계속쓰는 천문학이야기

지금까지 천문학에 대해 3번쨰 글을 쓰는것 같은데 마무리를 잘 지어보도록 할것이다 저번글에 이어서 쓰면 감마선 천문학에 대해 알아보면 대부분의 감마선을 내뿜는 천체는 감마선 폭발이고 감마선 폭바은 짧은 시간동안 강한 감마선을 방출하고 금방 어두워지는 천체이다 그 외에 감마선을 내뿜는 천체로는 펄서 중성자별 활동은 하핵이있다 이것은 어떤것일까 하면 감마선 천문학이란 가장 짧은 전자기 파장대의 천체를 연구하는 천문학 분야로서 감마선은 콤프턴 감마선 천문대와 같이 인공위성에 의해 또는 대기 체렌코프 망원경이라 불리는 특화된 망원경을 사용하여 관측된다 저번에 서술한 대로 망원경의 역할이 크다고 볼수있다 체렌코프 망원경은 감마선을 직접적으로 검출하진 않지만 감마선이 지구대기에 의해 흡수되었을떄 생성되는 가시광 영역의 반짝임 체렌코프 복사를 감지한다 그럼 이어서 전자기파 이외의 천문학에 대해 알아보겠다 중력파 천문학은 새롭게 발생한 천문학의 분야로서 블랙홀 중성자별등으로 구성된 쌍성들이 내는 것 같은 중력파를 검출하는것을 목적으로 하고있는데 현재까지 레이저 간섭계 중력파 관측소 샅은 관측소가 만들어졌고 2016년 중력파 검출에 성공함으로써 그 유명한 아인슈타인의 상대성이론의 강력한 증거가 되었다 행성과학자들은 직접적인 관측을 위해 우주 탐사선을 행성에 보내거나 시료를 채취해서돌아오는 방식을 이용하기도 한다 예를들면 탐사선이 행성을 지나챠 가면서 사진을 찍거나 행성표면에 직접 착륙해서 실험을 수행하기도 하고 표면에 탐사선을 충돌시키고 이떄 발생하는 물질들을 원거리에서 관측하기도 한다 전자기파 빛 이외에도 중성미자 중력파등을 이용하여 우주에서 일어나는 현상을 관측할수있고 또한 탐사선을 이용하여 달이나 혜성같은 지구밖의 천체에서 직적사료를 채취하기도한다

이러한것들이 다 중요한 자료가 되는것이다 뉴트리노는 주로 태양 내부나 초신성 폭발에서 만들어지며 고에너지 입자인 우주선이 차례로 붕괴하거나 대기의 입자와 반응하면서 만들어지기도 한다 뉴트리노란것은 처음들어보는 생소한 단어였는데 이러한 뉴트리노는 물질과 거의 반응하지 않으므로 지하시설에 위치한 커다란 용기에 많은 양의 물과 얼음을 채워 놓고 이들이 뉴트리노와 아주 가끔 반응할떄 나오는 미세한 빛을 검출하는 방식으로 관측을 한다 이러한 뉴트리노 검츨기로는 특별한 지하시설이 있다고 한다 그 다음으로 측성학과 천체역학을 서술할것이다 최근에는 지구 근접천체를 추적함으로써 이러한 혜성이나 소행성들이 지구와 충돌하거나 비껴가는 위험한 경우를 예측하는 중요한 역할을 하고있다 측성학 아스트로미트리는 천문학뿐아니라 자연과학에서 가장 오래된 분야중의 하나로써 전체의 위치를 측정하는 학문분야이다 역사적으로 해 달 행성 별들의 위치를 정확히아는것은 항해나 달력을 만드는데 필수적이었기 떄문이다 측성학은 행성의 위치를 매우 정확하게 측정함으로써 중력의 섭동에 관해 잘 이해할수있도록 기여했으며 이는 행성들의 위치를 정확하게 예측할있는 첸체역학의 발전으로 이어졌다 가까운 별들의 연주시차를 측정하여 별까지의 거리를 구하는것은 우주의 크기를 가까운곳부터 먼곳까지 차근차근 정립해나가는 소위 우주거리 사다리를 구성하는 가장 기본이 되는 일이다 또한 가까운 별까지의 거릴를 재는일은 별의 절대 광도같은 물리량을 정확히 잴수있으므로 매우 중요하다 별들의 시선속도를 재는것과 함계 고유운동을 잰다면 별들의 3차원적인 운동을 알수있고이를 통해 우리은하내의 천체들이 어떻게 움직이는지를 연구할수있다 매우 중요한점이다 1990년대부터는 별의 궤도가 예상과는 달리 약간 흔들거리는 현상을 정확하게 측정해서 이러한 별의 주위를 공전하고있는 외계행성을 찾는 방법이 널리 이용되고있다 지금부터는 이론천문학에 대헤 이야기 해볼것이다 이론 천문학의 주제로는 천체역학 별의 진화 은하의 형성과 진화 우주의 거대구조 우주선의 기원 일반 상대론 물리우주론들이있다 이렇게 다양한 현상들을 설명하기 위해 이론 천문학은 다양한 물리법칙이론들을 적용한다 예를 들어 천문학에서 상대론은 중력이 중요한 역할을 하는 우주거대구조를 연구하는 기본적인 틀을 제공하며 중력파와 블랙홀등을 연구하는데 바탕이 된다 현대 천문학은 급팽창 이론 암흑물질 그리고 기본적인 물리법칙들을 바탕으로하여 acdm모형을 정립하였고 이는 현재 천문학자들 사이에서 널리 받아들여지고있다 천문학자들이 그렇다고 한다 한편 암흑물질과 암흑에너지는 현대 천문학에서 가장 주목 받고있는 주제이다 이론천문학에서 어떤 물리법칙을 바탕으로 어떤실험 관측결과에 기반하여 이론적인 모형을 만들어주고 이로써 어떠한 현상을 설명 또는 예측할수있는지를 보여줄수있다 이론천문학자들은 모형을 만들고 그 모형이 옳다면 어떤 결과를 가져올지를 연구한다 이를 바탕으로 관측자들은 여러 이론들 중 어느것이 옳은것인지를 가려줄 관측자료들을 모으거나 실험을 계획하게 된다 새로운 관측자료가 얻어지면 이론 천문학자들은 익관측결과를 설명할수있게 꾸준하게 모형을 바꾸고 발전시킨다 만약 자신의 이론이 새롭게 얻어진 관측자료와 양립할수없는경우에는 그 관측결과를 맞출수 있게 모형을 약간 수정할수있지만 만약 이론이 아주 많은 관측자료와 모순된다면 그 모형은 폐기되기도한다 필요없는것은 폐기한다 이렇게 이론 천문학자들은 천체나 천문현상을 이해하기 위해 해석적인 모형이나 컴퓨터를 이용한 수치모형같은 방법을 이용한다 이러한 방법들은 가각 장정이 있다 해석적인 모형을 다시말해서 어떤 문제를 수식으로서술하는 방법 어떤 현상에 대하여 보다 직접적인 통찰력을 제공하며 수치적인 모형은 매우 복작한 현상을 몇가지 기본 물리 법칙으로부터 계산해 냄으로써 어떤 현상이 존재할수있는지 등을 이해하는데 도움이 된다 음 지금까지 천문학에 대해 글을쓰고 있는데 다음부터는 연구대상에 따른 천문학의 세부분야에 대한것으로 글을 마무리해야겠다