폭발적 항성생성 은하(영어: Starburst galaxy)는 은하의 장기간 평균 별형성률이나 다른 많은 은하에서 관측된 별형성률에 비해 유난히 큰 속도의 별의 형성을 겪고 있는 은하이다. 폭발적 항성생성 은하에서의 별형성률은 매우 커서 은하의 나이보다 짧은 시간만에 가스 보유량을 전부 별을 형성하는데 소모할 것이다. 그러한 폭발적 항성생성 은하는 일반적으로 은하의 진화에 대해 짧은 시간을 차지하는 단계이다. 대부분의 폭발적 항성생성 은하는 또다른 은하와 병합 중에 있거나 매우 근접해 있다. 유명한 폭발적 항성생성 은하로는 M82, NGC 4038/NGC 4039(더듬이 은하), IC 10이 있다.
용어 폭발적 항성생성 은하에 관해 몇몇 정의가 존재하는데, 모든 천문학자들이 동의할 만한 엄격한 정의는 없다. 그러나, 정의는 보통 아래의 세가지 요소와 밀접하게 관계되어 있다.
흔히 이용되는 정의는 아래와 같다.
폭발적 항성생성 은하는 작은 부피에 많은 양의 차가운 분자가스가 들어있는 특징을 가지고 있다. 폭발적 항성생성 중인 은하는 또다른 은하와 가까이 접근하거나 충돌 중에 있다는 증거인 조석꼬리를 자주 보여주기도 한다. 병합하지 않는 은하간의 상호작용은 은하핵 방향으로 가스를 공급하여 은하핵 가까이에서의 폭발적인 별의 형성의 시작을 야기하는 막대 불안정(bar instability)과 같은 특이한 회전상태를 촉발할 수 있다.
폭발적 항성생성 은하의 유형 분류는 폭발적 항성생성 은하가 그 자체로 특별한 유형에 해당하지 않기 때문에 어렵다. 폭발적 항성생성은 원반은하와, 종종 은하 도처에 퍼져 있는 폭발적 항성생성 무리를 내보이는 불규칙은하에서 발생한다. 그래도 천문학자들은 보통, 많고 뚜렷한 관측적 특징에 기반하여 폭발적 항성생성 은하를 분류한다. 분류 일부는 아래와 같다.
첫째로, 폭발적 항성생성 은하는 별을 형성하기 위한 많은 유효가스 공급량을 가져야 한다. 폭발적 항성생성 그 자체는 다른 은하와의 (M81/M82와 같은)접근, (더듬이 은하와 같은)충돌, 또는 (항성막대와 같은)은하의 중심쪽으로 물질에 힘을 가하는 또다른 과정에 의해 촉발된다.
폭발적 항성생성의 내부는 꽤나 극단적인 환경이다. 많은 양의 가스는 매우 무거운 별이 형성됨을 의미한다. 어리고 뜨거운 별은 주변의 가스(주로 수소)를 이온화시켜 H II 영역을 만든다. 매우 뜨거운 별들의 무리는 OB 성협으로 알려져 있다. 이러한 별들은 매우 밝고 매우 빠르게 점화하고, 일생을 마감할 때 초신성으로서 폭발할 것이다.
초신성 폭발 이후에, 방출된 물질은 팽창하여 초신성잔해가 된다. 이러한 잔해는 주변의, 즉 폭발적 항성생성(성간물질) 안쪽의 환경과 상호작용하여 자연적으로 발생하는 메이저 영역이 될 수 있다.
근처의 폭발적 항성생성 은하에 관한 연구는 우리가 은하의 형성과 진화에 관한 역사를 추정하는데 도움을 줄 수 있다. 예를 들면 허블딥필드에서 보여지는 다수의 매우 멀리 있는 은하도 폭발적 항성생성 은하로 밝혀졌지만, 이들은 매우 멀리 있어서 어떠한 상세한 연구도 할 수 없다. 근처의 은하에 관한 관측과 특징에 관한 탐사는 우주가 훨씬 어릴 때의 모습을 담은(적색편이 참고) 멀리 있는 은하로부터 온 빛을 우리가 봄으로써 초기 우주에서 무슨 일이 일어나고 있는지에 관한 아이디어를 제공할 수 있다. 그러나, 폭발적 항성생성 은하는 근방의 우주에서 꽤 희귀하게 관측되고, 더 먼 곳에서 흔하게 관측된다. 이는 수십억 년 전에 이들이 많았음을 의미한다. 모든 은하는 서로 가까워지고 있고, 따라서 서로의 중력을 통해 영향을 더 많이 받게 된다. 잦은 접근은 팽창하는 우주와 함께 은하의 형태를 진화시킴으로써 더 많은 폭발적 항성생성을 야기한다.
M82는 전형적인 폭발적 항성생성 은하이다. 높은 수준의 별의 형성은 근처의 나선 은하 M81과의 근접에 의한 것이다. 전파망원경을 통해 만들어진 영역 지도는 두 은하를 연결하고 있는 큰 중성수소의 흐름을 보여준다. 이 또한 근접의 결과이다.
또 M82의 중심 영역에 관한 전파사진은 폭발적 항성생성에서 만들어진 매우 무거운 별이 일생의 끝에 이르면서 남기고 간, 많은 어린 초신성잔해를 보여준다. 더듬이 은하도 유명한 폭발적 항성생성계로, 1997년에 공개된 굉장히 아름다운 허블사진으로 유명하다.
은하 | 유형 | 설명 | 참조 |
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M82 | 전형적인 폭발적 항성생성 은하 | ||
더듬이 은하 | 실제로는 충돌 중인 두 은하 | ||
IC 10 | 약한 폭발적 항성생성 은하 | ||
HXMM01 | 병합 중인 극단적인 폭발적 항성생성 은하 | ||
HFLS3 | 매우 강렬한 폭발적 항성생성 은하 | ||
NGC 1569 | 측면에 폭발적 항성생성을 겪고 있는 왜소은하 |
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