보고서 정보
주관연구기관 |
울산과학기술원 Ulsan National Institute of Science and Technology |
연구책임자 |
류동수
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참여연구자 |
안경진
,
Kimitake Hayasaki
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2022-12 |
과제시작연도 |
2022 |
주관부처 |
과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT |
등록번호 |
TRKO202300012409 |
과제고유번호 |
1711167649 |
사업명 |
집단연구지원 |
DB 구축일자 |
2023-10-25
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키워드 |
고에너지 천체물리.은하단.밀집천체.비충돌 충격파.난류 운동.우주선 입자.폭발적 천체현상.중력파.high energy astrophysics.clusters of galaxies.compact objects.collisionless shock wave.turbulence.cosmic ray.explosive phenomena.gravitational wave.
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초록
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□ 연구개발 목표
고에너지 천체물리학은 천체의 열적(thermal)·비열적(nonthermal) 입자들이 방출하는 전파, X-선, γ-선 등 전자기파, 우주선(cosmic ray) 입자, 중성미자, 그리고 천체의 병합·폭발 등에 기인한 중력파 등을 관측하고, 이를 야기하는 고에너지 천체물리 기작을 연구라는 분야이다. 태양 플레어, 초신성 폭발 및 잔해, 펄사 및 주변 성운, X-선/γ-선 쌍성계, 블랙홀을 포함하는 우리은하핵 및 활동성은하핵(AGN), 감마선폭발체(GRB) 및 빠른전파폭발체(FRB), 그리고 은하단(cluste
□ 연구개발 목표
고에너지 천체물리학은 천체의 열적(thermal)·비열적(nonthermal) 입자들이 방출하는 전파, X-선, γ-선 등 전자기파, 우주선(cosmic ray) 입자, 중성미자, 그리고 천체의 병합·폭발 등에 기인한 중력파 등을 관측하고, 이를 야기하는 고에너지 천체물리 기작을 연구라는 분야이다. 태양 플레어, 초신성 폭발 및 잔해, 펄사 및 주변 성운, X-선/γ-선 쌍성계, 블랙홀을 포함하는 우리은하핵 및 활동성은하핵(AGN), 감마선폭발체(GRB) 및 빠른전파폭발체(FRB), 그리고 은하단(clusters of galaxies) 등 고에너지 현상을 보여주는 다양한 천체가 그 연구 대상이다. 고에너지 천체현상을 이해하기 위해서는 다파장/다중신호(multi-messenger) 관측과 더불어 다양한 물리의 응용이 요구된다. 본 센터에는 이론·시뮬레이션을 중심으로 관측 및 실험 천체물리와 결합하여, 은하단과 밀집천체(중성자별·블랙홀 포함)에서 고에너지 천체현상에 대한 융합연구를 수행한다. 이를 통해 국내 고에너지 천체물리 공동연구의 거점을 마련하고, 선도 연구그룹으로 발전할 기반을 구축하는 한편, 해당 분야의 미래 핵심인력을 양성한다.
□ 연구개발 내용
본 센터의 1단계에는 11명의 교수급연구원, 2단계에는 12명의 교수급이 두 그룹을 형성하여 은하단과 밀집천체에서 고에너지 천체현상에 대한 연구를 수행하였다.
제1 은하단 연구그룹: 은하단의 고온 플라즈마에서 충격파, 난류(turbulence) 운동, 자기장, 우주선 입자와 관련된 천체현상을 규명하기 위해, 이론 및 수치 시뮬레이션 천체물리 연구를 수행하였다. 그리고 이를 검증할 장파장 전파 관측 및 X-선 관측 자료를 활용하고, 열적 X-선 방출의 보다 정확한 정량적 예측을 위해 포항 가속기연구소의 PAL-XFEL를 이용한 강 X-선(hard X-ray) 정밀분광 실험을 수행하였다.
제2 밀집천체 연구그룹: 밀집천체의 구조와 형성과정 및 밀집천체 주변에서 발생하는 폭발적 천체현상을 이해하기 위해, X-선/γ-선 고에너지 방출 천체를 관측하고, 이론·시뮬레이션 연구를 통해 고에너지 방출 천체의 기원을 연구하였다. 또한 중력파 신호 분석 연구를 수행하였으며, 해외 중이온 가속기를 활용하여 희귀 동위원소 핵반응을 측정하고 이론 연구그룹과의 공동연구를 통해 측정된 핵반응이 밀집천체 주변 폭발적 천체현상에 미치는 영향을 이해하려고 시도하였다.
6년 6개월의 연구기간 중, Astrophysical Journal, Physical Review Letters, Nature/Science와 그 자매지 등에 총 420편의 SCI 논문(게재신청 12편 포함)을 발표하였으며, 출판된 논문 당 평균 IF(Impact Factor)는 5.603을 달성하였다. 이중 참여연구원 간 공동 연구논문은 169편(게재신청 5편 포함)이며, 외국기관과의 국제공동논문은 339편(게재신청 10편 포함)이다. 또한 연구기간 중 40명여의 석·박사를 배출하였으며, 누적 30여명의 신진연구자(포닥)을 training 하였다.
□ 활용 계획 및 기대 효과
우주의 이해: 은하단과 밀집천체에서의 다양하고 복잡한 고에너지 천체물리 현상을 규명하여, 이들의 기원, 진화, 모습을 기술하고자 하였다. 이는 궁극적으로 인간의 가장 근원적 연구 대상인 우주를 이해하는 데 기여한다.
인력양성: 다중신호 천문학 시대를 대비한 고에너지 천체물리 분야의 석박사를 양성하고, 연구교수와 박사후연구원 연구 활동을 지원하였다.
선도적 융합연구: 천체물리와 실험물리가 결합하여, 국내 대형연구시설·장비인 PAL-XFEL과 RAON 등을 활용한 실험천체물리의 새 영역을 개척하고자 하였다. 본 연구의 성과로서 얻어지는 기술적 노하우들은, 향후 PAL-XFEL과 RAON 등의 구축 및 활용에 토대가 될 것으로 기대한다.
사회적 기대효과: 천문학 및 천체물리학은 일반인들이 가장 호기심을 가지고 있는 기초과학 중의 하나이다. 이 분야에서 세계적 선도 연구의 수행은 국민의 과학에 대한 자긍심 고취 및 기초과학 강국으로써의 국격 향상에 기여할 것으로 기대한다.
(출처 : 국문 요약문 2p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 국문 요약문 ... 2
- 목차 ... 5
- Ⅰ 연구개발과제의 개요 ... 6
- 1. 사업개요 ... 6
- 2. 연구목표 ... 9
- Ⅱ 연구내용 및 성과 ... 12
- 1. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행내용 ... 12
- 2. 연구개발과제의 목표 달성 정도 및 수행 결과 ... 48
- 3. 연구개발성과 및 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 74
- 4. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 76
- 5. 목표 미달 시 원인분석 ... 77
- Ⅲ 연구인력 및 연구개발비 집행실적 ... 78
- 1. 센터구성 및 인력현황 ... 78
- 2. 연구개발비 사용 및 부담 실적 ... 80
- Ⅳ 참고문헌 ... 81
- 첨부 ... 83
- 끝페이지 ... 124
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