우주 이야기 1395 - 제임스 웹 우주 망원경이 관측한 별의 탄생, 임종, 그리고 죽음 후

 (Rho Ophiuchi. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team)

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아무리 짧은 삶을 살아가는 별이라도 사실 인간의 수명과는 비교할 수 없을 정도로 긴 수백 만 년을 살다가 죽습니다. 따라서 과학자들은 한 별의 생애를 관측하는 대신 여러 단계에 있는 별을 관측해서 별의 탄생과 성장, 노화, 죽음, 그리고 죽은 후 잔해를 관측합니다. 네덜란드 레이던 대학의 반 데르 마렐 (Van der Marel) 제임스 웹 우주 망원경은 강력한 성능으로 포착한 별이 탄생, 임종 직전, 그리고 죽은 후의 모습을 공개했습니다.

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첫 번째 이미지는 뱀주인자리 로 (Rho Ophiuchi) 성운으로 수백만 년 된 아기 별들이 태어나는 장소입니다. 이 성운의 아래에는 태양보다 훨씬 무겁고 밝은 별인 S1이 있는데, 이 별에서 나오는 강력한 한성풍으로 인해 주변의 가스가 밀리면서 커튼 같은 모습을 볼 수 있습니다.

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하지만 제임스 웹 우주 망원경의 진가는 이렇게 밝은 별이 아니라 가스 구름 안쪽의 잘 보이지 않는 아기별을 관측할 때 나타납니다. 제임스 웹 우주 망원경은 왼쪽 위에 숨은 작은 아기별을 관측했습니다. 이 아기별은 주변에 원시 행성계 원반 고리를 지니고 있어 옆에서 봤을 때 허리가 가느다란 모래시계처럼 보입니다. 먼 훗날 이 고리에서 행성들이 태어날 것입니다.

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(Credit: Leiden University)

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두 번째 이미지는 울프 레이예 별인 Wolf-Rayet 124입니다. 울프-레이예 별은 극단적인 항성풍으로 인해 표면이 벗겨져나간 거대 별로 초신성 폭발을 앞둔 별입니다.

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이들은 우리 은하에 500개 정도에 불과할 정도로 드물고 멀리 떨어져 있지만, 제임스 웹 우주 망원경의 강력한 성능으로 주변으로 먼지와 가스를 내뿜는 모습을 상세히 관측할 수 있습니다. 특히 먼지의 경우 핑크색으로 처리하면 사진에서 보는 것 같는 신비한 구름 모습을 보여줍니다. 이 가스와 먼지들은 다음 세대의 별과 행성의 재료가 됩니다.

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(Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team)

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마지막 사진은 카시오페아 A (Cassiopeia A) 초신성 잔해입니다. 350년 전 폭발하고 남은 별의 잔해는 충격파로 인해 엄청난 속도로 팽창하지만, 기본적으로 워낙 질량이 크고 큰 별이기 때문에 수천 년 동안 완전히 사라지지 않습니다.

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사진에서 보이는 노란색과 붉은 색은 초신성 폭발에서 밀려난 성간 수소이고 밝은 분홍색 물질은 별의 잔해입니다. 아래의 녹색 원은 그린 몬스터라고 부르는데, 과학자들도 그 정체를 모르는 미스터리 구조물입니다.

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제임스 웹 우주 망원경은 강력한 성능으로 별의 탄생과 죽기 직전, 그리고 죽고 난 후 다음 세대의 별과 행성을 준비하는 모습을 상세히 관찰하고 있습니다. 이를 통해 우주의 순환과 별의 일생을 연구하는 과학자들에게 중요한 정보를 제공할 것입니다.

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참고

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https://phys.org/news/2024-03-stunning-james-webb-images-birth.html