분자운 (Molecular Cloud)
쉽게 풀면
차갑고 밀도가 높아서 수소가 원자가 아닌 분자 형태로 존재하는 가스 구름으로, 여기서 새로운 별들이 태어납니다.
왜 중요한가
분자운은 별이 태어나는 유일한 장소이므로, 분자운의 질량 분포·밀도 구조·난류 상태가 초기질량함수와 별 생성 효율을 결정한다는 가설을 검증하는 연구가 별 생성 이론의 중심입니다. 허셜 위성의 원적외선 지도에서 발견된 필라멘트 구조와 그 안의 핵(core)은 별 생성의 기본 단위로 자리 잡았습니다. 분자운 내부의 자기장 세기는 제만 효과로 직접 측정할 수 있으며, 이 값이 중력 붕괴를 억누르는 자기 지지력의 크기를 가늠하는 근거가 된다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
분자운이 무한정 존재하는 것이 아니라 밀도가 충분히 높아졌을 때 비로소 중력붕괴가 시작되는 조건을 설명한다.
분자운은 밀도가 국소적으로 충분히 높아진 영역에서 중력붕괴가 일어나 별이 탄생하는 재료가 된다는 의미예요.
조금 더 깊게 보면
분자운은 자체 중력에 비해 난류·자기장이 지탱하는 준평형 상태라는 전통적 견해와, 형성되자마자 수 자유낙하 시간 안에 붕괴·소산하는 일시적 구조라는 견해가 대립하며, 별 생성 효율이 수 %에 그친다는 관측을 어느 쪽이 더 잘 설명하는지가 쟁점입니다. 분자운 질량은 CO 광도에 변환 계수를 곱해 얻는데 이 계수는 금속함량과 자외선장에 따라 달라져 은하 간 비교에서 계통 오차가 큽니다. 분자운 경계는 CO 검출 한계로 정해지는 관측적 경계여서 실제 분자 기체는 'CO 어두운' 영역까지 더 넓게 퍼져 있습니다. 분자운의 난류는 초음속으로, 충격파에 의한 국소적 압축이 밀도 요동의 로그정규분포를 만든다는 이론이 별 생성 효율을 설명하는 주요 틀로 쓰인다. 분자운 핵의 비각운동량은 완성된 별보다 수 자릿수나 커서(각운동량 문제), 별이 태어나는 동안 자기제동, 쌍성 형성, 원반과 제트로 각운동량이 효율적으로 제거된다는 설명이 제시된다. 분자운 내부의 자기장 방향은 편광 관측으로 지도화되며, 필라멘트 구조와 자기장 방향이 나란하거나 수직인 경향이 관측되어 자기장이 필라멘트 형성 방향을 제어한다는 근거로 쓰인다.
주의할 점
분자운 내부는 매우 차갑고(약 10~20켈빈) 가시광선으로는 거의 관측되지 않아, 전파나 적외선 관측을 통해 그 내부 구조를 연구해야 한다.