| 초록 |
연구개요 현대 천문학은 관측과 이론적인 면에서 과거와 비교할 수 없을 만큼 비약적인 발전을 이루었지만, 여전히 은하의 형성과 진화에 대한 많은 중요 쟁점들이 미해결로 남아있다. 그 논란의 중심에는 다양한 열적 상태에 있는 성간물질들의 물리적 메커니즘이 자리하고 있다. 이를 해결하기 위해서는 수많은 외부은하들에 대한 통계적인 연구도 필요하지만, 가장 가까이에 있는 우리은하에 대한 정확한 이해가 큰 디딤돌로 작용할 수 있다. 본 연구는 원자외선 파장에서 관측되는 우리은하의 성간물질의 전천지도를 작성하고, 다양한 열적 상태의 성간물질에 대한 거시적인 분포 및 관계를 알아봄으로써, 우리은하 고온기체의 생성 원리와 냉각에 의한 물질과 에너지 균형을 밝히고자 한다. 특히 많은 논란이 되고 있는 고온기체의 공간점유율을 구하고, 고온기체의 생성 모델을 검증한다. 또한 수소분자의 원자외선 형광방출선 스펙트럼을 모델링하여 밀도가 낮은 고위도 지역까지 포함한 우리은하 전천에 대한 수소 분자의 분포를 알아내고, 우리은하뿐만 아니라 외부은하에서도 수소분자의 양을 예측하는데 매우 중요한 변환계수인 CO대 H2 변환계수 및 gas-to-dust 비율을 검증한다. 연구 목표대비 연구결과 1차 년도에는 수소분자의 원자외선 형광방출선 스펙트럼으로부터 지금까지 알려지지 않았던 고위도 지역을 포함한 우리은하 전천 지역에서의 수소분자 분포지도를 작성하였다. 또한 수소분자 방출선 스펙트럼을 모델링과 비교함으로써 우리은하 전천의 수소분자 기둥 밀도를 정량적으로 계산하고, 세계 최초로 전천 지도를 작성하였다. 이러한 수소분자 기둥 밀도를 이용하여 우리은하의 전체 기체에 대한 수소 분자가 차지하는 비중을 계산하고, 이 값이 은하의 위도 및 성간먼지, 중성수소의 양과 밀접한 관계가 있음을 확인하였다. 2차 년도에는 우리은하 공간의 상당부분을 차지하고 있는 고온기체의 분포 및 생성원리를 알아보기 위해서 다양한 상태의 성간매질을 대표하는 원자외선 방출선인 C IV와 O VI의 전천지도를 제작하고 분석하였다. 성간먼지에 의한 소광 보정을 거치고, 두 방출선의 비율과 세기로부터 고온기체의 온도와 양을 계산하였다. 또한 공간분포 및 공간점유율을 계산하여 기존의 모델과 비교한 결과, 초신성 모델과 난류층 모델을 모두 고려해야만 관측을 설명할 수 있다는 사실을 알아내었다. 1차 년도 연구 결과는 관련분야의 권위 있는 학술지인 “The Astrophysical Journal Supplement”에 2017년 8월에 발표되었고 2차 년도 연구 결과는 동일한 학술지에 2019년 5월에 게재 승인되었다. 연구개발결과의 중요성 원자외선 방출선 관측을 통한 우리은하 성간물질의 거시적인 공간분포 및 상호작용 연구는 우리은하의 현재 상태와 진화과정을 올바로 이해하기 위해서 매우 중요하다. 이러한 이유로 이미 오래전부터 원자외선 방출선 관측의 중요성이 제기되었으나, 위성을 이용한 전천 분광 관측은 많은 시간과 비용이 필요하기 때문에 그동안 관측이 잘 이루어지지 못했다. 본 연구는 원자외선영상분광기(FIMS)로 관측한 우리은하 전천의 약 80% 영역에 대한 원자외선 방출선 정보를 기반으로 하는 연구로서, 학계에 유일한 자료를 제공한다는 점에서도 가치가 있다. 따라서 두 연구 결과 모두 관련분야의 권위 있는 학술지인 APJS에 게제 될 수 있었다. (출처 : 요약문 2p) |
