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자기장이 버티고 있는 창조의 기둥 2018-06-25

허블우주망원경이 촬영한 가장 신비로운 사진 중 하나는 독수리 성운으로 알려진 M16의 모습이다.  한국천문연구원(원장: 이형목) 연구진이 포함된 국제연구팀은 이 성운의 독특한 기둥 모양이 자기장에 의해 유지된다는 연구결과를 최근 발표하였다.


□ 별들은 낮은 온도와 높은 밀도 때문에 대부분의 가스가 분자 형태로 존재하는 분자운에서 중력수축으로 만들어진다. 하지만 분자운 속의 대부분의 가스와 먼지는 별을 만드는 데 사용되지 않는다. 이는 중력수축을 방해하는 작용이 있음을 암시한다. 분자운에서 관측되는 난류와 자기장이 수축을 방해하는 것으로 생각하고 있으나, 관측이 어려워 자기장이 어느 정도 영향을 미치는지 파악하지 못하고 있다.


 별 탄생 영역의 자기장은 먼지로부터 나오는 열복사 관측을 통해 연구할 수 있다. 길쭉한 먼지알갱이들은 자기장 속에서 일정한 방향으로 정렬되고 자기장 방향에 수직으로 편광된 전파를 방출한다. 이런 원리를 바탕으로, 밀리미터 또는 서브밀리미터 파장의 전파관측으로 편광 현상을 관측하면 자기장 방향을 추정할 수 있다. 

  

  ○ 연구진은 별 탄생 영역에서 자기장의 역할을 연구하기 위해 M16을 포함한 수십 개의 별 탄생 영역에 대해 850 μm(마이크로미터) 전파관측 연구를 진행 중이다.


□ 지구로부터 약 7000광년 떨어진 M16에는 별이 탄생하고 있는 속칭‘창조의 기둥(Pillars of Creation)’이 속해있다. 연구진은 전파관측을 통해 ‘창조의 기둥’ 내 자기장을 연구해 자기장의 방향이 기둥에 나란하며 그 세기가 기둥의 구조를 유지할 수 있을 정도로 강하다는 것을 처음으로 밝혔다. 이런 자기장이 없었다면 기둥을 둘러싸고 있는 플라즈마의 압력에 의해 그 구조가 파괴되어 기둥대신 올챙이 모양이나 구형으로 변했을 것이다.


 연구진이 참여하고 있는 국제 프로젝트 BISTRO (B-Fields in Star-Forming Region Observations)는 JCMT*의 대규모 과제 중 하나로 별 탄생 영역에서 자기장의 역할을 연구한다. 전 세계 120여 명의 연구진 중 한국에서는 28 명의 천문학자가 참여하고 있으며 한국의 연구책임자는 한국천문연구원 권우진 박사다.

    * James Clerk Maxwell Telescope (JCMT)는 하와이 마우나케아에 있는 지름 15 m의 서브마이크로미터 전파망원경이다. 서브마이크로미터를 관측하는 단일 전파망원경으로서는 세계에서 제일 큰 규모로, 우리나라를 비롯해 대만, 일본, 중국, 베트남으로 이루어진 동아시아천문대(East Asian Observatory, EAO)가 운영하고 있다.


 권 박사는“별 탄생에서의 자기장 역할은 수십 년간 논란이 되고 있는 난제이며, 이번 연구는 독수리성운의 별 탄생 기둥이 자기장에 의해 그 구조가 유지된다는 것을 처음으로 밝혔다”며, “BISTRO 과제에 참여하고 있는 한국 연구자들은 다른 별 탄생 영역의 자기장 형태와 세기를 연구하고 있어 다양하고 흥미로운 연구결과들이 계속 이어질 것”이라 말했다.


  해당 연구 논문은 ‘The Astrophysical Journal Letters’ 6월 10일 자에 게재되었다.(보도자료 끝. 참고자료 있음.)


독수리성운 자기장 표시

[그림 1] M16 독수리 성운에 있는 별 탄생 기둥. 기둥 내의 자기장을 최초로 관측하여 자기장이 기둥의 구조를 지탱하고 있음을 밝혔다. 허블우주망원경 이미지에 자기장 방향이 짧은 선으로 표시되어 있으며, 오른쪽 밑의 원은 전파관측의 해상도를 나타낸다.




[참고 1]  연구팀 및 논문

○ 연구팀

- 권우진 (한국천문연구원, 과학기술연합대학원대학교): 한국 연구책임자

- Kate Pattle (영국 센트럴랭커셔대학교, 대만 국립칭화대학교)

- Derek Ward-Thompson (영국 센트럴랭커셔대학교): 프로젝트 총 책임자 겸 영국 연구책임자

- Tetsuo Hasegawa (일본 국립천문대): 일본 연구책임자

- Pierre Bastien (캐나다 몬트리올대학교): 캐나다 연구책임자

- Shih-Ping Lai (대만 국립칭화대학교): 대만 연구책임자

- Keping Qiu (중국 난징대학교): 중국 연구책임자

- Ray Furuya (일본 도쿠시마대학교)

- David Berry (동아시아천문대)


○ 논문 

- 게재지 : The Astrophysical Journal Letters 6월호 

- 제목 : First Observations of the Magnetic Field inside the Pillars of Creation: Results from the BISTRO Survey

- 저자 : Kate Pattle, Derek Ward-Thompson, Tetsuo Hasegawa, Pierre Bastien, Woojin Kwon, Shih-Ping Lai, Keping Qiu, Ray Furuya, David Berry, and The JCMT BISTRO Survey Team

- 게재일자 : 2018년 6월 10일

- 논문 링크 : http://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aac771

 

JCMT

[그림 2] 하와이 마우나케아에 있는 서브밀리미터 전파망원경인 JCMT

 


[문의]

전파천문본부 권우진 (☎ 042-865-3267)

대국민홍보팀 이서구 (☎ 042-865-2005)

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