전공소식
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연구성과 임상혁 대학원생, AAS NOVA에 논문 소개물리천문학부 천문학전공 박사과정 임상혁 (제1저자) 물리천문학부 황호성 교수 (교신저자/지도교수) 우리 전공의 임상혁 대학원생(지도교수 황호성, 교신저자)이 제 1저자로 쓴 최신 논문이 2024년 10월 25일자 AAS NOVA에 실렸습니다. 임상혁 학생은 고등과학원의 Horizon Run 5 우주론 시뮬레이션 자료 분석을 통해초기 우주의 라이먼 브레이크 은하(Lyman Break Galaxy)나 ODIN 같은 협대역 필터 탐사에서 관측될 라이먼 알파 방출 은하(Lyman alpha Emitter)들이 암흑 물질로 이뤄진 우주 거대 구조를 얼마나 잘 따르는지를 연구했습니다. 이 결과는 The Astrophysical Journal 에 출판되었습니다. * 관련 링크: https://aasnova.org/2024/10/25/tracing-huge-distant-structures-in-the-universe/ * 논문 링크: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad67d2 AAS NOVA는 미국천문학회 학술지(ApJ, AJ, ApJL, ApJS, RN)에 실린 논문 중 주목할만한 논문을 소개하는 소식지입니다.
2024-10-29
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새소식 황호성 교수, 2024년 제2차 자연과학대학 연구상 수상물리천문학부 황호성 교수 물리천문학부 천문학전공 황호성 교수가 < 2024년 제2차 자연과학대학 연구상 > 을 수상하였습니다. 자연과학대학 연구상은 기초과학분야의 연구활동을 진작시키고 본 대학의 국제 경쟁력을 확보하기 위해 해당부문에 탁월한 업적을 이룩한 교원에게 수여 됩니다. 황호성 교수는 구상성단부터 은하, 은하단과 우주거대구조, 우주론까지 천문학 거의 전 분야에 걸친 연구를 수행하고 있으며, 다양한 국제 협력 프로젝트에서 한국측 리더 역할을 수행하고 있습니다. 최근 5년간 총 72편의 논문을 출판하였으며, Web of Science에 따른 총 인용 횟수 11,637, h-index 48으로, POSTECH-동아일보 주최 ‘한국을 빛낼 젊은 과학자 30인’ 선정(2016), 한국천문학회의 젊은 천문학자상 수상(2019), 한국차세대과학기술한림원 회원으로 선출(2020), 서울대학교 자연과학대학 우수강의상(2023)을 수상하는 등 현재 우리나라 천문학계에서 가장 활발하게 연구를 수행하고 있는 학자 중 1명입니다. 시상식은 지난 2024년 9월 13일 자연과학대학 대형강의동(28동)에서 열렸으며, 총 3명의 수상자가 선정되었습니다.
2024-10-28
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새소식 이형목 명예교수, 대한민국학술원 신임회원 선출물리천문학부(천문학전공) 이형목 명예교수 우리전공 이형목 명예교수가 2024년도 "대한민국학술원 신임회원"으로 선출되었습니다. 대한민국학술원은 지난 7월 12일 서울대학교 이형목 명예교수 등 5명을 신임 회원으로 선출했다고 발표했습니다. 2018년 부터 약 3년간 한국천문연구원장을 역임한 이형목 명예교수는 천문학의 전 분야에 걸쳐 탁월한 연구를 수행하였으며, 특히 중력파 연구, 우주망원경 개발 및 활용, 성변측후단자 유네스코 등재 추진 등을 이끌며 우수 연구 성과 창출과 후학 양성은 물론 천문학계의 위상을 높이기 위해 큰 역할을 하였습니다. 대한민국학술원의 회원은 학술발전에 현저한 공적이 있는 학자들을 각 학문분야의 학회 · 학술단체로부터 추천받아 엄격하고 공정한 심사과정을 거쳐 선출된 최고의 석학들로서 회원이 되면 '대한민국학술원법' 에 따라 평생 지위를 유지하며 학술 연구 활동에 필요한 지원을 받습니다. 정원은 인문·사회과학부 75명, 자연과학부 75명 등 총 150명입니다. 학술원은 7월 19일 오후 2시 서울 서초구 본원에서 회원 증서를 수여할 예정입니다. ► 관련 기사 학술원 신임 회원에 진동섭·김문현·전병헌·이형목·손장열 | 연합뉴스 (yna.co.kr) 2024년도 대한민국학술원 신임회원 선출 (nas.go.kr)
2024-07-15
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연구성과 우종학 교수 연구팀, 중간질량 블랙홀 탐색으로 블랙홀 생성의 기원을 밝히다.중간질량 블랙홀 탐색으로 블랙홀 생성의 기원을 밝히다. □ 연구필요성 블랙홀의 생성 기원을 밝히는 일은 블랙홀 연구의 매우 중요한 과제다. 블랙홀 생성 시나리오들을 검증하기 위해서는 중간질량 블랙홀의 질량함수 및 왜소은하의 블랙홀 점유율, 즉 블랙홀을 포함하는 은하의 비율을 측정해야 한다. □ 연구성과 / 기대효과 기존의 연구가 주로 백만 태양질량 이상의 거대질량 블랙홀 종족에 대한 질량함수와 점유율을 측정한 반면 이번 연구는 10,000 태양질량 수준까지 질량이 작은 중간질량 블랙홀의 질량함수와 점유율을 처음으로 측정하여 블랙홀의 기원 탐구와 NASA의 SPHEREx 등의 블랙홀 탐사에 중요한 밑거름이 되는 결과를 제시하였다. □ 태양질량의 백만 배를 넘는 초거대 질량의 블랙홀들이 처음에 어떻게 생성되었을까? 이 질문은 은하중심에 존재하는 블랙홀을 연구하는 과학자들에게 남겨진 가장 큰 질문에 속한다. 블랙홀의 기원을 설명하는 시나리오로는, 초기 우주 환경에서 생성된 태초의 별들이 블랙홀이 되면서 시작되었다는 가벼운 씨앗 모형과, 성단에서 연속적인 중력 작용으로 블랙홀이 태어났다는 모형, 그리고 거대한 가스 구름이 수축하여 중간질량 블랙홀이 만들어 진 후 거대질량 블랙홀로 성장했다는 모형이 제시되었다. 그러나 어느 모형이 과연 블랙홀의 기원을 밝혀줄 수 있는지는 숙제로 남아있다. □ 서로 다른 질량의 블랙홀 씨앗을 제시하는 이 시나리오들은 현재 우주에서 중간질량 블랙홀이 얼마나 많이 존재하는지 (개수밀도) 중간질량 블랙홀을 품고 있는 은하들의 비율이 얼마나 되는지 (블랙홀 점유율) 서로 다르게 예측하기 때문에 블랙홀 종족을 연구하여 중간질량 블랙홀의 개수밀도와 점유율을 측정할 수 있다면 블랙홀의 기원을 밝히는 중요한 단서가 된다. □ 이번 연구는 수소 방출선의 특징으로 활동성 블랙홀들을 탐사한 표본을 사용하여 블랙홀 질량을 새롭게 측정하였고 표본의 선택효과를 심층적으로 보정하여 블랙홀의 질량함수 (각 블랙홀 질량 당 블랙홀의 개수 밀도)를 측정하였다. □ 연구결과 ※ 이번 연구 결과에 따르면 현재 확정된 중간질량 블랙홀들은 많지 않지만 실제로 우주에는 많은 수의 중간질량 블랙홀들이 존재할 것으로 예측되었다. 이전 연구들은 주로 거대질량 블랙홀들의 질량함수를 다루었고 중간질량 블랙홀의 개수밀도는 매우 작은 것으로 생각되었으나 이번 결과에 따르면 숨겨진 중간질량 블랙홀이 상당히 많이 존재한다. 가령, 1억 광년 광년의 크기를 갖는 직육면체의 우주공간에 중간질량 블랙홀이 약 3개 존재한다. 이 결과를 바탕으로 은하의 질량함수를 사용하여 블랙홀을 갖고 있는 은하의 비율 (블랙홀 점유율, occupation fraction)을 측정한 결과, 질량이 작은 왜소은하들의 약 50%가 중간질량 블랙홀을 포함하고 있음을 밝혀냈다. 이 결과들은 블랙홀의 기원이 되는 씨앗이 별블랙홀 보다는 무거운 씨앗이 필요함을 암시하며 질량 블랙홀의 존재를 예측할 수 있는 중요한 단서가 된다. 특히 내년부터 수행될 미항공우주국(NASA)의 적외선 전천탐사 우주망원경 SPHEREx 미션 등을 통해 중간질량 블랙홀을 찾고 블랙홀 기원을 밝히는데 기준이 될 전망이다. □ Journal Link : Constraining the Low-mass End of the Black Hole Mass Function and the Active Fraction of the Intermediate-mass Black Holes - IOPscience □ 용어설명 - 거대질량 블랙홀: 태양질량의 백만 배에서 백억 배 사이의 질량을 가지며 무거운 은하들의 중심에 존재한다. - 중간질량 블랙홀: 태양질량의 백만 배 이하의 질량을 가지며 현재 중간질량 블랙홀로 밝혀진 확실한 예는 많지 않다. - 블랙홀 씨앗: 거대질량 블랙홀이 되는 초기 블랙홀. 대략적이으로 100에서 100,000 태양질량 사이일 것으로 추정됨 - 개수밀도: 단위 부피당 몇 개인지를 나타내는 물리량 - 질량함수: 단위 질량 당 우주에 얼마나 많은 블랙홀이 있는지 나타내는 물리량 - 블랙홀 점유율: 블랙홀을 품고 있는 은하의 비율 (가령 100%는 모든 은하가 블랙홀을 가짐) 그림 1. 초기우주에서 현재 우주가지 블랙홀들의 진화 과정. 현재 우주 (redshift =0)에서 거대질량 블랙홀 (백만 태양질량 이상)들이 많이 발견되나 중간질량 블랙홀로 확정된 경우는 드물다. 중간질량 블랙홀 탐사는 초기우주에서 블랙홀들이 어떻게 생성되었는지 그 기원을 밝히는 중요한 단서다. 현재 제안된 여러 가지 블랙홀 씨앗 시나리오들에 따르면 블랙홀 씨앗의 질량은 태양질량의 100에서 100,000 배로 추정된다. 그림 2. 블랙홀의 질량함수. 이번 연구결과는 현재 우주에서 중간질량 블랙홀 종족이 꽤 높은 개수밀도로 존재하는 것으로 측정되었으며 이 결과는 초기우주 블랙홀의 생성 시, 무거운 씨앗 (중간질량 블랙홀)이 필요함을 드러낸다. 그림 3. 연구 과정의 흐름도 □ 연구자 ○ 성 명 : 우종학 ○ 소 속 : 블랙홀과 은하진화 연구실, 서울대학교 물리천문학부 교수 ○ 연락처 : 02-880-4231, jhwoo@snu.ac.kr ○ 성 명 : 조호진 ○ 소 속 : 블랙홀과 은하진화 연구실, 서울대학교 물리천문학부 박사과정 학생 ○ 연락처 : hcho.astro@gmail.com < 연구이야기 > □ 연구를 시작한 계기 o 블랙홀의 기원을 밝히는 일은 블랙홀의 생성과 진화 연구에서 가장 기초가 되는 핵심질문이지만 아직 제대로 밝혀지지 않았으며 조호진 박사과정 학생의 학위 논문 주제인 중간질량 블랙홀 연구의 일부로 중간질량 블랙홀 질량함수 연구를 하기로 함 o 2023년에 수소 방출선을 사용하여 블랙홀 질량을 측정하는 측정법을 개발하고 논문으로 발표됨. 이 측정법은 중간질량 블랙홀 측정에 매우 유용하며 분석 결과에 따르면 기존의 블랙홀 질량 측정값에 매우 큰 오차와 오류가 있음을 알게되었으며 새로운 블랙홀 질량 측정법으로 중간질량 블랙홀을 측정하여 블랙홀 씨앗을 탐구하는 연구에 동기를 갖게 됨. □ 이전 연구와 차별화 포인트 o 중간질량 블랙홀은 검출이 어렵기 때문에 기존 연구는 주로 거대질량 블랙홀에 초점이 맞춰져 있었으나 이번 연구는 중간질량 블랙홀의 질량함수와 점유율등을 측정하여 중간질량 블랙홀 종족을 예측한 최초의 연구임 o 특히 최근 발표된 새로운 블랙홀 질량 측정법을 사용하여 블랙홀의 개수밀도를 정확히 측정하여 블랙홀의 기원 시나리오를 변별한 중요한 단서를 처음으로 제공함 □ 관련기사 국내 연구진, 중간질량 블랙홀 탐색해 블랙홀 생성 기원 규명 : 동아사이언스 (dongascience.com)
2024-07-04
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