냉각류

냉각류 또는 쿨링 플로()는 은하단의 중심에 있는 은하단내부물질(ICM)이 연간 수십에서 수천 태양질량의 비율로 빠르게 냉각되어야 한다는 이론에서 등장하는 개념이다.Fabian A.C.: 은하단에서의 냉각류, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 1994. 32: 277-318 냉각류는 ICM(일종의 플라스마)이 X-선 방출로 인해 에너지를 빠르게 잃을 때 발생해야 한다. ICM의 X-선 밝기는 밀도의 제곱에 비례하는데, 그래서 대부분 은하단의 중심으로 갈수록 가파르게 증가한다. 또한 온도는 은하단의 외곽에서의 보통 3분의 1 또는 절반 수준으로 떨어진다. ICM의 냉각되는데 걸리는 일반적인 시간은 10억 년 이하로 상대적으로 짧다. 은하단의 중심에 있는 물질이 침착(cool out)되면, ICM을 짓누르는 압력으로 인해 안쪽으로 물질들의 유동이 발생하는데, 이것이 냉각류이다.

정상상태에서 질량침적률(mass deposition), 즉 플라스마의 냉각률은 다음과 같이 주어진다.

여기서 L은 냉각 영역의 복사광도(모든 스펙트럼 영역에서의 광도), T는 온도, k는 볼츠만 상수, μm은 평균 분자질량이다.

현재 매우 큰 수치의 냉각이 예측되었는데, 많은 은하단을 조사해본 결과 냉각 X-선 방출 기체에 대한 증거가 적기 때문에 실제 냉각률은 그보다 훨씬 작을 것으로 예측되고 있다.Peterson J.R., et al.: 은하단에 대한 냉각류 모형을 제한하게 만든 고해상도 X-선 분광사진. ApJ 2003. 590: 207 이를 냉각류 문제(cooling flow problem)라고 한다. 냉각에 대한 증거가 적은 이유에 대한 이론은 다음과 같다.Peterson J.R., Fabian A.C.: 냉각 중인 은하단의 X-선 분광학, Physics Reports. 2006. 427: 1

 은하단에 있는 중심의 활동은하핵(AGN)에 의한, 아마 음파(페르세우스자리 및 처녀자리 은하단에서 보이는 것)를 통한 가열
 은하단의 외곽 부분으로부터의 열전도
 우주선에 의한 가열
 물질 흡수로 인한 냉각 기체 은폐
 뜨거운 물질과 냉각 기체의 혼합

AGN에 의한 가열이 가장 일반적인 설명인데, 대량의 에너지가 AGN의 수명 기간 동안 방출되기 때문이다.

 각주 

분류:은하단
분류:외부은하천문학
분류:공간 플라스마