새로 탄생하는 별의 모습을 생생하게 담아내다.(Herbig-Haro 46/47)

Credits: Image: NASA, ESA, CSA. Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)

 

사진설명 : 제임스웹 우주망원경이 서로 촘촘하게 묶인 채 탄생하고 있는 별인 허빅-하로 46/47(Herbig-Haro 46/47)을

                 고해상도 근적외선 사진으로 담아냈다. 

                 허빅-하로 46/47은 나이가 고작 수천 년 정도에 지나지 않는 어린 별이기 때문에 중요한 연구대상이다. 
                 이 이중별계가 완전히 형성되기까지는 수백만 년이 더 걸릴 것이다. 


제임스웹 우주망원경이 고해상도 근적외선을 이용하여 허빅-하로 46/47 (Herbig-Haro 46/47)로 알려진 한 쌍의 별생성 현장을 포착했다. 

이 별들은 붉은색 회절선 중심, 밝은 주황색 얼룩 속에 위치하고 있다. 

이 별들은 지속적으로 몸집을 늘려가는데 필요한 가스와 먼지 원반 속에 묻혀있다.
이 원반은 눈에 보이지는 않지만 이 원반의 그림자는 두 개의 어두운 월뿔형태로 그 모습을 드러내고 있다. 

가장 인상적으로 세세한 모습을 드러내고 있는 부분은 
별이 활발하게 만들어지고 있는 중심부에서 양 방향으로 뻗어 나오는 두 개의 구체이다. 
사진에는 불꽃이 이는 듯한 모습으로 담겨 있다.

구체를 구성하는 물질 대부분은 별들이 반복적으로 삼키거나 내뱉는 가스와 먼지이다. 

나중에 분출된 물질들이 이전에 분출된 물질과 부딛히면서 구체모양을 만드는 한편, 
이러한 분출이 마치 거대한 분수가 꺼졌다가 켜지기를 빠르게, 무작위적으로 반복하는 것처럼 발생하면서
물결이 몰아치는 듯한 문양을 만들어내고 있다.

어떤 분출은 좀더 많은 물질을 머금은 채로 내뱉어 지기도 하고 어떤 분출은 좀더 빠른 속도로 내뱉어 지기도 한다. 
이런 현상이 벌어지는 것은 특정 시점에 별로 추락하는 물질이 얼마나 많은가와 연관되어 있다. 

별에서 가장 최근에 분출된 물질은 2시 방향으로 뻗어나간 회절선 바로 아래 파란색 실처럼 보인다. 

이 분출은 오른쪽으로 파도처럼 이어지는데, 연결은 끊어져 있고 끝부분이 있는 두꺼운 주황색 지역에는

고르지 않은 옅은 보라색의 원들이 눈에 띠게 자리잡고 있다. 

연한 파란색으로 구불구불 말린 선들이 중심 별 바로 왼쪽으로 피어오르고 있다.
하지만 이 구조는 많은 부분이 회절상에 가려져 있다. 

 

이 모든 분출은 별이 생성되는데 있어 매우 중요한 작용을 한다. 
이 분출이 결국 별이 얼마나 큰 질량을 갖게 되는지를 결정하기 때문이다. 
(별의 먹이가 되는 가스와 먼지 원반은 작다. 별 주위에 꽉 붙들어매져 있는 밴드를 상상해 보면 된다)

 

이제 두 번째로 눈길을 끄는 요소를 살펴보자. 

 

이것은 먼지와 가스가 고밀도로 몰려있는 지역이다.

두 개 모두 성운으로 알려져 있는데 좀더 공식적으로 쓰이는 명칭은 '보크구상체(Bok globule)'이다. 

가시광선으로 봤을 때 보크구상체는 새까만 검은색으로 보인다. 
그래서  이들 사이로 보이는 배경 별들은 한 두 개 정도만 있을 뿐이다. 
 
하지만 제임스웹 우주망원경의 근적외선 촬영능력은 이 먼지구름의 얇은 층을 파고 들어가 그 안을 볼 수 있다. 

 

그 결과 허빅-하로 46/47의 모습을 훨씬 더 많이 볼 수 있으며 
그 뒤로 한참 멀리 떨어져 있는 별과 은하까지도 드러난다. 
사진에서 이 성운은 오른쪽 하단 부드러운 주황색 선으로, 좌우를 뒤바꿔놓은 L자처럼 보인다. 

이 성운이 중요한 이유는 이 성운의 형태가 중심별들로부터 몰아쳐나오는 제트의 영향을 받아 빚어졌기 때문이다. 
분출된 물질이 성운으로 몰아칠때마다 성운 내의 분자와 상호작용을 할 기회가 더 많아지고 이로서 빛을 복사하게 된다. 

 

두 개 구체의 비대칭성을 비교하기 위해 살펴볼 두 지역이 더 있다. 

상단 우측을 보면 거품 모양 구체 하나를 볼 수 있다.
마치 스폰지 모양을 하고 있는 이 분출물은 거대한 구체로부터 분리된 것처럼 보인다. 
몇 가닥 안 되는 반투명의 성긴 물질 다발이 거대한 구체를 향해 늘어서 있다. 
거의 투명하다 할 수 있는 촉수 모양의 물질 다발이 마치 우주의 바람처럼 그 뒤로 흐르는 듯 보인다. 
이와 대조적으로 왼쪽 하단에는 육중한 구체의 아치 구조를 볼 수 있다. 

이 두 개 구조 모두 가장 멀리까지 내처진 물질들이며 따라서 가장 초기에 분출되었을 가능성이 있는 구조들이다. 
이 아치들은 방사상으로 뻗어 있는 듯 보이며, 마치 서로 다른 분출로부터 만들어진 것처럼 보인다. 

제임스웹우주망원경이 촬영한 허빅-하로 46/47 은 마치 한쪽이 지구쪽으로 살짝 더 가까운, 모서리를 드러낸 모습처럼 보인다. 
하지만 이런 직관적 이해와는 달리, 허빅-하로 46/47은 그저 오른쪽 반이 약간 더 적은 천체이다. 
왼쪽 반은 더 크고 더 밝은데 이 부분은 오히려 지구 반대쪽을 향하고 있다. 

수백만 년이 더 흐르면 허빅-하로 46/47에 담긴 별들은 어엿한 별로 성장할 것이다. 
이 별들은 사진에 담긴 다양한 색조의 환상적인 구조물들을 모두 쓸어버릴 것이고

수많은 은하들을 배경에 둔 무대 중심에 어엿하게 자리를 차지한 이중별이 될 것이다. 

제임스웹 우주망원경이 허빅-하로 46/47의 모습을 이처럼 생생하게 담아낼 수 있었던 데에는 두 가지 이유가 있었다. 
우선 이 천체는 상대적으로 지구와 가까운 거리에 있다. 
그리고 제임스웹우주망원경은 사진의 깊이를 더하기 위해 이 천체를 여러번 촬영했다. 

허빅-하로 46/47은 돛자리 방향으로 1,470광년 거리에 위치하고 있다. 

출처 : NASA 제임스웹 우주망원경 공식 사이트 2023년 7월 26일 뉴스