황새치자리 30 (30 Doradus) : 허블우주망원경 탄생 22주년 기념 Release

 

사진1

 

 

NASA News Release :

 

타란툴라 성운의 심장부에  위치하고 있는 새로운 별의 생성구역인 30 Doradus를 촬영한 이 사진에는 주목받기를 경쟁하고 있는 수백만 개의 별들이 담겨있다.

 

이번 사진은 지금까지 허블우주망원경이 WFC3(Wide Field Camera 3)와 ACS(Advanced Camera for Surveys)로 촬영하여 만들어낸 모자이크 사진 중 가장 큰 규모로 만들어진 사진이다.

NASA 와 우주망원경연구소(STScI, the Space Telescope Science Institute) 에서 허블 우주망원경 22주년을 기념하는 사진을 발표했다.

 

워싱턴 NASA SMD 의 국장보이자 허블 우주망원경의 수리에 세번 우주비행사로 참여한 바 있는 John Grunsfeld가 말하는 이번 사진의 의미는 다음과 같다.  
"우리가 우주의 미스테리를 규명할 수 있게 해 주는 허블우주망원경은 천체를 관측하는데 있어서는 세계 최고의 과학기구입니다.

허블우주망원경의 스물두번째 생일 기념으로, 새로운 별들이 탄생하는 장소인 30 Doradus 지역을 촬영한 이 사진은 단순히 허블우주망원경의 생일파티에 어울리는 이미지 그 이상인 것 같습니다."

 

황새치자리 30성운 (30 Doradus, 타란툴라 성운)은 우리 이웃 은하중에서 새로운 별이 만들어지는 가장 밝은 지역이며 지금까지 측정된 가장 무거운 별들이 몰려있는 곳이기도 하다.

이 성운은 우리 은하의 위성은하인 대마젤란 성운에 위치하여 우리로부터 17만 광년 떨어져 있다.

우리은하에서 30 Doradus처럼 거대규모로, 그리고 풍부하게 새로운 별들을 만들어내는 지역으로 알려진 곳은 없다.

이 사진속 별들의 총 질량은 우리 태양 질량의 수백만 배에 달한다.

이 사진의 폭은 약 650광년을 담고 있으며, 지금까지 천문학자들이 관측한 별들 중 가장 빠른 속도로 자전하고 있거나 가장 빠른 속도로 움직이고 있는 몇몇 별들이 담겨 있다.

이 성운은 천문학자들이 허블우주망원경을 통해 개개의 별들을 식별해낼 수 있을만큼 가까이 위치하고 있어 별들의 탄생과 진화를 연구하는데 매우 중요한 정보를 제공해 주고 있다.

우주에는 폭발적으로 별들을 만들어내는 은하들이 많지만 대마젤란 성운의 30 Doradus처럼 천문학자들이 새로운 별이 탄생되는 세세한 모습을 연구해볼만한 곳은 없다.

 

30 Doradus에서 발생하는 이처럼 격렬한 별의 생성은 가까이에 위치하는 동반은하인 소마젤란 성운에 의해 공급받는 에너지에도 부분적인 원인이 있는 것으로 보인다.  

이 사진에는 탄생한지 고작 수천년정도 밖에 되지 않아 아직 어두운 가스의 고치속에 파뭍혀 있는 태아 상태의 별들로부터 초신성폭발로 최후를 맞는 거대규모의 별들까지 각기 다른 생애주기의 별들이 담겨있다.

 

30 Doradus는 지난 백만년동안 격렬한 기세로 별들을 대량생산해내고 있다..

 

허블이 촬영한 사진에는 2백만년부터 2천 5백만년까지 다양한 연령대의 성단들이 담겨있다.

사진의 중앙에 눈에띠는 장식품과 같은 거대한 젊은 성단은 NGC 2070으로 약 2백만년~3백만년 정도의 나이를 가지고 있다. 

이 성단에 담겨있는 별의 수는 대략 50만 개이다.

 

R136으로 알려져 있는 고밀도의 핵은  우리 태양질량의 백배 이상의 무게를 가진 거대한 별들이 빽빽하게 모여있는 곳이다. 

이 거대질량의 별들에서 쏟아져나오는 강력한 자외선 기류는 자신이 탄생하는데 소요되었던 주변의 수소가스들을 밀어내면서 깊은 구멍을 만들어내고 있다.

 

사진에는 갖가지 기둥들과 능선, 계곡들이 섞인 환상적인 모습이 나타나 있다.

게다가 가스가 뭉친 지역을 깎아내고 있는 밝은 별들은 연속적으로 새로운 별들의 생성을 촉발시키게 될 것이며, 자외선 복사가 고밀도의 가스벽을 때릴때 파생되는 충격파 역시 새로운 세대의 별들을 탄생시키게 될 것이다.

 

사진은 각각의 카메라가 15장씩 찍은 30개의 각장을 조합하여 만들어졌다. 

두 카메라를 통한 관측은 2011년 10월 동시에 이루어졌다. 

사진의 색체는 이 지역의 대부분에 펼쳐져 있는 뜨거운 가스를 나타낸다.

붉은 색은 수소를, 파란색은 산소를 의미한다.

 

 

사진 2

 

 

타란툴라 성운의 중앙 동공부를 촬영한 이 합성사진은 새로운 별들이 자신의 환경에 미치는 영향을 설명해주고 있다.

30 Doradus의 어린 별들은 어떤 측면에서는 확실히 전혀 환경친화적이지않은 우주의 백열전구처럼 행동한다.

 

개개의 별들은 가시광선과 자외선 복사의 형태로 현란하게 고와트수를 만들어낸다. 

별들로부터 뿜어져나온 자외선의 폭풍과 뜨거운 소립자의 돌풍이 가스상 성운에서 거품들을 도려내고 있다.

성운의 가스와 먼지들은 거품의 모서리에 생겨난 흥미로운 구조들로 보건대, 이러한 별들의 섬광에 무력하기만 한것처럼 보인다.

 

이렇게 노출된 테두리는 날카로운 능선으로 말려들어간다.

파도가 가득한 바다의 표면처럼, 이들 꺽이고, 삐져나가고, 제멋대로 솟아오른 모서리들은 거품들을 가혹한 환경으로 되밀어넣고 있다. 
오직 허블의 탁월한 해상도만이 이와 같은 복잡한 구조를 3차원으로 보여줄 수 있다.

허블의 고해상도 데이터는 지상에 위차한 망원경이 추적해낸 수소(붉은색)와 산소(파란색) 분포 데이터와 합성되었다.

이렇게 하여, 이 사진에는 거대 성운에 존재하는, 대격변의 한가운데에서 휘감기고 있는 가스와 먼지, 별들의 모습을 담은 소우주로서의 진가를 담아내게 된 것이다.

 

 

사진 3

 

 

사진의 성단은 2백만 년 밖에 되지 않은 어린 성단 NGC 2070으로 30 Doradus의 중앙부를 장식하고 있는 거대성단이다. 

대략 50만 개의 별들이 이 성단에 포함되어 있다.

 

성단은 어린, 거대질량의 별들을 위한 온상이다.
R136으로 알려져 있는 고밀도의 핵은  우리 태양질량의 백배 이상의 무게를 가진 거대한 별들이 빽빽하게 모여있는 곳이다. 

 

성단의 중심부에는 1만개이상의 별들이 몰려있다.

이들 중 몇몇 별의 질량은 우리 태양 질량의 100배를 넘어서는 것으로 보인다.

이들 거대 별들은 고작 몇 백만년의 짧은 순간에 초신성으로 폭발하여 없어질 운명을 지고 있다.

R136의 고작 2, 3개의 초고온의 별들이 성단 복사열의 50%를 공급하는 것으로 보인다.

 

 

 

사진 4

 

Hodge 301 성단은 2천만년에서 2천 5백만년 정도의나이를 가진 성단이다.

Hodge 301 에는 많은 적색거성들이 있는데 이는 이 성단의 나이가 대단히 오래됐음을 의미한다.

대략 40개의 초거대질량의 별들 이미 초신성폭발로 사라졌을 것이다.

그리고 이 폭발에서 야기된 팽창하는 파편의 물결이 R135에서 분출된 가스와 부딪히면서 두 성단 사이에 새로이 별들이 생성되는 능선을 만들고 있다.

고밀도의 가스에 둘러싸인 갓태어난 별들은 눈에 보이지 않는다.

 

 

 

사진 5

 

NGC 2060의 별들은 느슨하게 몰려있어 더 이상 상호간에 중력영향이 존재하지 않는다.

이 별들의 그룹은 수백만년 안에 모두 뿔뿔이 흩어져버릴 것이다.

 

이곳에는 약 1만년전 폭발한 초신성과 폭발로부터 외곽으로 밀려나가고 있는 가스의 모습이 담겨있다.

성단 하단의 어두운 지역은 성단 전면에 위치하고 있는 고밀도의 먼지구름이다.

 

 

사진 6

 

산호초를 닮은 이 지역은 바로 위에 위치한 R136의 거대별들에 의해 지속적으로 깎여나가고 있다.

상단부에는 가스에 둘러싸인, 아직 눈에는 띄지 않는 생성초기의 별들이 있다.

수광년 길이의 고밀도 가스 기둥들이 물결치는 듯한 배경으로부터 돌출되어 있는데,  이 가스 기둥들이 새로운 별들을 만들어내는 인큐베이터이다.

 

 

사진 7

 

이 사진에는 타란툴라 성운의 주요 천체가 표시되어 있다.

이 사진은 허블우주망원경의 WFC3와 ACS 카메라가 빨간색 가시광선과 근적외선 대역으로 여러차례의 촬영을 통해 만들어졌다.

 

별 :

노란색으로 표시된 것은 별들이다.

이들 중 몇몇은 Henry Draper(HD) 목록으로 등재되어 있다.

2MASS 라는 라벨이 보이는 별들은 2-Micron All Sky Survey에 의해 식별된 천체로서 적외선 대역에서는 상대적으로 밝으나 가시광선에서는 너무나 희미하여 가시광 관측을 기반으로 만들어진 HD와 같은 목록에는 등재되어 있지 않은 별들이다.

특별히 주목할만한 별로, 30 Dor #16은 30 Doradus 성단에서 "탈줄하고" 있는 별이며 VFTS #102 는 지금까지 알려진 별들중 가장 빠른 속도로 회전하고 있는 별이다.

 

배경을 이루고 있는 여러 은하들 :

초록색으로 표시된 것들은 은하들로서 이들은 대마젤란 성운보다 훨씬 멀리 위치하고 있기 때문에 매우 작게 보인다.

대마젤란 성운과 특히 타란툴라 성운에 몰려있는  어마어마한 양의 가스와 먼지들로 인해서 훨씬 뒤쪽 은하들의 빛들은 대부분 가려져 있다. 

따라서 사진의 모서리쪽에 은하들의 빛을 차폐할 만한 가스나, 먼지가 그다지 존재하지 않는 부분에 몇몇 은하들이 보인다.

 

이들 은하들은 대마젤란성운과 타란툴라 성운 내 별들의 움직이나 위치를 측정하는데 절대적인 참고자료가 된다. 
이들 은하들 자체의 움직임은, 이 천체들이 LMC에서 워낙 멀리 떨어져 있기 때문에 정밀하게 측정하기가 매우 어렵지만 허블의 고해상도 데이터는 각각 다른 시간대에 촬영된 사진들을 통해서 그 움직임을 측정해낼 수 있다.

이 은하들은 엄청나게 멀리 떨어져 있어, 이 부근을 촬영한 사진에서는 항상 특정위치에 고정되어 있으며, 이로 인해서 타란툴라 성운과 대마젤란 성운에 존재하는 훨씬 가까운 천체들의 위치나 움직임을 비교할 수 있게 해 준다.  

 

성단 :

타란툴라 성운내에 존재하는 수많은 성단은 파란색으로 표시되어 있다.

이들 성단들은 각각 다른 시대에 만들어진 것이다.

성단을 구성하고 있는 별들과 성단의 전체적인 특성은 천문학자들이 이들의 상대적인 나이를 결정할 수 있는 자료가 된다.

거대 질량의 뜨거운 별들이 뿜어내는 고에너지 복사는 남은 가스와 먼지들을 밀쳐내고 압축하고, 깍아내면서 새로운 별들의 탄생을 촉발시킨다.

 

검은 구름 :

별빛을 가리고 있는 고밀도의 차가운 먼지구름들, 별이나 불타는 가스들에 비해 어둡게 보이는 검은 구름들도 파란색으로 라벨링되어 있다.

이들중 가장 작지만 가장 밀도가 높은 검은 구름은 Bok Globule로 알려져 있으며, 여기서도 새로운 별들이 만들어지고 있는 것으로 보인다.

 

 

 

 

* '허블사이트'폴더에는 허블공식사이트(http://hubblesite.org) 의 뉴스센터 자료를 번역,게시하고 있습니다.
   본 내용은 2012년 4월 17일 발표된 뉴스입니다.

 

참고 : 타란툴라 성운을 비롯한 각종 성운에 대한 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다.                
         https://big-crunch.tistory.com/12346974 
          
참고 : 대마젤란 은하를 비롯한 각종 은하 및 은하단에 대한 포스팅은 아래 링크를 통해 확인할 수 있습니다.
       - 은하 일반 : https://big-crunch.tistory.com/12346976
       - 은하단 및 은하그룹 : https://big-crunch.tistory.com/12346978
       - 은하 충돌 : https://big-crunch.tistory.com/12346977

 

원문>

 

사진1>

News release from NASA: April 17, 2012

J.D. Harrington
Headquarters, Washington
202-358-5241
j.d.harrington@nasa.gov

Ray Villard / Cheryl Gundy
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Md.
410-338-4514 / 410-338-4707
villard@stsci.edu / gundy@stsci.edu

RELEASE: 12-117

HUBBLE'S 22ND ANNIVERSARY IMAGE SHOWS TURBULENT STAR-MAKING REGION

WASHINGTON — Several million young stars are vying for attention in a new NASA Hubble Space Telescope image of a raucous stellar breeding ground in 30 Doradus, a star-forming complex located in the heart of the Tarantula nebula.

The new image comprises one of the largest mosaics ever assembled from Hubble photos and includes observations taken by Hubble's Wide Field Camera 3 and Advanced Camera for Surveys. NASA and the Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore released the image today in celebration of Hubble's 22nd anniversary.

"Hubble is the world's premiere science instrument for making celestial observations, which allow us to unravel the mysteries of the universe," said John Grunsfeld, associate administrator for NASA's Science Mission Directorate in Washington and three-time Hubble repair astronaut. "In recognition of Hubble's 22nd birthday, the new image of the 30 Doradus region, the birth place for new stars, is more than a fitting anniversary image."

30 Doradus is the brightest star-forming region in our galactic neighborhood and home to the most massive stars ever seen. The nebula is 170,000 light-years away in the Large Magellanic Cloud, a small satellite galaxy of the Milky Way. No known star-forming region in our galaxy is as large or as prolific as 30 Doradus.

Collectively, the stars in the image are millions of times more massive than our sun. The image is roughly 650 light-years across and contains some rambunctious stars, including one of the fastest rotating stars and the highest velocity stars ever observed by astronomers.

The nebula is close enough to Earth that Hubble can resolve individual stars, giving astronomers important information about the stars' birth and evolution. Many small galaxies have more spectacular starbursts, but the Large Magellanic Cloud's 30 Doradus is one of the only star-forming regions that astronomers can study in detail. The star-birthing frenzy in 30 Doradus may be fueled partly by its close proximity to its companion galaxy, the Small Magellanic Cloud.

The image reveals the stages of star birth, from embryonic stars a few thousand years old and still wrapped in cocoons of dark gas, to behemoths that die young in supernova explosions. 30 Doradus churns out stars at a furious pace over millions of years. Hubble shows star clusters of various ages, from about 2 million to 25 million years old.

The region's sparkling centerpiece is a giant, young star cluster named NGC 2070, only 2 million to 3 million years old. Its stellar inhabitants number roughly 500,000. The cluster is a hotbed for young, massive stars. Its dense core, known as R136, is packed with some of the heftiest stars found in the nearby universe, weighing more than 100 times the mass of our sun.

The massive stars are carving deep cavities in the surrounding material by unleashing a torrent of ultraviolet light, which is winnowing away the enveloping hydrogen gas cloud in which the stars were born. The image reveals a fantastic landscape of pillars, ridges and valleys. Besides sculpting the gaseous terrain, the brilliant stars may be triggering a successive generation of offspring. When the ultraviolet radiation hits dense walls of gas, it creates shocks, which may generate a new wave of star birth.

The image was made using 30 separate fields, 15 from each camera. Both cameras made these observations simultaneously in October 2011. The colors in the image represent the hot gas that dominates regions of the image. Red signifies hydrogen gas and blue represents oxygen.

The Hubble Space Telescope is a project of international cooperation between NASA and the European Space Agency. NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md., manages the telescope. STScI conducts Hubble science operations. STScI is operated by the Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., in Washington.

For images, video and more information about 30 Doradus and Hubble's 22nd anniversary, visit:

http://www.nasa.gov/hubble

or

http://hubblesite.org

-end-

 

사진2>

A Hubble Space Telescope composite image of a portion of the Tarantula Nebula's central cavity illustrates the profound effect new stars can have on their environment. The young stars of 30 Doradus are acting something like cosmic, decidedly non-eco-friendly light bulbs. Each star cranks out a dazzlingly high wattage in the form of optical and ultraviolet (UV) radiation. That flood of UV light and the gusts of hot particles also flowing freely from these stars have hollowed out a bubble in the gaseous nebula.

While the nebula's gas and dust seem to have withered under that stellar glare, interesting features arise at the edges of the bubble. This exposed rim has been compressed into sharp ridges. Resembling the surface of a choppy ocean, these uneven edges curve, branch, and form awkward peaks that jut back into the bubble's punishing environment. only with Hubble's exceptional resolution could the real intricacy and three-dimensionality of these features be revealed.

The high-resolution Hubble data have been combined with ground-based observations that trace hydrogen gas (in red) and oxygen (in blue). Together, this region can be appreciated as a microcosm of the larger nebula: a swirling palette of gas, dust, and stars in the midst of tumultuous upheaval.

 

사진3>

The nebula's sparkling centerpiece is a giant, young star cluster named NGC 2070, only 2 million years old. Its stellar inhabitants number roughly 500,000. The cluster is a hotbed for young, massive stars. The cluster's dense core, known as R136, is packed with some of the heftiest stars found in the nearby universe.

The cluster's core is home to more than 10,000 stars. Several of them may be over 100 times more massive than our Sun. These hefty stars are destined to pop off, like a string of firecrackers, as supernovas in a few million years. only two or three of the hottest stars in R136 are providing 50 percent of the radiation in the cluster.

 

사진4>

The star cluster Hodge 301 is 20 million to 25 million years old. Hodge 301 is home to many aging, red supergiant stars, indicating the cluster is older. Roughly 40 massive stars already have exploded as supernovas. The expanding wave of debris is slamming into gas ejected by stars in R136, creating a ridge of star formation between the two clusters. The fledgling stars are embedded in dense gas and cannot be seen.

 

사진5>

The star cluster NGC 2060 is a loose collection of stars that are no longer gravitationally bound to each other. The stellar grouping will disperse in a few million years. It contains a supernova that exploded about 10,000 years ago, blowing out gas surrounding it. The dark region below the cluster is a dense cloud of dust lying in front of it.

 

사진6>

The star cluster NGC 2060 is a loose collection of stars that are no longer gravitationally bound to each other. The stellar grouping will disperse in a few million years. It contains a supernova that exploded about 10,000 years ago, blowing out gas surrounding it. The dark region below the cluster is a dense cloud of dust lying in front of it.

 

사진7>

This annotated map identifies several prominent features in an image of the Tarantula Nebula (also known as 30 Doradus), a prominent region of star formation located in the Large Magellanic Cloud (LMC), the nearest neighboring galaxy to the Milky Way. The image was produced from numerous exposures by the Hubble Space Telescope's Wide Field Camera 3 and Advanced Camera for Surveys in red/near-infrared light.

Individual stars
Some prominent stars are labeled in yellow. Some of these are identified in the Henry Draper Catalog (HD). The stars labeled 2MASS appear in the catalog of objects identified by the 2-Micron All Sky Survey, relatively brighter in infrared light and faint enough in visible light not to appear in catalogs such as HD based on visual observations.

Particularly significant stars identified are:
30 Dor #16, a "runaway" star ejected from the prominent star cluster 30 Doradus, and VFTS #102, the star with the fastest known rotation rate.

Background galaxies
Several background galaxies are visible in the image, labeled in green, though they appear very small because they are much more distant than the Large Magellanic Cloud. A large amount of gas and dust is associated with the LMC and the Tarantula Nebula in particular, obscuring most of the light from more distant sources. Near the edges of the nebula, some galaxies are visible, where the obscuration is not enough to completely block the more distant objects.

These galaxies can provide an absolute reference for measuring the positions and motions of the stars within the Tarantula and the LMC. The motion of these objects is extremely difficult to measure precisely because of the vast distance to the LMC. However with the fine resolution of Hubble's cameras it is possible to measure the motions in images taken some time apart. The background galaxies are immensely farther away, so their positions within the field of view is essentially fixed, providing a frame of reference against which the positions and motions of the closer objects in the Tarantula and LMC can be compared.

Star clusters
Numerous star clusters are scattered in the Tarantula Nebula region, labeled in blue. They formed at different times from giant clouds of gas and dust. Characteristics of the clusters as a whole and their constituent stars enable astronomers to determine their relative ages. The most massive, hottest stars emit copious high-energy radiation, pushing away, compressing, and sculpting the remaining gas and dust, triggering another generation of star formation.

Dark clouds
Dense, cooler, dusty clouds obscure the light from more distant stars, appearing dark against stars and glowing gas behind them, here labeled in blue. The smallest, densest dark clouds are known as Bok globules, in which new stars are likely forming.