초록 ▼

□ 연구개요
태양 대기에서 나타나는 코로나 질량 방출, 파동, 충격파의 3차원 입체구조를 결정하는 모델을 개발/개선하고 국내외 과학자들이 사용할 수 있는 소프트웨어를 개발 하여 제공한다. 개발 요건은 다음과 같다 (1) 모델은 간단하여 분석 속도가 빠를 것, (2) 기하모형은 물리적인 특성을 잘 반영할 것, (3) 모델은 기하구조 뿐 아니라 속도 등의 물리량을 측정 가능하게 할 것, (4) 소프트웨어는 직관적이고 사용이 쉬울 것.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 과제의 목표는 크게 세 가지로 요약할 수 있다.

□ 연구개요
태양 대기에서 나타나는 코로나 질량 방출, 파동, 충격파의 3차원 입체구조를 결정하는 모델을 개발/개선하고 국내외 과학자들이 사용할 수 있는 소프트웨어를 개발 하여 제공한다. 개발 요건은 다음과 같다 (1) 모델은 간단하여 분석 속도가 빠를 것, (2) 기하모형은 물리적인 특성을 잘 반영할 것, (3) 모델은 기하구조 뿐 아니라 속도 등의 물리량을 측정 가능하게 할 것, (4) 소프트웨어는 직관적이고 사용이 쉬울 것.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 과제의 목표는 크게 세 가지로 요약할 수 있다. (1) 2008년부터 2014년(태양 극 대기)에 발생한 코로나 질량 방출 현상(이하 CME) 중, 강한 고에너지입자 가속 현상을 동반한 모든 현상을 찾고, CME와 충격파의 3차원 구조를 가장 잘 설명하는 입체 모형을 찾는다. (2) CME와 충격파의 3차원 구조를 결정하기 위한 소프트웨어를 IDL(Interactive Data Language)를 사용하여 개발하며, 이때 사용자의 편의를 위해 GUI(Graphycal User Interface)를 개발하고 배포한다. (3) 소프트웨어와 이것으로 얻은 새로운 지식을 국제사회에 홍보한다.
연구결과 (1) CME 의 경우는 굽어진 원통형 구조, 충격파의 경우는 타원체를 이용 했을 때 관측 결과를 잘 설명하며, 분석이 빠르고, 충분한 수준의 유용한 물리량을 얻을 수 있음을 보았다. (2) 직관적으로 쉽게 사용할 수 있는 소프트웨어 개발을 완 료하였고, 두 명의 외국과학자를 국내에 초청하여 소프트웨어 사용 방법과 기본 원리를 교육하여 사용하게 하고 오류 및 불편한 점 등을 개선하였다. (3) 국제학술대회 COSPAR 2021의 초청 강연을 통해 본 모델을 이용해 얻은 새로운 지식을 보였고, 전문학술지에(Astrophysical Journal, IF 5.746) 두 편의 논문을 발표하고(1편은 게제 예정), 5명의 외국의 관련 전문가를 초청하여 이 모델의 유용성을 홍보하였다. 추가적이며 가장 중요한 결과로 ⑷ Chinese Academy of Sciences의 한 그룹은 본 연구책임자의 참여 없이 독립적으로 이 소프트웨어를 과학 연구에 사용하였고, 그 결과를 전문 학술지(Solar Physics, IF 2.580)에 게제 하였다.

□ 연구발성과의 활용 게획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
본 연구개발성과의 활용 계획은 크게 두 가지로 요약 할 수 있다. (1) 이 소프트웨어를 주관연구개발기관의 허락을 득한(프로그램 등록) 후, 전 세계 관련 연구자들이 사용할 수 있도록 배포할 예정이다. 현재 태양 및 우주기상 연구자들은 관측자료 분석을 위해 개발한 코드들을 Solarsoftware라는 꾸러미 형태로 공유하고 있으며, 그 서버(http://lmsal.com/solarsoft/)를 미국의 록히드 마틴 그룹이 관리하고 있다. 현재 관리자 Sam Freeland(freeland@lmsal.com)의 도움을 받아 코드를 최적화 하고 있다. (2) 이 모델과 소프트웨어를 활용한 후속 연구들이 진행/예정 중이다. 특히 인류 역사상 태양에 가장 근접하는 최신 우주선 Parker Solar Probe과 Solar Orbiter가 관측한 고에너지 입자 가속 현상을 분석하는 여러 그룹들에 요청을 받아 본 과제에서 개발한 소프트웨어를 사용하여 연구를 지원하고 있다.
본 과제에서 개발한 모델이 내포하고 있는 것은, 태양 및 우주환경 연구에서 가장 오래되고 어렵게 여겨지던 고에너지 입자 가속 기작에 대한 가장 간단한 해석이다. 지금까지 태양 24번째 주기에서, 1 AU에 위치한 우주선이 측정한 고에너지 입자 가속 현상은 본 모델이 잘 설명해 왔다. 태양 25번째 주기에서는 Parker Solar Probe과 Solar Orbiter가 태양 가까이 근접하여 측정하고, 기존의 우주선은 1AU에서 측정할 것이다. 후속 연구에서는 본 연구책임자와 다른 독립적인 연구자들이 이 소프트웨어 를 사용하여 이 새로운 관측결과를 해석할 것이고, 가장 어려운 난제중 하나인 고에너지 입자 가속 문제의 해결에 크게 기여할 것으로 기대한다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 9
• 3) 목표 달성 수준 ... 9
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 10
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 10
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 10
• 6. 참고문헌 ... 10
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 13
• 끝페이지 ... 20