SDSS J103842.59+484917.7

 

Credit  X-ray: NASA/CXC/UA/J.Irwin et al; Optical: NASA/STScI

 

 

• 이 일련의 은하는 '체셔 고양이(Cheshire Cat)'라는 별명을 가지고 있다. 왜냐하면 그 모습이 마치 웃고 있는 고양이과 동물을 연상시키기 때문이다.

• 고양이 모습을 연출하고 있는 구조 중 몇몇은 훨씬 더 멀리 떨어진 은하로부터 출발한 빛이 앞쪽에 위치한 은하의 거대한 질량에 의해 구부러지면서 만들어진 것이다.

• 이 사진은 알버트 아인슈타인이 일반상대성 이론에서 예견한 '중력렌즈'현상을 촬영한 것으로서 일반상대성이론 발표 100주년을 기념하여 발표된 것이다.

• 찬드라 빛통이 잡아낸 X선은 두 개의 '눈'을 구성하는 은하들과 거대한 은하 간 충돌을 통해 서로 뒤섞이고 있는 작은 은하들의 모습을 보여주고 있다.
   

백년 전, 알버트 아인슈타인(Albert Einstein)은 20세기의 가장 위대한 과학적 성과 중 하나인 일반상대성 이론을 발표했다.
아인슈타인 이론의 핵심적인 결과는 물질이 시공간을 구부리고 있다는 점이다. 
이 이론대로라면 무거운 물체가 멀리서오는 빛을 구부리는 모습을 볼 수 있다.

 

이러한 이론이 관측을 통해 처음으로 증명된 것은 일식을 통해서였다.
태양 뒷편으로 멀리 떨어져 있는 별로부터 오는 빛이 태양 근처에서 예견된 정도만큼 휜 것이다.

 

이후 천무학자들은 이른바 '중력렌즈'라 불리는 이러한 현상을 여러번 발견하였다.
이 현상은 우주적 규모의 환영 외에도 아무리 강력한 성능을 자랑하는 빛통이라도 관측이 어려울만큼 극단적으로 멀리 떨어져 있는 은하나 은하무리를 탐사할 수 있는 기회를 제공해 주고 있다.

 

체셔 고양이를 구성하는 은하들에 대한 최근의 연구 결과는 100년 전 아인슈타인의 이론에서 예측한 현상이 어떻게 오늘날의 새로운 발견을 선도하는지를 보여주고 있다.

 

천문학자들이 이 은하군에 '체셔 고양이'라는 이름을 붙이 이유는 고양이가 웃는듯한 모습을 하고 있는 형태 때문이다.
고양이 형상을 구성하고 있는 천체들 중 몇몇은 실제로는 아주 멀리 떨어져 있는 은하이지만 그 은하에서 출발한 빛이 앞쪽에 위치한 거대한 질량 덩어리에 의해 구부려지고 팽창된 모습을 하고 있다.

 

여기서 거대한 질량체의 상당 부분은 오로지 중력렌즈 효과를 통해서만 그 존재를 탐지할 수 있는 암흑물질이다.
좀더 구체적으로, 이 거대한 질량이 뒤틀어놓은 먼 거리의 은하는 두 개의 눈과 코를 구성하고 있는 은하 주위에서 발견된다.

 

원형의 얼굴을 구성하는 여러 아치는 눈을 구성하고 있는 은하들의 뒤에 정확히 도열해 있는 훨씬 멀리 떨어져 있는 4개의 은하들이 중력렌즈 현상을 겪으면서 만들어낸 것이다.

중력렌즈를 통해 모습을 드러낸 아치의 모습 뿐 아니라 이 아치를 만들어낸 각각의 은하들은 허블우주빛통을 통한 가시광선 관측으로도 찾아볼 수 있다.

 

눈을 구성하고 있는 은하는 각각의 은하군에서 가장 밝은 빛을 뿜어내는 은하이다.
이 두 개의 은하군은 서로에 대해 시속 48만 킬로미터의 속도로 접근하고 있다.

 

찬드라 X선 빛통에 의해 획득된 데이터(보라색)는 수백만도로 가열된 뜨거운 가스의 존재를 보여주고 있는데 이는 은하군 하나가 다른 은하군으로 쓸려들어가고 있다는 것을 알려주는 증거이기도 하다.

 

또한 이 X선 데이터는 체셔 고양이의 왼쪽 눈에 해당하는 은하군에 왕성하게 주변의 물질들을 먹어치우고 있는 초거대질량의 블랙홀을 품고 있는 은하가 있다는 사실도 알려주고 있다.

천문학자들은 체셔 고양이 은하군이 하나의 거대한 타원은하와 이보다 훨씬 작은 희미한 은하로 구성된 이른바 '화석이 되어버린 은하군(Fossil group)'이 될 것으로 생각하고 있다.

화석이 되어버린 은하군은 모든 은하군이 진화단계에서 거치게 되는 특정 시기에 해당하는 것일지도 모른다.

이러한 이유로 천문학자들은 이 은하군의 행동과 속성에 대해 보다 더 많은 지식을 얻고자 노력하고 있다.

체셔 고양이 은하군은 천문학자들에게 화석이 되어버린 은하군이 막 시작되는 단계를 연구할 수 있는 기회를 제공하고 있는 것이다.

 

천문학자들은 체셔 고양이의 두 개의 눈을 구성하는 은하군이 약 100억년 후에는 하나로 합쳐질 것이라고 예상하고 있다.
이때가 되면 매우 거대한 하나의 은하와 이보다는 훨씬 작은 10여개의 은하들이 뭉쳐있는 은하군이 남게 될 것이다.

이때가 되면 비로서 '화석이 되어버린 은하군'이라는 말에 걸맞은 모습을 하게 되겠지만 아마도 "싸이클롭스" 은하군이라는 이름이 더 잘 어울리게 될지도
모를 일이다.

 

체셔 고양이 은하군에 대한 이번 새로운 논문은 최근 아스트로피지컬 저널에 개재되었으며 온라인판에도 개재되었다.

논문의 저자는 다음과 같다.
알라바마 대학의 지미 어윈(Jimmy Irwin)과 루카스 존슨(Lucas Johnson), 레이몬드 화이트 3세(Raymond White III),
브라질 국립천문대의 호나우도 더브크(Renato Dupke),

제미니 천문대의 로드리고 카라스코(Rodrigo Carrasco),
하바드 스미스소니언 천체물리학 센터의 피터 맥심(Peter Maksym)

 

출처 : NASA CHANDRA X-RAY Observatory Photo Album  2015년 11월 23일
         http://chandra.harvard.edu/photo/2015/cheshirecat/

 

참고 : SDSS J103842.59+484917.7을 비롯한 각종 은하군 및 은하에 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>

SDSS J103842.59+484917.7: Where Alice in Wonderland Meets Albert Einstein

• This group of galaxies has been nicknamed the "Cheshire Cat" because of its resemblance to a smiling feline.

 

• Some of the cat-like features are actually distant galaxies whose light has been stretched and bent by the large amounts of mass contained in foreground galaxies.

 

• This is an effect called "gravitational lensing," predicted by Einstein's Theory of General Relativity that is celebrating its 100th anniversary.

 

• X-rays from Chandra show that the two "eye" galaxies and the smaller galaxies associated with them are slamming into one another in a giant galactic collision.

 

One hundred years ago this month, Albert Einstein published his theory of general relativity, one of the most important scientific achievements in the last century.

A key result of Einstein's theory is that matter warps space-time, and thus a massive object can cause an observable bending of light from a background object. The first success of the theory was the observation, during a solar eclipse, that light from a distant background star was deflected by the predicted amount as it passed near the Sun.

Astronomers have since found many examples of this phenomenon, known as "gravitational lensing." More than just a cosmic illusion, gravitational lensing provides astronomers with a way of probing extremely distant galaxies and groups of galaxies in ways that would otherwise be impossible even with the most powerful telescopes.

The latest results from the "Cheshire Cat" group of galaxies show how manifestations of Einstein's 100-year-old theory can lead to new discoveries today. Astronomers have given the group this name because of the smiling cat-like appearance. Some of the feline features are actually distant galaxies whose light has been stretched and bent by the large amounts of mass, most of which is in the form of dark matter detectable only through its gravitational effect, found in the system.

More specifically, the mass that distorts the faraway galactic light is found surrounding the two giant "eye" galaxies and a "nose" galaxy. The multiple arcs of the circular "face" arise from gravitational lensing of four different background galaxies well behind the "eye" galaxies. The individual galaxies of the system, as well as the gravitationally lensed arcs, are seen in optical light from NASA's Hubble Space Telescope.

Each "eye" galaxy is the brightest member of its own group of galaxies and these two groups are racing toward one another at over 300,000 miles per hour. Data from NASA's Chandra X-ray Observatory (purple) show hot gas that has been heated to millions of degrees, which is evidence that the galaxy groups are slamming into one another. Chandra's X-ray data also reveal that the left "eye" of the Cheshire Cat group contains an actively feeding supermassive black hole at the center of the galaxy.

Astronomers think the Cheshire Cat group will become what is known as a fossil group, defined as a gathering of galaxies that contains one giant elliptical galaxy and other much smaller, fainter ones. Fossil groups may represent a temporary stage that nearly all galaxy groups pass through at some point in their evolution. Therefore, astronomers are eager to better understand the properties and behavior of these groups.

The Cheshire Cat represents the first opportunity for astronomers to study a fossil group progenitor. Astronomers estimate that the two "eyes" of the cat will merge in about one billion years, leaving one very large galaxy and dozens of much smaller ones in a combined group. At that point it will have become a fossil group and a more appropriate name may be the "Cyclops" group.

A new paper on the Cheshire Cat was recently published in The Astrophysical Journal and appears online. The authors are Jimmy Irwin (University of Alabama), Renato Dupke (National Observatory of Brazil), Rodrigo Carrasco (Gemini Observatory), Peter Maksym (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), Lucas Johnson, Raymond White III (Alabama).

NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, manages the Chandra program for NASA's Science Mission Directorate in Washington. The Smithsonian Astrophysical Observatory in Cambridge, Massachusetts, controls Chandra's science and flight operations.

 

 

Fast Facts for SDSS J103842.59+484917.7:
Credit	X-ray: NASA/CXC/UA/J.Irwin et al; Optical: NASA/STScI
Release Date	November 23, 2015
Scale	Image is 1.3 arcmin across (about 1.45 million light years)
Category	Groups & Clusters of Galaxies
Coordinates (J2000)	RA 10h 38m 47.44s | Dec +48° 48' 12.7"
Constellation	Ursa Major
Observation Date	2 pointings on 24 Jan and 01 Feb 2010
Observation Time	19 hours 30 min.
Obs. ID	11756, 12098
Instrument	ACIS
References	Irwin, J. et al, 2015, ApJ, 806, 268; arXiv:1505.05501
Color Code	X-ray (Pink); Optical (Red, Green, Blue)

Distance Estimate

About 4.6 billion light years (z=0.431)