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성단
성단이란 수많은 별들이 무리지어 모여 있는 천체를 말한다. 왼쪽의 성단이 아르케스 성단(Arches cluster)이며, 오른쪽 성단이 다섯 쌍둥이성단(Quintuplet cluster)이다. 두 성단은 우리은하중심에 위치하고 있으며 밤하늘 별자리의 사수자리에 위치한다. 이러한 별자리들에 포함된 아름다운 천체들을 찾기 위해 우리는 망원경을 이용한다. 별은 육안이나 망원경으로 관측해도 별다른 차이점이나 아름다움을 발견할 수 없지만, 별들의 집합체인 성단과 맨눈으로는 보기 힘든 성운, 은하, 초신성 잔해 등은 구경이 큰 망원경으로 관측한다면 그 아름다움을 다시금 찾을 수 있다. 성단은 형태적인 특성에 따라 산개성단, 구상성단 그리고 성협으로 구분된다. 별이 태어날 때는 태양과 같이 고립되어 형성되는 경우도 있지만 많은 별이 성간 구름에서 거의 동시에 형성되는 경우도 있다. 이렇게 동시에 많은 별들이 생겨나 무리지어 있는 경우를 성단이라 하며, 이들은 같은 환경에서 같은 시기에 탄생되었으며, 화학조성이나 전체적인 운동 등이 거의 동일한 것으로 알려져 있다.
한국관련
| 구상성단 | 산개성단 | 성협 | |
|---|---|---|---|
| 은하내의 수 | 150 | 수 천 | 수 천 |
| 은하내의 위치 | 헤일로와 중앙 팽배부 | 원반(그리고 나선팔) | 나선팔 |
| 지름(광년) | 50~300 | < 30 | 100~500 |
| 질량(태양질량) | 10000~1000000 | 100~1000 | 100~1000 |
| 별의 수 | 10000~1000000 | 50~1000 | 5~50 |
| 가장 밝은 별의 색깔 | 붉음 | 붉거나 푸름 | 푸름 |
| 성단의 광도(태양광도) | 10000~1000000 | 100~1000000 | 10000~10000000 |
구상성단
사진은 전형적인 구상성단인 NGC 6093이 허블 망원경으로 관측된 영상이다. 구상성단(Globular Cluster)이란 수만 에서 수백만 개의 별들이 공 모양(구상)으로 빽빽하게 모여 있는 별의 집단을 말한다. 구상성단은 대부분 제1세대의 별이라고 하는 종족II의 늙은 별로 이루어져 있고, 이들은 적색거성과 같은 별들의 집단이기 때문에 전체적으로 붉은 빛을 띤다. 구상성단은 우리은하를 둘러싸고 있는 헤일로와 우리은하 중심부에 주로 분포한다. 구상성단은 은하의 나이만큼 오래된 것도 발견되고 있으며, 이는 은하의 생성과 함께 생성되었으리라 여겨지고 있다. 이러한 구상성단의 연구는 성단 자체의 진화와 생성환경뿐만 아니라 은하의 생성 환경이나 진화를 연구하는 것에도 중요한 자료가 되며, 지질학에서의 화석과 같은 대상으로 볼 수 있다.
구상성단을 판별하는 방법
구상성단의 H-R도를 그려서 주계열 전향점의 밝기와 색지수를 이용하여 성단의 나이를 측정하고, 밝은 거성을 관측하여 수평 계열의 존재나 RR Lyrae 변광성 등으로부터 성단의 총합 색지수와 밝기를 알아내어 구상성단임을 판별할 수 있다.
산개성단
산개성단(Open Cluster)은 상대적으로 구상성단에 비하여 느슨한 구조를 하고 있으며, 수백 내지 수천 개의 별들이 허술하게 모여 있는 별들의 집단이다. 이들의 크기는 대략 10pc이하이며, 우리 은하에 약 1200개의 산개성단이 있고 이들의 대부분은 은하면 가까이에 분포하고 있다. 산개성단은 대부분 제2세대의 별이라고 하는 종족I형의 젊은 별로 이루어져 있으며, 구상성단과 달리 많은 성간물질을 포함하고 있다.
산개성단의 물리량을 측정하는 방법
산개성단의 물리적 특성을 알기 위해서는 우선 성단의 거리를 알아야 한다. 이러한 거리를 계산하는 방법에는 크게 삼각시차를 이용하는 것과 주계열에 맞추어 계산하는 방법이 있다. 하지만 삼각시차를 이용하여 거리를 구할 수 있는 성단은 히야데스 성단뿐이고 그 외의 대부분 성단의 거리는 주계열 맞추기를 이용하여 구한다. 주계열 맞추기란 색-등급도(C-M도)상에서 삼각시차에 의해 거리를 알고 있는 히야데스 성단의 주계열과 성단의 주계열을 비교하여 거리지수를 구하는 방법인데, 두 성단의 주계열을 겹치게 한 후 성단에 속해있는 별의 겉보기 등급을 같은 색지수를 갖는 히야데스 성단의 절대등급과 비교하여 구하게 된다. 색-등급도에서 횡축은 보통 (B-V)색지수를 사용하는데 성단의 색지수는 성간 적색화 효과를 보정한 고유색지수를 사용하여야 한다.
성협
분광형이 O형과 B형의 젊은 별들은 천구에서 같은 분포를 보이는 경향이 있다. 이와 같이 탄생의 기원이 동일한 젊은 별의 집단을 성협(Association)이라 부른다. 성협을 형성하고 있는 별은 그 종류의 따라 O 성협과 T 성협으로 구분한다. 그리고 성협은 역학적으로 불안정하며, 그 나이는 수천만 년 정도로 구성하는 별들의 대부분이 젊다. 그림은 NGC2264에 포함된 성협의 모습을 보여주고 있다.
최종수정일
2020년 6월 2일