초은하단

1. 개요

초은하단은 은하군과 은하단이 모여 형성된 거대한 우주 구조를 의미한다. 이러한 구조는 우주의 은하가 균일하게 분포하지 않음을 보여주며, 필라멘트, 복합 초은하단, 장성, 시트 등으로 불리는 더 큰 구조를 형성한다. 초은하단은 수억 광년에서 관측 가능한 우주의 5% 이상을 차지하며, 그 배열은 초기 우주 조건과 은하 형성 과정에 대한 정보를 제공한다. 초은하단 사이에는 거시공동이라는 빈 공간이 존재하며, 초은하단의 분포를 파악하기 위해 3차원 지도가 활용된다. 라니아케아 초은하단을 포함하여 다양한 초은하단이 관측되었으며, 우리 은하는 국부 은하군에 속하고, 국부 은하군은 라니아케아 초은하단의 일부이다.

2. 존재

초은하단의 존재는 우리 우주의 은하가 균일하게 분포하지 않음을 의미한다. 대부분의 은하는 한데 모여 수십 개 또는 수천 개의 은하로 이루어진 은하군과 은하단을 이룬다. 그러한 은하군과 은하단, 그리고 고립된 은하는 초은하단이라 불리는 더욱 거대한 구조를 이룬다.

조지 에이벨은 1958년 에이벨 은하단 목록을 발표하면서 초은하단의 존재를 처음으로 제기했다. 그는 초은하단을 "이차 은하단"(second-order cluster) 또는 은하단의 은하단(cluster of clusters)이라고 불렀다.

초은하단은 "필라멘트"(filament), "복합 초은하단"(supercluster complex), "장성"(wall) 또는 "시트"(sheet)라고 불리는 더 거대한 구조를 형성한다. 이들의 크기는 수억 광년에서 관측 가능한 우주의 5% 이상을 차지하는 100억 광년에 이른다. 초은하단의 관측은 초은하단이 형성될 때 우주의 초기 조건에 대한 정보를 제공할 가능성이 있다. 초은하단에 포함된 은하의 회전축 방향 또한 우주의 역사에서 은하의 초기 형성 과정에 대한 정보와 통찰력을 제공할 수 있다.

초은하단 사이에는 극소수의 은하가 존재하는 거대한 빈 공간인 거시공동이 있다. 초은하단은 은하구름(galaxy cloud)이라 불리는 은하단의 무리로 자주 세분화된다.

3. 분포

초은하단은 우주에서 균일하게 분포하지 않고, 대부분 은하군과 은하단으로 모여 있다. 이러한 은하군, 은하단, 그리고 고립된 은하들은 더 거대한 구조인 초은하단을 이룬다.

조지 에이벨은 1958년 에이벨 은하단 목록을 발표하면서 초은하단을 "이차 은하단"(second-order cluster) 또는 은하단의 은하단(cluster of clusters)이라고 칭하며 그 존재를 상정했다.

초은하단은 "필라멘트"(fillament), "복합 초은하단"(supercluster complex), "장성"(wall) 또는 "시트"(sheet)라고 불리는 더 거대한 구조를 형성한다. 이들은 수억 광년에서 관측 가능한 우주의 5% 이상을 차지하는 100억 광년에 이르는 크기를 가진다. 초은하단의 관측은 초은하단 형성 당시 우주의 초기 조건에 대한 정보를 제공하며, 초은하단에 포함된 은하의 회전축 방향은 우주 초기 은하 형성 과정에 대한 정보도 제공한다.

초은하단 사이에는 거시공동이라 불리는, 극소수의 은하만이 존재하는 거대한 빈 공간이 존재한다. 초은하단은 은하구름(galaxy cloud)이라 불리는 은하단의 무리로 세분화되기도 한다.

수십, 수백만 개의 은하 위치를 보여주는 지도를 통해 초은하단의 배열 방식을 연구한다. 3차원 지도는 초은하단의 위치를 더 자세히 파악하는 데 사용되며, 은하의 적색편이를 허블의 법칙을 통해 계산하여 3차원 위치를 파악한다.

초은하단은 우주에서 균일한 형태가 아닌 필라멘트를 따라 배열되는 경향을 보인다. 이러한 지도는 극소수의 은하만 포함하는 거대한 거시공동을 보여준다. 대부분의 은하는 거시공동 사이의 필라멘트에서 발견된다. 거시공동은 주로 공 모양을 띠지만, 초은하단은 그렇지 않다. 이들은 직경이 1억 광년에서 4억 광년에 이른다. 은하시트와 거시공동의 배열은 초기 우주에서 은하단 형성 과정을 연구하는 데 중요한 정보를 제공한다.

4. 초은하단 목록

4.1. 가까운 초은하단

라니아케아 초은하단은 처녀자리 은하단, 국부 은하군, 나아가 우리 은하를 포함하고 있는 초은하단이다. 2014년에 새로 정의된 라니아케아 초은하단은 기존의 처녀자리 초은하단, 바다뱀자리-센타우루스자리 초은하단, 공작자리-인디언자리 초은하단을 포함한다.

남부 초은하단은 화로자리 은하단, 도라도 은하단, 에리다누스자리 은하단을 포함한다.

4.2. 멀리 있는 초은하단

멀리 있는 초은하단은 다음과 같다.

4.3. 매우 멀리 있는 초은하단

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* 하이페리온 원시 초은하단: z=2.45로, 2018년 발견 당시 지금까지 발견된 가장 크고 오래된 원시 초은하단이었다.
* [[살쾡이자리 초은하단]]: z=1.27이며, 1999년에 발견되었다. ClG J0848+4453라고도 불리며, 최소 두 개의 은하단 RXJ 0848.9+4452 (z=1.26)와 RXJ 0848.6+4453 (z=1.27)을 포함한다. 발견 당시 가장 멀리 떨어진 초은하단으로 알려졌다.
* SCL @ 1338+27: z=1.1, 길이는 70Mpc이다. 2001년에 z=1.1에서 23개의 QSO가 특이하게 밀집된 곳 주변에서 발견되었다. 이 은하단 복합체의 크기는 은하 벽이 존재함을 나타낼 수 있으며, CfA2 거대 벽 필라멘트의 크기와 비슷하다. 발견 당시 z=0.5 이상에서 가장 크고 가장 멀리 떨어진 초은하단이었다.
* SCL @ 1604+43: z=0.91로, 2000년에 발견되었을 당시 우주 깊숙한 곳에서 발견된 가장 큰 초은하단이었다. Cl 1604+4304 (z=0.897)와 Cl 1604+4321 (z=0.924) 등 두 개의 은하단과 새롭게 발견된 은하단 하나로 구성되어 있다.
* SCL @ 0018+16: z=0.54이며, 전파 은하 54W084C (z=0.544) 주변에 위치한다. 최소 세 개의 큰 은하단 CL 0016+16 (z=0.5455), RX J0018.3+1618 (z=0.5506), RX J0018.8+1602로 구성되어 있다.
* [[MS 0302+17]]: z=0.42, 길이는 6Mpc이다. 동쪽의 CL 0303+1706, 남쪽의 MS 0302+1659, 북쪽의 MS 0302+1717 등 최소 세 개의 은하단으로 구성되어 있다.
* Einasto 초은하단: z = ~0.25 (30억 광년), 길이 = 3억 6천만 광년, 질량 = 2.6 × 10¹⁶ 태양 질량이다. 2023년 슬론 디지털 스카이 서베이(Sloan Digital Sky Survey) 이미지를 분석하여 발견되었으며, 지금까지 발견된 가장 거대한 은하 초은하단이라고 주장되었다.
* King Ghidorah 초은하단: z = 0.50-0.64, 질량 = 1 × 10¹⁶ 태양 질량이다. 2023년까지 발견된 가장 거대한 은하 초은하단이다.
* [[사라스와티 초은하단]]: 거리는 40억 광년(1.2 Gpc), 길이는 6억 5천 2백만 광년이다. Abell 2361과 같은 43개의 거대한 은하단으로 구성되어 있으며, 물고기자리에서 보인다.

5. 지구의 위치

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우리 은하는 국부 은하군에 속하며, 국부 은하군은 처녀자리 초은하단의 일부이다. 2014년, 처녀자리 초은하단은 라니아케아 초은하단의 일부로 재정의되었다.