2016. 8. 21. 09:32ㆍ3. 천문뉴스/ESA 허블
사진1> 은하단 Abell S1063 이 프론티어필드 프로그램의 일환으로 관측되었다.
이 은하단의 거대한 중력은 은하단을 마치 우주의 돋보기처럼 작용하게 만들어 머나먼 은하의 모습을 더 크게 만들어준다.
그 결과 이 머나먼 은하들의 모습은 허블우주망원경이 충분히 관측 가능한 수준까지 밝아지게 된다.
50년 전 커크 선장과 그의 선원들은 엔터프라이즈호를 타고 우주로의 여행을 시작했다.
바로 스타트랙 시리즈 5편인 최후의 미개척지(the final frontier)가 그것이다.
그리고 바로 지금 새로운 스타트랙 영화의 개봉에 맞추어 허블우주망원경이 새로운 미개척지를 탐사하였다.
이번 탐사는 허블프론티어필드 프로그램의 일환으로 이루어진 것으로서 대상 천체는 Abell S1063 이라는 멀리 떨어져 있는 은하단이다.
우주는 마지막 미개척지이다.
바로 이것은 허블우주망원경의 이야기이기도 하다.
허블우주망원경은 우주탐사를 계속하면서 이상하고도 새로운 세계에 대한 탐사를 지속해왔으며 예전에는 어떤 망원경도 관측해내지 못한 곳들을 대담하게 관측해왔다.
이번에 또하나의 관측대상이 된 곳은 머나먼 은하단 Abell S1063 으로서 수십억개의 독특한 세계를 거느리고 있을만한 거대 은하단이다.
사진 중앙에 보이는 이 은하단은 40억년 전의 모습을 우리에게 보여주고 있다.
그러나 Abell S1063은 지금까지 그 어떤 망원경도 탐사해내지 못한, 이보다 훨씬 더 이른 시기를 우리에게 보여주고 있다.
이 은하단의 거대한 질량은 이 은하단의 뒤쪽으로 훨씬 더 멀리 떨어져 있는 은하들로부터 오는 빛을 구부리고 확대시키는 역할을 한다.
이러한 효과를 일컬어 중력렌즈효과라고 한다.
이러한 효과는 허블우주망원경으로 하여금 너무나 희미해서 보이지 않았을 우주의 첫세대 은하들을 관측하고 연구할 수 있게 해주고 있다.
이성적이기로 유명한 벌컨인이라도 이 환상적인 모습에는 감탄을 숨기지 못했을 것이다.
Abell S1063에 대해 첫번째로 도출된 관측 데이터들은 인상적인 새로운 발견들을 보여줄 것으로 예측된다.
이미 빅뱅이후 10억년도 채 되지 않은 시점에 존재하던 은하가 발견되기도 했다.
천문학자들은 또한 사진에서 은하단의 중력에 뒤틀려 다양한 화상을 나타내는 배경은하 16개를 식별해내기도 했다.
이처럼 대상 은하의 화상이 뒤틀린 것은 중력에 의해 야기되는 현상이기 때문에
이러한 관측자료들은 천문학자들로 하여금 은하단 내의 일반물질과 암흑물질의 분포 모델을 개선하는데 도움을 주게될 것이다.
이렇게 수립되고 개선된 모델들은 암흑물질의 수수께끼와도 같은 속성을 이해하는데 핵심이 되는 정보가 된다.
Abell S1063 는 배경은하의 빛을 구부릴 수 있는 능력을 가진 유일한 은하단도 아니고 허블우주망원경이 이와 같은 연구를 진행하는데 있어 사용하고 있는 유일한 중력렌즈 은하단도 아니다.
프론티어필드프로그램의 일환으로 이미 3개의 또다른 은하단이 관측되어 왔으며 향후 수년 내에 또다른 2개의 은하단이 추가로 연구될 예정이다.[1]
기존 3개 은하단에 대해 수집된 관측 데이터들은 이미 전세계의 연구팀에 의해 연구가 진행되고 있으며 이를 통해 빅뱅 이후 고작 수억년밖에 되지 않았던 시점에 존재하던 은하들에 대한 중요한 발견을 가능케 하고 있다.
(참고 : 허블 프론티어 필드 내용을 담은 ESA Hubble 2015년 10월 22일 발표뉴스 )
또한 중력렌즈 효과에 의해 처음으로 초신성 폭발의 출현이 예측되기도 했다.
(참고 : 초신성 레프스달에 대한 ESA Hubble 2015년 12월 16일 발표뉴스 )
이와같은 광범위한 국제 협력은 스타트렉의 아버지인 진 로든베리(Gene Roddenberry)가 이미 이루고자 했던 일인지도 모른다.
로든베리가 창조해낸 가상의 세계에서 다양한 승무원들은 평화로운 우주의 탐사를 위해 서로 협력했던 것이다.
이러한 꿈은 22개 회원국이 참여하고 있는 ESA의 허블탐사 프로그램에 의해 부분적으로 성취되고 있다.
또한 세계에서 가장 정교한 과학 장비 중 하나라 할 수 있는 허블우주망원경은 ESA와 NASA가 상호협력하에 운용하고 있다.
나라와 대륙의 경계와 상관없이 자신들의 과학적 목적을 성취하고자 하는 또다른 국제과학연구팀에게 있어 그 중요성은 두말할 필요도 없을 것이다.
사진2> 이 사진은 Abell S1063이 관측될 당시 같이 관측된 측면 지역의 사진이다.
허블우주망원경의 카메라가 Abell S1063 은하단을 관측하는 동안 또 다른 카메라는 사진과 같이 특별히 눈에 띠지 않는 평행지역을 함께 관측하게 된다.
이렇게 촬영되는 이른바 평행지역의 관측에는 강력한 중력렌즈 작용이 가져다 주는 이점은 없지만 허블울트라딥필드와 거의 맞먹는 깊은 우주를 관측한 결과를 만들어주기도 한다.
이러한 자료들은 깊은 우주를 탐사한 다른 데이터들과 함께 서로 다른 방향에 있는 우주가 얼마나 유사한지를 알아내는데 도움을 주게 될 것이다.
사진 3> 지상에서 촬영한 Abell S1063 은하단과 그 주변의 모습.
각주
[1] 허블프론티어필드프로그램은 840회의 공전이 진행되는 3년 동안 진행되는 프로그램으로서 지금까지 관측된 그 어느 관측프로그램보다 가장 깊게 우주를 들여다본 자료를 도출하게 된다.
이는 허블우주망원경의 관측 능력과 중력렌즈효과를 만들어내는 6개의 은하단을 활용한 결과이다.
이를 통해 예전에는 결코 볼 수 없었던 가장 머나먼 우주에 대한 탐사를 진행하고 있다.
출처 : 유럽우주국(ESA) 허블 2016년 7월 21일 발표 뉴스
http://www.spacetelescope.org/news/heic1615/
참고 : Abell S1063을 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>
heic1615 — Photo Release
Space... the final frontier
21 July 2016
Fifty years ago Captain Kirk and the crew of the starship Enterprise began their journey into space — the final frontier. Now, as the newest Star Trek film hits cinemas, the NASA/ESA Hubble Space Telescope is also exploring new frontiers, observing distant galaxies in the galaxy cluster Abell S1063 as part of the Frontier Fields programme.
Space... the final frontier. These are the stories of the Hubble Space Telescope. Its continuing mission, to explore strange new worlds and to boldly look where no telescope has looked before.
The newest target of Hubble’s mission is the distant galaxy cluster Abell S1063, potentially home to billions of strange new worlds.
This view of the cluster, which can be seen in the centre of the image, shows it as it was four billion years ago. But Abell S1063 allows us to explore a time even earlier than this, where no telescope has really looked before. The huge mass of the cluster distorts and magnifies the light from galaxies that lie behind it due to an effect called gravitational lensing. This allows Hubble to see galaxies that would otherwise be too faint to observe and makes it possible to search for, and study, the very first generation of galaxies in the Universe. “Fascinating”, as a famous Vulcan might say.
The first results from the data on Abell S1063 promise some remarkable new discoveries. Already, a galaxy has been found that is observed as it was just a billion years after the Big Bang.
Astronomers have also identified sixteen background galaxies whose light has been distorted by the cluster, causing multiple images of them to appear on the sky. This will help astronomers to improve their models of the distribution of both ordinary and dark matter in the galaxy cluster, as it is the gravity from these that causes the distorting effects. These models are key to understanding the mysterious nature of dark matter.
Abell S1063 is not alone in its ability to bend light from background galaxies, nor is it the only one of these huge cosmic lenses to be studied using Hubble. Three other clusters have already been observed as part of the Frontier Fields programme, and two more will be observed over the next few years, giving astronomers a remarkable picture of how they work and what lies both within and beyond them [1].
Data gathered from the previous galaxy clusters were studied by teams all over the world, enabling them to make important discoveries, among them galaxies that existed only hundreds of million years after the Big Bang (heic1523) and the first predicted appearance of a gravitationally lensed supernova (heic1525).
Such an extensive international collaboration would have made Gene Roddenberry, the father of Star Trek, proud. In the fictional world Roddenberry created, a diverse crew work together to peacefully explore the Universe. This dream is partially achieved by the Hubble programme in which the European Space Agency (ESA), supported by 22 member states, and NASA collaborate to operate one of the most sophisticated scientific instruments in the world. Not to mention the scores of other international science teams that cross state, country and continental borders to achieve their scientific aims.
Notes
[1] The Hubble Frontier Fields is a three-year, 840-orbit programme which will yield the deepest views of the Universe to date, combining the power of Hubble with the gravitational amplification of light around six different galaxy clusters to explore more distant regions of space than could otherwise be seen.
More information
The Hubble Space Telescope is a project of international cooperation between ESA and NASA.
Image credit: NASA, ESA, and J. Lotz (STScI)
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