6. Python을 이용한 H-R도 표현하기

한국교원대학교 김미림, 손정주

사전 개념 확인

https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSeRZHCTCk9b1M7aMHCrr8iMY8JI9mZeLajdrnWylIxG4mRDWQ/viewform?usp=sf_link

2. 주요 용어 확인

[참고 자료 출처: https://astro.unl.edu/naap/blackbody/filters.html]

1. 필터 Filter

대부분의 천문기기는 빛의 강도와 파장의 동시 측정이 불가능하다. 그렇기 때문에 천문학자들은 밝기가 측정되는 특정 파장 범위를 제어하기 위해 필터를 사용한다. 일반적으로 사용되는 UBVR 필터의 통과 대역은 특정되어 있다. 각 필터가 통과 할 수 있는 파장 범위에 따라 광대역 필터(broad-band filters), 중대역 필터(intermediate-band) 및 협대역 필터(narrow-band)가 있다.

필터를 통해 별의 밝기 (겉보기 등급)를 측정하는 것 외에도 천문학자들은 필터 밝기 값의 차이를 활용한다. 그 차이를 색 지수라 하는데, B-V 색지수는 항성 표면 온도의 지표로 사용된다.

2. 색지수 Color Index

별의 밝기는 별이 얼마나 멀리 떨어져 있는가에도 영향을 받는다. 그래서 같은 온도의 두 별이라도 거리가 다르면 어떤 특정 필터로 측정한 색등급(Color Magnitudes)은 다르게 나타난다. 이렇게 한 필터만으로는 거리에 의한 요인으로 온도를 정확히 나타내지 못하게 되지만 두 필터를 통한 색등급 차이를 취하면 거리와 별의 크기 요인이 제거되어 온도에 의한 요인만 남게 된다. 그렇기 때문에 천문학자들은 별의 색깔(그리고 그에 따른 온도)에 대해 이야기하기 위해 "색지수(Color Index)"를 사용한다.

그래서 별의 색깔은 U-V와 B-V와 같은 양으로 설명된다. 하지만 여러 천문학자들의 다른 선택으로, 각각의 색 등급은 다르게 표준화 될 수 있다. 이를 위해 약 10,000 K의 항성 베가(Vega)를 표준으로 하여 U-V와 B-V = 0이 되도록 하였다. 각 관측소는 국부 대기의 수정과 계측기의 수정으로 조금씩 다른 표준값을 사용하여, 색등급 크기가 다를 수 있다. 하지만 이론적으로는 모든 관측소가 각각의 별에 대해 표준화된(10,000K 온도에서 색지수=0) 색지수를 사용한다.

3. 생각해보기 : 아래그림은 하버드 분광 분류(Harvard Spectral Classification) 를 나타낸다. 각 분광형에서의 별의 색을 살펴보고, O형 별에서 M형 별로 갈수록 온도는 어떻게 될지 적어보자.