더듬이 은하
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1. 개요
더듬이 은하는 NGC 4038 은하군에 속하는 상호작용 은하로, 두 개의 은하가 충돌하면서 곤충의 더듬이와 같은 형태를 이루는 천체이다. 약 12억 년 전 두 개의 독립된 나선 은하와 막대 나선 은하가 충돌하여 현재의 모습을 갖게 되었으며, 은하핵은 합쳐져 하나의 거대한 타원 은하로 진화할 것으로 예상된다. 더듬이 은하에서는 여러 개의 초신성이 발견되었으며, 활발한 별 생성과 다양한 중원소 함량을 보이며, 우리 은하와 안드로메다 은하의 충돌과정을 예측하는 데 중요한 정보를 제공한다.
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| 더듬이 은하 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 별자리 | 까마귀자리 |
| 적경 | NGC 4038: 12h 01m 53.0s NGC 4039: 12h 01m 53.6s |
| 적위 | NGC 4038: -18° 52' 10" NGC 4039: -18° 53' 11" |
| 거리 | NGC 4038: 4,500만 광년 NGC 4039: 6,500만 광년 |
| 적색 편이 | NGC 4038: 1642 ± 12 km/s NGC 4039: 1641 ± 9 km/s |
| 겉보기 등급 | NGC 4038: 11.2 NGC 4039: 11.1 |
| 겉보기 크기 | NGC 4038: 5.2' × 3.1' NGC 4039: 3.1' × 1.6' |
| 실제 크기 | 약 500,000 광년 |
| 특징 | 상호작용 은하 |
| 다른 이름 | 고리꼬리 은하 NGC 4038 / 4039 PGC 37967 / 37969 Arp 244 Caldwell 60/61 UGCA 264/265 |
| 발견 | |
| 발견자 | 윌리엄 허셜 |
| 발견 연도 | 1785년 |
| 명칭 | |
| 다른 명칭 | 안테나 은하 링테일 은하 |
| 식별 | |
| NGC | NGC 4038, NGC 4039 |
| PGC | PGC 37967, PGC 37969 |
| Arp | Arp 244 |
| UGCA | UGCA 264, UGCA 265 |
2. 표준 정보와 진화 과정
더듬이 은하는 NGC 4038 은하군에 속한 상호작용 은하이다. 곤충의 더듬이를 닮은 두 개의 긴 꼬리 모양 때문에 이러한 이름이 붙었다. 이 꼬리는 두 은하가 충돌하면서 별, 성간 가스, 먼지가 방출되어 만들어졌다.
두 은하의 핵은 현재 합쳐져 하나의 거대한 은하가 되는 과정에 있다. 이는 우리 은하가 미래에 안드로메다 은하와 충돌할 때 겪을 변화와 유사하다. 은하 진화 과정에서 이러한 충돌과 병합은 흔히 발생하며, '토옴레 시퀀스'라는 모델로 설명되기도 한다.
최근 연구에 따르면 더듬이 은하는 이전에 생각했던 것보다 우리 은하에 더 가까운, 약 4,500만 광년 거리에 위치한다.[5]
더듬이 은하 내부에서는 은하 충돌로 인한 충격파로 인해 별 생성이 활발하게 일어나고 있다. 젊고 질량이 큰 별들이 많이 생성되어 은하 전체가 푸른색을 띠고 있으며, HII 영역도 다수 형성되어 붉은색 성운으로 관측된다. 또한, 은하 충돌의 결과로 형성된 젊은 구상 성단들도 포함되어 있다.[7]
약 12억 년 전에는 두 개의 독립된 은하였으며, NGC 4038은 나선 은하, NGC 4039는 막대 나선 은하였다. 이 두 은하는 충돌하여 현재와 같은 더듬이 은하가 되었다.
2. 1. 표준 정보
우리 은하에서 4,500만 ~ 6,500만 광년 거리에 있다.[5] 31 사자자리 북쪽 0.25°, 감마 까마귀자리 남서쪽 3.25°에 위치한다.[6] NGC 4038에는 세페이드 변광성이 약 53개 존재한다.[8]2. 2. 발견된 초신성
| 은하 | 초신성 이름 | 초신성 유형 | 등급 | 발견 날짜 | 발견자 |
|---|---|---|---|---|---|
| NGC 4038 | SN 1974E | 형식 불명 | 14등급 | 1974년 3월 21일 | 미클로시 로바스[9] |
| SN 2004gt | Ic형 | 14.9등급 | 2004년 12월 12일 | 베르토 모나르[10][11] | |
| SN 2007sr | Ia형 | 12.9등급 | 2007년 12월 18일 | 카탈리나 천체 탐사[12][13] | |
| SN 2013dk | Ic형 | 15.8등급 | 2013년 6월 22일 | CHASE 프로젝트(칠레 자동 초신성 탐색)[14][15] | |
| NGC 4039 | SN 1921A | 형식 불명 | 16등급 | 1921년 3월 | 에드윈 허블과 존 찰스 던컨[16] |
2. 3. 진화 과정
약 12억 년 전, 더듬이 은하는 두 개의 독립된 은하였다.[17] NGC 4038은 막대 나선 은하였고, NGC 4039는 나선 은하였다. 충돌 이전에는 NGC 4039가 NGC 4038보다 더 컸을 것으로 추정된다. 9억 년 전, 이 두 은하는 서로 접근하기 시작하여 NGC 2207과 IC 2163과 비슷한 모습을 보였다.[18] 6억 년 전, 두 은하는 서로를 통과하며 NGC 4676(생쥐 은하)과 같은 모습을 보였다.[18] 3억 년 전, 두 은하에서 별들이 방출되기 시작했다.[18] 오늘날, 방출된 별들의 두 줄기는 원래 은하 너머로 멀리 뻗어 나가 더듬이 모양을 형성했다.[18]4억 년 이내에 더듬이 은하의 핵은 충돌하여 별, 가스, 먼지로 둘러싸인 단일 핵이 될 것이다.[19] 앨라 토움리 등은 더듬이 은하가 결국 타원 은하를 형성할 것이라고 예측했다.[17]
3. 은하의 특징
더듬이 은하는 NGC 4038 은하군에 속해 있는 상호작용 은하의 전형적인 예시이다. 곤충의 더듬이와 유사한 모양 때문에 이러한 이름이 붙여졌다. 이러한 모양은 두 은하의 충돌 결과로, 별, 성간 가스, 성간 먼지로 이루어진 두 개의 긴 꼬리가 은하 본체에서 뻗어 나와 형성되었다.[23]
약 12억 년 전, 더듬이 은하는 각각 나선 은하 NGC 4038과 막대 나선 은하 NGC 4039로 분리되어 있었다. NGC 4039는 NGC 4038보다 더 컸으며, 오래전에 두 은하는 충돌하기 시작했다. 900만 년 전에는 더듬이 은하가 하나로 합쳐졌고, 600만 년 전에는 생쥐 은하와 비슷한 모습이었다. 300만 년 전, 더듬이 은하에 있는 별들은 두 은하에 속하게 되었다. 현재는 두 은하의 중심핵이 합쳐져 하나의 큰 은하가 되는 과정에 있으며, 결국 타원 은하의 형태가 될 것으로 예상된다.[28]
대부분의 은하는 일생 동안 적어도 한 번은 큰 충돌을 겪는 것으로 생각되며, 우리 은하도 미래에 안드로메다 은하와 충돌할 것으로 예상된다.[24]
최근 연구에 따르면 더듬이 은하는 이전에 생각했던 것보다 가까운, 4,500만 광년 거리에 위치해 있다.[5] 31 사자자리 북쪽 0.25°, 감마 까마귀자리 남서쪽 3.25°에 위치한다.[6]
NGC 4038에는 약 53개의 세페이드 변광성이 존재한다.[8] 2004년에는 NGC 4038 내에서 초신성 SN 2004gt가 관측되었다.
3. 1. 활발한 별 생성
은하 충돌로 인해 발생하는 충격파는 성간 가스를 강하게 압축시켜 별 생성을 활발하게 유도한다. 이 과정에서 대량으로 탄생한 젊고 질량이 큰 별들은 은하 전체를 푸른색으로 보이게 만든다. 또한, 이 별들에서 방출되는 강한 자외선은 주변의 수소 가스를 이온화시켜 HII 영역을 형성하는데, 이는 가시광선 이미지에서 붉은색 성운으로 관측된다.[23]3. 2. 구상 성단
더듬이 은하는 비교적 젊은 대규모 구상 성단들을 포함하고 있다.[7] 이 성단들의 젊은 나이는 대부분의 알려진 구상 성단(약 120억 년)의 평균 나이와 대조되며, 구상 성단의 형성은 은하의 충돌로 생성된 충격파에서 시작되어 거대하고 거대한 분자 구름을 압축했을 가능성이 높다. 붕괴되고 압축되는 구름의 가장 밀도가 높은 지역이 성단의 발상지로 여겨진다.3. 3. 중원소 함량
찬드라 X-선 관측선의 관측 결과, 더듬이 은하에서 다량의 네온, 마그네슘, 규소가 발견되었다. 이러한 중원소는 생명을 품을 수 있는 행성 형성에 필수적이다. 촬영된 구름에는 태양보다 16배 많은 마그네슘과 24배 많은 규소가 함유되어 있다.4. 추가 정보
더듬이 은하는 은하 진화 과정에서 중요한 충돌 및 병합 과정을 보여주는 대표적인 사례이다. 이러한 은하 간 상호작용은 알라 토옴레의 토움레 시퀀스 연구에 중요한 모델이 되었다.[5]
약 12억 년 전, 더듬이 은하는 NGC 4038과 NGC 4039라는 두 개의 분리된 은하였다. NGC 4038은 나선 은하였고, NGC 4039는 막대 나선 은하였다. 9억 년 전, 이들은 NGC 2207와 IC 2163처럼 서로에게 접근하기 시작했다. 6억 년 전에는 생쥐 은하처럼 서로를 통과하는 모습을 보였다. 3억 년 전부터는 두 은하에서 별들이 방출되기 시작했고, 현재는 이 별들이 꼬리처럼 길게 늘어져 '더듬이' 형태를 이루고 있다.[18]
토움레 등의 연구에 따르면, 더듬이 은하는 결국 하나의 타원 은하로 합쳐질 것으로 예상된다. 약 4억 년 후에는 두 은하의 핵이 충돌하여 별, 가스, 먼지로 둘러싸인 단일 핵을 형성할 것이다.[17]
4. 1. 안드로메다 은하와의 관계
더듬이 은하의 충돌 과정은 우리 은하와 안드로메다 은하의 미래 충돌, 즉 안드로메다-은하수 충돌을 예측하는 데 중요한 단서를 제공한다. 대부분의 은하는 생애 동안 적어도 한 번의 중요한 충돌을 겪으며, 이는 은하 진화의 자연스러운 과정이다. 우리 은하 역시 예외는 아니며, 약 45억 년 후 안드로메다 은하와 충돌할 것으로 예상된다.[24] 이 충돌은 두 은하의 구조와 별 분포에 큰 변화를 가져올 것이며, 더듬이 은하와 유사한 과정을 겪을 것으로 보인다.4. 2. 토움레 시퀀스
은하 진화를 위한 충돌 및 병합 시퀀스(토옴레 시퀀스)는 안테나 은하의 "더듬이"를 모델링하여 개발되었다.[5]약 12억 년 전, 더듬이 은하는 두 개의 독립된 은하였다. NGC 4038은 나선 은하였으며, NGC 4039는 막대 나선 은하였다. 9억 년 전, 더듬이 은하는 서로 접근하기 시작하여 NGC 2207와 IC 2163과 비슷한 모습을 보였다. 6억 년 전, 더듬이 은하는 서로를 통과하며 생쥐 은하와 같은 모습을 보였다. 3억 년 전, 더듬이 은하의 별들이 두 은하에서 모두 방출되기 시작했다. 오늘날, 방출된 별들의 두 줄기는 원래의 은하 너머로 멀리 뻗어 나가 더듬이 모양을 만들었다.[18]
앨라 토움리 등에 의한 충돌 은하에 대한 관측과 시뮬레이션은 더듬이 은하가 결국 타원 은하를 형성할 것이라고 시사한다. 4억 년 이내에 더듬이 은하의 핵은 충돌하여 별, 가스, 먼지로 둘러싸인 단일 핵이 될 것이다.[17]
참조
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