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우주 이야기 1611 - 게 성운을 25년 간격으로 관측한 허블 우주 망원경


 

(Crab Nebula (2024 Hubble image). Credit: NASA, ESA, STScI, W. Blair (JHU). Image Processing: J. DePasquale (STScI))

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지금으로부터 1000년 전 쯤인 1054년에 하늘에는 낮에도 보일 정도로 밝은 별이 나타났습니다. 물론 초신성으로 지금은 SN1054라는 이름으로 알려져 있지만, 당시 중국 등에서는 불길한 징조로 여겼다고 합니다.

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훗날 천문학자들은 이 방향에서 게 모양으로 생긴 성운을 발견하고 게 성운 (Crab nebula)라는 이름을 붙였는데, 과학자들이 정확히 폭발 연도를 측정할 수 있는 초신성 가운데 가장 오래된 것 중 하나이고 거리도 6500광년 정도로 초신성 잔해 가운데 가까운 편이라서 많은 연구가 이뤄진 성운이기도 합니다.

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나사의 허블 우주 망원경은 초창기부터 게 성운을 관측해 왔습니다. 최근 과학자들은 25년 사이 (1999년 - 2024년) 허블 우주 망원경 관측 결과를 비교해 게 성운에 어떻게 팽창하고 있는지 분석했습니다.

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게 성운은 지름 11광년에 이르는 큰 성운으로 현재도 빠른 속도로 팽창하고 있습니다. 이번 연구에서 과학자들은 허블 우주 망원경이 포착한 미세한 필라멘트 구조들이 25년 동안 시속 550만 킬로미터의 속도로 바깥쪽으로 크게 움직인 모습을 확인했습니다.

연구팀은 성운 주변의 필라멘트들이 중심부의 필라멘트들에 비해 더 많이 움직였으며, 시간이 지남에 따라 늘어나는 것이 아니라 단순히 바깥쪽으로 이동했다는 점을 알아냈습니다.

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(25년 간 이미지 비교)

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이는 게성운이 싱크로트론 복사에 의해 에너지를 공급받는 펄서풍 성운이기 때문으로 보입니다. 싱크로트론 복사는 펄서의 자기장과 성운 물질 사이의 상호작용으로 생성됩니다. 새로운 고해상도 허블 관측 자료는 2차원 이미지로는 파악하기 어려웠던 게성운의 3차원 구조에 대한 추가적인 정보를 제공하고 있습니다.

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이렇게 팽창하는 초신성 잔해는 시간이 흐르고 나면 사라져서 결국은 중심부의 중성자별만 남게 됩니다. 하지만 이 물질들은 사라지는 것이 아니라 다음 세대의 별과 행성의 재료가 됩니다. 초신성 폭발에서 생성된 무거운 물질들이 모여 현재의 지구가 되고 지구에 살고 있는 인간 같은 생명체가 됐습니다.

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지금 우리 몸의 분자들도 이런 과정을 거쳐 나온만큼 초신성 잔해에 대한 연구는 우리의 기원에 대한 연구이기도 합니다.

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참고

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https://phys.org/news/2026-03-hubble-revisits-crab-nebula-track.html

William P. Blair et al, The Crab Nebula Revisited Using HST/WFC3, The Astrophysical Journal (2026). DOI: 10.3847/1538-4357/ae2adc

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