● 천문학
- 별이나 행성, 혜성, 은하와 같은 천체와 지구 대기의 바깥쪽으로부터 비롯된 현상을 연구하는 자연과학의 한 분야입니다.
- 현재 민간에서는 전래되어 오는 몇 개의 별자리 이름이나 그의 얽힌 전설, 또는 몇 개의 별의 이름이나 미리내라고 하는 은하수에 대한 고유명들을 볼 수 있습니다.
- 한국에도 중국의 천문사상과는 관련이 없는 특유한 천문학적인 지식이 발달되었다는 사실을 말해주는 것이라고 볼 수 있다. 우주의 시작 및 진화, 천체의 운동, 물리, 화학, 기상, 진화 등을 그 연구 대상으로 합니다.
- 20세기에 들어와 천문학 분야는 관측 분야와 이론 분야로 크게 나뉘었다. 관측 천문학은, 천체에 대한 자료를 얻고, 이를 물리적으로 분석하는 데 초점을 두며, 이론 천문학은 천체와 천문학적 현상들을 컴퓨터나 해석적인(analytical) 방법으로 설명하는 모형을 세우는 것을 추구합니다.
- 천문학은 인간이 하늘에 대하여 관심을 가지면서 가장 일찍 태동한 학문 중의 하나이며 선사 시대의 여러 문명들은 피라미드, 스톤헨지 같은 천문학적 유물들을 남겼으며, 바빌론, 그리스, 중국, 인도, 이란, 미야 문명 같은 동서양의 초기 문명들은 밤하늘에 관한 많은 관측 기록을 남겼습니다.
- 천문학은 여러 자연과학 분야 중 아마추어들의 공헌이 아직도 큰 분야 중의 하나이며 아마추어 천문학자들은 특히 혜성·소행성·초신성 같이 시간에 따라 변하는 현상들을 발견하고 관측하는 데 중요한 공헌을 하고 있습니다.
- 망원경이 발명됨으로써 천문학은 현대 과학으로 발전을 하였고 역사적으로 천문학은 역법, 천체 항법, 그리고 심지어 점성술까지 수많은 분야들을 포함했었는데, 현대의 천문학은 물리학, 화학, 공학 등을 이용합니다.
- 천체의 움직임에서 가장 비중이 큰 힘은 중력이므로 일반 상대론을 많이 이용하며, 별의 핵융합, 중성자별, 블랙홀, 퀘이사 등의 연구에는 물리학과 화학의 여러 분야를 쓰고 있습니다.
- 천문학은 점성술과 혼동되어서 안되며 비록 점성술은 천문학과 같은 뿌리에서 나왔지만, 현재는 완전히 다른 분야입니다.
- 점성술은 천체들의 하늘에서의 위치가 인간의 활동에 영향을 미친다는 신념체계로서, 자연과학의 범주에 들지 않습니다.
● 관측천문학
- 천문학에서의 모든 정보는 주로 천체로부터의 가시광 영역의 빛, 또는 일반적으로 다른 파장대의 전자기파를 감지하고 분석함으로써 얻어지고 관측천문학은 전자기파의 파장대별로 나눌 수 있습니다.
- 지상에서 관측이 가능한 파장대의 빛도 있지만 어떤 영역대는 높은 고도의 지역에서나 또는 우주에서만 가능합니다.
1) 적외선 천문학
- 적외선 천문학은 적외선 영역대(가시광의 붉은색 빛보다 파장이 긴 대역)의 빛을 감지하고 분석하는 분야입니다.
- 근적외선(1-3μm)을 제외하고는, 적외선 영역의 빛은 대기에 의해 대부분 흡수되고, 지구 대기 또한 많은 양의 적외선을 내뿜고 그 결과, 적외선 관측은 높은 고도의 건조한 곳에 위치한 천문대, 또는 우주에서 이루어지고 있습니다.
- 분자들은 적외선에서 특히 강한 방출선을 내는데, 이를 이용하여 성간물질의 화학을 연구할 수 있고 예를 들면, 적외선 분광학으로 혜성에 존재하는 물분자를 검출하기도 합니다.
- 적외선을 이용하면 행성이나 원시 행성 원반같이 온도가 매우 낮아서 가시광선을 거의 내지 않는 천체들을 관측할 수 있습니다.
- 파장이 긴 적외선은 가시광선을 쉽게 가로막는 성간 먼지를 투과할 수 있으므로 우리 은하의 중심부와 분자구름 깊은 곳에서 형성되고 있는 젊은 별들을 연구하는데 유용합니다.
2) 자외선 천문학
- 자외선 천문학은 10 나노미터에서 320 나노미터 영역대의 자외선 파장을 관측하는 천문학입니다.
- 우리 은하 밖의 다른 은하에 위치한 푸른 별들은 몇몇 자외선 관측의 주요 관측대상이 되어 왔습니다.
- 자외선 영역의 또 다른 관측대상으로는 행성상 성운, 초신성 잔해, 활동 은하핵 등이 있습니다.
- 자외선은 성간 먼지에 의해 쉽게 흡수되기 때문에 자외선 관측은 소광을 정확히 보정해 주어야 합니다.
- 파장대의 빛은 지구 대기에 의해 흡수되기 때문에 자외선 천문대는 지구 대기층이 얇은 높은 고도, 또는 우주에 세워져야 한다. 자외선 천문학은 뜨겁고 파란 별들로부터 나오는 열복사와 방출선들을 연구하는데 가장 적합한 분야입니다.
3) 전파천문학
- 전파천문학은 약 1mm보다 긴 파장대의 전자기파를 연구하는 분야입니다.
- 전파는 열적 발산의 형태로 천체에 의해 생성되기도 하지만, 지구 상에서 관측 가능한 대부분의 전파는 싱크로트론 복사의 형태입니다.
4) 광학천문학
- 광학천문학(가시광선 천문학)은 역사적으로 가장 오래된 천문학 분야입니다.
- 오랫동안 광학 영상은 손으로 그려져 기록되었으며, 19세기 후반과 20세기에는 사진이나 건판을 주로 이용하였습니다.
- 현재는 디지털 검출기, 특히 CCD 카메라(빛을 전하로 변화시켜 이미지를 얻어내는 기기)를 사용하고 있고 가시 광영역은 400 나노미터에서 700 나노미터로, 근자외선(400 나노미터에 가까운 자외선 영역)과 근적외선(1μm에 가까운 적외선 영역)의 관측에도 같은 기기를 사용하기도 합니다.
5) X-선 천문학
- X-선 천문학은 엑스선 파장대의 빛을 내는 천체를 연구하는 학문입니다.
- X-선은 지구 대기에 의해 흡수되기 때문에, 높은 고도로 띄우는 풍선, 로켓, 비행선을 이용하거나 우주망원경 형태로 관측이 이루어지고 있습니다.
- X-선 천체로는 엑스선 이중성, 펄사, 초신성 잔해, 타원은하, 은하단, 활동 은하핵 등이 있습니다.