InterStellar Medium
줄여서는 주로 ISM이라고 표시한다. 영화 인터스텔라와는 이름 비슷한거 빼곤 아무런 관련이 없다.
Interstellar라고 하면 항성과 항성 사이, 즉 우주 공간을 이야기 하는 것이고, Medium은 질량이 있는 물질을 뜻하니까 사실 포괄적으로 보면 지금 글을 보고 있는 위키러조차도 ISM에 속한다. (...)
목차
1 정체(?)
일반인의 인식에는 성간 물질이라고 하면 뭔가 신비로운 느낌의 단어로 들리는 것 같다. 실제로 사진 찍어놓은 것을 보면 예쁘긴 하다.
천문학자에게는 굉장히 해로운 물질이다. 특히, 전공 분야가 성간 물질이 아니라면. 실제로 이 성간 물질들이 천문학 연구에 굉장히 도움을 주면서도 짜증나는 존재이다.
이득을 주는 경우 : 항성 성분 연구, 적색 편이 관측, 은하 회전 속도 측정[1]
손해를 주는 경우 : 전파를 제외한 전자기파를 이용하는 거의 모든[2] 천문학 영역
우주 거대 구조를 연구한다거나 은하 구조를 연구하는 데 방해가 되는 것 또한 이 성간 물질이다. 어찌 보면 천문학에서 가장 독한 적이자 아군.
2 종류
성분이나 온도, 운동 상태에 따라서 종류를 나눈다.
크기에 따라서는 티끌(Dust), 가스로 나눈다.
2.1 성간티끌
천문학의 발전을 저지하는 대우주의 태클 (...)
티끌이라는 이름에 걸맞게 분자로 구성되어 있으며, 그 크기도 장난이 아닌데, 실제로 가시광 영역의 관측을 방해하는 놈은 거의 이놈이다. 밀도가 조금만 높아져도 거의 100%에 이르는 소광효과를 보여주기 때문에 이게 있는 지역은 관측 자체가 불가능하다. 물론 우주가 넓다보니 안 보이는 방향이라고 좌절하고 관둘 일은 없지만 뭔가 분하다. 그래도 조금 다행인 점은 소광하는 파장이 정해져있어 다른걸로 관측하면 된다.
주로 얼음이나 규산염, 흑연 등으로 이루어져있다. 간단히 말하면 얼음 + 모래다.
2.1.1 암흑성운
성간티끌이 매우 높은 밀도로 뭉쳐있으면 발생하는 일종의 우주 구름이다. 보통 은하의 나선팔 부분에 많이 존재하며, 우리 은하의 경우엔 그 양도 굉장히 풍부한 편이다. 그야말로 암흑성운이다보니 이게 있다면 그 방향으로 관측은 불가능하다.
다만 이 암흑성운은 굉장히 디테일이 살아있는 편이라 눈요기에 굉장히 좋다. 대표적인 암흑성운은 오리온 자리의 말머리 성운, 수리 성운의 창조의 기둥.
물질들의 밀도가 굉장히 높기 때문에 별이 많이 태어나는 곳이기도 하다.
2.1.2 반사성운
암흑성운과는 달리 빛을 모조리 흡수하지는 않고 산란을 시키는 성운이다. 흔히 푸른색으로 빛이 나는 성운인 경우가 많은데, 붉은색을 띄는 경우도 있다.
가장 유명한 반사성운으로는 플레이아데스 성단을 감싸고 있는 플레이아데스 성운.
는 질리니까 들고온 NGC 1435.[3]
2.2 성간가스
가스다보니 밀도 면에서는 상대적으로 적지만 총량으로 치면 성간먼지보다 100배 정도 더 많은 질량을 차지한다.
주로 거의 70%를 차지하는 대부분이 수소 원자, 수소 이온, 수소 분자로 이루어져있고[4], 나머지 30% 정도를 헬륨이 차지한다. 그 이후로는 굉장히 적은 양을 차지한다.[5]
그나마 우주에 풍부하다고 하는 탄소조차도 1%조차 안 되니 수소가 얼마나 많은지 새삼 느낄 수 있다.
그렇기 때문에 관측하는 방법이 거의 수소에 의존하게 된다. 가장 대중적인 방법으로는 H-α 선[6]을 관측하는 방법과 21cm 파[7]를 관측하는 방법.
2.2.1 H Ⅱ 영역
H Ⅱ region
수소가 전자를 잃은 이온 상태. 즉, 양성자들이 있는 영역이다. 특히 별 주변에 분포하는데, 별의 에너지를 받다보니 전자가 몽땅 날아가버린 상태로 수소가 존재하는 영역이다. 발광성운이기도 하다.
붉은색의 빛을 내뿜기 때문에 구분하기도 쉽다.
http://www.astronomersdoitinthedark.com/images/product/images/M42-1260-East-450D-NoFilt-2002011-12-27-63x15-59x30-56x180-repro---Final.jpg?width=500
가장 대표적인 발광성운인 오리온 대성운이다. 육안으로도 보일 정도로 밝고 거대한 것이 특징으로 겨울철 날 좋은 날에 오리온 자리 칼집 끝에서 새빨갛게 빛난다. 도심에서는 희미하게 보여서 회색 혹은 노란색으로 빛나는데 봤을때 저게 맞는지 굉장히 모호하다는 것이 또 하나의 재미. (...)
2.3 성간분자
티끌이랑 비슷해보여도 조금 다른데, 성간티끌이 가시광에서 발견되는 반면 이쪽은 주로 자외선, 가시광은 물론 전파 영역에서 발견 된다.
종류로는 CH (메틸리딘) CN (시아나/시아노겐) 일산화탄소 등의 분자들이다.
OH라거나 CS 등의 간단한 분자는 물론이고 암모니아, 시안산(시안화 수소), 포름산, 알코올 등의 꽤나 무거운 분자들도 제법 많이 발견 된다.
이 제법이라는 말이 꽤 애매하긴 한데, 대충 어느정도냐면 에탄올이 발견 되는 성운의 에탄올을 모조리 가져다가 지구를 덮어버릴 정도의 술을 만들 수도 있다... 물론 우주의 크기에 비하면 한 없이 적은 양이긴 하다. 어디까지나 우주의 크기에 비해서는...
2.4 행성상성운
항성의 흔적인 행성상성운 역시 성간 물질에 포함 된다.
2.5 초신성 잔해
Supernava Remnants
초신성이 터지고 남은 잔해로 굉장히 큰 질량의 별이 터진 흔적이기 때문에 그 양도 엄청나고 성분은 몹시 이질적이다. 이 입자들의 속도는 굉장히 빠르기 때문에 지나가는 방향에 있는 입자들을 모조리 때리면서 (!!) 지나가는데, 그 과정에서 다수의 별이 생긴다.
초신성 잔해 중에선 가장 유명한 게 성운인데, 그 전파 속도가 워낙 빠르다보니 현재는 꽤 많이 변해있다.
2.6 그 외
코로나 역시 성간 물질이다. 일종의 고에너지 입자 취급이기 때문에 H Ⅱ 영역과 비슷한 면이 있다.
암흑 물질 역시 성간 물질이긴 한데...