봄철은하들에 대해서 글을 써 보겠습니다.

 

은하를 소구경으로 관측할때에는 그저 뿌연 솜뭉치로 밖에는 안 보이지만,

대구경으로 보면 얼룩과 나선팔들이 보이기 시작합니다.

하지만 구체적으로 목표를 잡고 보지 않으면, 서로 비슷한 얼룩일 뿐입니다.

이 글에서는 봄철은하들을 대구경으로 좋은 하늘에서 보았을때 어떤 것이 보이는지,

그리고 그런 디테일한 구조들이 어떤 의미를 갖고 있는지에 대해서 알아 보도록 하겠습니다.

 

은하의 분류에 대해서는 김경식님의 지난 글을 참조해 주세요.

타원은하는 은하내부의 디테일을 볼 수 없기 때문에 이 글에서는 제외했습니다. (렌즈형은하도 거의 디테일이 없으므로 제외)

 

은하의 거리 정보도 같이 알아보았는데, 이는 이전 글에서 알아본 은하그룹과 밀접한 관계가 있습니다.

이 글에서 다루는 은하들은 거의 모두 은하그룹을 이루고 있고, 그 은하그룹의 대표격인 은하들입니다.

 

대상들의 순서는 별자리 순서대로 하였습니다.

은하그룹별로 알아볼 수도 있고, 모양별로 분류해 볼 수도 있겠지만,

아무래도 별자리 별로 정리를 하는 것이 익숙할 것 같습니다.

하지만, 별자리란 그저 넓은 밤하늘을 인간이 다루기 편하게 나누어 놓은 구역 이상의 의미는 없습니다.

즉, 같은 별자리에서 보이는 은하들이라도, 앞뒤로 수천만광년 떨어진 경우도 많다는 점을 상기하시기 바랍니다.

 

Camelopardalis

 

NGC 2403

1000만 광년 떨어진 M81 group의 바깥쪽 일원입니다.

M81에서 13도나 떨어진, 서로 멀리 있는 것처럼 보이는 은하이지만, 워낙 가까운 그룹이라서 실제거리는 그렇게 멀지 않습니다.

 

Sc type으로, 나선팔이 발달해 있으면서 bulge는 그리 뚜렷하지 않습니다.

M33과 실제 크기나 모양이 비슷합니다.

나선팔 위로는 많은 H II 지역과 young blue open cluster, molecular cloud 들이 보입니다.

아래 그림에서 붉게 보이는 것이 H II region입니다.

코어의 왼쪽에 크게 보이는 H II 지역에는 NGC 2404라는 독자적인 번호가 붙어 있습니다.

컬러 사진에서 별과 H II 지역을 구별할 수 있습니다.

컬러 사진들은 대부분 APOD나 구글이미지에서 따온 사진들인데, 따온지 오래 된 것들은 원본 credit을 구하기 어려운 것들도 있습니다.

대개는 NASA나 ESO 등에서 제공하는 사진들이고, 몇 개는 외국 아마추어가 찍은 사진입니다.

 

이 글에 나오는 흑백사진들은 DSS에서 추출한 사진들인데,

DSS의 목적 중의 하나가 희미한 대상의 위치를 확인하는 것이기 때문에, 상당히 장노출로 사진을 찍습니다.

그러다 보니까 밝은 대상은 과노출로 디테일을 볼 수 없게 된 것들이 많지요.

위쪽은 추출한 원본사진이고, 아래쪽은 이 원본사진의 노출을 줄이고, 노이즈도 줄여서 실제 관측과 조금 유사하게 만든 사진입니다.

DSS 추출사진들의 크기는 모두 0.5도로 통일했습니다. 따라서 아이피스에서 보이는 크기 비교가 가능합니다.

 

 

 

NSOG에 나온 관측포인트를 정리해 봤습니다.

: 코어의 양쪽 끝에서 나선팔이 나온다. 나선팔은 반바퀴 정도 따라갈 수 있다. 바깥으로 가면서 얼룩이 심해진다. 나선팔 위에서 NGC2404를 찾을 수 있다.

 

하늘이 아주 좋다면 나선팔이 어디까지 이어지는지 따라가 보는 것이 좋겠습니다.

사진에서의 별의 위치를 기준으로 outer halo의 범위를 확인해 봅시다.

 

 

 

Canes Venatici

 

NGC4244

1600만 광년 떨어졌고, Canes I group에 속합니다.

 

거의 완전한 측면 은하이지만, 성운과 성단, dust patch가 있는 것을 통해 나선은하임을 알 수 있습니다.

이 은하에 사는 외계인들은 우리 정도 과학이 발달했다 해도 자신들 은하의 별들과 먼지에 가려서 주변에 이렇게 많은 은하가 있는 줄 모를 겁니다.

이유는 이전 게시물에 있는, 우리 초은하단내의 은하 분포를 상기하시기 바랍니다.

즉, 우리는 이 은하를 볼 수 있지만, 이 은하의 나선팔 안에서는 우리은하를 보기 힘듭니다.

NSOG관측포인트: 코어가 길쭉하고 중앙부에 bulging, 코어가 얼룩짐 + 코어 양끝에 knot 

 

 

M94 (NGC4736)

1600만 광년 떨어져 있으며, Canes I group의 대표은하입니다. 그래서 Canes I group을 M94 group이라고도 부릅니다.

적경순으로 보면 사냥개자리의 다른 은하들을 먼저 소개해야 하지만, 가능하면 같은 그룹을 먼저 보기 위해서 앞으로 당겼습니다.

 

(R)SA(r)ab로 분류되듯이, outer ring도 있고, inner ring도 보입니다.

inner ring에서는 많은 star formation이 일어나고 있으며, 안시로는 뚜렷한 코어로 보이게 됩니다.

 

 

outer ring이란 은하의 나선팔과 연결이 없는 경우에 쓰는 용어로, 만약 나선팔이 연장되면서 만나듯이 보이는 경우에는 pseudo outer ring이라고 부릅니다.

M94는 가시광선으로는 outer ring이 있는 것처럼 보이지만, 여러가지 파장으로 조사해 보면 나선팔과의 연결이 보입니다.

 

M94는 작은 구경이나 안 좋은 하늘에서도 쉽게 찾을 수 있는 은하이기는 하지만, 대구경으로도 디테일을 보기는 힘듭니다.

사실 이 은하가 나선은하인 줄은 공부하면서 알게 되었습니다. 그전에는 렌즈형은하로 생각했습니다.

관측포인트: 비별상핵 + 밝은 코어 + 넓은 헤일로

도전: 1) 헤일로의 얼룩,  2)outer ring의 존재

 

 

M106 (NGC4258)

2300만 광년 떨어져 있고, Canes II group의 대표은하입니다. 그래서 Canes II group을 M106 group이라고도 부릅니다.

 

두개의 나선팔이 잘 발달한 grand design 은하이지만, 약간 사선으로 보이기 때문에 M51이나 M100처럼 뚜렷이 나선팔이 보이지는 않습니다.

위 그림에서 M106바로 옆에 보이는 은하는 동반은하인 NGC4248입니다.

서쪽으로 0.5도 떨어진 곳에서 보이는 측면은하는 NGC4217입니다.

이 은하도 M106의 동반은하인가에 대한 논란이 많았습니다.

결국 4217의 거리가 5600만 광년으로 M106보다 2배 이상 멀리 떨어져 있다는 것이 밝혀지고 나서 논란은 사라졌습니다.

칼라사진에서 보면 4217에도 dust lane이 잘 보이는데, 이를 통해 나선은하임을 알 수 있습니다.

나선은하는 크기의 차이가 별로 없기 때문에 같은 거리의 나선은하는 대략 비슷한 시직경을 보이게 됩니다.

위 사진에서 보듯이 M106과 NGC 4217의 장축의 길이는 4배가 차이나기 때문에 (20분 vs. 5분) 두 은하가 같은 거리에 있을 가능성은 작아 보입니다.

 

관측포인트: 코어 + 중앙부 "S"자 모양의 나선구조와 얼룩 + 넓은 outer halo + 동반은하 4248과 서쪽으로 0.5도 떨어진 곳의 4217

도전: outer halo에서의 나선구조 (즉, dark lane으로 나선팔 사이가 구분되는 지)

 

 

 

M51 (NGC5194)

2300만 광년 거리에 있고, M51 group의 대표은하입니다.

M51 group에는 M63도 포함되는데, 같은 거리에 있는 M101 group의 subgroup으로 간주하기도 합니다.

 

1783년 메시에가 처음 발견했지만, 나선구조는 1845년 로스경이 발견합니다.

로스경은 다른 성운들과 모양이 확연히 구분되는 나선형 성운이 여러개 있는 것을 발견하고 이들의 성격이 다를 것이라고 주장했습니다.

한동안 나선형성운이 태양계가 만들어지는 nebular hypothesis의 증거라는 주장도 있었지만, 1920년대 이들의 거리가 알려지면서 외부은하임이 밝혀졌습니다.

M51은 grand design의 원조격인 은하로서, interacting 하는 동반은하인 NGC5195의 영향으로 점점 나선팔이 뚜렷해 지고 있는 것으로 생각합니다.

두 은하의 상호작용연구에 의하면, NGC5195는 M51의 뒤쪽에서 다가와서 5억년 전쯤 M51을 통과해서 앞쪽으로 왔다가 뒤쪽으로 방향을 바꾸어서, 1억년 전에 다시 M51을 통과했고, 지금은 M51보다 먼쪽에서 더 멀어지고 있습니다.

 

관측포인트: 밝고 큰 코어 + 뚜렷한 나선팔 + 나선팔 안의 dust lane 과 밝은 얼룩들 + 연결 브릿지

도전 : 1) 5195 보다 북쪽의 haze  2) 남쪽으로 나선팔 끝의 tail 이 어디까지 퍼져 있는지

 

참고로 dust lane과 dark lane을 구별해서 봐야 합니다.

많은 안시관측서적에서 이 둘을 별 생각없이 혼용해서 쓰고 있습니다. 심지어 NSOG에서도 이 둘을 구별하고 있지 않습니다.

둘 다 우리 눈에는 검은 줄 모양으로 보입니다만 둘의 성격은 매우 다릅니다.

 

먼저, 나선팔 내부의 dusty molecular cloud가 뒤에서 오는 별빛을 막아서 어둡게 보이는 부분이 있습니다.

이럴때는 dust patch, dust lane 등으로 부르면 되겠습니다.

은하수에서 보면, 백조자리에서 궁수자리를 지나서 Coalsack까지 연결되어 검게 보이는 great rift가 좋은 예입니다.

많은 측면은하에서 헤일로를 가로지르면서 보이는 직선의 어두운 부분은 dust 가 나선팔에 집중되어 있어서 반대쪽에서 오는 별빛을 막기 때문에 검게 보이는 것입니다.

이런 경우는 dust lane이라고 불러야 겠습니다.

 

한편, 나선팔과 나선팔 사이의 별이 적은 부위도 상대적으로 주위보다 어두운 줄로 보입니다.

이런 경우는 dark gap 또는 dark lane으로 불러야 겠습니다.

결국 어떤 은하의 나선팔을 본다는 것은 팔과 팔 사이의 dark gap을 확인한다는 것과 같은 말이 되겠습니다.

이 dark gap이 안 보이면 안쪽 팔과 바깥쪽 팔이 붙어서 하나의 헤일로로 보이게 됩니다.

 

측면은하에서는 dust lane만 보이고, dark lane은 보일 수가 없겠지요.

하지만 정면은하에서는 두가지가 다 보일 수 있습니다.

M51의 코어에서 나오는 나선팔을 보면, 나선팔 내부에 dust lane이 보입니다.

허블사진에서 아주 뚜렷하고, DSS에서도 쉽게 눈에 띕니다.

그리고, 그 나선팔과 바깥 나선팔 사이에 별이 없는 dark lane이 보입니다.

 

소구경으로 관측할때야 뿌연 솜뭉치로만 보이니까 dust lane과 dark gap을 구별할 필요가 없었지만,

좋은 하늘에서 대구경으로 관측할때는 새로운 것들이 보이기 시작합니다.

새로운 지평이 열리는 것은 좋지만, 그에 따른 관측자의 책임도 따릅니다. (강욱씨에 따르면 구경책임제...)

 

 

M63 (NGC5055) Sunflower galaxy

2500만 광년 떨어져 있고 M51 group의 일원

flocculent arm을 가지고 있습니다.

많은 수의 pinkish H II 지역, bluish young open cluster와 검은색 dust patch가 나선팔에서 보입니다.

 

관측포인트: 별상핵 + 밝은 코어, 코어는 granular texture + 헤일로의 얼룩 + 남쪽의 dark lane (dust lane?)

 

 

 

NGC 4631 & 4627 (Whale and Pup)

3000만 광년 떨어진 NGC4631 group입니다. 이 그룹은 NGC 4631 &27 과 NGC 4656 & 57(Hockey Stick) 등 4-5개의 은하만 속해있는 작은 그룹입니다.

이 측면은하의 내부에는 많은 H II 지역과 young cluster, dust patch들이 보입니다.

이런 모습을 starburst galaxy라고 부르는데 M82가 원조격입니다.

마침 M82처럼 측면으로 보이기 때문에 더 비슷해 보입니다.

X-ray 사진으로 보면 NGC4631의 중심부에서는 많은 별형성과 이에 따른 초신성폭발이 계속 되고 있습니다. 이런 폭발물질이 은하 주위로 뿜어져 나오는 것을 superwind라고 부릅니다.(안시관측은 힘듬)

동반은하인 4627과의 사이에는 수소가스로 이루어진 bridge도 보인다고 합니다.

 

관측포인트: 중앙부 bulge가 약간 동쪽으로 치우쳐 있고, 북쪽으로 약간 더 튀어나옴 + halo에 얼룩이 많고 서쪽이 더 뾰족하다.