| 초록 |
□ 연구개요 은하군(galaxy group)에 속한 왜소은하(dwarf galaxy)는 저밀도 우주 환경에서 은하의 형성이나 진화를 탐험하고, 우주론 모형의 구체적인 예측에 사용되어, 우주를 이해하는 아주 중요한 천체이다. 특히 은하가 어두워질수록 그 수가 급증하기 때문에 어두운 왜소은하의 발견과 분석은 우주를 자세히 들여다보는 중요한 도구가 된다. 오래전부터 우리은하가 속한 국부은하군은 아주 어두운 왜소은하까지 다양한 연구가 이루어져 왔으며, 최근에는 관측 기기의 발달로 어두운 은하에 대한 연구가 근거리 은하군까지 확장되고 있다. 그러나 현재까지 근거리 우주에 있는 은하군의 연구는 극소수일 뿐만 아니라, 각 연구에 사용된 망원경과 분석방법의 다양성 때문에 은하군에 대한 일관된 특성을 연구하는데 아주 큰 제약을 받고 있다. 이에 본 과제는 KMTNet(Korea Microlensing Telescope Network) 망원경의 초신성 프로그램에서 얻어지는 수 십 개의 근거리 은하군에 대한 관측자료를 활용하여, 어두운 왜소은하를 새롭게 발견하고 분석하여, 왜소은하 자체뿐만 아니라 은하군의 일관된 특성을 밝혀내는 연구이다. □ 연구 목표대비 연구결과 KMTNet 초신성 프로그램은 남반구에 설치된 세 개의 1.6m 광시야 망원경을 사용하여 초기 초신성을 연구하는 것을 주목적으로 한다. 이 과제는 초신성 폭발 후 얼마나 초기에 빨리 관측하느냐가 가장 중요한 핵심이기 때문에 관측 대상이 근거리 우주의 은하군이다. 또한 KMTNet의 관측 시야가 넓어 대상 은하군 각각을 전 영역에 걸쳐 관측한다. 이 때 시계열 관측으로부터 얻어지는 수백 장 이상의 영상을 합성하면, 왜소은하의 표면밝기가 극히 희미한 영역까지 측광이 가능하고, 총밝기가 아주 어두운 왜소은하까지 연구가 가능하다. 이러한 KMTNet 초신성 관측자료를 활용하여 본 과제가 추구하고자했던 첫 번째 목표는 근거리 은하군에 있는 새로운 어두운 왜소은하를 찾고 목록화하는 것이다. 본 과제 수행 중에 수백여 개의 왜소은하를 찾았다. 다음으로는 새롭게 발견된 어두운 왜소은하를 활용하여 은하군에서 은하들의 색분포, 개수 밀도분포, 은하광도함수 등을 연구하였고, 또한 십여 개 은하군의 결과들을 모아 통계적으로 은하군의 특성을 유추하고 우주론적 모형과 비교하였다. 다음은 중심 은하의 형태에 따른 은하군 특성 연구를 위해 은하군내 가장 밝은 은하의 형태에 따른 주변 위성은하들의 특성을 연구했고, 중심은하가 나선은하인지 타원 은하인지에 따라 왜소은하의 특성이 변할 수 있다는 힌트를 얻었다. 마지막으로 은하군 내 다양한 천체의 연구를 시도하였다. 핵이 있는 왜소은하의 통계치를 제시하기도 하였으며, 극미광천체(ultra-faint dwarf galaxy)를 발견하기도 하였다. 더 나아가 어둡고 가벼운 왜소은하와 경계가 모호한 구상성단을 연구한 결과도 얻었다. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구결과의 중요성은 어두운 왜소은하를 활용하여 은하군의 특성을 이끌어 내었고, 이를 통해 근거리 우주를 좀 더 자세히 이해할 수 있는 과학적 근거를 제시했다는 것이다. 본 과제에서 얻은 여러 개의 은하군 광도함수에서 얻어지는 기울기는 현재 우주론에서 설명을 못하고 있고, 더욱 심화시킬 수 있다는 실마리를 제공했다. 이처럼 본 과제의 연구결과는 우주론 등의 연구에 중요한 역할을 하고 있다. 또한 어두운 왜소은하의 찾기에서 개발된 반자동화 방법은 다른 후속 연구 주제에서 충분히 활용 될 것이다. 예를 들면 8m 망원경으로 남반구 전천을 탐사하는 LSST 시대를 대비한 어두운 왜소은하 탐사에 활용될 것이다. 본 과제로부터 은하군에 대한 일관된 특성이 도출되고 있는데, 그 결과는 은하군과는 상반된 우주밀도가 높은 환경인 은하단 연구를 하는 분야에서 많이 인용될 것이고, 우주론이나 다양한 시뮬레이션에서 세부적인 부분의 기본적인 제한 자료로 많이 활용될 것이다. 다음으로 새롭게 얻은 왜소은하 목록은 우리로부터 가깝기 때문에 다양한 후속 관측의 대상으로 사용될 것이다. 다양한 망원경에서 분광이나 다른 파장에서의 관측이 이루어 질 것으로 기대된다. 특히 거대망원경 시대(예, GMT 거대 마젤란 망원경)에는 왜소은하들의 운동학적 또는 화학적 특성들이 연구될 것이고, 근거리 은하군은 전천 분광 우주망원경 SPHEREx의 연구 주제가 될 수 있다. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
