제임스웹 우주망원경이 촬영한 고리성운(M57, NGC 6720)

NIRCam으로 담아낸 고리성운, Credit: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Barlow, N. Cox, R. Wesson

 

제임스웹 우주망원경이 그 유명한 고리성운을 상세하게 담아냈다. 

고리성운은 행성상성운의 전형적인 예로서 
핵연료를 소진해 가는 별이 껍데기를 우주공간으로 쏟아내면서 만들어진 천체이다. 

이 성운은 M57, 또는 NGC 6720으로 알려져 있으며 비교적 가까운 거리인 약 2,500 광년 거리에 위치하고 있다. 

이 사진은 전례없는 공간분해능과 분광 해상도로 촬영된 것으로 
제임스웹 우주망원경에 장착된 두 개 적외선 관측 장비 모두에서 독보적인 세부 모습을 드러내고 있다. 

근적외선카메라(Near-InfraRed Camera, 이하 NIRCam)로 담아낸 위 사진에서는 안쪽 고리를 꽉 채우고 있는 세세한 먼지다발들이 그 모습을 드러내고 있다. 

 

반면 중적외선장비(Mid-InfraRed Instrument, 이하 MIRI)가 촬영한 아래 사진에서는 고리의 외곽에서 
중심을 향해 도열해 있는 구조가 그 세밀한 모습을 드러내고 있다.

 

MIRI로 담아낸 고리성운, Credit: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Barlow, N. Cox, R. Wesson

 

이 성운에는 수소분자를 풍부하게 함유하고 있는 고밀도 구체들이 2만 개 이상 존재한다. 
반면 안쪽 지역은 고온의 가스가 가득 들어차 있다. 

주 고리에는 다환방향족탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)로 알려진 탄소기반 분자의 복사가 강조된 
얇은 고리가 담겨 있다. 

 

주 고리의 외곽 모서리 너머에는 동심원 구조로 배치된 약 10 개의 아치가 도열해 있다. 
이 아치는 고리성운을 만들어낸 중심별과 
대략 지구와 플루토(명왕성) 정도로 거리를 벌리고 있는 가벼운 짝꿍별과의 상호작용 때문에 발생한 것으로 추정된다. 

천문학자들은 이러한 성운을 통해 별이 생성되던 당시를 연구하기 때문에 
고리 성운과 같은 성운들은 일종의 천문학적 고고학의 대상이라 할 수 있다.

고리성운은 눌린 도넛과 같은 형상을 하고 있다. 
우리가 바라보는 시선은 양 극점 중 한쪽 극점 바로 위에서 내려다보는 시선으로 
밝은 색채를 띤 물질들로 이뤄진 배럴이 우리로부터 멀어지는 방향으로 뻗어나가고 있다. 

이 성운의 내부는 텅 비어있는 듯 보이지만 사실은 저밀도의 물질들로 가득차 있다. 
또한 이 물질은 우리 쪽 및 우리의 반대 방향 쪽인 양방향으로 뻗어있는데 
이는 마치 도넛의 중심에 럭비공이 끼어있는 것과 비슷한 모습이다. 

 

참고 : M57의 구조에 대한 자세한 분석 링크

다채로운 색깔을 띤 주 고리는 죽어가는 중심별로부터 뿜어져나온 가스로 구성되어 있다. 

중심별은 현재 백색왜성으로 변해가고 있다.
백색왜성이란 우리 태양과 같은 별이 진화과정에 만나게 될 마지막 단계로서 작은 밀도가 높은 뜨거운 별을 말한다. 

고리성운은 밤하늘에서 가장 유명한 천체 중 하나이다. 

이 성운은 1779년 앙투안 다르퀴 드 펠리푸아(Antoine Darquier de Pellepoix)와 샤를 메시에(Charles Messier)에 의해 발견되었으며 메시에 목록에 57번째로 등재되어 있다. 
두 천문학자 모두 거문고자리를 통과한 혜성을 쫓다가 우연히 이 성운을 발견했다. 

이번 관측은 제임스웹 우주망원경 관측 프로그램 GO 1558의 일환으로 이루어졌다. 

 

참고 : 허블우주망원경이 2013년 발표한 고리성운의 모습 Credit: NASA, ESA, and C. Robert O’Dell (Vanderbilt University)

  출처 : 유럽우주국(ESA) Science & Exploration 2023년 8월 21일 Story.