조각실자리 난쟁이은하(The Sculptor Dwarf Galaxy) : 부끄러움을 많이 타는 우리의 이웃 은하

2015. 9. 17. 22:113. 천문뉴스/유럽남부천문대(ESO)

 

Credit:ESO

 

사진 1> ESO 라실라 천문대의 2.2미터 MPG/ESO 망원경에 장착된 광대역화상카메라로 촬영된 조각실자리 난쟁이은하는 미리내와 가까운 거리에 위치하는 이웃은하이다.
이러한 근접성에도 불구하고 미리내와 이 은하는 확연히 다른 역사와 성격을 가지고 있다.
이 은하는 미리내보다 훨씬 작고 희미하지만 훨씬 오래된 은하이며 이 사진에서는 사진 전체를 가득 채우고 있는 희미한 별들의 구름처럼 보인다.
훨씬 멀리 떨어져 있는 수많은 은하들이 조각자리 난쟁이 은하의 희박한 별 사이로 그 모습을 드러내고 있다. 
 
ESO 라실라 천문대의 2.2미터 MPG/ESO 망원경에 장착된 광대역화상카메라로 촬영된 조각실자리 난쟁이은하는 미리내와 가까운 거리에 위치하고 있는 이웃은하이다.

이러한 근접성에도 불구하고 두 개 은하는 확연히 다른 역사와 성격을 가지고 있다.
이 은하는 미리내보다 훨씬 작지만 훨씬 오래된 은하로서 초기 우주에서 별과 은하의 형성에 대해 연구할 수 있는 귀중한 대상이기도 하다.
그러나 그 밝기가 너무 희미하여 연구에 애를 먹기도 한다.

 
조각자리 난쟁이타원은하 또는 조각자리 난쟁이회전타원체 은하로도 알려져 있는 이 은하는 미리내 주위를 떠도는 14개 위성 은하중 하나이다.[1]
이들 위성은하들은 미리내의 나선팔 너머 구형으로 광활하게 뻗어있는 헤일로 내에 자리잡고 있다.

 

그 이름이 말해주고 있듯 이 은하는 남반구의 별자리인 조각자리에 자리잡고 있으며 지구로부터 28만 광년 거리에 위치하고 있다.
이처럼 가까운 거리에 위치하고 있음에도 불구하고 그 별들이 매우 희미하면서 희박하게 하늘을 가로지르며 펼쳐져 있어 1937년에 와서야 발견될 수 있었다.

 

비록 명확하게 구분해내기가 어려워도  이 은하는 미리내를 떠도는 희미한 난쟁이 은하로서는 처음으로 발견된 은하이다.

 

발견당시 이 은하의 형태는 천문학자들에게 많은 호기심을 불러일으켰다. 
오늘날 난쟁이회전타원체 은하들은 우리 우주의 과거를 좀더 깊게 파헤치는데 중요한 역할을 수행하고 있다.
 
모든 거대 은하들과 마찬가지로 미리내는 우주의 초기 시대에 작은 은하들이 합쳐져서 몸집을 키워온 것으로 생각되고 있다.
만약 이 작은 은하들 중의 일부가 오늘날에도 여전히 남아 있다면 그 은하는 엄청나게 나이를 먹은 별들을 많이 가지고 있을 것이다.

바로 이 조각자리 난쟁이 은하가 원시 은하의 형태에 꼭 맞아떨어지는 은하이다.
사진에 보이는 수많은 고대의 별들에게 감사를 드리지 않을 수 없다.

 

천문학자들은 별빛으로부터 무거운 원소들이 얼마 존재하지 않는다는 사실을 분석하여 별들의 나이를 결정할 수 있다.
무거운 원소는 별들이 세대를 거듭할수록 누적되면서 증가한다.
따라서 조각자리 난쟁이은하에 있는 별들에서 무거운 원소의 존재 비율이 낮다는 것은 그 나이가 상당히 많다는 것을 의미하는 것이다.
이처럼 늙은 별들이 상당히 많이 있기 때문에 조각자리 난쟁이 은하는 별 생성의 초기 시대를 연구하는 주요 대상으로 활용된다.
 
최근의 연구를 통해 천문학자들은 이 은하와 관련된 모든 데이터를 조합하여 난쟁이 회전타원체 은하로서는 가장 정확한 별 생성의 역사를 구현해낼 수 있었다.
이 분석자료는 이 은하에서 두 개로 명백하게 구분되는 별들이 있음을 알려주고 있다.
첫번째 그룹은 나이를 많이 먹은 최초의 별들로서 이 별들은 무거운 원소들이 결핍된 양상을 보여주고 있다.
첫번째 그룹보다는 규모가 작은 두 번째 그룹의 별들은 무거운 원소를 많이 보유하고 있는 별들이다.

마치 젊은이들은 도시로 모여들듯이 이 어린 별들 역시 은하의 중심부에 집중되어 있다.

 

조각자리 난쟁이은하와 같은 난쟁이 은하내의 별들은 복잡한 별 생성의 역사를 보여줄 수 있는 별들이다.
그러나 이들 난쟁이 은하들의 별 대부분은 서로 고립되어 있고 수십억년동안 일체의 상호작용을 겪지 않았다.
따라서 각 별들은 자신만의 진화 역사를 그대로 담고 있다.

 

난쟁이 은하들의 역사에서 나타나는 유사성을 연구하고 이따금씩 나타나는 특성들을 설명하면 상상하기도 어려운 작은 난쟁이 은하들로부터 거대한 나선은하에 이르기까지 모든 은하들의 발전양상을 설명하는데 도움이 될 것이다.

이것이야말로 수줍음을 많이 타는 이 미리내의 이웃 은하들로부터 얻을 수 있는 가르침이다.

 

 

Credit:ESO/IAU and Sky & Telescope

표 1> 이 표는 남반구의 희미한 별자리인 조각자리를 보여주고 있다.
표 상의 모든 별들은 청명한 밤하늘에서라면 맨눈으로 볼 수 있는 별들이며 조각자리 난쟁이은하의 위치는 붉은색 원으로 표시되어 있다.
이 은하는 눈으로 찾아보기가 매우 어려운 은하로서 1937년 사진건판 상에서 발견되었다.

 

Credit:ESO/Digitized Sky Survey 2

 

사진2> DSS2에 의해 촬영된 조각자리 난쟁이은하와 그 주위 하늘의 모습이다.
이 은하는 사진 복판에서 작고 희미한 구름처럼 보인다.

 

각주

[1] 이 은하를 조각자리에서 훨씬 밝게 빛나는 은하인 NGC 253과 혼동해서는 안된다.

 

출처 : 유럽 남반구 천문대(European Southern Observatory) Photo Release  2015년 9월 15일자 
         http://www.eso.org/public/news/eso1536/
        

참고 : 조각실자리 난쟁이은하를 비롯한 각종 은하 및 은하단에 대한 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>

eso1536 — Photo Release

A Shy Galactic Neighbour

16 September 2015

The Sculptor Dwarf Galaxy, pictured in this new image from the Wide Field Imager camera, installed on the 2.2-metre MPG/ESO telescope at ESO’s La Silla Observatory, is a close neighbour of our galaxy, the Milky Way. Despite their close proximity, both galaxies have very distinct histories and characters. This galaxy is much smaller and older than the Milky Way, making it a valuable subject for studying both star and galaxy formation in the early Universe. However, due to its faintness, studying this object is no easy task.

The Sculptor Dwarf Galaxy — also known as the Sculptor Dwarf Elliptical or the Sculptor Dwarf Spheroidal — is a dwarf spheroidal galaxy, and is one of the fourteen known satellite galaxies orbiting the Milky Way [1]. These galactic hitchhikers are located close by in the Milky Way’s extensive halo, a spherical region extending far beyond our galaxy’s spiral arms. As indicated by its name, this galaxy is located in the southern constellation of Sculptor and lies about 280 000 light-years away from Earth. Despite its proximity, the galaxy was only discovered in 1937, as its stars are faint and spread thinly across the sky.

Although difficult to pick out, the Sculptor Dwarf Galaxy was among the first faint dwarf galaxies found orbiting the Milky Way. The tiny galaxy’s shape intrigued astronomers at the time of its discovery, but nowadays dwarf spheroidal galaxies play a more important role in allowing astronomers to dig deeply into the Universe’s past.

The Milky Way, like all large galaxies, is thought to have formed from the build-up of smaller galaxies during the early days of the Universe. If some of these small galaxies still remain today, they should now contain many extremely old stars. The Sculptor Dwarf Galaxy fits the bill as a primordial galaxy, thanks to a large number of ancient stars, visible in this image.

Astronomers can determine the age of stars in the galaxy because their light carries the signatures of only a small quantity of heavy chemical elements. These heavy elements accumulate in galaxies with successive generations of stars. A low level of heavy elements thus indicates that the average age of the stars in the Sculptor Dwarf Galaxy is high.

This quantity of old stars makes the Sculptor Dwarf Galaxy a prime target for studying the earliest periods of star formation. In a recent study, astronomers combined all the data available for the galaxy to create the most accurate star formation history ever determined for a dwarf spheroidal galaxy. This analysis revealed two distinct groups of stars in the galaxy. The first, predominant group is the older population, which is lacking in heavier elements. The second, smaller population, in contrast, is rich with heavy elements. Like young people crowding into city centres, this youthful stellar population is concentrated toward the galaxy’s core.

The stars within dwarf galaxies like the Sculptor Dwarf Galaxy can exhibit complex star formation histories. But as most of these dwarf galaxies’ stars have been isolated from each other and have not interacted for billions of years, each collection of stars has charted its own evolutionary course. Studying the similarities in dwarf galaxies’ histories, and explaining the occasional outliers, will help to explain the development of all galaxies, from the most unassuming dwarf to the grandest spirals. There is indeed much for astronomers to learn from the Milky Way’s shy neighbours.

Notes

[1] This faint galaxy should not be confused with the much brighter Sculptor Galaxy (NGC 253) in the same constellation.

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