암흑성운 루푸스 4(Lupus 4)

 

Credit: ESO

 

사진 1> 칠레 라실라 천문대의 MPG/ESO 2.2미터 망원경 광대역 화상기로 촬영한 이 사진은 배경의 별빛을 막아서고 있는 암흑성운 루푸스 4(Lupus 4)를 보여주고 있다.
루푸스 4는 새로운 별의 탄생이 기대되는 고밀도의 가스와 먼지 주머니이다.
지구로부터 400광년 거리에 위치하는 이 암흑성운은 이리자리와 직각자자리의 경계에 자리잡고 있다.

 

 

우주 일기예보 : 검은 구름이 사라지고 별빛이 찬란하게 빛날 것입니다.

 

거미모양의 가스와 먼지 거품인 루푸스 4(Lupus 4)가 이 흥미로운 사진에서 마치 달이 없는 밤의 검은 구름처럼 배경의 별들을 막아서고 있다.
비록 지금은 음침하게 보이지만 루푸스 4와 같은 구름안에 고밀도로 몰려있는 물질들은 새로운 별들을 만들어내고 있으며 나중에는 모두 타서 없어지면서 눈부신 장면을 연출하게 된다.
이 사진은 ESO 라실라 천문대, MPG/ESO 2.2미터 망원경의 광대역 화상기가 촬영하였다.

 

루푸스 4는 지구로부터 400광년 거리에 위치하며 이리자리와 직각자자리에 걸쳐있다.

 

이 구름은 전갈자리-센타우루스 자리 OB 성협(the Scorpius-Centaurus OB association)이라 불리는 느슨한 성단에서 발견되는 일련의 검은 구름들 중 하나이다.
OB 성협이란 상대적으로 어린 별들로 구성되어 아직 넓게 퍼지지 않은 일련의 별들을 말한다.[1]
이 별들은 하나의 거대한 물질구름에서 형성된 것으로 보인다.
이 성협과 이리자리의 성운들은 이러한 천체로서는 태양으로부터 가장 가까운 위치에 존재하기 때문에 별들이 제각각의 생애를 시작하기 직전에 어떻게 한꺼번에 생성되는지를 연구할 수 있는 최적의 대상이 되고 있다.

 

우리 태양은 물론 우리 은하의 대부분의 별들은 이와 유사한 환경에서 탄생했을 것으로 생각되고 있다.

 

 

일찌기 1927년에 미국 천문학자였던 에드워드 에머슨 바나드( Edward Emerson Barnard)는 아스트로노미컬 리터러처(the astronomical literature)에 루푸스 암흑 성운에 대한 최초의 설명을 기재한바 있다.

 

루푸스 4의 이웃인 루푸스 3(Lupus 3)은 활발히 연구가 수행된 천체로서 지난 3백만년동안 최소한 40개 이상의 별을 생성해냈다.
이들은 새로운 별을 벼려내는 용광로에 불을 놓은 교두보인 셈이다.

 

T 타우리의 별들(T Tauri stars, 이하 TTS)이라고 알려져 있는 이들 청소년기에 해당하는 별들의 주요 에너지원은 중력수축에 의해 생성된 열에 있다.

이러한 현상은 우리 태양과 같이 수소나 다른 원소들을 태우며 에너지를 공급받는 성숙한 별과는 다른 속성에 해당한다.

 

차갑고 검은 구름인 루푸스 4에 대한 관측 결과는 이 곳에 TTS가 얼마 되지 않음을 보여주었다.
그러나 루푸스 4는 아직 별들이 존재하지 않는 고밀도의 물질 구름속에서 앞으로 별들을 생성해 낼 것이 확실시된다.

 

향후 수백만년 내에 이 중심핵에서는 TTS를 생성해낼 것이다.
이런 측면에서 루푸스 3과 루푸스 4를 비교하자면, 별을 만들어내는데는 더 많은 시간이 소모될 것이므로 루푸스 3이 루푸스 4보다 더 나이가 많은 천체임을 알 수 있다.

 

과연 루푸스 4는 얼마나 많은 별들을 만들어내게 될까?
그것은 루푸스 4의 질량에 달려 있기 때문에 정확하게 얼마라고 이야기 하기는 어렵다.

 

두 개의 연구는 이 천체의 질량이 태양 질량의 250배 정도라는데 합의하고 있으나 다른 방법을 이용하여 질량을 측정한 또 다른 연구에서는 이 천체의 질량이 태양 질량의 1600배라고 결론지었다.

어느쪽이 옳든간에 이 구름은 수많은 새로운 별들을 만들어낼만한 풍부한 물질을 가지고 있는 셈이다.

 

지구의 구름들이 찬란한 태양빛에 길을 내 주듯이 켜켜이 쌓인 이 우주의 암흑구름 역시 흩어지면 찬연한 별빛에게 길을 내주게 될 것이다.

 

Credit: ESO, IAU and Sky & Telescope

 

표1> 이리자리와 전갈자리, 직각자 자리에 로푸스 암흑성운이 보이고 있다.
표에 나타나 있는 별들은 어둡고 청명한 밤하늘에서라면 육안으로 볼 수 있는 별들이며, 거미 모양의 암흑성운 루푸스 4의 위치가 표시되어 있다.

 

 

Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2

 

사진 2> 암흑성운 루푸스 4와 그 주변의 하늘을 촬영한 이 사진은 DSS2의 일환으로 제작된 것이다.

 

각주

[1] 'OB'가 의미하는 것은 매우 밝고, 매우 뜨거우며 짧은 수명을 가진 분광 유형 O형과 B형의 별들을 의미하는 것으로 이들은 여전히 찬란한 빛을 뿜어내고 있으며 우리 은하를 유영하며 광대한 영역에 걸쳐 퍼져 있는 성단들 내에 존재하고 있다.

 

 
출처 : 유럽 남반구 천문대(European Southern Observatory) Press Release  2014년 9월 3일자
         http://www.eso.org/public/news/eso1427/

 

참고 : 각종 암흑성운을 비롯한 성운에 대한 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다. 
          https://big-crunch.tistory.com/12346974

 

원문>

Cosmic Forecast: Dark Clouds Will Give Way to Sunshine

3 September 2014

Lupus 4, a spider-shaped blob of gas and dust, blots out background stars like a dark cloud on a moonless night in this intriguing new image. Although gloomy for now, dense pockets of material within clouds such as Lupus 4 are where new stars form and where they will later burst into radiant life. The Wide Field Imager on the MPG/ESO 2.2-metre telescope at ESO’s La Silla Observatory in Chile captured this new picture.

Lupus 4 is located about 400 light-years away from Earth, straddling the constellations of Lupus (The Wolf) and Norma (The Carpenter's Square). The cloud is one of several affiliated dark clouds found in a loose star cluster called the Scorpius–Centaurus OB association. An OB association is a relatively young, yet widely dispersed grouping of stars [1]. The stars likely had a common origin in a gigantic cloud of material.

Because the association, and its Lupus clouds, form the closest such grouping to the Sun, they are a prime target for studying how stars grow up together before going their separate ways. The Sun, along with most stars in our galaxy, is thought to have started out in a similar environment. 

American astronomer Edward Emerson Barnard is credited with the earliest descriptions of the Lupus dark clouds in the astronomical literature, back in 1927. Lupus 3, neighbour to Lupus 4, is the best studied, thanks to the presence of at least 40 fledgling stars formed over the last three million years, and which are on the cusp of igniting their fusion furnaces (eso1303). The main energy source in these adolescent stars, known as T Tauri stars, is the heat generated by their gravitational contraction. That is in contrast to the fusion of hydrogen and other elements which powers mature stars such as the Sun. 

Observations of the cold darkness of Lupus 4 have turned up only a few T Tauri stars. Yet promisingly for Lupus 4 in terms of future star formation is a dense, starless core of material in the cloud. Given a few million years, that core should develop into T Tauri stars. Comparing Lupus 3 and Lupus 4 in this way suggests that the former is older than the latter, because its contents have had more time to develop into stars. 

How many stars might eventually start to shine within Lupus 4? It is hard to say, as mass estimates for Lupus 4 vary. Two studies agree on a figure of around 250 times the mass of the Sun, though another, using a different method, arrives at a figure of around 1600 solar masses. Either way, the cloud contains ample material to give rise to plenty of bright new stars. Rather as earthly clouds make way for sunshine, so, too, shall this cosmic dark cloud eventually dissipate and give way to brilliant starlight.

Notes

[1] The "OB" refers to the hot, bright, short-lived stars of spectral types O and B that are still shining brilliantly within the widely dispersed cluster as it travels through the Milky Way galaxy.

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

• 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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