인간과는 달리, 별은 자신이 가질 수있는 모든 무게로 태어납니다. 사람의 출생 체중은 몇 파운드에 불과하지만 별의 무게는 태양 질량의 10 분의 1에서 100 배 이상입니다. 천문학 자들은 별이 다양한 질량으로 온다는 것을 알고 있지만, 별이 태어날 때 체중이 제한되어 있는지 알아낼 때 여전히 충격을받습니다.
이제 천문학 자들은 별의 무게 제한을 설정하는 데 중요한 단계를 밟았습니다. 천문학 자들은 NASA의 허블 우주 망원경을 사용하여 우리 은하계 내에서 별들이 얼마나 크게 형성 할 수 있는지에 대한 제한을 가지고 있다는 것을 직접 측정했습니다. 천문학 자들은 우리 은하에서 가장 밀도가 높은 알려진 별 무리를 연구하여 별이 태양 질량의 약 150 배나 태양 질량의 150 배보다 크지 않다고 결정했습니다.
이 발견은 천문학 자들이 복잡한 별 형성 과정을 이해하는 데 더 가까이 다가 가고 별이 무게 제한이 있다는 생각에 가장 강한 기반을 제공합니다. 별이 얼마나 큰지 알면 우주가 별을 만드는 방법에 대한 중요한 단서가 될 수 있습니다. 거대한 별은 우주의“발동기와 흔들림”입니다. 그들은 우주에서 많은 무거운 원소를 제조하는데, 이것은 새로운 별과 행성의 빌딩 블록입니다. 무거운 별은 또한 방사선으로 은하에 범람하는 타이타닉 감마선 폭발의 근원 일 수 있습니다.
천문학자인 도널드 F (Donald F.) 메릴랜드 볼티모어에있는 우주 망원경 과학 연구소 (Space Telescope Science Institute, Md.) 우리는 우리 은하에서 가장 거대한 클러스터 중 하나를보고 별이 얼마나 크게 형성 될 수 있는지에 대한 급격한 컷오프가 있음을 발견했습니다.
“표준 이론은 130 ~ 1,000 개의 태양 질량을 가진 아치 클러스터에서 20 ~ 30 개의 별을 예측합니다. 그러나 우리는 아무것도 찾지 못했습니다. 그들이 형성 되었다면 우리는 그들을 보았을 것입니다. 예측이 하나 또는 두 개의 별에 불과하고 우리가 아무것도 보지 못했다면 결과가 통계적 오류로 인한 것일 수 있다고 주장 할 수 있습니다.”
Figer는 자신의 결과를 테스트하기 위해 다른 스타 클러스터의 상한을 결정하기 위해 후속 연구를 추구하고 있습니다. 그의 발견은 우리 은하에있는 작은 질량의 성단에 대한 통계 연구와 우리 은하 이웃 인 Large Magellanic Cloud에서 R136으로 알려진 거대한 성단에 대한 관측과 일치합니다. 이 클러스터에서 천문학 자들은 별이 150 태양 질량보다 크지 않다는 것을 발견했습니다.
천문학 자들은 별이 서로 붙잡고 떨어져 날아 가기 전에 별이 얼마나 큰지를 알 수 없었습니다. 기술의 발전에도 불구하고 천문학 자들은 별의 질량 상한을 결정하기 위해 별 형성 과정의 세부 사항에 대해 충분히 알지 못합니다. 결과적으로 이론은 별이 태양보다 100 ~ 1,000 배 더 클 수 있다고 예측했습니다. 별의 무게 제한을 예측하는 것이 더 쉬워졌습니다. 태양 질량의 10 분의 1 미만의 물체는 핵 핵융합을 유지하고 별처럼 빛나기에 충분하지 않습니다.
이 발견은 너무 까다로워서 Figer는 Hubble 데이터에 대해 7 년 동안 수수께끼를 썼습니다. 결과는 Nature 지 3 월 10 일자에 실렸다.
"특별한 주장이 특별한 증거를 요구한다는 것을 알면서 나는 결과가 왜 틀릴 수 있는지 알아 내려고 오랫동안 머리를 긁었다."
피거는 허블의 근적외선 카메라와 다중 물체 분광기를 사용하여 태양 질량이 6 ~ 130 개인 수백 개의 별을 연구했습니다. (피거는 130 태양 질량보다 큰 별을 찾지 못했지만, 보수적으로 150 태양 질량으로 상한을 설정했습니다.) 아치 클러스터는 약 2 ~ 250 만 년 된 젊은이이며, 25,000 광년 떨어져 있습니다. 은하의 중심, 거대한 별 형성의 온상. 이 거칠고 회전하는 지역에서 거대한 가스 구름이 충돌하여 거대한 별을 형성합니다.
허블의 적외선 카메라는 우리 은하의 먼지가 많은 코어를 관통하고 선명한 이미지를 생성하여 망원경으로 단단히 묶인 클러스터에서 개별 별을 볼 수 있기 때문에 아치를 분석하는 데 적합합니다. Figer는 성단의 나이와 개별 별의 밝기를 측정하여 별의 질량을 추정했습니다. 또한 마드리드에있는 Instituto de Estructura de la Materia의 Francisco Najarro와 공동 작업하여 클러스터 별의 질량, 화학적 풍부 성 및 연령을 확인하기위한 세부 모델을 제작했습니다.
클러스터는 천문학 자들이 질량 상한을 식별하기 위해 클러스터를 사용하기위한 긴 요구 사항 목록을 충족해야합니다. 성단은 상한을 탐사하기에 충분히 큰 별을 생성하기에 약 10,000 태양 질량으로 충분히 무거워 야합니다. 클러스터는 너무 어리거나 오래 될 수 없습니다. 이전 클러스터를 선택 하시겠습니까? 250 만 년 이상? 거대한 젊은 별들이 이미 초신성으로 폭발했다는 것을 의미합니다. 아주 어린 클러스터에서? 200 만년 미만? 많은 별들이 여전히 산먼 먼지 구름에 둘러싸여 있으며 천문학 자들은 그것을 볼 수 없습니다.
또 다른 중요한 요소는 클러스터와 지구의 거리입니다. 천문학 자들은 별의 질량을 추정하는 데 사용되는 핵심 성분 인 별의 밝기를 안정적으로 추정하기 위해 클러스터의 거리를 알아야합니다. 또한 별은 개별 별을 볼 수있을 정도로 가까이 있어야합니다. 피커 스는 아치 클러스터는이 모든 요구 조건을 충족시키는 은하계의 유일한 클러스터라고 말했다.
아치는 은하계의 거의 모든 다른 별 무리보다 빛납니다. 태양과 같은 10,000 개 이상의 별에 해당하는 질량을 가진 몬스터 클러스터는 우리 은하계에 흩어져있는 오리온 클러스터와 같은 전형적인 젊은 스타 클러스터보다 10 배 무겁습니다. 우리 은하계가 별들로 뒤섞여 있다면, 100,000 광이 넘는 별이 우리 태양과 가장 가까운 이웃 인 별 알파 센타 우리 사이에 4.3 광년 떨어져있는 공간을 채울 것입니다. 천문학 자들은 은하계의 천만개 별 중 하나만이 아치 클러스터의 별만큼 밝다고 추정합니다. 최소한 12 개의 성단의 별은 우리 태양 질량의 약 100 배입니다.
Figer는 상한이 150 태양 질량보다 큰 별의 존재를 배제하지 않는다고 경고합니다. 그러한 무거운 별들은 존재한다면 또 다른 거대한 별과 합쳐서 무게를 늘릴 수있었습니다. 예를 들어, 은하계 허브 근처에있는 젊은 권총 별은 태양보다 150 ~ 250 배 더 무겁습니다. 그러나이 거대한 별은 오래된 별들이 사는 동네에 있기 때문에 제자리에없는 것 같습니다. 피거는이 명백한 역설을 설명하는 한 가지 방법은 권총이 두 별의 합병으로 형성된“다시 태어난”별이 될 수 있다고 말했다. 그의 설명은 단순한 이론이 아니다. 천문학 자들은 고대 구형 별 무리에서 다른 별들과의 합병을 통해 다시 태어난 오래된 별들을 발견했습니다.
권총은 또한 하나의 거대한별로 가장 한 이중 별 시스템의 일부일 수 있습니다. 이 두 별은 허블 망원경으로도 해결할 수 없기 때문에 가려지지 않았습니다.
천문학 자들도주의하는 이중 별 시스템은 아치 클러스터에서 가장 거대한 별 중 일부를 구성 할 수 있습니다. 이것은 아치의 상한이 150 태양 질량보다 낮을 수 있지만 더 높지는 않다는 것을 의미합니다.
Figer의 다음 단계는 체중 제한을 테스트하기 위해 더 많은 클러스터를 찾아내는 것입니다. Spitzer Space Telescope를 포함한 여러 망원경이 우리 은하수에서 새로운 성단을 찾고 있습니다. 지난 2 년 동안 우리 은하에 알려진 클러스터의 수는 수백 개에서 500 개로 두 배로 증가했다고 피거는 말했다. 새로 발견 된 많은 클러스터는 Two Micron All Sky Survey (2MASS) 카탈로그에 정리되어 있습니다. Figer는 이미 새로 발견 된 클러스터 중 약 130 개를 연구 할 수있는 후보로 확인했습니다. NASA는 그에게 은하수에서 가장 거대한 별을 찾는 데 도움이 될 5 년간의 장기 우주 천체 물리학상을 수여함으로써 Figer의 중요한 작업을 인정했습니다.
원본 출처 : 허블 뉴스 릴리스
