SDSS 전천탐사의 성공
천문학자들은 SDSS의 성공을 바탕으로 더욱 거대한 꿈을 꾸게 되었습니다. LSST(Large Synoptic Survey Telescope)이라는 프로젝트입니다. 이번에는 망원경의 사이즈를 훨씬 키워 이전 전천후 관측에서는 잘 보이지 않았거나 그 정체가 애매한 녀석들의 모습까지도 속속들이 까발리겠다는 목표입니다.
사이즈가 크다
일단 망원경 주경의 크기를 8.4m로 훨씬 키웠습니다. 지금 과학자들이 사용하고 있는 거대 망원경들이 약 8~10m급인 것을 감안하면 대단한 규모입니다. 거기에 세계 최대 크기의 디지털 카메라가 설치됩니다. 한 번 찰칵 촬영하면 우리가 바라보는 보름달의 49배의 밤하늘을 담을 수 있습니다. 하루 촬영으로 200 페타바이트의 어마어마한 데이터가 쏟아진다고 합니다. 모두에게 공개될 예정이라고 하니까 누구나 고품질의 자료를 분석 할 수 있게 될 것입니다.
LSST에는 6개의 다른 파장대의 필터가 사용됩니다. 천체 하나를 각기 다른 6개의 눈으로 바라보는 것입니다. 우주의 수많은 천체들은 그 특성이 다르고 그에 따라서 다른 파장대의 전자기파를 분출합니다. 우주 전역에서 지구로 몰려오는 수많은 천체들의 다양한 파장대를 기록해서 분석하고 연구하면 지금은 생각지도 못했던 결과를 얻어낼 수도 있을 것입니다.
전천후 탐사
LSST는 지속적으로 밤하늘의 일부를 담아냅니다. 오늘은 한쪽부분을 관측했다면 다음날은 바라보는 위치를 달리하는 방식입니다. 물론 이때 천체를 담은 좌표와 관측 시간은 기록됩니다. 이런 방식으로 매일 매일, 십년이상 관측이 지속되기 때문에 사진에 찍힌 천체들의 수는 수백억개가 될지도 모릅니다. 불특정 다수를 고화질 촬영하기때문에 지구에 근접해서 위협이 될지도 모르는 소행성도 얻어 걸리지 않을까 연구자들이 기대한다고 하네요.
LSST는 단순한 망원경은 결코 아닙니다. 망원경과 카메라 그리고 분석하는 시스템이 전체가 되는 것입니다. 여러가지 상황들을 고려해서 칠레에 건설되고 있습니다.
LSST의 가장 큰 목표는 아래와 같습니다.
• 암흑물질과 암흑에너지 이해
• 지구에 위협이 되는 소행성 찾기
• 가시광 영역대의 전천후 관측
• 우리은하 탄생과 진화 연구
LSST는 우주를 가속팽창 시키는 암흑에너지가 무엇인지, 은하의 탄생과 진화에서 핵심적인 역할을 하는 암흑물질은 무엇인지, 우리은하는 어떤 역사를 가지고 있을지, 태양계에는 지구에 위협이 되는 소행성이 있을지에 대한 답을 찾고자 합니다.
수백억개의 은하가 단서
암흑에너지와 암흑물질을 직접 탐지하기는 어렵지만 그들이 시공간의 휘어짐에 기여하는 바를 조사하면 그 분포를 확인 할 수 있습니다. 우선 수많은 은하들의 질량과 위치에 대한 정확한 연구가 선행되면 완벽에 가까운 우주 지도를 그릴 수가 있습니다. 앞으로 진행될 LSST 관측과 다른 대형 망원경간에 데이터를 서로 비교하면 정확도도 높아질 것입니다. 즉, 우주 거대구조의 정확한 지도를 만들고 현재와 같은 우주가 만들어지기까지 암흑 에너지와 암흑 물질의 기여도를 쫒는 것입니다. 추후에는 슈퍼컴퓨터를 이용한 다체수치모사(Nboby Simulation)로 이론과 관측의 비교도 가능 해 집니다.
우리 은하 진화에 대한 보다 정확한 통찰도 가지게 될 것입니다. 우리가 바라보는 밤하는 대부분의 별들은 우리은하 내부의 별들 입니다. 8m급의 망원경으로 전체 하늘을 관측하기 때문에 이전보다 10배 정도 빠른 속도로 우리은하의 별 분포도를 완성 할 수 있습니다. 이때 막 새로 태어나기 시작한 별들의 밝기와 색에 관한 연구가 예정되어있습니다.
자주 촬영하기 때문에 가능한 연구들
매일 같이 하늘을 관측하기 때문에 가능한 연구들이 있습니다. 천체들의 움직임이나 밝기의 변동을 아주 미세한 정도까지 알아낼 수 있기 때문입니다. 가령 별들에 비해 가까운 거리에서 그 움직임이 큰 행성이나 소행성의 경우 지속적인 관측에서 움직임이 크게 들어납니다. 결국 LSST가 예정대로 수년간 지속된다면 그 안에는 이미 천체들의 시간에 따른 위치 정보가 정확하게 기록되어 있을 것입니다. 망원경의 크기가 기존보다 거대하기 때문에 지금 찾을 수 있는 천체들보다 100배 작은 천체들도 관측이 가능합니다. 목표는 지구 근접 천체를 구별하는 것입니다. 현재 기술력으로 화성과 목성 사이에 있는 150m 크기의 소행성까지 구별해 낼 수 있습니다.
별 진화 과정 후반부인 변광성들의 존재도 파악 할 수 있습니다. 변광성들은 주기적으로 밝기가 변하는데 특정 타입의 변광성은 거리를 재는 경우에 유용하게 사용되기도 합니다. 별의 밝기가 변하는 이유에는 변광성만 있는 것이 아닙니다. 충분한 크기의 외계행성인 경우 별로부터 지구로 날아가는 빛의 일부를 가리기 때문에 어두워집니다. 이를 이용해 외계 행성의 존재와 기본적인 정보를 알아낼 수 있습니다.
LSST가 가동되기 시작하면 엄청난 양의 데이터가 쏟아져 나올 것입니다. 하지만 그 방대한 자료를 분석할 과학자들은 많지 않습니다. 두가지 방법이 시도 될것입니다. 첫번째는 인공지능을 이용한 분석입니다. 두번째는 시민의 프로젝트 참여입니다. 은하 모양이나 색 구별에 시민들의 참여를 유도하는 것입니다. 이미 SDSS때도 부분적으로 시행되었고 성공적이였습니다. 마이크로 소프트의 공동 창업자 빌 게이츠도 LSST 프로젝트에 천만달러 이상 기부했다고 하니 빠른 시일 내로 완성되서 그 모습을 들어내길 바랍니다.
