페르세우스자리 은하단
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1. 개요
페르세우스자리 은하단은 에이벨 천체 목록에 속하는 은하단으로, 약 190개의 은하로 구성되어 있으며, 가장 밝은 은하인 NGC 1275를 포함한다. 지구로부터 5366km/s의 속도로 멀어지고 있으며, X선 대역에서 하늘에서 가장 밝게 관측된다. 은하단의 중심 블랙홀에서 발생하는 플라스마 기포는 X선 방출 가스를 밀어내 전파 버블을 형성하며, 2003년 찬드라 관측을 통해 블랙홀에서 발생하는 매우 낮은 음표가 발견되었다. 이 음표는 인간이 들을 수 없는 주파수를 가지며, 우주에서 알려진 가장 낮은 소리 중 하나로, 블랙홀 활동과 은하단 내 가스 온도 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 여겨진다.
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| 페르세우스자리 은하단 | |
|---|---|
| 페르세우스자리 은하단 정보 | |
 | |
| 별자리 | 페르세우스자리 |
| 적색 편이 | 0.01790 (5 366 km/s) |
| 거리 | 73.6 Mpc (2억 2200만 광년) |
| 풍부도 | 2 |
| B-M 유형 | II-III |
| 구성원 수 | 1000개 이상 |
| 플럭스 | 9.1 erg s−1 cm−2 (2–10 keV) |
| 가장 밝은 구성원 | NGC 1275 |
| 기타 명칭 | Abell 426 NGC 1275 Cluster LGG 88 ACO 426 2A 0316+413 3A 0136+414 BAX 049.6517+41.5151 CIZA J0319.7+4130 ClG 0315.3+4121 2E 751 2E 0316.5+4120 1ES 0316+41.3 FR 28 1H 0316+413 H 0316+413 H 0316+41 HMS 0312+4122 1M 0316+413 2U 0316+41 3U 0316+41 4U 0316+41 WBL 97 1XRS 03165+413 XSS J03198+4128 X Per X-1 ZwCl 540-1 [F81] 85 [FWB89] GrG 30 [KRL2007b] 30 Per Cluster NGC 1275 Cluster Abell 426 HDCE 219 SCL 040 NED03 MAXI J0319+415 Swift J0319.8+4130 |
2. 은하단의 구성 및 특징
페르세우스자리 은하단은 에이벨 천체 목록에 속하는 은하단으로, 가장 밝은 NGC 1275를 중심으로 190여개의 은하를 포함하고 있다.[11][12]
2. 1. 주요 구성원
페르세우스자리 은하단은 NGC 1275를 대표로 하여[11] 190개의 은하를 포함하는 은하단이다[12] . 적색편이 값은 0.0179이며[11], 5366km/s의 속도로 지구로부터 멀어지고 있다. 겉보기 지름은 863분이며[12], B등급으로 밝기는 12.50이다[11] .2. 2. 형태 및 구조
페르세우스자리 은하단은 에이벨 천체 목록에 속하며, 가장 밝은 은하인 NGC 1275를 중심으로 190개의 은하를 포함하고 있다.[11][12] 적색편이 값은 0.0179이고,[11] 5366km/s의 속도로 지구로부터 멀어지고 있다. 겉보기 지름은 863분이며,[12] B등급으로 12.50의 밝기를 갖는다.[11]3. X선 방출 및 고온 가스
페르세우스자리 은하단 중심부는 지난 10억 년 동안 3천만 도의 고온 가스로 덮여 있다.[10][13]
3. 1. X선 관측 역사
페르세우스자리 은하단은 X선 대역에서 관측했을 때 하늘에서 가장 밝은 은하단이다.[3] 1970년 3월 1일, 에어로비 로켓 비행 중 페르세우스자리 은하단(천문학적 명칭 Per XR-1)에서 방출되는 X선이 처음으로 감지되었다.[4] 이 X선은 NGC 1275(3C 84)에서 방출된 것으로 추정되며, 그 강도는 약 4×1038W이다.[4][15]우후루 위성의 정밀한 관측을 통해 이전의 감지 결과가 확인되었고, X선원의 위치가 페르세우스자리 은하단 내에 있다는 것이 밝혀졌다.[5] 이후, 스위프트, MAXI와 같은 다양한 X선 관측 위성 및 장치들이 페르세우스자리 은하단을 관측하여 고유한 목록 이름을 부여했다.[11]
2003년 9월 1일, NASA는 2002년 8월 8일과 10일에 걸쳐 총 53시간 동안 찬드라 X선 관측 위성으로 관측한 영상과 결과를 발표했다. 찬드라의 관측을 통해 페르세우스자리 은하단의 중심부에서 퍼져 나가는 물결 모양의 구조, 즉 가스 농담(濃淡)이 발견되었다. 이 구조는 1200km/s의 속도로 이동하며, 파동 간격은 3만 6천 광년으로 측정되었다.[13]
이 파동을 음파로 변환하면, 피아노의 중앙 도보다 57옥타브와 장 2도 낮은 시♭ (국제식으로는 "B♭-54")에 해당한다.[10] 이는 사람이 들을 수 있는 20Hz보다 훨씬 낮은 1.617×10-15Hz에 해당하며, 1961만 년에 한 번 진동하는 주기를 가진다. 이는 지상의 음속으로 환산했을 때 파장이 22.2광년에 달하는, 알려진 우주에서 가장 낮은 소리이다.[16] 비록 소리는 낮지만, 음량은 170dB에 이른다.[13]
이 음파는 페르세우스자리 은하단 내 블랙홀 주변의 폭발적인 현상 때문에 발생하는 것으로 추정된다. 음파가 가스에 흡수되면서 가스가 오랫동안 고온을 유지하게 되는데, 이전에는 그 이유가 밝혀지지 않은 수수께끼였다. 또한, X선 영상에서 중심부에서 뻗어 나온 검은 영역 두 곳은 고에너지 입자나 자기장이 없는 영역이지만, 블랙홀의 활발한 X선 활동으로 인해 가스가 얇아진 영역으로 추정된다. 각 영역의 직경은 5만 광년에 달한다. 블랙홀이 주변 가스를 흡수하면서 이러한 활동이 활발해지는데, 이는 블랙홀에 빨려 들어가는 작은 은하 때문일 가능성이 있다. 중앙의 검은 점은 그러한 은하의 일부일 수 있다.[10]
3. 2. 은하단 내 매질과 상대론적 플라즈마
페르세우스자리 은하단은 X선 대역에서 관측했을 때 하늘에서 가장 밝은 은하단이다.[3] 이 은하단은 은하단의 중심부로 상대론적 플라즈마 기포를 뿜어내는 전파원 3C 84를 포함하고 있다.[3] 이 기포들은 X선 방출 가스를 밀어내기 때문에 은하단의 X선 이미지에서 구멍처럼 보이며, 전파 버블이라고 불린다.[3] 은하 NGC 1275는 은하단의 중심부에 위치하며, 이곳에서 X선 방출이 가장 밝다.[3]1970년 3월 1일, 에어로비 로켓 비행 중 페르세우스자리 은하단에서 X선 방출이 처음으로 감지되었다.[4] 이 X선원은 NGC 1275(Per A, 3C 84)와 관련이 있을 수 있으며, 1971년에 보고되었다.[4] 우후루의 자세한 관측은 이전의 감지와 페르세우스자리 은하단 내 X선원의 위치를 확인했다.[5] 페르세우스자리 은하단은 X선 방출이 가장 강한 은하단이다.[14]
2003년 9월 1일, NASA는 찬드라 X선 관측 위성의 관측 결과를 발표했다. 찬드라를 통해 페르세우스자리 은하단 중심부에서 퍼져 나가는 물결 모양의 구조(음파)가 발견되었다.[13] 이 음파는 블랙홀 주변의 폭발적인 현상 때문에 발생하며, 가스에 흡수되어 가스를 고온으로 유지시킨다.[10] 또한, 중심부에서 뻗어 나온 X선 영상에서 검게 보이는 두 개의 영역은 블랙홀의 활발한 활동으로 가스가 얇아진 영역으로 추정된다.[10]
4. 중심 블랙홀과 음파
페르세우스자리 은하단 중심부는 지난 10억 년 동안 3천만 도의 고온 가스로 덮여 있다.[10][13] X선 방출이 가장 강한 은하단으로,[14] 1970년 3월 1일 에어로비에 의해 처음 관측되었다.[15] 이는 NGC 1275 방향에서 방출되었으며, X선의 강도는 약 4×1038W이다.[15] 이러한 X선 관측 결과 때문에 우후루, 스위프트, MAXI와 같은 다양한 X선 관측 위성 및 장치들은 고유의 카탈로그 이름을 가지고 있다.[11]
4. 1. 음파의 특징
2003년, 케임브리지 대학교의 앤드루 파비안이 이끄는 천문학자 팀은 찬드라의 53시간 관측을 통해 매우 낮은 음표를 발견했다.[6] 이 음표는 진동 주기가 960만 년으로, 피아노 가운데 건반보다 57옥타브나 낮아 인간이 들을 수 없다.[6] 이 소리파는 NGC 1275 중심의 활동 은하핵에서 상대론적 플라스마 거품이 팽창하면서 생성되는 것으로 보인다. 이 거품은 X선 대역에서 파동으로 나타나는데, 이는 은하단을 채우는 은하단 내 매질의 X선 밝기가 플라스마의 밀도에 크게 의존하기 때문이다.2022년 5월, NASA는 페르세우스자리 은하단 중심 블랙홀의 음성 변환(천문 데이터를 소리로 변환)을 발표했다.[7][8]
처녀자리 은하단에서도 비슷한 사례가 메시에 87 은하의 초대질량 블랙홀에 의해 생성되어 찬드라에 의해 감지되었다. 이 음표 역시 인간은 들을 수 없으며, 음조는 가변적이다. NGC 1275에서 생성된 음보다 더 낮으며, 작은 폭발 시에는 중간 C보다 56옥타브 낮고, 큰 폭발 시에는 중간 C보다 59옥타브나 낮다.[9]
2003년 9월 1일, NASA는 2002년 8월 8일과 10일 총 53시간에 걸쳐 관측한 찬드라 X선 관측 위성의 영상과 관측 결과를 발표했다. 찬드라를 통해 페르세우스자리 은하단 중심부로부터 퍼져 나가는 물결 모양의 구조(가스의 농담)가 발견되었으며, 1200km/s로 이동하며 파동 간격은 3만 6천 광년으로 측정되었다.[13]
이를 음파로 변환하면, 피아노의 중앙 도보다 57옥타브와 장 2도 낮은 시♭ (국제식으로는 "B♭-54")에 해당한다.[10] 이는 사람이 들을 수 있는 20Hz보다 훨씬 낮은 약 1.617×10-15Hz에 해당한다. 이는 1961만 년에 한 번 진동하는 주기에 해당하며, 지상의 음속으로 환산하면, 파장은 22.2광년이다. 이것은 알려진 우주에서 가장 낮은 소리이다.[16] 단, 소리가 낮을 뿐이며, 음량은 170dB에 달한다.[13]
이 음파는 페르세우스자리 은하단 블랙홀 주변의 폭발적 현상으로 발생하며, 가스에 흡수되어 가스를 고온으로 유지시킨다. 중심부에서 뻗어 나온 X선 영상에서 검게 보이는 두 영역(직경 5만 광년)은 고에너지 입자나 자기장이 없는, 블랙홀의 활발한 X선 활동으로 가스가 얇아진 영역으로 추정된다. 블랙홀의 활발한 활동은 주변 가스(작은 은하일 가능성)를 삼키기 때문으로 추정된다.[10]
4. 2. 블랙홀 활동과 음파의 역할
2003년, 케임브리지 대학교의 앤드루 파비안이 이끄는 천문학자 팀은 찬드라로 53시간 동안 관측하여 매우 낮은 음표 중 하나를 발견했다.[6] 이 음표는 진동 주기가 960만 년으로, 피아노 가운데 건반보다 57옥타브나 낮아 인간이 들을 수 없다.[6] 이 음파는 NGC 1275 중심의 활동 은하핵에서 상대론적 플라스마 거품이 팽창하면서 생성되는 것으로 보인다. 이 거품은 X선 대역에서 파동으로 나타난다. 2022년 5월, NASA는 페르세우스자리 은하단 중심에 있는 블랙홀의 음성 변환 (종파와 관련된 천문 데이터를 소리로 변환)을 발표했다.[7][8]처녀자리 은하단에서도 비슷한 사례가 발생하는데, 이는 메시에 87 은하에 있는 초대질량 블랙홀에 의해 생성되며, 찬드라로 관측되었다. 이 음표 역시 인간은 들을 수 없다. 음조는 가변적이며, NGC 1275에서 생성된 음보다 더 낮다. 작은 폭발 시에는 중간 C보다 56옥타브 낮고, 큰 폭발 시에는 중간 C보다 59옥타브나 낮다.[9]
2003년 9월 1일, NASA는 2002년 8월 8일과 10일에 걸쳐 총 53시간 동안 관측한 찬드라 X선 관측 위성의 영상과 관측 결과를 발표했다. 찬드라를 통해 페르세우스자리 은하단 중심부로부터 퍼져 나가는 물결 모양의 구조가 발견되었다. 이것은 가스의 농담에 해당하며, 1200km/s로 이동하며, 파동의 간격은 3만 6천 광년으로 측정되었다.[13] 이것을 음파로 변환하면, 피아노의 중앙 도보다 57옥타브와 장 2도 낮은 시♭ (국제식으로는 "B♭-54")에 해당한다.[10] 이는 사람이 들을 수 있는 20Hz보다 훨씬 낮으며, 약 1.617×10-15Hz에 해당한다. 이는 1961만 년에 한 번 진동하는 주기에 해당하며, 지상의 음속으로 환산하면, 파장은 22.2광년이다. 이것은 알려진 우주에서 가장 낮은 소리이다.[16] 단, 소리가 낮을 뿐, 음량은 170dB에 달한다.[13]
이 음파는 페르세우스자리 은하단에 있는 블랙홀 주변에서 발생하는 폭발적인 현상 때문에 발생한다고 생각된다. 이 음파가 가스에 흡수되어 가스가 오랫동안 고온으로 유지되는 것으로 보인다. 또한, 중심부에서 뻗어 나온, X선 영상에서 검게 보이는 영역 2개는 고에너지 입자나 자기장이 존재하지 않는 영역이지만, 이는 블랙홀에 의한 X선의 활발한 활동으로 가스가 얇아진 영역으로 추정된다. 가스가 얇은 영역의 각 직경은 5만 광년이다. 블랙홀의 활동이 활발한 것은 주변의 가스를 삼키고 있기 때문인데, 이는 블랙홀에 빨려 들어가는 작은 은하일 가능성이 있다.[10]
5. 갤러리
참조
[1]
웹사이트
NASA/IPAC Extragalactic Database
http://ned.ipac.calt[...]
2006-11-28
[2]
논문
A catalog of rich clusters of galaxies
1989-05
[3]
논문
Properties of cooling flows in a flux limited sample of clusters of galaxies
1992
[4]
논문
Discovery of an X-ray source in Perseus
1971-03
[5]
논문
Observations of the Extended X-Ray Sources in the Perseus and Coma Clusters from UHURU
1972
[6]
논문
A Deep Chandra observation of the Perseus cluster: shocks and ripples
2003
[7]
뉴스
New NASA Black Hole Sonifications with a Remix
https://www.nasa.gov[...]
2022-05-04
[8]
뉴스
Hear the Weird Sounds of a Black Hole Singing - As part of an effort to "sonify" the cosmos, researchers have converted the pressure waves from a black hole into an audible ... something.
https://www.nytimes.[...]
2022-05-07
[9]
논문
Chandra Views Black Hole Musical: Epic But Off-Key
http://chandra.harva[...]
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
2006-10
[10]
웹사이트
Perseus Cluster: Chandra "Hears" a Supermassive Black Hole in Perseus 'Chandra X-ray Observatory'
https://chandra.harv[...]
[11]
웹사이트
ACO 426 -- Cluster of Galaxies 'SIMBAD'
https://simbad.u-str[...]
[12]
웹사이트
NED results for object PERSEUS CLUSTER* 'NASA/IPAC EXTRAGALACTIC DATABASE'
https://ned.ipac.cal[...]
[13]
서적
とてつもない宇宙 ---宇宙で最も大きい・熱い・重い天体とは何か?
河出書房新社
2012
[14]
웹사이트
Properties of cooling flows in a flux-limited sample of clusters of galaxies 'Astronomy Abstract Service'
https://ui.adsabs.ha[...]
[15]
웹사이트
Discovery of an X-Ray Source in Perseus 'Astronomy Abstract Service'
https://adsabs.harva[...]
[16]
웹사이트
ブラックホールから発せられる宇宙一の重低音 'AstroArtz'
https://www.astroart[...]
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