가장 많은 수의 성단이 몰려있는 지역을 발견하다.

 

 

사진1>

허블이 Abell 1689 은하단을 가득채우고 있는 엄청난 무리의 성단들을 발견했다.
허블 우주망원경은 거대 질량의 은하단 Abell 1689 의 심장부를 관측하여 16만개 이상의 구상성단을 발견했는데, 이는 지금까지 관측 중 가장 많은 수의 구상 성단을 발견한 사례이다.
왼쪽 사진은 허블 ACS가 촬영한 것으로서 Abell 1689를 구성하는 수많은 은하들의 모습을 보여주고 있다.
그 중심부분의 네모박스는 허블이 관측한 수많은 구상 성단들이 포함된 지역 중 하나를 샘플링한 것이다.

가시광선으로 촬영된 우측의 단색 사진은 구상성단들이 빽빽하게 몰려있는 이 지역을 확대한 것이다.

여기에 마치 눈보라가 휘날리는듯 작은 하얀점들이 수천여 개가 보인다.

이보다 더 큰 규모로 보이는 하얀 거품들은 하나하나가 은하이다.
구상성단은 수십만 개의 별이 빽빽하게 몰려있는 천체로서 은하의 터줏대감이기도 한 이 천체에는 우주에서 가장 오래된 별들이 포함되어 있다.

전체 수에서 거의 95퍼센트에 달하는 구상성단들은 137억년전 빅뱅을 통해 우주가 탄생한 이후 첫 10억년에서 20억년 상관에 만들어졌다.
허블 ACS가 이 사진을 촬영한 것은 2002년 6월 12일부터 21일, 2010 5월 29일에서 7월 8일 사이이다.

 

The full news release story:

허블 우주망원경이 Abell 1689 은하단의 중심에서 마치 벌떼처럼 잔뜩 몰려 날아다니고 있는 약 16만개의, 엄청난 규모의 구상성단들을 발견해냈다.
우리 은하와 비교하면 우리 은하의 경우는 이와 같은 성단을 고작 150개 정도만을 거느리고 있다.

구상성단의 연구는 은하 형성의 초기, 강렬하게 새로운 별들이 형성되던 시기를 이해하는데 매우 핵심적인 역할이 되는 부분이다.

허블의 관측자료는 또한 이 소규모 고밀도의 별 집단이, 거대한 은하단을 꽉 붙들어매고 있는 암흑물질의 양을 추적하는데도 대단히 신뢰있는 자료로 사용될 수 있음을 확정해주었다.

구상 성단은 수십만개의 별들이 빽빽하게 몰려 있는 천체로서 은하의 터줏대감인 이 천체들은 우주에서 가장 오래된 별들을 가지고 있는 천체이기도 하다.
구상성단 전체에서 약 95퍼센트에 달하는 성단들이 138억년전 빅뱅으로 우리 우주가 탄생한 이후 10억년에서 20억년 상관에 만들어졌다.

빅토리아 도미니온 천체물리학 천문대(the Dominion Astrophysical Observatory in Victoria, B.C.)의 NRC 허츠버그 천체물리학 프로그램의 존 블레이크스리(John Blakeslee)가 이끄는 연구팀은 허블 우주망원경의 고감도와 고해상도를 활용하여 이들 별의 화석을 발견하였으며 이번에 발견된 구상성단의 수는 지금까지 수행된 다른 구상성단 탐사에서 발견한 총 구상성단 수의 대략 2배 이상에 이르는 어마어마한 양이다.

 

허블 우주망원경의 관측 역시 이러한 연구에서 수립된 가장 먼거리 기록을 경신하였는데, 그 거리는 22억 5천만광년 거리이다.

연구팀은 구상성단들이 스스럼없이 암흑 물질들과 뒤섞여 있는 것을 발견하였다.

 

연구팀의 일원인 멕시코 모렐리아 국립 자치 대학의 천체물리학 및 전파 천문학 센터, 칼라 알라모 마르티네즈(Karla Alamo-Martinez)의 설명은 다음과 같다.
"Abell 1689 의 연구에서 우리는 구상성단과 암흑물질간의 관계가 은하단의 중심으로부터 떨어진 거리에 따라 어떤 관계를 가지는지를 볼 수 있었습니다. 는 다른말로 하면, 만약 당신이 특정한 거리내에 얼마나 많은 구상성단이 존재하는지를 알고 있다면 우리는 당신에게 암흑물질의 양이 얼마나 되는지에 대한 정보를 제공해줄 수 있다는 말이죠."

 

알라모 마르티네즈는 이번 연구결과를 기술하고 있는 과학논문의 주 저자이기도 하다.

이번 논문은 9월 20일 아스트로피지컬 저널(the Astrophysical Journal)에 개재될 예정이다.

 

비록 암흑물질은 눈에 보이지는 않지만 이는 별이나 은하가 구축되는데 중력적인 발판을 제공하는 것으로 간주되고 있다. 

암흑물질을 이해한다면 은하나 은하단과 같은 거대한 천체들이 수십억년전 어떻게 조립되어 왔는지에 대한 단서를 제공받을 수 있다.

이번 허블 연구에서는 Abell 1689에 속하는 대부분의 구상성단들이 암흑물질의 깊은 우물을 포함하고 있는 은하단 거의 중심부에서 형성되었음을 보여주고 있다.

은하단의 중심으로부터 멀어질수록 구상성단의 수 역시 줄어들고 있었는데 이러한 양상은 암흑물질 양이 감소하는 것과 비교해볼만 하다.

 

블레이크스리의 설명은 다음과 같다.
"구상성단은 Abell 1689에서 별이 형성되던 초기의 화석이기도 합니다. 그리고 우리의 연구는 이들이 은하단의 중심부 근처 암흑물질이 두껍게 쌓여 있는 곳에서 매우 효율적으로 생성되었음을 보여주고 있죠. 우리의 발견은 다른 은하단에 있는 구상성단에 대한 연구들과도 일치합니다. 그러나 이번 연구는 우리의 지식을 암흑물질들이 고밀도로 쌓여있는 곳까지 확대해 주고 있는 것이랍니다."

천문학자들은 이번 연구에 허블의 ACS를 이용하여 Abell 1689의 중심부를 관측하였으며 이곳에서 1만여개의 구상성단을 가시광선으로 관측해냈는데 이들 중 어떤 것들은 밝기 등급 29등급의 매우 희미한 천체였다.

이 숫자에 기초해볼 때, 블레이크스리의 연구팀은 최소 16만개 이상의 구상성단들이 지름 240만광년 범위내에 모여있을 것으로 예측하고 있다.

블레이크스리의 설명은 다음과 같다.
"비록 우리가 성단의 깊은 곳을 탐색하긴 했지만 우리는 그중  허블이 겨냥했던 Abell 1689의 중심부 근처에 가장 밝은 구상성단들만을 볼 수 있었던 것 뿐입니다. "

대부분의 구상성단의 밝기는 31등급일 것으로 예측되고 있다.

이 밝기 등급은 허블의 탐지 능력을 벗어나는 것이지만 2010년대 후반에 발사될 것으로 예상되는 제임스웹우주망원경의 적외선 관측범위 내에 들어오는 수치이다.

좀더 희미한 밝기 범위를 탐사함으로써 제임스 웹 우주망원경은 훨씬더 많은 구상성단들을 볼 수 있게 될 것이다.

블레이크스리가 Abell 1689 에서의 구상 성단 연구를 위해 허블을 사용하고자 하는 노력은 10년 전 우주비행사들이 허블의 과학장비 창고에 ACS를 추가하던때부터 시작되었다.

새로 설치된 장비에 의해 Abell 1689 의 중력 렌즈 데이터가 취득되고 분석되는 동안 블레이크스리는 사진에서 점점이 뿌려져 있는 점들을 지목했었다.

그리고 이 점들이 이곳에 가득차있는 구상성단들 중 가장 밝은 축에 속하는 구상성단임이 판명된 것이다.

 

 

 

사진2>

거대 질량의 은하단 Abell 1689를 촬영한 이 허블 사진은 유례없이 선명한 중력렌즈 현상을 보여주고 있다.

은하단 전체가 마치 우주의 렌즈처럼 작용하며 훨씬 뒷쪽의 천체로부터 날아온 빛을 확대하면서 천문학자들로 하여금 믿을 수 없을만큼 멀리 있는 우주를 탐색할 수 있게 해주는 현상이다.

Abell 1689에는 많은 은하들이 몰려 있을 뿐 아니라 엄청난 수의 구상성단들도 품고 있음이 밝혀졌다.
우리 은하의 경우 고작 150여개의 구상 성단들만을 거느린데 반해 천문학자들은 이 은하단에 포함되어 있는 구상성단이 16만개를 넘어설 것으로 예측하고 있는데 이는 유례없는 숫자이다.

이 사진에는 항금색의 타원은하들과 밝은 별들, 그리고 이보다 더 멀리 희미하게 보이는 나선은하들이 흩뿌려져 있다.
또한 사진 중앙에 보풀로 덮힌 듯 보이는 은하들 주위를 휘감고 있는 푸른색 선들이 보인다.
바로 이 선들이 중력 렌즈라고 알려진 우주적 현상의 징표이다.
Abell 1689의 엄청난 질량에 의해 그 주변의 공간이 구부러지면서 은하단 뒷편에 존재하는 천체로부터 출발한 빛이 이 공간을 통과하는데 영향을 끼치고 있는 것이다.

이 선들은 Abell 1689의 뒷편에 위치하고 있는 은하의 형태가 뒤틀려 나타나는 것이다.
Abell 1689 은하단은 고작 20억광년 거리에 위치하고 있음에 비해, 중력 렌즈에 의해 포착된 은하들은 무려 130억광년 거리에 위치하고 있는 은하들이다.
Abell 1689와 같은 은하단은 훨씬 멀리 떨어져 있는 원거리의 우주를 탐색하기 위해 강력한 중력 렌즈 작용을 제공하는 확대경으로 사용되곤 한다.
허블 ACS가 이 사진을 촬영한 것은 2002년 6월 12일부터 21일, 2010 5월 29일에서 7월 8일 사이이다.

 

 

 

 

* 출처 : 허블사이트 2013년 9월 12일 발표 뉴스
            http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2013/36/

참고> Abell 1689은하단의 중력렌즈 효과를 이용한 원시 은하의 발견을 다룬 2008년 2월 12일 허블 뉴스 자료
          https://big-crunch.tistory.com/10675121 

참고 : Abell 1689를 비롯한 각종 은하 및 은하단에 대한 포스팅은 하기 링크 INDEX를 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>

Image: Globular Star Clusters in Galaxy Cluster Abell 1689

ABOUT THIS IMAGE:

Hubble Finds Galaxy Cluster Abell 1689 Full of Giant Star Clusters

Peering deep into the heart of the massive galaxy cluster Abell 1689, NASA's Hubble Space Telescope has nabbed more than 160,000 globular clusters, the largest population ever seen.

The image at left, taken by Hubble's Advanced Camera for Surveys, shows the numerous galaxies that make up Abell 1689. The box near the center outlines one of the regions sampled by Hubble, containing a rich collection of globular clusters.

The monochromatic view at right, taken at visible wavelengths, zooms into the region packed with globular clusters. They appear as thousands of tiny white dots, which look like a blizzard of snowflakes. The larger white blobs are entire galaxies of stars.

Globular clusters, dense collections of hundreds of thousands of stars, are the homesteaders of galaxies, containing some of the oldest surviving stars in the universe. Almost 95 percent of globular cluster formation occurred within the first 1 billion or 2 billion years after our universe was born in the big bang 13.7 billion years ago.

Hubble's Advanced Camera for Surveys snapped these images from June 12 to 21, 2002, and between May 29 and July 8, 2010.

Members of the science team are John Blakeslee; Karla Alamo-Martinez and Rosa Gonzalez-Lopezlira, Center for Radio Astronomy and Astrophysics of the National Autonomous University of Mexico, in Morelia; Myungkook James Jee, University of California, Davis; Patrick Cote and Laura Ferrarese, DAO/NRC Herzberg Astrophysics; Andres Jordan, Pontifical Catholic University of Chile, in Santiago; Gerhardt Meurer, International Centre of Radio Astronomy Research, University of Western Australia, in Perth; Eric Peng, Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University; and Michael West, Maria Mitchell Observatory, in Nantucket, Mass.

Object Name: Abell 1689

Image Type: Astronomical

Credit: NASA, ESA, J. Blakeslee (NRC Herzberg Astrophysics Program, Dominion Astrophysical Observatory), and K. Alamo-Martinez (National Autonomous University of Mexico)

Acknowledgment: H. Ford (JHU)

 

사진2>

Image: Hubble Wide-Field Image of Galaxy Cluster and Gravitational Lens Abell 1689

ABOUT THIS IMAGE:

This new image from Hubble of the massive galaxy cluster Abell 1689 shows the phenomenon of gravitational lensing with unprecedented clarity. This cluster acts like a cosmic lens, magnifying the light from objects lying behind it and making it possible for astronomers to explore incredibly distant regions of space. As well as being packed with galaxies, Abell 1689 has been found to host a huge population of globular clusters.

While our galaxy, the Milky Way, is only home to around 150 of these old clumps of stars, Hubble astronomers estimate that this galaxy cluster could possibly contain over 160,000 globulars overall – an unprecedented number.

This image is peppered with glowing golden elliptical galaxies, bright stars, and distant, ethereal spiral galaxies. Also visible are a number of blue streaks, circling and arcing around the fuzzy galaxies in the center of the image.

These streaks are the tell-tale signs of a cosmic phenomenon known as gravitational lensing. Abell 1689 is so massive that it actually bends and warps the space around it, affecting how light from objects behind the cluster travels through space. These streaks are distorted forms of galaxies that lie behind Abell 1689. While the galaxy cluster is just over 2 billion light-years away, the galaxies being lensed are over 13 billion light-years distant.

Galaxy clusters like Abell 1689 exploit the magnifying powers of massive gravitational lenses to see even further into the distant Universe.

Hubble's Advanced Camera for Surveys snapped these images from June 12 to 21, 2002, and between May 29 and July 8, 2010.

Object Name: Abell 1689

Image Type: Astronomical

Credit: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA),  J. Blakeslee (NRC Herzberg Astrophysics Program, Dominion Astrophysical Observatory), and H. Ford (JHU)

 

 

 

본문>

Hubble Uncovers Largest Known Population of Star Clusters

NASA's Hubble Space Telescope has uncovered the largest known population of globular star clusters, an estimated 160,000, swarming like bees inside the crowded core of the giant grouping of galaxies Abell 1689. By comparison, our Milky Way galaxy hosts about 150 such clusters.

Studying globular clusters is critical to understanding the early, intense star-forming episodes that marked galaxy formation. The Hubble observations also confirm that these compact stellar groupings can be used as reliable tracers of the amount of dark matter locked away in immense galaxy clusters.

Globular clusters, dense bunches of hundreds of thousands of stars, are the homesteaders of galaxies, containing some of the oldest surviving stars in the universe. Almost 95 percent of globular cluster formation occurred within the first 1 billion or 2 billion years after our universe was born in the big bang 13.8 billion years ago.

A team of astronomers, led by John Blakeslee of the NRC Herzberg Astrophysics Program at the Dominion Astrophysical Observatory in Victoria, B.C., used Hubble's sensitivity and sharpness to discover a bounty of these stellar fossils, which is roughly twice as large as any other population found in previous globular cluster surveys. The Hubble observations also win the distance record for the farthest such systems ever studied, at 2.25 billion light-years away.

The research team found that the globular clusters are intimately intertwined with dark matter. "In our study of Abell 1689, we show how the relationship between globular clusters and dark matter depends on the distance from the galaxy cluster's center," explained team member Karla Alamo-Martinez of the Center for Radio Astronomy and Astrophysics of the National Autonomous University of Mexico in Morelia. "In other words, if you know how many globular clusters are within a certain distance, we can give you an estimate of the amount of dark matter."

Alamo-Martinez is also the lead author on the team's science paper describing the results. The paper appears in the Sept. 20 issue of The Astrophysical Journal.

Although dark matter is invisible, it is considered the underlying gravitational scaffolding upon which stars and galaxies are built. Understanding dark matter can yield clues on how large structures such as galaxies and galaxy clusters were assembled billions of years ago.

The Hubble study shows that most of the globular clusters in Abell 1689 formed near the center of the galaxy cluster, which contains a deep well of dark matter. Their number decreases the farther away Hubble looked from the core, corresponding with a comparable drop in the amount of dark matter.

"The globular clusters are fossils of the earliest star formation in Abell 1689, and our work shows they were very efficient in forming in the denser regions of dark matter near the center of the galaxy cluster," Blakeslee said. "Our findings are consistent with studies of globular clusters in other galaxy clusters, but extend our knowledge to regions of higher dark matter density."

The astronomers used Hubble's Advanced Camera for Surveys to peer deep inside the heart of Abell 1689, detecting the visible-light glow of 10,000 globular clusters, some as dim as 29th magnitude. Based on that number, Blakeslee's team estimated that more than 160,000 globular clusters are huddled within a diameter of 2.4 million light-years. "Even though we are looking deep into the cluster, we're only seeing the brightest globular clusters, and only near the center of Abell 1689 where Hubble was pointed," he said.

The brightness of most of the globular clusters is estimated to be 31st magnitude. This is out of reach for Hubble, but not for NASA's James Webb Space Telescope, an infrared observatory scheduled to launch later this decade. By going fainter, Webb should be able to see many more of the globular clusters.

Blakeslee's quest to use Hubble to conduct a globular cluster census in Abell 1689 began 10 years ago after astronauts added the Advanced Camera for Surveys to Hubble's arsenal of science instruments. While analyzing some gravitational lensing data of Abell 1689 obtained with the newly installed camera, Blakeslee spotted dots of light peppered throughout the images. The dots turned out to be the brightest members of a teeming population of globular clusters.

CONTACT

Donna Weaver / Ray Villard
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Md.
410-338-4493 / 410-338-4514
dweaver@stsci.edu / villard@stsci.edu

John Blakeslee
National Research Council, Herzberg Institute of Astrophysics,
Dominion Astrophysical Observatory
Victoria, B.C., Canada
250-363-8103
john.blakeslee@nrc-cnrc.gc.ca