M87 블랙홀, 팽이처럼 흔들리며 회전한다 - 23년 관측 통해 제트의 11년 주기 세차운동 관측 성공 - 한중일 참여한 동아시아 우주전파관측망 주도 ■ 한국천문연구원(원장 박영득)을 포함한 국제 공동 연구팀이 블랙홀 제트의 세차운동이 11년 주기로 일어난다는 사실을 밝혀냈다. 이 연구는 과학 저널 네이처(Nature)에 한국 시각 9월 28일 0시에 발표됐다. 그림 1. 세차운동하는 블랙홀을 설명하는 이미지. (©Yuzhu Cui et al. 2023, Zhejiang Lab) □ 전 세계 45개 기관, 79명의 연구원이 참여한 국제 공동 연구팀은 2000년부터 2022년까지 동아시아우주전파관측망(이하 EAVN, East Asian VLBI Network), 초장기선 어레이(이하 VLBA, Very Long Baseline Array), 한일공동 우주전파관측망(이하 KaVA, KVN and VERA Array), 동아시아-이탈리아 우주전파관측망(이하 EATING, East Asia To Italy: Nearly Global)으로 얻은 관측 자료를 분석해 M87 초대질량블랙홀 제트*의 방출 방향이 주기를 가지고 회전하고 있음을 발견했다.    ※ 제트: 제트는 기체와 액체 등 물질의 빠른 흐름을 말하는데, 노즐 같은 구조를 통과하며 밀도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 물질이 방출되어 만들어진다. 블랙홀 주변의 강력한 자기장, 부착원반(또는 여기서 나오는 방출류)과 블랙홀의 상호 작용을 통해 강력한 제트 방출 현상이 발생한다. □ 초대질량블랙홀의 제트 방출 메커니즘은 현대 천체물리학의 주요 난제 중 하나다. 현재 주류이론은 빠르게 회전하는 블랙홀에서 발생한 에너지 중 일부가 제트로 방출된다는 주장이다. 그러나 이 과정에서 가장 중요한 요소인 초대질량블랙홀의 회전은 지금까지 직접 관측된 적이 없었다. □ 이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 지난 23년간 얻은 M87 블랙홀의 초장기선 전파간섭계(이하 VLBI, Very Long Baseline Interferometry) 데이터를  분석했고 슈퍼컴퓨터를 활용한 시뮬레이션 연구를 수행했다. 그 결과, 블랙홀의 회전축이 부착원반의 회전축과 나란하지 않아 제트의 세차운동*이 발생하고 있다는 사실을 밝혀냈다. 세차운동의 존재는 M87 블랙홀이 실제로 회전하고 있다는 분명한 증거다.   ※ 세차운동이란 회전하는 천체의 회전축이 원을 그리며 움직이는 현상이다. □ 이번 연구에서 한국천문연구원의 한국우주전파관측망(이하 KVN, Korea VLBI Network)은 동아시아우주전파관측망의 일원으로 대부분의 관측에 참여했으며 세종시의 22m 전파망원경도 일부 관측에 참여했다. 또한 한국천문연구원의 한일공동상관센터(이하 KJCC, Korea-Japan Correlation Center)는 연구에 사용된 총 170회의 관측 데이터 중 123개의 데이터를 상관처리했다. VLBI 관측에서 상관처리는 각 나라의 전파망원경에서 관측한 전파자료를 한곳으로 모아 하나의 자료로 합성하는 과정으로, 이 단계를 거쳐야만 연구에 사용하는 영상 데이터를 최종적으로 얻을 수 있다. □ 이 연구의 한국측 책임자인 한국천문연구원의 노현욱 박사후연구원은 “우리가 주도적으로 운영하는 전파관측망과 상관처리센터에 힘입어 한 천체에 대해 오랜시간 지속적으로 관측할 수 있었으며, 이것이 이우리 연구의 가장 큰 장점이다. 앞으로 EAVN 주도로 계속될 M87 모니터링에서 기존에 발견하지 못했던 블랙홀의 새로운 현상들이 발견되기를 기대한다.”라고 설명했다. □ EAVN AGN 워킹그룹의 리더인 손봉원 책임연구원은 “Kerr(커) 블랙홀이라고도 하는 회전하는 블랙홀 고유의 중력효과인 틀 끌림 현상(Frame dragging)를 독자적으로 입증한 이번 연구는 한국과 동아시아 연구진과 연구시설의 능력을 입증한 쾌거”라고 밝혔다.   ※ 틀 끌림 현상: 블랙홀처럼 질량이 매우 큰 물체가 회전하면 중력효과 발생하여 주변 시공간도 블랙홀의 회전을 따라 회전하는데, 이는 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서 예측한 틀 끌림(frame-dragging) 현상이다. □ 한편 이번 연구의 주요 저자들은 다음과 같이 언급했다.   ㅇ 저장연구소의 박사후연구원이자 논문의 제1 저자인 추이 유주(Yuzhu Cui) 박사는 “블랙홀과 부착원반 회전축이 어긋난 정도가 비교적 작고 세차운동 주기가 길기 때문에, 장기간에 걸친 고해상도 데이터의 분석으로 이러한 성과를 이룰 수 있어 기쁘다”고 소감을 밝혔다.   ㅇ 제2 저자인 일본국립천문대(National Astronomical Observatory of Japan)의 하다 카즈히로(Kazuhiro Hada) 박사는 “M87 블랙홀이 회전하는지 여부는 천문학자들 사이에서 주요 관심사 중 하나였다. 이번 연구를 통해 블랙홀이 실제로 회전하고 있음을 증명했다.”고 언급했다. □ 본 연구에는 총 79명의 연구자들이 참여했으며, 국내에서는 한국천문연구원의 노현욱 박사, 손봉원 책임연구원, 서울대학교의 이건우 연구원, 경희대학교 박종호 교수 등 총 23명의 연구자가 관측 제안 및 스케쥴, 관측 결과의 영상처리 및 분석과 같은 연구의 전반적인 과정에 기여했다. (보도자료 끝. 참고자료 있음.) [참고자료 1] 그림 및 참고 영상 그림 1. 세차운동 중인 기울어진 부착원반 모델을 설명하는 이미지. 중심부 블랙홀의 회전축은 그림의 수직 방향으로 고정되어 있다고 가정. 제트의 방향은 부착원반과 거의 수직을 이룬다. 블랙홀과 부착원반 사이의 회전축이 나란하지 않은 경우 부착원반과 제트의 세차운동이 일어난다. (©Yuzhu Cui et al. 2023) 그림 2. 세차운동 중인 기울어진 부착원반 모델을 설명하는 동영상 이미지(©Yuzhu Cui et al. 2023)  다운로드 링크: http://210.110.233.66:8081/api.link/3d_baLoJGrrJWu8I98Y~.mp4 그림 3. M87 제트 세차운동 이미지와 각도 변화 이미지 상단 이미지: 2013년부터 2018년까지 매 2년간의 관측을 통해 보이는 M87 제트의 세차운동. 흰색 화살표는 제트의 방출 각도를 나타낸다. 하단 이미지: 2000년부터 2022년까지 연도별 이미지를 기반으로 나타낸 제트의 방출 각도 변화 그래프. 파란색 및 녹색 점은 관측에서 얻은 점이며, 빨간색 선은 세차운동 모델을 관측에 적용하여 얻은 그래프다. (Yuzhu Cui et al.2023, Zhejian Lab) 그림 4. M87 제트 세차운동 이미지와 각도 변화 동영상 이미지(© uzhu Cui et al. 2023)  다운로드 링크: http://210.110.233.66:8081/api.link/3d_baLoJGrrIWuAL-sc~.mp4 [참고 2] M87 블랙홀 연구 관련 주요 내용 [참고자료 2] M87 블랙홀 연구 관련 주요 내용 사상 최초 M87 블랙홀 관측 M87 블랙홀 편광 영상 획득 2019년 4월 공개 2021년 3월 공개 보도자료 링크: https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/11770 보도자료 링크: https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/28712 M87 다파장 동시 관측 M87 그림자와 제트 동시 포착 2021년 4월 공개 2023년 4월 공개 보도자료 링크: https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/28738 보도자료 링크: https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/29492 M87 블랙홀 제트의 자기장 강도 2023년 8월 공개 보도자료 링크: https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/29699 [참고 3] 용어 및 관측시설 설명 - EHT 프로젝트 ‘블랙홀’이라 하면 검은 구멍을 떠올린다. 블랙홀을 직접 본 사람은 없고 블랙홀을 직접 볼 수도 없다. 블랙홀은 빛조차 흡수해 버려 직접 관측할 수 없기 때문이다. 우리가 영상이나 논문에서 봤던 블랙홀의 이미지는 모두 이론을 바탕으로 만들어진 상상에 불과하다. ‘이벤트 호라이즌 망원경(EHT)’은 번역하면 ‘사건지평선망원경’으로, ‘사건지평선’이란 블랙홀의 안과 밖을 나누는 넓은 경계지선을 뜻한다. 어떤 물질이 사건지평선을 지나 블랙홀로 빨려 들어갈 때 그 일부는 에너지로 방출되기에 높은 해상도의 관측 장비를 동원한다면 사건지평선의 가장자리를 볼 수 있다는 것이다. 사건지평선 부근은 강한 중력 효과에 의한 현상이 발생한다. 대표적인 것이 블랙홀의 그림자(Black Hole Shadow)이다. 블랙홀 주변의 원반에서 사건지평선 가까이에 다가간 물질은 빛의 속도에 가까운 매우 빠른 속도로 블랙홀 주변을 공전하며 블랙홀로 끌려 들어간다. 이때 발생하는 마찰이 유발한 강력한 빛이 원반을 밝게 빛나게 하는데, 이 원반의 모양은 블랙홀의 중력에 의해 왜곡되고 구부러져 보이게 된다(예: 영화 ‘인터스텔라’의 블랙홀). 또한, 관측자에게는 이 회전하는 원반 중 관측자를 향하여 움직이는 모서리가 관측자에게서 멀어지는 모서리보다 밝게 보이게 된다. 이렇게 블랙홀 주변의 극단적인 환경에서 발생하는 현상에 대한 관측은 일반 상대성 이론과 초대질량 블랙홀의 이해에 대한 강력한 증거가 된다. 해당 관측을 위해선 거대 관측 장비가 필요하다. 이에 지구촌 전파천문학자들은 전파망원경 8개를 하나로 연동해 지구 크기의 거대 망원경처럼 활용했다. 2018년 이후로 EHT 관측망에 추가로 참가하는 망원경이 더해져, 2020년에는 총 11대까지 수가 늘어났다. Event Horizon Telescope(EHT) A global Network of Radio TelescopesGLTJCMT SMASMTKitt PeakLMTNOEMA30-MALMA APEXSPT 2018 Obserbatiories ALMA Atacama Large Millimeter/submillimeter Array CHAJANANTOR PLATEAU, CHILE APEX Atacama Pathfinder EXperiment CHAJNANTOR PLATEAU, CHILE 30-M IRAM 30-meter Telescope PICO VELETA, SPAIN JCMT James Clerk Maxwell Telescope MAUNAKEA, HAWAII LMT Large Millimeter Telescope SIERRA NEGRA MEXICO SMA Submillimeter Array MAUNAKEA, HAWAII SMT Submillmeter Telescope MOUNT GRAHAM, ARIZONA SPT South Pole Telescope SOUTH POLE STATION GLT Greenland Telescope Project THULE AIR FORCE BASE Observing in 2020 Kitt Peak Kiit Peak 12-meter Telescope KITT PEA, ARIZONA USA NOEMA NOEMA Observatory PLATEAU DE BURE, FRANCE - 초대질량 블랙홀(Supermassive black hole) 활동성 은하의 중심에 있는 초대질량블랙홀은 우주에서 발견되는 가장 강력한 천체중 하나이며, 엄청난 크기의 중력으로 인해 많은 양의 물질을 빨아들이고, 그 과정에서 플라즈마 제트를 광속에 가까운 속도로 분출하여 수천 광년 떨어진 곳까지 뿜어낼 수 있다. 대부분의 은하 중심에 초대질량 블랙홀이 있을 것으로 추정된다.  - 틀 끌림 현상(프레임 드레깅, Frame-dragging)과 세차운동 블랙홀처럼 질량이 매우 큰 물체가 회전하면 중력효과에 의하여 주변 시공간도 블랙홀을 따라 회전하는데, 이는 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서 예측한 “틀 끌림 (frame-dragging)”현상이다. 이때 만일 블랙홀 주변의 강착 원반의 회전축이 블랙홀 회전축과 나란하지 않은 경우, 기울어진 원반의 전체 구조가 블랙홀 회전을 따라 “끌려가며” 방향을 계속 바꾸며 세차운동을 한다 (이를 이론적으로 예측한 과학자의 이름을 따서 렌제-티링 (Lense-Thirring) 세차운동이라고도 한다). 이는 결과적으로 강착원반에 수직한 방향으로 방출하는 제트의 세차운동을 일으킨다 (그림 1 및 동영상 참조). - 초장기선 전파간섭계(VLBI, Very Long Baseline Interferometry)  초미세구조를 관측하기 위해서는 여러 전파망원경을 하나로 연동해야만 한다. 세계 각지의 최첨단 전파망원경으로 하나의 천체를 동시 관측해 분해능(떨어져 있는 두 물체를 구별하는 능력)을 높이는 초장기선 전파간섭계 기술을 활용한다. 수백~수천 킬로미터 떨어진 여러 대의 전파망원경으로 동시에 같은 천체를 관측하여 전파망원경 사이의 거리에 해당하는 구경을 가진 거대한 가상의 망원경을 구현하는 방법이다. 간섭계를 구성하기 위해 동원한 전파망원경의 수가 많을수록, 그들 사이의 거리와 방향이 다양할수록 간섭계의 영상 복원능력이 향상된다. 8개 전파망원경이 각자 전파 신호를 포착하고 이 신호들을 한데 모아 ‘가상의 망원경 초점’에서 종합하면 사실상 지구만한 전파망원경의 효과를 낼 수 있다.  - 한국우주전파관측망(KVN, Korean VLBI Network) 한국천문연구원이 운영하는 KVN은 서울 연세대, 울산 울산대, 제주 중문에 설치된 21m 전파망원경 3기로 구성된 VLBI 관측망이다. 각 망원경의 거리는 305km~478km로, 세계에서 유일하게 밀리미터 영역의 4개 주파수 전파를 동시에 관측할 수 있다. KVN은 3기를 연결한 간섭계뿐만 아니라 각각의 단일 망원경으로도 사용할 수 있다. 평창에 네 번째 전파망원경이 구축되었으며 2024년 초기 관측에 나설 예정이다. - 동아시아우주전파관측망 (EAVN, East Asian VLBI Network) 동아시아우주전파관측망 (EAVN, East Asian VLBI Network)은 한국, 일본, 중국의 총 16개의 망원경을 연결한 최대 기선 5000km 정도의 거대 VLBI 관측망이다. 이번 연구에서는 총 13개의 EAVN 안테나가 참여하였으며, 그 중 한국에서는 3기의 한국우주전파관측망(KVN) 및 세종시 우주측지관측센터의 22m 전파망원경이 참여하였다. 한국천문연구원은 EAVN을 운영하는 4개국(한국, 중국, 일본, 태국)의 7개 기관(KASI, NAOJ, SHAO, XAO, YNAO, NGII, NARIT) 중 운영에 가장 큰 기여를 하고 있는 기관으로, EAVN의 관측제안서 접수, 관측 스케쥴링, 데이터 상관처리, 자료 아카이브관리 등을 담당하고 있고, EAVN의 관측 전반을 관리하는 웹페이지를 운영하고있다 (EAVN 웹페이지, https://radio.kasi.re.kr/eavn/main.php). 그림 6. 관측에 참여한 동아시아우주전파관측망의 전파망원경.  총 13기이며 한국의 KVN(연세, 울산, 탐라) 과 세종, 일본의 VERA(미즈사와, 이리키, 오가사와라, 이시가키지마)와 히타치, 노베야마, 타카하기, 중국의 CVN(난샨, 티얀마)으로 구성되어 있다. - EAVN 활동성은하핵 과학연구그룹 (EAVN AGN Science Working Group) 그림 7. 이번 연구에 참여한 EAVN AGN Science Working Group 사진. 2019년 일본 이바라키 대학교에서 열린 East Asia VLBI Workshop 중 촬영 - 동아시아-이탈리아 우주전파관측망 (EATING, East Asia To Italy: Nearly Global VLBI) 그림 8. 관측에 참여한 동아시아-이탈리아 우주전파관측망. 기존 동아시아우주전파관측망의 13기에 더하여 이탈리아 전파망원경 3기 (메디치나, 사르디나, 노토)와 러시아 전파망원경 1기 (바다리)가 참여하여 총 16기의 전파망원경으로 최장 기선 10,000km에 육박하는 긴 기선의 고해상도 관측이 가능하다.  - 한일상관센터(Korea-Japan Correlation Center, KJCC) 한일상관센터는 대전 한국천문연구원에 위치한 상관처리 시설로, 한국천문연구원과 일본국립천문대가 공동개발한 대전 하드웨어 상관기 및 DiFX 소프트웨어 상관기를 운영하고 있다. 이번 연구에 사용된 관측 자료 중 KaVA, EAVN, 및 EATING VLBI로 관측한 123개 관측 자료를 한일상관센터의 대전 하드웨어 상관기로 상관처리 하였다. 이는 최대 16개 전파망원경으로부터 초당 1기가비트의 속도로 기록된 전파자료를 동시에 상관처리할 수 있는 상관기이다. 상관처리란 각 전파망원경에서 관측하여 보내온 전파데이터로부터 모든 조합의 망원경에 대해 간섭무늬를 계산하여 연구에 활용할 수 있는 데이터를 확보하는 일련의 과정을 말한다. 이 상관처리 결과를 종합하면 관측대상 천체의 상세한 영상을 얻을 수 있다. 그림 9. 이번 연구에 사용된 대부분의 관측 자료를 상관처리한 한일상관센터 그림 10. EAVN 망원경으로 관측한 전파자료를 상관처리 중인 대전 상관기 [참고 4]  연구팀 및 논문 ○ 연구 프로그램  본 연구는 2000년부터 2022까지 총 170개의 VLBA 및, EAVN, KaVA, EATING VLBI의 관측 자료를 활용하였다. 이 중 2006년부터 2018년까지 47개의 VLBA 자료는 아카이브에 있는 기존 관측 자료를 활용하였으며, 2013년 하반기부터 2022년까지 119개 관측자료는 EAVN AGN 과학연구그룹의 주도로 KaVA 및 EAVN로 관측하여 얻은 것이다. 그 중 2016년부터 2019년 상반기까지의 관측은 KaVA 및 EAVN의 대형 프로그램 (Large Program)에 선정되어 관측이 수행되었다. 연구팀은 2023년 현재에도 지속적으로 EAVN을 활용하여 M87의 관측을 수행중이다 (연구책임자: 노현욱 (한국천문연구원), 추이 유주 (저장연구소)). 또한 2019년부터 현재까지 이탈리아, 러시아, 호주 망원경이 EAVN 관측에 참여하는 EATING VLBI (연구책임자: 노현욱 (한국천문연구원), 이건우 (서울대학교), 하다 카즈히로 (일본국립천문대)) 관측을 수행중이며, 4개의 EATING VLBI 자료가 본 연구에 사용되었다. 향후 이를 활용하여 11년 주기의 세차운동의 특성을 보다 명확히 확인하는 한편, 또 다른 주기를 갖는 진동운동이 존재하는지의 여부를 살펴보려는 목적이 있다. ○ 논문 - 제목 : Precessing jet nozzle connecting to a spinning black hole in M87 - 게재지 : Nature - 게재일자 : 2023년 9월 27일 (세계표준시간), 9월 28일 (한국시간)

한가위 보름달 9월 29일 오후 6시 23분에 뜬다 - 2023년 추석 보름달 관련 천문정보 ■ 2023년 한가위(9월 29일, 금요일) 보름달이 서울 기준 18시 23분에 뜬다. □ 9월 29일 한가위 보름달이 뜨는 시각은 서울을 기준으로 18시 23분이며, 가장 높이 뜨는 시각은 자정을 넘어 30일 0시 37분이다.  □ 달이 태양의 반대쪽에 위치해 완전히 둥근달(망望)이 되는 시각은 추석 당일인 9월 29일 18시 58분이다. □ 해발 0m를 기준으로 주요 도시에서 달이 뜨고 지는 시각은 아래와 같다. 주요 도시에서 달이 뜨고 지는 시각을 설명하는 표입니다. 지역 9월 29일(추석) 달 뜨는 시각 9월 30일 달 지는 시각 서울 18:23 07:02 인천 18:24 07:03 대전 18:21 07:00 대구 18:16 06:55 광주 18:24 07:02 부산 18:14 06:52 울산 18:14 06:51 세종 18:22 07:00 ※다른 지역은 한국천문연구원 천문우주지식정보 홈페이지(https://astro.kasi.re.kr/life/pageView/6) 월별 해·달 출몰시각 참고 [참고 자료] 제28회 한국천문연구원 천체사진공모전 수상작, © 배정훈 제29회 한국천문연구원 천체사진공모전 수상작, © 서영균 제24회 한국천문연구원 천체사진공모전 수상작, © 김석희

또 한번 뒤집힌 오우무아무아(1I/2017 U1, 'Oumuamua)의 정체 - 기존 수소 얼음과 물 얼음으로 이루어져 있다는 가설 뒤집어 ■  한국천문연구원 티엠 황(Thiem Hoang) 박사가 이끄는 국제연구팀은 태양계에서 관측된 최초의 외계 성간천체 1I/2017 U1('Oumuamua, 이하 오우무아무아)가 수소 얼음과 물 얼음이 아니라고 밝혔다. 오우무아무아의 상상도(© NASA, ESA and Joseph Olmsted and Frank Summers of STScI) □ 2020년 티엠황 박사의 연구팀은 오우무아무아가 수소 얼음으로 이루어져 있고 표면에서 나오는 수소 기체로 인해 가속 운동을 한다는 유력 가설을 뒤집는 논문을 제시한 바 있다(2020. 8. 18. 보도자료 참고*). 이후 2023년 상반기 천문학계에서는 오우무아무아가 수소 얼음과 물 얼음으로 구성되어 있어 성간물질*을 통과해도 파괴되지 않을 수 있다는 새로운 이론이 제시됐다.  ※ 성간물질: 성간물질이란 별과 별 사이 비어 있는 공간에 존재하는 먼지와 기체를 의미한다. 성간물질을 통과하는 긴 시간 동안 기체 입자들이 충돌해 열이 발생한다.  ※ 보도자료 링크: https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/28544 □ 하지만 티엠 황 박사와 하버드-스미소니언 천체물리연구센터 아브라함 로브(Abraham Loeb) 교수의 연구팀은 오우무아무아가 수소 얼음과 물 얼음으로 구성되어 있다는 주장 또한 수소와 물의 승화 현상을 고려하지 않은 이론이며, 오우무아무아의 비중력 가속 운동*을 설명할 수 있는 추력을 만들 수 없다고 주장했다.   ※ 비중력 가속 운동: 추진력이 강해 태양 중력만으로 속도를 높이고 있다고는 설명하기 어려운 운동 □ 연구팀은 오우무아무아가 우주 공간에서 겪을 수 있는 중요한 가열 및 냉각 과정을 고려한 열역학적 모델을 제시했다. 오우무아무아가 빠른 속도로 추진하기 위해서는 수소 얼음이 기체로 승화되어야 하는데 이때 많은 양의 수소가 필요하다. 그러나 수소 얼음과 물 얼음으로 오우무아무아가 구성되어 있다고 가정하고 표면 온도를 추정한 결과, 온도가 매우 낮아 오우무아무아를 추진할 힘이 부족하며 충분한 수소 얼음도 없다고 밝혔다. □ 한국천문연구원 이론천문연구센터의 티엠 황 박사는 “오우무아무아가 어떻게 태어났으며 본질이 무엇인지 규명하는 것은 여전히 천문학자들에게 남겨진 숙제이며, 향후 베라 루빈 천문대에서 이루어질 대형 시놉틱 관측 망원경(Large Synoptic Survey Telescope, LSST)을 통해 많은 성간 물체를 탐지한다면 오우무아무아의 기원과 본질에 다가갈 수 있을 것이다.”고 말했다.   (보도자료 끝. 참고 사진 및 자료 있음.) [참고자료 1] 참고 영상 천무학자들이 추정하는 태양계를 통과하고 있는 오우무아무아 모습 영상 (© ESO, M. Kornmesser, L. Calcada. Music: Mylonite - MRP (Mylonite Recordz Production) 링크: https://www.youtube.com/watch?v=qxTHNiMNPDw [참고자료 2] 성간천체 오우무아무아 정체에 대한 유력 가설과 반박 년도 별(2020년, 2023년) 유력가설 및 이유, 가설에 대한 반박을 나타내는 표입니다. 연도 유력 가설 및 이유 가설에 대한 반박 2020 - 오우무아무아는 수소 얼음으로 이루어졌다. (Seligman & Laughlin, 2020) - 오우무아무아가 태양 중력만으로는 설명하기 어려운 비중력 가속운동을 보인다. 오우무아무아는 수소 얼음으로 이뤄졌고 표면에서 분출되는 기체가 오우무아무아를 가속시킨다 - 수소 얼음으로만 구성되어 있을 경우 성간물질을 통과하는 긴 시간 동안 기체 입자들이 충돌해 열이 발생해 파괴된다. (2020. 8. 18. 천문연 보도자료) 2023 - 오우무아무아는 수소 얼음과 물 얼음으로 이루어졌다. (Bergner & Seligman, 2023) - 수소 얼음과 물 얼음으로 구성되어 있을 경우 성간물질을 통과해도 파괴되지 않고 살아남을 수 있다. - 수소 얼음과 물 얼음의 승화에 의한 냉각을 고려하지 않았으며 오우무아무아에는 충분한 수소와 추진력이 없다. (2023. 9. 14. 천문연 보도자료) [참고자료 3] 용어 설명 - 오우무아무아(1I/2017 U1, ‘Oumuamua) 성간천체) 오우무아무아는 2017년 하와이대학 팬스타즈(Pan-STARRS)팀이 발견한 최초의 태양계 바깥에서 온 성간천체로 하와이어로 '먼 곳에서 찾아온 메신저'라는 뜻이다. 처음에는 소행성과 혜성으로 오인했으나 형태, 궤도, 속도, 가속운동 등의 특징을 통해 외계에서 온 성간천체로 확인되어 '1I/2017 U1'로 명칭이 바뀌었다. 2018년 스피처(Spitzer) 우주망원경을 이용해 관측한 결과 오우무아무아는 예상치 못한 속도로 빨라지며 마치 로켓이 엔진 추력으로 가속되는 것처럼 태양 중력만으로는 설명하기 어려운 비중력 가속운동을 보였다.  - 베라 루빈 천문대(VRO, Vera C. Rubin Observatory) 칠레 쎄로 파촌(Cerro Pachon)에 건설 중인 베라 루빈 천문대는 2022년부터 본격 가동될 예정이다. 이 사업은 미국국립연구재단(NSF) 주관하에 미국 대학천문학연구연합(AURA), 미국 에너지부(DOE), LSST 연합(LSSTC) 외에 여러 나라의 대학, 연구기관들이 건설과 운영에 참여한다. 현재 한국천문연구원에서도 참여를 추진하고 있다. 루빈 천문대의 핵심은 지름 8.4m 의 시모니 탐사 망원경(Simonyi Survey Telescope)과 그에 딸린 32억 화소 카메라다. 망원경 자체의 구경은 현재 건설 중인 거대망원경들에 비해 작은 편이지만, 천구의 3.5도 범위를 고해상도로 촬영할 수 있는 능력을 지녔다. 특정 천체가 아닌, 우주의 넓은 지역을 동시에 관측하는 데 특화된 것이다. 천문학자들은 이 관측자료를 이용해서 암흑물질과 암흑에너지 연구, 초신성 폭발과 같은 일시적 이벤트의 관찰, 소행성 탐색 등에 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. [참고자료 4] 논문 □  논문 ㅇ 제목: Implications of Evaporative Cooling by H2 for 1I/'Oumuamua ㅇ 게재지 : 천체물리학 저널(Astrophysical Journal Letters) 7월호 ㅇ 저자   - Thiem Hoang(한국천문연구원 책임연구원)   - Abraham Loeb(하버드-스미소니언 천체물리연구센터(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) 및 하버드 대학교 천문학과 교수) 

우리가 만든 과학 탑재체, 한-미 협력으로 달 표면 탐사한다 - 美 NASA의 민간 달착륙선에 탑재될 국내 개발 루셈(LUSEM) 탑재체 미국 이송 시작 - 美 인튜이티브 머신즈社의 노바-C 착륙선을 이용하여 ’24년 탑재체 발사 계획 - 달 앞면 저위도 ‘라이너 감마’ 지역에 착륙하여 달 우주환경 관측 수행 ※ 한국천문연구원에서 작성한 "LUSEM" 관련 보도자료는 과학기술정보통신부에서 배포하였습니다. 자세한 내용은 붙임파일을 참고하시기 바랍니다. ■  과학기술정보통신부(장관 이종호, 이하 ‘과기정통부’)와 한국천문연구원(원장 박영득, 이하 ‘천문연’)은 9월 4일(월) 미국의 무인 달착륙선을 통해 ’24년 달에 발사하여 과학 임무를 수행하기 위한 ‘달 우주환경 모니터(이하 ‘LUSEM*’)’ 탑재체의 개발이 완료되어, 미국으로 이송을 시작하였다고 밝혔다.  * LUSEM : LUnar Space Environment Monitor □  LUSEM은 천문연이 국제 달 탐사 공동연구 추진을 위해, 美 NASA의 CLPS* 계획에 참여하여 개발한 탑재체이다. CLPS 계획은 美 아르테미스 프로그램의 하위 계획으로서, NASA 주관으로 달의 과학적 탐사, 상업적 개발 등과 관련된 탑재체를 실은 무인 달착륙선을 매년 발사하는 계획이다. NASA는 사업 기획·관리를 담당하고, 입찰을 통해 선정된 민간 기업이 무인 달착륙선을 개발·발사·착륙·운영하게 되며, 천문연은 착륙선에 탑재할 과학 탑재체 중 4종**을 개발하여 달 탐사 과학 임무를 공동으로 수행할 계획이다.  * CLPS : Commercial Lunar Payload Services, 민간 달 탑재체 수송 서비스 ** ① 달 표면 우주환경 모니터(LUSEM), ② 달 표면 자기장 측정기(LSMAG), ③ 달 표토 3차원 영상카메라(GrainCams), ④ 달 표면 우주방사선 측정기(LVRAD)  □ LUSEM은 50킬로전자볼트(50keV*) 이상의 고에너지 입자를 검출할 수 있는 센서로서, 천문연 주관으로 경희대 우주과학과 선종호 교수 연구팀과 함께 개발한 과학 탑재체이며, 국내업체인 쎄트렉아이가 제작을 담당하였다.   * 전자볼트(eV)는 전기를 띤 입자가 가진 에너지를 측정하는 단위로서, 1eV는 1.6×10-19C의 전하를 가지는 입자가 1V의 전위차에서 가속될 때 얻는 에너지  지구 표면과 달리 대기권 및 지구 자기장 등의 보호를 받지 못하는 달 표면에서는 심우주로부터 날아오는 고에너지 입자가 직접 검출되는 것으로 알려져 있다. 고에너지 입자는 우주인의 건강이나 우주선의 전자부 기능 및 구조·강도 등에 영향을 미칠 수 있고, 대기가 없는 천체에서의 우주 풍화 작용 등 과학적 연구에도 중요하게 활용되기 때문에, 향후 유인 심우주 탐사 및 우주과학 연구를 위해 고에너지 입자에 대한 연구 필요성이 지속적으로 제기되어 왔다.   □ 이러한 필요성을 바탕으로 NASA는 지난 ’21년 11월, ’24년 발사할 계획인 인튜이티브 머신즈(Intuitive Machines)社의 무인 달착륙선 노바-C(Nova-C)에 한국이 개발한 LUSEM을 탑재한다고 발표하였다. Nova-C는 달 앞면 저위도 ‘라이너 감마(Reiner Gamma)’ 지역에 착륙하여, LUSEM을 통한 우주환경 관측을 포함해 표면 지형 관측, 국소 자기장 측정, 협력적 자율분산주행 로버군 전개, 레이저 반사경 배치 등의 임무를 수행할 예정이다. ※ 라이너감마(Reiner Gamma) : 달의 앞면 적도 서쪽에 위치하고 있으며, 무늬로 인해 굴곡이 있는 것처럼 보이나 평평한 평면지대임 □  LUSEM은 센서부와 전장부, 그리고 두 장치를 연결하는 전선으로 이루어져 있다. 이 중 센서부는 고에너지 입자를 관측하는 주 장비로서, 위와 아래의 양방향 관측이 가능한 검출기 2기로 구성되어 있다. 두 쌍의 검출기는 각각 한쪽은 전자를, 다른 한쪽은 양성자를 검출한다. 그리고 위쪽을 바라보는 검출기는 우주에서 날아오는 입자를 검출하고, 아래쪽을 바라보는 검출기는 달 표면에 반사되는 입자를 확인하여 상호 차이를 분석하게 된다. 전장부는 센서부를 제어하고 신호를 처리하며 전원을 공급하는 등의 역할을 수행한다. 1. 센서부: 고에너지 대역의 전자와 이온을 분리하여 검출 2. 전장부: 센서부 제어, 신호처리, 전원공급, 착륙선과의 전기적 인터페이스 관리 □ LUSEM은 9월 4일(월) 항공포장을 마친 뒤 미국으로 이동된다. 우선 무진동 차량에 실려 대전을 출발해 인천공항에 도착한 후 항공운송을 통해 텍사스주 휴스턴에 위치한 인튜이티브 머신즈(Intuitive Machines)社로 이송된다. 이후 천문연이 NASA 주관 하에 LUSEM을 ’24년 초까지 Nova-C에 장착한 뒤, ’24년 말 SpaceX社의 팰컨-9(Falcon-9)를 통해 발사하는 것을 목표로 착륙선과의 인터페이스 시험 및 기능시험 등의 발사 준비 작업을 수행할 예정이다. □ 조선학 과기정통부 거대공공연구정책관은 “아르테미스 약정 서명 후 추진해온 첫 번째 협력 프로젝트가 성공적으로 진행되어 매우 뜻깊게 생각한다”면서 “다누리의 성공에 이어 한-미 우주탐사 분야의 협력이 지속적으로 이루어지고 있는 만큼, 앞으로도 아르테미스 프로그램에서 우리나라의 참여 범위를 확대하고 우주분야 국제공동연구의 장을 넓혀나가기 위해 노력하겠다”고 밝혔다. □ 박영득 한국천문연구원장은 “LUSEM은 우리나라의 자랑스러운 과학 탑재체 중 하나”라며 “우주탐사 시대에 필요한 우주환경에 대한 여러 가지 정보를 전해줄 것으로 기대한다”고 밝혔다. [참고자료 1] 달 우주환경 모니터(LUSEM) 개요 □ (기본 형상) 두 개의 고에너지 입자 관측기(SST : Solid State Telescope)*를 서로 반대 방향으로 평행하게 배치시켜 달에서의 하늘과 달 표면 양방향을 동시에 바라보도록 설계     * SST : 특정 방향으로 입사하는 고에너지 이온과 전자의 양을 측정하는 관측기기. 미국의 지구-달 우주환경 탐사선 테미스(THEMIS), 미국의 화성 탐사선 메이븐(MAVEN) 등의 우주탐사임무에 활용된 바 있으며, 천리안위성 2A호에서도 우주기상 탑재체(KSEM, Korean Space Environment Monitor)로 활용되고 있음. □ (제원)  ○ 크기 : (센서부) 205mm(w) X 184mm(d) X 231mm(h)(전장부) 380mm(w) X 308mm(d) X 132mm(h)  ○ 전체무게 : 10kg □ (기능) 우주에서 달로 입사하거나 달 표면에 반사되는 입자 중 50keV*~22.5MeV** 에너지 대역의 이온과 50keV~3.8MeV 에너지 대역의 전자를 달 표면에서 상시 관측     * 킬로일렉트론볼트, 1keV = 1,000eV    ** 메가일렉트론볼트, 1MeV = 1,000keV = 1,000,000eV □ (관측 대상) 근지구 공간의 우주환경, 달궤도 및 달표면의 고에너지 입자를 관측  ○ 발사 후 지구 궤도를 벗어난 뒤 관측을 시작하여 ① 달까지 가는 동안 근지구 공간의 우주환경을 조사하고, ② 달궤도 도착 후 착륙지로 하강하며 관측을 수행하며, ③ 착륙 후에는 달표면에서 관측할 예정 □ (작동 원리)  ○ 이온 및 전자를 검출하는 다층 실리콘 검출기 한쪽에 포일(Foil)을 두어 저에너지 대역의 이온을 차단하고, 반대편에는 자기장 필터 역할을 하는 자석을 이용해 저에너지 대역의 전자를 차단함으로써 원하는 수준 이상의 에너지를 가지는 이온과 전자를 각각 분리하여 검출 [참고자료 2] 달 우주환경 모니터(LUSEM) 비행모델 사진 센서부 전면 센서부 측면 센서부 상단 전장부 달 우주 환경 모니터(LUSEM) 이송식 행사 및 모델 이미지 다운로드 링크: http://210.110.233.66:8081/api.link/3d_baLoJG7_EWuAJ_cY~.zip 달 우주 환경 모니터(LUSEM) 이송식 행사 영상 다운로드 링크: http://210.110.233.66:8081/api.link/3d_baLoJG7_HWuAI_cY~.zip [참고자료 3] 추가 참고자료 1. 라이너 감마 지역이 착륙지로 선정된 이유가 무엇인지? ○ 라이너 감마는 아직 생성 메커니즘과 유지 원리가 알려지지 않아 과학적으로 흥미로운 대상인 스월(swirl)* 중 가장 잘 알려진 지역임.     * 달 표면에서 지형의 높낮이가 없지만 밝고 어두운 곡선의 무늬가 어지럽게 나타나는 영역을 통칭하는 용어로, 달 표면에서 드물게 발견되는 특이지역 ○ 스월의 위치 분포는 명시적인 경향성은 드러나지 않으나 표면 부근 지하의 국소적인 자기이상(magnetic anomaly) 지역의 분포와 상관관계를 보임. 이러한 독특한 무늬가 어떻게 생성되었는지, 왜 현재 발견되는 바와 같이 무작위적으로 드물게 분포하는지, 입자의 이동 및 바깥 우주에서 오는 영향에도 불구하고 어떻게 오랜 세월동안 그 형태를 유지하는지 등에 관해서는 아직 명확히 밝혀져 있지 않음. ○ 또한 자기 이상으로 인한 소규모 자기장이 해당 지역으로 들어오는 입자들의 입사 경로에 영향을 미칠 것으로 예측되는데, 이를 확인하기 위해서는 스월 지역에서의 직접 관측이 필요함. 이같은 이유로 라이너 감마는 전 세계의 달과학 연구자들이 달착륙선의 과학 탐사 임무 후보지로 항상 제안해 온 지역 중 하나임. ○ 라이너 감마의 위치는 상대적으로 착륙이 쉽고 지구와의 통신이 원활해 달착륙 임무를 운용하기에 유리한 지역이기도 함. 지구에서 잘 보이는 달 앞면 적도 부근에 있어 교신이 쉽고, 매우 평탄한 달의 바다 안에 위치하고 주변에 운석충돌구(크레이터) 등 복잡한 지형의 밀도가 현저히 낮아 착륙에 용이함. 2. 라이너 감마라는 이름이 붙은 유래는 무엇인지? ○ 라이너는 스월 가장 가까이에 있는 크레이터의 이름임. 기준이 되는 라이너 크레이터를 기준으로 하여 주변 지형에 그리스 알파벳을 붙이는 명명법을 따른 것으로, 이는 천문학에서 흔히 쓰이는 방식임. ○ 라이너 크레이터의 이름은 이탈리아 천문학자이자 수학자인 빈첸티오 레이니에리(Vincentio Reinieri)의 이름을 따라 명명됨. 3. Nova-c에 탑재된 다른 탑재체들의 임무는 무엇인지? ○ Lunar Vertex (LVx)   - 착륙선과 소형 로버에 자기장 측정기를 각각 탑재하여 달 표면 자기장 측정 및 자기이상 현상의 원인을 규명하고, 저에너지 플라즈마 입자(전자, 이온)를 검출하며, 착륙지 주변의 광각 컬러 영상을 통해 표면 지질 및 토양입자를 관측 ○ Cooperative Autonomous Distributed Robotic Explorers (CADRE, 협력적 자율분산 로봇 탐사)   - 소형 로버 3대를 활용한 무인 자율 주행 및 자율 임무 기동 수행능력 검증 ○ ESA's MoonLIGHT Pointing Actuator (MPAc)   - 지구-달 간의 거리를 정밀하게 측정하기 위한 레이저 반사경을 배치. 유사한 반사경을 여러 CLPS착륙선에 탑재하여 달 표면의 다양한 지역에서 활용하고, 달 내부구조 등을 연구 4. Nova-c의 다른 탑재체와 연계하여 수행하는 임무가 있는지? ○ LUSEM은 과거 아폴로 임무를 통해 월면에서 운용된 입자검출기보다 높은 에너지 대역의 입자를 관측함으로써 새로운 과학관측자료를 얻을 수 있음. ○ 같은 착륙선에 함께 실리는 Lunar Vertex에 포함된 입자검출기는 상대적으로 낮은 에너지 대역을 관측하는데, LUSEM의 관측영역과 일부 겹치므로 두 관측자료를 함께 활용하면 월면에 입사하는 입자에 대해 보다 종합적으로 연구할 수 있음. 이를 위해 Lunar Vertex 팀과 면밀히 협력하기로 함.

이번엔 M87 블랙홀 제트의 자기장 강도 추정 성공 - 기존 관측보다 약 100배 먼 거리의 블랙홀 자기장 강도 추정 - 한일공동 우주전파관측망(KaVA)를 통해 관측 ■ 한국천문연구원이 참여한 국제 공동 연구팀이 M87 블랙홀 제트의 자기장 강도 추정에 성공했다. M87은 블랙홀은 지난 2019년 사건지평선망원경(이하 EHT, Event Horizon Telescope)으로 인류 사상 최초로 관측한 블랙홀이다. □ 천문학자들은 블랙홀로부터 방출되는 제트*의 형성에는 자기장이 깊게 관여할 것이라 추측하고 있다. 이제까지 제트의 자기장 강도는 제트의 밀도가 높은 블랙홀 근처에서만 제한적으로 추정이 가능했는데, 블랙홀로부터 멀리 떨어진 제트의 자기장 강도를 추정한 것은 이번이 처음이다.      ※ 제트: 제트는 기체와 액체 등 물질의 빠른 흐름을 말하는데, 노즐 같은 구조를 통과하며 밀도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 물질이 방출되어 만들어진다. 블랙홀 주변의 강력한 자기장, 부착원반(또는 여기서 나오는 방출류)과 블랙홀의 상호 작용을 통해 강력한 제트 방출 현상이 발생한다. □ 이번 연구에는 한국천문연구원의 한국우주전파관측망(이하 KVN, Korea VLBI Network)과 일본국립천문대의 일본우주전파관측망(VERA Array)이 공동으로 운영하는 7개의 전파망원경으로 구성된 한일공동 우주전파관측망(이하 KaVA, KVN and VERA Array)을 활용했으며, 22GHz와 43GHz 주파수대로 준동시 관측했다. □ 이를 통해 연구팀은 제트가 방출되는 과정에서 제트 내의 플라즈마가 냉각되는 싱크로트론 복사냉각* 현상을 분석해 자기장 강도를 추정하는 데 성공했다. 복사냉각은 자기장 강도의 제곱에 반비례하므로, 서로 다른 주파수대(22GHz, 43GHz)에서 관측한 복사냉각 분포를 분석하면 자기장 강도를 추정할 수 있다.       ※ 복사냉각: 어느 물체가 복사열을 흡수하는 양보다 방출하는 양이 많아 기온이 내려가는 현상을 의미한다. 제트 내의 플라즈마가 자기장에 의해 빛의 속도에 가깝게 운동할 때 방사선이 방출되면서 냉각된다.  그림 1. M87에서 뿜어져 나온 제트의 복사냉각 분포도 복사냉각은 자기장 강도의 제곱에 비례하므로, 서로 다른 주파수대(22GHz, 43GHz)에서 관측한 복사냉각 분포를 분석하면 자기장 강도를 추정할 수 있다. 색이 푸른 계열일수록 플라즈마가 방사 냉각에 의해 더 많이 냉각되었음을 나타내며 붉은 계열일수록 덜 냉각되었음을 의미한다. (자세한 내용은 그림 2 참고) □ 그 결과, 블랙홀로부터 약 2-10광년(약 900-4,500 슈바르츠실트 반지름) 떨어진 거리에서 제트의 자기장 강도를 0.3에서 1가우스(Gauss)*로 추정했다. 이는 M87 제트의 자기장이 블랙홀 중심부에서부터 약 10광년의 거리까지 방출되는 동안 다른 외부 요인으로 인해 크게 소실되지 않았음을 의미한다.     ※ 지구 자기장의 크기는 약 0.2 가우스~ 0.65 가우스다. □ 본 연구 논문의 제1 저자인 한국천문연구원 노현욱 박사는 “KaVA 준동시 관측을 통해 초대질량블랙홀 중심부에서 멀리 떨어진 제트의 자기장 강도를 파악할 수 있었다. 이를 통해 제트 자기장의 전반적인 분포를 파악하고 기존 제트 이론 연구와 비교해 제트 형성 기작을 검증해나갈 것”이라 밝혔다. □ 한국천문연구원 손봉원 박사는“여러 주파수 VLBI 관측의 비교 분석은 제트의 물리적 특성을 이해하는 데 중요한 연구 기법이다”며 “블랙홀 연구는 여러 주파수대 동시 관측이 가능한 한국우주전파관측망(KVN)의 장점을 살릴 수 있는 분야라 앞으로도 지속적인 공동 연구와 성과를 예상한다”고 덧붙였다. □ 한편, 본 연구는 천문학 및 천체물리학 (Astronomy & Astrophysics) 5월 24일자에 게재됐다. (보도자료 끝. 참고자료 있음.) [참고자료 1] 그림 및 참고 영상 그림 2. 22GHz대와 43GHz대로 관측한 M87 제트 영상을 조합하여 나타낸 복사냉각 분포도 22GHz대와 43GHz대로 관측한 M87 제트 영상을 조합하여 복사냉각 분포도를 나타낸 이미지다. 22GHz 대역은 제트의 플라즈마가 비교적 덜 냉각된 부분을, 43GHz 대역은 방사 냉각에 의해 플라즈마가 더 많이 냉각된 부분을 보여준다. 제일 하단 그림에서 색이 푸른 계열일수록 플라즈마가 방사 냉각에 의해 더 많이 냉각되었음을 나타내며 붉은 계열일수록 덜 냉각되었음을 의미한다. 그림 3. M87 제트의 자기장 강도 분포 그래프 가로축은 거대 블랙홀로부터의 거리 (단위: 슈바르트실트 반지름), 세로축은 자기장 강도 (단위: 가우스)를 나타낸다. 기존 연구의 경우 제트의 밀도가 높은 블랙홀 근처(둥근 점선)의 자기장 강도를 추정한 반면, 본 연구는 M87 제트에서 멀리 떨어진 하류(검은색 사다리꼴)에서의 자기장 세기 분포 추정에 성공했다. 회색 점선은 이번 연구의 결과를 바탕으로 제트 상류 방향(블랙홀 근처)으로 대입하여 얻은 자기장 강도 분포이며, 이는 다양한 선행 연구에 의해 추정된 제트 기저 부근의 자기장 강도와 유사한 것을 확인할 수 있다. [참고자료 2] M87 블랙홀 연구 관련 주요 내용 사상 최초 M87 블랙홀 관측 M87 블랙홀 편광 영상 획득 2019년 4월 공개 2021년 3월 공개 보도자료 링크: https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/11770 보도자료 링크: https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/28712 M87 다파장 동시 관측 M87 그림자와 제트 동시 포착 2021년 4월 공개 2023년 4월 공개 보도자료 링크: https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/28738 보도자료 링크: https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/29492 [참고자료 3] 관측 시설 설명 - KaVA(KVN and VERA Array) 한일공동 우주전파관측망 그림 4. 한국과 일본의 전파망원경 네트워크를 연결하면 직경 약 2000km 의 전파 망원경 구경과 같은 높은 감도와 자세한 공간 분해능을 얻을 수 있다. 단일 망원경으로는 이런 거대한 구경을 만들 수 없기 때문에 전파 간섭 효과를 이용한 전파간섭계를 활용한다. (ⓒ KASI, NAOJ)   그림 5. 한일공동VLBI관측망(KaVA). (위) KaVA의 망원경 배치도. (아래) 각 지점의 전파망원경. 왼쪽에서부터 한국의 연세, 울산, 제주와 일본의 미즈사와, 이리키, 오가사와라, 이시가키에 위치한 전파 망원경이다. (ⓒ KASI, NAOJ) [참고자료 4] 연구팀 및 논문 ○ 연구 프로그램 본 연구의 해당 관측은 2016년 2월 한일공동 우주전파관측망의 대형 프로그램(KaVA Large Program) 으로 선정, 수행됐다 (연구책임자: 손봉원 박사 (한국천문연구원)와 키노 모토키 교수 (일본 코가쿠인대학, 일본국립천문대).   ○ 논문 - 제목 : Spectral analysis of a parsec-scale jet in M87: Observational constraint on the magnetic field strengths in the jet - 게재지 : Astrophysical & Astrophysics 게재일자 : 2023년 5월 24일   ○ 연구팀 (맨 앞의 숫자는 저자순위; 괄호안은 논문 기재 소속기관) 1. 노현욱 (한국천문연구원) 2. Motoki Kino (일본 코가쿠인대학) 3. 손봉원 (한국천문연구원) 4. Kazuhiro Hada (일본 국립천문대) 5. 박종호 (한국천문연구원) 등 52명

8월 31일 올해 가장 큰 둥근달 관련 참고자료 □ 개요 ㅇ 올해 가장 큰 둥근달(망望)은 8월 31일에 볼 수 있다. 구체적으로 가장 큰 둥근달은 8월 31일 10시 36분 달이다. 한편, 올해 가장 작은 둥근달은 2월 6일의 달(망 3시 29분)이었다. 올해의 가장 큰 둥근달과 가장 작은 둥근달의 크기는 약 14% 정도 차이가 난다. □ 이유 ㅇ 지구상에서 달의 크기가 다르게 보이는 이유는 달이 지구 주위를 타원 궤도로 돌기 때문이다. 지구와 달 사이의 거리가 가까우면 달이 커 보이고 멀면 작게 보인다. 둥근달 가운데 8월 31일 뜨는 달이 가장 크게 보이는 이유는 달과 지구의 거리가 다른 둥근달이 뜨는 날과 비교하여 더 가까워지기 때문이다. ㅇ 8월 31일 뜨는 둥근달의 거리는 약 35만 7,341m로 지구-달 평균 거리인 38만 4,400km보다 약 2만 7천km 가깝다. 지난 2월 6일에 뜨는 둥근달의 경우 약 40만 5,829km로 평균 거리보다 약 2만 1천km 이상 멀어진다. ㅇ 달이 지구 주변을 타원궤도로 돌며 가까워지거나 멀어지는 주기인 1 근점월 (근지점에서 근지점)은 약 27.55일이고, 보름달에서 다음 보름달로 변하는 삭망월은 약 29.53일이다. 따라서 약 14 삭망월 주기로 이러한 현상이 일어나게 된다. ㅇ 달과 지구의 물리적인 거리가 조금 더 가까워지긴 하지만 달이 크게 보이는 데에는 대기의 상태나 주관적인 부분도 작용하기에 육안으로는 특별한 차이를 못 느낄 수 있다. □ 달이 뜨는 시각 ㅇ 8월 31일 달은 서울 기준 19시 29분에 떠서 다음 날 7시 1분에 진다. 한편, 지난 8월 2일에 보름달이 떠오른 바 있으며, 31일 달은 8월에 두 번째로 뜨는 보름달이다.  ※ 다른 지역 월출·몰 시각은 한국천문연구원 천문우주지식정보 홈페이지(https://astro.kasi.re.kr/life/pageView/6) ‘생활천문관 - 월별 해/달 출몰시각’ 참고 [참고 사진] 그림1. 지구를 기준으로 태양과 달이 정반대편에 일직선으로 위치할 때 보름달을 볼 수 있으며, 타원 궤도를 도는 달이 근지점을 통과할 때 달이 더 커 보인다. 그림2. 보름달(제28회 천체사진공모전 수상작) ©배정훈 그림3. 보름달(제25회 천체사진공모전 수상작) ©김영재 그림4. 보름달(제24회 천체사진공모전 수상작) ©김석희

우주탐사 협력 강화 위해 천문연-KAI 맞손 -  천문연, KAI와 27일 업무협약 체결 - 신규 우주탐사 미션 기획, 탐사선 개발, 탐사 시스템 국산화 추진 ■ 한국천문연구원(이하 천문연)은 KAI(한국항공우주산업㈜)와 27일 15시에 국내 우주 분야 발전 및 우주산업 활성화를 위해 업무협약을 체결한다. 사진. 한국천문연구원- KAI 업무협약 체결식 (박영득 한국천문연구원장(좌), 강구영 KAI 사장(우)) □ 이번 협약은 천문연과 KAI의 우주탐사 협력 강화를 목적으로 진행된다. 천문연은 KAI와 ▲우주과학 공동연구 및 기술 개발 ▲우주탐사 미션 기획 및 시스템 개발 ▲과학 목적 탐사선 및 지상국 개발 ▲우주탐사 시스템의 국산화 품목 개발 등 에 대해 상호 협력할 예정이다. 이날 KAI 선릉사무소에서 열리는 협약식에는 박영득 한국천문연구원 원장과 강구영 KAI 사장 등 주요 관계자들이 참석한다. □ 현재 천문연과 KAI는 차세대중형위성 3호에 장착될 우주용 관측 카메라를 개발하고 있으며, 이번 협약을 계기로 양 기관의 연구성과 공유, 공동장비 활용, 보유기술 사업화 등 협력 분야를 확장해 긴밀한 학·산 협력체제를 구축해 나갈 방침이다. □ 천문연 박영득 원장은 “이번 협약 체결을 바탕으로 양 기관이 힘을 합쳐 새로운 우주탐사 미션을 기획하고 관련 기술과 시스템을 개발해 대한민국 우주분야 발전 및 우주산업 활성화에 기여할 수 있기를 희망한다”고 말했다.

선생님과 천문 종사자 위한 천문우주 연수 실시 - 최신 이슈 주제로 온오프라인 진행 - 장애·비장애학생 모두를 위한 프로그램 도입 ■ 한국천문연구원은 8월 7일(월)부터 전국 초·중·고등 교원과 천문시설 종사자를 대상으로 온오프라인 천문우주 교육을 실시한다. □ 한국천문연구원은 1995년부터 매 여름·겨울방학 기간에 천문연수를 운영해왔는데, 올해 여름 천문연수는 최초로 온오프라인 병행 진행한다. 온라인 천문연수는 8월 7일(월), 오프라인 천문연수의 경우 8월 9일(수)부터 11일(금)까지 진행된다. □ 교원 및 천문 종사자를 대상으로 실시되는 온라인 천문연수는 최신 천문학 지식과 한국천문연구원의 우주탐사 내용을 연구자들이 직접 강연한다. 최신 천문학 이슈인 ‘우주망원경으로 본 우주’를 비롯해 생활 천문학 상식인 ‘달력 이야기’ 그리고 ‘대항해와 뉴스페이스 시대’, ‘달 탐사와 아르테미스’, ‘도요샛과 누리호’ 등 우주탐사에 대한 다양한 강연을 줌(Zoom)으로 접할 수 있다. □ 오프라인 천문연수는 교원 및 특수교육 종사자를 대상으로 한국천문연구원 본원에서 펼쳐진다. 특히 이번 오프라인 천문연수의 경우 국제천문연맹(IAU) 교육위원회의 프로그램을 도입해 보편적 학습 설계*(Universal Design for Learning, UDL) 형식으로 진행한다. 태양과 태양계, 별과 우주환경을 주제로 일반학급을 비롯해 특수학급에서도 활용할 수 있는 천문우주 교육 콘텐츠 개발 프로그램을 진행한다.     ※ 보편적 학습 설계란 장애학생과 비장애학생을 포함한 모든 학습자에게 동등한 교육 접근성을 부여하고 교육적 목적을 성취하기 위해 유연한 자료와 방법을 제공하는 교육과정을 의미한다. □ 여름 천문연수는 7월 26일(수)까지 선착순으로 접수 가능하며 오프라인 교육의 경우 신청 인원이 초과할 경우 심사를 통해 선발할 예정이다. 신청은 아래의 링크를 통해 가능하다.      (온라인 신청: https://forms.gle/UBKHcBHVRA7xTYbW6, 오프라인 신청: https://forms.gle/v7avyboHCJtStntA8) (보도자료 끝. 참고 사진 및 자료 있음.) [참고자료]  2023년 여름 천문연수 프로그램 ㅇ 8월 7일 온라인 강의(일반 교원 및 천문시설 종사자 대상, 인원 100명) 2023년 여름 천문연수 프로그램의 8월 7일 온라인 강의 일정을 나타내는 표입니다. 날짜 시간 강연 내용 강연자   8/7 (월) 10:00~10:05 (5‘) 교원천문연수 안내 및 연구원 소개 진행자 10:05~10:15 (10‘) 인사말   10:20~10:50 (30‘) 우주망원경으로 본 우주 김상철 10:50~11:00 (10‘) 질의 응답 및 휴식 11:00~11:30 (30‘) 달력 이야기 박한얼 11:30~11:40 (10‘) 질의 응답 및 휴식 11:40~13:10 (100‘) 점심 식사 13:10~14:00 (50‘) 대항해와 뉴스페이스 시대 김성수 (경희대) 14:10~14:20 (10‘) 질의 응답 및 휴식 14:20~14:50 (30‘) 달 탐사와 아르테미스계획 심채경 14:50~15:00 (10‘) 질의 응답 및 휴식 15:00~15:30 (30‘) 도요샛과 누리호 이재진 14:10~14:40 (30‘) 질의응답 및 마무리 진행자 ※ 세부 프로그램은 기관 사정으로 변동가능 ㅇ 8월 9일~11일 오프라인 강의(일반 교원 및 특수교육 종사자 대상, 인원 15명) 2023년 여름 천문연수 프로그램의 8월 9일~11일 오프라인 강의 일정을 나타내는 표입니다. 날짜 시간 과정 세부내용 1일차 (8/9) 13:30~14:00 등록 오리엔테이션 및 조편성 14:00~14:50 UDL 기초 보편적학습설계(UDL) 소개 15:00~16:30 천문 관측(이론) 관측법 및 망원경 사용법 16:40~17:30 NASE 프로그램 개요 NASE 프로그램 소개 - 지구-달-태양 시스템: 위상 및 식현상 - 해시계 만들기 17:30~18:30 저녁식사 18:30~20:00 천문 관측(실습) 천체 관측 2일차 (8/10) 09:00~10:50 천문학 1 1) 태양 : 태양의 특징과 항성으로서의 태양에 대하여 알아본다. 2) 태양계 : 태양계의 구성원에 대하여 알아본다. 11:00~12:00 천문학 2 태양 흑점 관측 실습 12:00~13:00 점심식사 13:00~13:50 천문학 3 3) 태양과 우주환경: 태양에 의한 우주환경의 특징에 대하여 알아본다. 14:00~18:00 그룹토의 보편적학습설계를 적용한 프로그램 개발 - NASE 프로그램 기반 업그레이드 - 천문학1~3 수업 관련 교수 학습 지도안 개발 3일차 (8/11) 09:00~09:50 천문학 4 초중등 교과에서의 천문학 10:00~12:00 발표 모둠별 결과물 발표 12:00~12:30 수료식 및 기념촬영 ※ 세부 프로그램은 기관 사정으로 변동가능 [참고사진] 한국천문연구원 2023 여름 천문연수 포스터(온라인) 2023 한국천문연구원 천문연수 온라인 천문우주교실 2023.08.07.(월) 김상철 / 우주망원경으로 본 우주 박한얼 / 달력 이야기 김성수 / 대항해와 뉴스페이스 시대 심채경 / 달 탐사와 아르테미스 이재진 / 도요샛과 누리호 모집기간 : 2023년 7월 26일(수) 까지 모집대상 : 전국 초·중등 교사 100명 모집인원 :100명(선착순) 이수 : 이수자에게 천문연수 수료증 발급 (교육청 인가 교육학점 없음) 문의 : 042-865-2084 / young@kasi.re.kr 점수 : 아래 링크에 신청서 작성 / https://form.gle/jrYh1eQxkouMQXRW7 한국천문연구원 한국천문연구원 2023 여름 천문연수 포스터(오프라인) 보편적 학습설계가 반영된 천문, 우주 교육컨텐츠 개발 2023 여름 천문연수 Teacher Training Program(TTP) @KASI & KAS 일정: 2023.08.09.(수) 13:20 ~ 11.(금) 12:00 장소: 한국천문연구원 본원(대전) 세부주제: 태양과 태양계, 별과 우주환경 참가비: 무료(대전, 세종 외 지역참가자 소정의 숙박비, 교통비 지원) 접수: ~2023.07.26.(수) 18:00까지 우측 QR코드를 통해 신청서 작성(신청인원이 초과할 경우 심사를 통해 선발 예정) 문의: 042-865-2084 young@kasi.re.kr 한국천문연구원, 한국천문학회

웹 망원경이 관측할 외계행성 이름에 한국어 ‘마루-아라’ 선정 - 국제천문연맹(IAU), 외계행성 이름 짓기 공모전 결과 발표 ■  제임스 웹 우주망원경이 관측할 항성 WD 0806-661과 외계행성 WD 0806-661 b의 이름으로 대한민국이 제안한 마루(Maru)와 아라(Ahra)가 선정됐다. 앞으로 마루와 아라는 과학적인 명칭과 함께 고유명사로서 영구적으로 사용된다. 국제천문연맹(International Astronomical Union, 이하 IAU)은 ‘외계행성* 이름 짓기 공모전’의 결과를 6월 8일 00시(현지 시각 6월 7일 15시)에 발표했다.     * 외계행성 : 태양계 밖 우주에 있는 다른 별(항성) 주위를 공전하는 행성. NameExoWorlds 2022 CHARACTERISTICS OF SYSTEM Constellation: Volans Star Identification: WD 0806-661 Host Star Type: White, dwarf Star Coordinates: RA 8h6m54.62s DEC -66d18m21.18s Explanet Identification: WD 0806-661 B Discoverer: Kevin Lugman et al. RESULTS Name of Star: Maru Name of Expolanet: Ahra Brief Explanation Name Star:'Maru'(마루) is Korean word reminiscent of the sky. Brief Explanation Name of Exoplanet: 'Ahra'(아라) is a Korean word reminiscent of the ocean. Theme: Korean words reminiscent of the sky, sea, and environment. Country: Republic of Korea Language: Korea Team: Chung-Uk Lee, Dongjoo Lee, Doyeon Kim, Eun-ji Yi, Haeim Jeong, Jiwo Lee, Jiyoo Lee, Seung-lee Kim, Soomin Kim, and yeon-ho Choi. NameExoWorlds 2022 www.nameexoworlds.iau.org 그림 1. IAU에서 최종 선정한 마루와 아라 포스터 이미지 □ IAU는 산하 천문화 대중화 사무국인 IAU OAO(Office for Astronomy Outreach) 창립 10주년을 기념하기 위해 2022년 10월 외계행성 이름 짓기 공모전을 개최했다. 전 세계적으로 진행된 본 공모전은 총 91개국, 603건의 이름이 제안됐다. IAU 최종선정위원회는 각국이 제안한 후보를 검토해 최종 20개의 외계행성계 이름을 발표했다. □ 한국에서는 지난 10월부터 한 달여 간 예선심사를 통해 총 32건의 이름을 접수했으며, 천문학자 멘토와 팀을 이뤄 진행한 서면 및 발표 심사를 거쳐 최종 대표 한 팀과 예비후보 두 팀을 선정했다. □ WD 외계행성계는 지구로부터 약 63광년 떨어져 있으며 남쪽 하늘의 별자리인 날치자리에 위치해 있다. 태양 질량의 약 0.6배인 항성 WD 0806-661과 목성보다 약 8배 무거운 외계행성 WD 0806-661 b로 이루어져 있으며, 항성과 행성과의 거리는 약 2,500AU*다.      *1AU: 태양과 지구 간의 평균 거리로, 약 1억 5천만 km □ 본 이름의 제안자인 이지우, 김수민, 김도연(17, 동덕여고) 학생은“항성과 외계행성 이름으로 하늘이 연상되는 단어인 마루와 바다가 연상되는 단어인 아라로 지어, 천문학을 통해 환경 문제를 함께 생각해보고 싶어 제안했다”고 밝혔다.   □ 어미별과 외계행성의 이름을 짓는 IAU 공모전은 2015년, 2019년에 이어 세 번째로 실시됐으며, 한국은 2019년에 이어 두 번째로 참여했다. 지난 공모전에는 한국이 제출한 백두(Baekdu)와 한라(Halla)가 외계행성계 이름으로 선정된 바 있다. □ 외계행성 이름 짓기 공모전 운영위원회 의장인 에릭 마마젝(Eric Mamajek)은 “전 세계인들의 창의력이 모여 외계행성에 뜻깊은 이름들이 명명되어 감회가 새롭다”고 전했다. IAU의 회장인 데브라 엘메그린(Debra Elmegreen)은 “이번 공모전은 학생과 교사, 천문학을 좋아하는 일반인 그리고 천문학자 등 다양한 사람들이 협력하고 참여해 모두의 밤하늘이라는 IAU의 임무를 구현할 수 있었다”고 말했다. □ IAU 국제 공동 보도자료 원문:  https://www.iau.org/news/pressreleases/detail/iau2304/ (보도자료 끝. 참고자료 있음.)  그림 2. IAU에서 최종 선정, 발표한 이름 마루-아라의 그래픽 이미지 관련 홈페이지: https://exoplanets.nasa.gov/exoplanet-catalog/7151/wd-0806-661-b/ 그림 3. 지난 2022년 11월 실시한 외계행성 이름짓기 국내 공모전 이미지 2022 외계행성 이름짓기 공모전 외계행성계 특징 별자리: 날치자리 항성 명칭: WD 0806-661 항성 종류: 백색 왜성 천체좌표: 적경: 8시 6분 54초 적위: -66도 18분 21초 행성 명칭: WD 0806-661 B 최초 발견자: Kevin Luhman 등 결과 항성이름: 마루 외계행성이름: 아라 항성 이름 설명: 하늘이 연상되는 단어 외계행성 이름 설명: 바다가 연상되는 단어 제안한 이유: 천문학을 통해 호나경문제를 함께 생각해보고 싶어 제안 국가: 대한민국 언어: 한국어 팀: 이지우, 김도연, 김수민, 김승리, 이동주, 이은지, 이지유, 이충욱, 정해임, 최연호 NameExoWorlds 2022 www.nameexoworlds.iau.org 그림 4. 그림 1의 한글 번역본 이미지 [참고 링크]  - NameExoWorld 공식 웹사이트: http://nameexoworlds.iau.org/ - IAU OAO 공식 웹사이트: https://www.iau.org/public/oao/ - 외계행성이란 무엇일까?(What is an Exoplanet?):  https://exoplanets.nasa.gov/what-is-an-exoplanet/about-exoplanets/ - NASA 외계행성 자료보관소: https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/index.html - 2019년 실시한 외계행성 이름짓기 보도자료 링크: https://www.kasi.re.kr/kor/publication/post/newsMaterial/12399 [참고 용어]  - 외계행성: 태양계 밖 우주에 있는 다른 별(항성) 주위를 공전하는 행성. 태양을 도는 행성인 지구처럼, 태양계 밖에도 WD 0806-661이라는 별 주위를 도는 행성 WD 0806-661 b가 있는 것이다. 본 캠페인(NameExoWorlds) 운영위원회의 의장인 에릭 마마제크(Eric Mamajeck)는 “통계적으로 봤을 때 하늘에 있는 대부분의 별들은 그 별을 돌고 있는 행성계를 가지고 있다. 천문학자들은 마치 전화번호와 같은 식의 행성 목록표를 사용하고 있는데 발견되는 행성의 수가 늘어나면서 우리 태양계 행성들과 같은 이름의 필요성이 점점 대두되고 있다.”고 언급했다. - IAU: IAU는 약 100개국 13,500명 이상의 천문학자 회원으로 구성된 천문학 분야 세계 최대 규모의 국제기구로, 천체의 이름을 지정할 수 있는 공식적인 권한을 지니고 있다.