기본 콘텐츠로 건너뛰기

우주 이야기 194 - 은하계의 3차원 지도를 그려낼 가이아




 유럽 우주국 (ESA) 는 현지 시각으로 2013 년 12월 19일 우주 관측 망원경 가이아 (Gaia) 를 발사했습니다. 다른 간섭을 피하기 위해 지구 - 태양 라그랑주 점 (L2) 에 위치하게 될 가이아는 10 억개 이상의 천체를 관측해 우주의 3차원 지도를 그리는 것을 목표로 하고 있습니다. 이는 우리 은하 천체의 1% 에 해당하는 것으로써 역사상 가장 상세한 은하 지도가 그려질 것으로 기대되고 있습니다.



 가이아는 발사 무게만 2 톤에 달하고 (2029 kg) 연료를 제외한 무게도 1392 kg 에 달할 만큼 대형 위성입니다. 크기는 폭 4.6 미터 높이 2.3 미터에 달하는 원반 모양입니다. 2006 년 개발이 승인된 이후 개발에 든 비용은 총 7억 4000 만 유로 (약 10 억 달러) 에 달해 ESA 역사상 가장 비싸고 복잡한 우주 망원경이라고 할 수 있습니다.  





(은하계를 관찰하는 가이아의 컨셉.   Gaia mapping the stars of the milky way. Credit: ESA/ATG medialab; background: ESO/S. Brunier   )  



 1.45 x 0.5 미터 주경과 4500 x 1966 픽셀 CCD 106 개로 구성된 이미지 센서는 수많은 별들의 밝기, 고유 운동, 스펙트럼, 위치를 포함한 데이터를 자동으로 수집합니다. 해상도에서 10 억 픽셀 (Billion pixel) 카메라라고 할 수 있죠. CCD 부분의 면적만 0.38 ㎡ 에 달합니다. 따라서 수집되는 데이터 양도 엄청난 수준입니다.


 가이아는 평균 1 Mbit/s 의 속도로 데이터를 전송할 수 있으며 60 TB 의 데이터를 5 년간의 미션 기간 중 보낼 수 있습니다. 이는 압축되지 않은 데이터로는 200 TB 에 달한다고 하네요. 그럼에도 우리 은하계 전체 천체의 1% 가 채 안되는 수준의 별들의 데이터만 수집할 수 있을 뿐입니다.  


 ESA 는 가이아가 수집할 데이터를 분석해서 5 만개의 외계 행성과 50 만개의 퀘이사, 그리고 수많은 태양계내 소행성들의 자료 역시 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 원리상 역사상 가장 거대한 우주 관측용 디지털 카메라라고 할 수 있는 가이아의 데이터를 분석하면 이제까지 몰랐던 여러가지 사실들이 밝혀질 것으로 기대됩니다.  


 다만 이 거대한 데이터를 분석하기 위해서는 아주 강력한 컴퓨터와 더불어 빅데이터를 다룰 수 있는 툴 (tool) 들이 필요할 것입니다. 케플러나 허블 우주 망원경, 스피처 우주 망원경의 예에서 볼 수 있듯이 수년에 걸쳐 막대한 데이터를 수집하면 이를 다시 분석하는데는 더 많은 시간이 필요합니다.  




(가이아의 관측 원리  )


 가이아가 목표 지점에 도달해서 본격적으로 데이터를 수집하는 것은 2014 년이 될 예정이며 미션 예상 기간은 5 년입니다. 다만 다른 우주 망원경들이 그랬듯이 가이아 역시 기본 미션 기간이 지난 후에도 더 오랜 시간 연장 임무를 수행할 가능성이 높아 보입니다. 케플러의 경우에도 연장 임무 기간 중 고장이 난 것이지 임무 기간 보다 더 오래 작동했으니 말이죠.


 아무튼 점점 관측 기기들이 정밀해지면서 생성하는 데이터 양이 급격히 증가해서 점차 빅데이터 처리가 과학 연구에서 중요해지는 느낌입니다. 당연한 이야기일지도 모르겠지만 말이죠.  



 참고  






댓글

이 블로그의 인기 게시물

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...

이빨이 다시 진화한 개구리

  ( CT scans of Gastrotheca guentheri skulls revealed what appeared to be identical rows of teeth on both the upper and lower jaws, which researchers later confirmed through dissection. Credit: Florida Museum/Daniel Paluh )  개구리는 2억년 전 진화 과정에서 이빨을 잃어버리고 큰 턱과 혀를 이용해 곤충 같은 작은 먹이를 잡아 먹는 방향으로 진화했습니다. 파충류나 포유류 같은 다른 사지류와의 경쟁에서 밀려 양서류가 쇠퇴하고 멸종하던 시기에도 개구리는 여전히 생존할 수 있었던 비결입니다.   이빨이 없는 덕분에 큰 혀를 발사하기 편해졌을지는 모르지만, 이빨이 없으면 종종 불편할 때가 있습니다. 씹는 대신 삼키기 때문에 음식을 씹을 수 없다는 점은 문제되지 않지만, 필사적으로 달아나려는 먹이를 잡기 힘들기 때문입니다. 이런 이유 때문에 일부 개구리는 이빨 같이 보이는 엄니 (fang)을 지니고 있으나 이는 사라진 이빨이 다시 난 것이 아니라 다른 부분이 진화한 것입니다.   이는 돌로의 법칙 ( Dollo's Law )으로 알려져 있습니다. 진화 과정에서 퇴화한 부분이 다시 생겨나지 않으며 대신 필요하면 다른 부분이 진화해 그 역할을 대신한다는 것입니다. 예를 들어 아가미가 사라진 사지 동물은 다시 물에 들어온다고 해도 아가미가 다시 생기진 않습니다. 대신 고래처럼 폐가 커져서 그 기능을 대신하게 됩니다.   하지만 모든 법칙엔 예외가 있기 마련입니다. 남미에서 발견된 멸종 위기 개구리 중 하나인 구엔터 유대류 개구리 ( Gastrotheca guentheri, Guenther's marsupial frog, dentate marsupial frog)는 완전한 형태의 이빨을 지니고 있습니다. 참고로 유대류 개구리라는 명칭은...