2016. 10. 25. 23:11ㆍ3. 천문뉴스/유럽남부천문대(ESO)
사진 1> 배경의 사진은 용골자리 에타 이중별계가 자리잡고 있는 카리나성운의 사진들은 이어붙인 것이다.
이 부분은 ESO 라실라 천문대의 MPG/ESO 2.2미터 망원경에 장착된 광대역화상기로 촬영된 것이다.
가운데 사진은 이 이중별계를 직접적으로 감싸고 있는 난쟁이성운을 촬영한 것이다.
이 성운은 용골자리 이중별계에서 뿜어져나온 물질들로 만들어진 것이다.
이 사진은 ESO 초거대망원경(Very Large Telescope)에 장착된 NACO 근적외선적응광학장비(the NACO near-infrared adaptive optics instrument)에 의해 촬영된 것이다.
오른쪽 사진은 VLTI를 이용하여 가장 안쪽을 들여다본 것이다.
이 사진은 용골자리 에타 이중별계를 촬영한 사진들 중 가장 높은 해상도로 촬영된 것이다.
천문학자들로 구성된 국제연구팀이 초거대망원경간섭계(the Very Large Telescope Interferometer , 이하 VLTI)를 이용하여 용골자리 에타 항성계에 대한 가장 상세한 사진을 얻어냈다.
연구원들은 이 이중별계의 내부에서 두 별 사이에 극단적인 빠른 속도로 움직이는 별폭풍들이 서로 충돌하고 있는 지역을 포함하여 예상 밖의 새로운 구조들을 발견했다.
이 혈기 넘치는 항성계에 대한 새로운 통찰은 매우 무거운 별의 진화에 대해 보다 더 나은 이해를 할 수 있도록 도와줄 것이다.
막스클랑크 전파천문연구소(the Max Planck Institute for Radio Astronomy, MPIfR)의 게르드 바이겔트(Gerd Weigelt)가 이끄는 연구팀은 VLTI를 이용하여 카리나성운에 자리잡고 있는 용골자리 에타항성계에 대한 독보적인 사진을 얻어냈다.
이 거대한 이중별계는 서로에 대해 공전하는 2개의 무거운 별들로 구성되어 있다.
이들은 매우 활동적인 별들이며 시속 천만킬로미터에 육박하는 빠른 속도로 별폭풍을 뿜어내고 있다.[1]
두 별 사이 지역은 각 별로부터 쏟아져나온 폭풍이 충돌하면서 매우 파괴적인 혼돈이 가득한 상태이지만 이에 대해서 지금까지 연구된 적은 전혀 없었다.
용골자리 에타 이중별계의 힘은 역동적인 현상들을 만들어내고 있다.
이 이중별계에서 발생한 '거대한 분출'이 1830년대 천문학자들에게 목격된 바 있다.
오늘날 우리는 이 현상이 짧은 시간에 한 쌍의 거대한 별에서 뿜어져나온 어마어마한 가스와 먼지 때문이라는 것을 알고 있다.
이러한 현상으로 인해 난쟁이성운이라고 알려져 있는 선명한 구체를 만들었고, 우리는 오늘날 이 구체 성운을 볼 수 있다.
극단적인 속도로 서로를 강타하는 두 개 별폭풍의 효과로 이곳의 온도는 수백만도로 가열되고 강력한 X선 복사가 넘쳐나오게 된다.
이 폭풍이 충돌하는 중심지역은 상대적으로 매우 작은 규모로서 이 부분은 난쟁이성운보다 1000배는 더 작아 지상이나 우주에 위치한 망원경들로는 지금까지 상세한 촬영이 불가능했다.
그러나 연구팀은 VLTI장비 AMBER의 강력한 분해능을 이용하여 사상 처음으로 이 파괴와 혼란이 가득한 지역을 엿볼 수 있었다.
VLT를 구성하는 4개 예비 망원경 중의 3개를 이용하여 구성해낸 간섭계는 단 하나의 VLT 망원경을 활용했을 때보다 10배나 향상된 분해능을 제공해주고 있다.
이를 통해 대상에 대해 가장 정밀한 영상을 제공받을 수 있었으며 예상 밖의 내부 구조에 대해서까지 결과물을 도출해 낼 수 있었다.
새로운 VLTI 사진은 용골자리 에타 이중별 사이에 존재하는 구조를 선명하게 드러내주고 있었다.
부채 모양의 이 구조는 이중별 중 더 작고 더 뜨거운 별로부터 뿜어져나온 별폭풍이 좀더 큰 짝꿍별로부터 뿜어져나온 고밀도 폭풍과 충돌하는 지역에서 관측되었다.
게르드 바이겔트의 소감은 다음과 같다.
"적외선 영역에서 가장 높은 해상도의 사진들을 얻을 수 있었기 때문에 우리의 꿈이 이루어졌다고 말할 수 있을 것 같습니다.
VLTI가 용골자리 에타 이중별계와 다른 많은 중요한 천체들에 대한 우리의 물리적 이해를 개선할 수 있는 독보적인 기회를 제공해주고 있습니다."
이 사진에 더하여 충돌이 발생하고 있는 지역에 대한 분광 관측 데이터는 이 강력한 별폭풍의 속도측정을 가능하게 해주었다.[2]
이러한 속도를 이용하여 연구팀은 이 환상적인 이중별계 내부의 구조를 정확하게 컴퓨터 모델로 구현할 수 있었다.
이렇게 수립된 모델은 이와 같은 무거운 별들이 진화를 계속하는 와중에 어떻게 질량을 잃어가는지에 대한 우리의 이해향상에 도움을 주게 될 것이다.
연구팀의 일원인 디터 쉐르틀 (Dieter Schertl)의 소감은 다음과 같다.
"VLTI의 새로운 장비인 GRAVITY와 MATISSE는 훨씬 더 넓은 파장에서 훨씬 더 높은 정확도의 간섭계 사진들을 얻을 수 있게 해 줄 것입니다.
이 폭넓은 파장의 데이터는 여러 천체의 물리적인 속성을 추론하는데 필수적인 요소죠."
사진 2> 이 사진은 지금까지 촬영된 용골자리 이중별계를 촬영한 사진 중 최상의 해상도를 자랑하는 사진이다.
이번 촬영은 초거대망원경간섭계(the Very Large Telescope Interferometer , 이하 VLTI)를 통해 이루어졌으며 대단히 무거운 별의 진화에 대한 이해를 향상시켜 줄것으로 보인다.
사진 3> 이 사진은 DSS의 일환으로 촬영된 용골자리 에타성운의 사진들을 천연색으로 합성한 사진이다.
사진의 폭은 가로 4.7도, 세로 4.9도이다.
표1> 이 별지도는 용골자리에 위치한 카리나성운의 위치를 보여주고 있다.
별지도 상의 대부분의 별들은 관측 조건이 괜찮은 날이면 모두 맨눈으로 볼 수 있으며 카리나성운의 위치는 왼쪽 빨간색 동그라미 안에 초록색 사각형으로 표시되어 있다. (3372라는 숫자는 NGC 3372를 의미한다.)
매우 밝은 성운인 카리나성운은 작은 망원경으로도 관측이 가능하며 망원경이 전혀 없이도 희미하게 그 모습을 볼 수 있다.
사진 4> 이 멋진 파노라마 사진은 카리나성운 내의 울프-레이에 별인 WR24 주변을 촬영한 사진과 성운의 중심부에 자리잡고 있는 독특한 별, 용골자리 에타별 주위를 촬영한 사진을 합성한 것이다.
사진은 ESO 라실라 천문대의 MPG/ESO 2.2미터 망원경에 장착된 광대역화상기를 이용하여 촬영되었다.
사진 5> ESO의 사진 대사인 바박 타프레시(Babak Tafreshi)가 ESO 파라날 천문대를 여러 밤보석들과 함께 멋지게 잡아냈다.
사진에 보이는 여러 밤보석들 중 가장 선명하게 보이는 것이 카리나성운으로서 사진 한 가운데에서 강렬한 붉은 빛을 뿜어내고 있다.
카리나성운은 용골자리에 위치하고 있으며 지구로부터 7,500 광년 거리에 위치하고 있다.
불타오르는 가스와 먼지의 구름인 카리나성운은 하늘에서 가장 밝게 빛나는 성운이며 용골자리 에타별과 같이 미리내에서 가장 밝고 가장 무거운 별들 몇몇을 품고 있다.
카리나성운은 무거운 별의 파괴적인 탄생과 죽음의 수수께끼를 밝힐 수 있는 완벽한 실험실이 되어주고 있다.
최근 ESO에서 촬영한 카리나성운의 아름다운 모습들은 하기 링크를 참고하라.
http://www.eso.org/public/news/eso1208/
http://www.eso.org/public/news/eso1145/
http://www.eso.org/public/news/eso1031/
카리나성운 아래로 '소원의 우물 별무리(the Wishing Well Cluster, NGC 3532)'를 볼 수 있다.
어린 별들로 이루어져 있는 이 산개별무리의 이름은 망원경을 통해 봤을 때, 이 별무리의 별들이 소원의 우물 바닥에서 반짝반짝 빛나는 은화를 닮았기 때문에 붙여진 것이다.
오른쪽 멀리로는 켄타우루스자리 람다성운(IC 2944)을 찾을 수 있다.
불타오르는 수소구름과 갓태어난 별로 구성되어 있는 켄타우루스자리 람다성운은 달리는닭성운(the Running Chicken Nebula)이라는 별명이 붙어 있다.
이 이름은 가장 밝은 지역이 어떤 사람들에게는 새처럼 보여 붙여진 것이다.
이 성운의 바로 위에서 약간 왼쪽으로는 남반구의 플레이아데스인 IC 2632가 자리잡고 있다.
산개별무리인 이 별무리는 북반구의 플레이아데스 별무리와 상당히 닮은 별무리이다.
앞쪽으로 보이는 것은 VLTI를 구성하는 4개의 예비망원경들 중 하나이다.
각 망원경들이 하나의 거대 망원경처럼 작용하는 VLTI를 이용하여 개별 망원경으로 관측했을 때보다 훨씬 더 세밀한 사진을 얻을 수 있었다.
VLTI는 우주에서 가장 왕성한 활동을 하면서도 수수께끼에 감싸여 있는 현상 중 하나인 갓태어난 어린별을 감싸고 있는 원반과 활성은하핵에 대한 연구를 포함한 폭넓은 연구에 활용되고 있다.
사진 6> 이 사진은 별이 만들어지고 있는 카리나성운의 인상적인 모습을 ESO 파라날 천문대의 VLT 관측 망원경으로 매우 세밀하게 포착해낸 사진이다.
이 사진은 2012년 6월 5일 칠레 대통령인 세바스찬 피네라(Sebastian Pinera)가 천문대를 방문한 동안 촬영되었으며 2012년 12월 6일 네이플(Naples)에서 열린 새로운 망원경의 취역시에 발표되었다.
사진 7> 찬란하게 빛나는 청색변광성 용골자리 에타별을 촬영한 이 사진은 ESO VLT에 장착된 NACO 근적외선적응광학장비로 촬영되었으며 놀랍도록 많은 세부 모습을 보여주고 있다.
사진에는 양극성 구조와 중심 별로부터 쏟아져나오는 제트의 모습이 확연하게 드러나 있다.
이 사진은 파라날 과학팀에 의해 촬영되었고 ESO의 유리 벨레츠키(Yuri Beletsky)와 한네스 헤이어(Hannes Heyer)에 의해 후처리 된 것이다.
광대역은 J, H, K 필터를 각각 90초씩 노출로 담아냈으며 협대역은 철과 수소 분자 및 원자를 탐지할 수 있는 1.64, 2.12, 2.17마이크론 대역을 각 필터당 4분 노출을 통해 담아냈다.
각주
[1] 두 개의 별은 각각이 너무나 무겁고 밝아서 서로의 복사로 인해 표면이 벗겨져 우주공간으로 쏟아져나가고 있다.
이렇게 뿜어져나온 물질들은 시속 수백만킬로미터의 속도로 우주를 가로지를 수 있다.
[2] 이 속도의 측정은 도플러 효과를 통해 이루어졌다.
천문학자들은 도플러 효과를 별이나 다른 천체들이 얼마나 빨리 지구로 다가오거나 멀어지는지 정확하게 계산하는데 사용한다.
우리쪽으로 다가오거나 멀어지는 물체는 스펙트럼 상에서 미세한 편이를 발생시킨다.
이러한 편이로부터 해당 속도가 계산될 수 있는 것이다.
출처 : 유럽 남반구 천문대(European Southern Observatory) Science Release 2016년 10월 19일자
http://www.eso.org/public/news/eso1637/
참고 : 용골자리 에타별을 비롯한 각종 별들에 대한 포스팅은 하기 링크 INDEX를 통해 조회할 수 있습니다.
https://big-crunch.tistory.com/12346972
원문>
eso1637 — Science Release
Highest Resolution Image of Eta Carinae
VLT Interferometer captures raging winds in famous massive stellar system
19 October 2016
An international team of astronomers have used the Very Large Telescope Interferometer to image the Eta Carinae star system in the greatest detail ever achieved. They found new and unexpected structures within the binary system, including in the area between the two stars where extremely high velocity stellar winds are colliding. These new insights into this enigmatic star system could lead to a better understanding of the evolution of very massive stars.
Led by Gerd Weigelt from the Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) in Bonn, a team of astronomers have used the Very Large Telescope Interferometer (VLTI) at ESO’s Paranal Observatory to take a unique image of the Eta Carinae star system in the Carina Nebula.
This colossal binary system consists of two massive stars orbiting each other and is very active, producing stellar winds which travel at velocities of up to ten million kilometres per hour [1]. The zone between the two stars where the winds from each collide is very turbulent, but until now it could not be studied.
The power of the Eta Carinae binary pair creates dramatic phenomena. A “Great Eruption” in the system was observed by astronomers in the 1830s. We now know that this was caused by the larger star of the pair expelling huge amounts of gas and dust in a short amount of time, which led to the distinctive lobes, known as the Homunculus Nebula, that we see in the system today. The combined effect of the two stellar winds as they smash into each other at extreme speeds is to create temperatures of millions of degrees and intense deluges of X-ray radiation.
The central area where the winds collide is so comparatively tiny — a thousand times smaller than the Homunculus Nebula — that telescopes in space and on the ground so far have not been able to image them in detail. The team has now utilised the powerful resolving ability of the VLTI instrument AMBER to peer into this violent realm for the first time. A clever combination — an interferometer — of three of the four Auxiliary Telescopes at the VLT lead to a tenfold increase in resolving power in comparison to a single VLT Unit Telescope. This delivered the sharpest ever image of the system and yielded unexpected results about its internal structures.
The new VLTI image clearly depict the structure which exists between the two Eta Carinae-stars. An unexpected fan-shaped structure was observed where the raging wind from the smaller, hotter star crashes into the denser wind from the larger of the pair.
“Our dreams came true, because we can now get extremely sharp images in the infrared. The VLTI provides us with a unique opportunity to improve our physical understanding of Eta Carinae and many other key objects”, says Gerd Weigelt.
In addition to the imaging, the spectral observations of the collision zone made it possible to measure the velocities of the intense stellar winds [2]. Using these velocities, the team of astronomers were able to produce more accurate computer models of the internal structure of this fascinating stellar system, which will help increase our understanding of how these kind of extremely high mass stars lose mass as they evolve.
Team member Dieter Schertl (MPIfR) looks forward: “The new VLTI instruments GRAVITY and MATISSE will allow us to get interferometric images with even higher precision and over a wider wavelength range. This wide wavelength range is needed to derive the physical properties of many astronomical objects.”
Notes
[1] The two stars are so massive and bright that the radiation they produce rips off their surfaces and spews them into space. This expulsion of stellar material is referred to as stellar “wind”, and it can travel at millions of kilometres per hour.
[2] Measurements were done through the Doppler effect. Astronomers use the Doppler effect (or shifts) to calculate precisely how fast stars and other astronomical objects move toward or away from Earth. The movement of an object towards or away from us causes a slight shift in its spectral lines. The velocity of the motion can be calculated from this shift.
More information
This research was presented in a paper to appear in Astronomy and Astrophysics.
The team is composed of G. Weigelt (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Germany), K.-H. Hofmann (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Germany), D. Schertl (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Germany), N. Clementel (South African Astronomical Observatory, South Africa) , M.F. Corcoran (Goddard Space Flight Center, USA; Universities Space Research Association, USA), A. Damineli (Universidade de São Paulo, Brazil ), W.-J. de Wit (European Southern Observatory, Chile), R. Grellmann (Universität zu Köln, Germany), J. Groh (The University of Dublin, Ireland ), S. Guieu (European Southern Observatory, Chile), T. Gull (Goddard Space Flight Center, USA), M. Heininger (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Germany) , D.J. Hillier (University of Pittsburgh, USA), C.A. Hummel (European Southern Observatory, Germany), S. Kraus (University of Exeter, UK), T. Madura (Goddard Space Flight Center, USA), A. Mehner (European Southern Observatory, Chile), A. Mérand ( European Southern Observatory, Chile), F. Millour (Université de Nice Sophia Antipolis, France), A.F.J. Moffat (Université de Montréal, Canada), K. Ohnaka (Universidad Católica del Norte, Chile), F. Patru (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italy), R.G. Petrov (Université de Nice Sophia Antipolis, France), S. Rengaswamy (Indian Institute of Astrophysics, India) , N.D. Richardson (The University of Toledo, USA), T. Rivinius (European Southern Observatory, Chile), M. Schöller (European Southern Observatory, Germany), M. Teodoro (Goddard Space Flight Center, USA) , and M. Wittkowski (European Southern Observatory, Germany)
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
Contacts
Gerd Weigelt
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Germany
Tel: +49 228 525 243
Email: weigelt@mpifr-bonn.mpg.de
Dieter Schertl
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Germany
Tel: +49 228 525 301
Email: ds@mpifr-bonn.mpg.de
Norbert Junkes
Public Information Officer, Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Germany
Tel: +49 228 525 399
Email: njunkes@mpifr-bonn.mpg.de
Mathias Jäger
Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 176 62397500
Email: mjaeger@partner.eso.org
'3. 천문뉴스 > 유럽남부천문대(ESO)' 카테고리의 다른 글
| 파괴의 기둥 (0) | 2017.01.12 |
|---|---|
| 퀘이사를 감싸고 있는 거대한 헤일로 (0) | 2016.11.08 |
| VISTA가 원시구상성단의 잔해를 발견하다. (0) | 2016.10.20 |
| M78 (0) | 2016.10.17 |
| 흥미로운 화학조성을 가진 별의 고치를 포착하다. (0) | 2016.10.15 |