구상성단 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 구상성단 위키백과, 우리 모두의 백과사전. 둘러보기로 가기 검색하러 가기 메시에 80. 구상성단 ( [UNK] [UNK] [UNK] [UNK], globular cluster, 문화어 : 둥근별떼 ) [ 1 ] 은 구형의 항성의 모임 ( 성단 ) 으로, 은하중심의 주위를 마치 위성처럼 돈다. 구상성단은 중력에 의해 단단히 유지되고 있으며, 이에 따라 구형의 모양을 유지하고, 중심으로 들어갈수록 별의 개수밀도가 높아진다. 은하헤일로에서 발견되는 구상성단은 은하원반에서 발견되는 산개성단과 비교하여 별이 상당히 많고 또 훨씬 늙은 별들로 이루어져 있다. 구상성단은 제법 흔한 천체로서, 현재까지 약 150개 [ 2 ] ~ 158개 [ 3 ] 의 구상성단이 우리은하에서 발견되었다. 또한 10개 ~ 20개 정도가 아직 발견되지 않았을 가능성이 있다. [ 4 ] 큰 은하일수록 구상성단도 많을 것으로, 안드로메다 은하는 500개 정도의 구상성단을 가지고 있을 것으로 생각된다. [ 5 ] 은하단의 중심에 자리잡은 거대타원은하, 예컨대 메시에 87 같은 것은, [ 6 ] 13, 000 여
비슷하나 금속함량만 차이가 난다. 이러한 종족 차이를 설명하기 위해 가스가 풍부한 은하의 격렬한 충돌이라거나, 왜소은하의 강착이라거나, 단일 은하에서 복수의 항성 형성 단계가 일어났다거나 하는 등 다양한 가설들이 제안되었다. 우리은하의 경우 금속 부족 성단들은 헤일로에, 금속 풍부 성단들은 팽대부와 관련이 있다. [ 37 ] 우리은하의 저금속 성단들의 대다수는 은하헤일로의 바깥쪽 면을 따라 분포한다. 이러한 결과는 2형 구상성단들이 우리은하의 가장 오래된 천체들이라기보다는 위성은하에서 포획된 것이라는 관점에 유리한 증거이다. 이 관점에 의하면 두 성단 종족 사이의 차이점은 우리은하에서 구상성단들 ( 1형 ) 이 형성된 시기와 포획된 위성은하에서 구상성단들 ( 2형 ) 이 형성된 시기 사이에 시간 간격이 존재하는 것으로 설명할 수 있다. [ 38 ] 특이한 요소 [ 편집 ] 구상성단은 별의 개수밀도가 매우 높으며, 때문에 별 사이의 상호작용이나 충돌 등의 현상이 상대적으로 자주 일어난다. 이로 인해 청색 낙오성이나 밀리초 펄서, 저질량 엑스선 쌍성 등 특이한 별들이 구상성단에는 훨씬 흔하다
무거운 항성들은 속도가 느려지고 성단의 핵 주위에 모여 있지만, 가벼운 항성들은 속도가 빨라지고 성단의 주변부에서 더 많은 시간을 보내는 경향을 나타냈다. 구상성단 큰부리새자리 47은 항성 약 1백만 개로 이루어져 있는데, 남반구에서 가장 밀도가 높은 구상성단 중 하나이다. 이 성단이 철두철미한 사진 측광의 대상으로 선정되었고, 천문학자들은 성단의 항성들의 움직임을 추적했다. 이 성단에 속한 항성들 중 약 15, 000 개의 정밀한 속도가 얻어져 있다. [ 71 ] 2008년 John Fregeau는 우리은하의 구상성단 13개를 연구하여 이 중 3개가 이례적으로 많은 엑스선원 또는 엑스선 쌍성을 갖고 있음을 발견했다. 이는 성단의 나이가 장년기라는 것을 시사한다. 문제의 성단들은 그전까지는 중심에 항성들이 매우 빽빽하게 밀집되어 있어 노년기로 분류되었었다. 이는 Fregeau가 연구한 나머지 10개의 성단을 비롯하여 장년기로 생각되었던 다른 구상성단들은 사실 청년기일 수 있다는 함의를 내포하고 있다. [ 72 ] 우리은하와 안드로메다 은하의 구상성
때문에 별 사이의 상호작용이나 충돌 등의 현상이 상대적으로 자주 일어난다. 이로 인해 청색 낙오성이나 밀리초 펄서, 저질량 엑스선 쌍성 등 특이한 별들이 구상성단에는 훨씬 흔하다. 청색 낙오성은 아마 별 두 개가 충돌해서 하나로 합쳐진 결과 형성된 것으로 생각된다. [ 39 ] 충돌 결과 형성된 별은 구상성단의 다른 별들보다 온도가 높고, 때문에 성단이 만들어질 때 함께 만들어진 주계열성들과 구분된다. [ 40 ] 구상성단 메시에 15는 중심에 중간질량 블랙홀을 품고 있을 가능성이 있다. NASA image. 1970년대 이후 천문학자들은 구상성단 속에 있을지 모르는 블랙홀을 찾고 있다. 그러나 그런 임무를 수행하기 위해서는 엄청나게 좋은 분해능이 필요하고, 허블우주망원경으로만 수행할 수 있다. 허블망원경의 관측 결과에 기반한 독립적인 연구 프로그램들에서 구상성단 메시에 15는 4, 000 태양질량, 안드로메다 은하에 딸린 구상성단 메이올 II는 20, 000 태양질량짜리 중간질량 블랙홀을 품고 있을 것이라는 추측이 제기되었다. [ 41 ] 메이올 II에서 방출되는 엑스선과 전파는 중간질량 블랙홀의 그것과 일치
. 또한 안드로메다 이외에 다른 은하들도 이런 성단들을 보유하고 있는지도 정확하지 않다. 하지만 안드로메다 은하가 이런 성단들을 가지고 있는 유일한 은하일 가능성은 매우 낮아 보인다. [ 84 ] 관련 대상 [ 편집 ] 산개 성단 성단 구상 성단 구상성단의 조석작용 [ 편집 ] 구상성단이 커다란 질량 덩어리 ( 예컨대 은하중심부 등 ) 와 조우하게 되면, 성단은 조석작용을 받게 된다. 질량 덩어리에서 가장 가까운 성단 부분과 가장 먼 성단 부분 사이의 중력 차이로 인해 조석력이 발생한다. 구상성단의 궤도가 은하평면을 통과할 경우 " 조석 충격 " ( tidal shock ) 이 일어난다. 조석 충격의 결과로 인해 성단을 구성하던 별들은 바깥으로 흩어져 흘러가 버리고, 성단의 중심 부분만 남게 될 것이다. 이러한 조석작용은 성단에서 수도 ( degrees of arg ) 에 달하는 별의 꼬리를 만들어낼 것이다. [ 85 ] 이 꼬리는 성단 궤도를 앞서기도 하고 뒤서기도 한다. 이 꼬리는 성단의 원래 질량의 상당 부분을 차지할 수 있으며, 덩어리를 이룰 수도 있다. [ 86 ] 예컨대 구상성단 팔로마 5는 은하수를 통과한 뒤 궤도의 원은하
개 정도의 구상성단을 가지고 있을 것으로 생각된다. [ 5 ] 은하단의 중심에 자리잡은 거대타원은하, 예컨대 메시에 87 같은 것은, [ 6 ] 13, 000 여개의 구상성단을 거느리고 있다. 이 구상성단들은 반지름 40 킬로파섹 ( 약 131, 000 광년 ) 또는 그 이상에 달하는 궤도로 은하 주위를 공전한다. [ 7 ] 국부은하군의 질량이 충분한 은하는 모두 한 무리의 구상성단을 거느리고 있으며, 지금까지 전천조사를 통해 발견된 거의 모든 큰 은하들은 구상성단계를 가지고 있다. [ 8 ] 궁수자리 왜소타원은하와 큰개자리 왜소은하는 우리은하에게 구상성단 ( 팔로마 12 등 ) 을 빼앗기고 있는 과정 중인 것으로 보인다. [ 9 ] 은하의 별들 중 가장 먼저 만들어진 별들이 구상성단 안에 포함되어 있는 것으로 보이나, 은하 진화에 있어 구상성단의 기원과 역할은 아직 불확실하다. 구상성단이 왜소타원은하와는 명확히 다른 존재이며, 구상성단의 형성은 모은하의 항성 형성의 일부라는 것은 확실해 보인다. [ 10 ] 그러나 최근 천문학자들은 구상성단과 왜소구형은하가
메시에 71 장필리프 드 세조 1745년 메시에 4 장필리프 드 세조 1746년 메시에 15 조반니 도메니코 마랄디 1746년 메시에 2 조반니 도메니코 마랄디 1746년 최초로 발견된 구상성단은 메시에 22로, 1665년 독일의 아마추어 천문가 요한 아브라함 일레가 발견했다. [ 12 ] 하지만 초기 망원경은 구경이 작았기 때문에 구상성단의 별 각각을 구분할 수 있는 분해능은 샤를 메시에가 메시에 4를 관측할 때까지 확보되지 못했다. [ 13 ] 최초로 발견된 구상성단 8개가 오른쪽 표에 나열되어 있다. 1751 ~ 1752년, 니콜라 루이 드 라카유가 큰부리새자리 47, NGC 4833, 메시에 55, 메시에 69, NGC 6397을 자신의 성표에 수록했다. " 메시에 " ( M ) 란 샤를 메시에의 목록에 올라간 천체에 붙는 것이고, NGC는 존 루이스 에밀 드레이어의 신판일반목록에 올라간 천체에 붙는 것이다. 윌리엄 허셜은 1782년 커다란 망원경들을 사용한 구상성단의 형성 [ 편집 ] NGC 2808은 3개 세대의 별들을 모두 포함하고 있다. [ 14 ] NASA image 구상성단의
나머지 10개의 성단을 비롯하여 장년기로 생각되었던 다른 구상성단들은 사실 청년기일 수 있다는 함의를 내포하고 있다. [ 72 ] 우리은하와 안드로메다 은하의 구상성단들의 광도는 가우스 곡선으로 모형화할 수 있다. 이 가우스 곡선은 평균등급 M V { [UNK] displaystyle M - { V } } 에 대한 것이며, 분산은 [UNK] 2 { [UNK] displaystyle [UNK] sigma 2 } 이다. 구상성단의 광도의 분포를 구상성단 광도함수 ( Globular Cluster Luminosity Function ; GCLF ) 라고 부른다. 우리은하의 경우 M V = - 7. 20 [UNK] 0. 13, [UNK] = 1. 1 [UNK] 0. 1 { [UNK] displaystyle M - { V } = - 7. 20 [UNK] pm 0. 13, [UNK] sigma = 1. 1 [UNK] pm 0. 1 } 등급이다. [ 73 ] GCLF는 다른 은하까지의 거리를 재는 표준촉광으로도 사용된다. 이는 물론 다른 은하의 구상성단들도 우리은하의 구상성단들과 같은 광도분포를 갖는다는 가정하에 이루어진다. 다체 문제 [ 편집 ] 구상성단 안의 별들 사이의 상호작
조석적 붕괴가 진행중인 것으로 보인다. 구상성단의 궤도 [ 편집 ] 우리은하의 주위를 역행운동하는 구상성단이 많이 발견되어 있다. [ 88 ] 한편 2014년에는 메시에 87 주위에서 메시에 87의 중력 속박을 뿌리칠 수 있는 탈출 속도 이상으로 운동하는 구상성단이 발견되었다. [ 89 ] 구상성단과 행성 [ 편집 ] 2000년, 구상성단 큰부리새자리 47에서 거대가스행성을 찾으려던 탐색 시도의 결과가 발표되었다. 성공적인 발견은 하나도 없었고, 이에 따라 행성을 만들기 위해 필요한 원소 ( 수소와 헬륨을 제외한 ) 의 성분비가 구상성단은 태양의 최소 40 % 에 불과하지 않은가 하는 추측이 제기되었다. 지구형 행성들은 규소, 철, 마그네슘 같은 보다 무거운 원소들로 이루어져 있다. 구상성단은 이러한 중원소 함량이 매우 낮기 때문에, 구상성단의 구성원인 별이 지구형 행성을 보유하고 있을 확률은 태양 주위의 별들이 그러할 확률과 비교해 극히 희박하다. 이런 전차로 구상성단을 비롯한 은하헤일로 영역은 인류가 거주 가능한 지구형 행성이 없을 것으로 생각된다. [ 90 ] 구상성단에서는 거대가스행성도
은하중심의 초대질량 블랙홀 ( SMBH ) 의 질량과 구상성단이 분포하는 범위 사이에 상관관계가 있음이 밝혀졌다. 이러한 은하들의 SMBH의 질량은 은하에 딸린 구상성단들의 질량을 모두 합친 것에 가까운 경우가 많다. [ 21 ] 현재까지 발견된 구상성단들은 모두 활동적인 항성 형성을 나타내지 않는다. 이는 구상성단이 은하 안의 천체들 중 가장 오래된 천체에 속하며, 최초로 만들어진 별들과 함께 존재한 적이 있다는 점과 부합한다. 우리은하의 웨스터룬드 1과 같은 초성단 ( 매우 큰 항성형성 영역 ) 이 구상성단의 전구체일 가능성이 있다. [ 22 ] 구상성단의 조성 [ 편집 ] Djorgovski 1의 별들은 수소와 헬륨은 많으나, 나머지 원소들은 별로 없다. 천문학적인 용어로 이런 것을 " 금속이 적다 " ( metal - poor ) 고 한다. [ 23 ] 구상성단들은 일반적으로 금속이 적은 늙은 별들이 수십만 개 모여 있다. 구상성단에서 발견되는 별들의 유형은 나선은하의 팽대부의 그것과 유사하나, 불과 수백만 입방파섹 정도의 부피 속에 집중되어 있다. 가스나
구상성단(球狀星團, globular cluster, 문화어: 둥근별떼) 은 구형의 항성의 모임(성단)으로, 은하중심의 주위를 마치 위성처럼 돈다. 구상성단은 중력에 의해 단단히 유지되고 있으며, 이에 따라 구형의 모양을 유지하고, 중심으로 들어갈수록 별의 개수밀도가 높아진다. 은하헤일로에서 발견되는 구상성단은 은하원반에서 발견되는 산개성단과 비교하여 별이 상당히 많고 또 훨씬 늙은 별들로 이루어져 있다. 구상성단은 제법 흔한 천체로서, 현재까지 약 150개 ~ 158개의 구상성단이 우리은하에서 발견되었다. 또한 10개 ~ 20개 정도가 아직 발견되지 않았을 가능성이 있다. 큰 은하일수록 구상성단도 많을 것으로, 안드로메다 은하는 500개 정도의 구상성단을 가지고 있을 것으로 생각된다. 은하단의 중심에 자리잡은 거대타원은하, 예컨대 메시에 87 같은 것은, 13,000 여개의 구상성단을 거느리고 있다. 이 구상성단들은 반지름 40 킬로파섹(약 131, 000 광년) 또는 그 이상에 달하는 궤도로 은하 주위를 공전한다.국부은하군의 질량이 충분한 은하는 모두 한 무리의 구상성단을 거느리고 있으며, 지금까지 전천조사를 통해 발견된 거의 모든 큰 은하들은 구상성단계를 가지고 있다. 궁수자리 왜소타원은하와 큰개자리 왜소은하는 우리은하에게 구상성단(팔로마 12 등)을 빼앗기고 있는 과정 중인 것으로 보인다.은하의 별들 중 가장 먼저 만들어진 별들이 구상성단 안에 포함되어 있는 것으로 보이나, 은하 진화에 있어 구상성단의 기원과 역할은 아직 불확실하다. 구상성단이 왜소타원은하와는 명확히 다른 존재이며, 구상성단의 형성은 모은하의 항성 형성의 일부라는 것은 확실해 보인다. 그러나 최근 천문학자들은 구상성단과 왜소구형은하가 서로 명확히 구분될 수 있는 천체가 아닐 수도 있다는 추측을 제기하고 있다.