일반지구과학 및 실습

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일반지구과학 및 실습 II

8 주 차 다 양 한 별 들

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3. 성단

성단 내에서 일어나는 상호작용도 별들

세계에 큰 영향을

미칩니다

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• 많은 별들이 성단이라 불리는 집단으로 모여있다

• 은하들에서 아주 흔히

존재하고 다양한 크기로 나타난다

성 단

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1 . 산 개 성 단

4

• 100 – 1000개의 별들이 모인 집단

• 같은 분자운에서 동시에 탄생한 별들이 모여있다

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NGC4755

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• 성단에 있는 모든 별들은 동시에 탄생

• 이들의 나이가 같다

• HR도에서 특이한 모습을 보인다

• 가장 질량이 큰 별들이 나이가 들면서 제일 먼저 죽어가면서 HR의 주계열

윗쪽에서부터 떠나게 된다

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성 단 의 H R 도

7

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플 레 이 아 데 스 성 단 의 H R 도

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• 젊은 산개성단

• 적색거성들이 하나도 없다

• 직선의 주계열에 놓인 별들만 있다

• 아주 밝은 별들이 막 굽어지면서 주계열을 떠나려 하고 있다

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2 . 구 상 성 단

9

• 우리 은하가 형성되었던 초기에 거대분자운에서 아주 큰 구상성단이

형성되었다

• 각 성단은 10,000개 이상의 별을 보유하고 있다

• 큰 성단은 백만개의

별도 보유하기도 한다

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4 7 Tu c

10

• 구상성단

• 크기: 수 파아색까지 펼쳐짐

• 중심에 별 밀도가 아주 높다

• 큐빅 파아세크당 백만개의 별

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M 3

11

• 늙은 구상성단

• 태양보다 더 무거운 주계열별은 없다

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3 . 성 단 에 서 방 출 하 는 엑 스 선

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• Uhuru 엑스선 망원경은 구상성단내에서 6개의 엑스선원을 발견

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13

• 엑스선원은 우리은하에 있는 엑스선쌍성과 아주 비슷하다

• 하지만 더 흔하게 존재

• 구상성단의 구성원

• 은하내 별들의 0.1%

• 운허냐 액스선 쌍성의 ~10%

• 왜 쌍성들이 구상성단에서 아주 흔하게 존재하는가?

• 쌍성들은 구상성단에서

조석포획현상

^{으로 형성된다}

• 2개의 별들이 서로 서로 만난 후 서로를 중심으로 공전을 하려면 아주 근접 접하면서 아주 가깝게 스쳐지나가야 한다

• 구상성단에서 밀도가 가장 높은 곳에서만 별들이 충분히 가까워지게 된다

• 조석포획현상으로 쌍성생성이 가능하게 된다

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M 1 5

14

• 엑스선쌍성은 별들이

밀집한 성단에서만 관측

• 조석포획에서

형성되었을때 예측되는 현상

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구 상 성 단 4 7 Tu c a n a e

15

• 1987년에 구상성단에 있는 펄서를 찾기 시작

• 144개의 펄서 발견

• 47 Tucanae에서 23개가 발견

• Terzan 5에서 34개 발견

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16

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• 밀리세컨드 펄서는 재활용된 펄서이다

밀 리 세 컨 드 펄 서 형 성 과 정

쌍성계에서 시작한다

한 별이 초신성 폭발을 한다, 그리고 다른 한 별이 진화를 해서 중성자별을 남긴다

물질모임이 끝나면 아주 빠른 펄서가 탄생하는데, 동반별은 중성자별이나 백색왜성이 된다

두번째 별이 물질을 중성자별에 흐르게 한다. 중성자별은 물질을 모으고 각운동량을 모으면서 중성자별의 자전이 빨라진다: X-선 쌍성

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18

• 너무 많은 펄서들이 존재하고 있다!

• 밀도가 충분하지 않은 성단에서도 발견된다

• 중성자별과 쌍성사이의 상호작용에서 형성되었음이 분명하다 (중성자별과 쌍성이 조우)

• 몇가지 가능한 경우들:

• Fly-by : 아무일도 일어나지 않는다

• Merger(합병) : 두 별이 충돌한다

• Exchange (상호교환): 두 별이 위치를 바꾼다

문 제 점

중성자별과 쌍성의 조우는 추적하기 어렵다!

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• 찬드라 위성으로 관측한 엑스선원의 다수가 이런 만남에 의한 조력상호작용을 형성된 쌍성들이다

찬 드 라 의 엑 스 선 원 관 측

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• 구상성단에서 발견되는 청색낙오성들도 별들의 조우로 형성되었다

• 전향점에서의 질량보다 더 젊은 주계열위치에 놓여있다

청 색 낙 오 성

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청 색 낙 오 성

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• 두 별의 합병으로 형성되었을 것

• 결과적으로 더 질량이 크고 더 온도가 높아서 청색으로 보이게 된다

• 성단에서 별들이 합병하는데는 여러가지 방법이 있다

N G C 6 3 9 7 에 놓 인 청 색 낙 오 성

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충돌

회전, 합병

질량이 큰 별로 재 탄생

충돌모델 느린합체모델

적색 거성

청색낙오성

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• 이런 쌍성의 상호작용은 구상성단이 블랙홀로 폭축하는 것을 저지해주고 있다