| 국가천문대, 은하계 별들로 구성된 원반의 S자 형태로 뒤틀린 구조 최초 발견 | ||
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 최근 중국과학원 국가천문대 천샤오톈(陳孝鈿)/덩리차이(鄧李才)/류차오(劉超) 연구팀, 호주 맥쿼리대학 Richard de Grijs 연구팀, 베이징대학 왕수(王舒) 연구팀으로 구성된 국제협력팀은 세계 최초로 은하계 별들로 구성된 원반(Stellar disk)의 외곽이 뒤틀린(warping) 구조임을 발견하였다. 해당 논문은 "Nature Astronomy"에 온라인으로 게재되었다. 항성계 원반은 생각처럼 매우 평평한 것이 아니라 불안정한 상태를 취한다. 거대한 항성계 원반은 외곽에서 점차적으로 위 또는 아래로 말리면서 전체적으로 감자칩과 같은 구부러진 형태를 형성하는데 천문계에서는 이를 "뒤틀림"이라 부른다. 대량 관측을 통해 약 3분의 1의 은하 외곽 항성계 모두가 어느 정도로 뒤틀린 형태를 나타냄을 발견하였다. 연구자는 전파 관측을 통해 은하계의 가스 원반(gas disk)이 수많은 은하 외곽 항성계와 같은 뒤틀린 구조임을 발견했지만 이에 대한 증거를 찾지 못했다. 은하원반 외곽에 대한 거리 측정은 매우 어렵지만 정확한 거리를 측정해야만 외곽 형태를 입증할 수 있다. 세페이드변광성은 중간 질량의 젊은 맥동변광성으로서 태양보다 3~20배 무겁고 밝기는 태양의 약 수만 배에 달한다. 맥동변광성의 맥동주기와 밝기는 엄밀한 상관성을 가지므로 이에 근거하여 거리를 정확하게 측정할 수 있고 그 오차는 3~5%밖에 안 된다. 천샤오톈 연구팀이 2018년에 발표한 첫 적외선 전천(all-sky) 변광성 성표(star catalogue)는 천여 개 은하계 세페이드변광성을 담았다. 이는 은하계의 젊은 별들로 구성된 원반의 형태를 밝히는데 최적의 추적체(tracer)를 제공하였다. 은하원반에 늘어선 항성 간 거리를 측정함에 있어서 최대 어려움은 먼지에 의한 소광이지만 적외선 멀티윈도(multiwindow) 연구를 통해 상기 어려움을 대폭 감소할 수 있다. 연구팀은 1,339개 세페이드변광성 삼차원 분포도를 통해 은하계 중심에서 멀어질수록 세페이드변광성은 은하원반 평면에서 더 심하게 이탈해 전반적으로 S자 형태를 나타낸다. 은하 중심을 마주하고 은하 북극을 위로 향할 경우 왼손편의 은하원반은 위(북쪽)로 휘며, 오른손편의 경우는 이와 반대이다. 이뿐만 아니라 은하 중심에서 바깥쪽으로의 뒤틀림은 복잡한 프리세션(precession) 현상을 나타냄을 발견하였다. 세페이드변광성으로 구성된 원반 구조는 은하계의 가스 원반 구조와 매우 일치하였다. 더 중요한 것은 뒤틀린 S자 형태는 점차적으로 비틀어지는 나선 형식으로 존재하였다. 뒤틀림 현상이 은하 외곽 항성계에 보편적으로 존재하지만 어떻게 형성되는지에 대한 일치된 결론이 없다. 그중 가능성 있는 해석은 원반 외곽이 일종의 회전모멘트 작용을 받아 형성된다는 가설이다. 회전모멘트 가설로 복잡한 뒤틀림 프리세션 현상을 해석할 수 있다. 연구팀의 관측 결과는 원반 외곽의 형성이 거대한 원반 내곽의 회전모멘트에 의해 주도된다. 해당 발견은 은하계 형태에 대한 인식을 업데이트시켰을 뿐만 아니라 원반 외곽의 기원을 연구하는데 결정적인 관측 증거를 제공하였다. 또한 은하계와 같은 거대원반 항성계가 어떻게 형성되어 변화하는지를 최종적으로 이해하는데 핵심적 실마리를 제공하였다. 정보출처 : https://mp.weixin.qq.com/s/CMMJwME8IUfLOplVeqkXqA |
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