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우주 이야기 698 - 별이 탄생하는 성운의 비밀을 밝히는 허셜 우주 망원경



(Herschel's view of the W3/W4/W5 complex. Credit: ESA/Herschel/NASA/JPL-Caltech, CC BY-SA 3.0 IGO; Acknowledgement: R. Hurt (JPL-Caltech))

(Herschel's view of Orion B. Credit: ESA/Herschel/NASA/JPL-Caltech, CC BY-SA 3.0 IGO; Acknowledgement: R. Hurt (JPL-Caltech))

(Herschel's view of Rho Ophiuchi. Credit: ESA/Herschel/NASA/JPL-Caltech, CC BY-SA 3.0 IGO; Acknowledgement: R. Hurt (JPL-Caltech))


 허블 우주 망원경에 비해서 상대적으로 인지도가 떨어지지만, 사실 지금 우주에 있는 가장 큰 구경을 지닌 망원경은 유럽 우주국(ESA)의 허셜 우주 망원경입니다. 3.5m 구경의 허셜 우주 망원경의 중요한 목표는 적외선 영역에서 별이 탄생하는 성운의 비밀을 밝히는 것입니다. 그리고 지난 4년간 우리 은하계의 가스 성운을 면밀히 관측한 데이터가 공개되었습니다. 


 우리의 태양계를 비롯해서 은하계의 별들은 모두 가스 성운에서 탄생했습니다. 이 가스 성운에는 별의 중요한 재료인 수소 이외에도 이전 세대의 별이 죽으면서 남긴 무거운 원소들이 존재합니다. 이 무거운 원소는 지구를 구성하는 원소가 됨은 물론이고 우리의 몸을 구성하고 있습니다. 따라서 이 가스 성운에서 별과 원시 행성계가 어떻게 생성되는지 이해하는 일은 우리가 어디에서 왔는지를 밝히는 중요한 연구 주제입니다. 


 허셜 우주 망원경과 다른 망원경의 활약으로 천문학자들은 가스 성운에서 가스들이 그냥 무작위적으로 뭉쳐서 별을 형성하는 것은 아니라는 점을 발견했습니다. 가스 성운 내에는 필라멘트(filament)라는 실타래 같은 가스 구조물이 형성되는 데 그 크기는 수광년에서 수백광년에 달할 만큼 큽니다. 이렇게 가스의 밀도가 올라간 필라멘트에서 수많은 별이 탄생합니다. 



(동영상) 


 허셜 우주 망원경은 다양한 필라멘트의 구조를 확인했습니다. 흥미로운 사실은 일부 별은 필라멘트 없이도 생성될 수 있으며 모든 필라멘트에서 별이 생성되는 것도 아니라는 점입니다. 무엇이 이런 차이를 만드는지는 알지 못하지만, 앞으로 허셜 우주 망원경의 데이터를 분석해서 여러 가지 사실이 밝혀질 것으로 기대됩니다. 


 동시에 과학자들은 허셜 데이터를 이용해서 태양 같은 작은 질량별이 어떻게 생성되는지에 대한 단서를 얻었습니다. 작은 질량을 가진 별은 두 단계를 거쳐 생성되는 것으로 보입니다. 첫 번째 단계는 가스 성운의 소용돌이에서 가스 필라멘트 구조가 형성되는 것이고 두 번째는 이 필라멘트 구조가 붕괴되면서 생기는 가스 덩어리가 별의 씨앗이 되는 단계입니다. 물론 더 구체적인 기전에 대해서는 상세한 연구가 필요할 것입니다. 


 앞서 허셜 우주 망원경을 허블 우주 망원경과 경쟁 관계에 있는 것처럼 소개했지만, 사실 이 둘은 관측하는 파장대가 서로 다릅니다. 그런 만큼 이들은 서로 협력해서 우주를 관찰하는 동반자 관계라고 할 수 있습니다. 이들이 업적은 앞으로 발사가 예정된 제임스 웹 우주 망원경에 이어져 우주를 더 깊게 탐사할 수 있도록 도와줄 것입니다. 


 참고 


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