NGC 1313 - 성단으로부터 생성된 별의 은하포섭

사진 설명> NGC1313을 촬영한 왼쪽의 이미지는 칠레의 유럽남반구천문대에서 2003년 12월 16일 촬영된 것으로 광대역 필터 B, R, Z와 협대역 필터, H-alpha, [o I], [O III]가 사용되었다.이미지에서 푸른 색은 B대역이, 초록색은  [O I] and [O III] 대역이,  그리고 붉은 색에는 R, z, H-alpha 대역이 사용되었다.나선 팔을 따라 존재하는 노란색, 빨간색 점들은 수많은 성운들로부터 뿜어져 나온 빛들이다.
중앙의 박스는 이번에 허블의 ACS에 의해 관측된 지역이다.

 

우측의 이미지는 이번에 허블에 의해 촬영된 NGC1313의 중앙부이다.허블은 은하에 존재하는 별들의 다양한 유형을 조사하는데 사용되곤 했다. 이 이미지를 통해 B타입의 뜨거운 푸른색 별들이 은하 곳곳에 산재해 있음을 알 수 있다.이 이미지는 어린 별들이 산개성단이라고 불리는 그들의 탄생지로부터 은하의 중력장에 의해 끌려나와 은하의 곳곳으로 퍼지게 된다는 사실을 증명하고 있다.

 

NGC1313은 남쪽 그물자리에 1400만 광년 거리에 있으며 그 폭은 5만 광년이다.

 

이 이미지는 허블 ACS에 의해 다양한 대역의 필터노출을 통해 얻어졌다.이 사진의 색채는 각각의 단색 이미지를 조합하여 만들어졌다. 이 이미지의 경우 F435W(B대역)은 파란색, F555W(V대역)은 녹색, F814W(I대역)은 붉은 색의 이미지를 촬영하는데 사용되었다.비록 ACS 관측에서 산소필터가 직접적으로 사용되지는 않았지만, O III의 강력한 복사가 가시광선 대역을 촬영하는데 사용되었다.VLT에 의해 촬영된 이미지에서 노란색과 붉은색으로 나타난 성운 가스는 ACS이미지에서는 초록색으로 표현되었다. H-alpha 복사는 ACS에서 사용된 필터에는 감지되지 않았다.

 

허블의 이미지는 2003년 11월과 2004년 2월에 촬영되었다.

 

FULL STORY>천문학자들이 허블우주망원경을 이용하여 산개성단이라고 불리는, 별들이 짧은 삶을 살다가 일생을 마치는 매우 어린 별들의 탁아소를 발견했다.

 

이번 발견은 허블의 ACS를 통해 NGC1313으로 알려진 은하 주위의 산개성단으로부터 밀려나온 푸른 별들을 찾는 와중에 관측된 것이다.현재로서는 약 1400만 광년 떨어진 NGC1313의 별들을 하나하나 구분하여 볼 수 있을만큼 고분해능을 제공하는 관측기구로는 허블이 유일하다.

 

천문학자들은 오랫동안 어린 별무리나 산개성단들이 가까이에 있는 거대한 은하에 의해 파괴되고 흡수되는 것으로 알고 있었다.이러한 이유는 단순히 이들 성단들이 사촌겪인 구상 성단들에 비해 서로의 밀집대형을 유지할 만큼 충분한 중력장을 가지고 있지 않기 때문이다.

 

허블이 설치되기 이전에는 천문학자들에게 이와 같은 현상을 유추할 수 있는 관측 기회가 많지 않았다.

 

배경을 이루는 주 은하의 별들과 성단에 속한 별들이 어지럽게 섞여 있어서 쉽게 분간할 수 없있기 때문에 성단들이 어떻게 은하와 통합되는지를 정확하게 관측하기가 매우 어려웠다.

 

우주망원경과학연구소의 안네 펠레린(Anne Pellerin)이 이끄는 연구팀은 막대 나선은하 NGC1313을 관측하기 위해 허블 망원경을 사용하곤 했는데 이 와중에 상당한 수의 질량이 매우 큰 어린 별들(B타입)이 성단에 소속되어 있지 않다는 사실을 발견했다.

 

B타입의 별이란 매우 빠른 비율로 수소연료를 소진하는 유형의 별들을 의미한다.

 

B타입의 별들은 매우 짧은 생명주기를 가지기 때문에(몇 천만년 만에 연료를 모두 소진함) 이처럼 대량의 B타입 별들이 존재한다는 것은 이들 성단들이 대략 2천 5백만년 상관에 매우 빠른 속도로 해체되고 있음을 의미한다.이 정도 수명은 수십억년의 나이를 가진 은하와 비교할 때 매우 짧은 수명이다.
 이러한 사실들에 의해 산개성단이 매우 빠른 속도로 해체된다는 점은 B타입의 별들이 보다 많은 질량을 소유한 O타입의 별들보다 훨씬 더 은하 곳곳에 산재하고 있다는 사실을 말해준다.

 

O타입의 별들은 수명이 너무 짧아서(고작 수백만년 또는 그 이하에 지나지 않는다) 성단으로 여기저기에 존재하기도 전에 초신성 폭발을 맞게 되는 것이다.

 

과학자들은 O타입 별들의 초신성 폭발이 사실은 성단의 매우 빠른 붕괴의 원인이 될 지도 모른다고 말한다.초신성들은 성단 내부에서 별의 형성에 관여하는 잔여 먼지나 가스들을 모두 날려버릴 수 있다.

 

이러한 현상들은 질량이 너무 작아서 별들을 한데 묶어놓을 만한 중력장을 가지지 못하는 산개성단을 갑작스럽게 없애버릴 수 있다.

 

이러한 시나리오에 따르면 성단의 별들은 성단의 해체와 함께 다른별들과 같이 은하의 중력장에 의해 끌려들어가서 은하에 포섭되게 된다.

 

허블이 이전에 관측한 두 개의 은하간의 병합이 발생하고 있는 더듬이 은하의 관측 자료에 따르면
충돌이 발생한 처음 천만년 동안 이러한 방법으로 90퍼센트의 성단들이 은하로 합병되었다는 점을 보여주고 있다.

 

그러나 NGC1313의 경우는 동일한 사건이 평범한 나선은하에서 발견된 첫 번째 사례이다.

 

NGC1313의 산개 성단에서 발생하는 별의 형성과정을 통해 우리 은하에서도 유사한 방법으로 별들이 형성되었다고 추론할 수 있으며
우리의 태양이 어떻게 형성되었는지 보다 잘 이해할 수 있는 단서를 얻을 수 있다.

 

 

* '허블사이트'의 게시물들은  허블사이트 http://hubblesite.org 의 뉴스센터 자료들을 번역한 자료들입니다.

   본 내용은 2007년 1월 10일 발표된 뉴스입니다.

 

참고 : NGC1313을 비롯한 각종 은하 및 은하단에 대한 포스팅은 아래 링크를 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>

사진 설명>

[Left] - This is a view of the barred spiral galaxy NGC 1313 taken with the the European Southern Observatory's Very Large Telescope (VLT) in Chile on Dec. 16, 2003 through various broad-band (B, R, z) and narrow-band filters (H-alpha, [o I], [O III]). The color composited image was made by assigning B to the blue channel, [O I] and [O III] to the green channel, and R, z, and H-alpha to the red channel. This gives many of the nebulous shells along the outer spiral arms a yellow/red hue. The outline of the central region indicates the area observed with Hubble's Advanced Camera for Surveys.

Credit: H. Boffin (FORS/VLT/ESO)

[Right] — This is a NASA Hubble Space Telescope image of the central region of the barred spiral galaxy NGC 1313. Hubble was used to resolve stars within the galaxy to do a census of various classes of stars distributed across the galaxy. The observations show that hot blue stars (of class B) are widely scattered across the galaxy. This is evidence of "infant mortality" in which the young, so-called open clusters where stars are born, quickly became gravitationally "unglued" and scattered their resident stars into the galaxy. NGC 1313 is 50,000 light-years across and lies 14 million light-years away in the southern constellation of Reticulum.

The image is a combination of many separate Advanced Camera for Surveys (ACS) exposures using several different filters which sample broad wavelength ranges. The color results from assigning different hues to each monochromatic image. In this case, the assigned colors are: F435W (B) blue, F555W (V) green, and F814W (I) red. Although no direct oxygen filter was used in the ACS observations, the strong {O III} emission falls within the range of the visible filter. Shells of gas and nebulosity therefore appear green in the ACS images, while in the ground-based VLT image, they appear yellow/red. The H-alpha emission is not perceived in the ACS filters selected. The Hubble data were taken in November 2003 and February 2004.

Object Name: NGC 1313

Image Type: Astronomical/Illustration

 

Credit: NASA, ESA, and A. Pellerin (STScI)

 

FULL STORY>

Astronomers using NASA's Hubble Space Telescope have found that young stellar nurseries, called open star clusters, have very short lives.

Hubble's Advanced Camera for Surveys gleaned these new observations during a "Where's Waldo" search for blue stars tossed out of their open cluster "nest" in the nearby galaxy known as NGC 1313.

Only Hubble has the resolution needed to distinguish individual stars in galaxies at NGC 1313's distance — about 14 million light-years.

Astronomers have long known that young or "open" star clusters must eventually disrupt and dissolve into the host galaxy. They simply don't have enough gravity to hold them together, unlike their much more massive cousins, the globular star clusters.

Before Hubble, astronomers have had very few observational clues. It's been difficult to observe exactly how star clusters dissolve due to the fact that they are easily lost in the cluttered star field background of the host galaxy.

A team led by Anne Pellerin of the Space Telescope Science Institute in Baltimore used Hubble to observe the barred spiral galaxy NGC 1313 and found that a large number of very young massive blue (B-type) stars are not associated with compact star clusters anymore. B stars burn out quickly due to the quick rate at which they use up hydrogen fuel.

Because B stars have very short lives (a few tens of millions of years), the presence of a large number of massive B-type stars suggests to astronomers that star clusters may dissolve very rapidly, within 25 million years. This is brief compared to the lifetime of the galaxy, which is measured in billions of years.

The rapid disintegration of open clusters is reinforced by the fact that the team found that the B stars are significantly more spread in the galaxy than even the more massive O-type. The O stars are so short lived (a few million years or even less), they explode as supernovae before they can be scattered outside the cluster.

In fact, the supernovae explosions of O stars could be the reason for a cluster's rapid disintegration, say researchers. Supernovae are capable of blasting out residual dust and gas from star formation inside a cluster. This could abruptly leave an open cluster with too little mass to gravitationally hold together for very long. In this scenario, the cluster stars drift off as other stars in the galaxy gravitationally tug on them.

Previous research based on the Hubble images of the Antennae galaxies, a colliding pair of galaxies, showed that 90 percent of the clusters are dissolved in this way during the first 10 million years of their existence. However, NGC 1313 is the first example of this happening in a normal spiral galaxy.

By using the analogy of star formation in open clusters in NGC 1313, we can infer that stars formed in a similar manner in the Milky Way, and so can help us better understand the way the Sun was formed.

CONTACT

Ray Villard
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Md.
(Phone: 410-338-4514; E-mail: villard@stsci.edu)

Anne Pellerin
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Md.
(Phone: 410-338-4440; E-mail: pellerin@stsci.edu)