1. 개요
샌드라 무어 페이버(Sandra Moore Faber영어, 1944년 12월 28일 ~ )는 미국의 저명한 천체물리학자로, 은하의 진화, 암흑 물질 연구, 그리고 대형 망원경 개발에 지대한 공헌을 했다. 그녀는 캘리포니아 대학교 샌타크루즈의 천문학 및 천체물리학 대학교수이자 릭 천문대의 연구원으로 활동하며, 천문학계에서 선구적인 여성 과학자로서 중요한 역할을 수행했다. 페이버는 은하의 밝기와 은하 내 별의 속도 사이의 관계를 밝힌 페이버-잭슨 관계의 공동 발견자이며, 켁 망원경 설계와 허블 우주 망원경의 초기 광학 문제 진단에 결정적으로 기여했다. 그녀의 연구는 우주론의 주요 패러다임을 형성하는 데 핵심적인 역할을 했으며, 특히 차가운 암흑 물질 이론을 정립하고 은하의 형성과 진화 과정을 설명하는 데 크게 기여했다.
2. 생애
샌드라 무어 페이버는 1944년 12월 28일 보스턴에서 태어났다.
2.1. 어린 시절과 교육
페이버는 스와스모어 칼리지에서 물리학을 주전공하고 수학과 천문학을 부전공으로 공부하여 1966년에 학사 학위를 취득했다. 이후 1972년 하버드 대학교에서 존 단지거의 지도 아래 광학 관측 천문학을 전공하며 박사 학위를 받았다. 박사 학위 연구 기간 동안 그녀가 이용할 수 있었던 유일한 천문대는 키트 피크 국립 천문대였으나, 당시 그곳의 기술은 그녀의 복잡한 논문 연구에 필요한 수준에 미치지 못했다.
2.2. 개인 생활
페이버는 1967년 6월 9일, 스와스모어 칼리지에서 물리학을 전공한 1년 후배인 앤드류 레이 페이버와 결혼했다. 두 사람 사이에는 로빈과 홀리라는 두 딸이 있다.
3. 경력 및 연구
샌드라 페이버는 전문적인 활동을 통해 다양한 과학 연구 프로젝트에 참여하고 리더십 역할을 수행하며 천문학 발전에 기여했다.
3.1. 천문학계 입문 및 초기 연구
1972년, 페이버는 캘리포니아 대학교 샌타크루즈의 릭 천문대 교수진에 합류하며 릭 천문대 최초의 여성 교원이 되었다. 1976년에는 은하의 밝기와 스펙트럼, 그리고 은하 내 항성의 궤도 속도 및 운동 사이의 관계를 관측했다.
3.2. 주요 연구 업적
페이버는 천문학 분야에 핵심적인 연구 결과들을 제시하며 우주론의 발전에 크게 기여했다.
3.2.1. 페이버-잭슨 관계
1976년의 관측을 통해 페이버는 은하의 밝기와 은하 내 별의 운동 속도 간의 관계를 발견했다. 이 연구 결과에 따른 법칙은 그녀 자신과 공동 저자인 대학원생 로버트 잭슨의 이름을 따서 페이버-잭슨 관계로 알려지게 되었다. 이 관계는 타원 은하의 절대 등급이 은하 내 별의 속도 분산의 4제곱에 비례한다는 것을 보여준다.
3.2.2. 암흑 물질 연구
1979년, 페이버는 공동 연구자인 존 S. 갤러거 3세와 함께 당시까지 발표된 암흑 물질의 존재에 대한 모든 증거를 수집한 논문을 발표했다. 1983년에는 암흑 물질이 빠르게 움직이는 중성미자("뜨거운 암흑 물질")로 구성되지 않고, 아직 발견되지 않은 느리게 움직이는 입자("차가운 암흑 물질")로 구성되었을 가능성이 있음을 보여주는 독창적인 연구 결과를 발표했다. 이 연구는 차가운 암흑 물질 이론의 중요한 토대가 되었다.
3.2.3. 은하 형성 및 진화 이론
1984년경, 페이버는 조엘 프리막, 조지 블루먼살, 마틴 리스와 협력하여 암흑 물질이 은하의 형성 및 진화에 어떻게 기여하는지에 대한 이론을 정립했다. 이는 빅뱅에서 오늘날까지 은하가 형성되고 진화하는 과정에 대한 최초의 제안이었다. 일부 세부 사항은 이후 오류로 입증되었지만, 이 논문은 여전히 우주의 구조 정보에 대한 현재의 연구 패러다임으로 자리 잡고 있다. 그녀와 동료들은 또한 고속의 은하 흐름을 발견했다.
3.3. 대형 망원경 및 기기 개발 참여
페이버는 주요 대형 망원경 및 천문 관측 장비 개발에 적극적으로 참여했다.
3.3.1. W. M. 켁 천문대
1985년, 페이버는 켁 망원경 건설에 참여했다. 캘리포니아 대학교 버클리의 물리학자 제리 넬슨이 켁 망원경을 설계했지만, 페이버는 전 세계에 대형 광학 망원경의 아이디어를 전파하는 데 기여했다. 켁 망원경은 세계에서 두 번째로 큰 광학 망원경으로, 36개의 육각형 부분으로 구성된 직경 10 m의 주경을 특징으로 한다. 그녀는 켁 I 망원경의 첫 번째 광학 기기를 감독하는 과학 운영 위원회의 공동 의장을 맡았다. 또한 켁 I의 주경에 대한 높은 광학 품질을 지속적으로 주장했으며, 이어서 켁 II 망원경 개발에도 참여했다. 그녀의 최근 업적 중 하나는 1996년에 첫 관측을 시작한 켁 II 망원경을 위한 새로운 광학 분광기를 추가한 것으로, 이는 멀리 떨어진 은하계를 관찰하는 켁 II의 능력을 13배 증가시켰다. 또한 우주론적으로 멀리 떨어진 은하의 스펙트럼을 얻기 위해 켁 망원경의 DEIMOS 장비(Deep Imaging Multi-Object Spectrograph) 개발을 이끌었다. DEIMOS는 30 cm 구경의 인조 형석을 배치하는 기술을 필요로 한다.
3.3.2. 허블 우주 망원경
페이버는 1985년에 허블 우주 망원경을 위한 최초의 광시야 행성 카메라를 제작하는 데 참여했다. 1990년에는 허블 우주 망원경용 광시야 행성 카메라의 궤도상 시운전을 도왔는데, 그녀는 이를 자신의 경력에서 가장 짜릿하고 잘 알려진 시기 중 하나로 꼽았다. 허블 우주 망원경의 광학 장치에 결함이 있었을 때, 페이버와 그녀의 팀은 그 원인이 구면 수차라는 점을 진단하는 데 결정적으로 기여했다.
3.4. 주요 프로젝트 및 협력
페이버는 여러 중요한 공동 연구 및 대규모 프로젝트에 참여했다.
3.4.1. 7인의 사무라이 프로젝트
1980년대 후반, 페이버는 "7인의 사무라이" 공동 연구라는 8년간의 프로젝트에 참여했다. 이 프로젝트는 400개 은하의 크기와 궤도 속도를 분류하는 것을 목표로 했다. 비록 이 목표가 완전히 달성되지는 못했지만, 이 그룹은 어떤 은하까지의 거리를 추정하는 방법을 개발했으며, 이는 우주의 전체 밀도를 측정하는 가장 신뢰할 수 있는 방법 중 하나가 되었다.
3.4.2. 누커 팀
페이버는 허블 우주 망원경을 사용하여 은하 중심에 있는 초대질량 블랙홀을 탐색하는 누커 팀의 수석 조사관이었다.
3.4.3. CANDELS 프로젝트
그녀는 다른 과학자들과 함께 허블 망원경으로 우주를 조사하는 최대 규모의 프로젝트인 CANDELS 프로젝트(Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey)를 시작하고 참여했다.
3.5. 리더십 및 학술 활동
1995년, 페이버는 캘리포니아 대학교 샌타크루즈의 대학교수로 임명되었다. 2012년 8월 1일에는 캘리포니아 대학교 천문대의 임시 소장이 되었다. 그녀는 2012년부터 2021년까지 어윈 반 디쇼크와 함께 학술지 《천문학 및 천체물리학 애뉴얼 리뷰》의 공동 편집자를 역임했다. 또한 애뉴얼 리뷰즈 이사회 이사로 활동하고 있다.
UCSC에서 그녀는 우주 구조의 진화와 은하의 진화 및 형성에 대한 연구에 집중하고 있다.
한편, 2014년에 캘리포니아 대학교, 일본 자연과학연구기구, 캘리포니아 공과대학교, 캐나다 국립 연구 위원회, 인도 과학기술부, 중국 국가천문대 등이 하와이에 TMT 국제 천문대 건설을 추진했다. 이 과정에서 하와이 원주민들은 건설 예정지인 마우나케아 산 정상에 대한 종교적 신념을 이유로 항의 활동을 벌이며 도로를 봉쇄했다. 이와 관련하여 2016년에 페이버가 직원 안전에 대해 언급한 이메일이 유출되었고, 이는 인종차별적 발언으로 해석될 수 있다는 비판을 받기도 했다.
4. 저술 및 출판물
샌드라 페이버는 학술지 《천문학 및 천체물리학 애뉴얼 리뷰》의 공동 편집자로 활동했으며, 여러 저서와 논문에 기여했다.
주요 저술 및 출판물은 다음과 같다.
- Faber, Sandra. (1995) Die bibliographischen Hilfsmittel des HBZ: Vorstellung, Probleme und Ergebnisse bei der kooperativen Katalogerstellung (박사 학위 논문).
- Faber, S M. (1996). The design and assembly of camera lens cells for fluid couplants using elastomeric lens mounts. (릭 천문대 기술 보고서 시리즈 제79권).
- Hawking, Stephen; Faber, Sandra. (2000) Stephen Hawking's Universum / 4, Der Joker: Dunkle Materie / unter Mitarb. von Sandra Faber. (독일어 편집, 강연 녹화본).
5. 수상 및 영예
페이버는 과학계에서의 업적과 기여를 인정받아 다양한 학술상, 명예 학위, 학술 기관 회원 선출 등의 영예를 얻었다.
- 1977년: 앨프리드 P. 슬론 재단 펠로우십
- 1978년: 하버드 대학교 바트 J. 복 상
- 1985년: 미국국립과학원 회원 선출
- 1985년: 대니 하이네만 천체물리학상
- 1986년: 스와스모어 칼리지 명예 학위
- 1989년: 미국 예술 과학 아카데미 회원 선출
- 1993년: NASA 그룹 공로상
- 1996년 ~ 1997년: 텍사스 대학교 오스틴 앙투아네트 드보쿨뢰르 강사직 및 메달
- 1997년: 윌리엄스 칼리지 명예 학위
- 2001년: 미국철학학회 회원 선출
- 2005년: 파리 천체물리학 연구소 메달
- 2006년: 하버드 100주년 메달
- 2006년: 하버드 감독 위원회 회원
- 2006년: 시카고 대학교 명예 학위
- 2009년: 프랭클린 연구소, 과학 업적 분야 보우어 상 및 상금
- 2010년: 펜실베이니아 대학교 명예 학위
- 2011년: 미시간 대학교 명예 학위
- 2011년: 미국 천문학회 헨리 노리스 러셀 강사직 상
- 2012년: 태평양 천문학회 브루스 메달
- 2012년: 독일 천문학회 카를 슈바르츠실트 메달
- 2012년: 국가 과학 메달
- 2017년: 그루버 우주론상
- 2017년: 클래리베이트 애널리틱스 인용 명예상
- 2018년: 미국철학학회 마젤란 프리미엄 메달
- 2020년: 왕립천문학회 금메달
- 2020년: 미국 천문학회 레거시 펠로우 선출
- 카네기 과학 협회 이사회 이사
- 소행성 283277 페이버는 그녀의 이름을 따서 명명되었다.
6. 관련 항목
- 페이버-잭슨 관계
- 허블 우주 망원경
- 누커 팀
- 천문 관측 프로젝트의 주역을 맡은 여성 목록
- 스티븐 호킹