거대 별이 죽기 직전 분출한 찬란한 ‘우주 먼지’… 초기 우주의 비밀 풀릴까

초신성 직전 상태 거대 별 ‘WR124′
태양 질량의 30배… 빠른 속도로 진화해 생 마감
폭발 직전 ‘볼프-레예’ 단계… 초기 우주·생명체 단서

미 항공우주국(NASA)이 14일(현지 시각) 공개한 지구에서 1만5000광년 떨어진 WR124의 폭발 직전의 모습. /NASA

제임스웹 우주망원경(JWST)이 거대한 별이 죽어가면서 분출한 우주 먼지의 빛을 적외선으로 관측했다. 이번 관측은 별이 폭발하기 직전 가스와 먼지가 분출하는 과정을 보여줘 초기 우주와 생명체 탄생에 대한 단서를 제공한다.

미 항공우주국(NASA)은 제임스웹이 지구에서 1만5000광년 떨어진 궁수자리에 위치한 별 ‘WR124′를 관측한 이미지를 14일(현지시각) 공개했다. 제임스웹은 지난해 6월 WR124를 촬영했다. 이 별은 태양 질량의 30배에 달하는 무거운 별로, 태양 10개 분량의 물질을 방출했다.

WR124처럼 질량이 무거운 별은 아주 빠른 속도로 진화하고, 초신성으로 생을 마감한다. 초신성으로 폭발하기 전에 ‘볼프-레예(Wolf-Rayet)’별이라는 단계를 거치게 되는데, WR124도 이 과정을 거치면서 엄청난 양의 대기를 바깥으로 불어낸다. 볼프-레예 단계는 매우 짧은 시간에만 발생하기 때문에 관찰하기 어려운 현상 중 하나다.

제임스웹은 탑재한 근적외선카메라(NIRcam)와 중적외선 기기(MIRI)를 이용해 WR124를 관측했다. WR124의 중심부 밝기와 희미한 주변 가스의 미세 결절은 근적외선으로, 별이 방출한 가스·먼지 덩어리는 중적외선으로 촬영해 이미지를 합성했다. 적외선으로 촬영한 볼프-레예 단계의 WR124는 초신성 폭발 직전 가스와 먼지를 분출하면서 독특한 빛을 발산했다.

WR124 관측은 초기 우주의 생성 과정을 밝히는 데 중요한 단서가 될 수 있다. 초신성 폭발 과정에서 발생하는 우주 먼지는 형성되는 별을 보호하고, 중력에 의해 뭉쳐져 행성을 형성한다. 또 생명체가 탄생할 수 있는 분자를 구성하는 플랫폼 역할을 한다. 우주에는 WR124 외에도 발견하지 못한 대량의 우주 먼지가 존재하는데, 향후 우주 먼지의 양을 파악할 수 있는 정보를 제공할 수 있다.

NASA는 “우주 먼지의 많은 필수적인 역할에도 불구하고 먼지를 만드는 천체에 대해 연구할 수 있는 데이터가 없었다”며 “(제임스웹을 통해) 이제는 실시간 데이터를 연구할 수 있다”고 설명했다. 이어 “제임스웹은 WR124의 짧고 격동적인 변화의 시간을 영원히 보존하고, 우주 먼지의 신비를 밝힐 것”이라고 강조했다.

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