M47

 

Credit:ESO

 

산개성단 M47을 촬영한 이 멋진 사진은 칠레 ESO 라실라 천문대의 MPG/ESO 2.2미터 망원경에 장착되어 있는 광대역 화상 카메라를 이용하여 촬영되었다.

이 젊은 산개 성단은 화려한 파란색 별들로 장악되어 있지만 몇몇 대조를 이루는 적색 거성들도 포함하고 있다.

 

M47은 고대 신화상에 등장하는 아르고 호의 선미를 의미하는 고물자리 방향으로 지구로부터 대략 1600광년 거리에 위치하고 있다.

 

이 천체가 처음으로 알려진 것은 1654년 이전 이탈리아 천문학자인 지오반니 바티스타 호디에르나(Giovanni Battista Hodierna)에 의해서였으며
그의 관측 사실을 알지 못했던 찰스 메시에(Charles Messier)가 이후에 독립적인 관측을 통해 이 천체를 기록하였다.

 

비록 M47은 밝은 천체이고 찾아보기도 쉽지만 가장 적은 밀도를 가진 산개성단 중 하나이기도 하다.
이 성단은 다른 유사한 성단들이 수천개의 별들을 가지고 있음에 반해 12광년 폭에 대략 50개의 별들만이 존재하는 것으로 보인다.

 

M47이 항상 식별해내기 쉬운 천체만은 아니다.

사실 수년동안 이 천체는 사라진 것으로 생각되었으며 메시에는 그 좌표를 부정확하게 기록하였다.
이 성단은 후에 재발견되어 또다른 천체목록에 NGC 2422로 등재되었다.
메시에의 실수로 인해 M47과 NGC 2422가 사실은 동일한 천체라는 확실한 결론은 1959년 캐나다의 천문학자인 T. F. 모리스에 의해 확정되었다.

 

이 별들의 밝은 청백색은 이들의 온도를 알려주는 것이며 좀더 뜨거운 별일수록 좀더 파랗게 보이고, 차가운 별일수록 좀더 붉은 색으로 보인다.
색과 밝기, 온도간의 관계는 플랑크 곡선(the Planck curve)을 이용하여 시각화될 수 있다.
그러나 분광기를 이용하여 수집된 별의 색깔에 대한 보다 세밀한 연구는 천문학자들에게 더 많은 것을 말해주는데 여기에는 별의 얼마나 빨리 자전하는지, 별의 화학적 구성이 어떻게 되는지가 포함되어 있다.

 

사진에는 또한 몇몇 밝고 붉은 별들도 존재하는데 이 적색 거성들은 좀더 낮은 질량을 가지고 있어 파란색으로 좀더 오랫동안 유지되는 별들보다
더 짧은 생애주기를 가지고 있으며 보다 더 후반의 생애에 접어든 별들이다[1].

 

 

M47은 하늘에서 또다른 대조가 되는 성단인 M46과 우연히 가까운 거리에 위치하고 있다.
그러나 M47이 상대적으로 가까운 1600광년 거리임에 반해 M46은 5500광년 거리에 위치하며 최소한 500개에 달하는 훨씬 더 많은 별을 가지고 있다.

하지만 M46은 훨씬더 많은 별들을 품고 있음에도 더 먼 거리로 인해 훨씬 더 희미하게 보인다.

 

M46은 M47보다 나이든 누이로 고려될 수 있을 것이다.
M46의 경우 그 연령은 거의 3억년이지만 M47의 연령은 7천 8백만년밖에 되지 않는다.

 

결과적으로 M46에 있는 가장 무겁고 밝게 빛나는 별들 중 상당수는 이미 생애를 마치고 더이상 보이지 않는 것이며 따라서 더 늙은 산개성단에서 대부분의 별들은 더 붉고 더 차가운 별들만이 보이게 되는 것이다.
M47의 사진은 ESO의 우주보석프로그램(The ESO Cosmic Gems programme)의 일환으로 제작된 것이다[2].

 

Credit:ESO, IAU & Sky and Telescope

 

표1> 이 표는 고물자리와 청명하고 어두운 밤하늘이라면 육안으로 볼 수 있는 모든 별들을 담고 있다. 
표에 담긴 하늘에는 몇몇 밝은 산개 성단들이 포함되어 있는데 이들 중 가장 으뜸인 M47이 원으로 표시되어 있으며 이와 대조되는 자매 성단 M46도 나타나 있다.
이 두 개 성단 모두 작은 망원경으로도 관측 가능하다.
M47의 경우는 훨씬 적은 별들을 가지고 있지만 훨씬 밝은 별들이 포함되어 있다.

 

 

Credit:ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

 

사진 2> 이 광대역 사진은 고물자리의 일부를 보여주고 있다.
사진 중앙에 M47이 보이며 이보다 더 많은 별들이 포함되어 있지만 훨씬 멀리 떨어진 M46은 왼쪽 모서리에 보인다.
이 사진은 DSS2의 일환으로 제작된 것이다.

 

 

 

 

 

 

 

각주

[1] 별의 생애는 원천적으로 그 질량에 달려있다.
무거운 별은 태양보다 훨씬 많은 물질들을 가지고 있으며 백만년 단위의 짧은 삶을 살게 된다. 
이에 반해 훨씬 적은 질량을 가진 별들은 수십억년에 걸쳐 빛을 유지하게 된다. 
산개성단의 별들은 대개 동일한 연령을 가지며 동일한 화학적 구성을 가지고 시작된 별들이다. 
따라서 성단 내에서 매우 밝게 빛나는 무거운 별들은 빠른 속도로 진화하여 곧 적색 거성으로 변화하게 되고, 가장 먼저 수명을 마치게 된다.
이에 반해 보다 적은 질량을 가진, 보다 차가운 별들은 오랜동안 계속남아 있게 된다.

 

[2] ESO의 우주보석프로그램(The ESO Cosmic Gems programme)은 교육과 공공 봉사를 목적으로 ESO의 망원경을 활용하여 재미있고, 흥미로우며 시각적으로 매우 멋진 천체 사진을 제공하는데 목적을 두고 있다.  
이 프로그램에 의해 망원경이 사용되는 시간에는 일체의 과학적 탐사를 수행할 수 없다. 
물론 이렇게 수집된 모든 데이터들은 과학적 목적에도 합치할 것이며, ESO의 과학자료 축적을 통해 천문학자에게도 유용하게 사용될 수 있을 것이다. 

 

출처 : 유럽 남반구 천문대(European Southern Observatory) Press Release  2014년 12월 17일자 
         http://www.eso.org/public/news/eso1441/

 

참고 : M47을 비롯한 각종 성단에 대한 포스팅은 하기 링크 INDEX를 통해 조회할 수 있습니다.
         https://big-crunch.tistory.com/12346975

 

 

원문>

eso1441 — Photo Release

The Hot Blue Stars of Messier 47

17 December 2014

This spectacular image of the star cluster Messier 47 was taken using the Wide Field Imager camera, installed on the MPG/ESO 2.2-metre telescope at ESO’s La Silla Observatory in Chile. This young open cluster is dominated by a sprinkling of brilliant blue stars but also contains a few contrasting red giant stars.

Messier 47 is located approximately 1600 light-years from Earth, in the constellation of Puppis (the poop deck of the mythological ship Argo). It was first noticed some time before 1654 by Italian astronomer Giovanni Battista Hodierna and was later independently discovered by Charles Messier himself, who apparently had no knowledge of Hodierna’s earlier observation.

Although it is bright and easy to see, Messier 47 is one of the least densely populated open clusters. only around 50 stars are visible in a region about 12 light-years across, compared to other similar objects which can contain thousands of stars.

Messier 47 has not always been so easy to identify. In fact, for years it was considered missing, as Messier had recorded the coordinates incorrectly. The cluster was later rediscovered and given another catalogue designation — NGC 2422. The nature of Messier’s mistake, and the firm conclusion that Messier 47 and NGC 2422 are indeed the same object, was only established in 1959 by Canadian astronomer T. F. Morris.

The bright blue–white colours of these stars are an indication of their temperature, with hotter stars appearing bluer and cooler stars appearing redder. This relationship between colour, brightness and temperature can be visualised by use of the Planck curve. But the more detailed study of the colours of stars using spectroscopy also tells astronomers a lot more — including how fast the stars are spinning and their chemical compositions. There are also a few bright red stars in the picture — these are red giant stars that are further through their short life cycles than the less massive and longer-lived blue stars [1].

By chance Messier 47 appears close in the sky to another contrasting star cluster — Messier 46. Messier 47 is relatively close, at around 1600 light-years, but Messier 46 is located around 5500 light-years away and contains a lot more stars, with at least 500 stars present. Despite containing more stars, it appears significantly fainter due to its greater distance.

Messier 46 could be considered to be the older sister of Messier 47, with the former being approximately 300 million years old compared to the latter’s 78 million years. Consequently, many of the most massive and brilliant of the stars in Messier 46 have already run through their short lives and are no longer visible, so most stars within this older cluster appear redder and cooler.

This image of Messier 47 was produced as part of the ESO Cosmic Gems programme [2].

Notes

[1] The lifetime of a star depends primarily on its mass. Massive stars, containing many times as much material as the Sun, have short lives measured in millions of years. on the other hand much less massive stars can continue to shine for many billions of years. In a cluster, the stars all have about the same age and same initial chemical composition. So the brilliant massive stars evolve quickest, become red giants sooner, and end their lives first, leaving the less massive and cooler ones to long outlive them.

[2] The ESO Cosmic Gems programme is an outreach initiative to produce images of interesting, intriguing or visually attractive objects using ESO telescopes, for the purposes of education and public outreach. The programme makes use of telescope time that cannot be used for science observations. All data collected may also be suitable for scientific purposes, and are made available to astronomers through ESO’s science archive.

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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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