메시에 92

1. 개요

메시에 92(M92)는 우리 은하에 속한 구상 성단으로, 1777년 요한 엘레르트 보데에 의해 처음 발견되었다. 북반구에서 밝게 보이는 천체 중 하나이며, 육안으로도 관측이 가능하다. 우리 은하에서 가장 오래된 구상 성단 중 하나로, 태양계로부터 약 26,700 광년 떨어져 있다. 지름은 약 108 광년이며, 태양 질량의 약 33만 배에 달한다. 메시에 92는 낮은 금속 함량을 보이며, 약 110억 년의 연령을 가진 것으로 추정된다.

2. 역사

M92는 1777년 12월 27일 천문학자 요한 엘레르트 보데에 의해 처음 발견되었다. 보데는 이 천체를 "다소 둥글고, 푸른 광채로 둘러싸여 있다"고 기록했으며, 그의 발견은 1779년 베를린 천문 연감에 게재되었다.

샤를 메시에는 1781년 3월 18일에 M92를 독립적으로 재발견하여 자신의 메시에 목록에 92번째 천체로 등재했다. 메시에의 기록에 따르면 M92는 "뚜렷하고 깨끗하며 매우 밝고, 1피트 망원경으로 쉽게 볼 수 있다. 별은 포함하지 않으며 중심부는 밝고 큰 혜성의 핵과 비슷하다. 크기와 밝기는 M13과 상당히 유사하며 지름은 5분 각(5')이다."

윌리엄 허셜은 1783년에 M92를 관측하여 처음으로 개별 별들을 분해하는 데 성공했다. 이후 존 허셜은 M92를 "구상 성단으로, 미세한 별들로 나뉜다"고 묘사했다. 스미스는 "미세한 별들이 모인 구상 성단으로, 크고 밝으며 중심부는 빛난다. 시야가 좋으면 외형이 불규칙하고 가장자리는 흐릿하다"고 기록했다.

마라스는 구경 10cm 망원경의 214배 배율로 중심부의 별을 볼 수 있었다고 보고했다. 일반적으로는 거친 질감으로 보이며, 구경 20cm 망원경의 고배율 관측에서는 개별 별들로 분해되어 약간 일그러진 모습도 관측 가능하다고 알려져 있다. 그러나 이는 기상 조건에 크게 좌우되어, 로스 경조차 모든 별을 분리하여 관측하지는 못했다. 존스는 구경 20cm 망원경으로 모든 별을 분리했으며, 성단이 동쪽으로 약간 평평하고 남북 방향으로 약간 길쭉한 형태라고 기록했다. 일반적으로 구경 30cm 망원경으로는 모든 별을 분해하여 볼 수 있다.

3. 관측

겉보기 등급 기준으로 북반구에서 밝은 천체 중 하나이며, 우리 은하 내에서도 절대 등급이 높은 편이다. 하지만 밝은 구상 성단인 M13과 하늘에서 매우 가까이 위치하기 때문에 아마추어 천문학자들에게 종종 간과되기도 한다. M13과 비교하면 M92는 약간 덜 밝지만, 크기는 약 1/3 정도로 작다. 관측 조건이 매우 좋으면 맨눈으로도 볼 수 있다. 작은 망원경으로는 심한 광공해 환경에서도 희미한 얼룩처럼 보이며, 더 어두운 환경에서는 더 잘 분해되어 보인다.

헤르쿨레스자리의 또 다른 구상 성단인 M13만큼 크지는 않지만, 밝고 밀집된 구상 성단이다. 쌍안경으로 보면 중심부가 밝은 둥근 성운 모양으로 관측된다. 주변의 미세한 별들은 구경 8cm 망원경으로는 관측하기 어렵고, 구경 10cm 망원경의 고배율로 관측하기 시작해야 보인다.

1777년 요한 엘러트 보데가 처음 발견했으며, "다소 둥글고, 푸른 광채로 둘러싸여 있다"고 기록했다. 1781년 샤를 메시에는 M92를 독립적으로 발견하고 목록에 추가하며 "뚜렷하고 깨끗하다. 매우 밝다. 1피트 망원경으로 쉽게 볼 수 있다. 별은 포함하지 않는다. 중심부는 밝고, 큰 혜성의 핵과 비슷하다. 크기와 밝기는 M13과 상당히 유사하다. 지름 5분각"이라고 기록했다. 이후 존 허셜은 "구상 성단으로, 미세한 별들로 나뉜다"고 묘사했고, 스미스는 "미세한 별들이 모인 구상 성단. 크고 밝다. 중심부는 빛난다. 시야가 좋으면 외형이 불규칙하다. 가장자리는 흐릿하다"고 기록했다.

마라스는 구경 10cm 망원경의 214배 배율로 중심부의 별을 볼 수 있었다고 보고했으나, 일반적으로는 거친 느낌으로 보인다. 구경 20cm 망원경의 고배율에서는 개개의 별로 분해되어 보이며, 약간 일그러진 모습도 관측될 수 있다고 한다. 하지만 이는 기상 조건에 크게 좌우되며, 로스 경조차 모든 별을 분해하여 관측하지는 못했다. 존스는 구경 20cm 망원경으로 모든 별을 분해했다고 주장했으며, 약간 동쪽이 평평하고 남북 방향으로 약간 길다고 기록했다. 일반적으로 구경 30cm 망원경 정도가 되어야 모든 별을 분해하여 관측할 수 있다.

세차 운동의 영향으로 서기 16,000년경에는 M92가 천구의 북극에 약 1°까지 접근할 것으로 예측된다.

4. 특징

메시에 92는 우리 은하에서 가장 오래된 구상 성단 중 하나이다. 이 성단은 은하 평면 위 또는 아래로 약 16kpc 떨어져 있으며, 은하 중심으로부터 33kpc 떨어져 있다. 태양계로부터 약 26,700 광년 떨어져 있다. 성단의 빛 중 절반을 포함하는 반경인 반광 반경은 1.09′이며, 조석 반경은 가장 넓은 측정 기준으로 15.17′이다. 약간 평평한 형태로 보이며, 단축은 장축의 약 89% ± 3%이다. 실제 지름은 약 108 광년이며, 질량은 태양 질량의 약 33만 배에 달할 것으로 추정된다.

다른 구상 성단처럼 수소와 헬륨 외의 원소 함량이 매우 낮은데, 이를 천문학에서는 낮은 금속 함량이라고 부른다. 구체적으로 태양과 비교한 철의 함량([Fe/H])은 –2.32 dex로, 이는 태양 함량의 약 0.5%에 불과하다. 이를 바탕으로 추정한 성단의 나이는 약 110 ± 15억 년이다.

이 성단은 아직 핵 붕괴를 겪지 않았으며, 핵 반경은 약 2″로 계산된다. 오스터호프 II형(OoII) 구상 성단으로 분류되는데, 이는 주기가 긴 RR Lyrae 변광성을 가진 금속 함량이 낮은 성단 그룹에 속한다는 의미이다. 1997년 '구상 성단의 변광성 목록'에는 28개의 변광성 후보가 있었으나 20개만 확인되었고, 2001년 기준으로 알려진 RR Lyrae 변광성은 17개이다. 성단의 반질량 반경(1.02′) 내에서 10개의 X선원이 감지되었으며, 그중 절반은 격변 변광성 후보로 여겨진다.

M92는 우리 태양계를 향해 초당 112km의 속도로 접근하고 있다. 지구 자전축의 세차 운동으로 인해 지구의 천구 북극은 주기적으로 M92에서 1도 미만으로 가까워진다. 이 때문에 M92는 약 12,000년 전(기원전 10,000년경)에 '북극 성단'이었으며, 약 14,000년 후(서기 16,000년경)에 다시 북극 성단이 될 것이다.

헤르쿨레스자리의 또 다른 구상 성단인 M13만큼 크지는 않지만, M92 역시 밝고 밀집된 구상 성단이다. 쌍안경으로는 둥근 성운처럼 보이며 중심부가 밝다. 주변의 어두운 별들은 구경 8cm 망원경으로는 보기 어렵고, 구경 10cm 망원경의 고배율에서 보이기 시작한다.

1777년 요한 엘러트 보데가 처음 발견했으며, "다소 둥글고, 푸른 광채로 둘러싸여 있다"고 기록했다. 1781년 샤를 메시에는 "뚜렷하고 깨끗하다. 매우 밝다. 1피트 망원경으로 쉽게 볼 수 있다. 별은 포함하지 않는다. 중심부는 밝고, 큰 혜성의 핵과 비슷하다. 크기와 밝기는 M13과 상당히 유사하다. 지름 5′"라고 기록했다. 존 허셜은 "구상 성단으로, 미세한 별들로 나뉜다"고 기록했다. 스미스는 "미세한 별들이 모인 구상 성단. 크고 밝다. 중심부는 빛난다. 시야가 좋으면 외형이 불규칙하다. 가장자리는 흐릿하다"고 기록했다.

마라스는 중심부의 별을 구경 10cm 망원경의 214배 배율로 볼 수 있었다고 보고했다. 일반적으로는 거친 느낌으로 볼 수 있다. 구경 20cm의 고배율로 개별 별로 분해되어, 약간 일그러진 모습도 볼 수 있다고 한다. 다만 기상 조건에 따라 크게 좌우되며, 로스 경조차 모든 별들을 분리해서 보지 못했다. 존스는 구경 20cm 망원경으로 모든 별을 분리했다고 말하며, 약간 동쪽이 평평하고 남북 방향이 약간 길다고 기록했다. 일반적으로는 구경 30cm 망원경으로 모든 별들을 분리할 수 있다.

4.1. 별의 개체군

이 성단에는 여러 별 개체군이 존재하며, 크게 1세대(1G)와 2세대(2G)라는 두 개의 별 세대가 있는 것으로 밝혀졌다. 특히 2세대 별들은 다시 2GA와 2GB라는 두 그룹으로 나뉜다. 헬륨 함량을 비교하면, 2GA 그룹은 1세대 별보다 헬륨 질량 분율이 0.01 더 높고, 2GB 그룹은 1세대 별보다 0.04 더 높다.