MOO J1142+1527

 

Credit NASA/JPL-Caltech/Gemini/CARMA

 

사진 1> MOO J1142+1527 이라는 이름의 이 은하단은 85억년 전의 우주에 존재하던 모습을 보여주고 있다.

사진 중앙에 보이는 붉은 빛의 은하들이 이 은하단의 중심부를 구성하고 있다.

이 사진은 다양한 파장의 관측 기구들로부터 관측된 데이터를 합성하여 만들어진 것이다.
NASA 스피처 우주망원경에 의해 관측된 적외선 대역은 붉은색으로, 하와이 마누아 케아 정상의 제미니 천문대에 포착된 근적외선 및 가시광선 데이터는 초록색과 파란색으로, 캘리포니아 오웬스 계곡 근처에 있는 자리잡은 밀리미터파 천체 망원경 배열(the Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy, 이하 CARMA)의 데이터는 보라색으로 표시되어 있다.

이 은하단은 은하와 함께 수천만도로 들끓는 뜨거운 가스 덩어리를 안고 있기도 하다.

CARMA가 바로 이 가스의 탐지와 은하단의 질량을 측정하기 위해 사용되었다.

 

천문학자들이 멀리 떨어진 우주에서 은하들이 대규모로 몰려 있는 지역을 발견했다.
이번 발견을 가능케 해 준, NASA 스피처 우주 망원경과 광대역 적외선 탐사위성(Wide-field Infrared Survey Explorer, 이하 WISE)에 감사드린다.

 

85억 광년 거리에 위치하고 있는 이 은하단은 이처럼 먼 거리에서 발견된 천체로는 가장 거대한 규모를 가지고 있는 천체이다.

 

은하단이란 수천억 개의 별을 품고 있는 각각의 은하 1천여 개가 중력적으로 엮여 있는 천체를 말한다.

 

은하단은 새로운 은하를 포섭하며 점점 몸집을 키워간다.
은하단은 어떻게 진화되어 왔는가? 그리고 수십억년 전 과거에는 어떤 모습이었을까?

 

이러한 질문에 대답하기 위해 천문학자들은 우주가 지금보다 훨씬 젊었던 머나먼 우주를 관측한다.
빛이 우리에게 도달하기까지는 많은 시간이 걸리기 때문에 우리가 머나먼 천체를 봤을 때는 바로 이들의 과거를 보는 셈이 된다.

예를 들어 무거운 과밀도 천체(Massive Overdense Object, MOO) J1142+1527 이라는 이름의 이번에 새로 발견된 은하단은 지구가 탄생하기도 훨씬 전인 85억년 전에 존재하던 은하단이다.
 
이 멀리 떨어진 은하들의 빛이 우리에게 도달할 때는 우주의 팽창에 의해 빛의 파장이 늘어나면서 적외선이 된다.

바로 이 지점에서 WISE와 스피처가 도움이 된 것이다.

 

적외선 우주 망원경들에게 이처럼 멀리 떨어진 은하를 관측해내는 것은 마치 체리나무에서 빨갛게 익은 체리를 따는 것과 같다.
스피처 우주 망원경이 촬영한 적외선 사진에서 가까운 은하들은 하얀색으로 보임에 반해 멀리 떨어진 이 은하들은 선명한 빨간색 점으로 보인다.

 

천문학자들은 우선 이 머나먼 은하단의 후보군이 WISE 목록에 존재하는지를 확인한다.
WISE 목록에는 2010년부터 2011년까지 하늘 전체를 촬영하며 얻어낸 수억 개의 천체가 포함되어 있다.

 

그리고 나서 스피처우주 망원경을 이용하여 이와 가장 관련이 있는 천체를 200개로 한정하였다.

스피처는 WISE와는 달리 하늘의 모든 영역을 관측하지는 않지만 훨씬 더 상세하게 볼 수는 있다.

 

2015년 10월 20일 아스트로피지컬 저널에 개재된 논문의 주저자인 플로리다 대학의 안토니 곤잘레스(Anthony Gonzalez)의 소감은 다음과 같다.
"스피처와 WISE를 함께 활용하며 2억 5천만개의 천체에서 가장 무거운 질량을 가진 은하단을 찾아갈 수 있었습니다."

 

이번 관측에서 MOO J1142+1527 은 극단적으로 무거운 천체들 중에서도 단연 두드러지는 천체였다.

 

이 은하단까지의 거리를 측정하기 위해 하와이 마우나케아의 W.M.켁 천문대와 제미니 천문대가 동원되었으며 그 결과 거리는 85억 광년으로 밝혀졌다.
여기에 캘리포니아 오웬스 계곡 근처에 있는 자리잡은 CARMA의 관측 데이터를 이용하여 이 은하단의 질량을 결정할 수 있었는데 그 질량은 무려 태양 질량의 천조배에 해당했으며 이는 이처럼 머나먼 우주에 존재하는 은하단으로서는 가장 무거운 질량에 해당하는 수치였다.

 

과학자들의 추정치에 따르면 MOO J1142+1527은 이 당시의 우주에 남겨진 몇 안되는 은하단들 중 하나일 것으로 보인다.

 

NASA 제트추진연구소의 WISE 프로젝트 과학자이자 이번 논문의 공동저자인 피터 아이센하르트(Peter Eisenhardt)의 설명은 다음과 같다.
"우주 초기에 은하단이 얼마까지 성장할 수 있는지에 대한 우리의 이해에 따르면  이 은하단은 당시에 존재했던 다섯 개의 가장 무거운 은하단 중 하나임에 틀림없습니다."

 

연구팀은 내년부터 스피처우주 망원경을 이용하여 1,700여개의 은하단 중에서 가장 규모가 큰 은하단을 찾을 계획이다.

 

곤잘레스의 소감은 다음과 같다.
"가장 무거운 은하단을 찾기만 한다면 우리는 이 극단적인 환경에서 어떻게 은하들이 성장해올 수 있었는지에 대한 연구를 시작할 수 있을겁니다."
 

 

출처 : NASA Spitzer Space Telescope Recent News  2015년 11월 3일 
  http://www.spitzer.caltech.edu/news/1812-feature15-11-Whopping-Galaxy-Cluster-Spotted-with-Help-of-NASA-Telescopes
       
참고 : MOO J1142+1527을 비롯한 각종 은하단 및 은하에 대한 포스팅은 하기 링크 INDEX를 통해 조회할 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>

11.03.15

Whopping Galaxy Cluster Spotted with Help of NASA Telescopes

Astronomers have discovered a giant gathering of galaxies in a very remote part of the universe, thanks to NASA's Spitzer Space Telescope and Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). The galaxy cluster, located 8.5 billion light-years away, is the most massive structure yet found at such great distances.

Galaxy clusters are gravitationally bound groups of thousands of galaxies, which themselves each contain hundreds of billions of stars. The clusters grow bigger and bigger over time as they acquire new members.

How did these clusters evolve over time? What did they look like billions of years ago? To answer these questions, astronomers look back in time to our youthful universe. Because light takes time to reach us, we can see very distant objects as they were in the past. For example, we are seeing the newfound galaxy cluster -- called Massive Overdense Object (MOO) J1142+1527 -- as it existed 8.5 billion years ago, long before Earth formed.

As light from remote galaxies makes its way to us, it becomes stretched to longer, infrared wavelengths by the expansion of space. That's where WISE and Spitzer help out.

For infrared space telescopes, picking out distant galaxies is like plucking ripe cherries from a cherry tree. In the infrared images produced by Spitzer, these distant galaxies stand out as red dots, while closer galaxies look white. Astronomers first combed through the WISE catalog to find candidates for clusters of distant galaxies. WISE catalogued hundreds of millions of objects in images taken over the entire sky from 2010 to 2011.

They then used Spitzer to narrow in on 200 of the most interesting objects, in a project named the “Massive and Distant Clusters of WISE Survey,” or MaDCoWS. Spitzer doesn't observe the whole sky like WISE, but can see more detail.

"It's the combination of Spitzer and WISE that lets us go from a quarter billion objects down to the most massive galaxy clusters in the sky," said Anthony Gonzalez of the University of Florida in Gainesville, lead author of a new study published in the Oct. 20 issue of the Astrophysical Journal Letters.

From these observations, MOO J1142+1527 jumped out as one of the most extreme.

The W.M. Keck Observatories and Gemini Observatory on Mauna Kea in Hawaii were used to measure the distance to the cluster at 8.5 billion light-years. Using data from the Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy (CARMA) telescopes near Owens Valley in California, the scientists were then able to determine that the cluster's mass is a quadrillion times that of our sun -- making it the most massive known cluster that far back in space and time. 

MOO J1142+1527 may be one of only a handful of clusters of this heft in the early universe, according to the scientists' estimates.

"Based on our understanding of how galaxy clusters grow from the very beginning of our universe, this cluster should be one of the five most massive in existence at that time," said co-author Peter Eisenhardt, the project scientist for WISE at NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California.

In the coming year, the team plans to sift through more than 1,700 additional galaxy cluster candidates with Spitzer, looking for biggest of the bunch.

once we find the most massive clusters, we can start to investigate how galaxies evolved in these extreme environments," said Gonzalez.

JPL managed and operated WISE for NASA's Science Mission Directorate in Washington. In September 2013, WISE was reactivated, renamed NEOWISE and assigned a new mission to assist NASA's efforts to identify potentially hazardous near-Earth objects. JPL manages the Spitzer Space Telescope mission for NASA's Science Mission Directorate, Washington. Science operations and data processing for Spitzer and NEOWISE take place at the Infrared Processing and Analysis Center at the California Institute of Technology in Pasadena. Caltech manages JPL for NASA.