| 초록 |
□ 연구의 목적 및 내용 본 연구과제에서는 중력렌즈라는 동일한 천체물리학적 현상을 기초로 하여 아래로는 행성과 위로는 은하단에 이르는 광범위한 천체에 대한 통합된 연구를 수행하는 것을 목표로 한다. 이를 통하여 행성 분야 연구에 있어서는, 중력렌즈 연구를 통해 다양한 외계행성을 발견할 뿐만 아니라, 이들 행성에 대한 특성 분석을 통해 행성 형성 및 진화에 대한 이론을 보다 구체적으로 정립시키는 것을 목표로 한다. 우주론적 중력렌즈 분야에서는, 기존 연구에 있어 미시/거시적 중력분야에서 각기 독립적으로 이루어졌던 해석적/수치적 접근 방식을 상호 도입·접목하는 접근 방식을 통해, 은하단에서 발생하는 중력렌즈 현상을 분석하는 새로운 형태의 연구를 수행할 것이다. 외계행성과 은하단은 현대 천문학에서 중요한 두 가지 주제임에도 불구하고 대상 천체의 크기가 양극단에 연구접근 방법에 있어 완전히 별개로 분리되어 독립적으로 연구가 수행된 분야이다. 중력렌즈 현상은 천문분야 연구주제에서 가장 작은 단위에 해당하는 천체인 행성과 가장 큰 단위 천체인 은하단에 이르는 양 극단의 천체에 의해 동일한 원리에 의해 발생한다. 본 연구에서는 두 극단에 위치한 천체에 대해 동일한 물리학적 현상인 중력렌즈 방법을 사용하여 천문학에 있어 중요한 두 분야의 통합적 연구를 수행하고자 한다. 행성과 관련하여 수행할 중요한 연구내용은 외계행성을 찾기 위한 관측실험을 수행할 것이며, 이를 통해 발견될 여러 유형의 행성 샘플에 대한 이론적 연구를 통해 다양한 환경에서 행성이 형성되고 진화하는 과정에 대하여 보다 구체적으로 답변할 것이다. 그리고 동일한 중력렌즈 물리를 은하단에 적용하여 고(高)적색편이 은하단의 질량 결정 표준화 작업을 실시하여 은하단 내 암흑물질의 함량을 정확하게 결정함으로써 현 우주론을 검증할것이다. □ 연구개발성과 본 과제에서는 크게 (1) 행성/쌍성과 (2) 은하단에 관련된 주제에 대해 연구하였다. 행성분야 연구에 있어 수행한 가장 주목할 연구 성과는 외계행성을 찾기 위한 대규모 관측실험을 수행한 것이다. 그리고 3년 동안 관측실험을 통해 총 33개의 외계행성을 발견하였다. 쌍성과 관련하여 수행한 연구 중 가장 중요한 연구 성과는 다양한 관측 실험을 통해 생산되었지만 산재해 있던 방대한 자료를 정리 분석하여 이심률이 큰 식쌍성 자료를 한데 모아 카탈로그로 제작한 것이다 (Kim et al. 2018). 이 카탈로그에는 총 623 개의 식쌍성에 대한 상세한 정보가 제공되어 있다. 행성 형성과 관련하여 1차 과제 기간 동안 집중적으로 수행한 연구 주제는 2 차원 원시 행성원반에 생성된 밀도 틈(desnisty gap)과 속도 틈(velocity gap)에 대한 연구이다. 이를 통하여 틈의 깊이와 넓이가 행성의 질량, 원반의 밀도와 온도에 따라 달라지는 양상을 연구하였으며, 이를 관측 결과에 적용하여 틈이 발견 된 원반 속에 존재하는 (보이지 않는) 행성의 질량을 추정하였다. 은하분야 연구에 서는 최초로 고적색편이 은하단(SPT-CL J2106-5844) 에서 “은하단내광” 을 검출한 것이다. 그리고 아주 무거운 은하단의 내부에 존재하는 암흑물질의 질량을 검증한 것이다. □ 연구개발성과의 활용계획(기대효과) 과학적으로는 중력렌즈라는 동일한 물리 기반을 두고 규모에서 양극단에 위치한 행성과 은하단이라는 천체를 통합적으로 연구함으로써 천문학의 중요한 두 분야에서 새로운 접근방식을 제시해줄 것으로 기대된다. 또한 본 과제를 계기로 천문분야에서 융·복합적 연구과제가 활성화될 수 있기를 기대한다. (출처 : 요약문 4p) |
