방출선 (Emission Line)
쉽게 풀면
뜨거운 가스가 특정 색의 빛을 스스로 내뿜어서 스펙트럼에 밝은 줄이 생기는 것이다.
왜 중요한가
방출선은 뜨겁고 희박한 기체가 내는 빛이므로 성운·은하 중심핵·항성 활동을 진단하는 핵심 도구입니다. 선의 세기 비로 전자 온도와 밀도를 구하고, 선폭으로 기체의 운동을 재며, 서로 다른 이온의 선 비율을 도표에 놓아 별 형성 은하와 활동은하핵을 구분합니다. 먼 은하의 적색편이는 대부분 몇 개의 강한 방출선 위치로 확정됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
허긴스와 밀러는 일부 성운의 스펙트럼이 별과 달리 밝은 방출선으로 이루어져 있음을 발견하여, 이들이 뜨거운 기체 구름임을 최초로 밝혔다.
이는 특정 파장에서 밝게 나타나는 방출선의 위치 변화만으로 천체가 얼마나 빠르게 우리에게서 멀어지거나 가까워지는지 알 수 있음을 보여준다.
조금 더 깊게 보면
금지선이라 불리는 방출선은 금지된 것이 아니라 확률이 극히 낮은 전이로, 실험실보다 훨씬 희박한 성운에서만 충돌로 탈여기되기 전에 빛을 냅니다. 같은 선이 흡수선으로 나타나기도 하며, 어느 쪽인지는 광원과 기체의 온도 관계로 정해집니다. 방출선 세기는 먼지 소광의 영향을 받으므로 수소 선 비율로 소광을 먼저 보정하지 않으면 물리량이 체계적으로 틀어집니다. 산소나 질소 같은 금지선과 수소 재결합선의 세기 비를 도표에 놓는 진단도표는 은하의 방출선이 별 형성에서 오는지 활동은하핵에서 오는지를 가르는 표준 분류 도구로 쓰인다. 방출선의 폭은 기체의 열운동뿐 아니라 난류나 유출 흐름 같은 비열적 운동도 반영하므로, 폭만으로 온도를 구하려면 이런 비열적 기여를 먼저 분리해야 한다.
주의할 점
방출선은 활동은하핵이나 초신성 잔해처럼 강한 에너지원 근처의 뜨거운 기체에서 특히 두드러지게 나타나며, 그 세기와 폭으로부터 온도, 밀도, 운동 상태를 추정할 수 있다.
같은 방출선이라도 이온화 매커니즘(광이온화, 충격파 가열)에 따라 세기 비가 달라지므로, 선 비율만으로 곧바로 물리적 원인을 단정하기보다 여러 진단선을 함께 봐야 한다.