[지구과학] 성단과 초신성의 주계열 맞추기에 의한 거리 구하기

 

 

오늘 한 것은 표준으로 제시된 그래프에 관측 자료(물론 과거의, 잘 알려진 자료들)를 겹쳐서 그래프를 일치시키고, 성단의 경우 그것을 바탕으로 성단까지의 거리와 전환점을 찾고, 초신성의 경우 초신성까지의 거리를 찾는 활동이다. 일단 이들 활동은 거리를 구하는 데에 목적이 있기 때문에, 멀리 있는 천체를 관측하여 결과를 얻는 것이 더욱 의미있다고 한다.

 

성단의 H-R도를 주계열선에 맞추어 보는 작업.

 

잘 안 맞는 것도 많으므로;; 가장 적합하다고 생각하는 위치에 일치시키면 그 쪽은 주계열이 되고, 그 선에서 벗어나는 것들은 거성이나... 다른 별들도 인식하면 된다. 예를 들면 위의 그래프에서 빨간 선 위에 산재한 별들은 거성이다. 그리고 절대등급을 기준으로 전환점, 즉 주계열이 거성 단계로 바뀌는 지점을 표시하여 기록하면, 여러 성단들의 상대연령을 비교할 수 있다. 전환점이 밑에 위치할수록 늙은 성단이므로, 전환점의 M값이 작은 성단일수록 젊은 성단이다. 그리고 위 그래프에서 M과 m의 간격은 일정하므로, 그래프 피팅을 마친 후에 아무 곳에나 수평선을 그어 그 선이 만나는 지점의 M값과 m값을 오른쪽 아래의 칸에 대입하면 성단까지의 거리를 구할 수 있다.

 

 

위는 플레이아데스 성단인데, 잘 피팅된다. 대신 전환점이 잘 나타나지 않는데, 대충 위쪽에서 꺾이는 듯이 보이는 부분을 전환점이라고 생각하면 된다.

 

초신성 피팅 역시 같은 방법으로 가능한데, 초신성의 경우 평소 밝기와 피크의 밝기를 비교하여 거리를 구하는 것이 원리이다. 초신성의 폭발에 의한 광량의 급격한 변화는 보통 50일 이하이므로, 제대로 측정하기 위해서는 적어도 10일 이내의 간격으로 찍은 사진 두 세장을 가지고 그 별이 초신성인지 아닌지를 판단하여 빠른 측정을 해야 한다. 만약 피크를 놓칠 경우 피크를 지나는 곡선이 나오지 않고, 그래프의 미분계수가 감소하다가 급격히 증가하는 감소함수 모양의 그래프가 나온다.

 

이번 활동을 통해 구한 결과이다.

HR Diagram Star Cluster Fitting Explorer
cluster	turning point(M기준)	distance(pc)	나이 순서	거리 순서(가까운 순서)
chi Persei	2.5	603	4	5
h Persei	2.5	380	5	4
Praesepe	1.8	166	6	3
NGC 3293	0.5	759	2	7
Messier 67	3.5	724	3	6
NGC 188	4.4	1320	1	8
Hyades	1.4	41.7	8	1
Pleiades	-2.6	132	7	2
Supernova Light Cuve Fitting Explorer
supernova	distance(Mpc)	거리 순서(가까운 순서)
1993J	10.5	2
1994Y	21.9	3
1994I	41.7	8
1987A	0.3	1
1995D	41.7	8
1999aa	72.4	10
1994ae	33.1	7
1998bu	22.9	4
1999dq	72.4	10
1998aq	25.1	5
1990N	28.8	6
1999ee	75.9	12

 

간단한 활동이고, 측정에는 개개인의 차이가 있으니, 위의 정보가 올바른 것은 아니다.

그저 나의 눈대중과 데이터에 의한 피팅일 뿐;;

 

 

 

[관련 사이트]

성단 : http://astro.unl.edu/naap/distance/animations/clusterFittingExplorer.html

초신성 : http://astro.unl.edu/naap/distance/animations/snCurveExplorer.html