2020학년도 1학기 UST-KASI 천문우주과학 전공 신입생 모집
대한민국 천문우주과학의 미래를 이끌어 갈 참신하고 역량 있는 당신을 환영합니다!
유관분야 최고 석학들과 함께 여러분의 꿈을 키워나갈 수 있습니다.
한국천문연구원(KASI) 천문우주과학 전공 (https://major.ust.ac.kr/astros.do 또는 https://kasi.re.kr/kor/introduce/pageView/332)에서는 2020학년도 1학기 석박사 통합과정 및 박사과정 UST 신입생을 모집합니다. 대전 대덕특구에 위치한 한국천문연구원 캠퍼스는 천문학과 우주과학 분야에서 기초과학기술 및 응용과학기술 지식 습득에 탁월한 연구 및 교육 환경(학생인건비: 석사과정 130~185만원/월, 박사과정 170~255만원/월 지급, 기숙사: 대전 외 지역 거주학생에 한하여 KASI 내부 기숙사 입주 가능)을 제공하는 국내 유일의 유관분야 과학기술전문 기관으로서, 세계를 향해 도약하는 핵심 과학기술그룹들을 보유하고 있습니다.
한국천문연구원 캠퍼스 천문우주과학 전공은 최고의 경쟁력을 갖춘 학위과정을 제공하기 위하여, 전공강좌(성간물질과 별탄생, 천체물리학, 태양계, 외부은하, 우주론 등), 현장연구, 세미나 등의 교과과정과 유관분야 최고 석학들에 의해 지도받으며 참여할 수 있는 대형 연구프로젝트를 다수 운영하고 있습니다. 또한, 모든 신입생들이 졸업 시 연구경쟁력을 갖추게 하기 위해, 권장하는 학위 과정 기간(예, 석박사 통합과정은 6년 이내, 박사과정은 4년 이내)동안 그 연구결과를 국내외 유관분야 저명 학술지(SCI(E))에 제1저자 논문 2편 이상을 발표할 수 있도록 지도하고 있습니다.
2020학년도 1학기 신입생 모집분야는 아래 명기한 연구 분야들이며, 이 외 분야의 신입생은 선발하지 않습니다. 각각의 세부전공 관련 문의사항은 담당 교수께 보내주시고, 기타 일반 문의사항은 전공책임교수(이상성, sslee@kasi.re.kr)에게 보내주시기 바랍니다. 지원 원서접수는 9월 9일부터 25일(오후 5시)까지 가능하며, UST 홈페이지 입학안내를 참고하시기 바랍니다(https://ust.ac.kr/admission.do).
이상성 드림.
전공책임교수
1. 선광일 교수 (kiseon@kasi.re.kr)
은하주변/은하간 물질 및 은하연구
먼 우주에서 가까운 우주까지 다양한 별탄생 활동을 보이는 은하들의 형성과 진화를 이해하는 것은 천문학 및 천체물리학에서 중요한 주제이다. 이러한 현상을 천체물리학적인 관점에서 올바르게 이해하기 위해서는 은하내부에서 발생한 빛의 생성 및 성간/은하주변/은하간 물질에서의 아래와 같은 빛의 전달 메카니즘을 잘 이해하여야 한다.
(1) 먼 우주의 은하에 대한 연구는 수소원자가 n=2에서 n=1로 천이하는 과정에서 방출되는 라이먼알파(Lyman-alpha) 관측을 통해 연구할 수 있다. 그러나, 라이먼알파와 같은 공명선(resonance line)은 수많은 산란과정을 거치기 때문에 해석이 용이하지 않다. 기존의 은하주변 물질에 대한연구는 상대적으로 단순한 성간/은하주변/은하주변/은하간 물질에 대한 모델을 가정하고 있기 때문에 Si II (1번 이온화된 실리콘) 또는 C IV (3번 이온화된 탄소) 등의 다른 파장의 방출선을 동시에 설명하는데 어려움이 있다. 우리는 다양한 모델을 고안하여 관측 결과를 설명하고자 한다. 또한, 최근 MUSE 관측의 도움으로 Quasar 근방에 매우 넓게 퍼진 라이먼알파 헤일로가 관측이 되고 있다. 우리는 라이먼알파 헤일로의 기원과 바리온물질의 분포에 대한 연구를 수행하고자 한다. 또한, 라이먼알파 와 21 cm 연구를 통해 우주의 재이온화 시기에 대해 연구하고자 한다.
(2) 은하의 진화를 연구함에 있어서 분광에너지분포의 적색편이에 따른 변화를 올바로 이해하는 것이 필수적이다. 이를 위해서는 성간먼지에 대한 복사전달연구가 선행되어야 한다. 우리는 매우 복잡한 난류적 특성을 보이는 성간먼지의 특성을 고려하여 자외선부터 원적외선까지의 관측을 해석하기 위한 복잡한 빛의 전달과정을 이해하고자 한다.
(3) 중성기체 뿐만 아니라 이온화된 기체는 은하의 활동상태에 대한 중요한 단서를 제공한다. 광이온화(photoionization)된 기체에서 발생한 방출선에 대한 연구는 많이 되어 있지만, 주변의 성간먼지에 의해 산란되면서 방출선 사이의 비율이 변한다는 것과 라이먼 연속광의 탈출에 대한 연구는 그 중요성에 비해 잘 연구되어 있지 않다. 우리는 은하 전체 또는 일부의 성간매질에 대한 수치해석 시뮬레이션과 광이온화 및 성간먼지에 의한 복사전달 모델을 결합하고 은하전체의 광이온화 모델 연구를 수행할 것이다.
위의 연구들을 위해 우리는 여러 가지 복사전달 현상에 대한 계산 코드를 이미 개발 완료하였다. 이 연구결과들은 먼 우주 또는 가까운 은하의 진화 및 별탄생 현상을 이해하는 데 중요한 기여를 할 것으로 기대한다. 신입생은 자신의 선호도 및 재능에 따라 연구주제를 선택하게 될 것이다. 또한 다양한 이론적인 배경 및 관측자료 해석방법과 시뮤레이션 방법 등을 포함하는 다양한 수치적인 방법론을 익히고 직접 관측을 수행함으로써 연구에 활용하게 될 것이다.
2. 이상성 교수 (sslee@kasi.re.kr)
활동은하핵 제트의 방랑하는 전파핵 연구: 활동은하핵 (AGN, Active Galactic Nuclei)에서 최근 Fermi 감마선우주망원경을 통해 자주 관측되는 고에너지 감마선 폭발현상은 상대론적 제트 (relativistic jets) 내부에서 발생하는 것으로 알려져 있다. 이 상대론적 제트에서는 여러 가지 복사기작에 의해 전자기파 전영역에서 복사방출이 일어나는데, 싱크로트론 복사 (Synchrotron radiation), 역콤프턴산란(Inverse Compton scattering), 도플러부스팅 (Doppler boosting) 등이 그것이다. 이 연구분야에서 제기되는 두 가지 의문점은 첫째, AGN에서 관측되는 감마선 폭발현상의 기원은 무엇인가와, 둘째, 그 원인의 물리적 기작은 무엇인가이다. 첫 번째 질문에 대한 설명으로 제기되는 이론은 1) 고에너지 플라즈마로 이루어진 상대론적 제트 (Marscher et al. 2008), 2) 그상대론적 제트에서 방출되는 복사의 도플러부스팅 (Dermer 1995), 3) 상대론적 전자에 의한역콤프턴산란 등이 있다. 이 질문에 대한 대답을 찾는데 중요한 이론적, 관측적 사실로는 1)상대론적 제트 내의 플라즈마의 압축(Compression)과 가열(heating), 2) 상대론적 입자의 생성기작, 3) 제트의 밝기와 자기장의 급격한 변화현상 등을 들 수 있다. 본 연구에서 구체적으로 규명하고자 하는 질문은 이것이다. 현재까지 AGN 제트 관측을 바탕으로 제시되는 AGN의 이론적 모델에서 중요한 역할을 하는 상대론적 제트의 생성과 진화는 어떻게 이루어져 왔는가? 제트의 어떤 특성이 제트를 그토록 강력하고 활발하며 거대한 천체현상으로 유지하고 있는가? 이 질문에 도전하는 매우 핵심적인 연구방법 중 하나는 바로 AGN 제트에서 발생하는 고에너지 폭발현상과 밀접한 연관성이 있는 방랑하는 전파 핵(wandering radio cores)과, 이 전파 핵의 자기장 특성을 전파간섭계 관측으로 연구하는 것이다. 특히, 초정밀 전파간섭계 측성학으로 전파 핵 위치의 정밀한 측정과 동시에 밀리미터파 대역 다파장 편광관측을 이용해서 이 전파 핵 주변의 자기장의 분포를 규명하는 것이 본 연구의 핵심적인 목표이다. 이 연구는 우리나라 최초 전파간섭계인 한국우주전파관측망 (KVN, Korean VLBI Network)의 다파장 동시관측 성능과 호주 Mopra 전파망원경을 이용하여 감마선 폭발 현상을 보이는 활동성은하핵 30여개 천체를 고분해능 다파장 위상보정 VLBI 관측모니터링(AiMOGABA: Astrometric and interferometric Monitoring of Gamma-ray Bright AGN)과 다파장 단일경 편광 모니터링 관측(MOGABA: Monitoring of Gamma-ray Bright AGN)을 통해 감마선 폭발현상 등과 제트 내의 전파 핵 변화의 상관관계를 밝히는 것을 주요 연구방법으로 채택하였다.
3. Arman Shafieloo (shafieloo@kasi.re.kr)
In cosmology group we are looking for a strong, competent and enthusiastic PhD candidates in order to train them at a competitive level internationally and making them prepared for the near future and next generation of the cosmological surveys. A successful candidate will become officially involved with SDSS-IV (Sloan Digital Sky Survey, Stage 4), DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) and LSST (Large Synoptic Survey Telescope) surveys and the project will include studying and performing research on different aspects of physical cosmology such as testing early universe scenarios and reconstruction of the growth and expansion history of the universe using large scale structure data. Developing advanced statistical methods of data analysis (data mining, machine learning, regression approaches) and preparation to deal with future big data will be a major part of the research during the PhD project or integrated-PhD.
4. Prof. David Parkinson (davidparkinson@kasi.re.kr)
In the cosmology group we are looking for enthusiastic and competent PhD candidates to undertake research in the area of cosmological and theoretical astrophysics. The next generation of large-area astronomical surveys will provide new and accurate data for answering such important questions as “what is the nature of the mysterious dark energy?” and “what were the initial conditions of the Universe?” A successful candidate will have the opportunity to become involved in two of these surveys, DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) in the optical, and EMU (the Evolutionary Map of the Universe) in the radio. The project will involve analysing data from these surveys and testing these cosmological models (such as dark energy theories and alternative models of gravity) against this data. The project will also involve developing advanced statistical methods of data analysis (such as Bayesian methods, and machine learning approaches), providing training in the area of big data analysis, which will be useful both inside astrophysics and external industrial sectors.
5. 김기태 교수 (ktkim@kasi.re.kr)
고질량별 생성 조건 및 기작 연구 (Investigation of the formation conditions and mechanisms of high-mass stars):
별은 우주의 기본 구성단위 이다. 별이 성간에 분포하는 수소분자운에서 생성된다는 사실이 밝혀진 이 후 별이 어떤 조건에서 어떠한 기작으로 생성되는지는 천문학 분야에서 가장 중요하며 흥미로운 연구 주제 중 하나로 알려져 있으며 현재까지 많은 연구가 수행되어 왔다. 하지만 별 생성의 기본 과정인 분자운핵의 중력수축, 디스크를 통한 물질 강착, 제트 방출 등에 대한 우리의 이해가 여전히 부족한 상황이다. 특히 은하와 성간물질의 진화에 결정적인 영향을 미치는 태양 보다 질량이 8배 이상 큰 고질량별들의 생성 조건과 기작이 태양과 질량이 비슷한 대다수 별들의 그것과 근본적으로 같은지 다른지는 여전히 논란이 되고 있다. 본인의 연구그룹에서는 1) JCMT, NRO 45m, SMA, ALMA 등을 활용하여 별 생성의 조건과 초기 진화 단계를 연구하기에 적합한 차가운 Planck 분자운에 대한 체계적인 관측 연구를 수행하고 있다. 또한 2) KVN/KaVA, VLA, ALMA를 활용하여 고질량 원시성의 디스크-제트 시스템에 대한 대규모 서베이를 수행하고 있다. 이들 서베이 데이터를 통계적으로 분석하고 서베이에서 발견된 흥미로운 개개의 고질량 원시성에 대한 자세한 연구를 수행하여 고질량별의 생성 조건과 기작 그리고 초기 진화 과정을 규명하고자 한다.
6. 황정아 교수 (jahwang@kasi.re.kr)
This is an integrative (MSc-PhD) project to study the space plasma physics occurred in Earth’s magnetosphere. Especially this project will explore the particle dynamics and wave-particle interactions in the radiation belt and the magnetosphere. It will use ground magnetometer networks and multi satellites including SNIPE which will be launched in 2020.Two themes are included in this project.The first theme is exploration various plasma waves by using the ground magnetometer and satellites’ observations In this course, a student will participate in
- operation and data analysis of BOH magnetomer (fluxgate, magneto-impedence, proton sensor)
- derivation of pi 2 pulsation, pc 5 waves and electromagnetic ion cyclotron waves
- data analysis using SWARM & VAP satellites
- development of SNIPE payloads & data analysis
The second theme is studying the wave-particle interactions by particle simulation and data analysis in the earth’s radiation belt.
- data reduction and analysis of Van Allen Probes data
- learning the particle-in-cell simulation
- data reduction and analysis of various satellites’ data
7. 김록순 교수 (rskim@kasi.re.kr)
- 태양의 대기인 코로나와 행성간 공간의 상태 및 그 안의 다양한 물리현상을 이해한다.
- 우주환경변화를 분석 예측함으로써 인간과 현대 과학기술에 미칠 수 있는 피해를 최소화한다.
- 국제우주정거장용 태양코로나그래프 관측자료를 활용한 세계적인 연구 성과를 창출한다.
태양의 최상층 대기인 코로나는 태양물리학에서 가장 흥미로운 연구주제 중 하나이다. 이는 코로나 지역이 에너지가 만들어지는 태양의 핵으로부터 가장 멀리 떨어져 있음에도 불구하고 약 수 천도의 온도를 갖는 광구나 채층보다 훨씬 높은 수백만도 이상의 온도를 가지고 있기 때문이다. 현재 많은 연구를 통하여 1) 나노플레어와 2)MHD 파동이 코로나 지역의 온도를 높이는 가열 메커니즘으로 제시되고 있으나 여전히 태양물리학 분야의 난제로 받아들여지고 있다. 이러한 과학적인 측면 이외에도 코로나는 태양풍의 형태로 넓게 태양계 공간으로 뻗어 나가 실질적으로 지구에 영향을 미치기 때문에 실용적인 측면에서도 연구의 필요성이 매우 높다. 태양에서 플레어나 CME와 같은 폭발 현상이 발생하면 지구 근처의 우주환경이 급격하게 교란되어 태양복사폭풍, 고에너지입자급증, 그리고 지자기폭풍 등이 발생하게 된다 과거에는 이 같은 현상이 발생하면 황홀한 오로라를 구경하는 것 이외에는 문제 될 것이 없었지만 과학기술이 점점 발달해 갈수록 인간의 일상생활에 미치는 영향은 심각해지고 우주환경변화를 예측하고 대비하는 일의 중요성이 더욱 커지고 있다. 이와 같은 연구를 주도적으로 수행하고 국제적인 연구역량을 확보하기 위하여 천문연에서는 국제우주정거장용 태양코로나그래프를 개발하고 있으며 관련 연구를 지속적으로 진행하고 있다. 따라서 본 연구 과정에서는 1) 코로나 지역의 가열 메커니즘을 이론적으로 설명하고 이를 뒷받침하는 관측적 증거를 찾으며 2) 각종 인공위성과 지상관측소에서 수집된 자료와 함께, 앞으로 개발될 우주정거장용 태양코로나그래프의 관측 자료를 이용하여 코로나와 태양풍, 그리고 지구 근처 공간의 인과관계를 이해하고 이를 미리 예측하는 방법을 연구할 것이다.
8. 김진호 교수 (jkim@kasi.re.kr)
▶ 연구 주제: 수치적인 방법을 통한 상대론적인 고밀도 천체 (블랙홀, 중성자별) 연구
▶ 연구 개요: 블랙홀 또는 중성자별과 같은 고밀도 천체는 매우 강한 중력장을 가지고 있고 그 운동 또한 매우 빨라 빛의 속도에 가까운 운동을 한다. 따라서 블랙홀, 중성자별 혹은 그 주별 물질의 운동을 보기 위해서는 상대론적인 접근이 필요하다. 하지만 일반상대론의 일반해는 매우 특별한 경우에만 구할 수 있어 대부분 수치 시뮬레이션을 통해 계산한다. 따라서 이 과정에서는 고밀도 천체 혹은 그 주변 물질의 동역학적 진화를 상대론적인 수치적인 시뮬레이션을 통해 연구를 진행한다.
▶ 연구 목표: 수치 상대론적 시뮬레이션을 하기 위해서는 매우 정교한 수치 코드의 개발뿐만 아니라 천문학과 물리학적 지식이 요구된다. 본 과정을 통하여 지원 학생은 기본적인 천문학과 물리학 특히 일반 상대론 지식을 습득함과 동시에 기초적인 수치 시뮬레이션을 경험하고 이를 점차 확대하여 본인만의 독자적인 상대론적인 시뮬레이션 코드를 개발할 것이다. 이러한 과정을 통하여 수치상대론 분야의 원천 기술을 가짐과 동시에 천문학적 현상에 대하여 적용함으로써 세계적인 경쟁력을 가지는 연구자로 성장 할 수 있도록 할 것이다.* 이 과정은 박사과정 혹은 석·박사 통합과정을 통해 박사급 인력양성을 목표로 한다.