초록 ▼

□ 연구 목표 및 내용
◼ 최종 목표
이 연구는 가까운 거리에 있는 조기형은하, 만기형은하, 그리고 왜소은하에 있는 구상성단계를 연구함으로써, 구상성단계의 특성과 모은하의 특성의 상관관계를 통해 구상성단계 및 은하의 형성과 진화 과정의 비밀을 밝히는 데 그 목표가 있다. 특히 은하병합의 흔적이 잘 남아있는 은하 헤일로 영역의 구상성단계를 연구하여 은하병합의 역사를 살펴보려한다. 그리고 은하의 크기 대 광도관계에서 많이 벗어난 은하를 연구함으로써 은하병합 및 진화모형의 극단적인 상황을 연구하려한다. 또한 이러한 은하와 구상

□ 연구 목표 및 내용
◼ 최종 목표
이 연구는 가까운 거리에 있는 조기형은하, 만기형은하, 그리고 왜소은하에 있는 구상성단계를 연구함으로써, 구상성단계의 특성과 모은하의 특성의 상관관계를 통해 구상성단계 및 은하의 형성과 진화 과정의 비밀을 밝히는 데 그 목표가 있다. 특히 은하병합의 흔적이 잘 남아있는 은하 헤일로 영역의 구상성단계를 연구하여 은하병합의 역사를 살펴보려한다. 그리고 은하의 크기 대 광도관계에서 많이 벗어난 은하를 연구함으로써 은하병합 및 진화모형의 극단적인 상황을 연구하려한다. 또한 이러한 은하와 구상성단계의 특성이 은하의 환경이나 은하자체의 특성에 따라 어떻게 달라지는 지 연구할 것이다.
본 연구는 NGVS탐사자료와 MATLAS탐사자료에 있는 (1) 조기형은하내 구상성단계의 색분포와 Specific Frequency연구; (2) 은하자체의 크기가 특이한 은하(Compact Elliptical Galaxies, Ultra-diffuse Galaxies)에 관한 연구; 그리고 (3) 만기형은하의 구상성단계에 관한 연구를 수행할 계획이다.
위 연구는 다양한 종류의 은하를 동일한 관측방법과 동일한 분석방법으로 진행될 예정이기에 각 자료와 연구방법에서 오는 차이에 의한 오차가 최소화된 종합적인 결과를 얻을 수 있을 것이라 생각한다.
◼ 전체 내용
(1) 70여개 조기형은하내 구상성단계의 색분포 및 Specific frequency 연구: 은하의 바깥쪽인 헤일로영역은 은하병합의 흔적이 가장 잘 남아있는 영역이다. NGVS탐사자료와 MATLAS탐사자료는 기존에 연구되지 못했던 으하바깥쪽의 구상성단 색분포를 연구하기에 매우 용이한 자료이다. 게다가(u-g),(g-i)등 다양한 종류의 색분포를 살펴볼 수 있기에, 기존의 연구들보다 구상성단의 항성종족에 대한 자세한 연구를 할 수 있다. 이를 바탕으로 구상성단계와 은하의 형성과 진화에 관한 새로운 정보를 얻을 수 있을 것이라 예상된다. 또한 다양한 환경속에 있는 은하를 대상으로 연구하기에 은하지화의 환경적인 영향도 연구할 것이다. 이와 더불어, 조기형은하의 구상성단계의 단위밝기(질량)당 구상성단개수를 나타내는 Specific frequency에 대해서도 연구할 계획이다. Specific frequency는 구상성단의 형성 효율을 측정하는데 매우 유용한 물리량이다. 기존의 연구들은 은하중심부만을 이용하거나, 몇몇개의 은하만을 각기 다른 연구자들이 연구하였는데, 이 연구를 통해서 많은 수의 조기형은하를 은하바깥쪽까지 단일한 방법으로 연구할 것이다.
(2) 처녀자리 은하단내의 크기가 매우작거나(Compact Elliptical Galaxies, cEs) 매우 큰(Ultra-Diffuse Galaxies, UDGs) 은하 연구: UDGs는 최근에 본인을 비롯하여 많은 연구자들의 관심을 최근에 집중적으로 받고 있는 대상이다. 본 연구자는 NGVS탐사 자료를 이용해 처녀자리은하단에 있는 UDG를 연구하여 SCI급 학술지에 논문을 개제하였다. 본 연구자와 공동연구자들은 UDGs 중 10여개의 UDGs에 있는 구상성단을 Keck 망원경으로 분광관측하는 관측제안서를 제출하였고 관측시간을 획득하였다. 이 분광관측결과를 이용해서 UDGs의 운동학적질량을 추정하고, UDG내 구상성단의 항성종족을 연구할 계획이다.
(3) 만기형은하의 성단계 연구: 만기형은하의 성단계는 나이가 많은 구상성단과 나이가 적은 성단이 혼재되어있어 성단의 연구가 조금 까다롭다. 하지만 다양한 필터자료의 조합으로 나이가 많고 적은 성단의 구분이 가능하고, 은하원반 바깥쪽 헤일로에서는 대부분 나이 많은 구상성단이 존재한다. 따라서 NGVS자료와 MATLAS탐사자료의 넓은 시야와 다양한 필터자료를 이용해 만기형은하의 성단계의 나이등 물리량을 연구하고 공간분포도 연구할 계획이다. 이와 더불어 처녀자리 은하단내 만기형자료의 전파관측탐사(VIVA탐사자료, VERTICO탐사자료) 결과를 성단연구결과를 종합하여 만기형은하의 형성과 진화에 관한 이해를 높이려 한다.
(4) 후속 관측 및 연구: 위의 세가지 연구를 진행하다보면, 후속 분광관측이 나, 조금더 깊은 영상관측이 필요할 것이다. 특히 조기형 은하 구상성단계의 운동학적 특성연구를 위한 다중천체분광관측, cEs의 운동학적 특성 및 항성 종족연구를 위한 IFU관측은 꼭 필요한 후속관측이다. 따라서 본 연구자는 Gemini 망원경의 GMOS를 이용한 후속관측제안서를 KGMT프로그램을 통해 제출하여 연구를 진행할 것이다.

◼ 1단계
❏ 연구 목표
(1) 조기형은하내 구상성단계의 색분포와 Specific Frequency등을 연구하여 구상성단계 특성과 은하 형성에 관해 이해한다. (2) 은하자체의 크기가 특이한 은하(특히 Ultra-diffuse Galaxies)에 관한 연구하여 특이한 은하의 형성 과정 이해한다.
❏ 연구 내용
(1) 70여개 조기형은하내 구상성단계의 색분포 및 Specific frequency 연구: 은하의 바깥쪽인 헤일로영역은 은하병합의 흔적이 가장 잘 남아있는 영역이다. NGVS탐사자료와 MATLAS탐사자료는 기존에 연구되지 못했던 은하바깥쪽의 구상성단 색분포를 연구하기에 매우 용이한 자료이다. 게다가(u-g),(g-i)등 다양한 종류의 색분포를 살펴볼 수 있기에, 기존의 연구들보다 구상성단의 항성종족에 대한 자세한 연구를 할 수 있다. 이를 바탕으로 구상성단계와 은하의 형성과 진화에 관한 새로운 정보를 얻을 수 있을 것이라 예상된다. 또한 다양한 환경속에 있는 은하를 대상으로 연구하기에 은하지화의 환경적인 영향도 연구할 것이다. 이와 더불어, 조기형은하의 구상성단계의 단위밝기(질량)당 구상성단개수를 나타내는 Specific frequency에 대해서도 연구할 계획이다. Specific frequency는 구상성단의 형성 효율을 측정하는데 매우 유용한 물리량이다. 기존의 연구들은 은하중심부만을 이용하거나, 몇몇개의 은하만을 각기 다른 연구자들이 연구하였는데, 이 연구를 통해서 많은 수의 조기형은하를 은하바깥쪽까지 단일한 방법으로 연구할 것이다.
(2) 처녀자리 은하단내의 크기가 매우 큰(Ultra-Diffuse Galaxies, UDGs) 은하 연구: UDGs는 최근에 많은 연구자들의 관심을 최근에 집중적으로 받고 있는 대상이다. 본 연구자는 NGVS탐사 자료를 이용해 처녀자리은하단에 있는 UDG를 연구하여 SCI급 학술지에 논문을 개제하였다. 본 연구자와 공동 연구자들은 UDGs 중 10여개의 UDGs에 있는 구상성단을 Keck 망원경으로 분광관측하는 관측제안서를 제출하였고 관측시간을 획득하였다. 이 분광관측결과를 이용해서 UDGs의 운동학적질량을 추정하고, UDG내 구상성단의 항성종족을 연구할 계획이다. 또한 MATLAS 탐사자료를 이용해서 은하군 및 필드에 있는 UDG의 구상성단계 및 특성을 연구할 것이다.

◼ 2단계
❏ 연구 목표
(1) 은하자체의 크기가 특이한 은하(Compact Elliptical Galaxies, Ultra-diffuse Galaxies)에 관한 연구하여 특이한 은하의 형성 과정 이해하기: UDG의 경우 후속관측을 통해 1단계에서 다루지 못한 부분에 관한 UDG 형성과 진화를 이해하려한다. cE의 경우 NGVS자료를 이용하여 구상성단계 및 은하의 특성을 연구하여 cE의 형성과 진화를 이해한다.
(2) 만기형은하의 구상성단계 및 성단계에 관한 연구를 수행하여 만기형은하의 구상성단계 특성 및 진화역사를 이해한다.
❏ 연구 내용
(1) 처녀자리 은하단내의 크기가 매우작은(Compact Elliptical Galaxies, cEs) 은하 연구: cEs는 은하의 크기 광도 관계에서 UDG의 완전히 반대편에 위치한 은하로 오래전부터 많은 관심을 받아온 천체이다. NGVS탐사자료를 이용해서 처녀자리 은하단의 cE를 연구할 것이다. 은하의 크기대 광도자료를 이용해서 cEs의 후보군을 결정하였고, 이 cEs의 물리학적 특성과 구상성단계의 특성을 연구할 것이다. 이는 cEs의 특성을 다른 은하와 비교를 통해 cEs에 관한 새로운 정보를 제공할 수 있게할 것이다.
(2) 만기형은하의 성단계 연구: 만기형은하에는 젊은성단과 나이가 많은 성단이 혼재되어있지만 다양한 필터자료등을 이용하면 이를 구분해낼 수 있다. NGVS 및 MATLAS의 다양한 필터자료를 이용해 성단후보군의 나이를 측정하여 구상성단계 연구 및 젊은 성단계 연구를 수행한다. 이를 통해 만기형은하의 헤일로 형성, 별형성 과정에 대해서 알 수 있을 것이다. 이는 국부은하군 바깥쪽에서 연구된 만기형 은하중 가장 많은 수의 은하에 대해 동일한 방법으로 연구된 결과를 제공할 것이다.

□ 연구성과
1단계에서는 다양한 환경의 다양한 은하의 구상성단계에 대해서 여러 가지 연구를 동시에 수행하였다. 본 연구의 기초자료로 활용되고 있는 대형영상 탐사자료(NGVS, MATLAS)를 활용한 연구뿐만 아니라, 분광자료, 자외선자료, 허블우주망원경 자료등 추가자료를 이용한 연구도 수행하였다. 조기형 은하의 구상성단계 분포연구, UDG와 그 구상성단계 연구, Ultra-compact dwarf galaxy연구 등을 수행하여 Nature 논문 1편을 포함한 총 7편의 논문을 SCI급 저널에 개제하였고, 2번의 국내학회발표, 2번의 해외학회발표를 진행하였다. 또한 제1저자로 작성한 논문을 SCI급 저널에 투고하여 현재 심사를 받고 있으며, 추가 1저자 논문도 곧 SCI급 저널에 투고할 예정이다.
2단계에서는 cEs와 만기형 은하에 관한 성단계 연구결과를 얻을 것이라 기대한다. 또한 후속관측제안서를 제출하고 관측시간을 얻게되면, 이 관측결과를 분석해서 새로운 연구결과(특히 조기형은하 혹은 UDG에 관해)를 얻을 수 있을 것이라 기대한다. 이 결과들은 모두 SCI급 저널에 논문을 투고할 예정이다. 따라서 약 2편의 SCI급 저널 논문을 출판하는 것을 기대한다.

□ 연구성과의 활용 계획 및 기대 효과
본 연구를 수행하고나면, 다양한 종류의 은하에 속해있는 구상성단계를 은하중심부부터 외곽지역까지 단일한 방법과 자료로 연구한 결과를 얻게 될 것이다. 이러한 결과는 외부은하 구상성단을 연구하는 연구자들 뿐만아니라, 은하 형성과 진화를 연구하는 모든 연구자들에게 매우 유용한 자료가 될 것이다. 과거 여러 조기형 은하의 중심부 구상성단을 연구한 결과(예, Peng et al. 2006; Peng et al. 2008)나 서로 다른 연구자의 결과를 모아놓은 자료(예, Harris et al. 2013) 모두 현재 수백회이상 인용되고 있다. 따라서 본 연구는 단일한 종류의 자료를 이용해서 단일한 방법으로 백여개 이상은 은하내 구상성단을 최외곽부까지 연구한 자료이기에 결과 자체만으로 학계에 큰 영향을 줄 수 있을 것이라 기대한다.
또한 외곽영역의 구상성단계 특성은 현대표준우주론의 암흑물질 병합과정과 밀접한 관련이 있을 것이라고 생각한다. 따라서 본 연구의 결과는 연대표준 우주론을 이용한 수치실험과 비교하기에 매우 적합한 자료이며, 이러한 비교결과를 통해 우리가 이해하고 있는 은하형성 및 진화과정이 실제 관측 우주와 어떻게 비슷하고 다른지를 연구하고, 그에 따른 새로운 방향을 제시할 수 있을 것이라고 기대한다. 또한 특이한 은하에 관한 연구결과는 이러한 은하진화모형의 극단적인 경우를 실험할 수 있는 결과로, 이론적인 은화진화 모형을 실험할 때 새로운 제한 조건을 제시하고, 새로운 영감을 줄 수 있을 것이라 기대한다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 6
• 1. 연구과제의 개요 ... 7
• 2. 연구과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 8
• 3. 연구과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 9
• 1) 연구수행 결과 ... 9
• 2) 목표 달성 수준 ... 11
• 3) 목표 미달 시 원인 분석 ... 11
• 4) 중요 연구변경 사항 ... 11
• 4. 연구성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 12
• 5. 연구성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 다음 단계 연구계획 ... 13
• 1) 연구 목표 및 내용 ... 13
• 2) 연구 추진전략 ... 13
• 3) 연구 추진일정 및 기대성과 ... 14
• 4) 다음 단계 연구비 사용계획 ... 14
• 5) 연구 성과의 활용방안 및 기대효과 ... 14
• 끝페이지 ... 38