새롭게 식별된 우리의 고향 : 라니아케아 초은하단(the Laniakea Supercluster)

 

Credit: SDvision interactive visualization software by DP at CEA/Saclay, France.

 

 

표 1> 이 도식은 초은하단 적도면 상의 라니아케아 초은하단의 단면을 보여주고 있다.
이 가상의 평면상에는 엄청난 질량을 자량하는 은하단이 수없이 많이 포함되어있다.
각 색깔은 단면상의 밀도를 표현한다.
붉은 색은 가장 밀도가 높은 지역이며 푸른색은 텅빈 공간으로서 상대적으로 물질이 거의 존재하지 않는 지역이다.
표의 점 하나하나는 모두 은하이다. 
중력에 장악된 범위내의 물질흐름이 하얀색으로 표현되어 있는 반면 검푸른 흐름은 라니아케아의 중력분지로부터 벗어나고 있는 흐름을 표시한다.

오랜지색 선은 이러한 흐름의 최외곽부를 표시한 것으로서 그 지름은 약 160메가파섹이다.
이 지역이 포함하고 있는 질량은 태양 질량의 100경 배이다.

 

새롭게 식별된 우리의 고향 : 라니아케아 초은하단(the Laniakea Supercluster)

 

천문학자들이 국립과학재단의 그린뱅크 망원경(Green Bank Telescope, 이하 GBT)을 이용하여 우리 은하가 새로 식별된 거대 초은하단의 일원임을 알아냈다 .
이 초은하단의 이름은  '라니아케아(Laniakea)'로 명명되었는데 이는 하와이 말로 '무한한 하늘(immense heaven)'을 의미한다.

 

이번 발견으로 우리 은하단의 경계가 명확해졌으며 예전에는 명확하게 인지되지 않았던 국부 우주에서의 다양한 은하단 간의 연관관계가 수립되었다.

 

이번 연구의 수석연구원인 하와이대학의 천문학자 R. 브랜트 툴리(R. Brent Tully)의 설명은 다음과 같다.
"우리는 마침내 우리가 집이라 부를 수 있는 초은하단의 윤곽을 수립하게 되었습니다.
 이것은 우리 고향이 다른 나라와 국경을 가르고 있는 더 큰 규모를 가진 국가의 일부라는  사실을 처음으로 알게 된 것과 다르지 않습니다."

 

이번 연구를 설명하는 논문은 9월 4일 발행된 네이처지의 커버 스토리를 장식했다.

 

초은하단은 우주에서 알려진 천체구조물 중 가장 큰 구조에 해당한다.
초은하단은 10여개의 은하로 구성된 우리 국부은하군과 같은 은하군과 수백여개의 은하로 구성된 은하단의 집합체이며 모든 천체는 거미줄과 같이 얽혀있다.

 

 

하지만 비록 이 천체들이 서로 연관관계가 있긴 하지만 그 경계를 명확히 하기에는 어려움이 많다.
이 우주지도를 좀더 명확히 하기 위해 과학자들은 은하들의 움직임이 서로간에 끼치는 영향을 조사함으로써 더 광대한 범위에서 은하의 구조를 평가하는 새로운 방법을 제시하였다.

 

 

각 구조 내의 은하들은 서로 밀고 당기기를 계속하고 있을 것이고 이러한 작용은 주위를 둘러싼 좀더 광대한 범위내에서 중력 평형을 이루고 있을 것인데 이로부터 은하의 움직임이 결정된다.

 

GBT와 다른 라디오전파 망원경을 이용하여 우리 국부 우주에서의 은하들의 속도를 그릴 수 있었으며 이로부터 연구팀은 초은하단에 의해 장악되어 있는 우주의 특정 영역을 한정할 수 있었다.

 

 

툴리는 GBT의 관측이 초은하단간의 영역과 관계를 새롭게 이해하는 연구에서 중요한 역할을 수행했다고 말했다.

 

우리 은하는 이러한 초은하단의 외곽부에 위치하고 있으며, 이번에 새로운 기술들을 활용하여 이 은하단의 범위를 사상처음으로 조심스럽게 그려냈다.
이른바 라니아케아 초은하단은 5억광년의 지름에 10만개의 은하들이 포함되어 있으며 총 질량은 태양의 100경배에 해당한다.
 

이번 연구는 또한 국부은하군과 다른 은하단의 움직임에 영향을 미치는 은하간 우주공간의 중력집중 지점인 거대 중력체의 역할을 명확화하기도 하였다.
라니아케아 초은하단의 경계안에서는 마치 물이 계곡을 따라 흘러내리듯이 은하의 움직임 역시 안쪽으로 향하고 있다.
거대중력체 지역은 광활하게 평평한 바닥을 지닌 중력계곡으로서, 중력 범주는 라니아케아 초은하단 전체에 걸쳐 뻗어있다.  
 

라니아케아라는 이름은 하와이 대학연합체의 하나인 카피올라니 커뮤니티 컬리지의 언어 및 언어학, 문학과의 의장이자
하와이 언어 부교수인 나와 나폴레온(Nawa‘a Napoleon)에 의해 제안되었다.
이 이름은 광활한 태평양 바다를 별자리에 대한 지식을 활용하여 항해했던 폴리네시아 항해사들을 기리는 이름이다.

 

논문에 참여한 또다른 저자들로는 프랑스 리옹 1대학의 헬레네 커토이스(Helene Courtois), 예루살렘 헤브루 대학 라카 물리 연구소의 에후다 호프만(Yehuda Hoffman), 프랑스 우주기초물리학 연구소의 다니엘 포마레데(Daniel Pomarede)가 있다.

 

 

 

Credit: This video is a preview of "Laniakea Supercluster", a film produced as part of the following publication: "The Laniakea Supercluster of Galaxies" published in Nature, volume 513, number 7516, p.71 (4 September 2014) by R. Brent Tully, Helene Courtois, Yehuda Hoffman, and Daniel Pomarede.                                                  

                                            

 

 

Credit: SDvision interactive visualization software by DP at CEA/Saclay, France.

 

표 2> 이 표는 라니아케아 초은하단을 바라본 두 개의 시각을 표현하고 있다.
외곽 표면은 라니아케아의 중력에 장악되어 있는 경계를 나타낸다.
검은색 궤적으로 보이는 흐름은 초은하단 내부로 점점 빨려들어가는 은하들의 흐름을 표현하고 있다.
 각 은하들의 색체는 라니아케아 초은하단 내에서 주요 구성 요소를 구분하고 있다.
역사적으로 익히 알려진 국부 은하단은 초록색으로, 거대 중력체 지역은 주황색으로 표현되어 있으며 
파보-인더스 필라멘트는 보라색으로, 그리고 안트리아 벽과 화로자리-에리다누스 구름을 포함하고 있는 구조는 심홍색으로 표시되어 있다.

 

 

 

 

출처 : 국립 전파 천문대(National Radio Austronomy Observatory) Press Release  2014년 9월 3일자 
         https://public.nrao.edu/news/pressreleases/supercluster-gbt

 

참고 : 은하에 대한 각종 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>

For release 1:00 p.m. EDT; September 3, 2014

Newly Identified Galactic Supercluster Is Home to the Milky Way

Astronomers using the National Science Foundation’s Green Bank Telescope (GBT) -- among other telescopes -- have determined that our own Milky Way galaxy is part of a newly identified ginormous supercluster of galaxies, which they have dubbed “Laniakea,” which means “immense heaven” in Hawaiian.

This discovery clarifies the boundaries of our galactic neighborhood and establishes previously unrecognized linkages among various galaxy clusters in the local Universe.

“We have finally established the contours that define the supercluster of galaxies we can call home,” said lead researcher R. Brent Tully, an astronomer at the University of Hawaii at Manoa. “This is not unlike finding out for the first time that your hometown is actually part of much larger country that borders other nations.”

The paper explaining this work is the cover story of the September 4 issue of the journal Nature.

Superclusters are among the largest structures in the known Universe. They are made up of groups, like our own Local Group, that contain dozens of galaxies, and massive clusters that contain hundreds of galaxies, all interconnected in a web of filaments. Though these structures are interconnected, they have poorly defined boundaries.

To better refine cosmic mapmaking, the researchers are proposing a new way to evaluate these large-scale galaxy structures by examining their impact on the motions of galaxies. A galaxy between structures will be caught in a gravitational tug-of-war in which the balance of the gravitational forces from the surrounding large-scale structures determines the galaxy’s motion.

By using the GBT and other radio telescopes to map the velocities of galaxies throughout our local Universe, the team was able to define the region of space where each supercluster dominates. “Green Bank Telescope observations have played a significant role in the research leading to this new understanding of the limits and relationships among a number of superclusters,” said Tully.

The Milky Way resides in the outskirts of one such supercluster, whose extent has for the first time been carefully mapped using these new techniques. This so-called Laniakea Supercluster is 500 million light-years in diameter and contains the mass of one hundred million billion Suns spread across 100,000 galaxies.

This study also clarifies the role of the Great Attractor, a gravitational focal point in intergalactic space that influences the motion of our Local Group of galaxies and other galaxy clusters.

Within the boundaries of the Laniakea Supercluster, galaxy motions are directed inward, in the same way that water streams follow descending paths toward a valley. The Great Attractor region is a large flat bottom gravitational valley with a sphere of attraction that extends across the Laniakea Supercluster.

The name Laniakea was suggested by Nawa‘a Napoleon, an associate professor of Hawaiian Language and chair of the Department of Languages, Linguistics, and Literature at Kapiolani Community College, a part of the University of Hawaii system. The name honors Polynesian navigators who used knowledge of the heavens to voyage across the immensity of the Pacific Ocean.

The other authors are Hélène Courtois (University Claude Bernard Lyon 1, Lyon, France), Yehuda Hoffman (Racah Institute of Physics, Hebrew University, Jerusalem), and Daniel Pomarède (Institute of Research on Fundamental Laws of the Universe, CEA/Saclay, France).

The GBT is the world's largest fully steerable radio telescope. Its location in the National Radio Quiet Zone and the West Virginia Radio Astronomy Zone protects 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.

Founded in 1967, the Institute for Astronomy at the University of Hawaii at Manoa conducts research into galaxies, cosmology, stars, planets, and the sun. Its faculty and staff are also involved in astronomy education, deep space missions, and in the development and management of the observatories on Haleakala and Maunakea. The Institute operates facilities on the islands of Oahu, Maui, and Hawaii.

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Dr. R. Brent Tully
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Dr. Roy Gal
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(808) 956-4531; togliore@hawaii.edu