NGC 2014와 NGC 2020

 

사진 1> 유럽남반구천문대(European Southen Observatory, 이하 ESO)의 초거대망원경(Very Large Telescope, 이하 VLT)이 우리 은하의 위성은하 중 하나인 대마젤란성운에 위치한 새로운 별을 생성해내고 있는 지역의 세밀한 사진을 촬영했다.

이 고해상도 사진은 두 개의 불타는 가스구름을 보여주고 있다.

오른쪽 천체는 NGC 2014로서 불규칙한 형태로 붉은 빛을 띠고 있으며 그 옆에는 NGC 2020이 푸른색의 원형 모습을 띠고 있다.

이들 천체는 서로 다른 형태를 띠고 있지만 새로탄생한 초고온의 별들로부터 몰아쳐나오는 강력한 별폭풍에 의해 깎여나가고 있으며 또한 이 별들로부터 방출되는 복사가 주변의 가스들을 밝은 빛을 내며 불타오르게 만들고 있다.

 

ESO의 VLT가 우리 은하의 위성 은하중 하나인 대마젤란 성운에서 새로운 별들을 형성해 내는 흥미로운 지역을 촬영했다.

이 고해상도 사진은 두 개의 불타는 가스 구름을 명확하게 구분하여 보여주고 있다.

붉은 색을 띤 천체는 NGC 2014이며 파란색을 띤 이웃 천체는 NGC 2020이다.

 

이 둘은 매우 다르게 보이지만 두 개 천체 모두 새로 탄생한 초고온의 별로부터 쏟아져 나오는 강력한 별폭풍에 의해 깎여나가고 있으며
별로부터 발생하는 복사에 의해 가스들이 밝게 불타오르고 있다.

 

이 사진은 남반구의 하늘을 관측하는데 최적의 장소인 칠레 파라날 천문대의 VLT에 의해 촬영된 것이다.

 

그러나 VLT와 같은 망원경의 도움 없이도 남반구에서는 청명한 밤하늘에 황새치자리[1]를 한번 훑어보면 마치 지구의 대기상에 떠있는 구름처럼 보이는 흐릿한 천체를 볼 수 있다. 

 

최소한 이 천체는 탐험가 페르디난드 마젤란이 그의 유명한 항해를 수행하던 1519년, 그 인상적인 첫모습이 발견되었을 것이다.

비록 마젤란은 귀환하지 못하고 필리핀에서 살해당했지만 살아남은 그의 선원들이 유럽으로 귀환했을 때 이 성운과 좀더 작은 천체의 존재를 처음으로 보고했고,  이 두 개의 작은 은하들은 마젤란을 기리는 뜻에서 이름이 마젤란성운으로 지어졌다.

그러나 이들이 이 천체를 목격한 것을 보고하지 않았다고 할지라도 초기의 유럽 탐험가들과 관측자들이 남반구에서 이 두 개의 천체를 목격했다는 것은 의심의 여지가 없다.

 

대마젤란 성운은 왕성하게 새로운 별들을 만들어내고 있다.

그리고 별들이 생성되는 지역들 중 어떤 것들은 심지어는 육안으로도 관측이 가능한데, 대표적인 예가 그 유명한 타란툴라 성운이다.

 

비록 이보다 크기는 작지만 전혀 흥미는 줄어들지 않는 지역들이 망원경 관측을 통해 복잡한 세부를 드러내고 있다.

VLT의 이 새로운 사진은 그닥 어울리지 않는 한쌍인 NGC 2014와 NGC 2020을 촬영한 것이다.

오른쪽에 분홍색빛을 띄는 성운이 NGC 2014로서 이 천체는 주로 불타오르는 수소가스로 만들어진 구름이다.

여기에는 고온의 어린 별들로 구성된 성단이 포함되어 있다.

 

새로 탄생한 별들로부터 발생한 고에너지 복사들이 주위를 둘러싼 수소가스의 원자로부터 전자를 이탈시키면서 수소원자를 이온화시키고 이로부터 수소가스의 특성인 붉은 빛이 만들어지는 것이다.

강력한 복사에 덧붙여 무거운 어린 별들은 또한 강력한 별폭풍도 발생시키는데 이 폭풍이 주위를 둘러싼 가스를 훑어내면서 바깥으로 몰아치는 가스의 흐름을 만들어낸다.

 

주 성단의 왼쪽으로 매우 밝게 보이는 하나의 초고온의 별[2]은 이러한 과정을 이제 막 시작한 것으로 보이며 NGC 2020이라고 명명된 거품 구조의 텅빈 공간을 만들어내고 있다.

 

뚜렷이 구별되는 이 미스테리 천체의 푸른빛 역시 고온의 별로부터 쏟아져나오는 복사에 의해 만들어진 것이데, 이것은 수소가 아니라 이온화 산소가 작용하는 것이다.

NGC 2014와 NGC 2020의 이 인상적인 색채 차이는, 불타오르는 성운을 만들어내는 원인이 되는 별의 주위를 둘러싼 가스의 화학적 조성과 별 자체의 온도차이에서 비롯하는 것이다. 

별들과 각각의 가스 구름간의 거리 또한 이러한 결과차이의 한 몫을 차지하고 있다.

 

 

 

사진2> 이 표는 남반구의 별자리인 황새치자리를 보여주고 있으며 밤하늘에서 육안으로 볼 수 있는 대부분의 별들이 표시되어 있다.

NGC 2014와 NGC 2020의 위치는 빨간색 원으로 표시되어 있다.

이 불타오르는 성운들은 작은 천체망원경으로도 희미하게 볼 수 있다.

     

대마젤란 성운은 우리 은하로부터 16만 3천광년 거리에 위치하고 있는데 이 거리는 우주적 스케일로 보면 대단히 가까운 거리에 해당한다.

이러한 근접성은 훨신 멀리 떨어진 천체들보다 훨신 더 많은 세부 연구를 가능하게 해주기 때문에 이 천체는 천문학자들에게는 매우 중요한 연구 대상이기도 하다.

 

이것은 남반구에 천문대를 만드는 동기중의 하나이기도 했으며 50년 전 유럽남반구 천문대를 설립한 계기가 되었다.

비록 인간의 견지에서 보면 거대한 규모이긴 하지만 대마젤란 성운의 질량은 우리 은하의 10분의 1에도 미치지 못하며 우리 은하가 10만광년의 지름을 가지고 있는데 반해 대마젤란 성운의 지름은 1만 4천광년 정도에 지나지 않는다.

 

천문학자들은 대마젤란 성운을 불규칙 왜소은하로 언급하곤 하는데, 별들로 이루어진 중심의 가로막대와 함께 고려해 봤을때 이 은하의 혼란스러운 외양은 우리 은하와 또다른 지근 거리의 은하인 소마젤란 성운과의 중력 조석 작용에 기인하였을 가능성이 있다.

 

이 사진은 VLT에 장착되어 있는 가시광선과 근자외선 초점거리 축소 및 저분산분광기(the visual and near-ultraviolet FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph, 이하 FORS2)로 촬영되었으며 'the ESO Cosmic Gems programme'의 일환으로 촬영되었다. [3].

 

 

 

사진 3> 이 사진은 황새치자리의 어울리지 않는 한 커플인 NGC 2014와 NGC 2020을 광대역으로  촬영한 것이다.

사진 중앙에 보이는 이 두개의 불타오르는 성운은 우리은하의 위성은하인 대마젤란 성운에 자리잡고 있다.
두 성운 모두 초고온의 어린별들로부터 뿜어져나오는 강력한 별폭풍에 의해 깎여나가고 있다.

이 사진은 DSS2(the Digitized Sky Survey 2)의 일환으로 제작된 것이다.

 

각주
[1] 이 별자리는 황새치자리로 자주 언급되곤 하지만, 이보다는 덜 알려지긴 했어도 만새기자리로 언급되는 것이 더 나을듯 하다.
보다 자세한 이유는 다음의 링크를 참고하라.  http://www.ianridpath.com/startales/dorado.htm

 

[2] 이 별은 '울프-레이에(Wolf-Rayet)'라 불리는 희귀한 유형에 해당하는 별이기도 하다. 
짧은 생명 주기를 가진 이 유형의 별은 매우 뜨거워서 표면 온도는 태양의 10배 이상이며, 매우 밝고, 주변 지역에 확실한 영향력을 행사하는 별이다.

 

[3] 이 사진은 ESO의 Cosmic Gems programme 의 일환으로 촬영되었다.
이 프로그램은 교육과 공공 봉사를 목적으로 ESO의 망원경을 활용하여 재미있고, 흥미로우며 시각적으로 매우 멋진 천체 사진을 제공하는데 목적을 두고 있다. 
이 프로그램에 의해 망원경이 사용되는 시간에는 일체의 과학적 탐사를 수행할 수 없다. 
이렇게 수집된 모든 데이터들은 물론 과학적 목적에도 합치할 것이며, ESO의 과학자료 축적을 통해 천문학자에게도 유용할 것이다.

 

출처 : 유럽 남반구 천문대(European Southern Observatory) Press Release  2013년 8월 7일자
         http://www.eso.org/public/news/eso1335/

 

참고 : NGC 2014와 NGC 2020을 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>

ESO's Very Large Telescope has captured a detailed view of a star-forming region in the Large Magellanic Cloud — one of the Milky Way's satellite galaxies. This sharp image reveals two glowing clouds of gas. NGC 2014 (right) is irregularly shaped and red and its neighbour, NGC 2020, is round and blue. These odd and very different forms were both sculpted by powerful stellar winds from extremely hot newborn stars that also radiate into the gas, causing it to glow brightly.

Credit:

ESO

 

The Odd Couple

Two very different gas clouds in the galaxy next door

ESO’s Very Large Telescope has captured an intriguing star-forming region in the Large Magellanic Cloud — one of the Milky Way’s satellite galaxies. This sharp image reveals two distinctive glowing clouds of gas: red-hued NGC 2014, and its blue neighbour NGC 2020. While they are very different, they were both sculpted by powerful stellar winds from extremely hot newborn stars that also radiate into the gas, causing it to glow brightly.

This image was taken by the Very Large Telescope (VLT) at ESO's Paranal Observatory in Chile — the best place in the southern hemisphere for astronomical observing. But even without the help of telescopes like the VLT, a glance towards the southern constellation of Dorado (The Swordfish or Dolphinfish [1]) on a clear, dark night reveals a blurry patch which, at first sight, appears to be just like a cloud in the Earth's atmosphere.

At least, this may have been explorer Ferdinand Magellan's first impression during his famous voyage to the southern hemisphere in 1519. Although Magellan himself was killed in the Philippines before his return, his surviving crew announced the presence of this cloud and its smaller sibling when they returned to Europe, and these two small galaxies were later named in Magellan's honour. However, they were undoubtedly seen by both earlier European explorers and observers in the southern hemisphere, although they were never reported.

The Large Magellanic Cloud (LMC) is actively producing new stars. Some of its star-forming regions can even be seen with the naked eye, for example, the famous Tarantula Nebula. However, there are other smaller — but no less intriguing — regions that telescopes can reveal in intricate detail. This new VLT image explores an oddly mismatched pair: NGC 2014 and NGC 2020.

The pink-tinged cloud on the right, NGC 2014, is a glowing cloud of mostly hydrogen gas. It contains a cluster of hot young stars. The energetic radiation from these new stars strips electrons from the atoms within the surrounding hydrogen gas, ionising it and producing a characteristic red glow.

In addition to this strong radiation, massive young stars also produce powerful stellar winds that eventually cause the gas around them to disperse and stream away. To the left of the main cluster, a single brilliant and very hot star [2] seems to have started this process, creating a cavity that appears encircled by a bubble-like structure called NGC 2020. The distinctive blueish colour of this rather mysterious object is again created by radiation from the hot star — this time by ionising oxygen instead of hydrogen.

The strikingly different colours of NGC 2014 and NGC 2020 are the result of both the different chemical makeup of the surrounding gas and the temperatures of the stars that are causing the clouds to glow. The distances between the stars and the respective gas clouds also play a role.

The LMC is only about 163 000 light-years from our galaxy, the Milky Way, and so is very close on a cosmic scale. This proximity makes it a very important target for astronomers, as it can be studied in far more detail than more distant systems. It was one of the motivations for building telescopes in the southern hemisphere, which led to the establishment of ESO over 50 years ago. Although enormous on a human scale, the LMC contains less than one tenth of the mass of the Milky Way, and spans just 14 000 light-years — by contrast, the Milky Way covers some 100 000 light-years. Astronomers refer to the LMC as an irregular dwarf galaxy; its irregularity, combined with its prominent central bar of stars, suggests that interactions with the Milky Way and another nearby galaxy, the Small Magellanic Cloud, could have caused its chaotic shape.

This image was acquired using the visual and near-ultraviolet FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph (FORS2) instrument attached to ESO's VLT, as part of the ESO Cosmic Gems programme [3].

Notes

[1] Although this constellation is often identified with the swordfish there are reasons to think that the less commonly known dolphinfish may be a better match. More details are given here.

[2] This star is an example of a rare class called Wolf-Rayet stars. These short-lived objects are very hot — their surfaces can be more than ten times as hot as the surface of the Sun — and very bright and dominate the regions around them.

[3] This picture comes from the ESO Cosmic Gems programme, an outreach initiative to produce images of interesting, intriguing or visually attractive objects using ESO telescopes, for the purposes of education and public outreach. The programme makes use of telescope time that cannot be used for science observations. All data collected may also be suitable for scientific purposes, and are made available to astronomers through ESO’s science archive.

More information

ESO is the foremost intergovernmental astronomy organisation in Europe and the world’s most productive ground-based astronomical observatory by far. It is supported by 15 countries: Austria, Belgium, Brazil, the Czech Republic, Denmark, France, Finland, Germany, Italy, the Netherlands, Portugal, Spain, Sweden, Switzerland and the United Kingdom. ESO carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities enabling astronomers to make important scientific discoveries. ESO also plays a leading role in promoting and organising cooperation in astronomical research. ESO operates three unique world-class observing sites in Chile: La Silla, Paranal and Chajnantor. At Paranal, ESO operates the Very Large Telescope, the world’s most advanced visible-light astronomical observatory and two survey telescopes. VISTA works in the infrared and is the world’s largest survey telescope and the VLT Survey Telescope is the largest telescope designed to exclusively survey the skies in visible light. ESO is the European partner of a revolutionary astronomical telescope ALMA, the largest astronomical project in existence. ESO is currently planning the 39-metre European Extremely Large optical/near-infrared Telescope, the E-ELT, which will become “the world’s biggest eye on the sky”.

Links

• ESO Cosmic Gems programme
• Photos of the VLT
• Images taken with FORS
• Images taken with the VLT

Contacts

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Cell: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

 

사진2>

This chart shows the southern constellation of Dorado (The Swordfish). Most of the stars that can be seen in a dark sky with the unaided eye are marked. The locations of the star formation regions NGC 2014 and NGC 2020 are indicated with a red circle. These glowing clouds can be seen faintly in a small telescope.

Credit: ESO, IAU and Sky & Telescope

 

사진3>

This wide-field view captures an odd couple in the constellation of Dorado (The Swordfish): NGC 2014 and NGC 2020. These two glowing clouds of gas, in the centre of the frame, are located in the Large Magellanic Cloud, one of the Milky Way’s satellite galaxies. Both are sculpted by powerful winds from hot young stars.

This view was created from images forming part of the Digitized Sky Survey 2.

Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin