허블 천체 목록 ( Hubble Source Catalog )을 소개합니다.

 

Credit: NASA, B. Whitmore (STScI), and the Hubble Source Catalog Development Team

 

사진1> 이 그래픽은 허블이 촬영한 깊은 우주 사진의 작은 부분에 대해 허블 천체 목록이 어떻게 구축되었는지를 설명하는 예이다.
허블 천체 목록에는 이 동일 지역에 대한 76장의 사진이 존재한다.
그 사진들 중 3장이 왼쪽에 보인다.
첫번재 사진은 WFPC2에 의해 주황색으로 촬영되었으며 두번째 사진은 ACS 에 의해 파란색으로 촬영되었고, 마지막 하나는 WFC3에 의해 적외선으로 촬영된 것이다.

각각의 사진에 들어있는 천체들이 허블의 최종 목록에서 완벽하게 정렬하고 있지 않다는 것에 주목하라.(분홍색 원)
허블 천체 목록의 최종 버전을 만들기 전에 미세한 조정을 위해 특별히 프로그램을 개발하여 모든 사진에서 천체들을 배열하는데 사용하였다.

 

허블 천체 목록 ( Hubble Source Catalog ) : 천문학자를 위한 원스톱 쇼핑을 제공합니다.

      

우주망원경연구소와 존스홉킨스 대학의 천문학자들이 허블 천체 목록(the Hubble Source Catalog)이라는 새로운 천체 목록을 만들었다.

이 목록은 허블 우주망원경에 의해 관측된 천체에 대한 모든 관측자료를 한 번에 제공하고 있다.

 

허블우주망원경은 지난 25년동안 수많은 사진들과 과학적 데이터를 축적해왔다.

이 모든 사진은 바바라 A. 미컬스키 우주망원경 데이터 아카이브( Barbara A. Mikulski Archive for Space Telescopes, 이하 MAST)에 보관되어 있으며

천문학자들은 자신의 연구를 위해 이를 이용할 수 있다.

 

이 아카이브는 백만개 이상의 사진들로 꽉 차 있는데, 여기에는 원시 은하부터 고밀도 성단의 개개 별들에 이르기까지 대략 1억개가 넘는 작은 천체의 자료들도 포함되어 있다.
그러나 천문학자들이 맞닥뜨리는 가장 큰 어려움은 정작 자신들이 분석하기를 원하는 데이터를 그 많은 축적 데이터로부터 감별해내야 한다는 것이다.

 

이제 허블 천체 목록을 통해 천문학자들은 컴퓨터 검색을 이용하여 쉽게 이들 천체에 대한 검색을 할 수 있게 되었다.
허블 천체 목록은 천문학자들이 자신이 연구하기를 원하는 특정 천체에 대한 허블 관측 자료를 얻을 수 있는 데이터베이스이다.

 

데이터베이스에서 자료를 반환하는데 소요되는 시간은 수초에서 수분 정도인데, 동일한 작업을 위해 이전에는 수 개월이 소요되는 고된 작업이 필요했었다.

 

이러한 기능은 허블 우주망원경과 함께 새로운 연구의 장을 여는 것으로서, 이러한 기능이 없었다면 자료 검색에 소요되는 너무나 큰 수고로 인해 연구의 진행이 쉽지 않았을 것이다.

 

허블 천체 목록 개발 팀의 팀원인 존스홉킨스 대학 타마스 부다바리(Tamas Budavari)의 소감은 다음과 같다.
"허블 천체 목록은 허블 망원경이 이룩한 궁극의 유산이 될 것입니다. 
이 목록은 한 번에 모든 정보를 얻을 수 있는 곳일 뿐만 아니라 가장 먼저 찾는 자료가 될 것입니다. 
허블 천체 목록은 모든 허블 관측을 요약한 정보를 담은 테이블입니다. 

수많은 연구원들이 허블 우주망원경을 이용하여 동일 지역을 저마다의 관심영역을 의해서 서로 다른 파장을 이용하여 겨냥했다면 이제 우리는 이 모든 관측 자료를 하나로 모아 해당 지역 내 모든 천체들의 측정 자료들을 하나의 편집체계로 통합하게 된 것입니다."

그러나 새로운 천체 목록을 수립하는 것은 쉬운 일이 아니었다.

 

허블 천체 목록 개발팀의 일원인 우주망원경과학 연구소의 스티브 루보우(Steve Lubow)의 설명은 다음과 같다.
"이 목록을 만들기 위해서 우리는 먼저 각 사진들을 제대로 겹쳐 정렬시키는 새로운 방법을 개발해야 했습니다.
여기서 특정 대상이 실제 같은 천체인지 아니면 다른 천체인지를 구분해내야 했죠."

 

허블의 축적 데이터는 서로 다른 장비와 서로 다른 노출 시간, 그리고 하늘을 지향한 방향에서 차이를 보이는 다양한 모음집이라 할 수 있다.
이러한 다양성은 일관된 목록을 구축하는데 매우 어려운 문제점이었다.

 

부다바리의 설명은 다음과 같다.
"이제 우리는 허블이 담아낸 우주에 대해 훨씬 더 개괄적인 시각을 가지게 되었습니다.
왜냐하면 이 목록에서 다양한 파장과 시간에 따른 분석자료를 추출할 수 있게 되었기 때문입니다.
게다가 해당 천체의 위치에 대한 정확성이 개선되면서 허블의 관측자료는 SDSS나 GALEX 위성과 같은 다른 관측자료들과의 비교도 가능하게 되었습니다."
 

그러나 허블 천체 목록 개발팀을 이끌고 있는 우주망원경과학연구소의 브래드 위트모어(Brad Whitmore)는 이에 대해 조심스러운 입장을 견지하고 있다.

"대부분의 경우, 천문학자들은 원판 사진을 다시 살펴봐야할 필요를 느끼게 될 것입니다.
그리고 자신의 연구에서만 독보적으로 수립할 수 있는, 예를 들어 매우 희미한 천체에 대한 측정치와 같은 측정자료를 만들려고 할 것입니다."
 
허블 천체 목록은 1993년 이래 허블에 설치되어온 3개의 주요 카메라인 광대역 행성형 카메라 2(the Wide Field Planetary Camera 2, WFPC2)와 차세대 관측 카메라(Advanced Camera for Surveys) 그리고 광대역 카메라 3(Wide Field Camera 3)의 관측자료로부터 도출되었다.
이 세 개의 카메라는 협동작업을 통해 자외선으로부터 가시광선, 근적외선에 이르는 방대한 스펙트럼을 담은 관측자료를 만들어낸다.

허블목록에는 이 자료들이 모두 포함되어 있으며 각 천체에 대한 요약자료와 측정치가 모두 포함되어 있다.
그리고 이 측정치에는 천체의 밝기와 색갈, 모양에 대한 정보가 포함되어 있다.

 

허블 목록의 첫번째 버전은 2015년 2월 25일 발표되었다.
이 목록은 천문학자들로하여금 허블우주망원경의 축적 데이터를 이용하여 더 많은 연구를 진행할 수 있도록 해 주고 있다.

 

위트모어의 소감은 다음과 같다.
"허블의 축적 데이터를 기반으로 도출된 과학논문들은 지난 십여년동안 발표되어 온 다른 연구 논문들보다 훨씬 많습니다.
우리는 허블 목록을 이용하여 보다 쉽게 데이터를 확보하고 연구하는 상황이 가속화 되기를, 그리고 이전에는 너무나 많은 시간과 비용이 소모되어 시도조차 할 수 없었던 질문에 대해 답변할 수 있게 되기를 희망합니다. 
 
슬로안 디지털 스카이 서베이(the Sloan Digital Sky Survey)의 온라인 목록을 본따 만들어진 허블 천체 목록은 온라인상의 천문 축적 데이터를 현저하게 증가시킨 독보적인 목록으로서 천문학자들과 아마추어 천문가들 및 대중들이 사무실이나 소파, 또는 커피숍과 같은 선호하는 장소에서 안락하게 우주를 탐사하고 연구할 수 있게 해주고 있다.
 
그러나 허블 천체 목록은 단순히 오늘날의 천문학자들만을 위해 설계된 것은 아니다.
이 목록은 2018년 발사예정인 제임스 웹 적외선 우주망원경과 같은 차세대 망원경을 이용하여 연구할 미래의 과학자들을 위한 자료로서도 유용할 것이다.

 

위트모어의 소감은 다음과 같다.
"우리는 이 목록을 그저 향후 2~3년을 위해서 수립한 것이 아닙니다.
우리는 이 목록이 수십여년동안 유용할 것이라 생각합니다.
허블우주망원경이 퇴역한 이후에도 이 목록은 여전히 위대한 유산으로 남아있게 될 것입니다. "
 
이 프로젝트는 NASA 차세대 정보시스템 과학 프로그램(NASA's Advanced Information Systems Research Program)의 재정지원에 의해 시작되었으며 현재는 우주망원경과학 연구소의 지원을 받고 있다.
목록의 제작을 위해 허블우주망원경 프로젝트와 MAST가 자금을 지원하였다.

 

사용자는 허블 천체 목록을 우선적으로 허블목록 프로젝트를 지원해 온 MAST 디스커버리 포탈(http://mast.stsci.edu)을 통해 접속할 수 있다. 
보다 자세한 정보는 다음의 링크를 참고하라
https://archive.stsci.edu/hst/hsc/

 

위트모어, 부다바리,  루보우와 함께 허블 천체 목록 제작팀에 참여하고 있는 사람들은 다음과 같다.

페르미국립입자가속연구소의 사하르 알람(Sahar Allam), 우주망원경과학연구소의 스테파노 카세르타노(Stefano Casertano), 토마스 도널드슨(Thomas Donaldso),  로널드 돈스(Ronald Downes), 리 퀵(Lee Quick), 루이스 그레고리 스트롤거(Louis-Gregory Strolger), 제프 월레스(Geoff Wallace), 릭 화이트(Rick White)

 

출처 : 허블사이트 2015년 3월 13일 발표 뉴스
        http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2015/07/

 

 

 

원문>

News Release Number: STScI-2015-07

Hubble Source Catalog: one-Stop Shopping for Astronomers

Astronomers at the Space Telescope Science Institute and the Johns Hopkins University, both in Baltimore, Maryland, have created a new master catalog of astronomical objects called the Hubble Source Catalog. The catalog provides one-stop shopping for measurements of objects observed with NASA's Hubble Space Telescope.

Hubble has amassed a rich legacy of images and other scientific data over its 25 years of exploring the universe. All of the images are stored in the computer-based Barbara A. Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST), which astronomers use for their research. The archive is bursting with more than a million images, which contain roughly 100 million small sources ranging from distant galaxies to compact star clusters to individual stars. For astronomers, however, a major challenge is the difficulty involved with sifting through the archival gold mine to collect the data they want to analyze. The Hubble Source Catalog now allows astronomers to readily perform a computer search for characteristics of these sources.

The Hubble Source Catalog is a database from which astronomers can obtain the Hubble measurements of specific astronomical objects they want to investigate. A query to this database can take just seconds or minutes, while previously it might have required a few months of hard work by searching separate files throughout the archive. This capability promises to open the door to exciting new areas of research with Hubble that otherwise might have been too cumbersome to tackle.

"The Hubble Source Catalog is arguably the Hubble Space Telescope's ultimate legacy," said astronomer Tamás Budavári of the Johns Hopkins University, a member of the Hubble Source Catalog development team. "Not only is it a one-stop shop, but it's the first place to go. It's the table of contents for and the summary of most Hubble observations. If a zillion investigators pointed Hubble in the same direction at their region of interest in different wavelengths, now we have taken all of those observations and put them together into a compilation of the measurements for all objects within that region."

Building the catalog, however, was a challenging task. "To make this possible, we had to develop new methods to align overlapping images and to determine which sources in different images are actually the same astronomical object," said development team member Steve Lubow of the Space Telescope Science Institute.

Hubble's archive is a diverse collection of data from different instruments, exposure times, and orientations on the sky. This diversity greatly complicates the construction of the catalog.

"Now we can have an even more holistic view of the Hubble universe because you can conduct multi-wavelength and time-domain analyses," Budavári said. "Additionally, due to the improved accuracy of positions in the catalog, we can compare Hubble's observations to those by other observatories, such as the Sloan Digital Sky Survey or the Galaxy Evolution Explorer."

Brad Whitmore, who leads the development team at the Space Telescope Science Institute, cautions, however, that, "In many cases, astronomers will find that they need to go back to the original images and make the measurements that are unique to their science project, such as measuring the very faintest objects in the image."

The catalog brings together observations from the three primary cameras that have served Hubble since 1993: the Wide Field Planetary Camera 2, Advanced Camera for Surveys, and Wide Field Camera 3. The three cameras combined make observations spanning a wide swath of the spectrum, from ultraviolet to visible and near-infrared light. The catalog lists all of the sources, and includes both a summary and compilation of the measurements for each object. The measurements include information about the brightness of sources, as well as a source's color and shape. Astronomers released the first version of the catalog on Feb. 25.

The new catalog allows astronomers to produce more research using Hubble archival data. "The number of science papers based on Hubble archival data has been larger than the number of papers written by the original investigators for over a decade," Whitmore said. "With this catalog, we hope to accelerate that trend by making it easier to obtain and work with the data, and to allow researchers to address questions that they wouldn't even try to do before because it would be too time-consuming and costly."

Patterned after the Sloan Digital Sky Survey's online catalog, the Hubble Source Catalog is a unique addition to the growing number of online astronomical archives that allow astronomers, amateurs, and the public to explore and study the universe from the comfort of their office, sofa, or favorite coffee shop.

The Hubble Source Catalog, however, wasn't designed only for today's astronomers. It will be a valuable resource for future researchers using the next generation of telescopes, such as NASA's James Webb Space Telescope, an infrared observatory scheduled to launch in 2018.

"We didn't build this catalog for the next year, or two, or three," Whitmore said. "We built this catalog for the next several decades. It will be a great resource long after Hubble has been decommissioned."

The project started with grant funding from NASA's Advanced Information Systems Research Program and is currently being supported by the Space Telescope Science Institute. The Hubble Space Telescope project and MAST have provided monetary support for the catalog's development.

Users can access the Hubble Source Catalog primarily through the MAST Discovery Portal (http://mast.stsci.edu), which has been enhanced to support the Hubble Source Catalog project. More details are available at https://archive.stsci.edu/hst/hsc/.

In addition to Whitmore, Budavári, and Lubow, the catalog development team consists of Sahar Allam of Fermi National Accelerator Laboratory in Batavia, Illinois, and Stefano Casertano, Thomas Donaldson, Ronald Downes, Lee Quick, Louis-Gregory Strolger, Geoff Wallace, and Rick White of the Space Telescope Science Institute.

CONTACT

Donna Weaver / Ray Villard
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Md.
410-338-4493 / 410-338-4514
dweaver@stsci.edu / villard@stsci.edu

Brad Whitmore
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Md.
410-338-4474
whitmore@stsci.edu