블랙홀과 천문학자 임명신 (서울대학교 물리 천문학부)
하늘에는 수 많은 별들이
천체의 종류 항성 행성 성간운 (성간 기체 구름) 혜성 은하
서울대학생 설문조사 항성/행성/은하의 차이점에 대해 설명 항성: 스스로 빛을 내는 별. 자체발광 (23) 위치가 변하지 않는 별, 고정된 별 (9) 자신 주위를 도는 행성을 가진 별 (1) 핵융합을 통하여 에너지를 만들어 스스로 빛나는 천체 (2) 잘 모르겠다 (3) 행성과 달리 불규칙적으로 우주를 떠다니는 천체 (1) 스스로 빛 못 내고 다른 빛을 반사하는 천체 (1) 행성주변을 도는 작은 별 (1) 항성은 행성과 동일한 것. 사실은 행성이 올바른 표기 행성중항상빛을내는별 까먹었습니다
행성 스스로 빛을 못낸다. 항성의 빛을 받아 존재 (3) 움직이는 별, 자전 공전을 하는 것, 항성 주위를 도는 것 (20) 스스로 빛을 내지 못하며 항성주위를 도는 천체 (7) 잘모름(2) 일정크기 이상의 별 (1) 별의 총칭 (1) 반짝이다말다하는별 별처럼 모인 개별적인 것 (1) 행성: 항성주변을 도는 찌꺼기 뭉친 것 (1) 까먹었습니다 (1)
성간기체 구름 (성운의 위치) 여기!
열쇠구멍 성운 (Keyhole Nebula)
은하 별들의 모임, 항성/행성의 집합체 (28) 행성들의 집합체 (2) 잘모름(3) 수,금, 지 해왕성 그리고 태양과 소행성 등을 우리은하 라 부른다 (1) 은빛으로 빛나는 별들의 강 (1) 잊어버렸습니다 (1)
999 종착역은 안드로메다 은하 이다 안드로메다 은하 (M31) 우리은하
M31 (안드로메다 은하) 우리 은하(태양)로부터, 약 240만 광년. 우리은하보다 1.5배 밝음.
은하 은하에는 수천억 (10 11 ) 개의 별(항성)이 있다 한번 큰 수를 상상해보자: 여러분이 상상하는 많은 돈 액수
천체의 종류 항성 행성 성간운 (성간 기체 구름) 혜성 은하
검은 구멍, Black Hole
검은 구멍, 블랙홀 아무런 빛도 내지 않기 때문에 검은 구멍이라고 불린다.
어떻게 그런 것이? Albert Einstein (1879-1955) 중력 = 시공의 휨
극단적인 중력 하에서는 공간이 너무 휘어 빛도 빠져나올 수 없다
정말로 블랙홀이 있을까? 1963년까지 실제로 그런 물체가 존재할 수 있는지에 대하여 많은 사람들이 회의. 1963년 quasar (퀘이사)라는 것이 발견되면서 Black Hole의 탐사가 본격적으로 시작. Cyg X-1 이라는 X선을 내는 black hole 후보가 발견됨 (백조자리 방향) 별 X-선 관측자
블랙홀로의 여행
블랙홀로 흰둥이 떨어뜨리기 니가 한번 가봐. 괜찮 을거야. 흰둥이는 어떻게 될까? 1. 중력 적색이동 때문에 전체적으로 붉은 색을 띠다가 가시광선에서 사라짐. 2. 강한 차등중력 (조석력) 때문에 몸이 길어지다 갈기갈기 찢어짐. 불쌍한 흰둥이
짱구가 보았을 때,
웜홀 (wormhole)을 이용하여 탈출!? 앗 흰둥이! 깽! 웜홀은 블랙홀과 다른 시공간을 이어준다. 웜홀의 출구를 화이트 홀이라 부른다.
정말로 블랙홀에서 무사히 탈출할 수 있을까? 거봐, 괜찮다니까. 깨깨꺵~ (너무 무서 웠어~)
어떻게 생길까? 무거운 별 (태양 수십 배)이 죽어서
MW and Saggitarius
은하중심 1광년 지역
은하 중심에도 검은 구멍이
은하중심 블랙홀 주변을 별이 회전운동 (Genzel et al.) 태양보다 4백만 배 무거운 블랙홀이 있다!
초대형 블랙홀 초대형 블랙홀이란? - 질량이태양백만-100억 배~ 10 6 10 10 M 어디에 있나? - 은하 타원형 부분 중심부나 퀘이사 중심부 타원은하 나선은하의 타원부 퀘이사
퀘이사 퀘이사란? Google에서 검색해보니, 운동기구? 향수? 무엇일까? 만화책 이름?
퀘이사의 특징 1 별(항성) 과똑같이생겼다.
퀘이사의 특징 2 매우 멀리 있다. 은하보다 휠씬 작다. 그러면서 은하만큼(보다) 밝다. 은하보다 휠씬 작으면서도 은하만큼 또는 보다 더 밝은 특이천체: 중심부에 초대형 블랙홀이 존재해야 가능한 현상
90억 광년 떨어진 Quasar
왜 그렇게 무거운 블랙홀들이 있나? 아직까지 천문학/천체물리학 수수께끼 퀘이사를 많이 발견하고 그들 중심부에 위치한 블랙홀이 자라온 과정을 연구 은하와 천체의 기원과 진화도 함께 연구 할수있다
연구단 개요 연구의 필요성 우주의 나이 38만년 8억년 (적색편이 z > 6.5) 미지의 세계, 우주 의 암흑시대. 최초의 별, 은하, 퀘이사가 형성되던 시기 태초의천체(우주의아담 과 이브)를 관측하여 천체 형성의 역사의 시작을 연구한다. 인간과 우리 세계에 대한 이해 증진 현대천문학 주요 연구과제 (NASA Origin Project). 현재 (137억년) 8억년 38만년 0년 현재 관측된 우주? 빅뱅직후
초기 우주의 원소구성, 이온화 상태, 은 하 및 초대형 블랙홀 형성과정 연구 차세대 대형망원경 중요 타겟 (~2015 이후) James Webb Space Telescope 초기우주 국제공동연구 주도 기반 GMT Project Handbook Giant Magellan Telescope
천문학자/천체물리학자
종류 대학교수 연구원 박사 후 연구원 대학원생 기타 천문연구 지원인력
대학교수 천문학/천체물리 관련 강의 천문학/천체물리 연구 대학에 필요한 행정업무 담당 (입시, 학과행정) 천문관련 교육, 행사, 심사 업무 (천문올림피아드, 세 계천문의 해 행사, 연구과제 심사 등) 현재만65세정년
연구원 연구소 책임/선임 연구원: 대학교수급 대우 - 천문/천체물리 연구 - 천문시설 관리 (천문대, 컴퓨터 등) - 연구소 행정업무 담당 -그외업무 박사 후 과정 연구원 (Postdoctoral Fellow): 박 사학위취득후수년동안연구에전념 - 연구에 전념하는 대신, 보수가 적다
천문 지원인력 망원경 오퍼레이터 (Operator): 천문대 망원경 조작을 하여 천문 학자의 관측연구를 보조 (1주 일 하고, 1주 쉬고) 천문대 엔지니어: 천문대 관리 및 기기 개발 수행 (박사 또는 석사 급) 기타 천문대 지원인력 (운전사, 주방장, 청소원 등)
연구의 종류 관측 천문학 망원경을 이용, 천체를 관측하 여 그들의 성질을 이해한다 (가시광 관측, 전 파관측등) 이론 천문학 관측으로 얻어진 천체에 대한 이론적인 모델을 제공한다 (컴퓨터를 이용한 계산 등) 천문기기 관측을 위해 필요한 기기를 제작 한다
망원경을 이용한 관측연구를 하려면 Step 1: 관측연구 대상과 주제를 선정한다 그것도 몰라? 시커먼 곳에 달 라붙은 반딧불 이야 저것은 멀리 있 는 불타는 가스 덩어리야 아니야, 죽은 왕들의 영혼이 우리를 지켜봐 주고 있는 것이 야 그럼 누가 맞나 망원경으로 별을 살펴보자
Step 2: 관측시간을 얻기 위한 제안서를 작성하고, 천문대 관리기관에 제출한다 망원경으로 관측이 가능한 시간은 제한되어 있는데, 별들을 관측하고 싶은 사람들은 많다 제안서를 받아 학문적으로 뜻 깊은 연구에 대하여 관측시간 을준다(1일 수십 일, 보통 4-5일) UFO보게 망원 경 빌려줘 제발 관측시간 주세요 안돼 저리 가 관측 제안서 제안서 심사해서 알려 줄께
Step 3: 배정된 시간에 따라 관측 계획을 세운다 배정된 시간을 가장 효율적으로 사용하여 연구결과를 극대화 시키기 위한 관측계획을 면밀하게 세운다. 약 1달 정도 시간이 소요될 수도 있다 왜 나한테는 관측시간을 안주나? 1주일 동안 무엇 을관측할지잘 생각해야겠다 제안서 표지만 냈잖아
천문대로 이동 관측연구를 수행할 천문대로 이동 - 바다를 건너 산을 넘어 천문대가 있는 곳으로 마이다낙 천문대로 가는 길 (우즈베키스탄) Kitt Peak천문대로 가는 길 (미국)
Step 4: 천문대에서의 관측 여름에는 오후 2시경 기상, 아침 6시까지 관측 겨울에는 오후 3시경 기상, 아침 8시 경까지 관측 미국 Kitt Peak 천문대
천문대에서의 관측 (미국 팔로마 산 5m 망원경)
이렇게 관측?
옛날에는..
현재는..
어디에서? Hubble Space Telescope Spitzer Space Telescope AKARI Space Telescope JWST (Future) CFHT 3.6m Keck Twin 10m UKIRT 3.8m Subaru 8m SDSS 2.5m Girawali 2.0m KPNO 4m Maidanak 1.5m KPNO 2.1m Palomar 5-m 보현산 1.8m CTIO 1.5m MMT 6.5m WIYN 3.5m Palomar 1.5m Mt. Lemmon 1m
관측은 어디에서? 우즈베키스탄 오지 관측실에서 편히 관측 해발4200m 고산지대(하와이) 사막 천문대 (미국 Kitt Peak)
Maidanak천문대 (우즈베키스탄)
Maidanak Observatory
제반시설 숙소: Ok, but old 화장실?. 지원인력, 식사 등: Ok (for some people). 전화: 국제전화 No. 인터넷 없음 전력공급 불안정 정전 4번/2주.
87계단
Camera부착 작업 2
First Light Image 2: M15 (R, 10 secs)
하와이 마우나 키아 산 (영국적외선망원경) 해발 4200m라 호흡 하기 힘듦 피 속의 산소량이 부 족하여 머리회전이 늦어지고 두통유발 15세 미만은 올라갈 수없다
마우나 키아 산 천문대들
Step 5: 얻어진 관측자료 분석하기 천문대에서 얻은 관측자료를 처리, 분석 하여 과학적인 결과를 얻어낸다 분석기간은 수일에서 수년 (10년 이상 걸릴 수도 있음) 컴퓨터 앞에 앉아서 작업
Step 6: 연구결과 발표하기 연구결과를 학술지에 논문으로 발표 학회에서 연구결과 발표 (발표능력 중요) 퀘이사 = 초대형 블랙홀 주변에 떨어지는 빛으로 밝게 빛나는 천체
보람 지금껏 알려지지 않았던 우주의 신비를 알아낸다는 점에 보람을 느낌 (새로운 천체의 발견, 천체현상에 대한 이론적 이해) 인류역사상 최초! 세계각국의 학자들과 교류, 많은 여행 천문대에서의 새롭고 즐거운 경험들 자기가 하고 싶은 일을 한다는 점
미국 Kitt Peak 천문대
천문학자가 되려면? 공부 열심히 특히, 수학, 과학, 영어, 국어 (작문) 독서도 많이 (과학서적 등; 코스모스 ) 여행을 좋아해야 체력도 좋아야 컴퓨터도 잘 하면 좋음 대학-대학원 (박사과정)
우주 달력 ( 칼 세이건) 1월1일 : 우주 탄생 2월1일: 최초은하 탄생, 4월1일: 은하계 탄생 9월 9일: 태양계 탄생, 9월 14일: 지구 탄생 11월 11일: 원시식물 출현 12월 1일: 대기에 산소 대량 생성. 12월 16일: 애벌레 화석, 12월 19일: 물고기 출현 12월 24일: 공룡, 12월 31일 10:30PM:인류 출현!
감사합니다