활동성 은하핵의 물리적 특성 연구

초대형 블랙홀의 활발한 진화단계인 활동성 은하핵은 은하의 형성과정에 지대한 영향을 미치며 활동성 은하핵과 은하 및 우주거대구조 사이의 상호작용을 이해하는 것은 21세기 천체물리학의 가장 중요한 문제 중 하나이다. 활동성 은하핵과 관련된 여러 근원적 질문들 - 예를 들면 은하가 먼저 생성되었는가? 초대형 블랙홀이 먼저 생성되었는가? 초대형 블랙홀의 활동 기작은 무엇인가? 어떻게 초대형 블랙홀이 되었는가? - 은 아직 풀리지 않은 문제이다. 이러한 문제를 풀기 위해 현재까지 다양한 파장에서 많은 관측이 수행되어 왔으며 최근에 초장기선 전파간섭계 관측을 통해 이제까지 보지 못한 초대형 블랙홀 안쪽의 상세 구조를 볼 수 있게 되어 문제의 해답을 찾고 있다. 상세내역 보기

블레이자를 이용한 우주 거리 측정 연구

우주의 거리를 측정하는 기준천체인 표준촛불은 우주에 대한 인류의 이해를 확장하는데 큰 역할을 하였다. 코페르니쿠스(1532년)나 케플러(1609)에 의해 태양계의 규모와 운동학에 대한 이해가 넓어지면서 우주를 보는 3차원적인 시각이 발달하였다. 1838년 베셀(Bessel)에 의해 고안된 별의 삼각시차 방법은 우리은하 내 별들의 거리를 정확히 측정하여 우리은하의 규모를 밝혀내게 되었고, 여류천문학자 리비트(Leavitt)에 의해 세페이드 변광성의 주기-광도 관계가 1912년에 밝혀지면서 우리은하 밖의 은하들에 대한 이해가 가능하게 되었다. 활동성 은하핵 중 분출방향이 지구로 향하여 그 밝기가 증폭되는 블레이자는 아주 먼 거리에서도 검출이 가능하다. 지금까지 발견된 가장 먼 블레이자는 적색이동 z=7.5, 거리로 130억 광년 정도에 위치한다. 이와 같은 블레이자를 표준촛불로 활용하려는 노력이 있었으나 모두 실패하였다. 고분해능 관측을 할 수 있는 초장기선 간섭계를 이용하여 천체의 각 크기(angular size)를 정확하게 측정하고, 변광 주기를 이용하여 광원의 실제 크기(linear size)를 측정하면 광원까지 거리를 측정할 수 있다. 블레이자의 거리를 측정하여 우주론 모델과 비교함으로써 새로운 표준촛불을 검증하고 연구 개발중이다. 상세내역 보기

마이크로퀘이사의 물리적 특성과 별의 플레어 및 제트 연구: 강착원반-제트의 상관관계 규명

마이크로퀘이사들의 에너지 공급원은 동반성으로부터의 질량유입이며, 상대론적인 별들의 조사(irradiation)와 동반성로부터의 질량유입 피드백은 각기 달라 마이크로퀘이사들의 출력(파워)을 이해하는데 가장 기본적인 과정이다. 또한 무거운 별의 진화 초기에 발생하는 플레어 및 제트는 별의 전 일생의 진화과정을 결정하는데 중요한 역할을 한다. 따라서, 별 진화 초기 단계의 플레어 및 제트를 이해하는 것은 그 자체 현상들의 물리적 원리를 이해하는데 그치지 않고, 무거운 별들의 진화를 통해 마이크로퀘이사들의 동반성 및 질량유입을 이해하는데 결정적으로 중요하다. 또한, 별의 탄생에서부터 별의 “죽음”인 블렉홀, 중성자 별 및 백색왜성이 만드는 마이크로퀘이사 현상 까지, 모두 공통적인 강착원반-제트 피드백이 기본적으로는 같은 원리들을 가져야 하므로, 서로를 비교 분석해서 기본적인 공통원리를 찾는데 별 진화 초기 및 마이크로퀘이사의 강착-분출 현상의 비교연구는 아주 중요하다. 상세내역 보기

• 마이크로퀘이사의 플레어 및 상대론적인 제트 발생 및 전파 과정 규명
• 측성학을 이용한 마이크로퀘이사의 상대론적인 별의 정체 규명
• 마이크로퀘이사로서의 격변광성 및 격변광 천체들 연구
• 무거운 별 형성 과정과 상대론적 천체들의 진화적 연관성 연구
• 무거운 별의 메이저, 분자 및 연속선 연구 (원반, 자기장, 플레어, 분출물)

무거운 별의 생성과 사멸 과정 연구

별의 생성과 진화 과정은 초기 질량에 따라서 서로 다른 경로를 거치게 된다고 알려져 있다. 우리 태양처럼 비교적 가벼운 별들은 주계열 단계에서 핵융합 반응으로 중심부의 수소를 모두 소진하면 중심부는 수축하고 바깥부분은 팽창하여 적색거성이 된다. 적색거성 단계에서 중심부가 계속 수축하여 온도가 1억 도에 도달하면 헬륨을 태우기 시작하여 점근거성열(asymptotic giant branch)에 도달하고 이것도 모두 소진하면 중심부는 남아서 백색왜성이 되고 분출된 외피는 행성상 성운(planetary nebular)이 된다. 태양보다 8배 이상 무거운 별들은 주계열 단계에서 적색초거성으로 진화한 후 폭발하여 초신성이 되며 중심부는 중성자별이나 블랙홀이 된다. 아래 그림은 성간물질에서 별이 탄생하고 진화하여 별의 일생을 마친 후 다시 성간물질로 돌아가는 순환과정을 보여준다. 따라서 별의 생성과 사멸과정에 대한 연구는 별의 진화 뿐만 아니라 은하와 우주 규모의 물질 순환과정을 이해하는 것에 핵심이 된다. 상세내역 보기