8. 우주의 팽창
8. 우주의 팽창
외부 은하들의 공간분포 그리기
SDSS 스카이서버에서 제공하는 자료를 활용하여 외부은하들의 공간 분포를 얻을 수도 있다. 스카이서버의 Data Access 항목에서 SQL search를 선택해 보자(그림 8). SQL은 구조화 질의어를 뜻하는 Structured Query Language의 약자이다. SQL 명령어를 사용하여 우주거대구조를 이루는 은하들의 위치 정보를 얻어 보자. SQL 명령어 창에는 은하들의 기본적인 정보를 쉽게 얻을 수 있도록 예제 명령어들이 수록되어 있다. 여기에서 SDSS Sample Queries page를 선택하면 여러 가지 예제들을 볼 수 있다. 여기에서는 외부은하들의 공간 분포를 얻는 데 초점을 두고 다음과 같이 기본 예제를 수정해 보자.
SELECT TOP 50000은 데이터베이스에서 조건을 만족하는 은하들 중 처음 50000개를 출력한다는 뜻이다. 그러나 여기에 적용된 조건에 따르면 실제로는 50000개 보다 적은 수의 은하가 선택된다. p.ra, p.dec, s.z는 각각 적경, 적위, 적색이동을 뜻한다. p.r, p.z는 r-필터와 z-필터의 겉보기 등급이다. WHERE 이하의 조건들을 위와 같이 수정하고 Submit query를 누르면, u-필터 등급(p.u)의 범위를 만족하면서 적위가 5.0°∼7.5° 범위에, 적색이동이 0<z<0.2범위에 들어오는 모든 은하들이 출력된다(약 21500개). 이 결과물을 html 문서로 저장한 다음 마이크로소프트 엑셀을 사용하여 자료를 읽어 들인다.
엑셀의 자동채우기 기능을 이용하여 x-y 평면 상에서 개별 은하들의 위치를 구한다. 적경 α인 은하의 x,y 좌표는 다음과 같이 정의하자.
x=zcos(α-90°), y=zsin(α-90°) (5)
이 정의에 따르면, 180°인 은하는 축 상에 놓이게 된다. 여기에서는 적경 범위 120°∼240°에 포함된 은하들만을 평면 상에 나타내고자 한다. 엑셀의 Sort 명령어를 사용하여 적경에 대해 오름차순으로 정렬한 후, 해당 범위에서 벗어나는 은하들의 정보를 제거한다.
관측자를 원의 중심에 두고 반경 방향으로 적색이동이 증가하고 원주 방향으로 적경이 반시계 방향으로 증가하는 부채꼴 모양의 그림틀을 그려보자(그림 9). 엑셀의 자동채우기 기능을 활용하여 적색이동 0.05 간격으로 반지름이 증가하는 호들과 선분들을 그릴 수 있다.
그림틀이 완성되었으면, SDSS 은하들의 x, y좌표를 평면에 표시한다. 그림 9에 나타난 은하들의 분포는 은하들이 밀집한 거대한 줄기와 구형의 빈 공간들이 끝없이 이어져 펼쳐진 모습을 하고 있음을 보여준다.
그림 8. SDSS 스카이서버에서 SQL search를 선택하면(위), 구조화 질의어(SQL)를 사용하여 은하들의 다양한 정보를 목록으로 내려받을 수 있다.
그림 9. 적위가 5.0°∼7.5°이고 적색이동이 인 SDSS 은하들의 공간 분포.
천문 교육 활동 교재 [ 박찬경, 손정주, 송인옥, 심현진 공저 ]