모임도 없고 해서 온라인 세미나라도 실시 해 봅니다.

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메시에, NGC, IC 목록에는 은하, 성단, 성운 가릴 거 없이 모든 종류의 Deep sky를 포함한다. NGC는 New General Catalogue이고 General이 들어 있는 이유도 그 때문이다.

은하는 전체 Deep sky의 대부분을 차지하는데 오직 은하만의 목록이라면 PGC, UGC, ESO, MCG가 대표적이라 볼 수 있겠는데 그 양은 너무나도 방대하다. 그리고 Hickson 또는 Arp와 같이 특정한 대상에 대한 목록들도 있는데 은하만의 목록은 그리 많지가 않다. 행성상성운도 Abell, PK 목록이란 것이 있으나 역시 몇몇 되지 않는다. 구상성단은 Palomar 말고는 딱히 떠오르는 것도 없다.

그러나 산개성단은 다르다. Night sky observer’s guide를 보면 Collinder, Stock, Melotte, King, Trumpler, Dolidze, Ruprecht, berkeley 등등 매우 다양한 이름을 가진 20 여개의 목록이 등장한다. 대부분이 관측이 아닌 사진 판독을 통한 천체물리학적 연구를 통해 목록화 된 것들이다. 이렇게 사진을 통해 만들어 지다 보니 실제 관측을 하면 성단이라 보기에 모호한 것들이 많다. 물론 메시에, NGC, IC 목록과 겹치는 것들은 꽤 볼만하지만 대부분의 대상은 이런 것도 산개성단으로 볼 수 있구나하면서 실소를 금할 수 없는 경우가 많았다. 내 관측기를 통해 이런 류의 목록들을 글로 접하셨겠지만 역시 크게 관심을 불러 일으키지 않으리라 생각한다. 그러나 가끔 흥미를 가질 만큼 특별한 대상들도 등장 하다 보니 나는 충분한 기대감을 가지고 관측에 임하고 있다. 물론 그렇지 않더라도 NSOG를 다 보는 것이 목표인 만큼 책에 기재된 대상은 모두 들여다 볼 것이다. 

다소 부정적으로 접근했는데 그래도 이렇게 많은 목록을 만든 이, 만들어진 배경 그리고 특징적인 부분을 소개하는 것도 좋은 참조가 되겠다 싶어 이렇게 공유해 본다. 인터넷 검색을 통해 목록 하나하나에 대해서 조사하려 했는데 정보가 많지 않아 생각보다 쉽지가 않았는데 우연찮게 https://www.stellar-journeys.org 라는 싸이트를 방문하게 되었고 첨부 ZIP파일과 같이 원하는 자료를 발견하였다. 내가 전달하고자 하는 내용을 충분히 포함하는 훌륭한 자료라고 생각되며 필요한 내용에 대해서 발췌하여 포함하였다. 아래 본문에는 대상 개수가 많은 대표 산개 성단 목록을 우선 소개하며, 이외의 것들은 표로 정리해 보았다.

그리고 아래 Trumpler 목록을 소개하면서 산개성단 분류 체계에 대한 설명을 하였는데 이 분류법은 지금도 적용 되기 때문에 정독을 권해 본다.

1. Collinder (Cr)

1931년 스웨덴 천문학자 Per Collinder (1890~1974)에 의해 작성된 목록으로 그의 졸업 논문인 “On structural properties of open galactic clusters and their spatial distribution”의 Galactic open star clusters 라는 파트에 소개되어 있다. 총 목록 개수는 471개로 굉장히 많으며 다수의 메시에 및 NGC 목록을 포함한다. Per Collinder는 이 많은 대상을 사진으로 판독하며 목록화 하였으며 실제 매우 적은 대상만 관측하였다. 목록의 약어는 ‘Cr’로 표기한다. 

(참고로 아래 Table에 각 목록별 약어들은 Skysafari에서도 그대로 적용되니 검색 시 편리하게 적용할 수 있다.)

1도가 넘는 매우 큰 대상부터 5분 정도의 작은 대상까지 다양하게 포함되어 있는데 NSOG에는 20분 이상 큰 대상이 주로 소개되어 있다. NGC와도 겹친 대상이 꽤 있다. 나는 21개를 관측 했는데 성기고 밝은 별들이 포함된 것들이 많아 크게 인상적이지는 않았지만 주목할 만한 몇몇 성단이 있었다. 대표 대상으로는 작은 여우 자리에 유명한 옷걸이 성단인 Cr399 그리고 삼각형 자리에 초승달 모양을 닮은 Cr21 등이 있다. 독수리자리의 Cr401도 볼 만 하다. Cr21와 Cr401에 대한 관측기를 소개해 본다.

Cr21 : http://www.nightflight.or.kr/xe/observation/243120

Cr401 : http://www.nightflight.or.kr/xe/observation/229804

2. Dolidze (Do), Dolidze-Dzimselejsvili (DoDz)

두 가지 목록을 언급했는데 먼저 Dolidze 목록은 1966년 러시아 천문학자인 Modova V. Dolidze (돌리체)가 조지아에 위치한 Abastumani 천문대 근무 시 작성한 것으로 총 57개의 대상이 있으며 70cm F3 막스토브 망원경으로 촬영한 사진을 바탕으로 한 스펙트럼 방출선 연구를 토대로 만들어 진 것이라고 한다. 이후 동료 천문학자인 G. N. Dziselejsvili (이건 도대체 어떻게 읽어야 되나!) 와 협업하여 11개의 Dolidze-Dzimselejsvili 대상을 추가하였다. 스펙트럼 방출선 연구로 만들었다고 하지만 실제로 물리적인 상관관계를 가진 대상은 몇 개 없다고 한다.

NSOG에는 Do, DoDz 목록 대부분이 수록되어 있는데 나는 Do 목록은 절반에 가까운 27개를 관측하였고 DoDz는 11개를 모두 관측한 바 있다. 별 개수도 많지 않고 밀집도가 낮아 성군으로 표기된 것도 많고 겨우 성단으로 볼 수 있는 것들도 많아 역시 크게 볼만하지 않았다. 그래서 인지 NGC에 겹친 대상도 거의 없다고 한다. 기억에 남는 대상은 Do 17번, DoDz 1번으로 아래와 같이 관측기를 소개해 본다.

Do17 : http://www.nightflight.or.kr/xe/observation/233929

DoDz1 : http://www.nightflight.or.kr/xe/observation/119207

3. Berkeley (Be)

Berkeley 목록은 1958년 캘리포니아 버클리 시에 위치한 캘리포니아 주립대학의 천문학자 Gosta Lynga (스웨덴)과 Jiri Alter (체코)에 의해 발행된 것으로 Palomar 천문대의 전 하늘 조사 프로젝트 자료로부터 확인된 매우 오래된 104개의 산개성단 대상을 목록화 한 것이다. 여기에는 이제껏 알려진 가장 오래된 산개 성단인 Berkeley 17 (약 107억년)을 포함한다. 이런 오래된 성단의 특징적인 부분은 매우 어두운 잔별들이 좁은 범위에 몰려 있다는 것이다.

내가 실제 관측 시에도 이런 오래된 성단의 특징을 제대로 확인할 수 있는데, 구경에 따른 극명한 차이를 보여준다. 10인치 이하 저 구경에서는 성단의 존재 파악도 힘든 경우가 대부분이고 15인치 급에서는 뿌연 배경속에 몇몇 별들이 드러나는 모습을 보여 준다면 20인치 급 에서야 어느 정도 분해를 맛볼 수 있는 경우도 많았다. 이렇게 상당한 난이도를 가진 목록이나 천문학적 의미를 되새기며 분해의 도전의식을 불러 일으키는 대상들이라 볼 수 있겠다. 나는 11개를 관측하였고 예전 15인치로 본 모습과 20인치로 관측한 모습의 차이를 실감한 바도 있다. 아래와 같이 15인치로 관측한 Be17, 18, 19와 20인치로 관측한 Be11, 86번에 대한 관측기를 인용해 본다.

Be17, 18, 19 : http://www.nightflight.or.kr/xe/observation/123670

Be11 : http://www.nightflight.or.kr/xe/observation/204855

Be86 : http://www.nightflight.or.kr/xe/observation/240616

4. Stock (St)

독일 함부르크 태생인 Jurgen Stock (1923~2004)에 의해 작성된 목록이다. 1950년대 초 미국 Cleveland주의 Case Western Reserve University의 Warner and Swasey 천문대에서 근무하면서 산개성단의 사진 광도 측정 연구를 바탕으로 북반구의 알려지지 않은 성긴 24개의 성단을 목록화 하였다. 이후 그는 남아메리카 칠레에 위치한 Cerro Tololo 천문대의 첫 천문대장으로 부임하게 되는데 이 천문대의 입지를 직접 선정했다고 한다. 3년 간 말을 타고 다니면서 온 산을 돌아 다녔다고 한다. 남미에서 천문학 뿐만아니라 다른 과학 영역의 발전에 중요한 역할을 담당했다고 한다.

위에서도 언급했지만 Stock 목록은 24개로 구성되어 있으며 일반적으로 크고 성기며 다소 어두운 별들로 구성된 것들이 대부분이며 NGC에도 이미 포함된 것도 많다. 이중에서 Stock 13, 14, 15, 16은 우리나라에서 관측 불가하다. 나는 24개 중 7개를 관측해 보았는데 크게 인상적인 기억으로 남는 게 없지만 그래도 Stock 10 에 대해서 아래와 같이 소개해 본다.

St10 : http://www.nightflight.or.kr/xe/observation/123670

5. Trumpler (Tr)

Robert Trumpler (1886~1956)는 스위스의 취리히에서 태어났다. 1915년에는 Allegheny 천문대에서 이후 1918년에는 Lick 천문대에서 근무하였다. 그 동안 우리 은하의 크기를 결정하기 위해 멀리 떨어진 산개성단의 밝기를 연구했다. 1930년 “Preliminary results of the distances, dimensions and space distribution of open star clusters (산개성단의 거리, 크기 및 공간 분포에 대한 예비 결과)” 라는 산개성단 목록을 출간하고 이것은 천문학에 중요한 기여를 하게 된다. 총 37개의 새로운 성단이 실려 있는데 이것이 Trumpler 목록이다. 이 목록에서 Trumpler 는 관측되는 별 개수, 밀집도, 밝기의 범위에 따라 산개 성단 분류에 대한 체계를 고안했는데 이 체계가 이른바 “Trumpler classification”으로 현재에도 사용되고 있다. 아래와 같이 네 가지의 분류 방법이 있으며 이를 조합해서 나타낸다. 

로마 숫자 I 부터 IV는 성단이 주위 배경과 얼마나 분리(구분)되는 정도 밀집도를 나타낸다.

Class I : Detached with strong central concentration  (강한 밀집도를 가지면서 분리된 성단) 

Class II : Detached with little central concentration (약한 밀집도를 가지면서 분리된 성단) 

Class III : Detached with no noticeable concentration (주목할만한 밀집도가 없으면서 분리된 성단)

Class IV : Appears as a star-field (별 배경처럼 보이는 성단)

배경과 분리되었다는(Detached) 의미가 잘 이해가 안 될 수 있는데 배경 대비 얼마나 눈에 띄게 성단이 보이느냐라고 생각하면 되겠다. 그러나 이 배경 대비라는 의미가 상황에 따라 보여짐이 다를 수 있다. 무슨 말이냐면 예를 들어 은하수에서 멀리 떨어져 배경 별이 거의 없는 곳에 놓여진 게자리의 M44 (프레세페 성단) 와 은하수가 있는 마차부 자리의 M36은 동일하게 Class II가 부여 되어 있는데 만일 M44가 M36의 위치에 있었다면 그리 뚜렷해 보이지 않았을 것이다. 반대로 IC 2177 (갈메기 성운)의 북쪽에 걸쳐 있는 NGC 2335의 경우 은하수 배경 때문에 Class III로 지정되어 있는데 이것이 M44의 위치에 있었다면 메시에 목록에 필적할 정도로 아름다운 성단으로 보였을 것이다.

숫자 1에서 3은 성단내 별들의 밝기 분포 나타낸다. (작은 범위에서 큰 분포)

1 : Small range in brightness 작은 밝기 분포 (대부분의 별들이 거의 같아 보인다.)

2 : Medium range in brightness 중간 밝기 분포 (동등하게 밝고 희미한 별들)

3 : Large range in brightness 큰 밝기 분포 (적은 개수의 밝은 별 그리고 대부분을 차지하는 희미한 별들의 밝기 차가 크다.)

소문자 ‘p’, ‘m’, 그리고 ‘r’은 전체 별 개수의 많고 적음을 나타낸다.

p = Poor (50개 이하)

m = Medium (50~100개 사이)

r = Rich (100개 이상)

보통 위와 같이 세 항목으로 표기하는데 마지막으로 ‘N’이 더 붙어 있다면 성단이 성운 내 놓여 있을 때를 의미한다. 참고로 M45 (플레이아데스 성단)는 'II3rN'이다.

위 내용에 따라 Trumpler는 이중성단을 'IV3r'으로 분류하였는데 'IV3r'은 별 배경 (Star-field)처럼 보이면서 내부 별들의 밝기차가 크지만 100개 이상 많은 수를 포함한 성단이라는 의미가 되는데 개인적으로 IV는 동의하기 어렵다.

위 분류 체계는 NSOG에도 역시 표기되어 있는데, 아래는 이중성단에 대한 것이다. 그런데 위 Trumpler가 지정한 것과 다르지 않은가? NGC 869의 경우 책에는 I3r로 표기되어 있는데 강한 밀집도를 가진 ‘I’라고 달리 표기하였다. 내가 보기에도 이게 맞는 거 같은데 현대로 오면서 많은 정정이 있었던 거 같다.

사실 Trumpler 분류법은 위의 밀집도 설명에도 잠시 언급 했지만 사진으로 판독된 것이라 실제 관측과는 차이가 있을 수 밖에 없다. 예를 들어 크고 성긴 성단이라도 배율을 낮춰 보면 작게 풍부해 보일 것이고 작은 구경으로는 분해되지 않아 뿌옇게 보이는 것이 대구경의 고 배율로는 잘게 분해되어 화려하게 보일 것이기 때문이다. 그리고 주관에 따라 성기다 또는 밀집되었다라고 판단하는 기준이 틀릴 수도 있다. 그래도 나의 경험적인 측면에서 비춰 볼 때 주로 보는 70~150배율의 기준으로 관측 시 들어 맞는 경우도 많아 충분히 Type을 보고도 어떻게 보일 지 짐작해 볼 수 있으리라 생각한다.

나는 Trumpler 목록 전체 37개 대상 중 7개를 관측해 보았고 아래와 같이 Tr 2, 26, 27, 32에 대한 관측기를 소개해 본다.

Tr2 : http://www.nightflight.or.kr/xe/observation/203489

Tr26 : http://www.nightflight.or.kr/xe/observation/228574

Tr27 : http://www.nightflight.or.kr/xe/observation/250711

Tr32 : http://www.nightflight.or.kr/xe/observation/229443

6. Ruprecht (Ru)

1958년 체코 천문학자 Jaroslav Ruprecht (1931~2011), 성군, 산개성단, 구상성단이 포함된 “Catalogue of Star clusters and Associations”이란 논문을 출간하였고 논문 내 176개의 산개성단이 포함되어 있다. 그 중 Rupercht 147 (NGC 6774)는 흥미로운 대상으로 지구로부터 800~1000광년 떨어져 가장 가까운 성단 중 하나인데 20억년 정도로 오래되고 구성 별들이 같은 가스 구름에서 탄생했다고 한다. 그리고 구성 별들이 태양과 비슷한 질량과 나이를 가지고 있다고 한다. 천문학자들은 이 성단을 근본적인 항성 천체물리학에 대한 잠재적으로 중요한 새로운 참조기준으로 파악했으며, 태양과 같은 별의 진화를 이해하고 태양과 같은 별 주위를 공전하는 지구형 행성을 찾는 데 매우 유용할 것으로 판단한다고 한다.

나는 9개를 관측했는데 대부분 별 개수도 많지 않고 배경과의 구분도 쉽지 않아 성단으로 판단하기 어려운 것도 있어 크게 인상적이지는 않았다. 그리고 아직 위 Ru147을 관측해 보지 못했다. 참 볼게 없던데 Ru 141, 142, 143, 144에 대한 관측기를 소개해 본다.

http://www.nightflight.or.kr/xe/observation/250916

7. Czernik (Cz)

1966년 바르샤바 대학 천문대의 폴란드 천문학자 Mieczyslaw Czernik (1931~1991) (동유럽 천문학자들이 많다.) 와 폴란드 천문학회는 Palomar 사진 성도의 연구를 바탕으로 45개의 산개 성단 목록을 작성하였다. 

Palomar 사진 성도라는 말이 또 등장하는데 이제는 설명이 필요할 듯 하다. Palomar Observatory Sky Survey (이하 POSS) 라는 Project를 미국 캘리포니아주 Palomar 천문대에서 1950년대 실시했는데 (POSS-I) 이것이 뭐냐면 48인치 슈미트카세그레인 망원경으로 실시한 전 하늘 사진 촬영 Project를 말한다. (일명 전천 초토화) 이 데이터를 바탕으로 전 세계 천문학자들이 많은 연구활동을 하게 되었다. 그리고 1980년대에 이 망원경을 다시 업그레이드 하여 두 번째 POSS를 실시하였다. (POSS-II) 전 하늘이라고 했지만 적도에 위치하지 않았으므로 -42도 까지의 하늘을 촬영하였다. 본 Project를 통하여 수많은 천체가 발견되었고 목록화 되었는데 위의 Berkeley, Czenik 산개성단 목록 뿐만아니라 Abell 행성상성운, Hickson compact galaxy 목록도 본 자료를 통해서 목록화 된 것이다. 특히 본 자료는 은하 형태학적 연구에 크게 기여하게 된다. 이후 1994년에는 디지털화 작업까지 완료되어 오늘날 인터넷 이미지를 뽑아 볼 수 있는 싸이트인 Skyview와 Sky-map.org 자료의 근간이 되었다.

목록 설명보다 POSS에 대한 설명이 더 길었다. 45개의 대상 중 몇몇 대상만이 다른 목록과 겹칠 뿐 대부분은 오직 본 목록에만 소개되어 있다. 그리고 다수가 카시오페이아, 마차부자리에 위치해 있다. 참고로 Cz34는 은하라고 한다. 나는 4개를 관측해 보았고 그 중 Cz20을 소개해 본다.

http://www.nightflight.or.kr/xe/observation/123670

8. King (K)

미국 천문학자인 Ivan R. King (1925~) 은 1947년 해밀턴 대학을 졸업하였고 1952년 하버드 대학에서 박사학위를 받았다. 1966년까지는 캘리포니아 대학에서 성단의 동적 모델(일명 King model)이란 연구를 바탕으로 27개의 산개성단 목록을 작성하였다. 최근에는 구상성단의 동적 구조라는 연구도 진행하였다고 한다.

King 목록은 카시오페이아와 세페우스에 다수가 분포해 있다. 나는 4개를 관측해 보았고 그 중 King 5, 8, 22를 소개해 본다.

K5 : http://www.nightflight.or.kr/xe/observation/204855

K8, 22 : http://www.nightflight.or.kr/xe/observation/123670

9. Harvard (H)

미국의 유명 천문학자인 Harlow Shapely (1885~1972)는 미주리주 내슈빌의 작은 마을에서 태어났으며 미주리 대학에서 천문학을 전공했고 프린스턴 대학에서 박사학위를 받았다. 1921부터 1952년 Harvard 대학 천문대 이사로 근무중 많은 천문학 도서를 출간하였고 1930년에 만든 21개의 산개 목록도 그 중 하나이다. 사실 Shapley가 달성한 수많은 업적 중에 작은 부분 중 하나일 뿐이고 가장 큰 연구는 은하수 내의 태양의 정확한 위치 측정에 대한 것이다. 

Shapley에 대한 재미 있는 에피소드가 있는데 미주리 대학에서 언론정보학을 공부하려 했으나 학과 개설이 1년 지연되는 바람에 전공을 바꿀 수 밖에 없었고 전공 목록에서 알파벳 순서로 제일 먼저 오는 것을 공부하자고 마음 먹었는데 제일 처음 나온 것이 Archaeology (고고학) 인데 어떻게 발음하는지 몰라서 그 다음에 등장한 Astronomy를 선택하였다고 한다. 이렇게 아무거나 선택해서 공부해도 이런 업적을 남긴 걸 보면 천재는 뭘 해도 잘할 수 밖에 없나 보다 생각하게 된다.

나는 3 개의 대상을 관측해 보았고 H16, 20에 대하여 관측기를 소개해 본다.

H16 : http://www.nightflight.or.kr/xe/observation/240021

H20 : http://www.nightflight.or.kr/xe/observation/217749

10. Tombaugh (Tom)

그 유명한 명왕성 발견자인 Clyde Tombaugh (1907~1997)의 의해 작성된 목록이다. (많은 분들이 아시다시피 LA 다저스의 클레이튼 커쇼의 외증조할머니의 오빠이다.) 애리조나주의 Lowell 천문대에서 해왕성 너머의 행성을 연구하던 중 다섯 개의 산개성단을 발견하는데 안시 관측이 아닌 13” Lawrence Lowell 망원경으로 찍은 사진으로 발견하였다. 다섯개 중 네개는 다른 목록에 등장하지 않는 것이며 Tom3은 IC166과 겹친다. 

Tombaugh 목록 대상을 나는 하나도 관측해 보지 못했는데 야간비행 관측기록을 검색해 보니 진우씨의 기록이 있었다. 관측내용 단순한데 M35의 마이너 느낌이라니 기대가 된다. 본 목록을 관측하면서 Tombaugh의 명왕성 발견의 발자취를 따라가 보자.

http://www.nightflight.or.kr/xe/observation/142849 

11. Melotte (Mel)

Melotte 머리털자리 성단 Mel 111 때문에 귀에 익을 것이다. 1915년 영국 천문학자 Philbert Jacques Melotte (1880~1961)가 그리니치 천문대에서 재직 시 작성한 245개의 성단에 대한 목록이다. 남아프리가 공화국의 Johannesburg, 그리고 영국의 Godalming에서 촬영된 사진 성도를 통해 은하수의 전체 구조 결정에 대한 연구를 바탕으로 만들어진 것이다. 남아공부터 영국에서 찍은 사진을 토대로 하다 보니 대상들이 전천에 걸쳐 있으며 구상성단도 포함되어 있다.

나는 아직 Mel 111밖에 보지 못했고 관측기도 남기지 못했다. 워낙 큰 성단이다 보니 맨눈 또는 파인더 같은 초 저배율 광시야로 봐야 될 대상이다. 맨눈으로 몇 개까지 셀 수 있을지 여러분들이 판단해 보기 바란다.

12. Haffner (Haf)

1957년 독일의 천문학자 Hans Haffner (1912~1977)가 남아프리카 공화국의 Boyden 천문대에서 근무 시 ”New Galactic Star Cluster in the southern Milky Way”라는 목록을 작성하였는데 그 속에 포함된 26개의 산개 성단 목록이 Haffner calalgue이다. (해프너 하니깐 내가 좋아했던 지금은 은퇴한 클리블랜드 인디언스의 타자 트래비스 해프너가 자꾸 떠오른다.) 이후 1960년대에는 IAU (International Astronomical Union)의 산개성단 부문 의장도 역임했다고 한다. Haffner 목록은 남아공에서 관측한 자료를 토대로 만들어지다 보니 주로 큰개자리와, 고물자리에 대다수가 분포한다. 

나는 아직 NSOG 큰개자리, 고물자리 대상을 관측하지 못하여 본 것이 하나도 없다.