한국 과학자가 컴컴한 우주에서 포착한 '악마의 눈' 올해의 핼러윈 천체사진

허블우주망원경센터에서 올해의 핼러윈 천체사진으로 적색거성 CW 레오니스의 빛이 성간운을 뚫고 나가는 모습을 포착한 '악마의 눈' 사진을 선정했다. 유럽우주국(ESA) 허블우주망원경센터, 미국항공우주국(NASA) 김효선 천문연 전파천문연구본부 선임연구원 제공

올해의 핼러윈 천체사진에 한국 연구팀이 촬영한 우주 속 ‘악마의 눈’이 선정됐다.

미국항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)이 공동 운영하는 허블우주망원경센터는 이달 31일 핼러윈 데이를 앞두고 올해의 핼러윈 천체 사진으로 적색거성의 노란 빛이 성간운을 뚫는 모습을 포착한 사진을 선정했다고 28일 밝혔다. 별 중심에서 주변 물질을 뚫고 나오는 빛줄기가 핼러윈의 상징인 ‘잭오랜턴’의 눈과 비슷한 모습이다.

이 사진은 김효선 한국천문연구원 전파천문본부 선임연구원이 주도한 국제공동연구팀이 허블우주망원경으로 지구로부터 사자자리 쪽으로 400광년 떨어진 적색거성 ‘CW 레오니스(IRC+10216)’을 촬영한 사진이다. 허블우주망원경은 NASA에서 개발한 천문관측용 우주망원경으로 고도 559km 지구 저궤도에서 우주를 관측하고 하는 장비다. 이번 사진은 2011년과 2016년 허블우주망원경으로 CW 레오니스를 관측한 결과를 합성해 만들었다. 

적색거성은 별이 연료인 수소를 모두 소진하고 부풀어 올라 생기는 별이다. 초신성으로 폭발하거나 백색왜성이 되기 전 단계로 별 내무 물질 대부분은 외부 우주공간으로 방출하는 단계다. CW 레오니스는 지구와 가장 가까운 적색거성 중 하나로 적색거성 연구에 중요한 천체다.

이번 사진에서 별의 중심부는 마치 악마의 노란 눈과 같과 바깥은 악마의 눈을 둘러싼 연기처럼 붉게 보인다. 이는 적색거성이 외부에 두꺼운 방출물질층을 만들며 생기는 현상이다. 중심에 파묻힌 별 자체는 오히려 가시광선 영역에서 보이지 않는다. 대신 사이를 뚫고 나오는 별빛이 주변부와 반응하면서 신비로운 모습으로 나타난다.

연구팀은 외각 껍질층의 반복되는 고리 구조와 이를 뚫고 나오는 방사형 빛줄기에 주목했다. 연구팀은 CW 레오니스 중심의 밝기는 2016년 매우 짧은 기간 급격히 늘어난 것을 처음 발견했다. 이는 별 중심에서 뻗어나가는 빛줄기가 2016년 지구에서 바라보는 방향과 나란해졌기 때문인 것으로 분석된다. 관련 연구결과는 올해 6월 국제학술지 ‘천체물리학 저널’에 실렸다.

김 선임연구원은 “허블우주망원경의 고화질 광학 영상을 활용해 CW 레오니스의 중심에서 외곽까지 넓은 범위를 연구했고 현재까지 베일에 싸인 적색거성의 복잡한 구조를 밝힐 실마리를 찾을 수 있었다”고 말했다.

연구에 참여한 이호규 대형망원경사업단 선임연구원은 “이번 결과를 토대로 천문연이 참여중인 아타카마 밀리미터 서브밀리미터 전파간섭계(ALMA), 거대마젤란망원경 등을 활용해 적외선과 전파 영역 관측을 추가할 예정”이라며 “이를 통해 적색거성을 비롯한 별의 생성과 진화 연구에 획기적 발견을 할 것으로 기대한다”고 말했다.

[조승한 기자 shinjsh@donga.com]