의 합성 C-M 도는 그립 2-51 과 같다. 그림 (c) 에서 환 6 과 7 사이에 어떤 체계적 오차가 보이지 않기 때문에 상기의 배경효과보정 온 타당하다고 볼 수 있다. 만약 환 6 과 7 에서 광전축광이 수행된 표 준성이 충분히 많다면 위와 같은 배경효과가 나타나지 않을 수도 있다. 그러나 밀집성단의 중심부 가까이에서 광전축광을 수행하기란 매우 어 렵다. 따라서 보통은 바깥쪽에 위치하는 표준성을 이용하여 안쪽 벌의 사전축광을 수행하게 되며, 아때 노출시간이 짧지 않으면 전판의 배경 효과가 성단의 중심부로 갇수록 심해지므로 사진측광에서 이러한 배경 효과를 찰 보정해야 한다. 예 E2-3 구상성단에서 가장 밝은 적색 거성으로부터 주계열성에 이르 는 모든 등급의 벌에 대한 사전측광 프로그램의 예를 알아본다. NGC 6752 의 사전축광을 위해 성단내와 그 주위에서 68 개의 밝은 별 (V

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C-M 도를보면 그립 2-53 처럼 14

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·, `` E. 』’ •, •. • • 그립 2-54 구상성 단 M4 의 사전 (//8 으로 촬영 )

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·, (a) 10 I- Zones6-7 11 노 111!2345 I- ‘.·. ..3‘· 鼻· ..· · ·. .. ·. 多..·. · ·· . • r. ... ..... ·..『.r.’... . is., . $.. ·...:i4`• ,.多• ’., .. J• · . •-. ••J ·. • .·~ `. ·...L· r ... 16, t - A RR Lyr a e 요4 0.4 0.6 -0 .8 1.,0 ( B-V )1 .12 4M 1.6 1.8 궁。 v 그립 2-56(a) 10 ~nes.3 - 5 (b) 1111132451 ,, ^ • .. . •.•, ` ·^ · .^ · ··. ' . ..· · .·`. .. • r•.: .、-..^•..’^ ’ •.·.,. . . .` ..•.k. . .:.i. `.J ...3.•.. .... r . .•· . •. ; · 2.’ ,· .· ). .5. ..., .· .. ·..`·. ·. . 16 소 RRLy ra e 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.. 8 2., 0 그립 2(-B5- 6V(lb )

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그립 2-5 6 의 (a) 는 중십 부 영 역 (환 6, 7), (b) 는 외 곽부의 환 3~5 에 있는 별들 의 C-M 도이고, . (c) 는 이들의 합성 C - M 도이다. 이들 세 C - M 도 를 바교해 보면 중심부와 의부의 측광이 찰 일치함을 알수있다. 즉 각 계열의 위치와평군폭이 그립 (a) 와 (b) 의 두 경우에 거의 같다. 이 러한 사실은 중심부와외곽부의 측광에서 체계적 오차가없음을뜻한다. 예 2-5 성단내 변광성의 사전축광 : 변광성의 광도변화는 주로 광전축광에 의해 많이 연구된다. 그러나 변 광성 주위에 정상적인 벌들이 많다면 사전축광으로 관측 자료를 보완, 확장할 수도 있다. 이러한 사전축광을 위해서는 변광성의 광도변화폭을 고려하여 주위에 있는 몇 개 벌들에 대해 광전축굉율 7 수행한다. 그러면 사전축광에서는 이 표준성들을 이용하여 변광성의 사진등급을 결정하게 된다. 예를 들면 그림 2-57 처럼 NGC 6752 내에 있는 변광성 V1 의 사

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• 'g 훑백: 끄• •• · .무. •'• .\m • \\.8 -- •?• .! \!2V ·뿌1•2••2.3 J . \. 11 ' .1·71 21• 0 6•? • ·‘`. : •\ .:.I '. ·I .·,. •.•1• 1;•: •5 ? 감•: . •• .· ••.'~ .•.·타• o· r 2· 3• ~· s· 그림 2-57 측NG광C성 6온75 2번 의호 변밀광에성 줄V을1( 화그살었다표. 표 시). 사전축광에 사용된 ' 광전

Yale-Colombia 굴철망원경 으로 43 장의 B 전판을 얻었다. Sarto r iu s iri s 측광기 로 각 건판에 서 표준성 과 변광성 의 iri s 값을 측정 한 후, 표준성 에 대해 . B 등급과 i r i s 값 (R) 사이의 관계를 구했다. 이러한 관계에 변 광성의 i r i s 값을 대입하면 그림 2_58 에서처럼 변광성의 등급이 결정된. 다. 죽 그립에서 건판 Y 112 와 Y 118 에서 변광성 V1 의 B 등급은 각 각 B=13.91 과 13.43 으로 주어진다• 43 장의 건판에서 구한 사전등급 C• 표시)과 광전축광으로 구한 광전 동급 (o, ‘ 표시)을 위상에 따라 표시하면 그립 2-59 와 같다. 이 변광

성은 주기 가 I. 3782 일인 단주기 Pop Il Cep h eid 로서 AHB(Above Hor- izo nta l Branch) 또는 Sup r a-HB 벌이 라고 불리 는 변광성 이 다. 참고문헌 UBV Photo m etr y of Brig h t Sta r s in 47 Tue: S.-W. Lee, Astr o n. & Astr o • phy s . , Supp l. , 27, 381, 1977. The C-M Dia g ra m of the Globular Cluste r s M4: S. -W. Lee, Astr o n. & Astr o p hy s . Supp l. , 27, 367, 197 7. The Color-Magn itud e Diag r am for the Globular cluste r M3: A.R. Sandag e , A.]. 58, 61, 1953. The Color-Mag nitud e Dia g ra m of NGC 288: R. Buonanno, C.E. Corsi, F. Fusi Pecci, G. Alcain o , & W. Lil ler , Astr o n. & Astr o p hy s . Supp /. 57, 75, 1984. - Membership of the Old Op e n Cluste r NGC 2506: Lian g - Tai G. Chiu & W. F. van Alte n a, Ap . ]., 243, 827, 1981. A Short Perio d Cep h eid Varia b le i~ the Globular Cluste r , NGC6752: S.-W. Lee, Observato r y, 94, 72, 1974.

3. 측광계

광의 투과과장대가 다른 여러 개의 필터를 사용하여 두과광량을 측정 하는 광전축광이나 사전축광에는 필터의 파장대와 그 특성에 따라 여러 종류의 광전축광계가 있다. 이들 측광계는 각각 관측 목적에 따라 만들 어찌기 때문에 일반적으로 적용되는 대상천체의 범위나 추정하려는 물 리량의 종류 및 정밀도에 따라 측광계의 특성이 달라진다. 본 단원에서 는 먼처 벌의 에너지분포를 살펴본 후 몇 개의 대표적 측광계를 살펴보 고자한다. XI. 벌의 에너지분포와 측광계 광전 스팩 트로메 터 (s p ec t rome t er) 로 수 A~ 수십 A 의 좁은 과장대 의 광을 여러 파장영역에서 측광한 펄둘의 에너지분포를 보면 그림 3-1 처 럼 분광형과 광도계급에 따라 그 분포가 달라진다(그림에서 에너지는 등급단위로 표시했다). 특히 에너지분포의 파장에 따론 기울기는 2 단원 II 장에서 언급한 바와 같이 벌의 분광형 죽 표면온드에 따라 달라진다. 이러한 관축사실온 두과파장대가 다른 두 개 또는 그 이상의 필터를 사 용하여 루과에너지량을 측정 비교함으로써 벌의 표면온도 추정이 가능 함을 의미한다. 이때 각 필터의 두과광량의 비는 벌의 색지수를 나타내 지만, 이 모든 색지수가 별의 표면온도를 나타내는 온도지수가 되는 것 은 아니다. 따라서 측광계에서는 천체의 표면온도를 가장 찰 대표할 수 있는 적합한 색지수를 얻을 수 있도록 필터의 과장대와 대폭을 찰 선정 하게 된다. 예를 들어 만약 어떤 필터의 파장대폭이 아주 좁고 또 평균

파장의위치가흡수산이 많이나타나는 영역이라면, 이필터를 사용하 여 정의되는 색지수는 흡수선의 출현과 강도에 따라 그 값이 복잡하계 변하므로 벌의 표면온도를 나타내는 색지수로서 적합하지 못하다. 한편 A 형과 이보다 만기형별에서는 특히 3700~5OooA 사이에 많은 금속흡수선이 나타나며 그 종류와 강도는 분광형 에 따라 다르다. 따라 서 이러한 파장대의 광을 두과토록 만든 필터를 사용한다면 이 필터는 벌의 연속스팩트럼의 에너지보다는 항성대기의 특성(표면온도, 구성성

AL P HA OP H A 5111 \

I1 mag 1· 0 09 0·8 0·7 o.6 Q.5 o.4 03 A(µm) 그립 3-I(a)

V\\\

I1 mag 1.o 09 0.8 0.7 o.6 0·5 o.4 o.3 A(µm) 그림 3-l(b) 그립 3-1 분광형에 따른 별의 에너지 분포

분, 미 시 난류 (m i cro t ubulence) 등)에 더 밀접 하게 연관될 것 이 다. 광전측광의 목적은 몇 개의 북정파장대의 광량을 측정, 바교조사합 으로써 항성 의 여 러 물리 량 즉 광도, 표면온도, 구성 성 분(화학조성 ), 표면중력, 질량, 나이 등을 추정하는 것이다. 이러한 물리량 중에서 축 광에서 칙접 얻을 수 있는 것은 특정한 과장대의 광량분이며 다른 물 리 량들은 분광관측 자료나 항성 대 기 모형 , 전화모형 등을 이 용하여 간접

0.7 QB Q9 1.0 1.1 1.2 >.(µm)

'.3W , Jo hn & Morg a n 3W, Becker 4I+2N, St ro mg r cn 4W,Sandag e & Smi th . 4I,T h uan & Gunn T, 4W, Washi1 g to11 Sy s te m 51, Walraven x·6(Y)S/(Y)S 7W , Geneva Sy s te m 71,Vil ni u s Sy s t er n 7I, Borg m an 그립- .3。,--3 .o 2 l巨 측02광 .4 계3 의0 4.5 파 之장5 에06. 6 따7 론0 8,7 상 대9 반01.웅08 분11포 .01!23 숫13 자11는.40 1필5 터11, 61의 갯수1 를2 (,a] 〔니「 W, ~ohnson l,N 은 각각 광대역, 중대역, 협 대역측광계를 뜻한다.

적으로 구한다. 이 경우에 측광인자(등급, 색지수)와 모형에서 사용하 는 물리량들 사이에는 일정한 상관관계가 존재해야 한다. 이런 판정에 서 새로운 측광계가 만들어잘 경우 이 측광계의 측광인자와 그 특성온 항성대기모형에서 얻어지는 이론적 물리량으로 설명되어져야 한다. 현재까지 알려진 측광계 중에서 중요한 측광계들의 필터 종류와 이들 의 상대 반웅($(.:l.)/$(.:l. )max) 분포를 보면 그립 3-2 와 같다. 여 기 서 숫 자는 필터의 갯수를, W,1,N 은 각각 필터의 투과과장대폭이 1000A 정 도로 큰 광대 역 (廣帶域)측광계 (wi de band ph oto m etr i c sy s te m ), 수 백 A 정 도인 중대 여 (中帶域)측광계 (int e r media t e band ph ot om etr i c sy s te m ), 대 폭이 수십 A 정 도로 아주 작은 협 대 역 (陝帶域)측광계 (narrow band ph oto m etr i c s y s t em) 를 뜻한다. 그림 3-2 에 있 는 15 개 의 측광계 중에 서 10000 A 보다 건 파장역 을 포 함하는 측광계 는 4 색 Washin g ton 계 , Ste b bin s 와 Whit ford 의 6 색 계 , Joh nson 의 10 색 계 , Joh nson, M itch el! , Lath am 의 13 색 계 등이 다. 특 히 UBV 의 표준필터를 포함하는 J ohnson 의 10 색계는 자의선에서 원적 의선에 이르는 0.3~15µm 의 넓은 과장대를 포함한다. 따라서 이 측광 계는 만기형별의 에너지분포를 조사하는데 특히 유용하게 쓰인다. 일반적으로 필터의 갯수가 많을수록 벌빛의 목성을 세밀하게 조사할 수 있 다. Joh nson, M itch ell, Lath am 의 13 색 중대 역 측광계 에 서 는 13 개의 필터를 이용하여 3200~12000A 사이의 에너지를 측정함으로써 자 외선에서 적의선역에 이르는 건 파장대의 에너지분포를 조사할 수 있 다. 이러한 중대역측광에서는 비교적 밝은 델들만이 관측가능하므로 광 대역측광보다는 관측대상의 범위가 많이 제한되는 단접이 있다. 참고문현 Ste l lar Sp ec tr o p h oto m etr y At la s, 3100 <;( <10800A .: Gunn, J.E . & Str y k er, L.L., 1983, Ap . ]. Supp l. 52, 121 . U,B,V: Joh nson, H.L . 1955, Ann. Astr o p hy s . 18, 292. U,G,R: Becker, W., 1946, Vero//. Univ . Ste r nw., Got ting e n , no. 80. Str o mg en Sy st e m : :Kodair a , K. , 1975, . in Problems in St el lar At m osph e res and Envelop e, ed. Bascheck, B., Keg el , W.H., Travin g , G., p.1 49. :Olson, E.C., 1974. PASP, 86, 80.

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)조참-3 1 b )( 08 u60 4 02 0. .:.8,0'6 0{ B.. ' ,셉 i.::: ',1-- G2B--. ••G•• 3 1G•••• ',0 4 —(B G12 +G13) G 0 2l 80 v 0604 0 2 000400 66002000 00.J(A.) hcSot t 터필 한우용사 경를이 표( 다 . ) a(무과윤(%) ,egrCn bnor tilfi 는 a 는 u0060 •A ()A. 목 립무과그성 v 4000 의광터()' 6 0T) 2 。 80 06 4 0 2 0 806 040 20 0 020V B U필부과 울(%) 33- 립그

의 유리필터로 이루어진데 비해 B 필터는 청색필터 (Cornin g 5030 또는 BG 12) 와 무색필터 (GG 13) 로 이루어졌다. 후자의 필터는 청색필터를 두과한 광 중에서 대체로 3700 .A.보다 짧은 과장의 광을 차단시켜 B 팔 터에서 발머불연속의 영향이 나타나지 않도록 한다. 그리고 V 와 B 필 터에 의해 정해지는 등급이 각각 과거의 국제측광계의 사전시등급(p ho­ tov is u al mag n it ud e, IPv) 과 사전등급(p ho t o g ra ph i c mag n it ud e, IPs) 에 해당하도록 각 필터의 투과과장대를 선정하였다.

필터 A( 과거)표 3-1 UBV |필 터 B( 현재)

[曰 n :n: 三三 +GG 13(2=)1 三 ::G+GG::2m\m)

SNU 의 UBV 필터에 I p 21 의 광전자중배관을 결합하면 표 3-2 의 필 터 두과 울 Sf 와 1P21 의 반웅함수 Sp ( A) (표 1-2 참조)로부터 합성 반웅 S10)=S f(A )S i,(A)는 그립 3-4 에서 접선으로 주어진다. 실제 지상관측 에서는 지구대기의 광루과율 Sa(A) 에 영향을 받는다. 루과대기 량이 M =1 인 천정에서 (필터 +1P21+ 대기)의 합성반웅 S20)=S10)SaO) 를 구하면 그림 3-4 에서 ” ... '’로 표시된 분포함수가 얻어전다. 여기서 지 구대 기 의 두과울은 표 3-2 에 서 주어 지 는 Melbourne 의 값을 이 용했다. 광전축광에서 알루미늄으로 도금한 두 개의 거울을 가진 반사망원경을 쓸 경우 거울의 반사율은 과장에 따라 수 %정도의 차이를 보안다. 이 러한 반사울 S t (A) 를 고려하면 (망원경 +필터 +1P21+ 대기)의 총합성 반 웅은 SsO)=S20)S,O) 이며 이것의 분포는 그립 3-4 에서 실선으로 표 , 시하고 구체적인 값은 표 3-3 에 수록했다. 위에서 살펴본 반웅함수들은 온도, 습도, 대기조건, 거울의 반사율등 에 따라 달라진다. 특히 광전자증배관의 온도변화에 따른 반응함수의 변화는 매 우 중요하다. 예 를 들면 Bessel! 은 적 색 광에 예 만한 광전자증 배관 RCA 31034( 그립 1-10 참조)의 온도를 -75°C 에서 -10°c 로 높 였을 때 장파장 쪽의 반응한계가 100A 이상 확장되며 또한 상대반웅율 이 99% 이 상인 최 대 반웅영 역 도 8000~82Oo A 에 서 8000~8500 A 으로 2 배 이상 장파장 쪽으로 확장됨을 보였다. 실제 관측에서는 이런 접을 고려하여 드라이아이스를 사용하여 광전자증배관의 온도를 일정하계 낮

표 3- 2 대기투과 울 과 알루미늄 거 울 의 반사율

과장 (A) | 대기무과타 반사율 II 과장 (A) I 대기 두 과울 반사 울 2000 o. 72 5300 0.8645 0.88 2400 0.8 1 5400 0.8693 o. 88 2800 0.82 5500 0.8733 0.88 3000 0.82 5560 o. 8 765 0.88 3100 0.3 0 67 0.82 5600 0.8773 0.88 3200 0.3442 0.82 5700 0.8814 0.88 3300 o. 3 847 0.83 5800 0.8838 0.89 3400 0.4 3 13 0.83 5900 0.8879 0.89 3500 0.4808 0.83 6000 0.8903 0.89 3600 0.5360 0.83 6100 0.8 936 0.89 3700 0.5882 0.8 4 6200 0.8 9 78 0.89 3800 o. 6338 0.84 6300 0.9019 0.88 3900 0.6698 0.85 6400 0.9061 0.88 4000 0.6982 0.85 6500 0.9102 0.88 4100 0,7281 0.85 6600 0.9145 0.88 4200 0.7502 0.85 6700 0.9178 0.88 4300 0.7698 0.85 6800 o. 9 221 o. 87 4400 0.7855 0.86 6900 0.9255 o. 87 4500 0.7979 0.86 7000 0.9280 0.87 4600 0.8098 0.86 7100 0.9306 0. 87 4700 0.8195 0.86 7200 o. 9332 0.86 4800 0.8294 0.87 8000 0.85 4900 0.8386 o. 87 10000 0.9700 0.93 5000 0.8464 0.87 20000 0.96 5100 0.8534 0.87 50000 0.97 5200 0.8589 o. 87 100000 o. 98

게 유지함으로써 반웅함수의 변화를 극소화시킬 수 있으며, 또한 온도 변화에 따른 체계적 측광오차를 최소로 줄일 수 있다. 한편 J ohnson 과 Mor g an 이 사용한 U 와 B 필터는 그립 3-3a 처럼 적 색광누출 (red leak) 이라 불리우는 적색광의 무과현상이 장파장영역에서 일어난다. 이러한 누출이 U 필터에서는 약 7000A 부터, 그리고 B 필터 에서 는 8000 A 부터 시 작된다. lp 2 1 의 광전자증배 관을 사용할 경 우 이

표 3-3 UBV(SNU) 필터 의 두과울과 반응함수

a) U 필터 과장 CA) I 두과울 I sl(A) I s2(A) I s3CA) 2800 0.000 0.000 0.000 0.000 2900 0. 129 0. 00 1 o. 000 0.0 0 0 3000 0.276 0.022 . 003 . 003 3100 . 432 . 095 . 029 . 024 3200 . 570 .257 . 089 . 073 3300 . 658 . 4'47 .172 .1 42 3400 . 701 . 568 .245 . 20 3 3500 . 70 4 .634 . 30 5 . 253 3600 . 658 .62 5 . 335 .278 3700 . 489 .474 .279 . 233 3800 .187 . 185 .1 17 . 099 3900 . 002 . 002 . 001 . 001 4000 . 000 . 000 . 000 . 000 6950 . 000 7000 . 006 7100 . 052 7200 .118 7300 .1 72 7400 .207 7500 . 177 7600 .113 7700 .07 0 7800 . 058 7900 . 042 8000 . 022 8100 . 009 8200 . 002 8300 . 000 S1( J)=(필터 +1P 2 1) Ss32(( Ji))==((필필터터 ++11PP 22 11++ 대대기기) + 반사경.)

c) V 필터 I

파4장65 (0A ) | 무0과.00울0 s01.(0A0)0 I so2. (0A0)0 I So3. 000 )0 4700 . 001 . 001 . 000 . 000 4800 . 055 . 039 . 033 .028 4900 . 418 . 271 .228 .198 5000 .727 . 422 . 357 .310 5100 . 837 . 435 .371 .324 5200 . 876 . 403 . 346 . 303 5300 . 891 . 356 . 308 .270 5400 . 892 . 304 . 264 . 232 5500 .893 . 259 .226 .199 5600 . 894 . 214 .188 .166 5700 . 895 . 179 .158 .140 5800 . 896 .143 .126 .112 5900 . 896 .116 .103 .092 6000 .897 .090 . 080 .071 6100 . 897 . 066 . 059 . C53 6200 .898 .047 . 044 . 039 6300 . 898 . 035 . 031 . 023 6400 . 899 . 023 . 021 . 019 6500 . 900 . 015 . 014 . 012 6600 . 901 .01 0 . 009 . 003 6700 . 902 . 006 .005 . 004 6800 . 903 . 003 . 003 . 002 6900 . 903 . 002 . 001 . 001 7000 . 904 . 000 . 000 . 000

의 반웅을 나타내지 않으므로, 적색광누출현상이 B 필터보다는 U 필터 에서 더 찰 나타나게 된다. Shao 와 . Young 의 관측결과에 의 하면 표 3-1 의 (A) 에 서 주어 지 는 U 필터 (Cornin g 9863) 와 1P21 광전자증배관을 쑬 경우 적색광누출에 의 한 U 등급의 보정이 적색거성 M2Ia 에서 최대 1 등급이나 된다. 이러한 적색광누출이 Scho tt필터에서는 그립 3-3b 처럼 상당히 감소된다. 이런 이유로 오늘날은 Corn i n g필터 대신 Scho tt필터를 많이 쓰게 된다. 그 러나 여기서도 적은 양이지만 적색광누출이 검출되기도 한다. 따라서

득히 광전자증배관을 상온상태에서 쓰거나 적색별을 관측할 때는 이러 한 적색광누출의 여부를 조사할 필요가 있다. 일반천으로 U 필터의 적색광누출량을 I r'라면 이것은 U 와 V 필터를 겹쳤을 때 무과하는 적색에너지량 L 에다 V 필터를 지나면서 흡수되는 에너지량을 보정한 E=1.06L 으로 주어진다. U 필터를 두과하는 에너 지량 L 와—I LI/r ’ =의 1 비. 0는6 IIU ~ = 1. 06 X I0°•4

lmer j um p)의 크기 D 는 그립 3-5 에 서 발머 불연속이 시 작되 는 A8 에 서 A 와 B 접에 해당하는 에너지 EA 와 E8 의 비, 즉 D= lo g 4EB 야(i)B ) (3-3) 로 정의되며 이 값은 그림 3-6 처럼 별의 분광형과 광도계급에 따라 달

강도 B’ z ,i.. ............ .\

II'___\ A. 그립 3-5 발머불연속 D 000...564 000 #,‘ ,. ., / ```· ` ` ..```` ` ` `` ` ``` \` · ` ` \ I b 0.3 0 Ia 00..21 00 `血 l\r_ v -···-··-··--1lm\b 二 \ v la 0.0 0 06 BO AO FO GO 그립 3-6 발머 불연속과 분광형 . 광도계 급의 관계

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(d) x,/'',·· /' /. /' oy > /., // /// /qt./. / / t ./ 二·- J ox r/ /. /2, ./투/./ / . eI 09 gE(e H)L. ' OJ ov go 90 J0v. g(A) ' oo. v.o 8'0 여L g·i

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vM8---4。 4821

1.2

(U-B) \ 에

0.8 0.4 0.0 \\I< :\ 00..84 `` ``` .\r \ 1.2 \ 冊\``\ \ \ `` V\.\`.`\ `\` 1.6 .\\.\\\` \I I II''\. 2.0 > \ J· -0.4 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 (B-V) 그립 3-7(d) 그립 3-7 광도계급에 따른 등급, 색지수, 분광형 사이의 관계

b)

LC I V 血 JI Ib Jab Ia Sp I (U - B) 。 059768 ----一11I11... .1포1 1 1157492 ---_-11111 ....m.1111173428 ---——1111 1 ...'..11111 64327 -———_1111 I. ...포1 1111 33764 一-一_一111 1.1.m... 1111173634 _--—-1I111~....11111 3 6734 BO59367821 ----—_-—一o000 0001o ......... 423975015 ' 305808441 II ----—-—--100000oo0 ....,..... 794239505 474701188 --—----_—00101o000 .........564 860039 492420822 ---一-----00001000 0.........87640 9569 602079372 一-—---_--0000101 00 .........96587 460o53332996o --—-—--—-00000001 1.........7687 96005 225668508 AO825371 ++++++-0Oo000o ....... 0 010ooI O08sg22 ++++++-00o000o ....... 11110001100762 ++++-一-0oo0 000 .......1 1 120001200825 : :: +-+---000o0o0 .......12 31oo2 04310go :: : : +--一--000 0o00 .......232 o1105894o18 : +--+一-—000o o0o ... ....342 o113004207g :::: FO825 ++-+0o00 ....00o023o2 ++++000o ....1 o00 088g ++++o000 ....1 21rn244: :: ++++0000 ....14210597 ++++0000 ....42117158 ++++0000....421 13185 G8325 +.++.L-00o0 .... 32100062 ++++O00o ... .3752 9106 ++++000O ....36742082 ++++1000....6 508 2015 ++++0001 .... 86503327 ++++0001....85602825 KO37521 ++++++110000 ...... 58 4620054841 ++++++111101 ...... 188830 613491 ++++++110111...... 7097 53759483 ++++++111111 ......3 57 8215169 54 : ++++++111111 .,....1 6s283o70824 : ++++++1111ll......12 6 388880042 : MO1 ++11.. 2212 ++11.. 8887 ++11.. 9931 ++11 .. 9920 ++11.. 9900 ++11..9900 6784235 +++++++1111111....... 43112152506438::: +++++11111.....1 878569 388 ++11..7 974 ++++1121 .... 91 69 2805 : ++++1121....909so505: : ++++1I12 ....9 o69505s : :

c)

LC I V w lII 1I lb lab Ia la-0 Sp I Mv 03798645 --__--_4565545.......M 972955 。 _--—--65565~5.•..1.45 2801 -—--_-655665... .선.19368 5 ---656~..1900 -——666.:.22 3 —-_一66 66.. 팟. 5 '55 5 ---—--_6666666.......h888888! 8 BO9783521 -+-----_001213·04........24 62622o55 —-----一-102331 4o........ 12418777 _-—--_—--02543113....•... 6142 9025 -~----—-3455434 .......1 547085 ---—一__-555655 55........22347158 ---—----66666666........2234242t , -----一--7777766 6........1 1190990 -—一-----888888 88.... ..천.4533534 2 ·AO785312 +++++++122110I....... 4 236o95 5 5 +++++++11121o0....... 0737203 +++++++011000o ....•.. 7232 15o ---—---2223223....... 6 87 0890 _-——_——5555555.......1112222 ----—6666·6.....65 543 -—-----7777777 ....... 7 2482 21 ---—_一—8888 888....... 9675895 FO825 · ++++4332.... 5670 ++++2222.... 4825 +++111... 756 ----2222....3345 --_一555 5....1111· -—一—6 666....6665 ----8888....00 00 -一一_9 9 99....0o00 MKGOOO45324732151285 +++++++++++++++++11199867876655454120..............63119 03845174...9335455 ++++++333333......111100 ----+—_-一+++++++0o000·o o10000000oo................. 6 623 3s473198590s 0 ----—-—----_—--_222222·2222222222......•......... 6633353 363353333 ---—------——--—--44444-444454444445................,78368343536840340 ----——-—-_--—---_55555556666565556.................66676990180266483 • -—--—----_-----__66767777787777876.................984 55665o087980o9 ---_--—-一—8888888· 888.......... 000 o550689

라진다. 주계열성에서는 AO 부근에서 D 의 값이 최대가 되므로 색지수 (U-B) 는 만기형으로. 갇수록 계속 증가하지 못하고 그림 3-7(d) 와 같 이 F5 부근에서 최소치를 나타낸 후 다시 증가한다. 이상에서 살펴본 바와 같이 광대역 UBV 측광계는 측광인자 V,(B- V), (U 一 B)7} MK 분광형과 광도계급에 밀접하게 관련된다는 큰 장접 울 지니며 또한 필터의 두과과장대폭이 넓기 때문에 어두운 벌의 측광 에 유용하다. 그러나 한편으로는 필터의 넓은 투과대폭 때문에 필터의 북성변화, 광전자증배관의 감도변화, 무과대기량의 변화에 따른 소광계 수의 변화 등에 크게 영향을받는다. 이런 점에서 측광관측으로부터 V, (B-V), (U-B) 를 결정할 때는 환산 (reduc ti on) 과정을 매우 조십스 럽게 거쳐야 한다. 득히 대기소광계수를 가능한한정밀하게 구하고, 기 기계에서 표준계로 변환할 때 생기는 오차를 극소화하도록 한다. 성간물질에 의한성간척색화가 나타나지 않는가까운 종족 I 의 델들 에서는 UBV 측광인자와 철대등급이 MK 분광형과 광도계급에 대해 일 정 한 상관관계 를 가진다. 이 들 관계 는 Joh nson, Fit zg e rald, Schmi dt - Kaler 등에 의해 자세히 연구되었으며, 그림 3-7 과 표 3-4 에서는 Sch- m i d t -Kaler 의 자료를 이용했다. 성간적색화가 없거나 또는 이것이 보 정된 종족 I 의 벌들에 대해서는 : 표 3-4 를 이용하여 관측된 측광인자와 광도계급으로부터 분광형과 철대시등급을 추정할 수 있다. 3. 성간적색화 동일한 분광형을 가지면서 성간적색화가 된 벌과 그렇지 않는 벌 사 이의 등급차이 4m 이 과장의 역수에 따라 어떻게 변화하는가를 살펴봅 으로써 성간적색화법칙 즉 성간소광법칙을 찾는다. 이러한 성간적색화 논 Il 장 4 철에서 살펴본 바와 같이 성간물질의 소광법칙과 성간물질의 양에 따라 달라전다. 그리고 성간소광법칙은 일반적으로 광의 과장에 반비례하지만 이 관계가 모든 파장에 대해 일정치는 않다• 예를 들면 그림 3-8 에서 Wh itfo rd 와 Nand y의 성간소광법칙온 o.3µ 집

Am(건 1

1.2 0.8 0.4 0.0 -0.4 0.5 1.o 1.5 2.0 2.5 3.0 1/ 庫) 그립 3-8 Whit ford 와 Nandy 의 성 간소광법 칙 .

L1m(-½ = 0) = -0 . 397 (3-4) Nand y의 경우 : t1m (-½) = 0. 997/.:l. - 1. 218 J-! ~2. 294 µ-I = 0. 555/.:l. - O. 202 J-l > 2. 294 µ-I t1m (-½ = 2. 22) = 1. 00 (3-5) 한편 성간적색화 E(B-V) 에 대한 단색광등급소광 Av 의 비, Av/E(B - V) 는 그림 3-9 처 럼 장파장에 서 A::::::2200 A 까지 최 대 로 증가한 후, 다시 단파장 쪽에서 감소한다. 이러한 현상온 성간소광을 일으키는 성 간물질에는 크계 두 종류가 있음을 암시한다. 죽 가시광과 UV 광의 산 란작용으로 일반소광을 일으키는 크기가 비교적 큰 입자군과, 2200A .

윅 크라마신 (W i ckramas i n g he) 과 난디 (Nand y)의 연구에 의 하면 후자의 입 자군은 반경 이 0. 01~O. 02 µm 인 작은 흑연 (gr ap h it e) 입 자로 보여 진다. 위에서 살펴본 성간소광법칙은 성간물질의 양과 그 구성성분에 따라 달라지 며 , 그리 고 은하경 도에 따라 조금씩 달라전다고 본다. Wh itt e t의 연구에 의하면 R=Av/E(B-V) 의 값은 은하경도 l 에서 R = R 。 + 0.17 sin ( ! + 175°) (3-6) 으로 주어지며, R 。논 평군치로서 Ro=3.08 士 0.03 이다. 일반적으로 관측치 (B-V) 에 E(B-V) 만큼의 성간적색화가 생기 떤 식 (1 -75) 에 따라 관측치 (U-B) 에도 E(U-B) 의 적색화가 일어 난 다. 이러한 상관관계는 ((BU -- VB )) -- ((BU -- BV) ) 。。 = EE((BU —-BV ) ) 녹 X (3-7) 에서 (U-B ) = X(B —V ) + Q (3-8) 로 간단히 표시할 수 있다. 여기서 (U-B)o 와 (B-V )o 는 성간적색 화가 보정Q된 = 색( U지 수—이B며) ,。 — QX는 (B - V) 。 (3-9) 로 정의되는 인자로서 주어진 X 값에 대해서는 성간적색화에 무관한 양 이다. 그러나 X값 자체가 성간적색화법칙과 분광형에 따라 달라지므로 업격한 의미에서 Q인자는 성간적색화에 무관하지 않다. 그림 3-7 에서 O,B 형 주계열성에 대해서는 (U-B) o = 3. 738(B —V) 。 + 0. 026 (3-10) 의 관계가 성립하므로 이것을 식 (3-9) 에 대입하면, X=0.72 로 둘 때 Q인자와 색지수 (B-V) 。 사이에 아래의 관계식이 얻어전다. (B - V) 。 = o. 331 Q - o. 009 (3-11) 비교적 성간흡수가 많은 영역에 위치한 고온의 O,B 형 주계열성에 대 해서는 측광으로부터 Q를 구하면, 식 (3-10) 과 (3-11) 로부터 성간적색 화가 보정된 색지수를 얻을 수 있으며 그리고 표면온도를 알 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이 벌의 성간적색화는 성간소광법칙, 성간물질의

양과 구성성분, 분광형 등에 따라 달라지므로 UBV 측광에서 성간적색 화의 보정은 중요하면서도 그의 추정은 용이하지 않다. 다음은 이러한 성간적색화의 보정이 가능한 몇가지 경우를 살펴본다. (i) 분광형과 광도계급을 알 경우 분광형과 광도계급이 알려지면 필드별에 대해서는 종족 I 이라는 가정 에 서 표 3-4 와 그립 3-7 을 이 용하여 고유색 (U-B)o, CB-:-V)o, 철대 시등급 Mv 를 추정할 수 있다. 그러면 관측된 색지수 (U-B), (B- V) 로부터 각색에 대한 성간척색화 E(U-B), E(B-V) 를 얻는다. 벌 의 철대에너지 기울기 O 를 알 때는 식 (1-74) 를 이용하고, 그렇지 않 으면 Av=3E(~-V) 의 간단한 관계식을 써서 벌의 거리 r 를 구할 수 있다. 죽 ( V -Av) - Mv = 5 Jog r -5 (3-12) 여기서 V 는 관측된 시등급이다. 밀집한 성운내나 그 주위에 있는 산개성단은 대부분 나이가 108 년 이 하로 아주 적다. 이들의 광전축광에서는 성간적색화가 벌의 위치에 따 타 다르게 나타나는 것 이 보통이 다. 만약 분광관측으로 이 들의 분광형 과 광도계급을 안다면, 표 3-4 로부터 철대시등급과 고유색지수를 찾게 되고, 관축치로부터 성간적색화 E(B ― V) 를 구할 수 있다. 그러면 성 단내의 각 구성원벌에 대해 E(B 一 V) 와 (V-Mv) 를 얻고, 이들로부터 그림 3-10 과 같은 관계 를 조사한다. 산개성 단 h & X Persei 에서 (V- Mv) 와 E(B-V) 는 서로 일차적인 비례관계를 보이며, 비례계수 R( 기 울기)는 V 등급과 색지수 (B-V) 에 대한 성간홉수의 비 R=Av/E(B- V) 를 나타낸다. 죽 식 (3-12) 에 서 V - Mv == RAv• E+( B5 l-og Vr )- +5 S log r —5 (3-13) 이므로 그립 3-10 에서 칙선의 거울기는 식 (3-13) 의 R 에 해당함을 알 수 있다. 그립 3-10 의 h&X Perse i에서는 R=Av/E(B-V)=3.O 이 얻어전다. Turner 의 산개성단 관측에 의하면 51 개의 성단에 대해 R=2.75~ 3.43 으로 성단마다 R의 값이 조금씩 다르며, 평군치는 R = 3.08 土 0.03

V-Mv

10 • 12 14 ..塗 .o ?函-•. . • ;. ••• • ?. 16 0.2 O.• 4 0.6 0.8 1.0 E(B-V) 그립 3-10 h& X Perse i의 (V-Mv) 와 E(B-V) 의 관계 . 실선의 기울기 논 Av/E(B-V) 에 해 당한다 .

않은경우는 R=3 을쓸수있지만, 그렇지 않을때는올바른 R의 값을 찾아야 한다. (ii) 색-색도 이용 성단내 벌들의 적색화가 성단과 관측자 사이에 있는 성간물질에 기인 할 경우(죽 성단내의 물질에 의한 소광이 없는 경우), 성단의 관측된 색-색도와 어떤 기준색-색도를비교함으로써 성간적색화를추정할 수 있 다. 예를들어 그림 3-7(d) 의 기준색-색도에 대해 산개성단의 별들이 그 림 3-11 처럼 분포한다고하자. 이때 그립에서 보여지는성단의 평군색-색 도(접 선)와 기 준색 -색 도(실선)의 차이 는 성 단이 성 간물질에 의 해 그립 에 서 적색화선 (redden i ng li ne) 이타 불리는 화살표 방향으로 적색화되었 기 때문에 생긴 결과이다. 따라서 성단의 색-색도전체를화살표의 반대 방향으로 이동시켜 기준색-색도와 일치시키면 이때 색지수의 변화량 E(B-V) 와 E(U ― B) 가 각각 (B-V) 와 (U-B) 에 대 한 성 간적 색 화량 이 된다. 여 기 서 E(U-B) J E(B 一 V) 의 값은 그림 3-11 에 서 적 색 화선 의 기울기에 해당하며, 성단의 경우에논 평균적색화를 사용하므로 대체 로 E(U-B)/E(B-V)=O.72 를 많이 쓴다. 이 경우 그림 3-11 에서

(U-B)

---00o.·.642 |'f - ` \ \ II 七; \ I Q. Q 0.2 ':-\. ` -J r.,',, ,·~• • o.4 0-0 0.2 0.4 0,6 (B-V) 그림 3-11 산개성단 NGC 6025 의 색-색도, 실선은 표준색-색도이고, 겁 선은 성단의 평균색-색도이다.

산개성 단 NGC 6025 의 성 간적색화는 E(B-V)=0.17 이 다. 산개 성 단의 중원소함량비 (Z) 는 성 단에 따라 조금씩 다르기 는 하나 대 체로 Z=0 . 01~0.03 의 법위내에서 국부항성의 평군중원소함량비 (Z :::::: 0.02) 와 같다고 본다. 따라서 표 3-4 에서 주어지는 종족 I 의 기준색­ 색도와 산개성단의 색-색도 사이에는 중원소함량의 차이에 따른 효과는 없다고 간주한다. 그러나 구상성단의 경우에는 종족 I 인 국부항성보다 10-1~10-3 배정도 중원소함량이 적기 때문에 이 효과가 색-색도 상에서 크게 나타난다. 이런 접에서 표 3-4 의 기준색-색도를 이용하여 구상성 단의 성간적색화를 알려면 반드시 천구상에서 이 성단 주위에 산재한 필드 벌(주로 종족 I) 을 관측해야 한다• 예를 들어 구상성단 47Tuc 과천구상에서 이 성단주위에 보이는필드 벌( □ 표시)의 색-색도가 그림 3-12 와 같으며, 접선은필드벌의 평균색­ 색도를 나타낸다. 앞의 방법 (i)과 같이 적색화선을 따라기준색-색도쭉

(U 一 B )

-0 .6 -0.4 -0.2 •` '• -뺄 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 ·

11..02 노성f·3`.5 .· 鼻 1.4 1.6 1.8 2.0 `·` 2.2 ,.- o.o 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 (B-V) 그립 3-1 2 47Tuc 의 색-색도. 실선은 표준색-색도이고, 접선온 필드빌 Co 표 시)의 평균색-색도이다 • : 적색거성, ~ : 접근거성, 스 : 수평열 성, T : 가능한 필드벌.

으로 필드벌과 성단을 옮겨 필드별들이 기준색-색도상에 오도록 하면, 이 때 (B-V) 의 변화량이 47 Tuc 의 성 간적 색 화, E(B 一 V) 에 해 당한 다. 그림 3-12 에서 필드벌과 구상성단의 평군색-색도 사이에 (U-B) 의 일정한 차이가 존재하는 것은 중원소함량이 서로 다르기 때문에 생기는 현상이다. 참고 구상성단에서 주계열성과 적색거성은· 모두 색지수가 (B_V) 。> 0.4 인 적색 쪽에 치우쳐 있다. 일반적으로 구상성단은 우리로부터 멀리 떨어져 있기 때문에 주계열성보다는 밝은 적색거성의 관측이 훨싼 용이 하다. 이런 접에서 구상성단을 위한 기준색-색도는주계열성과적색거성 을 동시에 표시하기 위해 그림 3-12 처럼 종족 I 의 주계열성 부분 ((B -V)<0.8) 과 거성 (m) 부분 ((S-V)>O.8) 의 두 색-색도를 결합하여 사용한다.

12

v11 64 · 잡》t VRR·.훈 . L •y· |中r_ a e,_• g.a p .· •·. ·. .... ...5·웁.. . . .:.暮 .·............ .. .`. ‘. ....J.•. ..•. . .. ... . 5... 18 20 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 (B-V) 그림 3~13 구상성 단 M3 의 C~M 도

(iii) 청 색 수평 열 (blue horiz o nta l branch = BHB) 의 적 색 한계 색 지 수 이용

함량이 많은 성 단은 척 색 수평 열 (red horiz o nta l branch = RHB) 만 가지 는데 비해 중원소함량이 적은 M3 은 적색과 청색수평열을 그리고 M13 온 청색수평열만 가전다. 그림 3-13 에서 청색과 적색수평열 사이에는 RR Ly r ae 변광성 이 나타나는 영 역 (RR Ly r ae g a p)이 촌재 한다. 청 색 수 평열을 가전 성단의 C-M 도에서 청색수평열의 적색한계 색지수(즉 RR Ly r ae ga p 의 청 색 한계 색 지 수)를 보면 (B— V)o, sE=O. 17~0. 20 이 며 평 에균 서치 는는 (색( 지B- 수V) (oB,-BE V 〉) =B0E. 를1 8 관이다축.함 으따로라써서 E청(색B수 一 평V열) =을 ( B가-전V )s구E상— 성0. 단1 8 의 관계에서 성단의 성간적색화를 추정할 수 있다. 4. 덮개효과와 UV 초과 (1) 덮개 효과 (blanke ti n g eff ec t) 태양에서는· 수많은 Fraunho f er 흡수선이 관측되며 이러한 홉수선(또 는 금속선 (m -et a lli c l i ne) 이라고도 한다)들은 벌의 스펙트럼에서도 나타 난다. 일반적으로 별의 광구(光球)에서 방출된 빛이 항성대기의 구성물 질에 의해 선택 흡수되면 그 파장에 해당하는 흡수선이 생긴다. 이러한 흡수선의 출현은 연속복사에너지 중에서 그 파장에 해당하는 빛이 항성 대기 물질에 의해 차단 (block i n g)됨을 뜻한다. 한편 항성대기에서 흡수된 복사에너지는 다시 장파장쪽의 복사에너지 로 재방출되어 광구표면을 덥히게 되며 니 이를 러덥힘 효과 (backwarm­ ing e ff ec t)라 한다. 이 효과 때문에 광구에서는 연속복사에너지량이 증 가되어 표면온도가 상승하게 된다. 위에서 살펴본 차단효과와 되덥힘 효과의 합을 덮개효과라 하며, 이 효과는 금속선이 많이 생길수록 증가 한다. 금속선의 출현은 중원소함량이 많을수록 증가하므로 결국 덮개효 과는 항성의 중원소함량에 밀접하게 관련됨을 알 수 있다. 만약 어떤 벌의 대기에서 나타나는 흡수선율 모두 제거한다면, 위의 두 효과가 제거되면서 서로 상반되는 결과를 가쳐오게 된다. 죽 차단효 과의 제거는 주로 단파장 쪽에서 일어나는 연속복사에너지의 차단을 없 애므로 벌을 원래보다 더 밝고 더 푸르게 보이게 하며, 되덥힘 효과 의 재거는 벌을 더 어둡고 더 붉게 보이계 한다. 이상의 두 효과를 4 개의 천체에 대해 양적으로 살펴보면 표 3-5 와 같이 등급에는 되덥힘

l 표 3I-5 t덮P e개g 효과I 50 And \(중 태 심양 부 ) IH (D준 1왜9성44)5

차단효과 AU ― 0 킵 423 _。포 468 -0!646 -0 포 123 (모든 흡수선율 제거) 4B -0 .169 -0. 221 -0. 274 -0. 061 AV -o . 064 -o. 067 -0. 074 -0. 033 되덥힘효과 AU +0 .150 +0 .167 +o . 220 +o . 064 (모든 홉수선율 제거) 4B +0 .134 +0.167 +o . 204 +o . osg AV +0 .109 + 0.133 +o . 113 +0 . 058 (모든 흡덮수개선효 과을 제거) 4U -—00 .. 20 7335 -0. 301 -0. 426 -0. 059 4B -o. 054 -0. 070 -0. 0 02 LL1l((BU4—V -BV )) -+-00o...2 00348805 --+o0o...1 02364676 +--00o...1 30659969 +-—00o ... 00 025277s

예를 들어 표 3-5 에서 금속선이 나타나지 않을 경우 덮개효과가 나 타나지 않으므로 태양온 현재보다 더 어두워지고 더 푸르게 보일 것이 다. 반대로 중원소함량을 증가시키면 덮개효과가 커지므로 벌은 더 밝 아지고 더 붉게 될 것이다. Sanda g e 와 E gg en 은 이와 같은 현상이 H- R 도상에 서 종족 I 의 주계 열 아래 에 위 치 하는 준왜 성 열 (subdwarf seq u - ence) 에 적용할 수 있음울 보였다. 즉 준왜성은 종족 I 의 주계열성보 다 중원소함량이 적기 때문에 덮개효과에 의해 주계열성보다 더 어둡고 더 푸르게 보이는 것이며, 만약 · 준왜성이 주계열성과 동일한 중원소함 량을 가전다면 두 계열은 일치하게 된다. (2) UV 초과 (ul t rav i ole t excess) 그림 3-14 의 히아데스 (H y ades) 성단의 색-색도상에서 한 접 P 에 위치 한 벌에서 모든 흡수선율 제거할 경우 덮개효과가 없어지므로. 이 벌의 색지수는 4(B_V), 4(U_B) 만큼 더 푸른 쪽으로 치우치게 된다. 이 때 P Q를 덮개선 (blanke ti n g l i ne) 이타 하고 그 방향을 포함할 때 덮개 벡 타 (blanke ti ng vec t or) 라 한다. 그립 3-14 에 서 접 Q 는 히 아데 스성 단 의 색-색도선상의 R 점과 동일한 색지수 (B-V) 를 가지지만 (U-B) 값 온 R 접보다 o(U-B) 만큼 더 작다. 이러한색지수의 차이는히아데스성 단 (정확히 말하면, 히아데스 성단내에서 R 접에 위치하는 별)에 비해 가상적인 벌 Q의 중원소함량이 더 적기 때문에 생기는 결과이다. 이런

(U- B)

덮개선 一 O2 A (U 一 B) 00 Q2 04 0.6 08 (B-V) 그립 3-14 덮개선과 UV 초과 o(U-B). 곡선은 히아데스의 색-색도이다.

접에서 UV 초과라 불리는 o(U ― B) 를 상대적 중원소함량의 지표(指 標)로 사용한다. Wi ld ey, Burbid g e , Sandage , Burbid g e (WBSB) 의 연구에 의 하면 덮 개선의 기울기가 색겨도에서는 캘겁~ = 2. 7Q ( B - V)Hy a des + O. 62 (3-14) 이고, C-M 도에서는 ~ = O. 75(B - V) Hy a des - O. 97 (3-15) 로서 (B-V) 의 값에 따라 기 울기 는 증가한다. 따라서 동일한 중원소 함량을 가지는 벌이타도 색지수에 따라 o(U-B) 가 달라질 수 있다. 예를둘떤 필드준왜성의 색-색도는그림 3-15 처럼 일정한 한계 내에 존

-0.2

(U-B) 한계선 0.2 0.6 겨 0.0 0.4 (B— V) 0.8 , 1.2 그림 3-15 필드준왜성의 색국 1 도. 아래 곡선은 히아데스의 색-색도이고, 위의 곡선은 최대 함량비효과의 한계선이다.

재한다. 여기서 준왜성은 히아데스성단보다 중원소함량이 휠싼 적고, 또한 이에 따라 UV 초과가 큰 것을 고려한다면 그림 3-15 의 한계선 은 우리 은하계내에서 최소 중원소함량을 가전 준왜성의 위치를 나타낸 다고 볼 수 있다. 그런데 이 한계선과 히아데스의 기준선 사이에 (U- B) 의 차이는 일정치 않고, (B 一 V) 。 =0.6 부근에서 가장 크고 적색 쪽 으로 갈수록 o(U ― B) 의 값은 감소한다. 이러한 관측사실은 중원소함량 이 같더라도 (B-V)에 따라 UV 초과가 달라지므로 o(U-B) 값만으로 는 상대적 중원소함량을 올바르게 추정할 수 없음을 뜻한다. Sandag e 는 위 에 서 살펴 본 o(U 一 B) 지 표의 단점 을 보정 하기 위 해 일 정한 색지수 (B-V)a=O.6 에서 읽은 o(U-B) 값을 o(0.6) 지표로 정의 했다. 벌의 고유색지수가 (B-V)a=O.6 일 때는 색-색도상에서 칙접 o(B(U— -BV)) o= 에o( 서O .읽6) 은 을 o(쉽U게- B)얻 값을을 수 o있(0지. 만6), 으 로그 렇환지산 해않 야을 한경다우. 는 이주 를어 전위 해 Sandage 는 WBSB 의 자료를 이 용하여 표 3-6 을 만들었 다. 이 표를 이 용하여 o(0. 6) 을 구하는 과정 을 보면 다음과 같다• 어떤 벌의 고유색지수가 (B-V)a=O.90, (U-B)a=O.46 일 때, 그. 림 3-14 에 서 이 벌의 UV 초과는 o(U-B) =0. 18 이 다. 이 값은 표 3-6

0( .o)6. 2sOo 1J 11 .1. 1 11.11. 0 1. 1 0. 01. 01. 1. o . 10 . o 1. 0 I0 . 1. o1 1 . 1. 5I:

I

인자6o 0 ().I 5.oO J1 8.11 .8 1118. 1 801 . 401 . 0 0 .100 . 140 . 180 . 180 . 18.01 21. I 8. 1I 0.31 4. 41 :. 22보정 6o(o). 1.s11a。 32. 13 2. 17 11 . 101 .0 0. 1 .o 1o 00 .15 0. 18 . 0I 01 .1 7. l 1 13. I04 . 105 . 15. 7 1 3.32 I

o6 ) (.O& 1.2 411. 915 . I11. 103 1. 001. 031. 10 1. 1.1929 1. 41 1. 51. 5 63 1. 821. 2.06 2.58 O.(ii계의)6와) B-관 U (U o-B) oM52s 0.118o. I Il.l Os oos.1 .155 0 ..11 . 055 2 .1 0 55. 2.1 0.6 31. .06 3. 1 .06. . 6210552 . 0.1 21. 55 .0 21.6 .0 2.16 . 0 1.16 . 0 0.16 0. 9. 0 5.5 0 6 .000.40 3 6-(ii표 관된측 | a151,。7 o .17 7.18 .1. 9 120 .2 1. 21 ..20 .20 .19 .18 .1 6. 1 5 4.1 2.1 9.00 8 II250, 6. 2 .72 .8 2 0. 3 1.3 3.0 8. 2.6 2.4 2.2 2.0 291. .17 .15 2 0.1선계 한1)1(B U- —20 .2 -. 25 — 2 7..2 -5 22-. 1- .8 1-.13 -.0 .0 8 ++.9 1 +2 .3 .4 + 45.5 + 7.6 + .79 +. 870+ya dHes (U B-,), 03.0 01.0 . 0 .03 08 . 1 3 ..91 2.5 .34 .43 . 54. 64.7 4. 8 4. 9 4.9 09。 )―VB 0 .35 .400 40.5 0. 50 50.5 060.65 0.700. 75 .o o.0 8 0.85 90. 0 o.95 1. 00 051. 1.10(

에서 (B- -V )o=O.90 경우에 &(최대 덮개효과 때 )=0.20 과 a 。 ,75M( 최대 덮개효과의 0. 75 배 때 )=o.16 의 평군치 (=:어 + Oo, 7 5M)) 로 주어진다. 따라서 o(0. 6) 의 값은 표 3-6 으로부터 o(0. 6) = 0. 18 X 갑〔 8(: ; r6) + aO(0? ; 56M) ] = 0. 18 X 上2( I. 55 + I. 31 ) = o. 26 이다. 성단의 경우는 성단내의 별들이 모두 동일한 중원소함량을 가졌다고 볼 수 있기 때문에 각 벌의 8(U_B) 값은 모두 동일한중원소함량을 나 타내 게 된다. 그런데 구상성 단의 색 -색 도를 보떤 일 반적 으로 (B-V) 값이 커질수록 적색거성열에 해당하는 성단의 색구비선이 대체로 기준선(종족 I 또는 히아데스성단의 기준선)에 접근하는 · 현상올 보인다. 이러한 현 상온 앞서 그림 3-15 의 준왜성에서 살펴본 것처럼 (B-V) 가 클수록 o(U-B) 가 감소하는 결과를 초래한다. 따라서 어느 일정한 (B_V) 에 서 읽은 o(U-B) 를 비교함으로써 구상성단들의 중원소함량비에 관한 상대적 차이를 구할 수 있다. 보통은 (B-V)o=O.8 에서 읽은 o(U-B) 를 중원소함량바의 지표로 쓴다. 색지수 (B-V)o=0.8~1.0 에서는 덮개선의 방향이 색-색도의 기준선 에 거의 나란하기 때문에 이 위치에서 읽은 o(U ― B) 에는 덮개효과의 영향이 가장 적게 나타난다. 5. 항성의 물리량 (1) 광도 겉보기 등급이 V인 별의 성간적색화가 E(B-V) 일 때 V 등급의 증 가량을 Av=aE(B ― V) 로 두면 성간적색화가 보정된 고유등급은 v 。 = V-aE (B-V) 이다. 여기서 a 는 벌의 분광형과 성간적색화에 따라 a=2,7~3.5 정도 이며 보통은 a=3 으로 쓴다. 벌의 거 리 r(p c) 를 알면 절대 시 등급은 Mv = V,。 - S log r + 5

으로 주어진다. 그러나 벌의 거리를 모르는 경우는 분광관측에서 분광 형과 광도계급이 알려진다면 표 3-4(c) 를 이용하여 평군철대시등급을 추정할 수 있다. 이 표는 대양부근에 있는 종족 I 의 벌들에서 얻어졌 기 때문에 종족 II 의 벌에는 적용되지 않는다. 철대시등급이 알려지면 이로부터 광도를 얻기 위해 복사보정 (BC= Mbo1-Mv) 이 필요하다. 이러한 보정은 적외선영역의 측광, 위성관측, 대기모형 등의 방법으로 조사되었으며, 이 중에서 몇 가지의 결과를 보. 떤 그림 3-16 의 a,b,c 와 같다. 여기서 J ohnson 의 복사보정치에는 원래

BC

Log Te (a) Main seq ue nce sta r s (V) ,'t , ’ ' , , , ’’, ’ ’ ,-, --34 ,'{ -2 4.5 ' •• 푸-/-- 엇,/ ,, , -I 슨 1-- -,•------- 。 4.4 —Schm i dt - K aler 11982) 4.3 ---J o hnson(l966l 4.2 • • • Boh_m -Vi ~e nse ( 1981) X 翼翼 Flower(l977) 4.1 • • • Habet s & Hein t ze ( 1981l 4.0 3.9 3.8 3.7 3.6 3.5 `- -0-- , -0.4 -0.2 0,0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 (B-V) 그립 3-16(a)

의 값에 다 -0. 07 만큼 더 했다. 왜 냐하면 Joh nson 은 복사보정 의 영 정 에 해당하는 태양의 복사보정을 BC=O.00 으로 택했기 때문이다. 한편 Schm i d t -Kaler 는 BC 의 값이 영이나 영보다 작도록 정의했다. 따라서 태양의 경우 BC=-0.19 로서 흔히 쓰이는 BC=-0.0 'i'.보다 0.12 만큼 철대치가 더 크다. 그립 3-16 의 a, b, c 에 표시 된 Joh nson, Flower, Bohm-Vi ten se, Hab-ets & Hein t z e , Schmi dt - K aler 등의 자료에 서 상호간의 일치 성 을 고려 하여 가장 타당한 자료를 표 3~7 에 수록하고 그림 3-17d 에 표시했다.

BC

Gia n t sta r s (ill) -4 Log Te -3 -2 -I 。 —Schm i dt - K aler (1982) ---J o hnson(l966l • • • Bohm-Vi ten se (19811 • • • Flower(l977, 1975) • • • Habet s & Hein t ze (l981) 3.9 3.8 3.7 3.6 3.5 . ,, ’ -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 (B-V) 그립 3-16(b)

표형복 사 (3B보-7-정 V에 을서>, 0 주. _5계90).열 에3 성<서 의( 는B — 조JoV기h )n 형 s

BC

(c) Su p e rg i an t sta r s (la b) -4 • Lo u Te -3 -2 -I ·'`~국주군주군주조之• • 。 44..34 —Sch mi dt - K aler ( l982) --- Jo hnson (1966) 4.2 • • • Bo hm- Vi te n se c1sa1) X X 翼 Flow e r ( 1977) 4.1 4.0 3.9 3.8 3.7 3.6 3.5 -0.4 -0.2 o.o 02 0,4 0.6 0.8 1,0 1.2 1.4 1.6 1,8 2.0 (B-V) 그립 3-16 (c)

r 一 BC

=· Log 4 T .7e I. .1,,. -3 A44..,654 `` ._ 추 i一 一t 0뺄· - 一i it /t/. '// .// .' ., F. /, 戶/..I , --12。 4.3 4.2 4·1 o•x mvla b 40393837 363534 ``:`下 '- 7-' ·.·..·.- , -0.2 o.o 0느.2 ` 0.4 0.6 (0B.8 - V)1 .0 --1 . 2 1.4 1.6 1,8 2.0 그립 3-16(d) 그립 3-16 표면온도와 복사보정 . 그립 a, b, c 는 각각 주계 열성 (V), 거성(血), 초거성 (lab) 에 판한 것이며, 각 경우에서 채 택된 자료(표 3-7) 를 기준으로 한 것이 그립 d 이다.

표 3- 7 표면온도와 복사보정

a) 주계연성 (V) (B-V ) I (U-B)I Te(K) I log Te I BC llcB -V ) I Te(K) \ tog Te I BC -o. 335 -1.22 52500 4.720 -4.75 0.00 9320 3.969 — o.19 -0. 330 -1. 20 48000 4.680 -4.45 0.05 8970 3.953 -0.09 -o. 327 -1.19 44500 4.648 -4.21 0.07 8800 3.944 -0.06 -0. 323 — 1.17 41000 4.613 -3.93 0.14 8280 3.918 -0 .02 -0. 3 18 -1.15 38000 4.580 -3.68 0.20 7850 3.895 o.oo 一 0.315 — 1.14 35800 4.555 -3.5 4 0.33 7010 3.84 6 0.01 -0. 310 -1.12 33000 4.518 -3.33 0.43 64 9 0 3.812 — 0. 01 -0.30 -1.08 30000 4.486 -3.16 0.52 6200 3.792 — 0. 04 -0.29 -1.04 29030 4.463 -2.99 0.59 6000 3.778 -0.05· -0.28 -1. 01 27520 4.440 -2.87 0.63 5860 3.768 -0.07 -0.27 -0.98 26100 4.417 -2.74 0.66 5800 3.763 -0.09 -0.26 -0.94 24680 4.392 -2.60 0.74 5570 3.746 -0.13 -0.25 -0.90 23300 4.367 — 2.48 0.82 5210 3.717 -0.19 -0.23 -0.82 20800 4. 3 18 -2?J . 2 o. 92 4860 3. 6 87 — 0.30 -0.21 -0.75 18700 4.271 -1.97 1. 15 4350 3. 6 38 -0.62 -0.20 -0.71 17800 4.250 -1.84 1. 30 4110 3.614 -0.89 -0.19 -0.68 16960 4.230 —1.7 5 1. 41 3810 3.581 -1.17 -0.18 -0.64 16170 4.209 -1. 58 1.48 3630 3.560 —-1. 45 -0.17 -0.60 15400 4.188 -1.46 1. 52 3440 3.536 -1.71 -0.16 -0. 55 14650 4.166 — 1.34 1.55 3390 3.530 -1. 92 -0.14 -0.46 13450 4.129 -1.11 1. 56 3340 3.524 -2.24 — 0.12 — o.37 12400 4.094 -0.85 1.61 3280 3.515 -2. 55 -0.11 -0.33 11900 4.077 -0.72 1. 72 3080 3.488 一 2.89 -0.08 -0.23 10700 4.030 -0.46 1. 84 2840 3.454 -3.42 -0.05 10050 4.002 -0.32 2.00 2500 3.397 —- 3. 97 -0. 025 9590 3.982 -0.24 CbB) -거V 성) l c(]u!I—) B)I Te(K) I log Te I BC lie s-V ) I Te(K) j 1og Te I BC -0.32 _L22 50000 4.698 -4.58 o.oo 9570 3.981 — 0.19 — 0.32 _1.20 45500 4.658 — 4.28 0.05 8995 3.954 — 0.09 -0.32 -1.18 42500 4.628 -4.05 0.07 8790 3.944 -0.06 _0.32 -1.17 39500 4.596 --3 . 80 0.10 8510 3.930 -0.03 -0.32 -1.14 37000 4.568 -3.58 0.14 8205 3.914 -0.02 -0.30 -1.10 30500 4.484 -3.12 0.20 7800 3.892 o.oo

(B-V ) I (U-B )I Te(K) \ 1og Te I Be llcB — V) \ Te(K) log Te I BC

_。. 29 _1.08 28700 4.458 -2. 9 9 0.33 7000 3.845 o. 01 -0.28 -1.04 27200 4.435 -2.87 0.43 6500 3.813 -0. 0 1 -0.26 -o. 97 24500 4.389 —2 .60 0.50 6210 3.793 —0 .03 -0.25 -0.94 23200 4.366 —2 .48 0.60 5875 3,769 -0. 06 —0 .23 -0.87 20900 4.320 -2.22 0.70 5585 3.747 -0.10 -o. 21 -o.78 18730 4. 273 —1. 97 0.80 5300 3.724 -0.16 一 0.20 —0 .74 17700 4. 24 8 -1.84 0.88 5085 3.706 -0.22 —0 .18 -0. 6 2 15800 4. 199 _1. 58 0.92 4990 3.698 —0 . 26 -0.17 —0 . 58 15140 4. 180 -1.46 1. 04 4720 3.674 -0.37 -0.16 -0.55 14500 4. 161 -1. 34 1. 16 4465 3.650 -0.49 -0.12 —0 .40 12500 4.097 -0.86 1. 30 4185 3.622 -0.6 6 -0.11 -0.37 12150 4.085 -0.72 1. 45 3905 3.592 -0.92 -0 . 08 -0.24 11100 4.045 -0.46 1.54 3750 3.574 -1.19 -0. 05 10545 4.023 -0.32 1. 61 3500 3.544 —1.6 6 -0. 025 10000 4.000 -0.24 c) 초거성 (lab) (B-V)j ( U-B)I Te(K) j 1og T e I BC llcB-V)j Te(K) I log T e I BC —0 .32 -1.21 47300 4.675 —4 .41 0.07 8680 3.939 -0.10 -0.32 —1.1 9 44100 4.644 -4.17 0.10 8360 3.922 o.oo -0.31 —1.1 7 40300 4.605 -3.87 0.14 7950 3.900 0.09 -0.31 -1.16 39000 4.591 —3 .74 0.20 7520 3.876 0.14 -0.31 -1.14 35700 4.553 一 3.48 0.33 6870 3.837 o.13 -0.29 -1.13 34200 4.535 -3.20 0.50 6290 3.799 0.08 -0.28 _1.13 33420 4.524 -3.06 0.60 5980 3.777 0.04 -0.26 -1.11 30800 4.489 -2.79 0.70 5700 3.756 _。 •01 -0.25 -1. 08 29100 4,464 一 2.68 0.88 5180 3.714 -0.12 -0.23 -1. 06 26000 4.415 -2.40 0.92 5080 3.706 -0.14 -0.20 -1.O2 22000 4.342 -2. 02 1. 04 4810 3.682 —·0 . 22 -0.18 -0.97 19600 4.292 -1.76 1.16 4580 3.661 -0.35 -0.17 -o. 93 18500 4.267 -1. 67 1. 30 4330 3.636 -0.46 -0.16 -0.91 17900 4.253 -1.56 1. 45 4100 3,613 -0.67 -0.12 -0.79 15200 4.184 -1.16 1.54 3940 3.595 -0.84 -0.11 -0.76 14050 4.148 -1. 05 1. 61 3800 3.579 -1.00 -0.08 —0 .69 13000 4.114 -0.82 1. 70 3500 3.544 -1.43 -0.05 12200 4.085 -0.64 1. 72 3320 3.522 -1.72

I. -oo.. o0o2 sI1 -- I 109516200 I 43.. 098300 ——oo.. 3 s 18 11 11.. 8706기 I Te22(89K 08 )00 1I lo33g.. 44T47e64 | ——B32C.. 35 60

O. 0 5 I -I 8870 I 3. 948 I -0. 17

게 달라진다. 따라서 (B-V) > 1. 0 인 적색벌의 경우 광도계급을 모로 떤 복사보정을 올바르게 결정할 수 없다. 태양정도의 중원소함량을 가지는 종족 I 의 벌에서는 광도계급을 알 경우 성간적색화가 보정된 색지수 (B-V) 를 표 3 구에 적용함으로써 복 사보정을 직접 추정할 수 있다. 그러나 벌에 대해서는 관 측 된 색지수에 중원소함량에 따른 덮개보정울 한 후 표 3-7 로부터 복사보정을 찾아야 한다. Buser 와 Kurucz, Bell 과 Gusta f ss on 의 대 기 모형 계 산에 의 하면, 그 림 3 - 17 처럼 (i) (B-V)O.8 의 만기형 벌에서는 중원소 함량이 감소하고, 표면중력이 증가할수록 복사보정의 철대치는 대체로 커지며, 이 효과는 적색 벌일수록 더 증가한다. 그러나 (B-V)>l .2 인 K,M 형 벌에 대해서는 아직 체계적 연구가 자세히 수행되지 않았 기 때문에 만기형 K 와 M 형의 종족 lI 벌에 대한 복사보정은 불확실 하다. (2) 표면온도와 표면중력 앞서 복사보정에서 언급된 자료에서 주어지는 표면온도는 그림 3-16 과 같다. 주계열성과 거성에 대해서는 자료들 사이에 비교적 좋은 일치 를 보이는 반면에 초거성에서는 묵히 조기형 벌에서 큰 차이가 나타난

BC

-4-0 •,',' -3.6 I'&'111 -3.2 11``` ---222...4oa \`,` .1` 1`' ` \ —• (lAo402/g -O·H02 g) 5 ``r\ X -1-0 -1·6 o -2·0 ~1.2 `

-o.8 \,

-o.4 -큰 -:.-:.-:. -:.- --뇨츠조효 o.o -0,3 -0.2 -o.1 o.o 0·1 0·2 0·3 0-4 O·5 o.6 (B-V) 그립 3-17(a)

Bohm-Vi ten se, Schmi dt - K aler 등의 세 자료들 사이 의 차이 는 크게 줄 어든다. 그립 3-16 에서 자료들 사이의 일치성울 고려하여 선택된 결과 는 표 3-7 에 수록했다. 여기서 주계열성과 초거성의 경우는 Schmi dt - Kaler 의 자료를, 거 성 에 서 는 Bohm-Vi ten se(B-V <-o. 05) 와 Flower (B성- 간V적;> 색- 0화.가 05 )보 의정 표된면 (온B도— 를V) 와택했 광다도. 계 급을 알면 태 양적J 도의 중원소 함량을 가지는 종족 I 의 벌에 대해서는 표 3-7 로부터 표면온도를 칙 접 구할 수 있다. 그러나 중원소함량이 적은 종족 Il 의 벌에서는 관측 된 색지수 (B_V) 에 덮개보정을 한 후 표 3-7 율 적용해야 한다· 대기모형계산에 의하면 그럽 3-18 처럼 (i) (B-V) O. 8 에 서 는 중원소함량이 클수록 표면온도가 높아지고, 표 떤중력 이 증가할수목 표면온도는 낮아진다. 그러 나 후자의 표면중력 효 과는 lo gg=l. 5~3 의 범위에서 표면온도차이가 L1Te~200K 이므로 실 제이 는작 표은 면경온우도에가는 표표면면중온력도에와 무중관원하소다함고량 의분 관수계 있가다 .( B한— 편V )중=원l. 소0 ~합1량 .2 에서 바뀐다. 죽 (B ― V)> l. O 인 만기형 거성에서는중원소함량이 작을 수목 표면온도가 조금씩 증가한다. 이러한 효과는 종족 I 의 적색거성 에 서 Ray le ig h 산란효과의 증가에 기 인한다. 그러 나 광도가 아주 높게 되면 중원소함량의 감소에 따른 Ray le ig h 산란효과의 증가와 선흡수의 감소효과가 거의 같아져 표면온도가 중원소함량에 무관하게 된다. UBV 측광계에서 표면중력의 추정은 중원소함량을 알 경우 가능하다. 예를 들떤 그립 3-18 에서는 관측치 (B-V) 의에 표면온도와 중원소함 량를 알 경우, 그림 3~19 에서는 관측치 (U-B), (B-V) 와 중원소합 량을 알 경 우 표면중력 의 추정 이 가능하다. 그립 3-19 에 서 (B-V ) ~ 1. 0 에서는 표면중

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\(a ).\JH/A[•oo . . -1o x .o2- o \.\\\ .``\\. 虹\ ,\ l\oL gg硏’ 4. ?도:·-`\ ... -·=-x胃 ·-\ oo. .4o1 ,00.o -2 0.63 1.0 50· ) -V(B『 20·-

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(U--1B0 ) ~ \ I (a)

[A / H ) O·O -O. 6 I \\ -2·0 -0.2 / / ', ’,,..•- --\ `` 、、- 4L og g 2·5 0.2 4525 .1 -o.2 o.o o.2 o.4 0.6 o.8 1.o (B-V) 그립 3-19(a)

(U-B)

o.o *../ -2 - 2조 ..`...、\ ``` ``\、`\ \ (b) `‘ ` 0·4 \ \ \ \ \ `' \ '` \ \ 08 1. 2 [A/ H J O·O -2·0 Log g 0 1·5 1·6 X 2•2 5 • 3·0 0·2 o.4 0,6 0·8 1·0 1·2 1A (B-V) 그립 3-19(b) 그립 3-19 색_색도상에서 중원소함 량 과 표면중력 효과. 그립 a,b 는 각각 Buser 와 Kurucz, Bell 과 Gusta fs s on 에 의 한 대 기 모형 계 산 결 과이다.

타도 표면중력의 추정이 어려우므로 결국 이것의 추정이 가능한 영역은 o

표 3-8 종족 I 거성 (l!I)의 기준색-색관계

B-V I U-B II B-V | U-B II B-V I U— B 0.80 0.45 1. 00 o. 83 1.20 1.29 0.82 0.48 1. 02 0.88 1. 22 1.33 0.84 0.51 1.04 o. 93 1.24 1.37 0.86 o. 55 1. 06 o. 9 8 1.26 1.40 0.8 8 0.58 1. 08 1.02 1. 28 1.44 o. 90 0.62 1. 10 1. 07 1.30 1.47 0.92 0.65 1.1 2 1.1 2 1. 32 1. 51 0.94 0.69 1. 14 1.1 7 1.34 1. 54 I 00..9986 00..7784 11..11 68 11.. 2215 11..3368 11..5586

에서 주어지는 기준치 사이의 차이이다. 표 3-8 의 기준관계는 종족 I 인 거성 (m) 의 색구석관계이다. 참고문현 UBV 측광계 : Fundamenta l Ste l lar Photo m etr y for Sta n dards of Sp ec tr a l Ty pe on the Revis e d Sy s te m of the Yerkes Sp e ctr a l At la s: Joh nson, H.L . & Morga n, W. W . , 1953, Ap . J 117, 313. The Ariz o na-Tonantz i n t l a Cata l og u e: Sky & Telescop e, 1965, Jul y, p. 24. UBV-Cata l og u es :Blanco, V.M., Demers, S., Doug la ss, G.G. & Fit zG erald, M.P., Pub. U. S. Naval Obs. second serie s , 21, 1968. :Nic o let, B., Cata l og u e of Homog e neous Data in the UBV Photo e lectr i c Photo m etr i c Sy st e m , 1978, Astr o n. & Astr o p hy s . Supp l. 34, 1. The Intr i n s ic Colors of Sta r s and Two-Color Reddenin g Lin e s; Fit zG erald, M. P. , 1970, Astr o n. & Astr o p hy s. 4, 234. A Sy s te m ati c Investi ga ti on of Multic o lor Photo m etr i c Sy s te m s: Buser, R., 1978, Astr o n. & Astr o p hy s . 62, 411, 425. Red- L eak Correcti on s in Ultr a vio l et Photo m etr y : C.Y. Shao & A.T. Young , 1965, A, J 70, 726. 성간적색화: The Law of Inte r ste l lar Reddenin g : Whit ford , A.E ., 1958, A.]. 63, 201 . Slop es of Reddenin g Traje c to r ie s and Intr i n s ic Colors of Early- T y pe Sta r s: Serkowski, K., 1963, Ap . ]., 138, 1035. Intr i n s ic · C olor of Sup er gi an ts : Fernie , J.D . 1963, A.]. 68, 780. Inte r ste l lar Exti nc ti on in .th e Galaxy : Joh nson, H., 1965, Ap . ]. 141, 923. The Waveleng th Dep en dence of Inte r ste l lar Exti nc ti on : Whit eo ak, J.B ., Inte r 1s9te6 l6 l,a rA Ep x. ti] n.,c ti1 o4n4 , in3 0t5h.e Or ion Associa t i on : Lee, T.A., 1968, Ap . ]. 152, 13. Stu d ie s of Ultr a vio l et Inte r ste l lar Exti nc ti on wi th the Sky -S urvey Telescop e of the TD-1 Sate l l ite : Nandy , K. & Thomp s on, G.I. , 1975, Astr o n. & Astr o p hy s . 44, 195. : Nandy , K., Thomp s on, G.I ., Jam ar, C., Monfi ls, A. & Wi lso n, R., 1976, Astr o n. & Astr o p hy s . 51, 63. Inte r ste l lar Reddenin g Law: Schil d , R.E ., 1977, A.]. 82, 337. New Dete r mi na ti on s of R in Op en Cluste r s: Turner, D.G., 1976, A.]. 81,

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(8426¾0000O ) 030。」 —.. .<:. .( u•:46%그8..00 .0.). .립. . 반 •• 용 . 3합 - 수20 4u0v0b0y H(S NU...w ....;. :.) . M. .- .필 A . l.터). .m. . 의.· .· ·.六戶::::::::·:in....광 ..\.. . ::.•_ .무 • .• •과•5•0•반율•0•0 과 투 관응반율함웅 수함 ..수 ..\:戶广:: :.:: . . 60or,

......... 무과율 군

l 20 잃 00 5000 ;.(A) 그립 3-21 H,(SNU) 필터 의 광무과율과 반웅합수

뇨 3-9 uvby, H~ 필 터 의 목성

필터 1 중심 과장 (A)I 만파장대 폭 ,A| 형 u 3460 376 3mm UGll+lmm WG3 V 4118 176 간섭 필터 b 4700 190 간섭 필터 y 5500 220 간섭 필터 H,W 4861 180 간섭 팔터 H,N 4863 27 간섭 핀터 표 3-10 H,(SN![) -필터 의 광두과_울과 반웅함수 과장 (A) | 두과H울,w (S f) |반웅함수 (S)IIII 과장 (A) I 두과H울, N (S f) I 반웅함수 (S) 4575 0.000 0.000 4740 0.000 0.000 600 . 001 . 001 750 . 002 . 001 625 . 003 . 002 760 . 003 . 002 650 . 007 . 004 770 . 005 . 003 675 . 013 . 008 780 . 008 . 005 700 . O29 018 790 . 014 . 009 . 725 . 086 . 053 795 . 021 . 013 750 .256 .159 800 . 033 . 020 775 . 586 . 363 805 . 046 .028 800 .759 .470 810 . 077 . 048 825 .749 .465 815 .109 . 067 850 .718 .445 820 .168 .104 875 .679 .421 825 .247 .153 900 . 646 . 401 830 . 342 . 212 925 .577 . 358 835 .427 .264 950 . 382 . 237 840 .454 . 281 975 .168 .104 845 .431 . 267 5000 . 066 . 041 850 .367 . 228 025 . 027 . 017 855 .230 .1 42 050 . 012 . 007 860 .171 .106 075 . 005 . 003 865 112 . 070 100 . 002 . 002 870 . 052 .033 5115250 0.. 000001 o.. 000010 887850 .. 002155 .. 001160 4890900 o.. 000040 0.. 000030

표 3-11 uvby (S NU ) 필터의 광부과율과 반웅함수

u 필터 II b 필터 파 장 (A) I 무과율 (S,) I 반웅함수 (S)\I 파 장 (A) I 무과울 (S,) I 반웅함수 (S) 3444433322232111001725075270507252057505500550500055500 0.................. 44 4 113033332000200000917068982303601524019632763654240 , 0..................11 1 1 1 1001000000000554410034080006012958119100685330047 4887844774576656655257002277525052570500550555500500005 0................. 000466606246000020216954442030520700921940028086165890 0.................. 4 411 40004320000002402000108501880004877373423235806038 552050 .. 335728 .. 115640 987050 .. 000053 .. 000023 550 . 322 .147 925 . 002 . 001 575 . 288 .135 4950 0.000 . 000 662050 ..1 29479 .. 102990 y필터 3788777660725270505550500 0........ 11 0000000000 431610333229 0........ 0 00000000000135710772346 5233122215702502705055005 0........ 0000 00001240000 072163014 0........ 000000000210000031848302 443322211219010890099057205207777020525050505500055050550 0v.................: 1 1 0040344004300 300필701051003119002907 07722405391756터8083 0................. 1 00002200222200200000005526504401930107470608445168402 • 5787586676745644535347257002577022250705555050505505055005000 o.................... 1 67700600426000656313163000103969952572230274265562772570045 ..................... 14 0000044334000423406030031000590573050721053574936476022628

배관의 목성변화에 예만하지 않으며, 또한 필터수가 많기 때문에 UBV 계보다 훨씬 자세한 정보를 얻을 수있다는 것이 이 측광계의 장겁이다. 한편 H p흡수선의 강도축정을 위한 HE 측광계는 협대역측광계이며 이 는 표 3-9 에서 보여주는 것처럼 반파장대폭이 180A 정도로 넓은 H,W 필터와 27A 의 좁은 H십 팔터로 이루어졌다. 이들필터의 중심과장(반 파장대폭의 중심에 해당하는 파장)은 4862A . 부근에서 거의 일정하다. 표 3-10 과 3-11 에서 주어지는 필터의 무과울, 1P21 의 감도목성(표 1-2), 대기의 무과울과 반사망원경의 반사울(표 3-2) 등을 결합한 반웅 함수는 표 3-10 과 3-11 에 수록했으며 그립 3-20 과 3-21 에 서 접 선으로 표시했다. 2. 등급과 색지수의 결정 (l) uvby 측광 천체 의 관측순서 는 y bvuuvby (또는 uvby y bvu) 의 필터 순서 로 관측한 후 배경하늘을 y bvu 순서로 관측한다. 어두운 벌에 대해서는 2 회씩 관측이 필요하지만 밝은 벌의 경우는 각 필터에 대해 일회 관측으로 충분하다. 이러한 관측에서 등급 y와 색지수 (b-y) , (v-b), (u-v) 의 기기계를 얻는다. 각 관측의 평군시간에 해당하는 두과대기량을 M 이라면 기기 계의 관측치(첨자 ob'’ 로 표시)에서 대기소광을 보정한 고유계의 고유 치 (청 자 n” 으로 표시 )는 yn = yob - k,M ((bv --YJ))nn == ((vb --yy))。。 bb -- kkb.,,MM (3-18) (u - b)n = (u - b) 。b - kubM 으로 주어진다. 여기서 k,, •••••• ,kub 는 대기소광계수이다. 4 색측광계에서 측광인자 m1 과 c1 은 Cmi 1 == ( (uv -- v b) ) --( v(b -- by ) ) (3-19) 로 정의되므로, 식 (3-18) 에서 (v- y )n 과 (u-b)n 을 얻는 대신 기기계 로부터

C1ni ,in, n= = C mi ,oib, o-b —kckMm M (3- 20 ) 의 관계를 써서 고유계 mbn 과 cbn 을 칙접 결정하기도 한다. 각 필터의 두과과장역이 좁기 때문에 윗식들에서는 두과대기량의 이 차항이 무시되었으며, 소광계수의 색에 대한 의존성도 나타나지 않는 다. 그러나 K 형과 같은 만기형의 벌에서는 (b ―y)나 (u_b) 에 대한 색 소광계수를 전연 무시할 수 없다 . 식 (3-18) 과 (3-20) 에 서 주어 지 는 소광계 수는 ][ 장 2 철에 서 보여 준 방법에 따라 결정할 수 있다. 각 벌에 대해 고유등급과 색이 결정되면 표준성의 관측 자료를 이용하여 고유계를 표준계로 변환할 수 있다. Crawf or d 와 Barnes 그리 고 Olson 에 의 하면 이 들 변환관계 는 아래 와 같이 주어진다. V= A + B(b —y) +y. . (b —y) = C + D(b —y) .. (v —y) = p + I% 硏 + R(v -y) .. (u -b) = L + Jc i. .. _+ N(u 一 b) .. (3-:- 2 1) m1 = E' + ]1C1 , n + F'mi , n C1 = G' + H1C1 , n + /'(Ci, n)2 또는 Cmi 1= = G E + + H ]cmi, i , + + / (Fb( —b y-) y ) (3-22) 여기서 V 는 UBV 계의 V 등급이며, A,B, … … 는 변환상수이다 . 식 (3 -22) 에서 m1 과 c1 의 (b ― Y)n 에 대한 의존성은 V 필터의 덮개효과를 고 려 한 Crawf or d 와 Barnes 의 경 우이 며 , 식 (3-21) 의 m1 과 Q 에 서 는 H11 흡수선의 강도가 (b- y)보다 c1 에 더 관련된다고 보고 (b— Y )n 대 신 Ch 「울 고려한 경우이다. 이들 두 경우에서 구한 m1 과 c1 의 값들 사이 에 큰 차이는 없지만 Olson 에 의하면 m1 과 c1 의 변환관계는 식 (3-21 ) 의 경우가 더 타당하다고 본다. 식 (3-21) 과 (3-22) 의 변환상수들은 많은 표준성의 관측에서 결정된 고유계와 표준계를 이용하여 최소자승법으로 상수들을 결정할 수 있다. 이러한 변환상수들은 소광계수와 마찬가지로 관측장소와 시기에 따라

조금씩 변한다. 예 를 들면 미 국 Kit t Peak 국립 천문대 와 소백 산관측소 에서 얻은 소광계수와 변환상수는 표 3-12 와 같다.

표 3-12 소광계수와 변환상수

Ki tt Peak 천문대 소백산관측소 36 인치망원경 16 인치망원겅 24 인치 망원경 1970 년 5 월 1969 년 10 월 1983. 9. 14 11983. 9. 15 11983. 9. 28 kv 0.206 0.070 0.027 kb, o. 078 Q.0 68 o. 208 0.217 0.114 k. 0.044 0.069 0.057 o. 045 0.143 kc o. 192 0.106 o.114 o. 010 Q.2 18 A 7.214 6.558 2.607 B -o. 085 -o. 008 0.094 C 0.800 1.1 25 1. 310 1.505 1.137 D 0.987 1.114 1. 0 20 1. 095 1. 015 E -0.162 -1. 311 -1. 279 -1. 063 -1. 092 JF —10o... 000 192342 -00..187771 -o1.. 21 09 36 —0o..91 4786 -01..213137 G -1. 364 0.494 0.505 0.555 H 0.987 1. 056 0.913 0.934 0.983 I -0. 029' 0.246 0.035 o. 052 0.265

(2) Hp 측광 반파장대폭이 27A 인 좁은 Hp N 필터 (N 으로 표시함)와 l80A 인 넓 은 HPW 필터 (W 로 표시함)로 이루어전 H, 측광에서는 N 필터의 관측 정밀성을 높이기 위해 NNWWNN 의 순서로 4 번의 N 필터 관측을수 행한다. 배경하늘의 관측은 주로 각 필터에 대해 일회씩 관측하지만, 아주 어두운 벨의 경우는 2 회나 그 이상의 관측이 필요하다. 필의 평군관측치에서 배경하늘의 측정치를 뺀 값을 N, W 라면 H, 의 지표 (3는 (3 = 2. 5 log W- 2 . 5 log N (3-23) 으로 정의된다. Hp ~거 두 필터는 두과과장폭이 좁고 중십파장이 거의 같기 때문에 맡는 대기소광이나 측정하는 벌의 분광형에 거의 영향을

받지 않는다. 동일한 별울 여러 날 관측했다면 자료의 균일성을 위해 밤보정 (n ig h t correcti on ), L 을 더함으로써 최종관측치 죽 고유계 (3' 를 얻게 된다. 죽

{3' = 맡 + L (3-24) 표준성의 관측을 통해 이 고유계는 표준계로 변환되며, 이 변환관계는 그림 3-22 처럽 거의 직선관계로 나타난다. 한편 이러한 상관관계는 B 형과, A,F 형의 별 사이에 조금씩 다르기 때문에 각각 별도로 변환을 수행해야 한다.

/3'

2·8 2:7 2·6 2·6 2·7 p 2·8 2·9 그립 3-22 고유계((3’)와 표준계((3) 사이의 변환관계

(3) 방보정 uvby, H. 측광에서 s 개의 일에 대한 관측을 여러 날에 걸쳐 수행할 경우 관축치 사이에 상당한 차이가 생길 수 있다. 이러한 차이는 주로 관측일에 따론 관측조건의 변화에 기인한다고 볼 수 있으며 이에 해당 하는 보정을 밥보정이라 한다. . j번째 밥에 관측된 벌 ` i의 고유등급을 mi ,J, 밥보정을 L J이라면, 이 낱밥 이 벌의 고유등급은 (m i,j +L j)으로 주어 전다. 여 기 서 LJ 온 관측 일수 n 에 대해

JIn=; I L; = O (3-25) 의 조건을 갖는다. n 밥의 관측에서 얻은 털 요] 최종등급을 m i라면 j번째 밤의 관축치 m니 사이에 r;,J = (m;,J + LJ ) - m; (3-26) 만큼의 차이 (resid u al) 가 생 간다. s 개 의 벌과 }1 회 밥에 대 해 r2i, 1 의 총 합이 최소가 되는 조건을 쓰면 m, = —n1 j2= I m j, J (3-27) L; = —sl ;:E:s:1 ( m; - m;,1) (3-28) 으로 주어진다. 즉 벌 i의 최종고유등급 m i는 n 회밥에 걸쳐 관측된고 유등급의 평군치이며, 그리고 방보정 L i는 평군고유등급과 각 밥에 얻 어전 고유등급의 차이를 모든 벌에 대해 평군한 값이다. 색지수의 경우에도 위와 같은 방법으로 밥보정을 수행할 수 있다. 그. 리고 위에서는 모든 관축일에 대한 자료를 고려했지만 경우에 따라서는 독정한 관측일에만 밥보정을 고려하기도 한다. 3. 기본측광인자 U 와 v 필터는 그림 3-20 에서처럽 3700A 부근에서 나타나는 발머불 연속을 중심으로 양쪽에 이들의 루과과장역이 위치한다. 그리고 조기형 벌에 대해서 b 와 y필터의 무과과장역은 흡수선이 비교적 적은 영역에 위치한나 이런 접에서 y등급은 벌의 겉보기 등급을, (b_ y)는 표면온 도를 나타내는 측광인자로 쓰인다. 한편 식 (3-19) 에서 주어지는 측광인자 m1 은 벌의 에너지분포에서 필터의 b 파장대를 중십으로 흡수선이 많이 나타나는 v 과장대의 에너지 량과 그렇지 않은 y파장대의 에너지량을 서로 비교하는 인자로서, V 필 터의 4100A . 영역에서 나타나는 덮개효과의 쳐도로 쓰인다. C1 인자는 V 파장대를 중십으로 U 와 b 필터의 양쪽 파장역에서 에너지분포곡선의 기 울기 변화를 보여주는 인자이며, 발머불연속의 쳐도가 된다. 그리고 C1 인자는 에너지의 차단효과에는 거의 무관하다. 왜냐하면 u 과장대에서 나타나는 차단효과가 V 파장대 것 의 2 배 정 도이 므로 C1(=b+u-2 v) 에

.• . .. . )c( .---• .. A• . • .. ....... ... · .,. . .· .. .•. • :'. .-··.. . - O1.o o .·12 0.o03 (b, )y-(f) ...........•.• •...•...••.•...••...........• • .3· 0o.2o .oo .1-o .1 {b, )y-

m, .1o0 1.(~ )18.o m,)[ 00 2 0· 4 0

.. .. ...... . b() .. . .· ·. •· ·. .. .. ·. .·. ..·. • .. . . ·.. · .. ...... .... ·O 1o 2.o ·.1-o0 3 .o y ),(b- .. . . e)( . \\ • . . `• . .. ··.•... ........ . ................. . ........... •_ 2 .1o .o.oo 3o .·1-O • y)-b( -23) 3a( 립그 p-29 2·72·5 -buo.o 1·0 2.o

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(b-y) I c1 I m1 | cu-b)표 | r 3-{31 3 I 기[준c 』선 1 cm1] | [u -b]I Mv I SP

—--—---o00000o.......111 1000 23107980000000 --00000o0.....1.. 423001806425600270 5 00ooo0o....... 110100010828974619273 --00000oo.......1 352 01249074191544894 :2222222....... 677666528031690009024 --00o0000.......1 421 03051768344094523 0000000.......010000007865347805413 —O000o00,...... 4536010 21114987900585 ---一_-0131 02 ......215 646643690 BBBBBBB ------0000000....... 0 00000001324650000000 1010100....... 975500067100005707270 oooo0oo....... 111111158674330425790 I110o01....... 397632185264865186057 2222222....... 898779917161411201704 1001010....... 795500078201005454732 o0ooooo....... 111111158364128904135 1011101....... 783303263324410555275 100o1..... 7042352922 ABBBBBB 000000o....... 000000057346210000000 0000000.......999999913564897153803 00000oo....... 222221100000985772078 • 111111E...... 4 44444315672381354899 •• 2222222....... 889989979181103335383 00000o0....... 999999903196743931267 00000o0....... 222222122211091965031 111111I....... 333333386577782885032 2222211....... 20230690184138 AAAAAAA · ooo00o0....... 100111119842300000000 0000000.......878888808275396648354 0000000.......222222200000004757878 1111111....... 444444477776768641298 2222222.......888888802143653333333 0000000.......887788858103578006855 0000000.......222222244444335790723 • 1111111....... 223223384169327950594 . 2222222.... ...• 56644533888338 AAAAAAA 0oooooo...... . 212111106198750000000 0000000.......666777730684266266666 0000o00....... 111112198889086203197 1111111....... 444444443315662042088 2222222.......777777735486793332333 0o00000....... 666677524973918600246 0000000.......222222244444447776798 1111111....... 111210237057024288624 2222222.......89888777840088 AAAAAAA · 0000000.......222222286734520000000 0o00000....... 444555564864816796628 ooo0o0o....... 111111177777771350127 1111111....... 333333347546689186602 2222222.......667676788701923840632 000o000....... 444455331964297214406 0000o00....... 222222265545451460792 0o00011....... 999890039581021286728 3333333.. ....•. 43145210763629 FFFFAFF 0o000000....... .333333235340216900000000 000o000o..,..... 333334343946835105825020 0oo0o0oo........ 111111119788797876408422 11111111........ 444333331249686516269004 22222222........666666663535242690239566 0000000o........ 332223338507357132872226 000o0000........ 223222239976087106742150 o0o00000........ 888888886686767647550272 44443333........ 0193678266666565 . FFFFFFFF .•

’ 서는 이들 효과가 서로 상쇄되기 때문이다. 위에서 살펴본 c1,m1,(b- y)의 기본측광인자들은 성간적색화에 영향 을 받는다. 이에 의한 측광인자들의 색초과들 사이에는 일정한 상관관 계 가 촌재 하며 (다음 철 참조), 이 를 이 용하여 Str o mg re n 은 성 간적 색 화 에 무관한 측광인자 [C1 ] , [m 』, [u-b 〕룰 정 의 했다. 죽 〔띠 = C1 - o. 20(b —y) 〔 m 』 = m1 + O. 32(b -y ) [tt 一 b] = (u 一 b) - I. 56(b -y ) = 〔 c 』 + 2 〔 m 』 (3- 29 ) 여기서 c,, mi , (u-b), (b- y)는 성간적색화가 보정되지 않은 관측치이 다. 식 (3 .:. z g)에서 m] 이나 〔 u-b 〕인자는 조기 형 B 벌에 대해서, 그리 .31. 〔 m 』인자는 중간형 AO~A3 벌에서 표면온도의 지표가 되며, [u -b] 인자는 만기 형 A4~F 벌의 광도지표로 쓰인다. 분광형이 B,A,F 인 종족 I 의 주계열성과 산개성단의 관측으로부터 얻은 각 측광인자들 사이의 표준관계는 그림 3-23 과 같으며 Ph i l ip과· E g re t에 의해 주어지는 구체적인 값은 표 3-13 에 수록했다. 영년주계 열 (ZAMS) 을 나타내는 이 기준선 (re f erence li ne) 들은 B,A,F 형 벌에 대 한 Crawf or d 의 표준관계 (sta n dard rela ti on) 에 해 당한다. 그림 이 나 표에서 Ci, m ,, (u-b), (b-y) 등은 성간적색화가 보정된 값이다. 그림 3-23 에 서 H-R 도에 해 당하는 그림 3-23(a) 의 의 다른 그립 에 서 는 측광인자들 사이의 관계가 분광형에 따라 다양한 변화를 나타낸다. 예 를 들면 B 형에서는 c1 과 f3의 값이 감소할수록 그리고 A 형에서는 이 값들이 증가할수록 벌의 밝기가 커진다. 득히 (C i, m1) 도나 ([C1], [m1J ) 도에서는 벌의 분포가 분광형에 따라 찰 구분되어 나타난다. 즉 B, AO~A3, A4~F 형 등 크게 제 집 단으로 나뉘 어 진다. 4. 성간적색화 0 형 벌의 관측에 의하면 성간적색화에 영향을 받는 측광인자들의 색 초과 E 는 E(c1) = C1 —Co = 0. 20 E(b -y ) E(m1) = m1 - mo = -0. 32 E(b -y) (3-30) E(b-y) = (b-y) - (b- y)。 = O.74E(B-V )

으로 주어지며, 이들 식으로부터 EEE(((vuu --- bvb))) === (((vuu --- bv b))) --一 (((vuu ———bV b))) 。o 。 === OOI... 6 85886 EEE(((bbb- -- - y y y ))) (3-31) 의 관계식이 얻어진다. 윗석에서 첨자 %는 성간적색화가 보정된 값을 나타낸다. 윗식에서 uvby 측광에 관련된 여러가지 성간적색화들은 모두 E(b- y)와 E(B— V) 에 관련되 므로 이 들 중 어 느 하나의 값을 알면 다 론 모든 성 간적 색 화가 결정 된다. 실제 uvby, Hp ; 측광관측에 의 하면 E(b- y)의 추정 방법 은 아래 와 같이 벌의 분광형 에 따라 다르다. (i) B 형 덮개효과의 영향을 거의 안 받는 B 형 벌에서는 고유색 Co 와 (b- y)。 사이에 (b -Y)o = -0. 116 + 0. 097 Co (3-32) 의 일차관계가 성립한다. 이 식을 이용하여 색초과 E(b- y)를 구하는 방법은 다음과 같다. 먼처 관축치 C1 을 식 (3-32) 에 Co 대신 대입하여 이에 대응하는 색을 (b ―y)。’ 라 하자. 죽 (b -y )。’ = -0. 116 + 0. 097 C1 (3~33) 관측치 (b- y)와 (b- y)。’ 사이 의 차이 를 E'(b-y) = (b -y) - (b- y)。, (3-34) 으로 두고, 이것을 식 (3-30) 의 첫째식에 대입하여 Co’ 를 얻는다. 즉 c 。’ = Ci - E(c1) = Ci - o. 2 E' (b -y ) (3-35) 어를 다시 식 (3-32) 에 Co 대신 대입하여 위의 과정을 되풀이함으로써 일정한 값에 이르는 (b- y )o 를 얻으면 이로부터 E(b-y) =(b-y) -(b -Y)o 가 결정된다. (ii) AO~A3 형 그림 3-23k 에서 수평부분에 위치하는 AO~A3 형의 벌에서는 E(b — Y) = O. 692(b - y) - I. 073 m1 - O. 065 Ci

+ o. 523/3 - 1. 265 (3-36) 의 관계 석 으로부터 색 초과 E(b- y)가 추정 된다. 여 기 서 (b-y) , mi , C1 논 모두 관측치(성간적색화가 보정되지 않은)들이다. (iii) A4~A9 형 덮개 효과 (om1) 와 광도효과 (oc1) 의 영 향을 받는 2. 880> {3~ 2. 72 인 A 형의 만기형 병에서는 고유색 (b-Y)o 가

m,

0.1 6 0.1 8 0.2 0 2.6 6 2.7 0 2.74 2.7 8 8 cI 0.8 0.6 0.4 2.66 2.70 2.7 4 2.7 8 g 그립 3-24 om, OCi , Llm1, AC1 인자의 정 의

(b-y) I m1 프l 3-1C4l 히 I아 데 스8성 단의I (표u준-b관)계 I Sp I (B-V)

0.08 0.207 1.020 2,856 A6 o. 152 0.09 0.208 0.991 2.847 1. 588 A6 o. 168 0.10 0.208 0.962 2.838 1. 578 A7 o. 184 0.11 0.207 0.933 2.829 1. 568 A7 o. 199 o. 12 0.206 0.904 2.820 1. 557 A7 0.213 0.13 0.205 0.875 2. 811 1. 546 A8 0.227 . 0.14 0.203 0.874 2.802 1. 535 A8 0.241 0.15 0.201 o. 821 2.792 1. 524 A9 0.255 o.16 0.197 0.796 2.782 1. 512 A9 0.268 o.17 0.192 0.771 2.771 1. 500 A9 0.281 0.18 0.188 0.746 2.759 1.488 FO 0.294 o. 19 o. 184 0.721 2 748 1. 475 FO 0.307 0.20 o.181 0.696 2.738 1. 462 FO 0.320 o. 21 o. 178 0.669 2.728 1.,4 4 8 Fl 0.333 0.22 o. 176 0.640 2. 718 1. 433 F2 0.346 0.23 o.174 o. 609 2.709 1. 418 F2 0.359 0.24 0.172 o_. 576 2.700 1. 404 F2 0.373 0.25 o. 171 o. 542 2.692 1. 391 F3 0.386 0.26 0.170 0.513 2.684 1. 378 F4 0.400 0.27 0.170 0.488 2.676 1.366 F4 0.414 0.28 0.170 0.466 2.668 1.334 F5 0.428 o. 29 0.171 0.447 2. 661 1.366 F5 0.444 0.30 0.173 0.430 2.654 1. 372 F6 0.460 0.31 0.175 0.415 2.648 1. 380 F6 0.477 0.32 0.177 0.401 2.642 1. 398 F7 0.494 0.33 • o. 181 0.388 2.636 1. 412 F7 0.512 0.34 o. 186 0.376 2.630 1. 428 F8 0.530 0.35 o. 191 0 365 2.624 1.446 F9 0.548 0.36 0.196 0.354 2.618 1.467 F9 0.566 00..3378 00..220016 00..334344 22,. 661026 I 1.490 GO 0.584 1.514 Gl 0.602 0.39 0.211 0.324 2.600 1. 539 0.638 (b - Y)o == 22.. 449966 -- //33 -- oo.. 11 oocc11 -o: . (2o5m o1m>1 0) : (om1 (<3O-3) 7)

으로 주어진다. 여기서 om1 과 OC1 은 그림 3-24 에 표시된 것처럼 관측 되 는 벨 S 의 /3 값에 대 해 성 간적 색 화가 보정 된 관측치 m 。(f,), C 。(/3)와 표 3~14 에 서 주어 지 는 히 아데 스성 단의 기 준치 (m1(Hy a des, / 3)三 mzA~IS, C1(Hy a des, f,)三 CzAMs) 사이 의 차이 로. 정 의 된다. 즉 om1(/3 ) = m1(Hy a des, /3) - m 。(관측 , /3) OC1(/3 ) = Co( 관측, /3) - c1(Hy a des, /3) (3-38) 그림 3-24 에서 SI 는 벌 S 의 중원소함량비를 히아데스성단과 같게 했 을 때의 위치이다. S 와 SI 사이에서 m1 과 c1 의 차이를 각각 4m1((3 ), L1c1( (3)로 두면 LL11mc11(((3/ 3) ) == cm 。(1(관H측y, a d/e3s) , -/3' )C 1-(H my a 。 d(e관s측, ,{3 ') (3) (3-39) 으로 정의되며, /3'는 S' 에 해당하는 /3값이다. 성간적색화가 보정되지 않은 관축치 m1 과 C1 을 그립 3 - 24 에 적용하 여 근사치 om1’ 와 OC1’ 을 구하고, 이 들을 식 (3-37) 에 대 입 함으로써 (b -y)。’를 얻는다. 그러면 관측치 (b ―y)로부터 성간적색화 E'(b-y) = (b- y )-(b- y)。’가 결정된다. 이 값을 식 (3-30) 에 대입하여 성간적색 화가 보정된 c 。 ’[=C1-0, 20E'(b ―y)〕와 m 。 ’[=m1 ― 0 . 32E'(b-:Y)] 를 구 하고 이 들을 다시 그림 3-24 에 적 용하여 새 로운 om1 과 OC1 을 구한다. 이러한 과정을 되풀이함으로써 마지막의 (b-Y)a 를 얻게 되면 판축치 (b- y)로부터 E(b- y)가 결정 된다. (iv) F 형 2.59< /3< 2.72 인 F 형의 벌에서도 덮개효과와 광도효과가 나타나므 로 이 들 효과가 보정 된 고유색 (b- y )a 는 (b -y )。 = o. 222 + 1. 11 L1/ 3 + 2. 7(L1/3 ) 2 -0 . 050C1 - (0. 1 + 3. 6 L1(3 ) om1 (3-40) 으로 주어지며, 4§ 三 2. 720 - (3 이다. 위의 식을 이용하여 성간적색화 E(b- y)를 구하는 과정은 앞서 A 형 의 털에서 살펴본 것과 갇다.

5. 항성의 물리량 (I) 광도 영 년주계 열성 (종족 I )의 철대 시 등급 Mv(ZAMS) 는 표 3-13 에 서 8 의 함수로 결정된다. 그러나 실제관측에서는 동일분광형에 대해 주계열성, 거성, 초거성 등여러 종류의 광도계급이 나타난다. B,A 형 벌들에서는 광도차이가 주로 전화효과 (0C1) 에 크게 관련되는데 비해, F 형의 벌들 에서는 전화효과의에 중원소함량에 의한 덮개효과 (om1) 에 따라 광도가 달라진다. 이런 접에서 측광인자와 철대등급 사이의 관계는 분광형에 따라 다르게 나타난다. (i) B 형 (0. 20

로 UBV 측광이나 MK 분광형, 광도계급등의 보조자료가 필요하게 된다. (2) 표면온도와 표면중력 최 근 Relye a 와 Kurucz 는 0-G 형 의 벌에 대 한 Kurucz 의 항성 대 기 도 형을 uvby, Hp 측광계에 적용하여 측광인자와 항성물리량 사이의 관계 를 자제히 조사하였다. 그림 3-25 는 이들의 결과 중에서 표면온도가 8000K 이상인 B 형의 벌에 관한 것이며, A,F 형의 벌에 대해서는 이들 의 모형 에 Phil ip 과 Relye a 가 약간의 수정 울 가한 그립 3-26 이 적 용된 다. 여기서 사용되는 모든 측광인자들은 성간적색화가 보정된 것이다• 관측되는 B 형 벌들의 중원소함량비는 태양의 경우 ([Fe/ 町 =0.0) 와 유사하다고 보고 그림 3-25 에서 [Fe/ 町 =o.o 의 경우만 표시하였다 A, F 형 벌의 경 우는 먼저 중원소함량을 알아야만 그림 3-26 에 서 울바론 물리 량을 추정 할 수 있 다. 대 체 로 원반형 (dis k typ e) 의 벌에 는 [F e/H] =—1. 0, 종족 I 의 벌에는 〔 Fe/ 町 =_2. 0, 나머지 태 양 부근의 field 벌 이나 산개성단에는 〔 Fe/ 町 =o.o 의 경우률 적용할 수 있다. B 형 벌에 서 는 그림 3-2 7 처 럼 분광관측에 서 얻은 표면온도 0.(=5040/ Te) 와 측광인자〔 u-b] 사이에 일정한 관계가 성립한다. 이 관계는 [u 一 b] 의 영 역 에 따라 4 가지로 구분된다. e. == I0.. 324820[[Uu -一 bb]J ++ O0.. 211641 :: -— OO.. 0 085 ~~ [[uu _- b b]] ~ ~ -+ 00.. 0454 == o0.. 2206 깍紅 U —一 bbj] ++ O。.. 112966 01.. 4140 ~~ [[uu -- bb]] ~~ 11.. 0400 (3-45) 이 관계식들은 종족 I 의 B 형 벌분만 아니라 청색 수평열성과 같이 종 족 lI 의 B 형 필에도 적용된다. (3) 중원소함량 관측에 의하면 B,A 형벌은 거의 모두 종족 I 인데 비해 F 형혈 중에 는 중원소함량이 태양 부근의 벌들보다 훨씬 적은 벌들도 존재한다. 분 광관측에서 얻은 [Fe/H] 와 om1(f3 ) 사이의 관계를 보면 F 형의 벌에서 논 그립 3-28 처 럼 6ml( (3)의 값이 증가할수록 중원소함량이 줄어 든다. 이러한 관계는 UBV 축광계에서 UV 색초과 o(U-B) 와 중원소함량비

2.0 ..t38 g 3) \Q

· 二

二\ \ 그림 3~26(~)

.1.8

(C,), i\ \ c (b) 1.6 1.5 1.4 \\ c\ ‘ 1.3 ~Log g line s T(elomg p TeCr aJ Jt, u 0r ce) Tlinde f s 〔\二二二 弓.§一8’ , 」...o [휠훈0F e /H305)0섣 - -\ I .o ` ` ```` `\ \ \ \ \1\ _.0 .... \,r, V 0.0 4 0.0 0.0 1 0.0 8 . 0.2 0 o. 2q 0. 20 그립 3-26(b)

-111..0.581 . 04 0온비.0 가 二〔( c1[i()°9°Fo0 0 과e 0./0 H 4 ( g二나]戶b=-O y.)00업。.0, 8사 그 -이림 1〔의. `('\\oO3b 0, - .-1관2 2y-6 계 )2(.. c . ) ,0 그0v인.1s립 6 \ 경 a우,이b0,二다.c2 0 .는 \각3re.각0 m.2p 측 4e중 r 광a원t(u계 cr )소e \ l합in2e 량7s I i

(C,), 1.6 1.4 ’’ ~Log g line s 1.3 \8log Td/, 8.)T ·f1 .0

1.2 0 1.0 0.9 1 0.8 0.7 그립 3-26 표면온도가 T.11~11000 K 인 벨에 대 한 대 기 모형 의 계 산에 서 얻

(u- 파

1,4 1.2.10 o8o6o4 ·· 0.2 o.o 0.1 0.2 0,3 ·0.4 0,5 。e 그림 3-2'1 B 형 벌에 대한 [u-b] 와 표면온도 Te ((} . =5 040/Te) 사이의 관계 o0m.,1(/8)) I,. 。 o., 2 。 0.0 6 。 。。 o.o o -0.06 .. . o.o -0.6 -1.2 -1,8 [Fe /H ) 그립 3-28 om1( f3)와 [Fe/HJ 사이의 관계

사이의 관계에 해당한다. 그립 3-28 에서 칙선은 [Fe/ 町 = o. 2 - 1o om1({3 ) (3-46 a) 의 관계 를 나타내 며 , 여 기 서 Hy a des 성 단의 중원소함량바 는 [F e/HJ = 0.2 로 두었다• 한편 남북반구에 서 관측된 많은 F 형 벌에 관한 Nis s en 의 최 근 연구 에 의하면 이문의 광도를 고려한 중원소함량비논 [Fe/H] = 국 10. 5 + 50({3 - 2. 626) J om 。 + 0.16 (3-46 b) 으로주어진다. 여기서 omo 는 성간적색화가 보정된 관축치 m1 과 H y ades 의 기준치 사이의 차이이다(식 3-38 참조). 참고문헌 uvby , H, 측광계의 정의 맞 일반적 특성 : Sta n dard Sta r s for uvby Photo m etr y : D.L. Crawf or d & J.V . Barnes, 1970, A.]. , 75, 978. Transfo r mati on Revis i o n s for the Four-Color uvby Sy st e m , : E. C. Olson, 1981, PASP, 93, 783. Intr o ducti on to Astr o nomi ca l Photo m etr y : M. Golay, 1974, D. Reid e l Publish in g Comany , p. 149. Sta n dard Sta r s for Photo e lectr i c if~ Photo m etr y : D.L . Craw for d & J. Mander, 1966, A.]. , 71, 114. Sp e ctr a l Classif ica ti on Throug h Photo e lectr i c Narrow-Band Photo m etr ,,: B. Str o mg re n, 1966, Ann. Rev. Astr o n. & Astr o p hy s . , 4, 433. An Analys i s of th e Hauck-Mermi lliod Cata l og u e of Homog en eous Four- Color Data : A.G .D. Phil ip , T.M. Mi ller & L.J. Relye a , 1976, Dudley Observato ry Repo r ts , No. 12 : A.G.D. Phil ip & D. Eg re t, 1980, Astr o n. & Astr o p hy s. Supp l. , 40, 199. (refe re nce line s 와 항성 의 물리 량 추정 자료) Photo m etr i c Boxes in the Four-Color Sy st e m : A.G.D. Phil ip & D. Eg re t, 1983, Astr o n. & Astr o p hy s. , 123, 39. uvby 측광의 이 론적 연구 : A Theoreti ca l Analys i s of uvby Photo m etr y : L.J. Relye a & R.L. Kurucz, 1978, Ap . ]. Supp l. , 37, 45.

A Grid for the Calculati on of Log G and T,rr from Str o mg r en Four-Color Indic e s: A.G.D. Phil ip & L.J. Relye a, 1979, A.]., 84, 1743(1980, A.]., 85, 348 참조). 각 분광형에 따론 연구: 0 형 : D.L . Crawf or d, 1975, PASP, 87, 481 . B 형 : D.L. Crawf or d, 1978, A.]., 83, 48. : Er-Ho Zhang , 1983, A.]., 88, 825. A 형 : D.L . Crawf or d, 1979, A.]., 84, 1858(1 9 80, A.]., 85, 621 참조). F 형 : D.L. Crawf or d, 1975, A.]., 80, 955. I기nt타e r ste l lar Reddenin g Relati on s: nL. Crawf or d & N. Mandwewala, 1976, PASP, 88, 917. Four-color and H~ ph oto m etr y of cluste r s: Hy a des-D.L. Crawf or d & C.L. Perry, 1966, A.]., 71, 206. Pleia d es-D.L. Crawf or d & C.L. Perry, 1976, A.]., 81, 419. Abandance Varia t i on s: P. E. Ni ss en, 1980, Sta r Cluste r s, IAU Sy m p o siu m No. 85, p. 51. A Temp e ratu r e Calib r ati on for B Sta r s: A.G. D. Phil ip & B. Newell, 1975, Dudley Observato ry Rep or ts , No. 9, p. 161 . XIV. DDO 측광계 1968 년 McClure 와 van den Bergh 에 의 해 고안된 DDO(David Dun- lap Observa t or y)의 6 색 측광계 는 UBV 측광계 와 함께 사용되 는 중대 역측광계로서 종족 I 과 Il 의 만기형 (G,K) 별의 연구에 많이 쓰인다. 표준 DDO 측광계 는 1976 년 McClure 에 의 해 다시 정 의 되 었으며 , 그 적 용법 위 는 Jan es 의 산개 성 단관측과 Osborn 의 구상성 단관측에 의 해 더 욱 확장되었다. 그리고 천체의 여러 물리량과 측광인자 사이의 상호관계도 이들에 의해 구체적으로 연구되었다. 특히 Osborn 은 구상성단의 거성 관측에서 DDO 측광계가 종족 n 인 별에도 확장할 수 있음을 보였다. 앞서 Str o mg r en 의 4 색 측광계 와 마찬가지 로 DDO 축광계 에 서 도 대 기 소광이나 성간적색화의 영향을 적게 받으며 득히 관측된 측광인자로부 터 표면온도의 추정 이 용이 하다.

1. 필터의 특성과 반응함수 서울대학교 천문학과에 있는 DDO 측 광계는 표 3 - 15 처럼 6 개의 필터 로 이루어졌으며 이듄 필터의 광두과 목성 은 표 3 - 16 과 같고 그림 3-29 에 서 접선 에 해당한다.

'(42%86歲0000 ) 。 •_••·•. ·•.._•• ..••. ..••'그 .. . . . 무·반.럽 •3 과•응5 •· · 3함율 ·- 수· 2·9. . ....D.... . .3D.•..• •8 . • O.• .. . (.·.S. .. ..N . ...4 .U..0 \...0 ). ..0 . . ,g필. 1 A代터::...(:.A.:의. 4….•..· .:• .2o )•.• - •::. • …•.• :•광.••. :…•.•.두:• • :4…•과•:.•..5.•울.:… .•.•. .•F과.•.… ..: .:.….반......-..•9••• ... 웅 ... ...·..- 4.. 함 .8.. • . •.수… •. •.• .tt노寧 tt• .•.•.•.•.•.••..•.•

광전자증배 관 lp 2 1 의 반웅 ( 표 1-2), 대 기 의 광두과울과 반사경 의 반 사울(표 3-2) 그리 고 필터 의 두과울을 결합하면 총반웅함수 S 는 표 3- 16 과 같고 그림 3-29 에서는 실선으로 표시했다• 이 그림에서 파장에 따른 필터의 두과울과 반웅함수의 형태는 크게 다르지 않다. 이것은 필

a) :.:.: 3-16 DDO(SNU) 필터의 광루과울과 반웅함수

I파 장(A.) I3 망5 필터 I 반친?수 과장(A. )I 3망8 필터 멸수 파장(A.) I4 ?1 필청터 멸수 3100 I 0. 000 0.000 3480 0.000 0.000 4030 0.000 0.000 120 . 008 . 001 500 . 005 002 040 . 012 . 000 140 . 019 . 002 520 . 017 . 006 050 . 026 . 015 160 . 031 . 003 540 . 045 . 017 060 . 057 . 034 180 . 046 . 005 560 . 082 . 033 070 . 081 . 049 200 . 071 . 009 580 . 135 . 055 080 . 181 . 111 220 • .1 00 . 014 600 . 209 . 088 090 . 252 . 154 240 . 148 . 024 620 . 270 .117 100 . 448 . 275 260 . 180 . 032 640 . 344 . 153 110 . 552 . 339 280 . 203 . 040 660 . 408 . 186 120 . 596 . 368 300 . 227 . 049 680 . 474 . 221 130 . 589 . 364 320 . 244 . 056 700 . 521 . 248 140 . 574 . 356 340 . 260 . 064 720 . 565 . 275 150 . 548 . 341 360 . 271 . 070 740 . 586 . 291 160 . 521 . 324 380 . 276 . 076 760 . 606 . 307 170 . 453 . 283 400 . 279 . 081 780 . 614 . 317 180 . 257 . 161 420 . 276 . 084 800 • .61 3 . 323 190 . 137 . o.86 440 . 273 . 086 820 ·.60 7 . 325 200 . 072 . 045 460 . 269 . 089 840 . 593 . 322 210 . 022 . 014 480 . 264 . 091 860 . 565 . 311 220 . 004 . 002 500 . 257 . 092 880 . 526 . 294 4230 . 000 . 000 520 . 252 . 094 900 . 472 . 267 540 . 233 . 089 920 .418 . 239 560 . 216 . 086 940 . 362 . 209 580 .197 . 081 960 . 301 . 175 600 .172 . 073 3980 . 237 . 139 620 .146 . 063 4000 . 188 .117 640 .105 . 046 020 .127 . 076 660 . 073 . 033 040 . 083 . 050 680 . 047 . 022 060 . 050 . 030 700 . 030 . 014 080 . 030 . 018 720 . 015 . 007 100 . 015 . 009 740 .002 . 001 120 .005 . 003 3750 . 000 . 000 4140 . 000 . 000

, b)

42 필터 45 필터 48 필터 과장 (A)I 멀 1~영 수 과장 (A) I 망 멍수 가장(A.) I 망 I 반겅?수 4110 0.0 0 0 0.0 0 0 4320 0.000 o. 000 4630 0.000 0.000 120 ` . 001 . 001 330 .002 . 001 640 . 001 . 001 130 . 002 . 001 340 . 003 . 002 660 . 003 .002 140 . 004 . 002 350 . 004 . 002 680 . 010 . 005 150 . 007 . 004 360 . 004 . 002 700 . 023 . 013 160 . 015 . 009 370 . 005 . 003 720 . 047 . 025 170 . 023 . 015 380 . 008 . 005 740 .127 . 067 180 . 048 . 030 390 . 011 . 007 750 .190 .100 190 . IOI . 063 400 . 018 . 011 760 . 277 . 145 200 .197 .124 410 . 028 017 770 .424 . 221 210 . 407 . 255 420 . 046 . 028 780 . 556 . 288 220 . 632 . 397 430 .16 0 . 098 • 790 . 690 . 354 230 . 685 . 430 440 . 285 .173 800 .712 . 363 240 . 679 .426 450 . 399 . 241 810 .720 . 365 250 .637 . 399 460 . 556 . 336 820 .724 . 364 : 260 . 557 . 349 470 .719 . 433 830 .724 . 362 270 . 434 .272 480 .727 . 436 840 . 721 . 357 280 . 329 . 206 490 .708 .424 850 . 719 . 353 290 .151 . 094 500 . 677 . 404 860 .711 . 347 300 .048 . 030 510 . 627 . 373 880 . 703 . 338 310 . 013 . 008 520 . 520 . 308 900 . 691 .327 320 . 003 . 002 530 . 360 . 213 920 . 631 .293 4330 0.000 0.000 540 .110 . 065 940 .464 .21 1 550 . 046 . 027 960 .262 .117 560 . 017 . 010 4980 .127 . 055 570 . 009 . 005 5000 . 046 . 020 580 . 005 . 003 020 . 015 .006 590 0.0 0 0 0.000 040 . 004 . 001 5050 0.000 0.000

터의 두과과장역이 좁기 때문이며, 이러한 이유로 S t rom g ren 의 4 색축 광계처럼 DDO 측광계에서도 대기조건, 광전중배관의 특성, 벨의 분광 형 등의 변화에 따른 영향이 UBV 측광계에 비해 매우 적다.

2. 등급과 색지수 천체 의 관측은 필터 의 광두과대 가 좁기 때 문에 (48, 45, 42, 41, 38, 35, 35, 38, 41, 42, 45, 48) 의 순서 로 각 필터 마다 두번씩 관측한 후, 배 경 하늘 을 각 필터로 한번씩 관측한다. 아주 어두운 벌의 경우는 배경하늘의 관측횟수를 늘여야 한다. 벌의 관측치에서 배경하늘의 관측치를 맨 값 을 1 라면, 필터 i와 j의 관측에서 색지수 C (i-j)는 C( i - j) = 2. 5 log 衍~ ·( 3-47) 으로 정 의 되 며 , DDO 측광계 에 서 C(45-48), C(42-45), C(41-42), C(38 -41 ), C(35-48) 등 5 가지의 기본적인 색지수가 정의된다. 이 측광계에 서 등급은 필터 48 을 두과하는 광량으로 정의되며 M48 로 표시한다. 각 별의 관측에 서 두과대 기 량을 M 이 라면 관측치 (첨 자 ob” 로 표시 ) 로부터 대기소광이 보정된 고유계(청자 %로 표시)의 색지수와 등급은 다음과 같이 얻어진다. (M48)n = (M48)ob - k48 M CC45-48)n = CC45-48)ob - k4s M CC42-45)n = CC42-45)ob - k42 M C3-48) CC41-42)n = CC41-42)ob - k41 M CC38-41)n = CC38-4l)ob -[kss + k'ssCC42-48)n]M CC35-38)n = CC35-38)ob - kss M 여 기 서 k48, ……, k35, k'38 는 대 기 소광계 수이 며 , cc42-48) = cc42-45) + CC45-48) 이 다. 필터 38 의 두과과장역 은 필터 41 보다 훨씬 넓 기 때 문에 필터 38 의 유효과장이 벌의 분광형에 영향을 받는다. 따라서 이러한 효과를 고려 하기 위 해 CC38-41) 에 는 분광형 을 나타내 는 CC42-48) 에 관 련된 이차대기소광계수를 포함시킨다. 미 국의 Ki tt Peak 이 나 칠레 의 Cerro Tololo 같은 좋은 관측조건을 지 닌 곳에서 얻은 대기소광계수의 평군치를 보면 표 3-17 과 같다. 식 C3-48) 의 고유계를 표준계로 변환시키기 위해서는 분광형이 다론 많은 표준성의 관측이 필요하다. DDO 축광계에서는 이러한 변환이 대 체로 일차적 관계로 나타난다. 죽

표 3-17 팡군 대기소광계수

측광인자 | 1 차소광계수 I 2 차소광계수 M48 k,a= O . 17 C(45-48) k•s=O. 05 C(42-4 5) k•2=0. 06 CC((4318--4421)) kk.3i8 ==O 0.. 1022 5 k'38=— 0. 0 19 C(35-38) k35=O. 17

C(i —j) = Ka + K4C( i —j)n (3-49) 특히 C(35-38) 의 경 우는 필터 38 과 35 의 두과대 내 에 발머 불연속이 포 함되므로 별의 분광형에 영향을 받는다. 따라서 이것의 변환관계는 C(35-38) = Ks + K6C(35-38)n + K1C(42-45) (3-50) 로 표시된다. 등급의 경 우는 DDO 와 UBV 측광계 사이 에 M48 = V + O. 375(B —V ) (3-51) 의 관계가 촌재하므로 결국 DDO 측굉계의 등급은 UBV 측광계에 의해 정의된다. 3. 성간적색화 n,M ]Ic[C, Wlu 에re 와속 하Ra는ci nGe , 에K 거의성 하에면 대O. 해B < D(DBO- 측V 광) <인l.자 5와5 이 성고,간 적광색도화계 E급(이B _V) 사이에는 E(B— V) = 2—. 117. 54 (2B0 C-( 4V2-)4 一5) 2+. 3 81.0 8 c4c14 5-48) (3-52) 의 관계가 촌재한다. 그리고 Wh itfo rd 의 성간적색화법칙을 쓰면 DDO 측광인자의 색초과는 EECC((4452--4485)) == OO.. 325344 EE((BB ——VV )) EC(41-42) = 0. 066 E(B - V) EC(38-41) = 0. 318 E(B - V)

o 5o. 11 1.71 91. 21 1. 231 . .251 25.1 21.62 5 1.4 1.2 1.23

I

520. 1 .1 1571 1 .9 1.1 2.1 1 22 . 122 . 12 .21 1 2. 10 . 21

I

ooo1 .01. 1.1 3 11 .51 171. .911 20 .1 .1 20 .I9181 .1 1

. 9 75o 801 ..11 113. 115 1. 611. 1 71. 171. 1.61 151. I

9.05 o 40 .I 61 . 0 0 9. 11.1 1 31 .1 41.1 41.1 3 1.112 .1 I

치 o2 59.9 09.1 20.0 .14 07 . 10.91 .1 2121.1 11.1 0 1.19 0. 1

-13 8(-B)표0 V준표의 )4(254-C7.5 90 0 880o5 o .o .1 I 1 009.09. 2.0 39. 950.960 9 60..89 09. 09 00 102 01. 1. 1. 21.01. 3O 50. 1 03l. 05 8 0.11. . 03 61090 . 11. 20.1 6009.1 .1 5008 1. 1. .1 07

I

85o2.8 9.0.2 90509 .80 .90 0. 1.1o o9.90

I

008o. .7 80.00 903.9 06 .97 .0906 .9

I

.7 7o 58o.6 . 8 .o91 o9.2.9 00.92 02.9 I

. 05o7 o4. 8 0.8 788 0.0.88 0.87 a )(58 -4)C4101.0 52 1. 1 1051. I715 . 02 01..225 12 50I. 2 71 5.0 301 .15 3.2 0351 .5 37 .1014.0 214. 5 4051 .4 57I. 10 0.5 5251. 550 1.

1.310 53 51.. 15557 .1 5 81 .6 0.1 1 6.1 3 6.1

I 003 5731. 1. 48 49 .1 1. 5015. 1 .12.15 3 5. I3 15.55 . 1 55 57 .1. 1 65. 1 58. 1 75 59. 1. 1 8 506. . 111

211 5.41. 4 614. 18.49 4. 1 105..51 23.51 4.514 .51I

025 .1 142. 44 .16 4.174 1. 84 1. 1.4 90 1.550 1.05 1. I

5 22 1.410. 24 1.44 . 154. 1 54. 1 46.1 7 4 1. .417 1.47C(4 -)254 11500 21.1 .1 I 63 4.31 .1 3 638. . 11 .4 3801 .12.14 L9 314. 3 04 .14 3. 0141 .L 044 41. 44 041. 1. 1. 43 931. 3 119 .2 4.1

10 5 1.31.0 312 . 34 1. 63.1 73 1. 73 1.137 .1.36 1. 36 1.3 5

I

5 21.1 821 ..1 03 321. 33 . 134.1 34. 13 3.1 1. 3323 1.13 L

1 I 001 .1.4 1 22 .61 82. 1.0 1331 . I31 . 11. 3 10 .310 31. 92 1.

1 5.01 2 1.1.2 1 35.2 1.27 1 1.28.28 182 . 17 . 217 2. 16. 2 11

05 0 1.1. 71 .1 91.1 2121 .35 l. 2 52 .126 .152 . 124 . 132 .1

b) 4·8)4(C5010 1. 125 1. 5101 .57 11. 2. 100.122 5 .25105 27. 1 300. 11.35 2.30 5135 7. 1.400 1425 . 110.45 547. 1 0.501

EC(35-38) = O. 306 E(B - V) (3- 5 3) 으로 주어진다. 종족 I 의 거성에 대해서는 성간적색화가 보정된 (B-V)o 와 DDO 색지수 사이에 일정한 상호관계가 성립한다. 따라서 J anes 가 얻은 표 3-18 을 이용하는 축차근사법으로 성간적색화를 결정할 수 있다. 예 를 들어 관측치 가 C(45-48) 。 b = l. 235, C(42-45)ob = l. 023, (B- V)ob= l. 23 이타고 하자. DDO 측광인자가 (B ― V) 보다는 성간적색화의 영향을 훨씬 적게 받기 때문에 표 3-18 에서 C(45-48)ob= l. 235 와 C(42 -45)ob=l . 023 에 해 당하는 (B-V)o=_I . 18 을 찾는다. 이 값과 식 (3- 52) 로부터 E(B-V)=O.05 를 얻고, 이것을 식 (3-53) 에 적용하면 C하(면45 -(48B)- =V 1). 2。1=7I, . C15(4 를2- 45얻)고 =, 1 . 0아11로 이부 다터. E이( 들B을— V다) =시O .표 0 8(, 3-C1(84) 5에- 4적8 )용= 1. 207, C(42-45) = I. 004 를 얻는다. 위 의 과정 을 다시 반복하면 마지 막 으로 성 간적색 화가 보정 된 (B-V) 。=I. 13, cc45- 4 8)=I . 200, cc42- 45) = 1. 00 을 얻는다. 중원소함량이 적은 종족 1I 의 벌에 대해서는 성간적색화가 없는 CB- V) 와 DDO 색 지 수 사이 에 상관관계 가 알려 지 지 않았다. Jan es 는 중원 소함량울 고려한 표 3-19 를 이용하여 성간적색화를 구하는 방법을 제 시 했나 죽 관측된 DDO 색 지 수 CC42-45) 와 CC45-48) 을 식 C3-65) 에 대 입 하여 이 벌의 [Fe/H] 를 구한 후, 이 값과 관측된 CC42-45) 를 표 3-

[F e/HJ 표I' 。3• -6109 1종 o족.1 0Il 벌1에 o.대 so한 IC( B(o4.- N9V05) ) 。I 의 1표. o준o 치I 1. 10 1 1. 20

o.oo 0.59 0.73 o. 86 1. 00 1.14 1. 28 1. 44 -0.25 0.63 0.77 0.90 1. 05 1.19 1.33 1. 49 -0.50 0.66 0.80 o.95 1. 09 1. 24 1. 39 1. 55 -0.75 0.70 .0.8 4 0.99 1.14 1. 29 1. 45 1. 61 -1.00 0.73 0.88 1. O3 1.1 8 1. 34 1. 50 -1.25 0.76 o. 91 1. 08 1. 23 1.39 1.56 _1.50 0.80 0.95 1.12 1. 28 1.45 1. 62 -1.75 0.83 0.99 1.16 1.32 1. 50 -2.00 0.86 1. 02 1.20 1. 37 1. 55 -2.25 • 0.90 1. 06 1. 24 1. 41 1. 60

19 에 적용하여 (B-V)o 를 얻는다. 이 색지수와 관측된 색지수 (B- V) 의 차이 는 E(B-V) 의 일차근사이 다. 이 값을 식 (3-53) 에 대 입 하 여 DDO 색지수들의 색초과를 얻는다. 이러한 성간적색화를 관측된 색 지 수 C(42-45) 와 C(45-48) 에 보정 한 후 다시 식 (3-65) 에 대 입 하여 [Fe /H J를 구한다. 이 값과 표 3-19 로부터 (B ― V) 를 구하여 다시 성간적 색화 E(B-V) 를 얻는다. 이 값이 앞서 구한 값과 다르면 위의 과정을 되풀이함으로써 올바론 E(B-V) 를결정한다. 여기서 주의할겁은J anes 가 표 3-19 를 만들 때 사용한 〔 Fe/H] 의 값은 L1S 인자에 의해 정의되는 Butl e r 의 [Fe/H] 를 기 준으로 했다. 따라서 [Fe/H 〕의 분류기 준이 But- ler 의 경우와 다를 때는 표 3-19 를 칙접 사용할 수 없다. 4. 기본측광인자 만기형벌의 측광에 유용한 DDO 측광계에는 6 개의 기본측광인자가있 으며, 이중에서 M48 은 등급을 그리고 나머지는 색을 나타내는 인자들 이다. 이들은 그림 3-29 에서 보인 것처럼 각 필터의 루과과장역에 포 함되는 흡수선의 종류와 강도에 따라 아래와 같은 특칭을 지닌다. C(45- 48 ) : 흡수선이 많이 나타나치 않는 파장역에서 정의되므로 만기 형 거성의 표면중력이나 광도의 쳐도가 된다 . C(42-45) : 필터 42 의 과장영 역 상단 4300 A에 G며 (CH) 가 촌재하므 로 온도에 예민한 q -break 의 쳐도가 되며 G 지표라고도 부른다. 이 인자는 벌의 표면온도를 나타내는 지표로 쓰인다. C(41-42) :. 시 안 (c y ano g en) 며 (CN : AA 4216~4150 A) 가 필터 41 의 과 장역에 포함되므로 CN 홍수의 강도를 나타내는 CN 지표이다. 이 인자는 중원소함량을 나타내는 지표로 쓰이며, 만기형 벌에서. 는 광 도의 지표가 된다. C(38-41) : 필터 38 의 과장역 에 CN(3880 A) 떠 와 4000 A 부근에 Ca ll 의 강한 H,K 흡수선이 나타나므로 4000' '지표라고도 한다. 이것은 금속선의 덮개효과에 대한 쳐도가 되며, 그리고 종족 Il 의 별에서 논 중원소함량의 쳐 도가 된다. C(35-38) : 필터 35 와 38 의 과장역 에 발머 불연속이 포함되 므로 이 인 자는 발머불연속의 척도가 되며, 그리고 GO 보다 조기형 벌에서는 표면중력의 지표로 쓰인다. 위의 5 가지 색지수 중에서 특히 처음 3 가지 색지수는 표면중력,

표면온도, 중원소함량에 따론 만기 형 벌의 3 차원적 분류에 찰 쓰이 는 측광인자들이다. 위에서 보여준 기본측광인자 의에 이들의 합성으로 표면온도에 관련되는 CC42-48)[=CC42-45)+CC45-48) ]과 중원소함량 에 관련되는 CC38-42)[=CC38-41)+cc41-42)] 등의 인자를 사용하기도 한다. 위에서 살펴본 측광인자들은 모두 성간적색화에 영향을 받는다. 식 C3-53) 의 색 초과를 고려 하면 성 간흡수에 무관한 색 지 수(*로 표시 )를 정 의할 수 있다. C*C35-38) = CC35-38) - o. 306CB - V) C*C38-41) = CC38-41 ) - o. 318CB - V) C*C41-42) = CC41-42) — o. 066CB - V) C3-54) C*C42-45) = CC42-45) - 0.-234CB 一 V) C*C45-48) = CC45-48) - o. 354CB - V) 이 식들에서 오른쪽에 있는 DDO 측광인자와 CB-V) 는 성간적색화가 보정되지 않은 관측치이다. UBV 와 DDO 측광이 이루어전 경우에 식 C3-54) 은 두 측광계 사이 에 서 유용한 관계 식 으로 쓰일 분만 아니 라 그 립 3-30 처럼 분광형에 따른 DDO 측광인자의 관계를 찰 보여준다. 여기 서 실선과 정선은 각각 종족 I 의 주계열성과 거성 (IlI) 을 나타내며 만 기형 별에 대해서는 주계열성과 거성이 비교적 찰 분리됨을 분 수 있다. 측광인자들 중에 서 CC45-48) 과 CC42-45) 는 그림 3-31 처 럼 만기 형 벌 의 표면중력 효과나 광도효과를 찰 나타낸다. 여 기 서 실선은 종족 I 인 벌들의 광도계급에 따른 평군위치이다. 이러한 표면중력효과는 그립 3- 32 와 3-33 에서도 찰 나타난다. 이들 그림에서 거성(종족 I )의 평군위 치 인 실선으로부터 관측치 CC45-48) 과 CC41-42) 의 차이 를 각각 4C(45 -48) 과 L1CC41-42) 로 두면 이 들 사이 에 L1CC41-42) = 2. ~O L1CC45-48) C3-55) 의 관계가 얻어지며, 이것은 표면중력효과 [L1CC45-48) ]에 따른 L1CC41- 42) 의 변화관계를 나타낸다. 이러한 표면중력 효과가 보정된 측광인자 CmC41-42) 를 Cm(41-42) = C(41-42) -L1C(41-42) (3-56)

이의 사다.낸 `/- \ /\ `\` \I MO OKGo OF에 분인무형광 와한관자광 타)거 III나성을(성선접 ,을 측은 IA O화적색열계주 OB 성간은선.09 (l'홍>6 0.) 3 .0 3 .0 0 .00£ (oc).u'5o.3 0- . 60- 3- 03 립그.실계 판-` ` ’ -/ - ` /D\` / ,' ', \ OG O KM O/

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3 L8 。 。 。2 .0 。2 .2 C(42-428.4) 2.6 2.8 OD 。 。 。。。 -0.2 1 . . 그립 3-3 3 C(41-42) 와 C(42-48) 도상에 서 주계 열성 ( o )과 거 성 ( • : ][ , X : 11) 의 분포. 실선은 거성(l!I)의 평군위치이다 .

C(45-48) = O. 31 C(42-48) + O. 545 (3-57) 와 식 (3-55) 로부터 식 (3-56) 는 Cm (4 1-42) = C(41-42) - 2. 40 〔默 45-48) - o. 31C(42-48) - 0. 54 이 = C(41-42) - 1. 66[C(45-48) - O. 45 C(42-45) - O. 792] (3- 58 ) 으로 주어진다. 이 관계식은 그림 3-33 의 벌들에 적용하면 Cm(41-42) 와 C(42-48) 의 평 면에 서 는 그림 3-34 와 같이 표면중력 효과가 나타나지 않는다. 이 그림에서 실선은 모든 벌(종족 I )들의 평군위치이며 이것 에 해 당하는 C(42-48) 과 요 (41-42) 의 값은 표 3-20 에 주어 진다. 한편 C(41-42)m 인자는 CN 의 강도를 나타내는 CN 지표이므로 그립 3-34 은 별의 CN 강도를 추정하는 데 쓰인다. 죽 그립에서 실선의 위쪽

0.6

o.q .. . .. (

'w)업 Q 2 t E

3

0,0 \·1’ '`` Q 2o1B 2.0 2.2 24 2.6 2.8 C(42-48) 그립 3-34 표성 면( o중 )력, 효거 성과 가( • 보: 정][ ;된 X C: m]([4-1I-l 4, 2)I 와l ; 6C (:4 2m-4-8N) , N도)상 의에 분서 포주 계 열 표 3-20 Cm(41-42) 와 C(42-48) 의 평 군관계 C(42-48) I Cm(41-42) 1. 90 o. 130 1. 95 0.170 2.00 0.192 2.10 0.220 2.20 0.245 2.30 0.265 2.40 0.283 2.50 0.294 2o.. 6207 00 .226872 0.28 0.227

5. 항성의 물리량 (1) 철대등급 J anes 는 CalIK 선의 선폭과 절대시등급 사이의 관계를표면중력의 지 표 C(45-48) 과 표면온도의 지표 C(42-45) 에 관련지음으로써 측광인자

로부터 절대시등급을 찾는 표 3-21 를 얻었다. G,K 형의 거성에서는 C(45-48), C(42-45), C(41-42) 의 관측과 표 3-21 로부터 측광철 대 시 등급 Mv 를 결정할 수 있다. 이 표에서는 중원소함량에 따른 CalIK 선의 강 도변화가 고려되지 않았다. 따라서 표 3-21 를 이용하여 철대시등급을 구할 때는 표에서 주어지는 값에다 중원소함량에 따른 등급보정 L1M = -4 oCN + O. 4 (3-59) 울 가해야 한다• 식 (3-59) 에 서 CN 강도의 지 표인 oCN 은 관측치 C(41-42)ob( 성 간적 색 화가 보정 된)와 기 준치 C(41-42)ret 의 차이 , 즉 oCN = C(41~42)ob -C(41-42)ref ; (3-60) . 으로 정 의 되 며 , C(41-42)ref 는 그림 3-35 에 서 관측치 C(45~48)ob 와 C(42-45)ob 에 대응하는 C(41-42) 의 값으로써 표 3-22 에 자세한 값둘이 주어 졌 다. 그림 3-35 에 서 각 실선은 C(41-42)r e f의 값을 나타내 며 , 태 양과 같은 중원소함량을 가전 벌들의 평군위치이다.

1S17.5) 3 C(41=-4o 2.4),o.r --I- • . _ - ' / ) / 8'71 413 .,, / -?g/ 1.2 r Q0..23 50 1.1 I-o 0O..1250. 10--_ •• 1.o o.7 0·8 0.9 1.o 1.1 12 13 C(42 -45) 그립 3-35 C(45-48) 과 C(42-45) 도상에 서 기 준치 C(41-42)re f의 분포. 화살 표는 E(B-V)=0.1 에 해당하는 성간적색화 효과를 나타내고, C(41-42),e1=0.40 의 선이 접선으로 표시된 것은 아 부분 벌들 의 성간져색화에 따른 불확실성을

0.8900.9 3.94 .36. 3. 1293 . 5.722. 1.322. 68. 1.1 241. 1. 0.811. .08 0.5o .13.0—.20- 一o.7-7o. 一1.2-2 .410. — -2 -.8.12- 3.6.-924 .5.-63—-.54 I o88 . 193 . 5.3. 232.7 3. 2 91 . 41 .1. O 60.2 0.2- 0. 58 1 .-13 8 .1一 .6-2 3.5— .6-4 -- o8o..8 o 5876. 1 13.6 .38 .333. 4첩! 3023.. .62 . 28 3.0 31 ..2 2. 52 .102. 86 1 .2 1.64 .11. 8 .o 0l.2 1. 0. 70. 0.3 53 . 100.20.一. 8.-00 .5 -0— -1 6.2 -.0 .-1 5.-2.2-6 .0 -1 .4-3-22.. 9 — 5. _4.93- 3 3. — -844- ..1

o 48. 3. 5 23. 2.824 . 9.1 51 . 0 1. .60 o.o- 0. 61. _3 -0 2. 3. 0— 3-. 9 132- 표절등대급 시-24(C4 )5I 80 .00. 8.13oo882 . i3.. 3 0.23 3.462 2.7. 29.03.2 422. ..52 72.2 .01. 1.2832. I3. 5 681. 1. . 190. 0.2 13 .11 . 0 .50.3 .708.0-0 .oo .2 .20.40-7.o- 00 20..5—1. —-21 .1 -7.30 . 1--1. _2 .2 .62-17.—一3.1-4 .23 - .73-.0-2.4 -.34-3- 3..94_4.5

O.798.224 .2. 0 61.o1. 6o. -0.10-.8-1.552.—6. 3- .9-4

| 7O87.7 .o2.5 7.2 .2 2.1 2 1.6 8 1. 14 .1 1.0.0.5 8 oo. 301-.o 5.0- - 1.941.一 .13- 3.-2 4..34--3 8.-460. 724 . 9 1.41. . 90.0 3。_3• 4.-1 52._ 04.— 5.7 0 .2 2.7 1 1 .2.7 0.oo -0.6 81.一 .1-3 .49 _

a) C44-5(8 ) 01.11 1.1.21 13 11.1.41 .151 11. 67 11..1 81 191 .10.2 12 1. 2. 21 213. 14.2 2 15. 16.217.2 821. 1 9 210.3 . 311 1 2. 31 3. 31. 3 4 53 .13 6. 1. 3I 738 . 1 .319

0

-4)25(4C51203 0 0 0 04 6.o 5o9999o. .o o9o . 7o .949 . 9 o o9 . 93o90o ... 2o11 . .1 .. 11. 1II11 1 . 1 1 1II1 I I11 I 3 .89 .6.3 33..5 . 3.3 31 6 .383. 23.43 8.3 .123.6. . 2793 3.2 .432. 0.5 2 2.. .8. 236 733 . 32172. 2.53.32. 9 2 0.238...1 26. . 3. . 360223 ..2.42 2 .94 6.1 4 81 ..1 9.2 1.3.2 4 2.23.. 2 16 379 I .11 . . ...1I1 1 7. ..22 242 .2502 7. 64 3 900 028. . 11 . 1. ...11. . 1142 21 22. . . 98 1 o0 34.826o. 0 •..9 . 5o1.1. .1 1. .1.11. 0.2 94 8065 96 . ·O. 04o 2.-2.8.00 .0 . .o o1 ..I1 1 ..1. 11. 1 .34 . 51. 2 113 . 45 .01. .o0 .2.o -. - ..7o0.10 3s o0 .01.- 1 1..1 26.0 -. 9 80 1 0.0 4_01. .0. 3o 1.601--11. o. . . 1o 1. 1. 1.——.90一4.o一 .70 97 8 8 00...00.40.6 0.. -1- .o 10- 3 . .501-.0- .-1 8.·2 115.——.8o一8.L_7. 14..-00.3 5 60 0.o. 2 00. .2·2_6 005. .11 .-.1-5 . 9.-2-2—— .80一.O_05.01 o.1 2 4 0..0.5.0- .21-.52- 5 .22 - .3 —82 .2 6.3 -9 —. 1-.1——20.一 5 2.-0 .220_.o.7 2 o 0. 0.9.0-.13- 9 .82 - .63-—— .4- 5.4 1 .1- —.1一.I一.52一6 1. _-l0.0.2 -19 5 .0..0--2. 2-.454.22-_ .72 .03- .23-.93-— .5 3 — — 5.-01 .-26 2.1 .-33. 3-5 .63- .73- .93 -.34-.94 — —1.一o.一13.一2 3._ 1.-26 2. 7.-393.1.4- .54- .84- — ..— .一o11.一5.34-一. .-251 2 .38 7 .-3·14 ..--2-47.4- — ..-23 6 203. — —83.一44.一.-255 4.9 3. — —3.一20-4.-5 .3 3.一86..--45 3 2-.49.4— 7 7 3o 2 8 5 1 5 95 2 8 42 3 8 5 4 b)44-() 85C0 11 .1. 111 2.1 3 11 .14 . 11 5.1 61 1 . 711. 181 .1.9 120 1. 21 1 .1.2 2 2 31 . 421. 52. 1 621. 1.721.8 292. 11. 031 1 3. 231. .1 3 3.1 43.1 5 3.1 6 33 7.1 .1 3 8.1 3 9

.3!J~-J l~ 29

44-2(5)C | | || || | | || ||| 11 . . 091211 ..1 l.38.1171 1.61 1115 141 1 .2.. 10.. 117111 6.0 0 0 9081 1.510 . 11. 2I 20.. 6577 .1 .11. . 12. 3 41. 5 14 6 1... 1 1. 1.9 .014 1 . 1035 1.1 ..1 . 7 9018o.o.. 0 1 2. 1 4 3 .11. 1..50 .0 87 o76.0..o 0.90 1 .1.11 2 1.. 1 005.3 . 6.o2 4.0 .0.7 o0. 8 .90 o9.1 0 .1 .101. .. 3 0 01 o.4.. o05 o— . .6 0600709..0.7. 80 09.01 .20.3 o.o 0 .0. o.13 o 4 — — . .40 5 08.. 0.5 0 0.680.9 o.70. .05一1_o. -0 8.. 20.- 6-. 400-. oo 002 . 1.4.02 0 . 0. 3o6 80 7.5. .0 o.0.6 .5_1 1.08-o. --0-.-0.:- 135 .3 0.- 1—0 2. .oo. 0 24.10000 ..6 .037.— 05. 21.__ 6.o2-.0 7.- 5 0o1. 0 5. -00-.1— .. 32- o 1 0.o4—.050 .o.3.o 1.一一17. 2- 92. o . 5 0 1.2-5. _2. -I 7 .o 2— — .40 -0 .--.70. 16-1 .- . 3 0— o. 01o.2o. 20. — .30- 42. 9 6— 41 —. 2 --. .1—o 0 -17 .6190..00 -.4-..31.—o 01—01.-.27.一22.一— 42._ 33.- 63.-57 2. .1_ 1.2· — 9 .1—1 -3. —.01- 5 .1 - 8. o 0 0.74 . - o — -03.一 —. 1 7.一1.4 63.- 9.-2 3 92.--2 6.-2 4. — 2.2- . 5 1- 7 9 . 02 - 93.1 - .1-0 - 23.一. 1 -. 11—..7一o.42 .-5 -9 -.44-8 3.2- 1.3- 9. .42- 6 .2- 1.2- . 91 -1 1 - .37.11 -— 6 . 4 - .1 . 1- 43.一48 .- 04.-4 .-4 6.3- .92- .4 2 -.62- 1.31_ .9-. 1.02 --7.2—2 3一4..一51 5.-4 1.-4-3 6.3- 9.. _ .13 9.4 3-1- - . .9 2 2 -7.1- 2-2 -.52.3 — — 7.-4-4 4. 2.-4 .43- .93 .73 2.·-2 -—5.7 .- —23 一0.3一.234 9. .44— .93 -.24 —.. 2.4 —3 2.7-973 — ——7.4一3一.2— .74- .9 3 - . 1 4 31.- 3.6 —. 3 4 — .94一.44一 .94- -.644.3. -9.1 — 6.一3.44一— .44-.7 41. 4 . 4 4— — .4 -8 .6一4 )cC45 (-4)80 2 .12 1. 1 2 . 12 321 .2.1 45 21. 61. 2 72 1. 2 18. 1.9 2 10.3 1. 1 3 2 31. 33 1 .43 1. 5 13.6 31. 7 31 .8 31. 931. 04 1. 141. 2 41. 3 41. 1.4 41.5 4 6 4 1. 7 41. 1.8 41.9 4

2(4C )-54 !3543 s 109122 3333 22 3 .26114 2 s .3 22 2 0 22 1 2111 ..1 11 ..... 11..1. 1 .. 1 .11 1. II 1 I III II II1I I 8 o.807 o... 70 0. 6 .60050. 7•o4 .. 045o . . . o 260 0..730. 600.3 500. 4.o . 46 .o .6 o 2..o o.2 01 .oo 04. 0 . 3 . 34051.0..o 0.ooo. 2 3 o 0 .o1 .2500.. .6.4-0- —_•2。 2o 0o - 2... 0..4 o 01 10.. .0.003 - o.o506 .o-33 4.0.- ·00.4.7— — .2一0. 2O_- 11..0-01050 ..-0_. . 3-o -.00 - 36.04 o. -17oo . 9oo.--.1 . .1o. 20 . 380--.70 -.4 ..-o6- 5o -0.0-6 .0 .1.12.02 0-0 .-1-4 1.2 —5.—-1-.1.0.3一一o9 08. 71 _.-.7--.096 0 .6-o0 59..00. o01 1--4..1. . 143 -.. 1 9o5 6——— — .1—— ——1 .- 1-1.-90-. 0.5.11 .9. -0- 20.3 .-8.1 1-.7 808-1. -070 .2 . -1 42 — 1 - — . 1.- 2.3一_ .31 .2_1 24 1-7. _7.1. , 12 2- 8.·1-4 5 .1 10 ·- .2 .1-— 25 1 —.-— 1一.1一.1.91一2.2一 1 71__..4 2.2_ .61 - .52-5 9.1 -50.4..211 -.32.—3.2 8.-2 .91- 6 2 — .13- . 1 —— — — 3 .- .02-2- 1 .9 - 94..21.8 -6.2 -.712 .l3-.71 —— — 6 .3 —一1.2一.81.92一.23一43一. .13_- 5 .93 4._22 -..3-2 -7..2 2-138. .. 222-2.22 - .53 -.73- .03 .33 — .14- — — — 2 9.-.72-2 -1-.3-2.5 .46.3 -8-.2 2.3 .53- .3 .93. 2-47 .44— —— —7..62一2一.64一 2.3_ 4 ..3-3 6.-3- 7.311.3- 234- -2.-9.0 ..33.44 .7 4- — .94 — — — 9.3一.04一 9,.8.543_ -3- 33 --63.3-.4. 3-.7 .74 0 .4- 2.4.53- .54- — — ..34一 o.4_4 - ..94--3 -3.8 33..16- 6.4- .84- 5.4 — 3一.7 9.·4_4 -.2 4- -.1 4.40.5-9 33.4. — — 7.4一 )d )84C5-4(0 2.1 12 .122 .1 3 2 1. 421 .52 1. 62 1. 72 .18 2 1.2 9 1.03 1.13 1. 321. 3 31. 4 3 1.5 31 .6 13.7 31 .8 31. 391. .01 44. 11 42 . 14. 13 44 . 145 . 14.16 47 . 1. 41 84 9. 1 05. 1

a) 표 3-22 C(41-42)rel

C(42-45) C(45-48) o. 751 o. 761 o. 771 o. 781 o. 791 o. so 1 0.81 11..1110 00..100874 o0.. 018041 00..008980 00..009747 00..009713 00..007807 0.084 11.. 1123 oo.. 113282 o0.. 111395 0O..1l3l25 oo.. 112192 0o'.. 110285 o0.. 110252 o0..110129 11..11 45 oo.. 117525 o0.. 115629 oo.. 116469 oo.. 116435 oo.. 114620 oo.. 113569 oo.. 113563 11.. 1176 0o.. 129007 o0.. 210847 0o..210814 oo.. 119807 oo.. 117974 oo.. 119714 0o..118781 11.. 1198 00..222404 00..222317 00..223148 0o.. 223104 o0.. 222117 00..220248 00..222015 11.. 2210 00..225696 00..226563 00..226530 oo.. 226406 00..225437 00..224540 00..223582 11.. 2232 00..228963 00..229830 00..229707 00..228774 00..227814 00..228618 00..226860 11.. 2245 oo.. 331230 00..332070 0o.. 331074 o0.. 330114 0o.. 239118 o0.. 320958 00..239036 11.. 2276 oo.. 333469 oo.. 334363 00..334330 00..334218 0o.. 333285 00..332325 00..332303 11.. 2289 0.362 o. 359 0.356 00..335644 o0.. 335611 00..334588 00..335466 11.. 3310 o. 369 0.367 1. 32 1. 33 1.3 4 1. 35 1. 36 I 1l.. 3378 1. 39 1.40 1. 41 1. 42 1,43 1.44 1.45 1.46 1. 47 1.48 1. 49 1.50

b)

C( 42 -45) C(45-48) o. 82 I o. 83 I o. 84 I o. 85 I 。. 86 1 。. 87 1 o. 88 1 o. 89 I o. 90 1. 10 1. 11 0.081 1. 12 0.098 0.095 0.091 1.1 3 o. 115 o. 112 0.109 0.105 0.103 o. 100 1. 14 o. 133 o. 129 o. 126 o. 123 o. 120 0.117 o.115 0.112 1. 15 o. 150 o. 147 o. 144 o. 141 o. 138 o. 136 o. 133 o. 130 0.127 1. 16 0.168 o. 165 o. 162 0.159 o. 156 o. 154 o. 151 o. 149 o. 146 l. 17 o. 185 o. 183 0.180 o. 177 o. 175 o. 172 o. 170 o. 167 o.165 1. 18 0.203 0.200 o. 198 o. 195 o. 193 o. 191 o. 188 o. 186 o. 184 1. 19 0.219 0.216 0.214 o. 211 0.209 0.207 0.205 0.203 o. 201 1. 20 0.235 0.233 0.230 0.228 0.226 0.224 0.223 0.221 0.219 1. 21 0.250 0.248 0.246 o. 244 0.242 o. 240 0.239 0.237 0.235 lI.. 2232 00..227658 00..227636 00..226742 00..227620 00..227518 00..225669 00..2 265 57 00..225635 o0.. 226531 1 1.24 0.291 0.289 0.287 0.285 0.283 0.281 0.280 0.278 0.276 1.25 0.304 0.302 0.300 0.297 o. 295 0.293 0.291 0.289 0.287 1. 26 o. 317 0.315 0.312 o. 310 0.308 o. 306 0.303 0.301 0. 299 I 1. 27 0.330 0.328 0.325 0.323 0.321 0.319 0.316 0.314 0.312 1.28 0.343 0.341 0.338 0.336 0.334 0.332 0.329 0.327 0.325 1.29 o.·3 5 4 0.352 0.350 0.347 0.345 0.343 0.341 0.339 0.337 1,30 0.365 0.3 6 3 0.361 0.359 0.357 0.355 0.354 0.352 0.350 1.31 o. 376 0.374 0.372 0.370 0.368 0.366 o. 364 0.362 1.32 Q.3 85 0.383 o. 381 0.379 0.377 0.375 1.33 0.3 9 0 0.387 0. 38 5 1.34 0.395 1.35 1. 36 1.37 1. 38 1.39 1.40 1. 41 1.42 1.43 1.44 1.45 1.46 1.47 1.48 1.49 1. 50

c)

C(45-48) C(42- 45 ) o. go I o. 91 I o. 921 o. 931 o. 941 o. 951 0.96 1.10 1.11 1.1 2 1. 13 1.14 1.15 o. 127 o. 125 o. 123 11..1176 oo.. 116456 oo.. 116443 0o.. 114620 00..1 13 598 oo.. 115367 o. 153 o. 151 11..1198 o0.. 210814 0o.. 118929 oo.. 119779 0o.. 1 19747 oo.. 117942 oo.. 117829 o0.. 118770 11.. 2210 00..223195 00..223173 o0.. 221314 • 00..22 21 82 00..220269 00..220274 00..220252 11..2223 00..225613 00..224629 00..226407 00..225485 00..224536 00..224514 00..223592 11.. 2254 00..227876 00..228764 00..228753 00..228731 00..227820 00..228680 00..226768 11.. 2267 00..321929 00..32 19 08 00..32 09 87 00..329075 00..230945 00..230933 00..320911 11.. 2298 00..332357 00..333235 0o.. 333230 oo.. 333118 00..331258 00..331236 o0.. 33 1 214 1l.. 3310 00..336520 o0.. 336408 00..335468 00..335463 00..334514 00..333592 o0.. 335307 11.. 3332 00..337855 0o.. 338733 o0.. 337811 00..337699 00..336777 00..336755 00..336733 11.. 3345 0.395 0.393 0.391 00..430859 00..438027 00..430850 00..339884 11..3367 0.4 1 5 0.412 1.38 1. 39 1.40 1.41 1. 42 1.4 3 1.44 1. 45 1.46 1.47 1.48 1.49 1.50

d) C(45- 48 ) o. 97 \ 。 . 98 1 。. 99 1. ooC 1( 421-. 4051) I 1. 02 I 1. 03 I 1. 04 1 1. os I 1. 10 1. 11 1. 12 1. 13 1.14 1.15 1.16 1.17 o.149 1.18 0.167 o. 165 o. 162 1.1 9 o.185 0.182 o. 180 o. 177 0.175 0.173 1.20 0.202 0.200 0.197 0.195 0.193 .1900 o.188 o. 185 1. 21 0.219 0.217 0.214 0.212 o. 210 0.207 0.205 0.203 0.200 1. 22 0.236 0.234 0.231 0.229 0.227 0.225 0.222 0.220 0.218 1. 23 0.250 0,248 0.246 0,243 0.242 0.240 0.238 0.236 0.234 1. 24 0.264 0.262 o. 260 0.258 0.256 0.255 0.253 0.252 0.2 5 0 1. 25 0.276 0.274 0.272 0.270 0.269 0.267 0.266 0.264 0.262 1.26 0.289 0.287 0.285 0.283 0.281 0.280 0.278 0.277 0.275 1.27 0.299 0.297 0.295 0.293 0.292 0.290 0.288 0.287 0.285 1.28 0.309 0.308 0.306 0.304 0.302 0.300 0.299 0.297 o. 295 1.29 0.322 0.320 0.318 0.316 0.314 o. 3 11 0.309 0.307 0.304 1.30 0.335 0.332 0.330 0.328 0.325 0.322 0.320 o. 317 0.314 1. 31 0.347 0.345 0.3 4 3 0,340 0.338 0.336 0.334 0.332 0.329 1.32 0.360 o. 358 0.355 0.353 0.3 5 1 0.350 0.348 0.347 0.3 4 5 1.33 o. 371 0.369 0.367 0.365 0.364 0.362 0.3 6 0 0.358 0.356 1. 34 0.382 0.381 0.379 0.378 0.376 0.374 ·o. 372 0.370 o. 368 1.35 0.396 0.394 0.392 0.390 0.387 0.385 0.382 0.379 0.376 1. 36 0.410 0.407 0.405 0.402 0.399 0.395 0.392 0.388 0.385 1.37 0.4 1 8 0.414 0.4 1 1 0.409 0.407 0.404 0.402 0.400 1. 38 0.420 0.419 0.418 0.417 o. 416 0.412 1.39 0.435 0.434 0.432 11.. 4410 0.450 1.42 1.43 1.44 1.45 1.46 1.47 L48 1. 49 1. 50

e)

C(42-45) C(45-48) L051 1. 061 1. 071 1. 081 1. 09l 1. 10 1 1. 11 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17 1.18 1.1 9 11.. 2210 0.2 0 0 o. 918 0.196 11.. 2223 00..223148 00..221362 00..221330 00..221217 00..220285 0.223 0.202 11..2254 00..225602 00..224618 00..225496 00..225474 00..224525 00..224503 00..225307 11.. 2276 00..227855 00..228733 00..228722 00..228700 00..226798 00..226776 00..227634 1111.... 23239018 0000....332312099454 0000....3332 02192373 0o0o.... 323309121114 o000.... 332229091909 00o0.... 322309818988 0000....332208916666 0000....322308913333 11.. 3323 00,.334556 00..334513 00..33 4397 0。.. 334364 00..333402 00..333296 00..333253 11..3345 00..33 76 68 00..33 76 35 00.,337602 . o0.. 335687 00..335654 00..336512 00..334577 1111.... 33339678 0000..,.434410382550 00o0.... 433429817260 000...343279129 000...343871866 000...343718304 000...334 870 500 000...333967966 0.405 0.400 0.395 0.390 0.386 11.. 4410 0.450 0.444 0.438 00..444322 00..442366 00..443200 00..441223 1.42 0.4 4 0 0.432 1.43 11.• 4454 _ 1.46 1. 47 1.48 1. 49 1.50

f)

C(45-48) 1. 12 I 1. 13 I 1. 14l 1. 15C I(4 21-. 4156)1 1. 171 1. 18 I 1. 191 1. 20 11.. 1110 1\—- 1. 12 1. . 13 1. 14 1. 15 1. 16 1. 17 1. 18 1. 19 I.20 I. 21 11..2232 o.182 11.. 2254 00..224373 00..223403 00..222406 0.236 0.232 0.228 I1.. 2276 00..226700 00..225677 00..226543 00..226510 00..224567 00..224524 00..223590 00..223475 0.243 1l.. 2298 00..229800 00..228788 00..228755 00..228722 00..226798 00..226755 00..226712 00..225688 00..225654 11.. 3310 0o.. 33 01 00 00..329078 00..320945 00..320912 00..228987 00..228934 00..228818 00..227874 00..227830 11.. 3332 00..333210 00..331267 00..332133 00..331190 00..330154 00..330019 00..239064 00..229929 00..228947 11.. 3354 00..335422 o0.. 333488 00..334333 00..333298 00..332333 00..332177 00..331221 00..330165 00..330019 11..3367 00..337622 00.,336578 00..336534 00..335590 00..335434 00..333477 00..333411 00..332345 00..331298 ‘ 11.. 3398 00..338913 00..337877 00..338712 00..337658 00..337620 00..335674 00..335519 00..334563 00..334407 11..4410 00..441055 00..430978 00..339990 00..339813 00..337875 00..337729 00..336763 00..336617 00..336515 l1..4 432 0.424 00..441264 00..441068 00..440070 00..430914 00..339847 o0.. 33 88 17 00..338714 00..337648 1L. 4445 0.415 0.408 0.401 00..430924 00..339867 00..338890 11.. 4476 0.398 1.48 I.49 1.50 l_

g)

C(45-48) 1. 20 I 1. 21 I 1. 22 CI (421-.4 253) 1 1. 241 1. 25 | 1. 26 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17 1. 18 1.19 1. 20 1.21 1.22 1. 23 1.24 1.25 1.26 1.27 0.243 0.239 0.235 11..2289 00..225645 00..225519 00..224565 00..224520 00..224367 0.241 0.236 11..3310 00..228730 00..227685 00..227630 00..226569 00..226514 00..2 254 96 00..225414 11.. 3332 00..229847 00..228892 00..228747 00..228703 00..226785 00..226730 00..225685 11.. 3345 00..330019 00..329064 00..229991 00..229847 00..228892 00..227874 00..227820 11... 33 67 00..33 21 98 o0.. 331233 00..331088 00..331022 00..230967 00..239020 00..228975 11.. 3398 00..334470 00..333424 00..333268 00..332310 00..331245 00..330198 00..330124 11.. 4410 00..336515 00..334596 00..335404 00..333458 00..333393 00..333237 00..332218 11.. 4423 00..337648 00..336692 00..336537 00..335581 00..334563 00..334407 00..334314 11..4“ 5 00..338890 00..338735 00..337708 00..336725 00..336670 00,.336515 00..334594 11I1.... 44449867 0.398 0.392 0.386 00..337839 00..337763 . 000...333766970 000...333666205 1.50

h)

1. 27 | 1. 28 | 1. 291 1. 30C |( 421-. 4351 ) | 1. 32 I 1. 33 I 1. 34 I 1. 35 C(45- 48 ) 1. 10 1. l1 1. 12 1.l3 1. 14 1. 15 1. 16 1.17 1.18 1. 19 1.20 1. 21 1. 22 1.23 l.24 1.25 11.. 2267 i 一- 11..2298 0.232 I= I1.. 3310 00..224369 00..224352 00..223370 0.232 0.228 0.223 11..3332 00..226513 00..22 5496 00..225414 00..223496 0o.. 224325 00..223307 00..222363 00..222218 0.224 11..3345 00..227658 00..226703 00..226595 00..226540 00..22459 6 o0.. 224514 0o.. 224406 00..224315 00..223306 11..3376 00..229802 00..228757 00..227802 00..227657 00..226720 00..226574 00..225529 00..225474 00..224429 11..3398 00..230979 00..320913 o0.;229868 00..229803 o0.. 227875 00..227729 00..226764 00..22 6618 00..225652 11..4410 00..331225 00..331160 0o.. 330114 00..320985 00..229929 00..228974 00..228818 00..227863 00..227707 11.. 4432 0o .. 3판3, 59 00..332293 00..332138 00..331128 00..330172 00..330017 00..239062 00..229907 00..229815 11..4445 00..334482 00..33 34 61 00..333259 00..332283 00..331283 00..331138 00..33 0183 00..330038 00..32 9083 11..4476 00..335563 0o.. 335470. 00..334440 00..333383 00..332383 00..332238 00..332183 00..331138 00..331038 11..4489 0.359 00..336544 00..335478 00..335413 00..334385 00..333430 00..332384 00..332238 00..332138 1. 50 0.359 0.353 0.346 0.340 0.333 . o. 327

(2) 중원소함량 DDO 측광인자 중에서 중원소함량에 관련되는 것은 CN 강도의 지표인 C(41-42) 와 금속선덮개 의 쳐 도인 C(38-42), C(38-41) 등이 다. 이 러 한 측광인자들은 다른 측광인자와 결합되어 표면중력 효과에 영향을 받지 않는 새로운 중원소함량의 지표를 이루며, 이것은 다시 분광관측에서 알려 진 [Fe/H 〕와 관련지 어 진다. 예 를 들면 식 (3-60) 에 서 정 의 되 는 oCN 과 [Fe/H 〕사이 의 관계 는 [Fe /HJ > -1. 0 인 종족 I 의 G, K 형 의 거 성 에 대 해 서 [Fe/HJ = 4. 5 oCN - O. 16 (3-61 ) 으로 주어 전다. 여 기 서 태 양의 경 우는 [Fe/HJ =O. 0 으로 두었다. 식 (3- 61) 와 유사한 관계는 oCm 과 [Fe/H] 사 이에도 성립한다. 여기서 oCm 은 그림 3-34 에서 주어지는 기준치와 관축치 사이의 차이이다. 죽 oCm = Cm(41-42)ob —Cm (41-42)ref (3-62) 중원소함량이 적 은 종족 ]I 의 벌에 서 는 CN 강도가 C(41-42) 에 서 거 의 안 나타나므로 C(38-42) 를 중원소함량의 지 표로 쓴다. 그립 3-36 에 서 C(45-48) 에 해 당하는 기 준치 C(38-42)re f와 관축치 사이 의 차이 를

1.4

(I312 1우 g> )

31110 0.9 L • 1·0 0·5 0.0 0-5 C(38-42 )ref 그립 3-36 o 3842 의 정 의 . 광도계 급을 알 경 우 주어 전 C(45-48) 에 해 당하 는 C(38-42), et값과 관축치 C(38-42) 사이 의 차이 를 o 3842 로 정 의한다.

$3842J.. . •

Tt 0,0 0,1 x o.2 x 0.3 。 o.4 mlb.v X 0· x x o.o o.5 ,·0 ,.5 2·0 25 [Fe /H] 그림 3-37 o3842 인자와 〔 Fe/H] 사이의 관계. 중원소함량이 아주 작은 경우 와 태양정도의 경우에서 나타나는 오차를 십자로 표시했다.

0 3842 = C(38- 42 )ob -C(38-42)re! (3-63) 으로 정 의 하면 o 3842 와 [F e/H] 사이 에 는 그립 3-37 의 실선과 같은 관 계 가 성 립 한다. 따라서 벌의 광도계 급을 알면 측광인자 C(38-42), C(45 -48) 과 그립 3-36 으로부터 그 벌의 중원소함량, [Fe/H 〕룰 얻게 된다. 구상성단에서는 성단에 따라 CN 의 강도가 조금씩 다르며 그리고 한 성단내에서도 벌에 따라 CN 강도의 이상(異常)현상이 나타난다. 또한 C(38-42) 의 인자가 C(41-42) 보다는 CN 의 영향을 적게 받지만 완전히 무관하지 는 않다. 이 런 접 을 고려 하여 Hesser, Hartw i ck , McClure 는 각 구상성단내에서 색지수가 다른 여러 거성들을 관측하여 그림 3-38 과 같이 C(45-48) 과 C(42-45) 평면내에서 이들 혈들이 이루는 평군위 치(계열)들을 결정하고, 성단에 따른 이러한 평군계열의 상대적 차이는 성단들의 중원소함량비의 차이에 관련됨올 보였다. J anes 에 의하면 종족 ]I의 거성이 종족 I 의 거성과 동일한 C(42-4. i) 를 가질 때 이 들 벌 사이 의 C(45-48) 의 차이 , 죽 L14548 은 L14548 = C(45-48) - O. 45 C(42-45) - 0. 79 (~-64) 으로 정 의 되 며 , C(45-48) 은 종족 11 인 벌의 관축치 이 다. Jan es 는 이 인

자와 Searle 과 Zin n 에 의 해 주어 지 는 구상성 단의 [F e/HJ 사 이 에 [Fe/HJ = -ll. 5 114548' - O. 13 (3-65) 의 관계가 성립함을 보였다. 이 식에서 44548' = 2. 5 C(44425_4485 ) -l (3-66) 이다. 한편 고분해 Echelle 스펙트럼 분석에서 얻은 [Fe/H] 를 사용할 경우, Hartk o p f 와 Yoss 에 의 하면 [Fe/HJ = —o. 7 35 -11. 7.43 L14548' + 16. 541(L14548')2 (3-67) 으로서 앞에서의 식 (3-65) 에서 주어지는 [Fe/H] 값보다 평균적으로 L1[Fe/H]zl 만큼 더 작다. (3) 표면온도와 표면중력 분광관측에 서 표면온도와 표면중력 이 알려 진 종족 I 의 벌들을 C(45- 48), cc42-45) 평 면에 서 분류하면 그림 3-38 과 같다. 대 양정 도의 중원 소함량을 가지 는 별들은 C(45-48) 과 C(42-45) 를 그림 3-39 에 적 용함으 로써 표면온도와 표면중력을 추정할 수 있다. 그러나 종족 Il 의 벌에서 는 관측된 C(45-48) 과 C(42-45) 에 서 선덮개 (line blanke ti n g)보정 을 먼 저 수행한 후 그립 3-39 를 적용해야 한다. Osborn 에 의 하면 만기 형 벌의 중원소함량이 [Fe/H] 일 때 관측된 색 지수 Cob( 성간적색화가 보정된)와 선덮개 효과가 보정된 색지수 Cb 서­ 이에 Cb = Cob - a[Fe/HJ (3-68) 의 관계가 성립하며, 여기서 계수 a 는 광도계급과 측광인자에 따라 표 3-22 와 같이 주어 전다. C(45-48) 에 해 당하는 a 의 값은 C(42-45) 에 해 당하는 값의 약 1/3 정도이며, 이러한 바울 때문에 그림 3 전 9 에서 선덮 개 벡타는 표면중력선에 거의 나란하게 된다.

1.6

\[92 M3, :'1!10 . : 11 13 47 Tue j,8( 1.4 Pop I 3')법 1.2 Q,9 1..,0.,, .. ,. ®1.1., ,..\ 1\ .2/ '1. 3 0.8 1.0 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 C(42-45) 그립 3-38 C(45 - 48) 과 C(42-45) 도상에 서 Pop I 과 구상성 단들의 분포를 (B-V) 와 관련지었다. 이들 사이의 차이는 중원소함량의 차이 에 기인한다. 0.6 1.0 1.4 1.4 (1.8 g홋8'Vb 232...284 1.2 44..60 5400 5200 5000 4800 4600 4400 5600 1.0 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 C(42-45) 그림 3-39 C(45-48) 과 C(42-45) 도상에서 표면온도와 표면중력 (g) 사이의 관계 · 표면 온도는 lOOK 간격 으로, log g 는 0. 2 간격 으로 표시 했 다.

표 3-22 a 값

Ib ]I V C(45-48) 0. 070 土. 011 0.048 土 .009 0.020 士 .010 C(42-45) 0.162 土 .010 0.125 士 .015 0.098 土 •018

참고문현 DDO 측 광계의 정의와 일반적 목 성 : Intr o ducti on to Astr o nomi ca l Photo m etr y : M. Golay, D. Reid e l Publis h in g Comp a ny , 1974, p. 214. Fiv e -Color Inte r media t e - B a nd Photo m etr y of Sta r s: R. D. McClure & S. van den Bergh , 1968, A.]., 73, 313. Sta n dard Sta r s for DDO Photo m etr y : R.D . McClure, 1976, A.]., 81, 182. A Revie w of the DDO Photo m etr i c Sy st e m : R.D . McClure, 1979, Dudley Observato ry Repo r ts , No. 1 4( P roblems of Cali bra ti on of Mult ico lor Photo m etr i c Sy s te m s). p. 83. 구상성단관 측 : Measures of Phy s ic a l Prop e rti es of Globular Cluste r Gi an ts : W. Osborn, 1973, Ap . ].. 186, 725. Pop II Gia n ts in DDO Photo m etr i c Sy s te m : W. Osborn, 1973, Astr o n. & Astr o p hy s ., 23, 151 . Three Dim ensio n al Sp e ctr a l Classif ica ti on of Pop 1I sta r s: W . Osborn, 1973, /AU Sy m p os iu m No. SO(Sp ec t r a l Classif icat i on and Mult ic o lor Pho- tom etr y ) , p. 176. Cy a nog e n Str e ng ths and Ultr a vio l et Ex ce sses of Evolved Sta r s in 17 Globular Cluste r s: J.E . Hesser, F.D. A . Hartw i ck , R.D . & McClure, 1977, Ap . ]. Supp l. , 33, 471 . Some Problems in the Cali br ati on of DDO Photo m etr y : K.A . Jan es, 1979, Dudley Observato ry Rep o rts, No. 14(Problems of Calib rati on of Mu- ltico lor Photo m etr i c Sy s te m ), p. 103. (중원소합량비 의 추정 ) Ki ne mati c and Abundance Survey at the Galacti c Poles: W.I. Hartk o p f and K.M . Yoss, 1982, A.]., 87, 1679. (중원소함량비의 추정) 산개성단 관측: M67: K.A. Jan es, 1974, Ap . /., 1 89, 423. NGC 2420: W. Osborn. 1975, M.N.R.A.S., 172, 631. 기타 : Str o ng -C y a nog e n Sta r s: R.D . McClure, 1970, A.]., 75, 41.

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색 인

공간전하효과(空間電荷效果, spa ce 7 current eff ec t) 24 가장자리 효과 (ed g e eff ec t) 149 공공(空孔, vacancy ) 107 가전자(價電子, valence electr o n) 108 광검출성능(光檢出性能) 149 간헐효과(間歌效果, int e r mi tten cy 광대 역 측광계 (廣帶域 測光系, wid e eff ec t) 130 band ph oto m etr ic sys te m ) 195 감감효과(減感效果, desensit iza ti on 광도(光度, lumi no sit y) 231, 266 eff ec t) 138 관성 (慣性, ine rtia ) 12 감광유제 (感光乳劑, emulsio n ) 101 관성 정 (慣性熙, ine rti a po in t ) 122 감도(感度, spe ed) 122 광도효과(光度效果, lumi no sit y eff ec t) 감도정 (感度照, spe e d po in t ) 124 263 감마 (r) I23 광상(光~. irra dia t i on ) 134 건조(乾媒 dryi ng ) u8 광음극(光陰極, ph oto c ath o de) .20 전판오차(乾板誤差, pla te . e rror) 169 광음극 복사감도(光陰極 幅射感度, 전판쳐도(乾板尺度, pla te scale) • 12 radia n t cath o de sensit ivi t y) ,2 0 검 출양자효율(檢出盛子效率, dete c ti ve 광음극(p ho t oca t hode) 의 특성 21 qu antu m eff ici e n cy ) 153 광음극 분광감도(光陰極 分光感度, 검 출에 너 지 (dete c ti ve energy ) 149 ph oto c ath o de spe ctr a l sensit ivi t y) . 20 격 자간(格子間) 이 온(i n t ers titi al ion )_ 광음국형 (光陰極型, ph oto c ath o de type ) IO7 2I 견고제(堅固劑, hardener) 117 : RCA 1P21 20, 21 결 합 (結合, coalescence) 101 : RCA C31034 21, 202 경 계 효과(境界效果, border eff ec t) 139 : EM! _96 35B 21 . 고강도상반칙불궤 (高强度相反則不軌, : EM! 9658 21 hig h int e n sit y recip ro cit y failu re) : Bia l kali 21 129 : Tria l kali 21 고유계 (固有系, • natu ral sys t e m ) 41, 광자계 수기 (光子計數器, ph oto n coun- 162,278 ter ) 25 고유등급(固有等級, natu r al mag ni- 광자수(光子數, ph oto n number) 46, 49 tud e) 41 광전도성 (光傳導性, ph oto c onducti vi t y) 고유색 지 수(固有色指數, natu r al color IO8 ind ex) 41 광전등급(光電等級, ph oto e lectr i c mag- 고처 소광법 (高低消光法, hig h -low nit ud e) 38 exti nc ti on meth o d) 54 궁 광전류(光電流, ph oto c urrent) 20

광전색 지 수(光 電 色指數, ph oto e lectr i c color ind ex) 38 광전오차(光 電誤 差, ph oto e lectr i c error) 169 광전자증배관(光 電 子增倍 管 , ph oto m ul- tiplier ) 19 광전축광(光 電 測光, ph oto e lectr ic ph o- tom etr y ) n, 83 광전축광기 (光 電 測光器 , ph oto e lectr i c ph oto m ete r ) n : 단일(單一)챤넨 (s i n g le channel) 16 : 이 중(二 重 )챤넬 (two channel) 16 : 다중(多重)챤넬 (mult ich annel) 16 광학적 증갑(光學的 增感, op tica l sen-sit iza ti on ) 102 구상성 단(球狀星團, glo bular cluste r ) : NGC104(47Tuc) 176, 223 : NGC 5272(M3) 22, : NGC 612l(M4) 187 : NGC 6205(M13) 226 : NGC 6752 173, 181 국계 측광계 (國際測光系, int e r nati on al ph oto m etr ic sy st e m ) 202 금 곰팡이 (go ld mould) 117 금증감(金增感, go ld sensit iza ti on ) 102 기 기 계 (器機系, ins tr u menta l sy st e m ) 41 기 기 등급(器機等級, ins tr u menta l mag nitud e) 41 기 기 보정 (器機補正, ins tr u menta l correcti on ) 77

기 기 색 지 수( 器機 色指 數 , ins tr u menta l color ind ex) 41 기 기 오차( 器機誤差, ins tr u menta l error) 94 기본농도( 基本淡 度, base densit y) 121 기 본소광범 ( 基 本 消 光法, fun damenta l exti nc ti on meth o d) 54, 57 기 본측광법 ( 基本測 光法, fun damenta l ph oto m etr i c meth o d) 208 기 본측광인자( 基本 測光因子, basic ph o- tom etr i c pa ramete r ) 208, 257, 283 기 준선 (基 準線, refe r ence line ) 260 Gunn, J. E . 45 Gurney - Mott 이 론 109 Gusta f s so n, B. 238 L 난위 (亂位, dis l ocati on ) 106 내 부오차(內部 誤 差, int e r nal error) 91 내 i부.m 참 ag상 e () 內1部38 潛 像 , int e r nal late n t 노광량( 露 光 료 , exp o sure) 120 노출( 露 出, exp os ure) 120 노출쳐 도( 露 出尺度, exp o sure scale) 122 농도쳐 도( 濃 度尺度, densit y scale) 122 Nandy , K. 218, 220 Ni co let, B. 97 Ni ss en, P.E. 273 드 다색 광(多色光 , hete r ochromati c lig h t) 39 다수(多數)의 표준성 ( 第準 星) 이 용법

(利用法) 58 Dawes 경 험 기 준(經驗基準, emp iri c a l 다이 노더 (dy n ode) 2r crite r io n ) 13 다이 아프렘 (dia p h rag m ) r6 DC 증폭기 (增幅器, amp lifier ) 25 다이 아프렘 판(板) I6 DDO 측광계 (iJI IJ 光系, ph oto m etr i c 단색 광(單色光, monochromati c ligh t) sys t e m ) 274 36, 39 DIN 감도(感度, spe e d) 125 단색 광(單色光) 에 너 지 량(菌) 46, 49 Drif field , V. u9 단일관측오차(單一競測誤差, sin g le observati on al error) 9z 2 대 기 소광(大氣消光, atm osp h eric 레 티 무드(l a tit ude) 122 exti nc ti on ) 35 로스 (Ross) 효과 I4I 대 기 소광계 수(大氣消光係數, atm os- Lath a m, A.S . 195 ph eric exti nc ti on coeff icien t) 37, 40, Lee, T.A. 234 52 Rac ine , R. 279 대 기 소광오차(大氣消光誤差, atm os- Ray le ig h 산란효과(散亂效果, scatt er in g ph eric exti nc ti on error) 92 eff ec t) 241 덮개 벡 타 (blanke ti n g vecto r ) 227 Relye a , L.J. 271 덮개선 (blanke ti n g lin e ) 227 Roscoe, H.E. 127 덮개 효과 (blanke ti n g eff ec t) 226, 257, RR Ly ra e 간격 (ga p ) 226 263 되 덥 힘 효과 (back warmi ng eff ec t) 226 口 등급(等級, mag n it ud e) 38, 41, 165, 물리 적 숙성 (物理的 熟成, ph y s ic a l 202, 253, 278, rip e nin g ) IOI 등급소광(等級消光, mag n it ud e 민감핵 (敏感核, sensit ivi t y spe ck) exti nc ti on ) 43-4, 221 I09 등급소광계 수(等級消光係數, mag n i- 밀집 배 경 오차(密集背景誤差, crowdin g tu de exti nc ti on coeff icien t) 40, 60 & backg r ound error) I73 등급오차(等級誤差, mag n it ud e error) McClure, R.D . 274, 279, 303 84 Melbourne, W.G. 202 등급효과(等級效果, mag n it ud e eff ec t) Mi tch ell, R.I. I95 167 Mi tch ell 이 론 I69 등무과대 기 량법 (等透過大氣뚤法, eq u al MK 분광형 (分光型, spe ctr a l type) air mass meth od) 54, 76 200,217 떠 이 론 (band the ory ) J08 • Morga n, W. W. So, 200, 204

1:1 반웅함수(反應函敎, respo nse fun cti on ) 200,249,275 반전현상(反轉現象, solariz a it on ) 121 반정 농도(半正淡度, semi -s pe cular densit y) 120 반증감(反增感, anti se nsit iza ti on ) 103 反 할레 이 숀 (an ti hala ti on) 105 발머 불연속 (Balmer dis c onti nu it y) 209 밤보정 (nig h t correcti on ) 256 방부제 (防腐'1(ij) 114 방출시 그날 (ou tp u t sig n al) 28 배 경 하늘 (back g round sky ) 29 변광성 (裵光 星 , vari ab le sta r ) 191 변조(變調 modulati on ) 134 변조변환인자(裵調變換因子, modula- tion tra nsfe r fac to r ) 134 변조변환함수(變調變換函數, modula· tion tra nsfe r fun cti on ) 133 변환관계 (變換關係, tra nsfo r mati on relati on ) 2 53 변환상수( 젖 換常數, tra nsfo r mati on consta n t) 2 5 5 변환오차( 後 換誤差, tra nsfo r mati on error) 96 보관(保管) 118 복사보정 (福射補正, bolometr i c correc- tion ) 232, 236 복사에너지량 46 복사출력 (幅射出力, radia n t po wer) 20 본질적 측광오차(本質的 測光誤差, int r i n s ic ph oto m etr i c error) 96 분광감도(分光感度, spe ctr a l sensit i-

vit y) 126 분광증감(分光增感, spe c tr a l sensit iza ti on ) 102 분광증감제 (分光增感~J, spe ctr a l sen-sit ize r) 102 분해능(分解能, .res olvin g po wer) 13, 132 불감시 간(不感時間, dead tim e) 26 불두명 도(不透明度, op a cit y) u 9 불투명 음극(不透明陰極, op a q u e cath o de) 21 브롬화온 (A g Br) 101 backed 전판(乾板, pla te ) 105 bakin g 141 Barnes, J.V . 254 bath i n g 143 Bell, R.A. 238 Bemp o rad 근사식 (近似式) 37 Berg, W.F. 109 Bessell, M.S. 202 Bohm-Vi ten se, E. 233 Bunsen, R.W . 127 Burbid g e , E.M. 228 Burto n , P.C. 109 Buser, R. 228 Butl er , D. 283 van den Bergh , S. 274 人 사전감도(寫眞感度, ph oto g r ap h ic sensit ivi t y) 124, 153 사진건판(寫眞乾板, ph oto g r ap h ic pla te ) IOO 사전농도(寫眞濃度, . ph oto g r ap h ic

312 .

densit y) u9 사전등급( 寫眞等級, ph oto g r ap h ic mag n it ud e) 165, 202 사전색 지 수( 寫眞色指數 , ph oto g r ap h ic color ind ex) 165 사진시 등급( 寫眞視等級, ph oto v is u al mag n it ud e) 202 사전유제 ( 寫眞乳劑, ph oto g r ap h ic emulsio n ) 104 사전조정 곡선(寫眞調整曲線, ph oto g ra - ph ic calib r ati on curve) 160, 165 사전처 리 시 간(寫眞處理時間) I I3 사진측광(寫眞iJI I J光, ph oto g ra ph ic ph oto m etr y ) 99, 175, 191 사전축광기 ( 寫眞測光器 , ph oto g r ap h ic ph oto m ete r ) 158 사전 목성 곡선(寫眞特性曲線, ph oto g r a- ph ic characte r is t i c curve) 120 사진표준성 ( 寫眞標準星 , sta n dard sta r s) 176 산개 성 단 (散開星團, op e n cluste r ) 221 : h & X pe rsei 221 : NGC 6025 223 산광농도(散光濃度, dif fus e densit y) I20 산란잡음(散彈雜音) 27 상반칙 (相反則, recip ro c ity Jaw ) 127 상반칙 불궤 (相反則 不軌, rec ipro c ity Jaw failur e) 127 상(像, i ma g e) 의 구조 11, 130 상의 데 피 니 숀 (de fi n iti on) 137 상의 밝기 (im ag e brig h tn e ss) 나 상의 질(質) 137 상의 효과 137

색 -색 도(色色圖, color-color dia g ra m). 222, 229 색 소광계 수(色消光係數, color exti nc - tion coeff icien t) 40, 60 색소증감(色素增感, dy e sensit iza ti on ) 143 색 지 수(色指數, color ind ex) 41, 61, 253, 278, 284 색 초과(色超過, color excess) 42-3, 167, 221, 262, 279 색 초과비 (色超過比, color excess rati o) 43-4 섭 동잡음(閃動雜音, sci nt i llat i on nois e ) 29 성 간소광법 칙 (星間消光法則, int e i :s t e l - Jar exti nc ti on _law ) 41, 217-8 성 간적 색 화(星間赤色化, int e r ste l lar reddenin g ) 41, 217, 261, 279 성 간적 색 화선(星間赤色化線, int e r ste l - Jar reddenin g line ) 222 소광계 수(消光係數, exti nc ti on coeff icien t) 73 소광성 (消光星, exti nc ti on sta r ) 52 쇼트잡음 (sho t nois e ) 27 쇼트키 결함 (Scho tt k y defe c t) 107 쇼트키 법 칙 (Schott ky law) 27 쇼트키 잡음 (Scho tt ky nois e ) 27 수제 (水洗, washin g ) 117 스펙 (spe ck) 106 시 그날과 잡음비 (sig n al to nois e rati o, S/N) 28, 149 시상원반(視相圓盤, seein g di~ k ) 14 시 안며 (cy a nog e n band) 283 CN 지표(i ndex) 283

4000 지 표(i ndex) 283 Sabatt ier 효과 138 Sandag e , A.R. 227-9 Schil d, R.E . 219 Schmi dt - K aler, Th. 217, 233, 238 Schott 필 터 Bo Schw a rzschil d, M. 128 Searle, L. 304 Selwy n 입 도( 粒 度) 132 Shao, C. Y. 207 Soakin g 144 Ste b bin s , J. 195 Str o mg re n , B. 249 Str yk er, L. L. 45 Sup e rsensit iza ti on 103 。 압잡음(暗 雜 音, dark nois e ) 26 암전류(暗 電 流, dark current) 26 양공( 陽 孔, po sit ive hole) 108 양자효율( 亞 子效 率 , qu antu m eff i- cien cy) 20 어 깨 (shoulder) 122 여 제 계 (仰制劑, restr a in e r) 114 열잡음( 熱雜 音, th ermal nois e ) 26 에 너 지 분 포 (ener gy dis t r i b u ti on ) 195 에어 리 원 반 (A i _ r y dis k ) 12 에큐탄스 (acu t ance) 136 오차(誤 差 , error) : 광전(光 電 ph oto e lectr i c ) 169, 172 : 건판(乾板, pla te ) 169, 172 : 기 기 (器機, ins tr u menta l ) 94 : 내 부(內部, int e r nal) 91

: 단일관 측 ( 單 一 觀 測, sin g le ob- servati on ) 91 : 대 기 소 광( 大氣消光 , atm osph eric exti n c ti on ) 92 : 등 급 ( 等級 , mag n it ud e) 84 ? 밀 집 배 경 ( 密菓背景 , crowdin g & backg r ound) 173 : 변 환 ( 稷換 , tra nsfo r mati on ) 96 : 본 질적 측광 ( 本質 的 測 光, int r i n - sic ph oto m etr i c ) 96 : 의 부(外 部 , exte r nal) 92 : 총( 總 tot a l ) 97, x72 : 총관 측 ( 總觀測 , tot a l observa- tion al) 97 : 축정 ( iJl l j 定, measurin g ) 83, 169, 172 : 표준( 標準 , sta n dard) 91 : 환산( 換算 , reducti on ) 94 : field 169 외 부오차(外 部誤差 , exte r nal error) 92 용액 -물리 적 현 상( 溶 液- 物理 的 現像 , soluti on -p h y si c a l develop m ent) x 10 유제 등급( 乳劑等級 , emulsio n class) 104 유제 형 (乳 劑 型, emulsio n type ) 104 유 효 촛 접 거 리 여 有效魚熙 距 離 . eff ec ti ve foc al leng th) 12 온증감(銀增 感 , sil ve r sensit iza ti on ) IO2 이 차소광법 (二次消光法, secondary exti nc ti on meth od) 54 이 차숙성 (二次熟成, secondary rip - enin g ) 102 이차전자생성율(二次 電 子生成率,

secondary electr o n yiel d) 21,.2 3 인 접 효과( 隣 接效果, adja c ency eff ec t) I38 입 도(粒度, gr anularit y) 130 입 사시 그날(i n p u t sig n al) 28 입 상도(粒狀度, gr ain i n e ss) 130 Albert 효과 I38 ASA 감도( 感 度, spe ed) 125 Eberhard 효과 I39 Eg ge n, 0.]. 227 Eg re t, D. 261 evacuati on 145 Iris 측 광기 ( 測 光器, ph oto m ete r ) 158 Irvin e , W.M. 54, 74 off -se t gu id e r 이 용법 86 Olson, E.C. 254 Orio n 성 운( 星雲 ) 147 Osborn, W. 274, 305 Ostw ald 숙성 ( 熟成 , rip e nin g ) IOI UBV 측 광계 (ph oto m etr i c sys te m ) 44, 200 Unbacked 건판( 乾板 , pla te ) Io5 UV 초과(超過, excess) 226-7 uvby 측광(測光, ph oto m etr y) 249, 253 Wallerste i n , G. 246 W ick ramasin g h e, N. C. 220 W ild ey, R.L. 228 Whit ford , A.E . I95, 217 Whit tet, D.C. 220 Yoss, K.M . 304 Young , A. T. 207 Young -I rvin e 방법 56

不 참상( 潛像 , late n t im ag e ) 105, 138 : 형 성 단계 (nucleati on sta g e ) 110 : 성 장단계 (gr owt h sta g e ) uo 참상강화( 潛像强 化, late n sif ica ti on ) 130 참상중심 ( 潛像 中心, late n t im ag e cen- ter ) 106 참상과괴 효과(l a t en t im ag e destr u cti on eff ec t) 137 참상포그중십 (lat e n t im ag e fog cente r ) 106 참상현상중십 ( 潛像 現 像 中心, late n t develop m ent cente r ) 106 참상형 성 ( 潛像 形成, late n t im ag e for mati on ) 108 참상핵 ( 潛像核 , late n t im ag e nucleus) 106 잡음( 雜音 , nois e ) 26 再할로겐화 (rehalo g ena ti on) 121 처 강도상반칙 불궤 (低强度相反則不軌, low int e n sit y recip ro c ity failu re) l28, 141, 146 적색거성열(赤色巨星列, red gian t branch) 187 적색광누출(赤色光 漏 出, red· leak) 80, 204, 208 적 색 수평 열 (赤色水平列, red horiz o nta l branch) 226 전노출(前 露 出, pr e-exp o sure, pre -fl as h) 129 전도도띠 (傳 導 度, conducta n ce band) 108

절 대 복사에 너 지 량 (absolute radia t i ve energy ) 46 절대시등급(絶對視等級 absolute vi- sual mag n it ud e) 216, 289 접 결 합(熙缺路, po in t defe c t) 106 정광원(熙光源, po in t source) 14 정 근거 성 열 (潮近巨星列, asy m p tot i c gian t branch) 187 정농도(正濃度, spe cular·d e nsit y) 120 정 밀도(精密度) 83-4, 90, 150-51, 169 정 상노출영 역 (correct exp o sure reg ion ) I22 정착(定着, fixi n g ) II5 정 착시 간(定着時間, fixa ti on tim e) 116 정 착약(定着藥, fixe r) n6 정 착제 (定着劑, fixi n g ag e nt) 115, 117 제 거 시 간(除去時間, clearin g tim e) 116 제라틴(g ela ti n) 100 제 라틴 효과(g ela ti n eff ec t) 141 죤슨 잡음(J ohnson nois e ) 27 주계 열 (主系列, main seq u ence) 181 주변효과(周邊效果, fring e eff ec t) 139 준왜 성 (準緩星, subdwarf) 227 준참상(準潛像, late n t subir n ag e ) 106 중대 역 측광계 (中帶域 測光系, int e r - media t e band ph oto m etr i c sys te m ) I95 중원소함량(重元素含葉, heavy ele-ment abundance) 223, 246, 267, 289 증감(增感, sensit iza ti on ) 102 증감제 (增感劑. sensit ize r) 102 증배 울(增倍率, amp lifica ti on , ga in ) 23 칙집현상(直接現像, dir e ct develop -

ment) 진짜 포그농도(t rue fog densit y) 121 진화효과(進化效果, evoluti on ary eff ec t) 266 작성 (pa ir sta r ) 이 용법 72 G 며 (band) 283 G-break 283 Jan es, K.A . 3 야 Joh nson, H.L. Bo, 195, 200, 204, 217, 232 Zin n , R. 304 = 차단효과(速斷效果, blockin g eff ec t) 226, 257 차등소광법 (差等消光法, dif fere nti al exti nc ti on meth o d) 54, 76 첨 예 도(尖說度, sharpn ess) 136 청색수평 열(靑色水平列, blue horiz o n• ta! branch) 187, 225 초증감(超增感, hy pe rsensit iza ti on ) I4I : bakin g 141 : bath in g 143 : cooli ng 146 : evacuati on 145 : soakin g 144 촉진제 (保進劑, acti va to r) 114 촛접 비 (魚熙比, foc al rati o) 12 총관측오차(總觀測誤差, tot a l observati on al error) 97 총오차(總誤差, tot a l error) 97 총잡음(總雜音, tot a l nois e ) 30 총증배울(總增倍率) 27 총포그농도(t o t al fog densit y) 121

최 대 농도(最大混度, maxim um den- sit y) 121 최 대 양극전류(最大陽極電流, maxi- mum anode current) 24 최적전압(最適電壓, op tim um volta g e ) 24, 31 측광계 (測光系, ph oto m etr i c sys te m ) 195, 249, 274 측광기 (測光器, ph oto m ete r ) 158 측광인자(測光因子, ph oto m etr i c pa ramete r ) 208, 253, 283 측광잡음(測光雜音` ph oto m etr i c nois e ) 91 축정 오차(測定 誤差, measurin g error) 83, 169 측정 정 밀성 (測定精密性) 28, 30, 83 더 칼날데스트 (kn if e tes t) 154 겔리 어 (Callie r ) 계수(係數) 120 첼리 어 Q 인자(因子) 120 콘트라스트 (con t ras t) 104, 123-4 콘트라스트 등급 (con t ras t class) 104 콘트라스트 지표 (con t ras t ind ex) 123 퀴논이온(q u i none ion ) uo Carney, B. W. 246 Clay d en 효과 138 cold-fi eld 방출 23 cooli ng 처 리 다 6 . Cornin g 필터 80, 200, 207 Crawf or d, D.L. 254, 261 Kosti ns ky 효과 140 Kurucz, R.L. 238, 271 Q 인자(p arame t er) 220

E 타닝 (tan nin g ) 효과 다 1 토우(t oe) 122 무과대 기 량(透過大氣景, air mass) 35, 37 두명 음극(透明陰極, tra nspa rent cath o de) 21 TTaayy l lo o rr, 方B.法J, ”54 Turner, D.G. 221 立 파고선별기 (波 高選 別器, pu lse heig h t dis c ri m i na to r ) 26 파브리 랜즈 (Fabr y lens) 19 팔스계 수기 (pu lse counte r ) 25 퍼 집 함수 (s p read fun cti on ) 134 평 군 건판오차(平均乾板誤差, mean plat e error) 172 평 군 광전오차(平均光電誤差, mean ph oto e lectr i c error) 172 . 평 군 총·오차(平均 總誤差 , mean tot a l error) 172 평 균 측정 오차(平均測定誤差, mean measurin g error) 172 포화농도(砲和 濃 度, satu rate d densit y) I2I 표면온도(表面溫度, surfa c e tem p e ra- tu re) 236, 238, 267, 304 표면참상(表面潛像 surfa c e late n t im ag e ) 138 표면중력 (表面重力, surfa c e grav it y) 238, 267, 304

표면효과(表面效果, top o g ra p h ic eff ec t) 130 표준계변환(標準系 裵換 ) 77,81 표준관계 ( 標準關係, sta n dard relati on ) 261,264 프렌켈 결함 (Frenkel defe c t) 107 필드준왜 성 (field subdwarf) 229 필름(fil m) 100 필터 (filte r ) 18, 156, 200, 207, 275 필터 반웅함수(反 應函數 , resp o nse fun cti on ) 33, 205, 251-2, 276 필터 목성 (特性) 33, 35, 200, 249, 275 Fit zg e rald, M.P. 217 Flower, P.J. 233 Forbes 효과 41 form i ng 가스 142 PDS 미세농도계( 微細淡度計 , mi cr o• densit om ete r ) 160 Phil ip, A.G .D. 261, 271 ph oto - fl o 118 눙 하이 포 (h yp o) 115 하이 포 제 거 제 (hy po cleari ng ag e nt) II8 • 할레 이 숀 (hala ti on) 105 할로겐화은 (s i lver hali de ) 101, 106 합성 반웅(合成反應) 202 현상(現像, develop m ent) 109 • : 시작단계 (ini t iat i on sta g e ) .I1 0 : 연속단계 (conti nu ati on sta g e ) IIO 현상기구(現 像機構 , develop m ent mechanis m ) 109

현상속도(現像速度, develop m ent spe ed) 110 현상시 간(現像時間, develop ing tim e) IIO 현상약(現像藥, develop e r) 114-5 현상정 지 액 (現 像停 止液, sto p bath ) 115 현상중십 (現像中心, develop m ent cente r ) 106 현상확률(現像確率, develop m ent pro babil ity) 106 협 대 역 (陝帶域, narrow band) 필터 51 협 대 역 측광계 (狼 帶域 測光系, narrow band ph oto m etr i c sy s te m ) 105 호이 겐스 (Hu yg ens) 11 혼탁도(混濁度, tu rbid i t y) 136 화학적 증감(化學的 增感, chemi ca l sensit iza ti on ) 102, 144 • 화학적 현상(化學的 現像, chemi ca l develop m ent) 110 환산오차(換算誤差, reducti on error) 92 환원과정 ( 遠 元過程, reducti on pro cess) 110 환원증감(還元增感, reducti on sen- sit iza ti on ) 102, 142, 144 황화증감(黃化增感, sulfu r sensit i- zati on ) 102 후노출(後露出, po st- e xp o sure, po st- flas h) 130 후숙성 (後熟成, aft er -rip e nin g ) 102 히 드로퀴 논 (h y dro q u i none) u 1 Habets , G. M .H.J. 233 H-D 곡선 I2I

Hartk o p f, W.I. 304 Hartw i ck , R.D . 3 야 Hein t z e , J.R.W . 233 Helf er, H. L. 246

Heli x 성운 I43 Herschel 효과 138 Hesser, F.D . A . 3 야 Hurte r , F. 119

’ 李時雨 서울대학교 문리대 맞 동대학원(이론물리전공) 졸업 미국 웨슬리얀대학교 천문학석사 호주 국립 대 학에서 관측천문학으로 이 학박사 논문 Accurate C-M Dia g ram s of Six South ern Globular Cluste r s 외 30 여 편 현재 서 울대 학교 천문학과 교수 천문관측과 분석 I98, 년 5 월 15 일 초판 1990 년 9 월 I5 일 재판 지온이 이시우 펴낸이 朴孟浩 펴낸곳 民音社 우편대체계좌번호 010041-31-523282 135-120 서울 강남구 신사동 506 515-2000~2( 영 업부) 515-2003~5( 편집 부) 충판등록 1966. 5. 19. 계 I-I42 호 * 과분은. 바꾸어 드텁니다• 값 9,000 원

대우학술총서 ( 자연과학 ) l 소립자와 게이지 상호작용 김진의 /4,800 원 2 동력학특론 이병호 /5,4 (X)원 3 질소고정 승승달 /2 , 800 원 4 相轉移와 임계현상 검두절 /2,800 원 5 촉매작용 진종식 /2,800 원 6 뫼스바우어 분광학 옥랑남 /2,800 원 7 국미량원소의 영양 승정자 /6 , 5(X)원 8 수소화봉소와 유기붕소화합물 윤능민 /5, 00J원 9 항생물질의 전합성 강석구 /9, 00J원 10 국소적 형태의 A tiy ah-S i n g e 「 지표이론 지동표 /2 , 800 원 11 Muco p ol y sacchar i des 의 생화학 및 생물리학 박준우 /3,800 원 12 ASTROPHYSICS 홍승수 /4,7(X)원 13 프로스타글란딘 합성 김성각 /3,600 원 14 천연물화학 연구법 우원식 /9, 00J원 1S 脂防營養 검숙호 1/6,3CO 원 16 결정화 유리 김병호 /4, 5(X)원 17 고분자의 화학반응 조의환 /4, 00J원 18 과학혁명 김영식 /4,200 원 19 한국지질론 장기홍 /4, 00J원 20 정보이론 한영열 /4 , 5(X)원 21 원자핵반응론 정운력 /8, 5(X)원 22 파괴역학 김상절 /4,7(X)원