겉보기 등급과 절대등급 - 성간적색화 보정과 겉보기등급 결정

 

 

지난 포스팅에서 대기에 의한 대기소광보정, 색초과에 대하여 작성하였다.

색초과는 관측된 색지수에서 원래 색지수를 빼는 것으로, 성간적색화현상에 의해 색지수가 증가함이 원인이라 하였다.

 

그런데 여기서 문제가 생긴다.

 

만약 처음 관측된 어떤 별이 있다고 하자. 관측된 색지수야, 이 별을 관측하고 결정하면 되는데 최초로 관측된 별이니 당연히 원래 색지수를 모른다. 색초과 값을 모르니, 다시말해 얼마나 성간적색화가 발생하였는지를 알 수가 없다.

 

예를들어 관측된 색지수가 0.2고 이 별의 원래 색지수가 0.1이라면, 0.1만큼의 성간적색화가 발생한 것이다. 관측된 0.2에서 0.1을 빼 주어 성간적색화현상이 발생한 만큼을 보정해 주는데, 이를 성간적색화보정이라고 한다. 하지만 원래 색지수를 모르면 이를 수행할 수 없다.

 

이때 사용되는것이 표준 색색도(color-color diagram)이다.

 

색색도는 x축을 B-V, y축을 U-B로 하여 관측한 별의 B-V와 U-B에 해당하는 곳에 점을 찍은 것이다.

거리와 화학조성등이 정확히 밝혀져 실제 밝기를 잘 알고 있는 별들을 이용하여 일종의 표준 색-색도가 이미 만들어져있다.

 

<항성 진화상태에 따른 색-색도(출처 : https://www.researchgate.net/figure/The-U-B-B-V-color-color-diagram-Solid-and-dashed-lines-represent-the-adopted_fig1_237000339)>

 

예를들어 어떤 구상성단을 관측하였는데, 성간 적색화현상을 받았다면, 표준성의 색-색도에 비해 오른쪽 상단으로 치우쳐져 있을 것이다. 왜냐하면 성간적색화현상으로 붉어져 있기 때문이다. 이를 보정해 주면 된다. 성단의 구성별에 대하여 이를 모두 수행해도 되고, 통계적인 방법을 사용해도 된다. 모든 구성별들에대해 모조리 수행하면 조금 더 정확한 데이터를 얻을 수 있다.

<성간적색화보정(출처 : 이호, 전영범, 구상성단 M30의 UBVI 측광연구>

해상도가 다소 떨어져 아쉽지만, 실선이 표준 색-색도이고, 점선은 관측한 성단(점들)을 바탕으로 모델링한 색-색도이다.(관측한 별과 점선의 위치에 다소 차이가 있는 것은 별의 진화단계와 화학조성등의 차이에 의함이나 여기서는 자세히 다루지 않겠다. 위 연구에서는 청색별에 기준하여 모델링 하였다.) 점선이 실선에 비해 다소 우측에 놓인것을 알 수 있다. 실선과 얼마나 떨어졌는지를 자세히 계산하면, 이 성단의 구성별들이 얼마만큼의 성간적색화를 받았는지 확인할 수 있고, 그만큼을 보정해 주면 된다.

 

그리고 모델링 연구에서 밝혀진 성간적색화 받은 만큼에 해당하는 등급 변화를 계산하여 보정해 준다.

 

반응형

이와같은 구체적인 자료가 없으면, 다소 부정확하지만 통계적인 방법을 쓸 수도 있다.

 

성간적색화 보정량과 포그슨 방정식의 관계는

 

$$m-M=5logd-5+A_{v}$$

 

의 관계에 있다. 간단히 생각하면, 성간적색화에 의해 밝기가 어두워져, 원래 거리보다 멀게 측정된다. 따라서 그만큼의 양을 거리지수에서 빼주는 것이다.

 

여기서 $$A_{v}$$ 가 가시광선에서 나타나는 밝기변화로, 색초과와는 아래와 같은 관계가 있다.

 

$$A_{v}=3(C.E)$$

 

또한 통계적으로 가시광선이 우리 은하면을 통과할 때, 약 1kpc을 통과하는 동안 1~2등급 정도가 증가한다고 알려져 있다. 그러니 개략적인 거리를 알고 있다면, 이를 이용하여 Av의 근사값을 넣어 색초과량을 계산할 수도 있지만, 다소 부정확하다.

 

어쨌든, 위와같은 과정을 거쳐 보정된 등급을 결정하게 된다.

 

지금은 우리은하 내의 거의 대부분의 별들에 대한 겉보기등급이나 절대등급이 알려져 있다. 별의 좌표만 알고 있다면 이에대한 물리정보를 SIMBAD나 SDSS, ALADIN과 같은 오픈 데이터에서 확인할 수 있다. 더욱 간단하게는 stellarium프로그램에서도 웬만한 별들에 대한 물리량을 모두 수록하고 있어 어렵지 않게 확인 가능하다.

 

이제 절대등급에 대해 다룰 차례이다. 절대등급을 알아내는데 가장 기본이 되는 항성의 거리를 파악하는 방법에 대해서는 다음 포스팅에서 다룰 예정이다.(이건 언제가 될지 모르겠다....)

**내용에 오류가 있거나 궁금한 부분은 댓글로 남겨주세요
**좋아요와 댓글은 작성자에게 큰 힘이 됩니다~~^^