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2013년 6월 4일 화요일

우주 이야기 162 - 160 메가 픽셀 대 마젤란 은하 사진



 1519 년 탐험가 마젤란은 세계 일주를 하면서 남반구의 바다에서 희미한 솜털 처럼 보이는 천체를 길잡이로 삼았습니다. 사실은 그 이전에도 이 천체는 기록에 등장하곤 하지만 이후 이 천체는 마젤란 성운으로 불리게 되었습니다. 후세에 이 성운이 사실은 우리 은하의 위성 은하 중 하나인 대 마젤란 은하라는 사실을 알게 되지만 현재도  Large Magellanic Cloud (LMC) 라는 명칭으로 불리고 있습니다. 또 지구에서 관찰하면 대 마젤란 은하 옆에 소 마젤란 은하 Small Magellanic Cloud (SMC) 도 같이 관측이 가능합니다.

 LMC 는 사실 국부 은하군에서 4 번째로 큰 은하이며 우리 은하의 위성 은하 가운데 가장 큰 은하입니다. 대략 15.7 만 - 16.3 만 광년 정도 떨어진 LMC 는 태양 질량의 100 억 배 정도 되는 질량을 지녔지만 지구에서 보면 거리 때문에 겉보기 등급 0.9 정도로 보이며 남반구가 아닌 북반구에서는 관찰할 수 없습니다. 이 은하에는 타란튤라 성운이라는 수천개의 젊은 별이 탄생하는 아주 뜨거운 거대 가스가 존재합니다. 이곳은 현재까지 관측된 가장 무거운 별의 후보인 R136a1 를 비롯 초거대 항성들이 있는 장소이기도 합니다. (이전 포스트  http://blog.naver.com/jjy0501/100141733759  참조) 


 나사의 Swift 관측 위성은 감마선과 X 선 관측 이외에도 자외선 (UV) 및 가시광 영역 관측도 동시에 시행하고 있습니다. 최근 나사는 스위프트가 찍은 2200 장의 사진을 조합해서 대마젤란 은하 (LMC) 의 역대 사진 중에서 가장 크기가 큰 160 MP (160 Megapixel) 급 사진을 공개했습니다. 다시 말하면 16000 X 10000 픽셀 해상도 사진으로 용량은 TIFF 파일로 457 MB 급입니다. 또 656 장의 사진을 조합해서 소마젤란 은하 (SMC) 의 사진도 같이 공개했는데 4276 X 3497 픽셀급 사진으로 TIFF 파일로는 42 MB 입니다. 이 사진은 더 낮은 해상도 사진, 동영상과 함께 아래서 받을 수 있습니다. (대 마젤란 은하와 소 마젤란 은하 모두 확인 가능) 

  


 이 사진의 흥미로운 점은 태양같은 별보다 더 높은 온도를 지닌 뜨거운 별의 분포를 자외선 (UV) 영역 관측으로 알 수 있다는 점입니다. 대마젤란 은하와 소마젤란 은하에는 타란튤라 성운 처럼 활발하게 별이 생성되는 영역이 존재하는데 이를 관측하는데는 가시 광선 보다 UV 가 더 유리할 수 있습니다. 눈에 보이는 것만이 전부가 아니라는 말은 천문학에서도 진리인데 가시 광선 영역 이외의 파장을 연구하므로써 우리는 많은 것을 알 수 있습니다. 스위프트 위성은 지구 대기에 의해서 가려지는 1,600 ~ 3,300 angstroms 의 UV 를 관측해서 이 은하에서 수백만개의 자외선 방출원을 찾아냈습니다. 참고로 사진에서 대마제란 은하는 대략 14000 광년 너비 입니다. 



(대마젤란 은하의 UV 이미지. 클릭하면 2119 X 1279 픽셀 원본. 160 MP 사진은 네이버에 올릴 수 없으므로 위의 링크에서 확인.  This is the Swift LMC mosaic at full resolution. Nearly a million ultraviolet sources appear in this mosaic of the Large Magellanic Cloud, which was assembled from 2,200 images taken by the Ultraviolet/Optical Telescope aboard NASA's Swift satellite. The 160-megapixel image required a cumulative exposure of 5.4 days. The image includes light from 1,600 to 3,300 angstroms -- UV wavelengths largely blocked by Earth's atmosphere -- and has an angular resolution of 2.5 arcseconds. Viewing in the ultraviolet allows astronomers to suppress the light of normal stars like the sun, which are not very bright at these higher energies, and provides a clearer picture of the hottest stars and star-formation regions. The LMC is about 14,000 light-years across. The image is oriented with north at top.
Credit: NASA/Swift/S. Immler (Goddard) and M. Siegel (Penn State))  



(같은 영역의 가시광 이미지. 2119 X 1279 픽셀 This optical view of the LMC is co-aligned with the Swift UV image above.
Credit: Axel Mellinger, Central Michigan Univ.


 확실히 눈에 보이는 가시광 영역은 솔직히 우리 우주의 극히 일부분에 지나지 않다는 것을 위의 사진에서도 알 수 있을 것입니다. 흥미가 있으신 분은 아래 유튜브 영상을 참조하실 수 있습니다. (유튜브에서 1080p 영상도 볼 수 있음) 





 인간의 눈으로 자외선을 볼 수 없는 건 매우 실용적인 이유가 있을 것입니다. 상당수 자외선이 지표에 닿기전 오존층을 비롯한 대기에 흡수되는 데다 해롭기도 하죠. 여기에 지금 우리가 보는 가시광 영역도 인간의 경우 꽤 넓은 영역을 보는 편입니다. 인간이나 영장류는 진화적 관점에서 시각에 꽤 많은 것을 투자한 편입니다. 포유류 가운데서 우리는 후각이나 청각보다는 시각이 비교적 잘 발달된 편입니다. 


 하지만 문득 인간이 자외선이나 적외선 영역도 볼 수 있다면 어떻게 될 까 하는 망상이 들기도 하네요. 물론 대기에 흡수되는 점을 생각하면 자외선 영역을 볼 수 있다 쳐도 위의 사진 같은 아름다운 대마젤란 은하의 아름다운 모습을 볼 수는 없습니다. 아무튼 자외선 영역에서 본 마젤란 은하는 상상 이상으로 아름다운 것 같습니다.  


 참고 



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