최근 수정 시각 : 2024-12-09 20:36:47

머리털자리

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Z: 황도 12궁 (프톨레마이오스 48 별자리에 포함)
P: 프톨레마이오스의 48개 별자리
틀:성군 · 천문학 관련 정보

머리털자리
Coma Berenices / Com
파일:external/www.botproductions.com/chart_com.gif
학명 Coma Berenices
약자 Com
주요 별 수 3
가장 밝은 별 β Com (4.26 등급)
가장 가까운 별 β Com (29.95 광년)
인접 별자리 사냥개자리, 큰곰자리, 사자자리, 처녀자리, 목동자리
관측 가능 여부 O

1. 개요2. 상세3. 발견된 천체
3.1. 항성3.2. 심원천체

[clearfix]

1. 개요

Coma Berenices, Com

사자자리의 꼬리 부근에 있는 별자리이다.

2. 상세

봄철에 볼 수 있는 별자리로, 옛날에는 사자자리의 일부로 취급되었다가 후에 독립된 별자리로 분리되어 나왔다. 머리털자리라고는 하지만 대개의 별자리가 거의 그렇듯 별이 늘어선 형태만으로는 도저히 머리털을 연상하기도 힘든 데다, 그나마도 4등성 이하의 어두운 별들로 이루어져 있어서 어지간히 공기가 좋은 시골의 밤하늘이 아닌 이상은 알아보기가 힘들다.

이 별자리에서 유명한 것은 γ성 주위에 있는 거대한 산개성단으로, 맨눈으로도 확인할 수 있다. '머리털자리 성단'이 바로 이것. 단 이 성단은 메시에 목록이나 NGC 목록에는 등재되어 있지 않고, 대신 멜로테 목록 라는 목록에 기재되어 있다. 또한 머리털자리에서 처녀자리 북쪽 부분에 가까운 지역은 처녀자리 은하단의 중심 부근이라 은하가 무려 1,300개 이상 모여 있어서 은하단의 모습을 관측하고 연구하기에 적합하다. 머리털자리가 높이 떠올랐을 때는 은하수를 볼 수가 없게 되는데, 이는 머리털자리 β성과 γ성의 중간 지점에 은하의 북극이 위치하고 있기 때문.

또 이 별자리와 사냥개자리의 경계부근에는 현재 인류가 발견한 블랙홀 중 가장 큰 블랙홀 퀘이사 TON 618이 자리잡고 있다. TON 618은 지구에서 약 104억 광년 떨어져있으며 블랙홀 질량이 태양질량에 660억배에 달한다.

이 별자리에 얽힌 이야기는 보기 드물게 신화나 전설이 아니라 실제 이야기가 전해지고 있다.

기원전 3세기 이집트의 왕 프톨레마이오스 3세가 군대를 이끌고 원정길에 오르게 되었다. 이때 왕비 베레니케 2세는 그 길로 아프로디테 신전[1]을 찾아가 남편의 무사와 승리를 기원하면서, 남편이 무사히 돌아오면 그 대가로 자신의 자랑거리였던 아름다운 머리카락을 신의 제단에 바칠 것을 맹세했다.

얼마 후 왕이 원정을 무사히 마치고 돌아온다는 소식을 들은 베레니케는 신전에서 맹세한 대로 머리카락을 잘라 바쳤다. 아무것도 모르던 프톨레마이오스 3세는 궁전으로 돌아왔다가 갑자기 짧아져 버린 왕비의 머리카락을 보고 크게 놀랐고, 왕비로부터 모든 사정을 듣고는 감격하여 함께 신전으로 가 보았다.

그런데 무슨 일인지 머리카락이 신전에서 사라지는 불상사가 발생했고, 이 소식을 들은 베레니케는 몹시 상심했다. 분노한 왕이 도난 사건의 책임을 물어 신전의 사제를 사형에 처하려 했을 때, 코논이라는 궁중 천문학자가 사자자리 꼬리 끝의 희미한 별 무리를 가리키며 "저것이 바로 왕비님의 머리카락입니다. 여신님께서 그 아름다운 머리카락이 신전 한구석에 놓여 있기에는 너무 아깝다고 여기시어 세상 모든 사람들이 볼 수 있게 하늘에 걸어놓으신 것이지요"라고 설명했다.

별자리에 대해 잘 몰랐던 왕과 왕비는 여신도 왕비 머리카락의 아름다움에 감탄했다는 사실에 크게 기뻐했고, 사제를 풀어 주었다.

3. 발견된 천체

머리털자리는 은하의 극이 위치한 별자리로써 성간 물질의 영향이 가장 적은 지역이라[2] 먼 은하들이 많이 관측된다. 그래서 머리털자리 방향으로 은하단이 2개나 보인다. 머리털자리 성단이라 불리는 산개성단과 메시에 53과 NGC 4147, 5053이라는 세 구상성단도 존재한다.

3.1. 항성

4등성 이상의 어두운 별들만 있어서 맑고 어두운 하늘이 아니면 이 별자리를 찾기란 쉽지 않다. α(알파)~γ(감마) 별까지 세 개의 별이 바이어 지정되어 그리스 문자가 붙었다. 7개의 별에서 외계행성이 발견되었다.
  • β Com: 4.26등급의 항성이다. 머리털자리의 별들 중 가장 밝으면서 이 별자리에서 지구와 가장 가까이 있는 별이기도 하다. G0형의 주계열성이며, 태양보다 1.36배 정도 밝다. 지구와의 거리는 약 29.95광년이다.
  • α Com: 4.32등급의 쌍성계다. 4.85등급의 F5형 주계열성 주성과 5.53등급의 F5형 주계열성 동반성이 26년을 주기로 공전하고 있으며, 겹쳐질 때에는 식 현상이 일어날 수도 있다고 생각된다. 최대로 떨어져 있을 때에는 0.7"(초) 가량 떨어져 보인다. 지구와의 거리는 58.1광년이다.
  • γ Com: 4.36등급의 항성이다. K1형의 거성이며, 스펙트럼상에서 철 방출선이 크게 나타난다는 특징이 있다. 지구와의 거리는 약 169광년이다.
  • IN Com: 은하 헤일로에 위치한 크고 매우 어두운 행성상성운인 LoTr 5의 중심별로, 밝기는 8.69등급이다. G형 거성과 백색왜성으로 구성되어 있으며, 약 2,700일을 주기로 서로를 공전한다. 쌍성계 구조로 인해 행성상성운은 두 개의 극을 가진 모양을 띄고 있다. 이 별은 또한 5.9일을 주기로 밝기가 약간씩 변하는 사냥개자리 RS형 변광성이기도 하다. 지구와의 거리는 약 1,650광년이다.
  • HD 108874: 2개의 외계행성이 발견된 항성계다. 2003년과 2005년에 각각 목성 질량의 1.25배, 1.09배인 두 거대한 행성이 발견되었으며, 두 행성은 9:2 궤도 공명을 가지고 있다. 중심별은 8.76등급의 G5형 주계열성으로, 지구와의 거리는 194.5광년이다.
  • RZ Com: 큰곰자리 W형 변광성[3]으로, 0.339일을 주기로 10.42등급에서 11.13등급 사이로 밝기가 변한다. 분광형은 G0형 주계열성이다. 지구와의 거리는 약 600광년이다. 머리털자리에는 비슷한 변광성이 몇 개 더 존재한다.[4]
  • GP Com: 약 16등급의 백색왜성 쌍성계로, 사냥개자리 AM형 변광성이다. 이중에서 동반성은 목성 질량의 10배 정도에 불과하지만 밀도가 비정상적으로 높다는 특징이 있다. 주성으로부터 물질을 빼앗기고 남은 백색왜성의 핵으로 추정된다. 공전 주기는 46분에 불과하다. 지구와의 거리는 237.5광년이다.

3.2. 심원천체

머리털자리는 처녀자리 은하단의 중심을 처녀자리와 함께 공유하고 있고 머리털자리 은하단의 중심부가 위치해서 은하가 무진장 많다. 그리고 태양과 가까운 산개성단인 머리털자리 성단이 있다.
  • 머리털자리 성단: 1.8등급의 밝은 산개성단으로, 지구와의 거리는 약 280광년으로 두 번째로 가깝다.
  • 메시에 53: 7.6등급의 구상성단이다. 질량은 태양의 약 83만 배이며, 55개의 변광성이 발견되었다. 지구와의 거리는 약 58,000광년이다.
  • NGC 4147: 10.74등급의 구상성단이다. 질량이 태양의 4만 배에 불과한 작은 성단이기도 하다. 지구와의 거리는 약 6만 광년이다.
  • NGC 5053: 9.96등급의 구상성단이다. 메시에 53과 매우 가까이 위치한 또다른 구상성단으로, 흐리고 확산된 형태를 취하고 있다. 지구와의 거리는 57,000광년이다.
  • 검은 눈 은하: 8.52등급[5]의 밝은 정상나선은하다. 이 은하는 머리털자리에 속해 있지만 처녀자리 은하단이나 머리털자리 은하단 등의 큰 은하단에 속하지 않은 은하다.[6][7] 그래서 이 은하는 근처의 다른 은하보다 2~3배나 가까운 1730만 광년밖에 떨어지지 않았다.
  • 처녀자리 은하단: 처녀자리 은하단의 북쪽 부분이 머리털자리 영역에 속해 있는데, 6개의 메시에 천체가 존재한다.
    파일:external/www.messier-objects.com/Messier-84-Messier-86-and-Messier-87.jpg

    처녀자리와 머리털자리 사이에 위치한 처녀자리 은하단의 중심부의 모습이다. M84에서 시작해서 북동쪽 방향으로 이어진 6개의 은하 또는 은하 쌍의 구조를 '마카리안의 사슬[8](Markarian's Chain)'이라고 부른다.


    이름/NGC 번호 은하 분류[9] 겉보기 등급[10][11] 지구와의 거리 기타

    메시에 85 SA(s)0+ pec
    렌즈형은하     		9.1 6000만 광년

    메시에 88 SA(rs)b
    정상나선은하     		9.6 6000만 광년 [12]

    메시에 91 SBb(rs)
    막대나선은하     		10.2 6300만 광년 [13]

    메시에 98 SAB(s)ab
    중간나선은하     		10.1 4440만 광년

    머리털 바람개비 은하
    메시에 99     		SA(s)c
    정상나선은하     		9.9 4520만 광년

    메시에 100 SAB(s)bc
    중간나선은하     		9.3 5500만 광년

    NGC 4298 SA(rs)c
    정상나선은하     		11.3[14] 5300만 광년 [15]

    NGC 4350 S0형 렌즈형은하 11.1 5600만 광년? [16]

    NGC 4394 (R)SB(r)b
    막대나선은하     		10.9 3950만 광년 [17]

    NGC 4419 SAa[18]
    정상나선은하     		11.2

    NGC 4450 SAab
    정상나선은하     		10.9 5000만 광년

    NGC 4459 SA0^+(r)
    렌즈형은하     		11.3 5250만 광년 [19]

    NGC 4473 E5형 타원은하 11.2 5300만 광년 [20]

    NGC 4477 SB0(s)형
    막대나선은하     		11.4 5480만 광년 [21]

    NGC 4571 SA(r)d
    정상나선은하     		11.2[22] 5800만 광년 [23]

    우산 은하
    NGC 4651     		SA(rs)c형
    정상나선은하     		11.4 7200만 광년 [24]

    NGC 4689 SA(rs)bc형
    정상나선은하     		11.6 5400만 광년 [25]
  • 머리털자리 은하단: β Com에서 서쪽으로 3도 정도 떨어진 곳에 위치한 은하단으로, 머리털자리 초은하단의 중심을 이루는 두 은하단[26][27] 중 하나다. 지구와의 거리는 약 3억 광년으로 매우 멀지만, 초은하단의 중심답게 가장 밝은 은하단 은하(cD은하)가 쌍으로 존재하며 중형 은하가 그 주위로 수십 개가 분포하는 등 거대 은하단의 모습을 가까이에서 볼 수 있다.
    파일:머리털자리 은하단.jpg

    머리털자리 은하단의 모습으로, 아래가 NGC 4889, 위가 NGC 4874이다.
    • NGC 4889: 11.3등급[28]의 E4형 거대타원은하로, 은하단 중심에 위치하며 가장 무겁기도 해서 cD은하이기도 하다. 본체 지름만 24만 광년이며, 헤일로의 크기까지 고려하면 무려 130만 광년의 거대한 지름을 갖는다. 질량은 태양 질량의 8~15조 배에 달하며, 그중 대부분은 암흑 물질이 차지하고 있다. 구상성단은 약 15,800개가 존재한다. 그리고 중심에는 태양 질량의 200억 배에 달하는 초대질량 블랙홀이 존재한다. 지구와의 거리는 약 3억 800만 광년이다. 콜드웰 목록의 35번이기도 하다.
    • NGC 4874: 11.4등급[29]의 E0형 거대타원은하로, NGC 4889와 함께 머리털자리 은하단의 중심을 이루는 또다른 cD은하이다. 이 은하 또한 헤일로 지름이 100만 광년에 달하는 거대한 타원은하이다. 구상성단의 수는 약 18,700개로 NGC 4889보다 더 많다. 지구와의 거리는 약 3억 5천만 광년으로 NGC 4889보다 더 멀리 떨어져 있다.
    • NGC 4921: 13.0등급의 막대나선은하[30]로, 지름이 21만 광년에 이르는 머리털자리 은하단에서 가장 큰 나선은하이다. 은하의 특징은 나선팔이 잘 구별되지 않고 수소가 부족하여 별 생성이 적게 일어난다는 것이다. 지구와의 거리는 약 3억 2천만 광년이다.
  • 머리털자리 I 은하군: 지구와 약 4700만 광년 정도 떨어진 느슨한 은하군으로, 여러 밝은 나선은하가 분포한다. 이 은하군의 남쪽 부근의 몇몇 은하들은 머리털자리 II 은하군으로 분류되기도 한다.
    이름/NGC 번호 은하 분류[31] 겉보기 등급[32][33] 지구와의 거리 기타

    NGC 4245 SB(r)0/a
    막대나선은하     		11.4 3700만 광년

    NGC 4274 (R)SB(r)ab
    막대나선은하     		10.4 4500만 광년

    NGC 4278 E1-2형 타원은하 10.2 5500만 광년

    NGC 4293 (R)SB(s)0/a
    막대나선은하     		10.4 5400만 광년

    NGC 4314 SB(rs)a
    막대나선은하     		10.6 5320만 광년

    NGC 4414 SA(rs)c
    정상나선은하     		10.1[34] 6230만 광년 [35][36]

    NGC 4494 E1-2형 타원은하 9.7 4500만 광년 [37][머리털자리II]

    NGC 4559 SAB(rs)cd
    중간나선은하     		10.0 2800~3100만 광년 [39]

    바늘 은하
    NGC 4565     		SA(s)b
    정상나선은하     		10.4[40] 4200~5300만 광년 [41][42][머리털자리II]

    NGC 4725 SAB(r)ab pec
    중간나선은하     		10.1[44] 4010만 광년 [머리털자리II]
  • 머리털자리 왜소은하: 2006년에 발견된 매우 어두운 우리은하의 위성은하로, 지름이 500광년밖에 안 되는 매우 작은 타원은하다. 광도는 태양의 3,700배에 불과하며[46], 별의 수도 1만 개가 채 안 될 것으로 예상되지만 암흑 물질이 이 은하의 대부분을 차지하여 질량은 태양의 100만 배에 달한다.[47] 밝기는 14.5등급이지만 매우 흐려서 관측하기 어렵다. 지구와의 거리는 약 14만 3천 광년이다.
[1] '이집트인데 웬 아프로디테?' 라 할 수 있겠지만, 당시 이집트를 통치하던 프톨레마이오스 왕조는 창건자인 프톨레마이오스가 그리스 출신이었기에 왕조의 지배층은 그리스인으로서의 정체성을 가지고 있었다.[2] 하지만 이 별자리에 무려 산개성단이 존재한다. 그 내용은 후술.[3] 식변광성의 일종이다.[4] 머리털자리 KR, SS, RW, CC, U 등의 별이 큰곰자리 W형 변광성이다.[5] B(445nm)파장대, 즉 사진 건판이 가장 잘 흡수하는 파장대에서는 9.36등급이다.[6] 사냥개자리 I 은하군이라는 느슨한 은하군에 속해 있다.[7] 그래도 거시공동은하에 속하는 소수의 은하들에 비하면 고립되었다고 보기는 힘들다.[8] 혹은 마카리안의 연쇄은하[9] 괄호 안의 글자는 s는 중심 고리 구조가 없고, rs는 고리가 생성 중 또는 소멸 중인 상태, 그리고 r은 중심 고리 구조가 존재하는 은하를 말한다.[10] V(551nm)파장대 기준[11] 11.5등급까지만 나타냄.[12] 제2 세이퍼트 은하이기도 하다.[13] 메시에 천체 목록에서 가장 어두운 천체이다.[14] 또는 12.5[15] 11.6등급의 NGC 4302 은하와 충돌 중이다. 아직 초기 단계이기는 하지만 해당 은하와 가까운 쪽으로 이미 폭발적인 항성 생성이 시작된 상태이다.[16] NGC 4340 렌즈형은하와 가까이 있으며, 충돌 중인 것으로 추정된다.[17] 메시에 85와 매우 가까이 보이지만, 사실 이 은하가 지구와 더 가깝다.[18] 또는 SBa[19] 먼지 디스크가 존재한다.[20] '마카리안의 사슬(Markarian's Chain)'의 구성원이다.[21] '마카리안의 사슬'의 구성원으로, 이 구조의 동쪽 끝 부분에 위치한다.[22] 또는 11.8[23] 200여년간 메시에 91로 의심되어왔던 천체였다. 하지만 20세기 중반부터는 NGC 4548, 즉 현재의 메시에 91번 은하로 거의 확정되었다.[24] 처녀자리 은하단의 외곽 부근에 위치하며, 은하에서 동쪽으로 뻗어 있는 우산 모양의 항성류의 모습이 특징이다. 왜소은하와의 상호작용으로 형성되었을 가능성이 있다.[25] 은하핵에 저이온화 핵방출선 영역(LINER)을 가졌다.[26] 나머지 하나는 사자자리에 위치한 Abell 1367 은하단이다.[27] 참고로 머리털자리에는 이 초은하단에 속하는 NGC 4065 은하군이 존재하는데, 대부분 타원은하지만 멀어서 모두 13등급 이상으로 어둡게 보인다.[28] TheSkyLive에 의하면 겉보기 등급이 11.3이다. 하지만 영어 위키백과 기준으로는 12.9등급이라고도 한다.[29] 영어 위키백과 기준으로는 12.7등급이다.[30] 은하 분류상으로는 SB(rs)ab형이다.[31] 괄호 안의 글자는 s는 중심 고리 구조가 없고, rs는 고리가 생성 중 또는 소멸 중인 상태, 그리고 r은 중심 고리 구조가 존재하는 은하를 말한다.[32] V(551nm)파장대 기준[33] 11.5등급까지만 나타냄.[34] 또는 11.0[35] 이 은하군에서 비교적 고립된 은하이다.[36] 3개의 초신성이 관측되었다.[37] 이 은하군에서 가장 밝은 은하이다.[머리털자리II] 머리털자리 II 은하군에 속할 수 있다.[39] 콜드웰 목록의 36번이다.[40] 또는 12.4[41] 은하면이 우리 시선 방향에 놓여 있어 납작하게 보인다.[42] 콜드웰 목록의 38번이다.[머리털자리II] [44] 또는 12.4[머리털자리II] [46] 어느 정도냐 하면 리겔 밝기의 4%가 채 안 된다.[47] 그래도 우리 은하 질량의 100만분의 1도 안 된다.

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