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(이전 글) 우주배경복사(CMB) 이미지의 비밀

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우리가 흔히 아는 우주배경복사(CMB) 이미지는 천체에 의해 곳곳에 뚫린 구멍과 은하계의 오염으로 찢긴 가운데 부분을 통계적 분석(i.e. AI 페인팅 인페인팅) 으로 깔끔하게 채워서 대중에 공개하는 거라고 이전 글에서 설명드렸는데요. 그럼 실제로 원본 데이타는 연구에 어떻게 쓰이느냐 하면...

1. 우주론 학자들 (CMB 연구): "미련 없이 버린다"

순수하게 138억 년 전의 우주 초기 상태만 연구하려는 학자들에게는 마스크 영역은 말 그대로 '오염된 폐기물'입니다.
앞서 말씀드린 것처럼 마스크 처리된 영역은 수학적으로 0으로 곱해져 데이터 계산기(파워 스펙트럼 분석기 등)에서 완전히 제외됩니다. 이들에게는 은하계 가스나 먼지가 앞을 가로막아 원본 CMB를 더럽힌 '방해꾼'에 불과하므로 전혀 쓰지 않습니다.

2. 은하 천문학자들 (우리 은하 연구): "여기가 보물창고다"

반면, 우주 전체가 아니라 '우리 은하(Milky Way)' 내부의 물리 현상을 연구하는 학자들에게는 이 마스크 영역이 핵심 데이터셋이 됩니다.
플랑크(Planck) 위성이 CMB를 찍기 위해 관측한 마이크로파 데이터에는 우리 은하의 성간 가스와 먼지 정보가 인류 역사상 가장 정밀하게 기록되어 있기 때문입니다.

• 은하 자기장 지도 작성: 은하 평면 마스크 영역에서 검출된 '편광(Polarization) 데이터'를 분석하면, 우리 은하 내부의 성간 먼지들이 은하 자기장을 따라 어떻게 배열되어 있는지 역추적할 수 있습니다. 이를 통해 우리 은하 전체의 상세한 자기장 입체 지도를 그립니다. (정확하게는 지도를 그리는 주 재료 중 하나)

• 성간 물질(ISM) 및 별 탄생 연구: 마스크로 가려진 띠 내부의 열적 먼지 복사(Thermal Dust) 강도를 분석하면, 은하계 내 어디에 차가운 가스 구름이 뭉쳐 있는지, 어디서 새로운 별이 태어나고 있는지(Star formation)를 정확히 알 수 있습니다.

3. 다른 천문학 연구: "외부 은하 카탈로그 업데이트"

점원 마스크(Point Source Mask)로 콕콕 집어 펀치를 뚫어버린 개별 천체 데이터 역시 버려지지 않습니다.

• 플랑크 위성이 "이 자리에 강력한 점원이 있어서 CMB를 가린다"라며 잘라낸 데이터들을 모으면, 역으로 '마이크로파 영역에서 가장 밝게 빛나는 외부 은하 및 퀘이사 목록'이 됩니다.

• 이 목록은 고에너지 천체 물리학자들에게 전달되어 거대 질량 블랙홀이나 활동은하핵(AGN)을 연구하는 귀중한 기초 자료로 쓰입니다.

요약하자면

우주배경복사(CMB)라는 '우주 초기 역사 책'을 읽을 때는 마스크 영역이 먹물 얼룩 같아서 글자를 파내고(안 쓰고) 읽어야 하지만, 그 먹물 자국 자체를 연구하는 과학자들에게는 "당시 은하계에 어떤 성분이 있었는지"를 알려주는 가장 훌륭한 연구 소재가 됩니다.

과학계에서는 이를 "누군가의 노이즈는 다른 누군가의 신호다 (One man's noise is another man's signal)"라는 격언으로 표현한다고 하네요.

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사골까지 우려먹는다고 합니다.