Tycho Crater


마지막 네번째 사진은 지난달 10일 Lunar Reconnaissance Orbiter가 찍어 보낸 Tycho Crater의 Central Peak의 상세한 모습이다. 맨눈으로도 쉽게 식별이 가능한 Tycho crater는 약 1억년 (100 million years)전쯤에 거대한 소행성과의 충돌로 생겨난 Impact crater인데, 중심부에 솟아오른 central peak은 그 높이가 약 2 킬로미터로 제주도 한라산의 높이 (~ 1.95 km)에 버금가는 규모를 갖고 있다.

첫번째, 두번째 사진에서 우리는 Tycho crater를 중심으로해서 사방으로 뻗어나가는 방사선모양의 흔적을 볼 수 가 있는데, 이는 Tycho crater가 생겨났을 당시 그 충격 에너지가 얼마나 대단했었는가를 짐작할 수 있게 해준다.

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RRFIT (Robust Rr lyrae light curve FITing) Routine

학위 논문 프로젝트의 일환으로 수 개월전에 개발했던 Light Curve Fitting Software, "RRFIT"을 학교 개인 홈페이지 (http://astro.ufl.edu/~sczoo) 를 통해 public에 오픈했다. 프로그램 전문가가 아니기 때문에 내가 개발한 소스코드가 좀 조잡하긴 하지만, 현재까지 별다른 큰 문제 없이 잘 돌아가고 있다. 앞으로도 non-linear function을 optimization 시켜주는 software를 한 두개 정도 더 올릴 계획인데, 내가 개발한 software가 나와 비슷한 연구를 수행하는 다른 천문학자들에게 조금이라도 도움을 줄 수 있으면 좋겠다.








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여름 별자리 - 전갈자리 (Scorpio)



운동을 마치고 흐느적 거리며 집으로 기어 들어가면서 밤하늘을 바라봤다. 얼마 전까지 중부 플로리다 전역을 뒤덮었던 wild fire가 이제는 확실히 잠잠해 졌는지 장작타는 냄새를 풍기던 밤공기도 이젠 상쾌해졌고 오래간만에 밤하늘에 별들이 총총하다. 피곤했지만 이런 날이 또 있을까 싶어 부랴부랴 카메라와 삼각대를 들고 400동 뒷마당으로 나갔다. 내가 파릇파릇한 대학생시절 오직 별사진을 찍기위해, 아르바이트해서 모은 돈으로 동대문 뒷골목에서 구입했던 손때 묻은 Pentax MX 수동카메라. 그리고 그 수동카메라에 달려 있던 Asai Pentax 50mm 표준랜즈. 오늘은 그 알흠다운 Asai Pentax 50mm 표준랜즈를 사용하여 별사진을 찍어 보기로 마음을 먹었다. 물론 카메라는 나의 알흠다운 Pentax K-x DSLR.


환상적인 은하수를 찍고 싶은 욕심에 카메라를 궁수자리 방향으로 세팅했다가... 가로등으로 둘러쌓인 아파트 단지에서 그런 사진을 찍기란 거의 불가능 하겠지.하는 생각이 들어 깨갱하고 궁수자리로 향했던 카메라 렌즈를 전갈자리 쪽으로 돌렸다. 일단 높은 감도(ISO 1600)와 긴 노출시간(30초)으로 한장을 찍어서 Background Sky의 밝기가 어느 정도 되는지, 가로등 불빛에 의한 light pollution의 정도가 얼마나 되는지 확인해봤다. 어이쿠... 이건 거의 벌건 대낮수준이다. 대충 감을 잡았으니 이제 적당한 감도와 조리개 사이즈 그리고 노출속도의 조합을 찾아 다시 한번 전갈자리를 찍어본다. 위에 있는 사진이 ISO400, f1.4, 그리고 20초의 노출시간으로 얻은 전갈자리 사진이다. 처음에 셔터를 누를때 약간 흔들렸는지 별들이 전체적으로 약간 번지듯 나와 버렸다. 그리고 별들이 갖고 있는 고유의 컬러도 잘 표현이 안됬다. 전갈의 심장부에서 가장 밝게 빛나고 있는 안타레스 (Antares)는 원래 여름 하늘에서 '화성에 대적할 정도로 붉다 (Anti + Mars)'는 뜻의 이름이 붙여질 정도로 붉은 색으로 빛나는 적색 초거성인데... 안타깝게도 내 사진에서는 그 붉은 빛이 잘~ 표현되지 못했다. 하지만 Orion을 쫓고 있는 무시무시한 전갈의 머리와 몸통부분이 또렷하게 잘 표현된 사진이다.라고 스스로 위안을 삼아본다.


은하수 사진찍으러 훌쩍~ 1박으로 캠핑이라도 떠나볼까...




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Explosive Solar Prominance on Jun 7, 2011



지난 7일에 SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) 팀이 관측한 거대한 Solar Prominence 현상. 가끔씩 SOHO 홈페이지에 가서 올라온 태양 활동 현상을 보곤 했는데, 이것처럼 강력한 폭발은 거의 처음 보는 듯 싶다.

Solar Prominence는 짧게는 하루에서 길게는 몇 달정도 지속되는 태양 활동중 하나로, 보통은 태양 표면에 발달되어 있는 자기장을 따라 loop 형상을 띄는게 일반적인 모습인데, 이번에 관측된 Prominence는 엄청난 폭발력으로 인해 분출물들이 폭발원점으로부터 사방으로 뿌려지는, 마치 화산폭발 현상을 연상시키는 모습을 보이고 있다.

쉽게 예측할 수 없는 태양 표면의 폭발 현상들은 종종 태양 코로나를 감싸고 있는, 엄청나게 뜨거운 온도를 지니고 있는 high energy plasma를 우주 공간으로 사정없이 날려버릴 만큼 강해질 때가 있다. 이를 Corana Mass Ejection (an eruptive solar wind)이라고 부르는데, 이렇게 강력한 폭발 현상이 지구 방향을 향했을 때, 심각한 경우에는 인공위성뿐만 아니라 지표상의 모든 전기-전자 통신 장비들에 심한 장애를 일으켜, 전지구적인 power-outage가 발생할 수도 있다. 







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Dissertation Highlights


지난 월요일 (4일) 학위논문 디펜스를 무사히 끝냈다. 학위 논문의 컨텐츠와 흐름이 처음부터 이렇게 되리라고 의도한적이 없었는데, 연구를 하다보니까 하나의 커다란 주제속에서 세가지 독립적인 연구내용이 자연스럽게 연결되어 버렸다. 모두 하나님의 은혜라고 생각한다. 디펜스 당일날은 정말 많은 동료 대학원생들이 나의 dissertation talk에 들어와서 나를 응원해주고 나의 발표를 경청해 주었다. 참... 고마웠다. 소중한 친구들. 지도교수 및 다른 논문 심사위원 교수님들도 논문을 '심사'한다는 분위기가 아니라 나의 연구내용에 정말 흥미를 갖고 발전적인 토론과 질문을 이끌어 주셨다. 정말 마음 깊이 감사드린다.

이제 마음의 커다란 부담 하나는 내려진듯하다. 그리고 이제부터가 본격적인 연구자로서의 첫 발을 내딛는 시점이라고 생각하니 그만큼 책임감도 느껴지고, 또 한편으론 살짝~ 흥분도 된다.


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Kepler discovered a sun-like star with 6 planets !


6개의 행성을 거느리고 있는 태양을 닮은 별이 Kepler망원경에 의해 발견됬다.는 따끈따끈한 뉴스가 어제 NASA Kepler Mission팀에 의해 발표됬다. Kepler 11이라고 이름 붙여진 이 별은 우리 지구로부터 약 2000 광년정도 떨어져 있는데, 지금까지 발견된 외계행성계 가운데 행성들이 중앙의 별로부터 가장 조밀하게 모여 있는 시스템이라고 Kepler 연구팀은 전하고 있다. 이번에 발견된 6개의 행성들은 (가장 안쪽으로부터 11-b, 11-c, 11-d, 11-e, 11-f, 11-g 이렇게 이름이 붙여짐) 4개의 지구형 행성(rocky planet)과 2개의 목성형 행성(gaseous planet)으로 이루어져 있는데, 이중에 가장 큰 놈(11-e, 안쪽으로부터 4번째 행성)은 지구형 행성이면서도 크기가 태양계의 천왕성(Uranus) 또는 해왕성(Neptune)에 비교할만 하다고.

이번 발견을 이끌어낸 Kepler 우주 망원경은 태양과 같은 별들 주위를 돌고 있는 지구형 외계행성을 찾기 위해서 특별히 고안된 우주 망원경으로 지난 2009년 3월 우주 궤도에 올라간 이후 지금까지 엄청난 분량의 정밀한 데이터를 쏟아내면서 외계 행성계를 연구하는 수많은 천문학자들을 먹여 살리고 있다. 앞으로 또 어떤 모습의 외계 행성계가 발견될까... 벌써부터 너무 기대된다.

(Kepler 우주 망원경의 모습)













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A Night Sky in 2010 Winter

Pentax K-x, Standard 50mm Manual Lens, ISO800, EXPTIME = 10~30 sec



쌍동이 자리 유성우가 떨어지는 모습을 찍고 싶은 마음이 발동하여,
겨울 파커를 꺼내입고 400동 뒷뜰로 나갔다.

비록 멋진 유성이 떨어지는 모습을 카메라로 잡지는 못했으나,
밝은 유성이 밤하늘에 긴 궤적을 남기고 사라지는 모습을

눈으로 볼 수 있었다. 이 얼마만에 보는 별똥별이던가!
볼것 다봤으니 그냥 들어갈까...하다가 차가운 겨울 밤하늘에 별들이
너무 총총하게 떠있어서 그냥 들어갈 수 없었다.

주변에 가로등 불빛이 없는 어두운 곳이 있었으면 좋겠다는 생각을 하면서
찬바람에 시린 손을 호호 불어가며 별 사진을 찍었다.



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Geminid Meteor Shower, Dec 13~14, 2010


다가오는 13일 늦은 저녁 9시경부터 14일 이른 새벽 3시사이에, 우리는 쌍동이 자리에서 2010년 마지막 유성우 현상(별똥별)을 볼 수 있다. 때마침 달도 일찌감치 지평선 아래로 넘어갈 것이기 때문에, 집근처 약간 어두운 곳을 찾을 수 있다면 누구라도 쉽게 별똥별을 볼 수 있다. 쌍동이 자리 유성우가 최고점에 이를때(14일 새벽1시경) 시간당 50여개의 별똥별이 떨어지는 것을 볼수 있다고 하니 (거의 1분당 1개의 유성을 볼수 있다는 얘긴데...), 밤바람이 차갑겠지만, 방안에서 이불 뒤집어쓰고 인터넷의 바다를 허우적 거리는 것보다야, 두꺼운 겨울 파커를 입고, 따뜻한 커피 한잔으로 몸을 녹이며 집앞 뜰에 나가 밤하늘이 주는 아름다운 선물을 만끽하는 편이 훨씬 좋지 않을까?
(Figure from Sky&Telescope.com)





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RR Lyrae Variables in the M31 Group


지난 2년간의 연구결과들을 모아 교수님들과 동료 박사과정 학생들 앞에서 발표를 했다. RR Lyrae라 불리는 이 늙은 변광성은 별종족 그리고 은하의 형성 및 진화를 연구하는 천문학자들에게 한번에 다양한 정보를 제공하는, 매우 유용한 천체물리학 도구로서 사랑받아왔다. 지난 10여년간 우주의 가장 멀고, 어두운 곳까지 관측을 수행해왔던 허블 우주 망원경 (HST)에 탑재된 WFPC2/ACS CCD 카메라를 이용하여 이제 우리는 우리 은하(Milky Way Galaxy) 밖에 멀리 떨어져 있는 또 다른 은하계 안에 속한, 이 작고 어두운 변광성을 연구할 수 있게 되었다.


지금까지의 연구 결과에서 가장 중요한 점을 한마디로 요약하자면 M31(Andromeda Galaxy)와 그 주위를 돌고 있는 작은 위성 은하들안에 속해 있는 RR Lyrae 변광성 그룹의 global한 성질은, 넓은 의미에서 우리 은하안에서 발견되는 RR Lyrae 변광성그룹에서 나타나는 일반적인 특징과 상당히 다르다는 점이다. 이러한 연구결과는 우리 은하의 생성과정과 그 형제은하인 M31의 형성과정에 어떠한 결정적인 차이점이 존재한다.는 의미로 해석될 수 있기 때문에 매우 흥미롭지 않을 수 없다.

RR Lyrae 변광성에 대한 천체물리학적 연구와 더불어 요즘에는 이 변광성의 주기적인 밝기 변화를 특징짓는 parameter들을, 완전하지 않은 관측 데이터를 갖고 있다고 하였을때, 어떻게 하면 최대한 효과적으로, 정밀하게 계산해 낼 수 있을까.하는 분석방법을 FORTRAN program을 이용하여 개발중에 있다. 동료 대학원생이 개발한 IDL routine은 하나의 RR Lyrae의 밝기 변화를 측정하는데 적어도 10여분 남짓한 컴퓨팅 타임을 요구하기 때문에, 한꺼번에 수천개 또는 수만개의 별들을 search해야 하는 대규모의 survey project에는 적합하지 않은 면이 있었다. 이번에 내가 새롭게 개발중인, "RRFIT"이라고 명명한 FORTRAN routine은 "PIKAIA"라고 불리는 매우 efficient한 일종의 Maximum Likelihood Method를 적용하여, 계산시간을 기존의 10분에서, 1개의 별에 대한 분석을 불과 0.5초만에 끝낼수 있도록 개선하였다. 현재 대규모 데이터를 위한 프로그램의 자동화 과정을 손질하고 있는데, 이 과정만 잘 마무리되면 Astronomy Society를 위하여 누구나 사용할 수 있도록 모든 소스코드를 퍼블릭에 오픈할 계획이다.





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Pandora, The Home of Na'vis : 영화 vs 현실


오래간만에 와... 정말 재미있다.고 감탄하면서 봤던 영화 Avatar. 그리고 그 영화의 배경이 되었던 외계행성계 Pandora. 이 영화를 본지가 꽤 오래 되었지만, 웅장하고 아름다웠던 영화속 Pandora의 3D 화면들을 아직까지도 잊을 수 가 없다.


내가 이 영화를 좀더 특별하고 재미있게 느꼈던 것은 아마도 내가 천문학을 공부하고 있는 과학도이기 때문이었을 것이다.  영화를 보면서도 어쩔수 없이 발동되는 이놈의 전공병...


영화속의 Pandora는 Centauri AB라는 쌍성계 주위를 돌고 있는 목성형 거대 행성 Polyphemus가 거느리고 있는 14개의 달들 중 하나다. 여기서 잠깐 한가지를 짚고 넘어가자면, Centauri AB 쌍성계까지는 실제로 존재하는 태양에서 가장 가까운 항성계(*note : 여기에 태양에서 가장 가까운 별로 알려져 있는Proxima Centauri까지 합쳐서 triple system으로 불리기도 한다)이고, Polyphemus부터는 제임스 카메론감독이 만들어낸 상상속 세상이다.

지구형 "행성"이 아니라, 목성 크기의 행성 주위를 돌고 있는 "달"(Satellite)에 외계생명체가 살고 있다는 설정은 현재까지 외계 행성계에 대한 관측데이터들을 돌아보았을때 상당히 그럴듯한 설정이다. 왜냐하면, 태양계 밖에서는 지구와 비슷한 조건을 가진 "행성"을 발견하는 것보다, 오히려 지구와 비슷한 "달" 을 발견하게될 가능성이 더 높기 때문이다.
만약에 우리 태양계 안에 있는 목성이 현재 지구궤도에서 태양주위를 돌고 있다면, Europa와 같은 목성의 달은 달 전체가 물로 뒤덮혀 있는 말그대로 완전히 푸른 Water World가 되어 있을 것이다. 그럴경우 태평양과 같은 푸른 바다로 뒤덮혀 있는 따스한 Europa를 돌고래들이 다스리고 있을지도 모를일이지...

실제로 지금까지 발견된 외계 행성 중에 상당히 많은 수가 지구 궤도거리 혹은 더 가까이에서 별주위를 돌고 있는 목성형 행성(*note : 그래서 이러한 외계 행성들을 Hot Jupiter라고 부르기도 한다) 들이라고 하니... 혹시 아나? 가까운 미래에 정말 이런 Hot Jupiter주위를 돌고 있는 달중에 지구와 비슷한 환경을 갖고 있는 달의 존재가 알려지게 될런지...?

(Pandora와 Polyphemus, Image from http://james-camerons-avatar.wikia.com/wiki/Pandora)


영화속 Pandora는 지구와 흡사하거나 살짝 작은 크기와 무게를 갖고 있으며, 중력은 지구 중력보다 약 20%정도 낮도록 설정되었다. 그러니까 지구에서 몸무게가 100kg인 사람은 Pandora에서는 80kg의 몸무게가 된다는 말이다. 영화속에 등장하는 Na'vi족이나 나무들, 그리고 이름모를 신비한 creature들의 크기가 지구의 생명체들보다 전체적으로 스케일이 큰 이유는 모두 이 낮은 중력 환경속에서 진화해왔기 때문이다. 대기는 Nitrogen, Oxygen, Carbon Dioxide(CO2), Methane, 그리고 Hydrogen Sulfide(H2S) 등으로 구성되 있는데, 특히 CO2와 H2S의 함량이 지구대기속의 함량보다 월등히 높기 때문에 인간이 숨을 쉴 수 가 없다.


Pandora에 살고 있는 Na'vi라는 인간형 생명체는 마치 원시수렵시대 지구인의 생활방식을 떠올리게 하는 모습으로 살아가고 있지만, 무자비하게 자연을 정복하려 했던 인간과는 달리, Pandora 안에 있는 모든 생명체, 그리고 Pandora 자체와 유기적이면서도 특별한 영적교감을 이루며 주변의 환경과 조화롭게 살고 있다. 겉모습이나 피부색으로 분류되는 종족은 따로 없고, Na'vi라는 단일 종족으로 살고 있으며, Pandora 곳곳에 흩어져 살고 있는 환경과 장소에 따라 4개의 clan을 구성하고 있다.


여기까지는 영화속 상상이고... 사실... 우리 태양계안에도 Pandora라고 이름 붙여진 Satellite이 있다. 태양계안에 있는 Pandora는 우리가 잘 알고 있는 익숙한 행성, 토성(Saturn)이 갖고 있는 수십개의 달중 하나다. 아래의 사진이 최근 토성 탐사선 Cassini가 찍은 진짜 Pandora의 모습이다.
(Image from Astronomy Picture of the Day : http://apod.nasa.gov/apod/)


이건 모... 거의... 못생긴 감자같다. 사진에서 보이는 좌우직경이 약 110 km 정도로, 비교하자면 대형 Astroid 정도 크기를 가진, 토성과 같은 거대 행성의 달치고는 좀 초라한 사이즈다. 사진에서도 보이듯이 표면은 수많은 impact crater들로 덮여 있는데, 이는 Pandora가 초기 생성기에 여러가지 impact event들로 상당히 고생을 했음을 알려주는 흔적이다.

우리는 여전히 Pandora에 대해서 잘 알지 못한다. 왜 저런 모양을 하게 되었는지, 어떻게 하여 토성 주위를 돌게 되었는지, 그리고 어떻게 생겨났는지... 비록 생긴건 좀 그렇지만 우리의 진짜 Pandora는 여전히 풀어야할 많은 숙제들을 갖고 있는 신비로운 태양계의 식구중 하나다.





 





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