연세대학교 천문우주학과에 대해

인류는 21세기에 들어 빅뱅 패러다임 안에서 우주의 발달과정을 과학적으로 설명할 수 있게 되었다. 이제 우주론적 이해를 바탕으로 별, 은하, 행성, 생명의 탄생을 설명하는 것은 21세기 인류 최대의 과제이다. 세계 각국은 이 우주시대에, 천문우주 분야에 그 어느 때보다 많은 인력과 재원을 투자하고 있다. 우리나라도 2023년경 관측개시를 목표로 하는 세계최대 거대마젤란망원경(GMT) 프로젝트에 미국, 호주와 어깨를 나란히 하며 적극적으로 참여하고 있다. 이와 더불어, 제임스웹 우주망원경, TMT, ALMA, SKA 등 지난 100년 동안 이룩한 것보다 훨씬 더 획기적인 관측장비가 바로 앞 20년 이내에 전 세계에 걸쳐 건설될 것이다. 실로 천문우주학의 빅뱅이다. 또한, 인공위성 제작, 관리, 운용 등도 우주시대에 중요하게 주목받고 있다. 우리 학과는 SRC, BK21+등 풍부한 중대형 국책과제의 지원을 토대로 은하 형성과 진화, 항성과 항성 종족의 진화, 천문광학, 인공위성 과학 등 우주시대에 걸맞은 최첨단 과학 교육과 연구를 활발히 수행하고 있다.

전화: 02-2123-8224
팩스: 02-392-7680
이메일: astro-yonsei (at) yonsei ac kr

교육 및 연구시설

연세대학교 천문우주학과는 교육 시설로써, 천문대 소속의 일산 관측소 61cm 반사 망원경, 교내 관측소 40cm 반사 망원경, 그리고 4대의 10인치 미드 망원경 및 다수의 소형 망원경들을 확보하고 있으며, 학생들의 관측 실습에 활용하고 있다. 신촌 캠퍼스 내에 설치되어 있는 KVN 전파망원경은 전문 연구자들의 관측 뿐 아니라, 학부 및 대학원 학생들의 교육에도 기여하고 있다. 정밀 연구를 위한 해외 대형 망원경을 적극 활용하고 있으며, 이영욱 교수가 이끄는 은하진화연구센터는 가시광 영역의 고해상도 분광관측을 위해 마젤란 6.5m 망원경을 년 3일 임차해서 사용하며 연구에 활용하고 있다.

한편, 우주비행제어연구실은 차세대 분리형 우주망원경의 기술을 우주공간에서 직접 실험/검증하기 위한 2기의 큐브위성을 개발하고 있고, 우주비행체의 편대비행을 위한 항법/제어 기법을 지상에서 실험/검증하기 위한 실험장치를 제작하고 있다. 한국형위성항법시스템의 궤도결정을 모사하는 시뮬레이터 또한 개발/활용 중이다. 그리고, 우주광학연구실은 대구경 우주 광학 시스템 개발을 위한 다수의 설계 및 해석 S/W, 정렬 및 조립 성능 평가를 위한 각종 간섭계 및 광학 측정 장비를 운영하며, 연구 및 프로젝트 형 교육기법에 활용하고 있다.

교수진 활동

변용익 교수는 2019년 3월부터 1년 임기의 학과장직을 수행하고 있다. 이영욱 교수는 한국연구재단 선도연구센터육성사업(SRC)의 지원으로 연세대 교책연구소로 설립된 은하진화연구센터의 센터장직을 수행하고 있다. 김석환 교수는 2019년 3월부터 1년간 연세대학교 천문대 대장직을 수행하며 기여하고 있다. 박상영 교수는 한국우주과학회 이사와 한국항공우주학회 평의원으로 활동하고 있다. 손영종 교수는 연세대학교 광과학공학과 주임교수와 한국우주과학회 포상위원으로 활동하고 있으며, 현재 연세대학교 교무처장으로 봉사하고 있다. 윤석진 교수는 한국천문학회 IAU GA 2021 유치위원회 위원, 운영위원회 위원을 거쳐 현재 조직위원회 위원으로 활동하고 있다. 이석영 교수는 천문학회 이사, 천문학회지와 천문학 논총의 편집위원으로 활동하고 있으며, 정애리 교수는 한국천문학회 학술위원회 위원으로 활동하고 있다. 박찬덕 교수는 2014년 1월부터 한국우주과학회에서 발행하는 학술지 Journal of Astronomy and Space Sciences (JASS)의 편집위원으로 활동하고 있다.

연구 및 학술활동

이영욱 교수팀은 우리은하 벌지의 구조와 형성기원에 대한 새로운 이론을 제시하고 현재 국제학계와 치열한 논쟁을 펼치고 있다. 이를 위해 임동욱 박사, 홍승수 연구원과 함께 우리은하 벌지 red clump 항성들의 마젤란 고해상도/제미니 저해상도 분광관측을 수행 중이며, 정철 연구교수와는 벌지와 조기형은하의 진화종족합성모델을 구축하고 있다. 장소희 박사와는 우리은하 구상성단과 Local Group 왜소은하들의 수평계열 및 RR Lyare 변광성의 항성진화모델링을 수행하고, 김재연 연구원과는 구상성단의 다중항성종족을 설명하는 새로운 화학적진화 모델을 성공적으로 구축하였다. 그리고 강이정 연구원, 김영로 박사와는 암흑에너지의 발견에 결정적 역할을 하는 Ia형 초신성의 광도에 은하 내 항성종족의 진화가 미치는 영향을 분석하기 위한 호스트 은하의 분광관측 및 광도곡선 분석 연구를 계속 수행하고 있다. 또한 박승현 연구원과는 APOGEE 자료를 이용하여 우리은하 벌지 항성들의 분광자료를 분석하고 있다.

변용익 교수팀은 대만 및 미국의 협력연구자들과 함께, 카이퍼벨트 천체들의 분포를 알아내기 위한 성식 관측연구의 2단계 사업으로 초고속 대형카메라를 장착한 1.3미터 광시야망원경 3기를 멕시코 SPM 관측소에 건설 중이다. 높은 정밀도의 시계열 자료 분석을 통한 저 질량 항성들의 변광 특성을 연구하고 있으며, 소행성 및 혜성체의 광도변화와 소행성 종족 분포에 대한 연구, 그리고 우주물체 감시기술 개발 활동 등을 하고 있다.

김용철 교수팀은 생성 초기 항성의 내부구조와 활동성 연구, 항성표면 복사유체 수치모사연구, 그리고 등연령곡선 제작 등의 3가지 연구를 진행하고 있다. 항성에서 관측되는 활동성(activity)의 관측 자료와 상세한 내부구조의 이론적 모형을 함께 연구하여 항성구조와 항성 자기 활동성의 인과관계를 체계적으로 이해하고자 하는 것이 활동성 연구의 궁극적 목표이다. 박기훈 연구교수와 함께 수행하고 있는 항성표면 복사유체 수치모사연구는 복사와 유체의 상호 작용을 고려한 항성표면 수치모사를 통해 항성대기와 분광 스펙트럼합성을 수행하고, 이로 부터 분광 자료 분석의 이론적 체계를 정립하는 것이 연구의 목표이다. 그리고 등연령곡선 연구는 다양한 개별 원소의 영향이 성단 색 등급도에 어떻게 나타나는지를 체계적으로 설명하는 연구를 수행하고 있으며, 외계 행성계의 모항성에 대한 표준 모형을 구축하는 연구는 박기훈 연구교수의 주도로 진행되고 있다.

김석환 교수팀이 운용하는 우주광학연구실은 University of Arizona(USA)의 교수 및 연구진들, 그리고 국제적인 광 해석 기업인 Breault Research Organization 과 함께 위성 광학시스템 및 대구경 광학 시스템의 성능 해석, 가공 제작, 조립, 정렬, 성능 측정과 3차원 지구 광학모델과 통합적 광선추적 기법을 사용한 외계행성관측 분야에서 다양한 공동연구들을 수행 중에 있다. 그 밖에도 특별히 국방과학연구소, 한화탈레스 및 LIG 넥스원 등과 같은 대규모 방산 기업들을 포함하는 다양한 국내외 기업들과 긴밀한 공동연구를 수행 하고 있다. 이와 같은 국제적 수준의 연구 활동을 통해 다수의 졸업생들이 해외 유수 대학으로 유학, 국내외 국책연구소 및 대기업 연구소 등으로 활발히 진출하여 나가고 있다.

박상영 교수가 지도하는 우주비행제어 연구실(Astrodynamics and Control Lab)은 편대비행 위성의 궤도 결정 및 제어, 자세결정 및 제어, 위성 자세제어 하드웨어 시뮬레이터, 편대비행 설계 및 최적화, 상대우주항법에 관한 연구를 꾸준히 수행하고 있으며, 편대위성들의 우주항법을 검증하기 위한 하드웨어 시스템도 개발하고 발전시키고 있다. 특히, 차세대 분리형 우주망원경의 기술검증을 위하여 두기의 큐브위성(CANYVAL-X)을 개발하여 2018년 1월에 발사하였다. 또한 차기 우주미션(CANYVAL-C)으로 태양의 코로나를 우주에서 관측하는 큐브위성을 개발하고 있다. 국방광역 감시센터의 연구일환으로서 레이저를 이용하여 위성 간 상대거리를 정밀하게 측정하는 연구를 수행중이며, 위성간 도킹과 랑데부 등의 근접운영 알고리즘도 개발하고 있다. 또한 광학망원경을 이용한 우주감시를 위한 궤도분석도 하고 있으며, 한국형 달 탐사의 지상국 시스템에 필요한 소프트웨어를 개발하였다. 이러한 연구성과를 바탕으로 2018년에 초소형위성센터를 설립하였으며, 교내 여러 연구실과 함께 초소형위성에 필요한 본체/탑재체/영상분석에 대한 연구를 선도적으로 진행하고 있다.

손영종 교수의 관측천문학연구실(YOAL)에서는 장호우, 정두석 연구원, 천상현 박사 (현재 천문연구원 Post-doc)과 함께 항성 종족의 측광학적 특성으로부터 은하 내에서의 별들의 생성 시기와 은하의 진화에 대한 연구를 진행하고 있다. 이 연구를 위한 주 자료는 UKIRT 망원경을 이용해 근적외선 관측으로 항성의 분해가 가능한 근거리 은하들과 안드로메다 은하 시스템, 그리고 Leo Triplet 은하 시스템내의 항성 종족에 대한 근적외선 측광자료이다. 특히 이 은하들은 과거 병합을 겪었거나 현재 병합을 하고 있는 은하들로, 항성 및 항성 종족의 특성으로부터 은하 진화에 병합의 영향을 추가적으로 연구 중이다. 또한 Dr. Samyaday Choudhury 박사와 함께, 근거리 은하들의 중원소 함량 분포 특성에 관한 연구 및 우리 은하 내 성단들의 자외선 측광 특성에 관한 연구를 진행하고 있다. 한편, 한국형 온라인 공개강좌(K-MOOC)에 ‘우주의 이해’ 강좌를 3회째 개설하여 천문학의 대중화를 위해 힘쓰고 있다.

이석영 교수가 이끄는 은하진화연구실(GEM)에서는 시뮬레이션 및 관측 자료를 활용하여 다양한 환경에서 은하의 형성과 진화에 관해 연구하고 있다. 은하형성 이론 연구로 GEM은 준해석적 은하형성 이론 코드 ySAM을 개발하였다. 복잡한 비선형적 현상의 이해를 위해서는 슈퍼컴퓨터를 사용한 모의실험을 수행하고 있다. GEM은 주로 이론적 연구에 주력하고 있지만, 은하단 규모에 대한 깊은 광학관측 또한 수행하여 이론모형을 검증하는 노력도 기울이고 있다. AGN 연구로는, Broad Line Region AGN과 환경효과, 그리고 통일이론의 검증을 중점적으로 연구하고 있다.

윤석진 교수팀은 (a) 김학섭, 김수영, 이상윤 연구원과 함께 Subaru 8m 및 CTIO 4m 망원경을 이용한 은하 및 성단의 측광과 분광 관측 연구를, (b) 정철 연구교수, 이상윤 연구원과 함께 항성진화 종족합성 이론을 이용한 Yonsei Evolutionary Population Synthesis (YEPS) 모델 개발 연구와 외부은하 성단계의 ‘색분포 양분이론'을 이용한 초기우주 은하형성 연대기 규명 연구를, (c) 문준성, 지웅배, 유다솔 연구원과 함께 GALEX 우주망원경 관측자료 및 SDSS 관측자료를 이용한 은하의 Recent Star Formation History 연구와 이웃 은하의 영향에 대한 연구를, (d) 윤기윤, 안성호, 문준성, 서성우, 서찬울 연구원과 함께 N-body 및 Hydro Simulation을 이용한 은하군 및 은하단 역학 연구 및 Disk Warp 현상에 대한 연구를, (e) Sanjaya Paudel, 문준성, 김진아 연구원과 함께 은하들 간의 중력적 상호작용이 은하의 Star Formation Rate과 Scaling Relations에 미치는 영향에 관한 연구를, (f) 나종삼, 문준성, 서성우 연구원과 함께 우주론적 다체 및 유체 시뮬레이션을 이용하여 초기우주 은하형성 기본단위의 기원을 규명하는 연구, (g) 김정욱 연구원과 함께 KVN을 이용한 AGN 연구를 수행하고 있다.

정애리 교수팀은 윤혜인, 이범현, 백준현, 노현욱, 최우락, 이서나 및 Panomporn Poojon 연구원과 함께 다양한 적색편이에서 나타나는 환경에 따른 은하진화효과를 연구하고 있다. 정애리 교수는 ALMA 자료를 이용하여 성간 가스의 비율이 매우 높은 은하의 분자 성간 가스 특성과 별형성 활동의 관계를 연구 중이다. 윤혜인 연구원은 처녀자리 은하단 주변의 다양한 밀도 환경에서 선별한 은하들의 별형성과 중성수소 가스의 특성을 분석 중이다. 이를 통해 필라멘트나 그룹과 같은 은하단에 비해 밀도가 낮은 환경이 은하의 진화에 미치는 영향을 연구 중이다. 이범현 연구원은 SMA, IRAM과 ALMA로 관측 자료를 이용하여 은하단 가스에 의한 ram pressure가 은하의 분자 가스와 별형성 활동에 미치는 영향을 연구하고 있다. 최우락 연구원은 시뮬레이션을 이용하여 ram pressure가 다양한 범위의 밀도와 온도를 가지는 성간 가스 및 별형성 활동에 미치는 영향을 연구 중이다. 이서나 연구원은 ram pressure stripping 이후 이론적으로 예측되는 성간 가스의 반경과 실제 관측 되는 반경을 비교함으로써 ram pressure의 원리를 검증하고 있다. 백준현 연구원은 엑스선 밝기를 통해 선별된 가까운 AGN의 KaVA 관측 자료를 이용하여 블랙홀의 다양한 특성과 파섹 스케일 제트의 관계를 연구 중이다. 노현욱 연구원은 VLBA, KaVA 관측 자료를 이용하여 AGN 제트의 형성 원리 및 진화를 연구하고 있다. Panomporn Poojon 연구원은 KVN 단일경 관측 자료를 이용하여 가까운 거리에서 선별된 활동적인 은하의 중심영역에서 나타나는 전파 에너지 분포의 특성을 연구하고 있다.

박찬덕 교수팀은 우주비행체의 궤도/자세와 관련한 동역학/항법/유도/제어 분야의 연구를 수행하고 있다. 소형/비대칭 소행성 탐사를 위한 궤적설계 및 항법/제어 기법 개발, 비선형/강건 제어기법을 이용한 우주비행체의 정밀 제어, 항법위성의 정밀궤도결정 등의 연구를 수행하고 있다.

지명국 교수는 Yonsei Observable UNiverse Group (YOUNG)을 운영하고 있다. 현재 1. 암흑물질의 정체를 규명하기 위한 충돌은하단 연구, 2. 초기은하단의 질량함수 결정을 위한 중력렌즈 연구, 3. 우주론 파라미터를 정밀하게 결정하기 위한 Cosmic Shear연구, 4. Large Synoptic Survey Telescope (LSST)의 자료처리 알고리즘 연구를 수행하고 있다.

김태선 교수팀은 복사유체 수치실험을 이용하여 거대분자운과 은하의 진화, 그리고 우주의 재이온화에 대한 연구를 진행하고 있다. 무거운 별로부터 기인하는 피드백 과정을 이해하여 과거 우주에서 관측되는 은하의 동역학적 특성을 이해하는 것이 연구팀의 궁극적인 목표이다. 정확한 수치실험을 수행하기 위해 복사장에 따라 달라지는 중원소 냉각률과 자기장을 고려한 이론 은하 진화 모델을 개발 중이며, 구상성단의 형성, 환경에 따른 RAM 압력 효과, 은하 내 강한 방출선의 탐구, 초기 은하에서 라이먼 연속선과 알파선의 탈출률에 관한 연구를 수행하고 있다.