* Coursera.org 의 Analyzing the Universe 강좌를 요약한 글입니다.
https://class.coursera.org/analyze-002
DS9은 천체관측 영상을 분석하는 도구다. 스미소니언 천체물리 관측소(SAO, Smithsonian Astrophysics Observatory)에서 개발한 소프트웨어로 무료로 배포되고 있다. 기본적으로 X-선 관측 영상을 분석할 용도로 만들어 졌으나 포토샵 처럼 일반적인 영상 처리 기능도 가지고 있다.
DS9 홈페이지에서 다운로드 한 후 설치한다.
SAOImage DS9
http://ds9.si.edu/site/Home.html
챈드라 위성의 X-선 관측 영상은 인터넷을 통해 공개되어 있다. 연구/교육용으로 누구나 사용할 수 있다. 챈드라 교육용 관측자료 분석 사이트의 영상은 DS9을 통해 접근할 수 있다.
챈드라 교육용 관측자료 분석 사이트
Chandra Education Data Analysis Software And Activities
http://chandra-ed.cfa.harvard.edu/
DS9을 실행 시켜 관측 영상을 다운 받는다.
MENU: Analysis > Virtual Observatory
몇개의 서버가 보이는데 그중 하나를 선택하면 자체 내장된 웹 브라우저가 실행된다. 데이터 항목을 클릭하면 영상을 다운받는다. (웹페이지 문서 형식으로 널리 사용되는 HTML은 원래 과학자료를 공유하기 위한 용도로 개발된 것이다.)
다운 받은 CAS-A 관측 영상이 DS9에 표시되었다. 마우스 커서를 영상 영역에 움직이면 해당 픽셀 위치의 좌표(적경-alpha 및 적위-beta)를 포함한 픽셀 값 정보를 볼 수 있다. 마우스 위치의 확대한 모습이 우측 상단의 상자에 보인다.
표시 색을 바꿔보자. 영상의 시인성이 달라진다. 영상 상자위에 마우스를 클릭 하면 녹색 원이 나타난다. 영역 원(Region Circle)로 분석할 영역을 표시할 때 쓰인다. 이 영역 원의 크기는 조절할 수 있다.
여러개의 영역 원을 지정할 수 있으며 삭제도 가능하다. 삭제는 영역원을 선택하여 DEL 키를 누른다.
MENU: "region" > "information"
영역원의 정보를 확인하고 위치와 크기를 수정할 수 있다. 원의 중심좌표를 표시하는 방법은 다양하다. WCS(World Coordination System)는 적위와 적경을 각도와 시-분-초로 표시한다. Physical은 영상에서 픽셀 좌표다. 원의 크기도 바꿀 수 있다.
MENU: View > Horizontal Graph, Vertical Graph
마우스 커서 위치에서 영상의 가로축과 세로축 픽셀 값을 그래프로 보여준다.
MENU: Analysis > Pixel Table
마우스 커서위치 주변 픽셀들의 값을 보여준다.
MENU: Analysis > Virtual Observatory
다른 관측 영상을 받아보자. 타이코 초신성 잔해(Tycho Supernova Remnant)다.
처음 영상을 보면 잘 안보일 것이다. 표시 색과 스케일을 변경한다. 시인성이 향상될 것이다. 영상 중간에 센서 칩 사이의 간격이 보인다. 여러개의 X 선 영상 감지 칩이 타일 형태로 배열되어 있다. 챈드라 X-선 망원경의 1픽셀 분해능은 1/2아크초에 해당한다.
MENU: Analysis > Image Server > NRAO NVSS
X-선으로 관측한 영상과 같은 좌표의 다른 파장 관측 영상을 비교 해볼 수 있다. FTIS 파일의 헤더에 좌표가 포함되어 있으므로 이와 동일한 위치의 관측 영상을 검색하여 볼 수 있다.
SAO-DSS나 ESO-DSS 는 가시광 관측 영상을 보관하고 있는 서버다. NRAO는 전파 천문 망원경 영상자료를 가진 서버다.
X-선 영상과 동일한 좌표 위치의 전파 망원경이긴 하나 크기가 다르다. 두 영상의 크기를 맞춰보자.
MENU: Frame > Match > Frame > WCS
전파망원경 영상은 흐려보인다. 가시광, X-선처럼 짧은 파장(1/10^6 ~ 1/10^7 미터)을 관측 하는 망원경의 센서는 평면에 배열된 미세한 센서로부터 영상을 만든다. 전파 망원경에서 수집하는 전파(Radio)는 파장이 매우 길다(1/10~1/100미터). 또한 전파를 수집하는 방식도 빛과는 매우 다르다. 전파 간섭계(Radio Interferometer)로 영상을 만들어 낸다.
배열로 영상을 만드는 것이 아니다.
다수의 전파망원경을 동원해 전파를 수집하여
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* DS9은 FITS 화일을 읽을 수 있다. FITS은 과학 측정 영상을 저장하기 위해 개발된 화일 형식으로 영상이외 관측 대상, 조건, 필터 사용, 좌표와 같은 관측을 설명하는 부가정보(Meta-data)를 담고 있다. 주로 천문 관측 영상에 사용된다.
참조: FITS, Wikipedia
http://en.wikipedia.org/wiki/FITS
FITS File Header Extension
http://www.cyanogen.com/help/maximdl/FITS_File_Header_Definitions.htm
SBIG, FITS Extension
http://archive.sbig.com/pdffiles/SBFITSEXT_1r0.pdf
* 관측 자료를 공개하고 있는 서버가 많이 있다. 관측 자료를 공유하는 천문학의 전통이다. SDSS(Sload Digital Sky Servey)는 적색편이와 스펙트로스코피 관측 자료를 공유한다. FITS 파일을 다을 받을 수 있으며 DS9으로 읽을 수 있다.
SDSS, Wikipedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Sloan_Digital_Sky_Survey
SDSS-III
http://sdss3.org/
SDSS-IV
http://www.sdss.org/
* NASA HEASARC
HEASARC: NASA's Archive of Data on Energetic Phenomena
http://heasarc.gsfc.nasa.gov/
The High Energy Astrophysics Science Archive Research Center (HEASARC) is the primary archive for NASA's (and other space agencies') missions studying electromagnetic radiation from extremely energetic cosmic phenomena ranging from black holes to the Big Bang. Since its merger with the Legacy Archive for Microwave Background Data Analysis (LAMBDA) in 2008, the HEASARC archive contains not only data obtained by high-energy astronomy missions observing in the extreme-ultraviolet (EUV), X-ray, and gamma-ray bands, but also data from space missions, balloons, and ground-based facilities that have studied the relic cosmic microwave background (CMB).
