슈테팡 5중주

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1. 개요
2. 상세 정보
3. 관측 및 연구
4. 대중문화 속 슈테팡 5중주
참조

1. 개요

슈테팡 5중주는 1877년 에두아르 슈테팡에 의해 발견된, 5개의 은하로 이루어진 은하군이다. NGC 7317, NGC 7318A, NGC 7318B, NGC 7319, NGC 7320으로 구성되어 있으며, 이 중 NGC 7320은 다른 은하들에 비해 훨씬 가까이 위치하여 실제로는 5중주에 속하지 않는다. 슈테팡 5중주는 은하 간의 상호작용으로 인한 충격파와 X선 방출, 분자 수소의 발견 등 다양한 연구가 이루어지고 있으며, 제임스 웹 우주 망원경을 통해 새로운 세부 정보가 밝혀지면서 은하 진화 연구에 기여하고 있다.

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슈테팡 5중주
기본 정보
시계 방향으로 왼쪽 위부터: NGC 7320, NGC 7319, NGC 7318 (a와 b), NGC 7317
위치	페가수스자리
명칭
다른 이름	HCG 92, Arp 319, VV 288, SQ
구성원
구성원 수	5
가장 밝은 구성원	NGC 7318B
발견
발견자	M. E. 스테판
발견 년도	1877
관측 데이터
거리	2억 8000만 광년
적색 편이	5774 ± 24 ~ 6747 ± 7 km/s
크기	6' X 8'
겉보기 등급	+13.9 ~ 16.7
주석	NGC 7319에 1개의 준성 전파원이 존재함.
명칭	NGC 7317, 7318a, 7318b, 7319, 7320c

2. 상세 정보

'''슈테팡 5중주'''
이름	형태^[19]	적경(원기 2000)^[19]	적위 (원기 2000)^[19]	적색편이 (km/s)^[19]	겉보기 등급^[19]
NGC 7317	E4	22^h 35^m 51.9^s	+33° 56′ 42″	6599 ± 26	+14.6
NGC 7318a (UGC 12099)	E2 pec	22^h 35^m 56.7^s	+33° 57′ 56″	6630 ± 23	+14.3
NGC 7318b (UGC 12100)	SB(s)bc pec	22^h 35^m 58.4^s	+33° 57′ 57″	5774 ± 24	+13.9
NGC 7319	SB(s)bc pec	22^h 36^m 03.5^s	+33° 58′ 33″	6747 ± 7	+14.1
NGC 7320c	(R)SAB(s)0/a	22^h 36^m 20.4^s	+33° 59′ 06″	790	+16.7

2. 1. 발견과 명칭

1877년 프랑스 천문학자 에두아르 슈테팡/Édouard Stephan^프랑스어이 마르세유 천문대에서 처음 발견하였다. 슈테팡 5중주라는 이름은 이 은하군을 구성하는 5개의 은하에서 유래했다. 힉슨 콤팩트 은하군 92 (HCG 92)로도 불린다.

NGC 7317, NGC 7318a(UGC 12099), NGC 7318b(UGC 12100), NGC 7319, NGC 7320c 은하로 구성되어 있다.^[19]

2. 2. 구성 은하

슈테팡 5중주는 NGC 7317, NGC 7318A, NGC 7318B, NGC 7319, NGC 7320의 다섯 은하로 구성되어 있다.^[19] 그러나 NGC 7320은 약 3,900만 광년^[2] 거리에 위치하여 다른 은하들(약 2억 1천만에서 3억 4천만 광년^[8])에 비해 훨씬 가까운 전경 은하이다.^[2] 따라서 NGC 7320은 실제로는 5중주에 속하지 않는다.

NGC 7320C는 힉슨 은하군과 유사한 적색편이를 보이며, NGC 7319와 연결된 조석 꼬리를 가지고 있어^[9] 힉슨 콤팩트 은하군에 속할 가능성이 높다. NGC 7319는 2형 세이퍼트 핵을 가지고 있다.^[19]

'''슈테팡 5중주 구성원'''
이름	형태^[11]	적경 (R.A.) (J2000)^[11]	적위 (Dec.) (J2000)^[11]	적색편이 (km/s)^[11]	겉보기 등급^[11]
NGC 7317	E4	22^h 35^m 51.9^s	+33° 56′ 42″	6,599 ± 26	+14.6
NGC 7318a (UGC 12099)	E2 pec	22^h 35^m 56.7^s	+33° 57′ 56″	6,630 ± 23	+14.3
NGC 7318b (UGC 12100)	SB(s)bc pec	22^h 35^m 58.4^s	+33° 57′ 57″	5,774 ± 24	+13.9
NGC 7319	SB(s)bc pec	22^h 36^m 03.5^s	+33° 58′ 33″	6,747 ± 7	+14.1
NGC 7320c	(R)SAB(s)0/a	22^h 36^m 20.4^s	+33° 59′ 06″	5,985 ± 9	+16.7

2. 3. 은하 간 상호작용

NGC 7318B가 은하군 내 가스와 충돌하면서, 은하 사이의 매질 전체로 퍼지는 거대한 충격파가 발생하며, 이 충격파는 은하 간 가스 중 일부를 수백만 도의 온도로 가열하여 NASA 찬드라 X선 관측소로 감지할 수 있는 X선을 방출한다.^[5]^[6]^[7]

NGC 7318B가 은하군의 가스와 충돌하면 은하보다 큰 거대한 충격파가 은하간 매질로 퍼져나가 가스를 수백만 도까지 가열하여 찬드라 등으로 관측되는 X선을 방출한다.

미국 항공우주국(NASA)의 스피처 우주 망원경은 적외선을 감지하여 은하 사이의 충격파에서 매우 강력한 분자 수소 신호를 발견했다. 이 방출은 지금까지 관측된 분자 수소의 가장 격렬한 형태 중 하나이며, 가장 강력한 방출은 앞서 언급한 가시광선 사진의 녹색 영역 중앙 근처에서 발생한다. 이 현상은 캘리포니아 공과대학교 과학자들이 이끄는 국제 연구팀에 의해 발견되었으며, 호주, 독일, 중국의 과학자들이 참여했다. 충돌로 인한 분자 수소의 감지는 처음에는 예상 밖의 일이었다. 왜냐하면 수소 분자는 매우 취약하며 슈테팡 5중주에서 예상되는 종류의 충격파에서 쉽게 파괴되기 때문이다. 그러나 한 가지 해결책은 충격파가 그룹의 중심과 같은 구름이 많은 매질을 통과할 때 수백만 개의 작은 충격이 난류 층에서 생성되어 분자 수소가 살아남을 수 있다는 것이다.

리버풀 망원경에서 촬영한 슈테팡 5중주의 지상 흑백(sdss-g 필터) 이미지

제임스 웹 우주 망원경의 중적외선 장비(MIRI)를 사용하여, 슈테판 5중주의 5개 은하 중 4개에서 큰 충격파와 조석 꼬리, 그리고 이전에 숨겨져 있던 별 형성 영역을 포함하여 가시광선에서는 먼지에 가려져 있던 세부 사항을 보여준다. 이러한 새로운 세부 정보는 은하 진화에 대한 통찰력에 기여할 것이다. ^[10]

제임스 웹 우주 망원경의 MIRI를 사용하여 촬영한 슈테판 5중주의 4개 은하(NGC 7317 제외)

아마도 더욱 예상 밖의 일은, 스피처 우주 망원경에 의해 충격파 내에서 매우 강한 수소 분자의 적외선 방출이 발견된 것이다. 이 수소 분자 방출은 지금까지 관측된 것 중 가장 격렬한 수소 분자 형성이며, 가장 강한 방출은 앞서 언급한 이미지의 녹색 영역 중심 부근에서 기인한다. 이 현상은 캘리포니아 공과대학교의 과학자가 이끄는, 호주, 독일, 중국이 참여하는 국제 팀에 의해 발견되었다. 충돌로부터의 수소 분자 검출은 수소 분자가 매우 깨지기 쉽고, 충격파 내에서 쉽게 파괴되기 때문에, 처음에는 예상되지 않았다. 그러나, 충격파 면이 은하군의 중심과 같은 농도가 높은 매질 속을 이동하면, 난류층에 많은 작은 충격파가 형성되고, 이로 인해 수소 분자가 살아남을 가능성이 있다. 충격파 속의 수소 분자는 초기 우주에도 존재했을 것으로 생각되므로, 이 충돌은 140억 년 전 우주의 시작 시점에 무엇이 일어났는지를 보여주고 있다.

2. 3. 1. 충격파와 X선 방출

NGC 7318B가 은하군 내 가스와 충돌하면서, 은하 사이의 매질 전체로 퍼지는 거대한 충격파가 발생하며, 이 충격파는 은하 간 가스 중 일부를 수백만 도의 온도로 가열하여 NASA 찬드라 X선 관측소로 감지할 수 있는 X선을 방출한다.^[5]^[6]^[7]

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NGC 7318B가 은하군의 가스와 충돌하면 은하보다 큰 거대한 충격파가 은하간 매질로 퍼져나가 가스를 수백만 도까지 가열하여 찬드라 등으로 관측되는 X선을 방출한다.

2. 3. 2. 수소 분자 방출

미국 항공우주국(NASA)의 스피처 우주 망원경은 은하 사이의 충격파에서 매우 강력한 분자 수소 신호를 발견했다. 이 방출은 지금까지 관측된 분자 수소의 가장 격렬한 형태 중 하나이며, 가장 강력한 방출은 가시광선 사진의 녹색 영역 중앙 근처에서 발생한다.^[19] 이 현상은 캘리포니아 공과대학교 과학자들이 이끄는 국제 연구팀에 의해 발견되었으며, 호주, 독일, 중국의 과학자들이 참여했다. 충돌로 인한 분자 수소의 감지는 처음에는 예상 밖의 일이었다. 왜냐하면 수소 분자는 매우 취약하며 슈테팡 5중주에서 예상되는 종류의 충격파에서 쉽게 파괴되기 때문이다. 그러나 한 가지 해결책은 충격파가 구름이 많은 매질을 통과할 때 수백만 개의 작은 충격이 난류 층에서 생성되어 분자 수소가 살아남을 수 있다는 것이다.

2. 3. 3. 적색편이 불일치

NGC 7320은 다른 4개의 은하에 비해 훨씬 작은 적색편이(790 km/s)를 보인다. 반면 나머지 4개의 은하는 큰 적색편이(약 6,600 km/s)를 갖는다.^[2] 은하의 적색편이는 거리에 비례하므로, NGC 7320은 실제로 다른 은하들보다 훨씬 가까운, 약 3,900만 광년 거리에 위치하며, 단순한 전경 투영체임을 의미한다.^[2]^[15] 나머지 4개 은하는 약 2억 1천만에서 3억 4천만 광년 거리에 위치한다.^[8]^[15]

3. 관측 및 연구

슈테팡 5중주는 허블 우주 망원경, 스피처 우주 망원경, 찬드라 X선 관측소 등 다양한 관측 장비를 통해 연구되었다.^[10] 특히, 제임스 웹 우주 망원경은 중적외선 장비(MIRI)를 사용하여 슈테팡 5중주의 은하에서 먼지에 가려져 보이지 않던 별 형성 영역, 충격파, 조석 꼬리 등 새로운 세부 정보를 제공하여 은하 진화 연구에 기여하고 있다.^[10] 대한민국은 한국우주전파관측망(KVN)과 같은 첨단 관측 시설을 통해 슈테팡 5중주와 같은 천체 연구에 참여하고 있다.

4. 대중문화 속 슈테팡 5중주

영화 ''멋진 인생'' 초반부에 등장하는 천사들은 슈테팡 5중주의 이미지에서 영감을 받았다.^[12]^[13]

참조

_[1] 웹사이트 NASA/IPAC Extragalactic Database http://nedwww.ipac.c[...] 2006-09-18
_[2] 논문 The observational status of Stephan's Quintet 1998
_[3] 논문 Nebulæ (new) discovered and observed at the observatory of Marseille, 1876 and 1877, M. Stephan 1877
_[4] 웹사이트 NASA Shares List of Cosmic Targets for Webb Telescope's 1st Images http://www.nasa.gov/[...] 2022-07-08
_[5] 웹사이트 Chandra :: Photo Album :: Stephan's Quintet :: 08 May 03 https://chandra.harv[...] 2019-12-24
_[6] 웹사이트 What a Shock! Galaxies Caught Colliding https://www.space.co[...] 2019-12-24
_[7] 웹사이트 Gigantic cosmic cataclysm in Stephan's Quintet of galaxies https://phys.org/new[...] 2019-12-24
_[8] 웹사이트 Stephan's Quintet http://pages.astrono[...] 2019-12-24
_[9] 웹사이트 National Optical Astronomy Observatory: Stephan's Quintet https://www.noao.edu[...] 2019-12-24
_[10] 웹사이트 Stephan's Quintet (MIRI Image) https://webbtelescop[...] 2022-07-12
_[11] 웹사이트 NASA/IPAC Extragalactic Database http://nedwww.ipac.c[...] 2006-10-20
_[12] 웹사이트 Stephan's Quintet https://www.spacetel[...] 2019-12-22
_[13] 웹사이트 Classic film 'It's a Wonderful Life' features angelic galaxies https://www.wral.com[...] 2019-12-24
_[14] 웹사이트 NASA/IPAC Extragalactic Database http://nedwww.ipac.c[...] 2006-09-18
_[15] 논문 The observational status of Stephan's Quintet
_[16] 서적 ニュートンムック Newton別冊ハッブル望遠鏡宇宙大展望―厳選された80の最新観測。98p ISBN 978-4315519228
_[17] 논문 Nebula (new) discovered and observed at the observatory of Marseille, 1876 and 1877, M. Stephan
_[18] 웹사이트 NASA/IPAC Extragalactic Database http://nedwww.ipac.c[...] 2006-10-20
_[19] 웹인용 NASA/IPAC Extragalactic Database http://nedwww.ipac.c[...] 2006-10-20

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