월간 천문뉴스 브리핑 (2016.3.18~2016.04.21)

천문지도사의 노트 열여섯번째 : 월간 천문뉴스 브리핑 (2016.3.18~2016.04.21)

 

 

1. 중력 감자.

 

포츠담 중력감자(The Potsdam Gravity Potato)라는 것이 있습니다.

이렇게 생겼습니다.

 

Image Credit: CHAMP, GRACE, GFZ, NASA, DLR

출처 : http://apod.nasa.gov/apod/ap141215.html

한국어번역 : https://big-crunch.tistory.com/12347575

  
지구의 중력분포를 묘사한 이 그래픽은 마치 그 모양이 감자처럼 생겨서, 그리고 이 중력 데이터의 연구 중심지가 독일의 포츠담이다보니 '포츠담 중력감자(The Potsdam Gravity Potato)'라는 별명을 얻게 되었습니다.
  
사진에서 붉은 색으로 표현된 것일수록, 고도가 높게 표시된 지역일수록 중력이 강한 부분입니다.
중력이 강하다는 것은 해당 부분의 밀도가 높다는 뜻이지요.
  
혹시 이 사진을 보고 "그래 지구는 둥근게 아니었어!"라고 생각하시면 안됩니다.
이건 '중력지도'일 뿐입니다. ^^
  

그런데 이와 같은 중력지도는 지구에 대해서만 만들어지는 것은 아닙니다.?
2016년 3월 21일 NASA는 해상도가 한층 더 개선된 화성의 중력 지도를 발표했습니다.
  

 

 

Credits: MIT/UMBC-CRESST/GSFC

 

출처 : http://solarsystem.nasa.gov/news/2016/03/21/new-gravity-map-gives-best-view-yet-inside-mars     
한국어번역 : https://big-crunch.tistory.com/12348616
   

이 뉴스에서 인상적이었던 것은 이 지도가 어떻게 만들어졌는가 하는 것입니다.

 

현재 화성에는 총 5개의 궤도 탐사선이 돌고 있습니다.
이중에 3개가 NASA에서 보낸 것인데요.
(마스 글로벌 서베이어, 마스 오디세이, 화성궤도탐사위성MRO )
  
NASA는 이 3개 탐사 위성의 궤도 변화 데이터를 수집했다고 합니다.
즉, 중력이 높은 곳을 지나면 궤도가 변화하는 양이 클 것이고 중력이 약한 곳을 지나면 궤도가 변화하는 양이 적을 것이라는, 아주 간단한 이치를 근거로 데이터를 수집한 것이죠.
  
그런데 이러한 궤도 편차가 사실은 대단히 미미하게 나타난다고 합니다.
그래서 궤도 변화를 야기시킨 다른 요소들, 즉, 태양전지판에 부딪힌 태양빛의 저항이나 화성 상층대기와의 미세한 마찰 등 다른 요인으로 추정되는 데이터 변이를 제거하는데 2년이 추가로 소요되었다고 합니다.
  
그렇게 3개 궤도 탐사선의 궤도 변화 양상을 수집하고, 검증하고, 역산하여 화성의 중력 지도를 그려냈다고 합니다.
정말 대단한 것 같습니다.
  
한편 지구나 화성 이외에도 다른 천체의 중력지도도 존재합니다.
  
달의 중력지도

 

Image Credit & Copyright: NASA, JPL-Caltech, MIT, GSFC

출처 : http://apod.nasa.gov/apod/ap130319.html
한국어설명 : https://big-crunch.tistory.com/12346508
  
  
수성의 중력편차

 

Image Credit: NASA, GSFC's SVS, JHU's APL, Carnegie Inst. Washington

출처 : http://apod.nasa.gov/apod/ap150505.html
한국어설명 : https://big-crunch.tistory.com/12347933
  
이러한 중력지도는 해당 천체의 내부 구조를 유추해 볼 수 있는 자료로 활용되며, 향후 해당 천체로 우주선을 접근시킬 경우 보다 정교한 접근 궤도를 설정하는데 도움을 줄 수 있고, 탐사 대상 구역의 우선순위를 식별하는 근거를 수립하는데 활용되는 등 여러 방면의 활용이 가능하다고 합니다.

 

 

2. NGC 1600 : 강호의 강자인걸까?

 

어떤 분야의 고수를 찾으려면 어디를 가야할까요?

예를 들어 카메라의 고수를 찾는다고 하면, DSLR 관련 동호회를 찾아본다면 확률이 크겠죠?
우리 별지기들 중에서도 고수를 찾는다면, 이런 저런 동호회를 찾는것이 확률이 클겁니다.

그런데 아마도 무협지나 무협영화가 만들어 준 환상 때문일지 몰라도, 진정한 고수는 재야에 은둔하고 있는게 아닐까 하는 생각도 혹시 하시지 않으시는지요?

그런데 비슷한 일이 초거대질량의 블랙홀을 찾는 천문학계에서 실제 발생했습니다.

 

 

천문학자들은 초거대질량의 블랙홀 (Supermassive Black Hole, SMBH)을 찾기 위해 주로 거대 은하단의 중심부를 관측한다고 합니다.

 

 

아무래도 은하의 대도시라는 은하단에 은하들이 많고 그 은하단의 중심부야말로 은하단 전체의 질량 중심점으로서 엄청난 질량을 자랑하는 은하들이 있다보니 초거대질량의 블랙홀 (Supermassive Black Hole, SMBH) 역시 쉽게 찾아질 거라는 판단 때문인데요.

  
실제 지금까지 발견된 가장 무거운 초거대질량의 블랙홀은 무려 1,000개 이상의 은하가 몰려 있는 머리털자리 은하단(Abell 1656, 코마 은하단)에서 발견되었는데 그 질량이 태양 질량의 무려 210억 배에 달한다고 합니다.
  
그런데 은하가 별로 존재하지 않는 지역의 NGC 1600 이라는 타원은하가 무려 태양질량의 170억 배에 달하는 초거대질량의 블랙홀을 품고 있었다고 하네요.
  
소규모 은하군은 거대 은하단에 비해 우주에 50 배 이상 더 많이 존재하고 있기 때문에 만약 소규모 은하군에 이처럼 어마어마한 질량의 블랙홀이 있는게 일반적인 일이라면 오히려 초거대질량의 블랙홀은 은하단이 아닌 작은 은하군에서 뒤져봐야 할지도 모른다는 생각을 하게 만드는 사례라고 합니다.

  
한편 작은 은하군에서 이처럼 거대한 블랙홀이 생길 수 있는 이유는 그 은하가 주위의 은하들을 지속적으로 집어삼키면서 주위의 은하를 모두 없애버렸기 때문일 수도 있다고 합니다.   

 

강호에 고수가 숨어 있다는 건 낭만적인 일이지만 그 고수가 주변 친구들을 괴롭히는 건 그닥 바람직은 일은 아닌거 같네요.

 

Credit: NASA, ESA, and C.-P. Ma (University of California, Berkeley)Acknowledgment: Digitized Sky Survey (DSS), STScI/AURA, Palomar/Caltech, UKSTU/AAO, and A. Quillen  (University of Rochester)

출처 :  http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2016/12/
한국어설명 : https://big-crunch.tistory.com/12348637
  

 

3. 예측상의 중력파배경복사
  
지난 2월 LIGO에 의한 중력파 검출뉴스가 세계를 뒤흔든 적이 있습니다.
(참고 : LOGO의 중력파 검출에 대한 캘리포니아 기술연구소(Caltech)의 공식 발표 뉴스 한국어버전
https://www.ligo.caltech.edu/system/media_files/binaries/293/original/Press_Release_Korean.pdf?1455063294)
           
그런데 한편으로 저주파 중력파 검출을 위해 여러 펄서를 관측하는 연구가 진행 중에 있다고 합니다.
LIGO에 의해 검출된 중력파는 이에 반해 고주파 중력파라고 구분한다는군요.
  
저주파 중력파란 이번 라이고에 의해 중력파가 관측된 블랙홀보다 수백만배의 질량을 가진 한쌍의 거대질량의 블랙홀이 충돌하면서 만들어지는 중력파라고 합니다.
  
그런데 이처럼 거대질량의 이중블랙홀을 품고 있는 우주 여러방향에 존재할 수 있고, 이렇게 만들어진 중력파의 파동이 수광년 폭으로 넓게 퍼지기 때문에 결론적으로 우주 전역에 저주파 중력파의 여운이 가득 차게 될 것이라는 게 자연스러운 예측이 되는데요.

과학자들은 이를 "예측상의 중력파배경복사(stochastic gravitational wave background)"라 부른다고 합니다.
  
단어 자체는 마치 우주배경복사가 우주의 모든 방향에서 거의 균일하게 가득차 있는 것처럼 이 중력파 역시 우주 전역에 가득 차 있을 것이라는 의미를 담고 있습니다.
  
우주배경복사가 다소 드라마틱하게 발견되었듯이 저주파 중력파 역시 의외의 곳, 의외의 인물에게서 드라마틱하게 규명될 수 있기를 기대해 봅니다.
  
한편 이 뉴스를 다룬 미국 국립천문대의(NARO)의 뉴스는 저주파 중력파 자체보다는 이를 검출하기 위해 기술이 향상되는 과정에서 초거대질량의 이중블랙홀에 대한 규명이 진행되고 있다는 데에 초점이 맞추어져 있습니다.
  
지금까지 예견된 것보다 실제 관측가능한 초거대질량의 이중블랙홀은 훨씬 적다고 하는군요.

 

 

Credit: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)
동영상 : 저주파 중력파에 의해 지속적으로 흔들리고 있는 지구의 모습.
뉴스 출처 : https://public.nrao.edu/news/pressreleases/2016-nanograv-sbr
한국어설명 : https://big-crunch.tistory.com/12348641
   

 

4. 미리내 중심부로의 여행

 

언제나 봐도, 봐도봐도 질리지 않는 미리내.
3월 31일 NASA와 ESA의 허블 사이트에서는 적외선으로 촬영한 미리내의 중심부 사진을 공개했습니다.
  

Credit:NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA), Acknowledgment: NASA, ESA, T. Do and A. Ghez (UCLA), and V. Bajaj (STScI)

출처 :  허블 ESA - http://www.spacetelescope.org/news/heic1606/
허블 NASA - http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2016/11
한국어설명 : https://big-crunch.tistory.com/12348626
   

 

이 사진은 사실 최근에 촬영된 것은 아닙니다.
2011년 9월 취득한 허블에 탑재된 WFC3 카메라를 이용하여 촬영된 9장의 사진을 모자이크한 것이라고 하는데요.
  
뉴스에는 미리내 중심을 장악하고 있는 거대한 별무리의 기원을 알아내려는 천문학자들의 노력이 짧막하게 설명되어 있습니다. 

 

미리내 중심의 거대 별무리가 미리내 중심으로 추락한 구상별무리들에 의해서 생겨난 것인지 아니면 원반을 따라 추락한 산개별무리들에 의해 생겨난 것인지를 추적하고 있으며 이를 알아내기 위해 4년에 걸쳐 미리내 중심 별무리를 구성하는 별들의 고유운동을 측정하였다고 합니다.     

 

하나의 사실을 알아내기 위한 인간의 오랜 열정, 그러나 그 오랜 시간을 너무나 하찮은 티끌처럼 만들어버리는 우주의 장대함. 하지만 결국 그 장대한 법칙을 규명해 내는 티끌만큼이나 하찮은 인간들.

 

이러한 역설이 섞이고 섞여 결국 최고의 아름다움이 탄생하는 곳이 바로 우리가 사는 이 시공간의 본질인가 봅니다.           

 

 

5. 가장 가까운 거리에서 촬영된 세레스의 하얀점.

 

텍사스 우드랜드에서 열린 제 47차 달과 행성 과학 회의(the 47th annual Lunar and Planetary Science Conference)에서 사람들의 기대를 한 몸에 받고 있는 오카토르 충돌구덩이의 사진을 포함하여 세레스에서 가장 낮은 궤도비행을 수행 중인 던 우주선의 새로운 사진들이 공개되었습니다.
  
고도 385킬로미터에서 촬영된 사진에는 애초 NASA의 던 우주선이 소행성 벨트 상의 난쟁이 행성 세레스에 접근을 시도할 때부터 눈에 확 띠었던 하얀 점들의 모습이 대단히 상세하게 나타나 있습니다.
  
더불어 세레스의 다양한 지질학적 특성들에 대한 연구가 속속들이 진행되고 있습니다. 

플루토(명왕성)에 온통 관심을 빼앗겼지만 여전히 자신만의 아름다움에 당당하기만 한 세레스의 자태는 3월 22일 NASA 태양계 탐사 사이트에서 보도되었습니다.
   

Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI/LPI

뉴스출처 : http://solarsystem.nasa.gov/news/2016/03/22/bright-spots-and-color-differences-revealed-on-ceres

한국어설명 : https://big-crunch.tistory.com/12348619
  

 

6. 중력의 호수를 누비는 현대천문학 

 

SDP.81은 칠레 아타카마 사막에 있는 거대 전파망원경 배열인 ALMA에 의해 촬영된 중력렌즈 은하입니다.
  
2014년 10월 촬영된 데이터의 연구가 진행되면서 속속 흥미로운 뉴스들이 발표되고 있는데요.
2016년 4월 16일 미국 국립전파 천문대에서 발표된 뉴스는 이 중력 렌즈 작용을 하는 앞쪽 은하의 테무리 속에서 대부분이 암흑물질로 구성된 난쟁이 은하를 발견했다는 소식입니다. 

 

 

Credit: Y. Hezaveh, Stanford Univ.; ALMA (NRAO/ESO/NAOJ); NASA/ESA Hubble Space Telescope

뉴스출처 : https://public.nrao.edu/news/pressreleases/2016-sdp81-halo
한국어설명 : https://big-crunch.tistory.com/12348653
  
사진에서 8시 방향에 보이는 하얀색 점이 바로 문제의 그 난쟁이 은하인데요.
물론 이 점은 인위적으로 표시된 것이고 실제 대부분이 암흑물질인 이 은하는 눈에 보이지 않습니다.
  
재미있는 건 이 은하의 존재를 머나먼 은하의 빛이 뒤틀리면서 주위에 만들어진 붉은 동그라미를 이용하여 발견했다는 것입니다. 

 

즉, 앞쪽 은하의 예측 중력에서 이 붉은 동그라미가 원래 나타나야 할 형상과 약간 다르게 나타나고 있었기 때문에 약간 다르게 나타나는 이유를 역추적한 결과 바로 하얀색 점이 있는 지점에 모종의 질량덩어리가 존재한다는 것을 밝혀낸 것입니다.

   
작년 12월 ESA 허블 사이트에서는 레프스달이라는 이름의 초신성의 빛이 MACS J1149.5+2223 이라는 은하단이 형성하는 중력렌즈에 갇혀 17년의 거리를 에둘러 온 뉴스가 발표된 바 있습니다.
 (참고 : https://big-crunch.tistory.com/12348391 )
  
그 뉴스를 보면서 현대 천문학이 중력의 호수속을 속속들이 뒤져보고, 계산해 내고 있다는 사실에 경탄한 적이 있는데요.
이 뉴스 역시 이에 못지 않은 대단한 뉴스인 것 같습니다. 
  

 

7. IC 417 - 적외선으로 바라본 거미 

 

개인적으로 적외선 탐사 데이터를 가시광선으로 변환한 천체 사진을 상당히 좋아합니다.
우선 적외선은 눈으로는 볼 수 없는 짙은 먼지나 구름을 투과할 수 있기 때문에 훨씬 더 많은 장면을 볼 수 있게 해 줄뿐 아니라, 시각적 영상으로 변환한 사진들이 하나같이 예술 그 자체이기 때문입니다.
  
특히 작년 1월 허블사이트에서 발표한 근적외선으로 촬영한 '창조의 기둥'사진(아래)을 맨처음에 봤을 때 헉....숨이 멎을 듯 했던 느낌은 지금도 잊혀지지 않습니다.
  

Credit: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

출처 : http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2015/01/
한국어설명 : https://big-crunch.tistory.com/12347636
   
2016년 4월 19일 스피처우주망원경 사이트에서 발표한  IC 417의 사진은 순전히 적외선 촬영만이 연출해 낼 수 있는 대상의 아름다움을 유감없이 드러내주고 있습니다.

 

 

Credit NASA/JPL-Caltech

뉴스 출처 : http://www.spitzer.caltech.edu/news/1872-feature16-06-A-Space-Spider-Watches-Over-Young-Stars     
한국어설명 : https://big-crunch.tistory.com/12348657
  
IC 417은 '거미'라는 이름을 가지고 있는 성운입니다.
그런데 이 거미는 IC 417 하나보다는 바로 그 옆에서 '파리'라는 이름을 가지고 있는 NGC 1931을 함께 봤을 때 더 재미있는 광경을 연출합니다.
  
가시광선으로 담아낸 파리와 거미 한 번 감상하시죠.
  

Credit & Copyright: Troy Tsounis

출처 :  http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap100113.html
한국어설명 : https://big-crunch.tistory.com/12345907

 

 

8. G1.9+0.3 : 백색 난쟁이별의 충돌로 만들어지는 Ia 유형의 초신성

 

Credit  X-ray (NASA/CXC/CfA/S.Chakraborti et al.)

뉴스 출처 : http://chandra.harvard.edu/photo/2016/g19/
한국어설명 : https://big-crunch.tistory.com/12348661
  
Ia 유형 초신성은 동일한 폭발기재와 이로부터 계산되는 일정한 최대 밝기 때문에 우주적 거리 지표인 이른바 표준 촛불로 활용되는 천체입니다.
  
2016년 3월 30일 찬드라 X선 망원경 사이트에서 발표된 뉴스는 궁수자리 방향으로 27,700 광년 거리에 존재하는 G1.9+0.3 이라는 초신성 잔해를 X선과 라디오파로 관측한 결과를 다루고 있습니다.
  
Ia 유형의 초신성은 일반적으로 백색난쟁이별이 짝궁별의 물질을 빼앗아 오면서 누적된 물질의 질량이 찬드라세카르 한계(태양질량의 1.4배)를 넘어서는 순간 폭발하는 것으로 알려져 있습니다.
  
그런데 또 하나의 가능성으로 백색난쟁이별들끼리의 충돌역시 Ia 유형의 초신성 폭발을 촉발시킬 수도 있다는 군요.

 

바로 이 초신성 잔해 G1.9+0.3 에서 관측된 X선 및 라디오파의 밝기 증가 양상이 백색 난쟁이별들끼리의 충돌을 가정했을 때 추정되는 증가 양상과 동일하게 나타났다고 합니다.
  

 

9. 목성의 오로라

 

2016년 3월 22일, 찬드라 X선 망원경은 2011년 10월 목성에 코로나 질량 분출에 따른 태양폭풍이 도착한 후 오로라가 발생하는 동안 수집한 X선 사진을 발표하였습니다.
  
X선 자체는 눈에 보이지 않기 때문 X선 데이터를 보라색으로 표현하고 허블우주망원경이 가시광선으로 촬영한 목성의 사진을 덧붙여 무척 아름다운 목성 오로라의 광경을 연출했는데요.

  

Credit  X-ray: NASA/CXC/UCL/W.Dunn et al, Optical: NASA/STScI

뉴스출처 : http://chandra.harvard.edu/photo/2016/jupiter/
한국어 설명 : https://big-crunch.tistory.com/12348603
  
사실 오로라는 어느 행성에서 발생하든 멋지기 이를데가 없습니다. 

 

이름하여 태양계의 오로라!
몇 개 보시죠. 
   
토성의 오로라

 

Credit:   NASA, ESA, J. Clarke (Boston University, USA), and Z. Levay (STScI)

출처 : http://www.spacetelescope.org/images/heic0504a/
한국어설명 : https://big-crunch.tistory.com/12345653
  
  
목성의 달, 이오의 오로라

 

Image Credit:NASA/JPL/University of Arizona

출처 : http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA01637
  
  
   천왕성의 오로라

Credit: NASA, ESA, and L. Lamy (Observatory of Paris, CNRS, CNES)

출처 : http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2012/2012/21/
한국어설명 : https://big-crunch.tistory.com/12346086
      
  

 

10. 화로자리 은하단. 

 

유럽남반구 천문대에서 4월 13일 발표한 화로자리 은하단의 아름다운 자태입니다.
이 은하단은 남위 35도 지점에 있는데요.
   
저는 은하단 사진을 보면 그냥 막 좋습니다.
은하단 사진을 볼 때마다 저 속에 얼마나 많은 사람들이 얼마나 많은 이야기들을 만들어가며 살아가고 있을까를 생각하곤 하는데 가끔 그러다보면 사진 속에 훅~ 빠져드는 것 같은 느낌이 들곤 합니다.    

 

그 느낌을 공유하고 싶어서 사진 공유드립니다. ^^
  

Credit:ESO. Acknowledgement: Aniello Grado and Luca Limatola

뉴스출처 : http://www.eso.org/public/news/eso1612/   
한국어설명 : https://big-crunch.tistory.com/12348646
  

 

이상. 2016년 4월의 월간 천문뉴스 브리핑을 마칩니다. ^^