안드로메다 은하의 관측 역사

안드로메다은하(영어: Andromeda Galaxy)에 대해 여러분들은 많이 알고 있으신가요? 오늘은 우리은하로부터 가장 가까운 큰 은하(major galaxy)이며, 메시에 31(M31) 또는 NGC 224로 알려져 있기도 한 안드로메다은하에 대해 알아보겠습니다. 지구로부터 약 780킬로파섹 떨어져 있는 나선은하로 옛 문헌에서는 종종 안드로메다자리 대성운(Andromeda大星雲)으로 표현되었습니다. 은하의 명칭은 은하가 보이는 별자리, 즉 안드로메다자리의 명칭에서 유래되었습니다. 여기서 안드로메다자리는 그리스 신화의 안드로메다 공주의 이름에서 나온 별자리를 말합니다. 안드로메다 은하의 폭은 대략 22만 광년으로 추측하고 있습니다. 우리은하 및 삼각형자리 은하와 대략 44개의 작은 은하들을 포함하는 대단히 큰 은하입니다.

안드로메다은하의 발견

페르시아의 천문학자 압드 알라흐만 알수피는 964년경의 저서 항성에 관한 책에서 안드로메다은하를 기록하였습니다. 그는 별자리에 관해 안드로메다은하를 "작은 구름"으로 묘사하였습니다. 1612년 12월 15일 독일의 천문학자 시몬 마리우스가 망원경 관측을 기반으로 한 안드로메다은하에 대해 처음으로 기록하였습니다. 1785년, 천문학자 윌리엄 허셜은 M31의 중심 영역의 색상을 희미한 적색 빛깔로 기록하였습니다. 그는 잘못 예상한 부분이 한 가지 있었습니다. 색깔과 성운의 등급에 근거하여 시리우스의 거리의 2,000배 이상 멀지는 않을 것이라고 한 것입니다. 그리고 M31이 모든 "대성운" 중에서 가장 가까울 것이라고 추측했습니다.

1850년에 윌리엄 파슨스와 로제 3세 백작은 안드로메다은하의 나선 구조에 관해 처음으로 그림을 남기는 당시 대단한 업적을 남겼습니다. 1864년에 윌리엄 허긴스는 기체 성운과는 다른 M31의 스펙트럼을 관측하였습니다. M31의 스펙트럼은 흡수선들이 겹친 진동수에 따른 연속체를 보여줍니다. 연속체 속의 어두운 흡수선들은 천체의 화학적 조성을 발견하는 데 큰 도움을 주기도 했습니다. 또한 M31이 항성의 성질을 지니고 있음을 추측할 수 있는데, 이는 M31의 스펙트럼이 각별들의 스펙트럼과 매우 유사하기 때문입니다.

1885년에는 안드로메다자리 S로 알려진 M31에서 초신성 하나가 관측되었습니다. 안드로메다은하에서 관측된 최초 및 유일한 초신성으로 알려져 있습니다. 안드로메다자리 S가 초신성보다 덜 밝은 별개의 사건인 신성으로 여겨졌습니다. 안드로메다자리 S는 M31 근처의 천체로 간주하였기 때문입니다. 그래서 당시에는 "신성 1885"로 부르기도 했습니다. 현대에는 초신성의 명명법을 따라 SN 1885A라는 명칭으로 불립니다. 

 

섬 우주(island universe) 

1917년, 미국의 천문학자 히버 커티스는 M31에서 발생한 신성을 관측하게 됩니다. 그는 나선 성운들이 실제로 독립적인 은하라고 주장하는 "섬 우주"(island universe) 가설의 지지자가 되었던 이유가 이곳에 있습니다. 커티스는 11개의 신성을 더 발견하게 되고 이 신성들이 하늘 다른 곳에서 발생하는 신성들에 비해 평균적으로 10등급은 어둡다고 기록하였습니다. 이를 통해 커티스는 M31까지의 거리를 약 50만 광년(3.2×1010AU)으로 추산할 수 있었습니다.

1920년, 할로 섀플리와 커티스 사이에 우리은하와 나선 성운의 성질, 그리고 우주의 크기에 관해 주장이 갈렸습니다. 커티스는 안드로메다자리 대성운이 실제로 외부의 은하라는 주장을 펼쳤습니다. 이를 뒷받침하고자 안드로메다자리 대성운에서 상당한 도플러이동을 관측했습니다. 이후 우리은하의 티끌 성운과 유사한 어두운 띠의 존재를 발견하는 성과를 이루기도 했습니다.

1922년에는 에른스트 외픽은 측정된 별들의 속도를 이용하여 M31과의 거리를 추정하였습니다. 그래서 거리를 대략 45만 파섹(150만 광년)으로 추산하였고, 이는 우리은하 바깥 멀리 있음을 의미하기도 합니다. 에드윈 허블은 1925년에 이 극심한 논쟁을 결론지을 수 있었습니다. 바로 대성운의 사진에서 처음으로 은하 외부 세페이드 변광성을 발견하였기 때문입니다. 그의 측정은 안드로메다자리 대성운이 우리은하 내부에 있는 기체 및 별의 군집이 아니며, 우리은하로부터 상당한 거리에 위치한 별개의 은하임을 증명하였습니다. 2.5미터(100인치) 후커 망원경을 통해 촬영된 사진들을 통해 안드로메다자리 대성운까지의 거리를 측정한 것이었습니다. 1943년 발터 바데는 안드로메다은하의 중심 영역의 별들을 처음으로 관측하였습니다