우주 이야기 49 - 허블이 본 우주 6

 

 허블 우주 망원경이 본 우주 마지막 입니다.

 (백색왜성과 주변의 원반.  허블 우주 망원경은 가시광 영역의 컬러 이미지만 보는 것이 아니다. 많은 가시광 이외 영역이 관측 영역인데 일반적으로 눈에 보이지 않는 파장에서 더 잘 보이는 천체들이 있기 때문이다. 백색 왜성 HD 141569 는 허블 우주 망원경 관측에서 두개의 먼지등으로 구성된 원반이 관측된 백색왜성이다. 이 백색 왜성의 먼지 원반은 각각 86 AU, 250 AU 정도 거리이며 아마도 225 AU 거리 정도에는 원반안에 숨어 있는 행성이 존재할 가능성도 제기되고 있다.

  당연히 백색 왜성 주변에도 행성이 있을 수 있다. 먼 미래 우리 태양이 백색 왜성이 되면 그 주변에는 태양계의 외행성들과 적어도 화성 까지는 여전히 그 주변을 공전할 것이기 때문이다. 하지만 이 백색왜성은 나사의 관측에 의하면 protoplanetary disk, 즉 행성이 생성되는 먼지 디스크를 가지고 있을 가능성도 제기되고 있다.  

Credit: NASA, M. Clampin (STScI), H. Ford (JHU), G. Illingworth(UCO/Lick), J. Krist (STScI), D. Ardila (JHU), D. Golimowski (JHU) the ACS Science Team and ESA)

 (케플러의 초신성   위대한 천문학자이자 근대 과학의 초기에 지대한 공헌을 한 요하네스 케플러는 1604년 10월 9일에 초신성을 관측했다. 이 초신성은 우리 은하계 안에 있던 초신성이었다. 나사는 이 초신성의 잔해를 세개의 중요한 우주 관측 기기인 허블 우주 망원경, 찬드라 X 선 위성, 그리고 스피처 우주 망원경으로 관측하고 그 이미지를 합성한 대형 사진을 공개했다.  

Color Code (Energy):

• Blue: X-ray (4-6 keV), en:Chandra X-ray Observatory, The higher-energy X-rays come primarily from the regions directly behind the shock front.
• Green: X-ray (0.3-1.4 keV), en:Chandra X-ray Observatory; Lower-energy X-rays mark the location of the hot remains of the exploded star.
• Yellow: Optical, en:Hubble Space Telescope; The optical image reveals 10,000 degrees Celsius gas where the supernova shock wave is slamming into the densest regions of surrounding gas.
• Red: Infrared, en:Spitzer space telescope; The infrared image highlights microscopic dust particles swept up and heated by the supernova shock wave.

 This file is in the public domain because it was created by NASA.)

 (처음으로 직접 찍은 외계 행성    포말하우트는 동아시아에서는 북락사문이라 불리는 별로 남쪽 물고기 자리 알파별이다. 허블 우주 망원경은 이 별 주변에서 먼지 원반을 발견했으며 그 중에 외계 행성 포말하우트 b 가 숨어 있음을 찾아냈다. 우측 밑에 작은 사각형 안에 그 사진이 보인다. 이 행성은 작은 점으로 밖에 보이지 않지만 외계에 있는 행성의 직접 이미지를 얻은 것은 이번이 처음이었다. 이 때 까지 찾은 외계 행성은 모두 간접적인 방법으로 찾았던 것이었다. 클릭하면 원본

 참고로 포말 하우트는 지구에서 25광년 떨어진 별이며 포말하우트 b 행성은 목성 질량의 0.054 - 3배 정도 되는 행성으로 모성인 포말하우트로 부터 약 133 - 158 AU 떨어진 행성이다. 포말하우트 b 는 아마도 모항성으로 부터 멀리 떨어진 목성형 행성일 것이다. 모성으로부터 충분히 떨어진 거리에 있으면서 크기가 크기 때문에 우리는 작은 점으로 이 행성을 발견할 수 있었다. 그러나 만약 포말하우트에서 태양계를 관측한다면 허블 우주 망원경으로도 지구를 찾아 낼 수는 없었을 것이다.   This file is in the public domain because it was created by NASA and ESA.  )

 (오리온 성운의 전체 모습   우리에게도 친숙한 오리온 성운 (Orion Nebula) 은 지구에서 1,344 ± 20 광년 정도 떨어져 있으며 지름 24 광년 정도의 큰 성운으로 지구에서도 육안으로 볼 수 있다. 여타의 거대 성운들 처럼 복잡한 구조를 가지고 있으며 아기별 들이 태어나는 장소이기도 하다. 위의 사진의 원본은 18000 X 18000 픽셀 정도로 여러개의 허블 망원경 이미지를 합성한 것이다. 이렇게 큰 사진의 원본은 네이버에 올릴 수 없다.   원본은 여기에서 :   http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f3/Orion_Nebula_-_Hubble_2006_mosaic_18000.jpg  

This file is in the public domain because it was created by NASA and ESA. )

 (허블 우주 망원경이 포착한 태어나는 별들과 원시 행성계 원반 (protoplanetary disc) 들. 이들은 오리온 성운에서 생성 되고 있는 새로운 항성들이다. 이 항성 주변에는 먼지 구름에서 형성된 원반이 붙어 있는데 이런 원반들이 중력으로 합쳐져 행성과 소행성대를 구성하게 되는 것으로 생각된다. 우리 태양계도 생성되는 당시에는 이런 모습이었을 것이다.  This file is in the public domain because it was created by NASA and ESA. )

 (아기별의 울음 소리   초기에 생성된 별은 강착 원반 (accretion disc)과 수직 방향으로 초속 수백킬로미터의 속도로 가스를 내뿜는다. 그러면 주변의 가스와 먼지를 밀어내면서 마치 물감을 짜는 것 같은 특이한 모습을 형성한다. 이것을 Herbig-Haro Object 라 부르는데 항성이 새롭게 만들어진 별의 증거다. 마치 아기별의 울음 같다고 할까.

 이 현상은 불과 수천년 정도만 지속되는데 인간의 생애에 비하면 무척 길지만 별의 일생으로 보면 찰나의 울음인 셈이다. 5년에 걸쳐 허블 우주 망원경이 이 모습을 포착했고 이를 연속으로 본 사진이다. 이 사진 역시 오리온 성운에서 포착한 사진이다. This file is in the public domain because it was created by NASA )    

(장막을 벗으면 별이 보인다.   오리온 성운의 가스와 먼지를 뚫고 새로 태어난 별들을 보는데 더 좋은 방법은 사실 가시 광선이 아니라 적외선 영역에서 관측하는 것이다. 적외선 영역은 인간의 눈으로는 보이지 않지만 오히려 우주의 어두운 천체들이나 먼지와 가스를 뚫고 관측하는 데는 더 유리하다. 허블 우주 망원경은 가시광 영역은 물론 적외선 영역의 관측도 가능한 우주 망원경이다.

 좌측은 가시광 영역에서 오리온 성운의 별을 본 것이고 우측은 적외선 영역에서 관측한 것이다. 구름 속에 가려졌던 젊은 별들이 더 잘 관찰된다. 오리온 성운은 여러 젊은 별들과 아기 별들의 고향이자 산란장이다. 여기서 본 오리온 성운의 부분은 Trapezium cluster 라고 부른다. 이 젊은 별들의 모임은 갈릴레오에 의해 처음 밝혀졌다.  This file is in the public domain because it was created by NASA andESA.  )

 (산란되는 빛   지구에서 3000 광년 정도 떨어진 Egg nebula 의 모습이다. 이 성운은 원시 행성계 원반 (protoplanetary disc) 를 지닌 중심부의 별이 먼지로된 디스크에 가려 빛을 내면서 산란되어 이와 같은 독특한 모습을 띄고 있다고 여겨진다.  This work is in the public domain in the United States because it is a work of the United States Federal Government under the terms of Title 17, Chapter 1, Section 105 of the US Code. See Copyright. )

 (허블이 포착한 목성의 충돌 흔적    허블 우주 망원경은 태양계의 생생한 모습 들도 포착했다. 그 중에서 가장 인상 깊었던 것은 역시 슈메이커 레비 혜성이 목성에 충돌했을 때 였을 것이다. 그러나 그 외에도 목성에는 자주 혜성이나 소행성과의 충돌이 있었던 것 같다. 목성의 거대한 질량과 중력, 그리고 소행성과 혜성에 미치는 영향을 생각해 보면 놀라운 일은 아니다. 사진은 2009년 7월 23일 찍은 것으로 목성에 혜성이나 소행성 충돌의 흔적으로 보이는 거대한 반흔이 발견되었다. This file is in the public domainbecause it was created by NASA.  )

 (목성의 오로라   목성의 강력한 자기장으로 인해 목성에서도 오로라가 발생한다. 허블 우주 망원경은 자외선 영역에서 이를 관측했다. 한가지 재미있는 것은 밝은 흔적들인데 이것들이 목서의 거대 위성인 이오, 가니메데, 유로파에 의해 발생했다는 것이다. 

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 (화성의 표면    허블 우주 망원경은 화성에 탐사선이 없을 때 화성을 실시간으로 감시하고 화성의 기후 변화를 추적하는 역활을 했다. 화성의 자전 주기는 지구와 비슷하므로 화성의 거의 전 표면적을 허블 우주 망원경으로 포착할 수 있다.  This file is in the public domain because it was created by NASA   )

 (토성의 양극지방의 오로라   토성 역시 오로라가 발생한다. 허블 우주 망원경으로 토성의 양극 지방에 생긴 오로라를 관측했다. 밝게 보이는 양 극 지방의 모습이 오로라이다.  This file is in the public domain because it was created by NASA ) 

 (천왕성의 암반.  천왕성에는 현재 탐사선이 가있지 않은 상태이므로 역시 허블 우주 망원경의 주요 탐사 대상이다. 2006 년 천왕성에 발생한 암반 (Dark spot)  을 허블 우주 망원경이 찍었다. 그 크기는 아주 커보이지 않지만 사실 수천 km 에 달하는 크기다.   This file is in the public domain because it was created by NASA )

 (명왕성과 위성들.  명왕성은 아직 탐서선이 도달하지 못했다. 명왕성은 거의 동반성이라고 할 수 있는 카론과 같이 공전하고 있으며 그 주위를 다시 닉스와 히드라 라는 작은 위성들이 돌고 있는 복잡한 구조다. 허블 우주 망원경이 이를 포착했다. This file is in the public domain because it was created byNASA )

 (명왕성의 표면.  허블 우주 망원경 영상을 최대로 확대해 보면 사실 명왕성의 표면이 알록달록하다는 것을 알 수 있다. 이것이 의미하는 바는 명왕성이 매끈한 표면을 가진게 아니라 분명히 어떤 형태의 지형을 가지고 있다는 의미이다. 이 지형이 어떤 것인지는 결국 명왕성 탐사선인 뉴 호라이즌 호가 밝혀야 할 임무다.  This file is in the public domain because it was created by NASA )