젊은 항성체

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1. 개요
2. 스펙트럼 에너지 분포에 따른 분류
3. 특징
4. 질량에 따른 분류
참조

1. 개요

젊은 항성체(YSO)는 별의 형성 과정에 있는 천체를 의미하며, 스펙트럼 에너지 분포에 따라 0형, I형, 평탄 스펙트럼, II형, III형으로 분류된다. 이 분류는 원반 외피의 소멸과 원반 물질의 고갈에 따른 진화 단계를 반영하며, 0형에서 시작하여 I형, 평탄 스펙트럼, II형을 거쳐 III형으로 진화하는 경향을 보인다. 젊은 항성체는 제트, 아웃플로우, 메이저, 허빅-아로 천체, 원시 행성 디스크 등 초기 별 진화와 관련된 다양한 현상을 보이며, 질량에 따라 거대 질량, 중간 질량, 갈색 왜성으로 구분되기도 한다.

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젊은 항성체
개요
설명	별의 초기 진화 단계에 있는 천체
관련	별 형성 성간 매질 분자 구름 보크 구상체 암흑 성운 원시별 주계열 이전 단계의 별 T Tauri 별 Herbig Ae/Be 별 Herbig-Haro 천체
이론적 개념	강착 초기 질량 함수 진 불안정성 켈빈-헬름홀츠 메커니즘 성운 가설 행성 이동
로 오피우치 구름 복합체 내의 YSO
반사 성운으로 둘러싸인 YSO V1331 Cyg
헤르츠스프룽-러셀 다이어그램

2. 스펙트럼 에너지 분포에 따른 분류

별은 원반 성운 또는 외피에서 원시별로 떨어지는 물질의 축적으로 형성된다. 원반의 물질은 원시별의 표면보다 차갑기 때문에 더 긴 파장의 빛으로 방사되어 적외선 과잉 방출을 생성한다. 원반의 물질이 고갈됨에 따라 적외선 과잉은 감소한다. 따라서 젊은 항성체(YSO)는 1987년 라다(Lada)가 도입한 방식을 사용하여 중적외선에서 스펙트럼 에너지 분포의 기울기에 따라 진화 단계로 분류된다.^[1] 그는 스펙트럼 지수 $\alpha \,$ 의 구간 값을 기반으로 세 가지 클래스(I, II, III)를 제안했다:^[1]

$\alpha=\frac{d\log(\lambda F_\lambda)}{d\log(\lambda)}$ .

여기서 $\lambda \,$ 는 파장이고, $F_\lambda$ 는 플럭스 밀도이다.

$\alpha \,$ 는 2.2–20 ${\mu}m$ (근적외선 및 중적외선) 파장 간격으로 계산된다. 1993년 Andre 외는 강한 서브밀리미터 방출을 하지만 ${\lambda}<10{\mu}m$ 에서는 매우 희미한 0형 천체를 발견했다.^[2] 1994년 Greene 외는 "평탄 스펙트럼" 천체의 다섯 번째 클래스를 추가했다.^[3]

젊은 항성체의 스펙트럼 에너지 분포에 따른 분류는 다음과 같다.

분류	스펙트럼 지수 ( $\alpha$ )
0형 천체	${\lambda}<20{\mu}m$ 에서 감지 불가
I형 천체	${\alpha}>0.3$
평탄 스펙트럼 천체	$0.3>{\alpha}>-0.3$
II형 천체	$-0.3>{\alpha}>-1.6$
III형 천체	$\alpha<-1.6$

이 분류 체계는 대략적인 진화 순서를 반영한다. 가장 깊숙이 내장된 0형 천체는 원반 외피를 소멸시키면서 I형 단계로 진화하는 것으로 여겨진다. 이후 이들은 별의 탄생선에서 전주계열성으로 광학적으로 관측된다. II형 천체는 원반 성운을 가지며 대략적으로 고전적인 황소자리 T형 별에 해당하며, III형 별은 원반을 잃어 약선 황소자리 T형 별에 대략적으로 해당한다. 원반이 더 긴 파장(예: $24{\mu}m$ )에서만 감지될 수 있는 중간 단계는 전이 원반 천체로 알려져 있다.

2. 1. 0형 천체

0형 천체는 20μm 미만의 파장에서는 관측이 불가능하지만, 강한 서브밀리미터 방출을 보인다.^[2] 이는 가장 초기 단계의 젊은 항성체로, 밀도가 높은 원반 외피에 둘러싸여 있음을 시사한다.

2. 2. I형 천체

I형 천체는 스펙트럼 지수

\alpha > 0.3

을 갖는다.^[1] 이들은 여전히 상당한 양의 가스와 먼지로 구성된 원반 외피를 가지고 있어, 원시별로 물질이 계속해서 유입되고 있음을 보여준다.

2. 3. 평탄 스펙트럼 천체

평탄 스펙트럼 천체는 스펙트럼 지수

0.3>{\alpha}>-0.3

을 가진다.^[3] I형 천체와 II형 천체의 중간 단계에 해당한다.

2. 4. II형 천체

II형 천체는 스펙트럼 지수가 -0.3 > α > -1.6이다.^[1] 원반 성운을 가지고 있으며, 대략적으로 고전적인 황소자리 T형 별에 해당한다.^[1]

2. 5. III형 천체

III형 천체는 스펙트럼 지수

\alpha

가 -1.6보다 작은 천체이다.^[1] 이들은 원반 물질이 거의 소멸된 상태로, 약선 황소자리 T형 별에 해당한다. 이러한 분류 체계는 대략적인 진화 순서를 반영하는데, 가장 깊숙이 내장된 0형 천체가 원반 외피를 소멸시키면서 I형, 평탄 스펙트럼, II형을 거쳐 III형 단계로 진화하는 것으로 여겨진다. 전이 원반 천체는 24μm와 같이 더 긴 파장에서만 원반이 감지되는 중간 단계의 천체이다.

3. 특징

젊은 항성체는 제트, 쌍극성 아웃플로우, 천체 물리학적 메이저, 허빅-아로 천체, 원시 행성 디스크(별 주위 원반 또는 프로플리드)와 같은 초기 별 진화 현상을 보인다.

4. 질량에 따른 분류

젊은 항성체는 질량에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.

거대 질량 젊은 항성체
중간 질량 젊은 항성체
갈색 왜성

참조

_[1] 서적 Star Forming Regions: Proceedings of the 115th Symposium of the International Astronomical Union Held in Tokyo, Japan, November 11–15, 1985 D. Reidel 1987
_[2] 논문 Submillimeter Continuum Observations of ${\rho}$ Ophiuchi A: The Candidate Protostar VLA 1623 and Prestellar Clumps 1993-03
_[3] 논문 Further Mid-infrared Study of the ${\rho}$ Ophiuchi Cloud Young Stellar Population: Luminosities and Masses of Pre-main-sequence Stars 1994-10
_[4] 웹사이트 Sidewinding Young Stellar Jets Spied by Gemini South https://noirlab.edu/[...] 2023-01-27
_[5] 기타 松村雅文「若い星状天体 [[いっかくじゅう座R星|R Mon]] の連続光の偏光の時間変動」 http://www.nao.ac.jp[...]
_[6] 논문 The nature of the embedded population in the Rho Ophiuchi dark cloud - Mid-infrared observations 1984
_[7] 논문 Further mid-infrared study of the rho Ophiuchi cloud young stellar population: Luminosities and masses of pre-main-sequence stars 1994
_[8] 논문 Submillimeter continuum observations of Rho Ophiuchi A - The candidate protostar VLA 1623 and prestellar clumps 1993

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