고속 카메라를 사용한 태양연구 박 형 민

연구목적 목 표 내 용 예측결과 활용방안 순 서

태양연구의 중요성 태양활동이 지구 기후 환경에 영향 지구주변 우주 공간 환경을 지배 우리에게서 가장 가까이 있는 별  코로나 가열문제  고에너지 복사,고에너지 입자의 생성기원  자기장의 기원

연구목표 고속 카메라 관측시스템 구축  고속 영상 포착 기술 플레어 초기 에너지 방출 연구  비열적 전자가열에 대한 H  분포, 시간적 변화 방출의 공간 홍염의 내부 운동 및 폭발과정 연구  플라즈마의 수평 운동 성분 결정

연구내용 기본 관측 시스템 구축 – 1차년 플레어 연구 – 2차년 홍염 연구 – 3차년

1차년-기본체제 구축 고성능 CCD 카메라, 통제형 하드웨어 기본 소프트웨어 구입 카메라 작동시험 카메라 통제/자료축적 소프트웨어 개발 국내 망원경을 이용한 시험 외국 망원경을 이용한 시험

고성능 CCD 카메라 자료 저장 범위 빠른 속도 적당한 픽셀수 연구에 필요한 감도 : CaⅡK ~ H  복잡하지 않은 것 - 휴대성 고려 프로그램으로 제어 신뢰할 만한 회사와 품질

통제용 하드웨어,라이브러리 Frame grabber -Interface Card 고속컴퓨터  빠른 처리속도, 충분한 메모리  최신의 PC 사용  OS : MS-WINDOW  C/C++ Library  자료처리에 필요한 프로그램 내장

카메라 작동시험 렌즈부착, Frame grabber 사용

카메라 통제/자료축적소프트개발 CCD parameter control, save(memory) Memory data -> Saving Hdd (Fits) Image printing 메모리 영상의 실시간 처리  대기시상의 효과 최소화, 관측의 질 향상 Interactive software

Frame selection Method RMS method 적용 빠른시간에 영상 얻고 가장 좋은것 선택

R k

 1

N i

, 

j

(

I i

,

k j

 

I k

 ) 2 짧은 시간에 관측했을 때 적용(~1초)

Correlation tracking and Integration Method 시상효과 극복하면서 S/N ratio 높은 영 상 얻을 때 사용 Image Motion – low resolution Relativity motion 보정 Cross correlation coefficient 결정

C k

,

k

 1 (

x

,

y

) 

i

, 

j I i

,

k j I i k

 

x

1 ,

j



y

Image processing problem Calculation time Subframe 적용 적절한 크기는 실험적으로 결정

망원경을 이용한 시험 국내 - 학과 보유 망원경 해외 H  – BBSO 에서 관측 필터를 사용한 관측

2차년-플레어 연구 Realtime Image Processing 단순 프로그램을 사용한 관측,자료분석 정교해진 프로그램을 사용한 관측,분석

플레어 연구를 위한 조건 High resolution (Time, Spatial) H  필터를 사용한 관측 실시간 영상처리 구현 사건 발생시 이미지 저장 실시간 플레어 속도 판단 읽어 들이는 속도의 변화

단순 프로그램 1차년도 개발 프로그램을 사용 5시간 이상 수행(Time Resolution:10s) Frame selection method 이용 자료분석  GOES 데이터 사용-시간,장소파악 다른 관측 자료들과의 연동

정교한 프로그램 플레어 발생 실시간 판단, 진행시에만 HDD에 자료저장 진행시간 실시간 판단, Frame Reading Time 변화 실시간 플레어 탐지법

I peak

 

I

 

I

 

f crit

실시간 진행속도 결정법

S



I k p

/ 

I k

 

I k

 1

p

/ 

t k

 1 ,

k



I k

 1 영상판독속도 갱신법 

R



S Min

(

Max

(

g crit

, 0 .

1 ), 30 ) 모든 frame을 저장 플레어 진행 속도 결정 / 재조정작업을 일정시간 간격마다 실시간 수행

자료분석, 결과도출  실제 태양현상인가  시상인자와 플럭스 변화의 상관성 조사

3차년 – 홍염 연구 홍염을 구성하는 플라즈마의 운동 관측 시선방향에 수직인 성분 관측, 분석 필터를 사용하여 관측 자료 분석 및 결과도출

홍염연구를 위한 조건 시상의 악영향을 최소한으로 받을 것 S/N ratio가 높은 자료를 사용할 것 판 선택법,상호상관계수 추적적분법의 복합적 사용

관측 알고리즘 판 선택법으로 영상획득, 좋은 영상을 메모리(A) 저장 같은 과정 반복, 좋은 영상을 다른 메모 리 공간에(B) 저장 A 기준으로 B의 움직임 보정 B + A -> A 일정한 횟수만큼 반복 영상 HDD 저장, 위의 방법 반복

영상획득 선택저장(A) 영상획득 선택저장(B) 상관계수법 사용 보정 A HDD

자료분석,결과도출 Magnetic Reconnection Outflow Counter Streaming Horizontal Oscillating Motion Rotational Motion

연구 활용 태양자기활동의 연구 고 분산 분광기를 사용한 분광관측 관련산업에의 응용 인력양성 교육 목적으로서의 활용