성간운

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1. 개요
2. 화학 조성
3. 성간운에서의 예기치 못한 화학 조성 발견
4. 고속도운
참조

1. 개요

성간운은 우주 공간에 존재하는 가스와 먼지로 이루어진 구름이다. 전자기파를 분석하여 화학 조성을 파악하며, 다양한 분자들의 지도를 만들 수 있다. 성간운에서는 예상과 달리 유기 화합물이 발견되기도 하며, 우주에서 금속의 존재와 비율을 연구하는 데 활용된다. 고속도운은 은하수 회전 속도보다 빠르게 움직이는 성간운으로, 중성수소의 21cm 선에서 관측되며 우리 은하에서 떨어져 나온 물질이나 조석적으로 위치한 물질로 설명하려는 이론이 존재한다.

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성간운
개요
다양한 성운의 이미지
종류	발광 성운 반사 성운 암흑 성운
구성 요소	가스 플라스마 먼지
크기	수 광년 ~ 수백 광년
질량	태양 질량의 수 배 ~ 수백만 배
온도	절대 온도 수 K ~ 수만 K
밀도	cm³ 당 수십 ~ 수백만 개의 입자
생성 및 진화
생성 원인	초신성 폭발 행성상 성운 분자운 수축
진화 단계	별 형성 영역 HII 영역 분자운 해체
주요 성운
목록	오리온 성운 게 성운 석탄 자루 성운 말머리 성운 독수리 성운 장미 성운 나비 성운 고양이 눈 성운
연구
연구 방법	전파 망원경 적외선 망원경 가시광선 망원경 분광학
중요 연구 분야	별 탄생 연구 성간 물질 연구 우주 화학 연구

2. 화학 조성

성간운의 화학 조성은 전자기 복사를 연구하여 알 수 있다. 거대 전파 망원경은 하늘에서 분자 스펙트럼의 특성인 전자기 복사의 특정 주파수 세기를 감지한다. 어떤 성간운은 차갑고 긴 파장의 전자기 복사를 방출하는 경향이 있는데, 이러한 분자들의 분포 지도를 만들어 구름의 다양한 조성을 이해할 수 있다.^[2]

전파 망원경은 지도상의 한 지점에서 주파수를 스캔하여 각 분자나 원자의 강도를 기록할 수 있다. 주파수의 피크는 구름에 해당 분자 또는 원자가 풍부하게 존재함을 의미하며, 피크의 높이는 그 비율에 비례한다.^[2]

최근까지 성간운에서의 반응 속도는 매우 느릴 것으로 예상되었고, 낮은 온도와 밀도로 인해 생성되는 물질도 적을 것으로 예상되었다. 그러나 분광법에서 포름알데히드, 메탄올, 비닐 알코올과 같은 유기 분자가 발견되었는데, 이는 이러한 조건에서 예상되지 않았던 것이다. 이러한 사실은 화학 반응이 예상보다 빠르게, 지구에서 관찰되는 유기 화학과는 다른 기상 반응에서 발생한다는 것을 보여준다.^[3] 이 반응은 CRESU 실험에서 연구되고 있다.

성간운은 우주에서 금속의 존재와 비율을 연구하는 데에도 중요한 역할을 한다. 이러한 원소의 비율은 핵합성 결과로 별에서 발생할 것으로 예상되는 비율과 일치하지 않는 경우가 있어, 우주선 파쇄와 같은 다른 생성 원인을 제시하는 데 도움이 된다.^[4]

3. 성간운에서의 예기치 못한 화학 조성 발견

최근까지 성간운에서의 반응 속도는 매우 느릴 것으로 예상되었으며, 구름의 낮은 온도와 밀도로 인해 생성되는 생성물도 최소화될 것으로 예상되었다. 그러나 분광법에서 이러한 조건에서 발견될 것으로 예상되지 않았던 포름알데히드, 메탄올, 비닐 알코올과 같은 유기 분자가 관찰되었다.^[3] 이러한 물질을 생성하는 데 필요한 반응은 지구 및 지구 기반 실험실의 훨씬 더 높은 온도와 압력에서만 과학자들에게 익숙하다. 이러한 사실은 이러한 화학 반응이 예상보다 빠르게, 아마도 지구에서 관찰되는 유기 화학에 익숙하지 않은 기상 반응에서 발생한다는 것을 나타낸다.^[3] 이러한 반응은 CRESU 실험에서 연구된다.

성간운은 저온·저밀도이기 때문에, 최근까지 성간운 내의 화학 반응은 매우 느리다고 생각되어 왔다. 그러나 이 조건 하에서는 존재할 수 없다고 여겨졌던 분자량이 큰 유기 분자가 스펙트럼 관측으로 발견되었다. 이 사실에 따르면, 성간운 내의 화학 반응은 과학자의 예측보다 빠르게 진행되는 듯하다. 이 반응은 현재 등속 초음속 흐름 하의 반응 속도론(CRESU) 실험으로 연구되고 있다.

4. 고속도운

이러한 성간운은 은하수의 회전으로 설명되는 것보다 빠른 속도를 가진다.^[5] 정의에 따르면, 이러한 구름들은 v_lsr이 90km/s보다 커야 하는데, 여기서 v_lsr은 국부 표준 정지 속도이다. 이들은 주로 중성 수소의 21 cm 선에서 감지되며,^[6] 일반적으로 은하수 내의 성간운보다 중원소의 비율이 낮다.

이러한 특이한 구름들을 설명하기 위한 이론으로는, 은하 형성 과정에서 남은 물질이나 다른 은하나 국부 은하군의 구성원으로부터 조석력에 의해 끌려온 물질이 있다는 설이 있다. 후자의 예로는 마젤란 스트림이 있다. 이러한 구름의 기원을 좁히기 위해서는, 그들의 거리와 금속 함량에 대한 더 나은 이해가 필요하다.

고속도운은 HVC 127-41-330과 같이 HVC 접두사로 식별된다. HVC는 고속도운을 의미하는 High-Velocity Cloud의 머리글자이다.

참조

_[1] 웹사이트 Carved by Massive Stars http://www.eso.org/p[...] European Southern Observatory 2013-09-13
_[2] 웹사이트 Spectra and What Scientists Can Learn From Them http://imagine.gsfc.[...] Goddard Space Flight Center, NASA 2009-11
_[3] 웹사이트 Scientists Toast the Discovery of Vinyl Alcohol in Interstellar Space http://www.nrao.edu/[...] National Radio Astronomy Observatory 2001-10
_[4] 간행물 Newly Synthesized Lithium in the Interstellar Medium
_[5] 문서 Navarro, J. F., Frenk, C. S., & White, S. D. M. 1995, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 275, 720
_[6] 웹사이트 Dark Matter- More Than Meets the Eye http://genesismissio[...] NASA

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