M3

요약 약 50만 개의 별이 구형으로 모여 있는 구상성단으로, 우리은하에 있는 200여개의 구상성단 중에서 비교적 밝고 큰 천체이다. 샤를 메시에(Charles Messier)가 1764년에 처음 발견하였다.

샤를 메시에(Charles Messier)가 1764년에 처음 발견하였다. 메시에의 목록 중 M1와 M2는 우연한 발견에 기인했다면 M3은 메시에가 본격적으로 혜성을 닮은 천체를 찾는 작업의 시작을 알리는 신호탄격 천체이기도 하다. M3가 별들의 모임인 성단으로 알려지기 시작한 것은 1784년 윌리엄 허셀(William Herschel)에 의해서이다.

M3 구상성단은 약 50만개의 별이 구형으로 모여 있으며, 우리은하에 있는 200여개의 구상성단 중에서 비교적 밝고 큰 천체이다. 이 성단의 겉보기 크기는 18'(180광년)이지만 중력이 미치는 범위는 약 76'(760광년)정도 이다. 이 구상성단의 절대등급은 약 -8.93이며 태양보다 30만배 밝다. 구상성단은 중심으로 갈수록 별의 밀도가 급격하게 높아지는데, M3의 경우, 중심 약 2'(22광년)안의 질량이 전체 성단의 질량의 절반을 차지한다.

일반적으로 구상성단은 늙은 별들의 집합으로 알려져 있다. 현재 알려진 M3의 나이는 수 십 억년 정도로 거슬러 올라간다. M3 구상성단은 변광성이 많기로도 유명하다. 현재 212개의 변광성을 발견하였고, 그 중 186개의 변광주기가 알려져 있다. 또한 170여개의 거문고자리RR 변광성(RR Lyrae Variable)이 발견되었는데, 이는 표준광도(standard candle)로서 이 구상성단의 거리를 결정하는데 중요한 역할을 한다.

거문고자리RR 변광성이 거리결정의 표준광도가 될 수 있는 이유는 항성 진화 이론에서 근거를 찾을 수 있다. 태양보다 약 2.25배 이상 무거운 별은 주계열성에서 적색거성으로 진화하였다가 수평계열로 떨어져 잠시 안정된 모습을 보이다가 다시 점근거성으로 진화한다. 거문고자리RR 변광성은 수평계열에서 점근거성으로 진화하는 순간의 별들이 가지는 특성이며, 주로 태양보다 절대등급이 약 40배 밝다. 따라서 구상성단의 거문고자리RR 변광성의 겉보기 등급을 알게 되면, ‘거리가 멀어지면 밝기가 어두워지는 원리’에 따라 이 천체의 거리를 계산할 수 있다.

M3는 청색낙오성(Blue Stragglers)이 처음 발견된 천체이기도 하다. 청색낙오성은 구상성단의 늙은 나이에 어울리지 않는 밝고 푸른 주계열성이다.