익사하는 별: BlueWalker 3가 밤하늘 관측에 미치는 전례 없는 영향

[이매진]

익사하는 별: BlueWalker 3가 밤하늘 관측에 미치는 전례 없는 영향

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Drowning Stars: BlueWalker 3’s Unprecedented Impact on Night Sky Observations

국제천문연맹(INTERNATIONAL ASTRONOMICAL UNION) 작성 2023년 10월 6일

BlueWalker 3가 2022년 11월 12일에 관찰한 멕시코 산페드로 마르티르 천문대 천문대 위에 BlueWalker 3가 남긴 밤하늘의 흔적. 흔적의 끊김은 이 이미지를 생성하기 위해 쌓인 노출 사이의 끊김으로 인해 발생합니다. 출처: I. Plauchu-Frayn

뉴 네이처(New Nature) 논문에는 130일간 진행된 국제 관찰 캠페인의 결과가 담겨 있습니다.

IAU CPS(위성 별자리 간섭으로부터 어둡고 조용한 하늘을 보호하기 위한 국제천문연맹 센터)의 천문학자를 포함한 과학자들은 BlueWalker 3 위성 이 천문학에 미치는 상세한 영향을 평가하는 논문을 Nature 에 발표했습니다. 발사 직후의 초기 관측을 바탕으로 한 이 새로운 결과는 이 특이한 위성에 대한 초기 이해를 보완하며 , 이 논문에는 시간이 지남에 따라 위성의 밝기가 어떻게 변하는지와 폐기된 하드웨어의 가시성이 어떻게 변하는지에 대한 세부 정보가 포함되어 있습니다. 앞으로 더 많은 상업용 위성을 배치하려는 기업과 함께 이 백서는 발사 전 영향 평가의 필요성을 강조합니다.

“지난 몇 년 동안 천문학에서 위성의 간섭이 점점 더 시급한 문제가 되었습니다.”라고 칠레 아타카마 대학의 Instituto de Astronomía y Ciencias Planetarias의 제1저자 Sangeetha Nandakumar는 말했습니다.

BlueWalker 3 위성이 천문학에 미치는 영향에 대한 최근 연구에서는 밝기와 무선 간섭에 대한 우려가 강조되어 상업용 위성 배치가 증가함에 따라 발사 전 평가와 보호 조치에 대한 요구가 촉발되고 있습니다. 크레딧: AST SpaceMobile

초기 관찰 및 발견

BlueWalker 3는 2022년 9월 10일 AST SpaceMobile 에 의해 이동 통신에 사용하기 위한 100개 이상의 유사한 위성으로 구성된 계획된 별자리의 프로토타입으로 낮은 지구 궤도로 발사되었습니다 . 발사 직후 이루어진 관측 결과에 따르면 위성은 하늘에서 가장 밝은 물체 중 하나였습니다. 그러나 그것이 천문학에 미치는 영향을 더 잘 이해하기 위해 NSF의 NOIRLab 과 SKAO가 공동 주최하는 CPS는 국제 관측 캠페인을 시작했습니다. 이 계획의 일환으로 칠레, 미국, 멕시코, 뉴질랜드 아오테아로아, 네덜란드 및 모로코의 현장에서 전 세계 전문가 및 아마추어 관찰이 제공되었습니다. 

새로 발표된 데이터는 BlueWalker 3의 밝기가 130일 동안 갑자기 증가한 것을 보여 주며, 이는 안테나 배열이 완전히 펼쳐지는 것과 일치하며 이후 몇 주 동안 변동이 뒤따릅니다. [1] 이 논문은 또한 수평 위 위성의 높이, 관찰자, 위성, 태양 사이의 각도 등 펼친 후 다양한 밝기와 기타 요인 사이의 관계를 보여줍니다. 관측의 일부는 시간에 따른 위성의 궤적을 계산하는 데에도 사용되었습니다. 예측된 경로를 수집된 관측값과 비교하여 저자는 이러한 예측의 정확성을 평가 하고 대기 항력과 같은 요인의 결과로 시간이 지남에 따라 경로가 어떻게 감소하는지 관찰할 수 있었습니다 .

2023년 4월 3일에 촬영된 BlueWalker 3 위성. 8m x 8m 위성의 광학 밝기(밤하늘에서 가장 밝은 물체 중 하나이며 최고 밝기 0.4 등급에 도달함)가 별이 빛나는 별을 가로질러 이동하면서 여기에 표시됩니다. 배경. 비교를 위해 두 개의 더 희미한 위성도 영상에서 볼 수 있습니다. Starlink-4781(BlueWalker 앞) 및 Starlink-4016(몇 프레임에서 BlueWalker와 평행하고 약간 뒤에 있음). 학점: 델프트 공과대학교/M. 랑브룩

위성 구성 요소 및 지상 기반 과제

또한 BlueWalker 3에 부착된 발사체 어댑터가 위성에서 분리되는 것이 관찰되었습니다. 이 구성 요소는 위성이 광학 천문학에 미치는 최악의 영향을 피하기 위해 국제천문연맹이 제시한 최대 밝기 권장 사항을 초과하는 등급 5.5에 도달했습니다. 또한 나흘 동안 공개 카탈로그에 기록되지 않았습니다. 이와 같은 하드웨어 항목은 오랜 기간 동안 표류하는 경우가 많기 때문에 궤도에 대한 불완전한 데이터는 이를 피하려는 지상 관측소에 더 큰 어려움을 안겨줍니다.

"이러한 결과는 더 크고 밝은 상업용 위성을 향한 지속적인 추세를 보여주며, 이는 향후 더 많은 위성을 발사할 계획을 고려할 때 특히 우려되는 사항입니다."라고 CPS 및 항공우주공학과의 공동 저자인 Siegfried Eggl은 말합니다. 일리노이 대학교 어바나 샴페인( UIUC ). “이러한 위성은 통신을 개선하는 역할을 할 수 있지만 과학적 관측에 대한 방해를 최소화하는 것이 필수적입니다. 이는 완화 노력에 대한 지속적인 협력을 통해 달성할 수 있으며, 성공하지 못한 경우 향후 출시 승인 프로세스의 일환으로 출시 전 영향 평가 요구 사항을 통해 달성할 수 있습니다.”

지상에서 본 8m x 8m BlueWalker 3 위성의 이미지. 크레딧: M. Tzukran

무선 주파수 간섭 고려

IAU CPS의 공동 책임자인 페데리코 디 브루노(Federico Di Vruno)는 "BlueWalker 3는 가시 관측에 미치는 영향 외에도 전파 천문학에 간섭할 수도 있습니다. 전파 망원경이 관찰하는 주파수에 가까운 무선 주파수로 전송하기 때문입니다."라고 말했습니다. "BlueWalker 3의 새로운 측면은 일반적으로 지상파 송신기에서 사용되는 주파수를 사용한다는 것입니다."라고 그는 덧붙입니다. 일부 망원경은 지정된 전파 조용한 구역 내에 위치하지만, 이러한 구역을 보존하기 위해 마련된 제한 사항은 현재 지상 송신기에만 적용되므로 위성 송신으로부터 반드시 보호되는 것은 아닙니다. 따라서 향후 10년 동안 발사될 예정인 수많은 위성으로부터 기존 및 미래의 망원경을 보호하기 위한 전략을 개발하려면 추가 연구가 필요합니다.

보존과 진행 사이의 균형 유지

“천문계는 특히 시골 지역과 서비스가 부족한 지역 사회를 위해 더 큰 연결성과 인터넷 액세스 개선의 필요성을 이해하고 있습니다. 그러나 이러한 진전은 밝은 위성이 밤하늘에 미칠 수 있는 부정적인 영향과 균형을 이루어야 합니다. 어떤 국가에서든 승인한 위성은 전 세계 밤하늘에서 볼 수 있기 때문에 이것은 세계적인 문제입니다. 이는 국제 조정의 중요성을 강조합니다.”라고 Universidad의 Instituto de Astronomía y Ciencias Planetarias의 연구 공동 저자인 Jeremy Tregloan-Reed는 말합니다. 드 아타카마 칠레, CLEOsat 및 CPS.

BlueWalker 3에 대한 관측은 계속될 예정이며, 천문학자들은 올해 말에 BlueWalker 3의 열 방출을 관측할 계획입니다. 천문학자들은 10월에 열리는 IAU 심포지엄: 천문학 및 위성 별자리: 앞으로 나아갈 길 에서 이 주제를 계속 논의할 예정입니다 .

이 연구에 대한 자세한 내용은 가장 밝은 별을 제외한 모든 것을 능가하는 거대 위성을 참조하세요 .

노트

1. 데이터는 겉보기 등급 6(펼쳐지기 전)에서 겉보기 등급 0.4까지 130일 동안의 밝기 변화를 보여줍니다.

참고 자료: Sangeetha Nandakumar, Siegfried Eggl, Jeremy Tregloan-Reed, Christian Adam, Jasmine Anderson-Baldwin, Michele T. Bannister, Adam Battle, Zouhair Benkhaldoun, Tanner Campbell, JP Colque의 "BlueWalker 3 위성의 높은 광학 밝기" Guillermo Damke, Ilse Plauchu Frayn, Mourad Ghachoui, Pedro F. Guillen, Aziz Ettahar Kaeouach, Harrison R. Krantz, Marco Langbroek, Nicholas Rattenbury, Vishnu Reddy, Ryan Ridden-Harper, Brad Young, Eduardo Unda-Sanzana, Alan M. Watson , 콘스탄스 E. 워커, 존 C. 바렌타인, 피에로 벤베누티, 페데리코 디 브루노, 마이크 W. 필, 메러디스 L. 롤스, 시즈 바사, 카탈리나 플로레스-퀸타나, 파블로 가르시아, 샘 김, 페넬로페 롱가-페냐, 에드가 오르티즈, Ángel Otarola, María Romero-Colmenares, Pedro Sanhueza, Giorgio Siringo 및 Mario Soto, 2023년 10월 2일,  Nature .
DOI: 10.1038/s41586-023-06672-7