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  • NGC 1555와 Herbig-Haro object [DSW]
  • 김병수
    조회 수: 8104, 2012-03-29 23:59:00(2011-11-24)
  • 어제 김지현님 강의도 좋았고,
    김경싟님이 이렇게 정리해 주시니 더욱 좋습니다.
    머리에 쏙쏙 들어옵니다.

    ngc 1555에 대해서 조금만 부연설명 드리겠습니다.
    여기에 보이는 별이 바로 T Tauri인데, 소위 'T Tauri stars'라는 일련의 변광성그룹을 부를때, 그 원조가 되는 별입니다.
    이 별은 약 100만년 정도 된 탄생초기로 중력수축을 아직 하고 있다고 합니다. 즉, 아직 main sequence에 들어오지 못한 불안정한 단계입니다. 이 단계는 약 수천만년-1억년 정도 지속한다고 합니다.
    이 과정에서 밝기가 불규칙하게 100배 정도 변하게 되는데, 그 밝아질때마다 주변의 성운에 별빛이 반사되어서 우리가 볼 수 있게 됩니다. 그래서 variable nebula라는 이름이 붙었습니다.
    좀 더 설명하면, 이때 아주 높은 온도의 자외선파장의 빛이 나오는 것이 아니기 때문에 일반적으로는 emission nebula가 아닌 reflection nebula로 관측됩니다. 잘 아시겠지만, emission nebula는 '밝은' 별 주위에 만들어 지는 것이 아니라 '뜨거운'별 주위에 만들어 집니다. T Tauri는 태양보다 아주 큰 별이 아니기 때문에 내부가 그렇게 뜨거워 지지 않습니다.

    그런데 1555 성운기의 일부에서 emission line이 관찰됩니다. 그래서 이 부분은 Herbig-Haro object라고 생각합니다.
    일반적인 emission nebula의 원리는 뜨거운 별에서 나온 자외선파장이 주변의 개스를 이온화 시키고, 그때 전자가 재결합될때 나오는 광자를 우리가 보는 것입니다. 즉, 이때는 별에서 어떤 '물질'이 나온 것이 아니라 자외선이라는 우리 눈에는 안 보이는 빛이 emission의 근원이 됩니다.

    Herbig-Haro에서는 이와는 달리 실제로 플라스마형태로 '물질'이 분출됩니다. 그래서 이 물질이 주변의 개스층을 강하게 치게 되면 이때 생기는 충격파에 의해서 그 얻어 맞은 개스층이 emission을 하게 됩니다.
    이때 원래 소스에서는 회전방향의 수직으로 두줄기 플라스마 개스를 분출하는 데 이것을 polar jet이라고 부릅니다. 이 polar jet현상은 Herbig-Haro object 뿐 아니라 우주에서 여러 경우에 생깁니다. 예를 들면 Cyg X-1같은 블랙홀 주변으로 뿜어 나오는 것도 polar jet에 의한 것이고, active galaxy의 중앙에서 뿜어 나오는 jet도 마찬가지 입니다. Quasar도 마찬가지고요.




    Herbig-Haro object는 전혀 드문 것이 아니라 우리의 detection 능력이 높아질 수록 여기 저기에서 무수히 발견됩니다. 아마도 별이 만들어지는 초기에 대부분 잠깐씩 거쳐가는 단계라고 생각합니다. H-H object는 실제로 몇년 간격으로도 약간씩 모양이 움직입니다. 현재 H-H object의 지속기간은 수천년 정도로 생각합니다.

    몇 십년 전까지만 해도 그 존재 조차 잘 모르던 것을 이제는 아마추어 망원경으로 보려고 도전하고 있으니, 세상 많이 좋아진 건가요?



댓글 3

  • 조강욱

    2011.11.29 09:29

    밝은 별과 뜨거운 별의 차이는 무엇일까요?

    NSOG 세미나에 자주 참석하지 못했더니
    진도를 따라가기가 어렵습니다.. ㅠㅠ
  • 김병수

    2011.11.30 01:08

    강욱님, 저도 몇 달 전에 안걸요...다 스터디의 힘입니다.
    HR 도를 보면 이해가 쉬워요.
    세로축은 별의 밝기, 가로축은 별의 색갈(=온도 = 뜨겁기)이잖아요.
    주계열성만 놓고 본다면 대체적으로 밝은 별이 뜨겁고, 어두운 별이 차가워 집니다.
    하지만 주계열성이 아닌 별들은 그렇지 않습니다.

    같은 질량의 별인 경우 표면적이 큰 별이 더 밝아집니다.
    어떤 별이 주계열라인에서 적색거성단계로 가면 별이 엄청 밝아집니다.
    같은 별이 백색왜성이 되면 수만배 어두워집니다.
    하지만 이 별의 질량은 겨우 반 정도로 줄어들었을 뿐입니다.

    별의 표면온도는 여러가지 고려사항이 있지만, 위의 '어떤'별을 예를 든다면,
    주계열라인에서는 최초의 질량이 가장 중요합니다. 무거운 별의 경우 더 많은 질량이 중력수축을 하기 때문에 더 뜨거워집니다.
    적색거성단계로 가면 얼마나 커지느냐에 따라 표면온도가 결정되는데, 크게 커질 수록 표면온도는 떨어집니다.
    백색왜성이 되는 과정에서는 핵만 남게 되기 때문에 초기에는 표면온도가 아주 뜨겁습니다. 이런 별을 sdO type star라고 합니다.(행성상 성운의 중심성은 이 단계의 별들입니다.)
    하지만 결국은 주위에 열을 빼앗기고 점점 식게 됩니다.

    도움이 되셨기를...
  • 김병수

    2011.11.30 02:01

    별의 온도와 ngc1555에 관해 좀 더 부연설명 드리겠습니다.

    적색거성의 경우, 위에 말한대로 매우 밝지만 표면온도는 낮습니다.
    이런 별에서는 붉은 색을 피크로 해서 그 주변파장의 광자만 나옵니다. 즉, 가시광선과 적외선 파장만 나오고 자외선파장의 고에너지 광자는 거의 안 나오게 됩니다.
    중요한 포인트는...자외선파장의 광자는 별의 온도가 뜨거워야만 나온다는 점입니다.(플랑크 법칙)

    ngc1555의 T Tauri는 아직 주계열라인에 진입하지 못한, 만들어지고 얼마 안된 별입니다.
    그런데 이 별은 태양과 질량이 크게 차이 나지 않습니다. 즉, 아주 큰 별은 아니라는 거죠. 그 얘기는 온도가 아주 높지는 않다는 얘기입니다. 그래서 자외선파장의 고에너지 광자는 거의 못 만들어냅니다.
    이 별의 내부에서는 중심으로 향하는 중력과 막 핵융합을 시작해서 바깥으로 뻗어나가려는 압력이 힘겨루기를 하고 있습니다.
    사방으로 뻗어 나가려는 힘이 조금 셀때에는 별의 크기가 커지면서 일시적으로 밝아지게 됩니다. 하지만 표면온도가 뜨거워 지는 것은 아닙니다. 그래서 주변에 가스가 있다고 하더라도 emission을 시킬 수 없습니다. 오로지 주변구름의 먼지가 잠깐 밝아진 별빛을 반사시킬 수 있을 뿐입니다.
    반사성운의 빛은 연속광이고, emission nebula의 별빛에는 일정한 라인의 emission이 발견됩니다.(H alpha, H beta, OIII 같은 라인...)
    이 둘은 안시로는 잘 구분이 안되지만, 스펙트럼분석을 하면 쉽게 구분이 가지요.
    결국 T Tauri주위의 성운은 반사성운이어야 하는데 여기의 일부에서 emission line이 발견된 것이고, 왜그런지 그 이유를 파고 들면서 Herbig-Haro object가 있는 것을 알게 된 것입니다.
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