한국 과학기술위성 1호 관측자료도 활용
인공지능(AI)이 완성한 최초의 자외선 하늘 지도는 천문학적으로 어떤 가치를 지닐까. 단순히 관측의 사각지대를 메운 데 그치지 않고 별의 탄생과 죽음, 우리은하의 가스와 먼지 분포를 폭넓게 살펴볼 수 있다는 점에서 의미가 있다.
미국 존스홉킨스대학교 브리스 메나르 교수 연구팀이 최근 공개한 자외선 전천 지도에는 젊고 뜨거운 별 주변의 성간먼지와 거대한 별의 폭발로 생겨난 가스 구조가 나타났다. 우리은하 바깥 방향으로 뻗은 희미한 먼지의 흐름과, 대마젤란은하 및 소마젤란은하도 확인할 수 있다.
우주는 어떤 빛으로 관측하느냐에 따라 전혀 다른 형상을 드러낸다. 가시광선은 별의 분포를, 적외선은 성간먼지를, 전파는 별의 재료가 되는 수소가스 등을 보여준다. 자외선은 젊고 뜨거운 별이 내뿜는 빛과 주변 먼지의 상호작용을 살펴보는 데 유용하다.
특히 자외선은 별빛이 먼지에 산란하는 현상을 포착할 수 있다. 이를 다른 파장의 관측자료와 비교하면 별이 탄생하는 영역과 초신성이 주변 우주 공간에 남긴 영향을 분석하는 데 도움이 된다.
이번 지도에는 한국 과학기술위성 1호(우리별 4호)가 수집한 관측자료도 활용됐다. 2003년 발사된 이 위성에는 한국천문연구원(KASI)과 한국과학기술원(KAIST), 미국 캘리포니아대학교 버클리 등이 공동 개발한 원자외선영상분광기 FIMS/SPEAR가 탑재됐다.
이 장비는 2003년부터 약 1년간 전천의 약 80%를 대상으로 원자외선을 관측했다. 연구팀은 수집한 자료를 바탕으로 뜨거운 성간가스와 분자수소의 분포를 분석하는 등 우리은하의 성간물질을 이해하기 위한 연구를 수행했다.
20여 년 전 한국 과학위성이 수집한 자료는 이번 프로젝트에서 미 항공우주국(NASA)의 갤렉스와 스위프트, 유럽의 관측위성 자료와 결합됐다. 과거 서로 다른 목적으로 수행한 관측이 최신 AI 기술을 통해 하나의 지도로 연결된 것이다.
완성된 지도는 천문학자들이 다양한 파장에서 관측한 우리은하의 형상을 비교하고, 향후 자외선 관측이 필요한 영역을 파악하는 데 참고 자료로 활용할 수 있다. 다만 AI가 예측한 부분의 세부 구조는 실제 우주망원경 관측을 통한 확인이 필요하다.
브리스 메나르 교수는 이번 지도가 학생들에게 우리은하의 세밀한 구조를 보여주는 교육자료가 될 것으로 기대했다. 수십 년 동안 축적된 관측자료가 새로운 생명을 얻으면서 우주를 바라보는 천문학자들의 시야도 한층 넓어졌다고 천문학계는 평가했다. <끝>
김한별 기자 khstar@sputnik.kr
