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천문학자들은 우리 은하에서 안드로메다까지의 중간 지점에서 가장 먼 별을 찾습니다.

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이 그림은 은하수 내부 및 외부 헤일로를 보여줍니다. 후광은 은하를 둘러싼 구형 별 구름입니다. 크레딧: NASA, ESA 및 A. Feild(STScI)

천문학자들은 은하수의 항성 헤일로에서 RR 거문고자리로 알려진 200개 이상의 먼 변광성을 발견했습니다. 이 별들 중 가장 멀리 떨어져 있는 별은 지구에서 백만 광년 이상 떨어져 있으며, 약 250만 광년 떨어져 있는 이웃 은하인 안드로메다까지의 거리의 거의 절반에 해당합니다.

RR Lyrae 별의 특징적인 맥동과 밝기는 은하계 거리를 측정하는 데 탁월한 “표준 촛불”이 됩니다. 이러한 새로운 관측을 통해 연구자들은 은하수 헤일로의 외부 한계를 추적할 수 있었습니다.

UC Santa Cruz의 천문학 및 천체물리학 교수이자 의장인 Raja GuhaThakurta는 “이 연구는 우리 은하의 외부 한계를 구성하는 요소를 재정의하고 있습니다. “우리 은하와 안드로메다는 둘 다 너무 커서 두 은하 사이에 공간이 거의 없습니다.”

GuhaThakurta는 우리 은하의 별 헤일로 구성 요소가 약 100,000 광년 크기의 디스크보다 훨씬 크다고 설명했습니다. 우리 태양계는 디스크의 나선형 팔 중 하나에 있습니다. 원반의 중앙에는 중심 팽대부가 있고 그 주위에는 은하계에서 가장 오래된 별을 포함하고 모든 방향으로 수십만 광년에 걸쳐 뻗어 있는 후광이 있습니다.

“후광은 외부 한계가 너무 멀리 떨어져 있기 때문에 연구하기 가장 어려운 부분입니다.”라고 GuhaThakurta는 말했습니다. “별은 원반과 팽대부의 높은 항성 밀도에 비해 매우 희박하지만, 후광은 암흑 물질이 지배하고 실제로 은하 질량의 대부분을 포함하고 있습니다.”

UCSC에서 GuhaThakurta와 함께 일하는 박사 과정 학생인 Yuting Feng은 새로운 연구를 주도했으며 1월 9일과 11일 시애틀에서 열린 미국 천문 학회 회의에서 두 차례에 걸쳐 연구 결과를 발표했습니다.

Feng에 따르면 이전의 모델링 연구에서는 별 헤일로가 은하 중심에서 약 300킬로파섹 또는 100만 광년까지 확장되어야 한다고 계산했습니다. (천문학자들은 은하계의 거리를 킬로파섹 단위로 측정합니다. 1킬로파섹은 3,260광년과 같습니다.) Feng과 그의 동료들이 탐지한 208 RR 거문고자리 별의 거리는 약 20에서 320킬로파섹입니다.

Feng은 “우리는 이러한 변광성을 신뢰할 수 있는 추적자로 사용하여 거리를 파악할 수 있었습니다.”라고 말했습니다. “우리의 관찰은 후광의 크기에 대한 이론적인 추정치를 확인시켜 주므로 중요한 결과입니다.”

이 발견은 CFHT(Canada-France-Hawaii Telescope)를 사용하여 은하수 너머에 있는 은하단을 연구하는 프로그램인 NGVS(Next Generation Virgo Cluster Survey)의 데이터를 기반으로 합니다. 조사는 RR 거문고자리 별을 탐지하도록 설계되지 않았기 때문에 연구자들은 데이터 세트에서 그것들을 파헤쳐야 했습니다. 처녀자리 은하단은 거대한 타원은하 M87을 포함하는 거대한 은하단입니다.

Feng은 “M87과 그 주변의 은하에 대한 깊은 노출을 얻기 위해 망원경은 같은 분야에서 전경의 별들도 포착했기 때문에 우리가 사용한 데이터는 일종의 그 조사의 부산물”이라고 설명했습니다.

GuhaThakurta에 따르면 NGVS 데이터의 우수한 품질 덕분에 팀은 이러한 거리에서 RR Lyrae의 가장 안정적이고 정확한 특성을 얻을 수 있었습니다. RR Lyrae는 정기적으로 반복되는 주기로 팽창과 수축을 일으키는 매우 특정한 물리적 특성을 가진 오래된 별입니다.

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GuhaThakurta는 “그들의 밝기가 변하는 방식은 EKG처럼 보입니다. 그들은 은하계의 심장 박동과 같습니다. 그래서 밝기가 빠르게 올라가고 천천히 내려오며 주기가 매우 독특한 모양으로 완벽하게 반복됩니다.”라고 GuhaThakurta는 말했습니다. “또한 평균 밝기를 측정하면 별마다 동일합니다. 이 조합은 은하의 구조를 연구하는 데 환상적입니다.”

하늘은 별들로 가득 차 있고 일부는 다른 것보다 더 밝지만 별은 매우 밝거나 매우 가깝기 때문에 밝게 보일 수 있으며 그 차이를 구분하기 어려울 수 있습니다. 천문학자들은 특징적인 맥동으로 RR Lyrae 별을 식별한 다음 관찰된 밝기를 사용하여 얼마나 멀리 떨어져 있는지 계산할 수 있습니다. 그러나 절차는 간단하지 않습니다. 퀘이사와 같이 더 멀리 있는 물체는 RR 거문고자리 별처럼 가장할 수 있습니다.

Feng은 “이 거리에 대한 신뢰할 수 있는 추적자를 얻는 것이 얼마나 고통스러운지 천문학자만이 알고 있다”고 말했다. “먼 RR Lyrae 별의 이 강력한 샘플은 헤일로를 연구하고 우리 은하의 크기와 질량에 대한 현재 모델을 테스트하는 데 매우 강력한 도구를 제공합니다.”

이 연구는 캐나다 국립연구위원회(NRC)가 운영하는 CFHT(캐나다-프랑스-하와이 망원경)에서 CFHT와 CEA/IRFU의 공동 프로젝트인 MegaPrime/MegaCam으로 얻은 관측을 기반으로 합니다. 프랑스 국립 국립 과학 연구 센터(CNRS)의 National des Sciences de l’Univers와 하와이 대학교.

추가 정보:
회의: 시애틀에서 열린 미국천문학회 회의

University of California – Santa Cruz 제공

소환: 천문학자들은 2023년 1월 10일 https://phys.org/news/2023-01-astronomers-distant-stars-galaxy-halfway.html에서 검색한 안드로메다(2023년 1월 9일) 중간에 있는 우리 은하에서 가장 먼 별을 찾습니다.

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