‘우리은하’ 가장자리 별 태어나는 영역 첫 관측

2019.05.13 10:46
CTB 102의 고해상도 영상. 한국천문연구원 제공.
CTB 102의 고해상도 영상. 한국천문연구원 제공.

국내 연구진이 우리은하 내 무거운 별 생성 영역인 ‘CTB 102’의 고해상도 영상 관측에 처음으로 성공했다. CTB는 '칼텍 카탈로그 B(Caltech catalog B)'를 줄인 말로 1960년대 미국 캘리포니아공대(Caltech)에서 수행한 전파 관측 목록 리스트로 CTB 102는 이 중 102번째 천체다. 

 

한국천문연구원은 강성주 전파천문연구그룹 박사후연구원 연구팀이 대덕전파천문대 13.7m 전파망원경을 활용해 우리은하 가장자리에서 CTB 102의 ‘전리수소 영역’을 관측했다고 13일 밝혔다. 전리수소 영역은 많은 양의 자외선을 방출하는 무거운 별 주변에 존재하는 이온화된 수소 기체로 이뤄진 영역이다. 별이 생성되는 영역으로 알려져 있으며 은하의 물리화학적 진화와 연관성이 높다. 

 

CTB 102는 거대한 별 생성 영역으로 알려져 있었지만 우리은하 외곽에 멀리 떨어져 있고 우리와 천체 사이에 성간물질이 많아 실질적인 관측이 이뤄지지 못했던 곳 중 하나다. 미세한 고체 입자인 성간 티끌로 인해 천체에서 방출된 빛이 흡수되거나 산란해 빛의 세기가 감소하는 ‘성간 소광’ 현상 때문이다. 또 넓은 영역 중 일부에 대해서만 저해상도 관측이 이뤄져 자세한 내부 구조를 파악하기 어려웠다. 

대덕전파천문대. 한국천문연구원 제공.
대덕전파천문대. 한국천문연구원 제공.

연구진은 지난 2015년 수신기 성능을 개선한 천문연의 대덕전파망원경을 이용해 기존 저해상도 영상에 비해 약 10배 정도 해상도가 높은 영상을 얻는 데 성공했다. 이를 통해 CTB 102 영역의 물리적 구조와 그 속에서 생성되고 있는 어린별의 특성, 이 지역 별 생성률 등을 알아냈다. 

이번 관측으로 얻은 고해상도 일산화탄소(CO) 관측 결과에 따르면 CTB 102는 가로지르는 크기가 180광년에 달하며 무게는 태양의 약 10만배다. 

 

연구진은 미국항공우주국(NASA)의 ‘와이즈(WISE)’ 적외선 망원경을 이용한 어린별의 등급 분류 방법을 통해 해당 영역 어린별들의 등급을 분류했다. 와이즈는 별 생성 과정을 보여주는 천체와 소행성, 빛을 낼 만큼 큰 질량을 갖지 못한 별을 관측하기 위해 NASA가 2009년 우주로 발사한 적외선 망원경이다. 

 

그 결과 이 지역이 전체적으로 은하 전반 별 생성률인 5~10%와 큰 차이가 없으나 일부 특정 지역에서는 17~37%의 높은 별 생성률을 보였다. 연구진은 후속 전파 관측 연구를 통해 특정 지역에서 별 생성률이 높은 원인을 밝힐 계획이다. 

 

 강성주 박사후연구원은 “국내 최초 전파망원경을 통해 별 생성 영역의 고해상도 이미지를 처음으로 관측하고 별 생성률의 특성을 알아냈다”고 말했다. 이번 연구결과를 담은 논문은 천문학 분야 국제학술지 ‘천체물리학저널’ 5월 1일자에 게재됐다. 

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