화로자리 은하단의 중심부

 

Credit:ESO. Acknowledgement: Aniello Grado and Luca Limatola

 

사진 1> 화로자리 은하단은 국부 은하군 너머에 있는 은하단으로서는 가장 가까운 거리에 있는 은하단 중 하나이다. 
VST가 촬영한 이 사진은 화로자리 은하단의 중심부를 대단히 세밀하게 보여주고 있다. 
하단 우측에 아름다운 자태를 뽐내는 막대나선은하가 NGC 1365 이며, 사진 왼쪽에 있는 커다란 타원은하가 NGC 1399이다.

 

 

사진2>  Credit:ESO. Acknowledgement: Aniello Grado and Luca Limatola

 

 

ESO 파라날 천문대의 VLT 서베이 망원경(the VLT Survey Telescope, 이하 VST)이 촬영한 이 새로운 사진은 화로자리 은하단(the Fornax Cluster)으로 알려져 있는 은하의 장대한 집중 양상이 담겨 있다.
이 은하단은 남반구의 별자리인 화로자리에서 발견할 수 있다.
이 은하단은 다양한 형태와 크기를 가진 은하들을 보유하고 있으며 이들 중 몇몇은 비밀을 품고 있기도 하다.

 

은하들이 은하단이라 알려져 있는 거대한 군집을 형성하는 것을 보면 은하 역시 사회적 동물인듯 느껴진다.

 

실제 은하단의 중력은 은하단 내의 모든 은하들을 하나로 묶어 마치 단일한 천체인듯 유지하게 만든다.
이러한 인력은 우리 눈에 보이는 은하들 뿐만 아니라 어마어마한 양의 암흑물질로부터 발생하는 것이다.

 

하나의 은하단에는 약 100여 개에서 1,000 여개에 이르는 은하들이 포함되어 있으며 은하단의 폭은 5백만 광년에서 3천만 광년 정도이다.

은하단의 형태는 깔끔하게 한정되는 것이 아니어서 어디에서 시작하여 어디에서 끝이 나는지를 정확하게 결정하기는 매우 어렵다.

 

그러나 천문학자들은 화로자리 은하단 중심부의 경우 지구로부터 6,500만 광년 거리에 위치하고 있는 것으로 추정하고 있다.

좀더 정확하게 알려진 바로는 이 은하단의 중심부 지역에는 거의 60개에 달하는 거대한 은하들이 있으며 이와 유사한 수의 비교적 작은 난쟁이 은하들이 존재하고 있다고 한다.

 

 

Credit:ESO, IAU and Sky & Telescope

 

표1> 이 지도는 남반구의 별자리인 화로자리에서 맨눈으로 보이는 별들을 기록한 것이다.

이 별자리는 비록 희미한 별자리이긴 하지만 화로자리 은하단이라는 지근거리의 은하단을 보유한 별자리이다.

화로자리 은하단의 위치가 붉은 색 원으로 표시되어 있다.

이 은하단 내의 여러 은하들은 작은 망원경으로도 희미한 얼룩처럼 볼 수 있는 은하들이다.

 

이와 같은 은하단들은 우주에서 일상적으로 존재하는 천체들이며, 엄청난 질량을 가진 개개 은하들을 한 군데로 집중하게 만든다는 측면에서 엄청난 거리 범위에 영향을 미치는 강력한 중력의 힘을 보여주는 것이라 할 수 있다.

사진 왼쪽 측면의 중간 지점에 세 개의 밝고 보풀진 거품처럼 보이는 것들은 cD 은하 - 은하 간의 충돌 합병을 겪은 은하 - 로 알려져 있는 은하들이다.

 

NGC 1399라는 이름으로 불리는 이와 같은 cD 은하들은 타원은하와 유사하게 보이지만 그 크기가 훨씬 크고 훨씬 더 확장된 희미한 테두리를 두르고 있는 은하이다. [1]

이 은하는 중력에 이끌려 은하단의 중심으로 끌려들어온 훨씬 더 작은 은하들을 집어삼키면서 몸집을 불려온 은하이다. [2]

게다가 이곳에는 이러한 카니발리즘이 바로 우리 눈앞에서 벌어지고 있다는 증거가 있다.  

 

이탈리아 국립 천체물리학 연구소(INAF), 카포디몬테 천문대의 엔리체타 이오디체(Enrichetta Iodice)가 이끄는 천문학 연구팀의 최근 작업은 [3]
ESO의 VST 데이터를 이용하여 NGC 1399와 이보다는 더 작은 은하인 NGC 1387사이를 잇고 있는 매우 희미한 다리의 존재를 밝혀냈다.

 

예전에는 일체 목격되지 않았던 이 다리는 양 은하보다는 어느정도 더 푸른색을 띠고 있는데,  이는 이 다리가 NGC 1387로부터 끌려나와 NGC 1399로 끌려들어가고 있는 가스 속에서 만들어진 별로 구성되어 있음을 말해주는 것이다. (이 다리는 너무나 희미해서 이 사진에서는 보이지 않는다.)

 

화로자리 은하단에서는 전반적으로 은하간의 상호작용이 진행되고 있음을 말해주는 증거가 거의 없음에도 불구하고 최소한 NGC 1399는  여전히 이웃 은하들을 집어삼키고 있는 은하인 것으로 보인다.

 

사진에서 하단 우측으로 보이는 거대한 막대나선은하는 NGC 1365이다.

NGC 1365는 인상적인 막대나선은하이다.

이 은하는 은하의 중심부를 가로지르는 두드러진 막대 모양을 가지고 있으며 이 막대의 양 끝에서 나선팔이 뻗어나오고 있는 모습을 보여주고 있다. 

 

은하단의 본성과 걸맞게, 이곳에는 눈으로 보이는 것보다 훨씬 더 많은 특징들이 있다.

이 은하는 밝고 활동적인 은하핵과 그 중심에 초거대질량의 블랙홀을 품고 있는  세이퍼트 은하로 분류된다.

 

이 인상적인 사진은 ESO 파라날 천문대의 VST에 의해 촬영된 것이다.

지름 2.6미터의 VST는 오늘날의 규격으로 봤을 때 결코 규모가 큰 망원경은 아니다. 그러나 이 망원경은 특별히 대규모 관측을 수행하도록 설계된 망원경이다.

VST를 독보적으로 만들어주는 것은 거대한 보정상과 온하늘 탐사에 최적화되어 개발된 256메가픽셀의 카메라 오메가캠(OmegaCAM )에 있다.

이 카메라를 이용하여 VST는 상당히 넓은 구역에 대해 깊은 노출의 사진을 빠르게 만들어낼 수 있고 ESO의 VLT와 같이 개별 천체에 대한 세세한 영상을 남길 수 있는 진정한 거대 망원경의 지위를 유지하고 있다.

 

 

Credit:ESO and Digitized Sky Survey 2. Acknowledgment: Davide De Martin

 

사진3> 이 사진은 가시광선을 이용하여 광대역으로 촬영한 화로자리 은하단의 모습으로 DSS2의 일환으로 적색 및 청색 필터를 이용하여 촬영된 것이다.

사진의 폭은 약 3도(보름달 6개 너비)이다.

 

각주

 

[1] 이 사진은 화로자리 은하단의 중심 부분만을 담고 있다.
화로자리 은하단은 사진보다 훨씬 더 방대한 영역에 걸쳐 펼쳐져 있다.
  
[2] 중심 지역에 자리잡고 있는 은하들은 대개 은하단에서 가장 밝은 은하이다.
그러나 화로자리 은하단의 경우 가장 밝은 은하는 은하단의 측면에 자리잡고 있는 NGC 1316이다.  
이 은하는 이 사진에 담겨지지 않은 사진 바로 바깥쪽에 위치하고 있다.

화로자리 A (Fornax A)라는 이름으로도 알려져 있는 이 은하는 하늘에서 가장 강력한 라디오파를 복사해내는 은하 중 하나이다. 
라디오파 복사를 감지하도록 특화된 망원경에 의해서만 감지되는 라디오파는  은하에서 눈에 보이는 부분의 양쪽 끝에 우주 공간으로 훨씬 더 방대하게 퍼져 있는 거대한 구체로부터 복사되는 것이다. 
라디오파 복사에 공급되는 에너지는 은하의 중심에 숨겨져 있는 초거대질량의 블랙홀로부터 오는 것이다. 
블랙홀은 두 개의 반대되는 방향으로 고에너지 입자들을 제트로 쏟아낸다. 
이 제트들이 은하들 사이 우주 공간을 채우고 있는 가스들을 파헤치고 나갈 때 라디오파를 만들어내는 것이다.
   

[3] "VST를 이용한 화로자리 깊은 우주 탐사 I. NGC1399로부터 192킬로파섹 거리까지 확장되어 있는 희미한 헤일로(The Fornax Deep Survey with VST. I. The extended and diffuse stellar halo of NGC1399 out to 192 kpc) "라는 제목의 이 논문은 천체물리학 저널에 개재되었다. 

저자는 다음과 같다.
E. Iodice, M. Capaccioli ,  A. Grado , L. Limatola, M. Spavone, N.R. Napolitano, M. Paolillo, R. F. Peletier, M. Cantiello, T. Lisker, C. Wittmann, A. Venhola , M. Hilker , R. D’Abrusco, V. Pota, and P. Schipani 
         

출처 : 유럽 남반구 천문대(European Southern Observatory) Photo  Release  2016년 4월 13일자 
         http://www.eso.org/public/news/eso1612/        

 

참고 : 화로자리 은하단을 비롯한 각종 은하 및 은하단에 대한 포스팅은 아래 링크를 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>

eso1612 — Photo Release

Inside the Fiery Furnace

VLT Survey Telescope Captures the Fornax Cluster

13 April 2016

This new image from the VLT Survey Telescope (VST) at ESO’s Paranal Observatory in Chile captures a spectacular concentration of galaxies known as the Fornax Cluster, which can be found in the southern hemisphere constellation of Fornax (The Furnace). The cluster plays host to a menagerie of galaxies of all shapes and sizes, some of which are hiding secrets.

Galaxies, it seems, are sociable animals and they like to gather together in large groups, known as clusters. Actually it’s gravity that holds the galaxies in the cluster close together as a single entity, with the pull of gravity arising from large amounts of dark matter, as well as from the galaxies we can see. Clusters can contain anything between about 100 and 1000 galaxies and can be between about 5 and 30 million light-years across.

Galaxy clusters do not come in neatly defined shapes so it is difficult to determine exactly where they begin and end. However, astronomers have estimated that the centre of the Fornax Cluster is in the region of 65 million light-years from Earth. What is more accurately known is that it contains nearly sixty large galaxies, and a similar number of smaller dwarf galaxies. Galaxy clusters like this one are commonplace in the Universe and illustrate the powerful influence of gravity over large distances as it draws together the enormous masses of individual galaxies into one region.

At the centre of this particular cluster, in the middle of the three bright fuzzy blobs on the left side of the image, is what is known as a cD galaxy — a galactic cannibal. cD galaxies like this one, called NGC 1399, look similar to elliptical galaxies but are bigger and have extended, faint envelopes [1]. This is because they have grown by swallowing smaller galaxies drawn by gravity towards the centre of the cluster [2].

Indeed, there is evidence that this process is happening before our eyes — if you look closely enough. Recent work by a team of astronomers led by Enrichetta Iodice (INAF – Osservatorio di Capodimonte, Naples, Italy)  [3], using data from ESO’s VST, has revealed a very faint bridge of light between NGC 1399 and the smaller galaxy NGC 1387 to its right. This bridge, which has not been seen before (and is too faint to show up in this picture), is somewhat bluer than either galaxy, indicating that it consists of stars created in gas that was drawn away from NGC 1387 by the gravitational pull of NGC 1399. Despite there being little evidence for ongoing interactions in the Fornax Cluster overall, it seems that NGC 1399 at least is still feeding on its neighbours.

Towards the bottom right of this image is the large barred spiral galaxy NGC 1365. This is a striking example of its type, the prominent bar passing through the central core of the galaxy, and the spiral arms emerging from the ends of the bar. In keeping with the nature of cluster galaxies, there is more to NGC 1365 than meets the eye. It is classified as a Seyfert Galaxy, with a bright active galactic nucleus also containing a supermassive black hole at its centre.

This spectacular image was taken by the VLT Survey Telescope (VST) at ESO’s Paranal Observatory in Chile. At 2.6 metres in diameter, the VST is by no means a large telescope by today’s standards, but it has been designed specifically to conduct large-scale surveys of the sky. What sets it apart is its huge corrected field of view and 256-megapixel camera, called OmegaCAM, which was specially developed for surveying the sky. With this camera the VST can produce deep images of large areas of sky quickly, leaving the really big telescopes — like ESO’s Very Large Telescope (VLT) — to explore the details of individual objects.

Notes

[1] The image captures only the central regions of the Fornax Cluster; it extends over a larger region of sky.

[2] The central galaxy is often the brightest galaxy in a cluster, but in this case the brightest galaxy, NGC 1316, is situated at the edge of the cluster, just outside the area covered by this image. Also known as Fornax A, it is one of the most powerful sources of radio waves in the sky. The radio waves, which can be seen by specialised telescopes sensitive to this kind of radiation, emanate from two enormous lobes extending far into space either side of the visible galaxy. The energy that powers the radio emission comes from a supermassive black hole lurking at the centre of the galaxy which is emitting two opposing jets of high-energy particles. These jets produce the radio waves when they plough into the rarefied gas which occupies the space between galaxies in the cluster.

[3] “The Fornax Deep Survey with VST. I. The extended and diffuse stellar halo of NGC1399 out to 192 kpc” by E. Iodice, M. Capaccioli , A. Grado , L. Limatola, M. Spavone, N.R. Napolitano, M. Paolillo, R. F. Peletier, M. Cantiello, T. Lisker, C. Wittmann, A. Venhola , M. Hilker , R. D’Abrusco, V. Pota, and P. Schipani has been published in the Astrophysical Journal.

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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”.

Links

• Research paper
• Photos of the VST
• Press releases involving the VST

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