2016. 1. 30. 22:11ㆍ3. 천문뉴스/유럽남부천문대(ESO)
사진 1> VLT탐사망원경에 장착된 오메가캠(the OmegaCAM)으로 촬영된 이 사진은 특이하게 깨끗한 작은 은하를 촬영한 것이다.
IC 1613이라는 이름의 이 은하는 매우 적은 양의 먼지를 가지고 있어 그 내부를 매우 확실하게 들여다 볼 수 있는 은하이다.
많은 은하들이 먼지로 가득 차 있는 반면, 어떤 은하들은 가스와 별들 사이를 휘젖고 있는 불투명한 우주의 검댕들로 만들어진 검은 띠를 드문드문 가지고 있기도 하다.
그런데 ESO VLT탐사망원경에 장착된 오메가캠(OmegaCAM)이 촬영한 이 새로운 사진의 주인공은 독특하기만 하다.
IC 1613이라는 이름의 이 작은 은하는 진정 깔끔한 결벽증 환자와 같은 은하이다.
IC 1613에는 먼지가 거의 없어 천문학자들이 매우 선명하게 그 내부를 들여다 볼 수 있는 은하이다.
그런데 이것은 단순히 외양에만 한정된 문제는 아니다.
이 은하의 결벽증은 우리를 둘러싼 우주를 이해하는데 있어 매우 중요한 과제이기도 하다.
IC 1613은 고래자리에 자리잡고 있는 난쟁이 은하이다.
이 VST 사진은 [1] 은하 전역에 흩뿌려져 있는 별들과 밝은 분홍색의 가스를 매우 세밀하게 보여줌으로써, 일반적이지 않은 은하의 아름다움을 보여준다.
IC 1613이 발견된 것은 1906년 독일 천문학자 막스 볼프(Max Wolf)에 의해서였다.
1928년 같은 독일인인 발터 바데(Walter Baade)는 캘리포니아 윌슨산 천문대에서 훨씬 강력한 성능을 가진 2.5미터 망원경을 이용하여 개개의 별들을 구분해 내는데 성공하였다.
이 관측으로부터 천문학자들은 이 은하가 미리내와 매우 가까운 거리에 위치하는 것이 틀림없다는 것을 알게 되었다.
바늘 한 점과 같은 별들이 구분되기 위해서는 그 거리가 매우 가까워야 하기 때문이다.
천문학자들은 IC 1613을 미리내를 비롯하여 50 개 이상의 은하들이 모여 있는 국부 은하군의 일원으로 확정하였다.
IC 1613은 지구로부터 230만 광년 거리에 위치하고 있다.
이 은하는 가까운 거리로 인해 상대적으로 많은 연구가 수행된 은하이다.
천문학자들은 이 은하가 별들로 이루어진 은하 원반과 같이 다른 작은 은하들에서 발견되는 많은 구성요소들이 결여된 불규칙 난쟁이 은하라는 것을 알게 되었다.
그렇다면 IC 1613이 가진 결핍을 만회해주는 것은 무엇일까.
우리는 IC 1613까지의 거리를 매우 높은 정확도로 알고 있다.
이는 일정부분은 이 은하 내부와 미리내에서 이 은하까지의 시선 사이에 먼지가 적기 때문에 가능했던 것인데 그 결과 훨씬 명확하게 관측이 가능했기 때문이다. [2]
IC 1613까지의 거리를 정확하게 알 수 있는 두 번째 이유는 이 은하가 세페이드 변광성과 거문고자리 RR형 변광성이라는 두 가지 유형의 별을 주목할만큼 많이 가지고 있기 때문이다. [3]
두 유형의 별들 모두 주기적인 깜빡임을 보이는 별들로서 특정 주기에서 더 큰 별일수록 더 밝게 빛나는 특성을 가지고 있다.
지구에서 매일매일 살아가는 우리가 이미 알고 있듯이 전구나 양초와 같은 빛은 더 멀리 떨어져 있을수록 더 어두워진다.
천문학자들은 이 단순한 법칙을 통해 대상 천체가 우주에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 정확하게 알 수 있게 된다.
대상 천체의 원래 밝기가 얼마인지를 아는 것은 이른바 대상 천체의 고유 밝기를 알게 되는 것이다.
세페이드 변광성이나 거문고자리 RR형 변광성들은 밝아졌다가 어두워지는 주기가 바로 이 고유 밝기와 연관되어 있다.
따라서 천문학자들은 그 밝기 변화 폭이 얼마나 빠른지를 측정함으로써 해당 별의 고유 밝기를 알게 된다.
과학자들은 또한 측정된 겉보기 밝기를 고유 밝기와 비교하여 이들이 현재 보이는만큼 희미해지려면 얼마나 멀리 떨어져 있어야 하는지를 알게 된다.
고유 밝기가 규명된 별들은 천문학자들의 표현에 따르면 "표준 전구'로서, 특정 밝기를 지닌 전구가 눈에 보이는 밝기를 기반으로 그 거리간격을 잴 수 있는 훌륭한 기준점으로 사용될 수 있는 것과 같은 작용을 하게 된다.
IC 1613이 보유하고 있는 것과 같은 변광성이나 훨씬 더 드물긴 하지만 매우 멀리 떨어진 곳에서 발견되는 Ia 유형의 초신성과 같은 표준전구를 이용하여 천문학자들은 우주의 거리를 나타내는 사다리를 더더욱 깊게 한조각 한조각씩 맞춰넣을 수 있게 된다.
10여년 전 IC 1613은 우주의 팽창을 규명하는데 변광성들을 어떻게 활용할 수 있는지를 과학자들이 연구하는데 있어서 도움이 되기도 했다.
형태가 갖추어지지 않은 은하라고 해서 나쁜 것만은 아닌 것이다.
표1> 이 표는 고래자리에 자리잡고 있는 희미한 이웃 은하 IC 1613의 위치를 보여주고 있다.
표 상의 대부분의 별들은 맑고 검은 하늘이라면 모두 맨눈으로도 볼 수 있는 별들이다.
이 은하는 매우 낮은 표면 밝기를 가지고 있어 눈으로 찾아보기는 대단히 어렵다.
사진 2> 이 광대역 사진은 고래자리의 난쟁이 은하 IC 1613 과 그 주변의 모습을 보여주고 있다.
이 사진은 DSS2의 일환으로 촬영 및 제작된 사진이다.
IC 1613이 사진 중앙에 희미한 별들의 뭉치를 지닌 불규칙한 모양으로 보인다.
각주
[1] 오메가캠(OmegaCAM)은 32개의 CCD에 총 2억 56백만 픽셀의 화소를 갖춘 카메라로서 칠레 파라날 천문대의 2.6미터 VLT에 장착되어 있는 카메라이다.
오메가캠이 촬영한 사진을 더 보려면 다음을 클릭해보라
[2] 우주먼지는 탄소나 철, 그리고 이보다도 더 큰 미세한 분자등 다양한 무거운 원소들로 만들어진다.
먼지는 단순히 대상 천체를 둘러싸서 보기가 어렵게 만들뿐 아니라 빛이 산란되면서 푸른 빛이 소거되게 만들기도 한다.
그 결과 우주먼지는 우리가 망원경을 통해 볼 때 그 대상을 실제보다 더 붉게 보이게 만든다.
천문학자들은 대상 천체를 연구할 때 이렇게 붉어진 정도를 계산해낼 수 있다.
하지만 아직까지는 좀더 적색화가 덜 나타날수록 관측 정확도는 좀더 큰 것으로 보인다.
[3] 다른 두 마젤란 은하와는 달리 IC 1613은 거문고자리 RR형 변광성이 식별된 국부 은하군의 유일한 불규칙 난쟁이 은하이다.
출처 : 유럽 남반구 천문대(European Southern Observatory) Photo Release 2016년 1월 27일자
http://www.eso.org/public/news/eso1603/
참고 : IC 1613을 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>
eso1603 — Photo Release
The Milky Way’s Clean and Tidy Galactic Neighbour
27 January 2016
Many galaxies are chock-full of dust, while others have occasional dark streaks of opaque cosmic soot swirling in amongst their gas and stars. However, the subject of this new image, snapped with the OmegaCAM camera on ESO’s VLT Survey Telescope in Chile, is unusual — the small galaxy, named IC 1613, is a veritable clean freak! IC 1613 contains very little cosmic dust, allowing astronomers to explore its contents with great clarity. This is not just a matter of appearances; the galaxy’s cleanliness is vital to our understanding of the Universe around us.
IC 1613 is a dwarf galaxy in the constellation of Cetus (The Sea Monster). This VST image [1] shows the galaxy’s unconventional beauty, all scattered stars and bright pink gas, in great detail.
German astronomer Max Wolf discovered IC 1613’s faint glow in 1906. In 1928, his compatriot Walter Baade used the more powerful 2.5-metre telescope at the Mount Wilson Observatory in California to successfully make out its individual stars. From these observations, astronomers figured out that the galaxy must be quite close to the Milky Way, as it is only possible to resolve single pinprick-like stars in the very nearest galaxies to us.
Astronomers have since confirmed that IC 1613 is indeed a member of the Local Group, a collection of more than 50 galaxies that includes our home galaxy, the Milky Way. IC 1613 itself lies just over 2.3 million light-years away from us. It is relatively well-studied due to its proximity; astronomers have found it to be an irregular dwarf that lacks many of the features, such as a starry disc, found in some other diminutive galaxies.
However, what IC 1613 lacks in form, it makes up for in tidiness. We know IC 1613’s distance to a remarkably high precision, partly due to the unusually low levels of dust lying both within the galaxy and along the line of sight from the Milky Way — something that enables much clearer observations [2].
The second reason we know the distance to IC 1613 so precisely is that the galaxy hosts a number of notable stars of two types: Cepheid variables and RR Lyrae variables [3]. Both types of star rhythmically pulsate, growing characteristically bigger and brighter at fixed intervals (eso1311).
As we know from our daily lives on Earth, shining objects such as light bulbs or candle flames appear dimmer the further they are away from us. Astronomers can use this simple piece of logic to figure out exactly how far away things are in the Universe— so long as they know how bright they really are, referred to as their intrinsic brightness.
Cepheid and RR Lyrae variables have the special property that their period of brightening and dimming is linked directly to their intrinsic brightness. So, by measuring how quickly they fluctuate astronomers can work out their intrinsic brightness. They can then compare these values to their apparent measured brightness and work out how far away they must be to appear as dim as they do.
Stars of known intrinsic brightness can act like standard candles, as astronomers say, much like how a candle with a specific brightness would act as a good gauge of distance intervals based on the observed brightness of its flame’s flicker.
Using standard candles — such as the variable stars within IC 1613 and the less-common Type Ia supernova explosions, which can seen across far greater cosmic distances — astronomers have pieced together a cosmic distance ladder, reaching deeper and deeper into space.
Decades ago, IC 1613 helped astronomers work out how to utilise variable stars to chart the Universe’s grand expanse. Not bad for a little, shapeless galaxy.
Notes
[1] OmegaCAM is a 32-CCD, 256-million-pixel camera mounted on the 2.6-metre VLT Survey Telescope at Paranal Observatory in Chile. Click here to view more images taken by OmegaCAM.
[2] Cosmic dust is made of various heavier elements, such as carbon and iron, as well as larger, grainier molecules. Not only does dust block out light, making dust-shrouded objects harder to see, it also preferentially scatters bluer light. As a result, cosmic dust makes objects appear redder when seen through our telescopes than they are in reality. Astronomers can factor out this reddening when studying objects. Still, the less reddening, the more precise an observation is likely to be.
[3] Other than the two Magellanic Clouds, IC 1613 is the only irregular dwarf galaxy in the Local Group in which RR Lyrae type variable stars have been identified.
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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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