항성종족합성 (Stellar Population Synthesis)
한 줄 정의: 여러 나이와 금속함량의 별빛을 합성해 은하의 통합 스펙트럼을 재현하는 모형화 기법입니다.
쉽게 풀면
멀리 있는 은하에서는 별을 하나씩 볼 수 없고 수많은 별빛이 섞인 하나의 스펙트럼만 관측됩니다. 항성종족합성은 거꾸로 접근합니다. 나이와 금속함량이 같은 별 무리가 내는 빛을 이론적으로 계산해 두고, 이런 무리를 여러 비율로 더해 관측된 스펙트럼과 가장 비슷해지는 조합을 찾는 것입니다.
왜 중요한가
이 방법으로 은하의 별질량, 평균 나이, 금속함량, 먼지에 의한 흡수량을 한꺼번에 추정할 수 있습니다. 오늘날 은하 진화 연구에서 보고되는 별질량과 별생성률 값 대부분이 이 기법의 산물이기 때문에, 사실상 관측과 이론을 잇는 표준 번역기 역할을 합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"항성종족합성 모형으로 통합 스펙트럼을 맞춘 결과 평균 별 나이는 약 90억 년으로 추정되었다."
조금 더 깊게 보면
입력으로는 항성진화 계산에서 얻은 등시선, 항성대기 모형에서 얻은 스펙트럼 라이브러리, 그리고 초기질량함수가 필요합니다. 이 가운데 초기질량함수 가정과 나이-금속함량 축퇴, 먼지 흡수와 붉어짐의 축퇴가 결과의 주된 불확실성입니다. 점근거성가지 별처럼 진화 계산이 불확실한 단계가 근적외선 광도에 크게 기여해, 모형마다 별질량 추정이 수십 퍼센트씩 달라지기도 합니다.
주의할 점
항성분광분류가 별 하나의 스펙트럼 유형을 정하는 작업이라면, 항성종족합성은 수많은 별빛이 합쳐진 은하 전체 스펙트럼을 역으로 분해하는 모형화입니다. 얻어진 나이와 질량은 모형 가정에 의존하는 추정값입니다.