고리 성운

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1. 개요
2. 역사
3. 관측
4. 성질
5. 사진첩
참조

1. 개요

고리 성운은 거문고자리 방향으로 약 2,300광년 떨어진 행성상성운이다. 1779년 앙투안 다르키에 드 펠레푸아에 의해 처음 발견되었으며, 윌리엄 허긴스는 스펙트럼 관측을 통해 가스 성운임을 밝혀냈다. 쌍안경이나 소형 망원경으로도 관측 가능하며, 중심에는 백색 왜성이 위치한다. 성운은 팽창하며, 녹색, 푸른색, 붉은색 등 다양한 색상을 띠는 방출선을 보인다.

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고리 성운
기본 정보
제임스 웨브 우주 망원경의 NIRCam으로 촬영한 고리 성운의 모습. 적외선과 가시광선을 사용하여 여러 이미지를 노출 합성했으며, 가시광선에서는 매우 희미하게 보이는 수소의 바깥층을 보여줌
형태	행성상성운
영어 이름	Ring Nebula
다른 이름	M57 NGC 6720 GC 4447 반지 성운 도넛 성운
별자리	거문고자리
위치
적색 편이	-0.000064
시선 속도	-19.2km/s
거리	2600 광년 (약 0.71kpc)
M57의 위치
관측
겉보기 등급	8.8
시직경	230″ × 230″
물리적 특징
반지름	광년

2. 역사

고리 성운은 1779년 1월 프랑스 천문학자 앙투안 다르키에 드 펠레푸아가 처음 발견했다. 그는 이 성운을 "목성만큼 크고 행성을 닮은 것"이라고 묘사했다.^[3] 같은 해, 샤를 메시에가 혜성을 찾던 중 독립적으로 고리 성운을 발견하고 메시에 목록에 추가하였다. 메시에와 윌리엄 허셜은 이 성운이 망원경으로 분해할 수 없는 어두운 별들이 모여 있는 것이라고 추측했다.^[4]^[5]

1800년, 독일의 프리드리히 폰 한 백작이 성운 중심부에서 어두운 별(중심별)을 발견했다고 발표했다. 1864년, 영국의 아마추어 천문학자 윌리엄 허긴스는 고리 성운을 포함한 여러 성운의 스펙트럼을 관측하여 밝은 방출선을 확인하고, 행성상성운이 별들의 모임이 아니라 가스 성운임을 밝혀냈다.^[6]^[7] 1886년, 헝가리의 에우제네 폰 고타르트가 최초로 고리 성운의 사진을 촬영했다.

3. 관측

고리 성운은 여름의 대삼각형의 북서쪽 꼭짓점을 이루는 밝은 별 베가(직녀성) 남쪽에 있다. 거문고자리 베타에서 거문고자리 감마 사이 거리의 40% 지점에 위치하기 때문에 아마추어 천문가들이 쉽게 찾을 수 있다.^[24]

성운 원반의 각지름은 1.5 × 1 각분이며, 10×50 쌍안경으로는 분해하기 너무 작다.^[25] 구경 20cm 이상 망원경을 사용해야 관측이 용이하나, 구경 7.5cm 망원경으로도 타원형 고리 모양은 대강 확인할 수 있다.^[24]^[26] UHC 또는 OIII 필터를 사용하면 특히 광공해 지역에서 시각적 관측을 향상시킬 수 있다.

4. 성질

고리 성운은 지구에서 약 0.7kpc 떨어져 있으며,^[16] 겉보기등급은 시각등급 8.8등급, 사진등급 9.7등급이다. 지난 50년간의 사진 관측 결과,^[27] 성운의 팽창 속도는 100년에 약 1각초이며, 이는 분광 관측에서 얻어진 20-30km/s와 일치한다.^[10]

고리 성운 중심의 백색왜성은 겉보기등급 15.75등급이며,^[30] 질량은 태양의 약 1.2배이다. 성운 안쪽은 이중전리산소(O III)의 방출선(4957 Å, 5007 Å) 때문에 푸른색-녹색을 띤다. 이 선들은 매우 낮은 밀도에서만 형성되어 "금지선"이라 불린다. 바깥쪽은 수소의 발머계열 방출선(6563 Å)과 전리질소(N II)의 금지선(6548 Å, 6583 Å) 때문에 붉은색을 띤다.^[27]

소구경 망원경으로도 고리 모양(5cm)이나 타원형(8cm)을 확인할 수 있다. 15cm 망원경으로는 뾰족한 끝부분이 어두워지는 것을, 20cm 망원경으로는 더 뚜렷한 윤곽을 볼 수 있다. 중심별(15등급)을 보려면 최소 30cm 망원경이 필요하다.

4. 1. 성운 구조

M57은 쌍극성으로 알려진 별 폭발 성운 종류에 속하며, 두꺼운 적도 고리가 대칭의 주축을 따라 구조를 눈에 띄게 확장시킨다. 이는 장타원체이며, 적도를 따라 물질이 강하게 집중되어 있는 것으로 보인다.^[28]^[29] 지구에서 볼 때 대칭 축은 약 30°로 관측된다. 전반적으로, 관측된 성운은 대략 1,610 ± 240년 동안 팽창해 온 것으로 추정된다.

구조 연구에 따르면 이 행성상 성운은 잘 발달된 대칭성을 특징으로 하는 매듭을 나타낸다. 그러나 이것들은 성운의 적도 고리에서 방출되는 빛을 배경으로 보이는 실루엣일 뿐이다. M57은 중심별을 향한 매듭 끝 부분에 내부 N II 방출선을 포함할 수 있지만, 대부분의 매듭은 중성이며 소멸선에서만 나타난다. 이러한 매듭의 존재는 이들이 이리자리 행성상 성운 IC 4406에서 발견되는 것보다 이온화 전선에 더 가깝게 위치할 가능성을 보여준다. 일부 매듭은 시각 스펙트럼에서 광학적 두께로 종종 감지할 수 있는 잘 발달된 꼬리를 가지고 있다.^[11]^[12]

4. 2. 행성상성운핵 (PNN)

중심의 행성상성운핵(PNN)은 1886년 9월 1일 헝가리 천문학자 예뇌 고타르드가 솜버트헤이에서 촬영해 발견했다.^[30]^[13] 고리 성운의 중심별은 지난 2천 년 동안 수소 연료를 모두 소진하고 점근거성이 되었다가, 현재 핵융합을 완전히 할 수 없는 백색왜성으로 변하고 있다.

PNN은 주로 탄소와 산소로 이루어져 있고, 바깥쪽에 보다 가벼운 원소들의 얇은 막이 있다. PNN의 질량은 대략 0.61 - 0.62 태양질량이고 표면 온도는 125,000,000이다. 현재 PNN은 태양보다 200배 더 밝으나 겉보기 등급은 +15.75에 불과하다.^[30]^[13]

4. 3. 방출선

성운 안쪽 부분은 푸른색-녹색 색조를 띠는데, 이는 이중전리산소(O III)의 4957 Å, 5007 Å 방출선 때문이다. 이 선들은 입방센티미터당 원자 몇 개 정도의 매우 낮은 밀도에서만 형성될 수 있기에 소위 "금지선"이라고 불린다. 바깥쪽의 붉은색은 수소의 6563 Å 발머계열 방출선과 전리질소(N II)의 금지선(6548 Å, 6583 Å) 때문이다.^[27]^[10] 고리 부분의 푸른색은 헬륨, 녹색은 산소, 붉은색은 질소의 휘선 스펙트럼으로 나타난다.

5. 사진첩

참조

_[1] simbad M 57 2006-12-19
_[2] 서적 Encyclopedia of Astronomy and Astrophysics Institute of Physics Publishing 2000
_[3] magazine Who Discovered the Ring Nebula? 2017-06
_[4] 서적 Star-hopping: Your Visa to Viewing the Universe Cambridge University Press 1997
_[5] 서적 Connoissance des Temps for 1783 1780
_[6] 웹사이트 William Huggins (February 7, 1824 – May 12, 1910) http://messier.seds.[...] Students for the Exploration and Development of Space 2008-04-11
_[7] 학술지 On the Spectra of Some of the Nebulae. And On the Spectra of Some of the Fixed Stars 1863–1864
_[8] 서적 Atlas of the Night Sky https://archive.org/[...] Collins 2005
_[9] 웹사이트 M 57 https://messierobjec[...] 2016-10-16
_[10] 서적 Fundamental Astronomy https://archive.org/[...] Springer 2003
_[11] 학술지 Knots in Nearby Planetary Nebulae 2002
_[12] 학술지 Knots in Planetary Nebulae 2003
_[13] 학술지 The Three-Dimensional Ionization Structure and Evolution of NGC 6720, The Ring Nebula https://www.openacce[...] 2007
_[14] 웹인용 SIMBAD Astronomical Database http://simbad.u-stra[...] 2006-12-19
_[15] 학술지 Knots in Nearby Planetary Nebulae
_[16] 학술지 Trigonometric Parallaxes of Central Stars of Planetary Nebulae
_[17] 서적 Encyclopedia of Astronomy and Astrophysics Institute of Physics Publishing
_[18] 서적 Nebulae and how to observe them http://books.google.[...] Springer
_[19] 서적 Star-hopping: Your Visa to Viewing the Universe https://archive.org/[...] 케임브리지 대학교 출판부
_[20] 서적 Connoissance des Temps for 1783
_[21] 서적 Observing and Cataloguing Nebulae and Star Clusters: From Herschel to Dreyer's New General Catalogue http://books.google.[...] Cambridge University Press
_[22] 웹인용 William Huggins (February 7, 1824 – May 12, 1910) http://seds.org/mess[...] Students for the Exploration and Development of Space 2008-04-11
_[23] 학술지 On the Spectra of Some of the Nebulae. And On the Spectra of Some of the Fixed Stars.
_[24] 서적 Sky Vistas: Astronomy for Binoculars and Richest-Field Telescopes https://archive.org/[...] Springer
_[25] 서적 Sky vistas: astronomy for binoculars and richest-field telescopes http://books.google.[...] Springer
_[26] 서적 Atlas of the Night Sky Collins
_[27] 서적 Fundamental Astronomy https://archive.org/[...] Springer
_[28] 웹인용 보관된 사본 http://www.spacetele[...] 2014-12-02
_[29] 웹인용 보관된 사본 http://www.spacetele[...] 2014-12-02
_[30] 학술지 The Three-Dimensional Ionization Structure and Evolution of NGC 6720, The Ring Nebula

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