CG4 - 야수의 입

 

사진1>  Credit:ESO

 

거대한 우주의 생명체가 입을 쩍 벌리고 선 모습을 닮은 혜성형 구상체 CG4가 ESO 초거대망원경(이하 VLT)이 촬영한 사진에서 위협적으로 빛을 뿜어내고 있다.

비록 사진에서는 매우 크고 밝게 보이지만 실제 이 성운은 너무나 희미해서 아마추어 천문인들이 담아내기에는 매우 어려운 천체이다.

CG4의 정확한 특성은 여전히 수수께끼의 영역으로 남아 있다.

 

1976년 마치 혜성과 같이 길쭉한 모습을 가지고 있는 천체들이 호주 UK 슈미트 망원경에 의해 발견된 바 있다.

이들의 외형으로 인해 이 천체들은 혜성형 구상체(cometary globules)로 알려지게 되었지만 사실 이들은 혜성과는 아무런 공통점도 가지고 있지 않은 천체이다.

 

이들은 모두 검 성운(the Gum Nebula)이라 불리는 거대한 불타는 가스 구역에 위치하고 있었다.

검 성운의 중심부에 위치하고 있었던 이 천체들은 고밀도의 검은 먼지로 이루어진 머리와 대체적으로 벨라 초신성 잔해 반대 방향으로 늘어선 희미하고 기다란 꼬리를 가지고 있었다. 

 

비록 이 천체들은 상대적으로 가까운 곳에 위치하고 있었지만 천문학자들이 이들을 인지하는데 오랜 시간이 걸린 것은 이들이 너무나 희미하게 빛나는 천체들어서 감지하기가 어려웠기 때문이다.

 

이 새로운 사진에 담긴 CG4는 가끔 '신의 손'으로 불리기도 하는 천체로서 혜성형 구상체 중 하나이다.

이 천체는 고물자리 방향으로 지구로부터 1300광년 거리에 위치하고 있다.

 

이 사진에서 부분적으로만 보여 마치 거대한 괴물의 머리를 닮은 CG4 머리 부분의 직경은 1.5광년이다.

사진의 아랫쪽으로 뻗어있어 이 사진에는 보이지 않는 이 혜성형 구상체의 꼬리는 8광년 길이에 달한다.

그러나 천문학의 견지에서 볼 때는 이는 상대적으로 작은 성운에 해당하는데, 상대적으로 작은 크기는 혜성형 구상체의 일반적인 특징이기도 하다.

 

지금까지 발견된 혜성형 구상체들은 모두 혼자 독립적으로 존재하고 있고, 미리내 내부에서 중성 가스와 먼지 구름으로 구성된 상대적으로 작은 성운들이며 뜨거운 이온화 물질들에 의해 둘러싸여 있다.

 

CG4의 머리 부분은 두꺼운 가스와 먼지로 이루어져 있는데, 이 부분만은 지근거리에 위치한 별들의 빛을 반사해 내고 있어 목격이 가능하다.

이 별들로부터 쏟아져나오는 복사는 이 혜성형 구상체의 머리를 점진적으로 파괴시키고 있으며 별빛을 산란시키고 있는 미세한 입자들이 깎여져 나오고 있다.

 

그러나 CG4의 먼지 구름은 여전히 태양 정도 크기의 별 여러 개를 만들어내기에 충분한 가스를 소유하고 있다.
실제 CG4는 활동적으로 새로운 별들을 만들어내고 있으며 이는 아마도 검 성운에 에너지를 부여하고 있는 별들의 복사가 CG4에까지 이르면서 촉발된 것으로 보인다.

 

왜 CG4와 또다른 혜성형 구상체들이 자신들만의 독특한 형태를 가지고 있는지는 여전히 천문학자들간의 논쟁거리로 남아 있으며 여기에는 두 가지 이론이 다듬어져 왔다.

그 중 한 이론은 CG4를 비롯한 혜성형 구상체들이 원래는 구형의 성운이었는데 근거리에서 초신성 폭발이 발생하면서 그 여파로 원래의 형태가 붕괴되면서 새롭고 독특한 형태로 변하게 된 것으로 보고 있다.

또다른 이론은 혜성형 구상체들이 뜨겁고 무거운 O형, B형 별들의 강력한 별폭풍과 이온화 복사에 의해 다듬어진 것으로 보고 있다.

 

이러한 효과들은 '코끼리 코'와 같은 이름을 만들어낸 괴상한 형태를 설명해 줄 수 있으며 따라서 결국 혜성형 구상체에도 적용이 가능한 효과들이기도 하다. 

보다 많은 정보를 알아내기 위해 천문학자들은 이들의 질량이나 밀도, 온도와 혜성형 구상체 내 물질들의 속도에 대해 알아야 할 필요가 있다.

 

이러한 요소들은 분자 분광선의 측정에 의해 결정될 수 있는 정보들이며 이 파장은 ALMA와 같은 장비들에 의해  밀리미터 파장에서 가장 쉽게 접근이 가능한 정보이다.
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이 사진은 시각적으로 흥미롭고 아름다운 천체들을 ESO의 망원경들을 활용하여 촬영하는데 목적을 둔 ESO의 우주보석프로그램(The ESO Cosmic Gems programme)에 의해 촬영된 사진이다.
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. 

 

Credit:ESO, IAU and Sky & Telescope

 

표1> 이 표에는 남반구의 별자리 고물자리가 담겨 있다.
표 상의 대부분의 별은 청명하고 어두운 밤하늘이라면 육안으로 볼 수 있는 별들이다.

이 표에 표시되어 있는 독특한 혜성형 구상체 CG4는 너무도 희미하여 20세기에 이르기까지 일체 발견되지 않았던 천체이다. 

 

Credit:ESO and Digitized Sky Survey 2

 

사진2> 이 광대역 사진은 별들이 가득 들어차 있는 고물자리를 보여주고 있다.

사진 중앙에 독특한 혜성형 구상체 CG4가 보인다.

사진에는 또한 훨씬 멀리 떨어져 있는 나선형 은하를 포함한 흥미로운 천체들이 보인다.

이 천연색 사진은 DSS2의 일환으로 제작되었다.

 

 

출처 : 유럽 남반구 천문대(European Southern Observatory) Press Release  2015년 1월 28일자 
         http://www.eso.org/public/news/eso1503/

 

참고 : CG4를 비롯한 다양한 성운에 대한 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다. 
          https://big-crunch.tistory.com/12346974

 

 

원문>

eso1503 — Photo Release

The Mouth of the Beast

VLT images cometary globule CG4

28 January 2015

Like the gaping mouth of a gigantic celestial creature, the cometary globule CG4 glows menacingly in this new image from ESO’s Very Large Telescope. Although it appears to be big and bright in this picture, this is actually a faint nebula, which makes it very hard for amateur astronomers to spot. The exact nature of CG4 remains a mystery.

In 1976 several elongated comet-like objects were discovered on pictures taken with the UK Schmidt Telescope in Australia. Because of their appearance, they became known as cometary globules even though they have nothing in common with comets. They were all located in a huge patch of glowing gas called the Gum Nebula. They had dense, dark, dusty heads and long, faint tails, which were generally pointing away from the Vela supernova remnant located at the centre of the Gum Nebula. Although these objects are relatively close by, it took astronomers a long time to find them as they glow very dimly and are therefore hard to detect.

The object shown in this new picture, CG4, which is also sometimes referred to as God’s Hand, is one of these cometary globules. It is located about 1300 light-years from Earth in the constellation of Puppis (The Poop, or Stern).

The head of CG4, which is the part visible on this image and resembles the head of the gigantic beast, has a diameter of 1.5 light-years. The tail of the globule — which extends downwards and is not visible in the image — is about eight light-years long. By astronomical standards this makes it a comparatively small cloud.

The relatively small size is a general feature of cometary globules. All of the cometary globules found so far are isolated, relatively small clouds of neutral gas and dust within the Milky Way, which are surrounded by hot ionised material.

The head part of CG4 is a thick cloud of gas and dust, which is only visible because it is illuminated by the light from nearby stars. The radiation emitted by these stars is gradually destroying the head of the globule and eroding away the tiny particles that scatter the starlight. However, the dusty cloud of CG4 still contains enough gas to make several Sun-sized stars and indeed, CG4 is actively forming new stars, perhaps triggered as radiation from the stars powering the Gum Nebula reached CG4.

Why CG4 and other cometary globules have their distinct form is still a matter of debate among astronomers and two theories have developed. Cometary globules, and therefore also CG4, could originally have been spherical nebulae, which were disrupted and acquired their new, unusual form because of the effects of a nearby supernova explosion. Other astronomers suggest, that cometary globules are shaped by stellar winds and ionising radiation from hot, massive OB stars. These effects could first lead to the bizarrely (but appropriately!) named formations known as elephant trunks and then eventually cometary globules.

To find out more, astronomers need to find out the mass, density, temperature, and velocities of the material in the globules. These can be determined by the measurements of molecular spectral lines which are most easily accessible at millimetre wavelengths — wavelengths at which telescopes like the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) operate.

This picture comes from the ESO Cosmic Gems programme, 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 a major partner in ALMA, the largest astronomical project in existence. And on Cerro Armazones, close to Paranal, ESO is building the 39-metre European Extremely Large Telescope, the E-ELT, which will become “the world’s biggest eye on the sky”.

Links

• ESO Cosmic Gems programme
• Photos of the Very Large Telescope
• Photos from the Very Large Telescope

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