베일성운을 재방문하다.

 

Credit:NASA, ESA, Hubble Heritage Team

 

사진 1> 이 사진은 허블우주망원경을 이용하여 촬영된 베일성운의 일부이다
사진에 담긴 이 유명한 초신성 폭발 잔해의 외곽 일부는 NGC 6960으로 등재되어 있으며 마녀의 빗자루성운이라는 이름으로도 불린다.

 

허블우주망원경은 1997년 베일성운의 특정 부분 3군데의 웅장한 모습을 담아낸적이 있다.
그리고 지금, 허블 WFC3를 이용하여 별들의 흩어진 잔해들이 장엄하게 남겨놓은 새로운 세밀한 모습들이 촬영되었으며 이를 통해 지난 몇 년간의 팽창 상황을 알 수 있게 되었다.

 

섬세하게 주름이 잡힌 다발구조로 인해 아름다운 베일성운이라는 이름이 붙은 이 성운은 초신성의 폭발 잔해로는 가장 잘 알려져 있는 천체 중 하나이다.

 

이 천체는 8천년 전 태양의 20배 질량을 가진 별의 폭발로부터 생성되었다.

백조자리 방향으로 2,100 광년 거리에 자리를 잡고 있는 이 밝고 화려한 빛깔의 구름은 거의 110광년의 폭에 걸쳐 펼쳐져 있다.

 

1997년 허블 WFPC2 로 촬영된 베일성운의 사진은 이 천체의 세부 구조를 드러내주었다.
오늘날 훨씬 더 세부적인 모습을 드러내주는 WFC3 로 촬영된 사진을 여기에 겹쳐 놓음으로써 이 성운이 지난 18년간 어떻게 팽창해왔는지도 알 수 있게 되었다.

 

이 성운의 복잡한 구조와 우리로부터 떨어져 있는 거리에도 불구하고, 성운이 가지고 있는 미묘한 구조의 움직임이 명백하게 그 모습을 드러내고 있는데 희미한 붉은 빛의 수소 다발들은 특히나 그 모습이 잘 드러나 있다.
사진에서는 사진 전체를 장악하고 있는 밝은 구조 사이를 관통하며 흐르는 한 가닥 필라멘트의 모습까지도 볼 수 있다.

 

천문학자들은 베일성운을 만들어낸 별이 폭발하기 전에 강력한 별폭풍을 분출해냈을 것으로 추정하고 있다.
이렇게 분출된 별폭풍이 주위를 둘러싼 우주공간의 가스에 거대한 빈 공간을 만들었다.
그리고 초신성이 폭발하면서 시작된 충격파가 이 빈 공간의 벽과 부딪히면서 이 성운의 선명한 구조를 만들게 된 것이다.

 

밝은 가스다발들은 이 충격파가 상대적으로 밀도가 높은 빈 공간의 벽과 부딪히면서 상호작용한 결과로 만들어진 것이며, 이보다 희미한 구조물들은 상대적으로 물질이 희박하게 존재하는 부분에서 만들어진 것이다.

 

베일성운의 화려한 색상은 화학 원소들이 나타내는 다양한 온도와 밀도에 따른 것이다.
빈 공간의 벽을 그러내주고 있는 푸른색의 구조물들은 다소 성긴 구조를 가진 초록색과 붉은 색 물질들과 비교하여 균일하고 굴곡진 모습을 보여주고 있다.

 

이는 푸른색 필터로 잡아낸 가스들이 보다 나중에 충격파와 충돌하였음을 나타내는 것이며 따라서 충격파 전면에 형성된 원래 형태가 여전히 그대로 남아 있음을 말해준다.

 

또한 이 구조들의 온도는 빨간색이나 초록색보다도 훨씬 높다.[1]
후자는 훨씬 오래전에 이온화된 가스들이며 좀더 혼란스러운 구조로 일치감치 흩어지기 시작한 가스들이다.

 

이들 밝은 다발들과 혼란스러운 구조들 사이에는 몇몇 얇고 날카로운 모서리를 지닌 붉은색 가스다발들이 자리잡고 있다.
이 희미한 수소 복사 구조들은 보다 성긴 붉은 빛의 가스들과는 완전히 다른 기재를 통해 생성된 것으로서 과학자들로 하여금 과거 충격파 전면의 일단을 엿볼 수 있게 해 주고 있다.

 

이 붉은 빛은 가스가 충격파에 휩싸인 이후 발생한 것으로 충격파는 시속 1,500만 킬로미터라는 엄청난 속도로 해당 지역을 휩쓸었고, 수소 가스는 이 충격파 전면에 몰아쳐 밀려나온 입자들과 충돌하면서 이온화되었다.

 

허블우주망원경의 관측 시야각의 6배를 활용하였음에도 불구하고 WFC3가 촬영한 사진의 폭은 베일성운의 바깥쪽 테두리의 극히 일부분에 해당한다.

 

베일성운의 서쪽에 위치하고 있는 이 부분은 NGC 6960으로 알려져 있으며, 마녀의 빗자루성운(the Witch’s Broom Nebula)이라 불리기도 한다.

 

Credit:NASA, ESA, Digitized Sky Survey 2

 

사진 2> 이 사진은 베일 초신성 폭발 잔해와 그 주변의 하늘을 보여주고 있다.
이 성운의 엄청난 크기로 인해 허블우주망원경은 전체 중 작은 부분만을 세밀하게 관측할 수 있었다.

 

 

Credit:NASA, ESA, Hubble Heritage Team

사진 3> 입체 안경을 끼면 3차원의 베일성운을 볼 수 있을 것이다.

 

 

Credit:NASA, ESA, Hubble Heritage Team

 

사진 4> 이 사진은 1997년과 2015년에 각각 촬영된 베일성운의 한 부분을 비교한 것이다.
약간 사팔눈을 뜨고 이 사진을 바라보면 사진에서 3차원의 깊이감이 느껴질 것인데, 이러한 환영은 두 사진 간에 움직임을 보인 필라멘트 때문에 발생하는 것이다. 
 

 

각주

[1] 사진의 세 가지 색깔은 서로 다른 세 가지 종류의 가스를 나타내기 위해 선별된 것이다.
이 세가지 색깔이 실제 성운의 색깔을 구성하고 있는 것은 아니다.

 

출처 : 유럽우주국(ESA) 허블 2015년 9월 24일 발표 뉴스
         http://www.spacetelescope.org/news/heic1520/

 

참고 : 베일성운을 비롯한 각종 성운에 대한 포스팅은 하기 링크 INDEX를 통해 조회할 수 있습니다.
           https://big-crunch.tistory.com/12346974

 

 

원문>

heic1520 — Photo Release

Revisiting the Veil Nebula

24 September 2015

The NASA/ESA Hubble Space Telescope imaged three magnificent sections of the Veil Nebula in 1997. Now, a stunning new set of images from Hubble’s Wide Field Camera 3 capture these scattered stellar remains in spectacular new detail and reveal its expansion over the last years.

Deriving its name from its delicate, draped filamentary structures, the beautiful Veil Nebula is one of the best-known supernova remnants. It formed from the violent death of a star twenty times the mass of the Sun that exploded about 8000 years ago. Located roughly 2100 light-years from Earth in the constellation of Cygnus (The Swan), this brightly coloured cloud of glowing debris spans approximately 110 light-years.

In 1997, Hubble’s Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) photographed the Veil Nebula, providing detailed views of its structure. Now, overlaying WFPC2 images with new Wide Field Camera 3 (WFC3) data provides even greater detail and allows scientists to study how far the nebula has expanded since it was photographed over 18 years ago.

Despite the nebula’s complexity and distance from us, the movement of some of its delicate structures is clearly visible — particularly the faint red hydrogen filaments. In this image, one such filament can be seen as it meanders through the middle of the brighter features that dominate the image.

Astronomers suspect that before the Veil Nebula’s source star exploded it expelled a strong stellar wind. This wind blew a large cavity into the surrounding interstellar gas. As the shock wave from the supernova expands outwards, it encounters the walls of this cavity — and forms the nebula’s distinctive structures. Bright filaments are produced as the shock wave interacts with a relatively dense cavity wall, whilst fainter structures are generated by regions nearly devoid of material. The Veil Nebula’s colourful appearance is generated by variations in the temperatures and densities of the chemical elements present.

The blue coloured features — outlining the cavity wall — appear smooth and curved in comparison to the fluffy green and red coloured ones. This is because the gas traced by the blue filter has more recently encountered the nebula’s shock wave, thus still maintain the original shape of the shock front. These features also contain hotter gas than the red and green coloured ones [1]. The latter excited longer ago and have subsequently diffused into more chaotic structures.

Hidden amongst these bright, chaotic structures lie a few thin, sharply edged, red coloured filaments. These faint hydrogen emission features are created through a totally different mechanism than that which generates their fluffy red companions, and they provide scientists with a snapshot of the shock front. The red colour arises after gas is swept into the shock wave — which is moving at almost 1.5 million kilometres per hour! — and the hydrogen within the gas is excited by particle collisions right at the shock front itself.

Despite utilising six full Hubble fields of view, these new WFC3 images cover just a tiny fraction of the nebula’s outer limb. Located on the west side of the supernova remnant, this section of the outer shell is in a region known as NGC 6960 or — more colloquially — the Witch’s Broom Nebula.

Notes

[1] The colours in the image have been chosen to help identifying the three different species of gas; they do not represent the real colours of the nebula.

Notes for editors

The Hubble Space Telescope is a project of international cooperation between ESA and NASA.

More information

Image credit: NASA, ESA, Hubble Heritage Team

Links

• Images of Hubble
• Link to HubbleSite release
• Uncovering the Veil nebula

Contacts

Mathias Jäger
ESA/Hubble, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 176 62397500
Email: mjaeger@partner.eso.org