도전목록 review - (3) Einstein's Cross



Written by 야간비행 조강욱
2010.12.12



□ Einstein's Cross

  

페가수스와 물병자리 경계 부근에 위치한 Quasar

17.4~18.7등급, 직경 2초각

거리 : 80억 광년

시선방향으로 동일 위치에 놓인 4억광년 거리의 14등급 은하, PGC 69457 (CGCG 328-15)에 의해 중력렌즈 효과가 작용하여,

은하 핵을 중심으로 4개의 다른 별처럼, 마치 십자가처럼 보인다

1915년 아인슈타인이 일반상대성이론을 통해 빛은 천체의 중력장에 의해 그 경로가 휘어질 것을 예측한

'중력렌즈' 효과의 훌륭한 증거가 되어, Einstein's Cross라는 별칭으로 불린다 (정식 명칭 QSO G2237+0305)

1985년 미국의 천문학자 존 후크라에 의해 발견되어서, '후크라의 렌즈'라고도 한다.

※ 중력렌즈 효과의 첫 발견은 1979년. 현재까지 100여개가 발견되었음..

중력렌즈 개념도

(출처 : www.astronomynotes.com)




□ John Peter Huchra (1948~2010)



미국의 천문학자, 하버드大 교수

Great wall, 중력 렌즈 등 주로 머리아픈 일을 연구하심..

여러가지 연구 업적 중 대중적으로 가장 유명한 것은 역시 아인슈타인의 십자가. 또는 후크라의 렌즈..

20세기의 천문학자 중 하늘에 자신의 이름을 올린 사람이 몇이나 될까?

저 별은 나의 별.. 을 실현한 것 만으로도 멋지고 황홀한 일이 아닐까 싶다..

올해 여름에 세상을 떠나셨는데.. 그래도 하늘에, 그것도 80억광년 저편에 자신의 이름을 새겼으니.. 정말 부러운 일이다.



□ 찾는 법


(출처 : http://observing.skyhound.com)

아인슈타인 크로스는 페가수스 사각형 중 Markab 또는 Enif부터 호핑하는 것이 가장 무난할 것이다

물병자리 alpha인 Sadalmerik를 이용해도 되고..

(출처 : Sky Atlas)

페가수스 - 물병 경계의 삼각형 별무리(34,35,37번)를 찾았으면 첫 발을 내디딘 셈..

(출처 : Sky Atlas)

우라노에는 고맙게도 아인슈타인 크로스의 위치가 표시되어 있지만.. 과연 이정도 가지고 찾을 수 있을까?

(출처 : Uranometria)

물론 불가능하다

세부 성도를 보자.  HD가 붙어있는 별들이 Uranometria에 표시된 별들이다 (8~9등급)


(출처 : http://observing.skyhound.com)

아이피스 호핑을 통해 목표대상까지는 약간의 노력으로 도착할 수 있다.

여기까지 왔으면 이제 아인슈타인 십자가에 10%정도 다가간 것이 아닐까.. ㅋ;;;




□ 보이는 모습

은하 중심부의 4개의 얼룩과 같은 상으로 관측된다.



Component A=17.36, B=17.39, C=18.43, D=18.72  

Component A가 가장 밝게 관측된다.

18인치가 최소 필요 구경으로 인식되고 있으나, 14인치 SCT로 관측한 사례도 있다.

4개의 component를 모두 분리하여 보려면 24인치 이상의 구경이 필요하고,

그 이하의 구경에서는 집광력과 분해능의 문제로

분리되어 관측되는 것이 아니라 4개의 component가 연결된, 말 그대로 cross 형태로 관측된다.

마치 거문고자리 더블-더블이 분해가 제대로 안 될 때 땅콩 두 개가 떠 있는 것처럼 보이는 것과 비슷하다




□ 국내 관측기록

아쉽지만 찾을 수 없다.

관측했거나 시도한 적 있는 분은 정보를 공유해 주시면 감사하겠습니다 ^^




□ 해외 관측기록

아인슈타인 크로스의 관측 기록은 해외를 뒤져봐도 그리 많지 않다.


1. Natko Bajic, Croatia, 2007년

16" LX200, 406x - 1118x

내 마지막 시도는 최고로 맑은 날 밤이었다.

아주 어려운 대상이긴 하지만.. Abell PN, UGC 은하, Palomar 구상성단을 관측한 후라 한 번 시도해 보았다

우선 406배로 정확한 위치를 잡고, 1118배로 올렸다

저배율(406배)에서 이미, 정말 작고 어둡고 희미한 대상임이 느껴진다..

PGC 69457은 전혀 보이지 않는다.

고배율(1118배)로 올려도 별상은 여전히 괜찮다. 1초각을 구분할 수 있을 정도로..

하지만.... 대체 어디 있는 것인지??

PGC 은하의 중심부는 주변시로 희미하게 퍼진 상으로 관측이 가능하다.

별 같이 밝은 핵은 아니고, 상당히 크게 퍼져 보인다.

하지만 아쉽게도.. 그 이상은 없다.

십자가가 위치할 중심부는 원형이라기보다는 사각형 모양에 가깝다.

이 모습은 내 상상에 의한 것일지도 모른다.

몇인치 더 큰 망원경으로 다시 시도해봐야겠다....



2. Jey Reynold Freeman, USA, 1998년

Celestron 14" SCT, Fremont Peak

98배에서 중력렌즈 은하(PGC 69457)은 어렵지 않게 보이지만,

Cross의 형태는 전혀 찾을 수 없다.

겨우 몇초각의 작고 희미한 대상이니..

몇 번의 삽질 끝에 326배로 은하의 중심 부분을 잡았다.

그리고... 그 곳에는 무언가가.. 은하 중앙을 중심으로 네 방향의 막대 모양이 모두 같은 길이의 대칭형으로 관측된다.

막대 형상의 별 무리는 각각의 component로 분리해서 볼 수 없다.

마치 어둡고 분리각이 작은 이중성이 분리되지 않는 것처럼..

Seeing이 좋지 않은 날이라면 아무것도 볼 수 없겠지만, seeing이 안정된 오늘은 은하 중심부에서 작은 구조를 관측할 수 있다.

겨우 몇초각의 십자형을..

그리고 가장 필요한 것은 고배율.

대부분의 einstein's cross 관측 report는 대구경 돕소니언으로 관측한 것이다.

숙련된 관측자라도 1개, 2개 이상의 component를 구분하여 관측하기는 쉽지 않을 것이다..

다음 관측에서는 각각의 component를 분리해서 볼 수 있도록 시도할 것이다.


나는.. 우리 태양계가 생성되기 전의 빛을 보았다!



3. Alan Goldstein

30inch F/5 obsession

저배율(100x)에서 14등급 은하는 밝기가 일정하지 않은 타원형 얼룩으로 보인다.

배율을 높이면 (375x, 500x) 타원형 은하 중앙부에 4개의 '좀 더 밝은' 부분이 관측된다.

마치, 하늘에 헬륨 가스를 채운 풍선 4개를 띄워놓은 것 같다.

그 중 component A가 가장 밝게 보인다.



4. Barbara Wilson, USA

20inch dob, Mt. Locke

중력렌즈 은하의 핵은 깔끔하게 분리되어 보인다.

Component A는 언제나 잘 보이고, Component B는 조금 더 어렵지만 역시 분리된 별 상으로 관측된다.

나는 4개의 component를 모두 동시에 분리해서 본 적이 없다.

위치를 정확히 숙지한 상태에서 36인치로 componet D를 관측한 적은 있지만,

Cross 자체를 한 번에 모두 보지는 못했다.

Component C는 Nabraska에서 1995년 30"로 극강으로 맑은 날 A, B와 같이 관측에서 성공한 적이 있었다.

1991년에 24"로 A와 C를 동시에 분리된 모습으로 관측했지만.. 그저 순간적으로 살짝 보였을 뿐이다.




□ 결론

'Seven Ultimate Challenges'의 일원답게, 이전에 포스팅한 Pease1이나 Leo1보다 한단계 더 어려운 대상이다.

예전에 오락실에서 stage마다 중간 보스를 모두 물리치면 나오는 끝판왕 같은 포스랄까.. ㅋ;;;

Pease1과 Leo1도 실패에 실패를 거듭하는 현 상황에서는 언감생심일 수도 있지만..

아인슈타인이 예언(?)한 중력렌즈 효과를 내 눈으로 증명해 볼 수 있다는 것. 그 자체만으로도 멋지고 황홀한 일이 아닐까?


다른 도전대상과 마찬가지로, 이 분도 다다익선 아니 大大익선의 구경과 6등급 이상의 최고의 하늘, 완벽한 seeing이 갖추어져야 관측이 가능한 대상이다.

다만, 중력렌즈 은하 PGC 69457은 14인치 급으로도 관측이 가능하고,

상대적으로 밝은 component A, B 정도는 분리는 어렵더라도 어렴풋한 형태로.. - 거문고자리 따따블이 땅콩이 되는 것처럼 - 관측할 수 있을 것 같다.

내 망원경으로든 18인치를 동냥해서든 조만간 시도해 보고자 한다.


태양계의 나이가 50억년이라고 하면, 그보다 30억년 전에는 이 공간에 무엇이 있었을까?

80억년 전의 광원을 내 눈으로 담을 수 있다는 것.

지구상에서 무슨 짓을 한다고 해도 '그 것'을 보았을 때와 비슷한 감정을 가지기는 어려울 것이다.

누가 뭐라해도 내가 별을 보는 이유는 '멀리 있기 때문'이다






P.S. 시리도록 맑은 밤하늘. 관측은 못 갔지만 집에 앉아서 '별짓'을 했으니 천벌은 면제받을 수 있다고 조심스럽게 예측해 봅니다.. ㅠ_ㅠ


P.S 2. 아인슈타인 십자가의 실체..

(출처 : 구글 검색)


                       Nightwid 無雲