거리 지수

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.

1. 개요
2. 정의
3. 거리 지수의 종류
4. 거리 지수의 활용
5. 한국 천문학에서의 거리 지수 연구
참조

1. 개요

거리 지수는 천체의 겉보기 등급과 절대 등급의 차이로 정의되며, 천체의 거리를 나타내는 지표이다. 겉보기 등급은 지구에서 관측되는 천체의 밝기, 절대 등급은 천체가 10 파섹 거리에 있다고 가정했을 때의 밝기를 의미한다. 거리 지수는 광원의 밝기가 거리에 따라 변화하는 역제곱 법칙과 등급 표현의 편리성 때문에 사용된다. 거리 지수는 성간 흡수를 고려한 진정한 거리 지수와 고려하지 않은 시각적 거리 지수로 구분되며, 우주의 팽창에 따른 적색편이 보정도 필요하다. 거리 지수는 가까운 우주의 은하까지의 거리를 표현하는 데 활용되며, 산개 성단의 거리 측정에도 사용된다. 한국천문학연구원은 다양한 거리 지표 천체를 이용한 연구를 수행하고 있으며, 국제 협력 연구에도 참여하고 있다.

더 읽어볼만한 페이지

물리량 - 전위
전위는 전기장 내 단위 전하의 위치 에너지로, 정전기학에서는 기준점에 따라 정의되며 전위차만이 의미를 갖고, 전기장의 음의 기울기로 표현되고, 전기 공학에서는 회로 해석에 활용된다.
물리량 - 전기장
전기장은 공간의 각 지점에서 단위 전하가 받는 힘으로 정의되는 벡터장으로, 전하 또는 시간에 따라 변하는 자기장에 의해 발생하며, 전기력선으로 표현되고 맥스웰 방정식으로 기술되는 전자기장의 한 요소이다.

거리 지수

2. 정의

(등급)거리
(pc)-51-41.6-32.5-24.0-16.301011622534046351001010002010⁵2510⁶

3. 거리 지수의 종류

성간 흡수를 고려하지 않은 거리 지수를 '시각적 거리 지수'라 하며, visual distance modulus^영어

(m - M)_{v}

로 표시한다. 반면 성간 흡수를 보정한 거리 지수는 '진정한 거리 지수'(true distance modulus^영어)

(m - M)_{0}

로 표시한다.

시각적 거리 지수는 관측된 겉보기 등급과 절대 등급에 대한 이론적 추정치의 차이를 계산하여 구한다. 진정한 거리 지수는 성간 흡수 계수를 추정하는 추가적인 이론적 단계가 필요하다.

성간 물질에 의한 소광의 영향을 받는 경우, 겉보기 등급은 실제보다 어둡게 나타난다. 따라서 거리를 정확하게 구하려면 소광을 보정해야 하며, 거리 지수도 이에 맞춰 수정해야 한다. 성간 소광(소광량

A

)을 보정한 거리 지수

\mu_0

는 다음과 같이 표현된다.^[3]

:

\mu_0 = m - A - M = 5\log_{10}d - 5 - A

이를 보정된 거리 지수라고도 한다.^[3]

우주론적인 거리에 있는 천체의 경우, 우주 팽창에 의한 적색편이가 커진다. 이로 인해 관측된 전자기파의 파장대와, 실제로 천체가 방출한 전자기파의 파장대가 달라져 거리 지수를 올바르게 평가할 수 없다. 따라서 이러한 차이를 보정해야 한다. 실제로 관측된 천체의 등급과, 그 천체가 정지계에 있었을 경우 같은 파장대에서 관측될 등급과의 차이를 추정하고, 이를 보정하기 위한 항

K

를 도입한 거리 지수는 다음과 같다.^[4]

:

\mu = 5\log_{10}d\mbox{[Mpc]} + K + 25

(거리는 메가파섹 단위)^[4]

4. 거리 지수의 활용

거리 지수는 주로 가까운 우주의 다른 은하까지의 거리를 표현하는 데 사용된다. 예를 들어, 대마젤란 성운(LMC)의 거리 지수는 18.5,^[2] 안드로메다 은하의 거리 지수는 24.4이다.^[3]

거리 지수를 사용하면 등급 계산이 용이하다. 예를 들어, 안드로메다 은하(DM=24.4)에 있는 태양형 별(M=5)은 29.4의 겉보기 등급(m)을 갖게 된다.^[5]

거리 지수는 산개 성단의 거리를 결정할 때 자주 사용된다. 산개 성단에 포함된 항성은 뚜렷한 주계열을 나타내므로, 헤르츠스프룽-러셀 도표 또는 색등급도에서 세로축의 차이를 통해 거리 지수를 추정할 수 있다. 이를 주계열 맞추기(Main Sequence Fitting) 방법이라고 한다.

외부 은하의 경우, 에드윈 허블이 은하들의 거리를 측정하고 외부 은하의 존재를 밝히는 데 거리 지수 관계를 사용했다. 주요 외부 은하의 거리 지수는 다음과 같이 구해진다.

은하 이름	거리 지수
대마젤란 은하	18.54
소마젤란 은하	19.00
안드로메다 은하	24.47

은하 이름

거리 지수

대마젤란 은하

18.54

소마젤란 은하

19.00

안드로메다 은하

24.47

5. 한국 천문학에서의 거리 지수 연구

한국천문연구원(KASI)은 초신성, 세페이드 변광성, RR Lyrae 변광성 등 다양한 거리 지표 천체를 이용한 거리 측정 연구를 수행하고 있다. 한국우주전파관측망(KVN)을 이용한 초장기선 간섭계(VLBI) 관측을 통해, 우리 은하 내 천체들의 정밀한 거리를 측정하고, 이를 통해 은하의 구조와 진화 연구에 기여하고 있다. 한국천문학자들은 국제 협력 연구에도 활발히 참여하여, 거리 지수 측정의 정확도를 높이고, 우주의 팽창 속도(허블 상수)를 결정하는 데 기여하고 있다.

참조

_[1] 서적 An introduction to Error Analysis https://archive.org/[...] University Science Books
_[2] 논문 A review of the distance and structure of the Large Magellanic Cloud
_[3] 논문 First Determination of the Distance and Fundamental Properties of an Eclipsing Binary in the Andromeda Galaxy
_[4] 논문 The Hubble Space Telescope Key Project on the Extragalactic Distance Scale. XX. The Discovery of Cepheids in the Virgo Cluster Galaxy NGC 4548
_[5] 논문 The HST eXtreme Deep Field XDF: Combining all ACS and WFC3/IR Data on the HUDF Region into the Deepest Field Ever 2013-10-21
_[6] 웹사이트 距離指数 https://astro-dic.jp[...] 日本天文学会 2023-04-10
_[7] 간행물 距離指数 https://jglobal.jst.[...]
_[8] 서적 宇宙の開拓共立出版 1956-04-25
_[9] 서적 宇宙の観測I —光・赤外天文学日本評論社 2007-07-20
_[10] 서적 宇宙論I —宇宙の進化日本評論社 2007-09-15
_[11] 웹사이트 What is distance modulus? https://lco.global/s[...] Las Cumbres Observatory
_[12] 간행물 A Dictionary of Astronomy Oxford University Press 2018
_[13] 간행물 天体の距離尺度問題の近況 https://www.asj.or.j[...] 1968-11
_[14] 간행물 The Oxford Companion to Cosmology Oxford University Press 2008
_[15] 서적 新版銀河系と宇宙恒星社厚生閣 1974-04-01
_[16] 웹사이트 The magnitude scale http://spiff.rit.edu[...] Rochester Institute of Technology 2003
_[17] 서적 宇宙の広さは測れるか地人書館 1985-01-30
_[18] 웹사이트 Main Sequence Fitting https://astro.unl.ed[...] University of Nebraska-Lincoln
_[19] 웹사이트 主系列フィット法 https://astro-dic.jp[...] 日本天文学会 2018-10-03
_[20] 간행물 Extragalactic nebulae 1926-12
_[21] 간행물 New Period-Luminosity and Period-Color relations of classical Cepheids: I. Cepheids in the Galaxy 2003-06
_[22] 간행물 Panchromatic Hubble Andromeda Treasury. XIV. The Period-Age Relationship of Cepheid Variables in M31 Star Clusters 2015-11