(NASA’s James Webb Space Telescope offers dramatically different views of the Southern Ring Nebula. Each image combines near- and mid-infrared light from three filters. At left, Webb’s image of the Southern Ring Nebula highlights the very hot gas that surrounds the two central stars. At right, Webb’s image traces the star’s scattered molecular outflows that have reached farther into the cosmos. In the image at left, blue and green were assigned to Webb’s near-infrared data taken in 1.87 and 4.05 microns (F187N and F405N), and red was assigned to Webb’s mid-infrared data taken in 18 microns (F1800W). In the image at right, blue and green were assigned to Webb’s near-infrared data taken in 2.12 and 4.7 microns (F212N and F470N), and red was assigned to Webb’s mid-infrared data taken in 7.7 microns (F770W). Credit: NASA, ESA, CSA, and O. De Marco (Macquarie University). Image processing: J. DePasquale (STScI))
(Examine the straight, brightly-lit lines that pierce through the rings of gas and dust around the edges of the Southern Ring Nebula in the James Webb Space Telescope’s image. These “spokes” appear to emanate from one or both of the central stars, marking where light streams through holes in the nebula. A research team projects that the straight lines may have been shot out hundreds of years earlier and at greater speeds than those that appear thicker and curvy. It’s possible the second set is a mix of material that slowed, creating less linear shapes. In this image, blue and green were assigned to Webb’s near-infrared data taken in 2.12 and 4.7 microns (F212N and F470N), and red was assigned to Webb’s mid-infrared data taken in 7.7 microns (F770W). Credit: NASA, ESA, CSA, and O. De Marco (Macquarie University). Image processing: J. DePasquale (STScI))
(How did up to five stars create the Southern Ring Nebula? Panel 1 shows a wider field with stars 1, 2, and 5, the last of which orbits star 1 far more tightly than star 2 does. Panel 2 zooms way in on the scene, and two other stars (3 and 4) appear in view; star 3 is emitting jets. Panel 3 shows star 1 expanding as it ages. Both stars 3 and 4 have sent off a series of jets. In panel 4 we zoom out to see how light and stellar winds are carving out a bubble-like cavity. Star 1 is surrounded by a dusty disk. In the fifth panel, star 5 is interacting with the ejected gas and dust, generating the system of large rings seen in the outer nebula. The sixth panel portrays the scene as we observe it today. Credit: NASA, ESA, CSA, E. Wheatley (STScI))
지구에서 2000광년 정도 떨어진 행성상 성운인 팔렬 성운 (Eight-Burst Nebula, Southern Ring Nebula, NGC 3132)은 흔한 행성상 성운이 아니라 정말 독특한 사연을 지닌 행성상 성운입니다. 독특한 나선형의 가스 중심에는 백색왜성과 주변 가스를 내보내고 중심부가 남은 뜨거운 별 두 개가 존재합니다.
백색왜성은 본래 태양 세 배 정도 되는 별이 5억 년의 삶을 마치고 죽은 것으로 2500년 전 가스를 주변으로 뿜어낸 것으로 추정됩니다. 동반성은 이 과정에서 무슨 일이 있었는지 주변 가스를 같이 잃어버리고 10만K에 달하는 뜨거운 핵만 남아 성운 중심에서 빛나고 있습니다.
이 독특한 행성상 성운은 이미 허블 우주 망원경과 지상의 여러 망원경에 의해 관측되었지만, 미스터리한 구조에 대한 비밀은 아직 풀리지 않았습니다. 따라서 과학자들은 제임스 웹 우주 망원경의 초기 관측 목표로 팔렬 성운을 선택했습니다.
연구 결과 이 독특한 행성상 성운은 5개의 별이 우연히 만들어낸 매우 복잡한 구조인 것으로 밝혀졌습니다. 본래는 두 개의 동반성과 멀리 떨어진 별이 공전하는 형태의 삼성계였는데, 두 개의 별이 끼어들어 물질을 흡수하고 제트를 뿜어내면서 주변 물질을 밖으로 밀어냈습니다. 그 주변을 공전하던 동반성은 가스를 주변으로 나선 형태로 뿜어 내면서 현재와 같은 형태가 된 것으로 보입니다.
제임스 웹 우주 망원경은 강력한 분해능으로 이 행성상 성운과 쌍성계의 기구한 운명을 밝혀냈습니다. 앞으로의 활약도 기대합니다.
참고
https://phys.org/news/2022-12-messy-death-star-webb.html
https://en.wikipedia.org/wiki/NGC_3132
Orsola De Marco, The messy death of a multiple star system and the resulting planetary nebula as observed by JWST, Nature Astronomy (2022). DOI: 10.1038/s41550-022-01845-2. www.nature.com/articles/s41550-022-01845-2
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