시뮬레이션만든 도구 three.js
회전 곡선과 보이지 않는 물질
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돌려 볼 수 있는 3D 나선 은하에서 탐침으로 별빛과 21 cm 전파의 파장 변화를 재어 회전 속도 곡선을 그린다. 보이는 별과 가스의 질량으로 예상한 곡선은 바깥에서 떨어지는데 관측 곡선은 평평하게 이어지는 것을 보고, 암흑 물질 헤일로의 질량을 키워 두 곡선을 맞춘다.
핵심 개념회전 속도 곡선 · 암흑 물질 · 빛을 내지 않는 물질 · 질량 분포 · 케플러 회전 · 시선속도 · 적색 편이 · 21 cm 전파
수업에서 쓰기
- 탐구 질문
- 은하의 별들이 도는 빠르기로 은하에 숨은 질량을 찾아낼 수 있을까?
- 수업 흐름
- 태양계 행성의 공전 속도를 재어, 질량이 가운데 모여 있으면 바깥일수록 느리게 도는 것(v ∝ 1/√r, 케플러 회전)을 확인한다.
- 은하에서 탐침 고리 안의 보이는 질량으로 회전 속도를 예상하고, 별빛의 파장 변화(시선속도)와 21 cm 전파로 실제 회전 속도 곡선을 재어 견준다.
- 평평한 관측 곡선에 맞게 암흑 물질 헤일로의 질량을 정하고, r 안의 전체 질량이 r에 비례해 늘어나는 질량 분포를 확인한다.
- 성취기준
- [12행우03-03]