청소년을 위한 교양 천문학: 적외선 천문학

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 09월 05일 출간

작품소개

책소개

우리 눈에 보이지 않는 적외선 영역에서 펼쳐지는 우주의 모습은 가시광선으로 보는 것과 완전히 다릅니다. 1800년 윌리엄 허셜이 프리즘 실험으로 적외선을 처음 발견한 이후, 이 보이지 않는 빛은 천문학에 혁명을 가져왔습니다. 차갑고 어두운 우주 먼지 속에서 별이 탄생하는 과정, 블랙홀 주변의 뜨거운 물질들, 그리고 130억 년 전 초기 우주의 은하들까지 모두 적외선을 통해서만 관찰할 수 있습니다. 지구 대기가 대부분의 적외선을 차단하기 때문에 우주 망원경이 필요하며, 검출기를 절대온도 근처까지 냉각시켜야 하는 기술적 도전도 따릅니다.

이 책은 적외선 천문학의 기초 원리부터 최신 연구 성과까지 25개 챕터를 통해 체계적으로 다룹니다. 흑체복사 법칙으로 천체의 온도를 측정하는 방법, 성간 먼지가 별빛을 흡수한 후 적외선으로 재방출하는 과정, 원시행성계 원반에서 행성이 형성되는 현장을 설명합니다. 또한 갈색왜성의 발견, 우리 은하 중심부의 블랙홀 관측, 외계행성 대기의 화학 조성 분석 등 적외선 관측이 가능하게 한 놀라운 발견들을 소개합니다. IRAS, 스피처, 허셜, 제임스 웹 우주망원경 등 역사적인 관측 장비들의 성과와 지상 대형 망원경들의 적응광학 기술도 상세히 다룹니다.

적외선 천문학은 우주에서 일어나는 가장 극적인 현상들을 포착해 왔습니다. 오리온 성운 속 별 탄생 현장의 숨겨진 모습, 안드로메다 은하와 우리 은하의 충돌 예측, 초신성 폭발 후 형성되는 먼지와 새로운 원소들의 순환 과정을 밝혀냈습니다. 케플러 우주망원경과 제임스 웹 망원경의 관측으로 수천 개의 외계행성을 발견했고, 그 중 일부 행성의 대기에서 물과 메탄 같은 분자들을 직접 검출했습니다. 우주 마이크로파 배경복사 연구를 통해 빅뱅 이론을 뒷받침하는 결정적 증거도 제공했으며, 우주의 가속 팽창을 발견하여 암흑에너지의 존재를 입증하는 데도 핵심적 역할을 했습니다.

복잡한 물리 법칙과 첨단 기술을 중학생도 이해할 수 있도록 구체적인 사례와 비유를 들어 설명했습니다. 각 장마다 실제 관측 사진과 데이터를 통해 이론을 뒷받침하며, 천문학자들이 어떻게 보이지 않는 우주의 비밀을 밝혀내는지 보여줍니다. 적외선 검출기의 냉각 원리부터 간섭계의 작동 방식, 편광 관측으로 자기장을 측정하는 방법까지 기술적 내용도 차근차근 풀어냅니다. 독자들은 이 책을 통해 현대 천문학의 핵심 분야 중 하나인 적외선 천문학을 완전히 이해하게 될 것이며, 우주를 바라보는 새로운 시각을 갖게 될 것입니다.

목차

1. 보이지 않는 빛의 세계
2. 적외선 천문학의 탄생과 발전
3. 흑체복사와 우주의 온도
4. 대기라는 장벽과 우주 관측소
5. 적외선을 포착하는 검출기 기술
6. 별이 태어나는 숨겨진 산실
7. 우주의 먼지가 들려주는 이야기
8. 행성계의 요람, 원시행성계 원반
9. 실패한 별, 갈색왜성의 발견
10. 은하의 숨겨진 구조와 중심부
11. 우주 배경복사와 빅뱅의 흔적
12. 태양계 천체들의 열적 특성
13. 외계행성 사냥꾼들의 적외선 무기
14. 우주의 눈, 적외선 우주망원경들
15. 지상의 거대한 적외선 눈들
16. 간섭계로 보는 더 세밀한 우주
17. 편광으로 알아보는 우주의 자기장
18. 적외선 분광학의 우주 화학
19. 적외선 측광학과 천체의 밝기
20. 맥동하는 별들의 적외선 신호
21. 별의 최후와 초신성의 적외선
22. 블랙홀과 X선 쌍성의 적외선
23. 성간 매질과 충격파의 흔적
24. 미래를 여는 적외선 천문학 기술
25. 적외선이 열어가는 우주 탐사의 미래

작가정보

저자(글) 루미너리북스 교육출판 에디팅 팀

루미너리북스 교육 출판 에디팅 팀은 전문 교육 콘텐츠 기획자와 편집자들로 구성되어, 학생들의 눈높이에 맞춘 양질의 교육 도서를 제작하는 데 전념하고 있다. 각 분야별 전문가들과의 긴밀한 협업을 통해 정확하고 이해하기 쉬운 교육 콘텐츠를 개발하며, 특히 고등학생을 위한 대학 과목 선행학습 시리즈와 같은 혁신적인 교육 도서를 기획하고 있다.