전파천문학 역사와 관측 그리고 발생이유

전파천문학 역사와 관측

 

 

전파천문학이란?

전파천문학은 전자기파를 사용하여 천체 관측 및 연구를 수행하는 학문 분야입니다.

이 학문은 전파를 방출하거나 반사하는 천체들을 관측하고,

이를 통해 우주의 구조, 성질, 원천 등을 이해하는 데 중점을 둡니다.

전파천문학에서 사용되는 전파는 주로 라디오파, 밀리미터파, 서브밀리미터파 등의 긴 파장을 포함합니다.

이러한 전파를 감지하고 해석하는 데에는 라디오 텔레스코프, 밀리미터파 텔레스코프,

서브밀리미터파 텔레스코프 등의 장비가 사용됩니다.

 

전파천문학은 주로 우주의 먼 은하, 별의 형성 및 진화, 초신성과 같은 강력한 별 폭발, 중성자 별, 퀘이사르 등

다양한 천체 현상을 연구하는 데에 활용됩니다.

이는 전파가 다른 파장의 광선에 비해 대기 중의 간섭이 적고,

어둡고 차가운 천체들도 감지할 수 있기 때문입니다.

 

전파천문학의 역사

전파천문학은 1930년대 후반부터 시작되었습니다.

그때 아르세누와 아미셀, 그로탄 루비 등 일부 연구자들이 무선통신 기술을 활용하여

천체에서의 전파를 감지하기 시작했습니다.

이로써 전파광전자학이라는 새로운 분야가 형성되었고, 라디오천문학 또는 라디오천체학이라고도 불렸습니다.

 

1932년에는 케일 로버슨이 라디오파를 사용하여 처음으로 외계에서의 라디오 신호를 탐지했습니다.

이 신호는 밀크 은하의 일부인 자동 형성되는 신호로 추정되었고, 이는 천체에서의 라디오 방출의 예시로 간주되었습니다.

1940년대에는 전파천문학이 발전하기 시작하였으며,

1950년대에는 라디오 텔레스코프가 건설되어 더 넓은 스펙트럼의 전파를 탐지할 수 있게 되었습니다.

 

이를 통해 별, 은하, 퀘이사르 등 다양한 천체들에 대한 연구가 진행되었습니다.

1960년대에는 쿡스-로젠바우머 이론(Cosmic Microwave Background Radiation, CMB)이 처음으로 발견되었습니다.

이는 빅뱅 이론을 뒷받침하는 중요한 증거로 여겨지며, 전파천문학의 중요성을 강조하는 계기가 되었습니다.

이후로 전파천문학은 기술적 발전과 함께 성장해 왔습니다.

높은 해상도와 민감도를 갖는 라디오 및 전파 텔레스코프가 건설되었고,

우주의 구조와 별계의 현상에 대한 풍부한 정보를 제공하고 있습니다.

 

전파천문학에서의 관측

전파천문학에서의 관측은 전파를 감지하고 해석하기 위해 특수한 장비와 텔레스코프를 사용합니다.

전파 텔레스코프는 지상 또는 우주 공간에 설치되며, 다양한 전파 파장을 감지할 수 있도록 설계되어 있습니다.

이 텔레스코프는 주로 안테나로 구성되어 있으며, 안테나는 수집된 전파를 감지하고 다음 단계로 전달합니다.

안테나의 크기와 형태는 감지하려는 전파의 파장에 따라 결정됩니다.

수집된 전파는 전파 수신기로 전달되어 측정하고 기록됩니다.

전파 수신기는 민감한 수신기를 사용하여 약한 신호도 감지할 수 있습니다.

수신된 데이터는 컴퓨터를 사용하여 처리되고 분석됩니다.

 

데이터 처리 및 분석을 통해 신호의 강도, 주파수, 도착 방향 등의 다양한 특성을 조사합니다.

얻어진 데이터를 사용하여 천체의 이미지를 생성하거나 매핑하는 과정도 있습니다.

이를 통해 전파에서 나오는 다양한 소스들을 관측 결과물로 만들어냅니다.

전파천문학에서 얻어진 결과는 과학적 연구에 활용됩니다.

이를 통해 우주의 구조, 천체의 성질, 진화, 에너지 과정 등을 이해하는 데 기여합니다.

전파천문학은 고도의 기술적인 도구와 분석 기술을 필요로 하며,

이를 통해 우주의 다양한 측면을 탐구할 수 있습니다.

 

자연적인 천체의 전파 발생하는 이유

전파는 다양한 천체에서 발생하는데, 이러한 발생은 여러 메커니즘과 과정에 의해 이루어집니다.

주요한 예시로는 별, 은하, 퀘이사르, 강력한 천체적 사건, 중성자 별 등이 있습니다.

별은 주로 광학과 라디오 파장에서 빛을 방출합니다. 별의 표면은 열 방사선을 방출하며,

이는 주로 라디오파에서 감지됩니다.

또한, 헤르츠프룸 개체와 같은 특정 종류의 별은 강력한 라디오파를 방출할 수 있습니다.

은하는 다양한 전파를 방출합니다.

은하 중심에 있는 초대질구와 같은 강력한 에너지 과정은 라디오파를 방출할 수 있습니다.

또한, 은하의 중심에 있는 대형 블랙홀 주변에서 발생하는 현상도 라디오에서 관측됩니다.

 

퀘이사르는 은하 중심에 위치한 초거리의 광학적으로 밝은 천체입니다.

퀘이사르는 매우 강력한 라디오 파장에서 방출되는 에너지를 갖고 있으며,

이는 은하 중심의 블랙홀 주위에서 발생하는 먹이갈빛 재생 현상과 관련이 있습니다.

강력한 천체적 사건은 초신성 폭발, 강력한 별폭발, 중성자 별의 물질 흐름 등을 포함합니다.

이러한 사건들은 라디오에서 강한 신호를 방출할 수 있습니다.

중성자 별은 매우 밀도가 높고 강한 자기장을 가진 별로, 라디오파를 방출하는 것으로 알려져 있습니다.

특히, 펄서라고 불리는 중성자 별은 정기적으로 라디오파를 방출하는데 사용됩니다.

이러한 자연적인 천체들에서의 전파 방출은 전파천문학자들에게

우주의 구조, 성질, 에너지 과정 등을 연구하는 중요한 자료를 제공합니다.