※ 이 자료는 서울대학교와 공동 배포합니다.

우리 망원경으로 생성한 우리 관측자료, 전 세계에 배포되다

-  한국 관측시설인 외계행성탐색시스템으로 대규모 탐사 관측

- 국제데이터센터 통해 전 세계 천문학자에게 배포…남반구하늘 기준영상 

  우리나라 관측시설로 국내 연구진이 생성한 관측자료가 국제 데이터센터를 통해 전 세계 천문학자에게 공개됐다. 

 서울대학교(총장 유홍림, 이하 ‘서울대’) 임명신 물리천문학부 교수 연구팀은 한국천문연구원(원장 박장현, 이하 ‘천문연’)이 개발해 운영 중인 외계행성탐색시스템(이하 KMTNet: Korea Microlensing Telescope Network)으로 남반구 하늘을 탐사 관측해 얻은 균일하고 깊은 영상 지도와 천체목록을 주요 국제 천문데이터 센터인 미국 NOIRLab의 Astro Data Lab*과 프랑스 스트라스부르 천문데이터센터(CDS)**를 통해 전 세계에 공개하였다.

* NOIRLab: 미국 국립과학재단(NSF) 산하 국립 광학·적외선 천문학연구소.  Astro Data Lab은 NOIRLab 산하 커뮤니티 과학·데이터센터(Community Science & Data Center, CSDC)가 운영하는 데이터 플랫폼

** CDS: 스트라스부르대학교·프랑스국립과학연구원(Centre National de la Recherche Scientifique, 이하 CNRS) 산하 스트라스부르 천문데이터센터(Centre de Données astronomiques de Strasbourg)

 연구팀은 KMTNet의 공모 과제를 통해 ‘KS4(KMTNet Synoptic Survey of Southern Sky)’ 탐사를 시작하여 2019년부터 600일 이상 관측을 수행했다. 천문연 KMTNet의 칠레(CTIO), 남아프리카(SAAO), 호주(SSO) 3개 망원경에서 얻은 방대한 데이터를 서울대가 개발한 전용 파이프라인을 통해 과학적 품질의 데이터로 가공하고 남반구 천체 2억 개 이상의 목록과 과학적 연구에 바로 활용이 가능한 고품질 영상을 만들었다. 이번 국제 데이터센터 공개를 통해 전 세계 누구나 무료로 KS4 자료들을 손쉽게 얻을 수 있게 되었다.

  지난 2017년 8월 17일, 중력파 검출기 라이고와 비르고가 중성자별 병합에서 발생한 중력파 ‘GW170817’를 검출했으며, 11시간 후 광학 대응체인 킬로노바가 발견되어 최초의 다중신호 천문학 관측이 이루어졌다. 그러나 이렇게 새로운 돌발적으로 나타난 천체인 돌발천체를 수많은 기존 천체 속에서 식별하려면 이전 하늘을 찍은 영상이 필요한데 남반구 하늘에는 균일하고 깊은 기준 영상(reference image)이 없었다. 다음 중력파 사건에 대비하기 위해, 본 연구인 KS4 탐사가 시작됐다. 해당 관측자료들은 중력파 사건 발생 시 광학 대응체를 신속히 식별하기 위한 기준 영상 역할을 할 수 있게 된다.

 기존의 대표적인 남반구 하늘 탐사 프로젝트인 유럽우주기구(ESO)의 ‘가이아(Gaia)’와 호주가 주도한 ‘스카이맵퍼(SkyMapper)’는 넓은 하늘을 고르게 관측했지만, 비교적 밝은 천체만 볼 수 있는 한계가 있다. 반면 미국이 주도한 다른 탐사 프로젝트인 ‘델브(DELVE, DECam Local Volume Exploration)’와 ‘레거시 서베이(Legacy Survey)’는 더 어두운 천체까지 자세히 관측할 수 있지만, 관측된 영역이 들쭉날쭉해 일부 하늘은 비어 있는 문제가 있다. 이와 달리 KS4 관측자료는 밝기 한계가 중력파 광학 대응체와 같은 돌발천체를 찾기에 적절한 중간 수준(약 22~23.5등급)이면서도 하늘을 끊김이 없이 균일하게 관측해, 기존 탐사의 빈틈을 효과적으로 메워준다. 또한 KS4가 활용한 필터는 기존 관측 천문학 연구에 많이 사용 되어온 B, V, R, 및 I 밴드이며, 이러한 필터 조합의 관측자료를 제공하는 탐사 프로젝트는 KS4가 유일하다.

 본 연구를 이끈 임명신 서울대 교수는 “지금까지 남반구 하늘의 대규모 광학 탐사는 미국, 호주, 유럽 기관이 주도해 왔는데, KS4는 우리나라의 KMTNet이라는 한국 자체 시설로 수행한 대규모 관측 탐사다”며 “이번 KS4 관측자료의 공개는 우리나라가 해외 관측자료의 소비자 입장에서 세계에 천문자료를 제공하는 공급자가 되었음을 뜻하며, 이는 우리나라 천문우주 연구의 질적 성장을 상징하고 있는 일이다”고 말했다. 

  자료 배포를 주도한 장서원 서울대 연구교수는 “우리가 생성한 남반구 하늘 관측자료가 그 중요성을 인정받아 국제 주요 천문데이터 센터를 통해 공개된 귀중한 사례”라며 “대한민국이 건설한 지상망원경으로 획득한 대규모 관측자료가 이런 식으로 세계 연구자들에게 공개된 것은 이번이 처음이다”고 밝혔다. 

  이충욱 천문연 외계행성탐사센터장은 “KMTNet은 동일한 3개의 관측시설로 구성돼 24시간 연속 관측이 가능하다”며 “실제로 본 관측자료가 감마선 폭발 및 중력파 사건의 광학 대응체 탐색에 활용된 바 있으며, 루빈천문대의 LSST 시대의 돌발 천체 연구에도 필수적인 참조 데이터가 될 것이다”고 밝혔다.

 연구팀은 이번 제1차 관측자료 공개를 시작으로, 아직 남은 관측 기간인 2029년 12월까지 추가 관측을 수행할 예정이다. (보도자료 끝. 추가자료 있음.) 

 그림 설명: KS4 탐사 영역을 보여주는 남반구 하늘 지도. 이번에 전 세계 천문학계에 공개되는 영역(붉은색)과 현재까지 관측이 완료된 전체 탐사 구역(회색)을 보여준다. 지도의 중심은 남천구극(South Celestial Pole)점이며, 우리은하의 이웃 은하인 대마젤란은하와 소마젤란은하를 포함해, 적위 -30도 이하의 하늘을 촘촘하게 훑으며 관측하고 있음을 확인할 수 있다. [Credit: 장서원/정만근(서울대)]

<참고자료>

□ 공개 데이터센터 

 - 영상자료

KS4 영상은 프랑스 스트라스부르 천문데이터센터(CDS)를 통해 HiPS (Hierarchical Progressive Survey) 형식으로 제공된다. HiPS는 방대한 천문 영상을 다해상도 타일 구조로 재구성하여, 이용자가 하늘 전체를 조감하다가 관심 영역을 점차 확대하면 자동으로 더 높은 해상도의 영상이 불러와지는 방식이다. 별도의 소프트웨어 설치 없이 웹 브라우저에서 남반구 하늘의 BVI 컬러 영상과 개별 밴드(BVRI) 영상을 자유롭게 탐색할 수 있다. 이 영상은 Aladin Desktop, Aladin Lite (CDS), ESAsky (ESA) 등 주요 천문 데이터 탐색도구에서 바로 열람할 수 있다.

· BVI 컬러 영상: https://alasky.cds.unistra.fr/KS4/DR1/SNU_P_KS4_DR1_colorBVI/

· B밴드: https://alasky.cds.unistra.fr/KS4/DR1/SNU_P_KS4_DR1_B/

· V밴드: https://alasky.cds.unistra.fr/KS4/DR1/SNU_P_KS4_DR1_V/

· R밴드: https://alasky.cds.unistra.fr/KS4/DR1/SNU_P_KS4_DR1_R/

· I밴드: https://alasky.cds.unistra.fr/KS4/DR1/SNU_P_KS4_DR1_I/

-천체목록

 2억 개 이상의 천체 정보가 담긴 두 종류의 목록은 미국 NSF NOIRLab의 Astro Data Lab에서 제공된다. 첫 번째는 I밴드 영상에서 검출한 천체 위치를 기준으로 나머지 B, V, R 밴드의 밝기를 동일 위치에서 측정한 강제측광 목록(약 2억 2,800만 천체)이다. 두 번째는 각 밴드에서 독립적으로 검출한 천체를 하나로 합친 밴드병합 목록(약 2억 8,000만 천체)으로, I밴드에서 어두운 푸른 천체 등도 포함되어 더 많은 천체를 담고 있다. 이용자는 데이터베이스 검색 언어인 SQL(Structured Query Language)을 활용해 원하는 조건의 천체만을 선별·조회할 수 있다. 특히 가이아(Gaia DR3), 올와이즈(ALLWISE) 등 주요 광학 및 적외선 관측 목록과 미리 대조를 마친 통합 테이블도 함께 제공된다.

· Astro Data Lab: https://datalab.noirlab.edu/data/ks4

· I밴드기준 목록: https://datalab.noirlab.edu/data-explorer?showTable=ks4_dr1.idual_master

· 밴드병합 목록: https://datalab.noirlab.edu/data-explorer?showTable=ks4_dr1.single_master

밴드병합 목록은 CDS VizieR 서비스를 통해서도 검색·다운로드할 수 있다.

· CDS VizieR: https://vizier.cds.unistra.fr/

※ 모든 데이터는 국제 데이터센터를 통해 누구나 무료로 접근 가능

□ 외계행성탐색시스템(KMTNet, Korea Microlensing Telescope Network)

KMTNet은 2009년 한국천문연구원의 주요사업으로 개발이 시작된 외계행성탐색 전용 망원경 시스템이다. 이 시스템은 지구와 비슷한 환경을 가지고 있어서 생명체 존재 가능성이 있는 외계행성을 찾기 위해 개발되었으며, 지난 2015년 5월에 남반구의 칠레 CTIO(Cerro Tololo Inter-American Observatory), 남아공 SAAO(South African Astronomical Observatory), 호주 SSO(Siding Spring Observatory) 천문대에 구축되었다. KMTNet은 미시중력렌즈 현상을 이용한 외계행성 탐색에 최적화된 시스템으로, 수개월 간의 시험 관측을 거쳐 2015년 10월 2일 본격적으로 가동을 시작했다.

남반구에 위치한 3개 천문대는 경도상으로 약 120도(또는, 각 지역 표준시로 8시간) 정도 차이가 나므로, 칠레 관측소에서 관측이 끝날 즈음에는 호주에서 관측이 시작되고, 호주 관측이 끝날 즈음에는 남아공 관측소에서 이어서 관측이 진행된다. 이로 인해 KMTNet은 24시간 연속 관측이 가능한 세계 최초의 외계행성 탐색시스템으로, 시간대 차이를 활용한 효율적인 관측이 가능하다.

※ 외계행성 탐색시스템 홈페이지 

   http://kmtnet.kasi.re.kr/kmtnet/

※ 외계행성 탐색시스템 관련 미디어(영상) 파일 

https://drive.google.com/file/d/1s3h32bbP_FH-uooQJk35ZZ7MPPwsUEdz/view?usp=sharing

□ KS4(KMTNet Synoptic Survey of Southern Sky)

 KS4는 KMTNet의 광시야(2°×2°) 관측 능력을 활용하여 남반구 하늘 전체를 체계적으로 촬영하는 탐사 프로젝트이다. 서울대학교 임명신 교수를 연구책임자로 하여, KMTNet 공모관측 프로그램 Phase-1(2019.11~2020.09), Phase-2(2020.10~2023.09), Phase-3(2023.10~2026.12)을 통해 수행해 왔으며, Phase-4(2027.01~2029.12)까지 제출하여 총 10년에 걸친 장기 탐사로 진행 중이다. 2019년 11월 남아공 SAAO에서 첫 관측을 시작하였다. 2020년 10월부터는 칠레·남아공·호주 3개 사이트 전체가 가동되어 본격적인 탐사가 진행되고 있다. 탐사 영역은 적위 −85° < Dec < −28.8°로, 남반구 하늘을 2,749개의 타일로 나누어 각 타일마다 B, V, R, I 4개 필터로 120초씩 최소 4회 이상 반복 촬영한다. 4회 촬영 시 디더링 방식(Dithering; 망원경 지향점을 조금씩 이동시키고 영상 촬영하는 기법)으로 CCD 칩 사이의 빈틈을 채워 빈 곳 없는 연속 영상을 확보한다.

 이번에 공개된 첫 번째 데이터(DR1, Data Release 1)는 2019년 11월부터 2023년 12월까지 관측한 자료로, 979개 타일, 약 4,000 평방도를 포함한다. 총 17,626회 노출에 589시간의 관측 시간이 투입되었으며, 5σ 한계 등급은 B밴드 22.7, V밴드 22.6, R밴드 22.8, I밴드 22.1 AB등급이다.

 3개 관측소에서 수집된 원자료는 천문연 데이터처리센터에서 전처리를 거친 후, 서울대 연구팀이 개발한 KS4 전용 파이프라인을 통해 과학적 품질의 데이터로 가공된다. 주요 처리 과정으로는 CCD 검출기 결함 보정, 가이아 기반 천체 위치 보정, 2차원 영점등급 보정 맵을 이용한 균일한 측광 보정, 3개 관측소 영상을 활용한 깊은 기준영상 생성 등이 있다 (Jeong et al. 2026, Chang et al. 2026).

현재까지 관측이 완료된 전체 KS4 영역은 약 6,700 평방도이며, 나머지 영역은 향후 DR2에서 공개할 예정이다. DR2에서는 개별 단일노출 영상의 측광 데이터도 포함하여 시간 영역(time-domain) 천문학 연구용 관측자료 분석도 지원할 계획이다.

□ 논문 및 연구팀 

- 논문 : (1) KMTNet Synoptic Survey of Southern Sky II: Data Reduction and Real-Time Transient Detection Pipeline  / Journal of the Korean Astronomical Society(SCIE 저널) / 게재일 2026년 4월 9일 

    (2) KMTNet Synoptic Survey of Southern Sky III: The First Data Release / Journal of the Korean Astronomical Society(SCIE 저널) / 게재일 2026년 4월 9일 

- 연구팀 : 임명신, 장서원, 정만근, 정승호, 박보미, 이재원, 김창완, 김지훈, 이성국, 신지섭(서울대), 이충욱, 김동진(한국천문연구원), 김준호(국립대구과학관), 김용정(세종대학교), David A. H. Buckley(남아프리카공화국, 남아공천문대), Jeff Cooke(호주, 스윈번 대학), 백승학(미국, 하와이 대학) 등 17명