아르마 망원경 새는 은하 내 별 공장
아르마 망원경에 의한 고해상도의 관측으로부터, 지금까지 실증되지 않았던 진화가 진행된 큰 은하 내부에서의 별형성의 수수께끼가 해명되려 하고 있다.
[2019년 1월 18일 아르마 망원경]
우주에 존재하는 은하의 크기와 형태는 다양하며, 그 은하 속에서 별이 만들어지는 기간이나 만드는 방법도 다양하다.과거 수십년에 걸치는 연구에서는, 은하 크기에 의해서 은하 내부에서의 별이 만들어지는 방법에 차이가 있는 것이 밝혀지고 있다. 그 중에서도, 크고 진화가 진행된 은하에서는 별의 재료가 되는 가스 구름, 이른바 "별 공장"의 효율이 나쁘기 때문에 별형성이 평온해진다고 하는 이론 연구가 있지만, 실제의 관측에 의해서 실증할 때까지는 이르지 못하고 있다.
약 10만 광년의 크기를 가지는 은하 전체에 대해서, 가스운의 사이즈는 수십~수백 광년으로 매우 작다.그러나, 높은 감도와 해상도를 겸비한 아르마 망원경이라면 수백만 광년~수천만 광년의 거리에 있는 은하안의 개개의 가스 구름의 분포도 그려낼 수 있다.그 능력을 살려, 정면에서 관측할 수 있는 와권은하를 타겟으로 한 연구 프로젝트 "PHANGS-ALMA"가 진행되고 있다.
PHANGS-ALMA에서는 현재까지 합계 750시간의 관측을 실시해, 74개의 와권은하로부터 3만개의 가스 구름의 데이터를 취득했다.연구팀은 이들 데이터를 바탕으로 은하의 크기나 연령, 내부의 가스 운동에 의해 별 형성의 사이클이 어떻게 변화하는지에 접근하고 있다.
PHANGS-ALMA에서 촬영된 6개의 소용돌이 은하
PHANGS-ALMA에서 촬영된 6개의 와마키 은하. 별의 재료가 되는 가스가 방출되는 전파를 잡고 있으며, 소용돌이 모양으로 펼쳐진 가스 구름의 상세한 모습까지 알 수 있다(제공:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).... NRAO/AUI/NSF,B.Saxton)
별 형성 현장에서는 별 탄생을 계기로 가스운이 파괴되는 현상이 일어나고 있는 것으로 알려졌다.젊고 거대한 별에서 방출되는 강렬한 빛과 가스(성풍), 혹은 단수명 거대성의 죽음인 초신성 폭발로 가스운이 부서지는 것이다.PHANGS의 관측에 의해서, 갓 태어난 별들이 주위의 가스 구름을 곧바로 부수어 버리는 일도 확인되었다.
별 형성 활동의 다양성은 별의 재료인 저온에서 고밀도 가스 구름 그 자체의 성질이라고 우리는 생각하고 있습니다.연구 팀에서는, 다른 타입의 은하에서 가스운 파괴의 프로세스가 어떻게 진행되는지를 조사하고 있습니다.이것이, 별 형성 효율에 있어서 큰 영향을 줄지도 모릅니다"(캐나다·아르바타 대학 Erik Rosolowsky씨).
연구팀에서는 아르마 망원경 외에 유럽남천문대의 8m 망원경 VLT 카메라 MUSE를 사용한 PHANGS-MUSE 계획, 허블우주망원경을 사용한 PHANGS-HST 계획도 진행 중이다.이러한 관측을 종합하는 것으로, 별의 재료인 저온 가스의 분포와 그 움직임, 한층 더 고온 가스와 별의 분포까지를 파악해 은하 속에서의 별의 만들어지는 방법의 차이와 그 원인을 해명하려고 하고 있다.
천문학 연구에서는 우주의 진화를 그대로 관측할 수 없습니다.하지만, 다른 사이즈나 연령의 은하에 포함되는 몇만개의 별 형성의 현장을 관측하고, 은하가 어떻게 진화할지를 추측할 수 있습니다.이것이야말로, PHANGS-ALMA의 진짜 의의입니다"(Rosolowsky씨).
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