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왜소타원은하

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1. 개요

왜소타원은하는 거대 타원 은하보다 어둡고, 표면 밝기가 거리에 따라 기하급수적으로 감소하는 타원 은하의 일종이다. 안드로메다 은하의 위성 은하인 M32와 M110, NGC 147, NGC 185 등이 대표적인 예시이다. 왜소타원은하는 서식의 법칙으로 설명될 수 있으며, 거대 타원 은하와 단일 시퀀스에 속할 수 있다는 가설이 있다. 왜소타원은하는 원시적인 천체일 수 있으며, 암흑물질과 가스를 포함한 작은 천체들이 중력으로 합쳐져 형성되었을 수 있다. 다른 가설로는 은하단 내 거대 은하와의 상호작용으로 인해 나선 은하가 변형된 잔해일 수 있다는 주장도 있다. 또한, 고립된 왜소타원은하인 CG 611의 발견은 강착 사건을 통해 성장했을 가능성을 제시하며, 왜소타원은하의 기원에 대한 다양한 가설이 존재한다.

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왜소타원은하
개요
유형타원은하
하위 유형왜소 은하
설명일반적인 타원은하보다 작은 은하
특징
크기작음
광도낮음
질량작음
별 형성거의 또는 전혀 없음
가스 및 먼지 함량낮음
위치은하단 또는 은하군 근처
형성 이론
주요 이론더 큰 은하와의 조석 상호 작용
다른 이론램 압력 제거
예시
예시M32 (안드로메다 은하의 위성 은하)
NGC 185
NGC 147
세그레 1

2. 예

가장 가까운 왜소 타원 은하 중 하나는 안드로메다 은하의 위성 은하인 M32이다.[10] 또한 안드로메다 은하의 또 다른 동반 은하인 M110도 가까운 예시로, 1773년 프랑스의 천문학자 샤를 메시에가 발견했다.[6]

1944년 발터 바데NGC 147NGC 185를 개별 별들로 분해하여 이 두 천체가 국부 은하군의 구성원임을 확인했다.[10][1][6] 이처럼 개별 별들로 분해할 수 있었던 것은 이들 은하가 상대적으로 가까운 거리에 있었기 때문이다.[10][6]

1950년대에는 인근의 화로자리 은하단처녀자리 은하단에서도 왜소 타원 은하들이 발견되었다.[10][1][6]

3. 거대 타원 은하와의 관계

왜소 타원 은하의 청색 절대 등급은 -18등급에서 -14등급 사이로[11][2], 거대 타원은하보다 어둡다. 거대 타원 은하의 표면밝기 분포는 드 보클레르 법칙으로 잘 설명되지만, 왜소타원 은하는 표면밝기 분포가 중심으로부터의 거리에 따라 지수 함수적으로 감소하는 경향을 보인다.[11][2][7]

그러나 두 유형의 은하는 모두 서식 분포라는 더 일반적인 법칙으로 잘 설명될 수 있다.[11][2][7] 서식 분포에서 은하의 광도에 따라 달라지는 '서식 지수'는 왜소타원 은하와 거대 타원 은하가 실제로는 단일한 분류 체계에 속할 수 있음을 시사한다.[11][2][7]

한편, 이들보다 훨씬 더 희미하고 타원 형태를 띤 왜소 구형 은하는 왜소타원 은하와는 근본적으로 다른 종류의 은하로 여겨진다.[11][2][7]

4. 기원에 관한 가설

왜소 타원 은하는 우주 초기에 형성된 원시적인 천체라는 가설이 있다. 현재 널리 받아들여지는 Λ-CDM 모형에 따르면, 암흑물질과 가스를 포함한 작은 천체들이 가장 먼저 형성되었다. 이 작은 천체들은 서로의 중력에 의해 합쳐지고 병합하며 점차 더 큰 천체를 형성하는데, 이 과정을 '계층적 병합'이라고 부른다. 이 가설이 맞다면, 왜소 은하는 오늘날 거대 은하를 이루는 기본적인 구성 요소일 수 있다.

다른 가설은 왜소 타원 은하가 원래 작은 질량의 나선 은하였으나, 은하단 내의 거대 은하와 반복적인 중력 상호작용을 겪으면서 원반과 나선팔 대부분을 잃고 둥근 형태로 변형된 잔해라는 것이다.[12][3][8] 이러한 변형 과정을 '은하 괴롭힘'이라고 부른다. 일부 왜소 타원 은하에서 희미한 원반이나 나선팔 구조가 관측되는 것이 이 가설의 근거로 제시된다. 이 구조들은 원래 나선 은하 시절의 원반과 나선팔이 변형되어 남은 흔적이라는 설명이다.

하지만 은하 괴롭힘 시나리오만으로는 모든 왜소 타원 은하를 설명하기 어렵다.[4] 예를 들어, 매우 고립된 환경에 있는 왜소 타원 은하 CG 611은 은하단 속에 있는 왜소 타원 은하들과 유사한 물리적 특징(일관된 회전, 희미한 나선팔 등)을 보인다. 과거에는 이런 특징이 은하 괴롭힘을 겪기 전 나선 은하였다는 증거로 여겨졌지만, 고립된 CG 611에서도 발견된다는 점은 다른 가능성을 시사한다. 특히 CG 611은 별 원반과 반대 방향으로 회전하는 가스 원반을 가지고 있는데,[5] 이는 외부로부터 가스를 흡수하는 강착 사건을 통해 원반이 성장하고 있음을 보여준다. 만약 CG 611과 같은 은하가 나중에 은하단으로 끌려 들어가면, 은하단 내부의 뜨거운 가스에 의한 램 압력 박리로 인해 가스 원반을 잃고 다른 왜소 타원 은하들과 비슷해질 수 있다. 이는 왜소 타원 은하가 반드시 나선 은하가 변형된 결과가 아닐 수도 있음을 의미하며, 기원에 대한 더 복합적인 이해가 필요함을 보여준다.

참조

[1] 논문 Dwarf galaxies in the Virgo cluster http://adsabs.harvar[...] 1956
[2] 간행물 HST photometry of dwarf elliptical galaxies in Coma, and an explanation for the alleged structural dichotomy between dwarf and bright elliptical galaxies https://iopscience.i[...] 2003-06
[3] 간행물 Galaxy harassment and the evolution of clusters of galaxies http://adsabs.harvar[...] 1996
[4] 간행물 Implications for the origin of early-type dwarf galaxies – the discovery of rotation in isolated, low-mass early-type galaxies 2017
[5] 간행물 Implications for the origin of early-type dwarf galaxies: A detailed look at the isolated, rotating, early-type dwarf galaxy LEDA 2108986 (CG 611), ramifications for the fundamental plane's {{mvar|S}}{{su|b=K|p=2}} kinematic scaling, and the spin-ellipticity diagram 2017
[6] 논문 Dwarf galaxies in the Virgo cluster https://ui.adsabs.ha[...] 1956
[7] 논문 HST Photometry of Dwarf Elliptical Galaxies in Coma, and an Explanation for the Alleged Structural Dichotomy between Dwarf and Bright Elliptical Galaxies https://ui.adsabs.ha[...] 2003
[8] 논문 Galaxy harassment and the evolution of clusters of galaxies https://ui.adsabs.ha[...] 1996
[9] 서적 천문학용어집 한국천문학회
[10] 논문 Dwarf galaxies in the Virgo cluster http://adsabs.harvar[...] 1956
[11] 논문 HST Photometry of Dwarf Elliptical Galaxies in Coma, and an Explanation for the Alleged Structural Dichotomy between Dwarf and Bright Elliptical Galaxies http://adsabs.harvar[...] 2003
[12] 논문 Galaxy harassment and the evolution of clusters of galaxies http://adsabs.harvar[...] 1996



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