소마젤란은하

소마젤란은하(그림 1)는 우리은하 가까이에 위치한 왜소은하이며 우리은하와 함께 국부은하군을 구성하는 은하들 중 하나이다(그림 2). 실제로는 우리은하 외부에 위치한 독립된 은하지만, 역사적인 이유로 소마젤란운(SMC, Small Magellanic Cloud)으로 주로 불린다. 소마젤란은하는 남반구의 큰부리새자리와 물뱀자리에 걸쳐 위치하고 있으며, 대마젤란은하로부터 약 20도 가량 떨어져있다(그림 3). 소마젤란은하는 대마젤란은하와 함께 남반구에서 맨눈으로 볼 수 있으며, 대부분의 북반구에서는 볼 수 없다. 소마젤란은하는 태양으로부터 가장 가까운 은하들 중 하나이기 때문에, 천문학자들로 하여금 항성종족의 진화, 표준광원 보정 등 다양한 분야에서 연구가 활발하게 진행되고 있는 천체이다.

그림 1. 소마젤란은하(가운데, 출처: )

그림 2. 국부은하군(출처: )

그림 3. 남반구 하늘에서 바라본 대마젤란과 소마젤란은하(사진 왼쪽, 출처: )

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소마젤란은하의 천구상 위치는 적경 00h 52m 44.8s, 적위 −72° 49′ 43″이다. 지구 남반구 전체와 북반구 일부에서 관측할 수 있다. 드보클레르 은하형태분류에 따르면 중앙팽대부가 없는 특이 왜소막대은하(SB(s)m pec)로 분류된다. 태양으로부터 상대속도는 158 km@@NAMATH_INLINE@@\,@@NAMATH_INLINE@@s^-1로 멀어지고 있으며, 적색이동은 0.000527이다. 대마젤란은하-소마젤란은하 사이를 연결하는 중성수소가스가 관측되었으며, 이를 마젤란다리(Magellanic bridge)라고 부른다. 이러한 관측으로 소마젤란은하가 대마젤란은하와는 중력적으로 묶여있는 관계라는 것을 추측할 수 있다. 또한 천구 상에서 대마젤란은하-소마젤란은하 부근부터 100° 이상 퍼져있는 거대한 가스 흐름이 있는데, 이는 마젤란흐름(Magellanic stream)이라고 부른다(그림 4). 전체 질량은 태양 질량의 대략 70억배로 추정하고 있으며, 태양으로부터의 거리는 약 60 킬로파섹으로 측정된다. 겉보기크기는 장축이 5° 20′, 단축이 3° 5′ 정도이며, 겉보기등급은 V밴드에서 2.7등급이다. 중앙팽대부가 없고, 표면등급이 어둡기 때문에 도시에서는 잘 보이지 않는다. 소마젤란은하의 다른 이름으로는 NGC 292, Nubecular Minor 등이 있다.

그림 4. 대마젤란은하-소마젤란은하를 잇고 있는 거대한 마젤란흐름(Magellanic stream)(출처: )

소마젤란은하는 포르투갈의 탐험가 페르디난드 마젤란(Ferdinand Magellan)의 이름을 따서 명명되었다. 소마젤란은하는 대마젤란은하와 함께 남반구 어디에서나 맨눈으로 볼 수 있기 때문에, 남반구에 사는 사람들에게는 이미 널리 알려져 있었다. 마젤란은하가 유럽에 널리 알려진 것은 1519-1522년 사이에 이루어진 마젤란의 세계일주 항해를 함께 했던 이탈리아의 탐험가 안토니오 피가페타(Antonio Pigafetta)를 통해서였다. 그는 자신의 저서 최초의 세계일주 항해에 대한 보고서(Relazione del primo viaggio intorno al mondo)를 통해 마젤란은하를 '희미한 별들의 구름'으로 묘사하였다. 1603년에 요한 바이어(Johann Bayer)가 출판한 우라노메트리아(Uranometria)에서는 소마젤란은하를 라틴어로 '작은 구름(Nubecular Minor)'이라고 소개하였다. 망원경을 이용한 최초의 관측은 존 허셜(John Herschel)에 의해 1834-1838년 사이에 이루어졌다. 이 관측으로 허셜은 소마젤란은하 안에서 37개의 성운과 성단을 목록에 담았다.

미국 하버드대학천문대(Harvard College Observatory)는 남반구에 위치한 천체들을 연구하기 위해 1891년 남미에 있는 페루의 아레퀴파 근처에 보이든 관측소(Boyden Station)를 세웠다. 관측소에서는 24인치 브루스 망원경을 이용하여 대마젤란은하와 소마젤란은하를 비롯한 남반구 천체들에 대한 측광 탐사 연구를 수행했다. 이 곳에서 나온 자료를 처리하는 데에 여성 천문학자들의 역할이 매우 컸는데, 그 중에서도 헨리에타 S. 리비트(Henrietta Swan Leavitt)는 소마젤란은하 관측 자료에서 특별한 변광성을 찾아 1908년 발표하였다. 나중에 세페이드변광성이라 불리는 이 천체는 변광주기와 절대광도 사이에 매우 좋은 상관관계를 보여주기 때문에, 먼 은하들의 거리측정에 있어 표준광원으로 사용되는 중요한 천체이다. 1913년 덴마크의 천문학자 아이나르 헤르츠스프룽(Ejnar Hertzsprung)은 태양 가까이에 있는 세페이드 변광성에 대한 거리를 시차를 이용하여 구한 후, 주기-광도 관계를 보정했다. 이렇게 구한 주기-광도 관계를 이용하여 소마젤란은하에 있는 세페이드 변광성에 있는 거리를 구한 결과는 계산 상의 실수로 실제 거리의 약 1/10 정도로 작게 구해졌다. 하지만 세페이드 변광성을 표준 광원으로 사용할 수 있다는 것을 보여준 첫 사례로 의미가 있다.