고리은하
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1. 개요
고리 은하는 뚜렷한 고리 모양의 구조를 가진 은하이다. 막대나선은하의 막대 회전 속도 증가, 은하 충돌, 외부 가스 유입 등 다양한 요인에 의해 형성된다. 막대 불안정, 은하 충돌, 외부 가스 유입과 같은 메커니즘을 통해 형성되며, 수억 년에 걸쳐 붕괴 및 재형성될 수 있다. 대표적인 예시로는 호그 천체, 수레바퀴 은하, AM 0644-741 등이 있다.
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- 고리은하 - 호그 천체
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적외선은 윌리엄 허셜에 의해 발견된 780 nm에서 1 mm 파장 범위의 전자기파로, 근적외선, 중적외선, 원적외선으로 나뉘며 군사, 의료, 산업, 과학, 통신 등 다양한 분야에서 활용된다.
| 고리은하 | |
|---|---|
| 유형 | |
| 은하 유형 | 특이 은하 |
| 특징 | 고리 모양 |
| 형성 | |
| 원인 | 은하 충돌 (충돌 고리 은하) 내부 과정 (고리 은하) |
| 희귀성 | |
| 희귀도 | 우주에서 가장 희귀한 은하 중 하나임 |
| 예시 | |
| 대표적인 고리 은하 | 호그 천체 |
2. 형성 이론
고리 은하는 다양한 방법을 통해 형성되는 것으로 알려져 있다. 1950년에 아트 호그가 발견한 호그의 천체는 고리 은하의 대표적인 예시이다.[8] 고리에는 질량이 크고 비교적 젊은 청색 항성이 많아 매우 밝지만, 중심부에는 비교적 밝은 항성이 적다.
천문학자들은 고리 은하의 형성에 대해 다음과 같은 이론을 제시한다.
- 작은 은하가 큰 은하의 중심 부근을 통과할 때, "충돌"에 의한 중력 분열로 별 형성의 파동이 큰 은하 내에 전파되어 고리 은하가 생성된다. (실제 항성 간의 충돌은 드물다.)
- 어떤 은하 주변에 외부로부터 물질이 유입(강착)되고, 그 후 강착 물질의 충격과 압축으로 인해 강착 물질 내에서 별 형성이 시작되어 고리 은하가 형성된다.[9]
2. 1. 막대 불안정
막대나선은하에서 막대 회전 속도가 증가하여 나선이 붕괴되는 현상이다. 일반적인 조건에서는 중력 밀도파가 나선팔 생성을 선호한다. 막대가 불안정해지면 이러한 밀도파는 막대 주위를 격렬하게 공전하는 바리온 및 암흑 물질의 압력, 힘, 중력의 영향으로 인해 고리 구조로 이동한다. 이 이동은 이전 팔에서 발견된 별, 가스, 먼지를 토러스와 같은 영역으로 밀어 넣어 고리를 형성하고 종종 별 형성을 촉발한다.이러한 구조를 가진 은하는 막대가 우세하여 회전하면서 디스크의 고리를 "조각"하는 것으로 밝혀졌다. 반대로, 막대가 붕괴되거나 매우 납작한 팽윤부로 붕괴된 고리 은하도 발견되었다.
관측 결과에 따르면 막대, 고리, 나선팔은 수억 년에 걸쳐 붕괴되고 재형성될 수 있다. 특히 은하 충돌 및 합병의 영향 없이 은하의 형태적, 물리적 진화에 중력의 영향이 작용할 가능성이 더 높은 은하군 및 은하단과 같은 조밀한 은하 간 환경에서 이러한 현상이 나타난다.
2. 2. 은하 충돌
두 개 이상의 은하가 충돌하거나, 작은 은하가 큰 은하의 중심부를 통과할 때, 중력적 섭동에 의해 고리 모양의 구조가 형성될 수 있다. 수레바퀴 은하와 Arp 147은 모두 이러한 과정을 통해 형성된 고리 은하의 예시이다.[8]정면 충돌에 가까운 은하 충돌은 마치 잔잔한 물에 돌을 던졌을 때 퍼져나가는 파동처럼, 별 형성을 촉진하는 충격파를 발생시켜 고리 은하를 형성하는 주요 원인으로 여겨진다. 다만, 측면 충돌이나 비정면 충돌의 경우, 고리 모양이 불규칙하게 나타날 수 있다.[8]
1950년에 아트 호그가 발견한 호그의 천체는 고리 은하의 대표적인 예이다.[8] 고리에는 질량이 크고 비교적 젊은 청색 항성이 많아 매우 밝다. 중심부에는 비교적 밝은 항성이 적다. 대부분의 은하는 아무것도 없는 공간으로 이루어져 있기 때문에 이러한 "충돌"에서는 실제 항성 간의 충돌이 드물게 일어난다. 그러나 이러한 사건에 의한 중력 분열은 별 형성의 파동을 큰 은하 내에서 전파시킨다.[9]
2. 3. 외부 가스 유입
자외선 관측에 따르면, 차갑게 유입되는 가스 네트워크를 따라 형성된 뜨겁고 젊은 별들의 희미한 고리 모양 및 나선형 구조가 여럿 발견되었다. 이는 가시적인 발광 은하 원반에서 멀리 떨어진 곳까지 확장된다. 조건이 유리하다면 나선형 구조 대신 고리가 형성될 수 있다.[9]일부 나선 은하는 은하간 가스의 거대한 구름이 붕괴된 후 회전하여 원반 구조를 형성함으로써 생겨난다고 알려져 있다. 조건이 유리하다면 나선형 원반 대신 고리 원반이 형성될 수 있다고 가정할 수 있다. 이는 막 형성되기 시작한 원시은하 또는 이전 위치보다 가스 함량이 높은 공간으로 이동한 오래된 은하에 적용된다.[9]
3. 대표적인 고리 은하
다음은 대표적인 고리 은하 목록이다.
3. 1. 호그 천체 (Hoag's Object)
1950년 아트 호그가 발견한 고리 은하의 대표적인 예시로, 뱀자리 머리 부분에 위치한다.[1]호그 천체를 포함한 여러 고리 은하들은 다음과 같다.
3. 2. 수레바퀴 은하 (Cartwheel Galaxy)
조각가자리에 위치한 수레바퀴 은하는 은하 충돌로 형성된 것으로 추정되는 대표적인 고리 은하이다.[1]3. 3. AM 0644-741
AM 0644-741는 날치자리에 있는 고리 은하이다.3. 4. LEDA 1000714
LEDA 1000714는 컵자리에 위치한 고리 은하이다.3. 5. NGC 7742
페가수스자리에 있는 고리 은하이다.[1]3. 6. Arp 147
고래자리에 위치하며, 은하 충돌로 형성된 고리 은하 쌍이다.[1]3. 7. NGC 7098
NGC 7098(팔분의자리)은 이중 막대 나선 은하이면서, 고리 모양 구조가 이중으로 보이는 매우 드문 형태이다.[1]참조
[1]
APOD
Hoag's Object: A Strange Ring Galaxy
2002-09-09
[2]
간행물
Properties of galaxies with ring structures
https://www.aanda.or[...]
2021-09-01
[3]
웹사이트
Collisional Ring Galaxies
http://ned.ipac.calt[...]
2012-03-31
[4]
웹사이트
Ring galaxies, the rarest in the Universe, finally explained
https://bigthink.com[...]
2022-04-20
[5]
웹사이트
A Cosmic Hit and Run
http://www.eso.org/p[...]
2016-05-09
[6]
뉴스
One ring to rule them all
http://www.spacetele[...]
2013-04-02
[7]
문서
岐阜大学教育学部理科教育講座（地学）
http://chigaku.ed.gi[...]
[8]
웹사이트
Hoag's Object: A Strange Ring Galaxy
https://apod.nasa.go[...]
NASA and Michigan Technological University
2002-09-09
[9]
웹사이트
Collisional Ring Galaxies
https://ned.ipac.cal[...]
1996
[10]
뉴스
One ring to rule them all
http://www.spacetele[...]
2013-04-02
[11]
서적
한국천문학회 편 《천문학용어집》 277쪽 좌단 14째줄
[12]
웹인용
Hoag's Object: A Strange Ring Galaxy
http://apod.nasa.gov[...]
NASA and Michigan Technological University
2002-09-09
[13]
웹인용
Collisional Ring Galaxies
http://ned.ipac.calt[...]
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