IC 4651

 

Credit:ESO

 

사진 1> 찬란한 별들이 수놓고 있는 이 테피스트리는 칠레 라실라 천문대의 MPG/ESO 2.2미터 망원경에 장착된 광대역화상기를 이용하여 촬영된 것이다.

이 사진은 산개성단 IC 4651의 모습으로서 이 별무리는 제단 자리에 위치하고 있다.

      

사진에 보이는 것과 같은 산개성단은 아름다운 사진 촬영의 대상으로서만 완벽한 대상은 아니다.

이와 같은 별무리들은 별무리 내에 있는 대부분의 별들과 함께 과학자들로 하여금 별들이 어떻게 진화하고 최후를 맞는지를 연구할 수 있게 해주는 실험실이기도 하다.

라실라 천문대의 광대역 화상기(the Wide Field Imager, 이하 WFI)로 촬영된 이 별무리는 IC 4651로서 다양한 별들을 품고 있는 별무리이다.

 

별들이 느슨하게 몰려 있는 이 별무리는 IC 4651이라는 이름의 산개성단으로서 제단자리 방향으로 3천 광년 거리에 위치하고 있다.

이 별무리의 나이는 약 17억 살로서 산개성단으로서는 중년에 해당하는 나이이다.

C 4651은 안데스 고원에 천문관측 시설을 설립한 선구자인 솔론 베일리(Solon Bailey)에 의해 발견되었으며 1896년 덴마크계 아일랜드 천문학자인 존 루이스 에밀 드레이어(John Louis Emil Dreyer)에 의해 등재되었다.

미리내에서 익히 알려진 산개성단은 1천 개가 넘으며 실제로는 이보다 훨씬 많은 산개성단이 존재할 것으로 생각되고 있다.
그리고 알려진 산개성단 중 상당 수에 대해 심도있는 연구가 진행되었다.

이와 같은 별무리의 관측을 통해 미리내에서 별무리 및 개개 별들의 형성과 진화에 대한 지식이 지속적으로 향상되고 있다.

별무리들은 천문학자들로 하여금 별의 진화 모델을 실험할 수 있는 기회를 제공해주고 있다.

 

IC 4651 의 별들은 대개 동일한 시점에 동일한 가스구름으로부터 형성된 별들이다.[1]

이들 형제자매지간이 되는 별들은 상호간의 인력 및 별 사이사이에 위치하고 있는 가스에 의해 느슨하게 엮여 있다.

 

이 별무리 속하는 별들이 주위를 도는 또다른 별무리 혹은 가스구름과 상호작용을 하게 되면서, 그리고 별 사이사이에 자리잡고 있는 가스가 새로운 별들을 만드는데 사용되거나 아니면 별무리로부터 내쳐지면서 별무리의 구조는 변화를 맞기 시작한다.

결국 별무리 내에 남아 있는 질량은 어떤 별들이라도 쉽게 빠져나올 수 있을만큼 약한 인력만 남을 정도까지 줄어들게 된다.

IC 4651에 대한 최근의 관측에 따르면 이 별무리에는 태양 질량의 630배 정도에 해당하는 질량이 남아 있는 상태[2]이다.
이 별무리는 맨처음 시작되었을 때는 최소 8,300 여개의 별들이 포함되어 있었으며 총 질량은 태양 질량의 5,300 배였을 것으로 생각되고 있다.

이 별무리는 상대적으로 나이를 많은 먹은 축이기 때문에 질량을 잃어버린 이유 중 하나로 가장 무거운 질량을 가진 별들이 이미 삶의 끝에 먼저 다다라 초신성 폭발로 사라졌기 때문이라는 점을 들 수 있다. 

 

하지만 사실 잃어버린 별들 중 대다수는 최후를 맞았다기 보다는 그저 자리를 옮긴 것에 지나지 않는다.

이 별들은 거대한 가스 구름이 통과하면서 별무리로부터 떨어져나왔거나 이웃 별무리와의 조우 과정에서 별무리로부터 떨어져나왔을 수도 있으며 이도 저도 아니라면 그저 원래 자리에서 흘러나가버렸을 수도 있다.

 

이렇게 잃어버리게 된 별들 중 일부는 여전히 이 별무리와 중력적으로 엮인채 훨씬 멀리 떨어진 거리에서 별무리 주위를 돌고 있을 수도 있다.

잃어버린 별들 중 나머지는 다른 별무리로 이동해 갔을 수도 있고 미리내 어딘가에 자리를 잡고 있을 수도 있다.

우리 태양 역시 이미 미리내 여기저기로 흩어져버린 형제별이 있었던, IC 4651과 같은 별무리 내의 일원이었을지도 모른다.

 

이 사진은 광대역 화상기를 이용하여 촬영되었다.

이 카메라는 라실라 천문대의 MPG/ESO 2.2미터 망원경에 영구적으로 장착되어 있는 카메라이다.

이 카메라는 총 6700만 화소를 갖춘 여러 CCD로 구성되어 있으며 한 번에 보른달 하나만큼의 너비를 촬영할 수 있다.

이 장비는 가시광선에서 근적외선 대역까지 활용이 가능하며 40개 이상의 필터를 탑재할 수 있다.

이 사진은 단 3개의 필터를 이용하여 촬영된 것이다.

 

 

Credit:ESO/IAU and Sky & Telescope

 

표1> 이 표는 제단 자리를 보여주고 있다.

표 상에 등장하는 별들 대부분은 청명한 밤하늘에서라면 맨눈으로 볼 수 있는 별들이다.

중급 정도의 망원경으로 관측이 가능한 산개성단 IC 4651의 위치가 붉은 색 원으로 표시되어 있다.

 

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

 

사진 2> IC 4651 과 그 주변을 광대역으로 담아낸 이 사진은 DSS2의 일환으로 촬영 및 제작된 것이다.

IC 4651이 사진 중앙에 희미한 별들의 뭉치로 보인다.

왼쪽에 보이는 밝은 별은 제단자리에서 가장 밝게 빛나는 알파별이다.

 

 

각주

[1] IC 4651에 속하는 수많은 별들이 사진에 담겨 있지만 사진에 보이는 매우 밝은 별들 중 상당수는 사실 우리와 별무리 사이에 위치하고 있는 별들이며 희미한 별들은 훨씬 멀리 위치하고 있는 별들이다.

 

[2] 이러한 수량은 좀더 한정된 지역만을 관측하여 중심으로부터 훨씬 멀리 떨어져 있는 상당수의 별들을 누락한 이전의 연구에서 제시된 숫자보다 훨씬 많은 숫자이다. 
    
 

출처 : 유럽 남반구 천문대(European Southern Observatory) Photo Release  2015년 8월 19일자 
          http://www.eso.org/public/news/eso1534/

 

참고 :  IC 4651을 비롯한 각종 성단에 대한 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다.          
           https://big-crunch.tistory.com/12346975

 

원문>

eso1534 — Photo Release

Sibling Stars

19 August 2015

Open star clusters like the one seen here are not just perfect subjects for pretty pictures. Most stars form within clusters and these clusters can be used by astronomers as laboratories to study how stars evolve and die. The cluster captured here by the Wide Field Imager (WFI) at ESO’s La Silla Observatory is known as IC 4651, and the stars born within it now display a wide variety of characteristics.

The loose speckling of stars in this new ESO image is the open star cluster IC 4651, located within the Milky Way, in the constellation of Ara (The Altar), about 3000 light-years away. The cluster is around 1.7 billion years old — making it middle-aged by open cluster standards. IC 4651 was discovered by Solon Bailey, who pioneered the establishment of observatories in the high dry sites of the Andes, and it was catalogued in 1896 by the Danish–Irish astronomer John Louis Emil Dreyer.

The Milky Way is known to contain over a thousand of these open clusters, with more thought to exist, and many have been studied in great depth. Observations of star clusters like these have furthered our knowledge of the formation and evolution of the Milky Way and the individual stars within it. They also allow astronomers to test their models of how stars evolve.

The stars in IC 4651 all formed around the same time out of the same cloud of gas [1]. These sibling stars are only bound together very loosely by their attraction to one another and also by the gas between them. As the stars within the cluster interact with other clusters and clouds of gas in the galaxy around them, and as the gas between the stars is either used up to form new stars or blown away from the cluster, the cluster’s structure begins to change. Eventually, the remaining mass in the cluster becomes small enough that even the stars can escape. Recent observations of IC 4651 showed that the cluster contains a mass of 630 times the mass of the Sun [2] and yet it is thought that it initially contained at least 8300 stars, with a total mass 5300 times that of the Sun.

As this cluster is relatively old, a part of this lost mass will be due to the most massive stars in the cluster having already reached the ends of their lives and exploded as supernovae. However, the majority of the stars that have been lost will not have died, but merely moved on. They will have been stripped from the cluster as it passed by a giant gas cloud or had a close encounter with a neighbouring cluster, or even simply drifted away.

A fraction of these lost stars may still be gravitationally bound to the cluster and surround it at a great distance. The remaining lost stars will have migrated away from the cluster to join others, or have settled elsewhere in the busy Milky Way. The Sun was probably once part of a cluster like IC 4651, until it and all its siblings were gradually separated and spread across the Milky Way.

This image was taken using the Wide Field Imager. This camera is permanently mounted at the MPG/ESO 2.2-metre telescope at the La Silla Observatory. It consists of several CCD detectors with a total of 67 million pixels and can observe an area as large as the full Moon. The instrument allows observations from visible light to the near infrared, with more than 40 filters available. For this image, only three of these filters were used.

Notes

[1] Although many of the stars captured here belong to IC 4651, most of the very brightest in the picture actually lie between us and the cluster and most of the faintest ones are more distant.

[2] This quantity is in fact much larger than the numbers quoted by previous studies which surveyed smaller regions, leaving out many of the cluster’s stars that lie further from its core.

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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 16 countries: Austria, Belgium, Brazil, the Czech Republic, Denmark, France, Finland, Germany, Italy, the Netherlands, Poland, Portugal, Spain, Sweden, Switzerland and the United Kingdom, along with the host state of Chile. 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".

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