지구과학/천문학23

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  별을 흑체로 가정하는 이유 흑체복사에 대한 글을 쓰다보니, 갑자기 별을 흑체로 보는 이유에 대한 글이 쓰고 싶어졌다. 오히려 이전 포스팅보다 더 호기심을 자극하고 유용할지도 모르겠다. 1. SOHO LASCO C3 실시간 태양 영상 위의 사진은 NASA의 태양 관측용 위성인 SOHO에서 촬영한 영상이다. 왼쪽부터 파장 171nm, 195nm, 가시광선 전범위에서 촬영된 것이다. 이렇게 모든 범위의 전자기파에서 태양을 관측하여도 태양의 내부를 볼 수 없는 것은, 태양의 광구가 모든 파장의 복사에 대해 불투명하기 때문이다. 2. 광구는 불투명하다. 태양의 표면이 5,800K나 되는 높은 온도를 가지고 있는 것은 핵에서 에너지를 생산하기 때문이다. 태양의 핵에서 생성된 에너지는 복사, 대류, 전도를 통해 표면으로 전달되어 나온다. 만일.. 지구과학/천문학 2022. 4. 10.

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  지구과학1 별의 물리량 : 흑체복사 이번 글은 지구과학1의 내용 중 흑체복사에 대한 내용을 다루어 보려고 한다. 별의 분광형, 광도계급, 혹은 흑체복사 이론의 역사가 궁금한 사람은 이전 포스팅을 참고해주기 바란다. 먼저 흑체복사에 대한 이야기를 하기 전에, 에너지 전달방식 3가지를 알고 이 글을 읽자. 이것을 모른다면 아래 포스팅을 참고 바란다. 열평형과 에너지 전달 방식 : 중학교 과학 중학생들에게 지구의 복사평형을 가르치다가 이 개념이 상당히 이해하기 까다롭다는 이야기를 들었다. 인터넷에서 글을 찾아보아도 중학생들을 위한 글이 없기에 한번 써본다. 이번 편은 열평 fecu.tistory.com 1. 물체의 온도와 복사의 관계 위의 사진은 뜨겁게 달군 금속을 찍은 것이다. 사진을 보면 한눈으로 보기에도 어떤 부분이 가장 뜨거운지 알 수 .. 지구과학/천문학 2022. 4. 9.

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  광학적 깊이와 주연감광(limb darkening) 오늘 글은 광학적 깊이, 전달 방정식에 이어서 이를 활용한 태양의 주연 감광을 한번 설명해보려고 한다. 1. 주연감광이란? 주연감광(limb darkening)이란, 태양과 같은 항성을 보았을 때 중심부에서 가장자리로 갈수록 밝기가 감소하는 현상을 말한다. 이를 이해하기 위해서는 광학적 깊이, 그리고 스테판-볼츠만 법칙에 대한 이해가 필요하다. 2. 주연감광이 일어나는 이유 태양의 표층인 광구는 광학적 깊이가 대략적으로 1이 되는 지점이다. 광학적 깊이에 대한 좀 더 자세한 논의는 이전 포스팅을 보기 바란다. 광학적 깊이 : 광학적 깊이를 쉽게 이해하기 대학교 3학년 때, 처음으로 배운 전달 방정식과 광학적 깊이라는 개념이 이해가 잘 되지 않아 오랫동안 내용을 곱씹었던 기억이 난다. 광학적 깊이에 대한 .. 지구과학/천문학 2022. 2. 20.

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  플랑크 곡선은 어떻게 만들어졌나? : 흑체복사 이론의 역사 처음에 흑체 복사에 대해 배우고 플랑크 곡선의 공식을 보았을 때 '왜 이렇게 공식이 어렵지?'라는 의문을 가지게 되었다. 그래서 흑체 복사에 대한 내용을 총 3개의 게시물로 쪼개보았다. 1부는 이론의 역사, 2부는 고등학교 물리에서의 흑체복사, 3부는 임용고시에서 다루는 흑체복사에 대해 다루어 보려고 한다. 플랑크 곡선, 빈의 변위법칙과 같은 흑체복사와 관련된 식들이 복잡한 이유는 모두 경험식이기 때문이다. 현상이 먼저 발견되고 이를 설명하기 위한 이론적 토대가 만들어진 것이다. 따라서 수식을 외우려고 할 필요는 없고 이해하면 된다. 아래는 위키백과에 있는 흑체 복사와 관련된 이론들이 만들어지는 과정을 연도에 따라 간략하게 정리해본 것이다. 아래 내용을 읽으며 어떠한 과정을 통해 플랑크 곡선의 공식이 만.. 지구과학/천문학 2022. 2. 10.

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  운동성단을 통한 천체의 거리 계산 오늘은 천체 까지의 거리를 추산하는 방법 중 운동성단에 대해 소개하려고 한다. 이 내용을 이해하기 위해서는 시선속도, 접선속도, 공간속도에 대한 개념이 반드시 필요하다. 그리고 LSR에 대한 이해가 있다면 더욱 좋다. 혹시 해당 내용을 알지 못한다면 아래 내용을 한번 참고하기를 바란다. 별의 시선속도와 접선속도, 그리고 공간속도 운동 성단에 대한 글을 쓰려다가 별의 공간 속도에 대해도 글을 써야할 것 같아서 남기는 글이다. 별의 시선속도, 접선속도, 공간속도에 대해 알아보려고 한다. 1. 별의 시선속도와 접선속도, 그 fecu.tistory.com 국부 정지 좌표계(LSR)의 이해 천문학에서 은하의 회전과 항성 운동을 배우다 보면 국부 정지 좌표계라는 것이 나온다. 은하 회전, 그리고 항성 운동은 어차피.. 지구과학/천문학 2021. 12. 29.

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  별의 시선속도와 접선속도, 그리고 공간속도 운동 성단에 대한 글을 쓰려다가 별의 공간 속도에 대해도 글을 써야할 것 같아서 남기는 글이다. 별의 시선속도, 접선속도, 공간속도에 대해 알아보려고 한다. 1. 별의 시선속도와 접선속도, 그리고 공간속도 일반적인 천체의 움직임은 관측자에 대해 무작위한 방향으로 움직인다. 별이 실제로 우주상에서 움직이는 속도를 공간 속도라고 한다. 그리고 관측자의 시선 방향으로의 속도를 시선속도, 그리고 시선 방향에 수직한 방향의 속도를 접선 속도라고 한다. 2. 시선 속도의 측정 시선 속도는 스펙트럼 선의 도플러 효과를 이용해 구할 수 있다. 실험실에서 측정한 고유 파장(λ0)에 대해 관측 파장(λ)이 을 비교해 도플러 이동(∆λ)을 구하고, 이로부터 별의 시선선속도를 구할 수 있다. 별이 관측자로부터 멀어질 경우, .. 지구과학/천문학 2021. 11. 3.

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  진근점 이각 : 천체 역학의 기초 천문학에서 타원 궤도 상에서 움직이는 행성, 혹은 천체를 좌표계 상에서 나타내기 위해 진근점 이각이라는 방법을 이용한다. 다만 이 글을 읽기 전 타원의 기하학적 성질, 캐플러 법칙, 원운동의 기술에 대한 기본적인 개념을 알기를 권한다. 1. 진근점 이각 진근점 이각이란, 천체의 궤도 근일점에서 부터 현재 천체가 떨어진 각거리(각도)를 뜻한다. 진근점 이각은 근일점으로 부터 반시계 방향으로 측정한다. 그런데 타원 방정식이 있는데 굳이 진근점 이각이라는 것을 정의하는 이유는 무엇일까? 아래 그럼치럼 태양을 중심으로 공전하는 목성이 있다고 가정해보자. 이때 목성의 궤도 운동에 영향을 미치는 가장 중요한 요소인 태양이 타원의 한 초점에 있기 때문에 좌표계의 축을 타원의 한 초점 위로 이동하면 여러가지 요소들을 .. 지구과학/천문학 2021. 10. 11.

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  은하 질량 추정 : 비리얼 정리를 통한 천체의 질량 추정 방법 이전의 글에서 비리얼 정리에 대해 다루었다. 이번에는 비리얼 정리를 통해 은하의 질량을 추정하는 방법에 대해 다루려고 한다. 비리얼 정리가 무엇인지 모른다면 아래의 글을 참고하기 바란다. 비리얼 정리 : 고등학교 물리로 쉽게 이해하기 비리얼 정리에 대해 찾아보니 정확하게 나와 있지 않은 것 같아서 쓰는 글이다. 아마 임용고시를 준비하는 사람들이나 과학고 학생들이 보게될 것 같다. 이 글을 알기 전에 역학적 에너지와 포 fecu.tistory.com 1. 비리얼 정리를 통한 은하의 질량 추정 질량이 M, 반지름이 R인 어떤 타원 은하에 질량 m인 질점이 N개만큼 균일한 밀도로 들어있다고 가정해보자. 이 구체가 가지고 있는 역학적 에너지와 운동에너지를 아래와 같이 나타낼 수 있다. 수식을 위와 같이 비례로만.. 지구과학/천문학 2021. 10. 8.

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  전달 방정식 : 전달 방정식 공식 이해하기 광학적 깊이에 이어 전달 방정식에 대해 알아보고자 한다. 혹시나 아직 광학적 깊이가 무엇인지 잘 모른다면 아래 글을 읽어본 뒤 이 글을 읽기를 바란다. 광학적 깊이와 전달 방정식 이해하기 대학교 3학년 때, 처음으로 배운 전달 방정식과 광학적 깊이라는 개념이 이해가 잘 되지 않아 오랫동안 내용을 곱씹었던 기억이 난다. 광학적 깊이에 대한 개인적인 고찰들과 천문학 및 천체물 fecu.tistory.com 1. 전달 방정식의 정성적 사고 전달 방정식은 어떤 천체 내부에서 빛이 전달되는 과정을 나타낸 것이다. 일반적으로 천체는 빛을 흡수하기도 하지만 방출도 동시에 한다. 교실에 비유를 들어 이야기해보자. 1) 학생들이 맨 앞의 선생님(관측자)에게 동전을 차례로 넘긴다. 2) 각 학생들은 뒤에서 동전을 받으면 .. 지구과학/천문학 2021. 10. 8.

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  기조력 : 차등 중력 가속도 공식 쉽게 이해하기 기조력은 차등 중력으로 인하여 발생한다. 이 글에서는 차등 중력에 의해 발생하는 기조력의 크기를 도출해보고, 기조력 공식이 가지는 의미에 대해 알아보려고 한다. 차등 중력이 무엇인지 모른다면 이전의 글을 한번 읽어보기를 바란다. 기조력 : 기조력이 발생하는 원리와 차등 중력 대학교 4학년 때 친한 후배가 나에게 기조력에 대해 물어왔다. 그 후배는 달에 의한 인력으로 지구의 한 쪽이 잡아당겨지면서 늘어나는 것은 알겠는데, 달과 정 반대편 방향까지 조석이 발생하 fecu.tistory.com 1. 달에 의한 만유인력과 차등 중력 두 천체 사이의 거리에 따라 천체의 각 부분에서의 중력을 다르게 받는 현상을 차등 중력이라고 한다. 이때 차등 중력에 의해 물체가 서로 멀어지려고 하는 힘 자체가 기조력이다. 이것이.. 지구과학/천문학 2021. 10. 8.

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  별의 광도 계급 : 별을 분류하는 또 다른 기준 이 글은 이전 [별의 광도 계급 : 흡수선의 선폭이란 무엇인가?]에서 이어지는 글이다. 별의 광도 계급을 깊게 이해하고 싶다면 아래 글을 한번 읽고 아래 글을 읽어보자. 별의 광도 계급 : 흡수선의 선폭에 대하여 오랜만에 9월 모의고사를 풀다가 광도 계급에 대한 문제가 나온 것을 보았다. 그래서 광도 계급에 대한 글을 써야겠다고 생각하다가, 고등학교 교육 과정에서 한발 더 나아가 광도 계급이 다르 fecu.tistory.com 1. 여커스 분류법(M-K 분류법) 여커스 천문대의 모건(William W. Morgan)과 키넌(Philip C. Keenan)은 별의 온도와 광도 효과를 이용하여 별의 종류를 H-R도 상에서 2차원적으로 분류하였다. 표면중력에 영향을 받는 흡수선의 선폭을 이용하여 광도계급을 결.. 지구과학/천문학 2021. 10. 8.

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  흡수선의 선폭이란 무엇인가? : 별의 광도 계급 오랜만에 9월 모의고사를 풀다가 별의 광도 계급에 대한 문제가 나온 것을 보았다. 그래서 광도 계급에 대한 글을 써야겠다고 생각하다가, 고등학교 교육 과정에서 한발 더 나아가 광도 계급이 다르면 선폭이 다르게 나타나는 이유에 대해 글을 쓰기로 했다. EBS 참고서에 보면 아래와 내용이 나온다. 오늘 쓰는 글은 아래 내용을 깊이 파보는 것이다. 글이 길기 때문에 2개의 주제로 쪼개어 봤다. 첫번째는 흡수선의 선폭을 결정하는 방법, 두번째는 광도 계급을 결정하는 방법이다. 광도 계급이 무엇인지 만을 알고 싶은 사람은 바로 결론의 링크로 가자. 같은 분광형을 가지는 별들의 스펙트럼에서 나타나는 흡수선의 선폭을 비교하여 별의 크기를 알 수 있고, 이를 비교하여 광도를 결정할 수 있다. - EBS 수능특강 지구과.. 지구과학/천문학 2021. 9. 30.