막스 플랑크 외계 물리학 연구소
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1. 개요
막스 플랑크 외계 물리학 연구소(MPE)는 외계 우주와 천체물리 현상에 대한 실험적, 이론적 연구를 수행하는 독일의 연구 기관이다. 1961년 막스 플랑크 물리학 및 천체물리학 연구소 내 외계물리학과로 시작하여, 1991년 독립적인 막스 플랑크 협회 산하 연구소로 설립되었다. MPE는 광학, 적외선, X선, 감마선 천문학 등 다양한 분야에서 연구를 진행하며, 유럽 초거대 망원경(E-ELT) 등 국제적인 프로젝트에도 참여하고 있다.
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| 막스 플랑크 외계 물리학 연구소 - [연구소]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
| 기관 종류 | 막스 플랑크 협회 연구소 |
| 위치 | 독일 바이에른주 가르힝 |
| 웹사이트 | 공식 웹사이트 |
| 연구 | |
| 연구 분야 | 우주 물리학 |
| 주요 연구 | 적외선 천문학 X선 천문학 감마선 천문학 블랙홀 연구 우주 플라즈마 연구 행성간 먼지 연구 |
2. 역사
막스 플랑크 외계 물리학 연구소(MPE)는 1961년 10월 23일 라이마르 뤼스트 교수에 의해 막스 플랑크 물리학 및 천체물리학 연구소 내 외계 물리학 부서로 설립되었다. 1963년 5월 15일 막스 플랑크 상원 결의에 따라 이 부서는 막스 플랑크 물리학 및 천체물리학 연구소의 하위 연구소로 전환되었고, 라이마르 뤼스트 교수가 연구소장으로 임명되었다.[5] 1991년 3월 8일, MPE는 막스 플랑크 협회 내의 독립 기관으로 최종 설립되었다.[5]
초기 연구는 외계 플라즈마와 지구 자기권 조사에 집중되었으며, 입자 및 전자기장 측정과 더불어 소리나는 로켓을 사용한 이온구름 기술을 활용했다. 또한 지구 대기에 흡수되어 지상에서 관측 불가능한 전자기 복사를 관측하기 위해 적외선, X선, 감마선 천문학 연구도 진행했다. 이를 위해 100개 이상의 로켓, 50개 이상의 고고도 풍선(예: HEXE)을 사용했다.[7]
1990년대 이후 위성은 관측 시간/비용 비율이 좋아 선호되는 관측 플랫폼이 되었지만, 고고도 관측 비행기와 지상 망원경도 광학 및 근적외선 관측에 활용되었다. 위성 관측 기술 발전으로 대용량 데이터 처리 및 저장 기술이 중요해졌고, 대규모 위성 프로젝트를 위한 특수 데이터 센터가 설립되었다.[7]
MPE는 1980년과 1996년 아리안 로켓 발사 실패, 1996년 CLUSTER 임무 위성 손실, X선 위성 "ABRIXAS" 손실 등 어려움을 겪기도 했지만, 꾸준한 과학적 성과를 통해 극복해왔다.[7]
1963년 설립 당시 9명의 과학자와 1명의 박사 과정 학생을 포함하여 29명의 직원이 있었으나, 1975년에는 180명(과학자 55명, 박사 과정 학생 13명), 2015년에는 약 400명(과학자 130명, 박사 과정 학생 75명)으로 증가했다. 연구소의 정규 직위는 1973년 이후 증가하지 않았지만, 외부 자금 지원을 받는 직원들이 늘어나는 업무와 국제적 의무를 담당했다.[1]
MPE는 국제적으로 천문학 분야에서 선도적인 위치를 점하며, 전 세계에서 객원 과학자들을 유치하고 있다. 장기 체류 방문 연구원은 1974년 12명에서 2000년 최대 72명으로 늘었고, 최근에는 매년 평균 약 50명의 객원 과학자를 초대하고 있다.[1]
2. 1. 연도별 주요 사건
| 연도 | 주요 사건 |
|---|---|
| 1963년 | 막스 플랑크 물리학 및 천체물리학 연구소 산하 연구소로 설립, 초대 소장 라이마르 뤼스트[6][2] |
| 1969년 | 클라우스 핀카우 소장 취임 (우주선, 감마선 천문학)[6][2] |
| 1972년 | 게르하르트 헤렌델 소장 취임 (플라스마 물리학)[6][2] |
| 1975년 | 요아힘 튐퍼 소장 및 연구원 취임 (X선 천문학)[6][2] |
| 1981년 | 노이리트 소재 MPE X선 시험 시설 "판터" 가동 시작[6][2] |
| 1985년 | 그레고르 모르필 소장 및 연구원 취임 (이론)[6][2] |
| 1986년 | 라인하르트 겐첼 소장 및 연구원 취임 (적외선 천문학)[6][2] |
| 1990년 | 요아힘 튐퍼, 막스 플랑크 물리학 연구소(MPP)와 공동으로 반도체 연구소를 설립, MPE와 MPP의 공동 프로젝트로 운영 (2012년부터 MPG에서 운영)[6][2] |
| 2000년 | 라인하르트 겐첼, 캘리포니아 대학교 버클리와 공동으로 "천체물리학 및 우주 과학 국제 교류를 위한 UCB-MPG 센터" 설립[6][2] |
| 2000년 | G. 모르필, IPP와 공동으로 "학제 간 플라스마 과학 센터"(CIPS) 설립 (2004년까지)[6][2] |
| 2001년 | MPE, MPA, ESO, MPP, 뮌헨 대학교가 "천체물리학 국제 막스 플랑크 연구학교"(IMPRS) 개설[6][2] |
| 2001년 | 귄터 하징어 연구원 및 소장 취임 (X선 천문학)[6][2] |
| 2002년 | 랄프 벤더 연구원 및 소장 취임 (광학 및 해석 천문학)[6][2] |
| 2010년 | 키르팔 난드라 연구원 및 소장 취임 (고에너지 천체물리학)[6][2] |
| 2014년 | 파올라 카셀리 연구원 및 소장 취임 (천체화학 연구 센터)[6][2] |
| 2020년 | 라인하르트 겐첼의 은하수 중심의 블랙홀(궁수자리 A*) 연구로 노벨 물리학상 수상[6][2] |
| 2023년 | 프랭크 아이젠하우어 연구원 및 소장 취임 (적외선/서브밀리미터 천문학)[6][2] |
2. 2. 상세 이력
막스 플랑크 외계 물리학 연구소(MPE)의 전신은 막스 플랑크 물리학 및 천체물리학 연구소 내의 외계 물리학 부서였다. 이 부서는 1961년 10월 23일 라이마르 뤼스트 교수에 의해 설립되었다.[5] 1963년 5월 15일, 막스 플랑크 상원 결의안에 따라 이 부서는 막스 플랑크 물리학 및 천체물리학 연구소의 하위 연구소로 전환되었고, 라이마르 뤼스트 교수가 연구소장으로 임명되었다.[5]1991년 3월 8일, 또 다른 상원 결의안에 따라 MPE는 막스 플랑크 협회 내의 독립 기관으로 설립되었다. 이 기관에서는 지구 밖의 우주 공간과 천체물리 현상에 대한 실험적, 이론적 탐구를 수행한다.[5]
연구소 역사상 주요 사건은 다음과 같다:[6]
| 연도 | 사건 |
|---|---|
| 1963년 | 물리학과 천체물리학을 위한 MPI 내의 하위 연구소로 설립. 연구소장은 라이마르 뤼스트. |
| 1969년 | 클라우스 핀카우가 연구소장이 됨(우주 광선, 감마 천문학). |
| 1972년 | 게르하르트 해렌델이 연구소장이 됨(플라즈마 물리학). |
| 1975년 | 요아킴 트륌퍼가 연구소(엑스레이 천문학)의 소장 겸 과학 회원이 됨. |
| 1981년 | Neuried에 위치한 MPE X선 검사 시설 "Panter" 가동 시작. |
| 1985년 | Gregor Morfill이 연구소 소장 및 과학 회원이 됨(이론). |
| 1986년 | 라인하르트 겐첼이 연구소(적외선 천문학)의 소장 겸 과학 회원이 됨. |
| 1990년 | Joachim Trümper는 MPP(물리학 MPI)와 함께 MPE와 MPP 간의 공동 프로젝트로 반도체 실험실을 설립(2012년부터 MPG에서 운영). |
| 2000년 | 라인하르트 겐첼이 UC 버컬리와 함께 "천체 물리학 및 우주 과학 국제 교류를 위한 UCB-MPG 센터"를 설립. |
| 2000년 | G. Morfill가 IPP와 함께 "학제간 플라즈마 과학 센터"(CIPS)를 설립(2004년까지). |
| 2001년 | MPE, MPA, ESO, MPP 및 뮌헨 대학이 "국제 막스플랑크 천체물리학 연구학교"(IMPRS)를 개설. |
| 2001년 | Günther Hasinger가 과학 회원이자 연구소(X선 천문학) 소장이 됨. |
| 2002년 | Ralf Bender가 과학 회원이자 연구소(광학 및 해석 천문학) 소장이 됨. |
| 2010년 | Kirpal Nandra가 과학 회원이자 연구소(고에너지 천체 물리학) 소장이 됨. |
| 2014년 | 파올라 카셀리가 과학 회원이자 연구소(천문화학 연구 센터) 소장이 됨. |
| 2020년 | 우리 은하 중심에 있는 블랙홀(궁수자리 A*)에 대한 연구로 라인하르트 겐첼이 노벨 물리학상을 수상. |
| 2023년 | 프랑크 아이젠하우어 과학 회원이자 연구소(적외선/서브밀리미터 천문학) 소장이 됨. |
막스 플랑크 외계 물리학 연구소는 광학 및 해석 천문학, 적외선 및 서브밀리미터/밀리미터 천문학, 고에너지 천체 물리학, 천체화학 연구 센터 등 4가지 주요 연구 분야를 가지고 있다. 각 분야는 소장 중 한 명이 감독하며, 과학자들은 약 25개의 프로젝트 팀으로 구성되어 개별 실험과 연구 프로젝트를 이끌고 있다. 연구 주제는 우주 플라즈마와 별의 물리학, 성간 물질의 물리학 및 화학, 별 형성과 핵합성, 은하 외 천체물리학, 우주론 등 다양하다.[9]
초기에는 외계 플라즈마와 지구 자기권 연구에 집중하였으며, 로켓을 이용한 이온구름 기술, 고고도 풍선, 인공위성, 고고도 관측 항공기, 지상 망원경 등을 활용하여 연구를 진행하였다. 특히 위성을 이용한 관측 기술의 발전으로 높은 데이터 플럭스를 처리하고 저장하는 기술이 중요해졌다.
1980년과 1996년 아리안 운반 로켓 시험 발사 실패, 1996년 CLUSTER 임무 위성 손실, X선 위성 "ABRIXAS" 손실 등 좌절도 있었지만, MPE는 꾸준한 과학적 성과를 이루어냈다.[7]
3. 주요 연구 분야
이 연구소는 지구 대기의 흡수 효과 때문에 항공기, 로켓, 위성, 우주 탐사선 등을 이용하여 우주에서 실험을 수행한다. 초기에는 풍선을 이용한 실험도 있었다. 첨단 외계 물리학 및 실험 천체물리학을 위해 탐지기, 분광계, 카메라, 망원경, ROSAT 및 eROSITA와 같은 전체 페이로드, AMPTE 및 EQUATOR-S와 같은 위성 등 첨단 장비를 자체적으로 개발하며, 이를 위해 기술 및 엔지니어링 부서가 중요한 역할을 담당한다.[9]
관측자와 실험자는 긴밀하게 협력하며, 관측 내용 해석과 새로운 가설 제시의 상호 작용을 통해 연구를 진행한다.[9]
3. 1. 주요 연구 과제
막스 플랑크 외계 물리학 연구소(MPE)의 연구 과제는 연구소의 다양한 과학 연구 관심 분야에 필요한 실험과 시설을 구축, 유지 및 사용하기 위한 다양한 연구 부서의 노력인 경우가 많다. 하드웨어 프로젝트 외에도 보관 데이터를 사용하고 반드시 새 기기에 연결될 필요가 없는 과제도 있다.[10]
다음은 최근의 연구 과제에 대한 간략한 개요이다.[10]
4. 연구 성과
- 이온 구름을 이용한 전리층 및 자기권 탐사 (1963–1985)[8]
- 위성 COS-B를 이용한 은하 감마선 방출 ( > 70 MeV) 최초 지도 제작 (1978)[8]
- 사이클로트론 선 방출을 이용한 중성자별 Her-X1의 자기장 측정 (기구 실험 1978)[8]
- 재결합 과정의 실험적 증명 (1979)[8]
- 인공 혜성 (AMPTE 1984/85)[8]
- 충돌 없는 충격파의 수치 시뮬레이션 (1990)[8]
- ROSAT 위성에 탑재된 영상 X선 망원경을 이용한 X선 하늘의 첫 번째 지도 (1993)[8]
- CGRO에 탑재된 영상 콤프턴 망원경 COMPTEL을 이용한 3~10 MeV 에너지 범위의 첫 번째 감마선 하늘 지도 (1994)[8]
- 국제 우주 정거장에서의 플라즈마 결정 실험 및 후속 연구 (1996–2013)[8]
- SOHO 위성에 탑재된 CELIAS 실험을 통한 태양풍의 원소 및 동위원소 조성 측정 (1996)[8]
- ISO 위성에 탑재된 페브리-페로 간섭계를 사용하여 별의 팽창 껍질에서 물 분자 선 최초 검출 (1996)[8]
- 혜성 및 행성의 X선 방출 최초 검출 (1996, 2001)[8]
- ISO 위성을 이용한 초광도 적외선 은하의 에너지원 규명 (1998)[8]
- 초신성 잔해에서 감마선 선 방출 (44Ti) 검출 (1998)[8]
- ROSAT, XMM-뉴턴 및 찬드라를 이용한 외은하 X선 하늘의 심층 관측 및 배경 복사를 개별 광원으로 분해 (1998년 이후)[8]
- 은하수 은하 중심에 초거대 질량 블랙홀이 존재함을 확인 (2002)[8]
- X선에서 이중 활동 은하핵 검출 (2003)[8]
- 타원 은하에서 별의 진화사 재구성 (2005)[8]
- 안드로메다 은하의 블랙홀 주위를 회전하는 별 원반 (2005)[8]
- 초기 우주의 정상 은하의 가스 함량 결정 (2010년 이후)[8]
- 허셜 우주 망원경을 이용하여 우주 적외선 배경 복사를 개별 은하로 분해 (2011)[8]
참조
[1]
웹사이트
History of the MPE
http://www.mpe.mpg.d[...]
2012-06-13
[2]
웹사이트
History of the MPE: Overview
http://www.mpe.mpg.d[...]
2012-06-13
[3]
웹사이트
Agreement Signed for MICADO Camera for E-ELT
http://www.eso.org/p[...]
2015-09-21
[4]
웹사이트
Active, Past and Future Projects at the MPE
http://www.mpe.mpg.d[...]
2012-06-13
[5]
웹인용
History of the MPE
http://www.mpe.mpg.d[...]
2012-06-13
[6]
웹인용
History of the MPE: Overview
http://www.mpe.mpg.d[...]
2012-06-13
[7]
웹인용
History of the MPE
http://www.mpe.mpg.d[...]
2012-06-13
[8]
웹인용
History of the MPE
http://www.mpe.mpg.d[...]
2012-06-13
[9]
웹인용
Agreement Signed for MICADO Camera for E-ELT
http://www.eso.org/p[...]
2015-09-21
[10]
웹인용
Active, Past and Future Projects at the MPE
http://www.mpe.mpg.d[...]
2012-06-13
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