형제 별들의 삶과 죽음

 

Credit: ESO/G. Beccari

 

사진1> 이 사진은 ESO 라실라 천문대의 MPG/ESO 2.2 망원경에 장착된 광대역 화상기로 촬영된 것으로서, 불타오르는 가스구름과 먼지 띠들을 배경으로 함께 모여 빛나고 있는 어린 별들을 보여주고 있다.
NGC 3293으로 알려져 있는 이 성단은 1억년 전에는 그저 가스와 먼지구름만으로 존재했을 것이지만 별의 형성이 시작되면서 지금 우리가 보는 밝은 일단의 별들이 존재하게 되었다.

이와같은 산개성단들은 천문학자들로 하여금 별들이 어떻게 진화해가는지를 알게 해주는 천상의 연구실이라 할 수 있다.

 

 

형제 별들의 삶과 죽음

 

칠레 ESO 라실라 천문대에서 촬영한 이 멋진 사진은 불타오르는 가스구름 및 먼지띠들과 함께 빛나고 있는 어린 별들을 보여주고 있다.
NGC 3293으로 알려져 있는 이 성단은 천만년 전까지는 그저 먼지와 가스가 한데 섞인 구름이었지만 별들이 탄생하기 시작하면서 사진에서 보이는 바와 같이 일단의 빛나는 별들이 만들어졌다.
이와 같은 성단들은 천문학자들로 하여금 별이 어떻게 진화하는지를 연구할 수 있게 해 주는 천상의 연구실이라 할 수 있다.

 

아름다운 성단 NGC 3293은 지구로부터 8천광년 거리에 위치하며 용골자리에 자리잡고 있다.

 

이 성단은 1751년 프랑스의 천문학자 니콜라-루이 드 라카유(Nicolas-Louis de Lacaille)에 의해 처음으로 발견되었는데, 그는 남아프리카에서 고작 구경 12밀리에 지나지 않는 작은 망원경을 사용하여 이 성단을 발견하였다.

 

이 성단은 남반구 하늘에서 가장 밝게 빛나는 성단 중 하나이며 어둡고 청명한 밤하늘에는 육안으로도 확인할 수 있다.

 

NGC 3293과 같은 성단은 동시에 만들어진 별들을 품고 있는데, 이 별들은 같은 가스와 먼지로부터 형성되어 지구로부터의 거리도 거의 동일하고 별을 구성하고 있는 화학적 구성도 동일하다.
따라서 이와 같은 성단은 별의 진화이론을 연구하는데 최적의 대상으로 꼽힌다.

 

여기 보이는 별들 중 대부분은 매우 어린 별들이며 이 성단 자체의 나이는 채 1천만년이 되지 않는다.
우주적 견지에서 우리 태양의 나이가 46억년이나 되지만 아직 중년에 지나지 않음을 감안해봤을 때 이 별들은 갓 태어난 아기들이라 할 수 있다.

 

NGC 3293과 같은 산개 성단에 갓 태어난 밝고 푸른 별들이 풍부하게 존재하는 것은 일반적인 현상이며, 동일한 예로 카파 크러시스 성단(Kappa Crucis cluster)으로 알려져 있는 NGC 4755를 들 수 있다.
이러한 산개성단들은 거대 분자 가스 구름으로부터 만들어지며 이 성단에 담겨 있는 별들은 상호 중력에 의해 서로 모여있게 된다.

그러나 이 정도의 중력은 다른 성단들과 가스 구름 등 가까이 존재하는 다른 천체들을 하나로 묶어놓을만큼 충분하지는 않아서 가스와 먼지들은 서서히 흩어지게 된다.
따라서 산개성단들은 자신들의 사촌격인 구상성단이 수십억년에 걸쳐 유지되며 훨씬 더 많은 별들을 보유하고 있는 것과는 달리 고작 수억년 정도만 지속하게 된다.

 

NGC 3293에서 여전히 별의 생성이 진행중인을 알려주는 몇몇 증거들에도 불구하고, 꼭 전체는 아니더라도 50여개에 달하는 대부분의 별들이 한 사건에 의해 만들어졌을 것으로 생각되고 있다.

그러나 이 별들이 동일 시점에 만들어졌다 하더라도 이 별들이 모두 유아기의 찬란한 외양만을 보여주는 것도 아니어서 몇몇 별들은 현저하게 늙은 모습을 보이고 있고 이는 천문학자들로 하여금 왜 이 별들이 진화하는 속도가 서로 다르게 나타나는지를 연구하는 기회를 제공해 주고 있다.

 

성단 아래 우측으로 오렌지색으로 밝게 빛나는 별들을 보라.
이 거대한 별들은 적색 거성으로 이들은 아마도 동일 시점에 태어난 가장 거대하고 가장 밝은 별들 중 일부였을 것이다.
그러나 밝은 별들은 보다 빨리 연료를 소진한다.

 

별이 자신의 연료를 소모해 갈수록 내부역학은 변화하게 되어 점점 부풀어 오르며 온도가 차가와 지면서 오늘날 우리가 관측하는 적색 거성이 된다.

이들 적색 거성은 생애 주기에서 이미 막마지에 도달했지만, 이 적색 거성의 형제에 해당하는 다른 별들은 주계열이라고 알려진, 별의 생애주기 중 안정된 상태로 존재하는 기나긴 주기 이전 상태에 여전히 남아 있다.

우리는 붉은 색과 먼지들로 가득 쌓인 배경에 대해 삶의 초창기를 보내고 있는 뜨거운 별들을 보고 있는 것이다.

 

이 사진은 칠레 북부 ESO 라실라 천문대에 있는 MPG/ESO 2.2 미터 천체망원경에 장착된 광대역 화상기(the Wide Field Imager, WFI)로 촬영된 것이다.

 

Credit: ESO, IAU and Sky & Telescope

 

표1> 이 표는 남반구 용골자리에 위치하고 있는 밝은 산개성단 NGC 3293의 위치를 보여주고 있다.
표에 표시된 모든 별들은 청명하고 어두운 밤에 육안으로 관측이 가능한 별들이며  몇몇 성운과 성단들의 위치도 표시되어 있다.

NGC 3293의 위치는 붉은 색 원으로 표시되어 있다.
이 성단은 충분히 밝아서 괜찮은 관측 조건이라면 아무런 광학장치의 도움 없이도 관측이 가능하며  중간 정도 크기의 망원경이라면 그 멋진 모습을 한껏 즐길 수 있다.

 
출처 : 유럽 남반구 천문대(European Southern Observatory) Press Release  2014년 7월 23일자
         http://www.eso.org/public/news/eso1422/

 

참고 : NGC 3293을 비롯한 각종 성단에 대한 포스팅은 하기 링크 INDEX를 통해 조회할 수 있습니다.
           https://big-crunch.tistory.com/12346975

 

원문>

Lives and Deaths of Sibling Stars

23 July 2014

In this striking new image from ESO’s La Silla Observatory in Chile young stars huddle together against a backdrop of clouds of glowing gas and lanes of dust. The star cluster, known as NGC 3293, would have been just a cloud of gas and dust itself about ten million years ago, but as stars began to form it became the bright group of stars we see here. Clusters like this are celestial laboratories that allow astronomers to learn more about how stars evolve.

This beautiful star cluster, NGC 3293, is found 8000 light-years from Earth in the constellation of Carina (The Keel). This cluster was first spotted by the French astronomer Nicolas-Louis de Lacaille in 1751, during his stay in what is now South Africa, using a tiny telescope with an aperture of just 12 millimetres. It is one of the brightest clusters in the southern sky and can be easily seen with the naked eye on a dark clear night.

Star clusters like NGC 3293 contain stars that all formed at the same time, at the same distance from Earth and out of the same cloud of gas and dust, giving them the same chemical composition. As a result clusters like this are ideal objects for testing stellar evolution theory.

Most of the stars seen here are very young, and the cluster itself is less than 10 million years old. Just babies on cosmic scales if you consider that the Sun is 4.6 billion years old and still only middle-aged. An abundance of these bright, blue, youthful stars is common in open clusters like NGC 3293, and, for example, in the better known Kappa Crucis cluster, otherwise known as the Jewel Box or NGC 4755.

These open clusters each formed from a giant cloud of molecular gas and their stars are held together by their mutual gravitational attraction. But these forces are not enough to hold a cluster together against close encounters with other clusters and clouds of gas as the cluster’s own gas and dust dissipates. So, open clusters will only last a few hundred million years, unlike their big cousins, the globular clusters, which can survive for billions of years, and hold on to far more stars.

Despite some evidence suggesting that there is still some ongoing star formation in NGC 3293, it is thought that most, if not all, of the nearly fifty stars in this cluster were born in one single event. But even though these stars are all the same age, they do not all have the dazzling appearance of a star in its infancy; some of them look positively elderly, giving astronomers the chance to explore how and why stars evolve at different speeds.

Take the bright orange star at the bottom right of the cluster. This huge star, a red giant, would have been born as one of the biggest and most luminous of its litter, but bright stars burn out fast. As the star used up the fuel at its core its internal dynamics changed and it began to swell and cool, becoming the red giant we now observe. Red giants are reaching the end of their life cycle, but this red giant’s sister stars are still in what is known as the pre-main-sequence — the period before the long, stable, middle period in a star’s life. We see these stars in the prime of their life as hot, bright and white against the red and dusty background.

This image was taken with the Wide Field Imager (WFI) installed on the MPG/ESO 2.2-metre telescope at ESO’s La Silla Observatory in northern Chile.

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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

• Photos of the MPG/ESO 2.2-metre telescope
• Other photos taken with the MPG/ESO 2.2-metre telescope
• Photos of La Silla

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