새로운 눈이 열리다.-2-

2009년 9월 9일부터 업그레이드 된 허블우주망원경에 의해 촬영된 고해상도 천체사진이 발표되고 있습니다.
2009년 9월 9일 발표된 허블 사이트의 뉴스를 나누어 싣습니다.
뉴스 헤더는 다음의 링크를 참고하십시오.( https://big-crunch.tistory.com/12345815 )

 

 

 

매우 갸날픈 나비처럼 보이는 이 천체는 연약함과는 전혀 상관이 없는 천체이다. 

섬세해 보이는 나비의 양 날개는 사실은 섭씨 2만도에 육박하는 열기가 가스를 데우고 있는 거대한 가마솥이라 할 수 있다.

가열된 가스는 시속 96만 킬로미터 이상의 속도로 우주공간으로 찢어져 나가고 있는데, 이 속도는 지구와 달을 단 24분만에 주파할 수 있는 엄청난 속도이다. 

 

이 격류의 중심에는 한 때 태양질량의 5배에 달하는 질량을 가졌던 별이 최후를 맞고 있다.

지금은 별로부터 방출된 자외선들이 이전에 분출된 별의 표면을 감싸고 있던 가스들과 물질들을 태우고 있다.

 

이 천체는 행성상 성운의 한 예로서 '행성상 성운'이라는 이름은 과거 소규모의 천체망원경을 통해 관측한 이 천체들의 둥그런 외형이 마치 행성을 닮았다 하여 붙여진 이름이다.

 

이 천체는 NGC 6302로 등재되어 있는 행성상 성운을 허블 망원경에 새로 탑재된 WFC3로 촬영한 것으로서 이 천체는 '벌레성운' 또는 '나비성운'이라는 이름으로 더 잘 알려져 있다.

WFC3는 2009년 5월, 19살의 허블 망원경을 수리하고 업그레이드하는 미션동안 허블에 장착된 새로운 망원경이다.

 

NGC 6302는 전갈자리방향으로 약 3800광년 떨어져 있으며, 우리 은하 내에 자리잡고 있다.
불타고 있는 가스는 원래는 별의 외곽부를 구성하고 있었던 가스들로서 2200년 전부터 뿜어지기 시작했다.

나비의 날개는 2광년 이상에 걸쳐 뻗어 있으며, 이는 우리 태양에서 가장 가까운 별인 알파 센타우리 별까지 거리의 반에 해당하는 거리이다.

중심의 별 자체는 눈에 보이지 않는데 이는 이 성운의 중앙을 죄고 있는, 검은 밴드 형태로 보이는 도넛 모양의 먼지 고리에 의해 별이 가려져 있기 때문이다.

이 두꺼운 먼지 밸트가 별로부터 발생하는 폭풍을 막아서면서 전통적으로 2극식(bipolar)이라 불리는 모래시계 모양의 외형이 나타나게 되는 것이다.

이 별은 우리 은하에서 가장 뜨거운 온도를 지닌 별들 중 하나인데, 별의 표면 온도는 약 22만도에 이르는 것으로 측정되었다.

지상에 위치한 분광분석 관측을 통해 이 천체의 가스 온도가 약 2만도에 육박하는 것으로 밝혀졌는데 이는 일반적인 행성상 성운과 비교할 때, 비정상적으로 높은 온도에 해당한다.

 

WFC3 가 촬영한 사진은 이 별의 분출이 대단히 복잡한 역사를 가지고 있음을 말해주고 있다.

 

이 별은 한때 그 지름이 우리 태양의 1천배에 달하는 크기의 적색거성으로 진화했다.

그리고나서 별의 외곽부를 우주공간으로 쏟아내기 시작했다.

우선 적도 지역의 물질들이 상대적으로 느린 속도인 시속 3만 2천 킬로미터의 속도로 쏟아져 나오면서 도넛 모양의 고리를 형성한 것으로 보인다.

한편 고리에 대해 수직방향으로 훨씬 빠른 속도의 가스 분출이 있었는데 이로부터 나비 모양의 날개 부분을 이루는 형상이 만들어졌다.

이후 중심 별의 가열이 계속되면서 대전입자들이 가득찬 훨씬 빠른 속도의 별폭풍이 시속 320만킬로미터의 속도로 몰아쳐 나와 이미 형성되어 있는 날개 모양의 구조를 찢어내면서 현재와 같은 모습을 만들어낸 것이다. 

 

또한 이 사진에는 마치 별을 가리키고 있는 듯한 손가락 모양의 수많은 둘출물이 보이는데 이는 별로부터 쏟아져 나오는 폭풍의 압력에 저항하고 있는 좀더 고밀도의 뭉치들에 의해 생겨난 구조이다.

 

이 성운이 가지고 있는 붉은 색 외곽부는 주로 질소 방출선에 의해 생성된 것으로 사진에 나타난 천체의 각 부분중 가장 차가운 가스의 영역을 보여주고 있다.

 

WFC3에는 다양한 영역에서 방출되는 여러 화학원소의 방출선을 감지할 수 있는 필터가 장착되어 있는데 이는 천문학자들로 하여금 온도나 밀도, 조성과 같은, 성운을 구성하고 있는 가스의 속성들을 추론할 수 있게 해 준다.

 

하얀색으로 나타나고 있는 지역은 황 복사선이 나타나고 있는 지역이다.

이 지역은 빠른 속도로 움직이고 있는 가스들이 앞서 방출된 느린 속도의 가스와 충돌하여 전복이 발생하고 있는 지역으로서 이로부터 충격파가 발생하고 있다.(이러한 작용으로 발생한 밝은 하얀색 모서리들이 중앙의 별을 향하고 있다.) 우측 상단에 또렷이 보이는 하얀색의 기둥이 이러한 충격파의 전형적인 예이다.

 

이 사진은 2009년 7월 27일 허블 WFC3를 통해 자외선과 가시광선 영역에서 촬영되었으며, 행성상성운으로부터 복사되는 산소, 헬륨, 수소, 질소, 황 복사를 각각의 필터로 담아내어 이를 조합함으로써 만들어졌다.

 

 

 

 

* '허블사이트'폴더에는  허블공식사이트(http://hubblesite.org) 의 뉴스센터 자료를 번역,게시하고 있습니다.
   본 내용은 2009년 9월 9일 발표된 뉴스입니다.

 

원문> 

Butterfly Emerges from Stellar Demise in Planetary Nebula NGC 6302

ABOUT THIS IMAGE:

This celestial object looks like a delicate butterfly. But it is far from serene.

What resemble dainty butterfly wings are actually roiling cauldrons of gas heated to more than 36,000 degrees Fahrenheit. The gas is tearing across space at more than 600,000 miles an hour—fast enough to travel from Earth to the Moon in 24 minutes!

A dying star that was once about five times the mass of the Sun is at the center of this fury. It has ejected its envelope of gases and is now unleashing a stream of ultraviolet radiation that is making the cast-off material glow. This object is an example of a planetary nebula, so-named because many of them have a round appearance resembling that of a planet when viewed through a small telescope.

The Wide Field Camera 3 (WFC3), a new camera aboard NASA's Hubble Space Telescope, snapped this image of the planetary nebula, catalogued as NGC 6302, but more popularly called the Bug Nebula or the Butterfly Nebula. WFC3 was installed by NASA astronauts in May 2009, during the servicing mission to upgrade and repair the 19-year-old Hubble telescope.

NGC 6302 lies within our Milky Way galaxy, roughly 3,800 light-years away in the constellation Scorpius. The glowing gas is the star's outer layers, expelled over about 2,200 years. The "butterfly" stretches for more than two light-years, which is about half the distance from the Sun to the nearest star, Alpha Centauri.

The central star itself cannot be seen, because it is hidden within a doughnut-shaped ring of dust, which appears as a dark band pinching the nebula in the center. The thick dust belt constricts the star's outflow, creating the classic "bipolar" or hourglass shape displayed by some planetary nebulae.

The star's surface temperature is estimated to be about 400,000 degrees Fahrenheit, making it one of the hottest known stars in our galaxy. Spectroscopic observations made with ground-based telescopes show that the gas is roughly 36,000 degrees Fahrenheit, which is unusually hot compared to a typical planetary nebula.

The WFC3 image reveals a complex history of ejections from the star. The star first evolved into a huge red-giant star, with a diameter of about 1,000 times that of our Sun. It then lost its extended outer layers. Some of this gas was cast off from its equator at a relatively slow speed, perhaps as low as 20,000 miles an hour, creating the doughnut-shaped ring. Other gas was ejected perpendicular to the ring at higher speeds, producing the elongated "wings" of the butterfly-shaped structure. Later, as the central star heated up, a much faster stellar wind, a stream of charged particles traveling at more than 2 million miles an hour, plowed through the existing wing-shaped structure, further modifying its shape.

The image also shows numerous finger-like projections pointing back to the star, which may mark denser blobs in the outflow that have resisted the pressure from the stellar wind.

The nebula's reddish outer edges are largely due to light emitted by nitrogen, which marks the coolest gas visible in the picture. WFC3 is equipped with a wide variety of filters that isolate light emitted by various chemical elements, allowing astronomers to infer properties of the nebular gas, such as its temperature, density, and composition.

The white-colored regions are areas where light is emitted by sulfur. These are regions where fast-moving gas overtakes and collides with slow-moving gas that left the star at an earlier time, producing shock waves in the gas (the bright white edges on the sides facing the central star). The white blob with the crisp edge at upper right is an example of one of those shock waves.

NGC 6302 was imaged on July 27, 2009, with Hubble's Wide Field Camera 3 in ultraviolet and visible light. Filters that isolate emissions from oxygen, helium, hydrogen, nitrogen, and sulfur from the planetary nebula were used to create this composite image.

These Hubble observations of the planetary nebula NGC 6302 are part of the Hubble Servicing Mission 4 Early Release Observations.

Object Name: NGC 6302

Image Type: Astronomical

Credit: NASA, ESA, and the Hubble SM4 ERO Team