완료되었습니다! 현재 이 프로젝트는 시일이 지난 것 같네요!
결과
링크를 통해, 처녀자리 은하단 (Virgo cluster)을 대상으로 진행했던 선행 프로젝트와, 그 과정에서 시민과학이 연구 결과에 어떤 중요한 역할을 했는지 살펴보세요.
이번 프로젝트는 이제 막 시작되었습니다! 아직 LSST DP2 자료에 대한 본격적인 분석은 시작하지 않았지만, 앞으로 푸른 덩어리와 확산 은하에 대해 새롭게 알아가는 내용을 여러분과 계속 공유할 예정입니다. 그동안 앞으로 어떤 연구가 이루어질지 미리 살펴볼 수 있도록, 선행 Blobs and Blurs 프로젝트에서 얻은 주요 결과를 소개합니다.
화로자리 은하단 (Fornax Cluster)의 확산 은하
이전 Blobs and Blurs 프로젝트에서는 화로자리 심층 탐사 (Fornax Deep Survey, FDS) 영상을 이용해 화로자리 은하단에서 확산 은하를 찾았습니다. 여기서는 하나의 천체를 확산 은하 후보로 인정하려면 최소 4명의 참가자가 같은 천체를 표시해야 한다는 기준을 사용했습니다. 이 기준을 적용한 결과, 시민 천문학자들은 화로자리 은하단에서 무려 1,138개의 확산 은하 후보를 찾아냈습니다. 아래 지도에는 이렇게 찾은 후보들의 위치가 표시되어 있으며, 그중 일부는 20명이 넘는 참가자들이 같은 천체를 독립적으로 찾아낸 경우도 있습니다.
더 많은 시민과학자가 같은 후보를 찾아낼수록, 그 천체는 기존 화로자리 확산 은하 목록에도 이미 포함되어 있을 가능성이 높았습니다. 연구팀은 컴퓨터 알고리즘으로 찾은 은하 목록과 시민 천문학자들이 찾은 은하 목록을 비교하는 데 관심이 있었습니다. 확산 은하는 매우 희미하고 얼룩처럼 보이기 때문에, 자동 탐색만으로는 모든 천체를 빠짐없이 찾아내기 어렵기 때문입니다. 시민 천문학자들이 찾은 많은 후보가 컴퓨터 알고리즘 탐색에서도 발견되어 있었지만, 기존의 그 어떤 컴퓨터 알고리즘 탐색에서도 발견되지 않았던 확산 은하 55개를 새롭게 찾아냈습니다. 아래에서 그중 특히 눈에 띄는 몇 가지 사례를 소개합니다.
이 천체는 특히 희미해서 VST 영상도 함께 실었습니다.
컴퓨터 알고리즘 탐색에서 이런 은하들을 놓친 이유로는 다음과 같은 가능성이 있습니다.
- 확산 은하가 알고리즘이 탐지하기에는 너무 밝거나 너무 희미했던 경우
- 별과 같은 주변의 밝은 천체가 확산 은하를 가려, 알고리즘이 제대로 찾아내지 못한 경우
이 은하들은 화로자리 은하단의 컴퓨터 알고리즘 탐색 목록에는 포함되어 있지 않았지만, 대부분은 이전에 연구자들이 직접 이미지를 살펴보는 방식으로 발견된 적이 있는 은하들이었습니다. 그러나 시민 천문학자들은 기존의 어떤 목록에도 포함되지 않은, 완전히 새로운 확산 은하 후보 4개를 찾아냈습니다. 컴퓨터 알고리즘 탐색은 물론, 연구자들이 직접 확인해 만든 기존 목록에도 없던 은하들입니다. 아래 이미지에서 이 은하들을 직접 확인해 보세요.
화로자리 은하단에서 진행한 Blobs and Blurs 확산 은하 탐색의 자세한 내용은 논문 링크에서 확인할 수 있습니다.
처녀자리 은하단(Virgo Cluster)의 푸른 덩어리
이전 Blobs and Blurs 프로젝트에서는 차세대 처녀자리 은하단 탐사(Next Generation Virgo Cluster Survey, NGVS) 이미지를 이용해 처녀자리 은하단에서 푸른 덩어리를 찾는 작업도 진행했습니다. 당시 NGVS는 이용할 수 있는 가장 깊은 관측 자료 중 하나였지만, 이번 Rubin/LSST 이미지는 그보다도 더 깊기에, 우리는 푸른 덩어리의 탐색을 다시 시작하게 되었습니다.
이전 탐색을 시작했을 당시에는 학계에 보고된 푸른 덩어리의 수는 총 5개뿐이었습니다. 이후 Zooniverse 참가자들의 도움으로 신뢰도가 높은 푸른 덩어리 후보 13개를 추가로 찾아내면서, 알려진 사례의 수를 두 배 이상 늘릴 수 있었습니다. 아래에는 새롭게 발견된 천체 가운데 BC17과 BC30의 NGVS 가시광 영상과 GALEX 자외선 영상을 함께 보여드립니다.
이렇게 발견한 새로운 후보들 가운데 상당수를 대상으로 텍사스대학교 맥도널드 천문대의 Hobby-Eberly Telescope(HET)를 이용해 가시광 분광 관측을 추가로 진행했습니다. 관측의 주된 목적은 이 후보들에게서 최근에 별이 만들어진 흔적을 보여주는 방출선(emission lines)이 있는지를 확인하는 것이었습니다. 해당 관측을 통해 후보가 실제 푸른 덩어리인지 확인하는 데 중요한 두 가지 정보를 얻을 수 있습니다.
- 첫 번째는 천체가 우리에게서 멀어지는 속도인 시선속도(radial velocity)입니다. 후보 천체의 속도를 처녀자리 은하단에 속한 다른 천체들과 비교하면, 실제로 은하단에 속해 있는지 확인할 수 있습니다. 이 과정을 통해, 실제로는 먼 곳에 위치한 별을 형성하고 있는 큰 은하를, 처녀자리에 포함된 작은 푸른 덩어리로 잘못 본 경우를 구별할 수 있었습니다.
- 두 번째는 스펙트럼에서 보이는 여러 방출선의 상대적인 세기입니다. 이를 통해 별이 만들어지고 있는 가스의 화학 조성을 알아볼 수 있습니다. 수소와 헬륨보다 무거운 원소를 일반적으로 질량이 작은 은하는 매우 적게 가지고 있는 반면, 우리 은하처럼 큰 은하는 많이 가지고 있습니다. 푸른 덩어리들은 작은 크기에서 예상되는 것보다 훨씬 많은 무거운 원소를 가지고 있다는 특징을 보입니다.
기존 연구에서 특히 주목할 점은 Zooniverse 참가자들이 발견한 푸른 덩어리 가운데 일부가, 처녀자리 은하단에서 이미 알려져 있던 거대한 암흑 가스 구름의 한 부분으로 보인다는 사실입니다. 이 가스 구름들 중 일부는 10여 년 전 처음 발견된 이후 지금까지 별이 전혀 없는 암흑천체로 여겨져 왔습니다. 하지만 이들 가운데 하나는 푸른 덩어리가 포함된 것으로 확인되면서, 지금까지 알려진 별을 포함한 천체 중에서 가스가 가장 풍부한 천체가 되었습니다. 이 천체에는 별의 질량보다 2만 배 이상 많은 질량의 가스가 존재합니다.
처녀자리 은하단에서 진행한 이전 Blobs and Blurs 푸른 덩어리 탐색의 자세한 과정과 결과는 논문 링크에서 확인할 수 있습니다.