미국 로런스 버클리 국립연구소가 주도하는 DESI 레거시 이미징 서베이(DESI Legacy Imaging Surveys) 팀이 지금까지 만들어진 것 중 가장 큰 우주의 2차원 색상 지도를 공개했다. 이 지도는 5.6조 개의 픽셀로 구성되며, 주로 별과 은하로 이뤄진 약 40억 개의 천체를 담고 있다. 데이터는 누구나 쓸 수 있도록 공개됐고, 웹 기반 도구인 레거시 서베이 스카이 뷰어(Legacy Survey Sky Viewer)로 직접 열람할 수 있다.
숫자만 보면 추상적이지만, 이 지도가 하는 역할은 명확하다. 하늘의 약 75%를 가시광과 근적외선으로 담아, 우리 은하 내부의 먼지와 별에 가려지지 않은 외부 은하 영역을 깊게 들여다볼 수 있게 한다. 연구자들은 이 지도 위에서 중력렌즈 같은 희귀 현상을 탐색하거나 초신성 같은 짧게 스쳐가는 사건을 관측할 수 있고, 우주 질량 대부분을 차지하는 암흑물질과 우주의 가속 팽창을 이끄는 암흑에너지라는 두 난제를 파고들 수 있다.
왜 '2D 사진'이 먼저인가
이 지도가 단순한 우주 화보가 아닌 이유는 그 쓰임에 있다. 레거시 서베이는 원래 DESI(암흑에너지 분광기) 관측을 준비하기 위해 수행됐다. 2D 지도는 본질적으로 하늘을 깊게 찍은 사진으로, 어디에 은하와 별이 있고 얼마나 밝게 보이는지를 기록한다. DESI는 이 사진을 바탕으로 관측 대상을 골라 파장별로 빛을 측정하고, 그 결과로 천체까지의 거리를 계산해 사상 최대 규모의 고해상도 3차원 지도를 만든다. 서로 다른 시대에 은하가 어떻게 뭉쳐 있었는지를 추적하면 시간에 따른 암흑에너지의 변화를 읽을 수 있다.
실무적으로 이 데이터는 이미 천문학 연구의 기본 인프라로 자리 잡았다. 레거시 서베이 데이터를 인용한 과학 논문은 지금까지 1,800편이 넘는다. 공동 책임자인 데이비드 슐리겔 버클리랩 연구원은 오늘날 천체를 다룰 때 우선 레거시 이미징 뷰어를 띄워 대상을 확인하는 일이 흔해졌다며, 이 지도가 이제 천문 연구의 일부가 됐다고 표현했다. 소프트웨어 업계에서 특정 라이브러리나 데이터셋이 사실상 표준이 되어 모든 작업의 출발점이 되는 상황과 비슷하다.
26만 장의 노출을 8주 만에 합치다
지도 제작은 상당한 계산 작업이었다. 최종 데이터셋은 지상 3개 관측 프로그램에서 얻은 26만 3,407장의 망원경 노출을 합쳐 만들었다. 세로 톨롤로 관측소의 DECaLS, 키트피크 관측소의 MzLS, 애리조나대 스튜어드 관측소의 BASS가 그 셋이며, 여기에 NASA의 적외선 위성 WISE가 수년간 쌓은 데이터와 추가 공개 자료가 더해졌다. 데이터 수집에는 160명 이상의 과학자가 참여했고, 최종 데이터셋은 20명 규모의 팀이 완성했다.
서로 다른 대기 상태와 망원경 조건에서 2,285일의 밤에 걸쳐 찍힌 수십만 장의 이미지를 하나로 병합하는 일은 쉽지 않았다. 팀은 처리용 코드를 개발하는 데 약 1년을 들였고, 실제 이미지 처리는 버클리랩 NERSC의 퍼뮤터 슈퍼컴퓨터에서 8주간 진행했다. 코드 개발에 걸린 시간이 실제 실행 시간의 여섯 배가 넘는 셈인데, 이는 대규모 데이터 파이프라인에서 계산 자원보다 처리 로직 설계가 병목이 되는 흔한 양상을 보여준다.
지도가 확장돼야 했던 이유도 흥미롭다. DESI가 예상보다 훨씬 효율적으로 은하를 관측하면서, 초기부터 관측할 은하와 하늘이 바닥날 수 있다는 우려가 나왔다고 슐리겔은 전했다. 실제로 DESI는 2026년 4월 5년짜리 원래 관측을 예정보다 앞당겨, 기대를 크게 웃도는 천체 수와 함께 마쳤다. 새 레거시 지도는 2026년 6월부터 DESI의 관측 대상 선정에 쓰이고 있으며 앞으로 수년간 망원경 운용을 안내할 예정이다.
남은 질문과 다음 세대
DESI의 초기 결과에서는 암흑에너지의 영향이 시간이 지나며 약해질 수도 있다는 뜻밖의 신호가 나타났다. 사실로 확정된다면 우주의 예측된 운명 자체를 바꿀 수 있는 관점의 전환이다. 다만 이는 아직 힌트 단계이며, DESI는 첫 5년치 데이터를 개선한 결과를 2027년에 발표하고 2028년까지 관측을 이어갈 계획이다. 새 지도가 공개됐다고 해서 답이 나온 것이 아니라, 더 정밀한 검증이 남아 있다는 점은 분명히 해둘 필요가 있다.
활용 범위는 DESI를 넘어선다. 베라 루빈 천문대와 NASA의 낸시 그레이스 로먼 우주망원경 같은 차세대 관측 시설이 가동되면, 연구자들은 새 관측을 지금까지 조립된 가장 깊고 포괄적인 하늘 그림 중 하나와 비교할 수 있다. 또한 이 데이터는 페타바이트 규모의 천문 데이터를 분석하는 인공지능 도구를 훈련하는 데 쓰일 예정으로, DOE 제네시스 미션의 일부인 아메리칸 사이언스 클라우드 내 천체물리 시범 프로젝트에 활용될 데이터셋 중 하나로 꼽힌다. 공개된 대규모 관측 자료가 그 자체로 AI 학습의 토대가 되는 흐름을 보여주는 사례다.