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M87
글쓴이 : 날짜 : 2007-11-09 (금) 14:14 조회 : 3161

타원은하 M87 (NGC 4486), Type E1, 처녀자리

처녀자리 A


적경

 12h 30.8m

적위

+12° 24′

거리

 60,000,000 광년

밝기

 8.6 등급

크기

 7.0 분

 

Charles Messier에 의해 1781년에 발견되었다.

거대타원은하 M87은 처녀자리 A로도 불리며, 가장 주목할 만한 은하 중의 하나이다. M87은 우리에게 가장 가까이에 있는 유명한 처녀자리 은하단 내에서 가장 두드러진 은하이며(때때로 머리털-처녀자리 은하단으로도 불리며, 더 정확히 말하면 머리털자리까지 뻗어 있다.), 6,000만 광년 떨어져 있다. M87은 (M84와 M86을 포함한 수많은 은하들과 함께) 처녀자리 은하단의 중심부에 위치하고 있다.

M87은 1781년 3월 18일 Charles Messier에 의해 발견된 후 목록에 기록되었으며, 그는 처녀자리 은하단에서 구성 은하 7개와 구상성단 M92를 더 발견하여 목록에 올렸다.

M87의 겉보기 지름은 약 7분으로 실제 크기는 우리 은하 지름보다 더 큰 약 120,000광년 정도 된다. 그러나 M87은 유형이 E1 또는 E0형이기 때문에 매우 큰 체적을 가지고 있어 우리 은하가 가지고 있는 항성보다 훨씬 더 많은 항성을 가지고 있으며 대략 태양의 수조 배(J.C. Brant와 R.G. Roosen은 약 2.7조 태양질량)를 가지고 있다. 마찬가로 이 은하의 밝기는 절대등급 약 -22등급 정도로 굉장히 밝다.

이 거대타원은하는 수많은 동반은하들에 둘러싸여 있는데, 이들 중 몇 개는 실제 물리적인 연관성이 있는 위성은하인 것도 있고,  영향력이 투영된 것처럼 보이는 이웃 은하들도 있다. 이들 왜소은하들 중에서 가장 밝은 은하는 NGC 4476, 4478, 4486A와 4486B이다.

장시간 노출 사진건판에서 Anglo-Australian 천문대의 David Malin은 M87이 우리가 알고 있는 것보다 훨씬 더 확장되어 있다는 것을 밝혀냈다. M87의 외곽부는 원형은 아니지만 분명히 확장된 것이며 사진 상에서 은하는 0.5도 이상으로 겉보기 크기는 보름달의 지름보다 훨씬 더 크다는 것이다. M87은 우리로부터 약 6,000만 광년 떨어져 있으며 크기는 50만 광년 이상이다. M87의 외곽부는 현저하게 왜곡되어 있는데, 이는 처녀자리 은하단의 구성 은하들과의 중력적 상호작용과 M87을 가까이에서 지나던 은하들이 합병되면서 흡수되어 버린 물질들에 의한 것으로 보인다.

M87은 특이하면서도 유일한 2가지 모양으로 유명하다. 한 가지는 장시간 노출 사진에서 보면 거대한 구상성단 체계가 보인다는 것이고, 다른 하나는 단시간 노출 사진에서도 보이는 제트이다.

화려한 이 은하는 가장 잘 알려진 구상성단을 가진 은하이다. 우리 은하에는 약 150~200여 개의 구상성단이 있다고 알려진 반면, M87에는 몇 천개의 구상성단이 있다고 알려져 있다. 1976년 Burnham은 적어도 4,000개가 있다고 하며, W.E. Harris의 Globular Cluster Systems 목록에 의하면 13,000개, 심지어 어떤 자료에는 15,000개나 있어 은하를 둘러싸고 있다고 한다.

가장 최근 B.C. Whitmore, W.B. Sparks, R.A. Lucas, F.D. Macchetto,과 J.A. Biretta 등은 허블 우주망원경을 이용하여 성단까지의 거리를 측정하였는데 (광도 간격에서 성단의 비율을 나타내는) 구상성단들의 광도함수를 반복적으로 사용함으로써 M87까지의 거리를 결정하였다. 그 결과 그들은 이 은하까지의 거리를 약 5,500만 광년으로, 세페이드 변광성에 의해 측정한 M100까지의 거리인 5,600만 광년과 일치하며, 1997년 히파르코스 인공위성에 의해 보정된 거리는 약 6,000만 광년이다. 그러나, 이러한 측정의 기본적인 문제는 M87의 구상성단들의 광도함수가 우리 은하나 안드로메다은하 M31과 같은 나선은하에 대해서도 같은지 알 수가 없다는 것이다.

M87의 거대한 제트는 1918년 Lick 천문대의 H.D. Curtis에 의해 발견되었다. 이 현상은 수천 광년(자료에 의하면 5,000광년이지만 은하까지의 아주 작은 거리에 비해서는 꽤 큰 편이며, 어떤 학자들은 거의 7,000~8,000광년으로 보고 있다) 정도 뻗어있는 것으로 측정되었으며, 이 은하의 중심핵으로부터 분출된 기체로 구성되어 있다. 이 제트의 편광 사진에는 전형적인 싱크로트론 방사의 방법으로 강력하게 편광된 빛이 찍혀 있다. 이 은하는 연속 스펙트럼을 보이고 있는데 J.D. Wray의 Color Atlas of Galaxies에 있는 사진처럼) 단시간 노출 칼라 사진에는 푸른색을 띠고 있다. 은하는 격력한 교란상태에 빠져 있는데 관측자들은 이 은하에서 기체구름의 초발광 운동(Superluminal motion)을 관측하였는데 아마도 제트가 우리 쪽을 향하고 있다는 착각 때문인 것같다.

M87의 제트에 대한 멋진 사진은 R. Mark Elowita가 추진한 허블 우주망원경 사진에도 잘 나와 있다. 확실히 이 은하는 작은 매듭과 구름의 띠로 분해되어 보인다는 사실이 1977년 팔로마산의 Halton C. Arp와 JPL의 J. Lorre에 의해 확인되었다. 1966년 초반, Arp는 두 번째 제트를 발견했는데, 이 제트는 첫 번째 제트와 반대 방향으로 향하고 있었으며, 첫 번째 제트에 비해 덜 뚜렷했다. 특이한 제트로 인해 H.C. Arp는 Catalogue of Peculiar Galaxies라는 목록에 M87을 No.152로 기록하였다.

1954년 W. Baade와 R. Minkowsky는 M87에서 매우 강한 전파원인 처녀자리 A를 발견하였으며, 1956년에는 캠브리지의 J.E. Baldwin과 F.G. Smith에 의해 보다 약한 전파헤일로가 발견되었다. 또한 은하단의 뜨거운 중심 근처에서 강한 X선원이 검출되기도 하였는데 X선 방사 구름은 처녀자리 은하단 너머 멀리까지 확장되어 있었다.

M87과 같은 흥미로운 천체들은 여전히 허블우주망원경의 주된 조사대상이 되었다. 1993년 11월의 허블 우주망원경 수리 이전에, 허블 우주망원경의 초기 관측에서는 M87의 제트 현상과 같은 흥미로운 현상이 발견되었다. 허블 우주망원경 수리 후, 새로운 관측으로 M87의 격렬한 활동 핵을 보다 더 가까이 볼 수 있었는데 은하 중심의 활동 핵은 태양 질량보다 약 20~30억 배 정도 무거우며, 약 60광년의 지름을 가지는 구 형태 내부에 집중되어 있었다. 이 은하는 빠르게 회전하는 기체 합착 원반에 둘러싸여 있으며, 1990년경 Calar Alto 천문대의 천문학자들이 Fabry-Perot 간섭계로 조사한 바에 의하면 이 기체는 팽창된 성간물질의 일부분인 것으로 보인다.

1919년 2월 I. Balanowski는 1922년 사진에는 없는, 이 은하에서 최대 11.5등급의 단 하나의 초신성을 발견했다. M87의 절대등급의 거의 -20등급에 이른다.







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