| 초록 |
연구개요 이 연구는 우주에 존재하는 다양한 천체계중에서 극한환경을 조성하는 중성자별의 방사과정을 연구하여 그 내적 그리고 외적 특성을 이해하는 것을 목표로 하여 수행하였다. 중성자 별 및 그 주위에서는 다양한 에너지영역의 빛이 나오는데 대개 표면에서는 열적(thermal) X선이, 그리고 자기권에서는 별에서 멀어짐에 따라서 전파 및 감마선 영역의 빛이 방출되는 것으로 알려져 있다. 중성자별의 wind가 강하여 성운을 형성하면, 성운에서는 비열적(nonthermal) X선/감마선을 방출된다. 중성자별 쌍성의 경우, 중성자별의 wind와 동반성의 wind가 충돌하여 접촉불연속면(contact discontinuity) 및 충격면(shock)을 형성하게 되는데, 이 충격면에서 가속된 입자들이 X선/감마선 등의 고에너지 복사를 하는 것으로 추정된다. 중성자별 표면의 열적 복사는 온도가 수백만도인 흑체복사이고, 자기권에서의 복사는 자기장의 영향으로 발생하는 synchrotron(또는 curvature) 복사이다. 펄사풍성운이나 쌍성의 충격면에서는 자기장에 의한 synchrotron 복사와 역 컴프턴(Inverse Compton) 복사가 합쳐진 형태로, double hump 구조이다. 이러한 복잡한 복사특성의 구체적인 관측특성을 측정하고 이론 모형을 구축하기 위하여 연구를 수행하였다. 연구 목표대비 연구결과 이 연구에서는 중성자별 관련 천체계의 복사특성을 정밀히 측정하고 이들을 이론적으로 설명하기위한 기본 모형을 구축하였다. 고에너지 복사를 하는 블레이자, 중성자별, 펄사쌍성, 감마선쌍성, 그리고 펄사풍성운의 X선 및 감마선 관측자료를 이용, 분광특성을 분석하여 흑체복사/방사광복사/역 컴프턴 사란의 기본적인 특성을 측정하였으며, 방대한 Chandra X선 관측자료에서 새로운 magnetar를 탐색하였다. 시간특성 분석을 통하여 중성자별의 X선 자전특성 규명 및 이를 통한 중성자별의 기초물성이해, 공전에 따라 변하는 감마선 광도를 측정하여 내부충격파 복사를 발견, 초기우주의 블레이자의 복사특성 규명하여 초기은하의 진화에대한 연구를 수행하였다. 관측한 다양한 복사현상을 정량적으로 이해하기 위하여, 고에너지 천체계에 대한 기초 복사모형 구축하였으며, 이를 일부 중성자별 천체계들에 적용하여 그들의 물성을 세부적으로 그리고 정량적으로 추정하였으며, 개발한 복사모형을 개선하고 완성하기 위한 아이디어를 도출했다. 본 연구를 통하여 고에너지 복사를 하는 블레이자, 중성자별, 펄사쌍성, 감마선쌍성, 그리고 펄사풍성운의 물리적 특성/환경에 대한 이해를 높였으며 중성자별의 X선 회전특성 규명 및 이를 통한 천체의 기초물성이해, 중성자별의 회전주기 측정, 고에너지 블레이자의 복사특성 규명, 고에너지 천체계의 기초 복사모형 구축/적용 등의 연구업적을 달성하였다. 정량적으로는 이 연구과제를 통하여 약 20편(주저자/교신저자 15여편)의 논문을 출간하였다. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구의 성과로 얻어진 X선 및 감마선 관측 데이터 분석기법을 심화하여 보다 중성자별 천체계에 대한 정밀한 측정을 할 수 있는 기반으로 활용할 계획이며, 기본복사 모형은 후속연구를 통하여 개선하고 완성하여 우주에서 발생하는 극한환경에 대한 이해를 높이는 데 활용할 계획이다. 본 연구를 통하여, 우주에서 발생하는 고에너지 현상에 대한 기본적인 이해를 얻었으며, 이는 현재 점점더 중요해지고 있는 다파장/다중신호 천문학에 한 부분인 ”고에너지 광자신호의 분석 및 해석“이라는 인류의 기본지식 발전에 기여할 수 있을 것으로 생각된다. 본 연구개발을 통하여 양성한, 기초 천문학에 대한 이해와 컴퓨터 프로그래밍 기법에 능숙한 신진인력들이 다양한 분야에서 활약하고 있다. 향후 후속연구를 통하여 데이터 분석법 및 이론모형을 심화하여, 우주에 대한 근본적인 이해를 높일 계획이다. (출처 : 요약문 2p) |
