알림사항
수상자 : 한국천문연구원 김종수
시상식후 기념촬영
수상업적
한국천문연구원 김종수 박사가 이달의 과학기술자상 4월 수상자로 선정됐다. 김종수 박사는 자기 레일레이-테일러(magne- tic
Rayleigh-Taylor) 불안정에 의한 거대분자운의 형성 이론의 부당함을 밝힌 그의 이론이 학계에서 주목을 받고 있다. 마치 원자가 물질을
이루는 기본 단위인 것처럼, 별은 우주를 이루는 기본 단위가 된다. 이러한 맥락에서 별 탄생에 관한 연구는 천문학에서 가장 흥미 있는 주제 중의
하나이다. 천문 관측으로부터 알려진 사실은별들이 거대분자운(이 천체는 주로 수소 분자로 이루어져 있으며, 그 크기는 50 파아섹 정도이고 질량은
태양의 약 백만 배이다) 내에서 태어난다는 점이다. 그러므로 별 탄생 시나리오를 쓸려면, 별 탄생의 모태가 되는 거대분자운의 형성을 이해해야만
한다. 전통적으로 믿어왔던 거대분자운의 형성 기작은 부력에 기초를 둔 자기 레일레이-테일러 불안정이다. 우리 은하의 중력장에 놓여있는 성간
기체는 기체 자신, 성간 자기장, 우주선 입자의 압력 경사력에 의해 지탱되고 있다. 이러한 형국은 마치 지상에서 물이 기름 위에 놓여 있는
상태와 비슷하다. 이러한 계는 불안정하여, 고 은위(galactic latitude)에 놓여 있는 성간 기체가 저 은위에서 형성되는 자기력선의
골에 모여든다. 이렇게 모인 성간 기체가 거대분자운이 된다는 설이 바로 전통적인 이론이다. 김 박사는 먼저 이 이론이 현실과 동떨어진 아주
단순화된 성간 매질의 모형에 기반을 두고 있다는 점에 착안하여, 실질적인 성간 매질에서 이 이론이 적용될 수 있는가를 검증하는 여러 편의 논문을
발표했다. 이 결과를 종합하면, 은하 면에 수직 성분의 비 선형 중력가속도 분포, 여러 위상을 띠고 있는 다성분 성간 기체, 무작위 자기장
성분, 그리고 우주선 입자의 확산을 고려한 실질적인 성간 매질에서 발생하는 자기 레일레이-테일러 불안정은 단순화된 매질에서보다 천천히 성장함을
발견했다. 이러한 결과는 전통적인 이론의 위용성이 감소함을 단적으로 보여주고 있다. 더 나아가 김 박사는, 자기유체역학 방정식을 푸는 대규모
수치 계산을 통해 전통적인 이론의 부당함을 여실히 보여주었다. 즉, 자기 레일레이-테일러 불안정으로 생긴 기체 덩어리의 기둥 밀도(column
density)의 증가는 매우 미약하므로, 이 불안정으로는 거대분자운을 형성할 수 없다는 결론에 도달했다. 김 박사가 발표한 이론은 현재 이론
천문학자들뿐만 아니라 관측천문학자들도 받아들이고 있는 추세이다. 천문학은 실험을 수행할 수 없는 학문이기 때문에, 많은 이론 천문학자들은
그들의 연구에 수치 계산을 자주 사용한다. 김 박사도 그 분류의 한 사람이며, 특히 그는 자기유체역학방정식을 푸는 수치 계산 천문학 분야에서
세계적으로 앞서가는 고 분해능 수치 계산을 수행해 왔다. 최근에 그는 이 분야에서 경쟁력을 높이기 위해 64 개의 프로세서와 64GB의 메모리를
갖는 PC 클러스터를 제작했다. 이를 이용하여 현재 그는 성간 난류(turbulence)에 대한 대규모 수치 계산을 수행하고 있다. 성간 난류가
별 탄생에 미치는 영향이 자못 기대된다.