별생성률 (Star Formation Rate)

한 줄 정의: 한 은하가 단위 시간당 새로 만들어 내는 별의 총질량입니다.

쉽게 풀면

별생성률은 어떤 은하가 1년에 태양질량 몇 개 분량의 별을 새로 만들고 있는지를 나타내는 값입니다. 갓 태어난 무거운 별은 자외선을 강하게 내고 주변 기체를 이온화해 HII영역을 만들므로, 자외선 밝기나 수소 방출선의 세기를 재면 별생성률을 추정할 수 있습니다. 먼지에 가려진 몫은 먼지가 다시 내보내는 적외선으로 보완합니다.

왜 중요한가

은하가 지금 얼마나 활발하게 성장하고 있는지를 한 숫자로 요약해 주기 때문에, 은하 진화 연구에서 가장 기본적인 관측량 가운데 하나입니다. 별질량 대비 별생성률을 보면 활발한 은하와 활동을 멈춘 은하를 구분할 수 있고, 우주 전체의 별생성률이 시간에 따라 어떻게 변했는지 그린 곡선은 우주 역사 연구의 기준 그림이 됩니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"적외선과 자외선 광도를 합산해 보정한 결과 이 은하의 별생성률은 연간 태양질량 12개로 추정되었다."

조금 더 깊게 보면

추정값은 초기질량함수를 무엇으로 가정하느냐에 따라 체계적으로 달라지므로, 서로 다른 논문의 값을 비교할 때는 같은 가정으로 환산해야 합니다. 또 지표마다 민감한 시간 규모가 달라서 수소 방출선은 최근 수백만 년, 자외선 연속광은 수천만 년, 적외선은 먼지에 가려진 성분을 반영합니다. 그래서 별생성이 급변한 은하에서는 지표 간 값이 어긋날 수 있습니다.

주의할 점

별생성률 자체는 절대량이므로 큰 은하에서 무조건 크게 나옵니다. 은하들의 활동성을 공정하게 비교하려면 별질량으로 나눈 비별생성률을 함께 보아야 합니다.