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두꺼운 원반

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목차

1. 개요

두꺼운 원반은 원반 은하의 구성 요소 중 하나로, 그 형성에 대한 다양한 시나리오가 존재하며, 얇은 원반의 가열, 왜소 은하와의 병합, 고에너지 별의 이동, 초기 원반 형성, 원반 플레어링, 거대 가스 덩어리에 의한 산란 등이 제시된다. 두꺼운 원반을 별개의 구성 요소로 보는 관점과, 두께가 다른 연속적인 구성 요소의 스펙트럼으로 은하 원반을 설명하는 관점 사이에서 논쟁이 있다.

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두꺼운 원반
개요
유형은하 구성 요소
설명일부 나선 은하와 렌즈형 은하에서 발견되는 은하 원반의 구성 요소이다.
두꺼운 원반은 얇은 원반보다 별이 덜 집중되어 있고, 수직 방향으로 더 넓게 퍼져 있다.
특징
별의 수얇은 원반보다 별이 적다.
수직 방향 분포얇은 원반보다 넓게 퍼져 있다.
위치얇은 원반을 둘러싸고 있다.
나이얇은 원반보다 나이가 많은 별들로 구성되어 있다.
금속 함량얇은 원반보다 금속 함량이 낮다.
회전 속도얇은 원반보다 느리다.
별의 구성알파 원소가 풍부한 별들이 많다.
나이 기울기은하 중심으로부터 바깥쪽으로 갈수록 별들의 나이가 어려지는 경향이 있다.
형성 이론
병합 시나리오작은 은하가 우리 은하와 병합하면서 형성되었다는 가설이다.
병합 과정에서 별들이 얇은 원반에서 흩어져 두꺼운 원반을 형성했다.
가열 시나리오얇은 원반의 별들이 중력적 상호작용이나 다른 요인에 의해 가열되어 두꺼운 원반을 형성했다는 가설이다.
가열 과정에서 별들의 속도가 증가하고 수직 방향으로 퍼져나가게 된다.
연구
관측두꺼운 원반의 별들은 화학적 조성과 운동학적 특성이 얇은 원반의 별들과 다르기 때문에 구별할 수 있다.
분광 관측을 통해 별들의 나이, 금속 함량, 속도 등을 측정하여 두꺼운 원반을 연구한다.
중요성은하의 형성과 진화를 이해하는 데 중요한 역할을 한다.
두꺼운 원반의 별들은 은하의 초기 역사를 담고 있기 때문에, 이를 연구하면 은하가 어떻게 성장하고 진화해 왔는지 알 수 있다.

2. 기원

두꺼운 원반의 형성에 대한 가설은 다음과 같다.[8]


  • 얇은 원반이 나중에 형성되는 동안 높은 적색편이에서 원반이 두껍게 형성된다.[13][14]
  • 안에서 바깥으로의 원반 형성과 결합된 원반 플레어링.[15][16]

2. 1. 얇은 원반 가열

두꺼운 원반 형성에 대한 여러 가설 중 하나로, 얇은 원반이 가열되어 두꺼운 원반이 된다는 것이 있다.[9][10]

2. 2. 왜소 은하 합병

두꺼운 원반 형성에 대한 여러 가설이 제시되었는데, 그 중 하나는 왜소 은하와 은하수의 합병 결과라는 것이다.[3]

2. 3. 고에너지 별의 이동

두꺼운 원반의 형성에 대한 가설 중에는 얇은 원반이 가열되어 만들어졌다는 가설 외에도, 에너지가 높은 별들이 은하 내부에서 바깥쪽으로 이동하면서 더 큰 반지름에서 두꺼운 원반을 형성한다는 가설이 있다.[11][12]

2. 4. 초기 원반 형성

두꺼운 원반 형성에 대한 다양한 시나리오가 제안되었으며, 일반적으로 다음과 같다.[8]

  • 얇은 원반 가열에서 비롯된다.[9][10]
  • 왜소 은하와 은하수 병합 사건의 결과이다.[3]
  • 더 높은 에너지를 가진 별들이 내부 은하에서 바깥쪽으로 이동하여 더 큰 반지름에서 두꺼운 원반을 형성한다.[11][12]
  • 얇은 원반이 나중에 형성되는 동안 높은 적색편이에서 원반이 두껍게 형성된다.[13][14]
  • 안에서 바깥으로의 원반 형성과 결합된 원반 플레어링.[15][16]
  • 거대한 덩어리에 의한 산란: 거대한 가스 덩어리에서 태어난 별들은 두꺼운 원반으로 산란되고 알파 원소로 풍부해지는 경향이 있는 반면, 이러한 덩어리 밖에서 형성된 별들은 얇은 원반을 형성하고 알파 원소가 부족하다.[17][18][19]

2. 5. 원반 플레어링

두꺼운 원반이 형성되는 시나리오에는 여러 가지가 있다는 것이 밝혀졌다.[8] 일반적으로 이 구조의 형성에 대한 다양한 시나리오가 제안되었으며, 여기에는 다음이 포함된다.

  • 얇은 원반 가열에서 비롯된다.[9][10]
  • 왜소 은하와 우리 은하가 병합된 사건의 결과이다.[3]
  • 더 높은 에너지를 가진 별들이 내부 은하에서 바깥쪽으로 이동하여 더 큰 반지름에서 두꺼운 원반을 형성한다.[11][12]
  • 얇은 원반이 나중에 형성되는 동안 높은 적색편이에서 원반이 두껍게 형성된다.[13][14]
  • 안에서 바깥으로의 원반 형성과 결합된 원반 플레어링.[15][16]
  • 거대한 덩어리에 의한 산란: 거대한 가스 덩어리에서 태어난 별들은 두꺼운 원반으로 산란되고 알파 원소로 풍부해지는 경향이 있는 반면, 이러한 덩어리 밖에서 형성된 별들은 얇은 원반을 형성하고 알파 원소가 부족하다.[17][18][19]

2. 6. 거대 가스 덩어리 산란

두꺼운 원반 형성 시나리오 중 하나는 거대한 가스 덩어리에 의한 산란이다. 거대한 가스 덩어리에서 태어난 별들은 두꺼운 원반으로 산란되고 알파 원소가 풍부해지는 경향이 있다. 반면, 이러한 덩어리 밖에서 형성된 별들은 얇은 원반을 형성하고 알파 원소가 부족하다.[17][18][19]

3. 논쟁

두꺼운 원반은 수많은 과학 연구에서 진정한 은하 구조로 언급되었고, 일반적으로 원반 은하의 흔한 구성 요소로 여겨지기도 하지만,[20] 그 본질에 대해서는 여전히 논쟁이 있다.

두꺼운 원반을 단일의 분리된 구성 요소로 보는 관점에 대한 의문이 제기되기도 한다.[21][22]

3. 1. 별개의 구성 요소 vs 연속적인 스펙트럼

두꺼운 원반은 수많은 과학 연구에서 진정한 은하 구조로 언급되었고, 일반적으로 원반 은하의 흔한 구성 요소로 여겨지기도 하지만,[20] 그 본질에 대해서는 여전히 논쟁이 있다.

두꺼운 원반을 단일의 분리된 구성 요소로 보는 관점은 두께가 다른 연속적인 구성 요소의 스펙트럼으로 은하 원반을 설명하는 일련의 논문들에 의해 의문이 제기되었다.[21][22]

참조

[1] 논문 Structure and origin of S0 galaxies. III - The luminosity distribution perpendicular to the plane of the disks in S0's 1979-12-01
[2] 논문 New light on faint stars. III - Galactic structure towards the South Pole and the Galactic thick disc
[3] 논문 The Galactic thin and thick discs in the context of galaxy formation
[4] 논문 A spectroscopic survey of thick disc stars outside the solar neighbourhood
[5] 서적 Galaxies and their Masks Springer
[6] 논문 A First Constraint on the Thick Disk Scale Length: Differential Radial Abundances in K Giants at Galactocentric Radii 4, 8, and 12 kpc 2011-07-01
[7] 논문 A Radial Age Gradient in the Geometrically Thick Disk of the Milky Way 2016-11-01
[8] 논문 The Diversity of Thick Galactic Discs
[9] 논문 Simulations of minor mergers - I. General properties of thick discs 2008-12-01
[10] 논문 The Galactic thin and thick disk
[11] 논문 Chemical Evolution with Radial Migration http://mnras.oxfordj[...]
[12] 논문 The Genesis of the Milky Way's Thick Disk via Stellar Migration
[13] 논문 The Emergence of the Thick Disk in a CDM Universe
[14] 논문 The Thick Disks of Spiral Galaxies as Relics from Gas-rich, Turbulent, Clumpy Disks at High Redshift 2009-12-01
[15] 논문 On the Formation of Galactic Thick Disks 2015-04-24
[16] 웹사이트 The riddle of galactic thin–thick disk solved http://phys.org/news[...] 2015-05-24
[17] 논문 The Thick Disks of Spiral Galaxies as Relics from Gas-rich, Turbulent, Clumpy Disks at High Redshift 2009-12-01
[18] 논문 The imprint of clump formation at high redshift - I. A disc alpha-abundance dichotomy 2019-04-01
[19] 논문 Geometric properties of galactic discs with clumpy episodes 2020-03-01
[20] 논문 Structural Parameters of Thin and Thick Disks in Edge-On Disk Galaxies
[21] 논문 The Spatial Structure of Mono-abundance Sub-populations of the Milky Way Disk 2012-07-01
[22] 논문 The Milky Way Has No Distinct Thick Disk
[23] 논문 New light on faint stars. III - Galactic structure towards the South Pole and the Galactic thick disc http://adsabs.harvar[...]
[24] 논문 The Galactic thin and thick discs in the context of galaxy formation http://arxiv.org/pdf[...]
[25] 논문 A spectroscopic survey of thick disc stars outside the solar neighbourhood http://arxiv.org/pdf[...]


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