HD1

세페우스자리의 항성에 대한 내용은 HD 1 문서 참고하십시오.

HD1 은하

관측 정보
위치	적경	10h 01m 51.31s
	적위	+02° 32’ 50.0”
	별자리	육분의자리
물리적 성질
형태		Lyman-break 은하[1]
거리(추정치)		33,384,682,000 광년 10,240,700,000 파섹 (광행거리) 13,470,000,000 광년 (광행거리) 4,131,900,000 파섹
적색편이량(추정치)		z = 13.27
명칭
HD1

1. 개요2. 발견3. 특징4. 향후 관측5. 관련 문서

1. 개요

HD1 은하는 육분의자리에서 발견된 고적색편이 은하이다.

2. 발견

도쿄대 소속 천문학자팀이 칠레의 팔로마 천문대에 있는 VISTA 망원경을 통해 육분의자리에서 이 희미한 은하를 발견하였고 추가적으로 스바루 망원경, 스피처 우주 망원경, 영국 적외선 망원경으로 약 1,200시간을 추가 관측하여 데이터를 확보 분석한 뒤 같이 발견한 또 다른 고 적색편이 은하 HD2[2]와 같이 2022년 4월 7일 '천체물리학 저널'과 '영국 왕립천문학회 서신 월보(MNRAS)'에 보고되었다.

3. 특징

지금까지 발견되어 분광학적으로 최종 검증을 완료한 은하들 중 가장 멀리 떨어진 은하라는 타이틀을 가지고 있었다.[3] 적색편이 는 z = 13.27로 역산을 해보면 광행거리는 약 134억 7천만 광년으로 빅뱅 이후 약 3억 3천만년의 시기에 이 은하에서 나온 빛이 출발한 것으로 보인다. 현재 이 은하까지의 거리는 약 333.8억 광년이다.
자외선 영역에서 매우 밝은 천체로 일반적으로 이런 은하는 매우 빠른 속도로 별을 생성하고 있는 것으로 생각된다. 하지만 관측된 데이터에 기반하여 항성을 생성하고 있다고 하면 1년에 약 100개 이상의 항성을 생성한다는 결론이 나오게 되었다. 이 속도는 현재 은하계에서 가장 빠른 속도로 별을 생성하는 속도에 비해 약 10배정도 빠른 속도이다.
한 가지 생각해볼 수 있는건 이 은하에서 만들어지고 있는 별들은 현대 은하와는 다르다는 점이다. 오늘 날의 별들은 1세대 별들이 남기고 간 물질을 기반으로 생성된다. 하지만 빅뱅이후 약 3억 년 정도의 시간대에선 이런 무거운 원소가 존재하지 않는다. 단지 수소, 헬륨, 리튬, 베릴륨등으로 구성된 비교적 가벼운 가스만이 존재했다. 이 가벼운 가스들이 뭉쳐져 초기의 별들(종족 III 항성)이 탄생했다. 종족 III 항성은 현대의 별들에 비해 매우 무겁고 밝았기 때문에 자와선 방출량이 높지만 수명이 매우 짧아 관측이 쉽지 않다.[4]

하지만 종족 III 항성의 자외선 방출량으로만 설명이 가능 한 것은 아니다. 두번째 가설은 초대질량 블랙홀이다.
HD1 중심에 있을 것으로 추정되는 블랙홀의 질량은 태양 질량의 약 1.2억배 정도로 추정되고 있으며 만약 이 블랙홀에서 자외선이 극도로 많이 방출되고 있다면 블랙홀의 활동성이 매우 높으며(쉽게 말해 퀘이사라는 것이다.) 가장 오래된 블랙홀의 기록도 약 5억 년을 갈아치우게 된다. 블랙홀 가설이 확인 된다면 우리는 초기 우주에서 초대질량 블랙홀의 성장 과정을 확인할 수 있게 된다. 관측 전까지는 블랙홀의 성장에는 꽤 긴 시간이 걸릴 것으로 예상되었지만 초기 우주의 풍부한 자원을 바탕으로 급속도로 성장한다는 모델이 확인 된다면 매우 높은 질량을 가진 블랙홀의 성장 과정을 확인 할 수 있을 것이다.
HD1의 고 자외선은 블랙홀로 낙하하는 다량의 물질에서 나오는 고에너지의 광자로 추정해볼 수 있다.

4. 향후 관측

현재 거리 측정의 경우 신뢰도가 매우 높지만 JWST를 통하여 더 정확한 적색편이량과 거리를 측정하고, HD1의 자외선 방출량에 대한 의문을 풀어줄 수 있을 것이며 향후 HD1, HD2와 GN-z11보다 더 먼 거리의 천체들을 관측 할 수 있을 것으로 기대하고있다.

5. 관련 문서

[1] 원시 은하를 발견하고 분류하는 매커니즘중 하나로 파장의 길이가 912 [math(\text{\AA})]를 기준(라이먼 한계라고 한다. 이 파장보다 짧으면 자외선 영역으로 들어간다.)으로 고 적색편이 은하는 파장이 크게 증가하여 적외선의 형태로 파장이 길어져서 측정이 되기 때문에 파장의 길이와 라이먼 한계의 대입으로 적색편이량을 역산하는 방법이다. 이 방법을 사용 할 수 있는 근거는 초기 우주는 지금 보다 우주 자체의 크기가 작기에 물질의 밀도가 높아 별 형성 빈도가 매우 높기에 절대 밝기는 크기에 비해 매우 밝다는 것에서 찾을 수 있다. [2] HD2는 고래자리에 있으며 위치는 적경 02h 18m 52.44s, 적위 -05° 08’ 36.1”이다. 적색편이는 z = 12.3으로 측정되었다. [3] 지금은 JADES-GS-z14-0라는 원시 은하가 이 자리를 가져갔다. 적색편이는 z = 14.32 [4] 에렌델도 종족 III 항성일 것으로 추정되고 있으며 매우 높은 온도와 질량을 가지고 있다.