M83 : 두 개의 심장을 가진 은하

 

Credit: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA),  Acknowledgement: William Blair (Johns Hopkins University)

 

사진 1> 허블 망원경이 촬영한 이 사진은 나선은하 M83을 구성하고 있는 밝은 별들과 두꺼운 먼지들을 보여주고 있다.
M83은 남쪽 바람개비 은하라 불리기도 한다.

우리 은하로부터 가장 가까운, 그리고 가장 거대한 은하들 중 하나인 이 은하는 매우 드라마틱하고 신비로운 은하이다.
이 은하는 수많은 초신성 폭발이 발견된 은하이며 그 중심에는 두 개의 핵이 숨겨져 있는 것으로 보인다.

 

두 개의 심장을 가진 은하

 

허블우주망원경이 촬영한 이 새로운 사진은 남쪽 바람개비 은하라고도 불리는 M83을 촬영한 것이다.
우리은하로부터 가장 가까우면서도 가장 거대한 규모를 자랑하는 막대나선은하 중 하나인 이 은하는 드라마틱하면서도 신비로운 은하이다.
이 은하는 여러 개의 초신성 폭발이 발견된 은하이며, 그 중심에 두 개의 핵이 숨어있을 것으로 생각되고 있다.
 

M83은 배경 천체들과 전혀 섞여있지 않은 은하이다.

바다뱀자리 방향으로 1500만광년거리에 위치하고 있는 이 은하는 이런 유형에 속하는 은하로는 밤하늘에서 가장 두드러진 은하중 하나이다.

이 은하는 센타우루스 A/M83 은하그룹으로 알려진 은하그룹을 구성하는 주요 구성원이며 이 은하그룹에는 먼지가 가득 들어차 있는 센타우루스A와 불규칙 은하 NGC 5253이 속해 있기도 하다.

이들의 외형과 구조-예를 들어 나선팔들이 얼마나 팽팽하게 감겨있는지와 중심 팽대부-를 보면 나선은하의 범주에 들어오기도 한다.

 

M83의 경우는 중심부를 가로지르는 별들로 이루어진 "막대"를 가지고 있는데 이로인해 이 은하는 막대나선은하로 분류된다.

우리 은하 역시 이 범주에 해당한다.

 

이 막대는 은하의 중심으로 쏟아져내리는 가스에게 통로를 제공하는 일종의 깔대기 역할을 수행하는 것으로 추측된다.
이 가스는 새로운 별의 생성에 사용되며 은하 중심의 블랙홀에 먹히기도 하는데 이는 왜 M83을 포함한 그토록 많은 막대나선은하들이 매우 밝게 빛나며 왕성한 활동을 하는 중심부를 가지고 있는지를 설명해 준다.

 

그런데 M83의 중심부는 매우 신비스럽고 독특하다 ; 이 은하의 중심에 있는 초거대질량의 블랙홀은 외로운 천체가 아니다.

이 인상적인 나선은하는 이중 핵이라고 알려진 현상을 보여준다. - 이러한 특징은 우리은하로부터 가장 가까운 나선은하인 안드로메다 은하에서도 발견된다.

이러한 현상은 M83이 두 개의 블랙홀을 가지고 있음을 의미하는 것은 아니지만 이 하나의 거대블랙홀은 아마도 주변을 돌고 있는 별로 구성된 기울어진 원반에 휘감겨 있을 것으로 보이며 이것이 두 개의 중심핵을 가진 것으로 보이는 모습을 만들어내는 것이다. [1]

 

 

Credit: Image Credit: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA),  Acknowledgment: W. Blair (STScI/JHU), Carnegie Institution of Washington (Las Campanas Observatory), and NOAO

 

사진 2> 이 사진은 허블우주망원경과 지상에 위치한 자이언트 마젤란 망원경의 관측 데이터를 합성한 것으로 M83 은하의 전체 모습을 보여주고 있다.

 

이중핵뿐만 아니라 M83은 여러개의 초신성 폭발이 발생된 은하이기도 하다.
총 6개의 초신성 폭발이 관측된바 있는데 SN 1923A, SN 1945B, SN 1950B, SN 1957D, SN 1968L, SN 1983N이 바로 그것이다.

초신성의 발견 숫자로서 비교될만한 은하는 두 개가 더 존재한다. 

M61의 경우 역시 6개의 초신성이 발견된 바 있으며, 가장 많은 초신성이 발견된 은하는 NGC 6946으로서 여기에서는 9개의 초신성이 발견된 바 있다.

 

이러한 초신성 폭발 뿐 아니라 거의 300여개에 육박하는 초신성 폭발 잔해들 - 별의 폭발로부터 남겨진 오래된 잔해들- 이 M83에서 발견되었으며 사진을 구성하고 있는 데이터를 통해 감지되었다.

이러한 관측자료들은 별의 생애주기를 연구하는데 사용되었다.

 

M83에서는 이러한 초신성 잔해들뿐 아니라 약 3천여개의 성단들도 발견되었는데 이들 중 일부는 매우 어린 성단으로 그 나이는 500만년이 채 되지 않는다.

사진 1>은 허블 WFC3에 의해 촬영된 사진을 모자이크 한 것이다.
은하 전체의 모습을 담고 있는 이 사진에는 검은 먼지 대역과 붉은 색의 불타오르는 가스들, 그리고 나선팔을 따라 들어선 새로운 별들의 형성이 진행되고 있는 푸른색 점들이 담겨 있다.

비록 광대하게 펼쳐져 있는 듯 보이긴 하지만 M83은 우리 은하의 반정도 크기밖에 되지 않는다.
이 사진은 미국 워싱턴DC에서 열린 미국 천문학회 223차 회의에서 2014년 1월 9일 발표되었다.

 

 

Credit: Digitized Sky Survey (DSS), STScI/AURA, Palomar/Caltech and UKSTU/AAO

 

사진 3> 이 사진은 DSS(Digitized Sky Survey)에 의해 촬영된 사진으로 M83과 그 주변의 하늘을 함께 보여주고 있다.

 

 

동영상 1> M83 확대 동영상  Credit:  NASA, ESA, and G. Bacon (STScI),  Acknowledgement: William Blair (Johns Hopkins University).

 

 

각주
[1] 이 중심지역은 매우 기이한 장소이다. 
두 개 천체 모두 이중의 핵을 구성하고 있는 천체가 아님에도 이들은 이 은하의 운동중심점에 정렬하고 있다.
이 지역은 은하내에서 움직이고 있는 별들을 볼 때 M83의 중심지역의 일부일 것으로 추측된다. 
"두 번째 핵"은 직접적으로 관측되지 않지만 이 은하 내에 질량분포 연구를 통해 포착되었다.

 

출처 : 유럽우주국(ESA) 허블 2014년 1월 9일 발표 뉴스
          http://www.spacetelescope.org/videos/heic1403a/

 

참고 : M83을 비롯한 각종 은하 및 은하단에 대한 포스팅은 아래 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>

heic1403 - Photo Release

A galaxy with two hearts

9 January 2014

This new Hubble image shows the spiral galaxy Messier 83, otherwise known as the Southern Pinwheel Galaxy. one of the largest and closest barred spirals to us, this galaxy is dramatic and mysterious; it has hosted a large number of supernova explosions, and is thought to have a double nucleus lurking at its core.

Messier 83 is not one to blend into the background. Located some 15 million light-years away in the constellation of Hydra (The Sea Serpent), it is one of the most conspicuous galaxies of its type in our skies. It is a prominent member of a group of galaxies known as the Centaurus A/M83 Group, which also counts dusty Centaurus A (heic1110) and irregular NGC 5253 (potw1248a) as members.

Spiral galaxies come in a range of types depending on their appearance and structure — for example, how tightly wound their arms are, and the characteristics of the central bulge. Messier 83 has a "bar" of stars slicing through its centre, leading to its classification as a barred spiral. The Milky Way also belongs to this category.

These bars are thought to act a bit like a funnel, channelling gas inwards towards the galaxy's centre. This gas is then used to form new stars and also to feed the galaxy's central black hole, explaining why many barred spirals — including Messier 83 — have very active and luminous central regions.

However, Messier 83's centre is mysterious and unusual; the supermassive black hole at its heart is not alone. This striking spiral displays a phenomenon known as a double nucleus — a feature that has also been spotted in the Andromeda Galaxy (heic0512), the nearest spiral galaxy to us. This does not mean that Messier 83 contains two central black holes, but that its single supermassive black hole may be ringed by a lopsided disc of stars, which orbits around the black hole and creates the appearance of a dual core [1].

As well as this double nucleus, Messier 83 has hosted quite a few supernova explosions — six in total that we have observed (SN 1923A, SN 1945B, SN 1950B, SN 1957D, SN 1968L, and SN 1983N). This number is matched by only two other galaxies: Messier 61 (potw1324a) which also has six, and NGC 6946 (opo9910e), which tops the list with nine. As well as these explosions, almost 300 supernova remnants — the older leftovers from exploded stars — have been found within Messier 83, detected using the data that make up this image. These observations are being used to study the life cycle of stars. As well as these old remnants, some 3000 star clusters have been identified in Messier 83, some of which are very young at under 5 million years old.

This mosaic image uses observations taken by Hubble's Wide Field Camera 3. It shows the galaxy in full, with dark dust lanes, fiery red patches of gas, and bright blue patches of recent star formation speckled across the spiralling arms. Although it looks sprawling, Messier 83 is just under half of the size of the Milky Way.

This new image is being released today, 9 January 2014, at the 223rd meeting of the American Astronomical Society in Washington, DC, USA.

Notes

[1] This central region is a very bizarre place. Neither of the two components making up the double nucleus are actually aligned with the galaxies kinematic centre — the region inferred to be the central part of Messier 83 from the motions of the stars within the galaxy. The "second nucleus" is not seen directly, but is detected by studying how mass within the galaxy is distributed.

Notes for editors

The Hubble Space Telescope is a project of international cooperation between ESA and NASA.

More information

Image Credit: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Acknowledgement: William Blair (Johns Hopkins University)

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