* Coursera.org 의 Analyzing the Universe 강좌를 요약한 글입니다.
https://class.coursera.org/analyze-002
* 영문제목이 "Nature of Image"인데 우리말로 간단하게 하려니 어색하게도 "상의 본질"이 되었군요. 한글 쓰기에 대한 저의 한계입니다.
천체를 연구하기 위해 사용할 수 있는 자료는 망원경을 통해 얻는 영상(Image)이다. 과학기술의 발달 덕분에 가시광(Visible Light) 뿐만 아니라 X-선, 적외선(Infrared), 전파(Radio Wave)를 포함한 넓은 영역의 전자기파(Electronmagnetic Wave)를 수집할 수 있게되었다.
참조: AstroTech/천문학에 기여한 과학기술
http://goodkook.blogspot.kr/2014/04/astrotechweek1.html
천체를 연구하기 위해 영상을 얻는 방법, 이 영상으로부터 의미를 찾고 그것이 무엇을 말하는지 이해해보기로한다.
19세기말에 사진찍는 기술을 발명되자 당연히 천체를 찍고 싶었을 것이다. 1851년에 제임스 위플이 찍은 달사진이 아마도 최초의 천체사진일 것이다.
이 사진은 다게레오타입(Daguerreotype) 카메라로 찍은 파리시내의 사진이다. 건판이 빛에 반응하는 감광 현상을 이용한 초창기 사진이다. 번잡해야할 파리시내에 마차 한대도 찍히지 않았다. 그런데 좌측 하단을 자세히 보면 구두닦는 신사가 찍혀있다. 어찌된 건가?
이 시절의 사진 건판 감도가 낮아서 노출을 길게 주었기 때문이다. 빨리 움직이는 마차는 없고 한동안 구두를 닦기위해 서있던 신사는 찍혔다. 시간상의 분해능(Temporal Resolution)의 차이를 보여주는 예다. 오늘날의 영상센서는 감도가 좋아서 짧은 시간 간격으로 영상을 얻을 수 있다. 시간적으로 변화하는 현상을 포착해 낼 수 있다. 이것이 시간적 분해능이다.
과학기술의 발달로 센서의 감도도 높아지고 사람이 볼 수 없는 파장대 빛의 영상을 얻을 수 있게 되었다. 이 사진은 두 X-선 관측 위성으로 찍은 CAS-A 천체다. 불과 5년 사이에 사진의 질이 엄청나게 향상된 것을 볼 수 있다.
또 다른 사진을 비교해보자.
참고:
ROSAT는 1990년 발사된 X-선 관측위성
CHANDRA 는 1999년 궤도진입한 X-선 관측위성
1. 도착 시간
우주로부터 전달되는 신호의 시간적 변화를 관측할 수 있다. 변광성이나 빠르게 회전하는 퀘이사 등의 분석은 시간 간격을 두고 얻은 여러장의 관측 영상으로 한다. 또한 시간을 두고 모은 광자의 량으로 밝기를 측정한다. 밝기는 천체의 거리를 밝히는 중요한 단서이기도 하다.
2. 공간적 배치
광자가 센서 평면(혹은 망원경 대물경)의 상이한 위치에 분포하여 영상을 형성한다. 구경이 큰 망원경 일수록 더 세밀한 영상을 얻는다. 분해능이 높은 영상은 배율이 아니라 센서(망원경의 구경)의 크기에 달렸다.
3. 에너지 분포
광자는 고유 파장을 가지고 있다. 파장에 의하여 발현되는 색은 곧 에너지(온도)를 의미한다. 짧은 파장일 수록 높은 에너지를 가지고 있다. 에너지 정보를 취합하여 파장별로 펼쳐 놓은 것이 스펙트로스코피(Spectroscopy)다. 멀리있는 천체의 화학적 조성과 빛을 발하게 하는 에너지원을 분석하게 해주는 마법같은 것이다.
댓글 없음:
댓글 쓰기