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소마젤란 은하

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1. 개요

소마젤란 은하는 남반구에서 관측 가능한 불규칙 은하로, 선사 시대부터 알려져 있었다. 1603년 요한 바이어는 이 은하를 'Nubecula Minor'로 명명했으며, 1834년부터 1838년까지 존 프레데릭 윌리엄 허셜은 타원형 구름 덩어리로 묘사했다. 1908년 헨리에타 스완 레빗은 세페이드 변광성의 주기-광도 관계를 발견하여 거리를 추정하는 데 기여했고, 1913년 에이나르 헤르츠스프룽은 이 관계를 사용하여 소마젤란 은하까지의 거리를 처음으로 추정했다. 2006년 허블 우주 망원경 관측 결과에 따르면 우리 은하를 공전하는 속도가 빠르거나 우리 은하의 질량이 더 클 수 있다는 가능성이 제기되었다. 소마젤란 은하에는 다수의 X선 쌍성이 존재하며, 최근의 연구에서는 은하가 두 개의 별개 구조로 이루어져 있다는 사실이 밝혀졌다.

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소마젤란 은하
개요
소마젤란 은하
소마젤란 은하 (출처: Digitized Sky Survey 2)
명칭SMC, NGC 292, PGC 3085, Nubecula Minor
형태SB(s)m pec 형
별자리투카나자리 및 물뱀자리
참고 사항우리 은하의 동반 왜소 은하
위치 정보
적경 (J2000)00시 52분 44.8초
적위 (J2000)-72° 49′ 43″
거리
거리 (광년)203,700 ± 1,500 광년 (62.44 ± 0.47 kpc)
적색 편이0.000527
겉보기 등급
겉보기 등급 (V)2.7
크기
시직경5°20′ × 3°5′
직경5.78 kpc (19,000 광년) (25.0 mag/arcsec2 B-band isophote)
물리적 특성
별의 수30억 개
참고 문헌
추가 정보

2. 관측 역사

소마젤란 은하는 남반구에서 볼 수 있으며, 선사 시대부터 오스트레일리아 원주민을 포함한 남반구 사람들에게 알려져 있었다. 따라서 발견자를 특정할 수는 없다.

유럽 남방 천문대(ESO)의 초대형 망원경(VLT) 관측소에서 촬영한 대·소 마젤란 은하 파노라마 사진. 사진 왼쪽에 은하들이 있다.


투카나자리에서 소마젤란 은하의 위치. 사진 남쪽(아래)에 녹색으로 표시되어 있다.


아마추어 천문학자가 촬영한 소마젤란 은하 사진. 관련 없는 별들은 편집되었다.

2. 1. 초기 관측

페르시아의 천문학자 압드 알라만 알 수피는 자신의 저서 ''항성서''에서 소마젤란 은하에 대한 기록을 남겼다. 중세 시대 유럽의 선원들은 항해에 소마젤란 은하를 이용하였고, '케이프 구름'이라고 불렀다.[7] 1519년~1522년, 페르디난드 마젤란과 그의 선원 안토니오 피가페타는 소마젤란 은하를 희미한 별들의 덩어리로 묘사했다.[7] 요한 바이어는 1603년에 출판된 자신의 천문지도 ''우라노메트리아''에서 소마젤란 은하를 'Nubecula Minor'(작은 구름)로 명명했다.[8][9]

2. 2. 근대 관측

1834년부터 1838년까지 존 프레데릭 윌리엄 허셜은 케이프타운 왕립 천문대에서 약 35.56cm 반사 망원경으로 소마젤란 은하를 관측했다. 그는 소마젤란 은하를 타원형의 밝은 중심을 가진 구름 덩어리로 묘사했으며, 이 영역 내에서 37개의 성운과 성단을 목록화했다.[10]

1891년, 하버드 대학교 천문대페루 아레키파에 관측소를 설치했다. 1893년부터 1906년까지 솔론 어빙 베일리의 지휘 아래, 이 지역의 망원경을 사용하여 소마젤란 은하를 사진으로 촬영하여 조사했다.[11] 하버드 대학교 천문대의 천문학자 헨리에타 스완 레빗은 아레키파의 사진을 사용하여 소마젤란 은하 내 별들의 상대적인 밝기 변화를 연구했다. 1908년, 그녀의 연구 결과가 발표되었는데, "성단 변광성"이라고 불리는 유형의 변광성, 나중에 프로토타입 별 델타 세페이에서 따온 세페이드 변광성은 변광 주기와 별의 겉보기 밝기 사이에 뚜렷한 관계가 있음을 보여주었다. 레빗은 소마젤란 은하의 모든 별들이 지구로부터 대략 같은 거리에 있기 때문에, 이 결과는 주기와 절대 밝기 사이에도 유사한 관계가 있음을 의미한다는 것을 깨달았다.[12] 이 중요한 주기-광도 관계는 다른 세페이드 변광성의 거리를 소마젤란 은하까지의 거리를 기준으로 추정할 수 있게 했다.[13]

1913년, 에이나르 헤르츠스프룽은 이 주기-광도 관계를 사용하여 소마젤란 은하까지의 거리를 처음으로 추정했다. 그는 13개의 근처 세페이드 변광성을 측정하여 주기가 1일인 변광성의 절대 등급을 찾았다. 레빗이 측정한 변광성의 주기를 이와 비교하여 그는 태양과 소마젤란 은하 사이의 거리를 10,000 파섹(30,000 광년)으로 추정할 수 있었다.[15] 이것은 나중에 실제 거리를 크게 과소평가한 것으로 판명되었지만, 이 기술의 잠재적 유용성을 입증했다.[16]

2. 3. 현대 관측

2006년 허블 우주 망원경 관측 결과, 소마젤란 은하는 우리 은하를 공전하기에 너무 빠르게 움직이거나, 우리 은하의 질량이 예상보다 더 클 수 있다는 가능성이 제기되었다.[17]

3. 특징

소마젤란 은하는 중심부에 막대 구조를 가지고 있다. 천문학자들은 과거 막대 나선 은하였으나 우리 은하와의 상호작용으로 인해 다소 불규칙한 형태로 변형된 것으로 추측한다.[18]

VISTA가 촬영한 소마젤란 은하의 모습. 47 투카나(NGC 104)는 소마젤란 은하 오른쪽에 보인다.


소마젤란 은하는 대마젤란 은하(LMC)와 가스 다리로 연결되어 있는데, 이는 두 은하 사이의 조석 상호작용의 증거이다.[19] 이 가스 다리는 별 생성 지역이다.[20] 마젤란 은하는 중성 수소의 공통 외피를 가지고 있어 오랫동안 중력에 의해 묶여 있었음을 나타낸다.



2017년, 암흑 에너지 탐사와 MagLiteS 데이터를 사용하여, 소마젤란 은하와 관련된 별의 과밀도가 발견되었으며, 이는 소마젤란 은하와 대마젤란 은하 사이의 상호작용의 결과일 가능성이 높다.[21] 남쪽에 위치해 있어 일본에서는 볼 수 없다. 남반구에서는 큰부리새자리에 흐릿한 구름처럼 보인다. 태양계에서 약 20만 광년 거리에 위치하며, 질량은 우리 은하의 1/6 정도인 것으로 여겨진다.

3. 1. 미니 마젤란 은하 (MMC)

1980년대, 천체물리학자 D. S. 매튜슨, V. L. 포드, N. 비스바나탄은 SMC가 실제로는 두 부분으로 나뉘어 있으며, 지구에서 볼 때 SMC의 주 부분 뒤에 약 3만 광년 떨어져 있는 더 작은 부분이 있다고 제안했다. 그들은 이 현상의 원인이 과거 LMC와의 상호 작용으로 SMC가 분리되었고, 두 부분이 여전히 멀어지고 있기 때문이라고 주장한다. 그들은 이 작은 잔해를 미니 마젤란 은하(Mini Magellanic Cloud)라고 명명했다.[36][37]

2023년에는 SMC가 실제로 별과 가스의 화학적 조성이 뚜렷하게 다른 두 개의 개별 구조로 이루어져 있으며 약 5킬로파섹 떨어져 있다는 보고가 있었다.[38]

4. X선 광원

소마젤란 은하에는 크고 활동적인 X선 쌍성들이 많이 존재한다. 최근의 별 생성으로 인해 무거운 별과 고질량 X선 쌍성(HMXB)이 많이 생겼으며, 이는 초기 질량 함수의 수명이 짧은 상위 부분의 잔재이다. 젊은 별 개체군과 알려진 X선 쌍성의 대부분은 소마젤란 은하의 막대 부분에 집중되어 있다.

HMXB 펄서는 Be형(분광형 09-B2, 광도 등급 V–III) 또는 초거성 별 동반자를 가진 쌍성계의 회전하는 중성자별이다. 대부분의 HMXB는 Be형이며, 이는 우리 은하에서 70%, 소마젤란 은하에서 98%를 차지한다.[23] Be별의 적도 디스크는 근점 통과 시(알려진 대부분의 시스템은 큰 궤도 이심률을 가지고 있음) 또는 대규모 디스크 방출 에피소드 중에 중성자별로 물질이 강착될 수 있는 저장소를 제공한다. 이 시나리오는 궤도 주기로 간격을 두고 전형적인 X선 광도가 Lx = 1036–1037 erg/s인 일련의 X선 폭발과 지속 시간이 더 길고 광도가 큰 드문 거대 폭발로 이어진다.[24]

미국 항공우주국(NASA)의 로시 X선 타이밍 익스플로러(RXTE)[25]로 수행된 소마젤란 은하의 모니터링 조사에서 1036 erg/s 이상의 X선 펄서의 폭발이 관찰되었으며, 2008년 말까지 50개가 확인되었다. ROSAT 및 ASCA 임무에서는 많은 희미한 X선 점 광원을 감지했지만,[26] 전형적인 위치 불확실성으로 인해 확실한 식별이 어려운 경우가 많았다. 최근 XMM-뉴턴[27] 및 찬드라 X선 관측선[28]을 사용한 연구를 통해 소마젤란 은하 방향에서 수백 개의 X선 광원이 목록화되었으며, 이 중 절반 정도가 HMXB로 여겨지고 나머지는 전경 별과 배경 AGN이 혼합되어 있다.

1966년 9월 20일 나이키 토마호크 발사 동안에는 배경보다 높은 X선이 마젤란 은하에서 관찰되지 않았다.[29] 1967년 10월 24일 호주 밀두라에서 실시된 풍선 관측으로 소마젤란 은하의 X선 감지 상한선을 설정했다.[30] 1970년 9월 24일 12:54 UTC, 존스턴 환초에서 발사된 PGM-17 토르 미사일에 X선 천문학 기기가 탑재되어 300 km 이상의 고도에서 소마젤란 은하를 탐색했다.[31] 소마젤란 은하는 1.5–12 keV 범위에서 5×1038 erg/s, 5–50 keV 범위에서 2.5×1039 erg/s의 X선 광도로 감지되었으며, 이는 겉보기에는 확장된 광원이다.[31]

네 번째 우후루 목록에는 별자리 투카나자리 내의 초기 X선 광원인 4U 0115-73(3U 0115-73, 2A 0116-737, SMC X-1)가 포함되어 있다.[32] 우후루는 1971년 1월 1일, 12일, 13일, 16일, 17일에 소마젤란 은하를 관측했으며, 01149-7342에 위치한 광원 하나를 감지했고, 이는 이후 SMC X-1으로 지정되었다.[33] 1971년 1월 14일, 15일, 18일, 19일에도 일부 X선 계수가 수신되었다.[34] 세 번째 아리엘 5 목록(3A)에도 투카나자리의 초기 X선 광원인 3A 0116-736(2A 0116-737, SMC X-1)이 포함되어 있다.[35] HMXRB인 SMC X-1은 J2000 적경 (RA) 01h 15m 14s 적위 (Dec) -73° 42′ 22″에 위치한다.

3A에 감지되어 나열된 두 개의 추가 광원에는 3A 0042-738의 SMC X-2와 3A 0049-726의 SMC X-3가 포함된다.[35]

참조

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[2] 논문 A Distance Determination to the Small Magellanic Cloud with an Accuracy of Better than Two Percent Based on Late-type Eclipsing Binary Stars
[3] 서적 Third Reference Catalogue of Bright Galaxies https://ui.adsabs.ha[...]
[4] 서적 Rare Astronomical Sights and Sounds https://books.google[...] Springer 2018-09-17
[5] 간행물 The Small Cloud of Magellan 2008-07-07
[6] 논문 The total mass and dark halo properties of the Small Magellanic Cloud Oxford University Press (OUP) 2009-05-01
[7] 서적 The Magellanic Clouds Cambridge University Press 1997
[8] 서적 The Caldwell Objects Cambridge University Press 2002
[9] 서적 An elementary Latin dictionary https://archive.org/[...] American Book Company 1918
[10] 서적 Outlines of Astronomy Lea & Blanchard 1849
[11] 서적 The Cosmic Century: A History of Astrophysics and Cosmology https://archive.org/[...] Cambridge University Press 2006
[12] 논문 1777 variables in the Magellanic Clouds 1908
[13] 서적 Stellar Astrophysics for the Local Group Cambridge University Press 1998
[14] 논문 The Period–Luminosity Relation: A Historical Review 1969-12
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[16] 논문 The Selector of Highlights: A Brief Biographical Sketch of Harlow Shapley 1992
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[21] 논문 A stellar over-density associated with the Small Magellanic Cloud 2017
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[24] 문서 Negueruela 1998 for a review
[25] 문서 Laycock et al. 2005; Galache et al. 2008
[26] 문서 Haberl & Sasaki 2000
[27] 문서 Haberl et al. 2008; Haberl & Pietsch 2004
[28] 문서 Antoniou et al. 2009; Edge et al. 2004, and Laycock et al. 2010
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[55] 서적 인용
[56] 서적 인용 https://archive.org/[...]
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