힉슨 목록이란 무엇인가?

작성자
최윤호 (bellatrix)
작성일
2021-12-09 15:44
조회
199
아래와 같이 힉슨 목록을 관측 완료하여 링크를 소개한 적이 있는데 힉슨 목록이 무엇인가에 대하여 소개된 게시물을 찾아 보지 못했다. 먼저 목록 소개를 하고 관측기를 올렸어야 했는데 순서가 뒤바뀌고 말았다. 그래서 아래와 같이 힉슨 목록을 소개해 보고자 한다.


1982년 캐나다 천문학자 폴 힉슨 (Paul Hickson)에 의해 출간된 컴팩트하게 모여진 은하들에 대한 목록으로 팔로마 천문대 전 하늘 조사라는 프로젝트 (Palomar Observatory Sky Survey)의 결과물인 적색 사진 건판 (Red plate) 연구를 통해 100개의 작은 은하군 목록을 발표했다. 힉슨에 의해 정의된 컴팩트 은하군이라 함은 “작고 상대적으로 고립된 은하계이며, 일반적으로 서로 가까이 있는 4~5개의 은하로 이루어진 그룹” 이라고 한다. 이 정의는 너무 포괄적인 의미인데 힉슨은 그룹을 선택하기 위해 몇 가지 더 구체적인 기준을 아래와 같이 적용하였다. 한때 이 그룹들이 시선 방향에 우연히 겹쳐 조밀 보일뿐이라고 생각했는데 실제로 대부분의 그룹이 중력적으로 묶여 있다고 한다.

나의 의견 :

1) Palomar Observatory Sky Survey (이하 POSS) 라는 Project를 미국 캘리포니아주 Palomar 천문대에서 1950년대 처음 실시했는데 (POSS-I) 이것이 뭐냐면 48인치 슈미트카세그레인 망원경으로 실시한 전 하늘 사진 촬영 Project를 말한다. (일명 전천 초토화) 이 데이터를 바탕으로 전 세계 천문학자들이 많은 연구활동을 하게 되었다. 그리고 1980년대에 이 망원경을 다시 업그레이드 하여 두 번째 POSS를 실시하였다. (POSS-II) 본 Project를 통하여 수많은 천체가 발견되었고 목록화 되었다. 대표적인 것이 Abell galaxy cluster, Hickson compact galaxy 목록과 같은 은하 목록 그리고 Abell 행성상성운 목록 뿐만 아니라 Berkeley, Czenik과 같은 산개성단 목록들이 출간되었다. 특히 본 자료는 은하 형태학적 연구에 크게 기여하게 된다. 이후 1994년에는 디지털화 작업까지 완료되어 오늘날 인터넷 이미지를 뽑아 볼 수 있는 싸이트인 Skyview와 Sky-map.org 자료의 근간이 되었다.

2) 적색 사진 건판 (Red plate) 이라는 내용이 등장했는데 POSS-II 사진 촬영 시 푸른색 건판과 적색 건판을 사용하였는데 이 두가지의 노출 시간이 다르다. 푸른색은 20분, 적색은 40분을 적용하였다. 그렇기 때문에 어두운 대상은 적색 건판으로 연구하게 된 것이다. POSS-II에 대해 더 자세히 알고 싶으시다면 사항 아래 논문을 참조하기 바란다.


힉슨은 목록에 포함 시킬 각 그룹에 대해 동일한 표본 기준을 가지고 만들고자 했고 그 기준은 광도와 형태학적 유형이다. 그 조건의 아래와 같다.

1. 최소 4개 이상의 은하로 이루어진 은하 그룹이어야 한다.

2. 그룹에 포함된 은하들의 밝기 차가 3등급 미만이어야 한다.

3. 각 그룹에 포함된 은하의 전체 표면 평균 밝기가 1초각 당 26.0등급 보다 더 밝아야 한다.

  나의 의견 : 

  밝기 기준 등급이 굉장히 낮다. 그래서 힉슨 그룹 중 18등급대의 은하들로 구성된 HCG 50과 같은 극악의 대상이 포함 된 것이 이해가 된다.

4. 네 번째 조건이 까다롭고 이해가 쉽지 않다. Sky & Telescope 기재된 원본 내용은 아래와 같다.

He rejected any grouping where a non-member galaxy not more than 3 magnitudes fainter than the brightest member fell within three radii of the center of the smallest circle possible "drawn" around the entire group. In other words, the groups had to be sufficiently isolated from neighboring galaxies to be included in the catalog.

번역이 쉽지 않은데 위 1, 2번 내용과 조합하여 의역 해보면 4개 이상의 은하가 포함된 은하 그룹이 있는데 그 중 하나는 2번 조건에 부합하지 못하는 가장 밝은 은하보다 3등급 이상 차이 나게 어두운 은하이다. 이 은하 제외 나머지 은하들을 포함한 가능한 가장 작은 원으로 그리고 그 반경의 세배 되는 거리 이내에 이 3등급 이상 차이 나는 은하가 포함되어 있다면 이 은하를 포함한 전체가 힉슨 그룹으로 선정되지 못하는 것이다. 만일 이 은하가 반경의 세배 이상 떨어진 위치에 있다면 이것 제외 은하들이 힉슨 그룹으로 선정 될 수 있는 것이다. 따라서 4번 내용은 힉슨 은하 그룹이 다른 은하들 보다 얼마나 고립되어 있나를 설명하는 것이다.

최대한 의역해 보았는데 맞는지 모르겠다. 맞다 치고, 나름 쉽게 설명해 보자면, 10, 11, 12, 12, 14등급 이렇게 다섯 은하가 10분 이내에 몰려 있다고 보자. 14등급 은하 제외 나머지 네 은하가 7분 이내에 몰려 있다고 하면 반경의 세배이므로 10.5분 크기의 원을 그릴 수 있겠고 10.5분 안에 이 14등급 은하가 포함되었기에 이 은하 그룹은 이 14등급 은하 때문에 힉슨 그룹으로 선정되지 못하는 것이다. 만일 이 14등급 은하가 10분을 벗어난 11분 위치에 있다면 이것 제외 나머지 네 은하가 힉슨 그룹으로 선정될 수 있게 되는 것이다.

나의 의견 :

1) 그룹 내 은하들은 3등급 이상 등급 차이가 나면 안되는데 실제 Skaysafari 데이터를 보면 차이 나는 그룹들이 있었다. Ex. HCG 10, 22

2) 위 정의에서 한 가지 아쉬운 점은 Compact group이라고 정의되는 최대 범위가 나와 있지 않다는 것이다. 그래서 추정해 볼 수 밖에 없는데 가장 범위가 넓은 힉슨 그룹이 무엇인지를 알아 보는 것이다. 확인한 바 HCG 44가 약 15분으로 가장 넓었다. 사진 건판 상 전 하늘 대비 좁게 모여 있는 건 맞지만 아이피스 시야에서는 제법 성기에 모여 있어 Compact라는 말이 조금 무색해 진다. 아래 두 사진은 가장 넓은 HCG 44와 가장 좁은 것 중 하나인 HCG 55이다. HCG 55는 1분 범위에 다섯 은하가 애벌레 기어가는 모습으로 모여 있다. 아래 사진은 동일한 0.5도 시야를 보여 준다.

HCG 44


HCG 55


사진 출처 : Sky-map.org 캡춰

힉슨 목록에 속한 90% 이상 은하들은 13등급 이하의 매우 어두운 것들이다. 그래서 은하 목록 관측의 거의 끝판왕이라 볼 수 있다. 나도 20인치로 힘겹게 완주하였고 HCG 50과 같이 실패한 대상도 있다. 그러나 별칭이 붙은 유명한 대상들도 있으며 HCG 44, 68 같이 별칭이 없어도 화려한 대상도 있다. 아래에 소개된 대상들은 15인치 급으로도 충분히 도전 할 수 있는 Showpiece 들이라고 생각하며 여러분들도 도전해 보길 바란다. 관측기도 함께 소개해 본다.

HCG 7


HCG 10


HCG 16


HCG 44


HCG 57 (Copeland's Septet)


HCG 61 (The box)


HCG 68


HCG 79 (Seyfert's Sextet)


HCG 90


HCG 92 (Stephan's Quintet)


 
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