제임스 웹이 찍은 시가은하(M82)

한 천문학자 팀이 NASA의 제임스 웹 우주 망원경으로 별이 폭발하는 은 하 메시에 82(M82)를 관측했습니다. 큰곰자리에서 1,200만 광년 떨어진 곳에 위치한 이 은하는 크기는 비교적 작지만 별 생성 활동이 활발하게 이루어지고 있습니다. 비교하자면, M82 은하는 우리 은하보다 10배나 빠른 속도로 새로운 별이 생겨나고 있습니다.

메릴랜드 대학 칼리지 파크의 알베르토 볼라토가 이끄는 연구팀은 웹의 근적외선 카메라( NIRCam ) 장비를 별 폭발 은하 중심부로 향하게 하여 새로운 별의 형성을 촉진하는 물리적 조건을 자세히 살펴볼 수 있었습니다.

이 연구의 수석 저자인 볼라토는 "M82는 전형적인 별 폭발 은하로 간주될 수 있기 때문에 수년 동안 다양한 관측이 이루어졌습니다."라고 말했습니다. "NASA의 스피처와 허블 우주 망원경 모두 이 대상을 관측했습니다. 웹의 크기와 해상도를 통해 우리는 별을 형성하는 이 은하를 바라보며 이 아름답고 새로운 디테일을 모두 볼 수 있습니다."

활기찬 별들의 커뮤니티

별의 형성은 먼지와 가스의 커튼에 가려져 있어 이 과정을 관찰하는 데 장애물이 되기 때문에 신비감을 계속 유지합니다. 다행히도 적외선을 들여다볼 수 있는 웹의 능력은 이러한 어두운 환경을 탐색하는 데 큰 도움이 됩니다. 또한 매우 밝은 광원이 검출기를 압도하는 것을 방지하는 계측기 모드를 사용하여 별 폭발의 중심을 촬영한 이 NIRCam 이미지를 얻었습니다.

이 적외선 사진에서도 M82의 빛나는 흰색 중심부 전체에 짙은 갈색의 무거운 먼지 덩굴손이 얽혀 있지만, 웹의 NIRCam은 지금까지 가려져 있던 수준의 디테일을 밝혀냈습니다. 중앙을 향해 자세히 보면 녹색으로 표시된 작은 반점은 철이 집중된 영역을 나타내며, 대부분은 초신성 잔해입니다. 빨간색으로 표시된 작은 반점은 근처 젊은 별의 방사선에 의해 분자 수소가 빛을 발하는 영역을 나타냅니다.

"이 이미지는 웹의 힘을 보여줍니다."라고 투손에있는 애리조나 대학교의 두 번째 저자 인 레베카 레비는 말했습니다. "이 이미지의 모든 흰색 점은 별 또는 성단입니다. 우리는 이 작은 점들을 모두 구별하기 시작할 수 있으며, 이를 통해 이 은하계의 모든 성단의 정확한 수를 파악할 수 있습니다."라고 말합니다.

생생한 조건에서 구조 찾기

조금 더 긴 적외선 파장에서 M82를 보면, 빨간색으로 표시된 덩굴손이 은하 평면 위와 아래로 뻗어 있는 것을 볼 수 있습니다. 이 가스 줄기는 별 폭발의 중심부에서 쏟아져 나오는 은하 바람입니다.

연구팀은 빠른 별 형성 속도와 그에 따른 초신성으로 인해 발생하는 이 은하풍이 어떻게 발사되고 주변 환경에 영향을 미치는지 이해하는 데 중점을 두었습니다. 과학자들은 M82의 중앙 부분을 해상함으로써 바람이 어디에서 시작되는지 조사하고 바람 내에서 뜨거운 성분과 차가운 성분이 어떻게 상호 작용하는지에 대한 통찰력을 얻을 수 있었습니다.

웹의 근적외선 카메라 장비는 다환방향족탄화수소(PAH)로 알려진 그을음 화학 분자의 방출을 통해 은하 바람의 구조를 추적하는 데 매우 적합했습니다. PAH는 서늘한 온도에서는 생존하지만 더운 조건에서는 파괴되는 매우 작은 먼지 알갱이로 간주할 수 있습니다.

연구팀은 놀랍게도 웹의 PAH 방출을 통해 은하풍의 미세한 구조, 즉 이전에는 알려지지 않았던 측면을 발견했습니다. 붉은 필라멘트로 묘사된 이 방출은 별 형성의 중심이 있는 중앙 영역에서 멀리 떨어진 곳까지 뻗어 있습니다. 또 다른 예상치 못한 발견은 PAH 방출과 뜨거운 이온화 가스의 방출 구조가 비슷하다는 점입니다.

볼라토는 "PAH 방출이 이온화된 가스와 비슷하다는 것은 예상치 못한 결과였습니다."라고 말합니다. "PAH는 이렇게 강한 방사선장에 노출되면 오래 살지 못하기 때문에 아마도 항상 보충되고 있을 것입니다. 이는 우리의 이론에 도전하고 추가 조사가 필요하다는 것을 보여줍니다."

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