폭발적 별 생성 은하 M82의 세부를 밝혀내다.

 

CREDIT: Bill Saxton (NRAO/AUI/NSF); Hubble/NASA

 

사진1> 이 사진은 폭발적 별생성 은하인 M82를 촬영한 것으로 GBT가 촬영한 고밀도 분자구름의 분포(노란색 및 빨강색)과 허블 우주망원경이 촬영한 배경 별들과 먼지들(푸른색)의 사진을 합성한 것이다.
노란색 지역은 강렬하게 새로운 별이 생성되는 지역과 대응된다.
붉은 색으로 나타나는 지역은 은하 원반으로부터 몰아쳐나오는 가스의 흐름을 보여주고 있다.

 

폭발적으로 별들을 생성하는 근거리 은하의 세부를 밝혀내다. : 새로운 기능을 갖춘 그린 뱅크 망원경의 데뷔.

 

국립 과학 재단의 로버트 C. 버드 그린 뱅크 망원경(Robert C. Byrd Green Bank Telescope, 이하 GBT)의 새로운 고주파 성능을 이용하여
천문학자들이 근거리에 위치하는 폭발적 별생성 은하인 M82의 유례없이 세밀한 사진을 촬영하였다.

 

이 새로운 데이터에는 강렬하게 새로운 별들을 생성해내는 지역을 둘러싼 고밀도 분자 구름의 집중 양상 뿐 아니라, 은하 원반을 떠다니는 물질의 흐름까지 나타나 있다.

 

큰곰자리, 1천 2백만 광년 거리에 위치하는 M82는 폭발적 별 생성 은하의 전형적인 예이며 이 은하가 만들어내는 새로운 별을 만드는 속도는 우리 은하의 10배에서 100배에 달한다.

 

상대적으로 가까운 거리로 인해 이 은하는 GBT가 새로 갖춘 W-Band 리시버의 이상적인 관측대상이 된다.
W-Band 리시버는 분자가스로부터 복사되는 밀리미터 파장의 빛의 효과적으로 탐지할 수 있다.

 

새로 구비된 이러한 능력은 밀리미터 파장 망원경으로는 GBT를 세계 최대의 단일 접시를 가진 망원경으로 만들어주었다.

 

서부 버지니아 그린 뱅크에 있는 국립 전파 천문대의 박사후 동료원이자 아스트로피지컬 저널(Astrophysical Journal)지에 개재가 결정된 논문의 주저자인 아만다 케플리(Amanda Kepley)의 소감은 다음과 같다.
"새로 탑재된 장비를 활용하여 우리는 M82를 관측하고 이 은하에서 분자 구름의 분포양상이 강렬한 별 생성과 어떻게 대응되는지를 탐사할 수 있었습니다.
이번에 새로 탑재된 기능은 왜 별들이 그 지역에서 생성되었는지를 이해할 수 있도록 해줄 것입니다."

 

천문학자들은 고밀도의 분자구름이 별 생성지역과 관련이 있다는 것을 알고 있지만 그 연결관계에 대해서 알려진 것은 거의 없고, 이러한 연관관계는 서로 다른 유형의 은하들에서 서로 다르게 나타날 것으로 추측되고 있다.
천문학자들은 은하에서 가스분포를 광대역으로 그려냄으로써 이 복잡한 상호작용을 더 잘 이해할 수 있기를 희망하고 있다.

 

그러나 오늘날까지 이러한 종류의 관측은 그다지 쉽지만은 않았다.
고밀도 가스의 분포를 그리는데 사용되는 시안화수소(HCN)와 포르밀리움(HCO+)과 같은 분자들은 밀리미터 파장에서 매우 약하게 빛을 내기 때문이다.

새로 탑재된 W-Band 리시버를 이용하여 GBT는 고감도로 이를 감지할 수 있으며 M82 안팍을 둘러싼 광대역 사진을 촬영할 수 있었다.

 

케플리의 설명은 다음과 같다.
"GBT데이터는 폭발적으로 별을 생성하고 있는 지역을 둘러싸며 크게 소용돌이 치고 있는 고밀도 분자구름을 선명하게 보여주고 있습니다.
또한 은하 원반으로부터 쏟아져나오고 있는 이온화 가스의 흐름도 보여주고 있는데 이 흐름은 은하 내부 깊숙이 위치하고 있는 별 생성 지역으로부터 밀려나오고 있는 것입니다."

 

이러한 탐지 능력은 천문학자들이 전체 은하들과 그 은하들 내부의 서로다른 부분들을 빠르게 살펴볼 수 있게 해 줄 것이며 이로부터 취득된 측정 자료들은 칠레의 ALMA 로부터 얻은 고해상도 관측자료들을 보환해 줄 수 있을 것이다.

 

100미터 직경의 GBT는 원치않는 라디오 전파간섭으로부터 극도로 민감한 망원경을 보호하기 위해 설치된 국립 라디오파 보호 지역인 서부 버지니아 라디오 천문학 지대에 위치하고 있다.

출처 : 국립 전파 천문대(National Radio Austronomy Observatory) Press Release  2013년 12월 9일자
         https://public.nrao.edu/news/pressreleases/gbt-finds-hidden-details-in-starburst-galaxy

 

참고 : M82를 비롯한 각종 은하에 대한 포스팅은 하기 링크 INDEX를 통해 조회할 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>

For Release: December 9, 2013

Contact:
Charles E. Blue, Public Information Officer
434-296-0314
cblue@nrao.edu

Hidden Details Revealed in Nearby Starburst Galaxy: Green Bank Telescope’s new vision debuts

Using the new, high-frequency capabilities of the National Science Foundation’s Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT), astronomers have captured never-before-seen details of the nearby starburst galaxy M82. These new data highlight streamers of material fleeing the disk of the galaxy as well as concentrations of dense molecular gas surrounding pockets of intense star formation.

M82, which is located approximately 12 million light-years away in the constellation Ursa Major, is a classic example of a starburst galaxy -- one that is producing new stars tens- to hundreds-of-times faster than our own Milky Way. Its relatively nearby location made it an ideal target for the GBT’s newly equipped “W-Band” receiver, which is capable of detecting the millimeter wavelength light that is emitted by molecular gas. This new capability makes the GBT the world’s largest single-dish, millimeter-wave telescope.

“With this new vision, we were able to look at M82 to explore how the distribution of molecular gas in the galaxy corresponded to areas of intense star formation,” said Amanda Kepley, a post-doctoral fellow at the National Radio Astronomy Observatory (NRAO) in Green Bank, West Virginia, and lead author on a paper accepted for publication in the Astrophysical Journal Letters. “Having this new capability may help us understand why stars form where they do.”

Astronomers recognize that dense molecular gas goes hand-in-hand with areas of star formation, but the connection is poorly understood and this relationship may be different in different types of galaxies. By creating wide-angle maps of the gas in galaxies, astronomers hope to better understand this complex interplay.

To date, however, these kinds of observations have not been easy since molecules that are used to map the distribution of dense gas, like HCN (hydrogen cyanide) and HCO+ (formylium), shine feebly in millimeter light. With its new W-Band receiver, the GBT was able to make highly sensitive, wide-angle images of these gases in and around M82.

“The GBT data clearly show billowing concentrations of dense molecular gas huddled around areas that are undergoing bursts of intense star formation,” said Kepley. “They also reveal giant outflows of ionized gas fleeing the disk of the galaxy. These outflows are driven by star formation deep within the galaxy.”

This capability will enable astronomers to quickly survey entire galaxies and different parts within galaxies. Such surveys would complement higher resolution observations with new Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) telescope in Chile.

The 100-meter GBT is located in the National Radio Quiet Zone and the West Virginia Radio Astronomy Zone, which protect the incredibly sensitive telescope from unwanted radio interference.

 

The National Radio Astronomy Observatory is a facility of the National Science Foundation, operated under cooperative agreement by Associated Universities, Inc.