마페이 1
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1. 개요
마페이 1은 1967년 파올로 마페이에 의해 발견된 타원 은하로, 적외선 관측을 통해 처음 확인되었다. 우리 은하 원반의 먼지와 가스에 의해 가려져 가시광선 영역에서는 관측이 어렵지만, 근적외선에서는 뚜렷하게 관측된다. 마페이 1은 약 2.85 ± 0.36 Mpc (약 930만 광년) 거리에 위치하며, 국부 은하군 근처의 IC 342/마페이 은하군의 주요 구성원이다. E3형으로 분류되는 거대한 타원 은하로, 중심에 젊은 별 형성이 이루어지고 있는 작은 청색 핵을 가지고 있으며, 약 1,100개의 구상 성단을 보유할 것으로 추정된다.
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| 마페이 1 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 형태 | S0− pec, E3 |
| 별자리 | 카시오페이아자리 |
| 시선 속도 | 66.4 ± 5.0 km/s |
| 거리 | 2.85 ± 0.36 Mpc |
| 겉보기 등급 | 11.14 ± 0.06 (V-대역) |
| 시직경 | 3′.36 × 1′.68 |
| 지름 | 75,000 광년 (23,000 파섹) |
| 식별 정보 | |
| 주요 은하 목록 | PGC 9892 |
| 샤플리스 목록 | 샤플리스 191 |
| 웁살라 일반 목록 추가 | UGCA 034 |
2. 발견
파올로 마페이는 적외선 천문학의 선구자 중 한 명이었다. 1950년대에서 1960년대까지, 마페이는 화학적으로 극도로 민감한(hyper-sensitized) 표준 이스트먼 감광유제 I-N을 이용하여 초근적외선 영역(I-대역, 680~880 nm)에서 천체의 고해상도 사진을 얻었다. 극도의 민감화를 이루기 위해서 마페이는 그것을 3~5분 동안 5% 암모니아수에 담구었다. 이 방법을 통해 감도는 열 배 정도까지 향상되었다. 1957년에서 1967년 사이에, 마페이는 이 기법을 이용하여 구상성단, 행성상성운과 같은 많은 천체들을 관측하였다. 이들 천체 중 일부는 청색(250-500 nm)에 민감한 건판에서 보이지 않았다.
마페이 1은 은하면에서 불과 0.55° 떨어진 회피대 중심부에 위치하여 심한 소광 현상을 겪는다. 우리 은하의 별들에 가려져 있어 정확한 거리를 측정하기 어려웠다.
마페이 1 은하는 1967년 9월 29일 아시아고 천문대의 슈미트 망원경과 연동한 극도로 민감한 I-N 사진건판을 통해 발견되었다. 마페이는 무정형성운과 황소자리 T형 별을 탐색하는 과정에서 마페이 1과 함께 그것의 동반은하인 나선은하 마페이 2도 발견하였다. 이 천체는 근적외선 영역에서 겉보기 크기가 최대 50"이지만 청색광에 민감한 건판에서는 보이지 않는다. 은하의 스펙트럼에는 어떠한 방출 또는 흡수선조차도 없었다. 후에 마페이 1은 약전파(radio-quiet)를 보여주었다. 1970년에 하이런 스핀래드는 마페이 1이 근처에 있는 숨겨진 거대타원은하임을 주장하였다. 마페이 1은 은하수의 뒤에 가려지지 않았다면 북반구 하늘에서 가장 밝은 은하 열 손가락 안에 꼽혔을 것이다.
3. 거리
연도 관측자 측정 방법 거리 (Mpc) 1971 하이런 스핀래드 약 1 1983 로널드 부타와 마셜 맥콜 타원은하의 광도와 속도 분산 사이의 관계 2.1 1993 게라드 루피노와 존 톤리 표면밝기 요동 4.15 2001 팀 데이비지와 시드니 반 덴 버그 조율된 광학기구(adaptive optics)를 통해 가장 밝은 점근거성가지 별 관측 4.4 현재 개선된 타원은하의 광도/속도 분산 관계와 갱신된 성간소광량 2.85
마페이 1은 국부 은하군의 바깥에 위치하며, 지난 20년간 보고된 3Mpc 이상의 거리는 마페이 1이 국부 은하군의 운동에 큰 영향을 주지 않음을 시사한다.
마페이 1은 태양으로부터 약 66 km/s, 국부 은하군의 질량중심에 대해서는 297 km/s의 속도로 멀어지고 있다. 이는 마페이 1이 우주의 팽창에 영향을 받음을 의미한다.
4. 물리적 특징
마페이 1은 허블 분류 체계상 E3형의 거대 타원은하로, 약간 평탄한 형태를 띤다. 중심 영역은 r1/4 법칙(드 보클레르 법칙)에 비해 빛 방출이 부족한 코어형 타원 은하의 특징을 보인다.
4. 1. 크기 및 형태
마페이 1은 허블 분류 체계에서 E3형으로 분류된 거대 타원은하이다. 이는 약간 평탄하고 단축이 장축의 70%에 해당함을 의미한다. 또한 마페이 1은 상자형(E(b)3형)을 띠고 있으며, 중심 영역(반경 ~ 34 pc)은 r1/4 법칙(드 보클레르 법칙)에 비해 방출광이 부족하다. 이는 마페이 1이 타원 핵형임을 의미한다. 상자 형태와 어두운 핵의 존재는 무거운 타원은하와 왜소한 타원은하 사이에 있는 전형적인 중간형 타원은하에서 나타난다.
마페이 1의 겉보기 크기는 은하수에 의한 심한 가림 때문에 빛의 파장에 따라 크게 달라진다. 청색광에서는 1–2′ 크기이지만, 근적외선에서는 장축이 23′에 달하며 이는 달의 시지름의 3/4 이상이다. 3 Mpc 거리에 있는 경우 이는 약 23 kpc에 해당한다. 마페이 1의 총 가시절대등급 MV=−20.8은 우리 은하와 비슷하다.
4. 2. 은하핵
마페이 1은 중심에 약 1.2pc 크기의 매우 작은 청색의 은하핵을 가지고 있다. 이 은하핵은 약 29 태양 질량에 해당하는 이온화된 수소를 포함하고 있다. 이는 은하핵이 최근에 별의 형성을 겪었음을 시사한다. 마페이 1의 중심에는 활동은하핵(AGN)의 징후가 없다. 중심에서의 X-선 방출은 거대해서 수많은 항성 광원으로부터 발생한 것으로 보인다.
4. 3. 별과 성단
마페이 1은 주로 100억 년 이상 된 늙은 금속이 풍부한 별들로 이루어져 있다. 거대 타원 은하인 마페이 1은 상당한 수의 구상성단(약 1,100개)을 가지고 있을 것으로 예측된다. 그러나 심한 성간 소광 때문에 오랫동안 지상 관측으로는 어떤 구상성단도 발견하지 못했었다. 2000년에 허블 우주 망원경 관측으로 은하 중심 영역에서 약 20개의 구상성단 후보가 발견되었다. 이후 지상 망원경을 이용한 적외선 관측으로도 밝은 구상성단 후보들이 발견되었다.
5. IC 342/마페이 은하군
마페이 1은 국부은하군 근처에 있는 IC 342/마페이 은하군의 주요 구성원이다. 이 은하군의 다른 구성원으로는 거대 나선 은하인 IC 342와 마페이 2가 있다. 마페이 1은 드윙글루 1과 같은 작은 위성 나선 은하와 MB1과 같은 여러 왜소 위성은하들을 거느리고 있다. IC 342/마페이 은하군은 우리 은하에서 가장 가까운 은하군 중 하나이다.
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