성운,성단

 

성운 [ 星雲 , nebular ]  

성운은 완전히 다른 두 가지 의미로 구분된다.

우리가 은하계와 같이 수천억 개에 달하는 별들로 이루어진 집단을 성운이라고 부르고 있지만, 이 성운은 별뿐만 아니라, 그 별과 별 사이에 있는 가스나 먼지 등도 포함한다. 그리고 이러한 가스나 먼지 속에 특히 밀집되어 있어 여러 가지 이유로 우리가 볼 수 없는 것 또한 성운이라 부른다.

이러한 혼란은 우리나라뿐 아니라 세계 천문학계에 공통적인 현상이며, 천문학의 역사에서 유래하는 것이다.

양자를 구별하기 위해서는 새롭고 적당한 명칭의 필요성이 제기되고 있다.

편의상, 전자는 은하계외성운(銀河系外星雲), 후자는 가스상성운(-狀星雲)이라 한다.

가스상성운은 행성상성운, 암흑성운, 산광성운(散光星雲) 등으로 분류되며,

은하계외성운은 그 형상에 따라 타원성운, 와상성운(渦狀星雲), 불규칙성운 등으로 구분된다.

 

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성단 [ star cluster , 星團 ]  

 은하보다 작은 규모로, 수백 개에서 수십만 개의 별로 이루어진 별들의 집단.

별들이 모여 있는 형태와 별의 종족에 따라 산개성단(散開星團)과 구상성단(球狀星團)으로 구분된다.

개개의 성단에 속한 별들은 은하계 내에서의 분포·나이·중금속 함량비·H-R도에서의 위치 등에 큰 차이를 보이므로, 별과 은하의 진화를 연구하는 데 필요한 귀중한 자료이다.

산개성단은

수십 개에서 수백 개의 별들이 산만하게 모여 있는 성단으로, 은하성단이라고도 한다.

지금까지 1039개의 산개성단이 알려져 있으며, 은하계 내에 약 2만 개가 있는 것으로 추정된다. 주로 은하면 가까이에 분포하며, 생긴 지 얼마 안 되는, 비교적 금속함량비가 높은 전형적인 종족 Ⅰ에 속한 별들로 구성되어 있다. 페르세우스자리 h와 χ 의 이중성단, 외뿔소자리의 NGC 2264처럼 수백만 년 정도의 젊은 성단부터 안드로메다자리의 NGC 752, 게자리의 M67 등과 같이 수십억 년이나 된 늙은 성단까지 있다.

산개성단은 젊은 성단일수록 은하면에 집중되어 있다.

H-R도를 보면 산개성단은 성단의 나이에 따라서 분광형 O형의 절대등급 －7등(페르세우스자리의 이중성단)부터 분광형 M형의 ＋3등(M67)까지의 주계열별을 가지고 있으며, 적은 수의 거성도 존재한다. 그 외에도 많은 쌍성과 약간의 백색왜성이 발견된다. 산개성단에서 발견되는 성간물질인 중성수소의 양은 성단의 나이와 비례관계가 있는데, 젊은 성단일수록 그 양이 많아지고, 늙은 성단에서는 발견되지 않는다. 흥미 있는 사실은 나이가 젊은 성단일수록 H-R도에서 주계열별과 거성 계열 사이의 간격이 커진다는 점이다. 이 간격을 헤르츠스프룽간격이라고 하는데, 이것은 질량이 큰 별일수록 진화속도가 빨라서 주계열별로부터 거성으로 먼저 진화하기 때문인 것으로 알려져 있다. 산개성단 중 가장 잘 알려진 성단은 황소자리의 7자매별 또는 좀생이별이라고 하는 플레이아데스성단과 역시 황소자리에 있는 히아데스성단이다.

히아데스성단은 소속된 별들이 같은 공간에서 같은 방향으로 움직이므로, 즉 고유운동이 천구상의 한 점으로 수렴되므로, 이 별들의 고유운동과 시선속도로부터 성단까지의 거리를 구할 수 있다. 이러한 성단을 운동성단이라 한다.

 

구상성단은

수십만에서 수백만 개의 별들이 강력하게 밀집되어 거의 공모양을 이루고 있는 성단으로,

은하중심 근처에서 은하무리에 이르기까지 분포한다. 그 반지름은 20~50 pc이며, 성단의 중심부에 별들이 밀집되어 있어 역학적으로 매우 안정되어 있다. 지금까지 알려진 수는 131개(이 중 몇 개는 분명하지 않다)이며, 은하계 내에는 모두 500개 정도가 있는 것으로 추정된다. 중심부의 별의 집중도가 강한 것부터 Ⅰ, Ⅱ, …, XII까지 12단계로 분류된다.

구상성단은 밝기 분포가 타원은하의 밝기 분포와 매우 유사하여 타원은하와 역학적 성질이 비슷한 것으로 생각된다. 질량은 태양의 수십만 배에서 수백만 배에 이르며, 평균 약 100만 배인 것으로 알려져 있다. 또한 광도 대 질량비(M/L)는 1 정도로, 태양과 유사하다. 성단 전체의 분광형은 F2에서 G5까지의 범위를 가지는데, 이것은 준왜성의 분광형과 비슷하다.

성단의 평균색지수(B-V) 0.57과 비교하면 구상성단을 이루는 별들은 산개성단과 비교하여 온도가 낮은 별들임을 알 수 있다.

구상성단은 나이가 대략 100억 년으로, 우주의 나이와 비슷하며, 늙고 중금속함량비가 낮은 전형적인 종족 Ⅱ의 별들로 구성되어 있어, 그 H-R도는 산개성단의 H-R도와 아주 다른 양상을 보인다. 산개성단보다 상대적으로 적은 주계열별들, 주계열로부터의 이탈을 의미하는 전향점, 적색거성으로 진화하고 있는 준거성 계열·적색거성 계열, 그리고 수평 계열 등이 구상성단의 H-R도의 특징이다.

 

4개의 성단 사진>

1.플레이아데스 성단

2.페르세우스 이중성단

3.세페우스 성협

4.뱀자리 구상성단