3D우주지도 만든 천체망원경, 드론과 닮은 점은?

중앙일보

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[더,오래] 신동연의 드론이 뭐기에(16)

한장의 사진에서 8억 개가 넘는 별과 은하, 지구와 가까운 크고 작은 소행성을 관찰할 수 있는 3D 우주 지도가 나왔다. ‘구글 어스’의 지구본에서 원하는 장소를 찾아가는 것처럼 이 우주지도에서 관심 있는 별이나 소행성을 찾아가 탐색할 수 있게 됐다.

공 모양의 우주지도는 중앙 위에서 아래로 선명하게 보이는 붉은 띠와 주변의 흰 점들이 눈가루가 뿌려진 듯이 보인다. [사진 드론아이디]

공 모양의 우주지도는 중앙 위에서 아래로 선명하게 보이는 붉은 띠와 주변의 흰 점들이 눈가루가 뿌려진 듯이 보인다. 붉은 띠가 바로 우리 태양계가 속해 있는 은하수이고 흰 점들은 별과 소행성들이다.

미국 하와이대 할레아칼라 천문대 학자들이 ‘팬-스타스(Pan-STARRS: Panoramic Survey Telescope& Rapid Response System)’천체망원경에 달린 카메라로 4년간 50만번 촬영한 밤하늘 사진을 합성해 작성한 것이다. 하와이대는 이 망원경이 기록한 1.6페타바이트(160만 기가바이트)의 데이터를 조만간 공개할 예정이다. 영상 데이터의 양은 셀카 20억장, 위키피디아 전체 문서의 3만배에 이르는 용량이다.

이 탐사의 목표 중 하나는 지구를 위협할 가능성이 있는 소행성을 포함하여 움직이는 물체, 일시적으로 변화가 있는 물체를 식별하는 것이다. 지구 주변 물체의 비정상적인 움직임이나 밝기의 이상 징후 등 작은 변화를 빠르게 탐지·분석해 우주로부터의 있을 수 있는 위협에 지구를 보호하기 위함이다.

드론으로 촬영해 3D 모델링 한 감천 문화마을의 모습. 데이터양은 사진 총 413장, 20GB이다. [사진 드론아이디]

마치 드론을 이용해 건물이나 지형을 스캔해서 제작한 한장의 3D 모델링 사진으로 안전사고에 대비하는 것과 같은 방식이다. 단지 드론과의 차이는 스케일의 클래스가 다를 뿐이다. (참고로 드론으로 지난달 촬영한 부산 감천문화마을의 3D 모델링한 데이터양은 사진 총 413장, 20GB)

이 3D 우주 사진은 미국 하와이 마우이섬 휴화산인 할레아칼라 산 정상에 설치된 천체망원경으로 북극성 중심의 하늘 전체 4분의 3을 촬영했다. 지난 4년간 5개의 망원 필터를 이용해 하늘을 12차례 스캐닝해 완성했다.

3D 우주. 이번 탐사의 특징은 전체 우주 지도를 구상한 것뿐만 아니라 개별적인 별이나 소행성을 탐색할 수 있다. [출처 Credit: R. White (STScI) and the PS1 Science Consortium]

이번 탐사의 특징은 전체 우주 지도를 구성한 것뿐만 아니라 개별적인 별이나 소행성을 탐색할 수 있다는 것이다. 드론으로 3D 모델링 해 건물의 안전점검에 응용하는 원리이다. 이것이 가능한 것은 초고해상도를 자랑하는 14억 화소의 기가픽셀 카메라(GPC : Gigapixel Camera) 덕분이다. 현재 판매되고 있는 1억 화소짜리 페이스원 카메라의 해상도를 연상해 보면 이 카메라의 정밀성의 정도를 상상할 수 있을 것 같다.

팬-스타스 천체망원경에 장착된 이 카메라는 직경 1.8m 렌즈를 갖춘 세계에서 가장 큰 디지털카메라로서 10μm 픽셀 크기에다 590x598픽셀 배열의 60개의 CCD가 장착돼 있어 판독이 어려운 우주의 물체들을 관찰할 수 있다. 데이터베이스 엔지니어 콘래드 홀럼버그는 “우주를 상자 안에 넣고 들여 다 볼 수 있다”고 했다.

팬-스타스 망원경은 작은 소행성과 관련된 충돌을 탐지할 수 있다. 현재까지 관찰된 것은 없지만 발견된 소행성의 수가 급격하게 증가함에 따라 일부 소행성간의 충돌로 인해 발생할 수 있는 문제에 대비하고 있다.

매일 밤 팬-스타스는 약 1시간 동안 네 번 촬영해 약 1,000 평방도 범위의 하늘을 관측한다. 지구 근처에 접근 가능성이 있는 특이한 움직임을 가진 물체는 소행성 센터에 즉시 보고된다. [중앙포토]

매일 밤 팬-스타스는 약 1시간 동안 네 번 촬영해 약 1,000 평방도(square degrees) 범위의 하늘을 관측한다. 찍힌 이미지의 변화를 서로 비교해서 1시간 동안 움직이는 물체를 확인한다. 지구 근처에 접근 가능성이 있는 특이한 움직임을 가진 물체는 소행성 센터에 즉시 보고된다.

보고된 내용은 전 세계 망원경 네트워크와 연계해 비정상적인 물체의 궤도와 크기를 추적하고, 그것 중 어느 것이 지구에 위협이 되는지 파악한다. 다른 모든 움직이는 물체의 위치와 밝기도 관측 후 보통 12시간 이내에 소행성 센터에 보고된다.

'외계에서 온 첫 손님'으로 화제가 된 붉은 시가 모양의 천체 '오무아무아' 혜성 상상도. [유럽남부천문대(ESO) 제공=연합뉴스]

2018년 10월 19일 ‘외계에서 온 첫 손님’으로 화제가 된 붉은 시가 모양의 천체인 오무아무아(Oumuamua) 혜성도 팬-스타스 망원경이 처음으로 발견했다.

하와이대 천문연구소 연구원이자 팬-스타스 데이터베이스의 핵심 설계자인 히더 플러웰링 박사는 “이번에 팬-스타스가 공개하는 관측자료는 방대한 양의 천문학적 데이터이고, 천문학계는 이제 우리가 상상조차 하지 못한 곳에서 깊이 파고 자료를 캐내서 천문학적 보물들을 찾을 수 있게 될 것이다”라고 말했다.

신동연 드론아이디 세일 마켓 담당 theore_creator@joongang.co.kr