성간적색화

1. 본문

성간 적색화(Interstellar reddening)는 성간 티끌(interstellar dust) 때문에 별빛이 실제보다 더 붉게 보이는 현상을 말합니다.
원리:

• 선택적 소광: 우리와 별 사이에 놓여 있는 성간 티끌은 빛의 파장에 따라 다른 소광(extinction, 빛의 흡수 및 산란) 효과를 보입니다. 붉은색 파장보다 푸른색 파장의 빛을 더 많이 약화시킵니다.
• 산란과 흡수: 성간 티끌에 의해 푸른색 빛은 더 많이 산란되거나 흡수되어 관측자에게 도달하는 양이 줄어듭니다. 반면, 붉은색 빛은 상대적으로 덜 산란되고 흡수되어 더 많이 관측자에게 도달합니다.
• 색지수 변화: 이러한 현상으로 인해 별의 색지수(color index)는 본래 값보다 더 크게 관측됩니다. (색지수는 별의 표면 온도와 관련이 있으며, 온도가 낮을수록, 즉 더 붉은 별일수록 색지수가 큽니다.)

성간 적색화 vs. 적색 이동:성간 적색화는 적색 이동(redshift)과 혼동되어서는 안 됩니다. 적색 이동은 멀어지는 천체에서 오는 빛의 파장이 늘어나 붉게 보이는 현상(도플러 효과)으로, 우주의 팽창과 관련이 있습니다. 반면, 성간 적색화는 성간 물질에 의한 빛의 흡수 및 산란 때문에 발생합니다.
성간 적색화의 영향:

• 별의 관측: 성간 적색화는 별의 실제 색깔과 밝기를 왜곡하여 천문학적 관측에 영향을 미칩니다. 따라서 천문학자들은 별의 실제 특성을 파악하기 위해 성간 적색화의 효과를 보정해야 합니다.
• 색초과: 광학계에서 성간 적색화는 색초과(color excess)로 기술되기도 합니다. 예를 들어, UBV 광학계에서 색초과 E(B-V)는 B-V 색과 관련되어 있으며, 다음과 같이 계산됩니다.
• E(B-V) = (B-V)관측 - (B-V)본래

성간 물질:성간 적색화를 일으키는 성간 물질은 주로 티끌(dust) 형태로 존재하며, 가스(gas)도 포함됩니다.

• 성간 티끌: 얼음, 규산염, 흑연, 탄화수소 덩어리 등으로 구성되어 있으며, 가시광 영역에서 강한 소광 효과를 보입니다. 밀도가 높은 곳에서는 암흑성운(dark nebula)을 형성하기도 합니다.
• 암흑성운: 성간 티끌이 매우 높은 밀도로 뭉쳐 있는 우주 구름으로, 가시광 관측을 방해합니다. (예: 말머리 성운, 창조의 기둥)
• 반사성운: 빛을 흡수하지 않고 산란시키는 성운으로, 별빛의 색깔에 따라 푸른색이나 붉은색을 띨 수 있습니다. (예: 플레이아데스 성단을 둘러싼 NGC 1435)