폭발적 항성생성 은하

위키백과, 우리 모두의 백과사전.
이동: 둘러보기, 검색
더듬이 은하는 은하의 충돌로부터 발생하는 폭발적 항성생성 은하의 예이다.

폭발적 항성생성 은하(Starburst galaxy)는 평균 별형성률이 매우 긴 많은 은하의 별형성률에 비해 매우 빠른 별의 형성을 겪고있는 은하이다. 폭발적 항성생성 은하에서 별형성의 속도는 은하의 일생에 비해 매우 짧은 기간 동안 은하가 내부의 가스를 모두 별을 형성하는데 소모할만큼 매우 빠르다. 그러한 은하의 폭발적 항성생성 유형은 일반적인 은하 진화의 짧은 기간을 차지하는 단계이다. 다수의 폭발적 항성생성 은하들은 다른 은하와 매우 가까이 맞닥뜨리거나 병합 중인 때에 있다. 잘 알려진 폭발적 항성생성 은하로는 M82, 더듬이 은하, IC 10이 있다.

폭발적 항성생성 은하의 정의[편집]

근처 폭발적 항성생성 은하의 빛과 먼지.[1]

폭발적 항성생성 은하의 정의가 각각 존재하고, 거기에는 엄격한 정의가 없다고 모든 천문학자들은 동의했다. 그러나, 정의는 일반적으로 아래의 세가지 요인과 밀접한 관계가 있다.

  1. 은하에서 현재 가스가 별으로 변환되는 비율(Star formation rate 또는 SFR)
  2. 별을 형성할 수 있는 가스의 양
  3. 은하의 별 형성 기간의 비교는 은하의 회전주기나 일생에 따라 이용 가능한 가스를 소모한다.

흔히 사용되는 정의는 이렇다.

  • 지속적인 현재의 별형성률과 별형성은 우주의 나이(허블 시간)에 비해 매우 짧은 기간에 저장된 사용가능한 가스를 고갈시킨다.
  • 지속적인 현재의 별형성률과 별형성은 은하의 동역학적 기간(아마 원반 은하가 한번 회전하는데 걸리는 시간)에 비해 매우 짧은 기간에 저장된 사용가능한 가스를 고갈시킨다.
  • 이전 평균 별형성률에 의해 정규화된 현재의 별형성률는 1보다 매우 크다. 이 비율은 탄생률 패러미터(Birthrate parameter)로 나타내어진다.

메커니즘[편집]

폭발적 항성생성 은하들은 작은 공간에 차가운 가스 분자의 양이 매우 많다는 특징을 가지고 있다. 폭발적 항성생성 과정에 있는 은하는 다른 은하와 가까이 맞닥뜨린 증거인 조석 꼬리나 은하와의 충돌 병합을 자주 보여주기도 한다. 충돌하지 않는 은하 사이의 상호작용은 막대 불안정 같은 불안정한 회전 상태를 유발한다. 이 상태는 은하핵 방향의 가스의 이동을 야기하고, 폭발적인 별의 형성에 불을 지피게 된다.

폭발적 항성생성 은하의 종류[편집]

폭발적 항성생성을 겪고있는 은하의 컨셉아트.[2]

분류되고 있는 폭발적 항성생성 은하의 유형은 폭발적 항성생성 은하가 구체적인 유형을 대표하지 않기 때문에 까다롭다. 폭발적 항성생성은 원반 은하와 불규칙 은하에서 일어날 수 있다. 불규칙 은하에서는 흔히 여러 곳에서 폭발적 항성생성이 일어난다. 그렇지만 천문학자들은 일반적으로 그 은하들의 확실한 관측적 특징에 기반하여 폭발적 항성생성 은하를 분류한다.[3] 그 범주 일부는 다음과 같다.

  • 청색 밀집 은하(Blue Compact galaxy, BC 은하). 이들 은하는 흔히 질량과 금속 함유량이 작고, 먼지가 없는 천체이다. 이 은하들은 먼지가 없고 많은 수의 뜨겁고, 어린 별들을 포함하고 있기 때문에 가시광선이나 자외선 영역에서 자주 파랗게 보인다. 청색 밀집 은하는 처음에 낮은 금속 함량 때문에 첫 세대 별의 형성 과정에 있는 순수한 어린 은하로 생각되었다. 그러나, 오래된 항성 개체들이 많은 청색 밀집 은하에서 발견되면서 효율적인 혼합으로 먼지와 금속의 결핍이 나타나는 것을 설명하는 것으로 생각하게 되었다. 많은 청색 밀집 은하들은 현재 충돌 병합이나 근처 상호작용의 흔적 보여준다. 잘 연구된 청색 밀집 은하로는 I Zwicky 18(알려진 은하 중에 가장 금속 함량이 적은 은하)과 ESO338-IG04, Haro 11이 있다.
    • 청색 밀집 왜소 은하(Blue Compact Dwarf galaxy, BCD 은하). 이들 은하는 매우 작은 은하다.
    • 완두콩 은하(Pea galaxy)는 원시 폭발적 항성생성과 유사한 매우 작은 은하다. 이 은하들은 은하 동물원(Galaxy Zoo) 프로젝트에 참여한 시민 과학자들에 의해 발견되었다.
  • 밝은 적외선 은하(Luminous Infrared galaxy, LIR 은하)
    • 극단적으로 밝은 적외선 은하(Ultra-Luminous Infrared galaxy, ULIR 은하). 이들 은하는 일반적으로 매우 먼지가 많은 천체이다. 불명의 별의 형성에 의해 발생하는 자외선 복사는 먼지에 의해 흡수되고 100 마이크로미터 파장대의 적외선 스펙트럼에서 재방출된다. 이 설명은 매우 붉은 ULIR 은하와 관련된다 있다. 이 은하는 자외선 복사가 순전히 별 형성에 의해 발생하는 것인지 확실하게 알려져있지 않다. 몇몇 천문학자들은 ULIR 은하가 적어도 일부분은 활동은하핵(AGN)에 의해 작동된다고 믿고 있다. 먼지를 뚫기 위한 많은 ULIR 은하의 X-선 관측은 많은 폭발적 항성생성 은하들에는 큰 규모의 충돌 병합이 촉발한 별 형성에 의해 ULIR 은하가 작동된다는 가설을 뒷받침하는 이중 이 있음을 시사한다.
    • 아주 극단적으로 밝은 적외선 은하(Hyperluminous Infrared galaxy, HLIR 은하).
  • 울프-레이에 은하(Wolf-Rayet galaxy, WR 은하). 은하를 구성하는 밝은 별의 대부분이 울프-레이에 별이다.

폭발적 항성생성 은하의 구성 요소[편집]

M82는 큰곰자리 방향으로 약 1200만 광년 떨어져있는 가까운 폭발적 항성생성 은하의 원형이다.

첫째로, 폭발적 항성생성 은하는 별을 형성하는데 대량의 가스가 공급된다. 자체의 폭발적 항성생성은 근처 은하와 서로 맞닥뜨리거나(M81과 M82) 충돌하면서(더듬이 은하), 또는 물질들이 은하의 중심부로 이동하는 과정에 의해(항성 막대) 유발된다.

폭발적 항성생성의 내부는 아주 극단적인 환경이다. 대량의 가스는 아주 무거운 별을 형성하게 만든다. 젊고 뜨거운 별들은 주변의 가스(주로 수소)를 이온화시켜 전리수소영역을 만든다. 매우 뜨거운 별의 무리는 OB 성협으로 알려져있다. 이들 별들은 매우 밝고, 매우 빠르게 타오른다. 아주 강렬한 초신성 폭발로써 일생의 끝을 마감할 것이다.

초신성 폭발이 일어난 후에 방출된 물질들은 팽창하여 초신성 잔해가 된다. 이 잔해들은 폭발적 항성생성(성간물질) 내의 주변 환경과 상호작용하고, 자연적으로 발생하는 분자 증폭기의 위치가 될 수 있다.

근처 폭발적 항성생성 은하의 연구는 우리에게 은하의 형성과 진화의 역사를 추정하는데 도움을 줄 수 있다. 많은 수의 매우 먼 은하들을 보면, 예를 들어 허블 딥 필드에는 폭발적 항성생성이 일어나고 있는 것으로 알려져있으나, 그것들을 세부적으로 연구하기에는 매우 멀리 있다. 근처 예의 관측과 탐구는 초기 우주에서 무엇이 일어나고 있는지 우리에게 아이디어를 제공할 수 있다. 그러나, 폭발적 항성생성 은하는 우리 국부 우주에서는 아주 희귀한 것으로 보이고, 멀수록 흔하다. 이는 그 은하들이 수십억 년 전에 훨씬 많이 있었음을 나타낸다. 모든 은하들은 서로 가까이에 있다. 그러므로 서로의 중력에 의해 많은 영향력을 끼칠 것이다. 빈번한 맞닥뜨림은 은하의 형태를 뒤틀리게 함과 동시에 많은 폭발적 항성생성을 발생시킨다.

잘 알려진 폭발적 항성생성 은하[편집]

M82는 전형적인 폭발적 항성생성 은하다. 이 은하의 매우 높은 수준의 별의 형성은 근처의 나선은하 M81과 인접해 있기 때문이다. 전파 망원경으로 작성한 맵은 두 은하 사이에 연결된 거대한 중성 수소의 흐름을 보여준다. 이것 역시 서로 인접한 결과다. 전파 M82의 중심 영역의 이미지 역시 일생의 종점에 도착한 폭발적 항성생성 내부의 많은 무거운 별들이 형성하고 사라진 많은 수의 젊은 초신성 잔해들을 보여준다. 1997년에 공개된 아름다운 허블 이미지의 더듬이 은하는 잘 알려진 폭발적 항성생성 은하다.

폭발적 항성생성 은하의 목록[편집]

은하 유형 설명 참조
M82 전형적인 폭발적 항성생성 은하
더듬이 은하 이는 실제로 충돌하는 두 은하다.
IC 10 약한 폭발적 항성생성 은하
HXMM01 충돌 합병 중인 극단적인 폭발적 항성생성 은하
HFLS3 대단히 강렬한 폭발적 항성생성 은하
NGC 1569 측면에 폭발적 항성생성을 겪고 있는 왜소 은하

갤러리[편집]

이 영상은 화학로자리 방향의 확장된 남쪽 찬드라 딥필드로 알려진 영역을 확대하여 폭발적 항성생성을 겪고 있는 먼 은하를 보여준다.
이 영상은 옆 영상과 동일한 은하들을 보여준다.

같이 보기[편집]

참조[편집]

바깥 고리[편집]