큰부리새자리 47 (47 Tucanae) 또는 NGC 104는 큰부리새자리 방향에 있는 구상성단으로 지구로부터 약 4.0 ± 0.35 kpc (13,000 ± 1,100 ly) 떨어져 있으며[8] 성단 자체의 지름은 120 광년이다.[9] 큰부리새자리 47은 겉보기등급이 4.1로 맨눈으로 볼 수 있으며[3] 각지름은 약 50 분각이다. 천구에서 남쪽으로 크게 치우친 위치(천구 남극에서 18° 떨어져 있음)에 있기 때문에 대한민국에서는 볼 수 없으며, 1750년대에 남아프리카에서 니콜라 루이 드 라카유가 이 천체를 성단으로 처음 인식하고 난 뒤에야 천체 목록에 등재되었다.
| 큰부리새자리 47 (NGC 104) | |
 큰부리새자리 47은 센타우루스자리 오메가 다음으로 밤하늘에서 두 번째로 밝은 구상성단이다.[2] | |
| 관측 정보 J2000 | |
|---|---|
| 별자리 | 큰부리새자리 |
| 적경 | 00h 24m 05.67s[3] |
| 적위 | –72° 04′ 52.6″[3] |
| 거리 | 4.0 ± 0.35 kpc (13,000 ± 1,100 ly)[4] |
| 겉보기 등급 | +4.09[3] |
| 크기 | 30′.9(60 ly[5]) |
| 물리적 성질 | |
| 형태 | III[6] |
| 항성의 수 | 7.00×105 M☉[7] |
| 특징 | 센타우루스자리 오메가 다음으로 밝은 구상성단 |
| 번호 | 큰부리새자리 크시(ξ Tuc), NGC 104, GCl 1, Mel 1[3], Caldwell 106, 1RXS J002404.6-720456 |
| 메시에 천체 목록 NGC 천체 목록 | |
큰부리새자리 47은 밤하늘에서 센타우루스자리 오메가 다음으로 두 번째로 밝은 구상성단이다. 이 성단을 망원경으로 관측하여 대략 1만 개 정도의 항성이 뭉쳐 있음을 밝혀냈으며 이들 중 다수는 성단 중심부의 좁은 영역에 조밀하게 몰려 있다. 이 성단은 중심부에 중간질량 블랙홀을 지니고 있을 가능성이 있다.[10][11]
초기 관측 역사
요한 바이어는 1603년작 우라노메트리아에서 큰부리새자리 47에 바이어 기호 큰부리새자리 크시(ξ Tucanae)를 부여했다. 1751년 ~ 1752년에 니콜라 루이 드 라카유는 이 천체를 성단으로 기록했는데, 그는 처음에는 큰부리새자리 47을 밝은 혜성의 핵으로 생각했었다.[12] 라카유는 그의 심원천체 목록에 등재된 첫 번째 천체라는 의미에서 큰부리새자리 크시에 'Lac I-1' 명칭을 부여했다. 성단 번호 '47'은 1801년 베를린에서 요한 엘레르트 보데가 편집한 Allgemeine Beschreibung und Nachweisung der Gestirne nebst Verzeichniss (항성에 대한 일반 설명•검증과 색인)에서 부여된 것이다. 보데는 직접 이 성단을 관측하지는 않았으나, 라카유가 목록으로 만든 항성들을 별자리마다 적경 순서에 따라 재배열했다.
특징
이 성단은 밤하늘에서 센타우루스자리 오메가 다음으로 밝은 구상성단이며 작지만 매우 밝고 조밀한 중심핵을 지니는 것으로 유명하다. 성단을 구성하는 별이 수백만 개는 되기에 우리은하에 있는 구상성단들 중에서 질량이 매우 큰 부류에 속한다. 성단의 겉보기 크기는 이상적인 관측조건에서 대충 보름달 크기와 비슷하다. 이 성단은 소마젤란 은하의 근처에 있는 것처럼 보이지만 후자는 지구로부터 60.6 ± 1.0 kpc (200,000 ± 3,300 ly) 거리에 있어[13] 큰부리새자리 47보다 15 배 이상 더 멀리 떨어져 있다.
큰부리새자리 47의 핵은 외계 행성 연구에 있어 중요한 관측 대상으로 허블 우주망원경을 사용하여 행성이 어머니 항성을 부분적으로 가리는 현상을 찾으려 하고 있다. 태양 근처 항성들에서 행성이 발견된 사례로 볼 때 이 곳에서도 10 ~ 15 개 정도 행성이 나오리라 기대했지만 지금까지 발견된 행성은 없다. 이는 구상성단에서 행성이 상대적으로 희귀함을 암시한다.[14] 이후 별의 밀도가 낮은 성단 바깥쪽 영역을 지상에서 관측했는데, 이 연구에서도 행성을 몇 개 정도 찾을 수 있을 것이라는 기대와는 달리 하나도 발견하지 못했다. 이는 별의 밀도가 높은 것보다는 성단의 금속함량이 낮은 것이 행성이 발견되지 않는 원인임을 뚜렷하게 보여준다.
큰부리새자리 47에는 나이와 금속함량이 다른 항성종족이 최소 둘 있다.[15] 별이 빼곡한 핵에는 최소 21 개의 청색 낙오성들을 포함하여 과학적 흥미를 유발할 만한 특이한 별들이 많이 있다.[16] 구상성단은 항성들을 질량에 따라 효율적으로 구별하는데, 예를 들어 질량이 제일 큰 항성들은 성단 중심부로 떨어진다.[17]
큰부리새자리 47에는 쌍성계에 있기 때문에 채층 활동이 증가한 항성들, 동반성으로부터 물질이 강착되는 백색왜성들이 포함된 격변변광성들, 지금은 강착을 멈춘 중성자별들(뜨거운 표면으로부터 발산되는 엑스선 때문에 관측이 가능함)이 포함된 저질량 엑스선 쌍성들 등 엑스선원 수백 개가 있다.[18] 47에는 밀리초 펄사 25 개가 있어[19] 알려진 구상성단들 중 두 번째로 펄사의 수가 많다.[20] 이 펄사들은 엑스선 쌍성 단계에서 짝별로부터 온 물질이 강착되면서 회전 속도가 올라가는 것으로 보인다. 성단 내 펄사 계의 구성원인 큰부리새자리 47 W는 지금도 짝별인 중성자별에 질량을 공급하고 있는 것으로 보이며 이는 이 계가 물질이 강착되는 저질량 엑스선 쌍성에서 밀리초 펄사로 변환이 거의 다 완료되었음을 뜻한다.[21] 찬드라 엑스선 천문대의 관측 결과 큰부리새자리 47 내 밀리초 펄사 대부분이 엑스선을 방출(중성자별 표면에서 나오는 것 같다.)하고 있음이 확인되었다.[22] 큰부리새자리 47은 감마선이 탐지된 최초의 구상성단으로 페르미 감마선 우주망원경으로 밀리초 펄사들이 감마선을 방출하는 것을 관측했다.[23]
블랙홀의 존재
큰부리새자리 47의 중심부에 블랙홀이 있는지의 여부는 확실하지 않다. 허블 우주망원경의 자료에 따르면 47 중심부에 존재 가능한 블랙홀의 질량은 대략 태양질량의 1500 배 아래로 제한된다.[8] 그러나 2017년 2월 천문학자들은 성단 내 펄사의 운동과 분포로부터 블랙홀의 존재를 포착해냈으며 이로부터 태양질량 2200 배 정도의 블랙홀 하나가 성단 중심부에 자리잡을 수 있다고 발표했다.[10] 다만 최근 이 펄사들을 보다 광범위하게 업데이트한 최근의 시간차 자료에 따르면 블랙홀의 존재를 증명하는 명확한 증거는 없다고 한다.[11]
최신 발견
2008년 12월 오스트레일리아 웨스턴시드니 대학교의 Ragbir Bhathal은 큰부리새자리 47 방향으로부터 레이저 비슷한 강력한 신호를 포착했다고 주장했다.[24]
2015년 5월 성단 내 질량 분리 과정이 진행되는 증거를 최초로 포착했다는 발표가 나왔다.[25] 큰부리새자리 47의 헤르츠스프룽-러셀 도표에 의하면 항성들의 나이는 대략 130억 년으로 이는 비정상적으로 늙은 수치이다.[26]
각주
외부 링크
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