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M45
글쓴이 : 날짜 : 2007-11-09 (금) 14:14 조회 : 2932

산개성단 M45 , Type 'c', 황소자리

플레이아데스성단


적경

 03h 47.0m

적위

+24° 07′

거리

 44 광년

밝기

 1.6 등급

크기

 110.0 분

 

선사시대 때부터 알려져 있으며 BC 약 750년 Homer와 BC 700년 Hesiod가 언급하였다.

플레이아데스 성단은 가장 일찍 알려진 천체들 중의 하나이다. 적어도 6개의 별들이 육안으로 관측할 수 있으며, 웬만한 조건하에서는 9개까지 가능하며, 맑은 날에는 12개까지도 가능하다.(망원경 이전인 1579년에 Vehrenberg는 그의 Atlas of Deep Sky Splendors에서 언급하고 있으며, Moestlin 천문학자는 풀레이아데의 별 11개를 정확하게 그렸으며, Kepler는 14개까지 관측했다고 기록하였다.)

현대의 관측장비로는 시야각 2도 이상 넓이로 플레이아데스 성단에 있는 대부분의 희미한 별 약 500개 이상이 관측 가능하다. 다른 산개성단에 비해 밀집도는 꽤나 낮은 편인데 플레이아데스 성단의 나이가 아주 적은 것이 그 이유 중 하나이다.

Kenneth Glyn Jones에 따르면 이 성단은 Homer의 Ilias(BC 약 750년)와 Odyssey(BC 약 720년), 그리고 BC 약 700년경의 Hesiod에 언급되어 있다고 한다. Burnham에 따르면, 이것들은 그 시기의 농사철과 관련되어 나타난다. 또한 성경에도 플레아아데스 성단에 대해 3번씩이나 나온다.

그리스 신화에 의하면 플레이아데스 성단은 일곱 명의 딸과 그의 부모를 일컫는 일곱 자매(Seven Sisters)라는 이름으로 등장한다. 일본식 이름은 Subaru인데 같은 이름의 수레에 세례를 준다는 것이다. 페리시아 이름은 Soraya인데 후에는 그 이전의 이란 왕비 이름이 되었다. 오래 전의 유럽(영국과 독일)식 이름은 병아리가 있는 암탉OHen with Chicks)과 비교된 적이 있었다는 것을 의미한다. 다른 문화에서는 육안으로 관측된 이 성단에 대해 더 많은 것들을 얘기하고 있다. 고대 그리스의 천문학자들인 Knidos의 Eudoxus(BC 403-350)와 Phainomena의 Aratos(BC 270)는 별자리 자체(The Clusterers)로 이들을 목록에 올려놓았으며, Admiral Smyth 역시 Bedford Catalog에서 언급하고 있다.

Burnham은 플레이아데스라는 이름이 그리스 말로 항해한다(to sail)는 데서 혹은 가득 차거(full)나  많다(many)는 의미의 'pleios'라는 말에서 유래되었을 것이라고 밝히고 있다. 요즘 사람들은 그 이름이 신화 속의 어머니 Pleione에서 유래된 것이라고 보고 있는데 이 말 역시 보다 밝은 별들 중의 한 이름이기도 하다.

그리스 신화에 따르면 관측 가능한 주요 별들은 아버지 Atals와 어머니 Pleione 사이의 일곱 딸들을 위해 지어진 이름인데, Alcyone, Asterope(이중성인데 때때로 Sterope로도 불린다), Electra, Maia, erope, Taygeta와 Celaeno가 그것이다. Bill Arnett는 주요 별 이름으로 플레이아데스 성단의 지도를 만들었다.

1767년 John Michell 목사는 확률 조합에 의해 하늘의 어떤 지역에 그런 별무리가 있을 찾을 가능성을 계산하기 위해 플레이아데스 성단을 사용하기도 하였는데 그는 약 1/496,000 확률이라고 하였다. 그런 이유로 인해 비슷한 성단들이 더 많이 있기 때문에 그는 성단들이 물리적인 집단을 이루어야 한다고 확실하게 결론지었다.

1769년 3월 4일, Charles Messier는 1771년에 발간된 그의 성운과 성단 목록에 이 성단을 45번째로 등재하였다.

1846년경 Dorpat에서 근무한 독일 천문학자 Mädler(1794-1874)는 플레이아데스 성단의 별들이 서로 관련된 고유운동을 하지 않는다는 것을 알아차렸다. 이 사실로부터 그는 이 별들이 성단 중심의 Alcyone 별과 함께 고유운동을 하지 않는 보다 큰 항성계의 중심을 이루고 있다고 결론지어 버렸다. 이 결론은 다른 천문학자들에 의해 거부되었으며, 특히 Friedrich Georg Wilhelm Struve(1793-1864)에 의해서는 더 그랬다. 그럼에도 불구하고 플레이아데스 공통의 고유운동은 별들이 우주 공간에서 무리지어 운행하고 있다는 증거였으며, 물리적인 성단을 형성하고 있다는 그 이상의 징후이기도 했다.

David Malin이 UK Schmidt 망원경으로 찍은 장시간의 노출 사진(배율에 비해 단초점이고 넓은 화각의 망원경, 특히 성능 좋은 쌍안경)에서는 플레이아데스 성단이 확실히 성운 물질로 둘러 싸여 있는 것으로 보인다.

플레이아데스 성운은 푸른색을 띠는 반사성운인데, 성단 근처의 밝은 별빛을 반사시키기 때문이다. Merope 근처에 있는 이 성운의 가장 밝은 별은 1859년 이탈리아 베니스의 Ernst Eilhelm Leberecht Tempel가 4인치 반사망원경으로 발견하였다. 이 별은 NGC 1435로 기록되어 있다. Leos Ondra는 Merope 성운의 그림과 같이 온라인에서도 이용할 수 있는 Wilhelm Tempel의 전기를 썼으며, 이 데이터베이스에 이 성단을 포함시키는데 동의하였다. Maya는 1875년에 발견되었으며(NGC 1432), 1880년엔 Alcyone, Electra, Celaeno와 Tahgeta 주변의 성운이 발견되었다. 1885년과 1888년 사이에 파리의 Henry 형제와 영국의 Isaac Roberts에 의해 플레이아데스 성운의 완전한 모습이 처음으로 찍혔다. 1890년 E.E. Barnard는 Merope 바로 곁의 성운 모양의 물질이 별이라는 것을 발견하였으며, IC 349로 기록되었다. 1912년 Vesto M. Slipher이 플레이아데스 성운을 스펙트럼 분석한 결과 그 성질은 반사성운이었으며, 성운을 밝히고 있는 별들의 분광형과 거의 같았다.

물리적으로 이 반사성운은 플레이아데스 성단과는 상관없는 분자 구름에 있는 먼지의 일부분으로서 성단 쪽을 가로지르고 있다. 성운과 성단이 각각 6.8m/s와 11km/s의 서로 다른 상대 시선속도로 교차하고 있다는 사실에 비추어볼 때 성운은 성단이 형성되고 남은 찌꺼기가 아니다.

1993년 Geneva, G. Meynet, J.-C. Mermilliod와 A. Maeder이 발표한 Astron. astrophys. suppl. Ser.98의 새로운 계산에 따르면 플레이아데스 성단의 나이는 1억년으로 나오는데 이것은 그 이전에 발표된 6,000~8,000만년(Sky Catalog 2000의 7,800만년)보다도 훨씬 더 오래된 나이이다. 플레이아데스 성단이 약 2,500만년(Kenneth Glyn Jones)이나 더 오래된 나이를 가지고 있는 것으로 측정된 것이다. 그 이후 성단 별들은 자기 궤도를 따라 떨어져 있는 별들로 퍼져 있을 것이다.

플레이아데스 성단까지의 거리는 ESA의 히파르코스 천문위성이 측정한 순행시차 측정에 의해 새로이 정해졌는데 이 값에 의하면 플레이아데스는 380광년(이전엔 408광년)의 거리에 있다. 이 값은 플레이아데스 성단 별들의 상대적으로 희미한 겉보기 등급에 대한 설명을 해주는 셈이다. 그러나, 허블 우주망원경과 팔로마산 관측소 및 윌슨산 관측소의 또 다른 조사에 의하면 히파르코스 위성이 측정한 거리는 너무 작다는 쪽으로 결론났다. 플레이아데스 별까지의 정확한 시차에 의하면 이 성단은 440±6광년의 거리에 있다.

플레이아데스의 Trumpler 등급은 II,3,r형(Kenneth Glyn Jones) 혹은 I,3,r,n형(Götz와 Sky Catalog 2000)인데 이는 중심 쪽에 대해선 적당하게 밀집되어 있으며, 별들이 넓은 범위에 걸쳐 밝게 퍼져 있어 별이 풍부하다(100개 이상의 별)는 것을 의미한다.

플레이아데스 성단의 어떤 별들은 150~300km/s의 표면 속도로 아주 빠르게 회전하고 있는데 주로 분광형 A, B형의 주계열성에 속한 평범한 별들이다. 이 회전으로 인해 이 별들은 구보다도 오히려 찌그러진 회전 타원형이 될 것이다. 펼의 평균 시선속도와 관련하여 별 표면 한 쪽에선 우리에게 접근하는 것으로, 다른 한 쪽에선 우리에게서 멀어지는 것으로 보아 흡수 분광선이 넓어지고 발산하기 때문에 회전이 검지될 수 있다. 이 성단 내에서 빠르게 회전하는 별은 Pleione인데 4.77~5.50 등급 사이의 변광성이다(Kenneth glyn Jones). 1938년과 1952년 사이에 분광 분석이 이루어졌는데 O. Struve가 예측한 것처럼 Pleione는 이러한 회전으로 인하여 가스 파편을 분출하고 있었다.

Cecilia Payne-Gaposhkin은 플레이아데스 성단에 몇 개의 백색왜성이 있다고 했다. 이 별들은 백색왜성이 어떻게 이런 젊은 성단에 존재할 수 있는가? 라는 별 진화에 대한 구체적인 해결책을 제시하고 있다. 성단이 하나가 아니기 때문에 이 별들은 원래의 성단 별이지 모든 시야의 별들이 아니라는 것은 거의 확실하다. 별 진화 이론에 따르면 백색왜성들은 아무리 무겁더라도 자기 자신의 중력으로 인해 붕괴될 수 있기 때문에 백색왜성은 약 1.4 태양질량(Chandrasekhar 한계)을 넘을 수는 없다. 그러나 낮은 질량의 별들은 진화가 너무 느려서 마지막 단계에 도달하기까지는 플레이아데스 성단의 1억년 나이보다도 훨씬 더 많은 수십억 년이 걸린다.

이러한 백색왜성들은 질량이 너무 커서 진화가 아주 빠른 것처럼 보인다는 것에 대해선 가능한 설명이지만 (강력한 별 흐름이나 이웃별에 의한 질량손실 혹은 강한 회전 같은) 어떤 이유로 인해 자기 질량의 대부분을 잃어버린다. 결론적으로 백색왜성들은 행성상 성운에서 자기 질량의 상당 부분을 잃어버린다. 어째든 마지막으로 남아 있는 별(별 핵)들은 Chandrasekhar 한계 아래쪽에 있어야 하며, 이 별들은 지금 우리가 보고 있는 것처럼 백색왜성의 안정된 마지막 단계로 들어간다.

1995년 이후의 플레이아데스에 대한 새로운 관측에서는 새로운 종류의 별 또는 갈색왜성이라고 불리는 별과 같은 천체 몇 개가 관측되었다. 지금까지의 이러한 가상의 천체들은 (목성과 같은) 거대 행성들과 작은 별들 사이에 질량 매개체를 가지고 있는 것으로 생각되어진다.(별 구조 이론은 가장 작은 별들 즉, 조만간 자기 수명의 핵융합에 의해 에너지를 발산하는 천체들은 적어도 태양 질량의 6~7% 혹은 목성 질량의 60~70%를 가지고 있어야 한다.) 그래서 갈색왜성들은 목성 질량의 10~약 60배여야만 한다. 이 별들은 적외선 영역에서 보이고 지름은 목성(143,000km)과 거의 비슷하거나 그보다 작고 밀도 역시 자신의 강력한 중력에 의해 찌그러질 정도로 목성의 10~100배일 것으로 판단된다.

육안으로 최상의 조건 하에서 플레이아데스 성단은 쉽게 찾을 수 있으며 밝은 적색거성인 Aldebaran(Tauri α 87, 0.9등급, 분광형 K5 III)의 북서쪽 10도쯤에 위치하고 있다. Aldebaran 근처엔 같은 산개성단인 Hyades가 있다. Aldebaran은 Hyades 앞쪽에 있어 Hyades의 구성별이 아닌 것으로 알려져 있다(Aldebaran은 68광년, Hyades 성단은 150광년 거리).

쌍안경이나 시야각이 넓은 망원경으로 보면 성단은 지름 약 1.5도 안에 100개 이상의 별이 보이는 거대한 천체이다. 망원경으로 보면 종종 가장 낮은 등급의 시야각에서도 보일만큼 너무 크다. 수많은 이중성과 다중성들이 성단에 있다. Merope 성운 NGC 1435는 어두워야 잘 보이고 시야각이 넓은 망원경으로 가장 잘 보인다(Tempel은 4인치 망원경으로 확인하였다).

플레이아데스 성단은 황도 근처에(4도 떨어져) 있기 때문에 달에 의한 성단의 엄폐가 자주 발생한다. 이것은 아주 놀라운 광경이며 특히 값싼 장비를 갖춘 아마추어에게 있어선 더더욱 그렇다(실제로 육안으로도 관측할 수 있지만 가장 작은 쌍안경이나 망원경으로도 관측 기쁨은 배가 된다. 1972년 3월의 엄폐는 아마추어 천문가들에게는 최초의 천문학적인 경험이었다.). 이러한 현상들은 달과 성단의 겉보기 크기의 연관성을 설명하고 있는 것이다. Burnham은 달이 Alcyone, Electra, Merope 와 Taygeta(Maia,  아마도 Asterope까지도 이 상황에서는 엄폐가 된다.)가 만드는 사각형 속으로 들어갈지도 모른다고 하였다. 또한 행성들 역시 눈에 확연하게 드러날 만큼 플레이아데스 성단과 아주 가까워진다(금성, 화성, 수성은 자주 성단을 통과한다.).

오리온성운 M42의 설명에 언급한 것처럼 Messier가 (오리온성운 M42/M43과 Praesepe 성단 M44와 함께) 플레이아데스 성단을 그의 목록에 포함시킨 것은 좀 의외이며, 아마도 오랫동안 의문 사항으로 남아 있을 것이다.



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최고관리자 2012-12-20 (목) 02:10
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